BR102015026378A2 - Cooling module with a tank of integrated compensation to him - Google Patents
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Abstract
modulo de refrigeração com um tanque de compensação integrado a ele um módulo de refrigeração inclui uma multiplicidade de trocadores de calor, sendo pelo menos um deles um radiador de refrigerante. o módulo de refrigeração inclui ainda um canal de armação estrutural que se estende ao longo de uma extremidade do módulo de refrigeração, sendo os trocadores de calor pelo menos parcialmente presos ao canal de armação estrutural. um tanque de compensação de refrigerante faz parte integrante do módulo de refrigeração, e se encontra em comunicação por fluido com o radiador de refrigerante. o tanque de compensação de refrigerante tem um volume de refrigerante limitado por diversas paredes, sendo pelo menos uma destas paredes provida pelo canal de armação estrutural. é também descrito um método de fabricação do módulo de refrigeração.
Description
MÓDULO DE REFRIGERAÇÃO COM UM TANQUE DE COMPENSAÇÃO
INTEGRADO A ELE
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS CORRELATOS
[001] Este pedido: reivindica a prioridade ao Pe§|||!|fe§ | :Patente Provisório U.S. No, 62/066.472 depositado em 21 de .41811? IlilS itftff Iflilllllf II flfl : llllflf li II .|f II II II If outubro de 2014, cujo conteúdo integral é incorporado ao ililli8tt||ú'· .llilúililiil luliilúii iliiliilÁlf||f.|:i l|:l|l ililllilll - .ililiiiil·. Illl lll; ili' lii ü lll li presente documento a titulo de referência. funda.··:::. .
[002] ή presente , i uvrr:c se rei are laos módulos de ^ refrigeração e se refere especialmente aos módd|||||f|e|| refrigeração para sistemas de motores.
SUMÁRIO
[003] De §;|||βϊ|||:: cora uma modalidade da invençi^|§pm|f módulc de refrigeração ... inclui ...uma multiplicidade.................................de. trocadores de calor, sendo pelo menos um deles um radiador de refrigerante. O módulo de refrigeração inclui ainda um ÁlifiKalllÉe ae®|pi|lestrutural que se estende ao longo di|pma|| extremidade do módulo de refrigeração, sendo os trocadores de calor pelo menos parcialmente presos ao canal de armação : estrutural. Um tanque de compensação de refrigerante faz parte integrante do ...módulo de refrigeração, .. e está., em .. .
comuiiicuçêc ro- fluido com o radiador de refrigerante. O tanque de compensação de refrigerante ti^lpam volume de|f .J rc: 1 ige r ar '.u colimi sacie por diversas paredes, sendo pelo menos uma dessas paredes provida pelo canal de armação ff estruturai.
[004] Em algumas modalidades, o canal de armação define uma parede plana que se estende ao longo de uma dimensão em ; largura do módulo de refrigeração. Os trocadores de calor e llll tanque de compensação de refrigerante, em algumas .. ···*····· ····:.·.··..·.·. . ò1/:./:::/:·1.1:·:::/::./1/::/;::. :::.,1i://:/./:////:::/::/;//, :.::.00. /.://./:.:.:.1 :/:/://.::. :://:-:/: //0://0- modalidades, sâo localizados de um lado comum :®^|^|ϊ|^Β||||1ΙΒΙ' : plana. Em algumas modalfdadcs, tais modalidades o tanque de ; ; compensação de refrigerante é disposto entre a parede plana . e o radiador de refrigerante.
[005] Em algumas modalidades, cada um dos trocadores de : calor inclui um núcleo de ttocador de :calor e o canal de : armação estrutural está em uma relação de não sobreposição ; : is» 11¾¾ : j!I!i ccr. qualquer um dor ó oo..·; de t r oracor ;de calor.
[006] Em alguerc modalidades, o canal cm .c-.c .clc estrutural inclui ema primo ira, una segunda e uma to-cira . parede que delimito π o ---0 rume cio refrigerante. A primeira i parede tem duas borcor rr or tas cargas, e a segunda parede : se estende ao 1 cr,gr. de uma nas bbrdas longas e é : perpendicular à ur imeira parece. A terceira parede se : estende ao longo da outra das bordas ; longas e é t|||||ffti ; .nlIS· perpendicula - n prir.e: ra par o de. Em algumas modalidades, um : gargalo de erot. imero , de refrigerante é ligado â primeira ; parede e se estende gc-r dentro do volume de refrigerante.
[007] De acordo oco uma outra modalidade da invenção, um módulo de refn .r,- >: rodo é instalado nem um sistema de error que tem um :o; rcuito de refrigeração. O módulo de ação ínclu: u.r canal superior de armação estrutural o um. ...-ar.al inferior ao armação estrutural que é afastado do : canal superior de airmação estrutural e é disposto num n|f§|l i mais baixo. 0 módulo inclui ainda um |§|§ radiude.: le refr: gc.-rantu e um . tanque de compensação de : refrigerante. 0 radiador é disposgigentre o |||c canal superior de armação estrutural e o inferio|§§i§|| preso : a eles, faz par: v do uic.-.:i ro de refrigeração. 0 tanque de compens-nção do refi igorncte o previsto dentro do canal superior de armação estrutural e está localizado acima d radiador de refrigerante. 0 tanque de compensação de refrigerante também faz parte do circuito de refrigeração.
[008] Em algumas modalidades, o tanque de compensação de refrigerante está localizado na posição mais alta ao longo do circuito de refrigerante. Era algumas modalidades, um ou mais trocadores de calor adicionais estão também presos ao canal superior de armação estrutural e ao inferior.
[009] Em algumas modalidades, o radiador de refrigerante inclui um tanque de entrada e um tanque de saíá-;. 0 tanque de compensação de refrigerante está acoplado por fluido ou ao tanque de entrada ou ao tanque de ; saída por meio de uma abertura de ventilação prevista em uma localização superior do tanque de compensação de refrigerante. Em algumas destS^||eÉÉi||.idades, o tanque de . J| entrada é preso ao canal superpiiiiiSiSrmaçâo estrutural e o mllllill tanque de saída está preso inferior de arma|pi.o [0010] Em algumas modalidades, o tanque de compensação de refrigerante está acoplado por fluido à localização mais baixa ao longo do circuito de refrigeração por meio de uma abertura de puxar para baixo prevista em uma localização mais baixa do tanque de compensação de refrigerante.
