一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶。高压气瓶的一端开有进、出气口，另一端有开口，超导热管的一端插入高压气瓶内，另一端位于高压气瓶外，超导热管外有翅片，管内充有无机盐超导介质；三通管道的第一端穿过进、出气口前端盖中心孔经前密封垫片插入高压气瓶内，第二端经单向阀为高压气体进口，第三端经减压阀为低压气体出口。或仅在高压气瓶的一端开有进、出气口，超导热管的一端穿过进、出气口前端盖中心孔经前密封垫片插入高压气瓶内。本发明专利技术充气过程无需采用预冷却等措施，降低了能耗；相同的温度限制下，可实现更高的加注速率；与国内外现有金属管散热器和热管散热器相比，散热速度更快，适应性更广。

Fiber reinforced composite material high pressure gas cylinder with superconducting radiating device

The invention discloses a fiber reinforced composite material high pressure gas cylinder with a superconducting radiating device. One end of high pressure cylinder provided with an air inlet and an air outlet, the other end is provided with an opening, one end of the superconducting heat pipe is inserted into the other end is located in the high pressure cylinder, high pressure cylinder, superconducting heat pipe outside fin tube is filled with inorganic salt superconducting medium; three ducts through the first end of the air inlet and the air outlet before the center of the end cover the hole sealing gasket is inserted before the high pressure cylinder, second end of the one-way valve for high pressure gas imports, third end of the valve for the low-pressure gas outlet. Only one end of the high pressure gas cylinder is provided with an inlet and an air outlet, and one end of the superconducting heat pipe passes through the inlet and the air outlet, and the center hole of the front cover is inserted into the high-pressure gas bottle through the front sealing gasket. No need to adopt measures of pre cooling the inflation process, reduce the energy consumption; the temperature limit is same, can achieve higher filling rate; and the domestic and foreign existing metal pipe radiator and heat pipe radiator, cooling faster, wider adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶
本专利技术涉及高压气瓶，尤其是涉及一种带超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶。
技术介绍
