[发明专利]海洋温差能俘获热机及其制造方法与海洋剖面运动平台

说明书

本发明涉及一种海洋温差能俘获热机及其制造方法与海洋剖面运动平台，属于海洋探测技术领域。海海洋温差能俘获热机包括水密的导热腔体，容纳于导热腔体的内腔内的相变材料，位于导热腔体内的体积可变油腔，及位于相变材料与体积可变油腔之间以隔离二者的密封液体；体积可变油腔具有与外部油路连接的油路接口；在导热腔体的内腔固设有泡沫金属体，泡沫金属体的孔隙构成多孔状态容纳腔，用于容纳相变材料或相变材料与密封液体；在泡沫金属体与油腔的腔体之间存有体积可变隔离腔，与多孔状态容纳腔连通，至少用于容纳密封液体。该结构能提高相变材料在使用过程中能量俘获速度，且性能稳定，可广泛应用于海洋探测领域。

技术领域

本发明涉及一种海洋温差能俘获技术装备，具体地说，涉及一种海洋温差能俘获热机、用于制造该海洋温差能俘获机的方法及以该海洋温差能俘获热机所构建的海洋剖面运动平台。

背景技术

在公开号为CN105952691A的专利文献中公开了一种温差能驱动海洋剖面运动系统，即海洋剖面运动平台，其包括密封腔体及浮力控制回路；如其附图所示结构，沿液压油在一个升降循环运动过程中的行进方向，该浮力控制回路包括通过油路依序连接成回路结构的海洋温差能俘获热机，蓄能器16，排水体积随所存储液压油的油量而变化的外储液器10，及置于密封腔体内的内储液器8；其中，外储液器10采用外油囊进行构建，而内储液器8采用内油囊进行构建；如图1所示，其所采用的海洋温差能俘获热机包括相变腔体01及置于该相变腔体01内的相变液压油囊04、固液相变材料02与密封液体03，相变液压油囊04置于位于密封腔体外的相变腔体01内，且相变处液压油囊04被密封液体03所包覆，以在工作过程能利用固液相变材料02基于海洋温差能而驱使相变处液压油囊04体积变化，而驱使液压油在浮力控制回路中循环运动，从而驱使外油囊的排水体积变化，从而控制该海洋剖面运动平台的整体浮力，以能利用海洋温差能进行升降驱动，而对海洋进行探测。

此外，在公开号为CN108708836A的专利文献，所公开的温差能俘获热机的结构也与上述专利文献的相同，在工作过程中，利用油囊、软管、水等将相变材料02与液压油05隔离，但也均存在以下技术问题：如图2所示，海水07的热量经过相变腔体01的腔壁后再传给相变材料02，对于，相变腔体01可采用金属等导热材料进行制造而有效地确保传热的响应速度与效率，而对于相变材料02，其通常为导热率非常低的材料，中央区域内相变材料往往难以及时获得热能进行相变，导致响应速度慢，低导热率和相变速率会减慢能量的获取速率和单位时间内仪器的工作次数。

为了解决上述问题，目前常用的解决方案为在相变材料内添加活性炭等导热率稿的材料，缩短相变所需时间。但是随着时间的积累，刚开始在相变材料中均匀分布的活性炭会慢慢沉淀，而失去原有的效果，使得性能不稳定。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构改进的海洋温差能俘获热机，以提高相变材料在使用过程中能量俘获速度，且性能稳定；

本发明的第二目的是提供一种用于制造上述海洋温差能俘获热机的方法；

本发明的第三目的是提供一种以上述海洋温差能俘获热机所构建的海洋剖面运动平台。

为了实现上述主要目的，本发明提供的海海洋温差能俘获热机包括水密的导热腔体，容纳于导热腔体的内腔内的相变材料，位于导热腔体内的体积可变油腔，及位于相变材料与体积可变油腔之间以隔离二者的密封液体；体积可变油腔具有与外部油路连接的油路接口；在导热腔体的内腔固设有泡沫金属体，泡沫金属体的孔隙构成多孔状态容纳腔，用于容纳相变材料或相变材料与密封液体；在泡沫金属体与油腔的腔体之间存有体积可变隔离腔，与多孔状态容纳腔连通，至少用于容纳密封液体。

基于以上技术方案，通过在导热腔体内固设有泡沫金属体，以利用其孔隙所构成的多孔状态容纳腔容纳相变材料，从而为温度在横截面方向上的传递提供传导率高于相变材料的骨架，并将相变材料分隔成相互连通但横截面较小的条状结构，有效地提高热传递的速度，从而提高相变材料在使用过程中能量俘获速度，且由于泡沫金属体结构与性能问题，有效确保海洋温差能俘获性能的稳定性。