[0011] Em algumas modalidades, o canal superior de armação estrutural tem uma primeira e uma segunda seção com formato em U. A primeira seção com formato em U é definida por uma parede plana disposta horizontalmente e unida por duas paredes planas dispostas verticalmente. A segunda seção com formato em U é também definida por uma parede plana disposta horizontalmente e ligada por duas paredes planas dispostas verticalmente, e é recebida dentro da primeira seção com formato em U e ligada a ela para definir o ‘ranque de compensação de refrigerante, [OC De acordo com uma outra modalidade, ura ; método -oricaçâo de um módulo de refrigeração inclui a formo;.:!o ne furos de montagem em uma chapa metálica e a fo~çáo da chapa metálica e um primeiro componente com um 0 to em ü. 0 método inclui ainda a formação de uma secunda chapa metálica em um segur.do componente com formato ern U, e a disposição do segundo ccmponente com formato em U dentro do primeiro componente com formato, em ü. 0 primeiro e o seu., :ao componente com format :· em ü são ligados para defini: um volume confinacc. Um radiador de refrigerante é ligado ao primeiro :compcr.entc com foimato em ü :5¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ furos de montac : . DESCRIÇÃO sucinta dos desenhos [0013] A Figura 1 é uma vista em persp||§lÉ|ltli^^ ; módulo de refrigeração di::; 1¾¾¾¾¾¾¾¾. uma 1 ϋ ü IΊ! A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida do módulo de refrigeração da Figura 1.
[0015] A Figura 3A e 3B são vistas em perspectiva de um elemento de armação estrutural do módulo de refrigeração da Figura 1.
[0016] A Figura 4 é uma vista parcial em seção tirada ao longo das linhas IV-IV da Figura 3A.
[0017] A Figura 5 é uma vista em perspectiva explodida do elemento de armação estrutural das Figuras 3A II; ίΐιιιιιιιι à Fi:güra 6 é "a vista aiagcamáticâ de sistema de refrigeração de um motor ..t ilirandcl refrigeração de acordo com uma moca; idade da f DESCRIÇÃO LLlTAIhhDA 11111111¾ Ill|r [0019] Antes coe qualquer nodaliaade da VCC ...................¾¾¾ ...................SSOsbíí iílti S^Ss^^SsIÍsíSSssCCSSísm* |r: seja explicada detalhadamente, devo ficar subentendido que a invenção não é d: :o ,-. .:.00 0.0 000 -c-, ' açãc . alhes de ;.|^|^^^^|p|||§^^^|iisposição de componentes apresentados na : descrição que segue ou ilustrados nos desenhos a||nsos. A presente invenção é; passível de outras modalidades e de ser : implementada ou colocada em prática de ||||l|||||||..r''' deve· ficar subentendido.qu§f· .a .... !|||||§p||||||!l o g i ã usadas no presente ds||l§j!nto se fins de des:::, ção e na:: ser consideradas como uma . limitação. O uso' 00 "Lncluir", "compreender" ou "ter" e suas var:oçdoo r.o prosor.te documento se destina a abranger os itens relacionados a seguir e equivã|Íl®ÍS|i§Éus cevo itens adicionais. A não ser que seja especificado ou 1- v: o do de outro modo qualquer, os termos "montado", "conectado", "sustentado" e "acoplado" e suas variações são usados de modo amplo e abrangem montagens, conexões, suportes e acoplamentos tanto diretas como indiretas. Além disso, "conectado" e "acoplado" não são restritos a conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos.
[0020] Um módulo de refrigeração 1 de acordo com algumas modalidades da invenção é mostrado nas Figuras 1 e 2, e inclui uma multiplicidade (na modalidade exemplar, são mostrados tres) trocadores de calor dispostos para receber uma corrente de ar de refrigeração. O módulo de refrigeração 1 inclui ura radiador 4 para rejeitar calor de uma corrente de refrigerante liquido de motor, um resfriador de ar de carga 5 para rejeitar o calor do ar de combustão carregado por turbina, e um resfriador de óleo 6 para rejeitar o calor do óleo de transmissão. Embora o número exato e os tipos exatos dos trocadores de calor possam variar dependendo da aplicação, o módulo de refrigeração 1 conforme mostrado pode ser especialmente útil em aplicações de motor para equipamento fora de estradas, tais como escavadeiras, carregadeiras frontais e semelhantes. 0 radiador de refrigerante 4, o resfriador de ar de carga 5, e o resfriador de óleo 6 são dispostos em série ao longo de uma dimensão em largura do módulo de Tffiiadores delpplór adicif||il|j§^^ por exe^||p||p||i®||^:ondensadory”:”' podem o^edWÍ^MÍBIiBler incluídas também, [0021] Embora o estilo e a construção de cada um dos trocacores de calor incluídos no módulo 1 possam variar, cada um deles é geralmente mostrado como tendo um r.úvleo de roca do calor que se estende entre os tanques 0 ..opostos do opostos. Conforme se pode ver melhor na . . .ta explodido da Figura 2, o radiador 4 inclui um tanque :o:perior 29 oi.sposto na extremidade superior do radiador 4, .- tanque inferior 30 disposto na extremidade inferior do 1 :diador 4, e um núcleo de troca de calor de radiador 28 que se estende entre o tanque superior 29 e o tanque inferior 30. O tanque superior 29 é dotado com uma abertura de entrada 31 para receber uma corrente de refrigerante de um sistema de refrigerante de motor e o tanque inferior 30 é dotado com uma abertura de saida 32 para devolver o : refrigerante resfriado ao sistema de refrigerante de motor. 