RU118413U1

RU118413U1 - TWO PHASE THERMOSIPHONE

Info

Publication number: RU118413U1
Application number: RU2012104882/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Дмитриевич Лобанов; Рефик Мамедович Баясан; Михаил Анатольевич Лобанов; Людмила Петровна Веденеева; Анна Анатольевна Градинар; Татьяна Васильевна Баясан; Татьяна Николаевна Лобанова
Original assignee: Анатолий Дмитриевич Лобанов; Рефик Мамедович Баясан; Михаил Анатольевич Лобанов; Людмила Петровна Веденеева; Анна Анатольевна Градинар; Татьяна Васильевна Баясан; Татьяна Николаевна Лобанова
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2012-07-20

Abstract

1. Двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный в последней зоне радиатор с продольными ребрами, отличающийся тем, что по крайней мере часть ребер на боковой поверхности снабжена системой продольных лепестков с последовательным удалением их оснований от основания ребра. ! 2. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что лепестки расположены на противоположных поверхностях ребра один напротив другого с образованием пар лепестков. ! 3. Двухфазный термосифон по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ребра с чередованием через одно выполнены с идентичным расположением пар лепестков, причем система пар лепестков на смежных ребрах смещена по высоте ребра. ! 4. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, на части ребер лепестки расположены под острым углом к поверхности ребра в направлении к концу ребра. ! 5. Двухфазный термосифон по п.1, отличающийся тем, что ребра снабжены концевыми лепестками, примыкающими к их концевым кромкам. 1. A two-phase thermosiphon containing at least one partially sealed coolant body with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located in the last zone, characterized in that at least part of the fins on the side surface is provided with a system of longitudinal lobes with sequential removal of them bases from the base of the rib. ! 2. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that the petals are located on opposite surfaces of the ribs one opposite the other with the formation of pairs of petals. ! 3. Two-phase thermosiphon according to claims 1 and 2, characterized in that the ribs with alternating through one are made with the identical arrangement of pairs of petals, and the system of pairs of petals on adjacent ribs is shifted along the height of the ribs. ! 4. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that, at least on the part of the ribs, the petals are at an acute angle to the surface of the rib towards the end of the rib. ! 5. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that the ribs are equipped with end lobes adjacent to their end edges.

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 по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный в последней зоне радиатор с продольными ребрами (патент России №96939 от 18.02.2010 г., МПК F28D 15/00).Known two-phase thermosiphon containing at least one partially filled with a coolant sealed enclosure with zones of evaporation and condensation and located in the last zone of the radiator with longitudinal fins (Russian patent No. 96939 from 02/18/2010, IPC F28D 15/00).

Недостатком известного двухфазного термосифона является относительно низкая эффективность его радиатора, ввиду чего для передачи больших тепловых потоков требуется значительное увеличение массо-габаритных характеристик двухфазного термосифона.A disadvantage of the known two-phase thermosiphon is the relatively low efficiency of its radiator, which is why a significant increase in the mass-dimensional characteristics of a two-phase thermosiphon is required to transfer large heat fluxes.

Наиболее близким техническим решением является двухфазный термосифон, содержащий по крайней мере один частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения и конденсации и расположенный в последней зоне радиатор с продольными ребрами («Термосваи в строительстве на севере», Л. Стройиздат, 1984 г., с.12). Это техническое решение принято за прототип.The closest technical solution is 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 latter zone (Thermowells in North Construction, L. Stroyizdat, 1984, p. .12). This technical solution is taken as a prototype.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность двухфазного термосифона, т.к. для достижения высоких теплопередающих характеристик не используется пространство между ребрами радиатора.A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of the two-phase thermosiphon, because To achieve high heat transfer characteristics, the space between the fins of the radiator is not used.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности двухфазного термосифона за счет использования пространства между ребрами радиатора 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 by using the space between the fins of the radiator 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, по крайней мере часть ребер на боковой поверхности снабжена системой продольных лепестков с последовательным удалением их оснований от основания ребра. Кроме того, лепестки могут быть расположены на противоположных поверхностях ребра один напротив другого с образованием пар лепестков. Ребра, с чередованием через одно, могут быть выполнены с идентичным расположением пар лепестков, причем система пар лепестков на смежных ребрах смещена по высоте ребра. По крайней мере на части ребер лепестки могут быть расположены под острым углом к поверхности ребра в направлении к концу ребра. Наконец, ребра могут быть снабжены концевыми лепестками, примыкающими к их концевым кромкам.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, at least part of the fins on the side surface is equipped with a system of longitudinal lobes with sequential removing their bases from the base of the rib. In addition, the petals can be located on opposite surfaces of the ribs one opposite the other with the formation of pairs of petals. The ribs, alternating through one, can be made with an identical arrangement of pairs of petals, and the system of pairs of petals on adjacent ribs is shifted along the height of the ribs. At least on the part of the ribs, the petals can be arranged at an acute angle to the surface of the rib towards the end of the rib. Finally, the ribs may be provided with end lobes adjacent to their end edges.

