BR102014014088A2

BR102014014088A2 - trocador de calor em um alojamento

Info

Publication number: BR102014014088A2
Application number: BR102014014088A
Authority: BR
Inventors: Wolfgang Schatz-Knecht
Original assignee: Modine Mfg Co
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-05-31
Also published as: IN2014DE01604A; US20140374073A1; US9766023B2; DE102013010537B4; CN104251634A; DE102013010537A1

Abstract

trocador de calor em um alojamento a presente invenção refere-se a um trocador de calor em um alojamento (5), que é formado de ao menos uma pilha (1) de tubos com nervuras (3) dispostas entre eles e uma placa de cobertura (4), sendo que a pilha (1) está disposta no alojamento (5), que é executado aproximadamente quadriforme ou cúbico e apresenta três aberturas de alojamento (51, 52, 53) vizinhas com uma borda contínua em torno de cada abertura de alojamento (51, 52, 53), em que a abertura de alojamento (52) do meio apresenta uma abertura de inserção para a pilha, que é fechada por meio de uma borda (41) da placa de cobertura (4) saliente pela pilha (1) na borda da abertura de inserção (52), bem como com três lados de alojamento (54, 55, 56) vizinhos, essencialmente fechados, bem como com três lados de alojamento (54, 55, 56) vizinhos, essencialmente fechados. a invenção disponibiliza um trocador de calor compacto, com o qual podem ser implementadas a custo conveniente diversas concepções construtivas. de acordo com a invenção, o alojamento (5) é uma construção fundida do tipo gaiola, de preferência em uma só peça, que apresenta ao menos duas escoras (57, 58) a descoberto, respectivamente uma entre as aberturas de alojamento (51, 52, 53) vizinhas, em que a placa de cobertura (4) está fixada com um lado seu de borda da borda (41) em uma escora (57) e com seu outro lado de borda (41) aproximadamente paralelo na outra escora (58).

Description

TROCADOR DE CALOR EM UM ALOJAMENTO

[001] A presente invenção refere-se a um trocador de calor em um alojamento, que é formado de ao menos uma pilha cie tubos cem nervuras dispostas entre eles e uma placa de cobertura, sendo que a pilha está disposta no alojamento, que- ó executado aproximadamente quadriforme ou cúbico e apresenta três aberturas de alojamento vizinhas com uma borda continua bem como três lados de alojamento vizinhos, essencialmente fechados, em que a abertura de alojamento do meie apresenta uma abertura de inserção para a pilha e é fechada por meio de urna borda da placa de cobertura saliente pela pilha em sua borda.

[0 0.!!) Tais t c oadores de calor servem, frequentemente, para o resfriamento de ar de carga ou gás de descarga ou de uma mistura de ar de carga e gás de descarga e são cada vez mais propostos nos últimos anos. Na maioria ou em muitos dos casos, o alojamento é formado de um tubo de aspiração de uni motor de combustão interna. O s ’· , ^ ti t o, ti t i a unho de , . requerida •η·'· i ·· ■ i os: : h [ 003 ] .Li > · L t _ t a i -o-aor : · ! ii h . t tr,, u i - · ' ; ; - "t · - i * u . < η ί i portanto, nele ;■ v. t l t u, n 1 : 1 . t ertant o, rí-·., - ]·■”;. ' η-.· , o «liti i ‘ ei ■ h i - · - . 1 '.Ι.,· ί - · · " a i t :: i «na ; 1~ ’ i1 <, v ·. . : . a; ■ : i :> i r- x η i r. t i d ?. e e - - t ι - , i ; i ■: pi', os, b·* -> '■ rr " t * . .:·■ c rixas ccletcras, que requerem I C ' · ·:.·;Γ. 1 .Ç C ST. C rs , ! o . . )4] O c reêiftrcjlo da rei vii Js.aqj'. 1 os;.; si: _ introdução descreve um trocaccr de calor, que se depreende o. ex. do Pedido de Patente DE 10 2012 006 346.6 nâc pub .11 ca do anteriorme nte . 0'i ; : : . s s. r· ■ s , ' - . . , : ■. 1__ i*_ : , - ' ' - a S S - H , : d i guiei lo: dlsfsps ta em; -um compartirfêntd' :l';de: .moibr em cq 1 ; J í - - ι·. í -e Odi por e · -s' 1 J ; i idamente :me : > r . í i - sa jc, de acordo com a ' r em ir ru ;, que .apresenta, as características da reivindicação 1.

