CN110898363A - 一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，涉及保温防冻害技术领域，具体为主体和盖板，所述主体的内部底部设置有凹槽，且凹槽的内部放置有消防管，所述凹槽与主体之间为嵌合连接，所述凹槽与消防管之间为嵌合连接，所述主体的内部左右两侧侧壁均设置有边槽，且边槽的内部安装有超导散热片，所述盖板与主体之间设置有定位槽，且盖板位于主体的上方，所述消防管与凹槽之间设置有铝膜。该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过主体的设置，主体为一种专门安装消防管道的装置，主要采用混凝土进行制作，凹槽的设置主要能够将消防管埋设在“凹”字形混凝土的凹槽中，以此来对消防管进行定位固定。

Description

一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置

技术领域

本发明涉及保温防冻害技术领域，具体为一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置。

背景技术

随着现在公路系统的不断发展，以及建造技术的进步，隧道属于公路建造中不可缺少的建造形式，隧道在公路系统上非常重要，其中，隧道中设置有隧道边沟，隧道边沟会在隧道建造完成时向内部放置消防管，以此来加强隧道的消防功能。

隧道边沟消防管的作用是提供消防灭火的水源，但是由于消防管内要始终保持储存消防用水的原因，在极寒气候下非常容易封冻，因此，对消防管均进行防冻等保温措施，现在的隧道边沟消防管大多使用保温材料包裹消防管作为保温措施，但是边沟消防管为了保证其消防功能，内部始终储存有消防用水，这就使得消防边沟非常容易封冻。

在极寒气候下，如果仅仅依靠保温材料隔热，是不能有效阻止消防边沟消费高中可能发生的冻结、封冻等问题的，无法满足消防边沟的保温需求，另外有一种在包裹消防管的保温材料中夹电伴热的保温措施，则有着耗能较高、存在安全隐患、有短路危险以及难以维护的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，解决了上述背景技术中提出的现在仅仅依靠保温材料隔热，是不能有效阻止消防边沟消费高中可能发生的冻结、封冻等问题的，无法满足消防边沟的保温需求，另外有一种在包裹消防管的保温材料中夹电伴热的保温措施，则有着耗能较高、存在安全隐患、有短路危险以及难以维护的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，包括主体和盖板，所述主体的内部底部设置有凹槽，且凹槽的内部放置有消防管，所述凹槽与主体之间为嵌合连接，所述凹槽与消防管之间为嵌合连接，所述主体的内部左右两侧侧壁均设置有边槽，且边槽的内部安装有超导散热片，所述超导散热片与边槽之间为嵌合连接，所述盖板与主体之间设置有定位槽，且盖板位于主体的上方，所述定位槽与主体之间为嵌合连接，所述消防管与凹槽之间设置有铝膜，所述铝膜与消防管之间为嵌合连接，所述铝膜与凹槽之间为粘性连接。

可选的，所述超导散热片包括有循环管和夹层，所述夹层位于超导散热片的底部，且夹层的内部安置有循环管，所述循环管与夹层之间为嵌合连接。

可选的，所述循环管的外部结构尺寸与夹层的内部结构尺寸相吻合，且循环管沿夹层的内部水平方向贯穿。

可选的，所述超导散热片包括有内腔室、连接管、热水管和冷水管，所述内腔室位于超导散热片的内部，且内腔室的底部连接有连接管，所述热水管位于循环管的内部上方，且循环管的内部下方安装有冷水管。

可选的，所述循环管的外部形状呈“U”型，且循环管分别与热水管和冷水管之间尺寸相互配合。

可选的，所述超导散热片包括有超导太阳能加热器、水箱、水泵和真空超导集热管，所述超导太阳能加热器位于热水管和冷水管远离循环管的一端，且超导太阳能加热器的表面上方安装有水箱，所述水箱的内部放置有水泵，所述超导太阳能加热器的表面安置有真空超导集热管。

可选的，所述超导太阳能加热器通过热水管和冷水管与循环管之间相互连接，且真空超导集热管沿超导太阳能加热器的表面水平方向均匀设置。

可选的，所述导散热片包括有集热层、铜热管、冷凝端和传导管，所述集热层位于真空超导集热管的内部，且集热层的下方放置有铜热管，所述铜热管的右侧安装有冷凝端，且冷凝端的右侧连接有传导管。

可选的，所述铜热管与集热层之间尺寸相互配合，且铜热管通过传导管与真空超导集热管之间相互连接。

本发明提供了一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，具备以下有益效果：

1、该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过主体的设置，主体为一种专门安装消防管道的装置，主要采用混凝土进行制作，凹槽的设置主要能够将消防管埋设在“凹”字形混凝土的凹槽中，以此来对消防管进行定位固定，其中，主体的内部左右两侧均设置有边槽，边槽的设置，主要用来安装超导散热片等装置，另外，主体上定位槽的尺寸与盖板的下表面的尺寸相互嵌合，这样方便对盖板进行固定，盖板主要从主体的上方对位于内部的消防管进行保护，同时消防管的表面设置有铝膜，铝膜具有较好的导热性，能够更快的对消防管进行导热。

