BR112013029735B1 - Trocador de calor do tipo com placa coletora e método para produção de um trocador de calor com uma placa coletora - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "trocador de calor". a presente invenção refere-se a um trocador de calor de um tipo com uma placa coletora (1) o qual tem uma parede (2) na qual estão formados furos de borda (3), os quais podem receber as extremidades de tubos (4) de um feixe, em que a parede (2) da placa coletora (1) está projetada de modo que, para o propósito de uma conexão soldada ou unida nos tubos (4), esta forme colares (5) ao redor dos furos de borda (3), e em que a parede (2) tem um lado dianteiro (6) que faceia na direção do feixe de tubos e um lado traseiro (7) que faceia na direção do tanque de coletamento. cada colar (5) estende na direção do tanque de coletamento de um plano de base reto (8) sobre o lado traseiro (7) da parede (2).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um trocador, e também a um método para produzir um trocador de calor com uma placa coletora para um trocador de calor.

[0002] O propósito de um trocador de calor é a troca de calor entre dois meios. O meio o qual deve ser aquecido ou resfriado pode ter um estado de agregação líquido ou gasoso ou experimentar uma mudança de estado de agregação quando um fluxo passa através do trocador de calor. Um trocador de calor na maior parte compreende uma matriz de tubos/nervuras corrugadas e também recipientes de coleta com placas coletoras, os quais acomodam os tubos. Para a matriz de tubos/nervuras corrugadas um tubo redondo ou tubo plano extrudado ou soldado ou enrolado pode ser utilizado. Os recipientes de coleta são frequentemente formados de duas partes separadas (meios invólucros ou seção de caixa) e têm suportes para acomodar os tubos de conexão. O meio invólucro inferior tem passagens as quais acomodam os tubos através dos quais o fluxo passa.

[0003] Um tipo genérico de trocador de calor está descrito no WO 2009149838 A1, por exemplo. Este trocador de calor, especialmente um trocador de calor para um veículo a motor, compreende uma multiplicidade de tubos, pelo menos um cabeçote com uma parede e aberturas na parede, e passagens as quais estão formadas nas ditas aberturas, projetando da parede na direção axial das aberturas. Os tubos estão dispostos parcialmente dentro das passagens na região de uma extremidade dos ditos tubos de modo que uma conexão estanque ao fluido exista entra as passagens e os tubos.

[0004] Um cabeçote do tipo genérico para trocadores de calor está também descrito na DE 10 2004 040 988 A1. O cabeçote compreende entre outras uma região de base plana e um par de regiões escalonadas as quais por um contorno retilíneo ou curvo são inclinadas em relação ao plano da região de base. O cabeçote está projetado com uma multiplicidade de fendas paralelas, espaçadas sobre o seu comprimento. Cada fenda está projetada com uma seção alongada a qual estende sobre a largura da região de base, e seções de extremidade as quais projetam da seção alongada na região escalonada do cabeçote.

[0005] A passagem inferior ou abertura de tubo dentro da qual as extremidades de tubo são inseridas, é dividida ou perfurada no caso da técnica anterior. A própria passagem oferece um número relativamente pequeno de superfícies de localização e suporte, especial mente nos lados estreitos de tubo. Por conta dos processos de fabricação ou da construção, o lado estreito de tubo é o ponto o qual está sujeito a mais alta carga térmica quando a passagem está sendo soldada ou unida nas extremidades de tubo. Neste aspecto, conforme a tensão térmica aumenta, a tensão na região do ponto de conexão da conexão inferior de tubo, e especificamente do lado estreito de tubo, aumenta consideravelmente. Uma fratura ou uma rachadura prematura frequente no ponto de conexão relevante resulta disto.

[0006] A invenção está baseada no objeto de criar um trocador de calor aperfeiçoado especialmente com relação à tensão térmica.

[0007] Este objeto é atingido por meio de um trocador de calor com as características da invenção. Modalidades vantajosas são o objeto das concretizações.

[0008] O objeto é atingido de acordo com a invenção por um colar que estende em cada caso de um plano de base retilíneo sobre o lado traseiro da parede na direção do recipiente de coleta. Os colares, portanto, não estão dispostos como conhecido da técnica anterior do lado dianteiro na direção dos feixes de tubos, mas ao invés sobre o lado traseiro da placa coletora, e, portanto, estendem da parede na direção do recipiente de coleta. Como um resultado do projeto e disposição de acordo com a invenção dos colares, os lados estreitos de tubo especificamente podem ser descarregados pelo efeito dos picos de tensão e a força de expansão, o qual surge como um resultado do aquecimento dos tubos, sendo defletidos.

[0009] A solução de acordo com a invenção pode ser utilizada para todos os tipos de trocadores de calor, especialmente na construção de veículos, especificamente para os trocadores de calor com recipientes de coleta soldados e/ou unidos, mas também para trocadores de calor com um recipiente de coleta feito de plástico.

[00010] Uma modalidade provê que cada colar, na região de contato do lado estreito de tubo, define uma região de extremidade sobre o lado traseiro da parede a qual estende ou está elevada obliquamente para cima e para fora do plano de base.

[00011] Como um resultado da região de extremidade que estende obliquamente para cima e para fora ou elevada sobre o lado traseiro da parede, um rebaixo simultâneo da região de extremidade é criado em relação ao lado dianteiro de outro modo essencial mente retilíneo. Este rebaixo pode servir como uma superfície de enchimento adicional durante um processo de soldagem ou união e neste aspecto está localizado especialmente e vantajosamente ao redor do lado estreito de tubo.

[00012] Uma modalidade adicional provê que introduzindo as passagens na região de contato para os tubos, uma superfície de contato de passagem é formada, em que a superfície de contado de passagem pode ser de um projeto pelo menos ligeiramente curvo.

[00013] Uma modalidade preferida adicional provê que, introduzindo as passagens na região de contato para os tubos, uma superfície de contato de passagem é formada, em que a superfície de contato de passagem pode ser de projeto trapezoidal.

[00014] A invenção também refere-se a um método de acordo com a invenção para produzir trocadores de calor, especialmente uma placa coletora, com as etapas de formar ou introduzir um rebaixo de tipo calha na placa coletora na direção de feixe de tubos, uma formação reversa subsequente de pelo menos uma seção do rebaixo na direção do recipiente de coleta, e finalmente formar ou introduzir as passagens na direção do recipiente de coleta. É também concebível intercambiar a segunda e a terceira etapas de método de modo que é possível que a formação ou a introdução das passagens na direção do recipiente de coleta já tenham sido executadas na segunda etapa de método e então que a formação reversa de pelo menos uma seção do rebaixo na direção do recipiente de coleta seja executada na terceira etapa de método.

[00015] É essencial para a invenção que o colar sempre estenda sobre o lado traseiro da placa ou parede coletora, ou sempre estenda de um plano de referência retilíneo sobre o lado traseiro na direção do recipiente de coleta.

[00016] Em uma variante adicional, está provido que na segunda etapa de método ou na terceira etapa de método somente o plano entre as passagens na direção do recipiente de coleta é formado reverso.

[00017] Em uma variante adicional, pela formação reversa de pelo menos uma seção do rebaixo de tipo calha, o plano de base que estende retilineamente pode ser formado. Esta seção é especialmente a seção de material a qual estende entre duas passagens adjacentes.

[00018] Vantagens, características e detalhes adicionais da invenção são reunidas da descrição subsequente na qual uma modalidade exemplar da invenção está descrita com referência aos desenhos. Neste caso, as características as quais estão mencionadas nas concretizações e na descrição podem ser essenciais para a invenção separadamente em cada caso ou em qualquer combinação.

[00019] Nos desenhos: Figura 1 mostra uma seção esquematicamente representada de uma placa coletora com extremidades de tubo integradas; Figura 2 mostra a placa coletora de acordo com a Figura 1 em uma vista traseira; Figura 3 mostra as etapas de método A até C esquematicamente representadas para produzir uma placa coletora de acordo com a Figura 1.

[00020] A Figura 1 mostra em uma representação esquemática uma seção de uma placa coletora 1 a qual está mostrada em uma forma encurtada. A placa coletora 1 tem uma parede 2 dentro da qual passagens 3 (os componentes iguais têm as mesmas designações) estão introduzidas, cujas passagens acomodam as extremidades de tubos 4 de um feixe. A parede 2 da placa coletora 1 está projetada de modo que esta forme colares 5 ao redor das passagens 3 para o propósito de uma conexão soldada ou unida nos tubos 4, em que a parede 2 tem um lado dianteiro 6 o qual faceia o feixe de tubos e uma lado traseiro 7 o qual faceia o recipiente de coleta, o qual não está mostrado em mais detalhes.

[00021] Neste caso, um colar 5 estende em cada caso de um plano de base retilíneo 8 sobre o lado traseiro 7 da parede 2 na direção do recipiente de coleta. Cada colar 5, na região de contato 9 do lado estreito de tubo 10, define uma região de extremidade 11 sobre o lado traseiro 7 da parede 2, a qual estende ou está elevada obliquamente para cima e para fora do piano de base 8. A região de extremidade elevada 11 é criada somente pelas regiões intermediárias 13 de passagens adjacentes sendo formadas reversas.

[00022] A Figura 2 mostra a placa coletora 1 em uma vista traseira. É fácil ver que como um resultado da região de extremidade que estende obliquamente para cima e para fora ou elevada 11 no lado traseiro 7 da parede 2, um rebaixo simultâneo 12 da região de extremidade 11 em relação ao lado dianteiro 6 de outro modo essencialmente retilíneo, é criado.

[00023] O rebaixo 12 é criado somente pelas regiões intermediárias 13 de passagens adjacentes 3 sendo formadas reversas.

[00024] A Figura 3 mostra as etapas de método A até C esquematicamente representadas para produzir uma placa coletora 1 com passagens 3.

[00025] A etapa de método A compreende neste caso pelo menos a formação ou introdução de um rebaixo de tipo calha 14 na placa coletora 1 na direção do feixe de tubos, ao mesmo tempo formando as regiões de extremidade elevadas 11.0 rebaixo 14 está localizado no lado dianteiro da parede 2. Neste caso, D pode ser igual a 5 mm e d pode ser igual a 8 mm, por exemplo.

[00026] Em uma segunda etapa de método B o plano de base retilíneo 8 o qual estende entre duas passagens 3 está formado por formação reversa em uma área específica do rebaixo 14. Na região das regiões de extremidade 11 as quais permanecem elevadas, as passagens 3 são então formadas na etapa de método C, como um resultado da qual os colares 3, os quais estendem do plano de base 8, são criados no lado traseiro 7 da parede 2.

Claims (8)

1. Trocador de calor do tipo com placa coletora (1), o qual apresenta uma parede (2), na qual são introduzidas passagens (3) as quais podem acomodar as extremidades de tubos (4) de um feixe, sendo que a parede (2) da placa coletora (1) está projetada de modo que esta forme colares (5) ao redor das passagens (3) para o propósito de uma conexão soldada ou unida com os tubos (4), e sendo que a parede (2) apresenta um lado dianteiro (6) voltado para o feixe de tubos e um lado traseiro (7) voltado para o recipiente de coleta, sendo que um colar (5) se estende em cada caso a partir de um plano de base retilíneo (8) sobre o lado traseiro (7) da parede (2) na direção do recipiente de coleta, caracterizado pelo fato de que cada colar (5) na região de contato (9) do lado estreito de tubo (10), define uma região de extremidade (11) elevada sobre o lado traseiro (7) da parede (2), região essa que se estende obliquamente para cima e para fora a partir do plano de base (8), sendo que através da região de extremidade (11) elevada que se estende obliquamente para cima e para fora sobre o lado traseiro (7) da parede (2), um rebaixo simultâneo (12) da região de extremidade (11) em relação ao lado dianteiro (6) de outro modo essencialmente retilíneo é criado.

2. Trocador de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que através da introdução das passagens (3) na região de contato (9) para os tubos (4), uma superfície de contato de passagem é formada, sendo que a superfície de contado de passagem é de um projeto pelo menos ligeiramente curvo.

3. Trocador de calor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que através da introdução das passagens (3) na região de contato (9) para os tubos (4), uma superfície de contato de passagem é formada, sendo que a superfície de contato de passagem é de um projeto trapezoidal.

4. Método para produção de um trocador de calor com uma placa coletora (1), como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas - formação ou introdução de um rebaixo de tipo calha (14) na placa coletora (1) na direção do feixe de tubos; - formação reversa subsequente de pelo menos uma região parcial (região intermediária 13) do rebaixo (14) na direção do recipiente de coleta; - formação ou introdução subsequente das passagens (3) na direção do recipiente de coleta.

5. Método para produção de um trocador de calor com uma placa coletora (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas - formação ou introdução de um rebaixo de tipo calha (14) na placa coletora (1) na direção do feixe de tubos; - formação ou introdução subsequente das passagens (3) na direção do recipiente de coleta; - formação reversa subsequente de pelo menos uma região parcial (região intermediária 13) do rebaixo (14) na direção do recipiente de coleta.

6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que na segunda etapa de método somente o plano (região intermediária 13) entre as passagens (3) na direção do recipiente de coleta é formado reverso.

7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que na terceira etapa de método somente o plano (região intermediária 13) entre as passagens (3) na direção do recipiente de coleta é formado reverso.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que através da formação reversa de pelo menos uma região intermediária (13) do rebaixo de tipo calha (14), o plano de base (8) que se estende retilineamente é formado.

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