BR0315069B1

BR0315069B1 - Trocador de calor e desviador de fluxo para trocador de calor

Info

Publication number: BR0315069B1
Application number: BRPI0315069-0A
Authority: BR
Inventors: Jeffrey S Leeson; Michael W Brakey; Charles P Miller Jr
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2014-01-14
Also published as: KR100693915B1; EP1556658A2; WO2004040223A2; CN101027531A; CN100483061C; WO2004040223A3; AU2003286756A1; HK1108936A1; US7481262B2; CA2501181C; CA2501181A1; US6896037B2; EP1556658B1; EP1556658A4; CA2683027C; US7201213B2; KR20050061589A; AU2003286756A8; CA2683027A1; US20040079516A1

Description

Trocador de calor e desviador de fluxo para um trocador de calor. A presente invenção refere-se a trocadores de calor em geral. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a trocadores de calor para refrigerar motores, geradores, caixa de engrenagens e outras fontes geradoras de calor em aparelhos industriais tendo fontes de calor refrigeradas por fluido, tais como navios marinhos. A invenção refere-se mais particularmente a trocadores de calor abertos (onde os tubos de transferência de calor são expostos ao fluido ambiente para resfriar ou aquecer, ao invés de ser um tubo no dispositivo tipo concha) usados para esfriar fontes de calor, onde os trocadores de calor são mais eficientes, e então tem menor peso e volume comparados a outros trocadores de calor conhecidos na arte. Alternativamente, o trocador de calor de acordo com a presente invenção poderia ser usado como um aquecedor, onde fluido relativamente frio absorve calor através dos tubos de transferência de calor.

Fontes geradoras de calor em aplicações industriais, tais como embarcações marinhas, são freqüentemente resfriadas a água, outros fluidos ou água misturada com outros fluidos. Por exemplo, em navios usados em água doce e/ou água salgada, o fluido refrigerante ou arrefecedor flui através do motor ou outra fonte geradora de calor onde o arrefecedor toma o calor, e então flui para outra parte do circuito de encanamentos. O calor deve ser transferido do arrefecedor ao ambiente circundante, tal como o corpo de água no qual o navio está posto. Pra motores relativamente menores, tais como motores de popa para pequenos barcos, a água ambiente bombeada através do motor é um arrefecedor suficiente. Entretanto, conforme a demanda de potência do navio cresce, a água ambiente bombeada através do motor pode continuar a prover bom arrefecimento do motor, mas também pode servir como uma fonte de dano significativo por contaminação ao motor. Caso seja bruta, a água ambiente onde usada para esfriar o motor, a água ambiente poderia carregar detritos e, particularmente caso seja água salgada, produtos químicos corrosivos ao motor. Assim, vários aparelhos para refrigerar motores e outras fontes de calor tem sido desenvolvidos.

Um tal aparelho para refrigerar o motor de um barco é de canal de aço, o qual é essencialmente uma grande quantidade de chapas de aço que é soldada no fundo do casco de uma embarcação para conduzir refrigerante de motor e transferir calor do refrigerante à água ambiente. Há muitas limitações severas para o canal de aço. Por exemplo, ele é muito ineficiente, requerendo uma grande quantidade de aço para obter o efeito refrescante requerido; é muito caro fixar no navio desde que é necessário ser soldado ao casco, que é uma operação de trabalho muito intenso; porque o canal de aço é muito pesado, o motor deve ser o suficientemente grande para carregar o canal de aço, tornado ambos custo inicial do equipamento e custo operacional muito altos; quanto maior, mais motores potentes de hoje são requeridos para conduzir canal de aço adicional para sua capacidade de refrigeração com somente alojamento limitado no casco para carregá-lo; a capacidade de carga paga é diminuída; a grande quantidade de canais de aço é de custo alto; o volume do sistema de arrefecimento é aumentado, assim aumentando o custo de refrigerantes empregados no sistema, tais como anti- congelantes; e finalmente, canal de aço é inadequado para as demandas presente e futura para refrigerar navios marinhos hoje modernos. Mesmo que canal de aço permaneça o mais largamente usado trocador de calor para navios, segmentos da industria marinheira estão abandonando o canal de aço e utilizando refrigeradores de quilha menores para nova construção para superar as limitações já.citadas Um refrigerador-quilha foi desenvolvido nos anos 1940 e está descrito na Patente US 2,382,218 (Fernstrum). A patente da Fernstrum descreve um trocador de calor para fixação a uma estrutura de casco marinho que é composto por um par de radiadores separados presos ao casco, e uma pluralidade de tubos de condução de calor, cada um dos quais com seção transversal retangular, os quais estendem-se entre os radiadores. Encanamentos cilíndricos através do casco conectam os radiadores com linhas de fluxo de refrigerante estendendo-se desde o motor ou outra fonte de calor.

Refrigerante quente deixa o motor e corre dentro de um trocador de calor com radiador disposto abaixo do nível de água (o nível de água refere-se ao nível da água preferentemente abaixo da água airada, ou seja, abaixo do nível onde ocorrem espuma e bolhas), tanto abaixo do casco ou sobre ao menos um dos lados mais baixos do casco. O refrigerante então flui através dos respectivos tubos de condução de calor retangulares e dirigem-se ao radiador oposto, do qual o refrigerante esfriado retorna para o motor. Os radiadores e os tubos de condução de calor são dispostos na água ambiente, e o calor transferido do refrigerante, passa através das paredes dos tubos de condução de calor e radiadores, e para dentro da água ambiente. Os tubos retangulares que conectam os dois radiadores são espaçados convenientemente próximos um do outro para criar uma grande área de superfície de fluxo de calor,enquanto mantém um formato e tamanho relativamente compacto. Freqüentemente, estes refrigeradores-quilha são dispostos em recessos no fundo do casco de um navio, e por vezes são montados sobre a lateral do navio, mas, em todos os caso, abaixo da linha d'água. Há, é claro, algumas situações raras em que o refrigerador-quilha pode ser usado quando não submerso, tal como quando o navio está sendo posto em doca-seca. O refrigerador-quilha anterior é referido como um refrigerador-quilha de peça-única, uma vez que é uma unidade integrada com seus principais componentes soldados ou "bradados" no local. O refrigerador-quilha de peça- única é geralmente instalado e removido integralmente. Há várias variedades de refrigeradores-quilha de peça- única. Algumas vezes o refrigerador-quilha é um o refrigerador-quilha de múltiplas- passagens onde os radiadores e tubos de condução de calor são dispostos para possibilitar ao menos uma mudança de 180° na direção do fluxo, e as portas de entrada e saída podem ser dispostas no mesmo radiador.

Ainda que os trocadores de calor anteriores com tubos de condução de calor retangulares tenham desfrutado de uso muito difundido desde sua introdução cerca de cinqüenta anos atrás, eles tem inconvenientes que são corrigidos pela presente invenção. A habilidade de um trocador de calor transferir calor eficientemente de um refrigerante fluindo através dos tubos de condução de calor depende, em parte, do volume de refrigerante que flui através dos tubos e sua distribuição através dos jogos paralelos de tubos, e de o fluxo de refrigerante é turbulento ou laminar. O volume de fluxo de refrigerante por tubo assim impacta a eficiência da transferência de calor e a pressão cai através do trocador de calor. No trocador de calor presente com tubos retangulares, às extremidades ou extensões dos tubos retangulares mais externos forma paredes externas dos radiadores respectivos. O refrigerante que flui através do trocador de calor tem acesso limitado aos tubos mais externos conforme determinado pelos registros obtidos pelos inventores presentes. Adicionalmente, os tubos de divisão de uma unidade multi-passagem tem esta mesma limitação. Na arte anterior, os tubos mais externos tem uma parede externa sólida, e uma parede interna paralela.

Para o refrigerante fluir dentro dos tubos retangulares mais externos, orifícios, muito comumente de formato circular, são cortados através da parede interna de cada um dos tubos externos para passarem refrigerante para dentro e para fora dos tubos externos.

Os orifícios de entrada/saída dos tubos externos tem sido dispostos de modo central em uma direção vertical e em direção às extremidades dos respectivos radiadores dos refrigeradores-quilha. Entretanto, uma análise do fluxo de refrigerante através dos refrigeradores-quilha anteriores mostra que há uma grande quantidade de refrigerante por tubo fluindo através dos tubos mais centrais, e muito menos refrigerante por tubo através dos tubos mais externos. Um gráfico do fluxo através dos tubos tem uma configuração geral em forma de sino, com a quantidade de fluxo decrescendo da porção central do feixe de tubos. O resultado é o de que a transferência de calor é menor para os tubos mais externos, e a transferência global de calor para o refrigerador-quilha é também relativamente menor, e a queda de pressão através do refrigerador-quilha é maior que o desejado. Isto acontece mesmo que os tubos externos tenham a maior capacidade de transferência de calor devido à ausência de outros sobre um lado. O fluxo de refrigerante através dos respectivos orifícios nos tubos retangulares mais externos constatou-se menos eficiente provocando insuficiente transferência de calor nos tubos mais externos. Constatou-se que isto ocorre porque os orifícios estavam dispostos mais alto e mais em direção às extremidades dos respectivos radiadores do que o requerido para otimizar o fluxo. Constatou-se que se movendo o orifício mais próximo da passagem do fluxo natural do refrigerante fluindo através dos radiadores, ou seja, de seu passo ótimo de fluxo, acoplado com a modificação do projeto do radiador como abaixo discutido, ainda aumentado o fluxo para os tubos externos e feito o fluxo através de todos os tubos mais uniformemente, isto reduzindo a queda de pressão através do refrigerador aumenta a transferência de calor.

Como discutido abaixo, a parede bivelada dentro do radiador contribui para o aumento da eficiência de transferência de calor global do refrigerador-quilha de acordo com a invenção, uma vez que a parede bivelada dentro do radiador facilita o fluxo de refrigerante em direção dos tubos de fluxo provocando uma redução substancial da turbulência do refrigerante nos radiadores e uma redução associada da queda de pressão.

