BRPI0901572B1 - dispositivo de aquecimento para dutos de alimentação de combustível, duto de alimentação de combustível e motor a combustão - Google Patents

Abstract

dispositivo de aquecimento para tubulaçoes de alimentação do combustível, tubulação de alimentação do combustível e motor a combustão. a presente invenção se refere a um dispositivo de aquecimento associável ou associado à pelo menos uma tubulação de alimentação do combustível onde a tubulação de alimentação compreende pelo menos uma entrada e uma saída associável a um injetor e/ou a uma tubulação de difusão, este dispositivo, sendo do tipo que compreende pelo menos um corpo (2,2a,2b,2c) e pelo menos um elemento elétrico de aquecimento (3,30) associado a tal corpo (2,2a,2b,2c), é um componente apto a ser em parte montado ou integrado ao interior desta tubulação de alimentação (4), para estender-se por todo ou em parte do comprimento da tubulação de alimentação (4), onde o elemento elétrico de aquecimento (3,30) é feito, pelo menos em parte, através de técnicas de deposição e/ou litografia e/ou serigrafia sobre este corpo. (2,2a,2b,2c).

Description

“DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO PARA DUTOS DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL, DUTO DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL E MOTOR A COMBUSTÃO” [0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento para dutos de alimentação de combustível, um duto de alimentação de combustível e um motor de combustão.

[0002] Como é sabido, nos motores de combustão interna, uma mistura de combustível e agente combustível reage dentro de uma câmara de combustão (compreendida entre um cilindro e um pistão), de modo a produzir trabalho mecânico a partir da reação de combustão química. O termo combustível refere-se à substância ou mistura química que se torna oxidada, enquanto o termo agente combustível refere-se à substância ou mistura química que é reduzida durante a reação de combustão química. Em geral, o combustível real nunca é totalmente puro e geralmente contém aditivos (que podem participar da reação de combustão apenas parcialmente ou não são o suficiente), e o agente combustível real é tipicamente o ar (ou seja, uma mistura de vários gases, dos quais apenas um, isto é, oxigênio, participa da reação de combustão); para os fins da presente invenção, no entanto, o termo combustível se referirá simplesmente a esse líquido ou fluido, e. gasolina, óleo diesel, álcool ou óleo combustível, que é misturado com o agente combustível, a fim de provocar a reação de combustão, incluindo ou não quaisquer aditivos ou uma porção do dito agente combustível.

[0003] Com o objetivo de melhorar a combustão (no que diz respeito à quantidade de combustível realmente utilizada e da homogeneidade da reação que ocorre na câmara de combustão) e minimizar as emissões nocivas dos gases de escape, bem como na tentativa de maximizar a eficiência, uma solução conhecida fornece o aquecimento do combustível antes de entrar na (s) câmara (s) de combustão.

[0004] Essa medida também é útil para lidar com os dois problemas a seguir: otimizar a combustão em todas as condições operacionais do motor, facilitando a partida a frio.

[0005] Esses problemas são sentidos especialmente quando o combustível é o

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 10/41

2/28 óleo diesel, como nos motores a diesel, ou um biocombustível ou álcool, como o etanol, obtido, por exemplo, da fermentação de produtos vegetais (um país em que esse tipo de combustível é difundido é o Brasil), ou um óleo combustível.

[0006] T ambém deve ser levado em consideração que existem motores projetados para o uso de mais de um tipo de combustível, em particular dois tipos diferentes de combustível (por exemplo, gasolina e álcool): nesses motores, os dois combustíveis podem ser usados alternadamente e, portanto, uma situação pode surgem onde um combustível precisa ser aquecido enquanto o outro não faz ou faz em menor grau, ou eles podem ser usados como uma mistura de acordo com uma proporção predefinida e/ou variável dos ditos dois combustíveis diferentes; o processo de mistura pode ocorrer automaticamente, com proporções ou porcentagens determinadas por uma unidade de controle eletrônico do veículo.

[0007] Na indústria de motores, uma tecnologia atualmente difundida é o chamado trilho comum ou trilho de combustível, que em substância é um sistema de injeção em que o combustível é entregue a uma pressão muito alta através de um único duto de alimentação que alimenta uma pluralidade de cilindros (daí as definições trilho comum e trilho de combustível); entre o trilho comum ou trilho de combustível e as câmaras de combustão dos cilindros existem os injetores, que podem ser conectados ao duto de alimentação diretamente ou através de dutos muito curtos, que se ramificam essencialmente do próprio duto de alimentação; em geral, existe um único duto de alimentação para todo o motor.

[0008] Para motores equipados com um trilho comum ou trilho de combustível, isto é, um duto de alimentação, diferentes soluções foram desenvolvidas para aquecer o combustível antes de entregá-lo na câmara de combustão: de acordo com um primeiro tipo de solução, o combustível é aquecido em a bomba que a entrega ao duto de alimentação (como descrito, por exemplo, na patente DE19918227); de acordo com um segundo tipo, o combustível é aquecido por uma pluralidade de aquecedores instalados nos injetores únicos que alimentam os cilindros (como descrito, por exemplo, nas patentes WO2006/130938 e DE10340159); de acordo com um terceiro tipo, o combustível é aquecido por meio de um adaptador aquecido colocado entre o

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 11/41

3/28 duto de alimentação e os injetores (como descrito, por exemplo, na patente W02007/028663).

[0009] De acordo com um quarto tipo de solução, o combustível é aquecido à medida que flui através do duto de alimentação, como descrito, por exemplo, na publicação de patente USH1820 e nas patentes DE10341708 e JP83338339; a presente invenção pertence a este tipo de solução.

[0010] Embora essas soluções possam melhorar o processo de combustão, ainda assim sofrem algumas desvantagens.

[0011] Por exemplo, a solução adotada na publicação de patente USH1820 ensina a aquecer o combustível no duto de alimentação através de um aquecedor que consiste em um resistor elétrico alojado em uma caixa dentro do duto de alimentação que o mantém separado do combustível, cuja caixa é aquecida pelo resistor e, por sua vez, transfere calor para o combustível que flui no duto de alimentação.

[0012] Um primeiro problema sofrido por essa solução é que o resistor elétrico, e especialmente o invólucro (que é necessário para isolar eletricamente o resistor do combustível), absorve um certo volume não desprezível dentro do duto de alimentação, o que deve, portanto, sobredimensionado, a fim de levar em consideração o volume não utilizável ocupado pelo invólucro.

[0013] Ainda com referência ao ensino do documento USH1820, o aquecedor tem uma taxa constante, com o revestimento externo fornecendo uma troca térmica uniforme que, no entanto, não se traduz necessariamente em aquecimento uniforme de combustível, como será explicado abaixo.

[0014] A temperatura do combustível na extremidade de entrada de combustível do duto de alimentação é, de fato, mais baixa que a temperatura do combustível na extremidade oposta; mais particularmente, a temperatura do combustível que chega aos injetores é diferente entre os vários injetores (dependendo da posição dos injetores em relação à extremidade da entrada de combustível do duto), e isso envolve reações de combustão não homogêneas a um injetor. certo grau entre os vários cilindros, levando a uma redução indesejada de eficiência e/ou uma combustão imperfeita do combustível, uma parte da qual pode até estar exausta sem queima e/ou

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 12/41

4/28 partida difícil; é evidente que o combustível que está em contato com o invólucro tende a aquecer proporcionalmente ao tempo que permanece em contato com o aquecedor, ou seja, ao tempo de permanência no duto, que varia de acordo com a distância entre os pontos de entrada e saída do próprio duto.

[0015] Um tipo de aquecedor de acordo com a técnica anterior consiste em uma vela incandescente, isto é, um enrolamento elétrico inserido em um invólucro (normalmente feito de metal) que é aquecido pelo efeito Joule e troca calor com o combustível.

[0016] De acordo com a técnica anterior, este tipo de aquecedor requer que um material termicamente condutor seja interposto entre o enrolamento elétrico e o invólucro, material esse que deve ser de um tipo adequado para reduzir a resistência térmica entre as duas partes, ou seja, para promover a troca térmica.

[0017] Embora seja bastante barata, essa solução não é a melhor, pois pode haver atrasos e/ou perdas na propagação do calor do enrolamento elétrico para o combustível.

