BRPI0518414B1 - Dispositivo para troca de calor para gases com teor de ácido - Google Patents
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Abstract
dispositivo para troca de calor para gases com teor de ácido. a presente invenção refere-se a dispositivo para troca de calor entre um gás com teor de ácido e um meio trocador de calor com ao menos um canal de fluxo para o gás com teor de ácido que consiste essencialmente em alumínio e/ou em uma liga de alumínio.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PARA TROCA DE CALOR PARA GASES COM TEOR DE ÁCIDO.
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para troca de calor entre um gás com um teor de ácido e um agente de troca de calor com ao menos um canal de fluxo com o gás com teor de ácido. Além disso, a presente invenção abrange um dispositivo para a alimentação de ar de combustão até o motor de combustão com uma linha aspirante com um elemento de compressão, uma tubulação de ar de carga e um resfriador de ar de carga, integrado na tubulação de ar de carga, com ao menos um canal de fluxo para ar de carga, sendo que o ar de combustão pode ser misturado na linha de aspiração ou na linha de ar de carga com gás de escape proveniente de uma linha de gás de gás de escape, podendo em seguida ser conduzida através do resfriador de ar de carga.
[002] Em dispositivos deste tipo, por exemplo, sistemas resfriados a ar ou também resfriados por meio de resfriamento, especialmente resfriador de ar de carga que são atravessados pelo fluxo, por exemplo, de gás de escape reciclado, no caso, de uma reciclagem de escape de gás de baixa pressão, no caso, de motores diesel, em consequência das temperaturas relativamente reduzidas, situadas abaixo do ponto de orvalho das substâncias com teor de gás apresentam problemas de corrosão no resfriador de ar de carga, já que, por exemplo, condensado de gás de escape com ácido sulfúrico e eventualmente também cloretos do ar aspirado se acumulam. Por esta razão, resfriadores de ar de carga para estes casos de utilização geralmente são produzidos de aços inoxidáveis.
[003] Eventualmente constitui objetivo da presente invenção aperfeiçoar dispositivos da espécie inicial citada, especialmente configurar a sua produção mais simples e/ou a custo mais vantajoso. Es
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2/17 sencialmente, componentes de construção essenciais de um transferidor de calor, especialmente refrigeradores de ar de carga, como tubos, fundos de tubos, caixas de ar e semelhantes dispositivos devem ser protegidos contra corrosão profunda através de um gás com teor de ácido.
[004] De acordo com a presente invenção, um dispositivo para troca de calor apresenta ao menos um de preferência dois ou mais canais de fluxo para um gás com teor de ácido, consistindo essencialmente em alumínio ou em uma liga de alumínio.
[005] Um gás com teor de ácido no contexto da presente invenção é um gás que é enriquecido intencionalmente ou não intencionalmente com aditivos sólidos e/ou líquidos que apresentam especificamente ou em solução aquosa um valor de pH inferior a 7, especialmente inferior a 5. Exemplos para um gás com teor de ácido são gases de escape que contêm especialmente óxidos sulfúricos ou ácido sulfúrico sendo este gás de escape oriundo de um motor de combustão, por exemplo, um motor diesel, ou o ar de carga de um motor de combustão depois de ter sido misturado com gás de escape reciclado.
[006] De acordo com a presente invenção, um dispositivo para alimentação de ar de combustão até o motor de combustão apresenta uma linha aspirante para ar com teor de ácido, especialmente ar ambiente, um elemento de compressão, por exemplo, um turbocompressor e uma linha de ar de carga. Na linha de ar de carga está integrado um resfriador de ar de carga com ao menos um, de preferência dois ou mais canais de fluxo para o ar de carga. Uma linha de reciclagem de gás de escape desemboca na linha de aspiração ou na linha de ar de carga diante do resfriador de ar de carga de maneira que o ar de combustão pode ser mesclado com ar de escape e esta mistura poderá ser conduzida pelo resfriador de ar de carga. Um ou vários canais de fluxo para o ar de carga consiste essencialmente em alumínio ou em uma
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3/17 liga de alumínio.
