ДВУХФАЗНЫЙ ТЕРМОСИФОН

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.
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).
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.
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.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность двухфазного термосифона, т.к. для достижения высоких теплопередающих характеристик не используется пространство между ребрами радиатора.
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.
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.
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).
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.
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).
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.