Технический эффект, обеспечиваемый двухфазным термосифоном, заключается в повышении эффективности передачи теплового потока за счет использования пространства между ребрами радиатора (т.е. обеспечение низкого значения термического сопротивления) при одновременном достижении экономии материалов и снижении расходов на транспортировку (за счет уменьшения поперечных габаритных размеров радиатора).The technical effect provided by the two-phase thermosiphon is to increase the heat flux transfer efficiency by using the space between the radiator fins (i.e., to provide a low value of thermal resistance) while achieving savings in materials and reducing transportation costs (by reducing the transverse overall dimensions of the radiator )

На фиг.1 показан двухфазный термосифон; на фиг.2 - сечение по АА фиг.1. 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 с продольными ребрами 5, на боковых поверхностях 6 (фиг.2) которых установлена система продольных лепестков 7 с последовательным удалением их оснований 8 от основания 9 ребра 5. На противоположных поверхностях 6 ребра 5 лепестки 7 могут быть расположены один напротив другого с образованием пар лепестков 7. Ребра 5, с чередованием через одно, могут быть выполнены с идентичным расположением пар лепестков 7, причем система пар лепестков 7 на смежных ребрах 5 смещена по высоте ребра 5. Лепестки 7 могут быть расположены под острым углом к поверхности 6 ребра 5 в направлении к концу ребра 5. Кроме того, что ребра 5 могут быть снабжены концевыми лепестками 10, примыкающими к их концевым кромкам. Ребра 5 своими основаниями 9 размещены на трубчатой подложке 11. Корпус 1 может быть выполнен из стали, а ребра 5 с лепестками 7 и 10 и подложка 11 - из алюминиевого сплава. Радиатор 4 установлен на корпусе 1 с плотной посадкой подложки 11. При выполнении корпуса 1 из алюминиевого сплава подложка 11 является одновременно частью корпуса 1.Figure 1 shows a two-phase thermosiphon; figure 2 is a section along AA of figure 1. The 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 with longitudinal ribs 5 located in the latter zone, on whose side surfaces 6 (Fig. 2) which a longitudinal lobe system 7 s is installed by sequentially removing their bases 8 from the base 9 of the rib 5. On the opposite surfaces 6 of the rib 5, the petals 7 can be located one opposite the other with the formation of pairs of petals 7. The ribs 5, alternating through one, can be made with an ident another arrangement of the pairs of petals 7, and the system of pairs of petals 7 on adjacent ribs 5 is shifted along the height of the ribs 5. Petals 7 can be arranged at an acute angle to the surface 6 of the ribs 5 towards the end of the ribs 5. In addition, the ribs 5 can be provided end petals 10 adjacent to their end edges. The ribs 5 with their bases 9 are placed on the tubular substrate 11. The housing 1 can be made of steel, and the ribs 5 with the petals 7 and 10 and the substrate 11 are made of aluminum alloy. The radiator 4 is mounted on the housing 1 with a tight fit of the substrate 11. When the housing 1 is made of aluminum alloy, the substrate 11 is simultaneously part of the housing 1.

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 5, от которых тепло отводится в окружающую среду (атмосферный воздух). Наличие системы лепестков 7, расположенных в пространстве между ребрами 5, а также концевых лепестков 10 значительно увеличивает интенсивность теплоотдачи, т.е. снижает термическое сопротивление от радиатора 4 к окружающей среде (чему способствует также турбулизация этой среды лепестками 7).Two-phase thermosiphon works as follows. When heat is supplied (for example, from the soil) to the evaporation zone 2, the heat carrier evaporates and its steam condenses in the condensation zone 3, transferring the heat flux to the radiator 4 with fins 5, from which heat is removed to the environment (atmospheric air). The presence of a system of petals 7 located in the space between the ribs 5, as well as the end petals 10 significantly increases the intensity of heat transfer, i.e. reduces thermal resistance from the radiator 4 to the environment (which also contributes to the turbulization of this environment by the petals 7).

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 и снижению расходов на транспортировку двухфазных термосифонов.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 and lower costs for the transportation of two-phase thermosiphons.

Claims

1. A two-phase thermosiphon containing at least one partially sealed coolant housing with evaporation and condensation zones and a radiator with longitudinal fins located in the last zone, characterized in that at least part of the fins on the side surface is provided with a system of longitudinal lobes with sequential removal of them bases from the base of the rib.

2. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that the petals are located on opposite surfaces of the ribs one opposite the other with the formation of pairs of petals.

3. A two-phase thermosiphon according to claims 1 and 2, characterized in that the ribs with alternating through one are made with the identical arrangement of pairs of petals, and the system of pairs of petals on adjacent ribs is shifted along the height of the ribs.

4. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that, at least on the part of the ribs, the petals are at an acute angle to the surface of the rib towards the end of the rib.

5. The two-phase thermosiphon according to claim 1, characterized in that the ribs are equipped with end lobes adjacent to their end edges.