[0018] A presente invenção visa superar essas e outras desvantagens da técnica anterior através de um dispositivo de aquecimento para dutos de alimentação de combustível, de acordo com as reivindicações anexas, que se destinam a ser parte integrante da presente descrição.

[0019] Mais especificamente, uma versão preferencial da presente invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento fornecido como um único elemento de aquecimento adaptado para ser instalado dentro de um duto de alimentação, cujas vantagens serão explicadas na descrição a seguir.

[0020] A presente invenção é baseada na ideia de encaixar pelo menos um dispositivo de aquecimento compreendendo pelo menos um corpo e pelo menos um elemento de aquecimento elétrico associado a ele, sendo o dito dispositivo fornecido como um componente que é pelo menos parcialmente montado ou integrado ao duto de alimentação em de uma maneira que se estenda por todo o comprimento do duto de alimentação ou uma porção dele; o elemento de aquecimento elétrico é pelo menos parcialmente fabricado usando técnicas de deposição e/ou litografia e/ou serigrafia.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 13/41

5/28 [0021] Como será explicado abaixo, o uso de um dispositivo de aquecimento como esse oferece várias vantagens.

[0022] Em geral, o termo técnicas de deposição refere-se a técnicas serigráficas, litográficas, eletroquímicas, revestimento por centrifugação ou pintura e similares que permitem criar faixas feitas de um material eletricamente condutor, que normalmente são muito finas (por exemplo, um milímetro), em um meio de deposição ou substrato.

[0023] Uma técnica de deposição específica é a técnica de filme espesso, que é per se conhecida e comumente usada nos campos eletrônicos de circuitos impressos e circuitos híbridos (ou seja, aqueles circuitos nos quais elementos ativos e indutores são fornecidos de forma discreta, considerando que são construídas conexões, resistores e, às vezes, capacitores no substrato de deposição); de acordo com esta técnica, os trilhos feitos de material eletricamente condutor e/ou resistivo têm tipicamente uma espessura de algumas dezenas de pm.

[0024] Um aquecedor assim fabricado oferece a possibilidade de incluir um ou mais elementos de aquecimento elétrico que consistem em trilhos feitos de material eletricamente condutor depositado de acordo com qualquer padrão desejado no corpo do aquecedor (isto é, o substrato de deposição).

[0025] O uso de um aquecedor de acordo com essas técnicas e com os ensinamentos da presente invenção, que podem ser inseridos em um duto de alimentação para aquecer o combustível que flui nele, normalmente requer que o aquecimento elétrico e/ou elementos eletricamente condutores sejam fornecidos na superfície do corpo do aquecedor e consistem em trilhos que podem eventualmente ser revestidos com uma camada protetora, de preferência de um tipo termicamente condutor, a fim de evitar o ataque químico pelos agentes químicos contidos no combustível; o corpo do aquecedor, como será explicado a seguir, pode consistir em uma peça de metal revestida com um material eletricamente isolante que impede que os trilhos fiquem em curto.

[0026] O material eletricamente isolante é preferencialmente de um tipo termicamente condutor e é muito fino; pode até ser fornecido na forma de uma camada

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 14/41

6/28 de óxido do material metálico do substrato.

[0027] O corpo do aquecedor pode ser vantajosamente de um tipo diferente; por exemplo, pode ser feito de um material eletricamente isolante, de preferência condutor termicamente, por exemplo, material cerâmico.

[0028] Um aquecedor assim fabricado oferece várias vantagens: em primeiro lugar, resolve os problemas apresentados pelos aquecedores conhecidos na técnica, uma vez que o aquecedor pode ter diferentes formas e o elemento de aquecimento, proporcionando a máxima flexibilidade de projeto e instalação, além de permitir a criação de aquecedores. zonas com energia térmica diferente em um dispositivo de aquecimento, o que leva vantajosamente a atingir uma temperatura uniforme do combustível nos dutos de injeção e/ou no duto de alimentação.

[0029] De fato, os elementos de aquecimento normalmente consistem em trilhos extremamente finos e que ocupam um volume muito pequeno dentro do duto de alimentação, volume esse definitivamente menor do que aquele ocupado por um enrolamento elétrico tradicional.

[0030] Além disso, o isolamento do elemento de aquecimento elétrico, que na técnica anterior consistia no invólucro que envolvia o resistor, agora pode ser totalmente omitido (se os trilhos forem feitos de materiais que não estão sujeitos a ataque químico pelos agentes químicos contidos no combustível) ou substituído por uma fina camada de proteção (por exemplo, uma tinta, em especial uma tinta vítrea), para obter dimensões gerais muito pequenas, bem como uma troca térmica melhorada e/ou menor resistência térmica entre o aquecedor e o combustível.

[0031] Além disso, como o substrato pode ter qualquer forma, o fluxo de combustível no duto de alimentação não é prejudicado, como será explicado mais adiante, permitindo assim o uso de trilhos de combustível menores.

[0032] De acordo com os ensinamentos da presente invenção, os elementos de aquecimento são fornecidos no corpo do aquecedor de, sem se limitar a, um metal como aço, sobre o qual um material eletricamente isolante está presente (ou é depositado), material esse de preferência termicamente condutivo e muito fino, e pode até consistir em uma camada de óxido do material metálico do substrato.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 15/41

7/28 [0033] O aço inoxidável torna o dispositivo de aquecimento adequado para uso na presença de combustível e/ou agentes corrosivos frequentemente encontrados em combustíveis como etanol, biodiesel e similares; o material metálico pode, contudo, ser de qualquer outro tipo adequado para a aplicação, e. um substrato cerâmico ou mais em particular um substrato cerâmico à base de titânio (por exemplo, como carboneto de titânio ou boreto de titânio) ou uma liga de titânio adequada, ou mesmo um substrato de alumínio revestido com uma camada de óxido de alumínio.

[0034] Como mencionado acima, o corpo do aquecedor também pode ser feito de um material diferente, não necessariamente metálico, como um material cerâmico, de preferência de um tipo com boa condutividade térmica e alta resistência ou isolamento elétrico; alternativamente, pode até ser feito de material plástico.

[0035] A presença de elementos de aquecimento na forma de faixas mais ou menos perfiladas e/ou próximas umas das outras implica que em uma determinada área pode haver mais ou menos troca térmica com o combustível que entra em contato com o dispositivo de aquecimento, o que permite obter as vantagens acima mencionadas de um aquecimento variável, progressivo e/ou localizado; ao usar essas técnicas, é de fato muito fácil distribuir uma ou várias trilhas na superfície de um corpo, que podem ser dispostas à vontade e podem ter qualquer forma e/ou densidade e/ou seção transversal, ou seja, uma forma e/ou posição que permitem alcançar a distribuição desejada da resistência e/ou características do aquecedor.

[0036] Por outras palavras, é em substância possível proporcionar um aquecimento variável ou uma troca térmica variável com o combustível que flui no dito canal de alimentação; mais particularmente, é possível maximizar a troca térmica nas entradas ou nas saídas do duto de alimentação.

[0037] Por exemplo, é concebível proporcionar um corpo, p. um tubo de aço, no qual os elementos de aquecimento, ou seja, as faixas, estão dispostos, em que na entrada de combustível do duto de alimentação as faixas estão mais próximas umas das outras, de modo que o combustível é aquecido a uma temperatura média, são espaçadas ao longo o caminho entre um injetor e o próximo, mantendo assim a temperatura substancialmente constante, e são novamente dispostos mais próximos

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 16/41

8/28 um do outro, próximo a cada injetor ou duto ramificado, de modo a aquecer adequadamente a parte do combustível que entra no duto ramificado ou o injetor em si.

[0038] O combustível que flui no duto de alimentação pode ser aquecido de uma maneira progressivamente variável, por exemplo por meio de resistores ou faixas de aquecimento concentradas perto dos injetores de maneira escalar (isto é, com faixas mais ou menos densas), dispostas de modo que a zona imediatamente antes de cada duto ou injetor ramificado forneça uma saída de calor maior do que a zona imediatamente após ela.

[0039] Por exemplo, a troca térmica fornecida pelo dispositivo de aquecimento de acordo com a presente invenção é localizada (o que significa que a troca térmica mais alta ocorre em pontos ou zonas preferenciais bem definidos) e/ou varia progressivamente entre a entrada de combustível e a saída de combustível do canal de alimentação.

