一种南极发电机舱内柴油储藏箱低温保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柴油低温保护装置，具体涉及的是一种南极发电机舱内柴油储藏箱低温保护装置。
【背景技术】
[0002]南极科考是研究气候变化等一系列科学难题的重要途径之一，科考活动中会涉及到很多用电设备，为了给南极科考活动提供电力，需要使用柴油发电机进行发电。但是由于南极地处高寒极地地区，整个南极内陆年平均温度大约为_40°C?_50°C。我们知道，南极Dome A及其周围地区全年最冷在冬季8月。海拔高度接近Dome A的贝尔特和伏斯托克站8月平均气温分别是-71.4°C和-68.4°C。如按这两站的气温梯度推算，Dome A地区4000?4100m高度上8月平均气温大约要低到-77°C?_85°C。南极Dome A 4100米高度上出现-100°C左右的极端最低气温是有可能的。在这样的低温环境下，一般柴油发电机使用的柴油都会出现凝结现象，即使温度未达到柴油的凝固点，柴油在这样的低温下黏度高，流动性差，会造成雾化不良，柴油发电机工作不稳定，甚至供油出现中断。一旦出现这种状况就会影响南极科考活动，甚至会造成更加严重的后果。所以我们需要在温度低到一定程度下对柴油进行预热来保证柴油发电机的安全稳定运行。在我国北方，预热柴油的主要方法是加抗凝剂和使用电加热器。加抗凝剂在柴油发电机上明显不适用，因为成本高而且不方便携带；使用电加热器是较为合理的方法，但是现在预热柴油使用的电加热器多为直管，而直管的总加热面积比较小，空间延展性差，不能使柴油储藏箱里的柴油迅速均匀的预热。为此，本发明设计了一种南极发电机舱内的柴油储藏箱低温保护装置。
【发明内容】
[0003]本发明为解决南极环境下发电机舱内柴油温度过低导致柴油发电机无法发电的问题，提供一种南极发电机舱内柴油储藏箱低温保护装置。
[0004]技术方案
[0005]为解决南极环境下发电机舱内柴油温度过低导致柴油发电机无法发电的问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0006]—种南极发电机舱内柴油储藏箱低温保护装置，包括柴油储藏箱以及连接在柴油储藏箱内的出油管，其特征在于:在所述柴油储藏箱内底部设置有一加热室，所述出油管从所述加热室穿过，在所述出油管的上端设置有一控制阀，该控制阀与一感温包连接用于打开或关闭控制阀，在所述加热室上连接有柴油补充管道和加热室空气补充管道，在所述柴油补充管道上设置有电磁阀，在所述加热室内还设置有第一加热器以及用于点燃从所述柴油补充管道流入加热器柴油的点火器，所述第一加热器套在所述出油管上，在所述加热室内还设置有一内有相变介质的基座，在所述基座上端连接有位于所述加热室外的均温管，在所述基座上设置有第二加热器；在所述加热器壳体设置有用于蓄电池发电的温差发电片，所述第一加热器和第二加热器均连接在蓄电池上。
[0007]所述柴油储藏箱采用双层抽真空结构，双层之间采用格子结构固定，并且表面用绝热保温材料包裹。
[0008]所述均温管采用星形结构，该星型结构包括主管道和次生管道；所述主管道的长度和直径由分形理论确定，级数从第0级开始一直往下延伸到第i级，第i级和第1-Ι级的管道长度之比为NiA)，管道直径之比为N1M，N为每级的分叉管道数目，D为长度指数，Δ为直径指数；所述次生管道设置在与每一级主管道和下一级主管道组成的平面相垂直的平面内，且次生管道与该平面内的主管道之间延气流方向的夹角为30°至90°。
[0009]所述温差发电系统由多个温差发电片串联起来组成，所述的温差发电片布置在加热室和柴油接触的夹层中，以加热室外的柴油为冷端，加热室内的热量为热端，为蓄电池充电。
