RU149337U1 - Гравитационная тепловая труба - Google Patents
Гравитационная тепловая труба Download PDFInfo
- Publication number
- RU149337U1 RU149337U1 RU2014130911/06U RU2014130911U RU149337U1 RU 149337 U1 RU149337 U1 RU 149337U1 RU 2014130911/06 U RU2014130911/06 U RU 2014130911/06U RU 2014130911 U RU2014130911 U RU 2014130911U RU 149337 U1 RU149337 U1 RU 149337U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- zone
- heat pipe
- condensation
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
1. Гравитационная тепловая труба, содержащая трубчатый корпус с зонами конденсации и испарения, между которыми размещена транспортная зона с вставкой, выполняющей функцию разделения потоков жидкой и газовой фаз хладагента, отличающаяся тем, что, наружный диаметр центральной части вставки больше внутреннего диаметра труб транспортной зоны и зоны конденсации, верхняя часть вставки, обращенная к зоне конденсации, снабжена не менее чем двумя пустотелыми патрубками, предназначенными для прохода паров хладагента в зону конденсации, одна из стенок названных патрубков имеет форму кольцевого отрезка с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра трубы зоны конденсации, полость патрубков открывается внутрь цилиндрической полости в нижней части вставки, между патрубками выполнен канал, сообщающийся с отверстием центральной трубчатой секции вставки, предназначенной для прохода жидкого хладагента в испарительную зону тепловой трубы, по обе стороны от центральной части вставки выполнены центровочные цилиндрические поверхности, сопрягающиеся с внутренними поверхностями труб транспортной зоны и зоны конденсации.2. Гравитационная тепловая труба по п.1 отличающаяся тем, что вставка выполнена в виде неразъемной конструкции.3. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что вставка герметично соединяется с секциями транспортной зоны посредством сварки.4. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что вставка герметично соединяется с секциями транспортной зоны посредством разъемного соединения, например, резьбового или фланцевого.5. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, ч
Description
Заявленное техническое решение относится к тепловым гравитационным трубам (ТГТ), применяемым для повышения несущей способности и устойчивости грунтов оснований фундаментов зданий и сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов. ТГТ с вставками-разделителями могут применяться для разных типов фундаментов, как при строительстве, так и при реконструкции и ремонте существующих зданий и сооружений промышленного и жилищно-гражданского назначения.
Известна ТГТ, содержащая корпус с зонами конденсации и испарения, между которыми размещена транспортная зона с вставкой, выполняющей функцию разделения потоков сконденсированного и жидкого хладагента (Патент РФ №2327940, МПК F28D 15/00, опубл. 27.06.2008). Недостатком данной тепловой трубы является то, что монтаж вставки в трубе производится с внутренней ее поверхности, что представляет большую технологическую сложность и не обеспечивает надежную герметичность соединения. Следствием отсутствия герметичности соединения является перетекание сконденсированного хладагента по стенкам корпуса, приводящее к нарушению нормального функционирования трубы. Кроме того, при наклоне корпуса трубы от вертикали на угол, превышающий 5 градусов, из кармана вставки жидкий хладагент неконтролируемым образом переливается в зону испарения, нарушая нормальную работу трубы.
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение процесса сборки ТГТ при установке вставки и одновременное обеспечение гарантированного разделения потоков парообразного и жидкого хладагентов.
Техническим результатом является высокая технологичность сборки трубы, сокращение времени сборки и обеспечение нормального функционирования трубы при наклоне корпуса трубы на угол до 40 градусов.
Поставленные техническая задача и результат достигаются тем, что в гравитационной тепловой трубе, содержащей корпус с зонами конденсации и испарения, между которыми размещена транспортная зона с вставкой, выполняющей функцию разделения потоков жидкой и газовой фаз хладагента, наружный диаметр центральной части вставки больше внутреннего диаметра труб транспортной зоны и зоны конденсации, верхняя часть вставки, обращенная к зоне конденсации, снабжена не менее, чем двумя пустотелыми патрубками, предназначенными для прохода паров хладагента в зону конденсации. Одна из стенок названных патрубков имеет форму кольцевого отрезка с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра трубы зоны конденсации, полость патрубков открывается внутрь цилиндрической полости в нижней части вставки, между патрубками выполнен канал, сообщающийся с отверстием центральной трубчатой секции вставки, предназначенной для прохода жидкого хладагента в испарительную зону тепловой трубы.
