CN215758800U - 一种用于大气降温的低温弹体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于大气降温的低温弹体，包括弹头和壳体，弹头固定于壳体前端，壳体为带底面的筒状结构，壳体内从外之内依次设有中间筒状结构和中心筒状结构；其中，壳体、中间筒状结构和中心筒状结构为同轴结构，均固定于弹头的端部；壳体和中间筒状结构之间的空腔为绝热腔室，中间筒状结构和中心筒状结构之间的空腔为低温腔室，中心筒状结构内为爆破腔室；低温腔室内充装有液氮制冷剂，爆破腔室内填充有爆破剂。本实用新型的冷却剂和弹体成一体化结构，不需要设计液氮排放阀门及控制系统，体积小、重量轻、结构简单，可与发射装置一起采用小型车辆运输；弹体升空后，可实现局部范围的大气降温和除霾。

Description

一种用于大气降温的低温弹体

技术领域

本实用新型涉及到大气环境降温技术领域，尤其涉及一种用于大气降温的低温弹体。

背景技术

随着经济和社会的发展，由于工业生产和人类生活产生的污染物被大量排放到大气中，城市中各种空气污染现象时有发生。近年来主要以颗粒污染物为代表的雾霾天气最为常见，且危害性十分严重，对人们身体健康造成极大的危害。气象条件是影响大气中污染物浓度变化及空间分布演变的重要因素，对于多风地区和季节，大气中的颗粒污染物由于空气的水平对流作用，很容易被吹散，一般不会形成雾霾污染天气。而对于地处盆地或河谷等低洼地区的城市，尤其在秋冬季节，少风气候特点明显，不利于污染物的扩散，雾霾污染天气时有发生。

一般情况下，大气除了水平对流运动，由于垂直方向上存在一定的温度梯度，还会形成空气的垂直对流运动。离地面越近的下层空气温度较高，上层空气温度较低，通常高度每上升100米温度下降约0.6℃。低层热空气质量更轻，其在垂直方向上会自发地向上运动，形成空气垂直对流运动，大气中污染物也能随时间实现自净化。

然而，由多种气候条件作用下形成的大气逆温层，严重减缓或阻碍了大气的垂直对流运动。大气逆温现象表现为原来的大气垂直温度梯度被破坏，下层空气的温度反而低于上层空气温度，造成下层空气密度更大，无法形成自发的垂直向上流动。被逆温层笼罩区域内，整个大气处于相对静止的状态，各种颗粒污染物悬停在空气中，无法得到及时消散，最终形成雾霾污染。

液氮是一种温度极低的低温液体，常用于生物组织的冷冻保存、超导装置降温等应用。常压环境下液氮的沸点为-196℃，常温环境中液氮自发地汽化生成氮气，并吸收大量热量。

因此，目前也有利用液氮进行喷洒实现降温除霾的技术方案，例如：

公开号为CN 201710965175，公开日为2018年02月06日的中国专利文献本发明公开一种液氮航空喷洒装置，包括液氮储存装置、液氮固定装置和液氮喷洒装置，所述液氮储存装置能够拆卸的固定设置在所述液氮固定装置上，所述液氮固定装置能够拆卸的固定设置在航空器上，所述液氮喷洒装置连通于所述液氮储存装置，其中：所述液氮储存装置用于对液氮的临时储存；所述液氮固定装置用于将所述液氮储存装置与所述航空器相连接；所述液氮喷洒装置用于将所述液氮储存装置内的液氮喷洒到空中。针对上述公开的液氮喷洒装置，或其他已有的类似方案，虽然能实现高空局部区域液氮喷洒降温，但基本上结构都较为复杂，而且体积庞大、组成部件较多，方案实施难度较大。

因此，需要设计结构简单，能方便实施的利用液氮进行降温消散雾霾的方案。

实用新型内容

为了满足上述功能要求，提出了一种用于大气降温的低温弹体，通过流线型弹体外形，可向空中特定高度抛洒液氮制冷剂，采用液氮对大气局部区域空气实现降温，进而打破大气逆温层的逆向温度梯度，促进空气的垂直对流，以实现消散雾霾；同时本装置结构简单，制造成本更低，实施机动性好、灵活性高。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：包括弹头和壳体，弹头固定于壳体前端，壳体为带底面的筒状结构，壳体内从外之内依次设置有均带底面的中间筒状结构和中心筒状结构；其中，壳体、中间筒状结构和中心筒状结构为同轴结构，均固定于弹头的端部；壳体和中间筒状结构之间的空腔为绝热腔室，中间筒状结构和中心筒状结构之间的空腔为低温腔室，中心筒状结构内为爆破腔室；所述绝热腔室内填充有绝热材料，所述低温腔室内充装有液氮制冷剂，所述爆破腔室内填充有爆破剂。

所述壳体的底面设置有抽真空口，用于对绝热腔室进行抽真空，以减少空气对流传热，提高绝热性能。

所述壳体采用绝热材料，具体可以采用玻璃纤维、橡塑海绵、高密度聚氨酯、防辐射多层绝热材料等中的任意组合。

进一步的，所述绝热腔室的结构可以采用多层绝热结构、真空绝热结构或多层真空绝热结构等，或其他绝热结构。

所述中间筒状结构采用耐低温高强度非金属材料，可以采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙等其中的一种。

所述中心筒状结构采用耐低温高热阻非金属材料，可以采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙等其中的一种。

