CN110513256A - 海洋温差能发电的换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋温差能发电的换热装置，包括：外耐压壳、内耐压壳、第一导热板、第二导热板、温差发电片、相变材料、橡胶软管、液压油、穿舱连接器、热载体油和导热片。温差发电片设置于外耐压壳和内耐压壳之间，与第一导热板和第二导热板连接；温差发电片与外耐压壳之间设置第一导热板；温差发电片与内耐压壳之间设置第二导热板；热载体油设置于外耐压壳和内耐压壳之间；相变材料、橡胶软管和导热片设置于内耐压壳内部，导热片与内耐压壳连接，液压油设置于橡胶软管内部；穿舱连接器设置于换热装置顶部。该装置实现了温差能的高效俘获，利用温差发电片进行发电，将温差能转换为电能可以提高水下滑翔机和剖面浮标等水下无人潜器的续航力。

Description

海洋温差能发电的换热装置
技术领域
本发明涉及清洁能源发电技术领域，特别涉及一种海洋温差能发电的换热装置。
背景技术
长期以来，无人水下航行器采用电池作为驱动能量，为推进单元、导航控制单元以及其他传感器提供电能。因无人水下航行器搭载的电池能量有限，无人水下航行器的续航能力受到制约，因此，需要解决无人水下航行器的续航能力问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种海洋温差能发电的换热装置，该装置可以提高温差能换热器俘获海洋温差能的能力，提高水下观测平台的续航力。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种海洋温差能发电的换热装置，包括：
外耐压壳、内耐压壳、第一导热板、第二导热板、温差发电片、相变材料、橡胶软管、液压油、穿舱连接器、热载体油和导热片；
所述温差发电片设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间，所述温差发电片与所述外耐压壳之间设置所述第一导热板，所述温差发电片与内耐压壳之间设置所述第二导热板；
所述温差发电片外侧与所述第一导热板连接，所述第一导热板连接所述外耐压壳，所述温差发电片内侧和所述第二导热板连接，所述第二导热板连接所述内耐压壳；
所述热载体油设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间；
所述相变材料、所述橡胶软管和所述导热片设置于所述内耐压壳内部，所述导热片与所述内耐压壳连接，所述液压油设置于所述橡胶软管内部；
所述穿舱连接器设置于换热装置顶部。
本发明实施例的海洋温差能发电的换热装置，实现了温差能的高效俘获，利用温差发电片进行发电，将温差能转换为电能，内耐压舱中使用导热片，加快了相变材料相变的过程，更快的完成温差能的捕获，采用该温差能换热器可以更好地提高水下滑翔机和剖面浮标等水下无人潜器的续航力。
另外，根据本发明上述实施例的海洋温差能发电的换热装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述外耐压壳和所述内耐压壳为圆柱形。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述温差发电片设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的一侧，占据所述外耐压壳和所述内耐压壳之间侧面空间的二分之一。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述热载体油设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的另一侧，占据所述外耐压壳和所述内耐压壳之间侧面空间的二分之一。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述导热片用于加速所述相变材料的相变过程。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述换热装置所在海洋环境的温度大于所述相变材料的凝固温度时，所述相变材料为液体状态，所述内耐压壳内的压强增大，所述橡胶软管内的所述液压油被挤出所述橡胶软管；
在所述换热装置所在海洋环境的温度小于所述相变材料的凝固温度时，所述相变材料凝固，所述内耐压壳内压强减小，所述液压油回流到所述橡胶软管。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述热载体油用于加速热量在所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的传导。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述导热片用于加速热量在所述内耐压壳与所述相变材料之间的传导。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述穿舱连接器用于所述换热装置与其它装置联通。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的海洋温差能发电的换热装置结构图；
图2为根据本发明一个实施例的海洋温差能发电的换热装置内部相变材料融化状态结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的海洋温差能发电的换热装置内部相变材料凝固状态结构示意图。
附图标记：外耐压壳-1、内耐压壳-2、第一导热板-3、第二导热板-4、温差发电片-5、相变材料-6、橡胶软管-7、液压油-8、穿舱连接器-9、热载体油-10和导热片-11。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的海洋温差能发电的换热装置。
图1为根据本发明一个实施例的海洋温差能发电的换热装置结构图。
如图1所示，该海洋温差能发电的换热装置包括：外耐压壳1、内耐压壳2、第一导热板3、第二导热板4、温差发电片5、相变材料6、橡胶软管7、液压油8、穿舱连接器9、热载体油10和导热片11。
其中，外耐压壳1和内耐压壳2为圆柱形。
温差发电片5设置于外耐压壳1和内耐压壳2之间，温差发电片5与外耐压壳1之间设置第一导热板3，温差发电片5与内耐压壳2之间设置第二导热板4；
温差发电片5外侧与第一导热板3连接，第一导热板3连接外耐压壳1，温差发电片5内侧和第二导热板4连接，第二导热板4连接内耐压壳2；温差发电片5两侧存在温度差，利用温度差进行发电，实现了温差能转换为电能；