Um dos aspectos importantes dos refrigeradores-quilha para navios é o requisito de que eles ocupem uma área do navio tão pequena quanto possível, enquanto cumprindo ou excedendo seu requisito de troca de calor com quedas de pressão minimizadas do fluxo de refrigerante. A área do casco do navio que é usada para acomodar um refrigerador-quilha é referida na arte como "pegada".. Em geral, refrigeradores-quilha com a menor "pegada" e pouca queda de pressão interna são os mais desejados. Uma das razões de que o refrigerador-quilha acima descrito com tubos de condução de calor retangulares tornou-se tão popular é a da pegada pequena que ele requer se comparada com a de outros refrigeradores-quilha. Entretanto, refrigeradores- quilha de acordo com o projeto de refrigeradores-quilha com tubo retangular convencionalmente utilizados foram constatados pelos inventores presentes como maiores do que o necessário tanto em termos de tamanho como em queda de pressão interna. Pela incorporação dos vários aspectos da presente invenção acima descrita (e em maior detalhe abaixo descrita), refrigeradores-quilha tendo menores pegadas e menores quedas de pressão interna são possíveis. Esta são as principais vantagens da invenção presente Alguns dos inconvenientes de trocadores de calor com tubos de condução de calor retangulares convencionalmente usados, referentes ao desbalanceamento do fluxo de refrigerante por entre os tubos paralelos, em particular em refrigeradores-quilha que levam a ambos, quedas excessivas de pressão e transferência de calor inferior, podem ser melhorados de acordo com a presente invenção. A distribuição desigual de fluxo de refrigerante através dos tubos de condução de calor nos sistemas atuais de tubo retangular tem levado à transferência de calor inferior nos sistemas. Para atender a esta transferência de calor inferior, os projetistas da maioria dos atuais refrigeradores-quilha no mercado tem sido compelidos a aumentar ou sobredimensionar o refrigerador-quilha que também pode aumentar a pegada, através de área de superfície de tubo adicional, para superar a distribuição pobre de refrigerante e transferência de calor inferior do sistema. Isto tem, como resultado, os refrigeradores- quilha convencionais de uma-peça serem desnecessariamente sobredimensionados, e assim mais custosos, quando comparados com a invenção abaixo descrita. Em alguns casos, a invenção abaixo descrita pode resultar em menos refrigeradores-quilha nos circuitos de refrigeração que requerem refrigeradores-quilha múltiplos. A distribuição desigual de fluxo de refrigerante através dos tubos de condução de calor nos sistemas convencionais de tubo retangular também resulta em maior queda de pressão interna nos sistemas. Esta maior queda de pressão é outra razão da arte anterior requerer trocadores de calor sobredimensionados.

Sobredimensionamento pode compensar a eficiência de transferência pobre de calor e quedas de pressão excessivas, mas isto requer custos adicionais e uma maior pegada.

Quando refrigeradores-quilha de passagem múltipla (usualmente duas passagens) são especificados pelo estado da arte para refrigeradores- quilha de uma peça convencionais, um mesmo maior diferencial de tamanho é requerido quando comparado com a presente invenção como descrita abaixo.

Foi recentemente desenvolvido um novo tipo de trocador de calor de uma-peça que provê várias melhorias sobre os trocadores de calor de uma-peça convencionais. Estes desenvolvimentos referem-se a trocadores de calor, e em particular a refrigeradores-quilha que tem paredes de extremidade biveladas nos radiadores e maiores orifícios de tubo externo que foram relocados para aumentar o fluxo de refrigerante para, e dos, tubos de fluxo mais externos. Isto é descrito na Patente US 09/427,166 assinada em comum que é aqui incorporada como referência. A invenção presente é uma variação desta melhoria. É um objetivo da presente invenção prover um trocador de calor para fontes de calor resfriadas com fluido que é menor do que os trocadores de calor correspondentes tendo a mesma capacidade de troca de calor.

Outro objetivo da presente invenção é o de prover um trocador de calor melhorado para aplicações industriais que é mais eficiente do que trocadores de calor convencionalmente conhecidos e utilizados. É ainda outro objetivo da presente invenção prover um trocador de calor de uma-peça melhorado para navios que é mais eficiente na transferência de calor do que os trocadores de calor convencionais de uma-peça.

Um objetivo adicional é o de produzir um trocador de calor de uma-peça e seus radiadores que geralmente equalizam o fluxo de refrigerante através de cada um dos tubos do refrigerador-quilha.

Mais um objetivo é o de prover um trocador de calor de uma-peça melhorado que reduz a queda de pressão do refrigerante que está fluindo através de si.

Mais outro objetivo da presente invenção é o de prover um trocador de calor de uma-peça melhorado tendo tubos de condução de calor que são retangulares na seção transversal tendo tamanho reduzido em relação aos trocadores de calor correntes devido à distribuição de fluxo de refrigerante melhorada, dentro do trocador de calor.

Outro objetivo é o de prover um trocador de calor de uma- peça melhorado tendo um tamanho reduzido em relação aos trocadores de calor de uma- peça convencionais com capacidade de transferência de calor comparável pela redução do comprimento dos tubos de transferência de calor, do número de tubos e/ou do tamanho dos tubos. É outro objetivo o de prover um refrigerador de quilha e seu radiador que se projeta para dentro da água a partir do casco em uma menor extensão do que aquela do correspondente refrigerador-quilha de uma-peça e seus radiadores, resultando em menor arraste do navio.

Outro objetivo da presente invenção é o de prover um refrigerador-quilha de uma-peça melhorado que é mais fácil de instalar em navios do que os refrigeradores-quilha convencionais no mercado no presente.

Permanece ainda outro objetivo da invenção o de prover um trocador de calor de uma-peça tendo uma queda de pressão reduzida e uma distribuição mais uniforme de refrigerante fluindo através de si comparada com trocadores de calor convencionais presentes no mercado, para aumentar a quantidade de refrigerante fluindo através do trocador de calor para aumentar sua capacidade de troca de calor.

Um outro objetivo da presente invenção é o de prover um trocador de calor e seus radiadores tendo tubos de condução de calor retangulares tendo uma menor queda de pressão no refrigerante fluindo através do trocador de calor do que correspondentes trocadores de calor de uma-peça convencionais.

Um outro objetivo da presente invenção é o provimento de um trocador de calor de uma-peça para um navio, para uso como um reforço aos trocadores de calor de uma-peça anteriormente instalados que sobrepassará o desempenho da transferência de calor global e proverá menores quedas de pressão do que as unidades anteriores sem requerer encanamento adicional, ou requerer requisitos de espaço adicional para acomodar uma maior saída de calor. É outro objetivo da invenção prover um radiador avançado para um trocador de calor de uma-peça tendo tubos de fluxo de refrigerante retangulares.

Outro objetivo é o de prover um radiador para um trocador de calor de uma-peça que provê uma troca de calor ampliada entre o refrigerante e o meio de refrigeração ambiente tal como água através da parede dos tubos de fluxo.

Ainda mais um objetivo é o de prover um radiador para um trocador de calor de uma-peça que provê um fluxo de refrigerante mais uniforme através de todos os tubos do refrigerador-quilha, para melhorar a transferência de calor dos tubos de fluxo quando comparado com radiadores equivalentes, correntes e convencionais.

Ainda é um objetivo da presente invenção prover um radiador para um trocador de calor de uma-peça que provê um fluxo de refrigerante mais eficiente, dentro e fora dos dois tubos mais externos retangulares, do que aquele dos trocadores de calor de uma-peça convencionais assim como dividindo os tubos modelos multi-passagem.

Um objetivo geral da presente invenção é o de prover um trocador de calor de uma-peça e seus radiadores que é eficiente e efetivo na fabricação e no uso.

Outros objetivos ficarão aparentes a partir da descrição que segue e a partir das reivindicações anexas. A invenção à qual esta solicitação é dirigida é um trocador de calor de uma-peça, ou seja, trocadores de calor tendo dois radiadores que são integrados com tubos de fluxo de refrigerante. Ela é particularmente aplicável a trocadores de calor usados em embarcações marítimas como já discutido, os quais em tal contexto são também chamados de refrigeradores-quilha. Entretanto, trocadores de calor de acordo com a presente invenção podem ser usados também para resfriar fontes geradoras de calor (ou aquecer fluido frio ou refrigerado) em outras situações tais como equipamentos industriais e científicos, e assim, o termo trocadores de calor cobre a descrição abrangente do produto aqui discutido. O trocador de calor inclui dois radiadores ou encabeçamentos, e um ou mais tubos de fluxo de refrigerante integrados com os radiadores ou encabeçamentos.

Os desenhos anexos são as figuras de referência onde: - a Figura 1 é uma vista esquemática de um trocador de calor em um navio na água; - a Figura 2 é uma vista lateral de um motor para um navio tendo um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com a arte anterior instalado no navio e conectado ao motor; - a Figura 3 é uma vista pictórica de um refrigerador-quilha de acordo com a arte anterior; - a Figura 4 é uma vista pictórica parcial de um radiador parcialmente retalhado e uma porção dos tubos de fluxo de refrigerante de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com a arte anterior; - a Figura 5 é uma vista de seção transversal de uma porção de um refrigerador-quilha de acordo com a arte anterior, mostrando um radiador e parte dos tubos de fluxo de refrigerante; - a Figura 6 é uma vista lateral parcial, em seção transversal, de uma porção de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com uma configuração da invenção, mostrando um radiador e parte dos tubos de fluxo de refrigerante; - a Figura 6a é uma vista lateral parcial, em seção transversal, de uma variação da configuração da aparelhagem mostrada na fig. 6; - a Figura 7 é uma vista pictórica de uma porção de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com a primeira configuração da invenção, com porções removidas; - a Figura 8 é uma vista pictórica de um radiador e parte dos tubos de fluxo de refrigerante de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com a primeira configuração da invenção; - a Figura 9 é uma vista lateral de parte da aparelhagem mostrada na fig. 8; - a Figura 10 é uma vista lateral da aparelhagem mostrada na fig. 8; - a Figura 11 é uma vista parcial de fundo da aparelhagem mostrada na fig. 8; - a Figura 12 é uma vista pictórica de um refrigerador-quilha de acordo com a primeira configuração da invenção; - a Figura 13 é uma vista de seção transversal de uma porção de um refrigerador-quilha tendo várias variantes do(s) orifício(s) para o fluxo de refrigerante entre o radiador e o tubo de fluxo de refrigerante mais externo de acordo com um aspecto da primeira configuração da invenção; - a Figura 14 é uma vista pictórica de um sistema de refrigerador-quilha de dois passos de acordo com a primeira configuração da invenção; - a Figura 15 é uma vista em perspectiva de uma porção removida do radiador mostrado na fig. 14; - a Figura 16 é uma vista pictórica de um multi-sistemas combinado tendo duas porções de passo único de acordo com a primeira configuração da invenção; - a Figura 17 é uma vista pictórica de um refrigerador-quilha de acordo com a primeira configuração da invenção tendo uma porção de passo único e uma porção de passo duplo; - a Figura 18 é uma vista pictórica de dois sistemas de passo duplo de acordo com a com a primeira configuração da invenção; - a Figura 19 é uma vista pictórica de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com uma segunda configuração da presente invenção; - a Figura 19a é uma vista posterior de um radiador parcialmente retalhado e uma porção dos tubos de fluxo de refrigerante de um refrigerador-quilha de uma-peça de acordo com uma versão alternativa da segunda configuração da presente invenção mostrando linhas de fluxo do fluido ambiente; - a Figura 20 é uma vista parcial de fundo da aparelhagem mostrada na fig. 19; - a Figura 21 é uma vista frontal de uma configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; - a Figura 22 é uma vista frontal de outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; - a Figura 23 é uma vista frontal de ainda outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; - a Figura 24 é uma vista frontal de mais uma outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; - a Figura 25 é uma vista frontal de ainda mais uma outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; - a Figura 26 é uma vista frontal de ainda uma outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20; e - a Figura 27 é uma vista frontal de ainda outra configuração alternativa do desviador de fluxo como mostrado na fig. 20.

