收集海洋压差能的发电装置

本发明涉及海洋能源应用领域，特别是涉及一种收集海洋压差能的发电装置。

背景技术：

1、随着社会经济的不断发展，人们对于能源的需求不断增长，不可再生化石燃料的逐渐消耗面临能源危机以及对环境造成危害，因此，需要寻找开发新能源以缓解当下面临的问题。

2、海洋占地球表面积的71%，蕴含有巨大的能量，已成为发展清洁和可再生能源的重要来源之一，目前对于海洋能源的开发十分少，还有许多有待开发，主要收集的海洋能源有波浪能、盐差能、温差能、压差能等，在海洋能源的进一步开发上仍面临巨大的挑战。在海洋能源收集上，传统主要应用电磁发电机（electromagnetic generator, emg），但是自身有一定的局限性，比如其体积庞大、建造成本高和机械设计复杂，它们主要应用于近海设备和近海发电厂，因此不适合用于下一代水下物联网和未来自供电的海洋传感器和电子设备。总的来说，海洋能量的有效收集是需要解决的一大问题，需要稳定有效地收集海洋能源进行储存、供电。

3、针对有效收集海洋能源的问题，现有技术中已有很多收集波浪能、温差能或者压差能的装置，但是，收集波浪能仅局限于海洋表面，不能深入收集海洋更深处的能量，而利用海洋不同深度的温差能、压差能的装置成本较高，结构较复杂，比如现有的通过海洋压力差发电，需要将深层海水引入到高压区域，利用压差来推动涡轮机发电，这种技术需要解决海水的引入和排出问题，同时涡轮机的设计也有一定的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种收集海洋压差能的发电装置，结构相对简单，成本相对低。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种收集海洋压差能的发电装置，包括：

4、壳体；

5、传动组件，设置于所述壳体内，其包括第一传动件、第二传动件和至少两级齿轮组件，所述第一传动件包括螺旋转轴，所述第二传动件包括转盘，所述螺旋转轴穿过所述转盘，使得所述螺旋转轴在海水压力作用下沿着自身轴向移动，带动所述转盘转动，所述至少两级齿轮组件的第一级齿轮组件与所述转盘同轴设置，最后一级齿轮组件与第一电极板连接，所述至少两级齿轮组件中相邻两级齿轮组件之间通过齿轮啮合，使得所述转盘转动，通过所述至少两级齿轮组件带动所述第一电极板转动；

6、所述第一电极板、第二电极板和介质层，均设置于所述壳体内，所述第一电极板、所述介质层和所述第二电极板依次层叠，所述第一电极板设置有第一电极，所述第二电极板设置有第二电极，使得所述第一电极板转动时所述第一电极与所述介质层发生摩擦而生成电能。

7、在一些实施方式中，所述传动组件还包括套于所述螺旋转轴上的弹簧，所述弹簧用于所述螺旋转轴在海水压力作用下沿着自身轴向移动后，驱使所述螺旋转轴回到原位。

8、在一些实施方式中，所述至少两级齿轮组件包括第一齿轮组件、第二齿轮组件和第三齿轮组件，所述第一齿轮组件包括第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮和第三齿轮，所述第三齿轮组件包括第四齿轮，所述第一齿轮与所述转盘同轴设置，所述第二齿轮和所述第三齿轮同轴设置，所述第四齿轮与所述第一电极板连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述第四齿轮啮合。

9、在一些实施方式中，所述第一电极板设置有中心通孔，所述中心通孔的横截面为不完整圆，所述至少两级齿轮组件的最后一级齿轮组件的转轴一端穿入所述中心通孔。

10、在一些实施方式中，所述第一电极板设置有多个所述第一电极，各个所述第一电极沿着所述第一电极板周向排布；

11、和/或，所述第二电极板设置有多个所述第二电极，各个所述第二电极沿着所述第二电极板周向排布。

12、在一些实施方式中，所述第一电极板设置有多个所述第一电极，各个所述第一电极沿着所述第一电极板周向排布，所述第二电极板设置有多个所述第二电极，各个所述第二电极沿着所述第二电极板周向排布，所述第一电极的数量小于所述第二电极的数量。

13、在一些实施方式中，在所述第一电极板上设置有多个沿着所述第一电极板周向排布的凹槽，该多个凹槽将所述第一电极板沿着其周向划分，在两个凹槽之间的凸起上设置所述第一电极；