[0040] Isso permite que o combustível que entra em contato com o aquecedor alcance o injetor que está mais distante da entrada a uma temperatura substancialmente igual ou próxima da temperatura em que o combustível atinge o injetor que está mais próximo da entrada do duto ou a temperaturas predefinidas e/ou ideais para cada injetor.

[0041] De acordo com uma variante da invenção, próximo aos injetores ou dutos de ramificação, o aquecedor troca mais calor com o combustível, de modo que o aquecimento obtido seja não apenas variável (ou progressivamente variável), mas também localizado.

[0042] Para esse fim, o aquecedor pode incluir faixas ou resistores que, ao longo da extensão do corpo, têm uma forma ou densidade variável por unidade de superfície; em particular, eles fornecem densidade ou resistência máxima nas entradas e/ou nas saídas do dito duto de alimentação.

[0043] Esse recurso do dispositivo de aquecimento é extremamente vantajoso, pois garante um aquecimento ideal do combustível sem usar mais energia.

[0044] Além disso, o combustível pode ser aquecido uniformemente,

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 17/41

9/28 independentemente do comprimento diferente a ser percorrido entre a entrada e a saída, isto é, independentemente da velocidade na qual o combustível (ou fluido) flui da entrada para a saída do duto de alimentação; a dita distância e/ou velocidade e, portanto, o efeito de aquecimento, podem de fato variar entre um duto de saída mais próximo ao duto de entrada e um duto de saída mais distante do duto de entrada. [0045] Como mencionado acima, de acordo com uma variante adicional, o combustível pode ser aquecido de maneira diferente perto de cada saída, e pode ser obtido aquecimento uniforme em cada saída, levando também em conta o fato de que o combustível já foi parcialmente aquecido pela parte do aquecedor a montante. [0046] A quantidade de calor transferida para o combustível (e consequentemente a temperatura do próprio combustível) pode ser estabelecida com base em dados experimentais (por exemplo, armazenados em uma unidade de controle eletrônico) ou com base nas leituras realizadas pelos sensores de temperatura localizados perto de cada saída duto para cada injetor: ao fazer isso, é possível, por exemplo, fornecer uma saída de calor diferente em cada zona do elemento de aquecimento associado a cada saída (por exemplo, a quantidade de calor gerado pode diminuir à medida que o combustível flui através do duto de alimentação).

[0047] Além disso, de acordo com um aspecto particularmente vantajoso, o corpo do dispositivo de aquecimento tem uma forma de haste ou cilíndrica ou tubular e os elementos de aquecimento são dispostos em sua superfície de maneira a otimizar as características fluidodinâmicas do duto de alimentação, evitando assim qualquer perda de carga.

[0048] Se o corpo do dispositivo de aquecimento for um corpo tubular oco, é possível fornecer através da sua extensão uma série de orifícios que colocam o volume interno do corpo tubular em comunicação com o exterior, permitindo assim aumentar a seção através da qual o fluido pode fluir no duto de alimentação e/ou ampliar a área de troca térmica, uma vez que o fluido estará em contato com a parede externa e a parede interna do corpo ou suporte tubular, sendo as ditas paredes preferencialmente feitas de um material termicamente condutor , como um metal; a exploração de todo o volume interno do duto de alimentação permite criar dutos de

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 18/41

10/28 alimentação menores do que aqueles equipados com dispositivos de aquecimento do tipo enrolamento, de acordo com a técnica anterior: estes últimos, de fato, incluem um invólucro de bobina que ocupa um determinado duto volume, portanto, não utilizado pelo fluxo de combustível.

[0049] Além de fornecer vantagens importantes em termos de troca térmica entre o aquecedor e o combustível (devido à maior área de contato mútuo), essa variante também oferece vantagens adicionais em termos de tamanho (e, portanto, de peso e custo) do duto de alimentação, em particular porque também a porção interna do aquecedor cilíndrico é usada como uma passagem de fluido.

[0050] Uma vez que o dispositivo de aquecimento de acordo com a presente invenção é elétrico, é concebível que ele também execute ou incorpore uma função de conector, de modo que a energia possa ser fornecida ao dispositivo de aquecimento através de detalhes de construção que serão esclarecidos posteriormente, facilitando assim a instalação do dispositivo de aquecimento no duto de alimentação.

[0051] Além disso, essa construção específica permite que o dispositivo de aquecimento de acordo com a presente invenção seja instalado em um duto de alimentação especialmente fabricado e, como parte acessória, em um existente, o que ganhará mais flexibilidade de uso: vamos considerar, por exemplo, um duto de alimentação originalmente concebido para um motor a gasolina (que não requer nenhuma função de aquecimento de combustível); se alguém quiser alimentar o motor com etanol, seria necessário fornecer a função de aquecimento de combustível substituindo o duto de alimentação por outro equipado com aquecedores; em vez disso, usando um dispositivo de aquecimento de acordo com a presente invenção, será possível, a um custo relativamente baixo e com uma certa facilidade de instalação, usar um tipo de duto de alimentação para ambas as versões com e sem aquecedor.

[0052] De acordo com uma modalidade alternativa, o corpo do dispositivo de aquecimento não é tubular, mas prismático ou perfilado ou plano (por exemplo, uma placa, que é um corpo plano porque se estende substancialmente em duas direções principais ortogonais e tem uma espessura limitada): neste último caso, tornar as

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 19/41

11/28 faixas será ainda mais simples e mais barato, pois será suficiente o uso do equipamento comumente usado para a produção de circuitos impressos.

[0053] As características da invenção são apresentadas especificamente nas reivindicações anexas; as ditas características e as vantagens obtidas a partir delas se tornarão mais evidentes a partir da descrição a seguir, fornecida a título de exemplo não limitativo com referência aos desenhos anexos, em que:

[0054] A Fig.1 é uma vista em perspectiva do dispositivo de aquecimento de acordo com uma primeira versão da presente invenção.

[0055] A Fig. 2 é uma vista em perspectiva de uma conduta de alimentação de acordo com uma primeira versão da presente invenção.

[0056] A Fig. 3 é uma vista em perspectiva do duto de alimentação da Fig. 2 com o dispositivo de aquecimento da Fig. 1 encaixado nele.

[0057] A Fig. 4 é uma vista vertical ou parcialmente em corte da Fig. 3.

[0058] A Fig. 5 mostra o dispositivo de aquecimento da Fig. 1 de um ponto de vista diferente, que destaca os orifícios fornecidos no dispositivo.

[0059] A Fig. 6 mostra o dispositivo de aquecimento da Fig. 1 de um ponto de vista diferente, que destaca o elemento de aquecimento elétrico.

[0060] A Fig.7 é uma vista vertical ou parcialmente em corte do dispositivo da Fig.1.

[0061] A Fig. 8 é uma primeira vista parcial ampliada do dispositivo da Fig. 4.

[0062] A Fig. 9 é uma segunda vista parcial ampliada do dispositivo da Fig. 4.

[0063] A Fig.10 é uma vista parcial ampliada do dispositivo da Fig.7.

[0064] A Fig.11 é uma vista em perspectiva do dispositivo de aquecimento de acordo com uma segunda versão da presente invenção.

[0065] A Fig.12 mostra uma variante compreendendo dois dispositivos de aquecimento inseridos nas extremidades opostas de um duto de alimentação.

[0066] A Fig. 13 mostra um detalhe da Fig. 12.

[0067] A Fig. 14 mostra esquematicamente uma variante de uma porção do dispositivo da figura 1, isto é, com um aquecedor com um corpo prismático.

[0068] A Fig. 15 mostra esquematicamente uma variante adicional de uma porção do dispositivo da Fig. 1, isto é, com um aquecedor que tem um corpo plano (em

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 20/41

12/28 particular uma placa).

[0069] As Figs. 16 a 21 mostram várias vistas de uma modalidade alternativa do terminal de conexão.

[0070] As Figs. 22 a 24 mostram uma outra modalidade dos terminais de conexão. [0071] A Fig. 25 mostra uma variante em que o dispositivo tem uma pista de aquecimento contínuo em forma de bobina.

[0072] A Fig. 26 mostra um terminal de conexão e um dispositivo com uma faixa de aquecimento contínuo em forma de bobina.

[0073] A Fig. 27 mostra um detalhe da Fig. 26.

[0074] A Fig. 28 mostra um detalhe do terminal de conexão da Fig. 20.

[0075] A Fig. 29 mostra com mais detalhes a extremidade de contato do terminal de conexão da Fig. 22.

[0076] Com referência agora à Fig. 1, é mostrada uma primeira modalidade de um dispositivo de aquecimento 1 para dutos de alimentação de combustível de acordo com a presente invenção, que compreende um corpo 2 ao qual um elemento de aquecimento elétrico 3 está associado.

[0077] O dispositivo de aquecimento 1 é adaptado para ser pelo menos parcialmente instalado ou integrado ao dito duto de alimentação 4, que é mostrado na Fig. 2 em uma modalidade genérica, e que compreende uma entrada de combustível 41 e quatro saídas 42 que são ou podem ser associadas como muitos injetores (ou dutos ramificados, dependendo do tipo de duto); na modalidade mostrada, o duto de alimentação 4 (ou trilho comum ou trilho de combustível) tem uma forma tubular que é aberta em uma extremidade 43 na qual, como mostrado nas Figs. 3 e 4, o dispositivo de aquecimento 1 é inserido; assim, este último também desempenha a função de fechar a extremidade 43 do duto de alimentação 4.

[0078] Para este fim, o dispositivo de aquecimento 1 é fornecido em uma extremidade com uma porção de extremidade 5 que será descrita em detalhes a seguir.

[0079] Na primeira modalidade mostrada nas Figs. 1, 2, 3 e 4, o dispositivo de aquecimento 1 carrega ou compreende, na extremidade oposta à que possui a porção

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 21/41

13/28 de extremidade 5, um elemento central 6, que também será descrito em maiores detalhes posteriormente.

[0080] Pode ser visto nas Figs. 1 e 4 que o dispositivo de aquecimento 1 se estende dentro do duto de alimentação 4; em particular, na modalidade mostrada, ela se estende por todo o comprimento do duto; no entanto, é concebível que o dispositivo de aquecimento 1 se estenda apenas para uma porção do duto de alimentação 4 sem prejudicar a operação do mesmo.

[0081] Como mostrado na Fig. 1 e Fig. 6, o dispositivo de aquecimento 1 compreende um corpo 2 ao qual está associado pelo menos um elemento de aquecimento elétrico 3, sendo o dito elemento obtido pelo menos parcialmente no corpo 2 por deposição e/ou litografia e/ou serigrafia técnicas.

[0082] Mais detalhadamente, o corpo 2 é mostrado na Fig. 7 como um corpo tubular oco com um número de orifícios 7 que colocam o volume interno do corpo tubular em comunicação com a câmara anular criada entre a superfície externa do corpo 2 e a superfície interna do ducto de alimentação 4; esta solução permite vantajosamente usar quase todo o volume do duto de alimentação 4, uma vez que o combustível também pode fluir dentro do volume interno do corpo tubular 2; além disso, também melhora a troca térmica entre o combustível e o dispositivo de aquecimento 1, porque aumenta a área quente do dispositivo de aquecimento 1 que é absorvida pelo combustível, ou seja, a superfície externa e interna, otimizando assim a troca térmica entre os dois.

[0083] Pelo menos uma porção do dispositivo de aquecimento 1 e/ou do corpo 2 pode ter formas diferentes da tubular descrita acima; por exemplo, pode ter uma forma geralmente prismática ou mesmo plana, como um corpo laminar ou qualquer forma que possa ser pelo menos parcialmente obtida através de um processo de moldagem. [0084] Por processo de moldagem, entende-se aqui qualquer processo conhecido ou inventivo adequado para esta aplicação, p. injeção de um material, como um material metálico ou termoplástico ou outro material, em um molde, ou deformação e/ou perfilagem e/ou corte do dito material por meio de uma matriz, etc.

[0085] O corpo 2 pode ser feito de um metal como, a título de exemplo não

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 22/41

14/28 limitativo, aço, aço inoxidável, ligas de alumínio, ligas de titânio e similares, ou materiais alternativos, como materiais cerâmicos de um tipo adequado para uso em ambientes quimicamente agressivos.

[0086] O elemento de aquecimento elétrico 3 obtido no corpo 2 por meio de técnicas de deposição e/ou litografia consiste essencialmente em uma ou mais faixas depositadas no corpo 2, de modo que seja alcançada a máxima flexibilidade na seleção da forma e densidade por unidade de superfície, assim melhorando a possibilidade de ajuste do calor trocado com o combustível.

[0087] Os ditos trilhos podem ser feitos de um e/ou de vários materiais, sendo este último eletricamente diferente um do outro, como um material que é um bom condutor elétrico, ou seja, com baixa resistência elétrica e/ou um material com uma predefinição resistência elétrica e/ou um material com um coeficiente de temperatura variável resistência elétrica, como um resistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC); vantajosamente, um resistor PTC pode ajustar automaticamente sua própria temperatura de aquecimento.

[0088] Quando a corrente elétrica é fornecida, os trilhos ficam quentes pelo efeito Joule e transmitem calor ao combustível circundante que flui dentro do duto de alimentação e parcialmente também ao corpo 2 ao qual estão associados; para um elemento de aquecimento elétrico 3 fabricado pelo menos parcialmente usando a dita tecnologia de resistor PTC, quando uma temperatura predefinida é atingida, a resistência do material da pista aumentará automaticamente, limitando assim a corrente elétrica e proporcionando automaticamente um ajuste de temperatura.

[0089] Daqui resulta que onde as faixas são colocadas, o combustível será aquecido mais do que onde não há faixas ou onde as faixas estão mais afastadas.

[0090] A técnica preferencial para criar tais trilhos é a técnica denominada filme espesso, em que trilhos feitos de material eletricamente condutor são depositados no corpo 2 e se comportam como resistores elétricos.

[0091] Quando também a superfície do corpo 2 é feita de um material eletricamente condutor, uma camada eletricamente isolante será fornecida pelo menos na área em que as trilhas são depositadas, entre a trilha e o corpo 2; A Fig. 10

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 23/41

15/28 mostra claramente o elemento de aquecimento elétrico 3 depositado no corpo 2 com a interposição de uma camada eletricamente isolante 8, que neste caso reveste toda a superfície externa do corpo 2.

[0092] O material eletricamente isolante pode ser, por exemplo, uma fina camada de tinta ou óxido do material do corpo 2 e, de preferência, tem boa condutividade térmica para transferir calor para o corpo 2.

[0093] Se o corpo 2 for feito de um material não condutor, a dita camada isolante eletricamente pode ser omitida.

[0094] O elemento de aquecimento elétrico 3 também pode ser revestido com uma camada de proteção termicamente condutiva, a fim de impedir que seja gravada pelos agentes químicos contidos no combustível e/ou obter melhor isolamento elétrico, camada que deve preferencialmente ser fornecida como uma fina camada de tinta e/ou outro material isolante depositado.

[0095] Como mostrado nas Figs. 5 e 6, o elemento de aquecimento elétrico 3 fornecido na forma de faixas pode ser vantajosamente disposto no corpo 2 de maneiras diferentes, por exemplo pode haver zonas 3A em que a densidade da esteira por unidade de superfície é relativamente baixa (trilhas com espaçamento amplo), zonas 3B em que a densidade da esteira por unidade de superfície é relativamente alta (trilhas com espaçamento estreito) ou mesmo zonas 3C onde não há trilhas; a disposição e densidade diferentes das faixas que constituem o elemento de aquecimento elétrico 3 implica a possibilidade de obter aquecimento variável, ou seja, nas zonas 3B em que a troca térmica com o combustível é mais alta, nas zonas 3A em que a troca térmica está em um nível intermediário e nas zonas 3C sem faixas de aquecimento, onde o combustível apenas recebe calor do corpo 2.

[0096] A título de exemplo, as Fig. 4 e Fig. 6 ilustram um layout dos trilhos na superfície do corpo 2 que garante aquecimento máximo de combustível próximo às saídas 42 e na área da câmara anular (formada entre a superfície externa do corpo 2 e a superfície interna do duto de alimentação 4) de frente para as saídas 42: dessa maneira, o combustível que entra no duto de alimentação 4 é trazido para (e mantido a) uma certa temperatura e é então aquecido a uma temperatura mais alta apenas

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 24/41

16/28 perto das saídas 42, criando assim um cenário de aquecimento variável.