所述弹头为流线型弹头结构。该弹头结构能有效减小低温弹体在空中飞行阶段的空气阻力，并使弹体飞行过程中不发生侧偏或翻转。

所述壳体的外层侧壁和内层侧壁均沿轴向设置有若干线槽。

进一步的，所述线槽沿周向均匀分布，其主要作用是使低温弹体爆破时能沿径向均匀爆破。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型提供的用于大气降温的低温弹体，该结构具有流线型头部结构，能有效减小低温弹体在空中飞行阶段的空气阻力，并使弹体飞行过程中不发生侧偏或翻转。低温弹体以设定初速度被发射后，在预定时间达到指定高度，爆破腔室内爆破剂被自动引爆，随后低温腔室中的液氮制冷剂被抛洒在空中指定高度的区域内，液氮汽化吸收大量热量，从而对周围空气形成降温作用。

本实用新型的优点在于：

本实用新型不需要利用飞行器提前将液氮低温制冷剂运输至空中，冷却剂和弹体成一体化结构，实施上具有较强的灵活性和便利性；本实用新型不需要设计液氮排放的阀门及控制系统，能较大程度降低故障率；本实用新型体积小、重量轻，可与发射装置一起采用小型车辆即可运输，运输成本低、机动性好；本实用新型可实现局部小范围的大气降温，同时可通过增加低温弹体的数量，实现大范围内的大气降温。总体而言，本实用新型结构简单，制造成本低，故障率低，较易于实施。

附图说明

图1为本实用新型的纵向剖面结构示意图。

图2为本实用新型的绝热腔室外层壁面和内层壁面的线槽结构示意图。

图3为本实用新型的绝热腔室外层壁面的线槽局部结构示意图。

其中，附图标记为：1绝热腔室，2低温腔室，3爆破腔室，4外层侧壁线槽，5 内层侧壁线槽。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种用于大气降温的低温弹体，包括弹头和壳体，弹头固定于壳体前端，壳体为带底面的筒状结构，壳体内从外之内依次设置有均带底面的中间筒状结构和中心筒状结构；其中，壳体、中间筒状结构和中心筒状结构为同轴结构，均固定于弹头的端部；壳体和中间筒状结构之间的空腔为绝热腔室1，中间筒状结构和中心筒状结构之间的空腔为低温腔室2，中心筒状结构内为爆破腔室3；所述低温腔室2内充装有液氮制冷剂，所述爆破腔室3内填充有爆破剂。

实施例2

基于实施例1的基础结构，所述壳体的底面还设置有抽真空口，用于对绝热腔室1进行抽真空，以减少空气对流传热，提高绝热性能。

实施例3

基于实施例1或2的任一结构，还可以对弹头进一步设计。

所述弹头为流线型弹头结构。该弹头结构能有效减小低温弹体在空中飞行阶段的空气阻力，并使弹体飞行过程中不发生侧偏或翻转。

实施例4

基于实施例1-3的任一结构，还可以对壳体进一步设计。

如图2-3所示，所述壳体的外层侧壁和内层侧壁均沿轴向设置有若干线槽4、5。

进一步的，所述线槽沿周向均匀分布，其主要作用是使低温弹体爆破时能沿径向均匀爆破。

根据壳体的周长，可以设计4的倍数根线槽，比如8根或12根线槽。本实施例中，设计的线槽宽度为1mm，深度为0.5mm。

实施例5

基于实施例1-4的任一结构，对绝热腔室1、低温腔室2和爆破腔室3进一步设计可以如下：

所述壳体采用绝热材料，具体可以采用玻璃纤维、橡塑海绵、高密度聚氨酯、防辐射多层绝热材料等中的任意组合。

所述绝热腔室1的结构可以采用多层绝热结构、真空绝热结构或多层真空绝热结构等，或其他绝热结构。

所述中间筒状结构采用耐低温高强度非金属材料，可以采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙等其中的一种。

所述中心筒状结构采用耐低温高热阻非金属材料，可以采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙等其中的一种。

所述中间筒状结构和中心筒状结构的材料可以不相同。

综合上述实施例结构，本实用新型是利用压缩空气为动能形成的发射装置进行对空中指定高度发射，通过控制压缩空气的压强不同，可以使低温弹体的发射后具有不同的出口速度，并达到特定的高度。所述低温弹体爆破的高度选择50-1000米，优选80-600米，更优选100-400米。

所述的低温弹体可实现局部小范围的大气降温，同时可通过增加低温弹体的数量，实现大范围内的大气降温和除霾。

Claims (10)

1.一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：包括弹头和壳体，弹头固定于壳体前端，壳体为带底面的筒状结构，壳体内从外之内依次设置有均带底面的中间筒状结构和中心筒状结构；其中，壳体、中间筒状结构和中心筒状结构为同轴结构，均固定于弹头的端部；壳体和中间筒状结构之间的空腔为绝热腔室（1），中间筒状结构和中心筒状结构之间的空腔为低温腔室（2），中心筒状结构内为爆破腔室（3）；所述绝热腔室（1）内填充有绝热材料，所述低温腔室（2）内充装有液氮制冷剂，所述爆破腔室（3）内填充有爆破剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述壳体的底面设置有抽真空口。

3.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述壳体采用绝热材料，具体采用玻璃纤维、橡塑海绵、高密度聚氨酯、防辐射多层绝热材料中的任意组合。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述绝热腔室（1）的结构采用多层绝热结构、真空绝热结构或多层真空绝热结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述中间筒状结构采用耐低温高强度非金属材料，具体采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述中心筒状结构采用耐低温高热阻非金属材料，具体采用环氧树脂、玻璃纤维、聚四氟乙烯、尼龙中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述弹头为流线型弹头结构。

8.根据权利要求1所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述壳体的外层侧壁和内层侧壁均沿轴向设置有若干线槽。

9.根据权利要求8所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：所述线槽沿周向均匀分布。

10.根据权利要求8或9所述的一种用于大气降温的低温弹体，其特征在于：线槽数量为4的倍数。

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