[0010]所述控制阀包括膜片以及与所述阀片连接的弹簧，所述感温包与所述弹簧连接，所述感温包在受冷时收缩提起膜片关闭控制阀，所述感温包在受热时膨胀下压膜片打开控制阀。
[0011]均温管采用星形结构，采用沸腾/冷凝相变换热方式来预热柴油。均温管星型结构主要由主管道和次生管道构成。星形结构使热量从一点同时扩散到各个面，直至空间的每个位置，预热柴油更加快速，更加均匀。主管道是根据分形理论来确定长度和直径的，级数从第0级开始一直往下延伸到第i级，具体的级数视柴油储藏箱的大小而定。由分形理论可以知道，第i级和第1-Ι级的管道长度之比为N 1/D，管道直径之比为N 1M，N为每级的分叉管道数目，长度指数D取大于1且小于等于2的实数，直径指数△取大于7/3且小于等于3的实数；次生管道是旋转主管道形成的，在与每一级主管道和下一级主管道组成的平面相垂直的平面内将主管道旋转30°至90°和150°至180°就可以形成次生管道，主管道和所述的次生管道组成星形结构。主管道采用分形结构大大增加了换热面积，使柴油预热更加快速；星形结构向储油箱各个方向延伸使柴油预热更加均匀。为了保证均温管加热过程中有足够的流体用于相变换热，在第0级主管道的末端加装一个储液基座，储液基座中的流体可为氨、乙醇、丙醇、丙酮、有机物、制冷剂等任意流体工质。均温管采用沸腾/冷凝相变换热方式来预热柴油，相变液体在低等级(如第0级)的管道中流体受热沸腾，然后在高等级的管道中遇冷冷凝放热，从而预热储藏箱顶部的柴油。冷凝的相变液体在重力的作用下又自动流回储液基座，实现循环使用。根据需求的不同，可以选择不同的均温管材料，可选用碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜(合金)、铝(合金)、陶瓷等材料。
[0012]温差发电系统由多个温差发电片串联起来组成。所述的温差发电片布置在加热室和柴油接触的夹层中。多个温差发电片串联可以提供合适的蓄电池充电电压。所述的温差发电系统充分利用了加热室内外温差大的特性，从而实现了蓄电池电能的自给自足。
[0013]所述的加热室包括蓄电池加热器，点火器，电磁阀，加热室柴油补充管道和加热室空气补充管道。柴油输出管道和均温管都有一部分在加热室中。加热室是在柴油温度过低的情况下通过柴油输出管道和均温管为柴油提供热量，实现预热柴油的目的。加热室中采用适用于不同的低温环境下的电加热和点火加热两种加热方法。蓄电池加热和点火加热两种加热方法分别在Τ1和Τ2的低温环境下使用，其中TDT2。在柴油温度达到Τ1的低温时，蓄电池加热器利用蓄电池放电在电阻丝上产生热量，热量再传给柴油来实现对柴油的预热。在柴油温度达到Τ2的低温，或者柴油在蓄电池加热后仍未达到适合发电的温度时，加热室的柴油补给管道上的电磁阀将打开，在重力作用下柴油进入加热室，通过点火器对所述的加热室内的柴油进行点火燃烧，通过燃烧的方法把热量传递给柴油输出管道和所述的均温管来实现对柴油的预热。
[0014]感温包与控制阀相连接，控制阀与柴油的输出管道相连接。感温包利用热胀冷缩的原理工作，结构简单，安全可靠。当柴油的温度过低时，感温包传输压力信号控制控制阀关闭，从而中断柴油输出，柴油发电机停止发电；当柴油被加热到适合发电的温度时，感温包传输压力信号控制控制阀打开，输出管道输出柴油，柴油发电机继续发电。
[0015]有益效果
[0016]本发明涉及一种南极发电机柴油储藏箱的低温保护装置，主要作用是在柴油温度过低时预热柴油，使柴油发电机能够正常工作。本装置不仅使用了蓄电池加热的方法来预热柴油，而且使用了点火加热的方法来预热柴