[0097] A Fig. 8 ilustra em detalhes a porção terminal 5 localizada em uma extremidade do dispositivo de aquecimento 1: a porção terminal 5 atua como um bujão de vedação da extremidade aberta 43 do duto de alimentação 4, fornecendo ao mesmo tempo o conector elétrico que fornece energia ao aquecimento elétrico elemento 3.

[0098] Após o dispositivo de aquecimento 1 ter sido inserido no duto 4, a parte final 5 pode ser fixada de maneira irremovível no duto de alimentação 4: para esse fim, uma parte da porção final 5 pode ser soldada na boca do duto de alimentação 4, de preferência por soldagem a laser, ou por soldagem a quente (por exemplo, através da fusão localizada do material do duto de alimentação 4 e da porção 5 na área de acoplamento), ou por soldagem por ultrassom, ou como alternativa por cola ou outras técnicas adequadas de fixação ou soldagem.

[0099] Para soldagem a laser, os materiais do duto de alimentação 4 e da parte final 5 devem ser de um tipo adequado.

[00100] Por exemplo, o material termoplástico do duto de alimentação 4 é permeável a um raio laser, ou seja, pode ser atravessado por um raio laser sem superaquecimento, enquanto o material da porção final 5 é impermeável a um raio laser, ou seja, superaquece quando é atingido pela viga, criando assim uma zona de refusão localizada no material termoplástico da porção de extremidade 5, que rederrete e também é soldado ao material adjacente do duto de alimentação 4, sendo esses dois materiais preferencialmente de tipos compatíveis em vista da dita soldagem mútua ; um processo de soldagem como este pode ser dito ao exemplo da Fig. 8, em que um feixe de laser radial seria aplicado ao final do duto de alimentação 4 que abriga a porção final 5, trabalhando de fora para dentro.

[00101] Alterando as formas dos vários detalhes e os tipos ou posições de soldagem, é vantajosamente possível reverter ou alterar as características dos materiais; por exemplo, o material termoplástico do duto de alimentação 4 pode ser impermeável a um raio laser, ou seja, superaquece e derrete quando atingido por um raio laser, enquanto o material da porção final 5 pode ser permeável a um raio laser,

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 25/41

17/28 ou seja, não superaquece quando atingido por um raio laser.

[00102] De acordo com uma variante adicional, os materiais do duto de alimentação 4 e da porção final 5 superaquecerão e derreterão quando forem atingidos por um raio laser direcionado axialmente, permitindo assim obter uma solda em torno do perímetro da conexão entre o duto 4 e a extremidade porção 5.

[00103] Os ditos métodos de união ou soldagem, que também podem ser combinados entre si, de preferência também fornecem uma vedação hidráulica, isto é, eles contribuem para evitar vazamentos de combustível.

[00104] Para soldagem por ultrassom ou vibração, os materiais devem ser de um tipo adequado, preferencialmente o mesmo material ou materiais com uma natureza química compatível, e os detalhes devem ser modelados adequadamente, em particular com o objetivo de cooperar com uma ferramenta de soldagem ou sonotrodo adequado.

[00105] Uma versão do processo de soldagem por ultrassom e/ou vibração usada para fabricar o produto de acordo com a invenção utiliza uma ferramenta em forma de pelo menos uma porção do perfil de pelo menos uma das peças a serem soldadas; a dita ferramenta comprime de preferência a área de soldagem e faz vibrar os materiais das peças, que são então derretidas e soldadas umas às outras.

[00106] De acordo com uma variante do processo de soldagem, a ferramenta de soldagem é movida ao longo de um caminho que pelo menos coincide parcialmente com o perfil a ser soldado.

[00107] Ainda com referência à Fig.8, a porção de extremidade 5 pode alternativamente ser parafusada no duto de alimentação 4; para este fim, ambas as partes devem ser fornecidas com roscas adequadas (não mostradas) e, neste caso, será apropriado empregar uma junta de vedação 51, por exemplo um O-ring.

[00108] Métodos de montagem alternativos podem usar, por exemplo, pinos de conexão ou similares para unir a porção de extremidade 5 ao duto de alimentação 4, de preferência com a interposição de uma junta de vedação 51.

[00109] Como mencionado acima, a porção final 5 fornece energia ao elemento de aquecimento elétrico 3 por meio dos terminais elétricos 52 e 53, que são mostrados

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 26/41

18/28 nos desenhos como conectores macho que cruzam o corpo 55 do conector 5 da fonte de alimentação, para que possam ser acessados pelo lado externo do ducto de alimentação 4; é claro que os terminais elétricos 52 e 53 podem, alternativamente, ser conectores fêmeas.

[00110] Na modalidade mostrada, os terminais elétricos 52 e 53 são dois, e. um terminal positivo e um terminal negativo, e são adaptados para gerar uma diferença de potencial elétrico, como uma tensão direta, através do elemento de aquecimento elétrico 3: isso se deve ao fato de que, para maior clareza, a modalidade ilustrada inclui apenas um único aquecimento elétrico o elemento 3 é fornecido como uma única via eletricamente contínua; deve-se notar, no entanto, que o aquecedor pode compreender uma pluralidade de elementos de aquecimento elétrico 3 conectados aos respectivos terminais elétricos (não mostrados), possivelmente com um terminal em comum: nesse caso, os elementos de aquecimento elétrico 3 podem ser controlados juntos ou separadamente, proporcionando assim ao aquecedor de acordo com a presente invenção uma versatilidade notável; de fato, uma unidade de controle eletrônico adequada pode ligar apenas um elemento de aquecimento elétrico 3, apenas alguns deles ou todos de uma só vez, por exemplo dependendo de parâmetros como temperatura do combustível, presença de gases de escape não queimados ou temperatura dos gases de escape, de modo a manter a combustão no estado que garante a máxima eficiência o tempo todo.

[00111] Para esse fim, é fornecido um circuito de controle adequado.

[00112] Modalidades alternativas vantajosas da porção terminal e dos terminais elétricos são mostradas nas Figs. 16 a 24, que serão descritos em detalhes a seguir. [00113] Em uma variante, o dito circuito de controle compreende ou controla pelo menos um sensor de temperatura, em particular um sensor de temperatura para cada saída 42 e/ou entrada 41 do duto de alimentação 4.

[00114] Alternativamente, o dito pelo menos um sensor de temperatura pode ser uma parte do dispositivo de aquecimento; por exemplo, pode ser montado no corpo 2 ou obtido diretamente através do dito processo de deposição, em uma área próxima ao conector elétrico e/ou às ditas saídas 42 e/ou entrada 41.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 27/41

19/28 [00115] Nesse caso, para cada elemento de aquecimento elétrico 3 e/ou para cada sensor de temperatura, pode haver pelo menos um ou dois terminais elétricos respectivos (o terminal de aterramento pode, por exemplo, ser comum).

[00116] Em particular, o elemento de aquecimento elétrico 3 pode compreender um número de resistores elétricos fornecidos na forma de um número de trilhos que correspondem ao número de saídas e/ou entradas do dito duto de alimentação.

[00117] Vantajosamente, a porção final 5 também desempenha uma função adicional, isto é, também é usada para centralizar o corpo 2 dentro do duto de alimentação 4, de modo a criar a câmara anular acima mencionada; para este fim, a porção terminal 5 é integral ou engatada com o corpo 2 através de uma sede 54 fornecida centralmente no corpo 55 da porção terminal 5, de modo que o corpo tubular 2 é alojado em uma posição centralizada ao longo do eixo do duto de alimentação 4; de acordo com uma variante preferencial, a dita porção terminal 5 ou conector elétrico é obtida moldando ou sobre-moldando um material, de preferência um material termoplástico isolante, diretamente no corpo 2 e/ou em uma porção dos terminais 52, 53 e/ou em um porção dos trilhos elétricos, de preferência segurando uma porção do dispositivo de aquecimento 1 em uma posição predefinida ou em uma posição centralizada no molde durante o dito processo de moldagem ou sobre-moldagem.

[00118] Na extremidade oposta do corpo 2 do dispositivo de aquecimento 1, há um elemento central 6, que é mostrado em mais detalhes na Fig. 9: na modalidade ilustrada, o elemento central 6 consiste simplesmente em uma abertura ou assento no corpo tubular 2 que engata em uma projeção centralizadora ou pino 10 integral ao corpo do duto de alimentação 4 e centrado em relação ao seu eixo.

