RU211541U1

RU211541U1 - TWO-PHASE THERMOSYPHON

Info

Publication number: RU211541U1
Application number: RU2022102297U
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Евдокимов; Никита Сергеевич Семаков; Денис Юрьевич Красовский
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2022-06-10

Abstract

Предложен двухфазный термосифон, содержащий заполненный теплоносителем герметичный корпус, с зоной испарения и зоной конденсации, в последней зоне расположен радиатор с продольными ребрами, согласно заявляемому техническому решению зоне кондесации, поверх продольных ребер радиатора, расположен нижний воздуховод, предназначенный для направления движения воздуха. В верхней части зоны конденсации, к нижнему воздуховоду, прикреплен верхний диффузор, предназначенный для ускорения потока воздуха, проходящего через продольные ребра, с расположенным на нем верхним воздуховодом, предназначенным для движения потока воздуха в нем, с расположенным на нем турбодефлектором, предназначенным для увеличения тяги и скорости воздуха при движении внутри нижнего и верхнего воздуховодов. К нижнему воздуховоду присоединен нижний диффузор, предназначенный для подачи потока воздуха в воздуховоды. Зона испарения находится в нижней части герметичного корпуса, находящегося в грунте.

A two-phase thermosyphon is proposed, containing a sealed housing filled with a coolant, with an evaporation zone and a condensation zone, in the latter zone there is a radiator with longitudinal ribs, according to the claimed technical solution, the condensation zone, on top of the longitudinal ribs of the radiator, there is a lower air duct designed to direct air movement. In the upper part of the condensation zone, to the lower air duct, an upper diffuser is attached, designed to accelerate the flow of air passing through the longitudinal fins, with an upper air duct located on it, designed to move the air flow in it, with a turbo deflector located on it, designed to increase thrust and air velocity when moving inside the lower and upper air ducts. A lower diffuser is attached to the lower air duct, designed to supply air flow to the air ducts. The evaporation zone is located in the lower part of the hermetic housing located in the ground.

Description

Полезная модель относится к двухфазным термосифонам, устройствам для укрепления мерзлых оснований охлаждением и применяется для укрепления плотин, мостовых опор и фундаментов различных сооружений.The utility model relates to two-phase thermosyphons, devices for strengthening frozen foundations by cooling and is used to strengthen dams, bridge supports and foundations of various structures.

Известен двухфазный термосифон, содержащий в своем устройстве заполненный теплоносителем герметичный корпус с зоной испарения и зоной конденсации, и расположенный в зоне конденсации радиатор с продольными ребрами. [Патент N 118413. МПК F28D 15/00 (2006.01)]A two-phase thermosiphon is known, containing in its device a sealed housing filled with a coolant with an evaporation zone and a condensation zone, and a radiator with longitudinal ribs located in the condensation zone. [Patent N 118413. IPC F28D 15/00 (2006.01)]

Недостатком известного двухфазного термосифона является малое значение тепловой мощности при отсутствии естественного ветра.The disadvantage of the known two-phase thermosyphon is the low value of the thermal power in the absence of natural wind.

Техническим результатом полезной модели является повышение тепловой мощности двухфазного термосифона, достаточной для укрепления мерзлых оснований плотин и фундаментов различных сооружений охлаждением, путем создания вокруг конденсаторной части движения воздуха в условиях отсутствия естественного ветра, согласно заявляемому техническому решению в двухфазном термосифоне, содержащем заполненный теплоносителем герметичный корпус 1, с зоной испарения 2 и зоной конденсации 3, в последней зоне расположен радиатор 4 с продольными ребрами 5. В зоне конденсации 3, поверх продольных ребер 5 (далее «оребрение») радиатора 4, расположен нижний воздуховод 6, предназначенный для направления движения воздуха вдоль оребрения 5, от нижней части устройства к верхней. В верхней части зоны конденсации 3, к нижнему воздуховоду 6, прикреплен верхний диффузор 7, предназначенный для ускорения потока воздуха, проходящего через продольные ребра 5, с расположенным на нем верхним воздуховодом 8, предназначенным для движения потока воздуха в нем, с расположенным на нем турбодефлектором 9, предназначенным для увеличения тяги и скорости воздуха при движении внутри нижнего 6 и верхнего 8 воздуховодов. К нижнему воздуховоду 6 присоединен нижний диффузор 10, предназначенный для подачи потока воздуха в воздуховоды 6 и 8. Зона испарения 2 находится в нижней части герметичного корпуса 1, находящегося в грунте.The technical result of the utility model is to increase the thermal power of a two-phase thermosyphon, sufficient to strengthen the frozen foundations of dams and foundations of various structures by cooling, by creating around the condenser part of the air movement in the absence of natural wind, according to the claimed technical solution in a two-phase thermosiphon containing a sealed housing filled with coolant 1 , with an evaporation zone 2 and a condensation zone 3, in the latter zone there is a radiator 4 with longitudinal ribs 5. In the condensation zone 3, over the longitudinal ribs 5 (hereinafter referred to as the "fins") of the radiator 4, there is a lower air duct 6, designed to direct air movement along fins 5, from the bottom of the device to the top. In the upper part of the condensation zone 3, to the lower air duct 6, an upper diffuser 7 is attached, designed to accelerate the flow of air passing through the longitudinal ribs 5, with the upper air duct 8 located on it, designed to move the air flow in it, with a turbo deflector located on it 9, designed to increase the thrust and air speed when moving inside the lower 6 and upper 8 air ducts. A lower diffuser 10 is connected to the lower air duct 6, designed to supply air flow to the air ducts 6 and 8. The evaporation zone 2 is located in the lower part of the hermetic housing 1 located in the ground.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре изображен предложенный двухфазный сифон с нижним воздуховодом (6), верхним воздуховодом (8), нижним диффузором (10), верхним диффузором (7) и турбодефлектором (9) (общий вид).The essence of the claimed utility model is illustrated by a drawing, where the figure shows the proposed two-phase siphon with a lower air duct (6), an upper air duct (8), a lower diffuser (10), an upper diffuser (7) and a turbo deflector (9) (general view).