14、和/或，在所述第二电极板上设置有多个沿着所述第二电极板周向排布的凹槽，该多个凹槽将所述第二电极板沿着其周向划分，在两个凹槽之间的凸起上设置所述第二电极。

15、在一些实施方式中，在所述第一电极板上，在所述第一电极靠近所述第一电极板中心的一侧设置有第一通孔，用于与所述第一电极连接的导线通过所述第一通孔引出；

16、和/或，在所述第二电极板上，在所述第二电极靠近所述第二电极板中心的一侧设置有第二通孔，用于与所述第二电极连接的导线通过所述第二通孔引出。

17、在一些实施方式中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述螺旋转轴一端与所述上壳体的内壁接触，所述上壳体在海水压力作用下挤压所述螺旋转轴，使所述螺旋转轴沿着自身轴向移动。

18、在一些实施方式中，所述上壳体和所述下壳体中的任意一者设置有滑槽，另一者设置有凸起，该凸起嵌于所述滑槽内，所述上壳体相对于所述下壳体滑动时该凸起沿着所述滑槽移动。

19、由上述技术方案可知，本发明所提供的一种收集海洋压差能的发电装置包括壳体以及设置于壳体内的传动组件、第一电极板、第二电极板和介质层，传动组件包括第一传动件、第二传动件和至少两级齿轮组件，第一传动件包括螺旋转轴，第二传动件包括转盘，螺旋转轴穿过转盘，使得螺旋转轴在海水压力作用下沿着自身轴向移动，带动转盘转动，至少两级齿轮组件的第一级齿轮组件与转盘同轴设置，最后一级齿轮组件与第一电极板连接，其相邻两级齿轮组件之间通过齿轮啮合，使得转盘转动，通过至少两级齿轮组件带动第一电极板转动。第一电极板、介质层和第二电极板依次层叠，第一电极板设置有第一电极，第二电极板设置有第二电极，使得第一电极板转动时第一电极与介质层发生摩擦而生成电能。本发明的有益效果在于，实现收集海洋压差能转换为电能，结构相对简单，成本相对低。

技术特征：

1.一种收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括套于所述螺旋转轴上的弹簧，所述弹簧用于所述螺旋转轴在海水压力作用下沿着自身轴向移动后，驱使所述螺旋转轴回到原位。

3.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述至少两级齿轮组件包括第一齿轮组件、第二齿轮组件和第三齿轮组件，所述第一齿轮组件包括第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮和第三齿轮，所述第三齿轮组件包括第四齿轮，所述第一齿轮与所述转盘同轴设置，所述第二齿轮和所述第三齿轮同轴设置，所述第四齿轮与所述第一电极板连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述第四齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述第一电极板设置有中心通孔，所述中心通孔的横截面为不完整圆，所述至少两级齿轮组件的最后一级齿轮组件的转轴一端穿入所述中心通孔。

5.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述第一电极板设置有多个所述第一电极，各个所述第一电极沿着所述第一电极板周向排布；

6.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述第一电极板设置有多个所述第一电极，各个所述第一电极沿着所述第一电极板周向排布，所述第二电极板设置有多个所述第二电极，各个所述第二电极沿着所述第二电极板周向排布，所述第一电极的数量小于所述第二电极的数量。

7.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，在所述第一电极板上设置有多个沿着所述第一电极板周向排布的凹槽，该多个凹槽将所述第一电极板沿着其周向划分，在两个凹槽之间的凸起上设置所述第一电极；

8.根据权利要求1所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，在所述第一电极板上，在所述第一电极靠近所述第一电极板中心的一侧设置有第一通孔，用于与所述第一电极连接的导线通过所述第一通孔引出；

9.根据权利要求1至8任一项所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述螺旋转轴一端与所述上壳体的内壁接触，所述上壳体在海水压力作用下挤压所述螺旋转轴，使所述螺旋转轴沿着自身轴向移动。

10.根据权利要求9所述的收集海洋压差能的发电装置，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体中的任意一者设置有滑槽，另一者设置有凸起，该凸起嵌于所述滑槽内，所述上壳体相对于所述下壳体滑动时该凸起沿着所述滑槽移动。

技术总结
本发明公开了一种收集海洋压差能的发电装置，涉及海洋能源应用领域，用于解决现有收集海洋能源的装置结构较复杂、成本较高的问题，装置包括壳体以及设置于壳体内的传动组件、第一电极板、第二电极板和介质层，传动组件中螺旋转轴穿过转盘，使得螺旋转轴在海水压力作用下沿着自身轴向移动，带动转盘转动，转盘通过至少两级齿轮组件与第一电极板连接并通过该至少两级齿轮组件带动第一电极板转动；第一电极板、介质层和第二电极板依次层叠，第一电极板设置有第一电极，第二电极板设置有第二电极，使得第一电极板转动时第一电极与介质层发生摩擦而生成电能。本发明实现收集海洋压差能转换为电能，结构相对简单，成本相对低。

技术研发人员：杨阳,韩昌报,刘畅焮,潘远超,尚琛晶
受保护的技术使用者：中国科学院深海科学与工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6