[發(fā)明專利]一種用于水下的溫差發(fā)電模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710294329.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN107040167B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳世軍;謝可人;王爍;楊燦軍;吳怡平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種用于水下的溫差發(fā)電模塊，它包括：外殼、蓋板、柔性金屬薄膜及抽真空部件，本模塊在水下熱液環(huán)境條件下，利用熱液和冷水間存在的溫差，通過溫差發(fā)電片將溫差能高效地轉(zhuǎn)換為電能，采用柔性金屬薄膜抽真空設(shè)計(jì)可以使柔性金屬薄膜緊貼在溫差發(fā)電片上，并結(jié)合自制的抽真空部件，可最大程度地將模塊內(nèi)部殘余氣體排干凈，使柔性金屬薄膜與溫差發(fā)電片間的貼合更緊密，極大減小了發(fā)電過程中的熱阻；本發(fā)明采用扁平的外殼設(shè)計(jì)，使溫差發(fā)電片可在凹槽內(nèi)部縱向延伸布置，不僅使安裝過程更加簡潔方便，水下密封效果更可靠，也能獲得良好的耐壓和熱傳遞效果，熱液熱能利用率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫差發(fā)電模塊，具體說是涉及一種用于水下熱液口的溫差發(fā)電模塊，該模塊可以高效地利用熱液與周圍冷水的溫差能來進(jìn)行發(fā)電。

背景技術(shù)

地球在持續(xù)不斷地以各種形式由內(nèi)向外地進(jìn)行著熱傳遞。地殼熱流是衡量地球熱量散失的一個(gè)指標(biāo)，在上個(gè)世紀(jì)的70—80年代曾經(jīng)有廣泛的海底熱流調(diào)查，調(diào)差結(jié)果表明，全球的平均地殼熱流值約為60MW/m2，海底地殼的熱流值稍高于陸地的地殼熱流值，板塊擴(kuò)張邊界的熱流值高于板塊聚斂邊界的熱流值。存在熱液活動(dòng)的地區(qū)是地殼表面強(qiáng)烈熱散失的區(qū)域，地殼熱流值應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均值。現(xiàn)代海底熱液活動(dòng)是普遍發(fā)育于大洋中的活動(dòng)板塊的邊界及板塊內(nèi)部的火山活動(dòng)中心的一種在巖石圈和大洋之間進(jìn)行的能量和物質(zhì)交換的過程。其突出的表象是高溫的熱液從海底流出。熱液溫度高達(dá)400℃，而周圍的海水只有2—4℃，兩者間存在巨大的溫差能。

然而目前這一熱量尚沒有得到較好的采集和利用。以前，這種水下熱液溫差裝置，正如CN103944452A號(hào)記載的那樣，并沒有直接利用熱液的能量，而是通過熱管來實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)換，效率低。且使用裝置時(shí)，需要將其插入水下熱液口，易造成熱液噴口堵塞，甚至停止噴發(fā)，破壞原有的生態(tài)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以高效地利用水下熱液溫差能進(jìn)行發(fā)電的模塊。

本發(fā)明的一種用于水下的溫差發(fā)電模塊，它包括：外殼、蓋板、柔性金屬薄膜及抽真空部件，所述的外殼上設(shè)有用于安放溫差發(fā)電片的凹槽，蓋板上開有與上述凹槽相匹配的通槽，通槽上方蓋有柔性金屬薄膜，柔性金屬薄膜邊緣與蓋板焊接，蓋板與外殼通過全氟O型圈及螺釘密封緊固，在外殼上位于全氟O型圈范圍內(nèi)部開有抽真空孔及水密線孔，水密線孔上堵有水密線堵頭，在外殼凹槽背部設(shè)有若干散熱翅片；

所述的抽真空部件連接抽真空孔用于將蓋板1與外殼6形成的空間抽真空，包括一端封閉的罩體、螺釘狀的堵頭、擰桿，所述的堵頭與抽真空孔通過螺紋連接，堵頭上開有豎直盲孔及水平通孔，豎直盲孔與水平通孔連通，水平通孔開設(shè)于堵頭的退刀槽位置，所述的罩體罩在堵頭外側(cè)并可與外殼通過螺紋及O型圈密封連接，擰桿一端為套筒用于與堵頭的端部配合，另一端穿過罩體并通過O型圈密封，罩體上開有用于連接抽真空設(shè)備的側(cè)孔，當(dāng)堵頭被完全擰入抽真空孔時(shí)，其通過全氟O型圈與外殼密封，此時(shí)柔性金屬薄膜與溫差發(fā)電片熱端表面緊貼。

上述技術(shù)方案中，所述的柔性金屬薄膜采用鈦、鍍層銅、不銹鋼、或鍍層鋁合金制成。

所述的柔性金屬薄膜厚度為0.1毫米到0.2毫米。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供了一種用于水下的溫差發(fā)電模塊，在水下熱液環(huán)境條件下可以利用熱液和冷水間存在的溫差，將溫差能高效地轉(zhuǎn)換為電能，從而為研究水下溫差能的利用提供了可能；

本發(fā)明采用獨(dú)特的柔性金屬薄膜抽真空設(shè)計(jì)可以使柔性金屬薄膜緊貼在溫差發(fā)電片上，消除了兩者間的間隙，在滿足水底抗壓的同時(shí)可極大地減小發(fā)電過程中的熱阻；采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的抽真空部件，可最大程度地將模塊內(nèi)部殘余氣體排干凈，使柔性金屬薄膜與溫差發(fā)電片間的貼合更緊密，還可以盡量減小由空氣對(duì)流引起的熱量損失。