ДВУХФАЗНЫЙ ТЕРМОСИФОН

Полезная модель относится к двухфазным термосифонам, устройствам для укрепления мерзлых оснований охлаждением и применяется для укрепления плотин, мостовых опор и фундаментов различных сооружений.
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)]
Недостатком известного двухфазного термосифона является малое значение тепловой мощности при отсутствии естественного ветра.
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.
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).
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.
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).