2、该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过设置超导加热装置，其中超导加热装置就包括有超导太阳能加热器、水泵、超导散热片和循环管，超导太阳能加热器能够对水箱中的防冻液进行加热，之后，通过水泵将防冻液排向循环管，同时，水泵还能够将循环管中的使用后的防冻液抽回，以便于能够进行循环使用，进而可以源源不断的进行加热。

3.该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过超导太阳能加热器的设置，超导太阳能加热器属于超导加热装置其中一节，主要由一个水箱和多支真空超导集热管组成，其中，水箱用来放置防冻液，一来方便对防冻液进行放置，二来便于进行加热，另外，采用真空超导集热管，更加安全、经济、无污染、使用寿命长，且便于维护更换，这种多热管分离式的超导散热装置，可以单独更换其中某支故障或损坏的真空超导集热管。

4．该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过真空超导集热管的设置，真空超导集热管在集热层下是填充了超导介质的铜热管，超导介质在真空超导集热管收集热量后汽化并升腾至铜热管顶部的冷凝端，在冷凝端释放热量后凝结为液态沉淀，以此达到以极低的能量损耗传导热量加热水箱内存水的功能。

5.该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，通过超导散热片的设置，超导散热片底部夹层中的循环管内灌入热防冻液，在超导散热片内腔注入少量超导介质，当热防冻液通过超导散热片底部连接管的位置时，会使超导散热片内的超导介质被激活，超导介质被激活而气化，进而产生的高温气体会通过散热片表面向外辐射散热，同时再经过冷凝而流回到原处，然后又被激活气化，如此反复工作达到散热的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主体俯视结构示意图；

图3为本发明超导散热片剖面结构示意图；

图4为本发明边槽和超导散热片的侧面结构示意图；

图5为本发明热量循环结构示意图；

图6为本发明真空超导集热管剖面结构示意图。

图中：1、主体；2、凹槽；3、消防管；4、盖板；5、定位槽；6、边槽；7、超导散热片；701、循环管；702、内腔室；703、夹层；704、热水管；705、冷水管；706、超导太阳能加热器；707、水箱；708、水泵；709、真空超导集热管；710、集热层；711、铜热管；712、冷凝端；713、传导管；714、连接管；8、铝膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，包括主体1和盖板4，主体1的内部底部设置有凹槽2，且凹槽2的内部放置有消防管3，凹槽2与主体1之间为嵌合连接，凹槽2与消防管3之间为嵌合连接，主体1的内部左右两侧侧壁均设置有边槽6，且边槽6的内部安装有超导散热片7，超导散热片7与边槽6之间为嵌合连接，超导散热片7包括有循环管701和夹层703，夹层703位于超导散热片7的底部，且夹层703的内部安置有循环管701，循环管701与夹层703之间为嵌合连接，夹层703的设置，能够对循环管701进行安装和固定，循环管701的外部结构尺寸与夹层703的内部结构尺寸相吻合，且循环管701沿夹层703的内部水平方向贯穿，夹层703能够对循环管701进行保护，防止循环管701被破坏；

超导散热片7包括有内腔室702、连接管714、热水管704和冷水管705，内腔室702位于超导散热片7的内部，且内腔室702的底部连接有连接管714，热水管704位于循环管701的内部上方，且循环管701的内部下方安装有冷水管705，热水管704主要用来放置热防冻液，而冷水管705则对防冻液进行循环流动，循环管701的外部形状呈“U”型，且循环管701分别与热水管704和冷水管705之间尺寸相互配合，循环管701呈“U”型，方便构成一个循环装置，帮助防冻液进行循环；

盖板4与主体1之间设置有定位槽5，且盖板4位于主体1的上方，定位槽5与主体1之间为嵌合连接，消防管3与凹槽2之间设置有铝膜8，铝膜8与消防管3之间为嵌合连接，铝膜8与凹槽2之间为粘性连接；

超导散热片7包括有超导太阳能加热器706、水箱707、水泵708和真空超导集热管709，超导太阳能加热器706位于热水管704和冷水管705远离循环管701的一端，且超导太阳能加热器706的表面上方安装有水箱707，水箱707的内部放置有水泵708，超导太阳能加热器706的表面安置有真空超导集热管709，水箱用707来放置防冻液，一来方便对防冻液进行放置，二来便于进行加热，超导太阳能加热器706通过热水管704和冷水管705与循环管701之间相互连接，且真空超导集热管709沿超导太阳能加热器706的表面水平方向均匀设置，采用真空超导集热管709，更加安全、经济、无污染、使用寿命长，且便于维护更换；