По обе стороны от центральной части вставки выполнены центровочные цилиндрические поверхности, сопрягающиеся с внутренними поверхностями труб транспортной зоны и зоны конденсации.
Вставка может быть выполнена в виде неразъемной конструкции. Герметичное соединение вставки с трубами зоны конденсации и транспортной может осуществляться посредством сварки или разъемного соединения, например с помощью резьбового или фланцевого соединения. Отношение площадей проходных отверстий патрубков вставки к площади рабочего поперечного сечения трубы зоны конденсации составляет не менее 0,4, а отношение высоты патрубков вставки к внутреннему диаметру трубы зоны конденсации не менее 0,34, что обеспечивает нормальное функционирование тепловой трубы при наклоне до 40 градусов.
К трубчатой секции вставки может присоединяться трубка, по которой жидкий хладагент поступает в зону испарения. Перед зоной испарения возможно размещение распределительного устройства, обеспечивающего передачу жидкого хладагента к стенкам трубы зоны испарения. Названное устройство может быть выполнено в виде центральной трубки, на которой размещены перфорированные пластины, имеющие форму диска с вырезами по периферии.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемами, представленными на фигурах.
Фиг. 1 - схема гравитационной тепловой трубы;
Фиг. 2 - изометрическое изображение вставки;
Фиг. 3 - сечение гравитационной трубы по А-А;
Фиг. 4 - поперечный разрез вставки;
Фиг. 5 - сечение гравитационной трубы по Б-Б;
Фиг. 6 - схема трубы, снабженной сепараторными пластинами в транспортной зоне;
Фиг. 7 - схема движения потоков хладагента при вертикальном положении трубы;
Фиг. 8 - схема движения потоков хладагента при наклонном положении трубы;
Фиг. 9 - график, иллюстрирующий изменение температуры грунта в зависимости от глубины скважины.
Предлагаемая тепловая труба (фиг. 1) имеет зону конденсации 1, предназначенную для отвода тепла Q подведенного в зоне испарения 2. Зоны 1 и 2 связаны посредством транспортной зоны 3, Между зоной конденсации 1 и транспортной зоной 2 размещена вставка 4 (фиг. 2). Названная вставка имеет центральную цилиндрическую поверхность 5, диаметр которой больше внутреннего диаметра труб зоны конденсации и транспортной зоны. По обе стороны от центральной поверхности 5 вставки 4 расположены цилиндрические центрующие поверхности 6, которые сопрягаются с внутренними поверхностями труб зоны конденсации и транспортной зоны. В верхней части вставки 4, обращенной в сторону зоны конденсации, выполнено не менее двух сквозных патрубков 7 (на фиг. 2 показано три патрубка). Наружный диаметр отрезков кольцевой поверхности 8 названных патрубков меньше внутреннего диаметра труб зоны конденсации. В результате этого между внутренней поверхностью трубы зоны конденсации и кольцевыми поверхностями 8 патрубков образуется кольцевой канал 9 для сбора жидкого хладагента, стекающего по стенкам трубы зоны конденсации (фиг. 3, на которой изображена вставка с двумя патрубками). Между патрубками выполнены радиальные каналы 10, которые открываются в сторону центрального отверстия 11 (фиг. 5) трубчатой секции 12 (фиг. 4), по которой жидкий конденсат выводится из вставки 4. В нижней части вставки 4, обращенной в сторону зоны конденсации 2, выполнена полость 13, которая сообщается с внутренними полостями 14 патрубков 7. Трубчатая секция 12 может быть снабжена сливной трубкой 15 (фиг. 6). Перед зоной испарения могут быть размещены сепараторы 16. Между внутренней стенкой трубы зоны конденсации и полостями между патрубками 7 вставками 4 образуется емкость 17, которая заполняется каплями 18 жидкого хладагента (фиг. 7). Вставка может соединяться с трубами, образующими зоны тепловой трубы, посредством сварки или такое соединение может быть разъемным, например винтовым или фланцевым. На фиг. 7 показано соединение вставки с названными трубами посредством сварочных швов 19. Вставка 4 может быть выполнена в виде неразъемной конструкции. Особенностью предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является то, что труба может функционировать при больших углах наклона, вплоть до 40 градусов. Это обеспечивается тем, что при увеличении высоты патрубков 7 вставки 4 увеличивается объем полости 17. Отдельные капли жидкого хладагента 20, стекая по наклонной поверхности трубы зоны конденсации, собираются в виде одной большой капли 21, из которой жидкий хладагент в виде небольших капель поступает в трубчатую секцию 12 и далее в зону испарения (фиг. 8). Эффект нормального функционирования тепловой трубы при наклоне до 40 градусов достигается, когда соотношение площадей проходных отверстий патрубков вставки к площади поперечного сечения корпуса тепловой трубы не менее 0,4, а отношение высоты патрубков вставки к внутреннему диаметру корпуса трубы не менее 0,34.
