一種海水發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種海水發(fā)電裝置，包括：電解正極、金屬電解負極和升壓輸出電路，所述電解正極和金屬電解負極分別設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)，所述電解正極和金屬電解負極分別與所述升壓輸出電路的電源輸入端電連接。本實用新型通過對相互配套的電解正極和金屬電解負極進行合理的選材、設(shè)計和位置設(shè)置，使得所述電解正極、金屬電解負極和電解液之間產(chǎn)生高效的電解反應(yīng)，然后發(fā)送電信號至所述升壓輸出電路，所述升壓輸出電路通過合理的電路設(shè)計高效輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流，進而能夠滿足實際的使用需求，轉(zhuǎn)換率能夠高達96%；并且所述海水發(fā)電裝置的尺寸能夠做得很小，完全能夠?qū)崿F(xiàn)易于攜帶和方便使用等要求。
【專利說明】
一種海水發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種海水發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增加，以及工業(yè)化與城市化的演進，人類對于能源的需求有贈無減，然而，地球的資源是非常有限的，那么，就需要考慮新能源的開發(fā)和推進；目前，很多企業(yè)和研發(fā)人員都在對海水發(fā)電進行研究，但是現(xiàn)有的海水發(fā)電裝置，大多設(shè)計得比較復(fù)雜，實際轉(zhuǎn)化效率低，不實用；并且，海水發(fā)電設(shè)備的體積設(shè)計得非常大，不適用于便攜式或是簡便式的日常用電需求，其輸出電壓和電流也不恒定，進而給實際使用帶來了各種各樣的問題和不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是需要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)化效率高、易于攜帶和使用的海水發(fā)電裝置。
[0004]對此，本實用新型提供一種海水發(fā)電裝置，包括:電解正極、金屬電解負極和升壓輸出電路，所述電解正極和金屬電解負極分別設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)，所述電解正極和金屬電解負極分別與所述升壓輸出電路的電源輸入端電連接。
[0005]本實用新型的進一步改進在于，所述電解正極為防水透氣薄膜，所述防水透氣薄膜上附著設(shè)置有銅、鈦、石墨烯和導(dǎo)電碳材料中的任意一種或幾種。
[0006]本實用新型的進一步改進在于，所述海水發(fā)電裝置設(shè)置有用于容納電解液的電解腔，所述防水透氣薄膜設(shè)置于所述電解腔的腔體內(nèi)壁上。
[0007]本實用新型的進一步改進在于，所述金屬電解負極豎直設(shè)置于所述電解腔的蓋體上，所述升壓輸出電路內(nèi)置于所述電解腔的蓋體內(nèi)。
[0008]本實用新型的進一步改進在于，所述金屬電解負極包括一塊或多塊金屬板，所述金屬板獨立設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)。
[0009]本實用新型的進一步改進在于，所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為1:1?1:2。
[0010]本實用新型的進一步改進在于，所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為1:1.3。
[0011]本實用新型的進一步改進在于，所述升壓輸出電路包括輸入濾波電路、升壓芯片Ul和輸出電路，所述輸入濾波電路包括電容Cl，所述電容Cl的一端與所述電解正極和升壓芯片Ul的電源輸入管腳相連接，所述電容Cl的另一端接地;所述輸出電流包括電感L1、二極管Dl和電容C2，所述電感LI的一端與所述升壓芯片Ul的使能管腳相連接，所述電感LI的另一端分別與所述升壓芯片Ul的開關(guān)管腳和二極管Dl的陽極相連接，所述二極管Dl的陰極分別與所述電容C2的一端和升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電容C2的另一端接地。
[0012]本實用新型的進一步改進在于，所述升壓輸出電路還包括輸出參考電壓電路，所述輸出參考電壓電路包括電阻Rl、電阻R2和電容C3，所述電阻Rl的一端和電容C3的一端分別與所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電阻Rl的另一端、電阻R2的一端和電容C3的另一端分別與所述升壓芯片Ul的可調(diào)整電壓反饋管腳相連接，所述電阻R2的另一端接地。
