Термосвая

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических т"еслублик(22) Заявлено 230279 (21) 2728761/29-33с присоединением заявки йф -(51)М. Кл. Е 02 0 3/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Д.В.Рснпупкин и В.П.Казаков Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства(54) ТЕРМОСВАЯ Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам, которые могут быть использованы дляохлаждения и замораживания грунтов,например термосваям, 5Известна термосвая, выполненная ввиде частично размещенной в грунтегрубы, заполненной теплоносителем,в которой за счет циркуляции теплоносителя достигается перенос тепла от 1 Огрунта и передача его в атмосферу 1,Недостаток этой термосваи - перемешивание восходящего и нисходящегопотоков теплоносителя и малая интенсивность его движения, что снижает 15эффективность устройства,Известна термосвая, включающая заполненный теплоносителем коаксиально корпус и установленную в нем разделительную трубу, встроенную в нижнюю 2 Очасть корпуса, Разделительная трубаснабжена винтовыми лопастями на внутренней и внешней поверхностях и усгтановлена с возможностью вращения отпривода в виде чашечной ветряной вертушки на валу, присоединенном к трубе.Известная термосвая обладает повы.венной эффективностью за счет разделения восходящего и нисходящего потоО 2ков теплоносителя в нижней части корпуса и интенсификации движения теплоносителя вращающимися винтовыми лопастями 23,Однако в этой термосвае в верхнейчасти не исключено перемешивание восходящего и нисходящего потоков теплоносителя, кроме того, она громоздка,для вращения тяжелой разделительнойтрубы с лопастями требуется вертушкаогромных размеров, Повышение интенсивности движения теплоносителя достигается незначительное; так как вращающиеся винтовые лопасти имеют низкий КПД.Наиболее близкой к изобретению является термосвая, включающая заполненный теплоносителем корпус, коаксиально установленную в ием разделительную трубу и вал, нижний конецкоторого размещен в разделительнойтрубе и снабжен лопастным винтом, аверхний пропущен через верхний торецкорпуса и снабжен ветрянойлопастнойвертушкой (3) .Эта термосвая более эффективна,поскольку менее громоздка, обеспечивает разделение восходящих и нисходящих потоков теплоносителя, лопастнойже винт обеспечивает интенсивное движение теплоносителя от вертушки малыхразмеров и имеет высокий КНД, Недостаток этой термосваи эаключается в том, что передача тепла оттеплоносителя в атмосферу через стенки аверхней части корпуса термосваи предусмотрена только за счет установившегося режима обтекания корпуса термосваи воздухом атмосферы, Интенсификация подвода тепла к внутреннейповерхности стенки верхней части корпуса термосваи требует интенсификации отвода тепла от внешней поверхности этих стенок, Указанный недостаток снижает эфФективность термосваи,Цель изобретения - повышенаие эфФективности термосваи,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 егонижнем 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 окнана его нижнем конце, а каждая лопасть вертушки выполнена 8-образного очертания в плане и имеет внутреннюю полость, сообщенную с полостью валапосредством окон на его верхнем конце и сообщенную с полостью корпусапосредством сквозных каналов и оконаво втулке, При этом предпочтительно,чтобы лопасти вертушки были выполнены из материала с высокой теплопроводностью,На Фиг,1 изображена верхняя частьтермосваи, общий вид; на Фиг,2 - раэрез А-А на,фиг,1,Термосвая состоит из заполненного теплоносителем .корпуса 1, коаксиально установленной в нем трубы 2для 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 Б-образного очертания в плане. В вертушке 4 имеются продольные замкнутые полости 10, сообщенные по средством окон 7 с полостью 9 вала2 О .внутреннее пространство 15, отдает Формула изобретения 35 4 О 45 50 55 5, Вертушка 4 выполнена иэ материала с повышенной теплопередачей, например иэ дюралюминия,На вал 5 надета втулка 11, Вовтулке 11 имеются вертикальные сквозные каналы 12 окна 13, Втулка 11 установлена в подшипниках 14, размещенных в верхней части корпуса 1 термосвац, Между верхней стенкой корпуса1 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 периодав корпус 1 заливают теплоноситель,который начинает циркулировать, Вверхней части корпуса 1 нагретый теплоноситель изливается иэ трубы 2 во тепло стенкам корпуса 1 и опускаетсявниз в пространстве между корпусом 1и трубой 2, При наличии ветра вертушка 4 за счет Я-образного очертания ее лопастей приходит во вращение, Вертушка 4 приводит во вращениевал 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, Термосвая, включающая заполненный теплоносителем корпус, коаксиально установленную в нем раэдели787551 рцэ. Хие. 1НИИПИ Эакаэ 8296/29 Тираж 713 Подписно 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 ш 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 тью, сообшенной с полостью вала через окна на его нижнем конце, а каждая лопасть вертушки выполнена Б-образного очертания в плане и имеет внутреннюю полость, сообшенную с полостьювала посредством окон на его верхнемконце и сообшенную с полостью корпуса посредством сквозных каналов иокон во втулке.2, Термосвая по п,1, о т л ич аю щ а я с я тем, что лопасти вертушки выполнены иэ материала с высокойтеплопроводностью,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением, Л., Стройиздат, 1969, с.18-20,2, Авторское свидетельство СССРР 578401, кл. Е 02 Э 3/12, 1976,3, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2518677/29-33,кл. Е 02 О 3/12, 1977,