Термосвая

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >850804.*

/.у (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.09.79 (21) .2819754/29-33 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (5! )М. Кд.

Е 02 0 3/115

Гееударственай каматет

СССР

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30.07.81 по делам изеаретеннй и открытий (53) УД К 624.139.62 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. В. Рощупкин, Б. С. Фомичев и А. Е. Якунин

Ф г

j - ;-r

Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследователвскоса института транспортного строительства (71) Заявитель (54) ТЕРМОСВАЯ

Йзобретенне относится к строительству и может быть использовано для охлаждения и заморажнвайия грунта, Известна термосвая, выполненная в виде частично размещенной в грунте трубы, заполненной теплоносителем, з» счет циркуляции которого в термосвае достигается перенос тепла от грунта и передача его в атмосферу (1).

Недостатком термосваи является перемешнванне восходящего и нисходящего потоков теплоносителя и малая интенсивность его дви10 женка, что снижает ее эффективность.

Известна также термосвая, включающая трубчатый корпус и внутреннюю трубу, встроенную в нижнюю его часть. Внутренняя

1S труба снабжена винтовыми лопастями на внутренней и внешней поверхностях и установлена с возможностью вращения от привода в виде ветряной вертушки на валу, присоединенному к трубе. В этой термосвае имеет место раз20 деление восходящего и нисходящего потоков теплоносителя в ее нижней части и интенсификация движения теплоносителя вращающимз(ся винтовыми лопастями (2).

Однако в верхней части.термосван происходит перемешивание восходящего и нисходящего потоков теплоносителя. Кроме того, устройство громоздко, так как для вращения тяжелой внутренней трубы с лопастями требуется вертушка. больших размеров, а повышение интенсивности движения теплоносителя достигается незначительное.

Наиболее близкой к предлагаемой является термосвая, включающая трубчатый корпус, коаксиально установленную в нем внутреннюю трубу, разделитель потоков и лопастный винт, установленный во внутренней трубе и соеди- .. ненный посредством вала с ветродвигателем.

Эта термосвая более эффективна, поскольку менее громоздка, обеспечивает разделение восходящих и нисходящих потоков теплоносителя, лопастный же винт обеспечивает интенсивное движение теплоносителя от ветродвигателя малых размеров и имеет высокий .КПД (3).

Недостаток данной термосваи заключается в том, что передача тепла от теплоносителя в атмосферу через стенки верхней части кор8S0804

1О пуса термосваи предусмотрена только за счет установившегося режима обтекания корпуса воздухом атмосферы. А между тем интенсификация подвода тепла к внутренней поверхности стенки верхней части корпуса термо5 сваи требует интенсивного отвода тепла от внешней поверхности этих стенок.

Ю

Цель изобретения — повышение эффективности работы термосваи.

Поставленная цель достигается тем, что в термосвае, включающей трубчатый корпус, коаксиально установленную в нем внутреннюю трубу, разделитель потоков и лопастный винт, установленный во внутренней трубе и соединенный посредством вала с ветродвигателсм, внутренняя труба установлена с превышением ее верхнего торца относительно верхнего торца корпуса, а лопастный винт установлен во в трубе выше отметки верхнего торца корпуса, причем внутренняя труба снаб- щ жсна изогнутыми патрубками, расположенными выше лопастного винта и сообщающими, полость внутренней трубы с полостью корпуса в его верхней части.

Кроме того, внутренняя труба в части, 25 размещенной выше верхнего торца корпуса, снабжена дополнительными патрубками, расположенными ниже лопастного винта и сообщающими полость внутренней трубы с полостями изогнутых патрубков на участке их изгиба. 30

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Термосвая состоит из заполненного теплоносителем корпуса 1, коаксиально установленной

35 н нем внутренней трубы 2, разделителя 3 потоков, делящего указанную трубу на верхний и нижний участки. Внутренняя труба своим верхним концом выведена эа пределы корпуса, а выше отметки верхнего торца корпуса в ней установлен лопастный винт 4, соедлпенный посредством вала 5 с ветродвигателем 6, выполненным в виде чашечной вертушки. Внутренняя труба выше лопастного винта 4 снабжена изогнутыми патрубками 7, 45 сообщающими ее полость с полостью корпуса в его верхней части. Кроме того, внутренняя труба может быть снабжена дополнительными патрубками 8, которые примыкают к ней, выше верхнего торца корпуса и ниже лопастного винта 4 и сообщают ее полость с полостями изогнутых патрубков. Верхний торец внутренней отрубы имеет отверстие с пробкой

9 для заливки теплоносителя, а верхний ее участок с примыкающими к нему патрубками

7 и 8 может быть выполнен раздельно и соединяться с нижним участком, например, с помощью фланца 10.

