一种利用微波加热的相变浮力引擎的制作方法

本发明涉及一种浮力引擎，特别是利用微波参与温度控制的相变浮力引擎。

背景技术：

浮力引擎是水下潜器重要的子系统，通过改变潜器的净浮力来控制其上浮或下潜。传统的浮力引擎利用液压驱动活塞来改变潜器排水的体积，该方案采用复杂的液压系统，且消耗大量的电能。

相变材料在固液两相间变化时会改变自身体积大小，利用相变材料的这种性质，可以制作相变浮力引擎。这类引擎相比传统的液压动力浮力引擎，具有结构紧凑、重量轻、振动噪音低等优点。

为了改变相变浮力引擎所受浮力，需要控制相变材料的温度。相比利用海洋温差能的温度被动控制式浮力引擎，温度主动控制式浮力引擎通常是利用电热丝对相变材料进行加热。然而电热丝无法对相变材料进行均匀加热，从而降低了相变浮力引擎的响应速度。因此，提出一种快速均匀加热的相变浮力引擎是十分有意义的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用微波加热的相变浮力引擎。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种温度主动控制的相变浮力引擎，由浮力发生单元和温度控制单元组成：

（1）浮力发生单元是由底座、密封圈、连接环、软环、端盖、相变材料构成。

（2）温度控制单元由磁控管、滤导管、电源、开关电路构成。

底座、连接环、端盖由金属制成，软环由软体材料制成。底座与连接环通过螺纹装配在一起，连接环的内侧用密封圈防水密封；软环分别和连接环、端盖粘合在一起；底座、连接环、软环、端盖内部形成一个空腔，空腔内注满相变材料。磁控管通过滤导管与底座连接。磁控管与电源连接，由开关电路控制磁控管的工作，微波通过滤导管进入空腔，实现相变材料温度的升高；底座、连接环、端盖由于其金属优良的导热性能，可以加速相变材料的降温。软环由柔软的硅胶材料构成，在相变材料体积变化时发生形变，使腔体内外压强保持平衡。

本发明具有的有益效果是：

（1）微波快速均匀加热。改善了使用电热丝加热时相变材料受热不均的问题，提高了相变材料升温时的速度。

（2）外壳快速散热。相变材料的热量可以通过金属材质的端盖、连接环、底座传导至海水，由于金属材质优良的导热性能，保证了相变材料降温时的速度。

附图说明

图1是本发明的总体示意图。

图中：1、磁控管，2、滤导管，3、底座，4、密封圈，5、连接环，6、软环，7、端盖，8、相变材料，9、电源，10、开关电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的利用微波加热的相变浮力引擎由浮力发生单元和温度控制单元组成，其中浮力发生单元是由底座3、密封圈4、连接环5、软环6、端盖7、相变材料8构成。温度控制单元由磁控管1、滤导管2、电源9、开关电路10构成。

底座3、连接环5、端盖7由金属制成，软环6由软体材料制成。底座3与连接环5通过螺纹装配在一起，连接环5的内侧用密封圈4防水密封；软环6分别和连接环5、端盖7粘合在一起；底座3、连接环5、软环6、端盖7内部形成空腔，空腔内注满相变材料8。磁控管1通过滤导管2与底座3连接。

磁控管1与电源9连接，由开关电路10控制磁控管1的工作，微波通过滤导管2进入装有相变材料的腔体内部，实现相变材料8温度的升高；底座3、连接环5、端盖7由于其金属优良的导热性能，可以加速相变材料8的降温。

软环6由柔软的硅胶材料构成，在相变材料8体积变化时发生形变，使腔体内外压强保持平衡。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用微波加热的相变浮力引擎。本发明是由浮力发生单元和温度控制单元组成：浮力发生单元由卡箍、密封圈、壳体、保温材料、相变材料、底座、水密连接器构成；温度控制单元由磁控管、滤导管、金属反射片、金属散热板、电源和开关构成。本发明利用微波加热装置进行快速均匀的加热，改善了现有技术中相变材料受热缓慢且不均的问题。

技术研发人员：宋伟;张訸;汪志坚;王程
受保护的技术使用者：余姚市浙江大学机器人研究中心;浙江大学
技术研发日：2019.03.13
技术公布日：2019.05.24