RU139033U1 - TWO PHASE THERMOSIPHONE - Google Patents

Abstract

1. Двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами, отличающийся тем, что радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях.2. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере две смежных секции установлены с поворотом ребер одной секции вокруг оси корпуса относительно ребер другой секции на угол φ, заключенный в интервале 0<φ≤φ/2, где φ- центральный угол между соседними ребрами в каждой из этих двух секций.1. A two-phase thermosiphon comprising at least one partially sealed coolant body with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located on the housing in the last zone, characterized in that the radiator is sectioned in length, with a gap between the ends of the ribs in adjacent sections .2. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that at least two adjacent sections are mounted with rotation of the ribs of one section around the axis of the housing relative to the ribs of the other section by an angle φ enclosed in the interval 0 <φ≤φ / 2, where φ is the central angle between adjacent ribs in each of these two sections.

Description

Двухфазный термосифон относится к теплотехнике, а именно - к тепловым трубам, особенно при их применении для замораживания грунта под фундаментами различных сооружений в зонах вечной мерзлоты, около свай опор ЛЭП, нефте- и газопроводов и других объектов строительства.A two-phase thermosiphon refers to heat engineering, namely heat pipes, especially when they are used to freeze soil under the foundations of various structures in permafrost zones, near piles of power transmission line supports, oil and gas pipelines, and other construction objects.

Известен двухфазный термосифон, содержащий частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами («Термосваи в строительстве на севере», Л. Стройиздат, 1984 г., с.12). Это техническое решение принято за прототип.A two-phase thermosiphon is known that contains a sealed case partially filled with coolant with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located on the case in the last zone (“Thermowells in construction in the north”, L. Stroyizdat, 1984, p.12). This technical solution is taken as a prototype.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность двухфазного термосифона, т.к. достижению высоких теплопередающих характеристик препятствует неэффективное использование ребер радиатора.A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of the two-phase thermosiphon, because The achievement of high heat transfer characteristics is hindered by the inefficient use of radiator fins.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности двухфазного термосифона за счет эффективного использования продольных ребер для увеличения его теплопередающих характеристик, т.е. для снижения его термического сопротивления при сохранении компактности радиатора.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency of a two-phase thermosiphon due to the efficient use of longitudinal ribs to increase its heat transfer characteristics, i.e. to reduce its thermal resistance while maintaining the compactness of the radiator.

Задача решается за счет того, что в двухфазном термосифоне, содержащем по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный в последней зоне радиатор с продольными ребрами, радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях. Кроме того, по крайней мере две смежных секции могут быть установлены с поворотом ребер одной секции вокруг оси корпуса относительно ребер другой секции на угол φ, заключенный в интервале 0<φ≤φ₀/2, где φ₀ - центральный угол между соседними ребрами в каждой из этих двух секций.The problem is solved due to the fact that in a two-phase thermosiphon containing at least one sealed housing partially filled with coolant with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located in the last zone, the radiator is made sectioned along the length, with a gap between the ends of the ribs in adjacent sections . Furthermore, at least two adjoining sections can be fitted with the rotation around the edges of one section with respect to the housing axis ribs on another section of the angle φ, in the interval 0 <φ≤φ _0/2, where φ ₀ - central angle between the adjacent ribs in each of these two sections.

Технический эффект, обеспечиваемый двухфазным термосифоном, заключается в повышении эффективности передачи теплового потока за счет увеличения интенсивности теплоотдачи от ребер радиатора при одновременном достижении экономии материалов, снижении расходов на транспортировку (за счет уменьшения поперечных габаритных размеров радиатора) и расширению области применения двухфазного термосифона.The technical effect provided by a two-phase thermosiphon is to increase the heat transfer efficiency by increasing the heat transfer from the radiator fins while achieving material savings, reducing transportation costs (by reducing the transverse overall dimensions of the radiator) and expanding the scope of the two-phase thermosiphon.

На фиг. 1 показан двухфазный термосифон; на фиг. 2 - сечение по АА фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по ВВ фиг. 1.In FIG. 1 shows a biphasic thermosiphon; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 is a section along BB of FIG. one.