[00119] O elemento de centralização 6 também pode estar localizado em diferentes posições ou partes do elemento de aquecimento 1, ou em outras posições em relação ao interior do duto de alimentação 4; também pode ter uma forma diferente do exemplo da Fig. 4; por exemplo, o dito elemento de centralização 6 pode estar localizado em uma posição intermediária e pode ter uma forma tal que mantenha em posição pelo menos uma porção do dispositivo de aquecimento 1 sem obstruir o fluxo de combustível.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 28/41

20/28 [00120] O elemento de centralização 6 pode vantajosamente ser fornecido na forma de septos radiais ou projeções associadas ou associadas ao duto de alimentação 4 ou ao dispositivo de aquecimento, ou ambos, ou interpostas ou interpostas entre estes últimos para centralizá-los, deixando uma seção livre para o fluxo de combustível. [00121] Numa modalidade alternativa, o elemento de centralização 6 pode ser fornecido como uma ampliação do corpo do aquecedor 2 (seja em uma peça ou não com esta última) projetando-se em direção à parede interna do duto de alimentação, como um disco, de modo a centralizar o corpo 2 ao longo do eixo do duto de alimentação 4.

[00122] Nesse caso, se o disco estiver localizado em uma posição intermediária ao longo do corpo 2, este será dotado de um ou mais recortes ou orifícios para permitir que o combustível flua através dele; se estiver localizado na extremidade do corpo, os recortes ou orifícios podem, no entanto, ser omitidos.

[00123] A este respeito, deve-se mencionar que as dimensões, formas e posições dos recortes ou furos no disco podem ser tais que este último tenha o aspecto de uma série de nervuras radiais.

[00124] O elemento central 6 e/ou a porção terminal 5 (através da cavidade 54) contribuem vantajosamente para manter o dispositivo de aquecimento 1 em posição dentro do duto de alimentação 4, criando e preservando a câmara anular entre os dois: de fato, é evidente que em a ausência de tais medidas, as vibrações sofridas pelo duto de alimentação 4 tenderiam a fazer com que o dispositivo de aquecimento 1 se movesse livremente dentro do duto de alimentação 1, comprometendo assim a dinâmica de fluidos correta do sistema.

[00125] Uma modalidade alternativa do elemento de aquecimento elétrico 3 é ilustrada na Fig. 11, que mostra um arranjo de esteira que segue um caminho simétrico ao longo da extensão longitudinal do corpo 2, compreendendo em particular (a partir de uma extremidade do corpo 2) uma primeira zona 3A tendo uma certa densidade de via, uma segunda zona 3B em que a densidade da via é maior que na primeira zona 3A, uma terceira zona 3A 'onde a densidade da via é essencialmente a mesma que na primeira zona 3A e uma quarta zona 3D onde a densidade da via é mínimo e

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 29/41

21/28 menor que o da primeira zona 3A, mas maior que zero; a dita zona 3D também pode incluir uma faixa de baixa resistência, isto é, de um tipo adaptado para conduzir eletricidade sem aquecer.

[00126] As ditas zonas são repetidas de maneira substancialmente simétrica em relação ao eixo de simetria XX (indicado no desenho por meio de uma linha pontilhada tracejada) localizado substancialmente no meio do corpo 2 (sem levar em consideração a parte de conexão nos dois extremos opostos, aos quais, obviamente, a simetria não se aplica).

[00127] Esta configuração específica permite obter um dispositivo de aquecimento de combustível particularmente vantajoso na presença de um fluxo de combustível limitado que pode ser aquecido de acordo com os princípios conhecidos da termodinâmica, em particular através da propagação de calor de dois elementos de aquecimento finais 1, 1A ao combustível contido em todo o ducto de alimentação 4.

[00128] O elemento de aquecimento é fornecido em todo o seu comprimento com uma série de orifícios adaptados para colocar o fluido contido no elemento de aquecimento em comunicação com o fluido externo.

[00129] Como se sabe, o fluido em contato com o elemento de aquecimento aquece em menos tempo e altera sua densidade com a temperatura muito mais rapidamente do que o fluido mais distante do elemento de aquecimento.

[00130] Essa alteração de densidade causa um movimento giratório ou giratório no fluido.

[00131] Os orifícios de passagem permitem que todo o fluido seja misturado de maneira caótica dentro e fora do elemento de aquecimento, garantindo assim um aquecimento uniforme de todo o fluido.

[00132] De acordo com uma variante adicional mostrada na Fig. 12, e com mais detalhes na Fig. 13, dois dispositivos de aquecimento distintos 1, 1A de acordo com a presente invenção podem ser instalados em um duto de alimentação 4.

[00133] A dita Fig. 12 e Fig. 13 também mostra uma variante adicional do duto de alimentação, que possui dois dutos distintos 41 e 41A, ambos os quais são aferentes ao duto de alimentação 4: os dois dutos 41 e 41A podem ser entradas de combustível,

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 30/41

22/28 ou alternativamente, um pode ser uma entrada de combustível e o outro um duto de recirculação de combustível.

[00134] Essa variante do duto de alimentação pode ou não estar associada à dita variante, compreendendo dois dispositivos de aquecimento 1 e 1A.

[00135] Também neste caso, ambos os dispositivos de aquecimento 1 e 1A são construídos como descrito acima, mas eles se estendem apenas parcialmente dentro do duto de alimentação 4 de uma maneira que não ocupam a área do mesmo que fica nos dutos de saída 42.

[00136] De acordo com a descrição acima, cada dispositivo de aquecimento 1 e 1A é equipado com uma porção de extremidade 5 e 5A, mas não possui o elemento central, que pode ser omitido porque nesta variante os dispositivos de aquecimento têm uma extensão longitudinal limitada e, portanto, podem ser mantido na posição por um único ponto de restrição, ou seja, a respectiva porção final 5 e 5A.

[00137] Obviamente, dependendo dos requisitos de instalação específicos, também pode ser concebida uma variante em que os respectivos elementos de centralização são fornecidos para cada dispositivo de aquecimento 1 e 1A, e. uma ou mais projeções radiais interpostas entre aquecedores 1,1A ou corpo 2,2A e duto de alimentação 4 ou suportes (por exemplo, [00138] Suportes em forma de L que sobressaem das paredes internas do duto de alimentação e equipados com as respectivas projeções axiais (ou pinos) que se encaixam na abertura final 22, 22A dos dispositivos de aquecimento 1,1A: em substância, essas projeções são equivalentes ao elemento 6, mas eles são fornecidos em uma porção intermediária do duto, em vez de em suas extremidades, sendo assim suportados apenas por uma ou mais nervuras para permitir que o combustível flua.

[00139] Como mostrado também no detalhe da Fig. 13, de fato, os corpos 2 e 2A são corpos tubulares com aberturas respectivas 22 e 22A voltados para a porção do duto 4 que encosta nos dutos de saída 42, de modo que o fluxo de combustível não seja impedido.

[00140] Cada um deles tem, de preferência, um respectivo orifício 7 e 7A adjacente ao duto próximo 41 e 41A, respectivamente, cujo orifício também desempenha a

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 31/41

23/28 função de melhorar a dinâmica de fluidos do sistema, permitindo a passagem do fluido no corpo tubular 2 de / para (dependendo da função) dutos 41 ou 41 A.

[00141] Deveria ser sublinhado que a forma do corpo 2, que é mostrada aqui como sendo tubular, não é limitativa para a invenção, na medida em que o corpo pode em geral ter qualquer outra forma, p. pode ser um sólido prismático ou uma placa simples, como mostrado indicativamente na Fig. 14 e Fig. 15, que mostram a título de exemplo duas modalidades alternativas do dispositivo de aquecimento.

[00142] A Fig. 14 ilustra um dispositivo de aquecimento 1B compreendendo um corpo prismático 2B (em particular um corpo com uma seção transversal quadrada sólida), em cuja superfície o elemento de aquecimento elétrico 3 é colocado na forma de trilhos; a fim de melhorar a continuidade elétrica entre os trilhos dispostos nas várias superfícies, os cantos do sólido ou do prisma podem ser vantajosamente arredondados.

