双热源接力超导传热装置的制作方法

本实用新型发明属热传导技术领域。

背景技术：
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柴油车辆不及时应季更换适宜标号柴油的现象屡见不鲜，这样的车辆往往在运营途中因留宿或其他原因而长时间停车，遇到天气变化，气温降低时就会导致燃油箱内的柴油皂化甚至结蜡成块，使其发动机燃油喷咀和燃油泵滤网被堵塞，造成发动机不能启动车辆不能运营，给国家和业主带来极大不便和不必要的经济损失。此时要解决燃油皂化只能采用对燃油箱的柴油加热增温，一般都取以下措施：

1、利用喷灯或其他燃烧物对燃油箱进行明火烘烤。

2、在燃油箱安放一超导传热装置，利用车用电源和电热装置进行电热转换，将其热量经超导装置给皂化柴油增温。

第一种采用明火对燃油箱直接烘烤增温方式极不安全，有着危险的火灾甚至爆炸隐患。第二种电热转换超导增温方式只适于柴油轻微皂化而且发动机始终处在工作状态下的车辆使用，而对于停车后因燃油结蜡使发动机不能启动的车辆没有任何帮助。因为此时的车载发动机不能够给超导传热装置中的电热器提供电源，而车用电池的电容量也不足以满足严重皂化柴油化解的需要，而且车用电池一旦耗尽就会使发动机彻底不能启动，车辆彻底不能运营。

技术实现要素：

本实用新型发明就是要提供一种不占用车辆专用电源的可利用外界热源的双热源接力超导传热装置。它可将外界的热能或通过太阳能转换的热能高效地向低温油环境中传导，使燃油箱中已严重皂化的柴油得到充分化解以保证汽车发动机顺畅启动，并可以实现使用低标号柴油的车辆在低温环境下正常行驶的目的。

本实用新型发明双热源接力超导传热装置主要是由车载蒸发器，外接蒸发器，冷凝器，太阳能电池，备用蓄电池，逆变器，液体超导介质以及两端带有快接密封接头锁母的导热管构成。车载蒸发器，外接蒸发器，冷凝器都是采用导热系数高的金属材料加工制作的，导热管是采用乙丙橡胶管代替，太阳能电池，备用蓄电池，逆变器和电热管为市售产品。

车载蒸发器呈两端封闭的圆筒形状，其本体内置有一个热交换器和一电热管。车载蒸发器的内腔分为上下两个相互隔绝的空间，上部空间的内壁呈加层状，并在空间注入一定量的液体超导介质。

冷凝器为圆筒形状，筒壁外面有多个散热片，冷凝器的一端留有内螺纹接口，另一端的外部制成空心螺栓状，外螺纹做螺栓用，其空心处做为冷凝器排气口，内置一平口螺钉做开关用。

车载蒸发器顶端的外螺纹接头经弯头和安装法兰与安装在燃油箱中的冷凝器密封连接构成了一个车载超导传热装置。

外接蒸发器为半开放结构，主要由外壳和一热交换器组成，在外壳上围焊了一个护套，护套上的圆孔与护套下的敞口便于热交换管与热源充分接触。在外接蒸发器顶端的外螺纹接口处安装一球阀，在阀口注入了一定量的液体超导介质。球阀的作用是防止拆装外接蒸发器时液体超导介质溢出。

在车载蒸发器的下端和外接蒸发器的球阀上分别装有一个快接密封接头，并分别与导热管两端的锁母密封连接使两个蒸发器的内腔相通。通过冷凝器和车载蒸发器的排气口进行真空处理后即组成了一个完整的接力超导传热装置。

本实用新型发明双热源接力超导传热装置不仅可以将外界热源进行接力超导传热，同时又可以将太阳能转换成热能并进行超导传热达到对燃油箱皂化柴油化解的目的。

本实用新型发明中的太阳能电热转换系统采用了四块太阳能电池，将太阳能电池组置放在汽车驾驶室外顶上，为防止雨水浸泡将其安装在用工程塑料型材制成的密封的中空玻璃框架中，利用磁铁的吸力将框架牢牢地吸持在车顶上。太阳能电池经二极管对备用蓄电池进行慢充电，备用蓄电池经一开关与逆变器相连，逆变器的输出端与电热管相连构成了太阳能电热转化系统。

使用时将接力超导装置中的外接蒸发器利用其吊耳将其吊挂在盛满热水的水槽中，外接蒸发器的顶端低于车载蒸发器的底端以便于液体超导介质的回流。此时外接蒸发器中的液体超导介质通过其热交换器遇热迅速汽化迅速吸热，并在相对真空条件下通过导热管将热能快速传导到车载蒸发器中，并通过其热交换器被车载蒸发器中的液体超导介质迅速吸收。散热后的汽化的超导介质则发生相变呈液相，并沿导热管壁回流到外接蒸发器中并继续吸热汽化。外接蒸发器中的液体超导介质经过不断地吸热散热，不断地循环相变过程实现了用外接蒸发器以超导传热方式将热水的热能传导给车载蒸发器的作用。

