Термосвая

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических т"есаублик (и>78755 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 230279 (21) 2728761/29-33 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.80. Бюллетень 14о 46 (51)М. Кл 3

Е 02 0 3/12

Государственный комитет

СССР

AO H306pCTCHHII н открытий (53) УДК624. 139. 62

С 088.8) Дата опубликовани я описания 15.12.80

Ь (72) Авторы изобретения

Д. В. Рснпупкин и В. П. Казаков

Новосибирский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (71) Заявитель

"я 1! "1" 1,! (54) ТЕРМОСВАЯ

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам, которые могут быть использованы для охлаждения и замораживания грунтов, например термосваям, 5

Известна термосвая, выполненная в виде частично размещенной в грунте грубы, заполненной теплоносителем, в которой за счет циркуляции теплоносителя достигается перенос тепла от 10 грунта и передача его в атмосферу (1) .

Недостаток этой термосваи — перемешивание восходящего и нисходящего потоков теплоносителя и малая интенсивность его движения, что снижает эффективность устройства, Известна термосвая, включающая заполненный теплоносителем коаксиально корпус и установленную в нем разделительную трубу, встроенную в нижнюю 20 часть корпуса. Разделительная труба снабжена винтовыми лопастями на внутренней и внешней поверхностях и ус.тановлена с возможностью вращения от привода в виде чашечной ветряной вер- 25 тушки на валу, присоединенном к трубе.

Известная термосвая обладает повы.шенной эффективностью за счет разделения восходящего и нисходящего пото-30

2 ков теплоносителя в нижней части корпуса и интенсификации движения теплоносителя вращающимися винтовыми лопастями (2), Однако в этой термосвае в верхней части не исключено перемешивание восходящего и нисходящего потоков теплоносителя, кроме того, она громоздка, для вращения тяжелой разделительной трубы с лопастями требуется вертушка огромных размеров. Повышение интен» сивности движения теплоносителя достигается незначительное; так как вращающиеся винтовые лопасти имеют ниэKHA Кпд.

Наиболее близкой к изобретению является термосвая, включающая заполненный теплоносителем корпус, коаксиально установленную в нем разделительную трубу и вал, нижний конец которого размещен в разделительной трубе и снабжен лопастным винтом, а верхний пропущен через верхний торец корпуса и снабжен ветряной лопастной вертушкой ГЗ ) .

Эта термосвая более эффективна, поскольку менее громоздка, обеспечивает разделение восходящих и нисходящих потоков теплоносителя, лопастной же винт обеспечивает интенсивное дви787551 жение теплоносителя от вертушки малых размеров и имеет высокий КНД.

Недостаток этой термосваи эаключается в том, что передача тепла от теплоносителя в атмосферу через стенки верхней части корпуса термосваи предусмотрена только за счет установившегося режима обтекания корпуса термосваи воздухом атмосферы, Интенсификация подвода тепла к внутренней поверхности стенки верхней части корпуса термосваи требует интенсификации отвода тепла от внешней поверхности этих стенок. указанный недоста4 ток снижает эффективность термосваи .

Цель и э обретен и я — по вышени е э ффекти вн ости термос ваи .

Поставленная цель достигается эа счет того, что в термосвае, включающей заполненный теплоносителем корпус, коаксиально установленную в нем разделительную трубу и вертикальный вал, нижний конец которого размещен в разделительной трубе.и снабжен лопастным винтом, а верхний пропущен через верхний торец корпуса и снабжен ветряной лопастной вертушкой, вал выполнен полым с закрытыми торцами и окнами на его нижнем и верхнем концах и снабжен втулкой, установленной в подшипниках в верхней части корпуса, выступающей за пределы корпуса и имеющей вертикальные сквозные каналы, а в выступающей эа пределы корпуса части — окна, причем каждая лопасть винта выполнена с открытой снизу полостью, сообщенной с полостью вала через окна на его нижнем конце, а каждая лопасть вертушки выполнена S-образного очертания в плане и имеет внутреннюю полость, сообщенную с полостью вала посредством окон на его верхнем конце и сообщенную с полостью корпуса посредством сквозных каналов и окон а во втулке. При этом предпочтительно, чтобы лопасти вертушки были выполнены из материала с высокой теплопроводностью, На фиг.1 изображена верхняя часть термосваи, общий вид; на фиг.2 — раэрез A-A на.фиг.1.

