CN112117884B - 一种水下供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下供电装置，涉及水下供电设备技术领域，包括：主体、多个电能转换单元以及散热组件；所述主体包括环形筒体，所述环形筒体两端分别连接有头盖板和尾板，所述环形筒体内壁上环形间隔设有多个安装平台，所述环形筒体环形间隔设有多个第一孔道，所述头盖板和尾板上设有多个通孔，多个所述通孔与多个所述第一孔道连通形成多个流道；每个所述电能转换单元可与任一所述安装平台可拆卸连接；所述散热组件设于所述尾板上，所述散热组件用于驱使水流穿过多个流道。本发明的多个电能转换单元模块化安装在环形筒体内，可减小水下供电装置的体积和成本。本发明散热效果好，可提高使用的可靠性。

Description

一种水下供电装置

技术领域

本发明涉及水下供电设备技术领域，特别涉及一种水下供电装置。

背景技术

随着人类开发江河海洋资源，以及水下救生、探测等活动的需要，水下载人潜水器、水下遥控机器人、水下观测仪器等被越来越多的开发。这些水下设备或探测仪器一般通过电池提供电能，以便其正常工作，电池电能耗尽后，可通过自身携带燃油燃气发电设备给其电池充电。由于现代水下设备或探测仪器日趋小型化，自发电供电装置结构复杂，使得水下设备或探测仪器体积重量较难实现小型化。

相关技术中，水下设备或探测仪器外部供电是一种可选的替代方案，由拖曳式电缆将电能从船上传输至水下供电装置，再通过水下供电装置给其它水下设备或探测仪器供电，这种供电方式具有布放灵活、探测连续、通讯快速、探测区域广的优势，近年来，得到水下或海底金属探测、焊接、切割、通讯等特殊专用市场的青睐。电能从电缆传输至水下供电装置后，通过变压器将电能进行转化，以便后续水下电气设备使用。

但是，水下设备或探测仪器的功率范围波动较大，相关技术中水下供电装置一般以水下设备或探测仪器的最高功率选择变压器，进而进行水下供电装置的设计，这样会导致水下供电装置的体积庞大，且发热严重，既增加水下供电装置的成本，也降低水下供电装置的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种水下供电装置，以解决相关技术中水下供电装置体积庞大，发热严重的技术问题。

本发明实施例提供了一种水下供电装置，包括：

主体，其包括环形筒体，所述环形筒体两端分别连接有头盖板和尾板，所述环形筒体内壁上环形间隔设有多个安装平台，所述环形筒体上环形间隔设有多个第一孔道，所述头盖板和所述尾板上设有多个通孔，多个所述通孔与多个所述第一孔道连通形成多个流道；

多个电能转换单元，每个所述电能转换单元均可与任一所述安装平台可拆卸连接；

散热组件，其设于所述尾板上，所述散热组件用于驱使水流穿过多个所述流道。

一些实施例中，所述散热组件包括多个水驱动单元，多个所述水驱动单元环形间隔设在所述尾板上。

一些实施例中，每个所述水驱动单元均包括：

动力舱，其固定于所述尾板上；

驱动电机，其设于所述动力舱内；

螺旋桨，其与所述驱动电机的输出轴连接。

一些实施例中，所述环形筒体包括：

外壳体，其内壁环形间隔设有多个半圆内壁槽；

内壳体，其套接在所述外壳体内，所述内壳体外壁环形间隔设有多个半圆外壁槽，多个所述半圆外壁槽与多个所述半圆内壁槽配合形成多个所述第一孔道。

一些实施例中，所述内壳体内壁环形间隔设有多个所述安装平台，每个所述安装平台上设有多个并排的滑动导槽，每个所述电能转换单元上设有与每个所述安装平台的多个所述滑动导槽配合的多个导轨条。

一些实施例中，所述滑动导槽和导轨条的截面均呈梯形。

一些实施例中，所述水下供电装置至少还包括水下控制模单元、保护报警单元以及工况采集单元，所述水下控制单元、保护报警单元或工况采集单元上均设有与每个所述安装平台的多个所述滑动导槽配合的多个导轨条。

一些实施例中，所述内壳体为绝缘材料制成。

一些实施例中，所述外壳体为金属材料或高强度复合材料制成。

一些实施例中，所述头盖板和所述尾板上均设有水密接头，所述头盖板上的水密接头用于与水面船舶连接，所述尾板上的水密接头用于与水下设备或探测仪器连接。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种水下供电装置，通过设置环形筒体和多个电能转换单元，并在环形筒体内壁上环形间隔设有多个安装平台，任一安装平台均可以与任一电能转换单元可拆卸连接，电能转换单元采用这种模块化的结构安装在环形筒体内，结构紧凑，减小水下供电装置的体积，功能扩展性强，可根据需要增加或减少电能转换单元，实现不同功率的电能转换，减小水下供电装置的成本，技术经济性好。另外，环形筒体、头盖板和尾板形成有多个流道，散热组件驱使水流穿过多个流道，利用水流对水下供电装置进行散热，增加了水下供电装置的散热效果，提高水下供电装置使用的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水下供电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的水下供电装置的截面示意图；

