РАДИАТОР ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ
RADIATOR HEAT PIPE

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.
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).
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.
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.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции радиатора, позволяющей отвести внешнее тепло от тепловой трубы в летний период.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является уменьшение нагрева тепловой трубы, что позволяет сохранить грунт промороженным, тем самым стабилизировать фундаменты строений в течение всего года.
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.
Кольца могут иметь отверстия, выполненные в их периферийных зонах. Отверстия могут быть круглой формы или выполнены в виде прорезей.
Также набор колец может быть выполнен с увеличением их диаметров.
Радиатор тепловой трубы выполнен съемным, а корпус радиатора снабжен посадочной поверхностью для взаимодействия с тепловой трубой.
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.
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.
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.
В дальнейшем изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемым чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - радиатор, вертикальный разрез;
фиг. 2 - радиатор, сечение А-А;
фиг. 3 - вариант выполнения кольца с отверстиями круглой формы;
фиг. 4 - вариант выполнения кольца с прорезями на краях колец;
фиг. 5 - вертикальный разрез радиатора с кольцами с увеличением их диаметра;
фиг. 6 - вид сверху радиатора с кольцами с увеличением их диаметра книзу.
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.
В приведенном примере наружная поверхность корпуса 1 - это верхняя часть тепловой трубки, которая имеет цилиндрическую форму.
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).
В приведенном примере корпус 1 радиатора представляет собой полый цилиндр, на наружной поверхности которого закреплены кольца 2.
Крепление колец 2 к корпусу 1 радиатора может быть выполнено различными способами. Предпочтительно кольца 2 приварить.
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.
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).
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.
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.
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.
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.