BRPI0507143B1

BRPI0507143B1 - Trocador de calor, em particular, condensador de tubo chato para um sistema de ar condicionado de veículo automotor

Info

Publication number: BRPI0507143B1
Application number: BRPI0507143-7A
Authority: BR
Inventors: Dürr Gottfried; Dieter Förster Klaus; Kohl Michael; Neumann Emil; Ott Franz; Seewald Wolfgang
Original assignee: Behr Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2018-08-07
Also published as: CN1914473A; BRPI0507143A; CN100565079C; DE102005004284A1; WO2005073662A1; EP1711772A1; EP1711772B1; US20080029256A1

Abstract

trocador de calor, em particular, condensador de tubo chato para um sistema de ar condicionado de veículo automotor. a invenção refere-se a um trocador de calor, em particular, a um evaporador de tubo chato (1) para um sistema de ar condicionado de veículo automotor, com, pelo menos, uma (caixa coletora 2) de chapa, que está subdividida na direção longitudinal, pelo menos, em duas câmaras, e em cujo fundo estão introduzidas as extremidades de tubos, em particular, de tubos chatos, e a caixa coletora (2) apresenta uma parte da caixa coletora (5) em forma de túnel, uma parte da caixa coletora (4), em essência, plana, que forma o fundo e no frontal, respectivamente, uma tampa (6), sendo que, pelo menos, uma tampa (6), pelo menos, em sua área da borda externa é executada plana, e está posicionada na caixa coletora com fecho devido à forma.

Description

(54) Título: TROCADOR DE CALOR, EM PARTICULAR, CONDENSADOR DE TUBO CHATO PARA UM SISTEMA DE AR CONDICIONADO DE VEÍCULO AUTOMOTOR (51) Int.CI.: F28F 9/02; F28D 1/053 (30) Prioridade Unionista: 28/01/2004 DE 10 2004 004 494.5 (73) Titular(es): BEHR GMBH & CO. KG (72) Inventor(es): GOTTFRIED DÜRR; KLAUS DIETER FÕRSTER; MICHAEL KOHL; EMIL NEUMANN; FRANZ OTT; WOLFGANG SEEWALD (85) Data do Início da Fase Nacional: 27/07/2006

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TROCADOR DE CALOR, EM PARTICULAR, CONDENSADOR DE TUBO CHATO PARA UM SISTEMA DE AR CONDICIONADO DE VEÍCULO AUTOMOTOR.

[001] A presente invenção refere-se a um trocador de calor, em particular, evaporador de tubo chato para um sistema de ar condicionado de veículo automotor, com, pelo menos, uma caixa coletora de chapa, que está subdividida na direção longitudinal, pelo menos, em duas câmaras, e em cujo fundo estão introduzidas as extremidades de tubos, em particular, de tubos chatos, e a caixa coletora apresenta uma parte da caixa coletora em forma de túnel, uma parte da caixa coletora, em essência, plana, que forma o fundo e no lado frontal, respectivamente, uma tampa, sendo que pelo menos, uma tampa, pelo menos, em sua área da borda externa é executada plana e está posicionada na caixa coletora com fecho devido à forma.

[002] Da patente DE 198 26 881 A1 é conhecido um transmissor de calor, em particular, um evaporador, no qual está prevista uma caixa coletora de chapa, que é moldada de uma platina preparada.

[003] A platina é constituída de uma liga de alumínio, da qual também são constituídos os tubos chatos, as nervuras onduladas e as partes laterais, bem como, os outros elementos do transmissor de calor. Primeiramente ela é estampada de uma placa, que então é moldada, de tal forma que, é formado um fundo plano (em essência, uma parte plana da caixa coletora), em cujos cantos longitudinais estão conectadas partes dobradas (partes da caixa coletora em forma de túnel). As partes dobradas estão curvadas em um raio para formar uma superfície cilíndrica, da qual as bordas longitudinais são dobradas de tal modo que, elas encostam paralelamente uma na outra, e passam, em essência, perpendiculares ao fundo. As bordas longitudinais estão providas de várias presilhas, dispostas de forma distribuída através de

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2/16 seu comprimento, as quais estão inseridas através de recessos do fundo, e calafetadas no lado externo voltado para os tubos chatos. Desse modo, é formada uma caixa coletora com as duas câmaras, que apresenta uma resistência relativamente alta, antes que ocorra uma soldagem por oxiacetileno. A platina recebe uma placa de solda, ou é provida de um revestimento de solda.

