專利名稱：深海水壓型能量供給系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，尤其是一種深海水壓型能量供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
深海能量供給是深海資源探測、開發(fā)利用的基本要素之一，目前深海資源探測傳感器和深海資源開發(fā)作業(yè)裝置的供電方式主要有兩類鎧裝拖曳電纜供電和水下蓄電池供電。其中對于需要長期駐留海底的各種資源探測器件來說，基本上都采用后者。然而目前廣泛用于深海資源探測傳感器和深海作業(yè)裝置的水下蓄電池還存在比能量較低、低溫放電性能差等問題，有的還需要經(jīng)常加水維護(hù)；而海洋能的開發(fā)利用也存在能量分布不均、密度低、不穩(wěn)定等問題，離實用化還有一定差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在洋底直接利用深海的水壓進(jìn)行發(fā)電地深海水壓型能量供給系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下它包括在底面掛有重塊，并能在深海海底充入海水的大容積耐壓容器，內(nèi)裝有海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊、海水液壓馬達(dá)、直流發(fā)電機(jī)的小耐壓容器，深海海水通過小耐壓容器上方的開口與海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊連通，小耐壓容器上方配有浮筒，在小耐壓容器和大容積耐壓容器連通的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接頭釋放裝置。
本發(fā)明具有的有益的效果是它是將一個大容積的耐壓容器沉入海底，利用深海環(huán)境與耐壓容器之間的水壓差，在小耐壓容器內(nèi)的流量—壓力復(fù)合控制閥塊的控制下，驅(qū)動海水液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，帶動同軸的直流發(fā)電機(jī)發(fā)電輸出電能，供各類深海資源探測傳感器和深海作業(yè)裝置使用。在兩個耐壓容器的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接頭釋放裝置，小耐壓容器上配有浮筒，確保價值較高的小耐壓容器浮出海面，以便回收和再利用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的快速接頭釋放裝置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施例方式
如圖1、圖2所示，它包括在底面掛有重塊1，并能在深海海底充入海水的大容積耐壓容器2，內(nèi)裝有海水流量一壓力復(fù)合控制閥塊6、海水液壓馬達(dá)4、直流發(fā)電機(jī)5的小耐壓容器7，深海海水通過小耐壓容器7上方的開口9與海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊6連通，小耐壓容器7方配有浮筒8，在小耐壓容器7和大容積耐壓容器2連通的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接頭釋放裝置3。
如圖2所示，海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊6是定差減壓閥6.1和比例節(jié)流閥6.2串接而成，海水經(jīng)定差減壓閥6.1再經(jīng)比例節(jié)流閥6.2的出口接海水液壓馬達(dá)4，驅(qū)動直流發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)動，海水液壓馬達(dá)4的出口由小耐壓容器7的出口經(jīng)管路接大容積耐壓容器2。
如圖3所示，快速接頭釋放裝置3包括在小耐壓容器7和大容積耐壓容器2連通的管路17的兩端分別裝有快速接頭10、10’，兩快速接頭10、10’與兩水壓驅(qū)動缸14、14’的兩小活塞桿12、12’分別用連桿13、13’連接，兩水壓驅(qū)動缸14、14’的大活塞桿15、15’通外界海水，兩大活塞桿端容腔分別經(jīng)管路11、11’接小耐壓容器6，兩小活塞桿端容腔分別經(jīng)管路16、16’接大容積耐壓容器2。
