[发明专利]一种新型海洋温差能利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋能源应用技术领域，具体地说,涉及一种新型海洋温差能利用装置。

背景技术

目前，能源危机和环境污染问题的日益严峻，新能源尤其是可再生能源、清洁能源的开发和利用成为当今社会的热门话题。温差能是海洋能源中存在最为广泛的一种清洁能源，在海洋表层与300～500米深处，海水温差为15～25K；由此可见，海洋温差能虽然数量巨大，能量品位不高。海洋温差能传统的利用方式是分别取深层海水和表层海水作为冷源和热源，驱动低温朗肯循环做功，该方式原理可行，然而效率较低、成本较高、设备复杂并且工程实践难度较大，因此至今没有获得推广。

发明专利2011110147353.0中公开了一种“利用海洋温差能发电的方法及装置”，其利用表层高温海水加热低沸点工质使之蒸发气化和深层低温海水冷却乏气使之液化，如此构成闭式循环推动汽轮机做工，这种传统海洋温差能利用方式，在美国、法国已有类似电站建成。该发明海洋温差能利用方式往往用于大型电站，设备复杂、成本高、难以推广。

海洋温差能发电装置需要复杂的大型设备，包括几百米长需要保温和保压的管道、大型海水泵、大量昂贵的低温工质。然而海洋温差能品位很差，发电成本相对于火电、水电、核电甚至光电都没有任何优势。为此，如何低成本、高效率的利用海洋温差能，甚至改变常规的发电思路，利用海洋温差直接驱动航行器成为当前关注的热点。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服其结构复杂、成本高、收益效果差的问题，本发明提出一种新型海洋温差能利用装置。该装置通过低温工质将海洋温差能转化成机械能直接用于驱动水下滑翔机，结构简单、效果显著。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括恒压机构、共杆活塞、热敏膨胀机构、限位自锁机构，其特点是，恒压机构与热敏膨胀机构固连，共杆活塞两端分别与恒压腔体和热敏膨胀腔内的小活塞缸配合；

所述恒压机构包括组合阀门、端盖板、恒压腔体，所述恒压腔体为圆筒形结构,一端有连接法兰与连接板固连，恒压腔体另一端与端盖板连接,端盖板上安装有组合阀门,恒压腔体内壁周向有台阶，恒压腔体侧壁上开有透水孔,限位自锁机构位于恒压腔体侧壁上，且与透水孔相对；

所述热敏膨胀机构包括连接板、充气阀、热敏膨胀腔体、小活塞缸、腔体端板，连接板位于热敏膨胀腔体一端，且与热敏膨胀腔体固连，连接板中心有通孔，充气阀安装在连接板上，腔体端板与热敏膨胀腔体另一端固连，小活塞缸位于热敏膨胀腔体内，小活塞缸通过端部连接法兰固定在连接板上，小活塞缸另一端与热敏膨胀腔相通；

所述共杆活塞由活塞、小活塞、U形连接件、左十字销、右十字销组成，活塞与恒压腔体配合,活塞杆上靠近两端周向分别有第一限位槽和第二限位槽,活塞杆一端有第一U形槽,活塞杆穿过连接板与U形连接件通过左十字销连接，小活塞侧端有第二U形槽与U形连接件的另一端通过右十字销连接，小活塞与小活塞缸配合；

所述限位自锁机构包括顶块、弹簧、螺纹管、调节块，螺纹管管壁内外有螺纹，调节块位于螺纹管内底部，弹簧位于顶块和调节块之间，顶块与第一限位槽，第二限位槽配合，通过压紧顶块实现限位和自锁。

所述连接板与恒压腔体和小活塞缸同轴安装。

各连接件之间通过O型圈实现径向密封。

热敏膨胀腔体和恒压腔体采用不锈钢材料，腔体壁面进行保温处理。

有益效果

本发明提出的一种新型海洋温差能利用装置，包括由恒压机构、共杆活塞、热敏膨胀机构、限位自锁机构，恒压机构与热敏膨胀机构固连，通过截面积不同的共杆活塞两端分别与恒压腔体和热敏膨胀腔内的小活塞缸配合安装；运用工质的热胀冷缩特性和两相区的恒压特性，实现装置的排水量随温度的升高而降低，反之亦然。表层海水较深层海水有20K的温度差，装置在海洋温差的驱动下实现自动浮沉运动。通过限位自锁机构使装置下沉阶段重心靠近恒压腔，上浮阶段重心靠近热敏膨胀腔，装置始终处在最大的正浮力、负浮力驱动下运行。海洋温差能利用装置结构简单，将海洋温差能转化成机械能提高了海洋温差能利用的效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种新型海洋温差能利用装置作进一步详细说明。

图1为本发明海洋温差能利用装置结构示意图。

图2为本发明的限位自锁机构和共杆活塞结构图。

图3为本发明的共杆活塞及U形连接件示意图。

图4为基于本发明设计的水下滑翔机。

图中: