BRPI0608871A2 - dispositivo refrigerador - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO REFRIGERADOR. Trata-se de um dispositivo refrigerador. O dispositivo refrigerador compreende uma parte de resfriamento (3) dotado de pelo menos um elemento tubular (5) que é dotado de um canal de fluxo interno para guiar um primeiro agente. Um segundo agente de resfriamento está adaptado para estar em contato com uma superfície externa do elemento tubular (5) a fim de resfriar o primeiro agente à medida que o mesmo é conduzido através do canal de fluxo. O dispositivo refrigerador compreende um primeiro tanque (2) adaptado para receber o primeiro agente antes do mesmo ser conduzido para a parte de resfriamento (3) . O primeiro tanque. (2) é dotado de uma superfície externa provida de partes de material saliente (9) que resulta em uma superfície de contato aumentada com o segundo agente de resfriamento de maneira que o primeiro agente seja submetido à primeira etapa de resfriamento dentro do primeiro tanque (2)
Description
"DISPOSITIVO REFRIGERADOR"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO, E O ESTADO DA TÉCNICA
A presente invenção refere-se a um dispositivo refrigerador de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Um radiador convencional de um veiculo é usualmente provido de uma parte de resfriamento na qual o liquido do radiador é resfriado e de dois tanques, coletores que estão conectados à parte de resfriamento nas extremidades opostas. 0 objetivo do primeiro tanque coletor é receber o liquido do radiador aquecido antes do mesmo ser conduzido para a parte de resfriamento. O objetivo do segundo tanque coletor é receber o liquido do radiador após o mesmo ter sido passado através da parte de resfriamento. A parte de resfriamento usualmente compreende uma pluralidade de elementos tubularesdispostos em paralelo que conduzem o liquido do radiador entre os tanques coletores. Fluxos de ar circundam nos espaços entre os elementos tubulares de maneira que aquele liquido do radiador é submetido a resfriamento dentro dos elementos tubulares. Os elementos de transferência de calor de vários tipos, por exemplo, na forma de elementos de metal dobrados fino, são usualmente dispostos nos espaços entre os elementos tubulares para proporcionar uma superfície de contato aumentada com o ar que circula nos espaços entre os elementos tubulares. Os elementos tubulares e os elementos de transferência de calor podem ser feitos de metal do tipo a-luminio, cobre, latão e magnésio ou outros materiais que sejam dotados de características de boa condutividade de calor . Os tanques coletores convencionais são usualmente fei-tos de material plástico moldado por injeção.
0 Documento US 2003/0006028 se refere a um cambia-dor de calor que pode ser usado como um radiador de ar refrigerado de um veiculo. O cambiador de calor compreende uma parte de resfriamento com uma pluralidade de elementos tubulares que são intencionados a conduzir um liquido de radiador entre dois tanques coletores. A invenção descrita no referido documento refere-se à configuração da conexão entre os tanques coletores e as partes de resfriamento. Os tanques coletores no referido documento são feitos de um material plástico moldado por injeção. O relatório descreve que os tanques coletores podem, alternativamente, ser feitos de a-luminio ou de outro material adequado.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
O objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo refrigerador que seja de construção compacta e que proporcione resfriamento muito eficaz de um agente aquecido que é conduzido através do dispositivo refrigerador.
