BR102015014389A2 - Flow deflector and heat exchanger - Google Patents

Abstract

defletor de fluxo e permutador de calor. a presente invenção diz respeito a um dispositivo para defletir fluxo de fluido de arrefecimento em um permutador de calor, particularmente um permutador de calor de um sistema de egr (recirculação de gases de escape - exhaust gas recirculation), sendo obtido um melhor arrefecimento do fluido a ser arrefecido e fluindo através do feixe de tubos de dito permutador de calor.

Description

DEFLETOR DE FLUXO E PERMUTADOR DE CALOR.

OBJETO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a um dispositivo para defletir fluxo de fluído de arrefecimento em um permutador de calor, partícuiarmente um permutador de calor de um sistema de EGR (Recirculação de Gases de Escape - Exhaust Gas Recirculation), sendo obtido um melhor arrefecimento do fluido a ser arrefecido e fluindo através do feixe de tubos de dito permutador de calor.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Permutadores de calor compreendem feixes de tubos os quais são alojados em uma carcaça, e um canal de fluxo de um primeiro fluido, o fluido de arrefecimento, é gerado no espaço existente entre os ditos tubos e a carcaça. Um segundo fluido arrefecido pelo primeiro fluido fluindo através do lado de fora dos tubos, removendo calor por convecção, circula dentro dos tubos que formam o feixe.

[0003] Dois tipos de espaços são distinguidos nesta configuração do permutador de calor, ou seja, o espaço que existe entre os tubos do feixe de-tubos e o espaço entre o feixe de tubos-e a carcaça.

[0004] Quando o permutador de calor tem um feixe de tubos muito compacto, a razão de espaço existente entre a carcaça e os tubos para o espaço existente entre os próprios tubos é relevante para fluxo do primeiro fluido de arrefecimento o qual tende a fluir através de dito primeiro espaço localizado entre a carcaça e os tubos já que há uma menor resistência, a eficiência de arrefecimento sendo reduzida.

[0005] A ausência de arrefecimento provoca o superaquecimento em regiões não arrefecidas, com respeito a outras áreas circundantes e, por conseguinte, um maior risco de falha por fadiga térmica.

[0006] Para reduzir este risco de falha por fadiga térmica, há permutadores de calor compreendendo núcleos de flutuação em que o feixe de tubos compreende um elemento em pelo menos uma de suas extremidades permitindo o deslocamento longitudinal necessário para compensar a expansão térmica diferencial entre o núcleo e a carcaça, de tal modo que.ditas expansões, não geram· estresse, [0:0.07] Para aumentar a. eficiência de arrefecimento do permutador de calor, há chapas soldadasvâ. carcaça restringindo o fluxo do primeiro· fluído de arrefecimento através, do espaço localizado entre o feixe de tubos e a carcaça, concentrando este.· fluxo. de primeiro fluido através do espaço localizado entre tubos. No entanto, estas, chapas, soldadas fazem com que a montagem de um núcleo de flutuação no permutador de calor seja difícil, e elas não podem restringir completamente o espaço uma vez que interferências mecânicas com o núcleo seriam produzidas no caso. da existência,de vibrações, o.que iria. terminar causando, danos estruturais. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0008] A presente· invenção propõe uma. solução para os problemas .citados por meio de um sistema de.deflexio de fluxo.

[0009] Um primeiro aspecto inventivo provê um defletor de fluxo adaptado para ser instalado em permutadores de calor do tipo que compreende uma carcaça com uma. câmara interna através da qual um primeiro fluido de arrefecimento circula e em que dita carcaça aloja peio menos um feixe de tubos através dos quais um segundo fluído a ser arrefecido circula, em. que entre o feixe de tubos e a parede da câmara interna da carcaça existe· uma lacuna, perimetral em peio menos uma. seção do comprimento do.fe.íxe de tubos. O defletor de acordo com este primeiro aspecto inventivo compreende; um corpo tubular adaptado para cercar pelo menos uma. seção do comprimento,do. feixe, de tubos, uma. primeira seção de expansão arranjada em uma extremidade do corpo tubular de tal modo que o corpo tubular é estendido fongitudinaimente. por meio,da primeira seção de expansão em que; a primeira seção de. expansão cobre um perímetro maior do que o perímetro coberto pelo .corpo tubular para reduzir a lacuna perimetral entre o feixe de tubos-:© a· parede da câmara interna da carcaça; e, entre a primeira seção, de expansão e o. corpo tubular existe uma transição tal que uma. restrição de passagem de fluxo de primeiro fluido de arrefecimento é estabelecida para restringir o mesmo ao espaço entre os tubos do feixe-de·.tubos, [0Q010] Se o permutador de calor tem um núcleo de flutuação, um espaço deve ser provido entre os tubos do feixe de tubos e a parede interna da carcaça, ou câmara interna, para montagem do mesmo, {00011] No contexto da Invenção, o espaço que existe entre os tubos do feixe de tubos e a parede interna da carcaça é definido como lacuna perimetral, enquanto que o espaço definido entre os tubos efetivamente do feixe de tubos é referido como espaço interno.