Двухфазный термосифон работает следующим образом. При подводе тепла к теплоносителю, заключенному в герметичный корпус 1, теплоноситель начинает испаряться в зоне испарения 2. Пары теплоносителя поднимаются в зону конденсации 3 в условиях свободной конвекции. Тепло, которое пары отдают герметичному корпусу 1 в зоне конденсации 3, поступает на радиатор 4 и оребрение 5. Поток воздуха, проходящий вдоль оребрения 5, воспринимает теплоту от оребрения 5, нагревается и поступает по нижнему воздуховоду 6 сначала в верхний диффузор 7, а затем в верхний воздуховод 8, после чего выходит в атмосферу, проходя через турбодефлектор 9. Нижний воздуховод 6 и верхний воздуховод 8 являются каналом, по которому проходит поток воздуха в условиях движения при свободной конвекции. Воздух также движется из-за перепада давления на нижнем входе в нижний диффузор 10 и верхней части верхнего воздуховода 8. Нижний диффузор 10 и верхний диффузор 7 нужны для улучшения движения воздуха вдоль продольного оребрения 5. Турбодефлектор 9 нужен для увеличения создаваемой тяги, увеличения скорости воздуха, проходящего вдоль оребрения 5. Заморозка грунта 11 происходит по всей длине зоны испарения 2. Теплоноситель циркулирует в герметичном корпусе 1. Теплоноситель из зоны конденсации 3 стекает вниз по стенкам герметичного корпуса 1 в зону испарения 2. В зоне испарения 2 теплоноситель испаряется, воспринимая теплоту от грунта 11, производя теплообмен двухфазного термосифона с грунтом 11. Пары теплоносителя поднимаются в верхнюю часть герметичного корпуса 1, в зону конденсации 2. Далее цикл повторяется.Two-phase thermosiphon works as follows. When heat is supplied to the coolant enclosed in a sealed housing 1, the coolant begins to evaporate in the evaporation zone 2. The coolant vapor rises to the condensation zone 3 under conditions of free convection. The heat that the vapors give off to the sealed housing 1 in the condensation zone 3 enters the radiator 4 and the fins 5. The air flow passing along the fin 5 receives heat from the fin 5, heats up and enters through the lower air duct 6 first into the upper diffuser 7, and then into the upper air duct 8, after which it exits into the atmosphere, passing through the turbo deflector 9. The lower air duct 6 and the upper air duct 8 are the channel through which the air flow passes in conditions of movement with free convection. Air also moves due to the pressure drop at the lower inlet to the lower diffuser 10 and the upper part of the upper air duct 8. The lower diffuser 10 and the upper diffuser 7 are needed to improve the movement of air along the longitudinal fins 5. The turbo deflector 9 is needed to increase the generated thrust, increase the air speed passing along the fin 5. Soil 11 freezes along the entire length of the evaporation zone 2. The coolant circulates in the sealed housing 1. The coolant from the condensation zone 3 flows down the walls of the sealed housing 1 into the evaporation zone 2. In the evaporation zone 2, the coolant evaporates, absorbing heat from soil 11, producing heat exchange of a two-phase thermosyphon with soil 11. Coolant vapor rises to the upper part of the sealed housing 1, to the condensation zone 2. Then the cycle repeats.

Технико-экономическая эффективность достигается тем, что нижний воздуховод 6, верхний воздуховод 8, нижний диффузор 10, верхний диффузор 7 и турбодефлектор 9 позволяют создать движение воздуха вдоль продольного оребрения 5 за счет разности давлений вверху и внизу конструкции, а также за счет разности плотностей воздуха внизу нижнего воздуховода 6 и вверху верхнего воздуховода 8. Данные условия позволяют создать движение воздуха вдоль продольного оребрения 5 даже в том случае, когда отсутствует ветер (штиль).Technical and economic efficiency is achieved by the fact that the lower air duct 6, the upper air duct 8, the lower diffuser 10, the upper diffuser 7 and the turbo deflector 9 allow you to create air movement along the longitudinal fins 5 due to the pressure difference at the top and bottom of the structure, as well as due to the difference in air densities at the bottom of the lower air duct 6 and at the top of the upper air duct 8. These conditions make it possible to create air movement along the longitudinal fins 5 even when there is no wind (calm).

Claims

A two-phase thermosiphon containing a sealed housing filled with a coolant, with an evaporation zone and a condensation zone, in the latter zone there is a radiator with longitudinal ribs, characterized in that in the condensation zone, over the longitudinal ribs of the radiator, there is a lower air duct designed to direct the air movement, and in in the upper part of the condensation zone, to the lower air duct, an upper diffuser is attached, designed to accelerate the flow of air passing through the longitudinal ribs, with an upper air duct located on it, designed to move the air flow in it, with a turbo deflector located on it, designed to increase thrust and air speed when moving inside the lower and upper air ducts, in addition, a lower diffuser is attached to the lower air duct, designed to supply air flow to the air ducts, and the evaporation zone is located in the lower part of the sealed housing located in the ground.