BR112012029936B1

BR112012029936B1 - tanque de armazenamento de fluido, e método para condicionar um fluido hidráulico

Info

Publication number: BR112012029936B1
Application number: BR112012029936-0A
Authority: BR
Inventors: Bruce E. Knuth
Original assignee: Helgesen Industries, Inc
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2021-03-09
Also published as: EP2577069A2; EP3263912B1; CN102985701B; CN102985701A; WO2011149949A3; WO2011149949A2; RU2012155850A; US8491707B2; EP3263912A1; US20110284089A1; EP2577069B1; RU2565120C2; BR112012029936A2; EP2577069A4

Abstract

TANQUE DE ARMAZENAMENTO DE FLUIDO CONFIGURADO PARA REMOVER AR EXISTENTE DO FLUIDO. O tanque de armazenamento de fluido incluindo um mecanismo de remoção de ar existente é fornecido. O mecanismo de remoção de ar existente ajuda a consolidar pequenas bolhas de ar existentes dentro do fluido em bolhas maiores de modo que as bolhas de ar telham flutuação suficiente para escapar do fluxo de fluido. O mecanismo de remoção de ar existente pode estar na forma de uma pluralidade de fendas com dentes de serra comunicando diferentes câmaras dentro do tanque de armazenamento de fluido. O tanque de armazenamento de fluido pode também ser configurado para direcionar o fluxo de fluido em direção às paredes laterais do tanque de armazenamento de fluido à medida que o fluido transita de uma câmara para outra para promover transferência de calor do tanque de armazenamento de fluido e para evitar que o fluido dentro do tanque aja como um isolante térmico.

Description

Campo da Invenção

[001]Esta invenção geralmente se refere a tanques de armazenamento de fluido e mais particularmente a tanques de armazenamento de fluido que removem o ar existente e o calor do fluido armazenado nele.

Fundamentos da Invenção

[002]Muitos dispositivos usam fluidos como um meio de fornecer energia a outros dispositivos. Por exemplo, muitos dispositivos tais como caminhões, equipamento pesado, equipamento de construção, equipamento de fazenda, etc. utilizarão um sistema hidráulico que usa fluido hidráulico pressurizado (tipicamente óleo) para fazer funcionar motores hidráulicos, cilindros hidráulicos de acionamento, etc.

[003]Infelizmente, o fluido hidráulico de retorno a partir de um sistema hidráulico contém ar existente na forma de bolhas microscópicas. A fonte desse ar pode ser um número de localizações tais como vedação de haste de cilindro hidráulico, vedações de eixo de motor e bomba hidráulica e turbulência dentro do próprio reservatório. Tradicionalmente, o meio pelo qual lidar com essa contaminação é construir o reservatório grande o bastante de modo a aumentar o contato de superfície entre o fluido hidráulico e o ar dentro do tanque. A maior quantidade de área de superfície e tamanho do tanque permite que o ar existente escape viajando para a superfície do reservatório, antes do óleo retornar para as entradas da bomba.

[004]Ademais, à medida que o fluido hidráulico é ciclado através de um sistema, o fluido adquire energia térmica. Infelizmente, os maiores tamanhos de tanque são tipicamente exigidos para extrair esse excesso de calor.

[005]A presente invenção refere-se a aprimoramentos na técnica anterior.

Sumário da Invenção

[006]As modalidades da presente invenção referem-se a novos e aprimorados tanques de armazenamento de fluido. Mais particularmente, as modalidades da presente invenção referem-se a novos e aprimorados tanques de armazenamento de fluido para remover o ar existente do fluido armazenado dentro deles e que passa através do tanque de armazenamento de fluido. Ainda mais particularmente, as modalidades da presente invenção referem-se a novos e aprimorados tanques de armazenamento de fluido para remover o ar existente do fluido armazenado neles que utiliza dispositivos para promover a nucleação do ar existente dentro do fluido para aprimorar a remoção dele.

[007]Em uma modalidade, um tanque de armazenamento de fluido com capacidades de extração de ar aprimoradas é fornecido. O tanque de armazenamento de fluido inclui uma placa de nucleação com fendas de nucleação formadas nesta que fazem com que as pequenas bolhas de ar existentes nucleiem ou se aglomerem em bolhas maiores que têm flutuação suficiente para superar as forças de fluxo agindo nas bolhas de ar.

[008]Em uma modalidade mais preferencial, as fendas de nucleação são fendas com dentes de serra tendo uma pluralidade de picos e vales que aumentam as superfícies de nucleação das fendas de nucleação para promover a consolidação das bolhas de ar microscópicas em bolhas maiores.