[004] No fundo estão previstas, respectivamente, passagens, nas quais os tubos chatos são recebidos. Respectivamente, na área dos cantos longitudinais do fundo, do qual as partes são curvadas, as passagens são aproximadas até as bordas longitudinais que encostam junto uma da outra. Disso resulta uma profundidade para o trocador de calor, que é só um pouco maior que a soma das profundidades dos tubos chatos. As bordas longitudinais das partes são providas de recessos alinhados entre si, que se encontram na seção afastada do lado de alimentação e de descarga, entre a parede transversal e a extremidade da câmara coletora. As paredes transversais são inseridas por fora nas câmaras. Para isso estão previstas fendas nas partes ou no fundo.

[005] Durante a fabricação da caixa coletora, primeiramente é fabricada uma platina plana, em particular, por meio de estampagem, na qual são estampadas as presilhas necessárias, bem como, as aberturas que mais tarde recebem essas presilhas, bem como, recessos. Depois, primeiramente as bordas longitudinais das partes são curvadas. Em seguida, as passagens são incorporadas. Se as paredes de separação tiverem que ser inseridas nas câmaras pelo fundo, então durante a produção das passagens, na mesma etapa de trabalho, também estão previstas as fendas em forma de passagem para as paredes de separação. Se as paredes de separação tiverem que ser inseridas nas câmaras pelo lado, então as fendas necessárias para isso já são incorporadas na platina plana. Após a produção das passagens,

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3/16 a caixa coletora é curvada pronta. Em seguida, as presilhas são apertadas.

[006] Antes da soldagem por oxiacetileno do trocador de calor equipado com tubos chatos e com as nervuras onduladas e as partes laterais, as extremidades frontais das caixas coletoras são fechadas por meio de tampas inseridas. As tampas são fabricadas como parte prensada de chapa, que apresenta uma borda estampada, contínua correspondente ao contorno das extremidades frontais das caixas coletoras. Nesse caso, uma das tampas apresenta aberturas, para a conexão da alimentação e da descarga do meio de resfriamento. A borda está provida de uma estampagem transversal na área das bordas longitudinais, que está adaptada à soma das espessuras de parede das bordas longitudinais. Em virtude da borda estampada surge um degrau que encosta nas paredes internas das caixas coletoras durante a colocação da tampa, e forma uma ligação de encaixe com fecho devido à fricção. Essa ligação de encaixe com fecho devido à fricção é apoiada por meio de várias presilhas, que se conectam à borda estampada e estão dobradas em torno de 90^o. Essas presilhas agarram as caixas coletoras em torno do lado externo.

[007] Além disso, nas densidades de nervuras usuais de acordo com o padrão (também em alturas de nervuras pequenas), evaporadores conhecidos apresentam nervuras ou um pequeno ângulo de abertura entre as nervuras individuais, que ficam quase paralelas que em virtude de forças capilares tendem a um comportamento de acúmulo de água desfavorável, isto é, acumulam muita água no local, em virtude da geometria dada.

[008] No caso de má descarga de água, sob circunstâncias, os evaporadores tendem a borrifar - sobretudo no caso de grande quantidade de ar e pequenas superfícies frontais - o que, por sua vez, limita a densidade de nervuras permitida (número de seções de nervuras por

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4/16 unidade de comprimento na direção longitudinal dos tubos). O perigo de borrifo torna-se tão maior quanto mais condensado se acumular nas voltas individuais da nervura, ou quanto menor for a superfície atravessada livremente pelo ar.

[009] Um comportamento desfavorável de acúmulo de água e de descarga, em virtude da geometria da nervura dada apresentam, por exemplo, os evaporadores com nervuras ou pequenos ângulos de abertura quase paralelos entre as seções de nervuras individuais. Em particular, então, a velocidade de corrente ou a quantidade de ar é limitada, até o ponto em que um borrifo ainda possa ser evitado.