10022] De modc análogo, o resfriador ae ar de carga ; 5 inclui tanques opostos 35 separados e conectados por um núcleo de troca de icalor de resfriador de ar de carga 34 e ; o resfriador de óleo 6 inclui tanques opostos 38 separados ;||||||||||||idos por um núcleo de troca de calor de resfriador de óleo 37. Sâc ::rov atas Poerturas 36 er uaa um dos : lliliiliiKlil : SiSil WmmmmiÊÊÊÊmêmm. eis ruir tanques de resfrirru 3c ar r. carga 35 e aberturas 39 são '.revistas em caca um ias tai. ;ues de resfriador de óleo 38, . 'a permitir a ruão .. - s seus sistemas de fluido respectivos. Can... uc dos tr.oradores de calor 4, 5 e 6 é ; ilustrado como trocador de calor de uma passf|pm 0¾¾¾¾, mál||||; pccie se perceber que pode ser alternativamente usado um. trocador de ca.: nr de múltiplas passagenJI p|f§a um ou dos trocadores ά§||^|||:||||Ρ||^ό as abertu|f§s f|§ entrada e : saída respectiv ·-: s de cr rrocador de calor podem ser ; previstas alternatívamente |ep|iijii|br §||e ||^|!!|ipi|dos ; tanques. f|l|||||f .cilllii [0023] 0 núcleo de radiador : 28|i |||||ÍÍ^^gf do : Jllliilil : resfriador :de ar de carga 34p|||:;i]|g^ieo f|| i^Jiiliir de ; : óleo 37 todos proporcionam trajetos para|p]||ili||||^ra o : fluido a ser resfriado) que se estendem ^t.|Í||gÍ||^Lnques : j§ opostos do trocador de calor, assim :com|| para ^ corrente de ar pata o ar de refrigeração ]§u|||||||iitendem : através do núcleo.: Cada um dos núcleos de||tiiii|ii<e calor : 28, 34 e d" pode ser <c:.uc .1.:c cr qualquer um dos modos conhecidos na técricc, i n 00::--::- : (sem limitação): consur ,ção em tubo e nr :ur-~, ccrc r uçâo do tubos, placas, e nervuras, construção em barra e placa e construção J|f| ' : placas b|||^l|S|l||||l|| : : : : : : !7'h:7' . :: .¾ armação ου:7 tendo um canal superior de armação estrutural 10 e um canal inferior de armação esrruoural 0 e dois canais de armação estruturais inserais 8, é usada para prender os trocadores de calor dentro do módulo de refrigeração 1. A armação estrutural 7 é montada ao redor dos trocadores de calor c «=rudos e os diversos elementos da armação estrutural 7 são presos por cavilhas rcsqueadas ou por prendedores 24 análogos que se estendem através dos furos alinhados 23 nos elementos de armação e acoplados a porcas rcsqueadas ou prendedores análogos 25 nos cantos da armação estrutural 7. Os furos 23 podem ser previstos, de preferência, em pares em cada ,:::.0-:.0, cor. forrne mostrado para proporcionar uma rigidez melhorada à armação estrutural 7. Os trocadores de calor são ore u aos elementos de armação por meio de prendedores 26 cuo se estendem através dos furos de montagem 27 dos trocadores de calor previstos no canal superior de armação estrutural 10 e no canal inferior de armação estrutural 9 para serem presos dentro dos tanques dos trocadores de calor e através deles.
[0025] Com referência agora ao diagrama da Figura 6, será descrito um pouco detalhadamente o sistema de refrigerante de motor 2 do qual o radiador 4 é uma parte. 0 sistema de refrigerante de motor 2 opera essencialmente para manter a temperatura de um motor 3 dentro dos parâmetros operacionais desejados. 0 motor 3 é tipicamente um motor de combustão interna operando com um combustível tal como gasolina, diesel, gas natural, propano, ou outro combustível à base de hidrocarboneto, embora possam ser adequados em algumas aplicações outros tipos de motores.
fíí ItUtUiíííislssss: .tttSs .SUStSs CCst USiSt Uti itttsttsíí*^.. . WsMZÊMgmM
II llllllllllll llll lllli 1111 1111 III lllllliiiilliiailil """'.""'""'S:ÍS
Faz-se circular uma corrente de refrigerante através do III motor 3 por uma bomba de água 43 para transportar para longe o calor que 6 gerado pelas ineficiências no processo de geração de energia do motor 3. Cunlquei numero de refrigerantes líquidos é conhecido na técnica, incluindo água, etileno glicol, propileno glícol, e suas comb Lr.ecò m .
No entanto, deve ser observado que os princípios operacionais do sistema de refrigeração do motor 2 são sSiiit tiiaiisie iiiiltlilissaiiiiilli«it geralmente aplicáveis a qualauer número de refrigerantes isiiiis mÊmmÊmmmmm? líquidos.
[0026] Como o refrigerante do motor absorve o calor gerado do motor 3, torna-se necessário se rej eitar esse calor da corrente de refrigerante para manter a temperatura co refrigerante a níveis desejáveis. Esta rejeição do calor é pelo menos parcialmente produzida pelo radiador 4. Pelo menos parte do refrigerante aquecido e ||. tanque sup--m.r do : ·. jlaaor 4, de onde ele com; r · -«s Cust tâtUt itpstítstt tffiútifrtrt® :':mí;mt8;i do núcleo de troca de calor do radiador 28 para o tanque lllllllnferíor 30. jp ar é t- = · : · u direc; onado através dc r l.meo dt troca de calor do radiador 2 8 por um ventilador, por exemplo. 0 cu_or 1 trans~erido por convecção do refrigerante para c ar, de modo que é reduzida a temperatura do ro: r ; m;rar.te.