[0013]本實用新型的進一步改進在于，所述升壓輸出電路還包括指示電路，所述指示電路包括電阻R3和發(fā)光二極管LEDl，所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳通過電阻R3連接至所述發(fā)光二極管LEDl的陽極，所述發(fā)光二極管LEDl的陰極接地。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:在電解液中設(shè)置電解正極和金屬電解負極，通過對相互配套的電解正極和金屬電解負極進行合理的選材、設(shè)計和位置設(shè)置，使得所述電解正極、金屬電解負極和電解液之間產(chǎn)生高效的電解反應(yīng)，然后發(fā)送電信號至所述升壓輸出電路，所述升壓輸出電路通過合理的電路設(shè)計高效輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流，進而能夠滿足實際的使用需求，轉(zhuǎn)換率能夠高達96%;作為電解正極的防水透氣薄膜設(shè)置于所述電解腔的腔體內(nèi)壁上，而作為金屬電解負極的金屬板則獨立設(shè)置于所述電解液中，這樣能夠使得電解腔的尺寸做得很小，完全能夠?qū)崿F(xiàn)易于攜帶和方便使用等要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種實施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型一種實施例的升壓輸出電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明:
[0018]實施例1:
[0019]如圖1所示，本例提供一種海水發(fā)電裝置，包括:電解正極1、金屬電解負極2和升壓輸出電路，所述電解正極I和金屬電解負極2分別設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)，所述電解正極I和金屬電解負極2分別與所述升壓輸出電路的電源輸入端電連接。
[0020]本例所述電解正極I優(yōu)選為防水透氣薄膜，所述防水透氣薄膜上附著設(shè)置有銅、鈦、石墨烯和導(dǎo)電碳材料中的任意一種或幾種;在所述防水透氣薄膜上附著設(shè)置銅、鈦、石墨烯和導(dǎo)電碳材料中的一種或幾種的目的在于，能夠增強電解的效果和速度;如圖1所示，所述海水發(fā)電裝置設(shè)置有用于容納電解液的電解腔3，所述防水透氣薄膜優(yōu)選設(shè)置于所述電解腔3的腔體內(nèi)壁上，所述金屬電解負極2豎直設(shè)置于所述電解腔3的蓋體上，所述升壓輸出電路優(yōu)選內(nèi)置于所述電解腔3的蓋體內(nèi)。
[0021]也就是說，如圖1所示，所述電解正極I可以是直接貼合設(shè)置于所述電解腔3的腔體內(nèi)壁上的防水透氣膜，所述金屬電解負極2豎直設(shè)置于所述電解腔3的蓋體上，而所述升壓輸出電路優(yōu)選內(nèi)置于所述電解腔3的蓋體內(nèi)，這樣的設(shè)置，使得電解腔3的體積能夠做得很小，使用起來簡單方便，并且，還能夠增加所述防水透氣膜與所述電解液的接觸面積，促進電解反應(yīng)的速度。所述電解液為包含氯化鈉的電解液，可以是海水或鹽水等電解液。
[0022]如圖1所示，本例所述金屬電解負極2包括一塊或多塊金屬板，所述金屬板獨立設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)，所述金屬板獨立設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)指的是每一塊金屬板均不與別的金屬板或防水透氣膜相連接;換句話說，也就是，每一塊金屬板與金屬板之間均能夠填充電解液，每一塊金屬板與防水透氣膜之間也能夠填充電解液，這樣，就能夠保證電解的正常穩(wěn)定反應(yīng)。所述金屬板優(yōu)選與所述防水透氣膜平行設(shè)置，這樣平行設(shè)置的理由在于，盡量增加金屬板與防水透氣膜之間的正對面積，進而保證電解的速度和效率。本例所述金屬電解負極2可以是生鐵板、鎂板和鋁板等金屬板中的任意一種。
[0023]值得一提的是，本例所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例不同時，對于電解效率的影響很大，這是發(fā)明人在研發(fā)設(shè)計本方案出來之時之前所沒有預(yù)料到的;經(jīng)實驗證明，當(dāng)所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為I:1-1:2時，電解反應(yīng)的效率非常好，完全可以實現(xiàn)普通的照明、手機充電以及數(shù)碼產(chǎn)品充電等實際應(yīng)用，尤其是所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為1: 1.3時，電解反應(yīng)的效率最佳。所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例，指的是所述防水透氣薄膜與電解液相接觸的面積與所述金屬板與電解液相接觸的面積之間的比例。
[0024]也就是說，本例所述電解正極I可以直接以貼合等方式設(shè)置在所述電解腔3的腔體內(nèi)壁上，而金屬電解負極2的金屬板則可以豎直設(shè)置于所述電解腔3的蓋體上;所述升壓輸出電路可以內(nèi)置于所述電解腔3的蓋體內(nèi)，也可以通過其他方式設(shè)置于所述電解腔3的外部。這樣，每次需要使用的時候，將電解液加入至所述電解腔3內(nèi)就能夠通過電解正極1、金屬電解負極2和電解液之間的電解反應(yīng)實現(xiàn)海水發(fā)電，對于在海上等應(yīng)用環(huán)境而言，只要有海水或鹽水等任意一項含有氯化鈉的電解液，就能夠?qū)崿F(xiàn)海水充電，結(jié)構(gòu)和使用方法簡單，成本低，便于攜帶。