[00143] A Fig. 15 ilustra um dispositivo de aquecimento 1C compreendendo um corpo em forma de placa 2C no qual estão assentadas as faixas que constituem o elemento de aquecimento 3.

[00144] A esse respeito, deve-se salientar que um corpo em forma de placa 2C oferece um grande número de vantagens, uma vez que as faixas do elemento de aquecimento 3 podem ser colocadas sobre ele usando a máquina comumente usada para a produção de circuitos eletrônicos ou impressos.

[00145] É evidente na Fig. 15 que as faixas que compõem o elemento de aquecimento 3 podem ter qualquer layout que seja considerado adequado para aquecer o combustível conforme desejado, de acordo com a descrição acima, e podem incluir adicionalmente ampliações 30, que são remendos capaz de transferir mais calor para o combustível, em particular quando o aquecedor é do tipo PTC descrito anteriormente.

[00146] Embora tenha sido ilustrado aqui com referência ao corpo em forma de placa 2C, esta solução (isto é, presença de remendos 30) também pode ser implementada no caso descrito anteriormente de um corpo tubular 2 ou um corpo prismático 2B.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 32/41

24/28 [00147] Uma outra alternativa que se enquadra no escopo dos ensinamentos da presente invenção é mostrada na Fig. 25, em que o elemento de aquecimento elétrico 3 é fornecido na forma de um enrolamento simples em forma de bobina depositado no corpo tubular oco ou cilíndrico 2: neste Nesse caso, a vantagem obtida refere-se à facilidade de implementação.

[00148] Neste caso, como pode ser visto no exemplo mostrado na Fig.25, a bobina pode ter diferentes passos de enrolamento, de modo a criar zonas onde o fluido que flui no duto de alimentação é aquecido de maneira diferente, como explicado anteriormente.

[00149] A presente invenção pode ser melhorada ainda mais, fornecendo ao dispositivo de aquecimento um dispositivo de proteção elétrica adaptado para protegêlo contra superaquecimento e implementar uma função à prova de fogo.

[00150] A título de exemplo não limitativo, um dispositivo de proteção elétrica pode ser fornecido através de um fusível térmico conectado em série ao aquecedor para interromper a conexão elétrica em caso de falha, desligando-o; nesse caso, o dispositivo de proteção é do tipo não reinicializável, ou seja, depois que a conexão é interrompida após a ocorrência de uma falha, ele só pode ser restaurado substituindo o fusível.

[00151] Como alternativa, fornecendo a mesma função, um dispositivo de proteção reinicializável pode ser usado como, por exemplo, um contato térmico (por exemplo, um contato bimetálico que, quando ocorre superaquecimento, abre o circuito no qual foi instalado), o que interrompe fonte de alimentação para o aquecedor conectado em série; uma boa alternativa a esse tipo de dispositivos de proteção reinicializáveis pode ser um limitador de corrente PTC, que reduz a corrente fornecida ao aquecedor conectado em série quando ocorre superaquecimento além de um limite predefinido.

[00152] Referindo as Figs. 16 a 21, é mostrada uma modalidade alternativa da porção de extremidade 5 'conectada ao corpo do aquecedor 4' através de um acoplamento do tipo snap, isto é, um acoplamento rápido.

[00153] No exemplo ilustrado, o acoplamento de encaixe compreende uma chaveta U 60 com dois braços opostos 62, de preferência terminando com elementos de

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 33/41

25/28 retenção 63, em particular dois dentes ou projeções 63.

[00154] Como mostrado nas Figs. 17 e 18, os braços 62 engatam-se através de duas aberturas ou janelas 64 no corpo do duto de alimentação 4 em dois assentos de encaixe correspondentes ou ranhuras 66 fornecidas na porção final 5 as janelas 64 são dispostas na saia ou na superfície 65 da parte de acoplamento externa 67 do corpo do duto de alimentação 4, cuja parte de acoplamento externo 67 tem uma forma substancialmente tubular e um diâmetro maior para receber a parte de acoplamento interno 68 da porção de extremidade 5 ', que transporta o alojamento 70 para os terminais elétricos que formam como um todo o conector elétrico, de preferência de um tipo já ou comumente usado na indústria automotiva; a peça de acoplamento interno 68 e o alojamento 70 são de preferência fabricados em uma peça, de modo a limitar o número de peças e simplificar as etapas de montagem.

[00155] A chaveta 60 não pode ser removida acidentalmente graças aos dentes de retenção 63, que só podem ser desengatados aplicando uma grande força na chaveta 60, a fim de causar uma deformação elástica dos braços 62, desengatando assim os dentes de retenção 63; isso fornece um acoplamento rápido com uma função de segurança, que pode ser aberta, se necessário, para manter ou substituir o aquecedor

2.

[00156] A parte de acoplamento interno 68 e o alojamento 70 são mais claramente visíveis nas Figs. 20 e 21, que também mostram a aba do atacante 71 fornecida na parte de acoplamento interna 68 na extremidade do mesmo que encosta no alojamento 70; a aba do atacante está localizada na área oposta àquela que enfrenta o contrapino 60 e encosta na borda da peça de acoplamento externa 67, facilitando assim o alinhamento das fendas 64 com as ranhuras de engate subjacentes 66 durante o processo de montagem, o que é muito vantajoso simplificado.

[00157] Com esse objetivo, de fato, a aba do atacante 71 acopla-se ao assento correspondente 78, visível na Fig. 18, da parte de acoplamento externo 67 associada ao corpo do duto de alimentação 4, fornecendo também uma função de centralização e/ou anti-rotação entre o duto de alimentação 4 e o aquecedor, impedindo que sejam montados incorretamente.

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 34/41

26/28 [00158] As Figs. 20 e 21 e o detalhe das Figs. 19 e 28 mostram uma modalidade particularmente vantajosa dos terminais elétricos, que apresentam extremidades de contato 52'A e 53'A que melhoram a qualidade do contato elétrico entre os elementos de aquecimento elétrico e os terminais elétricos que fornecem energia aos mesmos. [00159] As ditas extremidades de contato podem ser vantajosamente de vários tipos; por exemplo, eles podem ser soldados nos trilhos de aquecimento ou simplesmente colocados em contato com estes por compressão.

[00160] Quando as extremidades de contato 52'A e 53'A são do tipo de compressão, o corpo oco 4 é engatado no perfil de centralização 72 e as extremidades de contato do tipo de compressão 52'A e 53'A entram em contato com os elementos de aquecimento elétrico 3, 30, portanto fornecimento de energia a ele; para este fim, as extremidades de contato do tipo de compressão 52 'A e 53' A são elasticamente deformáveis e incluem um arco côncavo em direção ao perfil de centralização, de modo que, quando o corpo oco 4 for montado no perfil de centralização 72, a recuperação elástica do dito as extremidades do contato (melhoradas pela forma arqueada da sua parte final, mostrada em detalhes na Fig. 28) fazem com que exerçam uma certa força de compressão no elemento de aquecimento elétrico 3,30, melhorando assim a qualidade do contato elétrico (ou seja, reduzindo a resistência elétrica do acoplamento).

[00161] Quando as extremidades de contato 52'A e 53'A são soldadas nas esteiras, seu perfil arqueado, que é mostrado em detalhes também na Fig. 28, permite vantajosamente compensar qualquer tolerância de montagem ou produção, por exemplo deformando ligeiramente para ajustar diâmetros ou dimensões de aquecedor levemente variáveis ou para compensar um posicionamento imperfeito.

[00162] Outro resultado interessante obtido com o uso das extremidades de contato do tipo de compressão 52'A e 53'A é que eles também garantem que o corpo 2 esteja travado na posição no perfil de centralização 72 sem a necessidade de meios adicionais de travamento ou fixação, reduzindo ainda mais o número de peças e daí os custos de produção: de fato, o contato do tipo compressão termina 52 'A e 53' Um corpo oco 2 seguro ao perfil de centralização 72 pressionando o primeiro contra o

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 35/41

27/28 último.

[00163] As Figs. 22, 23 e 24 ilustram uma modalidade alternativa de uma extremidade de contato do tipo de compressão 52 B, cuja porção de extremidade acoplada ao corpo é mostrada em mais detalhes na Fig. 29.