[0027] Ur : ::ítato é U: ado para manter a temperatura do refrigerante que entra no motor 3 dentro de limites oi.-nciort.a c-sejávei a . Um termostato 40 t| ;to :.il .;r: r.ent , motor dc ..tira que é disposto ct:. t da corrente dar refrigerante e que responde â temperatura da corrente de rc1rigerante. Durante condições quando o refrigerante: ou en ra abai> tos ] :: Ites de temper.-u.ur.u llISlillilllli III IlIliSI 111 I
Biiiiiiiiii iii mm s«............................b,:".. ιιΐιιιιιιι i lilllillieilllll llll llllllllllili^^cüõi'''' III 11 Bllllliilllllllllll llll li»;íSíi..."" llll lü lilllllilllll II " oerac. . r. l i desejáveis (conforme podería ocorre- , ; >r . xempl. , aur.::ite a partida do motor ou durante a opei :a temperaturas -ambientes muito baixas), o termostato ccr-p ata oí sub..·; ·. ar ·."<-·Imente impedirá que o ref.. corante coi :a; do anque r ;.da 30 do r -.diador ·, de o o que tcd ou cubstanc: -rente todo, c vrfriger, ce f r; ido ao moo .r 3 ora a ;ade de re : or-.r.ào oi: . íiretamente da bomba de água 43, sem ter passado polo radiador 4. Ta|li operação impedirá, ou pelo menos gravemente limitará, ili remoção uo ,u ..or do re · -vrinuite, de modo que a continuação da operacr ··.. j motor .? servirá para aumentar continuamente a que :Sʧ refriaerv re atingirá uma temperatura tal, que se encontre dentro d· limites operacionais desejados. Neste momento, o termostato 40 abrirá parcialmente o trajeto de fluxo que se estende atravésle do radiadg||jj% 4 parálllll corrent||ff de|I|l refrigerante, de modo que pelo menos parte do refrigerante que a bomba de água 43 j^^^^^^Érculaert^^esfriada pellill rejeição do calor para Em algumas condições operacionais, o termostato 40 pode abrir compietamente o trajeto de fluxo que se estende através do radiador 4, de modo que todo, ou substancialmente todo, o refrigerante que a bomba de água 43 faz circular atravessa o radiador. De um modo geral, no entanto, o termostato 40 Hiiin o cr. 1 inuamente a diferença entre o refrigerante que a:.acessa c radiador 4 e o refrigerante que passa por fora Cio ai.; r, para proporcionar ao motor 3 uma corrente contínua de refrigerante a uma tei^|ÍÍÍÍra :00?8] ||||l|||i|b bem conhecido que :||^Íi||ÍÍ|^ps líquidos típicos apresentam uma correlação ^|g^§||J||l|ie |g|f IlISllll lllllllllll 111 111! lllllll! lllllllllll 1111111 III 811 temperatura e densidade. Como um exemplo especialmente relevante, mas não limitante, a elevação da temperatura de uma mistura a 50/50 (em volume) de água e etileno glicol de 5°C para uma temperatura operacional tipica de 90 °C resultará em urna redução de 5% na densie§ijp||lii| líquidc^^^^^^^^ Essa redução o: densidade resu' *-grá em uma expansão geral do volume ocupado pelo refrigerante :liquido íncompressívei e exige que algum espaço de expansão prev . eη o internor d·: sister.u de refriger e /. O espaço de expansão necessá r; c pode s-:-' proporcionado por de compensação 11 incluído no sistema de refrigerante 2, O tanque de compunsaçãe?’.<:, de prefe-*-rc: a, .ccnlizado |||: no ponto ma....-; levaa no . t st ema de .. proporciona um espaço de expansão preenchido compressível {tipicamente ar) . À medida que ó aquecido pelo rr.o' 3, t oartir de uma temperatura : o·: : ativamentr.· ;.·.; ixa nus tone.. voes não operacionais para a temperatura relatívamente alta encontrada §§|m uma operação . )j||||f| ||||: constante, a expansãof||fci|lftfrigerante li® interior do : sistema de refrigerante 2 forçará parte do refrigerante para dentro do tanque de compensação : 11 através de uma abertura de puxar para baixo 19 que é previsto em uma. extremidade inferior do tanque de compensação 11, A abertura de puxar para baixo 19 está acoplada por fluido por uma linha de puxar para baixo 45 ao lado da sucção da ...bomba. de., água.. 43,. embora., em algumas modalidades alternativas ele possa em vez disso estar acoplada em um ponto diferente ao longo do circuito do refrigerante, do lado de alta pressão, por exemplo, da bomba de água 'P. movimento do ref or^ranh par . o.en·.. do vi ume inte: ..o 1.7 do tanque de compensação 11 elevará o nível do líquido e comprimirá o gas, aumentando assim a pressão do sistema.
Depois da interrupção do motor 3, o refrigerante no interior do sistema de refrigerante 2 se resfriará e novamente terá a densidade aumentada. Isso então fará com que parte do refrigerante contido no interior do tanque de compensação 11 se desloque para dentro do resto do sistema de refrigerante 3 através da abertura de puxar para baixo llllitó · [0029] O tanque de compensação 11 poderá também ser usado para impedir o acúmulo indesejável de ar e de outros gases nlc condensáveis no interior de outras regiões do sistema ao refrigerante 2 do motor. O acúmulo de ar no ....... interior aas ps s sacie.-'.? para fluido do núcleo de troca de o;-or- do radiador 2B, por exemplo, poderá resultar no efetivo·. "destas passagens impedindo que β| ; ;§§f| ; recebam a corrente- de refrigerante, levando assim a ύβο η capacidade inadequada de refrigeraçãoPara impedir tal . acúmulo, é previsto um orifício de ; ventilação 33 do radiador no interior 3o tanque superior 29 do radiador :|p§| sendo esto orifício de ventilação conectado por fluido por ; ! uma linha de ventilação 44 a um orifício de ventilação 20 ^ !!& disposto vo Urdo para a extremidade superior do tanque ce . compensação 11, Bolsos de ar em todo o sistema de refrigerante do motor 2 serão levados para o tanque superior 29 pelo corrente.de refrigerante da bomba de água : 43, ou se deslocarão naturalmente para lá a partir d3|ff|. ||| tanque inferior 30 :e/ou do núcleo de troca de calor 28 por . efeitos de flutuação. A flutuação natural do ar em relação : ao refrigera-d.o do motor fará ainda com !que o ar migre para !8f«*i*I« 111! 11111 lllllilll 1 1 1111 * III III cir.a r-ι dentro do volume 17 do tanque de compensação 11.
Qualquer ref rigeee^|^u|I||>ossa serilií^eftieo juntamenei|||l||| c;:n o ar se juntará ao refrigerante adicional armazenado no interior dc volume 17.