Este objetivo é alcançado com o dispositivo refrigerador do tipo mencionado na introdução que é caracterizado pelas características indicadas na parte caracterizante da reivindicação 1. Portanto, o primeiro tanque é aqui provido de uma superfície externa que é dotada de partes de material saliente em contato com o segundo agente de resfriamento. As partes do material saliente resultam no primeiro tanque proporcionar uma superfície de contato externa relativamente grande com o segundo agente de resfriamento. O primeiro a-gente está em sua condição mais aquecida quando é conduzidopara o primeiro tanque. A superfície de contato externo relativamente grande criada, portanto, entre o primeiro tanque e o segundo agente de resfriamento e a grande diferença de temperatura entre o primeiro agente aquecido e o segundo a-gente frio resulta no primeiro agente aquecido j á sendo submetido a um bom resfriamento no primeiro tanque. 0 primeiro agente de aquecimento é, assim, provido de uma primeira etapa de resfriamento dentro de primeiro tanque antes de ser conduzido para a parte de resfriamento, onde é submetido ao restante de seu resfriamento. Como o primeiro agente é também, portanto, submetido a resfriamento no primeiro tanque, o dispositivo refrigerador é dotado de uma capacidade de resfriamento maior do que um radiador convencional no qual o resfriamento substancialmente ocorre apenas na parte de resfriamento . 0 dispositivo refrigerador pode, portanto, resfriar um primeiro agente aquecido para uma temperatura mais baixa do que um radiador convencional de tamanho comparável. 0 dispositivo refrigerador pode, portanto, ser provido de uma parte de resfriamento menor do que a parte de resfriamento de um radiador convencional com a mesma capacidade de resfriamento. 0 dispositivo refrigerador, portanto, ocupa menos espaço do que um radiador convencional com a capacidade de resfriamento comparável.
De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o primeiro tanque compreende um elemento de fluxo adaptado pára conduzir o primeiro agente em direção a uma superfície interna do primeiro tanque, cuja superfície interna está situada próxima a uma superfície externa que estáem contato com o segundo agente de resfriamento. 0 primeiro agente aquecido é, assim, submetido a resfriamento eficaz pelo segundo agente de resfriamento dentro do primeiro tanque. Com vantagem, o segundo elemento de fluxo define uma traj etória de fluxo na qual o primeiro agente está em contato com uma superfície interna do primeiro tanque. Com configuração adequada da dita trajetória de fluxo, pode ocorrer resfriamento eficaz do primeiro agente no primeiro tanque.
De acordo com outra modalidade preferida da presente invenção, o primeiro tanque e as ditas partes de material saliente são feitos de material que é dotado de boas características de condutividade de calor. Com vantagem, os mesmos são feitos do mesmo material. Para proporcionar resfriamento eficaz do primeiro agente aquecido por meio do segundo agente de resfriamento, o material do tanque necessita, portanto, de boas características de condutividade de calor e também de características relativamente fortes, de maneira que o tanque pode ser feito com parede relativamente fina. Tais materiais adequados pode ser alumínio, cobre, latão e magnésio. Com vantagem, o primeiro tanque é feito inteiriço com partes de material saliente. 0 primeiro tanque, com as ditas partes de material saliente, pode, portanto, ser feito como uma única unidade de uma maneira relativamente simples e com um custo relativamente baixo. 0 primeirotanque pode, por exemplo, ter a forma de uma unidade construída de alumínio por um processo de fundição em moldes.
De acordo com outra modalidade preferida da presente invenção, o dispositivo refrigerador compreende um se-gundo tanque adaptado para receber o primeiro agente aquecido após o mesmo ter sido resfriado na parte de resfriamento. Com vantagem, o segundo tanque é feito de um material plástico. A construção de tanques de material plástico é particularmente barata. 0 segundo tanque pode se feito de um material plástico por moldagem de injeção. 0 dispositivo refrigerador com um segundo tanque de um material plástico terá um custo de fabricação relativamente baixo.
De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a parte de resfriamento compreende elementos tubulares feitos de alumínio. O alumínio é um material vantajoso para a fabricação de elementos tubulares por ser dotado de características de boa condutividade de calor, por ser relativamente leve e um material relativamente barato. Com vantagem, a parte de resfriamento compreende uma pluralidade de elementos tubulares dispostos em paralelo, cada um adaptado para conduzir o primeiro agente entre o primeiro tanque e um segundo tanque. A parte de resfriamento pode compreender um número relativamente grande de tais elementos tubulares dispostos substancialmente em um plano em intervalos constantes e intencionados para conduzir o primeiro agente aquecido à medida que o mesmo resfria através das partes de resfriamento.
