RU2588886C1

RU2588886C1 - Radiator heat pipe

Info

Publication number: RU2588886C1
Application number: RU2015116557/06A
Authority: RU
Inventors: Эмиль Нилович Гайнулин; Михаил Анатольевич Турецкий
Original assignee: Эмиль Нилович Гайнулин; Михаил Анатольевич Турецкий
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: heat engineering.

SUBSTANCE: invention relates to heat engineering. Radiator heat pipe consists of set of horizontal rings 2, fixed on vertical cylindrical housing 1. Peripheral zone rings 2 are raised relative to their attachment area to cylindrical housing 1. Rings 2 can have openings 3, made in their peripheral zones. Holes 3 can be rounded or are made in form of slots. Also a set of rings 2 can be made with increase in their diameters downwards radiator.

EFFECT: technical result is reduction of heating heat pipe.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству в зонах вечной мерзлоты, например около свай опор ЛЭП, нефте- и газопроводов и других объектов строительства, а именно к тепловым трубам при их применении для замораживания грунта.The invention relates to the construction in permafrost zones, for example, near piles of power transmission line supports, oil and gas pipelines and other construction objects, namely heat pipes when applied to freeze the soil.

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).A two-phase thermosiphon is known, 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 (Russian patent 96939 dated 02/18/2010, IPC F28D 15/00).

Известен двухфазный термосифон, описанный в патенте RU №118413, заявка 2012104882, приоритет от 13.02.2012, выбранный в качестве прототипа. Термосифон содержит, 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.Known two-phase thermosiphon, described in patent RU No. 118413, application 2012104882, priority of 02/13/2012, selected as a prototype. The thermosiphon contains 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. At least part of the ribs on the side surface is provided with a system of longitudinal lobes with successive removal of their bases from the base of the ribs. 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.

Недостатком известных термосифонов является то, что летом в период теплых температур радиатор прогревается, и тепловая труба работает в «обратном режиме», т.е. прогревает землю. Это производит отрицательный эффект, т.к. грунт должен быть проморожен, т.е. представлять собой однородную твердую структуру.A disadvantage of the known thermosiphons is that in the summer, during the period of warm temperatures, the radiator warms up, and the heat pipe works in the “reverse mode”, i.e. warms up the earth. This has a negative effect, as soil should be frozen, i.e. represent a uniform solid structure.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции радиатора, позволяющей отвести внешнее тепло от тепловой трубы в летний период.The problem to which the present invention is directed, is the creation of a radiator design that allows you to remove external heat from the heat pipe in the summer.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является уменьшение нагрева тепловой трубы, что позволяет сохранить грунт промороженным, тем самым стабилизировать фундаменты строений в течение всего года.The technical result achieved by the present invention is to reduce the heating of the heat pipe, which allows you to keep the soil frozen, thereby stabilizing the foundations of buildings throughout the year.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что радиатор тепловой трубы состоит из набора горизонтальных колец, закрепленных на вертикально расположенном корпусе. Причем периферийные зоны колец приподняты относительно их зоны крепления к корпусу.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the heat pipe radiator consists of a set of horizontal rings mounted on a vertically located body. Moreover, the peripheral zones of the rings are raised relative to their attachment zone to the housing.

Кольца могут иметь отверстия, выполненные в их периферийных зонах. Отверстия могут быть круглой формы или выполнены в виде прорезей.Rings may have holes made in their peripheral zones. The holes can be round or made in the form of slots.

Также набор колец может быть выполнен с увеличением их диаметров.Also, a set of rings can be made with an increase in their diameters.

Радиатор тепловой трубы выполнен съемным, а корпус радиатора снабжен посадочной поверхностью для взаимодействия с тепловой трубой.The heat pipe radiator is removable, and the radiator body is provided with a seating surface for interaction with the heat pipe.

То, что радиатор представляет собой вертикально расположенный набор горизонтальных колец, прикрепленных к корпусу, при этом кольца имеют приподнятые периферийные зоны, например, выполнены в форме чаши, позволяет на кольцах скапливаться воде. Вода может быть как от дождя, так и осевшая роса. Днем, при солнечном нагреве радиатора, происходит испарение накопившейся влаги, таким образом тепловая энергия тратится на нагрев влаги, что позволяет отводить тепло от тепловой трубы.The fact that the radiator is a vertically arranged set of horizontal rings attached to the body, while the rings have raised peripheral zones, for example, are made in the shape of a bowl, allows water to accumulate on the rings. Water can be both from rain and settled dew. During the day, when the radiator is heated by the sun, the accumulated moisture evaporates, so thermal energy is spent on heating the moisture, which allows heat to be removed from the heat pipe.