[00012] Se o permutador de calor tem um feixe de tubos muito ... compacto, a razão entre a lacuna perimetral e. o espaço interno é elevada.

Nestas condições, o primeiro fluido, ou seja, o fluido de arrefecimento, tende a circular através dos espaços oferecendo menos resistência, ou em outras palavras, onde a seção.'da passagem é maior. No., caso de. um. feixe de tubos muito compacto, o primeiro fluido preferencialmente atravessa o canal definido entre o feixe de tubos e a parede interna da carcaça, ou lacuna .perimetral, tal modo.que a taxa de fluxo do primeiro fluído destinada a fluir através do. espaço localizado entre os tubos do feixe de tubos, ou seja, o espaço, interno., é,reduzida, e o calor é removido por convecção.

[00013] No caso. do permutador de calor para o qual o defletor de fluxo ê adaptado, dito permutador de calor tem uma lacuna perimetral entre a parede interna da carcaça e os tubos do feixe de tubos em pelo menos uma seção do comprimento de ditos tubos.

[00014] Dita lacuna perimetral permite montagem de um núcleo de flutuação. No entanto, esta lacuna perimetral gera um canal de fluxo em torno do feixe de tubos para o primeiro fluido diferente do canal de fluxo entre os tubos do feixe de tubos» ou espaço interno» através do qual dito primeiro fluído deve' circular.

[00015] O defletor de fluxo da presente invenção permite minimizar a taxa do fluxo do primeiro fluido de arrefecimento através dos primeiro canal estabelecido através da lacuna perimetral localizada entre o feixe de tubos e a parede interna da carcaça.

[00016¾ O- defletor de acordo com o primeiro aspecto inventivo é adaptado para restringir a passagem do primeiro fluido através do cana! de. fluxo localizado, na lacuna perimetral» de tal modo que o fluxo é redirecionado em direção ao canal formado pelo espaço interno. Por conseguinte», o aumento na taxa de fluxo através do canal formado pelo espaço interno também causa um aumento na velocidade» reduzindo as regiões estagnadas e, por conseguinte, a. ocorrência, de .'.possíveis pontos quentes.

[00017] O presente defletor de fluxo compreende um corpo tubular o qual é localizado em torno de uma pluralidade de tubos do feixe de tubos, preferenciaimente todos do dito feixe de tubos. Este corpo tubular é estendido em pelo menos uma seção longitudinal dos tubos do feixe de tubos·, cercado.

[00018] O corpo tubular define uma barreira de fluxo perimetral cuja seção pode variar ao longo do comprimento da extensão da mesma de tai modo que uma vez conduzido ao espaço interno, o fluido não pode mais acessar a lacuna perimetral exceto por vazamentos mínimos, que podem ocorrer em zonas em que as partes .são..unidas uma à outra, por exemplo.

[00Q1.-9] O defletor de fluxo da presente invenção adicionalmente compreende uma primeira seção de expansão localizada em uma das extremidades do corpo tubular no exemplo preferencial, [00020] Esta primeira seção de expansão defines um perímetro maior do .que o maior perímetro definido pelo corpo, tubular.

[00021] Por conseguinte, a lacuna perimetral definida entre o feixe de tubos e a parede interna da carcaça é menor na área em que a primeira seção de expansão é localizada que ao longo do comprimento coberto pelo corpo tubular.

[00022] No exemplo preferencial, a primeira seção de expansão é localizada contra a parede interna da carcaça para impedir passagem de fluido através da lacuna perimetral. A transição entre a primeira seção de expansão e o corpo tubular estabelece uma restrição de passagem de fluxo do primeiro fluido de arrefecimento, de tal modo que o primeiro fluido de arrefecimento é forçado a circular através do espaço interno. Desse modo, a primeira seção de expansão age como uma entrada para o primeiro fluido de arrefecimento o qual é coletado pela área tendo um perímetro maior e forçado a ser introduzido ao espaço interno.