[0010] A tarefa da presente invenção é colocar à disposição um trocador de calor aperfeiçoado. Uma tarefa é, em particular, uma separação de água melhorada e/ou uma redução da capacidade de acúmulo de água.

[0011] Essa tarefa é solucionada por um trocador de calor onde a tampa é introduzida pelo lado frontal, e no lado da caixa coletora encosta em vários encostos, que são formados na parte da caixa coletora em forma de túnel e/ou na parte da caixa coletora plana, sendo que, a tampa está travada por meio de presilhas dobradas.

[0012] De acordo com a invenção, está previsto um trocador de calor com, pelo menos, uma caixa coletora de chapa, que está subdividida na direção longitudinal, pelo menos, em duas câmaras, e em cujo fundo estão introduzidas as extremidades de tubos, em particular, de tubos chatos, e a caixa coletora apresenta uma parte da caixa coletora em forma de túnel, uma parte da caixa coletora, em essência, plana, que forma o fundo e no lado frontal, respectivamente, uma tampa, sendo que, pelo menos, uma tampa, no mínimo em sua área da borda externa, é executada plana e está posicionada na caixa coletora com fecho devido à forma. Através da execução plana da tampa é possibilitada uma fabricação simples da mesma por meio de estampagem de

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5/16 uma chapa, bem como, uma adaptação simples. As tampas ocupam menos espaço, em comparação com as tampas tradicionais repuxadas profundamente, de tal modo que o trocador de calor é construído menor. Antes, para os lados frontais fechados do trocador de calor pode ser empregada uma chapa, que corresponde, pelo menos, em essência, às chapas da parede de separação. A capacidade de posicionamento com fecho devido à forma assegura uma soldagem por oxiacetileno otimizada na caixa coletora.

[0013] A tampa é introduzida, de preferência, pelo lado frontal, sendo que, no lado da caixa coletora ela encosta em vários encostos, que são formados na parte da caixa coletora em forma de túnel e/ou na parte da caixa coletora plana. No lado externo, a tampa está segura, de preferência, por meio de várias presilhas dobradas, sendo que, as presilhas estão distanciadas dos encostos de tal modo que, a tampa é recebida entre elas o mais possível isenta de folga. As presilhas podem ser curvadas em torno de um eixo que passa paralelo ao eixo longitudinal da caixa coletora. De forma alternativa, elas podem ser dobradas de fora para dentro. A fim de assegurar uma soldagem por oxiacetileno segura, a tampa apresenta uma espessura, pelo menos, na área que se encontra em contato com as caixas coletoras, de cerca de 1 a 2 mm, de preferência, de 1,5 mm. Por meio do posicionamento com fecho devido à forma antes da soldagem por oxiacetileno, resulta uma vedação da tampa aperfeiçoada. Além disso, a segurança do processo pode ser aumentada, de tal modo que são produzidos trocadores de calor menos defeituosos.

[0014] As presilhas são parte, de preferência, da parte da caixa coletora em forma de túnel e/ou da parte da caixa coletora plana, sendo que, por meio das fendas estampadas na platina que forma a parte da caixa coletora correspondente elas são executadas em peça única com as mesmas.

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6/16 [0015] No caso de uma alimentação e/ou descarga do meio de resfriamento no lado frontal, a tampa apresenta, de preferência, uma abertura, cuja borda é curvada para fora. A abertura é executada, de preferência, em forma de círculo, em particular, como passagem, sendo que, também é possível uma execução de outro tipo, em particular, uma execução oval da abertura, de tal modo que a superfície da tampa possa ser aproveitada de forma otimizada com máxima superfície de corrente.

[0016] A abertura é executada, de preferência, cônica, em particular, com um ângulo da borda em relação ao eixo longitudinal da passagem de, no máximo, 5^o, de modo particularmente preferido, de 2^o a 3^o, de tal modo que, é assegurado um auto-travamento.