Выполнение прорезей в периферийных зонах позволяет воде перетекать на нижерасположенные кольца. Также возможно выполнение отверстий, например, круглой формы в периферийных зонах колец. При стекании воды происходит дополнительное охлаждение радиатора и снижение прогрева тепловой трубы.Making slots in the peripheral zones allows water to flow to the lower rings. It is also possible to make holes, for example, round in the peripheral zones of the rings. When water drains, there is additional cooling of the radiator and a decrease in the heating of the heat pipe.

Выполнение набора колец с увеличением их диаметра в сторону тепловой трубы позволяет осуществить больший сбор атмосферных осадков, что также приводит к большему отводу тепла от тепловой трубки.The implementation of a set of rings with an increase in their diameter in the direction of the heat pipe allows for a greater collection of precipitation, which also leads to greater heat removal from the heat pipe.

В дальнейшем изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемым чертежами, на которых изображено:The invention is further illustrated by a detailed description of a specific but not limiting present solution, an example of its implementation and the accompanying drawings, which depict:

фиг. 1 - радиатор, вертикальный разрез;FIG. 1 - radiator, vertical section;

фиг. 2 - радиатор, сечение А-А;FIG. 2 - radiator, section AA;

фиг. 3 - вариант выполнения кольца с отверстиями круглой формы;FIG. 3 is an embodiment of a ring with round holes;

фиг. 4 - вариант выполнения кольца с прорезями на краях колец;FIG. 4 is an embodiment of a ring with slots at the edges of the rings;

фиг. 5 - вертикальный разрез радиатора с кольцами с увеличением их диаметра;FIG. 5 is a vertical section of a radiator with rings with an increase in their diameter;

фиг. 6 - вид сверху радиатора с кольцами с увеличением их диаметра книзу.FIG. 6 is a top view of a radiator with rings with an increase in their diameter downward.

Радиатор тепловой трубы (фиг. 1 и фиг. 2) состоит из корпуса 1, например цилиндрической формы (форма выполнения корпуса не влияет на достижение технического результата, корпус может иметь в поперечном сечении прямоугольник, квадрат, овал и т.д.). На наружной поверхности корпуса 1 закреплены кольца 2. Кольца 2 имеют периферийные зоны, которые приподняты относительно их зоны крепления к корпусу 1. Кольца 2 в поперечном разрезе могут иметь различную форму, например чашеобразную или коническую.The heat pipe radiator (Fig. 1 and Fig. 2) consists of a body 1, for example, a cylindrical shape (the shape of the body does not affect the achievement of the technical result, the body may have a rectangle, square, oval, etc. in cross section). On the outer surface of the housing 1, rings 2 are fixed. The rings 2 have peripheral zones that are raised relative to their attachment zone to the housing 1. The rings 2 in cross section may have a different shape, for example, cup-shaped or conical.

В приведенном примере наружная поверхность корпуса 1 - это верхняя часть тепловой трубки, которая имеет цилиндрическую форму.In the above example, the outer surface of the housing 1 is the upper part of the heat pipe, which has a cylindrical shape.

Также радиатор может быть выполнен съемным. В этом случае корпус 1 радиатора имеет поверхность, которая контактирует с тепловой трубкой, например резьбовую поверхность, или возможно использовать посадку с натягом, устанавливая радиатор на внешнюю цилиндрическую поверхность тепловой трубы радиатора (на чертежах не показано).Also, the radiator can be made removable. In this case, the radiator body 1 has a surface that is in contact with the heat pipe, for example a threaded surface, or it is possible to use an interference fit by installing the radiator on the outer cylindrical surface of the heat pipe of the radiator (not shown).

В приведенном примере корпус 1 радиатора представляет собой полый цилиндр, на наружной поверхности которого закреплены кольца 2.In the above example, the radiator housing 1 is a hollow cylinder, on the outer surface of which rings 2 are fixed.

Крепление колец 2 к корпусу 1 радиатора может быть выполнено различными способами. Предпочтительно кольца 2 приварить.The fastening of the rings 2 to the housing 1 of the radiator can be performed in various ways. Preferably weld rings 2.