[00023] Vantajosamente, o defletor de fluxo definido no primeiro aspecto inventivo concentra o primeiro fluido de arrefecimento no espaço . definido· entre os tubos do feixe de tubos, ou seja, aumenta o fluxo do primeiro fluido de arrefecimento direcionado em direção ao feixe, de tubos, de tafmodo que eficiência dearrefecímento em ditos tubos, aumenta, [00024] isso significa que o defletor de fluxo permite que o permutador de calor exija uma quantidade menor de agente de arrefecimento uma. vez que ele melhora a proporção da .quantidade de primeiro fluido de arrefecimento destinado a entrar'em contato com a superfície externa dos tubos, removendo calor por convecção. A incorporação do defletor de acordo com o primeiro, aspecto inventivo permite usar taxas de fluxo de primeiro fluido menores, mantendo eficiência do permutador de calor. No estado da técnica, a parte do fluxo circulando através da lacuna perimetral reduz o fluxo circulando através do espaço interno, e para compensar pela redução de calor descarregado é necessário aumentar a taxa de fluxo de fluido de arrefecimento total. Por este motivo, indica-se que é possível reduzir a taxa de fluxo do primeiro fluido em comparação com o permutador sem usar o defletor de acordo com a invenção, [00025] Como uma vantagem adicional, o presente defletor permite ser usado em permutadores de calor com um núcleo, de. flutuação, sem impedir a montagem, devido à colocação do mesmo nos tubos do feixe, de tubos do corpo tubular e devido ao fato de que não fica anexado à carcaça. Isso significa que ele não restringe movimento diferencial entre a carcaça e os tubos do feixe de tubos, e por isso não interfere na operação ou na montagem de qualquer tipo de núcleo, seja ele um núcleo de flutuação ou um núcleo rígido.

[00026] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo tem um corpo tubular compreendendo uma segunda seção de expansão localizada na extremidade do corpo tubular oposta à extremidade em que a primeira seção de expansão está localizada.

[00027] A presença de uma segunda seção de expansão no defletor vantajosamente permite uma saída orientada do primeiro fluido de arrefecimento. Esta segunda seção de expansão age como um funil permitindo a saída do fluxo do primeiro fluido, prevenindo que flua de volta, criando áreas de recirculaçio, e a partir do acesso à lacuna perimetral existente entre o lado de dentro da carcaça e o corpo tubular, cercando o feixe de tubos.

[00028] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta pelo menos uma seção de expansão elasticamente deformável para assegurar suporte contra a parede da câmara interna da carcaça.

[00029] Esse recurso em pelo menos uma das seções de expansão permite suportar o defletor de fluxo na câmara interna da carcaça. Isso vantajosamente reduz as vibrações sofridas pelo feixe de tubos ou, pelo. menos, provoca um nó· nos modos de vibração aumentando a. frequência de vibração natural, reduzindo, .a. probabilidade de danos por fadiga·umave'Z'.q.u'&:3 amplitude das oscilações, do núcleo é reduzida.

[00030] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta uma seção curvada na região em pelo menos uma das seções de expansão a qual é adaptada para entrar em contato com a parede da câmara interna da carcaça para evitar acunhamento.

[00031] Esta seção curvada em pelo menos uma das seções de expansão garante suporte mais robusto na parede da câmara interna da carcaça.

[00032] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta na segunda seção de expansão pelo menos uma janela para favorecer a passagem de fluido de arrefecimento, tanto a entrada quanto a saída de dito fluido de arrefecimento, entre o espaço interno e a lacuna perimetral.

[00033] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta uma janela que é prolongada, ao longo de uma região do corpo tubular.

[00034] ' A entrada ou saída do primeiro fluido de arrefecimento para/a. partir de o permutador de calor é estabelecida através,da carcaça na maioria das. modalidades. A entrada ou saída do fluxo restrita por meio do corpo tubular, através de uma janela é mais rápida que através dos·, tubos do feixe, de tubos ao longo de todo o corpo tubular do defletor dado que ele permite que o fluxo, tenha, um trajeto com menos resistência.

[00035] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta expansões·, perimetrais no corpo tubular para alojar· divisórias do feixe; de tubos.

