SE456449B - Heat exchanger working by natural convection - Google Patents

Abstract

The exchanger has a cellular structure (3,4) with open cells on opposite sides which form throughflow channels for a gas medium. The cell structures are tightly connected to cooling flanges (2) so that gas exchange and subsequent pressure compensation transverse to the gas throughflow direction are prevented.

Description

456 449 10 15 20 25 3D FöRr-:DRAGEN uïf-'öRlNcsl-'ORM Fig l visar en värmeväxlare enligt uppfinningen i perspektiv med delar bort- tagna för överskàdlighetens skull. Med 1 betecknas ett antal rör genom vilka vätskan som skall kylas strömmar samtidigt som kylluft strömmar i uppat- riktning mellan kylflänsarna 2. Det bör framhållas, att strömningen kan även vara riktad at motsatt häll nämligen när luftströmmen kyls av vätskan som det framgar i samband med fig 2. Värmeväxlaren är försedd med plana vägg- partier 3 vilka sträcker sig parallellt med flänsarna 2 och ytterligare vägg- partierll vilka sträcker sig parallellt med rören l. Pa detta sätt bildas en cellstruktur med omslutna utrymmenä vilka utgör korta kanaler och tätt ansluter sig till mellanrummen mellan flänsarna. Väggarna 3 kan vara fast förbundna med flänsarna eller bilda ett stycke med dessa och väggarnall anligger mot flänsarnas kanter. Nagon luftcirkulation i tvärriktning mot luft- strömmen är således inte möjlig. I tidigare lösningar, där en kanal av skor- stenstyp är anordnad ovanför ett kylelement med ett mellanrum mellan kylelementet och den som skorsten fungerande kanalen sker en tryckjämning i strömningens tvärriktning. Därmed tappar man helt eller delvis den ökade sugkraften som undertrycket i skorstenen åstadkommer. Undertrycket är pro- portionellt mot såväl skillnaden mellan kylluftens medeltemperatur vid flän- sarnas Det bör framhållas att redan en lag skorsten ger ett undertryck som är en mycket överkant och omgivningstemperaturen som skorstenshöjden. effektiv hjälpkraft för den ganska klena drivkraften för värmetransporten med naturlig konvektion från kylflänsarna. Sa ger exempelvis en skorstenhöjd av samma storleksordning som flänsarnas höjd en temperatursänkning av stor- leksordningen 50%. 456 449 10 15 20 25 3D PREVIOUS: Drawn uïf-'öRlNcsl-'ORM Fig. 1 shows a heat exchanger according to the invention in perspective with parts removed for the sake of clarity. 1 denotes a number of pipes through which the liquid to be cooled flows at the same time as cooling air flows in the upward direction between the cooling flanges 2. It should be emphasized that the flow can also be directed in the opposite direction, namely when the air stream is cooled by the liquid Fig. 2. The heat exchanger is provided with flat wall portions 3 which extend parallel to the flanges 2 and further wall portions 11 which extend parallel to the pipes 1. In this way a cell structure is formed with enclosed spaces which form short channels and tightly connect to the spaces between the flanges. The walls 3 can be fixedly connected to the flanges or form a piece with these and wall wall abuts against the edges of the flanges. No air circulation in the transverse direction to the air flow is thus not possible. In previous solutions, where a chimney-type duct is arranged above a cooling element with a space between the cooling element and the duct acting as the chimney, a pressure equalization takes place in the transverse direction of the flow. This completely or partially loses the increased suction power that the negative pressure in the chimney creates. The negative pressure is proportional to both the difference between the average temperature of the cooling air at the flanges. It should be emphasized that even a low chimney gives a negative pressure that is very high and the ambient temperature as well as the chimney height. effective auxiliary force for the rather small driving force for heat transport with natural convection from the heat sinks. For example, a chimney height of the same order of magnitude as the height of the flanges gives a temperature reduction of the order of 50%.

En ytterligare fördel med värmeväxlaren enligt uppfinningen är, att vid uppställning utomhus kan cellstrukturen som bildas av väggarna 3 och 4 fungera som en skärm för att hindra att solen uppvärmer kylflänsarna samtidigt som solen genom uppvärmning av kanalens utloppsände ökar sugeffekten.A further advantage of the heat exchanger according to the invention is that when set up outdoors, the cell structure formed by the walls 3 and 4 can function as a screen to prevent the sun from heating the heat sinks while the sun increases the suction power by heating the outlet end of the duct.

Fig 2 visar, att värmeväxlaren även kan utnyttjas för att kyla ett gasformigt medium medelst en kall vätska. l detta fall blir skorstenen nedatriktad och undertrycket uppstar vid kanalernas övre kant.Fig. 2 shows that the heat exchanger can also be used to cool a gaseous medium by means of a cold liquid. In this case, the chimney becomes downward and the negative pressure rises at the upper edge of the ducts.

Fig 3 visar en jämförelse av tryckfördelningen längs luftens strömningsväg när cellstrukturen med kanalerna tätt ansluter sig till flänsarna (kurvorna a och b) respektive när det finns ett mellanrum (kurvan c).Fig. 3 shows a comparison of the pressure distribution along the flow path of the air when the cell structure with the channels closely connects to the flanges (curves a and b) and when there is a gap (curve c).

Claims (3)

1. 456 449 -* 4 PATENTKRAV :Wu l Värmeväxlare för värmeutbyte genom naturlig konvektion mellan en vätska och ett gasformigt medium, med rör (l) för genomströmning av vätskan och kylflänsar (2) utmed vilka det gasformiga mediet strömmar, k ä n ne- te c kn ad av en cellstruktur (3,4) med pa motsatta sidor öppna celler (5), 5 vilka bildar genomströmningskanaler för det gasformiga mediet, varvid cell- strukturen är tätt ansluten till kylflänsarna (2), sa att gasutbyte och med- följande tryckutjämning i tvärriktning mot gasens genomströmningsriktning förhindras.1. 456 449 - * 4 CLAIMS: Wu l Heat exchanger for heat exchange by natural convection between a liquid and a gaseous medium, with tubes (1) for the flow of the liquid and cooling fins (2) through which the gaseous medium flows, can be a cell structure (3,4) with cells (5) open on opposite sides, which form flow channels for the gaseous medium, the cell structure being tightly connected to the cooling fins (2), so that gas exchange and with the following pressure equalization in the transverse direction to the flow direction of the gas is prevented. 2. Värrnevâxlare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav att cell- strukturen bildas av varandra korsande plana väggar (3,4), vilka sträcker sig parallellt med flänsarna (2) respektive med rören (l).Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the cell structure is formed by intersecting flat walls (3,4), which extend parallel to the flanges (2) and to the pipes (1), respectively. 3. Värmeväxlare enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k_n a d därav att genomströmningskanalernas höjd är vald pa sadant sätt, att vid normal solstand kylflänsarna ligger i skugga.Heat exchanger according to Claim 1 or 2, characterized in that the height of the flow-through ducts is chosen in such a way that at normal sunlight the cooling fins are in the shade.