Функционирование трубы заключается в переносе тепла с нижних замораживаемых слоев грунта вверх в зону конденсации, где оно рассеивается в окружающую среду. Вставка выполняет функцию разделителя потока парообразного хладагента, движущегося из зоны испарения, и потока жидкого хладагента, движущегося сверху вниз из зоны конденсации в зону испарения 9 (на фигурах поток жидкого хладагента показан зачерненными стрелками). Патрубки вставки обеспечивают в зоне конденсации направление потока парообразного хладагента вверх по центру зоны конденсации и движение жидкого хладагента по стенкам трубы зоны конденсации. Благодаря наличию трубчатой секции вставки направление потоков изменяется - жидкий хладагент в транспортной зоне начинает двигаться по центру трубчатой секции транспортной зоны, а парообразный хладагент по ее периферии. Длина зоны испарения предлагаемой тепловой трубы, снабженной вставкой, определяется длиной транспортной зоны. При этом исключается отбор тепла от грунта в интервале глубин залегания «теплой части» части сооружения, что позволяет обеспечить наиболее эффективное охлаждение грунтов в его основании. Наличие у вставки центрирующих поверхностей позволяет по сравнению с прототипом сократить трудоемкость сборки тепловой трубы. Кроме того, возможность установки трубы под углом до 40 градусов (при условии сохранения разделения потоков парообразного и жидкого хладагентов) позволяет значительно (до двух раз) сократить затраты на строительство в результате уменьшения числа труб необходимых для охлаждения объекта.
Примером сооружений, где применение тепловой трубы предлагаемой конструкции имеет наибольший эффект являются: подземные продуктопроводы, канализационно-насосные станции, здания с полами «по грунту» и тому подобные сооружения. На фиг. 9 показано распределение температур по глубине, которое достигается в результате применения тепловой трубы в соответствии с предлагаемой полезной моделью.
Приведенные на фиг. 9 кривые характеризуют распределение температур по длине части ТГТ, погруженной в грунт. Кривая с маркером 08.05.n характеризует исходное температурное состояние грунта, а кривая с маркером 08.05.n+1 характеризует температурное состояние грунта по истечению одного цикла промораживания (12 месяцев). Сравнительный анализ кривых показывает, что конструкция ТГТ обеспечивает отбор тепла только в заданном интервале глубин, исключая транспортный участок, что обеспечивает ее энергетическую эффективность.
Claims (8)
1. Гравитационная тепловая труба, содержащая трубчатый корпус с зонами конденсации и испарения, между которыми размещена транспортная зона с вставкой, выполняющей функцию разделения потоков жидкой и газовой фаз хладагента, отличающаяся тем, что, наружный диаметр центральной части вставки больше внутреннего диаметра труб транспортной зоны и зоны конденсации, верхняя часть вставки, обращенная к зоне конденсации, снабжена не менее чем двумя пустотелыми патрубками, предназначенными для прохода паров хладагента в зону конденсации, одна из стенок названных патрубков имеет форму кольцевого отрезка с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра трубы зоны конденсации, полость патрубков открывается внутрь цилиндрической полости в нижней части вставки, между патрубками выполнен канал, сообщающийся с отверстием центральной трубчатой секции вставки, предназначенной для прохода жидкого хладагента в испарительную зону тепловой трубы, по обе стороны от центральной части вставки выполнены центровочные цилиндрические поверхности, сопрягающиеся с внутренними поверхностями труб транспортной зоны и зоны конденсации.