De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o dito primeiro agente aquecido é um liquido. O mesmo pode ser o liquido do radiador em um sistema de resfriamento cuja função é.resfriar um motor de combustão de um veiculo, ou óleo em um sistema de óleo. Alternativamente, o primeiro agente aquecido pode ser ar comprimido que é res-friado em um dispositivo refrigerador na forma de uma carga de resfriador de ar antes de ser conduzido para um motor de combustão superalimentado. 0 segundo agente de resfriamento é, com vantagem, ar circundante. Com o posicionamento adequado do dispositivo refrigerador, o ar circundante pode ser sempre substancialmente usado como agente de resfriamento. 0 dispositivo refrigerador pode estar disposto em uma parte dianteira de um veiculo de modo que o ar circundante flua através do mesmo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
É descrita abaixo uma modalidade preferida da presente invenção, à guisa de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
A Figura 1 descreve um dispositivo refrigerador de acordo com a presente invenção ,
A Figura 2 descreve a região marcada A do dispositivo refrigerador na Figura 1 em maiores detalhes, e
A Figura 3 descreve uma vista em corte de um primeiro tanque do dispositivo refrigerador .
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO
A Figura 1 descreve um dispositivo refrigerador que pode, por exemplo, ser encaixado em uma parte dianteira de um veiculo.
A função do dispositivo refrigerador é resfriar um liquido de radiador que circula em um sistema de resfriamento.
0 sistema de resfriamento pode ser intencionado a resfriar um motor de combustão que seja ele próprio inten-cionado a acionar o veiculo. 0 motor de combustão pode ser um motor a diesel. 0 dispositivo refrigerador compreende uma entrada 1 para um primeiro tanque 2 para receber um liquido de radiador aquecido proveniente do motor de combustão. 0 liquido de radiador aquecido é coletado no primeiro tanque, do qual é conduzido para um acondicionamento de resfriamento 3 que se estende entre o primeiro tanque 2 e um segundo tanque 4.0 acondicionamento de resfriamento 3 compreende uma pluralidade de elementos tubulares 5 que se estendem entre o primeiro tanque 2 e um segundo tanque 4.
Os elementos tubulares 5 estão dispostos em paraleio eqüidistantes uns dos outros de modo que há intervalosregulares 6 entre os elementos tubulares adjacentes 5. Isto pode ser visto claramente na Figura 2, que descreve a regiãoA próxima ao primeiro tanque 2 mais detalhadamente. O ar circundante é intencionado a circular através dos intervalos entre os elementos tubulares 5. Os intervalos 6 compreendem elementos de metal dobrados. Os elementos de metal dobrados finos 7. estão dispostos em contato com os elementos tubulares 5. Os elementos de metal dobrados finos 7, portanto, aumentam a superfície de contato dos elementos tubulares 5 com ar circundante que circula através das passagens 6. A circulação do ar circundante através do acondicionamento de resfriamento 3 pode ser circulada pelo movimento do veiculoe/ou por uma ventoinha de radiador que retira o ar através do acondicionamento de resfriamento 3. O ar circundante res-fria o liquido do radiador sendo levado através dos elementos tubulares 5. O segundo tanque 4 recebe o liquido do ra-diador resfriado proveniente dos respectivos elementos tubulares 5,após o que o liquido do radiador é conduzido para fora do segundo tanque 4 via uma saida 8.
Portanto, o ar circundante, circula através do a-condicionamento de resfriamento 3. Um fluxo de ar que não pode ser negligenciado na quantidade também ocorre em volta das laterais do dispositivo refrigerador próximo aos tanques 2, 4. A fim de também utilizar esse fluxo de ar de resfria-mento, o dispositivo refrigerador de acordo com a presente invenção é proporcionado com um primeiro tanque 2 que é dotado de partes de material saliente 9. As partes de material saliente 9 se estendem de maneira anular em volta do primeiro tanque 2 em distancias substancialmente constantes umas das outras. As partes de material saliente 9 podem, contudo, ser substancialmente de qualquer formato desej ável, desde que seja funcional. 0 primeiro tanque 2, portanto, proporciona notadamente uma superfície de contado aumentada com o ar que passa no primeiro tanque 2. 0 liquido de radiador a-quecido, portanto, é submetido a uma primeira etapa insignificante de resfriamento dentro do primeiro tanque 2 antes de ser conduzido para a parte de resfriamento na qual é subme^ tido ao seu resfriamento principal nos elementos tubulares 5.
A Figura 3 descreve uma seção através do primeiro tanque 2. Um elemento de fluxo 10 é aqui disposto dentro do primeiro tanque 2, A forma e o posicionamento do elemento de fluxo 10 são de tal modo que conduzem o liquido do radiador que chega pela entrada 1 substancialmente verticalmente para baixo no tanque 2 ao longo de uma trajetória de fluxo 11. Atrajetoria de fluxo é definida por uma superfície do elemento de fluxo 10 e por uma superfície interna do tanque 2 que está situada internamente a uma superfície externa que está em contato com o ar circundante. O elemento de fluxo 10 é aqui dotado de uma extensão ao longo de grandes partes da extensão do primeiro tanque 2 na direção da altura. 0 líquido do radiador aquecido que flui na trajetória de fluxo 11 em contato com a superfície interna do primeiro tanque 2 é submetido a resfriamento eficaz pelo ar circundante, Quando o líquido do radiador deixa a trajetória de fluxo 11, foi submetido à primeira etapa de resfriamento. Após isto, é conduzido para os elementos tubulares 5, nos quais é submetido ao seu resfriamento principal. O elemento de fluxo 10 pode ser de qualquer formato desejado, desde que seja funcional, de maneira que sejam proporcionados um ou mais canais de fluxo 11 com dimensões adequadas para o resfriamento do líquido do radiador. O elemento de fluxo 10 pode também compreender furos ou similares para conduzir o líquido do radiador proveniente da traj etória de fluxo 11 para a parte de resfriamento 3. A superfície do elemento de fluxo 10 que define a trajetória de fluxo 11 pode ser proporcionada com uma estrutura de superfície que promova uma agitação do líquido do radiador na trajetória de fluxo 11.
Para proporcionar o resfriamento do líquido do radiador no primeiro tanque 2, o último é feito de um material com boas características de condutividade de calor. 0 calor pode, portanto, ser conduzido rápida e eficazmente do líquido do radiador aquecido, que está em contato com a superfí-cie interna do primeiro tanque 2, para uma superfície externa do primeiro tanque 2, que está em contato com o ar circundante. O primeiro tanque 2 também precisa ser feito de um material relativamente forte. As paredes do tanque 2 podem, portanto, ser construídas finas, por meio disso aumentando adicionalmente a possibilidade da transferência de calor entre o liquido do radiador no tanque 2 e o ar circundante. O primeiro tanque 2 é feito, com vantagem, de alumínio, que é um material com boas características de condutividade de calor e de características relativamente fortes. 0 primeiro tanque 2 com partes de material saliente 9 pode ser inteiramente feito de, por exemplo, alumínio fundido em moldes.