[009]Em uma modalidade mais preferencial, as superfícies das fendas com dentes de serra têm uma rugosidade de superfície entre 40 e 70 Ra de modo a promover a captura de bolhas de ar microscópicas na superfície das fendas de nuclea- ção.

[010]Em uma modalidade, as superfícies de nucleação são preferencialmente anguladas para baixo em relação à superfície superior do fluido dentro do tanque de armazenamento de fluido quando viajando na direção à jusante. Isso direciona o fluxo de fluido para longe da superfície do tanque para inibir a produção de turbulência na superfície de fluido do tanque e inibir ainda a entrada de ar. Ademais, a placa de nucleação, incluindo essas fendas de nucleação, é preferencialmente angulada em relação à superfície superior do fluido. Esse ângulo está preferencialmente entre aproximadamente 30 e 60 graus e mais preferencialmente entre aproximadamente 40 e 50 graus. Esse ângulo também faz com que as bolhas de fluido formadas na superfície superior das fendas de nucleação sejam pressionadas na superfície superior ao invés de pressionadas das superfícies de modo que é mais difícil descarregar as bolhas consolidantes a partir das superfícies de nucleação permitindo a formação de bolhas de tamanho aumentado. Entretanto, outras modalidades podem ter uma rugosidade de superfície de menos de 135 Ra.

[011]Em outras modalidades, as superfícies de nucleação podem ser anguladas para cima em relação à superfície superior do fluido. Esse arranjo reduz a resistência do fluxo de fluido (isto é, retropressão) permitindo que o fluido flua através das fendas em uma taxa mais lenta. Esses arranjos têm tipicamente um ângulo entre aproximadamente 120 e 150 graus e mais preferencialmente 130 e 140 graus e preferencialmente aproximadamente 135 graus.

[012]Direcionar o fluxo de fluido em direção à superfície superior do fluido também promove a formação de bolhas. Concluiu-se que as bolhas se formam em uma taxa maior em localizações mais altas dentro do fluxo de fluido. Isso ocorre devido à pressão reduzida mais próxima à superfície do fluido impedindo a formação de bolhas. Assim, ao direcionar o fluido para o topo da superfície, a formação de bolhas pode ser promovida, por essas razões.

[013]Entretanto, esse ângulo pode mudar devido à taxa de fluxo do fluido através do tanque de armazenamento de fluido e às propriedades físicas do fluido. Como tal, o requerente se reserva o direito de reivindicar qualquer faixa particular ou valor individual de ângulo α entre 30 e 60 graus e 120 e 150 graus.

[014]Em uma modalidade adicional, a altura das fendas, isto é, perpendicular ao fluxo através das fendas, está entre aproximadamente 1,5875 mm e 12,7 mm (1/16 e 1/2 polegada). Mais preferencialmente, a altura é aproximadamente 3,175 mm (1/8 polegada). Essa altura pode ser medida nos picos ou nos vales das superfícies com dentes de serra.

[015]Em uma modalidade adicional, o tanque de armazenamento de fluido inclui ao menos uma zona de entrada e uma zona de extração de ar. A zona de entrada é imediatamente a montante das fendas de nucleação e a zona de extração de ar é imediatamente à jusante das fendas de nucleação. O topo da zona de entrada é verticalmente mais baixo do que o topo da zona de extração de ar. Ademais, em operação, o nível de fluido hidráulico é mantido em uma profundidade que é mais alta do que o topo da zona de entrada sempre. Isso impede uma interface de ar- fluido hidráulico dentro da zona de entrada reduzindo a quantidade de entrada de ar devido à turbulência gerada pelo fluido hidráulico à medida que ele entra na zona de entrada.

[016]Uma modalidade adicional inclui uma zona de redirecionamento imediatamente à jusante da zona de extração de ar. Essa zona leva o fluido a ser redirecionado a partir de sua direção de fluxo dentro da zona de extração de ar. Esse redi- recionamento permite que as bolhas aumentadas sejam expelidas do fluxo de fluido. Similarmente, em uma modalidade, o tanque de armazenamento de fluido inclui uma zona de saída à jusante da zona de redirecionamento. Novamente, o fluxo de fluido é redirecionado à medida que ele sai da zona de redirecionamento para a zona de saída. Preferencialmente, os redirecionamentos para dentro e para fora da zona de direcionamento resultam em uma mudança na direção entre 150 e 180 graus.

