CN112886867A - 一种船舶机舱噪声发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶机舱噪声发电装置，包括用于接收船舶机舱噪声并转化为热能的热声制冷机，和用于根据所述热能进行发电的半导体温差发电装置；所述热声制冷机包括依次连接的声波接收器、热端换热器、变孔隙率回热器、冷端换热器、谐振管和缓冲腔体，所述半导体温差发电装置包括冷源、半导体介质、热源和升压稳定电路。本发明提供的船舶机舱噪声发电装置首先接收船舶机舱噪声并转化为热能，然后再根据所述热能进行发电供电，在吸收噪声的同时产生电能，节能效果明显，将船舶机舱内的高温环境变废为宝，提升了工作环境的舒适性，且该装置结构简单，没有机械结构，安全性可靠性高、成本低、寿命长。

Description

一种船舶机舱噪声发电装置
技术领域
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种船舶机舱噪声发电装置。
背景技术
船舶机舱是一个环境十分恶劣的工作场所，由于其内有大功率的主机及发电机组，当机器运作时会产生极大的噪声，轮机人员长期处在该环境下，会导致失眠、多梦等现象，甚至产生心脏供血不足的症状，严重情况会导致冠状动脉缺血和一过性血管痉挛；噪声还会对耳道和听觉系统造成不可逆损伤，这严重影响了轮机工作人员的身体健康。
目前，对于噪声的处理方式通常有两种，一是将噪声转换为热能进行释放，从而降低声波强度；二是采用声电转换装置，吸收噪声的同时将噪声能量收集起来转换成电能。
船舶机舱中的机器设备所发出的持续性高分贝噪声的强度一般可达120dB左右，其声功率在10KW以上，满足噪声发电的基本条件，若能够将这些能量利用起来，不仅能够减轻噪声污染，而且能够降低船舶的整体能耗，如果能有效进行开发，对于改善噪声污染、节能环保具有重要意义，很好地兼顾了能源与环境两大难题。
然而现有的声电转换装置技术还不够成熟，结构复杂，成本高，受材料、效率等因素的影响还无法进行大规模的应用。
发明内容
本发明提供一种船舶机舱噪声发电装置，其发电成本低、安全性可靠性高、寿命长。
为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种船舶机舱噪声发电装置，包括用于接收船舶机舱噪声并转化为热能的热声制冷机，和用于根据所述热能进行发电的半导体温差发电装置；
所述热声制冷机包括依次连接的声波接收器、热端换热器、变孔隙率回热器、冷端换热器、谐振管和缓冲腔体；
所述变孔隙率回热器内部沿轴向叠加有多层不同孔隙率的回热填料，所述回热填料的孔隙率由热端换热器至冷端换热器呈现轴向单调递增；
所述半导体温差发电装置包括冷源、半导体介质、热源和升压稳定电路，所述半导体介质包括P型半导体和N型半导体，且所述P型半导体的一端与所述N型半导体的一端相连接并置于热源，所述P型半导体的另一端与所述N型半导体的另一端均分别与所述升压稳定电路电连接并置于冷源；
所述热源为船舶机舱室温，所述冷源通过连接管与所述冷端换热器相连接，使所述冷端换热器的热能传递至所述冷源。
优选的，所述P型半导体和N型半导体的数量均为多个，所述P型半导体和N型半导体的一端均分别置于所述热源，所述P型半导体和N型半导体的另一端均分别置于所述冷源，此时，所述P型半导体与所述N型半导体相隔的首尾连接后具有两端，所述两端分别与所述升压稳定电路电连接。
优选的，所述回热填料为不锈钢丝网。
优选的，所述升压稳定电路还连接有蓄电池组。
优选的，所述谐振管的长度为4.6～9.2cm。
优选的，热声制冷机中所述变孔隙率回热器设置于噪声声波的压力波腹与速度波腹之间。
优选的，所述连接管上设置有水泵。
优选的，所述变孔隙率回热器和谐振管内壁均设置有隔热膜。
优选的，所述变孔隙率回热器和谐振管外壁均涂有保温材料。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种船舶机舱噪声发电装置，首先热声制冷机接收船舶机舱噪声并转化为热能，然后半导体温差发电装置再根据所述热能进行发电供电，本申请能产生的有益效果包括：
1、能够吸收噪声、产生电能，节能效果明显；
2、利用船舱机舱内的高温环境变废为宝；
3、弱噪声能改善机舱船员工作环境，提升工作环境舒适性，减少听觉疾病；
4、该装置结构简单，没有机械结构，安全性可靠性高、成本低、寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，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是本发明实施例中船舶机舱噪声发电装置的示意图；
附图标记：
1、热声制冷机；
11、声波接收器；
12、热端换热器；
13、变孔隙率回热器；
14、冷端换热器；