[007] Para evitar ou retardar uma destruição de um ou de vários canais de fluxo em consequência do teor de ácido do gás, um ou vários canais de fluxo preferencialmente possuem uma proteção anticorrosiva. Preferencialmente, a proteção anticorrosiva está configurada como revestimento, chapeamento, especialmente chapeamento de solda, guarnição de turbulência e/ou nervura. Preferencialmente, um lado interno do canal de fluxo está totalmente recoberto com a proteção anticorrosiva. Eventualmente, contudo, será suficiente uma cobertura incompleta e eventualmente ligada à economia de gastos, em virtude de fissuras, poros ou fendas de revestimento ou de chapeamento. [008] De acordo com uma forma de realização, a proteção anticorrosiva apresenta regiões eletroquimicamente pobres previstas para regiões a serem protegidas, por exemplo, de um material de núcleo do canal de fluxo. No caso, não é necessariamente prevista uma cobertura completa da região a ser protegida com um material pobre, mais ao contrário também regiões parciais não pobres serão suficientes, por exemplo, na forma de guarnições, especialmente guarnições de turbulência ou nervuras. Igualmente o revestimento somente é necessário naquelas regiões que estão em contato com o gás corrosivo, sendo que especialmente é suficiente um revestimento achatado parcial. Especialmente, componentes individuais serão interligados com solda dura. Esta solda pode realizar-se especialmente em regime de vácuo ou de gás protetor com ou sem fundentes.
[009] Baseado em um diferencial de potencial eletroquímico entre as regiões a serem protegidas e uma proteção anticorrosiva menos empobrecida e correlata, a proteção anticorrosiva oxida ou corrói, porém, não as regiões mais nobres a serem protegidas. A proteção anticorrosiva serve, portanto, como anodo de sacrifício. De preferência, a proteção anticorrosiva aumenta pela sua oxidação o valor do pH do
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4/17 gás com teor de ácido, ou seja, dos agentes ácidos neles contidos. [0010] O diferencial potencial eletroquímico entre as regiões a serem protegidas e regiões pobres da proteção anticorrosiva, está situada de preferência ao menos em 20 mV, especialmente no mínimo 50 mV. Uma proteção especialmente preferida reside em um diferencial de potencial mínimo de 100 mV.
[0011] Para assegurar uma boa proteção anticorrosiva as regiões a serem protegidas, ao menos, por áreas, as superfícies que estão em contato com um meio corrosivo estão revestidas com um metal pobre, uma fase pobre ou uma liga pobre. Alternativamente (ou adicionalmente) estas superfícies estão ligadas, conduzindo eletricidade, com uma região pobre deste tipo.
[0012] Um material do núcleo do canal de fluxo consiste preferencialmente em uma liga de alumínio da série AA3xxx, especialmente a partir de AA3003 ou de AA3005, ou seja, de uma modificação comum na construção de transferência de calor e/ou de alumínio puro (AA1xxx), especialmente AA1145 ou AA1050, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor e/ou de uma liga de alumínio com o teor de cobre da série AA2xxx, preferencialmente de uma modificação comum na construção de instalações de transferência de calor e/ou uma liga de alumínio da série AA6xxx, especialmente de AA6063, ou seja, de uma modificação comum na construção de instalações de transferência de calor. Especialmente no caso de tubos soldados ou de outros componentes de construção soldados é desejável um teor de cobre majorado (>0,5 Peso - %). No caso de tubos extrudados estes consistem preferencialmente em uma liga de alumínio AA3xxx, preferencialmente de uma modificação comum na construção de transferência de calor ou alumínio puro AA1xxx, ou seja, de uma modificação comum na construção de transferência de calor.
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5/17 [0013] Como material pobre, ou seja, comum está previsto preferencialmente zinco. No caso, de uma liga ou fase comum esta apresenta preferencialmente um teor de zinco, estanho, índio e/ou vanádio. [0014] De acordo com uma configuração preferida no canal de fluxo estão previstas guarnições de turbulência e/ou nervuras, que por um lado aperfeiçoam o grau de eficácia e por outro lado servem de anodo de sacrifício de maneira que inicialmente as guarnições de turbulência/nervuras corroem antes de em seguida ser atacado o material do núcleo.
[0015] Em uma forma de realização preferida, o canal de fluxo e a guarnição/nervura não são chapeados quando então a guarnição/nervura forma a proteção anticorrosiva. Em variantes vantajosas ou o canal de fluxo ou a guarnição/nervura ou ambos possuem um chapeamento de solda de maneira que o canal de fluxo e a guarnição/nervura podem ser soldados entre si. Configurações vantajosas preveem preferencialmente uma corrosão anticorrosiva, configurado como chapeamento, ou para o canal de fluxo ou para a guarnição/nervura ou para ambos.
[0016] De acordo com uma configuração preferida, o canal de fluxo possui uma construção de quatro ou cinco camadas consistindo em um material de núcleo, um chapeamento de solda interno e externo bem como uma camada de proteção anticorrosiva, preferencialmente disposta debaixo do chapeamento de solda, na parte interna e/ou externa.
[0017] De acordo com uma variante, o canal de fluxo apresenta na parte interna apenas uma camada protetora anticorrosiva e possui uma guarnição de turbulência e/ou nervura chapeada com solda.
[0018] As guarnições de turbulência e/ou nervuras consistem com relação às regiões de núcleo protetoras - preferencialmente de um material comum ou são revestidas com metal comum, uma fase
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6/17 comum ou uma liga comum. Assim, por exemplo, são vantajosas guarnições de turbulência com teor de zinco.
[0019] As guarnições de turbulência e/ou nervuras consistem preferencialmente de uma das ligas de alumínio acima mencionadas para o canal de fluxo, especialmente com um teor de zinco isento de zinco AA3xxx preferencialmente de uma modificação comum na construção de transferência de calor, ou de uma liga de alumínio da série AA7xxx, especialmente ALZn1, ou seja, de uma modificação comum na construção de transferência de calor ou da série AA8xxx, especialmente AA8006, AA8011 ou AA8079, ou seja, de uma modificação comum na construção de transferência de calor.
[0020] Estará previsto de preferência um chapeamento de solda AISi sendo que o chapeamento apresenta elementos comuns e o teor de silício do chapeamento de solda está na faixa de 4 a 15% em peso, especialmente 5 a 12% em peso, o teor de zinco está na faixa de 0,05 a 10% em peso, especialmente 0,2% em peso e o teor de índio, estanho e/ou vanádio está situado em uma faixa de 0,0 até 0,3% em peso. No caso dos elementos comuns trata-se preferencialmente de zinco e/ou índio.
[0021] A espessura do chapeamento de preferência é a mais constante possível sendo de 2 a 40%, especialmente 2 a 30%, especialmente 5 a 20% da espessura de material de núcleo, especialmente em seu ponto mais delgado.
[0022] Preferencialmente estará previsto uma chapeamento de várias camadas, sendo que sob um chapeamento de solda AISi está previsto um chapeamento protetor um pouco mais nobre ou comum do que o chapeamento de solda de AISi previsto que é menos comum do que a região a ser protegida.
[0023] Um dispositivo de acordo com a presente invenção é produzido com solda dura preferencialmente com o emprego de funden
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7/17 tes com teor de zinco, sendo que pelo fundente com teor de zinco foi formado nas regiões de interligação uma superfície com o teor de zinco que eventualmente serve como anodo de sacrifício (adicional ou exclusivo).
[0024] Em seguida, a invenção será explicada com vários exemplos de execução, fazendo referência aos desenhos detalhadamente. As figuras mostram:
[0025] figura 1 um dispositivo para alimentação de ar de combustão até o motor de combustão de acordo com a presente invenção e [0026] figura 2 um dispositivo para troca de calor entre um gás com um teor de ácido e um meio de troca de calor de acordo com a presente invenção.
[0027] A figura 1 é representada como exemplo de um dispositivo de acordo com a invenção para alimentação de ar de combustão até um motor de combustão M sendo um sistema 10 com uma reciclagem de gás de escape de baixa pressão. As linhas do lado de baixa pressão são representadas com linhas cheias, as linhas do lado da alta pressão com linhas interrompidas. As direções de fluxos são indicadas por setas.
[0028] A figura 1 apresenta um exemplo de uma linha de reciclagem de gás de escape de baixa pressão, sendo que o gás de escape com o teor de ácido a ser reciclado é ramificado da corrente de gás de escape vinda do motor M no lado da baixa pressão, ou seja, uma queda de pressão. Pela linha de reciclagem de gás de escape 40, na qual está preferencialmente integrado um resfriador de gás de escape 20, é aduzida uma linha aspirante 30 onde é misturada com ar ambiente com teor de ácido. A mistura com o teor de ácido será aspirado pelo compressor V de preferência um turbocarregador de gás de escape, sendo transportado como ar de carga comprimido até a linha de ar de carga 50.
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8/17 [0029] Pelo resfriador de ar de carga L, integrado na linha de ar de carga, o ar de carga será resfriado e em seguida conduzido par ao motor M. O resfriador de ar de carga L apresenta no caso de acordo com a invenção uma variedade de canais de fluxo para ar de carga que consistem essencialmente em alumínio ou em uma liga de alumínio.
[0030] Em um exemplo de execução semelhante porém não representado, a linha de reciclagem de ar de escape está disposta no lado da pressão alta, ramificando-se, portanto, entre o motor e a turbina do turbocarregador do gás de escape a partir da linha do gás de escape, para desembocar entre o compressor e o resfriador de ar de carga no interior da linha de ar de carga.
[0031] A figura 2 apresenta um trocador de calor de acordo com a invenção em uma vista explodida parcial como é empregado, por exemplo, como resfriador de gás de escape ou resfriador de ar de carga. Os números de referência 1a e 1b referem-se a uma alimentação bem como um escoamento para o meio de resfriamento preferencialmente líquido. Neste meio de resfriamento trata-se preferencialmente de água, especialmente água com aditivos como, por exemplo, glicol do ciclo de refrigeração. Podem, todavia, também ser previstos outros meios de resfriamento tanto em fase gasosa como também líquida.
[0032] Os números de referência 3 e 4 referem-se a uma alimentação e um escoamento de gás contendo ácido, por exemplo, do gás de escape, ou seja, do ar de carga. A alimentação e o escoamento são formados como flanges de admissão, ou seja, flanges de escape, que podem ser unidos com uma outra linha adutora ou de alimentação. Estas ligações ou podem ser produzidas pelo fato de ser um tubo de maior dimensão aplicado sobre o flange ou um tubo de menor circunferência introduzido na abertura. De preferência, nos flanges respectivos estará previsto um boleado 9 que possibilita uma ligação mais estável entre o tubo adutor e o flange.
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9/17 [0033] O número de referência 6 refere-se a um alojamento para o dispositivo para troca de calor. A alimentação e o escoamento para o meio de resfriamento bem como a alimentação e o escoamento para o gás com teor de ácido, bem como o conjunto da tampa 5 e o conjunto de tampa que se encontra oposto, não fazem parte deste alojamento.
[0034] De acordo com o exemplo de execução está previsto um resfriador de gás de escape constituído de caixas de ar, tubos e fundos produzidos de uma liga de alumínio AA3003. No caso, nos tubos e nos fundos está previsto um chapeamento de solda AISi achatado, possivelmente, porém não necessariamente totalmente permeável, com um teor de silício de aproximadamente de 8 a 12% em peso com zinco, sendo que a parcela de zinco é de preferência 2 a 4% em peso, estando previsto nas regiões que entram em contato com o gás de escape. Além disso, o chapeamento de solda AIsi contém reduzidas quantidades de índio, estanho e vanádio (<0,3% em peso) bem como uma parcela reduzida de demais impurezas. A espessura do chapeamento é de 5 a 15% da espessura da parede tubular no presente caso. [0035] De acordo com uma variante, também nas caixas de ar está previsto um chapeamento de solda AISi correspondente com as regiões que estabelecem contato com gás de escape.
[0036] No interior do resfriador de gás de escape estão previstas guarnições de turbulência ou nervuras para aperfeiçoar o grau de eficácia do resfriador os quais de acordo com o primeiro exemplo de execução consistem em alumínio puro (no caso presente da série AA1145) com um chapeamento de solda que corresponde ao chapeamento de solda dos tubos e dos fundos.
[0037] Tendo em vista o diferencial potencial eletroquímico (no presente caso acima de 100 mV) entre a região do núcleo nobre e o revestimento comum (chapeamento de solda) o revestimento comum apresenta oxidação, ou seja, corrosão (especialmente o componente
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10/17 de zinco). Isto terá o efeito de que o ataque de corrosão será em sentido achatado não sendo especialmente profundo, isto é, na forma de corrosão de orifícios ou corrosão intercristalina. No caso, como efeito colateral adicional, eventualmente serão reduzidos os íons de hidrogênio existente, de maneira que o valor do pH do condensado do gás de escape se desloque na direção de valores mais altos não críticos. [0038] De acordo com um outro exemplo de execução, está previsto um resfriador de gás de escape com guarnições de turbulência de uma liga de alumínio da série AA7xxx, no presente caso AIZn1, que é nitidamente mais comum do que os componentes a serem protegidos do resfriador de gás de escape, de maneira que as guarnições de turbulência apresentam corrosão.
[0039] Como outro exemplo de execução, está previsto um resfriador de gás de escape que apresenta como região de núcleo (caixas de ar, tubos e fundos) uma liga de alumínio AA3003 sem zinco. Por cima encontra-se uma camada (aproximadamente 5% da espessura da parede do tubo) de liga de alumínio AA3003 com zinco e por cima encontra-se uma camada (10% da espessura da parede do tubo) em forma de um chapeamento de solda AISi. No caso, as camadas estão previstas em forma contínua tanto nas regiões que estão em contato com gás de escape, como também nas demais regiões.
[0040] De acordo com uma variante, as camadas estão previstas apenas em regiões parciais que estão em contato com o gás de escape sendo que as camadas não necessariamente precisam ser configuradas em sentido contínuo.
[0041] De acordo com um outro exemplo de execução, está previsto uma unidade de transferência de calor com tubos MPE (multiport extrusion) especialmente de alumínio puro AA1050 que foi soldado para regulagem de um perfil de difusão de zinco adequado na solda fraca com o auxílio de um fundente com teor de zinco, razão porque
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11/17 nas regiões soldadas de caixas de ar/tubos/fundos/nervuras está prevista uma superfície rica em zinco. O transferidor de calor apresenta no caso de acordo com um exemplo de execução, guarnição de turbulência dentro de alguns ou de todos os tubos. De acordo com uma variante, o transferidor de calor está configurado sem guarnições de turbulência.
[0042] Cada um dos revestimentos e chapeamentos descritos foi aplicado de preferência já antes da construção do dispositivo sobre o material básico respectivo, ou seja, sobre o material semi-acabado. Uma aplicação no lado interno dos canais de fluxo após a sua produção, todavia, também é possível. Em ambos os casos, de forma especialmente preferida, a aplicação da proteção anticorrosiva em conexão com um ligante orgânico ou inorgânico ocorre de tal maneira que a proteção anticorrosiva está disposta ao menos antes de um processo de solda em uma matriz em regime de presa química ou física em um lado interno do respectivo canal de fluxo.
[0043] Os tubos de todos os exemplos de execução são de preferência extrudados, sendo dobrados com solda fraca e/ou solda dura. Além da forma de construção dos feixes tubulares descritos também é possível uma configuração correspondente de dispositivos diferentes, condutores de gás, por exemplo, na forma de construção de pacotes, discos ou discos empilhados.
[0044] As dimensões seguintes são especialmente vantajosas TROCADOR DE CALOR DE GÁS DE ESCAPE INDIRETO:
[0045] No caso de um trocador de calor de gás de escape indireto, o gás de escape quente é resfriado por um meio de resfriamento especialmente um meio de resfriamento liquefeito como, por exemplo, água ou um outro líquido, que por sua vez é resfriado em um outro trocador de calor, especialmente em um resfriador de meio de resfriamento. O meio de resfriamento será preferencialmente resfriado com
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12/17 ar no resfriador de meio de resfriamento.
TROCADOR DE CALOR DE GÁS DE ESCAPE DIRETO:
[0046] No caso de um trocador de calor de gás de escape direto, o gás de escape quente será diretamente resfriado por um meio de resfriamento, especialmente por um meio de resfriamento gasoso como, por exemplo, ar.
[0047] O gás de escape de altura de canal representa especialmente a altura dos canais de fluxo, nos quais o gás de escape atravessa o trocador de calor de gás de escape.
[0048] O meio de resfriamento de altura de canal será especialmente a altura dos canais de fluxo, nos quais os meios de resfriamento atravessam o trocador de calor de gás de escape.