[017]Os dispositivos (isto é, placas de metal) que separam as várias partes do tanque de armazenamento de fluido nas várias zonas diferentes, são preferencialmente termicamente conectados ao envoltório do tanque de armazenamento de fluido de modo a promover mais transferência de calor ao envoltório para subsequente dissipação de calor (soldagem). Como tal, essas estruturas adicionais funcionam como dissipadores de calor.

[018]Em uma modalidade adicional, as fendas de nucleação são formas nos lados do tanque e não no centro da placa de nucleação. Isso faz com que o fluido seja direcionado lateralmente para fora em direção aos lados do tanque de armazenamento de fluido para promover a transferência de calor ao envoltório, isto é, alojamento, do tanque de modo a aprimorar a extração de calor a partir do tanque. Como tal, em uma modalidade, uma parte contínua da placa de nucleação está no centro da placa forçando o fluxo de fluido lateralmente em direção aos lados. Ademais, em uma modalidade, as fendas de nucleação não se estendem através do centro da placa de nucleação.

[019]Outros aspectos, objetivos e vantagens da invenção se tornarão mais claros a partir da seguinte descrição detalhada quando tomada em conjunto com os desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

[020]Os desenhos em anexo incorporados e formando uma parte da especificação ilustram vários aspectos da presente invenção e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

[021]A FIG. 1 é uma ilustração parcial em perspectiva do tanque de armazenamento de fluido de acordo com uma modalidade da presente invenção com um lado removido mostrando os seus componentes internos.

[022]A FIG. 2 é uma vista planificada aumentada de um banco de fendas de nucleação formado em uma placa de nucleação do tanque de armazenamento de fluido da FIG. 1.

[023]A FIG. 3 é uma ilustração transversal lateral do tanque de armazenamento da FIG. 1 que ilustra esquematicamente a formação e a extração de bolhas do tanque.

[024]As FIGs. 4 e 5 são ilustrações em perspectiva das fendas de nuclea- ção.

[025]A FIG. 6 ilustra uma modalidade alternativa, similar a da FIG. 3.

[026]Enquanto a invenção será descrita em conjunto com certas modalidades preferenciais, não há intenção de limitá-la a essas modalidades. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes incluídos dentro do espírito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações em anexo.

Descrição Detalhada da Invenção

[027]A FIG. 1 é uma ilustração em perspectiva de um tanque de armazenamento de fluido 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O tanque de armazenamento de fluido 100 é usado para armazenar fluido para uso em um sistema à jusante (não mostrado). Em uma modalidade, o sistema é um sistema hidráulico que usa o fluido como um meio para transmitir energia para ou de dispositivos do sistema, tal como motores, bombas, cilindros hidráulicos, etc.

[028]O tanque de armazenamento de fluido 100 inclui uma entrada de fluido 102 onde o fluido de retorno que passou através do sistema retorna para o tanque de armazenamento de fluido 100. A entrada 102 pode estar na forma de um acoplamento com roscas, um acoplamento de rápida conexão, ou outro acoplamento ao qual um duto ou mangueira de fluido pode ser conectado. O tanque de armazenamento de fluido 100 também inclui uma saída 103 através da qual o fluido armazenado sai do tanque de armazenamento de fluido 100. Essa saída 103 pode ser similar à entrada 102. Tipicamente, a saída 103 é acoplada a uma fonte de sucção tal como uma bomba hidráulica.

[029]Nessa modalidade particular, o tanque de armazenamento de fluido 100 inclui um alojamento de filtro 104 no qual o filtro de fluido pode ser armazenado para filtrar o fluido de retorno antes de ele ser misturado com o resto do fluido armazenado no tanque de armazenamento 100. O alojamento de filtro 104 tem uma abertura de filtro através da qual o filtro pode ser removido ou inserido durante intervalos de manutenção. O alojamento de filtro 104 tem uma saída 108 próxima ao fundo do tanque de armazenamento de fluido 100 a partir da qual o fluido filtrado sai do alo-jamento de filtro 104.

[030]O tanque de armazenamento de fluido 100 desta modalidade tem um envoltório (ou invólucro externo) que tem lados geralmente retangulares; entretanto, outras formas podem ser usadas.

[031]O tanque de armazenamento de fluido 100 é configurado para remover o ar existente de dentro do fluido hidráulico que flui através do tanque de armazenamento de fluido 100, bem como promover a extração de calor do mesmo. Como tal, um tanque de armazenamento de fluido menor incorporando as características da presente invenção pode ser usado enquanto ainda permitindo a extração apropriada de ar e calor.

