[发明专利]柴油发电机低温启动预热系统

说明书

本发明公开了一种柴油发电机低温启动预热系统，包括柴油发电机及燃油加热器，还包括一筒形热管，该筒形热管由内层筒形的金属壁面和外层筒形的金属壁面围合而成，在内层筒形的金属壁面和外层筒形的金属壁面之间为封闭的空腔，在空腔内填充有工作介质，所述内层筒形的金属壁面作为筒形热管的冷凝面，所述外层筒形金属壁面下部作为热管的蒸发面；所述柴油发电机安装在所述筒形热管内，所述燃油加热器安装在筒形热管外侧的蒸发面为位于筒形热管内工作介质的相变提供热量。本发明充分利用了圆筒形热管内工作介质的高效相变传热将燃油加热器燃油燃烧产生的热量用于提高柴油发电机机体及工作空间的温度，解决了南极科考平台发电舱低温下柴油发电机无法正常启动的问题。

技术领域

本发明涉及一种发电机低温启动预热系统，具体涉及的是一种柴油发电机低温启动预热系统。

背景技术

南极地区是迄今为止地球上未被充分开发利用的一块宝地，南极科学考察已证明南极地区蕴藏着极其丰富的矿产资源(煤炭、铁、石油)、海洋生物资源和淡水资源，这些资源在未来全球发展中起着举足轻重的作用。但南极地区的低温、低压环境给科学考察、天文观测和资源开采带来了极大困难。南极洲地区的年平均温度约为-20℃，其中最高点DomeA区域的年平均气温为-58.5℃，最低可达到-77℃～-85℃。南极地区空气稀薄，只有0.5个大气压。

南极科考平台是在南极地区开展天文观测和其它科学探测任务的核心支撑系统，它为科学考察的各类观测仪器、通信和远程监测等设备提供能源供应。科考平台的科考仪器、检测设备等的稳定运行需要持续稳定的电量供应，而科考平台几乎不能从南极地区获得外部的电量和能源供应，因此南极科考平台发电舱柴油发电机对南极低温低压环境下独立能源控制支撑系统的电量供应具有重要意义。但柴油在南极低温条件下易结蜡常导致柴油发电机启动困难。低温条件下柴油粘度增加不利于柴油的雾化与燃烧，润滑油流动性变差也使各运动零部件阻力增大，这些都极易导致柴油发电机启动困难。柴油发电机无法正常启动问题会导致科考设备不能正常连续工作、数据存储和远程控制设备得不到稳定的电量供应，柴油发电机启动困难带来的上述问题都会对南极科考平台的正常运行带来极大影响。

现有柴油发电机低温启动加热设备多利用电辐射加热器将蓄电池的电能转化为热能对柴油发电机机体、及工作环境进行预热，这类设备耗电量大且蓄电池在南极低温条件(蓄电池最佳工作温度为20℃)的电力输出能力也明显降低。采用电加热棒直接插入柴油循环回路进行加热的电预热法虽然加热效率较高且使用方便，但并不能较好地适应南极电力缺乏的条件。在柴油发电机进气管内安装电热丝，对进气直接预热的装置虽不消耗氧气且不污染进气，但会消耗过多的蓄电池电能，不适于大排量柴油发电机和柴油发电机频繁启停的情况。为此，迫切需要开展南极柴油发电机低温启动预热系统的优化设计，以保证低温环境下柴油发电机的正常启动。

热管是借助工作介质的相变实现热量由蒸发端向冷凝端快速传递的设备，其导热能力超过大部分金属的导热能力，热管的蒸发面和冷凝面可根据需要设计成平面或曲面。受热管理论应用于高效热交换领域的启发，针对南极科考平台发电舱柴油发电机低温难启动的问题，本发明的圆筒形热管将燃油加热器燃油燃烧产生的热量通过工作介质相变传热的形式对柴油发电机机体及柴油发电机的工作环境空气进行预热。本发明的圆筒形热管预热系统提高了有效换热面面积，并通过工作介质的相变传热实现了高效热量传递，为南极低温环境下南极科考平台发电舱柴油发电机的正常启动提供了有力保证。

发明内容

技术问题：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种柴油发电机低温启动预热系统，该燃油加热系统能够通过筒形热管内工作介质的高效相变传热实现发电舱柴油发电机的正常启动，达到高效换热和节能的目的。

技术方案：

本发明采用的技术方案是：