Двухфазный термосифон содержит частично заполненный теплоносителем герметичный корпус 1 (фиг. 1) с зоной 2 испарения и зоной 3 конденсации и расположенный в последней зоне радиатор 4, выполненный из секций 5 и 6, имеющих продольные ребра 7 и 8 соответственно (фиг. 2, фиг. 3), разделенные по торцам зазором 9. Ребра 8 повернуты вокруг оси корпуса 1 относительно ребер 7 на угол φ=φ₀/2, где φ₀ - центральный угол между ребрами в каждой из секций 5 и 6.A two-phase thermosiphon contains a sealed case 1 partially filled with coolant (Fig. 1) with an evaporation zone 2 and a condensation zone 3 and a radiator 4 located in the last zone made of sections 5 and 6 having longitudinal ribs 7 and 8, respectively (Fig. 2, Fig. . 3) separated by gap 9. The ends of ribs 8 are rotated around the axis of the housing 1 relative fins 7 at angle φ = φ _0/2, where φ ₀ - center angle between the fins in each of sections 5 and 6.

Двухфазный термосифон работает следующим образом. При подводе тепла (например от грунта) к зоне 2 испарения теплоноситель испаряется и его пар конденсируется в зоне 3 конденсации, передавая тепловой поток на радиатор 4 с ребрами 7 и 8, от которых тепло отводится в окружающую среду (например в атмосферный воздух). Наличие секций 5 и 6, разделенных зазором 9 позволяет интенсифицировать теплоотдачу от ребер 7 и 8 (по отношению к цельному радиатору), так как уменьшается гидравлическое сопротивление при движении воздуха между ребрами 7 и 8 к их торцам и соответственно возрастает скорость воздуха и коэффициент теплоотдачи. Поворот ребер 8 относительно ребер 7 способствует снижению торможения встречных потоков из торцов секций в зазоры, что также ведет к повышению интенсивности теплоотдачи от ребер 7 и 8. Все вместе это позволяет, кроме того, использовать двухфазный термосифон с уменьшенной длиной радиатора в проветриваемом подполье с заданным ограничением по высоте в зданиях и сооружениях в зонах вечной мерзлоты, что также способствует расширению области применения двухфазного термосифона.Two-phase thermosiphon works as follows. When heat is supplied (for example, from the soil) to the evaporation zone 2, the coolant evaporates and its steam condenses in the condensation zone 3, transferring the heat flux to the radiator 4 with fins 7 and 8, from which heat is removed to the environment (for example, to atmospheric air). The presence of sections 5 and 6 separated by a gap 9 makes it possible to intensify the heat transfer from the fins 7 and 8 (with respect to the whole radiator), since the hydraulic resistance decreases when the air moves between the fins 7 and 8 to their ends and, accordingly, the air speed and the heat transfer coefficient increase. The rotation of the ribs 8 relative to the ribs 7 helps to reduce the braking of oncoming flows from the ends of the sections into the gaps, which also leads to an increase in the heat transfer from the ribs 7 and 8. Together, this allows, in addition, the use of a two-phase thermosyphon with a reduced radiator length in a ventilated underground with a predetermined height restriction in buildings and structures in permafrost zones, which also contributes to the expansion of the scope of two-phase thermosiphon.

Таким образом, в данном техническом решении существенно повышается эффективность работы двухфазного термосифона без увеличения габаритных размеров его радиатора 4, что ведет также к экономии материалов, снижению расходов на транспортировку двухфазных термосифонов и расширению области применения двухфазного термосифона.Thus, in this technical solution, the efficiency of the two-phase thermosiphon is significantly increased without increasing the overall dimensions of its radiator 4, which also leads to material savings, lower costs for the transportation of two-phase thermosiphons and the expansion of the scope of the two-phase thermosiphon.

Claims (2)

1. Двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный на корпусе в последней зоне радиатор с продольными ребрами, отличающийся тем, что радиатор выполнен секционированным по длине, с зазором между торцами ребер в смежных секциях.1. A two-phase thermosiphon comprising at least one partially sealed coolant body with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located on the housing in the last zone, characterized in that the radiator is sectioned along the length, with a gap between the ends of the ribs in adjacent sections . 2. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере две смежных секции установлены с поворотом ребер одной секции вокруг оси корпуса относительно ребер другой секции на угол φ, заключенный в интервале 0<φ≤φ₀/2, где φ₀ - центральный угол между соседними ребрами в каждой из этих двух секций.

2. The two-phase thermosyphon according to claim 1, characterized in that at least two contiguous sections are mounted by rotating one section around the edges of the body axis with respect to the other section ribs at an angle φ, enclosed in the range 0 <φ≤φ _0/2, where φ ₀ is the central angle between adjacent ribs in each of these two sections.

Images