温差能供能装置及水下勘测系统

本发明涉及水下勘测，尤其涉及一种适用于水下无人勘测的温差能供能装置及水下勘测系统。

背景技术：

1、温差能供能装置可以利用相变材料熔点低、固液状态体积变化率大的特点，可以在不同温度状态下使相变材料发生状态变化和体积变化，产生压力，通过排出液压油做功。水下勘测系统由于其剖面运动较为频繁，可以与温差能的利用有着较高度的兼容性。但是，目前的温差能供能装置存在结构较为复杂、质量较重、专用性较强、难以维护和效率较低等现象，不利于水下勘测工作的实施。

技术实现思路

1、为至少部分地克服上述提及的至少一种或者其它发明的技术缺陷，本发明的至少一种实施例提供一种温差能供能装置及水下勘测系统。温差能供能装置可以基于外界温度的变化将温差能转化为电能并存储，通过在容纳空间中填充加压气体，可以提升油囊模块向相变换热模块输送液压油的效率，进而可以提高温差能供能装置的发电效率。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种温差能供能装置，包括：壳体部，形成有容纳空间，所述容纳空间中充有加压气体；相变换热模块，设置在所述壳体部的外部，所述相变换热模块内部设有相变材料，所述相变材料随外部温度的变化而发生相变，使得所述相变换热模块内的压强变大或减小；油囊模块，设置在所述壳体部的内部，被配置为在所述相变换热模块内的压强减小的情况下，基于所述加压气体提供的压力向所述相变换热模块输送液压油；储能模块，与所述相变换热模块连通，被配置为在所述相变换热模块内的压强变大的情况下，接收来自于所述相变换热模块的液压油；以及供能模块，与所述储能模块连通，被配置为在所述储能模块的实际压力值超出预设压力值的情况下，允许所述储能模块中的液压油流动到所述油囊模块同时将所述实际压力值超出所述预设压力值的溢出压力转化为供电电能并储存至电池中。

3、根据本发明实施例，温差能供能装置还包括：传感器，设置在所述储能模块和所述相变换热模块之间，被配置为检测所述储能模块的压力。

4、根据本发明实施例，温差能供能装置还包括：控制阀，设置在所述储能模块和所述供能模块之间，被配置为在所述传感器检测到所述储能模块内的实际压力值超出所述预设压力值的情况下，允许液压油从所述储能模块流动到所述供能模块。

5、根据本发明实施例，所述供能模块包括：液压马达，所述液压马达的第一端与所述储能模块连通，所述液压马达的第二端与所述油囊模块连通，在所述传感器检测到所述储能模块的实际压力值超出预设压力值的情况下，所述相变换热模块和/或所述储能模块的液压油驱动所述液压马达转动以允许所述液压油从所述液压马达流入所述油囊模块；以及换能模块，在所述液压马达的驱动下产生电能并储存。

6、根据本发明实施例，所述换能模块还包括：发电机，与所述液压马达的第三端连接，被配置为在所述液压马达的驱动下产生电能；以及联轴器，所述发电机通过所述联轴器与所述液压马达连接。

7、根据本发明实施例，所述换能模块还包括：整流电路，与所述发电机连接，被配置为对所述电能进行整流；稳压电路，与所述整流电路连接，被配置为对所述整流后的电能进行稳压；保护电路，与所述稳压电路连接，被配置为对所述稳压后的电能进行检测后，输出所述供电电能。

8、根据本发明实施例，温差能供能装置还包括：单向阀，设置在所述油囊模块和所述相变换热模块之间，被配置为允许所述油囊模块的液压油单向流入所述相变换热模块。

9、根据本发明实施例，所述加压气体为0.1mpa的氮气。

10、根据本发明实施例，所述储能模块的初始压力值为15mpa。

11、根据本发明的另一个方面，提供了一种水下勘测系统，包括：勘测机器人；以及如上述的温差能供能装置，安装在所述勘测机器人上。

12、根据本发明实施例，温差能供能装置可以基于外界温度的变化将温差能转化为电能并存储。具体地，储能模块可以将基于外界温度的变化的温差能转化为压力并储存，在储能模块中的压力值超过预设压力值的情况下，压力以液压油流动的形式由储能模块释放至供能模块，供能模块可以将压力转换为电能并储存的同时将液压油输送至油囊模块中。详细地，在相变换热模块的外界温度下降至固相温度的情况下，相变换热模块中的相变材料受温度变化的影响凝固，相变换热模块中的压强减小，相变换热模块和油囊模块产生压差，油囊模块在压差和加压气体的压力作用下，输送液压油至相变换热模块。通过在容纳空间中填充加压气体，可以提升油囊模块向相变换热模块输送液压油的效率，进而可以提高温差能供能装置的发电效率。通过设置稳压电路、保护电路和电池作为负载，通过实时调整稳压电路、保护电路和电池，可以实现保持最大效率点发电。

技术特征：

1.一种温差能供能装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的温差能供能装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的温差能供能装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求2所述的温差能供能装置，其特征在于，所述供能模块包括：

5.根据权利要求4所述的温差能供能装置，其特征在于，所述换能模块还包括：

6.根据权利要求5所述的温差能供能装置，其特征在于，所述换能模块还包括：

7.根据权利要求1所述的温差能供能装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的温差能供能装置，其特征在于，所述加压气体为0.1mpa的氮气。

9.根据权利要求1所述的温差能供能装置，其特征在于，所述储能模块的初始压力值为15mpa。

10.一种水下勘测系统，其特征在于，包括：

技术总结
一种温差能供能装置及水下勘测系统，该温差能功能装置包括：壳体部，形成有容纳空间，容纳空间充有加压气体；相变换热模块，相变换热模块内部设有相变材料，相变材料随外部温度的变化而发生相变，使得相变换热模块内压强变大或减小；油囊模块，用于在相变换热模块内的压强减小的情况下，基于加压气体提供的压力向相变换热模块输送液压油；储能模块，用于在相变换热模块内的压强变大的情况下，接收来自于相变换热模块的液压油；供能模块，用于在储能模块的实际压力值超出预设压力值的情况下，允许储能模块中的液压油流动到油囊模块同时将实际压力值超出预设压力值的溢出压力转化为供电电能并储存至电池中。

技术研发人员：李醒飞,钱意祯,徐佳毅,刘烨昊,文艺成,马庆锋,李洪宇
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13