图3为本发明实施例提供的水下供电装置的尾板端面的示意图；

图4为本发明实施例提供的水下供电装置的安装平台的示意图；

图5为本发明实施例提供的水下供电装置与水面船体和水下设备连接的示意图；

图中：1、主体；11、头盖板；12、环形筒体；121、外壳体；122、内壳体；1221、安装平台；1222、滑动导槽；13、尾板；14、第一孔道；15、通孔；2、电能转换单元；21、导轨条；3、散热组件；31、水驱动单元；311、动力舱；312、驱动电机；313、螺旋桨；4、水密接头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种水下供电装置，其能解决现有水下供电装置体积庞大，发热严重的技术问题。

参见图1和图2所示，一种水下供电装置，包括：主体1、至少两个功能不同的电能转换单元2以及散热组件3。

主体1包括环形筒体12，环形筒体12两端分别连接有头盖板11和尾板13，环形筒体12内壁上环形间隔设有多个安装平台1221，环形筒体12上环形间隔设有多个第一孔道14，参见图3所示，头盖板11和尾板13上设有多个通孔15，多个通孔15与多个第一孔道14连通形成多个流道。

参见图1和图3所示，每个电能转换单元2均可与任一安装平台1221可拆卸连接。散热组件3设于尾板13上，散热组件3用于驱使水流穿过多个流道。

与现有技术相比，本发明实施例中的水下供电装置，通过设置环形筒体12和多个电能转换单元2，并在环形筒体12内壁上环形间隔设有多个安装平台1221，任一安装平台1221均可以与任一电能转换单元2可拆卸连接，多个电能转换单元2采用这种模块化的结构安装在环形筒体12内，结构紧凑，可减小水下供电装置的体积，功能扩展性强，可根据需要增加或减少电能转换单元，实现不同功率的电能转换，减小水下供电装置的成本，技术经济性好。另外，环形筒体12、头盖板11和尾板13形成多个流道，散热组件3驱使水流穿过多个流道，利用水流对水下供电装置进行散热，增加了水下供电装置的散热效果，提高水下供电装置使用的可靠性。

作为可选的实施方式，散热组件3包括多个水驱动单元31，多个水驱动单元31环形间隔设在尾板13上。进一步地，每个水驱动单元31均包括：动力舱311、驱动电机312以及螺旋桨313。动力舱311固定于尾板13上，驱动电机312设于动力舱311内，螺旋桨313与驱动电机312的输出轴连接。从图3中可以看到，尾板13上呈轴对称布局的安装有3个水驱动单元31，实际应用中可以根据需求适当增加水驱动单元31的数量。

作为可选的实施方式，环形筒体12包括：外壳体121和内壳体122。外壳体121内壁环形间隔设有多个半圆内壁槽，内壳体122套接在外壳体121内，内壳体122外壁环形间隔设有多个半圆外壁槽，多个半圆外壁槽与多个半圆内壁槽配合形成多个第一孔道14。

作为可选的实施方式，参见图4所示，内壳体122内壁环形间隔设有多个安装平台1221，每个安装平台1221上设有多个并排的滑动导槽1222，每个电能转换单元2设有与每个安装平台1221的多个滑动导槽1222配合的多个导轨条21。优选地，滑动导槽1222和导轨条21均呈梯形，导轨条21沿滑动导槽1222划入后，不会脱落或松动。

作为可选的实施方式，水下供电装置至少还包括水下控制模单元、保护报警单元以及工况采集单元，水下控制单元、保护报警单元或工况采集单元上均设有与每个安装平台1221的多个滑动导槽1222配合的多个导轨条21。参见图2和图4所示，水下供电装置的电能转换单元2、水下控制单元、保护报警单元和工况采集单元等，均设有多个导轨条21，可根据需要适当延长环形筒体12的长度，即延长安装平台1221上滑动导槽1222的长度。例如，参见图5所示，环形筒体12可分为前段和后段，前段安装电能转换单元2这类高电压的单元，后段安装水下控制单元、保护报警单元或工况采集单元等低电压的单元。

水下控制单元、保护报警单元或工况采集单元与电能转换单元2一样，可以与任一电能转换单元2可拆卸连接，也是模块化结构的一部分。水下控制模单元、保护报警单元以及工况采集单元相互电连接，工况采集单元可以实时采集并上传水下供电装置的深度、内部温度、输出电压、输出电流等工况信息数据，保护报警单元结合工况采集单元采集的数据，通过水下控制单元向水面控制中心反馈保护状态信息，保护报警单元具有输出过流保护、输出开路指示、温度保护、输出功率保护等报警保护功能。