[032]Para remover o ar, o tanque de armazenamento de fluido 100 inclui uma placa de nucleação 110 (também chamada de placa de formação de bolhas) configurada para fazer com que pequenas bolhas de ar microscópicas existentes dentro do fluido hidráulico se consolidem e formam bolhas de ar maiores. As bolhas maiores aumentam as forças de flutuação em uma bolha de ar individual permitindo que as bolhas superem as forças do fluxo de fluido agindo nas bolhas à medida que o fluido hidráulico flui através do tanque de armazenamento de fluido 100.

[033]Concluiu-se que os tanques de armazenamento de fluido incluindo um sistema de nucleação de acordo com os ensinamentos das modalidades da presente invenção para nuclear as bolhas de ar microscópicas podem remover até 33% mais ar existente do que o tanque de armazenamento de fluido de tamanho comparável sem tal sistema de nucleação.

[034]Como mostrado na FIG. 1, a placa de nucleação 110 inclui uma pluralidade de fendas de nucleação 112 (também chamadas de “fendas de formação”). As fendas de nucleação 112 são configuradas para fazer com que as bolhas de ar microscópicas existentes dentro do fluido hidráulico adiram à superfície das fendas 112. À medida que mais e mais ar adere às superfícies das fendas 112, as bolhas individuais se consolidarão em bolhas maiores. Uma vez que elas são removidas da placa de nucleação 110, devido ao fluxo de fluido, as bolhas são grandes o bastante para superar as forças de fluxo geradas pelo fluxo de fluido através do tanque de armazenamento de fluido.

[035]A placa de nucleação 110 é angulada em relação ao topo 114 do tanque de armazenamento de fluido 100 e consequentemente à superfície superior 116 do fluido hidráulico 118 por um ângulo α entre 30 e 60 graus e mais preferencialmente entre aproximadamente 40 e 50 graus e preferencialmente de aproximadamente 45 graus. Entretanto, esse ângulo pode mudar devido à taxa de fluxo de fluido através do tanque de armazenamento de fluido 100 e das propriedades físicas do fluido 118. Como tal, o requerente se reserva o direito de reivindicar qualquer faixa particular ou valor individual de ângulo α na faixa entre 30 e 60 graus identificada acima

[036]Ademais, a inclinação da placa de nucleação 110 é configurada de modo que o fluido flui verticalmente para baixo à medida que ela passa através das fendas de nucleação 112. Isso é feito para reduzir a turbulência na superfície superior 116 do fluido para reduzir a probabilidade de mais entrada de ar.

[037]Com relação à FIG. 2, para promover a aderência das bolhas de ar microscópicas às superfícies das fendas de nucleação 112, as fendas 112 são geralmente serradas: formadas por uma pluralidade de picos e vales alternados, geralmente referidos com números de referência 120, 122, respectivamente. Entretanto, os picos e vales específicos podem ter números de referência particulares.

[038]Em uma modalidade, os picos superiores se alinham lateralmente com os picos inferiores, tal como ilustrado pelos picos 130, 132. Nesse arranjo, as pontas dos picos 130 formam uma região de gargalo para baixo 134 entre eles. Similarmente, os vales superiores se alinham com os vales inferiores, tal como ilustrado pelos vales 136, 138 formando espaços mais amplos neles. Como tal, o espaço vertical H entre a superfície superior 140 das fendas 112 e a superfície inferior 142 das fendas 112 alterna entre valores pequenos e grandes à medida que um viaja lateralmente para dentro em direção ao centro da placa de nucleação 110.

[039]Ademais, os picos e vales 120, 122 fornecem uma forma de dente de serra às superfícies superior e inferior 140, 142 e maximizam a quantidade de superfície mediante a qual a consolidação das bolhas pode ocorrer. Como a condição das superfícies 140, 142 afeta a quantidade de ar que pode ser capturada ou removida do fluido, deseja-se uma rugosidade de superfície de não menos do que 40 Ra com uma rugosidade de superfície preferencial entre aproximadamente 60 e 80 Ra e mais preferencialmente aproximadamente 65 e 75 Ra e ainda mais preferencialmente de aproximadamente 70 Ra. A rugosidade de superfície promove a quantidade das bolhas microscópicas que se tornarão capturadas nas superfícies das fendas 112. Entretanto, em algumas modalidades, a rugosidade de superfície pode ser até 130 Ra. Isso aumenta o crescimento do tamanho das bolhas e aumenta a flutuação das bolhas individuais, uma vez que as bolhas se soltam da placa de nucleação 110 e entram novamente no fluxo de fluido através do tanque de armazenamento de fluido 100. O aumento no tamanho das bolhas torna mais fácil as bolhas superarem as forças de fluxo de fluido e flutuarem no topo do fluido hidráulico e serem removidas do mesmo.

