Устройство для обогревания тоннельной обделки и окружающего горного массива

 

О П И С A Н И E 57 072I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 22.10.75 (21) 2183269i03 с присоединением заявки . ч"е (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень Хв 32

Дата опубликования описания 14.09.77 (51) М. Кч Е 21F 16/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 624,191.97 (088.8) (72) Авторы изобретепи» (71) Заявитель

Б. Е. Славин и В. П, Казаков

Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБОГРЕВА ТОННЕЛЬНО

ОБДЕЛ КИ И ОКРУЖАЮЩЕГО ГОРНОГО МАССИ

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации тоннелей в условиях сурового климата, а именно к предотвращению неблагоприятных воздействий отрицательных н знакопеременных температур на тоннельную обделку путем прогрева последней.

Известно устройство для обогрева тоннельной обделки и окружающего горного массива, состоящее из электронагревательных элементов, установленных в приконтурном слое обделки и подключенных к источнику питания (1).

Недостатком такого устройства является низкий КПД и значительный расход энергии на обогрев обделки.

Наиболсс близким по технической сущности и достигасмому результату к описываемому изобретению является устройство, включающее герметичный тепловой элемент с испарителем и конденсатором, заполненный теплоносителем. Оно основано на консервации холода в грунтовом массиве путем усиленного отвода от него тепла в зимнее время либо на аккумуляции в грунте тепла, отбираемого в теплое время года от воздушной среды (2).

1-!едостатком его при использовании в подземных условиях является необходимость ограничения размеров испарителя и радиаторных пластин, выступающих в воздушное пространство тоннеля, что не позволяет осуществить достаточно интенсивный теплообмен.

Цель изобретения — повышение интенсивности теплообмена без существенного увеличения размеров сечения тоннеля.

Это достигается тем, что испаритель снабжен радиатором, изогнутым по форме Внутренней поверхности обделки.

Устройство для обогрева тоннельной обделки и окружающего горного массива изображено на фиг. 1 и 2.

Устройство содержит испаритель 1 и конденсатор 2, объединенные в герметичный трубчатый баллон (тепловой элемент). К испарителю присоединен радиатор 3, изогнутый по форме внутренней поверхности обделки 4, Трубчатый баллон установлен в скважине 5, пробуренной через обделку под углом а(90 .

Устройство расположено так, что радиатор

20 прилегает в поверхности обделки тоннеля.

Перед пуском в работу тепловой элемент заполняют теплоносителем.

Устройство работает следующим образом.

С наступлением теплого времени года, 25 когда температура воздуха в тоннеле становится выше температуры обделки и окружающего горного массива, теплоноситель в радиаторе нагревается, закипает на границе раздела жидкой и газообразной фаз и, испаря30 ясь, поступает в конденсатор и конденсирует,570721

Формула изобретения

Составитель Л. Чурикова

Техред М. Семенов

Корректор Л. Котова

Редактор Г. Яковлева

Подписное

Заказ 1892/11 Изд. № 692 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4;5

Типография, пр. Сапунова, 2 ся на его стенках, выделяя при этом тепло, которое рассеивается в окружающем горном массиве. 1(онденсат стекает в радиатор, и цикл повторяется. При непрерывной работе в течение лета в массиве аккумулируется запас тепла, постепенно расходующегося зимой на обогрев обделки и окружающего горного массива. Устройство автоматически прекращает работу, если температура воздуха в тоннеле становится ниже температуры пород, и возобновляет ее при повышении температуры воздуха.

Расположение радиаторов по внутренней поверхности тоннельной обделки в несколько раз увеличивает поверхность теплообмена и тем самым интенсифицирует его. Благодаря небольшой толщине радиатора не требуется существенного увеличения габаритов тоннеля.

Устройство для обогрева тоннельной обделки и окружающего горного массива, включающее герметичный тепловой элемент с испарителем и конденсатором, заполненный теплоносителем, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности теплообмена, испаритель снабжен радиатором, изогнутым по форме внутренней поверхности обделки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швеции № 340631, кл. 19f 5/10, 15 опублик. 1971.

2. Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., «Стройиздат, 1969, с. 18 — 19,