Os componentes fundamentais de um sistema trocador de calor para um navio navegando na água são mostrados na fig. 1. O sistema inclui uma fonte de calor (1), um trocador de calor (3), um tubo (5) para conduzir o refrigerante quente desde a fonte de calor (1) ao trocador de calor (3), e um tubo (7) para conduzir refrigerante resfriado desde o trocador de calor (3) à fonte de calor (1). A fonte de calor (1) pode ser um motor, um gerador ou outra fonte de calor para o navio. O trocador de calor (3) pode ser um refrigerador-quilha de uma-peça (uma vez que somente refrigeradores-quilha de uma-peça são aqui discutidos, eles são genericamente aqui referidos como "refrigeradores-quilha"). O trocador de calor (3) é disposto na água ambiente, abaixo da linha d'água (ou seja, abaixo da linha de água airada), e o calor do refrigerante quente é transferido através das paredes termicamente condutoras do trocador de calor (3) e transferido à água ambiente mais fria. A fig. 2 mostra um trocador de calor (11) montado em um navio, para transferir calor de um refrigerante fluindo de um motor ou outra fonte de calor (13) à água ambiente. O refrigerante flui de uma das linhas (14) ou (15) do motor (13) ao refrigerador-quilha (11), e volta através do outro tubo de fluxo do refrigerador-quilha (11) ao motor (13). O refrigerador-quilha (11) é fixado, mas afastado, no casco do navio.

Um refrigerador-quilha (17) de acordo com a arte anterior é mostrado na fig. 3. Ele inclui um par de radiadores (19, 21) em extremidades opostas de um jogo de tubos condutores de calor (23) retangulares, tendo tubos (25) internos e dois tubos externos (abaixo discutidos). É claro que apenas um radiador pode ser empregado, caso se deseje. Nota-se que sua discussão detalhada será no contexto de um único radiador, entretanto todas as realizações discutidas em relação a um radiador são aplicáveis ao segundo radiador do par de radiadores. Um par de bicos (27, 28) conduz refrigerante para dentro e para fora do refrigerador-quilha (17). Os bicos (27, 28) tem conectores cilíndricos rosqueados, e niples (31, 32) nas extremidades dos bicos. Os radiadores (19, 21) tem uma construção genericamente prismática, e suas extremidades (34, 35) são perpendiculares aos planos paralelos nos quais as superfícies superior e inferior dos tubos (23) estão localizadas. O refrigerador-quilha (17) está conectado ao casco de um navio através do qual estendem-se os bicos (27, 28). Grandes gaxetas (36, 37) cada uma tendo um lado de encontro aos radiadores (19, 21) respectivamente, e o outro lado engastando o casco do navio. Arruelas de borracha (38, 39) são dispostas no interior do casco quando o refrigerador-quilha (17) é instalado em um navio, e arruelas de metal (40, 41) assentam nas arruelas de borracha (38, 39). Porcas (42, 43), que tipicamente são feitas de metal compatível com o bico, parafusam-se para baixo em jogos de roscas (44, 45) nos conectores (29, 30) para apertar as gaxetas e arruelas de borracha contra o casco para manter o refrigerador-quilha (17) no lugar e selar as penetrações do casco contra vazamentos.

Voltando à fig. 4, é mostrada uma seção transversal parcial do refrigerador-quilha corrente de acordo com a arte anterior e desenhado na fig. 3. O refrigerador-quilha (17) é composto de um jogo de tubos (23) de condução de calor ou fluxo de refrigerante paralelos e do radiador (19), ou, distribuidor ("manifold"). O bico (27) está conectado ao radiador (19) como abaixo descrito. O bico (27) tem niple (31), e o conector (29) tem roscas (44) como acima descrito, assim como arruela (40) e porca (42). O niple (31) do bico (27) é normalmente "brazado" ou soldado dentro de um conector (29) que se estende dentro do casco. O radiador (19) inclui uma série de dedos (52) que são inclinados em relação aos tubos (23), e definem espaços para receber as extremidades (55) dos tubos internos (25).

Com referencia também na fig. 5, que mostra o refrigerador- quilha (17) e o radiador (19) em seção transversal, o radiador (19) ainda inclui uma superfície inclinada os parede (49) composta de dedos (52). As porções de extremidade (55) dos tubos (25) interiores estendem-se através da superfície (49). Os tubos interiores (25) são bradados ou soldados aos dedos (52) para formar uma superfície contínua. Uma flange (56) circunda um orifício (57) interior através do qual o bico (27) estende-se e é provido para ajudar a suportar o bico (27) em uma posição perpendicular no radiador (19). A flange (56) engasta uma placa de reforço (58) no lado de baixo da parede (47).

Na discussão acima e a seguir, os termos como "acima", "no interior", "para baixo", "extremidade", e outros, referem-se ao trocador de calor, refrigerador-quilha, ou radiador como visto em uma posição horizontal como mostrado na fig. 5. Isto é feito entendendo-se que estas unidades, tal como quando usadas em embarcações aquáticas, podem ser montadas na lateral do navio, ou inclinadas na proa ou popa do casco, ou várias outras posições.

Cada parede lateral externa do radiador (19) compreende um tubo retangular externo ou de fora, um dos quais é indicado pelo numeral (60) da fig. 4. Os tubos de fora se estendem para dentro do radiador (19). As fig. 4 e 5 mostram ambos os lados de fora da parede do tubo (61). Ambos os lados da parede interior (65) são mostrados na fig. 4 e 5. Um orifício circular (69) é mostrado estendendo-se através da parede interior (65) do tubo retangular de fora do refrigerador-quilha (17), e é provido para conduzir refrigerante que flui através do tubo externo para dentro ou para fora do radiador (19). Sob este ponto de vista, o bico (27) pode tanto ser um duto de entrada para receber refrigerante quente do motor cujo fluxo é indicado co seta (A) na fig. 5, como também pode ser um duto de saída para receber refrigerante esfriado do radiador (19) para circulação de volta à fonte de calor. É importante notar que na arte anterior convencional, a localização do orifício (69) limita a quantidade de fluxo que pode passar através do orifício (69), e o orifício (69) deve ser o suficientemente grande de modo a não impedir fluxo de refrigerante através dele. Mais particularmente, o orifício tem para isso sido montado muito alto, sendo ocasionalmente muito pequeno, e muito longe do passo de fluxo natural do refrigerante,resultando em fluxo reduzido através do tubos retangulares externos, fluxo não-uniforme através dos tubos (23), e uma desvantajosa alta perda de pressão enquanto o refrigerante flui através dos orifícios, e em maiores razões através dos menos restritos tubos internos ainda que os tubos mais externos tenham maior capacidade de transferência de calor. A fig. 4 também mostra que o radiador (19) de refrigerador- quilha tem um orifício de drenagem (71) para receber um correspondente tampão rosqueado e removível. Os conteúdos do refrigerador-quilha (17) podem ser removidos através do orifício (71). O orifício (57) está separado por relativamente grande distância do local do orifício (69),resultando em uma reduzida quantidade de fluxo através de cada orifício (69), a redução em fluxo sendo largamente devido à ausência do orifício no passo natural de fluxo do refrigerante. Ainda que este problema tem existido por cinco décadas, foi somente quando os inventores da presente invenção foram capazes de analisar as características de fluxo total que eles verificaram a importância da localização apropriada e dimensionamento do orifício. Adicionalmente, a configuração do radiador tanto de passo único como de passo múltiplo nos sistemas afeta o fluxo através do radiador como discutido abaixo.

Permanecendo a referência à arte anterior como mostrado nas fig. 3-5, gaxetas (36, 37) são providas para três propósitos essenciais: 1. elas isolam o radiador para evitar corrosão galvânica; 2. eliminam infiltração de água ambiente no navio; e 3. permitem transferência de calor no espaço entre os tubos do refrigerador- quilha e o navio por criarem uma distância de separação entre o trocador de calor e o casco do navio, possibilitando a água ambiente fluir através desse espaço. As gaxetas (36, 37) são geralmente feitas de substâncias tipo polímero. Em situações típicas, as gaxetas (36, 37) estão entre um quarto de polegada e três quartos de polegada de espessura. O refrigerador-quilha (17) é instalado no navio como acima explicado. O encanamento do navio é fixado por meio de luvas de acoplamento ao niple (31) e conector (29), e ao niple (32) e conector (30). Uma ensecadeira ou quebra-mar (parte do navio) em cada extremidade (não mostrado) contém tanto a porção do bico (27) como a porca (42) diretamente dentro do casco. Quebra-mares são providos para evitar que o fluxo de água ambiente pelo navio possa danificar severamente o refrigerador-quilha ou arrancá-lo onde a água ambiente deveria de outro modo fluir com pequena restrição pelo navio no local de penetração.