[0030] 0 arranjo de ventilação mencionado acima pode ser especialmente útil quando se enche o sistema de refrigerar*·:: do motor 2 com refrigerante. Pode ser extr< - -..mer.·u desr. ^vel se encher o sistema de refrigerante de motor 2 através do h§|||iquit||§f|||lli^^ ele constitui a porção d© 2 que se encontra na gargalo de enchimento tanque de compensação 11. 0 gargalo de enchimento 18 pode Jfjj ser fechado com uma tampa capaz de compressão (não mostrada).......durante a operação do sistema, sendo a tampa f-jc·: :::er.re removível para e encher o sistema 2 com o hõu^rc.hu 0 ref rigeranpod.: sor dispensado para o sistema de refrigerante 2 através do gargalo de enchimento 81, e tal refrigerante será drenado para o fundo do sistema de refrigerante do motor 2 por meio da abertura de puxar para baixo 19. 0 ar que é deri o..·,ui:· c : o '.fria· qi · estiver enchendo o sistema suri ...........................d rara cc:c..u..
:ÊÊÊÍSSMÊSIÊSÊÊ9ÊiÊ0ÊSI0SWʧSÊeSÊSÊM. ? ílill 111III tanque superior 29, que se lo u; . za, de proferêr.cda, a uma hchihlihh.iphiiii/i hi'ii.hivpdcuh:ii:h:iiçcp:iichi.hiçiiipç'i:hççiutiiiiihhc;:c:h:'hliiuvph:,d çrPppph: chlihihhípi eletmuão maior do que todas as dc .i - u - ..do .· c 2, :hpvhphphh.v.h:Vi:p·':·· qpPa hviphi:! idiciiÜPvh excetuando o tanque de compensação 11. 0 ar continua então liiiip: 'gplppp; hípslpigplflpp^^ iiipll Sllll 2®h PihlIS iilllfa se tanque de compensação 11 ||f: através do orifício de ventilação 20 e deifff-se que ele saía do sistema através do gargalo de enchimento 18. Uma -d. nela de visualização 22 pode ser prevista no tanque de rppdipplil p:ih|;:h hipp tÊM .ithm ompens 11, em um lo . qu· corre- uno ; a . n; · . l.c h;h:U:'P:: p p: p.p U;; p Λ u hppp:':t.;pp:hp;tt:h:p:.:h:h:;Pu:pPP;pp:p:P::pPC :q:pp:;. hhqqPP.pnpqqqp:·: '.:ph hl': / .iiupph it^hUpvPPivUjp.upp enchimento desejável do tanque de compensação. A janela de visualização 22 proporciona um feedback visual durante a operação de enchimento, de modo que o enchimento possa ser . tterrompido -:0..-. dc : efrigerante puder ser vir· o através da janela de vi sua 11 ração 22. A janela de III visualização 22 está, de pn * xfncia, disposta a uma elevação acima da abertura de puxar para baixo 19 e abaixo do orifício de ventilação 20, de modo que a abertura 19 f possa estar em comunicação por f1uído;com a porção lontendo j iíiij' jiKih ΙΰνΙΙΚί: .« líquido dc tanque de compensação 11, e o orifício 20 possa estar em comunicação contendo ar. j|;ÍÍ|||l Um orifício de transbordo 21 é previsto no gargalo de et ::rJ vento 18. durante a operação, o furo central do vergai:, do enchimento é fechado pela tampa de cressão em um local abaixo do porto de transbordo 21. A fem.ea de pressão inclui um mecanismo de alívio de pressão, de modo que, se a pressão no interior do sistema de refrigerante 2 exceder algum limiar predefinido, a pressão seja aliviada pelo ar de ventilação e/ou pelo refrigerante através do orifício de transbordo 21, reduzindo deste modo a pressão e impedindo dano ao sistema de refrigerante 2.
[0032] A localização do tanque de compensação no interior do sistema pode representar um desafio, especialmente quando o sistema de motor é previsto como fazendo parte de um veículo com uma vocação para fora-de-estrada. Pode ser desejável se acondicionar pelo menos alguns dos trocadores de calor para um tal sistema de motor em um módulo de refrigeração e é, frequentemente indesejável se ter o tanque de compensação se estendendo acima da parte superior de tal módulo. No entanto, conforme já indicado acima, uma operação adequada do sistema de refrigerante de motor 2 exige que o tanque de compensação esteja localizado na parte mais elevada do sistema de refrigerante de motor 3.
[0033] Para solucionar o desafio mencionado acima, o tanque de compensação 11 é integrado à armação estrutural 7 do módulo de refrigerante 1, Mais especificamente, o canal superior da armação estrutural 10 é dotado com um tanque de compensação integrado 11 que está situado diretamente acima do tanque superior 2 9 do radiador 4. As características do canal superior da armação estrutural 10 podem ser mais bem compreendidas com referência às Figuras sfe,:,3A, 3B, 4 e 5. .... .............. ................... ..................
