管內(nèi)空腔27與位于殼體I另一端的冷凝液灌注孔3相通;第七管內(nèi)空腔25、第八管內(nèi)空腔26和第九管內(nèi)空腔27互不相通。
[0026]如圖5所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第三種實(shí)施例，包括筒狀的殼體I，殼體I一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片2，殼體I的兩端分別設(shè)有冷凝液灌注孔3和保護(hù)帽4;沿遠(yuǎn)離散熱冷凝段翅片2的方向、殼體I內(nèi)依次設(shè)有第一個(gè)第三隔離器16、第一個(gè)支撐架17、第二個(gè)第三隔離器16和第二個(gè)支撐架17;支撐架17的結(jié)構(gòu)如圖6所示，支撐架17包括傘形的支撐架本體18，支撐架本體18的傘面上設(shè)有多個(gè)支撐架通孔19，支撐架17的開口端與殼體I內(nèi)壁固接，支撐架17的尖端朝向殼體I設(shè)有散熱冷凝段翅片2的一端;第三隔離器16包括圓臺(tái)桶形的第三隔離器本體，第三隔離器本體直徑較大端朝向散熱冷凝段翅片2，并與殼體I內(nèi)壁固接，第三隔離器本體直徑較小端為封口端，該封口端端面上設(shè)有兩個(gè)通孔;第一個(gè)第三隔離器16封口端端面上設(shè)有U形的第三冷凝芯管10，第三冷凝芯管10的兩個(gè)管口分別與該第一個(gè)第三隔離器16上的兩個(gè)通孔連通，第三冷凝芯管10端部與第一個(gè)支撐架17的尖端相接觸;第二個(gè)第三隔離器16封口端端面上設(shè)有U形的第四冷凝芯管11，第四冷凝芯管11的兩個(gè)管口分別與該第二個(gè)第三隔離器16上的兩個(gè)通孔連通，第四冷凝芯管11端部與第二個(gè)支撐架17的尖端相接觸;第一個(gè)隔離器16、第三冷凝芯管10和殼體I圍成第十管內(nèi)空腔28，第十管內(nèi)空腔28與殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;兩個(gè)第三隔離器16、第三冷凝芯管10、第四冷凝芯管11和殼體I圍成第i^一管內(nèi)空腔29，第^^一管內(nèi)空腔29與殼體I側(cè)壁上的冷凝液灌注孔3相通，該冷凝液灌注孔3位于保護(hù)帽4內(nèi)；該第二個(gè)第三隔離器16、該第二個(gè)支撐架17和殼體I圍成第十二管內(nèi)空腔30，第十二管內(nèi)空腔30與位于殼體I另一端的冷凝液灌注孔3相通;第十管內(nèi)空腔28、第十一管內(nèi)空腔29和第十二管內(nèi)空腔30互不相通。
[0027]如圖7所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第五種實(shí)施例，該第五種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本相同，兩者之間的區(qū)別在于:該第五種實(shí)施例中固接有第一冷凝芯管5的第一隔離器7直徑較大端朝向散熱冷凝段翅片2，第一冷凝芯管5的封口端背離散熱冷凝段翅片2，第一冷凝芯管5的與引流支架13直徑較小端固接，引流支架13直徑較大端與殼體I內(nèi)壁固接;第一冷凝芯管5、固接有第一冷凝芯管5的第一隔離器7和殼體I圍成第十三管內(nèi)空腔31，第十三管內(nèi)空腔31與位于殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;第一冷凝芯管5、第二冷凝芯管8、兩個(gè)第一隔離器7和殼體I圍成第十四管內(nèi)空腔32，第十四管內(nèi)空腔32與位于殼體I側(cè)壁上的冷凝液灌注孔3相通;第十三管內(nèi)空腔31、第十四管內(nèi)空腔32和第三管內(nèi)空腔21互不相通。
[0028]如圖8所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第六種實(shí)施例，該第六種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本相同，兩者之間的區(qū)別在于:第六種實(shí)施例中第三冷凝芯管10的兩個(gè)管口朝向散熱冷凝段翅片2，沒有與第三冷凝芯管10固接的第一隔離器7，第三冷凝芯管10的兩個(gè)管口分別與第三隔離器16直徑較小端端面上的兩個(gè)通孔連通，殼體I內(nèi)還安裝有支撐架17，支撐架17的尖端朝向第三冷凝芯管1，并與第三冷凝芯管1相接觸;第三冷凝芯管