超导散热片7包括有集热层710、铜热管711、冷凝端712和传导管713，集热层710位于真空超导集热管709的内部，且集热层710的下方放置有铜热管711，铜热管711的右侧安装有冷凝端712，且冷凝端712的右侧连接有传导管713，真空超导集热管709在集热层710下是填充了超导介质的铜热管711，超导介质在真空超导集热管709收集热量后汽化，铜热管711与集热层710之间尺寸相互配合，且铜热管711通过传导管713与真空超导集热管709之间相互连接，超导介质在真空超导集热管709收集热量后汽化并升腾至铜热管711顶部的冷凝端712，在冷凝端712释放热量后凝结为液态沉淀，以此达到以极低的能量损耗传导热量加热水箱707内存水的功能。

综上，该种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，使用时，首先真空超导集热管709会收集热量，同时利用铜热管711内部的超导介质，超导介质在真空超导集热管709收集热量后汽化并升腾至铜热管711顶部的冷凝端712，通过冷凝端712释放热量后凝结为液态沉淀，进而对水箱707内部的水进行加热，这样就能够利用超导太阳能加热器706将防冻液加热后，再通过水泵708排向循环管701内部的热水管704中，当热防冻液进入超导散热片7底部夹层703中循环管701中时，利用超导散热片7内部内腔室702中的超导介质，这样当热防冻液到达超导散热片7上的连接管714时，激活内腔室702中的超导介质，使超导介质激活而气化，这样气体会通过超导散热片7的表面向外辐射散热，通过超导散热片7使热量能够进行释放，并且以持续加热方式传导给消防管3，最后，再通过循环管701内部的冷水管705将防冻液流回到最初的位置，然后，再次进行加热，以此进行循环加热。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，包括主体（1）和盖板（4），其特征在于：所述主体（1）的内部底部设置有凹槽（2），且凹槽（2）的内部放置有消防管（3），所述凹槽（2）与主体（1）之间为嵌合连接，所述凹槽（2）与消防管（3）之间为嵌合连接，所述主体（1）的内部左右两侧侧壁均设置有边槽（6），且边槽（6）的内部安装有超导散热片（7），所述超导散热片（7）与边槽（6）之间为嵌合连接，所述盖板（4）与主体（1）之间设置有定位槽（5），且盖板（4）位于主体（1）的上方，所述定位槽（5）与主体（1）之间为嵌合连接，所述消防管（3）与凹槽（2）之间设置有铝膜（8），所述铝膜（8）与消防管（3）之间为嵌合连接，所述铝膜（8）与凹槽（2）之间为粘性连接。

2.根据权利要求1所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述超导散热片（7）包括有循环管（701）和夹层（703），所述夹层（703）位于超导散热片（7）的底部，且夹层（703）的内部安置有循环管（701），所述循环管（701）与夹层（703）之间为嵌合连接。

3.根据权利要求2所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述循环管（701）的外部结构尺寸与夹层（703）的内部结构尺寸相吻合，且循环管（701）沿夹层（703）的内部水平方向贯穿。

4.根据权利要求3所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述超导散热片（7）包括有内腔室（702）、连接管（714）、热水管（704）和冷水管（705），所述内腔室（702）位于超导散热片（7）的内部，且内腔室（702）的底部连接有连接管（714），所述热水管（704）位于循环管（701）的内部上方，且循环管（701）的内部下方安装有冷水管（705）。

5.根据权利要求4所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述循环管（701）的外部形状呈“U”型，且循环管（701）分别与热水管（704）和冷水管（705）之间尺寸相互配合。

6.根据权利要求5所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述超导散热片（7）包括有超导太阳能加热器（706）、水箱（707）、水泵（708）和真空超导集热管（709），所述超导太阳能加热器（706）位于热水管（704）和冷水管（705）远离循环管（701）的一端，且超导太阳能加热器（706）的表面上方安装有水箱（707），所述水箱（707）的内部放置有水泵（708），所述超导太阳能加热器（706）的表面安置有真空超导集热管（709）。

7.根据权利要求6所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述超导太阳能加热器（706）通过热水管（704）和冷水管（705）与循环管（701）之间相互连接，且真空超导集热管（709）沿超导太阳能加热器（706）的表面水平方向均匀设置。

8.根据权利要求7所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述超导散热片（7）包括有集热层（710）、铜热管（711）、冷凝端（712）和传导管（713），所述集热层（710）位于真空超导集热管（709）的内部，且集热层（710）的下方放置有铜热管（711），所述铜热管（711）的右侧安装有冷凝端（712），且冷凝端（712）的右侧连接有传导管（713）。

9.根据权利要求8所述的一种寒区公路隧道使用的消防管道超导加热装置，其特征在于：所述铜热管（711）与集热层（710）之间尺寸相互配合，且铜热管（711）通过传导管（713）与真空超导集热管（709）之间相互连接。

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