[00036] Ditas expansões, perimetrais são seções .ao longo do corpo tubular em que o perímetro, de acordo com uma seção transversal à direção longitudinal definida pelo. feixe de tubos, é maior que o perímetro definido pelo corpo·.·tubular, e menor que ou igual.ao perímetro definido, pela seção .de expansão.

[00037] As expansões perímetrais vantajosamente permitem alojamento.de divisórias de defletor de fluxo Iocafizadas.no espaço entre os tubos, do feixe, de tubos. Ditas divisórias .guiam o fluxo do primeiro fluido de arrefecimento de acordo com um trajeto específico dentro do canal de fluxo definido entre os tubos do feixe de tubos, garantem a separação entre os tubos e proveem maior rigidez estrutural, [00038] Por outro lado, as expansões perlmetrais vantajosamente proveem retenção axial do defletor de fluxo com· respeito aos tubos do feixe de tubos, dado que as divisórias alojadas no mesmo são fixadas nos tubos do feixe, de tubos e o defletor não é anexado por soldadura ou por meios para ligação equivalentes a qualquer elemento do permutador.

[00:03.9] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo é feito de metal cortado em matriz e de lâmina prensada. Isso significa que o processo para fabricação do dito defletor é um processo simples- e de baixo custo, devido à simplicidade das operações necessárias tanto para a fabricação e para a montagem posterior na posição de operação.

[00040] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo apresenta seções de expansão elasticamente deformáveis configuradas por meio de ranhuras longitudinais tornando a deformação do mesmo mais fácil pelo aumento da flexibilidade. “Ranhura longitudinal” é compreendido como uma ranhura estendendo de acordo com a direção indicada pela direção longitudinal definida pelo feixe de tubos. A seção de expansão pode ser configurada com uma curvatura para ser localizada contra a parede interna da carcaça sem causar acunhamento. A ranhura é considerada como mostrando uma direção longitudinal, mesmo nesta configuração curvada, se o plano que a contém é paralelo ao eixo longitudinal do feixe de tubos. Este será o caso das modalidades descritas abaixo.

[00041] As ranhuras longitudinais permitem que as seções de expansão se submetam a maior deformação sem afetar negativamente o suporte que proveem quando em contato com a parede.' da câmara interna da carcaça, A inserção do feixe de tubos na carcaça, com o defletor disposto no feixe de tubos, implica a dobra das seções da chapa localizadas entre ranhuras, e esta dobra é por sua vez possível como resultado da existência de ditas ranhuras. As seções da chapa localizadas entre ranhuras entram em contato com a parede, forçando a. deformação da mesma pela dobra de tal modo que elas^semovern mais próximas uma da outra, o espaço formado pelas ranhuras, sendo reduzido e assimilando a configuração que. uma seção de expansão sem ranhuras longitudinais teria. Devido à deformação adotada pelas seções localizadas entre ranhuras após a inserção, esta configuração final previne a passagem do fluxo através das ranhuras uma vez que estas estão fechadas.

[00042] Esta configuração vantajosamente significa que as seções de expansão com ranhuras longitudinais permitem suportar o. defletor de fluxo contra a parede da câmara Interna da carcaça, reduzindo, assim, as vibrações sofridas pelo feixe de tubos. Esse amortecimento de - vibração é mais eficiente com ranhuras longitudinais dado que elas são mais flexíveis e permitir uma maior deformação.

[00043] Em uma modalidade particular, o defletor de fluxo é configurado em duas ou mais porções unidas uma à outra por grampeamento.

[00044] A vantagem de configurar o defletor de fluxo em duas ou mais porções é que ele pode ser montado mais facilmente no permutador de calor. Em uma modalidade, o defletor é configurado em duas porções de tal modo que ambas as porções envolvem o feixe de tubos nelas de tal modo que ditas porções estão localizadas em oposição.

[00045] As diferentes porções permitem um melhor ajuste da posição do mesmo para, em seguida, ser ligadas uma à outra através de qualquer método de fixação permitindo às partes não.terrçovimento relativo entre elas. As·, diferentes partes sio-acopladas .uma.à outra de tal modo que elas sio.fixadas.em conjunto uma..voz.qu.e a. fixação-é realizada.