[0017] Está previsto, de preferência, um tubo de aspiração, que está colocado na tampa com uma abertura, que apresenta um diâmetro interno, que corresponde aproximadamente ao diâmetro externo da borda que limita a abertura, sendo que o tubo de aspiração é inserido através da passagem. Isso possibilita uma seção transversal de corrente constante e que se alarga ligeiramente na direção de corrente, de tal modo que essa seção é executada maior possível e que a queda de pressão no lado do meio de resfriamento possa ser mantida a menor possível. Com isso, pode ser aumentada a potência de evaporação.

[0018] Um tubo de injeção que está colocado na tampa com uma abertura apresenta, de preferência, um diâmetro externo, que corresponde, aproximadamente ao diâmetro interno mínimo da borda que limita a abertura.

[0019] Para facilitar a introdução da tampa, a borda da chapa da caixa coletora apresenta um chanfro de introdução para as tampas, sendo que esse chanfro pode ser executado como aresta, mas também pode ser arredondado.

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7/16 [0020] As duas partes da caixa coletora em forma de túnel apresentam, de preferência, uma forma, em essência, em forma de semicírculo, que atua positivamente sobre as propriedades de resistência da caixa coletora de tal modo que a espessura de material - comparada com caixas coletoras tradicionais - pode ser, de preferência, reduzida, em particular, a espessuras de parede de cerca de 0,8 mm, mediante uma colocação de tubo de injeção e tubo de aspiração por um dos lados frontais (através de duas tampas), ou no caso de colocação no lado longitudinal dos mesmos, através de um ressalto de conexão na área da caixa coletora, de cerca de 1 mm. Devido à redução da espessura de chapa obtém-se uma economia de material e de peso, de tal modo que os custos de fabricação e os custos de operação posteriores podem ser reduzidos.

[0021] Os tubos chatos empregados apresentam, de preferência, uma largura de 2 a 3 mm, com o que eles são construídos mais estreitos que os tubos chatos tradicionais.

[0022] O trocador de calor pode ser atravessado por 4 ou mais fluxos, em particular, por 6 fluxos, dependendo da largura do bloco.

[0023] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um trocador de calor apresenta tubos chatos e nervuras onduladas, sendo que, as nervuras onduladas apresentam uma altura de nervura, que corresponde à distância, respectivamente, de dois tubos chatos, e sendo que, respectivamente, duas seções de nervuras ligadas através de um arco da nervura estão inclinadas uma em relação à outra sob um ângulo de abertura a. No caso de uma altura de nervura de 3 a 6 mm, de preferência, de 4 a 5 mm, e de uma densidade de nervuras de 50 a 90 nervuras, de preferência, de 60 a 80 nervuras, de modo particularmente preferido, 70 nervuras, a cada 100 mm, de acordo com a presente invenção, resulta um ângulo ampliado entre as nervuras individuais (com a mesma densidade de nervuras, e o mesmo raio de curPetição 870170067685, de 12/09/2017, pág. 13/25

8/16 vatura). Em virtude desse ângulo de abertura maior das nervuras é obtido um efeito capilar menor nas voltas da nervura, o que leva ao todo a um melhor comportamento de água de condensação e de descarga ou a uma quantidade de água menor acumulada no local nas voltas da nervura e, por conseguinte, também no evaporador, bem como, eventualmente o perigo de borrifo do evaporador é reduzido. O ângulo de abertura, pelo menos, de duas seções de nervuras, de preferência, de muitas ou de todas as seções de nervuras, nesse caso, é de preferência, 22^o +/ - 7^o, ou 30^o +/ - 10^o.

[0024] Uma outra ampliação do ângulo de abertura pode ser obtida, sob circunstâncias, se um ou vários arcos da nervura apresentarem, pelo menos, por seção, um raio de curvatura menor que 0,4 mm, de preferência, menor ou igual a 0,35 mm, de modo particularmente preferido, menor ou igual a 0,3 mm. De forma vantajosa, nesse caso, a largura dos tubos chatos é de cerca de 1,5 a 3 mm.