[007] Um aspecto essencial da invenção prevê que o alojamento é uma construção fundida do tipo gaiola, que apresenta duas escoras a descoberto, respectivamente uma entre as aberturas de alojamento vizinhas, sendo que a placa de cobertura é fixada com um lado seu em uma escora e com seu outro lado aproximadamente paralelo na outra escora.

[008] Escoras a descoberto nos termos da presente invenção são uniões do tipo barra de dois lados de alojamento contrapostos, como uma haste no alojamento do tipo gaiola. Uma seção transversal das escoras é, por exemplo, aproximadamente em forma de Z. Ela apresenta dois escalonamentos. Foram designadas como a descoberto, porque se encontram à volta de duas das aberturas de alojamento.

[009] Pela invenção cora sua construção cie alojamento especial de alumínio fundido é conseguido que, sem alterações essenciais e, com isso, a casto favorável, podem ser .implementadas diversas concepções construtivas com uma só construção de alojamento.

[010] Conforme uma concepção construtiva, pode ser requerido executar a caixa coletera de entrada, devido aos gases de descarga extremamente quenr.es, não de plástico propriamente mais favorável em custe, mas sim de metal, por exemple., também de alumínio fundido. A caixa coletora de saída, que é exposta a temperaturas essenci.alrr.ente ma i s baixas, pode, em todo caso, ser de plástico e é fixada ntees n icamente por meie de ilhoses de fixação ou semelhantes. Ambos são viáveis com uma mesma execução de alojamento.

[011] Outra concepção permite desde logo duas caixas de plástico mecanicamente fixadas.

[012] Conforme outra concepção construtiva, assim também facilmente podem ser inseridas duas caixas coletoras metálicas fixadas por exemplo por soldagem à construção de alojamento, sem alterar a construção do alojamento.

[013] Uma característica correspondente e bastante marcante é vista no fato de que os mencionados ilhoses de fixação estão dispostos distribuídos sobre a placa de cobertura. Esses ilhoses, que podem ser executados à semelhança de porcas para alojamento de parafusos, devem ser soldados sobre a placa de cobertura no decorrer da soldagem da pilha. Naqueles casos em que os ilhoses de fixação não são requeridos, podem ser simplesmente eliminados. Nesses casos, de preferência duas caixas coletoras metálicas são soldas nas bordas da segunda e terceira aberturas de alojamento, [014] Outras características estão contidas nas reivindicações dependentes e devem ser consideradas como individualmente especificadas nesse ponto.

[015] Elas se depreendem ainda da descrição a seguir de um exemplo de execução, que será considerado com base nos desenhos em apenso.

[016] A fig. 1 mostra o alojamento de um trocador de calor como peça individual em uma vista em perspectiva.

[017] A fig. 2 mostra praticamente um corte longitudinal pelo trocador de calor em seu alojamento.

[018] A fig. 3 mostra um exemplo de execução com uma caixa coletora soldada e com uma caixa coletora mecanicamente conectada.

[019; Γ-. fig. 4 mostra duas caixas coletoras mecanicamente conectadas e a fig. 5, pelo contrário, duas caixas colet. ;>r as s e 1 dadas .

[020] Como se pode ver na fig. 1, um alojamento 5 é executado aprcximaaamente quadriforme ou também em forma de cubo. Quanto ac alojamento 5, trata-se de uma construção de alumínio moldada sob pressão do tipo gaiola, de preferência em uma só peça.