15、谐振管；
16、缓冲腔体；
2、半导体温差发电装置；
21、冷源；
22、半导体介质；
23、热源；
24、升压稳定电路；
25、蓄电池组；
26、连接管；
261、水泵。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，一种船舶机舱噪声发电装置，包括用于接收船舶机舱噪声并转化为热能的热声制冷机1，和用于根据热能进行发电的半导体温差发电装置2。
热声制冷机1包括依次连接的声波接收器11、热端换热器12、变孔隙率回热器13、冷端换热器14、谐振管15和缓冲腔体16。
谐振管15的长度为4.6～9.2cm，有效减少了谐振管15的声功损耗。
变孔隙率回热器13内部沿轴向叠加有多层不同孔隙率的回热填料，其中回热填料为不锈钢丝网，回热填料的孔隙率由热端换热器12至冷端换热器14呈现轴向单调递增，变孔隙率回热器13位于噪声声波的压力波腹与速度波腹之间。
变孔隙率回热器13和谐振管15内壁均设置有隔热膜。
变孔隙率回热器13和谐振管15外壁均涂有保温材料。
向热声制冷机1中充入一定压力的气体，并用肥皂水检测其气密性。
半导体温差发电装置2包括冷源21、半导体介质22、热源23和升压稳定电路24，半导体介质22包括P型半导体和N型半导体，且P型半导体和N型半导体的数量均为3个，P型半导体和N型半导体的一端均分别置于热源23，P型半导体和N型半导体的另一端均分别置于冷源21，此时，P型半导体与N型半导体相隔的首尾连接后具有两端，两端分别与升压稳定电路24电连接，升压稳定电路还连接有蓄电池组25。
热源23为船舶机舱室温，冷源21通过连接管26与冷端换热器14相连接，使冷端换热器14的热能传递至冷源21，连接管26上设置有水泵261。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，包括用于接收船舶机舱噪声并转化为热能的热声制冷机(1)，和用于根据所述热能进行发电的半导体温差发电装置(2)；
所述热声制冷机(1)包括依次连接的声波接收器(11)、热端换热器(12)、变孔隙率回热器(13)、冷端换热器(14)、谐振管(15)和缓冲腔体(16)；
所述变孔隙率回热器(13)内部沿轴向叠加有多层不同孔隙率的回热填料，所述回热填料的孔隙率由热端换热器(12)至冷端换热器(14)呈现轴向单调递增；
所述半导体温差发电装置(2)包括冷源(21)、半导体介质(22)、热源(23)和升压稳定电路(24)，所述半导体介质(22)包括P型半导体和N型半导体，且所述P型半导体的一端与所述N型半导体的一端相连接并置于热源(23)，所述P型半导体的另一端与所述N型半导体的另一端均分别与所述升压稳定电路(24)电连接并置于冷源(21)；
所述热源(23)为船舶机舱室温，所述冷源(21)通过连接管(26)与所述冷端换热器(14)相连接，使所述冷端换热器(14)的热能传递至所述冷源(21)。
2.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述P型半导体和N型半导体的数量均为多个，所述P型半导体和N型半导体的一端均分别置于所述热源(23)，所述P型半导体和N型半导体的另一端均分别置于所述冷源(21)，此时，所述P型半导体与所述N型半导体相隔的首尾连接后具有两端，所述两端分别与所述升压稳定电路(24)电连接。
3.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述回热填料为不锈钢丝网。
4.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述升压稳定电路((24))还连接有蓄电池组(25)。
5.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述谐振管(15)的长度为4.6～9.2cm。
6.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，热声制冷机(1)中所述变孔隙率回热器(13)设置于噪声声波的压力波腹与速度波腹之间。
7.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述连接管(26)上设置有水泵(261)。
8.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述变孔隙率回热器(13)和所述谐振管(15)内壁均设置有隔热膜。
9.根据权利要求1所述的船舶机舱噪声发电装置，其特征在于，所述变孔隙率回热器(13)和所述谐振管(15)外壁均涂有保温材料。
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