BR102012029181A2

BR102012029181A2 - Dispositivo resistor resfriado por líquido

Info

Publication number: BR102012029181A2
Application number: BRBR102012029181-9A
Authority: BR
Inventors: Giuseppe Nazzaro
Original assignee: Cressall Resistors Ltd
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-12-30
Also published as: JP2013106046A; US20130120103A1; EP2592633A1; CN103106987B; KR101912414B1; CN103106987A; JP2018078347A; EP2592633B1; JP6351926B2; US8643464B2; ES2640640T3; KR20130054190A; BR102012029181B1

Abstract

DISPOSITIVO RESISTOR RESFRIADO POR LÍQUIDO. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1) compreendendo um bloco (3), com uma entrada de líquida (4), uma saída de líquido (5) e uma cavidade fornecidade com um duto de fluxo de líquido (6) entre a entrada de líquido (4) e a saída de líquido (5), a cavidade tendo uma abertura lateral fechada por um condutor térmico, a camada de isolamento elétrico plana (7) de suporte de um resistor fixo (2) com os seus planos principais paralelos um ao outro, o dispositivo compreende ainda uma placa de isolamento elétrico de bloqueio, rigidamente fixável ao bloco (3), de frente para o resistor (2) para bloquear o resistor (2) sobre a camada plana (7), a cavidade abrigando meios elásticos de pressionamento configurados para forçar a camada plana (7) contra o resistor (2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "DISPOSITIVO RESISTOR RESFRIADO POR LÍQUIDO" A presente invenção se refere a um dispositivo de resistor resfriado por líquido.

Dispositivos de resistor resfriado por líquido conhecidos a partir da técnica antecedente podem ser empregados em uma ampla variedade de aplicações, incluindo frenagem regenerativa dos dispositivos usando um motor elétrico acionado por um inversor que pode funcionar também como um gerador. DE 3933956 descreve um dispositivo de resistor resfriado por líquido para uso em veículos elétricos, com um resistor plano montado entre dois blocos isolados eletricamente, resfriados por líquido. O resistor é mantido no local simplesmente pela conexão rígida entre os dois blocos. GB2478547 descreve um dispositivo de resistor de freio resfriado por líquido para uso em veículos elétricos, com um resistor plano que é disposto entre um bloco isolado eletricamente, resfriado por líquido e uma placa de bloqueio ou outro bloco resfriado por líquido. O resistor é mantido no local pela conexão rígida entre o bloco e a placa de bloqueio, ou entre os dois blocos, assim como por meios guia de expansão no final parcialmente circundando o resistor para confinar a expansão em seu plano principal.

Uma das desvantagens deste dispositivo da técnica antecedente é que a resistência ao contato térmico no bloco do resistor ou na interface da camada resistor-isolamento limita a eficiência e eficácia da transferência de calor. Além disso, a baixa capacidade de calor do bloco relativa ao liquido de resfriamento limita a taxa total de dissipação de calor do resistor.

Além disso, para o uso dos dispositivos para frenagem de motores elétricos acionados pelo inversor, resistores e blocos resfriados por líquido relativamente grandes são necessários a fim de lidar com as necessidades de dissipação elevada de energia envolvidas, que podem na prática tornar os dispositivos volumosos e pesados. A tarefa técnica proposta pela presente invenção é por esse motivo a de prover um dispositivo de resistor resfriado por líquido que supere as desvantagens técnicas observadas da técnica antecedente.

Dentro do escopo desta tarefa técnica, um objetivo da invenção é o de prover um dispositivo de resistor resfriado por líquido tendo eficiência e eficácia melhorada de dissipação de calor a partir do resistor.

Outro obj etivo da invenção é o de prover um dispositivo de resistor resfriado por líquido que seja compacto e leve. O ultimo, mas não menos importante objetivo da invenção é o de prover um dispositivo de resistor resfriado por liquido que seja seguro e econômico. A tarefa técnica, assim como estes e outros objetivos são alcançados por um dispositivo de resistor resfriado por liquido de acordo com a reivindicação 1. O uso de meios de pressão elásticos forçando a camada plana eletricamente isolada, termicamente condutiva contra o resistor assegura uma transferência melhorada de calor entre o resistor e a camada plana. . Além disso, o fechamento da cavidade do bloco pela camada plana e a colocação de meios de pressão elásticos na cavidade melhoram a transferência de calor da camada para o liquido. O melhoramento total na eficiência e eficácia de transferência de calor permite que o dispositivo da invenção seja menor e mais leve do que aqueles observados na técnica antecedente.