Em seguida, referindo às fig. 6 - 11, a invenção em uma das configurações preferidas é mostrada. Uma configuração da presente invenção provê um refrigerador-quilha tendo um radiador com a mesma estrutura externa e aparência da arte anterior mas sendo vantajosamente modificado internamente. A configuração inclui um refrigerador-quilha (200) com tubos (202) de fluxo de refrigerante (ou tubos de fluxo de fluido de transferência de calor, uma vez que em alguns casos o fluido pode ser aquecido ao invés de resfriado) tendo uma seção transversal geralmente retangular. Um radiador (204) é uma parte integrada do refrigerador-quilha (200). Os tubos (202) incluem tubos (206) de fluxo de refrigerante interiores ou internos e tubos (208) mais exteriores ou externos. Um bico (27) tendo um niple (31) e conector rosqueado (29), são os mesmos que aqueles já descritos e são fixados ao radiador. O radiador (204) inclui uma parede superior ou teto (210), uma parede em ângulo (216) sendo integrada (ou fixada por qualquer outro meio apropriado tal como solda) em sua extremidade superior com a porção superior de uma parede de extremidade (214), que por sua vez é transversa (e preferentemente perpendicular) à parede superior (210) e uma parede de fundo (217). A parede em ângulo (216) pode ser integrada com a parede de fundo (217) em sua extremidade mais baixa, ou também aí fixada por meios apropriados tal como por solda.

Em outras palavras, a parede em ângulo (216) é a hipotenusa da seção transversal triangular formada pela parede de extremidade (214), parede em ângulo (216) e parede de fundo (217), e mostrada especificamente nos pontos A, B e C na fig. 6. Uma parede interior (218) - fig. 6-7 - do tubo (208) de fluxo retangular mais externo, ou, externo tem um orifício (220) (um por radiador para cada extremidade dos tubos (208)) que é provido como uma abertura (porta) para fluxo de refrigerante para o refrigerante que está fluindo entre a câmara do radiador (204) e tubos de fluxo externos (208) - a câmara é definida por parede superior (210), superfície inclinada ou extremidade interior ou porção de extremidade de entrada (229), parede de fundo em ângulo (216), parede mais baixa (217) e parede de extremidade (214). O radiador (204) também tem uma montagem de anodo (222) sobre o lado de baixo do radiador (204) próxima da extremidade do radiador (204) - mostrado na fig. 6 - para reduzir a corrosão do refrigerador-quilha. Deve ser visto que tal montagem de anodo (222) pode alternativamente ser disposta no exterior da parede de extremidade (214) -fig. 6a. A montagem de anodo (222) inclui um tampão(s) de anodo (223) de aço que é conectado a um enxerto(s) de anodo (224) que é parte do radiador (204), um parafuso(s) de montagem de anodo (242) - fig. 11, uma arruela(s) de trava (246) - fig. 11, e uma barra de anodo (228), que é normalmente feita de zinco. O suplemento (enxerto) de anodo, o bujão (tampão) de anodo e a barra de anodo não foram mudadas em relação à arte anterior, mas foram omitidos nas fig. 3 e 4 por razões de clareza. O anodo 222 pode permanecer estendido para baixo desde o lado de baixo da parede de fundo (217). Alternativamente, a montagem de anodo (222) pode ser posta no lado da parede de extremidade (214) que está de face ao fluido ambiente.

Adicionalmente, um tampão de dreno (244) - fig. 11 - estende-se dentro de um enxerto de tampão de dreno o qual também é parte do radiador (204). O tampão de dreno (244) também se estende para baixo desde o lado de baixo da parede de fundo (217). O tampão de dreno (244) deve ser disposto onde o refrigerante está presente no radiador e por isso não pode estar diretamente abaixo da parede em ângulo (216).

Considerando especificamente a fig. 7 retalhada, o refrigerador-quilha (200) inclui tubos retangulares (202) com tubos interiores (206) e tubos mais externos (208), e parede interna (218) (com orifício 220) dos tubos mais externos (208). As extremidades abertas ou portas para os tubos interiores (206) são vistos com numeral (227). Os tubos (206) juntam-se ao radiador (204) através da superfície inclinada (229) - fig. 6 - sobre a parte oposta do radiador (204) da parede em ângulo (216). Os tubos exteriores (208) tem paredes mais externas (230), parte das quais são também as paredes laterais do radiador (204). Um gaxeta (232), similar e para o mesmo propósito da gaxeta (36), é disposta no teto (210).

Uma parte importante da presente invenção é a parede em ângulo (216). A parede em ângulo (216) provê um número de importantes vantagens ao refrigerador-quilha. Primeiro, sendo em ângulo, como mostram as fig. 6 e 8, a parede em ângulo (216) aumenta o fluxo contínuo de refrigerante tanto dos tubos de condução de calor (202) para dentro do bico (27), onde o bico (27) está em um bico de saída, como do bico (27) para dentro dos tubos (202), onde o bico (27) é um bico de entrada. Quando o bico (27) é de entrada, a parede em ângulo (216) em cooperação com a superfície em ângulo (229) atua para dirigir o fluxo de refrigerante para dentro do orifício (220) e aberturas (227), ou seja, a parede em ângulo (216) dirige o fluxo natural de refrigerante do bico (27) para os orifícios (220) e aberturas (227) do tubo. Pode ser visto que a parede em ângulo (216) tanto facilita o fluxo de refrigerante em direção às entradas (227) e a cada tubo (202) [incluindo os orifícios (220) na parede interior (218) dos tubos externos (208)] como dos tubos (202) para descarga de refrigerante para dentro do bico (27) onde o bico (27) á um bico de saída. O fluxo aumentado de refrigerante nos tubos mais externos resulta em distribuição aumentada de fluxo de refrigerante por entre todos os tubos, o que provê uma menor queda de pressão através do sistema todo e maior transferência de calor entre o refrigerante através dos tubos (202) e através das parede do radiador (204), e a água ambiente. Por exemplo, para um refrigerador-quilha tendo oito tubos retangulares cujas dimensões externas são de 2,5 polegadas de altura e 0,5 polegadas de largura, e o refrigerador-quilha estando montado em um navio com 2 nós de velocidade, o fluxo de refrigerante aos tubos externos é aumentado em até 35% sobre o fluxo sob correspondentes condições de troca de calor usando-se um trocador de calor de acordo com um projeto anterior do mesmo tamanho (ou seja, quanto ao numero de tubos e comprimentos dos tubos) como mostram as fig. 3 - 5, o qual tem distribuição pobre de fluxo. Adicionalmente, o calor transferido pelos tubos externos aumenta em 45% sobre a transferência de calor sob condições correspondentes usando a arte anterior para refrigerador-quilha mostrado nas fig. 3 - 5. A transferência total de calor do sistema inteiro aumenta em cerca de 17% em uma situação particular sobre a unidade correspondente das fig. 3-5. Como explicado abaixo, o aumento sobre a arte anterior é esperado ser mesmo maior para sistema de passo duplo (ou mais). Também, como discutido depois, as deficiências da arte anterior para fluxos de refrigerante maiores, não são experimentadas em mesma extensão pelo refrigerador-quilha de acordo com a invenção. O ângulo da parede em ângulo (216) é uma parte importante da presente invenção. Como aqui discutido, o ângulo, designado como Θ (teta), - fig. 6 - é apropriadamente medido desde o plano perpendicular à direção longitudinal dos tubos de fluxo de refrigerante (202) com a parede em ângulo. O ângulo Θ é selecionado para minimizar a queda de pressão no fluxo de refrigerante através do radiador.

Os refrigeradores-quilha de acordo com a invenção são usados como eles estavam na arte anterior, e incorporados dois radiadores que são conectados por um feixe de tubos de fluxo de refrigerante paralelos. Um refrigerador- quilha comum de acordo com a invenção é mostrado na fig. 12 que mostra um refrigerador-quilha (2001) tendo radiadores opostos (204) como aquele mostrado na fig. 7.

Os radiadores mostrados tem os números idênticos àquele mostrado na fig. 7. O fluido refrigerante aquecido flui para dentro do bico (27) desde uma fonte de calor do navio, e então flui através de um radiador (204), os tubos (202) de fluxo de refrigerante, o outro radiador (204), o outro bico (27), e o refrigerante resfriado flui de volta à fonte de calor do navio. Enquanto fluindo através dos radiadores (204) e tubos (202) de fluxo de refrigerante, o refrigerante transfere calor à água ambiente. Todas as vantagens da parede em ângulo (216) aplicam-se ao refrigerador-quilha (200').

Como já mencionado, o tamanho do orifício (220) é uma importante parte do novo refrigerador-quilha e novo radiador. É desejável ter-se o orifício suficientemente grande de modo a não impedir a quantidade de fluxo de refrigerante aos tubos (208) de condução de calor externos do refrigerador-quilha, e para implementar um fluxo balanceado próximo à junção da parede em ângulo (216) e o interior da superfície (229) e portas (227). Descobriu-se que uma distância de cerca de 1/8 de polegada entre o orifício (220) e paredes adjacentes de sua borda inferior (o interior das partes inferiores da parede (216), parede 217 e superfície (229), como mostra a fig. 6) deva ser provida para tolerância de fabricação quando é manufaturado, o que é vantajosamente feito por perfuração ou corte do orifício (220) na parede (218). É importante que o fluxo de refrigerante nos tubos exteriores (208) esteja próximo do fundo das paredes (218) ao invés de mais próximo de seus topos. À distância entre o topo do orifício (220) e teto (210) não é crucial. O tamanho apropriado e localização do orifício (220) assim reduz a queda de pressão do refrigerante no sistema inteiro do refrigerador-quilha (200), faz o balanceamento do fluxo por entre os tubos múltiplos, e assim aumenta a transferência de calor através dos tubos externos e assim da unidade toda.

Como matéria prática, descobriu-se que um orifício circular tendo um diâmetro tão grande quanto possível enquanto mantendo o orifício em sua parede dentro do radiador provê o fluxo de refrigerante desejado para dentro dos tubos mais externos enquanto também possibilita a quantidade apropriada de fluxo para dentro dos tubos interiores. Mais do que um orifício pode também ser provido, como mostra a fig. 13, onde todos os membros tem os mesmos números indicativos mostrados nas fig. 6 -11, exceto aqueles alguns que tem uma designação principal (') uma vez que o ângulo Θ foi substituído para 40° , a porção D' da parede (214') é mais longa que a porção D da parede (214) - fig. 6 -, a parede em ângulo (216') é mais curta do que a parede (216) e a configuração da parede (218) foi modificada quanto à parede (218). O orifício (220) foi substituído por dois orifícios (220') e (220"). O orifício foi mostrado como um ou mais orifícios circulares, uma vez que orifícios circulares são relativamente mais fáceis de serem obtidos.