[00046] Dita fixação é preferencialmente realizada por grampeamento de. tal modo que as porções do defletor de fluxo são providas tanto com flanges e alojamentos para ditos flanges» permitindo ancoragem sólida e ao mesmo tempo removível das. partes fixadas que formam o defletor de fluxo. .[00.047] Um outro objeto desta invenção é o permutadpr de calor compreendendo o defletor» o permutador de calor partíeufarmente. compreendendo: uma carcaça com uma câmara interna através da qual um primeiro fluido de arrefecimento circula, um núcleo compreendendo pelo menos um feixe de tubos através dos quais um: segundo fluido a ser arrefecido circula em. que. dita carcaça aloja o. peto menos um feixe de tubos, e em que entre ο feixe de tubos e a parede da câmara interna da. carcaça, existe uma lacuna perimetral em pelo menos uma seção, do comprimento do feixe de tubos, um defletor de acordo com o primeiro aspecto inventivo localizado na lacuna perimetral.

[00048] Um permutador de calor tendo essas características vantajosamente permite arrefecimento, mais eficiente do. segundo fluido, dado que ele força o primeiro fluido a .passar através do lado de dentro dos tubos do feixe de tubos e previne que-.dito primeiro fluido procure., por-outros trajetos através do espaço entre o. feixe de tubos e a carcaça, ou lacuna perimetral.

[00049] Além disso, o arrefecimento é mais eficiente e pode ser obtido com uma quantidade menor de primeiro fluido de arrefecimento que em um permutador de calor que não contém pelo menos um defletor de flwxQv.deste tipo, DESCRIÇÃO DAS FIGU.RAS. ' [0005.0] As características e vantagens da invenção expostas assim como. outras· ficarão .mais ciaras com base na seguinte descrição detalhada de uma modalidade preferencial dada apenas a título de· exemploilustrativo. e não limitativo em referência ás figuras anexas, [00051] Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um permutador de calor com um defleíor de fluxo de acordo com' uma modalidade da.'invenção, [00052] Figura 2 mostra uma vista explodida de todos os componentes de um·.permutador de calor tal como o da figura precedente.

[00053] Figura 3a mostra uma vista em plano de. uma seção de acordo com um plano que corta através da carcaça mas não o defletor do permutador de calor mostrado na Figura 1 com todos os seus componentes.

[00054] Figura 3b mostra, uma vista em elevação de uma seção de acordo com um plano que corta através da carcaça mas não o defletor - do permutador de calor mostrado na Figura 1 com todos os seus componentes.

[00055] Figura 4a mostra uma vista em elevação de uma porção configurando o. defletorde fluxo através da fixação, de duas dessas porções.

[00056] Figura 4b mostra uma vista em plano da mesma porção do defletor de fluxo.

[00057] Figura 4c mostra uma vista lateral da mesma porção do defletor de fluxo.

DESCRIÇÃO .DETALHADA DA INVENÇÃO

[00058] De acordo com o primeiro aspecto inventivo» a presente invenção diz respeito a um dispositivo para defletir um fluxo de primeiro fluido de arrefecimento circulando através de um permutador de calor.

[00059] Figura 1 mostra um permutador de calor com um núcleo de flutuação, compreendendo um defletor de fluxo (3) tal como o da presente invenção.

[00080] Dito permutador de calor compreende um núcleo (2) formado por um feixe (2.1) de. tubos, neste caso tubos planares, uma divisória de fixação (2.2) localizada a uma extremidade do feixe, (2.1) de tubos de dito núcleo (2), e um. casquilho (2.3) localizado a. uma extremidade oposta adequada para a fixação flutuante do-núcleo (2).

[00061 ] O feixe (2.1) de.·tubos é fixado à divisória de fixação (2.2), de tal modo que movimento devido a expansão longitudinal com respeito..ã carcaça (1) alojando o feixe (2,1) de tubos é permitido na extremidade do casquilho (2.3) para reduzir a fadiga térmica do dispositivo durante a operação.

[00062] O defletor de fluxo (3) de acordo com esta modalidade é formado por duas porções anexadas uma à outra por meio de grampeamento através de uma montagem de flanges (3.6) em cada lado.

[00063] Uma vez montado em tomo do núcleo (2) do permutador de calor, o defletor de fluxo (3) tem um corpo tubular (3,1) se estendendo - ao longo de uma porção do comprimento do feixe (2.1) de tubos, cercando completamente os tubos que formam dito feixe (2.1;) de tubos.