Можно установить кольца при помощи резьбового соединения. При этом необходимо на внешнюю поверхность корпуса 1 и внутреннюю торцевую поверхность колец 2 нанести резьбу. Возможны и другие варианты крепления колец 2 на корпусе радиатора 1.You can install the rings using a threaded connection. In this case, it is necessary to apply threads to the outer surface of the housing 1 and the inner end surface of the rings 2. Other mounting options for rings 2 on the radiator housing 1 are also possible.

В кольцах 2 предпочтительно выполнить отверстия 3. Отверстия 3 предназначены для перетекания скопившейся воды с колец 2, расположенных выше на нижерасположенные кольца 2. Выполнение колец 2 с отверстиями 3 позволяет увеличить количество накапливаемой воды на радиаторе. Это повышает эффективность теплоотвода от тепловой трубы в теплый период года. Отверстия 3 могут быть, например, круглой формы (фиг. 3). Отверстия 3 могут быть и любой другой формы, например в виде прорези в периферийной зоне (фиг. 4).Holes 3 are preferably made in the rings 2. Holes 3 are intended for overflowing of accumulated water from the rings 2 located higher on the lower rings 2. The making of rings 2 with holes 3 allows increasing the amount of accumulated water on the radiator. This increases the efficiency of heat removal from the heat pipe in the warm season. The holes 3 can be, for example, round in shape (FIG. 3). The holes 3 can be of any other shape, for example, in the form of a slot in the peripheral zone (Fig. 4).

В другом исполнении радиатора кольца 2 выполнены в виде набора с увеличением их диаметра в сторону тепловой трубки, то есть книзу, как это показано на фиг. 5 и фиг. 6. Такое выполнение радиатора также позволяет накапливать значительное количество воды на кольцах радиатора, что повышает эффективность теплоотвода от радиатора в теплый период года.In another embodiment of the radiator, the rings 2 are made in the form of a set with an increase in their diameter in the direction of the heat pipe, that is, downward, as shown in FIG. 5 and FIG. 6. This embodiment of the radiator also allows you to accumulate a significant amount of water on the rings of the radiator, which increases the efficiency of heat removal from the radiator in the warm season.

Радиатор согласно изобретению работает следующим образом. На кольцах 2 радиатора скапливается вода. Происхождение воды может быть разное, например, дождь или роса. Скопившаяся вода распределяется по всем кольцам 2, благодаря наличию отверстий 3 в варианте исполнения колец 2 с отверстиями. В варианте исполнения набора колец 2 с увеличением их диаметров книзу водяная жидкость также имеет возможность скапливаться на всех кольцах 2.The radiator according to the invention operates as follows. Water accumulates on the rings 2 of the radiator. The origin of water can be different, for example, rain or dew. Accumulated water is distributed over all rings 2, due to the presence of holes 3 in the embodiment of rings 2 with holes. In an embodiment of the set of rings 2, with increasing diameters downward, the aqueous liquid also has the ability to accumulate on all rings 2.

Днем, когда солнце нагревает радиатор, сначала происходит отвод тепла от радиатора за счет испарения скопившейся на кольцах 2 воды. Это позволяет значительно снизить нагрев непосредственно тепловой трубы и произвести отвод тепла от грунта.In the afternoon, when the sun heats the radiator, first the heat is removed from the radiator due to the evaporation of the water accumulated on the rings 2. This allows you to significantly reduce the heating of the heat pipe directly and to remove heat from the ground.

Изобретение позволяет в теплое время года сохранить грунт промороженным, тем самым стабилизировать фундаменты строений в течение всего года. Изобретение может эффективно применяться в строительстве в зонах вечной мерзлоты, например, около свай опор ЛЭП, нефтепроводов, газопроводов и других объектов строительства.The invention allows in the warm season to keep the soil frozen, thereby stabilizing the foundations of buildings throughout the year. The invention can be effectively applied in construction in permafrost zones, for example, near piles of power transmission line supports, oil pipelines, gas pipelines and other construction objects.

Claims

1. The heat pipe radiator, consisting of a set of horizontal rings mounted on a vertically located housing, and the peripheral zones of the rings are raised relative to their attachment zone to the housing.

2. The heat pipe radiator according to claim 1, characterized in that the rings are made with holes located in their peripheral zones.

3. The heat pipe radiator according to claim 1, characterized in that the set of rings is made with an increase in their diameters.

4. The heat pipe radiator according to claim 1, characterized in that the radiator is removable and the radiator body is provided with a seating surface for interaction with the heat pipe.