快速充放气技术是由大容积高压气瓶或者高压泵直接联接到高压气瓶，打开阀门进行充气。此方法充气速度快，可达到每分钟数公斤。但高压气瓶的充放气速度并不是越快越好，这主要是由气体快速充放时的温度效应决定的，充气速度越快，温升越明显，当温升超过100℃时，复合材料基体的强度会发生较大影响，从而影响复合材料气瓶的强度，因此需要控制高压气瓶充气时候的温升。以高压气瓶充氢为例，氢的转化温度很低（在标准大气压下的转化温度为204.6K），远低于环境温度，故常温下氢的等焓膨胀Joule-Thomson系数为负，节流后温度会发生显著上升，因此氢容器的快速充放会引起明显的温度变化。快速充气时，温升可达100℃以上，而快速放气时，温度可降至0℃以下。而复合材料对温度的敏感性较高，同时采用树脂材料为粘合剂时，温度过高易导致复合材料层出现剥离现象，降低了气瓶使用的安全性。此外，这种充气温升使气体密度减小，放气温降使气体密度增大的现象，使得气瓶的实际冲氢量减少，造成汽车行驶里程缩短。因此，一般限制氢气瓶使用最高温度为85℃。复合材料的使用温度限制与快速充放氢气引起的温度效应的矛盾性，说明了在快速充放氢气过程中引入额外的温度控制机制的必要性。近年来，我国在高压氢气加注技术及系统方面取得了一定进展，但目前主要是对加注系统组成及控制硬件进行的研究，而对于加氢过程中的温升现象关注较少。如CN101418908A给出了一种可用于高压氢气加氢站的加氢系统，其通过控制加注速率来控制温升，但其加注速度控制程序，必须测量车载储氢容器中温度，如温度超限，只能停止加注，等温度降回可行范围才能继续加注，而实际车载储氢容器自然冷却降温很慢，因而不仅实际加注时间较长，效率较低，而且该方法也没有进行能耗优化；又如CN201020213302.4虽然除了通过控制阀门开度来控制充气速率，还同时结合预冷却来综合控制充气温升程度，缩短了实际加注时间，但是同样局限于通过控制加注速率、预冷却来控制温升，而且预冷增加了能耗。总之，国内目前尚无对储氢容器本身进行改造，实现快速导热，控制储氢容器内温升现象的报道。而国际上，虽有此方面的报道，却各有缺陷。如EP1717511，利用铜或铝等强导热材料，将容器内产生的热量导出，但所用材料的导热系数限制了传热效率；又如EP1722153，采用热管的传热原理，利用相变介质的快速热传递性质达到转移气瓶内部产生的热量的目的，但是热管从本质上讲是对流的，具有热损失，因此降低了传热效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，基于无机超导传热介质，导热率是铜的数千倍，比相同体积的热管也要大很多。本专利技术采用的技术方案是：技术方案1：一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶本专利技术的高压气瓶的内衬层外绕有纤维缠绕层，高压气瓶的一端开有进、出气口，高压气瓶的另一端有开口，露出在高压气瓶外的开口一端与开口端盖为螺纹连接，开口端盖与开口间设有开口密封垫片，超导热管的一端穿过开口端盖中心孔经开口密封垫片插入高压气瓶内，超导热管的另一端位于高压气瓶外，位于高压气瓶内的超导热管外设置内部翅片，位于高压气瓶外的超导热管外设置外部翅片，超导热管内充有无机盐超导介质；进、出气口与进、出气口端盖为螺纹连接，进、出气口端盖与进、出气口间设有进、出气口密封垫片，三通管道的第一端穿过进、出气口端盖中心孔经进、出气口密封垫片插入高压气瓶内，三通管道的第二端经单向阀为高压气体进口，三通管道的第三端经减压阀为低压气体出口。技术方案2：另一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶本专利技术的高压气瓶的内衬层外绕有纤维缠绕层，高压气瓶开有进、出气口，进、出气口与进、出气口端盖为螺纹连接，进、出气口端盖与进、出气口间设有进、出气口密封垫片，三通管道的第一端和超导热管的一端穿过进、出气口端盖中心孔经进、出气口密封垫片插入高压气瓶内，超导热管的另一端位于进、出气口端盖外，三通管道的第二端经单向阀为高压气体进口，三通管道的第三端经减压阀为低压气体出口，位于高压气瓶内的超导热管外设置内部翅片，位于高压气瓶外的超导热管外设置外部翅片，超导热管内充有无机盐超导介质；超导热管内充有无机盐超导介质。以上两种技术方案中：所述内衬层的材料为铝合金、不锈钢或工程塑料。所述纤维缠绕层为增强碳纤维、增强玻璃纤维、增强芳纶纤维或硼纤维和固化剂树脂固化形成复合材料增强层。所述无机盐超导介质，其组分由蒸馏水、重铬酸钾、重铬酸银、过硼酸钠、硼酸、过氧化钠、氢氧化铝、三氧化二钴、二氧化锰、氧化铍和单晶硅粉末组合而成。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：1)充气过程无需采用预冷却等措施，降低了能耗。2)相同的温度限制下，可实现更高的加注速率。3)与国内外现有金属管散热器和热管散热器相比，散热速度更快，适应性更广。附图说明图1是本专利技术的一种结构整体剖视图。图2是专利技术的一种结构开口端放大图。图3是专利技术的一种结构进、出气口端放大图。图4是本专利技术的另一种结构整体剖视图。图5是专利技术的另一种结构进、出气口端放大图。图中：1.进、出气口，2.纤维缠绕层，3.内衬层，4.超导热管，5.开口，6.开口端盖，7.外部翅片，8.开口密封垫片，9.内部翅片，10.三通管道，11.单向阀，12.减压阀，13.进、出气口端盖，14.进、出气口密封垫片。