车载蒸发器中的液体超导介质受热汽化的同时迅速吸收掉由外接蒸发器传导过来的大量热能并在相对真空的条件下将其迅速传导到冷凝器中，置在燃油箱中的冷凝器不断地向周围低温油环境散热，散热后的汽化的超导介质发生相变呈液相沿冷凝器底部流回车载蒸发器，并继续吸热汽化。置在外接蒸发器和车载蒸发器中的液体超导介质不断地吸热散热，不断地循环相变，利用液体超导介质的相变临界温度敏感，只需35℃即可汽化的物理特征，利用液体超导介质汽化过程吸热迅速和在真空条件下传热速度快的物理特征实现了将外界的热能以接力超导传热方式高效安全地传导到燃油箱中，达到化解严重皂化的柴油的目的。

使用太阳能转换的热源时，由于太阳能电池平日给备用蓄电池的充电储备了充足的能源，闭合开关就会使车载蒸发器中的电热管通过与备用蓄电池相连的逆变器获电而产生热能实现电热转换，车载蒸发器中的液体超导介质受热汽化后即将电热管产生的大量热能迅速的传导到冷凝器中，经置在低温油环境中的冷凝器不断散热后又发生相变呈液相流回车载蒸发器中再汽化、吸热，经过不断地吸热散热，不断地循环相变从而实现了将太阳能转换的热能以超导传热方式快速高效地传导到燃油箱达到了安全高效化解皂化柴油的目的，因此本实用新型发明具有以下优点：

1、本实用新型发明结构简单合理，生产成本低适合规模化生产。

2、本实用新型发明容易安装，外接蒸发器和导热管可快速拆装，可携带。

3、本实用新型发明中的液体超导介质具有汽化潜热大，吸热传热速度快的特征。

4、本实用新型发明中的液体超导介质相变敏感度高，相变临界温度低，更适合在 10℃以下的低温散热环境使用。

5、本实用新型发明所采用的热源清洁环保，安全可靠，热源能量充足。

附图说明

图1、接力超导传热装置的实物示意图。

图2、车载蒸发器的结构示意图。

图3、车载蒸发器的热交换器结构示意图。

图4、冷凝器结构示意图。

图5、外接蒸发器的结构示意图。

图6、外接蒸发器的热交换器结构示意图。

图7、安装法兰结构示意图。

图8、快接密封接头结构示意图。

图9、太阳能充电，电热转换电原理图。

图10、太阳能电池玻璃框架结构示意图。

图11、接力超导传热装置的热传导工艺流程图。

具体实施方法

下面通过实施例并结合附图对本实用新型的结构做进一步的描述：

双热源接力超导传热装置中的主要部件外接蒸发器9，车载蒸发器10，冷凝器2都是采用导热系数高的金属材料加工制作的，导热管5采用耐热温度可达150℃的乙丙橡胶制作的胶管，电热管15的绝缘底座34采用耐热高的聚四氟材料制作，太阳能电池组SP采用四块LA1218M型电池，备用蓄电池BT为二块铅酸电池并联使用，逆变器NB和电热管15采用市售产品。

车载蒸发器10的壳体分为壳体33和壳体32上下两部分分别加工制作，其内部置有电热管15管板17热交换管18护套19，并注入一定量的液体超导介质16。

热交换器中的热交换管18的端口分别与管板17上的圆孔采用紧配合工艺使其二者牢固地密封结合，护套19的两端分别与管板17上的止口和底盘20的止口采用同样的紧配合工艺将其三者牢固地结合在一起，由此构成热交换器本体。热交换器底盘20的外圆围与壳体 33上的止口做紧配合连接将其上部空间密封，使壳体33形成上部夹层结构，这样可以加大空间内的液体超导介质16的受热面积。上部空间中电热管15的绝缘底座34与焊接在壳体 33上的螺纹套35采用螺纹方式密封安装，电热管15做为电热转换系统中的发热元件使用。将壳体33与壳体32的止口相扣对接，并沿接缝进行满焊接即构成了内腔为两个隔离封闭空间的车载蒸发器10本体。

外接蒸发器9是由壳体21管板22热交换管23护套24组成的热交换器构成。热交换管23的端口与管板22的圆孔，管板22的圆周与壳体21的止口都采用紧配合工艺使其牢固结合成为了一个整体，壳体21上点焊接一个护套24可以防止热交换管23损坏，护套24 的圆孔25和敞口状的底部利于热交换管23与热源的充分接触提高传热效率。