[0025]如圖2所示，本例所述升壓輸出電路包括輸入濾波電路、升壓芯片Ul和輸出電路，所述輸入濾波電路包括電容Cl，所述電容Cl的一端與所述電解正極I和升壓芯片Ul的電源輸入管腳相連接，所述電容Cl的另一端接地;所述輸出電流包括電感L1、二極管DI和電容C2，所述電感LI的一端與所述升壓芯片Ul的使能管腳相連接，所述電感LI的另一端分別與所述升壓芯片Ul的開關(guān)管腳和二極管Dl的陽極相連接，所述二極管Dl的陰極分別與所述電容C2的一端和升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電容C2的另一端接地。
[0026]如圖2所示本例所述升壓輸出電路還優(yōu)選包括輸出參考電壓電路和指示電路，所述輸出參考電壓電路包括電阻Rl、電阻R2和電容C3，所述電阻Rl的一端和電容C3的一端分別與所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電阻Rl的另一端、電阻R2的一端和電容C3的另一端分別與所述升壓芯片Ul的可調(diào)整電壓反饋管腳相連接，所述電阻R2的另一端接地;所述指示電路包括電阻R3和發(fā)光二極管LEDl，所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳通過電阻R3連接至所述發(fā)光二極管LEDl的陽極，所述發(fā)光二極管LEDl的陰極接地。
[0027]本例所述輸出電路只需要一個電感L1、一個輸出電容C2和一個肖特基二極管Dl就可以提供穩(wěn)定的低噪聲輸出電壓，所述升壓芯片Ul內(nèi)部包括了輸出電壓反饋和修正網(wǎng)絡(luò)、啟動電路、震蕩電路、參考電壓電路、PFM控制電路、過流過壓保護電路以及功率管。在圖2中，升壓芯片Ul是主芯片，其中第一引腳SW是開關(guān)管腳，第二引腳GND是接地管腳，第三引腳FB是可調(diào)整電壓反饋管腳，第四引腳EN是使能管腳，第五引腳V-OUT是電壓輸出管腳，第六引腳V-BAT是輸入管腳。所述輸出參考電壓電路通過調(diào)整電阻Rl的電阻值，可以調(diào)整輸出電壓的大??；電路了還有發(fā)光二極管LEDl作為工作指示燈之外，還設(shè)計了電阻R3作為限流電阻，避免發(fā)光二極管LEDl的電流過大而燒毀。
[0028]在圖2所示的升壓輸出電路中，所述二極管Dl優(yōu)選為肖特基二極管，電容C2和一個二極管Dl會很大程度影響轉(zhuǎn)換效率，因為電容和電感會影響輸出的紋波，本例通過選擇合適的電感、電容和肖特基二極管可以獲得高轉(zhuǎn)換效率、低紋波和低噪聲，具體如下所述。
[0029]電感LI的選擇，首先要保證電路在連續(xù)正常工作狀態(tài)下電感的最小電感值，如果電感LI的電感值偏小，電感會發(fā)生磁飽和，造成電路的效率大大降低，甚至不能正常輸出穩(wěn)定電壓;另外電流流過電感時會產(chǎn)生紋波，電感值過小紋波就增大，就會造成肖特基二極管和主芯片的電流過大，電路整體損耗就增大。那么為了提高效率，就應(yīng)該使用較大的電感，但是大的電感其等效電阻也增大，電流流過時也會造成損失，因此只能綜合考慮進而選擇適中的電感值，在本例中，所述電感LI優(yōu)選的電感值是4.7uH。
[0030]電容C2的選擇，該電容C2作為輸出電容的作用主要是減少輸出的紋波，輸出電容的容量越大，效果越好，但是輸出電容過大，會使電路的反應(yīng)時間過慢，通過反復(fù)的設(shè)計，得出本例最佳的電容值為I OuF。
[0031]二極管Dl的選擇，雖然普通的二極管也能使電路工作，但會降低效率，而采用正向?qū)妷旱秃头磻?yīng)時間快的肖特基二極管會大大提高電路的效率，因此本例所述二極管Dl的優(yōu)選型號是1N5819。
[0032]由于前端輸入的不確定性，實際使用充電輸出的用電設(shè)備可能是一節(jié)堿性電池，也可能是單個鋰離子電池，因此本例選擇一個用于實現(xiàn)輸入濾波的電容Cl，用以穩(wěn)定輸入端的電路。
[0033]本例在電解液中設(shè)置電解正極I和金屬電解負極2，通過對相互配套的電解正極I和金屬電解負極2進行合理的選材、設(shè)計和位置設(shè)置，使得所述電解正極1、金屬電解負極2和電解液之間產(chǎn)生高效的電解反應(yīng)，然后發(fā)送電信號至所述升壓輸出電路，所述升壓輸出電路通過合理的電路設(shè)計高效輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流，進而能夠滿足實際的使用需求，經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)本例的轉(zhuǎn)換率能夠高達96%;作為電解正極I的防水透氣薄膜設(shè)置于所述電解腔3的腔體內(nèi)壁上，而作為金屬電解負極2的金屬板則獨立設(shè)置于所述電解液中，這樣能夠使得電解腔3的尺寸做得很小，完全能夠?qū)崿F(xiàn)易于攜帶和方便使用等要求。