[040]A FIG. 3 é uma representação esquemática do fluxo de fluido através do tanque de armazenamento de fluido 100 e o tamanho não em escala das bolhas de ar dentro do fluido hidráulico 118 à medida que ele passa através do tanque de armazenamento de fluido 100.

[041]Como uma nota preliminar, o tanque de armazenamento de fluido 100 é dividido em quatro (4) zonas diferentes. A primeira zona (1) é uma zona de entrada (também chamada de “câmara de entrada 145”) na qual o fluido de retorno bruto entra no tanque de armazenamento de fluido 100. Essa zona é limitada geralmente por uma parte do alojamento externo do tanque de armazenamento de fluido 100, a placa de nucleação 110 e uma placa superior antiturbulência 146. Na FIG. 3, pode- se ver que a profundidade D do fluido é maior do que a altura H2 da placa superior 146. Como tal, não há bolsa de ar entre o fluido 118 e a placa superior 146 dentro da câmara de entrada 145.

[042]Isso ocorre porque à medida que o fluido de retorno entra na câmara de entrada 145, o fluido está fluindo em um ritmo rápido. À medida que o fluido flui verticalmente para cima, se o fluido estivesse em contato direto com uma bolsa de ar, a turbulência na superfície superior do fluido promoveria a entrada de mais ar no fluido hidráulico 118. Entretanto, ao eliminar a bolsa de ar nessa parte do tanque de armazenamento de fluido 100, uma interface ar-fluido turbulenta é eliminada. Esse arranjo também mantém todas as fendas de nucleação 112 submersas em fluido hidráulico para promover o processo de nucleação. Mais particularmente, as fendas 112 permanecerão submersas mesmo durante as flutuações no nível do fluido no tanque (isto é, profundidade D na FIG. 3).

[043]O tanque de armazenamento de fluido tem uma segunda zona (2), que é também chamada de uma câmara de extração de ar 148 na qual a maior parte das bolhas de ar é extraída do fluido hidráulico. A câmara de extração de ar 148 está no lado oposto da placa de nucleação 110 como a câmara de entrada 145. Assim, como ilustrado na FIG. 3, as bolhas de ar microscópicas 150 dentro do fluido 118 na câmara de entrada 145 são significativamente menores do que as bolhas nucleadas 152 dentro da câmara de extração de ar 148. Essas bolhas 152 se livraram das fendas de nucleação 112 (que podem também ser chamadas de “fendas de formação”) e estão superando as forças do fluxo de fluido dentro da câmara de extração de ar 148 de modo que as bolhas de ar maiores 152 possam escapar do fluxo de fluido e flutuar para a superfície 116 do fluido 118.

[044]A terceira zona (3) pode ser chamada de zona de redirecionamento 154 que leva o fluxo de fluido a mudar de direção duas vezes. Ao mudar a direção do fluxo de fluido, isso promove a descarga das bolhas de ar maiores existentes 152 do fluido hidráulico. Nesse ponto, o fluxo de fluido é fluido completamente condicionado que tinha ar existente removido dele. À medida que o fluido transita da segunda zona para a terceira zona, uma primeira mudança na direção de aproximadamente 180 graus é gerada. Quando o fluxo transita da terceira zona para a quarta zona, uma segunda mudança na direção de aproximadamente 180 graus é gerada.

[045]Na modalidade ilustrada, a zona de redirecionamento 154 é formada entre duas placas geralmente paralelas 160, 162. As placas 160, 162 encostam-se a uma parte contínua da placa de nucleação 110. A extremidade oposta da placa superior 160 é suportada por um par de pernas 164 para formar uma abertura de entrada 166. Uma pluralidade de aberturas 168 formadas na placa inferior 168 permite que o fluido completamente condicionado transite para uma câmara de saída 170, isto é, a quarta zona.

[046]Devido à inclusão da placa superior 146, uma quinta zona ou zona morta 172 pode ser considerada como estando dentro do tanque de armazenamento de fluido 100. Essa zona pode ser vedada do resto do tanque 100. Alternativamente, a placa superior 146 pode incluir fendas de modo que o fluido seja permitido a fluir para essa zona durante a expansão do nível de fluido dentro do tanque de armazena- mento de fluido 100.