Термосвая состоит из заполненного теплоносителем .корпуса 1, коаксиально установленной в нем трубы 2 для разделения потоков теплоносителя, лопастного винта 3 ° и вертушки 4 на( валу 5, Вал 5 выполнен полым в виде трубы с глухими торцами и с окнами б и 7 в стенках у торцов, Каждая лопасть винта 3 выполнена с открытой снизу полостью, 8, через окно б сообщенной с полостью 9 вала 5.

Вертушка 4 выполнена в виде надетой на вал 5 головки с фигурными лопастями S-образного очертания в плане. В вертушке 4 имеются продольные замкнутые полости 10, сообщенные по» средством окон 7 с полостью 9 вала

1О

2П .внутреннее пространство 15, отдает

Формула изобретения

4О

5, Вертушка 4 выполнена иэ материала с повышенной теплопередачей, например иэ дюралюминия.

На вал 5 надета втулка 11. Во втулке 11 имеются вертикальные сквозные каналы 12 окна 13. Втулка 11 установлена в подшипниках 14, размещенных в верхней части корпуса 1 термосваи. Между верхней стенкой корпуса

1 термосваи и верхним торцом внутренней трубы. 3 образовано пространство 15. Через каналы 12 и окна 13 полости 10 вертушки 4 сообщены с внутренним пространством корпуса 1.

Термосвая работает следующим образом.

С наступлением холодного периода в корпус 1 заливают теплоноситель, который начинает циркулировать, В верхней части корпуса 1 нагретый теплоноситель изливается иэ трубы 2 во тепло стенкам корпуса 1 и опускается вниз в пространстве между корпусом 1 и трубой 2. При наличии ветра вертушка 4 за счет S-образного очертания ее лопастей приходит во вращение, Вертушка 4 приводит во вращение вал 5 а с ним и лопасти. винта 3.

Верхними поверхностями лопастей винта 3 теплоноситель принудительно подается по трубе 2, интенсивнее изливается из трубы 2 в пространство 15.

Это приводит к интенсификации движения теплоносителя, следовательно, повышению эффективности переноса тепла.

Одновременно с подачей теплоносителя вверх по трубе 2 при вращении лопастей винта 3 происходит забор части теплоносителя в полости 8. Иэ полостей 8 теплоноситель принудительно подается в полость 9 вала 5 и через окна 7 изливается в полости 10 вертушки 4, Протекая по лопастям 10, теплоноситель подвергается интенсивному охлаждению, достигаемому как за счет изготовления вертушки 4 из материала с повышенной теплопередачей, так и эа счет постоянного обдувания всех ее,лопастей ветром. Охлажденный теплоноситель из полостей 10 через окна 13 по каналам 12 во втулке 11 поступает во внутреннее пространство

15 термосваи. Теплоноситель, прошедший через вертушку 4, охлаждается глубже, чем тот, который изливается иэ трубы 2 в пространство 15 термосваи, За счет этого достигается повышение эффективности работы термосваи, Использование изобретения позволяет значительно сократить сроки и затраты на замораживание оснований.

1. Термос вая, включающая заполненный теплоносителем корпус, коаксиально установленную в нем раэдели787551

Л

1

Фцб. Х

Тираж 713 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 тельную трубу и вертикальный вал, нижний конец которого размещен в разделительной трубе и снабжен лопастным винтом, а верхний пропущен через верхний тонец корпуса и снабжен ветряной лопастной вертушкой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности термосваи, вал выполнен полым с закрытыми торцами и окнамн на его нижнем и верхнем концах и снабжен втулкой, установленной в подшипниках в верхней части корпуса, !

О выступающей эа пределы корпуса и имеющей вертикальные сквозные каналы, а в выступающей за пределы корпуса части — окна, причем каждая лопасть винта выполнена с открытой снизу полос- 15 тью, сообщенной с полостью вала через окна на его нижнем конце, а каждая лопасть вертушки выполнена S-образно6

Раб. 1

ВНИИПИ Эакаэ 8296/29 го очертания в плане и имеет внутреннюю полость, сообщенную с полостью вала посредством окон на его верхнем конце и сообщенную с полостью корпуса посредством сквозных каналов и окон во втулке.

2, Термосвая по п,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что лопасти вертушки выполнены иэ материала с высокой теплопроводностью, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., Стройиздат, 1969, с.18-20.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 578401, кл. Е 02 D 3/12, 1976.

3, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2518677/29-33, кл. Е 02 D 3/12, 1977.