[021] Três aberturas de alojamento 51, 52, 53 vizinhas, que estão dispostas ern três lados de alojamento vizinhos, se estendem no exemplo de execução em direção de um eixo X registrado. Na direção de um eixo Y registrado se estendem três lados de alojamento 54, 55, 56 vizinhos, essencialmente soldados.

[022] Dois dos lados de alojamento 54 e 56 soldados estão unidos entre si por duas escoras 57, 58, que caracterizam especialmente a modalidade de gaiola do alojamento 5. Uma escora 58 situa entre as aberturas de alojamento 51 e 52. A outra escora 57 se estende entre as aberturas de alojamento 52 e 53.

[023] Como mostra uma seção transversal das escoras 57, 58 que pode ser vista nas figuras 3 e 4 a 6, as escoras 57, 58 possuem dois escalonamentos 57 a, 57 b, 58 a, 58 b. 5ada escora possui várias arestas longitudinais. Cada ' j . , - ·■-!!* ' nu i . r, Ί . ;; r - - i ■ ■ ; : · - π * : , i , ; j r , ’ dc alojamento :> e :. ; , - j;n« r c insti L.,cs;t b ,. L, situada externamente, da escora 57, 58, em que não há qualquer des escalonamentos mencionados.

[024] A abertura de alojamento 52 central constitui uma abertura de inserção para uma pilho 1 de tubos e nervuras 3 de preferência soldada, que forma o núcleo de trocador de calor 15 (fig. 2) . Os tubos são, de preferência, formados de pares de placas 2. A pilha 1 possui uma placa de cobertura 4. A placa de cobertura 4 tem uma borda 41 continua, saliente pela pilha 1 (fig. 2) . A borda 41 contínua está fixada a toda volta em uma borda continua da abertura de inserção 52 s fecha completamente a abertura de inserção 52.

[0251 Dito mais precisamente, a borda 41 da placa de cobertura 4 está fixada com seu lado de borda 41 em uma escola 57 e com seu outro lado de borda 41 aproximadamente paralelo na outra escora 58. Dito ainda rcais precisanente, a fixação no escalonamento 57 a de uma escora 57 e no escalonamento 58 b da outra escora 58. Como mostra a fig. 1, também at outras duas bordas da abertura de inserção 52 são providas de um correspondente escalonamento de borda, de modo que a toda borda 41 contínua da placa de cobertura 4 é oferecido um perfeito assento (referência b 1), que se situa em um plano comum. O tipo de fixação preferido deve aqui sei: uma união de solda (não mostrada), que é executada eCorno de da a borda 41. :026) Como também mostras as reproduções, uns escalonamentos 57 a e 58 b se situam no plano da abertura de inserção 52. Os outros escalonamentos 57 b e 58 a se situam, pelo ccntrário, nos planos da primeira ou da terceira abertura de alojamento 51, 53, em que podem ser fixadas de diversas maneiras diversas caixas coletoras 6, 7 [027] Conforme a fig. 3, a caixa coletora 7 no lado direito é uma caixa de plástico 7, que assenta na terceira abertura de alojamento 53. Ela possui, distribuídos em sua borda, alguns ilhoses de fixação 8 b, que correspondem a outros ilhoses de fixação 8 a, que estão dispostos sobre a placa de cobertura 4 e no alojamento 5 (fig. 2). Vedações necessárias ou semelhantes existem nas representações em princípio, mas não são identificáveis.

[02c] A caixa coletora 6 esquerda pode ser uma caixa coletora metálica, que assenta na primeira abertura de alojamento 51 e está completamente soldada com a borda dessa abertura de alojamento 51. À borda dessa abertura de alojamento 51 pertencem o mencionado escalonamento 58 b da escora 58 bem como as bordas esquerda e direita, bem visíveis na fig. 1, e a borda inferior da abertura de alojamento 51. Essas bordas são igualmente providas de um escalonamento (referência a 1), que se encontra em um plano comum com o escalonamento 58, de modo que também à borda continua da caixa coletora é oferecida um perfeito assento.