[00064] O defletor de fluxo (3) compreende nas suas extremidades uma primeira seção de expansão (3,2) e uma segunda seção de expansão .(3,3), tendo um perímetro maior do que o corpo tubular (3.1) e no qual uma série de ranhuras longitudinais (3.2.1,, 3,3,1.) é usinada. Nesta modalidade, as porções que dão origem ao defletor (3) são fabricadas em metal cortado em matriz e de lâmina prensada. As ranhuras· longitudinais (3.2.1, 3.3.1) são obtidas por meio dessas·, mesmas operações de corte em matriz.

[00065] A principal função da primeira seção de expansão (3.2) e a segunda seção de expansão (3,3). é atuar como um funil, direcionando..a. entrada e salda, direcionadas de maior parte do fluxo do primeiro fluido de. arrefecimento $través do canal de fluxo formado pelo espaço compreendido entre os tubos do feixe (2.1) de tubos, ou espaço interno; prevenindo que parte de dito fluxo passe através do espaço existindo, entre o feixe (2.1) de tubos e a. carcaça (t), ou lacuna perimetrai, A expressão “maior parte do fluxo” é utilizada uma vez que podem existir pequenas folgas ou, como pode ser visto abaixo·, ranhuras (3,2.1, 3.3,1:.) as quais permitem que porções do defletor dobrem, dando origem a pequenas quantidades de fluxo em comparação com o fluxo principal sem. estes, fluxos menores, impedindo o aumento da .eficiência do permutador de calor.

[00066] Para melhorar a dita saída do primeiro fluido de arrefecimento, o defletor de fluxo (3) também compreende uma janela (3,4) localizada em uma de suas extremidades, tanto no corpo tubular (3.t) quanto em uma das seções de expansão (3.2, 3.3).

[00067] O defletor de fluxo (3) também compreende uma pluralidade de expansões perimetrais (3.5) permitindo tanto a fixação axial do defletor de fluxo (3), quanto o alojamento de. uma série de divisórias (2.1.1;) de modo integral com o feixe (2.1) de tubos, os quais por sua vez - são defletores de fluxo dentro do canal .formado entre os tubos do feixe (2. iy.de-tubos, ou. espaço..interno.

[00068] Figura. 2 mostra um permutador de calor de acordo com uma vista explodida com todos. os.seus elementos junto com um defletor de fluxo (3)-tal.como o da presente invenção.

[00069] Esta Figura, e as. Figuras 3a e. 3b mostram uma vista em seção da carcaça (1) do permutador de calor junto de sua câmara interna (H).

[00070] Θ núcleo (2) e a distribuição de todos os seus elementos também .são mostrados. O feixe (2.1) de tubos compreende uma pluralidade de tubos planares, tubos estes que são afixados em uma de suas extremidades à divisória de fixação (2.2), enquanto que a sua outra extremidade é afixada ao casquílho (2.3) permitindo expansão térmica, e consequentemente permitindo movimento longitudinal dos tubos do feixe (2.:.1) de tubos. O núcleo (2) também tem. divisórias (2,1.1) com orifícios por toda a sua extensão longitudinal ou somente em parte de dita extensão longitudinal, o que permite que ditas divisórias (2.1.1) sejam inseridas nos tubes do feixe (2.1) de tubos. Estas divisórias (2.1.1) possuem regiões para passagem localizadas alternadamente de acordo com uma direção transversal de tal modo que elas modificam o trajeto do fluxo do primeiro fluido de arrefecimento quando tal fluido de arrefecimento circula através do canal definido entre os tubos, ou espaço interno.

[00071] Um defletor de fluxo (3) também é mostrado, formado neste caso por duas porções afixadas uma à outra por meio de grampeamento como visto na Figura 1 ígualmente.

[00072] Este defletor de fluxo (3) compreende pelo menos tantas expansões perimetrais (3.5) quanto divisórias (2.1.1) compreendidas no núcleo (2), em que cada uma das expansões (3.5) aloja uma projeção perimetral de cada uma das divisórias (2.1.1). De acordo com outras modalidades, pode haver mais expansões (3.5) sem todas as expansões - (3.5) tendo de alojar uma divisória (2.1.1). Este é o caso'de defletores fabricados com uma configuração única os quais são válidos para dois permutadores diferentes com distribuições de divisória que também são diferentes. Neste caso em particuiar, por exemplo, expansões (3.5) coincidindo com as divisórias (2.1.1) de ambos os permutadores são incluídas de tal modo que haverá expansões (3.5) não alojando uma divisória (2.1,1) em qualquer um dos permutadores. Essas expansões (3.5) não alojando uma divisória (2.1.1) não reduzem a eficiência do defletor.