[0034]本例在實際應(yīng)用中，可以通過以下過程實現(xiàn)海水發(fā)電:首先，在所述海水發(fā)電裝置的電解腔3中加入包含氯化鈉的電解液，使得設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)的電解正極I和金屬電解負極2發(fā)生電解反應(yīng)，發(fā)送電信號至所述升壓輸出電路;然后，所述升壓輸出電路接收電信號，并實現(xiàn)升壓和充電；最后，所述升壓輸出電路在完成充電后，輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流，輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流可以通過對所述輸出參考電壓電路所包括電阻R1、電阻R2和電容C3進行調(diào)節(jié)，進而輸出5V、2.5A或是其他預(yù)設(shè)功率的電壓和電流。
[0035]本例所述升壓輸出電路能夠輸出預(yù)設(shè)額定功率的電壓和電流，通過對所述輸出參考電壓電路所包括電阻Rl、電阻R2和電容C3進行調(diào)節(jié)，進而能夠輸出5V、2.5A或是其他預(yù)設(shè)功率的電壓和電流。值得一提的是，本例所述海水發(fā)電裝置可以單個裝置獨立工作，也可以將多個所述海水發(fā)電裝置拼裝在一起聯(lián)合工作，這樣，就能夠針對各種不同的應(yīng)用需求進而輸出對應(yīng)的電壓和電流。
[0036]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種海水發(fā)電裝置，其特征在于，包括:電解正極、金屬電解負極和升壓輸出電路，所述電解正極和金屬電解負極分別設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)，所述電解正極和金屬電解負極分別與所述升壓輸出電路的電源輸入端電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述電解正極為防水透氣薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述海水發(fā)電裝置設(shè)置有用于容納電解液的電解腔，所述防水透氣薄膜設(shè)置于所述電解腔的腔體內(nèi)壁上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述金屬電解負極豎直設(shè)置于所述電解腔的蓋體上，所述升壓輸出電路內(nèi)置于所述電解腔的蓋體內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述金屬電解負極包括一塊或多塊金屬板，所述金屬板獨立設(shè)置于所述海水發(fā)電裝置的電解液內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為I: I?1:2。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述防水透氣薄膜的面積與所述金屬板的面積之間的比例為1: 1.3。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述升壓輸出電路包括輸入濾波電路、升壓芯片Ul和輸出電路，所述輸入濾波電路包括電容Cl，所述電容Cl的一端與所述電解正極和升壓芯片Ul的電源輸入管腳相連接，所述電容Cl的另一端接地;所述輸出電流包括電感L1、二極管Dl和電容C2，所述電感LI的一端與所述升壓芯片Ul的使能管腳相連接，所述電感LI的另一端分別與所述升壓芯片Ul的開關(guān)管腳和二極管Dl的陽極相連接，所述二極管Dl的陰極分別與所述電容C2的一端和升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電容C2的另一端接地。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述升壓輸出電路還包括輸出參考電壓電路，所述輸出參考電壓電路包括電阻Rl、電阻R2和電容C3，所述電阻Rl的一端和電容C3的一端分別與所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳相連接，所述電阻Rl的另一端、電阻R2的一端和電容C3的另一端分別與所述升壓芯片Ul的可調(diào)整電壓反饋管腳相連接，所述電阻R2的另一端接地。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海水發(fā)電裝置，其特征在于，所述升壓輸出電路還包括指示電路，所述指示電路包括電阻R3和發(fā)光二極管LEDl，所述升壓芯片Ul的電壓輸出管腳通過電阻R3連接至所述發(fā)光二極管LEDl的陽極，所述發(fā)光二極管LEDl的陰極接地。
【文檔編號】H01M6/34GK205680732SQ201620458599
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月18日 公開號201620458599.8, CN 201620458599, CN 205680732 U, CN 205680732U, CN-U-205680732, CN201620458599, CN201620458599.8, CN205680732 U, CN205680732U
【發(fā)明人】張南
【申請人】深圳市獨尊科技開發(fā)有限公司