冷凝器2为圆筒形，其一端制成空心螺纹3状用于与燃油箱X固定用途，空心螺栓 3的空心处为用螺钉做开关的排气口4。

将车载蒸发器10顶部的外螺纹接口14经弯头11和安装法兰1与冷凝器2的内螺纹接口36做密封连接后在放气口4注入一定量的液体超导介质16，用一交流电源给电热管15 通电使其发热，待到液体超导介质16汽化，温度达到100℃左右时在排气口4释放一定量的气体后将其关闭使其腔内形成相对真空，构成了一个完整的车载超导传热装置。

在外接蒸发器9的球阀8口注入一定量的液体超导介质16，将导热管5上的快接接头锁母6分别与车载蒸发器10和外接蒸发器9上的快接密封接头13、7相连接使两个蒸发器的内腔相通，用一高温热源对外接蒸发器9的热交换管23进行加热，在其液体超导介质16 汽化，温度达到100℃左右时在车载蒸发器10的排气口12释放一定量的气体后将其关闭以保证内腔的相对真空状态，并构成完整的接力超导传热装置。

本实用新型的太阳能电热转化系统中采用了四块AL1218M型号的太阳能电池，SP单块最大输出电流200MA，有5V.7V.10V.三个输出端，采用10V输出并将两块串联起来为一组，空载输出电压为20V，再将其二组并联使用以增大输出电流容量。这样使用的目的：1、可保证足够的充电电压(一般充电电压为充电器输出电压的60％～70％)。2、AL1218M太阳能电池 SP在夏季阳光光照条件下输出电流可达200MA，冬季一般输出为50MA，二组电池并联使用可以保证其冬季的输出电流可达50～100MA，以保证对备用蓄电池BT的慢充电需要。

为了防止太阳能电池SP被雨水浸泡将其安装固定在用工程塑料型材制作的中空玻璃 31框架29中，框架29两侧用自攻螺丝装定了四支带有强磁铁30的支架28将其牢固地吸持在汽车驾驶室外顶上。

备用蓄电池BT采用二块12V铅酸电池，太阳能电池组SP的电流经二极管D电流表 A熔断器FS向备用蓄电池BT充电，二极管D用于防止循环条件下备用蓄电池BT对太阳能电池SP组放电。由于太阳能电池SP的内阻起着串联电阻的作用成为恒流充电电路，因此不必担心过充电。太阳能电池SP充电的最好方法就是边用边充电，同时可以防止充电不足。

液体超导介质16的配制：硫酸钾0.5％，重铬酸钾2％一次加入容器中，再将二次蒸馏水97％加入容器中加热到60℃，待以上原料完全溶解后将其冷却至室温。

予先将组装好的车载蒸发器10安装在燃油箱X，在箱体的侧壁用扩孔器开出一个大于冷凝器2外径的圆孔，在箱壁的另一侧的相对应部位开一个与空心螺栓3直径相当的孔将冷凝器2插入后，用自攻螺丝将涂有耐油密封胶的安装法兰1固定在燃油箱X的侧壁上，在箱壁外另一端露出的空心螺栓3上套上一个涂有耐油密封胶的密封垫圈并用一螺母锁紧。

使用时将外接蒸发器9吊挂在热水槽R中，将外接蒸发器9的顶端低于车载蒸发器 10的底端，此时外接蒸发器9中的液体超导介质16受热汽化并迅速吸收热水的热能，并在真空条件下经导热管5迅速传导到车载蒸发器10中，车载蒸发器10中的液体超导介质16经热交换器受热汽化迅速吸收传来的热能并快速传导到置在燃油箱X内的冷凝器2不断地向低温油环境散热。车载蒸发器10外接蒸发器9和冷凝器2中的汽化的液体超导介质16散热后又发生相变呈液相……，装置中的液体超导介质16不断地吸热散热，不断地循环相变过程实现了热能的接力传导过程。

使用太阳能转换的热源时只需闭合开关SB置在车载蒸发器10中的电热管15即会从逆变器NB获电并将电能转换成热能。逆变器NB输入电压为直流12V输出电压交流60V，电热管功率为60W，二块并联使用的12V10A.h备用蓄电池BT足以满足使用需要。

本实用新型发明所述的双热源接力超导传热装置中的蒸发器和冷凝器所选用的金属材料具有热传导效率高的特征及采用的二次热交换接力超导传热方式可充分无限量地利用外界热源的特征和液体超导介质相变速度快，相变温度敏感，相变临界温度低吸热、传热、散热速度快的特征，太阳能充电储备能量大，电热转换热能力充足，安全性高的特征，以使本实用新型有效地达到了前述发明的目的。