作为可选的实施方式，内壳体122为绝缘材料制成，内壳体122与电能转换单元2接触，内壳体122采用绝缘材料可以防止电能转换单元2与外部的水形成电路，保护电能转换单元2。

作为可选的实施方式，外壳体121为金属材料或高强度复合材料制成，由于水下供电装置位于水下，外壳体121需要耐受一定水压或者外力碰撞，而金属材料或高强度复合材料具有较好的抗压性能，适于作为外壳体121的制作材料。优选地，金属材料可选不锈钢，高强度复合材料可选玻璃纤维或碳纤维。

作为可选的实施方式，头盖板11和尾板13上均设有水密接头4，头盖板11上的水密接头4用于与水面船舶连接，尾板13上的水密接头4用于与水下设备或探测仪器连接。参见图5所示，具体地，水面船舶通常设有水面控制中心和供电中心，水下供电装置通过设于头盖板11上的水密接头4和水下电缆与水面船舶上的水面控制中心和供电中心连接，通常水下电缆中包裹有光纤，水下电缆可实现水下供电装置与水面控制中心和供电中心之间的信号传输和电能传输。优选地，供电中心和水下供电装置之间采用直流输电。水下供电装置通过尾板13上的水密接头4与水下设备或探测仪器连接，为其提供来自水面船舶的供电中心的电能，并为其与水面船舶的水面控制中心之间的信号传输作中转。参见图5所示，假设水面船舶的供电中心的供能功率是300kW，采用这种模块化设计，水下供电装置的单个电能转换单元2的功率可以是30kW，10个电能转换单元2组合就可达到300kW的供能功率，同时也可以根据需要只使用部分电能转换单元2（例如5个）实现150kW的供能功率，功能可调性强，技术经济好。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种水下供电装置，其特征在于，包括：

主体（1），其包括环形筒体（12），所述环形筒体（12）两端分别连接有头盖板（11）和尾板（13），所述环形筒体（12）内壁上环形间隔设有多个安装平台（1221），所述环形筒体（12）上环形间隔设有多个第一孔道（14），所述头盖板（11）和所述尾板（13）上设有多个通孔（15），多个所述通孔（15）与多个所述第一孔道（14）连通形成多个流道；所述环形筒体（12）包括外壳体（121）和内壳体（122），所述外壳体（121）内壁环形间隔设有多个半圆内壁槽，所述内壳体（122）套接在所述外壳体（121）内，所述内壳体（122）外壁环形间隔设有多个半圆外壁槽，多个所述半圆外壁槽与多个所述半圆内壁槽配合形成多个所述第一孔道（14）；

多个电能转换单元（2），每个所述电能转换单元（2）均可与任一所述安装平台（1221）可拆卸连接；

散热组件（3），其设于所述尾板（13）上，所述散热组件（3）用于驱使水流穿过多个所述流道。

2.如权利要求1所述的一种水下供电装置，其特征在于：

所述散热组件（3）包括多个水驱动单元（31），多个所述水驱动单元（31）环形间隔设在所述尾板（13）上。

3.如权利要求2所述的一种水下供电装置，其特征在于，每个所述水驱动单元（31）均包括：

动力舱（311），其固定于所述尾板（13）上；

驱动电机（312），其设于所述动力舱（311）内；

螺旋桨（313），其与所述驱动电机（312）的输出轴连接。

4.如权利要求1所述的一种水下供电装置，其特征在于：

所述内壳体（122）内壁环形间隔设有多个所述安装平台（1221），每个所述安装平台（1221）上设有多个并排的滑动导槽（1222），每个所述电能转换单元（2）上设有与每个所述安装平台（1221）的多个所述滑动导槽（1222）配合的多个导轨条（21）。

5.如权利要求4所述的一种水下供电装置，其特征在于：所述滑动导槽（1222）和导轨条（21）的截面均呈梯形。

6.如权利要求4所述的一种水下供电装置，其特征在于：

所述水下供电装置至少还包括水下控制模单元、保护报警单元以及工况采集单元，所述水下控制单元、保护报警单元或工况采集单元上均设有与每个所述安装平台（1221）的多个所述滑动导槽（1222）配合的多个导轨条（21）。

7.如权利要求1所述的一种水下供电装置，其特征在于：所述内壳体（122）为绝缘材料制成。

8.如权利要求1所述的一种水下供电装置，其特征在于：所述外壳体（121）为金属材料或高强度复合材料制成。

9.如权利要求1所述的一种水下供电装置，其特征在于：

所述头盖板（11）和所述尾板（13）上均设有水密接头（4），所述头盖板（11）上的水密接头（4）用于与水面船舶连接，所述尾板（13）上的水密接头（4）用于与水下设备或探测仪器连接。

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