→代表热流。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1、图2、图3所示，本专利技术的高压气瓶的内衬层3外绕有纤维缠绕层2，高压气瓶的一端开有进、出气口1，高压气瓶的另一端有开口5，露出在高压气瓶外的开口5一端与开口端盖6为螺纹连接，开口端盖6与开口5间设有开口密封垫片8，超导热管4的一端穿过开口端盖6中心孔经开口密封垫片8插入高压气瓶内，超导热管4的另一端位于高压气瓶外，位于高压气瓶内的超导热管4外设置内部翅片9，位于高压气瓶外的超导热管4外设置外部翅片7，超导热管4内充有无机盐超导介质；进、出气口1与进、出气口端盖13为螺纹连接，进、出气口端盖13与进、出气口1间设有进、出气口密封垫片14，三通管道10的第一端穿过进、出气口端盖13中心孔经进、出气口密封垫片14插入高压气瓶内，三通管道10的第二端经单向阀11为高压气体进口，三通管道10的第三端经减压阀12为低压气体出口。如图4、图5所示，本专利技术的高压气瓶的内衬层3外绕有纤维缠绕层2，高压气瓶开有进、出气口1，进、出气口1与进、出气口端盖13为螺纹连接，进、出气口端盖13与进、出气口1间设有进、出气口密封垫片14，三通管道10的第一端和超导热管4的一端穿过进、出气口端盖13中心孔经进、出气口密封垫片14插入高压气瓶内，超导热管4的另一端位于进、出气口端盖13外，三通管道10的第二端经单向阀11为高压气体进口，三通管道10的第三端经减压阀12为低压气体出口，位于高压气瓶内的超导热管4外设置内部翅片9，位于高压气瓶外的超导热管4外设置外部翅片7，超导热管4内充有无机盐超导介质；超导热管4内充有无机盐超导介质。所述内衬层3的材料为铝合金、不锈钢或工程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，其特征在于：其高压气瓶的内衬层(3)外绕有纤维缠绕层(2)，高压气瓶的一端开有进、出气口(1)，高压气瓶的另一端有开口(5)，露出在高压气瓶外的开口(5)一端与开口端盖(6)为螺纹连接，开口端盖(6)与开口(5)间设有开口密封垫片(8)，超导热管(4)的一端穿过开口端盖(6)中心孔经开口密封垫片(8)插入高压气瓶内，超导热管(4)的另一端位于高压气瓶外，位于高压气瓶内的超导热管(4)外设置内部翅片(9)，位于高压气瓶外的超导热管(4)外设置外部翅片(7)，超导热管(4)内充有无机盐超导介质；进、出气口(1)与进、出气口端盖(13)为螺纹连接，进、出气口端盖(13)与进、出气口(1)间设有进、出气口密封垫片(14)，三通管道(10)的第一端穿过进、出气口端盖(13)中心孔经进、出气口密封垫片(14)插入高压气瓶内，三通管道(10)的第二端经单向阀(11)为高压气体进口，三通管道(10)的第三端经减压阀(12)为低压气体出口。

【技术特征摘要】
1.一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，其特征在于：其高压气瓶的内衬层(3)外绕有纤维缠绕层(2)，高压气瓶的一端开有进、出气口(1)，高压气瓶的另一端有开口(5)，露出在高压气瓶外的开口(5)一端与开口端盖(6)为螺纹连接，开口端盖(6)与开口(5)间设有开口密封垫片(8)，超导热管(4)的一端穿过开口端盖(6)中心孔经开口密封垫片(8)插入高压气瓶内，超导热管(4)的另一端位于高压气瓶外，位于高压气瓶内的超导热管(4)外设置内部翅片(9)，位于高压气瓶外的超导热管(4)外设置外部翅片(7)，超导热管(4)内充有无机盐超导介质；进、出气口(1)与进、出气口端盖(13)为螺纹连接，进、出气口端盖(13)与进、出气口(1)间设有进、出气口密封垫片(14)，三通管道(10)的第一端穿过进、出气口端盖(13)中心孔经进、出气口密封垫片(14)插入高压气瓶内，三通管道(10)的第二端经单向阀(11)为高压气体进口，三通管道(10)的第三端经减压阀(12)为低压气体出口。2.根据权利要求1所述的一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，其特征在于：所述内衬层(3)的材料为铝合金、不锈钢或工程塑料。3.根据权利要求1所述的一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，其特征在于：所述纤维缠绕层(2)为增强碳纤维、增强玻璃纤维、增强芳纶纤维或硼纤维和固化剂树脂固化形成复合材料增强层。4.根据权利要求1所述的一种带有超导散热装置的纤维增强复合材料高压气瓶，其特征在于：所述无机盐超导介质，其组分由蒸馏水、重铬酸钾、重铬酸银、过硼酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑传祥，吴嘉懿，陈学东，范志超，江勇，连娇愿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33