Двухфазный термосифон

Двухфазный термосифон относится к теплотехнике, а именно - к тепловым трубам, особенно при их применении в строительстве для замораживания грунта под фундаментами различных сооружений в зонах вечной мерзлоты, около свай опор ЛЭП, нефте- и газопроводов, в основании шоссейных и железных дорог на Севере и других территориях, а также в энергосберегающих технологиях при отоплении зданий за счет геотермальных источников, в тепловых насосах и т.д.. Двухфазный термосифон содержит по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный металлический корпус с зонами испарения и конденсации и установленный на корпусе в последней зоне металлический радиатор с продольными ребрами. Новым в двухфазном термосифоне является то, что по крайней мере на одном участке между двумя смежными ребрами радиатор выполнен с продольным разрезом, причем кромки разреза соединены сварочным швом, а радиатор выполнен из металла с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим таковой у металла корпуса двухфазного термосифона. 1 з.п. формулы, 2 ил.

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, в основании шоссейных и железных дорог и других объектов строительства на Севере и других территориях, а также в энергосберегающих технологиях (тепловые насосы, системы отопления и т.д.).

Известен двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный металлический корпус с зонами испарения и конденсации и установленный на корпусе в последней зоне металлический радиатор с продольными ребрами («Термосваи в строительстве на севере», Л. Стройиздат, 1984 г., с.12). Это техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является сравнительно узкая область применения, что обусловлено ограниченной возможностью его применения для широкого класса двухфазных термосифонов - из-за требований прецизионного выполнения корпуса и радиатора для совпадения диаметров их контактных поверхностей с высокой степенью точности. По этим же причинам известное техническое решение обладает низкой экономичностью в производстве.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение области применения двухфазных термосифонов и повышение их экономичности.

Задача решается за счет того, что в двухфазном термосифоне, содержащем по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный металлический корпус с зонами испарения и конденсации и установленный на корпусе в последней зоне металлический радиатор с продольными ребрами, по крайней мере на одном участке, расположенном между двумя смежными ребрами, причем кромки разреза соединены сварочным швом, а радиатор выполнен из металла с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим таковой у металла корпуса двухфазного термосифона. Корпус может быть выполнен из нержавеющей стали, а радиатор - из алюминиевого сплава.

Технический эффект, обеспечиваемый данным двухфазным термосифоном, заключается в расширении области применения и повышения экономичности за счет обеспечения эффективности передачи теплового потока от корпуса к радиатору при плотном прилегании их контактных поверхностей для широкого класса двухфазных термосифонов без использования прецизионного оборудования при их изготовлении.

Наличие продольного разреза между смежными ребрами радиатора позволяет свободно устанавливать и обжимать его на корпусе двухфазного термосифона даже при относительно больших допусках на диаметры контактных поверхностей, а сварочный шов при остывании его и прилегающих участков радиатора, обеспечивает плотный контакт этих поверхностей за счет большей тепловой усадки материала радиатора.

На фиг.1 показан общий вид двухфазного термосифона, установленного в грунте; на фиг.2 - сечение по АА фиг.1.

Двухфазный термосифон содержит частично заполненный теплоносителем герметичный металлический корпус 1 с зонами 2 и 3 испарения и конденсации соответственно и установленный на корпусе 1 в зоне 3 конденсации металлический радиатор 4 с продольными ребрами 5. Радиатор 4 выполнен с продольным разрезом 6, кромки которого соединены сварочным швом 7. Зона 2 испарения расположена в грунте 8. Корпус 1 может быть выполнен из нержавеющей или углеродистой стали, а радиатор 4 - из алюминиевого сплава или другого металла с высокой теплопроводностью и коэффициентом температурного линейного расширения большим, чем у металла корпуса 1.

Двухфазный термосифон работает следующим образом. При подводе тепла из грунта 8 теплоноситель испаряется внутри корпуса 1 в зоне 2 испарения и его пар конденсируется в зоне 3 конденсации, откуда тепловой поток через стенки корпуса 1, радиатора 4 и ребра 5 отводится в окружающий атмосферный воздух. Плотное прилегание контактных поверхностей корпуса 1 и радиатора 4 обеспечивает эффективную (с малым перепадом температуры) передачу теплового потока.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает расширение области применения двухфазных термосифонов за счет расширения их класса и, следовательно, увеличения области их использования, при повышении их экономичности в производстве за счет отсутствия необходимости в дополнительном прецизионном оборудовании при их изготовлении.

1. Двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный металлический корпус с зонами испарения и конденсации и установленный на корпусе в последней зоне металлический радиатор с продольными ребрами, отличающийся тем, что по крайней мере на одном участке, расположенным между двумя смежными ребрами, радиатор выполнен с продольным разрезом, причем кромки разреза соединены сварочным швом, а радиатор выполнен из металла с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим таковой у металла корпуса двухфазного термосифона.

2. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из нержавеющей стали, а радиатор - из алюминиевого сплава.