2. Гравитационная тепловая труба по п.1 отличающаяся тем, что вставка выполнена в виде неразъемной конструкции.
3. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что вставка герметично соединяется с секциями транспортной зоны посредством сварки.
4. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что вставка герметично соединяется с секциями транспортной зоны посредством разъемного соединения, например, резьбового или фланцевого.
5. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что отношение площадей проходных отверстий патрубков вставки к площади рабочего поперечного сечения трубы зоны конденсации не менее 0,4, а отношение высоты патрубков вставки к внутреннему диаметру трубы зоны конденсации не менее 0,34, что обеспечивает нормальное функционирование тепловой трубы при наклоне до 40°.
6. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что к трубчатой секции вставки присоединена трубка, по которой жидкий хладагент поступает в зону испарения.
7. Гравитационная тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что перед зоной испарения размещено распределительное устройство, обеспечивающее передачу жидкого хладагента к стенке трубы зоны испарения.
8. Гравитационная тепловая труба по п.7, отличающаяся тем, что распределительное устройство выполнено в виде центральной трубки, на которой размещены перфорированные пластины, имеющие форму диска с вырезами по периферии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130911/06U RU149337U1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Гравитационная тепловая труба |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130911/06U RU149337U1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Гравитационная тепловая труба |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU149337U1 true RU149337U1 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=53291871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130911/06U RU149337U1 (ru) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Гравитационная тепловая труба |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU149337U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581294C1 (ru) * | 2015-02-20 | 2016-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Гравитационная тепловая труба |
RU2597010C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-09-10 | Эмиль Нилович Гайнулин | Термостабилизатор грунта |
-
2014
- 2014-07-25 RU RU2014130911/06U patent/RU149337U1/ru active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581294C1 (ru) * | 2015-02-20 | 2016-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Гравитационная тепловая труба |
RU2597010C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-09-10 | Эмиль Нилович Гайнулин | Термостабилизатор грунта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU149337U1 (ru) | Гравитационная тепловая труба | |
CA2646049A1 (en) | Geothermal probe | |
RU2527969C1 (ru) | Охлаждающее устройство для глубинной температурной стабилизации грунтов, оснований зданий и сооружений | |
CN104329873B (zh) | 一种冰箱及其接水盒 | |
RU2415226C1 (ru) | Система для температурной стабилизации основания сооружений на вечномерзлых грунтах | |
RU181403U1 (ru) | Сезонное охлаждающее устройство для стабилизации оснований | |
RU2593286C1 (ru) | Термосифон | |
RU139080U1 (ru) | Термосвая для сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах (варианты) | |
RU147446U1 (ru) | Сезоннодействующая установка для охлаждения вечномерзлых грунтов оснований инженерных сооружений | |
RU2384671C1 (ru) | Свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте | |
RU198334U1 (ru) | Термосифон | |
RU155180U1 (ru) | Конструкция для термостатирования грунтов под зданиями и сооружениями | |
RU2384672C1 (ru) | Охлаждаемая свайная опора для сооружений, возводимых на вечномерзлом грунте | |
RU2629281C1 (ru) | Охлаждающий термосифон для глубинной термостабилизации грунтов (варианты) | |
RU2686224C1 (ru) | Установка получения пресной воды из атмосферного воздуха морского базирования | |
RU163883U1 (ru) | Устройство для аккумуляции холода | |
RU2256746C2 (ru) | Способ охлаждения грунта и тепловая свая для его охлаждения | |
RU2470114C2 (ru) | Термосвая для опор моста | |
RU2802313C1 (ru) | Конденсатор пара в условиях окружающей среды | |
RU212441U1 (ru) | Термостабилизатор грунта направленного действия | |
CN109135799B (zh) | 一种急冷油塔 | |
RU30959U1 (ru) | Теплопередающее устройство | |
RU131745U1 (ru) | Устройство для аккумуляции холода | |
RU2268450C2 (ru) | Теплопередающее устройство | |
RU168120U1 (ru) | Устройство для аккумуляции холода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160726 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20170705 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180726 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20190515 |