[029] A caixa de plástico 7 tem, como usualmente, uma abertura de saida 70, que está unida com a entrada de um tubo cie aspiração de urc. motor de combustão interna não mostrado, mas rei. ativamenf.c- pequeno. A abertura de entrada 60 da caixa coletora 6 esquerda está unida com a saida de urr. compressor igualmente não mostrado ao menos quando t amfoém ar de carga deva ser resfriado». Ai pode também ser ad.rr.idc gás de descarga a ser resfriado. ;030] O exemplo de execução conforme a fig. 4 possui duas caixas coletoras 6 e 7, que sác fixadas mecanicamente, como descrito para a fig. 3. Pode se tratar aí de duas caixas de plástico, [031] Diferentemente disse·, na fig. 5 foram soldadas duas caixas coletoras 6 e 7 metálicas. Costuras de solda foram indicadas e providas da referência 61.

[032] Como bem se pode ver ainda nas figuras 1 e 2, nesse exemplo de execução a primeira e a terceira abertura de alojamento 51, 53 são um pouco menores do que a segunda 'abertura de a lojamente 51 central. Mo primeiro e no terceiro l.ado cie alojamento foi respect i v amante prevista urr. a parede de alojamento parcial 50, que reduz as correspondentes aberturas de alojamento 51, 53. Essa característica está relacionada com a execução e disposição da pilha 1, que forma de maneira preferida o núcleo de trocador de calor já descrito acima.

[033] As placas 2 da pilha 1 possuem em seu lado de borda direito, por exemplo, duas saliências, nas quais se encenara iaa abertura caca (não visível). Outras execuções de placa não possuem saliências, mas içualmente as duas aberturas em um lado de borda comum.

[034] As aberturas se sobrepõem verticalmente na pilha 1 de pares de placas 2 e formam um canal de entrada e um canal de saída para um agente de resfriamento, que pode fluir nos pares de placas 2. Para tato, sobre a placa de cobei f.ura 4 se encontram uma entrada de agente de resfriamento 42 e uma saída de agente de resfriamento 43, que estão em união hidráulica cora as aberturas não visíveis. Come a entrada de agente de resfriamento 42 o a saí ia de agente de resfriamento 43 estão dispostas sobre um . - , r’, . devem et: : * . 1 maneira executadas que dentro dos paires; possa ter lugar um fluxo de : ■ ■ ■ : . ;* : ' V; r . · e v . .. v[:035] Pelas hártmras 3 da pilha .1 fluí p; gás, como gás :bé descarga e/ou ar de carga, que entra efc uma cias ir v :·: - . ■ - ' i . ■> i Cáldr e sai pela outra cai.:·: coíátidia 7. | [036] Comp entre as duas saliências mencionadas Wã :®s aberturas das ;placã;s ;2, que apresentam uma; iregião de ’ f l l· ■ rn .1 . : pede í, -IV·.· ;· ■ ' . t ' ' . ... * ! alojamento parcial 50 acima mencionadas se encarregam de 5 1' . — ; . i- ■ - : . - i t - · ■ · : !■ troçador de calor em ; qüp siê: encontram as nervuras 3:. As p : c i o , : : >i ’ rqiàc de ehárá<da;T 6 sarda 10 ie impedem: sua passagem ide rorrente no lláibbi de: :gáis, para melhop.ár; a ef ícíêriciái do. t r >cadcr de calor.