Os elementos tubulares 5 da parte de resfriamento 3 são também feitos de um material com boas características de condutividade de calor. Os elementos tubulares 5 podem, portanto, ser feitos, com vantagem, de alumínio, tipo os e-lementos de metal dobrado 7. A parte de resfriamento 3 é, portanto, provida de boa capacidade de resfriamento quando o ar circundante flui através da mesma. Quando o liquido do radiador alcança o segundo tanque 4, não é possível o resfriamento adicional do liquido do radiador segundo tanque 4, devido à diferença de temperatura relativamente pequena aqui entre o liquido do radiador e do ar circundante. Portanto, não há motivo para construir o segundo tanque 4 de um material com boas características de condutividade de calor. 0 segundo tanque é, portanto, feito, com vantagem, de um material plástico, que é mais vantajoso do ponto de vista econômico.Durante a operação do veículo, o líquido do radia-dor aquecido é conduzido do motor de combustão para o primeiro tanque 2, onde é submetido a uma primeira etapa de resfriamento eficaz devido às partes de material saliente 9, ao elemento de fluxo interno 10 e as boas características de condutividade de calor do material do tanque. O líquido do radiador é, portanto, conduzido para os elementos tubulares 5, onde é submetido ao seu resfriamento principal. O dispositivo refrigerador de acordo com a presente invenção proporciona, portanto, um efeito de resfriamento maior do que um radiador convencional de tamanho comparável. O dispositivo refrigerador pode, portanto, resfriar o líquido do radiador para uma temperatura mais baixa do que um radiador convencional de tamanho comparável. Alternativamente, o dispositivo refrigerador pode substituir um radiador convencional de capacidade de resfriamento comparável. Neste caso, o dispositivo refrigerador pode ter a forma de uma parte de resfriamento menor 3 do que a de um radiador convencional e, portanto, ocupar menos espaço.
A invenção não está de nenhum modo limitada às modalidades descritas com relação aos desenhos, mas pode ser livremente variada dentro dos escopos das reivindicações. O dispositivo refrigerador pode ser um conhecido refrigerador de ar de carga que resfria um ar comprimido quente antes do mesmo ser conduzido para um motor de combustão superalimen-tado. O dispositivo refrigerador pode também formar parte de um circuito de resfriamento para resfriar um óleo em um sistema de óleo. O agente de resfriamento não precisa necessa-riamente ser um ar circundante mas pode também ser um agende de resfriamento liquido que é circulado em um sistema de resfriamento.
Claims (10)
1. Dispositivo refrigerador, pelo qual o dispositivo refrigerador compreende uma parte de resfriamento (3) dotada de pelo menos um elemento tubular (5) que é dotado de um canal de fluxo interno para guiar um primeiro agente, pelo qual um segundo agente de resfriamento está adaptado para estar em contato com uma superfície externa do elemento tu-. bular (5) a fim de resfriar o primeiro agente à medida que o mesmo é conduzido através do canal de fluxo, e um primeirotanque (2) adaptado para receber o primeiro agente antes do mesmo ser levado para a parte de resfriamento, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito primeiro tanque (2) é dotado de uma superfície externa provida de partes, de material saliente (9) que resulta em uma superfície de contado aumentada com o segundo agente de resfriamento de modo que o primeiro agente seja submetido a uma primeira etapa de resfriamento dentro do primeiro tanque (2) .
2. Dispositivo refrigerador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro tanque (2) e as ditas partes de material saliente (9) são feitos de material com boas características de condutividade de calor.
3. Dispositivo refrigerador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro tanque (2) e as ditas partes de material saliente (9) são feitos de alumínio.
4. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelofato de que o primeiro tanque (2) compreende um elemento de fluxo (10) adaptado para conduzir o primeiro agente em direção a uma superfície interna do primeiro tanque (2) , cuja superfície interna está situada próxima a uma superfície externa que está em contato com o segundo agente de resfriamento .
5. Dispositivo refrigerador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a forma do dito elemento de fluxo (10) é capaz de conduzir o primeiro agente ao longo de uma trajetória de fluxo (11) na qual o primeiro agente está em contado com uma superfície interna do primeiro tanque (2).
6. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro tanque (2) é inteiriço.
7. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo refrigerador compreende um segundo tanque (4) adaptado para receber o primeiro agente após o mesmo ter sido resfriado na parte de resfriamento (3).
8. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo tanque (4) é feito de um material plástico.
9. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que os elementos tubulares (5) da parte de resfriamento (3) são feitos de alumínio.
10. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de resfriamento (3) compreende uma pluralidade dos elementos tubulares (5) dispostos em paralelo, cada um dos quais está adaptado para conduzir o primeiro a-gente entre o primeiro tanque (2) e o segundo tanque (4).
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