[0025] Por meio de uma altura da nervura menor ou de um ângulo de abertura da nervura maior é reduzido para um efeito capilar nas voltas da nervura, de tal modo que, menos condensado se mantém nas voltas da nervura. Com isso estão ligadas uma menor quantidade de água que pode ser acumulada, bem como, sob circunstâncias, uma melhor descarga de água e, eventualmente, um perigo menor de borrifo. Por outro lado, uma altura da nervura menor leva a uma distribuição do condensado para mais nervuras e tubos (mais superfície de troca de calor), de tal modo que, ao todo acumula menos condensado em cada volta da nervura. Por outro lado, disso resulta um perigo menor de borrifo e, sob circunstâncias, um comportamento de descarga mais favorável ao longo dos tubos e/ou das nervuras.

[0026] Vantagens indiretas são possivelmente uma densidade de nervuras mais alta permitida e, com isso, um potencial de potência mais elevado, um perigo menor de crescimento de bactérias e, com

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9/16 isso, uma formação de odor menor, bem como, eventualmente uma economia de custos através do tratamento de superfície mais simples, que sob circunstâncias, até mesmo pode ser totalmente abolido. Além disso, é possível uma redução de um chamado perigo de flash-fog (embaçamento repentino do pára-brisa em virtude da umidade proveniente do evaporador) através da secagem mais rápida da superfície do evaporador.

[0027] Um trocador de calor desse tipo é empregado, em particular, como evaporador de tubo chato para um sistema de ar condicionado de veículo automotor.

[0028] A seguir, a invenção será esclarecida, em detalhes, com auxílio de um exemplo de execução, com referência ao desenho. No desenho são mostrados:

figura 1 - uma representação em perspectiva de uma caixa coletora, figura 2 - uma vista detalhada da caixa coletora da figura 1, figura 3 - a caixa coletora da figura 1 antes da montagem das tampas colocadas no lado frontal, figura 4 - uma vista detalhada da figura 3, figura 5 - uma vista detalhada da caixa coletora da figura 1, sendo que a tampa direita das duas tampas não está representada, figura 6 - uma vista detalhada correspondente à figura 5, de uma outra perspectiva, figura 7 - uma vista lateral sobre a tampa, figura 8 - um corte ao longo da linha A-A na figura 7, figura 9 - uma representação em corte sem tampa correspondente à figura 8, figura 10 - um corte através das duas tampas com tubo de aspiração e de injeção montados, figura 11 - um corte na direção longitudinal da caixa coletoPetição 870170067685, de 12/09/2017, pág. 15/25

10/16 ra para a representação de uma parede de separação, figuras 12a, 12b - de duas chapas de nervura ondulada, sendo que na figura 12a está representada uma forma conhecida, e na figura 12b está representada uma forma para uma densidade maior de tubo chato, figuras 13a, 13b - respectivamente, um recorte de uma nervura ondulada de um evaporador em diversas geometrias, figura 14 - a quantidade de água acumulada como função da superfície de troca de calor, figura 15 - a quantidade de água acumulada em função da altura da nervura (na operação em um determinado ponto de operação e, nas mesmas superfícies de troca de calor), e figura 16 - a quantidade de ar crítica de uma vaporização de um evaporador, em função da altura da nervura.

[0029] Um evaporador de tubo chato 1 (só representado parcialmente) de um sistema de ar condicionado de veículo automotor, como já foi descrito, com referência à patente DE 198 26 881 A1, apresenta duas caixas coletoras 2, tubos chatos (não representados) que passam entre as duas caixas coletoras 2, e nervuras onduladas 3, que estão dispostas entre os tubos chatos. Cada caixa coletora 2, de acordo com o exemplo de execução é formada de uma platina, que é estampada de uma chapa, e então é moldada de tal modo que, são formadas uma parte da caixa coletora 4 plana e duas partes da caixa coletora 5 em forma de túnel (ver, em particular, figuras 4 e 6). As bordas longitudinais estão providas de várias presilhas, dispostas de forma distribuída através de seu comprimento, que estão inseridas através de recessos da parte da caixa coletora 4 plana, e estão calafetadas no lado externo voltado para os tubos chatos. As extremidades frontais estão fechadas por meio de tampas 6 descritas em detalhes em local posterior.