REIVINDICAÇCES

Claims

1. : - i -V . ' - - : • formado ie ao mai.os .na pilha (1 |; cie tubos com nervuras (3) J .spcstaí erbtpto ej.es e -uma placa· dê cobertura 1(4; , se#pà: o: ■qújè à oí 111a (1: es* a : disposta Ahg alojamento (3?;), que ? 1¾ iHi|'f;:!1 executado aproximadamente quadril- rme ou cúbico e apresenta :três ibertruas de alojamento (51, 52, 53). vizinhas cot, uma borda continua em torno ,*e cada abertura de alojamento ($1, ,, : i , ' v; ■ ib· i t ·. ", * < 1. apresenta urna abertura de inserção para a pi lha, que é fechada por meie de ira borda (41) da placa de cobertura (4) saliente pela pia lha (1) ' na borda da abertura· dè i i .< t - i {5. ) , toem Como com três Lados :de alojamento !|54;, 55, 5t; vizinhos, essencial mente fechados, caracterizado pelo fato de que o alojamento (5) é uma construção fundida do tipo gaioia, de preferência em uma só peça, que apresenta ao menos duas escoras (57, 58) a descoberto, respectivamente uma entre as aberturas de alojamento (51, 52, 53) vizinhas, em que a placa de cobertura (4) está fixada com um lado seu de borda da borda (41) em uma escora (57) e com seu outro lado de borda (41) aproximadamente paralelo na outra escora (58).

2. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda abertura de alojamento (51) é fechada com uma caixa coletora (6), que se situa com um de seus segmentos de borda (60) em uma das escoras (57) livres.

3. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato deque a terceira abertura de alojamento (53) é fechada com uma outra caixa coletora (7), que se situa com um de seus segmentos de borda (70) na outra escora (58) livre.

4. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma caixa coletora (6) ê uma caixa coletora de entrada, que consiste em fundição de alumínio ou é formada de chapa e está soldada de preferência na borda da segunda cu terceira abertura de alojamento.

5 . Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a outra caixa coletora (7) é uma caixa coletora de saída, que é produzida por exemplo de moldagem por injeção de plástico e que está mecanicamente fixada de modo estanque na borda da segunda cu terceira abertura de alojamento.

6. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das : · . 1 , caracterizado : i i* ■ · , i - : ‘ i , t: » i . < · 1 ,

7. o, ; ; c rm; ι u: νϊem forma m 3 cem cc: : ί . ?r <_ ic -s , i> i r * 5La £* E Ϊ-eri z ade ; .s • rans ve: ·.1 t i e, r- , abièiftura de ín&t rção '10- e o outro escalonamento das escoras * 1 1 ■ ! m c:r;d ; o de alo;.

8. : ; , -ê ; , . c ci : i - - ] · ! , caracteriza io s ι escore 1 ' 1 ü i · ί f sc aloja -

9. ' í · : , d - ‘Γ’. iCi.· reivindicações Γ. a 8, caracterizado pelo fato de que distribuídos sobre a placa de cobertura (4 i estão dispostos ilhoses de fixação '8 a), que correspondem a ilhoses de fixação ;3 b) nas caixas coletoras 20.

10. Troca Jor de ca 1 or , de ac ;>rdc com a reivindicação çr caracterizado pelo fato de que os ilhoses de fixação estão por exemplo soldados na placa de cobertura e os iihcses de fixação nas caixas coletoras sã· executados por exemplo em una só peça com as mesmas.

11. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 1C, caracterizado pelo fato de que a placa de cobertura está fixada com sua borda, de preferência por meio de soldagem na borda da abertura de inserção.

12. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a abertura de alojamento central possui ao menos aproximadamente c tamanho de todo o lado de alojamento correspondente.

13. Trocador de calor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a segunda e a terceira abertura de alojamento apresentam o mesmo tamanho, mas são executadas menores do que a abertura de alojamento central.

14. Trocador de calor, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que os lados de alojamento em que estão executadas a segunda e a terceira aberturas de alojamento (51, 53), apresentam uma parede de alojamento parcial (50), cuja posição e extensão se situam aproximadamente em alinhamento com uma região de entrada ou saída (10) para um liquido de resfriamento na pilha (1' .1e placas e nervuras.

15. Trocador da calor, de acordo com uma das i'e:1 vind:ica o5es 1 a 14, caracterizado pe 1 o f ato ce que os cucos da pilha são formados de pares de placas (2).