[0049] O meio de resfriamento de extensão de fluxo é especialmente a extensão do percurso de fluxo atravessado pelo meio de resfriamento no trocador de calor de gás de escape, especialmente o comprimento global do trocador de calor de gás de escape.
[0050] O gás de escape de extensão de fluxo é especialmente a extensão do percurso de fluxo atravessado pelo gás de escape no trocador de calor do gás de escape, especialmente o comprimento global do trocador de calor de gás de escape.
[0051] O gás de escape com espessura da parede tubular é especialmente a espessura da parede tubular pela qual flui o gás de escape no trocador de calor de gás de escape.
[0052] O gás de escape da largura tubular é especialmente a largura do tubo dentro do qual o gás de escape atravessa o trocador de calor de gás de escape.
[0053] O meio de resfriamento da densidade de nervura é especialmente o número de elementos geradores de turbulência, como estampagens, cunhas, estampagens, ou seja, configurações rebaixadas e guarnições de turbulência por um decímetro de comprimento que
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13/17 estão configurados no canal/tubo do meio de resfriamento.
[0054] O meio de resfriamento com espessura de nervura é especialmente a espessura do material do elemento gerador de turbulência como especialmente a guarnição de turbulência configurada no tubo, ou seja, no canal no qual flui o meio de resfriamento.
[0055] O gás de escape com a espessura de nervura é especialmente a espessura do material do elemento gerador de turbulência como especialmente a guarnição de turbulência configurada dentro do tubo, ou seja, no canal no qual flui o gás de escape.
[0056] O gás de escape de altura de canal: meio de resfriamento de altura de canal é especialmente a relação da altura do canal no qual flui o gás de escape em relação à altura do canal no qual flui o meio de resfriamento.
[0057] O meio de resfriamento de divisão longitudinal de nervura é especialmente a distância entre um elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem interna ou externa em um tubo e/ou em uma guarnição de turbulência e um elemento gerador de turbulência vizinho, especialmente na direção do fluxo do meio de resfriamento.
[0058] A asa de divisão longitudinal, ou seja, gás de escape de asa de divisão longitudinal é especialmente a distância entre o elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem externa ou interna em tubo e/ou em uma guarnição de turbulência e um elemento gerador de turbulência vizinho especialmente a direção do fluxo do gás de escape.
[0059] O ângulo de asa é especialmente o ângulo entre um elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem externa ou interna em um tubo e/ou guarnição de turbulência e um elemento gerador de turbulência vizinho, especialmente de modo essencialmente perpendicular para com o fluxo do gás de escape.
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14/17 [0060] A defasagem da asa para a concha superior em relação a inferior é essencialmente à distância especialmente na direção de fluxo do gás de escape, de um elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem externa ou interna em um tubo e/ou em uma guarnição de turbulência na direção do elemento mais próximo gerador de turbulência disposto no lado oposto do tubo, ou seja, do lado do canal.
[0061] A altura da asa em relação à altura do canal [%] é a altura de um elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem externa ou interna em um tubo e/ou em uma guarnição de turbulência relativamente à altura do canal no qual flui o meio de resfriamento ou o gás de escape, multiplicado pelo fator 100.
[0062] O comprimento de asa: altura de asa é a relação do comprimento para com a altura de um elemento gerador de turbulência, especialmente uma estampagem externa ou interna em um tubo e/ou em uma guarnição de turbulência.
[0063] A altura de canal de ar de refrigeração é especialmente a altura dos canais de fluxo nos quais o ar de refrigeração atravessa o trocador de calor de gás de escape.
[0064] A extensão de fluxo do ar de refrigeração é especialmente o comprimento do percurso do fluxo atravessado pelo ar de resfriamento dentro do trocador de calor de gás de escape, especialmente o comprimento global do trocador de calor de gás de escape.
[0065] A densidade de nervuras de ar de resfriamento é especialmente o número de elementos geradores de turbulência com estampagens, asas, estampagens externas ou internas em guarnições de turbulência por um decímetro de comprimento que estão integrados no canal/tubo de refrigeração.
[0066] A espessura de nervura de ar de resfriamento é especialmente a espessura do material do elemento gerador de turbulência
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15/17 como especialmente a guarnição de turbulência integrado no tubo ou no canal no qual flui o ar de refrigeração.