10、第三隔離器16和殼體I圍成第十五管內(nèi)空腔33，第十五管內(nèi)空腔33與位于殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;第三冷凝芯管10、第三隔離器16、第四冷凝芯管11、第二隔離器12和殼體I圍成第十六管內(nèi)空腔34，第十六管內(nèi)空腔34與殼體I側(cè)壁上的冷凝液灌注孔3相通;第十五管內(nèi)空腔33、第十六管內(nèi)空腔34和第六管內(nèi)空腔24互不相通。
[0029]第一冷凝芯管5、第二冷凝芯管8、第三冷凝芯管10和第四冷凝芯管11均可以并排設(shè)置多個(gè)，以進(jìn)一步增大換熱面積。
[0030]使用本實(shí)用新型多段式熱粧前需通過不同的冷凝液灌注孔3向各個(gè)管內(nèi)空腔9內(nèi)注入冷媒6。工作時(shí):依據(jù)熱粧使用地區(qū)粧側(cè)土體溫度在一年中隨氣溫變化的不同，每一段的工作原理與現(xiàn)有的單根熱粧相同，段與段之間的熱交換通過冷凝芯管完成。
[0031]夏季空氣溫度較高時(shí)，現(xiàn)有的熱粧由于冷凝段溫度高于蒸發(fā)段而停止工作。本實(shí)用新型多段式熱粧最上段粧側(cè)為季節(jié)凍土，土體溫度較高，一旦夜間氣溫低于粧側(cè)土體溫度，熱粧的這一段立即啟動(dòng)工作，將土體中的熱量導(dǎo)出。以此類推，以下各個(gè)熱粧分段啟動(dòng)工作的條件便是相應(yīng)蒸發(fā)段位置粧側(cè)土體溫度比上部冷凝芯管管壁溫度要高。
[0032]冬季空氣溫度很低時(shí)，各個(gè)分段的熱粧從上到下相繼啟動(dòng)，將粧側(cè)相應(yīng)位置土體的熱量導(dǎo)出。在這個(gè)階段，多段式熱粧各個(gè)分段的冷凝液起到冷量轉(zhuǎn)存的作用，使得上部熱粧季節(jié)凍土段最先快速冷凍，由于凍土導(dǎo)熱速率大于融土，在冬季有利于大氣自然冷凍效果的提尚。
[0033]本實(shí)用新型多段式熱粧使得季節(jié)凍土段率先快速凍結(jié)，而凍土的導(dǎo)熱速率為1.3，融土的導(dǎo)熱速率是0.8，這就意味著多段式熱粧會(huì)使得其周圍土壤在冬季得到更為徹底的冷凍效果。此外，多段式熱粧的制冷啟動(dòng)順序是自上而下，因此在冬季熱粧上段周圍融土降溫速度要大于下部，大大縮短了季節(jié)凍土段的冬季凍結(jié)時(shí)間。
[0034]本實(shí)用新型多段式熱粧將現(xiàn)有的單根單腔熱棒改為具有相對(duì)獨(dú)立的多段多腔熱棒，即在殼體I中形成了多個(gè)蒸發(fā)段和冷凝段，增大了冷凝芯管的表面積，實(shí)現(xiàn)相鄰空腔之間的充分的熱交換，大大增加了熱粧液體工質(zhì)與周圍土體的導(dǎo)熱面積，為冬季冷量的大功率持續(xù)輸入提供了條件，通過各段之間的串聯(lián)關(guān)系，多段式熱粧自上而下相繼啟動(dòng)工作，使得多段式熱粧在各個(gè)分段因粧周土壤溫度不同而啟動(dòng)工作的溫度不同，最上段的蒸發(fā)段處在季節(jié)凍土層中，夏季熱粧通過吸收和儲(chǔ)藏低溫天氣以及晝夜溫差下的冷量并導(dǎo)入到周圍土體中，保證了粧周季節(jié)凍土溫度比同比平均氣溫低，從而大大提高了粧周影響范圍內(nèi)活動(dòng)層的頂面標(biāo)高。最下段在冬季開始啟動(dòng)工作，因此多段式熱棒一年四季均可以啟動(dòng)工作。各個(gè)分段均充裝有冷凝液，其與管壁土壤之間的熱交換總面積將遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)熱棒，因此多段式熱棒的冬季工作功率遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)普通熱棒。
[0035]另外，熱粧的低溫運(yùn)行特征以及季節(jié)凍土的存在，使得熱粧影響范圍的季節(jié)凍土在每年六月推遲進(jìn)入融凍期，九月份會(huì)提前進(jìn)入凍結(jié)期，從而大大提高了單根熱粧的年平均運(yùn)行功率，更有效地保持多年凍土的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