Além disso, o uso de meios de pressão elásticos aumenta a rigidez do dispositivo em uma direção perpendicular ao plano do resistor, desse modo colocando o mesmo substancialmente acima das frequências de vibração características dos veículos e carga rolante. Consequentemente, o dispositivo é capaz de superar melhor vibração e choque durante o uso.

Outras características da presente invenção são definidas, além disso, nas reivindicações subsequentes. Outras vantagens e características da presente invenção serão mais evidentes a partir da descrição de uma forma de realização preferida, mas não exclusiva, do dispositivo de resistor resfriado por liquido de acordo com a descoberta, ilustrado no desenho não limitativo anexo, em que: A figura 1 mostra uma vista ampliada de uma forma de realização da invenção.

Com referência a figura acima, o dispositivo de resistor resfriado por liquido (geralmente indicado por 1), compreende um resistor (2), preferivelmente na forma de uma grade plana de material eletricamente resistente. A conexão elétrica de referido resistor (2) para um circuito de energia é preferivelmente através de terminais que são parte do ou estão conectados ao resistor (2). O resistor (2) está apoiado sobre uma camada plana eletricamente isolada, termicamente condutiva (7), disposta de modo que suas partes planas são paralelas uma com a outra. A camada plana (7) é preferivelmente feita de nitreto de alumínio cerâmico e compreende uma folha rígida.

Pelo menos um bloco (3) é provido, preferivelmente feito de um material eletricamente e termicamente isolado, em particular preferivelmente plástico termofixado moldado.

Ele é provido com uma entrada de liquido (4) e uma salda de líquido (5) , preferivelmente dispostas paralelamente e como uma função da largura de referido bloco. O bloco tem ainda uma cavidade provida com uma via para o fluxo de líquido (6) entre a entrada (4) e a saída (5) . Vantajosamente, a cavidade pode ser trabalhada à máquina na face do bloco (6) que é orientada para o resistor (2) , de modo que a cavidade tem uma lateral aberta que pode ser fechada pela camada plana eletricamente isolada, termicamente condutiva (7).

Preferivelmente, a cavidade tem um apoio periférico sobre o qual referida camada plana (7) se apóia. Dessa forma a via de fluxo de líquido (6) é fechada e o líquido não pode entrar em contato com o resistor (2).

Preferivelmente, a via de fluxo (6) cobre o mesmo espaço que a área máxima do resistor (2) a fim de maximizar a dissipação de energia. Vantajosamente, o líquido usado para o resfriamento pode ser água e ela é preferivelmente introduzida dentro da via de fluxo (6) a uma taxa de fluxo suficientemente alta para sustentar um fluxo turbulento através da via de fluxo.

Preferivelmente, os picos das paredes divisórias definindo a via de fluxo (6) dentro da cavidade são espaçados separadamente da camada (7) de modo que um pequeno desvio de líquido acima de referidos picos é possível. Isto evita regiões secas sobre a camada plana (7) no espaço do resistor (2) , o que por sua vez evita pontos quentes que poderíam prejudicar a transferência de calor e a integridade do dispositivo.

Uma placa de bloqueio isolada eletricamente é provida, fixável rigidamente, ao bloco (3), com o resistor (2) sendo bloqueado entre a placa de bloqueio e a camada plana (7) . Preferivelmente, a placa de bloqueio compreende outro bloco (3) com outra camada isolada eletricamente, e termicamente condutiva (7) disposta entre o outro bloco (3) e o resistor (2) , como mostrado na Figura 1. Preferivelmente, os dois blocos (3) são fixáveis rigidamente um com o outro através de rebites de fixação (9).

Meios de pressão elásticos são dispostos entre o bloco (3) e a camada eletricamente isolada, termicamente condutiva (7) , submetendo referida camada plana (7) a uma força contra o resistor (2) . Em particular, os meios de pressão elásticos são alojados na cavidade do bloco (3) . Preferivelmente, os meios de pressão elásticos sao configurados de modo a forçar a camada plana (7) contra o resistor (2) com uma pressão de contato quase uniforme na área entre a camada plana (7) e o resistor (2) . Em uma forma de realização do dispositivo os meios elásticos compreendem uma pluralidade de molas (8) dispostas na via interna de fluxo de liquido (6) do bloco (3) . Preferivelmente, cada das molas (8) é disposta com seu eixo perpendicular a referida via interna de fluxo de líquido (6) . Preferivelmente as molas (8) são feitas de aço inoxidável.