[00073] Figura 3a mostra uma vista em plano de um permutador de calor tal como o das figuras precedentes, já montado. Dita vista em plano é uma seção da carcaça para permitir observar o sistema montado nela, e no qual as .porções principais da dita carcaça (1), tais coroo o.corpo principal (1.1) da carcaça, compreendendo a câmara Interna. (H) e consequentemente o feixe (2.1) de tubos, e um flange de cobertura (1,2), são. distinguidos. Dito flange (1.2), em contato com a. divisória de fixação (2,2)» evita que o primeiro fluido de arrefecimento vaze para fora do permutador de calor» além de manter fixadas no devido local ambas a divisória .de. fixação (2.2) e a extremidade correspondente do·, feixe. (2.1) de tubos, [00074] Figura 3b mostra uma vista em elevação de um permutador de calor tal como o das figuras precedentes, já montado. Dita vista em elevação é um corte através da carcaça para permitir observar o lado de dentro do sistema montado, assim como na Figura 3a, e na qual as porções principais da dita carcaça (1), tais como o corpo principal (1,1) da carcaça, compreendendo a câmara interna (H) e, por conseguinte, © feixe (2.1) de tubos, e o flange de cobertura (1.2), são distinguidos, Esta Figura mostra o defletor de fluxo (3) formado por duas porções, já montado e afixado por meio dos flanges (3,8) e dos alojamentos correspondentes» dando origem a uma fixação grampeada, [00075] Figuras 4a-4c mostram diferentes vistas de uma das - porções do defletor de fluxo (3), Um defletor de fluxo (3) é montado pela combinação de duas dessas porções. A combinação é possível uma vez que os flanges (3.6) e os alojamentos mantendo esses flanges (3.6) são posicionados de tal modo que quando duas partes ou porções iguais são acopladas uma à outra, os flanges (3,8) entram nos alojamentos correspondentes.

[00076] Figura. 4a. é uma vista em elevação do defletor de fluxo (3) na qual são distinguidos o corpo tubular (3.1) e as expansões perimetrais (3.5) que alojam as divisórias (2,1,1) as quais, em posição de operação, coincidirão uma com a outra, de acordo com a direção longitudinal definida pelo feixe (2.1) de tubos. Os flanges (3,6) que permitem grampeamento também são distinguidos. Ditos flanges (3.6) também possuem· uma montagem de projeções que são acopladas nos alojamentos da porção oposta e servem para manter ditas porções fixadas de forma fixa.

[00077] Figura 4b mostra a vista em plano do defletor de fluxo (3), ambas as seções de expansão (3,2, 3.3) e, assim como na figura anterior, as expansões perlmetrais (3.5) sendo distinguidas, [00078] A janela (3.4) feita no corpo tubular (3,1) e na segunda seção de expansão (3,3) também é mostrada, Esta janela (3,4) é configurada de modo que ela é posicionada na região para acessar o conduíte de entrada ou saída (1.3, 1,4) do primeiro fluido de arrefecimento localizado na carcaça (1) uma vez que o defletor (3) é montado na posição de operação no feixe (2.1) de tubos.

[00079] As seções de expansão (3.2, 3.3) sio formadas de acordo com uma seção curvada e possuem ranhuras longitudinais (3.2.1, 3.3.1) obtidas durante corte em matriz, por exemplo, deixando entre elas seções elasticamente deformáveis adaptadas para dobra. Figuras 3a e 3b representam essas seções que invadem o espaço tomado pela parede interna da carcaça (1). Esta representação indica que a inserção do núcleo (2) com o defletor (3) na câmara interna (H) da carcaça (1) faz com que estas seções elasticamente deformáveis dobrem. A deformação.das seções eiastícamente deformáveis causada pela força exercida pela parede interna da carcaça (1) origina uma configuração na qual as seções de expansão (3.2, 3.3) têm ranhuras (3.2.1. 3.3.1) que estão fechadas ou são fechadas a uma maior medida de tal modo que a possível passagem de fluxo de vazamento através dessas fendas é reduzida.

[00080] Por conseguinte, a largura das ranhuras (3.2.1, 3.3.1) é tal que as seções elasticamente deformáveis adotam uma configuração fechada após a deformação causada pela carcaça (1), ou seja, é reduzida para não permitir passagem através das mesmas com exceção de erras de posicionamento devidos a irregularidades da parede interna da carcaça (1) ou variações, na forma de serem deformadas, que se devem à montagem.