Entretanto, orifícios não-circulares estão também dentro do escopo da invenção, e um comprimento de parede (218) - fig. 8 - poderia ser disposto (como mostrado em (218') na fig. 13). A parte disposta da parede (218) é mostrada com linhas pontilhadas e qualquer outro formato ou tamanho de parede (218) pode ser disposto como disposto na parede (218') que é maior que o orifício (220'), e como disposto na parede (218') que engloba a localização do orifício (220) caso o orifício (220) estivesse presente. A importância do tamanho e localização do orifício (220) tem outras vantagens. Ainda além, somente refrigerador-quilha de passo único foi descrito.

Os problemas com o tamanho e localização do orifício para os tubos exteriores podem ser magnificados para sistemas de passo múltiplo e para sistemas múltiplos combinados, como explicado abaixo. Por exemplo, em sistemas de dois passos, os bicos de entrada e saída são ambos dispostos em um radiador, e o refrigerante flui para dentro do radiador via um bico de entrada, através de um primeiro jogo de tubos do primeiro radiador para dentro do segundo radiador (com nenhum bico), e então volta através de um segundo jogo de tubos em uma pressão mais baixa - e finalmente sai do radiador via um bico de saída. Mais de dois passos são também possíveis.

Com referencia nas fig. 14 e 15, um refrigerador-quilha de dois passos (300) de acordo com a invenção é mostrado. O refrigerador-quilha (300) tem dois jogos de tubos de fluxo de refrigerante (302, 304), um radiador (306) e um radiador oposto (308). O radiador (306) tem um bico de entrada (310) e um bico de saída (312), que se estendem através de uma gaxeta (314). A gaxeta(s) (314) é disposta no teto (316) do radiador (306). O outro radiador (308) não tem bicos, mas, ao contrário, tem um ou dois conjuntos de prisioneiros (318, 320) para conectar a porção do refrigerador-quilha que inclui o radiador (308) no casco do navio. O refrigerante quente do motor ou gerador do navio entra no bico (310) como mostra com seta Ceo refrigerante resfriado retorna ao motor do radiador (306) através do bico de saída (312) mostrado pela seta D. Tubos exteriores (322, 324) são como tubos (208) exteriores das fig. 7, 8 e 10 pelo fato dos orifícios correspondendo ao orifício (220) dirigirem refrigerante para dentro do tubo (322) e do tubo (324). Adicionalmente, um tubo (326) serve como um tubo separador para entregar refrigerante que chega do radiador (306) ao radiador (308), e tem um orifício (não mostrado) para receber refrigerante para o tubo separador (326) sob alta pressão de uma parte do radiador (306) como discutido abaixo. Similarmente, um tubo (327) que é o tubo separador de retorno para conduzir refrigerante do radiador (308) também tem um orifício (328) no radiador (306).

Devido a limitações de espaço ou considerações de montagem, por vezes (como notado acima) é necessário remover a parede interna ou uma seção do tubo interno ao invés de um ou o outro dos orifícios. Outras vezes, uma placa separadora é usada e os tubos padrão internos em ângulo são usados ao invés de tubos separadores. O refrigerador-quilha (300) tem um jogo de tubos de fluxo de refrigerante (302) para conduzir refrigerante quente do radiador (306) ao radiador (308), onde a direção do fluxo de refrigerante é girado em 180° pelo radiador (308), e o refrigerante entra em um segundo jogo de tubos (304) para retornar o refrigerante parcialmente refrescado de volta ao radiador (306). Assim, refrigerante sob alta pressão flui através dos tubos (302 do radiador (306) ao radiador (308), e o refrigerante então retorna através dos tubos (304). As paredes (334) e (336) - fig. 15 - dos tubos (326) e (327) no radiador (306) são sólidas e atuam como separadores para evitar a mistura do refrigerante quente indo para dentro dos tubos de fluxo de refrigerante (302), e o refrigerante refrescado fluindo dos tubos (304). Há uma razão aproximadamente uniforme de fluxo através dos tubos em ambas as direções. Tais sistemas eficientes foram incapazes de ser produzidos sob a arte anterior uma vez que a queda de pressão através de todos os seis (ou tantos quanto poderiam realisticamente ser considerados) orifícios tornam os refrigeradores-quilha anteriores muito ineficientes devido à pobre distribuição de refrigerante a ser operada sem um fator de segurança adicional substancial. Ou seja, para ter sistemas de passo duplo, os sistemas de refrigerador-quilha de uma-peça anteriores tendo disposições de passo duplo são acima de 20% maiores que aqueles requeridos seguindo a invenção presente para prover superfícies suficiente de troca de calor para remover a quantidade requerida de calor do refrigerante enquanto atendendo a manutenção de quedas de pressão aceitáveis.

Uma parede em ângulo (338) é provida nesta configuração para propósitos de dirigir o fluxo de fluido ambiente do bico (310) ou (312) em direção aos tubos de fluxo (302). A parede em ângulo (338) é encaixada dentro dos radiadores (306) e (308) na mesma maneira que descrita na configuração anterior. O radiador (306) é um radiador retangular tendo uma parede de extremidade (340) adicionada em um ângulo substancialmente reto à parede externa dos tubos exteriores (322) e (324). O sistema de refrigerador-quilha mostrado nas fig. 14 e 15 tem 8 tubos de fluxo. Entretanto, o sistema de passagem dupla seria apropriado para qualquer numero eventual de tubos, especialmente para aqueles acima de dois tubos. Há no presente refrigeradores-quilha tendo tantos como 24 tubos, mas são possíveis de acordo com a presente invenção para o numero de tubos a ser aumentado ainda mais.

Estes podem também ser refrigeradores-quilha com mais do que dois passos. Caso o numero de passes sejam tantos, ambos os bicos estão localizados no mesmo radiador.

Caso o numero d passes seja um numero excedente, há um bico disposto em cada radiador.

Outro aspecto da presente invenção é mostrado na fig. 16, que mostra um refrigerador-quilha combinado de múltiplos-sistemas que tem por isso sido impraticável com refrigerador-quilha de uma-peça. O múltiplos-sistemas combinado pode ser usado para arrefecer duas ou mais fontes de calor, tal como dois motores relativamente pequenos ou um pós-resfriador e uma caixa de engrenagens em um único navio. Apesar da configuração mostrada na fig. 16 mostrar sistemas de dois refrigeradores-quilha, podería haver igualmente adicionais, dependendo da situação.

Como explicado abaixo, a presente invenção possibilita sistemas "múltiplo" serem muito mais eficientes do que poderiam ter sido no passado. Então, a fig. 16 mostra um refrigerador-quilha (400) de sistemas múltiplos. O refrigerador-quilha (400) tem um jogo de condutores de calor ou tubos de fluxo de refrigerante (402) tendo tubos exteriores (404) e (406) que tem orifícios em suas respectivas paredes interiores que são similares em tamanho e posição àqueles mostrados nas configurações previamente descritas da invenção. Para dois passos simples, múltiplos-sistemas combinados, o refrigerador-quilha (400) tem radiadores idênticos (408) e (410) tendo bicos de entrada (412, 416) respectivamente, e bicos de saída (414, 418) respectivamente. Ambos bicos nos respectivos radiadores (408) e (410) poderíam ser revertidos com relação à direção de fluxo dentro deles, ou um podería ser uma entrada e o outro podería ser um bico de saída para os respectivos radiadores. As direções do fluxo de refrigerante através dos bicos são mostradas respectivamente por setas E, F, G e H. Um jogo de tubos (420) para condução de refrigerante entre os bicos (412) e (418) começam com o tubo externo (404) e terminam com o tubo separador (422), e um jogo de tubos (424) estendendo-se entre os bicos (414) e (416), começam com o tubo exterior (406) e terminam com o tubo separador (426). As paredes dos tubos (422) e (426) que são adjacentes entre si são sólido e estendem-se entre as paredes de extremidade dos radiadores (408)e (410).

Estas paredes então formam separadores de sistema que evitam o fluxo de refrigerante através destas paredes, pelo fato de que os tubos (420) formam, de fato, um refrigerador- quilha, e os tubos (424) formam, de fato, um segundo refrigerador-quilha (ao longo de seus respectivos radiadores). O refrigerador-quilha (400) tem porções de extremidade fechadas em ângulo (428, 430) como já discutido. Este tipo de refrigerador-quilha pode ser mais econômico do que tendo dois refrigeradores-quilha separados uma vez que há economias pelo simples fato de requerer apenas dois radiadores ao invés de quatro. Os refrigeradores-quilha múltiplos podem ser combinados em várias combinações. Podería haver dois ou mais sistemas de um passo como mostra a fig. 16.

Uma parede em ângulo (434) é também provida nesta configuração para propósitos de dirigir o fluxo de fluido ambiente do bico (412) ou (416) em direção aos tubos de fluxo (402). A parede em ângulo (434) é encaixada tanto dentro do radiador (408) como do radiador (410) na mesma maneira já descrita nas configurações anteriores. O radiador (408) é um radiador retangular tendo uma parede de extremidade (432) adicionada em um ângulo substancialmente reto à parede externa dos tubos exteriores (404) e (406). O radiador (410) é construído similarmente.

Pode haver um ou mais sistemas de passo único e um ou mais sistemas de passo duplo em combinação como mostra a fig. 17. Na fig. 17, um refrigerador-quilha (500) é desenhado tendo uma porção (502) com refrigerador-quilha de passo simples e uma porção (504) com refrigerador-quilha de passo duplo. A porção de refrigerador-quilha (502) funciona como descrito com referência nas fig. 6 - 11, e a porção de refrigerador-quilha (504) funciona como descrito com referência nas fig. 15 - 16. A fig. 17 mostra um sistema de passo duplo para um trocador de calor, e sistemas de passo duplo adicionais poderíam também ser adicionados. Como supra afirmado, o sistema inclui um radiador (508) alojando uma parede em ângulo (534) para o propósito de dirigir o fluxo de fluido ambiente do bico (512) em direção a um jogo de tubos de fluxo (506). A parede em ângulo (534) é encaixada dentro do radiador (408) na mesma maneira como descrito nas configurações prévias. O radiador (508) é um radiador retangular tendo uma parede de extremidade (532) adicionada em um ângulo substancialmente reto à parede externa dos tubos externos (502) e (504). O sistema inclui um segundo radiador (509) com uma parede semelhante em ângulo (534). A fig. 18 mostra um refrigerador-quilha (600) tendo duas porções (602, 604) de refrigerador-quilha de passo duplo que podem ser idênticas ou ter capacidades diferentes. Cada uma funciona como descrito acima com relação às fig. 15 e 16. Refrigeradores múltiplos combinados são uma realização potente não encontrada nos refrigeradores-quilha de uma-peça anteriores. A modificação do projeto especial separador/tubo aumenta a transferência de calor e distribuição d fluxo enquanto minimiza o que se refere à queda de pressão. Em adição, o refrigerador-quilha (600) emprega uma parede em ângulo (634) nesta configuração para dirigir o fluxo de fluido ambiente do bico (612) em direção a um jogo de tubos de fluxo (604). A parede em ângulo (634) é encaixada dentro de um radiador (608) na mesma maneira já descrita nas configurações anteriores. O radiador (608) é um radiador retangular tendo uma parede de extremidade (632) adicionada em um ângulo substancialmente reto à parede externa dos tubos exteriores (602) e (604).