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11/16 [0030] Na parte da caixa coletora 4 plana está formada uma infinidade de passagens 7, nas quais são conduzidos os tubos chatos, sendo que, a abertura das passagens 7 corresponde, em essência, à forma externa dos tubos chatos.

[0031] As duas partes da caixa coletora 5 em forma de túnel, em virtude de uma profundidade de construção relativamente pequena, apresentam uma forma, em essência, em forma de semicírculo, como pode ser deduzido, por exemplo, da representação da figura 7. Em virtude das propriedades de resistência melhoradas, em conseqüência da forma das partes da caixa coletora 5, em forma de semicírculo, e/ou da profundidade de construção menor, são possíveis espessuras de parede de 0,8 a 1 mm, em oposição às espessuras de parede usuais de 1,2 a 1,5 mm.

[0032] No interior da caixa coletora 2 estão previstas uma ou várias paredes de separação 8, através das quais pode ser determinado o trajeto da corrente para um fluido como, por exemplo, o meio de resfriamento, através do trocador de calor, em particular, através de seus tubos chatos. As paredes de separação 8 podem ser inseridas através de fendas 9, de preferência, em uma parte da caixa coletora 4 plana, sendo que as paredes de separação 8 estão dispostas, respectivamente, entre duas aberturas ou passagens 7 para os tubos, tais como, tubos chatos, e a distância das passagens 7 pelas paredes de separação 8, de preferência, não é alterada. Para isto, por exemplo, em uma área na caixa coletora 2 é estampada uma fenda da parede de separação ou é feita de qualquer outra forma, de tal modo que, sob circunstâncias, não é formada nenhuma passagem, e/ou em uma outra área está previsto um elemento de guia, como por exemplo, uma ranhura de guia, por exemplo, com uma profundidade de 0,2 até 0,3 mm, para uma guia da parede de separação 8 (ver figura 11).

[0033] As tampas 6 constituídas de uma chapa são colocadas na

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12/16 caixa coletora 2 pelo lado frontal, sendo que elas são introduzidos até os encostos 10 formados pelos pinos de encosto, que são executados na platina por meio de estampagem, e são travados por meio de presilhas 11 estampadas durante a fabricação da platina e dobradas depois do posicionamento da tampa 6. Para a introdução mais fácil das tampas 6 estão previstos chanfros de introdução na platina (ver, por exemplo, canto que passa aproximadamente através da metade da espessura da platina na figura 9). Tanto as presilhas 11, como também, os encostos 10 encontram-se na parte da caixa coletora 5 em forma de túnel, vistos na direção longitudinal da caixa coletora 2, respectivamente, na mesma altura. De acordo com o presente exemplo de execução, para cada tampa 6 na parte da caixa coletora 4 plana está previsto apenas um encosto 10 e deslocadas em relação a isso, duas presilhas 11, contudo, de acordo com uma variante não representada no desenho, também é possível uma forma de execução correspondente à parte da caixa coletora 5 em forma de túnel. Visto na direção longitudinal da caixa coletora 2, as presilhas 11 estão distanciadas dos encostos 10 entre si, em torno da espessura da chapa que forma a tampa 6, de tal modo que é possível um posicionamento exato em virtude de uma ligação com fecho devido à forma antes da soldagem por oxiacetileno.

[0034] De acordo com o exemplo de execução em questão, as presilhas 11 são curvadas em torno de um eixo, que passa paralelo ao eixo longitudinal das caixas coletoras. De acordo com uma variante não representada no desenho, também é possível um dobramento das presilhas na direção da tampa, de tal modo que, somente para cada presilha precisam ser previstas duas fendas na platina que passam na direção da caixa coletora. Além disso, de acordo com uma outra variante não representada no desenho, o limite da introdução da tampa pode ser limitado, respectivamente, pela primeira passagem para os

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13/16 tubos chatos, de tal modo que, ainda precisam estar previstos encostos na parte da caixa coletora em forma de túnel, e o comprimento total da caixa coletora pode ser aproveitado de forma otimizada.

