[发明专利]一种深海热液温差能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用将深海热液温差能转化为电能的发电装置。

背景技术

深海热液口一般分布在2000米至3000米深的海底，热液的最高温度可达400℃，而周围海水的温度只有2~4℃，深海热液区巨大的温度梯度使其蕴含巨大的温差能，全球深海洋中脊热液区的热通量达到1.5~2.8TW。有效的利用这些温差能，为深海探测设备提供能量供给具有重要的科学研究价值。目前国内外已开展了对深海热液温差能利用装置的研究，但都只停留在理论阶段，还没有研发出能有效的将深海热液温差能转化为电能的温差能发电装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、工作可靠，适合为深海探测设备提供能量供给的深海热液温差能发电装置。

本发明的深海热液温差能发电装置包括：热管、紧固成一体的真空绝热腔体和散热腔体、温差能发电片、发电片固定块、散热块、电压转换电路以及充电电路；热管具有蒸发段、绝热段和冷凝段，其中蒸发段露于真空绝热腔体外，绝热段位于真空绝热腔体中，冷凝段置于散热腔体内，绝热段与真空绝热腔体两端的穿越孔焊接，自热管冷凝段的外壁至散热腔体的内壁依次同轴线紧贴安装发电片固定块、温差能发电片和散热块，其中温差能发电片的热面与发电片固定块贴合，温差能发电片的冷面与散热块贴合，电压转换电路和充电电路装置于散热腔体内，电压转换电路的输入端与温差能发电片的引线相连，电压转换电路的输出端与充电电路的输入端接通；充电电路的输出端与安装在散热腔体上的水密线相连，散热腔体外壁开有散热槽。

为了提高深海热液温差能发电装置热源和冷源的温度差，通常使热管的蒸发段与绝热段轴线成钝角。

为方便机械手夹持，通常使真空绝热腔体的外径小于散热腔体的外径。

为了减少辐射散热损失，可将真空绝热腔体的内壁进行镜面抛光处理。

本发明的深海热液温差能发电装置采用热管来捕获深海热液的热能，结构简单，可靠性高，能量转化率高。同时使热管的蒸发段与绝热段成一定的角度，可大大提高了深海热液温差能发电装置热源和冷源的温度差。温差能发电装置利用温差能发电片将深海热液与周围海水的温差能转化为电能，这些电能通过电压转换电路和充电电路之后输出，为深海探测设备提供能量供给。此外，温差能发电装置的整体结构紧凑，外形尺寸小，适合于深潜器机械手的操作。

附图说明

图1是深海热液温差能发电装置的结构示意图；图中：1为热管，2为真空绝热腔体，3为散热腔体，4为螺钉，5为散热块，6为电压转换电路，7为水密线，8为充电电路，9为温差能发电片，10为发电片固定块。

图2是散热腔体径向剖面图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

参照图1和图2，本发明的深海热液温差能发电装置包括：热管1、紧固成一体的真空绝热腔体2和散热腔体3、温差能发电片9、发电片固定块10、散热块5、电压转换电路6以及充电电路8；热管1具有蒸发段、绝热段和冷凝段，其中蒸发段露于真空绝热腔体2外，绝热段位于真空绝热腔体2中，冷凝段置于散热腔体3内，绝热段与真空绝热腔体2两端的穿越孔焊接，自热管1冷凝段的外壁至散热腔体3的内壁依次同轴线紧贴安装发电片固定块10、温差能发电片9和散热块5，其中温差能发电片9的热面与发电片固定块10贴合，温差能发电片9的冷面与散热块5贴合，电压转换电路6和充电电路8装置于散热腔体3内，电压转换电路6的输入端与温差能发电片9的引线相连，电压转换电路6的输出端与充电电路8的输入端接通；充电电路8的输出端与安装在散热腔体3上的水密线7相连，散热腔体3外壁开有散热槽（见图2）。

深海热液温差能发电装置工作时，深潜器上的机械手夹持住真空绝热腔体2，把热管1蒸发段竖直置于深海热液口上方，热液的热能通过热管蒸发段传递给热管冷凝段，再通过固定在热管冷凝段上的发电片固定块10传递给温差能发电片9热面。另一方面，作为冷源的海水依次通过散热腔体3和散热块5对温差能发电片9的冷面进行冷却。温差能发电片将其热面和冷面的温差能有效的转化为电能，这些电能通过电压转换电路6和充电电路8之后由水密线7输出，为深海探测设备提供能量供给。