Indo agora à fig. 19, uma configuração adicional do refrigerador-quilha da presente invenção é descrita e mostrada em um refrigerador-quilha (800). O refrigerador-quilha (800) compreende uma pluralidade de tubos de fluxo de refrigerante (ou tubos de fluxo de fluido de transferência de calor) e ao menos um radiador (804). Os tubos de fluxo (802) compreendem uma pluralidade de tubos (806) de fluxo interiores e tubos (808) de fluxo mais externos ou exteriores. Cada tubo exterior (808) é definido por uma parede externa (830) e ma parede interna (818). Um bico (827) tendo um niple (831) e um conector roscado (829) são os mesmos como aqueles já descritos e são fixados ao radiador (804). O radiador (804) inclui uma parede superior ou teto (810), um desviador de fluxo ou chicana (812), uma parede de fundo (817) e uma parede de extremidade (814). A parede de extremidade (814) é fixada à parede de externa (830) em um ângulo substancialmente reto de modo que o radiador (804) é essencialmente de forma retangular ou quadrada. O refrigerador-quilha (800) também inclui uma montagem de anodo (822) que é a mesma já descrita acima. A montagem de anodo (822), como explicado acima, não mudou com relação à arte anterior e permanece localizada substancialmente no mesmo lugar no refrigerador-quilha (800) tal como na arte anterior, que fica abaixo do radiador (804) do refrigerador-quilha (800). Também como acima explicado, o refrigerador-quilha (800) inclui um tampão de dreno (844) - fig. 20 - e a montagem de anodo (822) inclui um bujão(s) de anodo de aço (823) que está conectado a um suplemento de anodo (825), o suplemento de anodo (825) sendo uma parte do refrigerador-quilha (800). A montagem de anodo (822) ainda inclui uma barra de anodo (848) - fig. 20 - que é normalmente feita de zinco ou alumínio, e está presa ao lado inferior do radiador (804) por ao menos um prisioneiro(s) de anodo (842) - fig. 20 - e uma correspondente arruela(s) de trava (846) - fig. 20. O desviador de fluxo (812) compreende um primeiro lado em ângulo ou painel (813) e um segundo lado em ângulo ou painel (815), ambos os quais estendem-se para baixo em um ângulo predeterminado desde o apêndice (816).

Estendendo-se para baixo do apêndice (816) em um ângulo maior que 0o do plano perpendicular à parede posterior (814) e menos que 90° do mesmo plano está uma espinha (840) que termina no plano da parede de fundo (817) [caso haja uma parede de fundo (817); de outro modo à espinha (840) podería terminar em um plano paralelo às paredes horizontais mais de baixo dos tubos (806) ] e na ou próxima da abertura da pluralidade de tubos (802) paralelos. Para este efeito, a espinha (840) provoca as laterais (813) e (815) serem em ângulo para fora para dirigir o fluxo de fluido em direção aos tubos exteriores (818) assim como para dentro (desde que tenham um ângulo inclinado) de modo a dirigir fluxo de fluido para dentro em direção aos tubos de fluxo interiores (806). Um plugue de dreno (não mostrado) poderia ser disposto tanto entre o desviador de fluxo (812) e as portas para os tubos de fluxo (806) ou alternativamente através do desviador de fluxo (812).

Para reiterar, caso o radiador receba refrigerante aquecido, fluido refrigerante flui para baixo desde uma fonte de calor (não mostrada) através do bico (827) e para dentro do radiador (804) para ser resfriado por transferência de calor com fluido ambiente via tubos de fluxo (802). Os tubos exteriores (808) tem o maior potencial para transferir calor devido à ausência de aproximação de tubo de fluxo competitivo em um lado. O desviador de fluxo (812) serve para dirigir fluxo de fluido em direção dos tubos de fluxo exteriores (808) enquanto mantendo suficiente fluxo para os tubos interiores (806), assim afetando uma maior eficiência de troca de calor no refrigerador-quilha (800) ao prover fluxo de fluido adequado para os tubos (808) exteriores. O fluido é dirigido para dentro dos tubos de fluxo exteriores (808) pelo desviador de fluxo (812) por meio de orifícios (820). Pelo emprego do desviador de fluxo (812), um fluido refrigerante é mais eqüitativamente distribuído através do refrigerador- quilha (800) e por isso transferência de calor mais eficiente é conseguida pelo refrigerador-quilha (800) Deve ser observado que o desviador de fluxo (812) pode também ser empregado dentro de um refrigerador-quilha tendo um radiador em ângulo em duas direções definidas pelo contorno dos painéis (813) e (815) ao invés de um radiador retangular co aqui descrito, como mostra a fig. 2, que tem as mesmas designações por números como a fig. 20, mas ausente da porção inferior da parede posterior (814). Em situações majoritárias, é preferido omitir a parede posterior (814) por razões de economia e troca de calor mais efetiva. Um refrigerador-quilha tendo um radiador inclinado é descrito na patente que está sendo editada baseada na Patente US 09/427,166 (de Leeson e outros). Como afirmado em tal Patente, o refrigerador-quilha com radiador inclinado serve para dirigir fluxo de fluido para dentro dos tubos de fluxo interiores em uma maneira mais eficiente. Entretanto, um radiador inclinado pode não prover em todos os casos fluxo de fluido aos tubos exteriores em um modo igualmente eficiente como poderia com o emprego de um desviador de fluxo. Por isso, empregando o desviador de fluxo com a inclinação em duas (ou mais, como descrito abaixo) direções do radiador poderia prover em alguns casos o fluxo de fluido o mais eficiente tanto para os tubos interiores como exteriores e poderia prover uma quantidade aumentada de troca de calor.

As vantagens do emprego de desviador de fluxo (812) como parte do radiador (804) são demonstradas na fig. 19a. Como mostrado, o fluido refrigerante é dirigido para baixo (ou para cima) como é demonstrado via as setas de fluxo L. O refrigerante quando fluindo em uma direção para baixo, encontra com o desviador de fluxo (812) e é forçado em direção aos lados opostos do radiador (804) na direção dos tubos de fluxo exteriores (808), assim como para frente em direção aos tubos (806). Devido ao desviador de fluxo 9812) ser em ângulo na direção dos tubos de fluxo (802) e na direção dos tubos exteriores (808), o fluido ambiente é simultaneamente e uniformemente dirigido em direção de ambos os jogos de tubos, como mostram as linhas de fluxo adicionais.

Adicionalmente ao desviador de fluxo acima descrito, uma variedade de outros projetos alternativos de desviadores de fluxo poderia ser empregada no radiador da presente invenção. O principal objetivo do desviador de fluxo é o de facilitar fluxo de refrigerante em direção a ambos os tubos de fluxo exteriores como tubos de fluxo interiores. Por isso, deve ser observado que um desviador de fluxo tendo diferentes projetos particulares pode essencialmente ser empregado no alcance do efeito desejado de divergir fluxo de refrigerante, que é atingido. Vários outros projetos contemplados da presente invenção serão agora descritos nas figuras seguintes; entretanto, deve ser observado que estes projetos não englobam todas as possíveis alternativas de projeto que são possíveis mas são simplesmente um jogo de exemplos e alternativas adicionais podem também ser empregadas. Além disso, cada um dos projetos alternativos para os desviadores de fluxo de acordo com a presente invenção são mostrados em uma forma solteira como explanação mais do que sendo empregados em radiador de um refrigerador-quilha.

Voltando agora à fig. 21, uma configuração alternativa do desviador de fluxo da presente invenção é mostrada e referida com o numeral (900). O desviador de fluxo compreende um apêndice (902) que é conectado à parede de extremidade do radiador (não mostrado) caso haja uma; de outro modo o desviador (900) é a parede de extremidade. Um primeiro painel (904) tendo uma primeira borda (906) e uma segunda borda (908) estende-se para baio e para cima desde o apêndice (902)em um ângulo predeterminado inclinado em direção a um tubo de fluxo exterior (não mostrado). As bordas (906) e (908) não são paralelas; mas ao invés, estendem-se para fora desde o apêndice (902) de uma maneira de modo que a porção mais de baixo do painel (904) é maior que a porção mais de cima no apêndice (902). Um segundo painel (910) tendo uma primeira borda (912) e uma segunda borda (914) estende-se para fora e para baixo desde o apêndice (901), mas inclinado em direção ao orifício de um segundo tubo de fluxo exterior (não mostrado) disposto opostamente ao supra mencionado primeiro tubo de fluxo exterior e na mesma maneira que o painel (904). O painel (910) pode, é claro, estender-se do apêndice (902) no mesmo ângulo do painel (904); ou pode estender-se em um ângulo maior ou em um ângulo menor. Um terceiro painel (916) estendendo-se entre a borda (908) e borda (914) estende-se para baixo desde o apêndice (902) e é perpendicular ao piso do radiador (não mostrado) - ou com o plano das paredes horizontais mais baixas dos tubos (806). Alternativamente, uma parede plana (916) pode ser em ângulo em direção aos tubos de fluxo interiores (não mostrado) em qualquer ângulo desejado, mas garantindo que o fluxo de refrigerante seja mantido dentro e através dos tubos de fluxo interiores (não mostrado). Um terceiro painel (916) dirige o fluxo tanto de um bico de entrada (não mostrado) às portas de entrada dos tubos de fluxo (não mostrado) ou dos tubos de fluxo (não mostrado) em direção ao bico de saída. A fig. 22 mostra ainda outra configuração do desviador de fluxo da presente invenção, que é referida com o numeral (1000). O desviador de fluxo (1000) compreende um apêndice (1002) que é conectado à parede posterior (não mostrado) do radiador. Nesta configuração, o apêndice (1002) está na forma de uma espinha que se estende horizontalmente ao longo da parede de extremidade. Na maioria dos casos, é preferido que o desviador de fluxo (1000) forme a parede de extremidade.