Термосвая работает следующим образом.

Через отверстие в верхнем торце внутренней трубы заливают теплоноситель. Отверстие закрывают пробкой 9, С наступлением холодов .теплоноситель приходит в движение.

Теплоноситель наименьшей плотности, нагретый стенками корпуса 1 подземной части термосваи, поднимается вверх между стенками корпуса и стенками трубы 2, Через разделитель 3 цотоков нагретый теплоноситель поступает в верхний участок внутренней трубы.

Двигаясь по нему по патрубкам 7 и подземной части корпуса 1 термосваи, теплоноситель интенсивно охлаждается, становится более плотным, поступает в нижний участок внутренней трубы 2 и опускается на дно термосваи, вытесняя теплоноситель меньшей плотности.

При наличии ветра вертушка 6 приходит в движение, вращая лопастный винт 4, который принудительно подает тсплоноситель в верхний участок внутренней трубы. При этом значительно возрастает скорость движения теплоносителя в изогнутых патрубках 7. На их изгибе образовавшийся вакуум всасывает теплоноситель через дополнительные патрубки

8, интенсивнее изливается в верхнюю часть корпуса 1 термосваи.

При отсутствии ветра теплоноситель лолучает воэможность для увеличения теплообмена эа счет развитой поверхности теплоотдачи: тепло интенсивно отдается через стенки выведенной за пределы корпуса части внутренней трубы, патрубков и надземной части корпуса термосваи.

При наличии ветра ускоряется циркуляция теплоносителя, что при относительно большой теплоотдающей поверхности ведет к дополнительному увеличению теплоотдачи, При движении жидкости по патрубкам 7 на участках их изгиба происходит сжатие потока, отрыв его от внутренней стенки и образование в этом месте вакуума.

По присоединенным в месте образования вакуума дополнительным патрубкам 8 происходит всасывание дополнительного количества теплоносителя, что, в свою очередь, приводит к отбору теплого теплоносителя из внутренней трубы. А. так как дополнительные патрубки присоединены ниже лопастного винта, возрастает скорость циркуляции, все сечение в месте изгиба изогнутых патрубков заполняется теплоносителем, что приводит к увеличению теплообмена.

В предлагаемой термосвае обеспечивается увеличение поверхности теплосъема и повышение скорости движения теплоносителя, что увеличивает интенсивность теплообмена между грунтом и термосваей и эффективность замора. жнвания грунта.

S 850804 6

Изобретение может быть использовано для расположенными выше лопастного винта и укрепления оснований сооружений, например сообщающими полость внутренней трубы с исскуственных сооружений, зданий, набережных полостью корпуса в его верхней части. и т.д. 2.Термосвая поп.1, отличающ а я с я тем, что внутренняя труба в части, размещенной выше верхнего торца корпуФормула изобретения са, снабжена дополнительными патрубками, расположенными ниже лопастного винта и сообщающими полость внутренней трубы с по. лостями изогнутых патрубков на участке их .

mrиба.

ВНИИПИ Заказ 6265/39

Тираж 693 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Просктная, 4

1. Термосвая, включающая трубчатый корпус, коаксиально установленную в нем внутреннюю трубу, разделитель потоков и лопастный винт, установленный во внутренней трубе и соединенный посредством вала с ветродвигателем, о т л и ч а ю-щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности ее работы, внутренняя труба установлена с превышением ее верхнего торца относительно верхнего торца корпуса, а лопастный винт установлен во внутренней трубе выше отметки верхнего торца корпуса, причем внутренняя труба снабжена иэоп1утыми патрубками, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Галеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., Стройиздат, !969, с. 1820.

2. Авторское свидетельство СССР М 578401, кл. Е 02 0 3/12, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР и 516783, кл. Е 02.0, 3/12, 1974.