Na disposição em que um bloco (3) está presente em cada lateral do resistor (2) como mostrado na Figura 1, as molas (8) são configuradas a fim de prover uma força distribuída através de uma face de cada das camadas planas (7) , provendo contato firme entre o resistor (2) e cada das camadas planas (7) . Além de melhorar a transferência de calor entre o resistor (2) e a camada plana isolada eletricamente, termicamente condutiva (7), a presença das molas na via interna de fluxo de líquido (6) do bloco (3) aumenta a turbulência do fluxo de líquido, o que por sua vez melhora a transferência de calor da camada plana eletricamente isolada, termicamente condutiva (7) para o líquido. As molas também diminuem a seção transversal da via interna de fluxo de líquido (6), aumentando desse modo a velocidade do fluxo de líquido e consequentemente a taxa de transferência de calor da camada plana (7) para o líquido sem aumentar a taxa de fluxo volumétrico exigida de líquido.

No geral, a presença dos meios de pressão elásticos provê um aumento de 200 a 300% na transferência de calor do resistor (2) , o que por sua vez permite que o dispositivo seja fabricado em um tamanho menor e mais leve do que os da técnica antecedente. O uso de plástico termofixado para o bloco (3) auxilia ainda a construção leve e compacta do dispositivo.

Opcionalmente, o dispositivo compreende meios guia de expansão (não mostrados) dispostos entre as aletas do resistor (2) para confinar a expansão do resistor em seu plano principal a fim de evitar contato mútuo entre as aletas do resistor e o curto circuito subsequente. Preferivelmente, os meios guia de expansão compreendem pelo menos uma tira de papel mica. A espessura desta pelo menos uma tira é vantajosamente não maior do que a do resistor (2) a fim de não impedir o contato entre o resistor (3) e a camada de isolamento (7). O dispositivo de resistor resfriado por liquido desse modo concebido é suscetível a numerosas modificações e variações, todas caindo dentro do escopo do conceito inventivo; além disso, todos os detalhes podem ser substituídos por elementos tecnicamente equivalentes.

Na prática, qualquer tipo e tamanho de material podem ser usados, de acordo com as necessidades do estado da técnica.

Claims

1. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1) caraterizado pelo fato de ser composto por um bloco (3) , com uma entrada de líquido (4) , uma saída de líquido (5) e uma cavidade fornecida com um duto de fluxo de líquido (6) entre a referida entrada de líquido (4) e a referida saída de líquido (5) , a referida cavidade tendo uma abertura lateral fechada por um condutor térmico, a camada de isolamento elétrico plana (7) de suporte de um resistor fixa (2) com os seus planos principais paralelos um ao outro, o referido dispositivo compreende ainda uma placa de bloqueio eletricamente isolante, de rigidamente fixável ao referido bloco (3) , de frente para referido resistor (2) para bloquear o referido resistor (2) sobre a referida camada plana (7) , a referida cavidade abrigando meios de pressionamento elásticos configurados para forçar a referida camada plana (7) contra a referido resistor (2).

2. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelo fato de que os referidos meios de pressão elásticos são configurados de modo a forçar a referida camada plana (7) contra o referido resistor (2) com uma pressão de contato quase uniforme na área de contato entre os mesmos .

3. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caraterizado pelo fato de que os referidos meios elásticos compreendem uma pluralidade de molas (8) dispostas no referido duto de escoamento de líquido interno (6) do referido bloco (3).

4. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com a reivindicação 3, caraterizado pelo fato de que cada uma das referidas molas (8) está disposta com um eixo perpendicular ao referido duto de fluxo de líquido interno (6) .

5. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caraterizado pelo fato de que as referidas molas (8) são feitas de aço inoxidável.

6. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caraterizado pelo fato de que a referida placa de bloqueio eletricamente isolada compreende ainda um bloco (3) , com uma condutividade térmica ainda mais, a camada de isolamento elétrico plana (7) disposta entre o referido bloco adicional (3) e o referido resistor (2) , e meios de pressão elásticos alojados numa cavidade do referido bloco adicional (3) e configurada de modo a forçar a referida outra camada plana (7) contra a referido resistor (2).

7. Dispositivo resistor resfriado por líquido {1), de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caraterizado pelo fato de que o referido bloco (3) é feito de um material eletricamente isolante e termicamente isolante.

8. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caraterizado pelo fato e que o referido bloco {3) é feito de plástico termoestável.

9. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caraterizado pelo fato de que o referido condutor térmico, de isolamento elétrico, da camada plana (7) é feito de cerâmica de nitreto de alumínio.

10. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caraterizado pelo fato de compreender meios de guia de expansão dispostos entre as aletas do referido resistor (2).

11. Dispositivo resistor resfriado por líquido (1), de acordo com a reivindicação 10, caraterizado pelo fato de que os referidos meios de guia de expansão compreender pelo menos uma tira de papel de mica.