[047]Em alguns casos, os sistemas de acordo com a presente invenção podem aumentar a extração de ar em até 33% sobre os tanques de tamanho similar sem tal arranjo de nucleação.

[048]As fendas 112 são geralmente alinhadas horizontalmente na modalidade ilustrada. Isso faz com que a superfície superior 140 (ver FIG. 2) das fendas seja angulada para baixo quando viajando na direção à jusante. Isso faz com que o fluxo de fluido seja pressionado nessa superfície superior aumentando a formação de bolhas maiores. Isso promove a extração de ar aumentada a partir do fluido. O ângulo das superfícies 140, 142 corresponde ao ângulo α. Entretanto, como notado acima, as superfícies podem preferencialmente se estender verticalmente para baixo na direção do fluxo de fluido.

[049]Em geral, é preferencial ter a soma da área aberta das fendas de nu- cleação 112 igual ou maior do que a área transversal menor do caminho de fluxo através do reservatório de modo a evitar a introdução de retropressão no fluxo a montante devido às fendas de nucleação 112. Ademais, o comprimento L, altura H e número de fendas 112 são desejados como sendo tal que a velocidade de fluxo, V, através da área da fenda tenha um mínimo entre aproximadamente 0,329 e 0,548 km/h (0,3 e 0,5 pés/s) e um máximo entre aproximadamente 5,583 km/h e 9,875 km/h (6 e 9 pés/s). A espessura, T, da placa de nucleação 110 (e consequentemente o comprimento das superfícies superior e inferior 140 e 142 paralelas ao fluxo de fluido através delas) é preferencialmente maior do que 3 mm e não mais do que 10 mm e preferencialmente não mais do que 8 mm para a faixa de velocidade de fluxo indicada acima. Os materiais mais espessos podem causar turbulência localizada fazendo com que as bolhas formadas sejam prematuramente descarregadas a partir das superfícies antes de terem crescido até um tamanho desejado. Como tal, as bolhas descarregadas não terão flutuação adequada para superar as forças de fluxo. Como tal, essas bolhas permanecerão no fluxo de fluido e passarão através da saída 103.

[050]Como mais ar pode ser extraído do tanque, independente da quantidade de área de interface ar-fluido e do volume do tanque, tanques menores podem ser usados enquanto mantendo a mesma quantidade de remoção de ar.

[051]Uma característica adicional da presente invenção é que as fendas 112 são formadas nos lados da placa de nucleação 110 de modo que as fendas 112 são posicionadas adjacentes às paredes laterais 180 (somente uma mostrada na FIG. 1) do tanque de armazenamento de fluido 100. Esse arranjo direciona o fluxo de fluido saindo da saída 108 para fluir lateralmente em direção aos lados 180 do tanque 100. Isso reduz o volume de pontos de transferência de calor mortos dentro do tanque 100.

[052]Quando a entrada (isto é, a entrada 102) e a saída 103 estão lateralmente alinhadas entre si, o fluxo tenderá a passar através do centro do tanque 100. Algum deslocamento de fluxo a partir do fluxo central entre a entrada e a saída se tornará relativamente parado. Esse fluido parado lateralmente externo criará um iso- lante térmico reduzindo as propriedades de extração de calor do tanque.

[053]Como tal, ao forçar o fluido a fluir lateralmente para fora, isto é, em direção às paredes laterais 180, esses pontos mortos são reduzidos. Ademais, isso faz com que mais fluxo de fluido entre em contato com as paredes laterais 180 promovendo a convecção entre as paredes laterais 180 e o fluxo de fluido aumentando as propriedades de extração de calor do tanque 100.

[054]Como tal, em uma modalidade, as fendas se estendem através de uma borda, isto é, a borda 182 da placa de nucleação. As fendas 112 são fechadas pelas paredes laterais 180 do tanque 100 de modo que as fendas sejam limitadas em parte pelas paredes laterais 180 e pela placa de nucleação 110. Ademais, na modalidade ilustrada, a placa de nucleação 110 inclui uma parte contínua 186 lateralmente interposta entre as fendas 112. Como tal, há dois bancos de fendas 112 em lados opostos da parte contínua 186. A parte contínua força o fluxo de fluido lateralmente em direção aos lados 180.

[055]A extração de calor aumentada também permite tamanhos de tanques menores.

[056]Ademais, o número de fendas 112 pode ser ajustado para mudar as características de pressão dos bancos de fendas 112 correspondentes para ajustar o fluxo de fluido para diferentes lados do tanque 100.