Um primeiro painel (1004) tendo uma primeira borda (1006) e uma segunda borda (1008) estende-se para baixo e para fora do apêndice (1002) em um constante (embora possa variar) ângulo predeterminado inclinado em direção ao orifício de um tubo de fluxo exterior (não mostrado). As bordas (1006) e (1008) não são paralelas; mas ao contrário estendem-se para fora do apêndice (1002) em um modo tal que a porção mais de baixo do painel (1004) é maior do que a porção mais de cima no apêndice (1002). Um segundo painel (1010) tendo uma primeira borda (1012) e uma segunda borda (1014) estende-se para fora e para baixo do apêndice (1002), mas em direção a um segundo tubo de fluxo exterior (não mostrado) disposto opostamente ao supra mencionado primeiro tubo de fluxo exterior e no mesmo modo que o painel(1004). O painel (1010), é claro, pode estender-se do apêndice (1002) em um mesmo ângulo que o do painel (1004); ou pode estender-se em um ângulo maior ou menor. Um terceiro painel (1016) estendendo-se entre a borda (1008) e borda (1014) estende-se para baixo desde o apêndice (1002) e está conectado com o piso do radiador (não mostrado). O terceiro painel (1016) é em ângulo em direção aos tubos de fluxo interiores (não mostrado)no ângulo desejado requerido de forma que o fluxo de refrigerante seja mantido dentro e através dos tubos de fluxo interiores (não mostrado). O terceiro painel (1016) dirige o fluxo tanto de um bico (não mostrado) às portas de entrada dos tubos de fluxo (não mostrado) ou dos tubos de fluxo (não mostrado) em direção ao bico.

Ainda outra configuração do desviador de fluxo de acordo com a presente invenção é mostrada e referida genericamente com o numeral (2000) da fig. 23. Nesta configuração, o desviador de fluxo (2000) compreende um apêndice (2002) que é preso na parede de extremidade (não mostrado), caso haja uma, do radiador do refrigerador-quilha. Uma primeira borda (2004) e uma segunda borda (2006) são também conectadas à parede posterior do radiador e estende-se para fora daí a uma distância vantajosa. As bordas (2004) e (2006) são conectadas por uma parede côncava (2008) (abaulada desde os tubos de fluxo interiores) que estende-sedo apêndice (2002) ao piso do radiador (não mostrado) - ou a um plano paralelo com as paredes horizontais mais baixas de tubos - ou poderia compreender o piso. A parede côncava (2008) é curvada de modo que seja capaz de facilitar o fluxo de refrigerante em direção tanto aos tubos de fluxo exteriores (não mostrado) quanto aos tubos de fluxo interiores (não mostrado) de maneira substancialmente uniforme.

Voltando-se agora à fig. 24, ainda uma outra configuração do desviador de fluxo de acordo com a presente invenção é mostrada e referida com o numeral (3000). Nesta configuração, o desviador de fluxo (3000) compreende um apêndice(3002) que é preso à parede de extremidade (não mostrado), caso exista uma, do radiador do refrigerador-quilha. Um primeira borda (3004) e uma segunda borda (3006) são também conectadas à parede de extremidade do radiador )ou também as bordas da parede de extremidade, caso o desviador (3000) seja a parede de extremidade) e estende-se para forma aí formando em uma distância vantajosa. As bordas (3004) e (3006) são conectadas por uma parede convexa (3008), abaulada em direção ao tubos de fluxo interiores, que se estende do apêndice (3002) ao piso do radiador (não mostrado). A parede convexa (3008) é curva de modo que é também capaz de facilitar o fluxo de refrigerante em direção tanto aos tubos de fluxo exteriores como interiores (não mostrados)de uma maneira substancialmente uniforme.

Referindo-se agora à fig. 25, outro projeto de um desviador de fluxo contemplado com a presente invenção é mostrado e referido com o numeral (4000). Por propósitos de perspectiva, as fig. 25 - 26 mostram os projetos alternativos para o desviador de fluxo no contexto de um radiador de refrigerador-quilha. Neste caso, o desviador de fluxo (4000) está disposto em um radiador de refrigerador-quilha (4002) tendo um piso (4004). O desviador (4000) é preso ao piso (4004) por qualquer método convencional conhecido na arte. O desviador de fluxo (4004) compreende uma primeira parede (4006) e uma segunda parede (4008) que se estendem para cima desde o piso (4004) em ângulos substancialmente retos. Situado no topo de ambas paredes (4006) e (4008) está um capuz (4010) compreendendo um primeiro painel (4012, um segundo painel (4014) e um terceiro painel (4016) (há dois painéis (4016), um para cada orifício para os dois tubos exteriores). O desviador (4000) está estrategicamente disposto diretamente em linha com o fluxo de refrigerante que chega de modo que o desviador de fluxo pode efetivamente divergir o fluxo de refrigerante em direção aos tubos de fluxo exteriores (não mostrado) e tubos de fluxo interiores (não mostrado). As paredes (4012), (4014) e (4016) são em ângulo para baixo e para fora de modo que as paredes (4012) e (4014) dirigem o fluxo de refrigerante em direção aos orifícios dos tubos de fluxo exteriores, e a parede (4016) dirige o fluxo de refrigerante em direção aos tubos de fluxo interiores. Adicionalmente, um pilar de suporte (4018) pode ser empregado dentro do desviador (4000) e abaixo do capuz de modo que o pilar de suporte estende-se desde o piso (4004) à parte de baixo do capuz (4010) para prover suportação ao capuz (4010) durante sua exposição à força para baixo criada pelo fluxo de refrigerante.

Voltando-se agora à fig. 26, , um desviador de fluxo é mostrado e referido com o numeral (50000. Neste caso, o desviador de fluxo compreende uma primeira parede (5002) e uma segunda parede (5004); ambas das quais estendem- se para cima desde um piso (5006) de um radiador de refrigerador-quilha (5008) e encontrando um apêndice (5010). Neste caso, o desviador de fluxo (5000) é simplesmente uma extensão, para cima, do piso (5006). Em outras palavras, o desviador de fluxo (5000) pode ser formado puncionando e estampando o lado de baixo do piso (5006) de modo que o isso (5006) é empurrado para cima criando um desviador de fluxo (5000). Ele é configurado para dirigir refrigerante do bico diretamente aos tubos de fluxo interiores e orifícios dos tubos de fluxo exteriores, ou vice versa.

Finalmente, a fig. 27 desenha uma configuração adicional do desviador de fluxo de acordo com a presente invenção, que é referida com o numeral (6000). Nesta configuração alternativa, o desviador de fluxo é mostrado em um radiador de refrigerador-quilha (6002) tendo um piso (6018) e um teto (6016). O desviador de fluxo (6000) compreende um apêndice (6004), do qual estende-se uma primeira parede (6006) e uma segunda parede (6008). Por exemplo, o desviador de fluxo pode ter a mesma construção geral que o desviador de fluxo (4000) - fig. 25 - ou desviador de fluxo (5000) - fig. 26 . Neste caso, entretanto, o desviador de fluxo (6000) também inclui um primeiro suporte (6009) e um segundo suporte (6010). Os suportes (6009) e (6010) estendem-se para baixo desde o teto (6016) e conecta diretamente com os lados (6006) e (6008) respectivamente de modo que o desviador de fluxo (6000) seja suspenso dentro do radiador (6002). Alternativamente, os suportes (6009) e (6010) podem conectar-se a um primeiro membro horizontal (6013) e um segundo membro horizontal (6014), respectivamente, que por sua vez são presos aos lados (6006) e (6008), respectivamente. Devido o emprego de membros horizontais (6013) e (6014), serem simplesmente alternativos, eles são mostrados com linhas pontilhadas. Como o refrigerante flui dentro do radiador (6002) desde um bico (não mostrado), o fluxo de refrigerante flui sobre o desviador de fluxo (6000) onde é divergido em quantidades substancialmente iguais em direção tanto dos tubos de fluxo exteriores como interiores (não mostrado).

Os refrigeradores-quilha acima descritos mostram bicos para transferir fluido de transferência de calor para dentro ou para fora do refrigerador- quilha dirigindo o fluido de transferência de calor genericamente diretamente para dentro ou para fora dos tubos de fluxo interiores e orifícios entre os tubos de fluxo exteriores e radiador. Entretanto, há outros meios para transferir fluido para dentro ou para fora do refrigerador-quilha junto dos bicos acima descritos; por exemplo, refrigerador-quilha montado com flanges, há um ou mais dutos tais como tubos estendendo-se do casco e do refrigerador-quilha tendo flanges de extremidade para conexão juntos para estabelecer um passo de fluxo de fluido de transferência de calor. Normalmente uma gaxeta é interposta entre as flanges. Pode haver outros meios para conectar o refrigerador-quilha ao encanamento de refrigerante no navio. Esta invenção é independente do tipo de conexão usada para unir o refrigerador-quilha ao sistema de encanamento de refrigerante. A invenção foi descrita com particular referência às suas configurações preferidas, mas deve ser entendido que variações e modificações dentro do espírito e escopo da invenção podem ocorrer àqueles expertos na arte aos quais a invenção pertence.

Claims

1. Trocador de calor tendo pelo menos um coletor (204, 204', 306, 308, 400, 508, 509, 608, 804, 4002, 5008, 6002) operativamente conectado a uma pluralidade de tubos paralelos (202, 302, 304, 420, 506, 604, 802) tendo seções transversais geralmente retangulares, os tubos (202, 302, 304, 420, 506, 604, 802) incluindo um par de tubos mais externos (208, 322, 324, 326, 327, 404, 406, 502, 504, 602, 604, 808) e pelo menos um tubo interno (206, 302, 304, 424, 506, 604, 806) localizado entre os tubos mais externos (208, 322, 324, 326, 327, 404, 406, 502, 504, 602, 604, 808), o(s) dito(s) tubo(s) interno(s) (206, 302, 304, 424, 506, 604, 806) tendo aberturas de refrigerante (227, 328, 810), o dito pelo menos um coletor (204, 204', 306, 308, 400, 508, 509, 608, 804, 4002, 5008, 6002) compreendendo uma câmara formada por: - uma parede superior (210, 210', 810) tendo uma porção extrema, porções laterais opostas, uma porção interna; - uma parede inferior (217, 217’, 817) tendo uma porção extrema, porções laterais opostas e uma porção interna; - uma parede extrema (214, 214', 432, 532, 632, 814) interconectando as porções extremas da dita parede superior (210, 210', 810) e da dita parede inferior (217, 217’, 817); - uma superfície inclinada (229) se estendendo entre as porções internas da dita parede inferior (217, 217’, 817) e da dita parede superior (210, 210', 810) e incluindo abertura(s) de refrigerante (227, 328, 820) do pelo menos um tubo interno (206, 302, 304, 806) para o dito coletor (204, 204', 306, 308, 804); - paredes laterais se estendendo entre as porções laterais da dita parede superior e da dita parede inferior (217, 217', 817), as ditas paredes laterais sendo extensões dos tubos mais externos (208, 322, 324, 808) do trocador de calor, os ditos tubos mais externos (208, 322, 324, 808) incluindo uma parede externa (230, 830) e uma parede interna (218, 218’, 818), a dita câmara compreendendo ainda uma abertura de entrada/saída (57) conectável a um bocal de entrada/saída 27 e o lado interno da parede lateral tendo um orifício (220, 220’, 220”, 820), caracterizado pelo fato de que o dito trocador de calor ainda compreende: - os ditos respectivos orifícios (220, 220’, 220”, 820) sendo dispostos pelo menos parcialmente sobre a dita superfície inclinada (229) e pelo menos parcialmente abaixo da dita abertura de entrada/saída (57).

2. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o dito trocador de calor ainda compreende um desviador de fluxo (216, 216’, 338, 434, 534, 634, 812, 900, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000) fornecido na câmara, o dito desviador de fluxo tendo um ápice (902, 1002, 2002, 3002, 4002, 5010, 6004) e um plano se estendendo para baixo e para fora do dito ápice.

3. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (216, 216’, 338, 434, 534, 634, 812, 900, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000) é fixado a uma parede extrema (214, 214’, 340, 432, 532, 632, 814) ou substitui as respectivas porções da dita parede inferior (217, 217’, 817) e/ou da dita parede extrema (214, 214’, 814) da câmara.

4. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado pelo fato de que o desviador de fluxo é uma parede angulada (216, 216’, 338, 434, 534, 634) se estendendo entre a superfície interna da parede superior (210, 810) ou a superfície interna da parede extrema (214, 214’, 340, 432, 532, 632) e a porção interna da parede inferior (217, 217’) e formando um ângulo maior do que 90 e menor do que 180 graus com a parede inferior (217, 217’).

5. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado pelo fato de que o desviador de fluxo (812) compreende uma espinha (840) se estendendo para baixo a um ângulo predeterminado do dito ápice (816) e tendo um primeiro painel (813) e um segundo painel (815), cada um dos ditos painéis (813, 815) se estendendo para baixo em uma direção radial do dito ápice (816) e da dita espinha (840) em ângulos opostos e terminando em uma interseção com a superfície interna da dita parede inferior (817) e pelo que a parede posterior do dito desviador de fluxo (812) se situa no plano da parede extrema (814) da câmara e o dito primeiro painel (813) e o dito segundo painel (815) são adicionalmente superfícies anguladas sendo anguladas em direção à dita pluralidade de tubos paralelos (802).

6. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro painel (813) e o dito segundo painel (815) se estendem do dito ápice (816) e da dita espinha (840) a um ângulo maior do que 0 e menor do que 90 graus em relação a uma parede inferior (817) e são inclinados ao mesmo ângulo de inclinação em direção à dita pluralidade de tubos (802) que a dita espinha (840).

7. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o dito primeiro painel (813) e o dito segundo painel (815) se estendem do dito ápice (816) e da dita espinha (840) radialmente ao mesmo ângulo.

8. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que um desviador de fluxo (900) da reivindicação 1 é fornecido na câmara e ambos os lados do dito primeiro painel (904) e do dito segundo painel (910) sendo inclinados em direção ao respectivo orifício (220) e o painel frontal (916) sendo inclinado em direção ao(s) tubo(s) interno(s) (206) e uma parede posterior do dito desviador de fluxo (900) se estendendo entre o primeiro painel e o segundo painel se situando no plano da parede extrema (814) da câmara.

9. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que um desviador de fluxo (1000) da reivindicação 2 é fornecido na câmara e o ápice (1002) do dito desviador de fluxo (1000) se estendendo horizontalmente ao longo da parede extrema (214, 214’, 814) e ambos os lados dos ditos painéis triangulares (1004, 1010) sendo inclinados em direção ao respectivo orifício (220) e o painel trapezoidal frontal (1016) sendo inclinado em direção ao(s) tubo(s) interno(s) (206) e uma parede posterior do dito desviador de fluxo (1000) se estendendo entre o primeiro painel triangular (1004) e o segundo painel triangular (1010) e se situando no plano da parede extrema (814) da câmara.

10. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que um desviador de fluxo (2000, 3000) da reivindicação 3 é fornecido na câmara e a dita parede côncava (2008) ou a dita parede convexa (3008) do desviador de fluxo (2000, 3000) se estendendo do dito ápice (2002, 3002) até o piso do coletor ou até um plano paralelo com as paredes horizontais do(s) tubo(s) interno(s) (206, 806) e a dita parede côncava (2008) sendo arqueada para longe do(s) tubo(s) interno(s) (206, 806) e a dita parede convexa (3008) sendo arqueada em direção ao(s) dito(s) tubo(s) interno(s) (206, 806) e uma parede posterior do dito desviador de fluxo (2000, 3000) se estendendo entre a primeira borda (2004, 3004) e a segunda borda (2006, 3006) e se situando no plano da parede extrema da câmara e a dita parede côncava (2008) ou a dita parede convexa (3008) é curvada de uma maneira a facilitar o fluxo de refrigerante em direção tanto aos tubos de fluxos mais externos (208, 808) quanto aos tubos de fluxo internos (206, 806) de uma maneira substancialmente uniforme.

11. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (3000) compreende uma primeira borda 3004 e uma segunda borda 3006 conectadas em um ápice 3002 e uma parede convexa (3008) arqueada em direção ao(s) tubo(s) interno(s) que se estende do ápice 3002 até o piso do coletor e a parede posterior do dito desviador de fluxo (3000) se situando no plano da parede extrema da câmara.

12. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (4000) compreende uma primeira parede (4006) e uma segunda parede (4008) que se estendem para cima de um piso (4004) da câmara a ângulos substancialmente retos e uma tampa 4010 situada no topo da primeira parede (4006) e da segunda parede (4008) e tendo um primeiro painel (4012), um segundo painel (4014) e um terceiro painel (4016), os painéis (4012, 4014, 4016) angulados para baixo e para fora em direção ao respectivo orifício (220) e ao(s) tubo(s) interno(s) e uma parede posterior do dito desviador de fluxo (4000) se situando no plano da parede extrema da câmara.

13. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (5000) compreende uma primeira parede (5002) e uma segunda parede (5004) que se estendem para cima de um piso (5006) e se encontram no dito ápice (5010).

14. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (6000) compreende uma primeira parede (6006) e uma segunda parede (6008) se estendendo do dito ápice (6004), e um primeiro suporte (6009) e um segundo suporte (6010) que se estendem para baixo de um teto (6016) do coletor (6002) e conectam diretamente nas paredes (6006, 6008) respectivamente, fazendo com que o dito desviador de fluxo (6000) esteja suspenso dentro do coletor (6002).

15. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (6000) compreende um primeiro elemento horizontal (6013) e um segundo elemento horizontal (6014) se estendendo do dito ápice (6004), um primeiro suporte (6009) e um segundo suporte (6010) que se estendem para baixo de um teto (6016) do coletor (6002) e conectam diretamente nos elementos horizontais (6013, 6014) respectivamente, fazendo com que o desviador de fluxo (6000) esteja suspenso dentro do coletor (6002).

16. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício (220, 220', 820) está localizado acima da junção da porção inferior da dita superfície inclinada (229) e da dita parede inferior (217, 817).

17. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício (220, 220', 220", 820) é um orifício circular.

18. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício circular (220, 820) é geralmente tangente à dita parede inferior (217, 817).

19. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 17 e 18, caracterizado pelo fato de que o tamanho do dito respectivo orifício circular (220, 820) é o tamanho máximo praticamente possível na porção da dita respectiva pare de interna (218, 818) definindo parte da dita câmara do coletor.

20. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício (220, 220’, 220”, 820) é uma pluralidade de orifícios.

21. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a área da dita respectiva pluralidade de orifícios (220, 220’, 220”, 820) é tão grande quanto o maior orifício circular que pode ser praticamente fornecido na porção da dita respectiva parede interna (218, 218’, 818) definindo parte da dita câmara de coletor.

22. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício (220, 820) cobre substancialmente a porção inteira da dita respectiva parede interna (218, 818) formando parte da dita câmara de coletor.

23. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 a 18 e 20, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício (220, 220’, 220”, 820) tem uma área de pelo menos 1 1/2 vezes a área de seção transversal interna de cada um dos tubos paralelos (202).

24. Trocador de calor, de acordo com as reivindicações 1 a 18 e 20, caracterizado pelo fato de que o dito respectivo orifício tem uma área cerca de duas vezes a área da área de seção transversal de cada um dos tubos paralelos (202).

25. Desviador de fluxo para um trocador de calor, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (900) compreende um ápice (902), formado por três painéis triangulares (904, 916, 910) incluindo um primeiro painel (904), um segundo painel (910) e um painel frontal (916) se estendendo entre o primeiro painel (904) e o segundo painel (910), onde o dito primeiro painel (904) e o dito segundo painel (910) se estendem para baixo e para fora do ápice (902) a um ângulo predeterminado ou a ângulos diferentes predeterminados e o dito terceiro painel se estende para baixo do ápice (902).

26. Desviador de fluxo para um trocador de calor, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (1000) compreende um ápice (1002) na forma de uma espinha determinado por um primeiro painel triangular (1004), um segundo painel triangular (1010) e um painel trapezoidal frontal (1016) disposto entre os ditos primeiro e segundo painéis triangulares, o dito primeiro painel triangular (1004) e o dito segundo painel triangular (1010) se estendendo para baixo e para fora do ápice (1002) a um ângulo predeterminado ou a ângulos diferentes predeterminados e o dito painel trapezoidal frontal se estendendo para baixo do ápice (1002).

27. Desviador de fluxo para um trocador de calor, caracterizado pelo fato de que o dito desviador de fluxo (2000, 3000) compreende um ápice (2002) formado por uma primeira borda (2004, 3004) e uma segunda borda (2006, 3006) conectadas por uma parede côncava (2008) ou por uma parede convexa (3008).