[0035] A alimentação e a descarga do meio de resfriamento ocorre, como pode ser deduzido da figura 10, através de um tubo de injeção 13 ou de um tubo de aspiração 14 colocado em cada tampa 6 provida de uma abertura 12. As aberturas 9 das tampas 6 são executadas como passagens na parte de chapa estampada de modo correspondente, sendo que as tampas 6 são montadas nas caixas coletoras 2 de tal modo que, as bordas da passagem se projetam, respectivamente, para fora. A espessura de chapa de saída da tampa 6, isto é, a espessura da chapa não processada é de cerca de 1,5 mm, a fim de assegurar uma ligação de solda por oxiacetileno nos lados estreitos e uma espessura de material suficiente para as passagens, de tal modo que, também uma superfície de ligação suficientemente grande e, por conseguinte, uma ligação segura pode ser garantida entre os tubos para a alimentação e descarga do meio de resfriamento, e para as passagens. Nesse caso, também as tampas 6 são executadas planas sem passagem, pelo menos, em suas áreas da borda externas, adjacentes à platina da caixa coletora 2.

[0036] A passagem para o tubo de injeção 13 é executada de tal modo que, o tubo de injeção 13 é inserido na abertura 12 até a altura dos encostos 10. Para isso, a passagem da tampa 6 apresenta um diâmetro interno ligeiramente cônico, que se reduz para fora através do comprimento da passagem. A passagem para o tubo de aspiração 14 apresenta um diâmetro externo que se reduz para fora, sendo que o tubo de aspiração 14 um pouco alargado em sua extremidade é empurrado por fora. O chanfro nas duas aberturas 12 é, de preferência, de 2 a 3^o, todavia no máximo de 5^o.

[0037] De preferência, são empregados tubos chatos de 5 pentes,

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14/16 em particular, com uma largura de cerca de 2,5 mm, sendo que o intervalo de alma permanece inalterado, de tal modo que a queda de pressão no lado do ar não aumenta, ou só aumenta de modo imperceptível, comparada com evaporadores conhecidos com profundidade de construção normal. O fluxo do evaporador pode ocorrer, por exemplo, com 6 ou, em particular, 4 fluxos no caso de larguras de bloco pequenas.

[0038] Na figura 13 está representada em comparação, a geometria de nervuras (ângulo de abertura a entre seções de nervuras 101 adjacentes, que estão ligadas entre si através de um arco da nervura 102), com 8 mm (figura 13a), e 4,5 mm de altura da nervura (figura 13b), isto é, respectivamente, em 60 nervuras por 100 mm. Na figura 13b é mostrado um arco da nervura 102, com um raio de curvatura menor (em comparação com a figura 13a). Nesse contexto deve ser lembrado que, um raio de curvatura pode ser diferente em cada ponto do arco da nervura 102 e que, por conseguinte, com exceção de uma seção transversal em forma de arco circular, também são possíveis outras formas simétricas ou assimétricas do arco da nervura 102.

[0039] Por exemplo, no caso de uma profundidade de construção de T = 40 mm, podem ser empregadas nervuras com uma altura da nervura h = 4,5 mm, pelo que são possibilitados mais nervuras e tubos chatos, ou um grau de eficiência da nervura maior e mais superfície de transmissão de calor - com o mesmo tamanho de evaporador. Dessa forma é obtida uma densidade de potência maior.

[0040] A figura 14 mostra as quantidades de água acumuladas como função da superfície de troca de calor de trocadores de calor testados, sendo que a altura da nervura 1 é maior do que a altura da nervura 2, e a altura da nervura 2 é maior do que a altura da nervura 3. Nesse caso, pode ser observada, da mesma forma, uma influência positiva da altura da nervura menor sobre o poder de acumulação. Os

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15/16 valores foram determinados por meio de um teste de exploração simples, no qual primeiramente o evaporador é mergulhado em um banho-maria e, após a retirada, depois de um certo tempo de gotejamento é determinada a quantidade de água residual que ainda se encontra no evaporador por meio de pesagem.