如圖3所示，當(dāng)大容積的耐壓容器2被海水充滿后，再經(jīng)容器內(nèi)充灌的海水可以使容器內(nèi)的壓力快速升高，此時小耐壓容器6壓力減少經(jīng)管路11、11’，兩大活塞桿端容腔壓力減少，大容積的耐壓容器2的壓力增大，經(jīng)管路16、16’使兩小活塞桿端容腔壓力增大，由該壓力飛升過程中將連接兩個耐壓容器的快速接頭10、10’脫扣，耐容器在重塊和自重的作用下繼續(xù)留在海底，浮筒帶著小耐壓容器浮到海面上。
深海水壓型能量供給系統(tǒng)的持續(xù)供電時間可通過下式計算得到
式中，H為海底的深度，單位為米；V為變成常壓部分海水的體積，單位為立方米；η為深海水壓型能量供給系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率；p為負(fù)載耗電量，單位為瓦。
由式可得，如果利用6000米深海的水壓進(jìn)行發(fā)電，以便持續(xù)向一套耗電量為10瓦的深海資源探測或開發(fā)系統(tǒng)(如定點觀測站等)供電，并假定能量轉(zhuǎn)換的效率為50％，所能提供的電能、負(fù)載的可連續(xù)工作時間與裝置大耐壓容器的容積關(guān)系如下頁表所示。
由表可得，深海水壓型能量供給系統(tǒng)可以為深海資源探測器件長期駐留海底或者深海資源開發(fā)作業(yè)裝置的短時間工作提供充裕的能源。
權(quán)利要求
1.深海水壓型能量供給系統(tǒng)，其特征在于它包括在底面掛有重塊(1)，并能在深海海底充入海水的大容積耐壓容器(2)，內(nèi)裝有海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊(6)、海水液壓馬達(dá)(4)、直流發(fā)電機(jī)(5)的小耐壓容器(7)，深海海水通過小耐壓容器(7)上方的開口(9)與海水流量—壓力復(fù)合控制閥塊(6)連通，小耐壓容器(7)上方配有浮筒(8)，在小耐壓容器(7)和大容積耐壓容器(2)連通的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接頭釋放裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海水壓型能量供給系統(tǒng)，其特征在于所說的海水流量一壓力復(fù)合控制閥塊(6)是定差減壓閥(6.1)和比例節(jié)流閥(6.2)串接而成，海水經(jīng)定差減壓閥(6.1)再經(jīng)比例節(jié)流閥(6.2)的出口接海水液壓馬達(dá)(4)，驅(qū)動直流發(fā)電機(jī)(5)轉(zhuǎn)動，海水液壓馬達(dá)(4)的出口由小耐壓容器(7)的出口經(jīng)管路接大容積耐壓容器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海水壓型能量供給系統(tǒng)，其特征在于所說的快速接頭釋放裝置(3)包括在小耐壓容器(7)和大容積耐壓容器(2)連通的管路(17)的兩端分別裝有快速接頭(10、10’)，兩快速接頭(10、10’)與兩水壓驅(qū)動缸(14、14’)的兩小活塞桿(12、12’)分別用連桿(13、13’)連接，兩水壓驅(qū)動缸(14、14’)的大活塞桿(15、15’)通外界海水，兩大活塞桿端容腔分別經(jīng)管路(11、11’)接小耐壓容器(6)，兩小活塞桿端容腔分別經(jīng)管路(16、16’)接大容積耐壓容器(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深海水壓型能量供給系統(tǒng)。它包括能在深海海底充入海水的大容積耐壓容器，內(nèi)裝有流量—壓力復(fù)合控制閥塊、海水液壓馬達(dá)、直流發(fā)電機(jī)的小耐壓容器，海水通過小耐壓容器上方的開口與流量—壓力復(fù)合控制閥塊連通，小耐壓容器上方配有浮筒，在小耐壓容器和大容積耐壓容器連通的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接頭釋放裝置。本發(fā)明利用深海環(huán)境與耐壓容器之間的水壓差，在小耐壓容器內(nèi)的流量—壓力復(fù)合控制閥塊的控制下，驅(qū)動海水液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，帶動直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，供各類深海資源探測傳感器和深海作業(yè)裝置使用。在兩個耐壓容器的管路上裝有一套依靠壓力觸發(fā)的快速接釋放裝置，確保價值較高的小耐壓容器浮出海面，以便回收和再利用。
文檔編號F03C1/00GK1401891SQ0213707
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者顧臨怡, 陳鷹, 袁才富, 黃立民, 胡志剛 申請人:浙江大學(xué), 上海立新液壓件廠