[0034] 0 canal superior da armação estrutural 10 da r .1 idade exemplar é formado de aço erm chapa. No entanto, : deve ser observado que em outras modalidades, ele pod||f|||lfjf : áÊmÊÊÊ fabricado de outros materiais, tais como alumínid||||||ü ' : plástico. : [0035] 0 canal superior da armação estrutural 10 ^ .illllllf inclui um primeiro componente com formato em ü 12 e um lllitc®·1· segunde componente com formato em 0 13,.,; "Com formato em 0'" Jllfllf : significa que o componente tem tres seções de paredes IIIBIIIIIII Jifll tilillf . Illlllí I ligadas extremidade com extremidade, de modo tal, que duas ; IIIIIIIIISII lllflii: lllli ' iliií llli das seções de parede são dispostas em geral paralelas entre fililSlltill Ililllli! dflo lllil . JiilS; :[fi! si e alinhadas uma com a outra, e são ligadas por uma seção central das seções :de parede ραία definir urr, formato que é I em geral semelhante ao da letra u. O componente 10 inclui : uma parede r Lana central 14, que se ^estende entre duas paredes planas espaçadas entre si 15, 16. A parede plana lfffff é ligada a uma primeira borda longa da parede plana 14 e a : parede plana 16 é ligada a uma segundaborda longa oposta da parede plana 14. As paredes planas 15, 16 são díspostf§| || ; para serem perpendiculares à parede plana 14, e para || || ; estender cia p.-.retíe ina 14 em uma direção comum de mo§| || que o c·:-pcni-- oe 10 - am ger : rente um forrar.::, em ü, quando observado ao longo da direção das bordas longas. llllEm uma modalidade preferida, o módulo |ff : J§§ refrigeração 1 será de tal modo projetado, que as profundidades dos trocadores de calor 4, 5 e 6 serão geralmente iguais. 0 espaçamento entre as paredes 15, 16 é de uma dimensão que acolhe facilmente os tanques 29, 35 e 38 entre elas, e permite a fixação firme destes tanques ao canal superior da armação estrutural 10 pelos fixadores 26 .............. do trocador de calor que se estendem através dos furos de ; montagem 27 do trocador de calor previstos nas paredes .15, 4 4. d:· faro·; ua montagem 2n do trocador de calor são dispostos para coincidir com cs elementos de montagem previstos no interior dos tanques dos trocadores de calor, tais como os furos rosqueados, as perfurações, ou os furos : auto-roscantes. f§|§- [0037] 0 tanque de compensação 11 é diretamente : ; integrado ao canal superior 10 da armação estrutural : forma "o o um gur. o ..impor·.:.- com ' mu ato em l|||||g!|§|í;^ inserindo esse segunde componente com formato em espaço onere .... pa-ec· 15, 6, de moc q :e o tanque no çomeens ;çã mado. Os .... ; formato em 0 12 e 3 3 são ligados entre si por ' brazagem, r mm m : um- ou . ra té< ;:i o o c; 1 ccdo para : proporciono" um vc.ur.-~ ccralmcrte vedam [C0383 ·.' çarcmm.o de o . uhimento o if:.cio de j : 11I1I1III 11 II III SIISIlll II llllllllliil! ventilação 20, a abertura de puxar para baixo 19, a janela de visualização 22 podem ser montados em aberturas previstas no componente 12 e/ou no componente 13, e podem ser ligados a eles para proporcionar juntas adicionais estanques a vazamento. A junção pode ser efetuada de modo análogo ao descrito para os componentes 12 e 13 ou pode ser efetuada por quaisquer outros métodos de junção conhecidos. Em alguns casos um dos componentes mencionados podem ser juntado em dois ou mais pedaços. A janela de visualização 22 pode incluir um componente acolhedor 0¾¾¾ uma interna que é soldado em um orificio .na ppigilii 15 componente eu j:c d"· e nlização com rosca externa que é rosqueado para dentro da parte acolhedor^^^^^^^^.
[0039] Em alguns casos, pelo m§|É|t||^^ componentes mencionados acima 10 da armação estrutural depois da inserção do componente : cor; formato em 1 13 pura dentro do componente com formato : e~ U 1. Podv r preferível se prover uma cantoneira 42, por exemplo, dentro ífc| tanque§j|§e compensação 11 que se : estende acima da abertura de puxar para baixo 19 para proporcionar algum efeito de entrave à corrente que atravessa essa abertura 19. A cantoneira. 42 pode ser previamente montada ao componente 13, e a abertura 19 pode então ser subsequentemente inserida através da parede 15, de modo que ela seja acolhida no interior do bolso formado pela cantoneira. 42 e o componente 13.
[0040] Pode ser especialmente preferível se formar o componente com formato em U 12 cortando-se uma primeira peça bruta chata de aço em chapa e formando subsequentemente as paredes 14, 15 e 16 da peça bruta com a criação de duas dobras em ângulo reto. Os orifícios necessários para a montagem de diversos componentes do tanque de compensação (a abertura de puxar para baixo 19, por exemplo, a janela de visualização 22, o orifício de ventilação 2 0 e o gargalo de enchimento 18) podem ser formados antes de tal formação das paredes, opcionalmente na mesma operação do corte da peça bruta. Os furos de montagem 23 e 27 podem ser formados de modo análogo, juntamente com entalhes 41 que são previstos para acolher cs furos para fluido dos diversos trocadores de calor. Em aigumas modalidades, pelo menos alguns dos furos de montagem 23 e/ou 27 podem ser formados em forma de fendas 3 : ongadss............ ......
[0041] Em algumas modalidades especialmente preferidas, as paredes 15 e 16 do canal superior 10 da : armação estrutural são dimensidffadas para cor^ip^hder às ; : alteres riu tanque de refrigerante do ar de carga 35 e do : tanque de refrigerante de óleo 38 acima da porção da largura do módulo de refrigeração nos pontos onde estão localizados o resfriador de ar de carga 5 e o resfriador de óleo 6. De modo análogo, essas paredes 15 e 16 podem ser dimensionadas para corresponder à altura total do tanque de compensação 11 e do tanque superior do radiador acima daquela porção da largura do módulo de refrigeração onde se localiza o radiador 4. Além disso, o canal inferior da armação estrutural 9 pode ser de uma construção em formato de ü análoga, com as paredes verticalmente dispostas que citijtispondem às alturas do tanque resfriador de ar de carga 35, do tanque resfriador de óleo 38 e do tanque inferior de : radiador 30. Assim procedendo, pode ficar assegurado que a ' νύη d:Vlioçi·:::· d ό: ίύ.· '" ii®: 11111 11 1111 .1111111 1 eillIRlllllll armação s-strutura] 7 não sa ser. r~r->-ú * erm os núcleos de troca de calor 27 8, 34, e 37, de modo que (||||||||||jJ|lp|||F através desses núcleos de troca de caldf§§ff|§^ obstruído.
[0041 ] oregr. s : r canque de compensação 11 ao módulo de refrigeração 1 de tal modo, as áreas dianteiras do radiador 4, resfriador de ar de carga 5 e do resfriador ;;iec € podem codas ser maximizadas. Como todos os trocadorr ie caLor mencionados e o tanque de compensação 11 são os :alizados de um lado comum da parede plana 14, casa pároco 14 pode ser elevada para se encontrar em uma orientação alta do compartimento do motor. Isto permite uma integração fácil do módulo de refrigeração 1 ao sistema do motor como um todo, especialmente nos casos em que o sistema de motor é marte de um veiculo.
