[发明专利]一种真空隧道散热装置

说明书

本发明公开了一种真空隧道散热装置，涉及隧道技术领域，包括：套设在真空隧道中的多根套管以及设置在套管外壁上的多个顶端封闭的散热管，散热管由套管外壁向斜上方或者正上方延伸设置，套管包括：间隔套设在一起的内管和外管，内管和外管之间形成两端封闭的容纳腔，容纳腔中设有液态相变传热工质，散热管设置在外管上并与容纳腔连通，该散热装置能够将管道内多余热能吸收－转换－传输－释放－传递，结构简单，可靠性高，无能耗；有效用于废热传递，稳定保障列车管道热环境。

技术领域

本发明涉及隧道技术领域，具体涉及一种真空隧道散热装置。

背景技术

铁路在国家的经济和社会发展中起到了至关重要的作用。随着国家铁路网的建设和人民对时间要求的提高，铁路还要面临进一步提速的问题。当列车速度提高到400km/h以上时，空气阻力将占到总阻力的90％以上，严重影响列车运行的能耗问题；气动噪声随车速急剧增大，严重影响周边居住环境；横风等外界气候条件会加剧列车运行稳定性的安全隐患。诸如此类的问题对运行在常压下的高速列车而言会接踵而来，那么构建真空运营环境的设想应运而生，而地下空间真空管道列车的应用也会是将来研究领域的趋势。当管道内低真空度在0.1－0.4个大气压时，列车高速行驶会因与空气间摩擦产生大量的热，根据研究文献表面，管道内平均温度会达到80到100度。如果在封闭管道内，考虑到列车多次发车，热量一直累积并无法得到高效处理排放，导致管道热环境恶劣，对轨道，车身，以及安全行驶构成巨大威胁。

伴随着科技的发展及对真空管道超音速列车的深入研究，管道内大量气动热需要传递，由于目前在该领域的研究还处于探索阶段，当将来推广到实际应用中，用于管道传热的装置会成为真空管道超音速列车必要的辅助构件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空隧道散热装置，该散热装置能够将管道内多余热能吸收－转换－传输－释放－传递，结构简单，可靠性高，无能耗；有效用于废热传递，稳定保障列车管道热环境。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种真空隧道散热装置，包括：套设在真空隧道中的多根套管以及设置在套管外壁上的多个顶端封闭的散热管，散热管由套管外壁向斜上方或者正上方延伸设置，套管包括：间隔套设在一起的内管和外管，内管和外管之间形成两端封闭的容纳腔，容纳腔中设有液态相变传热工质，散热管设置在外管上并与容纳腔连通。

本方案提供了一种设置在真空隧道中的散热装置，套管设置在真空隧道中，并且多个套管沿真空隧道的延伸方向连续设置，套管的轮廓外形不做具体限制，可以与真空隧道的形状相匹配，横截面为圆形或者椭圆形，套管包括内管和外管，内外管之间形成容纳腔，容纳腔的两端密封，容纳腔中设有液态相变传热工质，液态相变传热工质可以在吸热时蒸发，在放热时冷凝，液态相比传热工质的种类不做具体限制，可以根据实际温度以及散热需求进行选取，可以选择：水、乙醇、甲醇等；外管上设有与容纳腔连通的散热管，列车运行产生的热量由内管传递给液态相变传热工质，液态相变传热工质吸收热量蒸发进入散热管中，并在散热管中冷凝成液体，由于散热管从外管的管壁处向正上方或者斜上方倾斜设置，从而使在散热管中冷凝的液态相变传热工质可以在重力作用下流回容纳腔，以此完成散热过程以及相变传热工质的循环过程。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，外管上设有与容纳腔连通的连接管，散热管的下端与连接管密封连接。

外管的外壁上设有与散热管同向设置的一小段连接管，散热管的管径与连接管的管径相匹配，散热管的下端设置在连接管上从而实现散热管和外管的固定连接，散热管和连接管可以插接、卡接或者螺纹连接，但是无论何种方式连接，均应保证散热管与连接管之间密封连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，连接管上设有套筒，套筒远离连接管的一端与散热管密封连接。

散热管通过套筒与连接管密封连接，此时散热管的管径和连接管的管径无需匹配，同样的，套筒与与连接管以及散热管之间可以采用插接、卡接或者螺纹连接，且保证连接处的密封性。