热载体油10设置于外耐压壳1和内耐压壳2之间；
相变材料6、橡胶软管7和导热片11设置于内耐压壳2内部，导热片11与内耐压壳2连接，液压油8设置于橡胶软管7内部；
穿舱连接器9设置于换热装置顶部。
具体地，结合图1、图2和图3所示，温差发电片5位于内耐压壳2和外耐压壳1之间，与外耐压壳1通过第一导热板3严密贴合，与内耐压壳2通过第二导热板4严密贴合，第二导热板4有利于内耐压壳2和外耐压壳1进行热传导。
温差发电片5设置于外耐压壳1和内耐压壳2之间的一侧，占据外耐压壳1和内耐压壳2之间侧面空间的二分之一。
热载体油10位于内耐压壳2和外耐压壳1之间，与温差发电片5隔离，占据内耐压壳2和外耐压壳1之间剩余空间，加快热传导速度。
可以理解的是，热载体油10设置于外耐压壳1和内耐压壳2之间的另一侧，占据外耐压壳1和内耐压壳2之间侧面空间的二分之一。
相变材料6、橡胶软管7、液压油8、导热片11位于内耐压壳2内。导热片11加速温度传导，加速相变材料6的相变过程。
液压油8位于橡胶软管7内部，用于传递内耐压壳2内压力变化。
穿舱连接器9实现了温差能换热器与潜器其它部分联通的功能。
本发明温海洋温差能发电的换热装置在有足够温度差的海域时，通过汲取海洋不同深度的温度差将温差能转化为机械能推动传输液体以及实现温差能发电。
通过具体实施例详细说明本发明的海洋温差能发电的换热装置的工作原理。
当潜器位于水面附近时，温差能换热器内相变材料6处于液体状态，如图2所示，橡胶软管7中的液压油8被挤出温差能换热器中。随着潜器下潜，海水温度逐渐降低，当海水温度低于相变材料6的凝固温度时，相变材料6开始凝固。随着相变材料6的凝固，内耐压壳2中的压强减小，液压油8回流到橡胶软管7中，如附图3所示。潜器上浮过程中，海水温度逐渐升高，当海水温度高于相变材料6的融化温度时，相变材料6开始融化。内耐压壳2中的压强增大，橡胶软管7中的液压油8被挤出温差能换热器中，完成了温差能转化为机械能的一个工作循环。这其中位于内耐压壳2和外耐压壳1之间的热载体油10加速热量在内外耐压壳之间的传导。位于内耐压壳2内的导热片11加速热量在内耐压壳2与相变材料6之间的传导。热载体油10和导热片11的使用加快了温差能俘获过程。
温差发电片5外侧接触第一导热板3，第一导热板3接触外耐压壳1，在潜器下降的过程中，海水温度逐渐降低，导致温差发电片5外侧温度逐渐降低。温差发电片5内侧接触第二导热板4，第二导热板4接触内耐压壳2，内耐压壳2内充满相变材料6，内耐压壳2和外耐压壳1之间侧面空间右半部分由于有温差发电片5阻隔，温度传导较慢。内耐压壳2和外耐压壳1之间侧面空间左半部分充满热载体油10，内耐压壳2内部左侧有导热片11，温度下降的速度比右半部分快，左半部分相变材料6先凝固，凝固后相变材料6导热性降低，温差发电片5内外侧温差存在的时间较上升过程中存在的时间长，有更长的发电时间，从而获取更多的电能。
根据本发明实施例提出的海洋温差能发电的换热装置，实现了温差能的高效俘获，利用温差发电片进行发电，将温差能转换为电能，内耐压舱中使用导热片，加快了相变材料相变的过程，更快的完成温差能的捕获，采用该温差能换热器可以更好地提高水下滑翔机和剖面浮标等水下无人潜器的续航力。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种海洋温差能发电的换热装置，其特征在于，包括：外耐压壳、内耐压壳、第一导热板、第二导热板、温差发电片、相变材料、橡胶软管、液压油、穿舱连接器、热载体油和导热片；
所述温差发电片设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间，所述温差发电片与所述外耐压壳之间设置所述第一导热板，所述温差发电片与内耐压壳之间设置所述第二导热板；
所述温差发电片外侧与所述第一导热板连接，所述第一导热板连接所述外耐压壳，所述温差发电片内侧和所述第二导热板连接，所述第二导热板连接所述内耐压壳；
所述热载体油设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间；
所述相变材料、所述橡胶软管和所述导热片设置于所述内耐压壳内部，所述导热片与所述内耐压壳连接，所述液压油设置于所述橡胶软管内部；
所述穿舱连接器设置于换热装置顶部。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述外耐压壳和所述内耐压壳为圆柱形。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述温差发电片设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的一侧，占据所述外耐压壳和所述内耐压壳之间侧面空间的二分之一。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述热载体油设置于所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的另一侧，占据所述外耐压壳和所述内耐压壳之间侧面空间的二分之一。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述导热片用于加速所述相变材料的相变过程。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
在所述换热装置所在海洋环境的温度大于所述相变材料的凝固温度时，所述相变材料为液体状态，所述内耐压壳内的压强增大，所述橡胶软管内的所述液压油被挤出所述橡胶软管；
在所述换热装置所在海洋环境的温度小于所述相变材料的凝固温度时，所述相变材料凝固，所述内耐压壳内压强减小，所述液压油回流到所述橡胶软管。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述热载体油用于加速热量在所述外耐压壳和所述内耐压壳之间的传导。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述导热片用于加速热量在所述内耐压壳与所述相变材料之间的传导。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述穿舱连接器用于所述换热装置与其它装置联通。
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