[00164] Neste caso, o terminal elétrico 52 mostrado nos desenhos é um seccional e compreende uma extremidade de contato 52 B, preferencialmente do tipo de compressão e/ou do tipo equipado com pelo menos meios parcialmente elásticos para fornecer a conexão elétrica.

[00165] O terminal elétrico seccional 52 mostrado nos desenhos compreende pelo menos duas partes, isto é, uma extremidade de contato 52 B, mostrada em detalhes na Fig. 29, e uma extremidade oposta da fonte de alimentação 52 C, cujas partes estão no exemplo ilustrado engatadas com um ao outro para formar o terminal 52 , como mostrado nas Figs. 22 e 23.

[00166] A extremidade de contato 52 B possui, neste caso, uma forma bifurcada que, como mostrado na Fig. 24, prende a elasticidade do lado da espessura do corpo 4, fechando assim o circuito elétrico com o aquecedor elétrico 3, ou mais especificamente com as ampliações de contato ou adesivos 30, como mostrado.

[00167] Também neste caso, uma outra vantagem possível pode ser obtida pelo fato de que uma forma adequada dos terminais elétricos, como uma forma bifurcada, também pode ao mesmo tempo garantir ou melhorar o travamento do corpo 2 na posição 2 sem exigir quaisquer meios adicionais de travamento ou fixação, reduzindo assim os custos de produção e sem exigir o uso do perfil de centralização 72.

[00168] Os terminais 52 podem ser conectados a uma parte interna 68 da parte final 5, ou a uma parte final de peça única 5 (como descrito anteriormente), que para esse fim possui assentos adequados para alojamento e fixação (por exemplo, através de uma junta ou por interferência) encaixe) coroa isolante 52 D, que em uma modalidade mais simples pode consistir em um anel de vedação simples, isto é, uma junta de borracha anular de seção circular.

[00169] Como alternativa ou em adição às ditas gaxetas, uma vedação obtida através de agentes de vedação ou resinas também pode ser vantajosamente

Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 36/41

28/28 fornecida.

[00170] Também pode ser visto que existem projeções anulares cônicas 52 E que engatam em assentos correspondentes na parte interna 68 ou na porção final 5 (não mostrada).

[00171] Nesse caso, o processo de montagem pode ser vantajosamente simplificado, por exemplo, fixando primeiro a extremidade de contato do tipo compressão 52 B no corpo 2 e a extremidade da fonte de alimentação 52 C na sede da parte interna 68 ou parte final 5 e, em seguida, engatar a extremidade de contato do tipo compressão 52 B na extremidade da fonte de alimentação 52 C para garantir a continuidade elétrica entre essas duas partes.

[00172] As Figs. 26 e 27 são vistas gerais de tal variante montada no corpo 2; em particular, deve-se notar que, se o corpo 2 for metálico, a fim de evitar curtos-circuitos entre a área de contato da pista de aquecimento e a parte interna do corpo, é concebível inserir um anel feito de material isolante o corpo de uma maneira tal que o anel seja interposto entre a extremidade de contato do terminal bifurcado 52 B e a superfície interna do corpo, evitando assim qualquer curto-circuito.

[00173] O dito elemento isolante pode ser montado apenas em um terminal bifurcado, de modo que uma das duas extremidades da serpentina de aquecimento possa ser conectada ao terra.

[00174] Uma outra variante também pode ser concebida em que os orifícios são substituídos por uma única abertura, e. ter uma forma linear ou em espiral ao longo da extensão longitudinal do corpo do dispositivo de aquecimento, que coloca a área interna do corpo em comunicação com a área externa do mesmo; uma solução deste tipo permite uma produção simples e de baixo custo do dito corpo, e. rolando uma folha de metal como um semicírculo ou enrolando-a como uma bobina e deixando duas extremidades ou lados da folha de suporte afastadas uma da outra por uma distância preferencial.

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo de aquecimento (1, 1A, 1B, 1C) em combinação com pelo menos um duto de alimentação de combustível (4), em que o dito duto de alimentação (4) compreende pelo menos uma entrada (41) e pelo menos uma saída (42) que pode ser associada a um injetor e/ou um duto de ramificação, o dito dispositivo (1, 1A, 1B, 1C) sendo do tipo que compreende pelo menos um corpo (2, 2A, 2B, 2C) e pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (3, 30) associado ao dito corpo (2, 2A, 2B, 2C), sendo o dito dispositivo fornecido na forma de um componente adaptado para ser pelo menos parcialmente montado ou integrado ao dito duto de alimentação (4) de uma maneira que se estende ao longo de todo o comprimento do duto de alimentação (4) ou uma porção do mesmo, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de aquecimento elétrico (3,30) é obtido pelo menos parcialmente usando uma ou mais das seguintes técnicas no dito corpo (2, 2A, 2B, 2C): deposição, litografia, serigrafia, e em que o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) é pelo menos parcialmente oco internamente e tem pelo menos uma abertura ou orifício (7, 7A).
2. 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de aquecimento elétrico (3,30) é obtido pelo menos parcialmente usando a técnica de deposição de filme espesso.
3. 3. Dispositivo (1, 1A, 1B, 1C), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que todo o elemento de aquecimento elétrico (3, 30) ou uma porção do mesmo é obtido por meio de técnicas de deposição e/ou litografia e/ou serigrafia e/ou através da técnica de deposição de filme espesso e é distribuído de maneira uniforme ou desigual ao longo do comprimento do dito dispositivo.
4. 4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita porção inclui zonas (3A, 3B, 30) adaptadas para fornecer uma saída de calor diferente, em particular mais alta, de preferência perto das saídas (42) e/ou das entradas (41) do dito duto de alimentação (4).
5. 5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de aquecimento elétrico (3, 30)

   Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 38/41

   2/3 compreende uma pluralidade de elementos de aquecimento elétrico (3, 30), em particular, resistores elétricos, e/ou zonas (3A, 3B, 30), de preferência em um número proporcional ou igual ao número de saídas (42) e/ou entradas (41) do dito duto de alimentação (4).
6. 6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dispositivo ou o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) é feito de metal, de preferência aço, aço inoxidável, alumínio ou suas ligas, ligas de titânio ou similares, ou alternativamente o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) é feito de materiais sintéticos, tal como um material plástico ou cerâmico ou similar, ou outros materiais moldáveis.
7. 7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que na superfície do dito corpo (2), pelo menos na área onde são fornecidos os ditos elementos de aquecimento, um material ou camada eletricamente isolante é interposto entre a pista e o corpo (2), o dito material eletricamente isolante consistindo preferencialmente de uma camada de material depositado, como uma tinta, e/ou uma camada de óxido do material do corpo (2).
8. 8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de aquecimento elétrico (3) é revestido com uma camada ou material de proteção, preferencialmente condutor termicamente, fornecido na forma e/ou de um tipo adequado para prevenir ou resistir à agressão pelos agentes químicos contidos no combustível.
9. 9. Dispositivo de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo ou o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) tem uma extremidade equipada com uma porção de extremidade (5, 5A, 5') para prender, de preferência em uma posição centralizada, o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) ao dito duto de alimentação (4) e/ou para fornecer energia elétrica ao dito elemento de aquecimento elétrico (3, 30).
10. 10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo ou o dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) inclui pelo menos um elemento de suporte, fixação ou centralização (6), de preferência

    Petição 870190111382, de 31/10/2019, pág. 39/41

    3/3 associado ou associável a pelo menos um do dito corpo (2, 2A, 2B, 2C) e do dito duto de alimentação (4).
11. 11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende dois ou mais elementos de aquecimento elétrico (3,30).
12. 12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende meios de ajuste automático e/ou um circuito de controle elétrico ou eletrônico integrado ou conectado a pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (3, 30) e/ou compreendendo pelo menos um dispositivo de proteção elétrico e/ou pelo menos um sensor de temperatura, em particular um sensor de temperatura para cada saída (42) e/ou entrada (41) do dito duto de alimentação (4).
13. 13. Dispositivo de aquecimento caracterizado por ser combinado com um duto de alimentação de combustível (4), do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, e de preferência compreendendo meios de suporte e/ou centralização (5, 6, 10, 54, 72) e/ou meios de fixação (60, 64, 65) para o dito dispositivo de aquecimento.
14. 14. Motor de combustão caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um dispositivo do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13 e/ou um duto de alimentação de combustível, do tipo definido na reivindicação 13.