[發明專利]一種深海管式溫差發電器

有效

• 申請號: 201811285956.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109412463B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 吳世軍;謝可人;楊燦軍;洪元東;阮永蔚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種深海管式溫差發電器，屬于發電設備領域，包括主腔體，主腔體的上下端分別設有上支架和下支架，上支架和下支架均為鏤空設置；主腔體的外壁周圍設有若干用于安裝溫差發電片的安裝槽，安裝槽從內至外依次放置溫差發電片和導熱鋁片，并利用高溫膠對溫差發電片和導熱鋁片進行固定；在主腔體的表面安裝有與導熱鋁片接觸并對安裝槽進行封口以壓緊導熱鋁片和溫差發電片的散熱件。克服了以往的不足，溫差發電片的熱端與主腔體緊貼，冷端與導熱鋁塊緊貼，基本沒有間隙，傳熱效率很高。利用高溫膠對溫差發電片進行固定和密封，操作簡單，成本低，大大簡化了結構，解決了O型圈密封溫度和壽命限制的難題，提高了裝置的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，具體地說，涉及一種深海管式溫差發電器。

背景技術

海底熱液噴口作為地殼和海洋間物質與能量的交換窗口，具有很高的能量密度，其中典型熱液口的熱通量可達兆瓦級別，溫度可至400℃，所以熱液噴口熱通量的測量和利用一直是全球關注的焦點。熱液流體和周圍冷海水的溫差可達300—400℃。利用這一綠色可再生的熱液溫差能，可作為海洋熱液觀測的重要能源供給方式，可為海底資源勘探與開發、海上平臺、甚至海上城市提供上兆瓦的電能，具有巨大的研究價值和開發潛能。

但以往能利用熱液溫差能的設備極少，在已有的水下熱液溫差發電裝置中，一般利用溫差發電片來將溫差能轉化成電能，如公布號為CN107040167A的中國專利文獻公開的一種用于水下的溫差發電模塊，其通過薄膜和抽真空的方式減小間隙以提高熱傳遞效果，但其結構及裝配過程復雜麻煩，且溫差片利用O型圈密封，O型圈的耐熱溫度和高溫下的使用壽命限制了溫差發電器的使用環境和工作時長。

公布號為CN103944452A的中國專利文獻公開的一種深海熱液溫差能發電裝置，以及公布號為CN104852634A的中國專利文獻公開的一種海底熱液口溫差能發電裝置，均通過熱管將熱液能量傳遞給溫差發電片，但是兩種結構均無法避免溫差發電片與腔體之間因為裝配部緊密而產生間隙，導致發電效率很低，且熱管的規格和性能限制溫差發電器的規格和性能。

發明內容

本發明的目的為提供一種深海管式溫差發電器，該發電器可解決溫差發電片與腔體之間因為裝配部緊密而產生間隙而導致的發電效率低的問題。

為了實現上述目的，本發明提供的深海管式溫差發電器包括主腔體，主腔體的上下端分別設有上支架和下支架，上支架和下支架均為鏤空設置；主腔體的外壁周圍設有若干用于安裝溫差發電片的安裝槽，安裝槽從內至外依次放置溫差發電片和導熱鋁片，并利用高溫膠對溫差發電片和導熱鋁片進行固定；在主腔體的表面安裝有與導熱鋁片接觸并對安裝槽進行封口以壓緊導熱鋁片和溫差發電片的散熱件。

上述技術方案克服了以往的不足，溫差發電片的熱端與主腔體緊貼，冷端與導熱鋁塊緊貼，基本沒有間隙，傳熱效率很高。利用高溫膠對溫差發電片進行固定和密封，操作簡單，成本低，大大簡化了結構，解決了O型圈密封溫度和壽命限制的難題，提高了裝置的穩定性和可靠性。并且整個裝置為一實體裝置，內外壓抵消，金屬腔體不用設計成耐壓腔體，大大簡化了裝置的結構，減小了裝置的重量和體積。且對填充式溫差發電片做了單獨的耐壓性能測試，在45MPa的壓力下，溫差發電片性能不僅沒有影響還有略微上升。

為了方便制作和安裝，作為優選，散熱件包括與導熱鋁片相貼的底板和垂直于底板設置的肋片。制作過程中，先將溫差發電片和導熱鋁片依次放入安裝槽內，然后利用設有灌膠孔的金屬板壓緊導熱鋁片，接著通過灌膠孔將高溫膠灌入安裝槽內對溫差發電片和導熱鋁片進行固定。為進一步減少安裝槽內出現間隙的概率，可以將若干溫差發電片間隔放置在安裝槽內，導熱鋁片與溫差發電片的大小相同并對應放置，最后在金屬板的壓緊固定的作用下向安裝槽內灌膠。在安裝槽內的高溫膠凝固后，取下金屬板，將散熱件的底板代替金屬板緊貼導熱鋁片后進行固定，此時可以采用螺釘將散熱件的底板固定在主腔體上。