[057]A FIG. 6 é uma modalidade adicional de um tanque de armazenamento de fluido 200 similar ao das modalidades anteriores. Entretanto, nessa modalidade, a placa de nucleação 210 se estende em um ângulo α’ que é maior do que 90 graus na direção do fluxo de fluido através das fendas de nucleação 212. Esse ângulo α’ direciona o fluxo de fluido através das fendas de nucleação 212 em direção à superfície superior 216 do fluido.

[058]Esse arranjo reduz a resistência do fluxo de fluido (isto é, retropressão) permitindo que o fluido flua através das fendas em uma taxa menor. Esses arranjos têm tipicamente um ângulo α’ entre aproximadamente 120 e 150 graus e mais preferencialmente 130 e 140 graus e preferencialmente aproximadamente 135 graus em relação à superfície superior 216.

[059]O direcionamento do fluxo de fluido em direção à superfície superior 216 promove a formação de bolhas. Concluiu-se que as bolhas se formam em uma taxa maior em localizações mais altas dentro do fluxo de fluido. Isso é possível devido à pressão reduzida mais próxima à superfície 216 do fluido, promovendo a formação de bolhas.

[060]Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patentes, e patentes citadas aqui são incorporados aqui por referência no mesmo grau que se cada referência fosse individual e especificamente indicada como sendo incorporada por referência e foram apresentadas integralmente aqui.

[061]O uso dos termos “um” e “uma” e “o” e “a” e referentes similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) é interpretado como cobrindo tanto o singular quanto o plural, a menos que de outra forma indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo” e “contendo” são interpretados como termos abertos (isto é, significam “incluindo, mas não limitado a”), a menos que de outra forma notado. A citação de faixas de valores aqui é meramente destinada a servir como um método de atalho de se referir individualmente a cada valor separado dentro da faixa, a menos que de outra forma indicado aqui, e cada valor separado é incorporado na especificação como se ele fosse individualmente citado aqui. Todos os métodos descritos podem ser executados em qualquer ordem adequada, a menos que de outra forma indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. O uso de qualquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificada (por exemplo, “tal como”) fornecida aqui, é destinada meramente a esclarecer melhor a invenção e não propõe uma limitação no escopo da invenção, a menos que de outra forma reivindicado. Nenhuma linguagem na especificação deveria ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial à prática da invenção.

[062]As modalidades preferenciais desta invenção são descritas aqui, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para executar a invenção. As variações dessas modalidades preferenciais podem se tornar claras aos versados na técnica mediante a leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que os versados na técnica empreguem tais variações como apropriado, e pretendem que a invenção seja praticada de outra forma que não a especificamente descrita aqui. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto citado nas reivindicações em anexo como permitido pela lei aplicável. Ademais, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as possíveis variações desses é abrangida pela invenção, a menos que de outra forma indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto.

Claims

1. Tanque de armazenamento de fluido, CARACTERIZADO por compreender: um alojamento que define uma cavidade interna, uma entrada e uma saída; e um mecanismo de remoção do ar existente dentro da cavidade interna interposto fluidamente entre a entrada e a saída de modo que todo o fluido que passa através da entrada e da saída passe através do mecanismo de remoção de ar existente; e em que o mecanismo de remoção de ar existente é uma placa de separação dentro do alojamento que separa a cavidade interna em, ao menos, uma primeira câmara e uma segunda câmara, a placa inclui uma pluralidade de fendas através da mesma que se comunicam fluidamente a primeira câmara com a segunda câmara; que também inclui terceira e quarta câmaras, o fluido fazendo o primeiro re- direcionamento de fluxo à medida que ele transita da primeira câmara para a segunda câmara e um segundo redirecionamento de fluxo, oposto ao primeiro redirecio- namento de fluxo, à medida que o fluxo transita da segunda câmara para a terceira câmara e um terceiro redirecionamento de fluxo, oposto ao segundo redireciona- mento de fluxo, à medida que o fluxo transita da terceira câmara para a quarta câmara.

2. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de separação é angulada em relação à superfície superior do fluido do tanque.

3. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de fendas inclui uma pluralidade de picos e vales que fornecem um perfil dente de serra em ao menos um lado das fendas.

4. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a rugosidade da superfície de ao menos um dos lados das fendas é ao menos 40 Ra, e em que a rugosidade da superfície de ao menos um dos lados das fendas não é maior do que 70 Ra.

5. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento tem um par de paredes laterais opostas que se estendem geralmente entre a entrada e a saída, onde as fendas são limitadas em uma extremidade por uma das paredes laterais opostas.

6. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento tem um par de paredes laterais opostas que se estendem geralmente entre a entrada e a saída, a placa de separação se estende entre as paredes laterais opostas, onde a pluralidade de fendas inclui um primeiro banco de fendas adjacente a uma das paredes laterais e um segundo banco de fendas adjacente à outra das paredes laterais; e em que o primeiro e o segundo banco de fendas são separados por uma parte contínua da placa forçando o fluxo de fluido em direção às paredes laterais opostas e não através do centro da placa.

7. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as fendas são anguladas verticalmente para baixo na direção do fluxo de fluido através das fendas.

8. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo redirecionamento de fluxo estão entre aproximadamente 150 e 180 graus.

9. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de separação tem uma espessura entre aproximadamente 3 mm e 8 mm e em que as fendas têm uma altura máxima entre aproximadamente 1,5875 mm e 12,7 mm (1/16 e 1/2 polegada).10. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ângulo está entre aproximadamente 30 e 60 graus.

11. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de superfície combinada das fendas é ao menos igual à superfície das outras aberturas dentro do tanque de armazenamento de fluido de modo a evitar a resistência de fluxo aumentada no fluido através do tanque devido às fendas.

12. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma placa superior da primeira câmara é verticalmente mais alta do que uma placa superior da segunda câmara de modo que o nível de fluido dentro da segunda câmara pode ser mantido em um nível mais alto do que na primeira câmara.

13. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ângulo está entre aproximadamente 120 e 160 graus, de modo que o fluxo de fluido através das fendas é direcionado para o topo do tanque de armazenamento de fluido.

14. Método para condicionar um fluido hidráulico, CARACTERIZADO por incluir as etapas de: passar o fluido hidráulico através do tanque de armazenamento de fluido; e passar o fluido através de um mecanismo de remoção de ar existente dentro do tanque; em que a etapa de passar o fluido através de um mecanismo de remoção de ar existente dentro do tanque inclui passar o fluido através de uma primeira câmara para uma segunda câmara através de uma placa de separação tendo uma pluralidade de fendas formadas através dela comunicando fluidamente a primeira e a segunda câmara.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de passar o fluido através de um mecanismo de remoção de ar existente dentro do tanque inclui consolidar as bolhas de ar existentes dentro do fluido hidráulico em bolhas maiores, enquanto o fluido passa através da pluralidade de fendas e em que as fendas têm um perfil dente de serra e as faces dos dentes têm uma rugosidade de superfície entre aproximadamente 40 Ra e 70 Ra.

16. Método de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui as etapas de: direcionar o fluido para as paredes laterais do tanque para promover transferência de calor entre o fluido hidráulico e as paredes laterais do tanque; e em que a etapa de direcionar o fluido inclui separar o fluido em dois fluxos separados à medida que eles passam através de uma placa de separação, a placa de separação tendo aberturas adjacentes às paredes laterais e uma seção contínua no centro da placa entre as fendas adjacentes às paredes laterais opostas de modo a impedir o fluxo de fluido através do centro da placa e que força o fluido em direção às paredes laterais.

17. Tanque de armazenamento de fluido compreendendo: um alojamento que define uma cavidade interna, uma entrada e uma saída; e um mecanismo de remoção do ar existente dentro da cavidade interna interposto fluidamente entre a entrada e a saída de modo que todo o fluido que passa através da entrada e da saída passe através do mecanismo de remoção de ar exis- tente; e em que o mecanismo de remoção de ar existente é uma placa de separação dentro do alojamento que separa a cavidade interna em, ao menos, uma primeira câmara e uma segunda câmara, a placa inclui uma pluralidade de fendas através da mesma que se comunicam fluidamente a primeira câmara com a segunda câmara, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de fendas inclui uma pluralidade de picos e vales que fornecem um perfil dente de serra em ao menos um lado das fendas.

18. Tanque de armazenamento de fluido de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que inclui terceira e quarta câmaras, o fluido fazendo o primeiro redirecionamento de fluxo à medida que ele transita da segunda câmara para a terceira câmara em um segundo redirecionamento de fluxo, oposto ao primeiro redirecionamento de fluxo, à medida que o fluxo transita da terceira câmara para a quarta câmara; e em que o primeiro e o segundo redirecionamento de fluxo estão entre aproximadamente 150 e 180 graus.