[0043] Diversas alternativas às determinadas características e elementos da presente IliiS·· ,illl§llfli::;' Illilliifif ifi :MeÊSmÊSmÊÊÊÈ$$ÊSÊÊ$ÊS:Ê0M descritos.,......... com referência,,.,,a,,,.....modalidades espef§|§§]i§^ presente invenção. Com a exceção das características, '111:1 JiiÉIIf·' : lllllliiiSIr :'WãMS0ÊSMÊãÊ elementos eg§|^ que são mutuamente ®r Jlf§fr :.éSi0ÊÊÊ^tÊ&SSS&§Êeiti$ÊÊÊlÊMM IllilBSff ''lllliiilisiiill excludent.es ou que são inconsistentes com cada modacidade WSÊÊmÊiM. ;> ,.^ΙίίίΙΙΙΙΙΙύνΐΙΙΙΙΙΙΙΐΚίΙΙ^ΙΙΙΐίΙνΙΙ^ΙΙΙΙΙΙΙίΙΙΙΙΙΙΙνΙΙΙΙΙίΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙί .StilSIiii lliillillill descrita acima, deve ser observado que características, elemento e modos de operação alternativos descritos com liiiid·· :&:ΜΡΜ0ϊ·' referência a uma modalidade específica são aplicáveis às demais modalidades.
Iii .... Ifiifllll! ΙΙ8Ϊ .lillllllll. |||ÍÍÍ4] As modalidades descritas acima e ilustradas nas figuras são apresentadas a título de exemplo somente e não se destinam a constituir uma limitação às idéias e aos princípios da presente invenção. Por este motivo, os versados na técnica observarão que diversas alterações nos el ^mentes *> en sua cor.r i miração e disposição são possívei s, . " ϊΟ,,,-ΟΟΐόΙΙ^^ ^ . . olÍIÍllÍ: ν:·νψ·^· ' . 1 ' " -u» que ;.a:d d*?v.*G c. ^ do âmr da presente """r;'ÍÍia;K'í;"' ,ιΐΐίΐ I: ll ISISIt IIIIíIííIÍSIs invenção. ISlilli! mi 111 1111111 lilllillliil 1111 1111111811 111111111 lllill ll I 111111 SiÊÈtgÊIÊê 1111 111111111 mmm .¾ o.o· ívçvçííííóç:: ííiipIíí m wm&u s iiiiiiii íè^s$êsssêêm^ mssm iIíisiisíis lllllllvllll:'i:i:'lll:llllçi lllllllill 11 11 lil:l|lllll .-il ; :í| lllillll lilllillllliloll ii Υ·:ο:000·η:,ν^00::·::0ν:ο::ο::ο -000:00000.-. Oi -.-::::0 OOOOOOOOO-ÒO ://:^:./:a:::::::::O:Ç::V:S::;o::s:0O::V.^>v::·,.·.·,: -.00:.-:00:0:0: ΟΟόΥΟοΟΟΡοΟΟ-οΟΟίΟΟ:- OOO lllii:ilil 11 |lv lllllilli llllillli lllli:llllll:lil iiiiiiiiiiiiiiiiiii· 111:1111. ii ii: iiiiiiiii ·ιΐΐϊΐιιι: .ΐνΐιΐιιΐιιι:::ΐιΐνΐ iii ãi:ilvisiÇ'i/::i::o:s:sioço: òòííoííIoíyo oi ol: oòiiçuiiioo òòoòooííoo-Iíyo^^ :ilii IIIIIyIoII 'li I# lllllilli iilllll· illl! I llilll ΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙ 1111 liiilil :ãÍ:ÍSãOv.:òO.:Ç.Ç:Ç:::Ço:Ç:Ç:Ç· Ü ÜV. :;o:VÇiã'Oò:/.;.Ç.v Çã:Ç:o^::iόSin^V:>V:iόi:^iO:inV.::S .óoioiilãiO O:··:;? ο|.ρν:|;;|-:^ 11111:1:11 11 ll l^ãçllllll liloil-I^ lillllll li:li:i;lli:ii|illl lli lllilllil lllll 11 llilll lilllillliil lllllillillllil *§Sil»liÍ illlll i Ii llilll ililill!:l:lliiil ÍÈernmmmãÈÊIM
SlSllllll lllll 11 llilll WÊÍÈKÈÊÊÊi. lilllillliil l!ll!Ii:Sllllilli ilililli l: IS ΙΙΙΙιΙΙΙιΙΙΙΙΙΙΙιΙιΙ WÊÊÊI^SSÊíSiUSí REIVINDICAÇÕES
Claims (18)
1. Módulo de refrigeração, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: - uma multiplicidade de trocadores de calor, sendo pelo menos um deles um radiador de refrigerante, - um canal da armação estrutural que se estende ao longo de uma. extremidade, do módulo, de refrigeração, sendo a. .. multiplicidade de trocadores de calor pelo menos parcialmente presa ao canal de armação estrutural, e um tanque de compensação de refrigerante fazendo parte integrante do módulo de refrigeração e em comunicação or fluido com o radiador de refrigerante, tendo o tanque : de compensa·.;.·;o de refrigerante um volume de refrigerante • confinado ror uma multiplicidade ...de paredes,.... sendo. pelo.. ..... ; menos una uas r, ^. redes provida pelo canal de armação esp||||llll;i®|||| '"'”^911
2. MMódulo de refrigeração, de acordo com a ! reivindicação 1, CARACΤEA1ZADO pelo fato de; que o canal de : armação estr.rural defino uma parede plana que se estende ao longo <..· uma . oiensão de largura do módulo de refrigeração, sendo a multiplicidade, de trocadores de calor... e o tanque de compensação de refrigerante localizados de um lado comum oda; parede
3. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o tanque de compensação de refrigerante é disposto entre a parede plana e o radiador de refrigerante.
4. Módulo de refrigeração, . de . acordo com ..a reivindicação 1, cada um da multiplicidade de trocadores de calor inclui um núcleo de trocador de calor, e o canal de armação c srutr. ;a : ;nã<- 5st.i em sobrepos-:.--.¾c :,:n os núcleos : de trocadores de calor.