[0067] A densidade de asa transversal é o número de elementos geradores de turbulências com estampagem de asas, estampagens externas ou internas em guarnições de turbulência por um decímetro de comprimento.
TROCADOR DE CALOR DE GÁS DE ESCAPE INDIRETO
Característica | Especialmente Vantajoso | Vantajoso |
Altura do Canal de gás de Escape [mm] | 4,5-6 | 3-15 |
Altura de Canal Meio de resfriamento [mm] | 1,5-3.2 | 1-3 |
Extensão de Fluxo de Meio de resfriamento [mm] | ~80-~700 | 50-1000 |
Extensão de Fluxo gás de Escape [mm] | ~80-~700 | 50-1000 |
Espessura de parede Tubular de Gás de Escape [mm] | 0,4-0,5 | 0.25-0,5 |
Largura do Tubo de Gás de Escape [mm] | 13,5-40 | 10-200 |
Espessura de Nervura de Meio de resfriamento [Ri/dm] | 20-36 | 15-120 |
Espessura de Nervura de Meio de resfriamento [mm] | 0,1-0,3 | 0,06-1,5 |
Espessura de Nervura de Gás de Escape [mm] | 0,15-0,3 | 0,06-0,5 |
Altura de Canal de Gás de Escape: Altura de Canal de Meio de resfriamento [-] | 1,4: 1 a 4,1 | 0,75:1 a 10:1 |
Divisão Longitudinal de Nervura de Meio de resfriamento [mm] | 4-10 | 1-sem fim |
Divisão Longitudinal de Asas [mm] | 11-40 | 8-200 |
Divisão Longitudinal de Nervura deGás de Escape [mm] | 4-16 | 1-sem fim |
Ângulo de Asa [°] | 20-50 | 15-55 |
Defasagem de Asa, Concha Superior | 0-27 | 0-200 |
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16/17
Característica | Especialmente Vantajoso | Vantajoso |
para Concha Inferior [mm] | ||
Altura de Asa em Relação à Altura do Canal [%] | 20-40 | 10-50 |
Extensão da Asa: Altura da Asa | 1:1 a1:10 |
RESFRIADOR DE GÁS DE ESCAPE DIRETO:
Característica | Especialmente Vantajoso | Vantajoso |
Altura do Canal de gás de Escape [mm] | 4,5-6 | 2-10 |
Altura de Canal de Ar de Resfriamento [mm] | 4-8 | 1-10 |
Extensão de Fluxo de Ar de Resfriamento [mm] | ~20-~80 | 10-1000 |
Extensão de Fluxo de gás de Escape [mm] | ~50-~800 | 50-1000 |
Espessura da parede Tubular Gás de Escape [mm] | 0,4-0.42 | 0,25-0,5 |
Largura de Tubo [mm] | 13,5-40 | 10-200 |
Densidade de Nervura de Ar de Resfriamento [Ri/dm] | 20-40 | 10-120 |
Espessura de Nervura de Ar de Resfriamento [mm] | 0,08-0,2 | 0,04-0,25 |
Espessura de Nervura de Gás de Escape [mm] | 0,15-0,3 | 0,04-0,5 |
Altura de Canal de Gás de Escape: Altura de Canal de Ar de Resfriamento [-] | 0,5:1 até 2:1 | 0,75:1 a 7,5:1 |
Divisão Longitudinal de Nervura de Ar de Carga [mm] | 4-10 | 1-1000 |
Divisão Longitudinal de Asas de Gás de Escape [mm] | 11-40 | 4-200 |
Divisão Longitudinal de Nervura de Gás de Escape [mm] | 4-16 | 1-sem fim |
Ângulo de Asa de Gás de Escape [°] | 20-50 | 15-55 |
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17/17
Característica | Especialmente Vantajoso | Vantajoso |
Defasagem de Asa, Concha Superior para Concha Inferior [mm] | 0-27 | 0-200 |
Altura de Asa em Relação à Altura do Canal [%] | 20-40 | 10-50 |
Densidade de Asa Transversal [Wi/dm] | 7,5-17,5 | 5-18 |
Extensão de asa: Altura de Asa | 3:1 | 1:1 a 10:1 |
[0068] As características dos diferentes exemplos de execução podem ser aleatoriamente combinadas entre si. A invenção pode também ser empregada para outras áreas que não as mostradas.
