[發明專利]一種海洋監測設備的供電裝置及方法

有效

• 申請號: 201410697390.2
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104481828B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 田振華;趙治平;袁曉宇;張輝;周友援
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一〇研究所
• 主分類號: F03G7/05
• 分類號: F03G7/05
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 付雷杰,楊志兵

技術領域

本發明涉及海洋環境監測技術領域，具體涉及一種海洋監測設備的供電裝置及方法。

背景技術

當前，來自海洋方向的多種安全威脅日益嚴重。我國在南海問題上存在著主權被侵犯、島礁被侵占、海域被分割、資源遭掠奪、開發被阻撓、安全受威脅的嚴重局面，南海危機步步升級。為更好地對海洋環境進行探測和觀察，收集海洋相關數據與資料，各類應用于海洋環境監測的設備與裝置相繼研發成功并投入使用。對于這些需要長期持續地在海洋中工作的監測設備，目前國內外產品都采用鋰電池供電，雖然能夠維持設備工作3～5年，但是存在以下不足：

1)設備能夠攜帶的鋰電池數量有限，設備的工作壽命有限。同時，這些電池使得設備重量和體積較大。

2)由于投放位置遠，工作位置不固定，電池耗盡后海洋監測設備就被拋棄了，需要重新投放監測設備，耗資巨大。又或者是定期上浮人工補充能量，這樣又大大的限制了其工作深度和廣度。

3)對于拋棄的設備，鋰電池會污染海洋環境。

4)電池容易發生故障，使設備達不到設計壽命。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種海洋監測設備的供電裝置，能夠利用海洋溫差為海洋監測設備供電，且設備簡便、可靠性高、成本低、無污染、壽命長。

本發明的海洋監測設備的供電裝置，包括相變筒、活塞、單向閥I、高壓蓄能器、液壓馬達、發電機、閥門、低壓蓄能器和單向閥II；其中，高壓蓄能器位于低壓蓄能器的重力場上方，相變筒通過單向閥II與低壓蓄能器連接，高壓蓄能器通過單向閥I與相變筒連接，高壓蓄能器通過閥門與低壓蓄能器連接；液壓馬達位于高壓蓄能器與閥門之間的管路上，并與發電機連接；

其中，相變筒暴露在海水中，其內部空間被活塞分為上、下兩個部分，相變筒上部空間充裝固液相變材料，所述固液相變材料的液態密度大于固態密度，且熔點介于表層海水和深層海水之間；低壓蓄能器中充裝惰性氣體和液壓油，高壓蓄能器中充裝惰性氣體；單向閥II的流通方向為低壓蓄能器流向相變筒；單向閥I的流通方向為相變筒流向高壓蓄能器。

本發明的海洋監測設備的供電裝置的供電方法，包括如下步驟：

步驟1，初始狀態時，所述供電裝置安裝在海洋監測設備上，所述相變筒暴露在海水中，閥門、單向閥I和單向閥II均處于非導通狀態；

步驟2，供電裝置隨海洋監測設備下潛、上浮，完成一個工作循環，供電裝置進行蓄電；

步驟3，當需要供電時，打開閥門，液壓馬達在液壓油的沖擊下轉動，并帶動發電機發電；當蓄能器壓力下降到初始值時，關閉閥門，發電完成，供電裝置回到初始狀態。

有益效果：

本發明利用固液相變材料隨溫度變化而進行相變變化的特點，將裝有固液相變材料的相變筒與海水直接接觸，感受海水的溫度變化，使得相變筒中的固液相變材料在設備上浮下潛的過程中反復地凝固與融化，將海洋溫差能轉化為體積變化，為高壓蓄能器充能。然后通過一系列管道與閥門，控制高壓蓄能器釋放能量驅動液壓馬達轉動來帶動發電機發電，為設備的控制系統和測量設備供電。大大提高了海洋監測設備的工作壽命，降低了投放成本，減少了對海洋環境的污染，提高了其工作可靠性。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

其中，1-相變筒，2-固液相變材料，3-活塞，4-單向閥I，5-高壓蓄能器，6-液壓馬達，7-發電機，8-閥門，9-低壓蓄能器，10-單向閥II，11-液壓油。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

本發明提供了一種海洋監測設備的供電裝置，所述供電裝置安裝在海洋檢測設備上，其結構示意如圖1所示，包括相變筒1、活塞3、單向閥I 4、高壓蓄能器5、液壓馬達6、發電機7、閥門8、低壓蓄能器9和單向閥II 10，其中，高壓蓄能器5位于低壓蓄能器9的重力場上方，相變筒1通過單向閥II 10與低壓蓄能器9連接，高壓蓄能器5通過單向閥I 4與相變筒1連接，高壓蓄能器5通過閥門8與低壓蓄能器9連接，液壓馬達位于高壓蓄能器5與閥門8之間的管路上，并與發電機連接。其中，相變筒1暴露在海水中；單向閥II 10的流通方向為低壓蓄能器9流向相變筒1；單向閥I 4的流通方向為相變筒1流向高壓蓄能器5。