5. Módulo de refrigeração, de acordo com a Jllllllll SlllllIlSil 111 : : .,::/:1¾.. llff 1 .liillll reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal de llllllllpl estrutural compreende: l!llisilisilll!!!lilma priir par eu- plana tendo primou rr. c secunda : ; bordas _o:igas opost|f|§§§ .illllil - ura íísrrd parede cena que se esconde ac longo da primeira borda longa e orientada perpendicular à primeira ' .íllilllllllil : parede plana; e - uma terceira parede plana qu§:;iiíí:gi||iiÇlifc JÊÊ . segunda borda ..or.gá e orie* cada perpendicular à primeira parede piore;:, sc-r.dc que cada uma da primeira,.. da segunda e ............... : da terceira parede plana define uma da paredes oco delimitam o volume de refrigerante.
6. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira parede plana, a segunda parede plana e a terceira parede plana definem em ©onfunto uma primeira seção com formato de U, e que compreende ainda: - uma quarta parede plana tendo terceira e quarta bordas longas opostas; - uma quinta parede plana que se estende ao longo da terceira borda longa e orientada perpendicular à quarta parede plana; e - uma...sexta parede plana que se estende ao longo da quarta borda longa e orientada perpendicular à quarta parede plana, definindo a quarta parede plana, a quinta parede plana e a sexta parede plana em conjunto uma segunda seção com formato em U, sendo a segunda seção com formato :neu recebida no interior cia primeira ração com formato cm ü ; : e ligada a ela para definir o tanque; de compensação de '|||!lil!l|f : refrigerante,
7, Módulo de refrigeração, de acordo com a l||lffSllí : reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende 1||||||1| ||; ainda um gargalo de enchimento de refrigerante ligado à lllllllll primeira parede piar.a e estendendo-se para dentro do volume de refrigerante. llSllllIlSllll,
8. Módulo de refrigeração instalado em um sistema de 1 motor tendo um ci r mal to de 101-:4..10010,: CARACTERIZADO pifc : fato de que compreende; lllillllr um canal superior de armação estrutura]JJJJ| 11111111111' um-canal inferior de armação- estrutu^Í||ifastado do .................. |||||J|||i|í. superior de armação estrutural e a um nível mais : : baixo; " Jm dor io refrigerante disposto entre o canal tuj aç estrutural e o nfer e preso a eles, formando o radiador de refrigerante parte do circuito de reirígeração; e j| íllillll “ um tanque ompensação de rtfr: uorar.to previsto no |l|l||||i||il superior do armação estrutur- ' e mearrado acima do : radiador de refrigerante, fazendo o tanque de compensação : ; de refrigerante parte do circuito de refrigeração.
9. Módulo de refrigeração, de acordo com a : 1|||||||||Í||idícação 8, CARACTERIZADO pe. ia: o de m.·.. o tanque 00 : /"fl||p||p|saçio. de. re :: ;-igerante está . :u.-: ido -3 posição mau; : elevada ao longo do circuito de refrigeração.
10. Módulo de refrigeração, acendo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato ae que o radiado de refrigerante inclui um tanque de entrada e um tanque de saíc:·! es:. ando o t.unque dc . omper aação uc- ' nt· |||i|i copia do por fluido a um des dois, ou ao tanque de entrada ou ao tanque de saida, por meio de uma abertura de ventilação prevista era uma localização superior do tanque de compensação de refrigerante.
11. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o tanque de entrada é preso ao canal superior de armação estrutural, o tanque de saída é preso ao canal inferior de armação estrutural e o tanque de compensação de refrigerante está acc; ; .to pc ui do ao tanque de entrada.
12. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, CA AACTERIZADO pelo f u o Je que compreende !§u um ou mais troesdores de calor adicionais presos ao canal superior de armação estrutural e ao inferior.
13. Módulo de refrigeração, de acorao com a : 'Atlljl re.Lv.inai cação !, CAAA1TERIZAD0 pelo fatc de que o tanque de cet.íu. . .-uçâo re;A-u u.uuinte está acoplado por fluido a uma localização mais o a . /.a ao longo do circuito de refrigeração por meio do uma abertura de puxar para baixo prevista em uma localização inferior do tanque de compensação de refrigerante.
14. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal superior de armação estrutural, compreende: - uma primeira seção çom formato em 0 definida por uma primeira parede plana disposta horizontalmente ligada pela primeira e pela segunda paredes planas dispostas verticalmen'. -<,· e - uma seca .ia seção cc - · a ua orm U . sfi :: :a pc· -ma segunda pai:: plana di s st u hri zontaIme*· ~ e ligada pele terceira o pela quo rca v.a redes pi as disposta;. verticalme: .:, sendo a .;eode seção cc:: formato em recebida n.: interior da çcr·.-"·.:. seção co’ . :ormato em ü ligada a para def ·.; ianque de compensação o refrigerante-. de fabricação de um, módulo de refrigeração lilllllli com tanque de compensação --:1-:010 parte a:.-agrar.·.·.:. deJo, CARACTERIZAI; pelo fato cc· o;- oigreende: - a foro ;ão de uma r; ; . · ade de : .... s de :: : oo. c, -o·' em uma primeira chapa metálica; - a formação da primeira chapa metálica em um primeiro componente com formato em 1;
15. segunda chapa segundo componente com formato em U; - a disposição do segundo componente com formato em U dentro do primeiro componente com formato em U; - a ligação do primeiro e do segundo componente com formato em ü para definir um volume confinado; e - a ligação de um radiador de refrigerante ao primeiro componente com formato em U através de pelo menos alguns da multiplicidade de furos de montagem.
16. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a ligação do primeiro e do segundo componentes com formato em U inclui a soldagem do segundo componente ccrr. í ο--;.::: o em U ao primeiro componente
17. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo feto de que compreende a ligação de um o·.. 1; s cr.coadores .:1.:- ; , ' r adicionais ao primeiro c::"ροη·om ί.cc-ato em ü através ( f : o mo-.os alguns da multiplicidade de furos do montagem, li" ,111111 illlIllllfe;::o:Killl? "lllllllll
18. Módulo de refrigeração, de acordo com a reivindicar-to 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de ligação de um radiador de refrigerante ao primeiro componente com formato em 0 inclui a disposição de um tanque superior do radiador de refrigerante direta mento mvc::mte no segundo c jmpcr.c-r.* o com forma * o em D. 11 lí lllli# 111 slilll 111 .,.,^mvtiiii iiiii Í'iMÍi:iiiÍÍi timi Rei οίΑΑίοί ., £í| -¾
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