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Claims (12)
1/4
REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo para troca de calor entre um gás com teor de ácido e um meio de troca de calor, em particular um resfriador de gases de escape (20) e/ou resfriador de ar de carga, compreendendo pelo menos um canal de fluxo para o gás com teor ácido, em que pelo menos um canal de fluxo para o gás de teor ácido é substancialmente composto por alumínio e/ou liga de alumínio, o pelo menos um canal de fluxo é provido de proteção contra corrosão na superfície interna, e a proteção contra corrosão é projetada como um revestimento, caracterizado pelo fato de que a proteção contra corrosão inclui regiões eletroquímicas comuns, e assim, a proteção contra corrosão catódica é fornecida para regiões do canal de fluxo a serem protegidas, e a diferença de potencial eletroquímico entre as regiões a serem protegidas e as regiões comuns é de pelo menos 20 mV, em particular de pelo menos 50 mV, e a proteção contra corrosão é composta de um metal e/ou de uma liga, em particular uma liga de alumínio, em que uma ou mais guarnições de turbulêcia e/ou uma ou mais nervuras são providas no pelo menos um canal de fluxo e as guarnições de turbulência e/ou nervuras são compostas de um material comum, em termos de regiões centrais a serem protegidas, ou são revestidas com um metal comum, uma fase comum, ou uma liga comum, em que o canal de fluxo e, opcionalmente, a guarnição de turbulência ou nervura inclui um chapeamento de solda, a proteção contra a corrosão é aplicada ao chapeamento de solda, em que um chapeamento solda AlSi é fornecido como um chapeamento de solda, em que o revestimento contém elementos comum, e o teor de silício do chapeamento de solda é na faixa de 4 a 15% em peso, em especial 5 a 12% em peso, o teor de zinco situa-se na faixa de 0,05 a 10% em peso, em especial 0,2 a 5% em peso, e o índio, zinco, e/ou o conteúdo de vanádio está num intervalo de 0,0 a 0,3% em peso.
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2/4
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento encobre apenas de forma incompleta o lado interno do canal de fluxo, apresentando especialmente fissuras, poros, fendas ou marcas semelhantes.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as superfícies que estão em contacto com o gás com teor de ácido serem, pelo menos em regiões, revestidas com um metal comum, uma fase comum ou uma liga comum, e / ou estarem ligadas de uma maneira electricamente condutora a uma região correspondente.
4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ao menos um canal de fluxo para o gás com teor de ácido consiste essencialmente em uma liga de alumínio da série AA3xxx, especialmente de AA3003 ou AA3005, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor ou de alumínio puro (AA1xxx), especialmente AA1145 ou AA1050, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor ou ligas de alumínio contendo cobre da série AA2xxx, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor ou de AA6xxx, especialmente AA6063, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor.
5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que como metal comum estão previstos zinco, estanho, índio ou vanádio, ou uma liga comum ou fase com zinco, estanho, índio e/ou vanádio está prevista.
6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as guarnições de turbulência e/ou nervuras consistem essencialmente em uma liga de alumínio da série AA3xxx, especialmente com teor de zinco, ou seja,
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3/4 de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor, ou da série AA7xxx, especialmente AIZn1, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor, ou da série AA8xxx, especialmente AA8006, AA8011 ou AA8079, ou seja, de uma modificação comum na construção de unidades de transferência de calor.
7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as guarnições de turbulência e/ou nervuras consistem em aço nobre especialmente nãorevestido.
8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que no caso dos elementos comuns trata-se de zinco e/ou índio.
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que está previsto um chapeamento que apresenta uma espessura amplamente constante de 2 a 40%, especialmente de 2 a 30%, especialmente de 5 a 20%, uma espessura de parede do canal de fluxo, estando previsto especialmente no seu lado mais delgado.
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a proteção anticorrosiva é eletroquimicamente mais nobre do que o chapeamento de solda.
11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o chapeamento de solda é eletroquimicamente mais nobre do que a proteção anticorrosiva.
12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo, ao menos parcialmente, é preparado com solda dura sob regime de vácuo
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4/4 ou gás protetor, com ou sem um fundente.
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