[00081] Da mesma forma, pode· haver alguns pontos que não dão origem: a um fechamento completo, tais como a raiz das ranhuras (3.2.1, 3.3.1), tendo um raio adequado impedindo a ocorrência de fendas devidas ao estresse concentrado...

[00082] Figura 4c mostra uma vista lateral do defletor de fluxo (3) em que a seção curvada da primeira seção de expansão (3.2) também é vista: junto de suas ranhuras longitudinais (3.2.1, 3,3.,1).

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Defletor de fluxo (3) caracterizado pelo fato de ser adaptado para ser instalado em permuiadores de calor do tipo que compreende uma carcaça (1) com uma câmara interna (H) através da .qual um primeiro fluido de arrefecimento circula e em que dita carcaça (1.) aloja pelo menos um feixe (2.1) de tubos através dos quais um segundo fluído a ser arrefecido circula, em que entre o feixe (2.1) de tubos e a parede da câmara interna (H) da carcaça (1) existe, uma lacuna perimetral em pelo menos uma seção do comprimento do feixe (2.1.) de tubos, em que dito defletor (3) compreende: um corpo tubular (3.1) adaptado para cercar pelo menos uma seção do comprimento do feixe (2.1) de tubos, uma primeira seção de expansão (3.2) arranjada em uma extremidade do ..corpo tubular (3.1) de tai modo que o corpo tubular (3.1) é estendido longitudinalmente por meio da primeira seção de expansão (3.2) - em que: • a primeira seção de expansão (3,2) cobre um perímetro maior do que o perímetro coberto pelo corpo tubular (3,1) para reduzir a lacuna perimetral entre o feixe (2,1) de tubos e a parede da câmara interna (H) da carcaça (1);e, * entre a primeira seção de expansão (3,2) e o corpo tubular (3,1) existe uma transição tal que uma restrição de passagem de fluxo de primeiro fluído de arrefecimento é estabelecida para restringir o mesmo ao espaço entre os tubos do feixe (2.1) de tubos,

2. Defletor de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo tubular (3.1) compreende uma segunda seção de expansão (3.3) localizada na extremidade do corpo tubular (3,1) oposta à extremidade em que a primeira seção de expansão (3,2) esti localizada.

3. Defletor de fluxo, de acordo com a, reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das seções de expansão (3.2, 3.3) é elasticamente deformável para assegurar suporte contra, a parede da câmara interna (H) da carcaça. (1).

4. Defletor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma.dâS seções de expansão (3.2, 3.3) compreende uma seção curvada na região adaptada para entrar em contato com a parede da câmara interna (H) da carcaça (1:) para evitar acunhamento.

5. Defletor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a segunda seção de expansão (3.3) tem pelo menos uma janela (3.4) para favorecer a passagem do. fluido de arrefecimento através do espaço entre os tubos, do feixe (2.1) de tubos e a lacuna entre o feixe (2.1) de tubos e a parede da câmara interna (H) da carcaça (1),

6. Defletor de fluxo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a janela (3.4) é prolongada ao longo de uma região do corpo tubular (3.1).

7. Defletor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o corpo tubular (3.1) compreende expansões perimetrais (3.5) para alojar divisórias (2.1.1) do feixe (2.1) de tubos.

8. Defletor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o defletor (3) é feito de lâmina cortada em matriz e prensada.

9. Defletor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as seções de expansão elasticamente deformiveis (3.2, 3.3) são configuradas por meio de ranhuras longitudinais (3,2,1, 3.3,1), de acordo com a direção longitudinal definida pelo feixe (2.1) de tubos, tornando a deformação mais fácil.

10. Defietor de fluxo, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o defietor (.3) é configurado em duas ou.mais porções unidas .uma à. outra por grampeamento.

11. Permutador de calor caracterizado pelo fato de que compreende: uma carcaça (1) com uma câmara interna (H) através da qual um primeiro fluido de arrefecimento circula, um núcleo (2) compreendendo pelo menos um feixe (2.1) de tubos através dos quais um segundo fluido a ser arrefecido circula, em que dita carcaça (1) aloja o pelo menos um feixe de tubos (2.1), e em que entre o feixe (2.1) de tubos e a parede da câmara· interna (H) da carcaça (1) existe uma lacuna perimetral em pelo menos uma seção do comprimento do feixe.(2..1/) de tubos, um defietor (3), conforme, quaisquer das reivindicações 1 a 10, localizado na lacuna, perimetral.