[0036]本實(shí)用新型多段式熱粧大大提高了單根熱粧的工作時(shí)間(一年四季均啟動(dòng)工作)。同時(shí)由于凍土的導(dǎo)熱系數(shù)大于融土，土體在整個(gè)冬季比正常條件下吸收更多的冷量，從而保證了凍土層的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多段式熱粧，包括殼體(I)，殼體(I)一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片(2)，其特征在于，殼體(I)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)隔離體，該至少一個(gè)隔離體將殼體(I)內(nèi)部分成至少兩個(gè)互不相通的管內(nèi)空腔(9)，管內(nèi)空腔(9)通過冷凝液灌注孔(3)與外界相通，每個(gè)管內(nèi)空腔(9)內(nèi)均灌注有冷媒(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式熱粧，其特征在于，所述的隔離體上安裝有至少一根冷凝芯管，當(dāng)冷凝芯管為至少兩根時(shí)，冷凝芯管并排設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多段式熱粧，其特征在于，所述的隔離體采用第一隔離器(7)、第二隔離器(12)或第三隔離器(16)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多段式熱粧，其特征在于，所述的第一隔離器(7)為圓臺(tái)筒形，第一隔離器(7)上安裝有桶形的冷凝芯管，第一隔離器(7)直徑較大端與殼體(I)內(nèi)壁固接，第一隔離器(7)直徑較小端與冷凝芯管的開口端固接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多段式熱粧，其特征在于，所述的第二隔離器(12)為圓臺(tái)桶形，第二隔離器(12)直徑較大端與殼體(I)內(nèi)壁固接，第二隔離器(12)直徑較小端為封口端，該封口端設(shè)有U形的冷凝芯管，該冷凝芯管的開口端與第二隔離器(12)封口端固接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多段式熱粧，其特征在于，所述的第三隔離器(16)為圓臺(tái)桶形，第三隔離器(16)直徑較大端與殼體(I)內(nèi)壁固接，第三隔離器(16)直徑較小端為封口端，該封口端端面上設(shè)有數(shù)量為偶數(shù)的通孔;第三隔離器(16)封口端端面上設(shè)有U形的冷凝芯管，冷凝芯管的兩個(gè)管口分別與第三隔離器(16)上的兩個(gè)通孔連通。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式熱粧，其特征在于，殼體(I)內(nèi)安裝有引流支架(13)或支撐架(17); 所述的引流支架(13)包括圓臺(tái)筒形的引流支架本體(14)，引流支架本體(14)直徑較大端與殼體(I)內(nèi)壁固接，引流支架本體(14)直徑較小端朝向殼體(I)設(shè)有散熱冷凝段翅片(2)的一端，引流支架本體(14)的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)支架通孔(15); 所述的支撐架(17)包括傘形的支撐架本體(18)，支撐架本體(18)的傘面上設(shè)有多個(gè)支撐架通孔(19)，支撐架(17)的開口端與殼體(I)內(nèi)壁固接，支撐架(17)的尖端朝向殼體(I)設(shè)有散熱冷凝段翅片(2 )的一端。
【專利摘要】一種多段式熱樁，包括殼體，殼體一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片，殼體內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)隔離體，該至少一個(gè)隔離體將殼體內(nèi)部分成至少兩個(gè)互不相通的管內(nèi)空腔，管內(nèi)空腔通過冷凝液灌注孔與外界相通，每個(gè)管內(nèi)空腔內(nèi)均灌注有冷媒。該多段式熱樁殼體內(nèi)部分成多個(gè)獨(dú)立的互不相通的空腔，加大了液體工質(zhì)和樁周土體的接觸面積，從而增大了單根熱樁與周圍土體之間的導(dǎo)熱功率。熱樁在樁身范圍內(nèi)針對(duì)不同樁周土體溫度和大氣溫差分段啟動(dòng)工作，利用春、夏、秋三個(gè)季節(jié)的晝夜較差將季節(jié)凍土的熱量導(dǎo)出大氣層，實(shí)現(xiàn)熱樁能夠在一年四季都啟動(dòng)工作。
【IPC分類】F28D15/02, F24J3/08
【公開號(hào)】CN205228241
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521043250
【發(fā)明人】熊治文, 牛偉民, 米維軍
【申請(qǐng)人】中鐵西北科學(xué)研究院有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日