[发明专利]自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构

说明书

本发明提供了一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构，该自然液冷导热管包括冷却段和吸热段，冷却段与吸热段首尾相连接以形成封闭管路，封闭管路具有液体空腔，液体空腔内充满冷却液体，吸热段设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，冷却段设置在真空管道结构的外部；自然液冷导热管通过吸热段内的冷却液体吸收电气线圈散发的热量，吸收热量后的冷却液体由于密度变小而上移至冷却段以将所吸收的热量散失到空气中进行冷却并驱动冷却段内的冷却液体进入吸热段进行吸热以完成自然循环液冷过程。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。

技术领域

本发明涉及真空管道磁悬浮交通系统技术领域，尤其涉及一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构。

背景技术

为了降低运行阻力，取消传统铁道交通的车轮和钢轨，利用磁悬浮技术来提供车辆的悬浮力和导向力，使用直线电机为车辆提供牵引力和制动力。并且为了降低列车高速运行的空气阻力，将车辆封闭在管道内，并将管道抽真空。

相较于传统的轮轨系统，磁悬浮系统需要在轨道上铺设能够提供悬浮力、导向力、推进力和制动力的线圈，这些电气线圈在工作时会产生很大的电流，从而导致线圈发热，尤其是提供推进和制动作用的线圈，由于通电的时间较长，所以会产生较多的热量。在真空管道中空气密度很低(所谓真空管道并不是完全的真空，存在稀薄的空气)，散热效果极差，长时间使用时会导致线圈温度过高从而影响其工作性能和使用寿命。

现有技术中的真空管道在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段，从所披露的资料来看，所有的真空管道都没有考虑线圈如何散热问题，长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度，从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。

另外现有的真空管道断面形状都是一个完整的圆管结构，具体如图6所示，这种圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度，并且水平方向占地面积大，管道架设难度大，总的来看这种真空管道的建设投资成本高。

由上可知，现有结构形式的真空管道存在以下几个技术缺点。

第一，真空管道都没有考虑线圈如何散热问题，长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度，从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。

第二，没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度，水平方向则不需要太高的刚度，而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的，很不合理。另外，混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高，更多的材料分布在水平方向上，造成这种管道的垂向刚度不足，水平刚度有余，材料强度性能没有充分利用。

第三，在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段，用架桥设备安装在高架桥上，整体圆管结构的管道上侧为圆弧状，并且只有一层钢板，无法承受架桥机自重，所以这种真空管道的工程施工难度大，带来建造成本高的问题。

第四，这种管道建造的线路占地面积大。因为圆管的横向和垂向尺寸相同，为了增加抗弯垂向刚度，必须增加圆管的直径，横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积，造成建线成本的增加。

发明内容

本发明提供了一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构，能够解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。