[0041] Na figura 15 estão representadas as quantidades de água acumuladas referentes à superfície de troca de calor, em função da altura da nervura, sendo que, a altura da nervura diminui para a direita. Os valores foram determinados durante a operação em um ponto de operação predeterminado.

[0042] Na figura 16 estão registradas as quantidades de ar críticas através da altura da nervura, a partir das quais se inicia um borrifo do respectivo evaporador (da mesma forma, valores determinados na operação). A altura da nervura, nesse caso, aumenta para a direita. [0043] Em evaporadores de acordo com o estado da técnica o ângulo de abertura a está aproximadamente em 14^o (no caso de 60 nervuras por 100 mm), ou mais baixo. Na nova geometria da nervura (H =

4,5 mm, T = 40 mm) podem ser obtidos ângulos de cerca de 28^o (por sua vez, no caso de 60 nervuras por 100 mm) (compare figura 13). No caso de execução ainda menores dos raios de curvatura dos arcos da nervura 102, o ângulo de abertura pode continuar a aumentar.

[0044] Em virtude do comportamento melhorado contra vaporização, além disso, são permitidas densidades de nervuras mais altas, que por sua vez atuam positivamente sobre a potência, embora, com isso, o ângulo de abertura se reduza um pouco novamente. Em um exemplo de execução preferido, é empregada uma nervura de 4,5 mm de altura, com uma densidade de nervuras de >= 70 nervuras por 100 mm, sendo que o ângulo de abertura, então, é de aproximadamente 22^o.

[0045] O ângulo resultante, no caso de uma nervura de 6 mm de

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16/16 altura, fica entre 15^o e 22^o (evaporadores com nervura de 6 mm de altura já mostram, também, um comportamento de descarga e de acumulação nitidamente melhor que evaporadores com nervura de 8 mm de altura, nesse caso, sem dúvida, também o número de superfícies de descarga ou de tubos chatos já é mais alto). Além disso, o depósito de água ainda é favorecido por uma superfície de descarga maior que está à disposição ao longo dos tubos chatos ou pelo número maior de superfícies de descarga/ tubos chatos com acúmulo de condensado comparável.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Trocador de calor, em particular, evaporador de tubo chato (1) para um sistema de ar condicionado de veículo automotor, com, pelo menos, uma caixa coletora (2) de chapa, que está subdividida na direção longitudinal, pelo menos, em duas câmaras, e em cujo fundo estão introduzidas as extremidades de tubos, em particular, de tubos chatos, e a caixa coletora (2) apresenta uma parte da caixa coletora (5) em forma de túnel, uma parte da caixa coletora (4), em essência, plana, que forma o fundo e no lado frontal, respectivamente, uma tampa (6), sendo que pelo menos, uma tampa (6), pelo menos, em sua área da borda externa é executada plana e está posicionada na caixa coletora com fecho devido à forma, caracterizado pelo fato de que, a tampa (6) é introduzida pelo lado frontal, e no lado da caixa coletora encosta em vários encostos (10), que são formados na parte da caixa coletora (5) em forma de túnel e/ou na parte da caixa coletora (4) plana, sendo que, a tampa (6) está travada por meio de presilhas (11) dobradas.
2. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, as presilhas (11) são parte da parte da caixa coletora (5) em forma de túnel e/ou da parte da caixa coletora (4) plana.
3. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, a tampa (6) apresenta uma abertura (12) para a alimentação ou descarga do meio de resfriamento, cuja borda é curvada, em particular, para fora.
4. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, a abertura (12) é executada como passagem.
5. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que, a abertura (12) é

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2/3 executada cônica, com um ângulo de, no máximo, 5^o, em particular, de 2^o a 3^o.
6. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo fato de que, um tubo de aspiração (14), que está colocado na tampa (6) com uma abertura (12), apresenta um diâmetro interno, que corresponde aproximadamente ao diâmetro externo da borda que limita a abertura (12).
7. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 6, caracterizado pelo fato de que, um tubo de injeção (13) que está colocado na tampa (6) com uma abertura (12) apresenta um diâmetro externo, que corresponde, aproximadamente ao diâmetro interno mínimo da borda que limita a abertura.
8. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, a borda da chapa da caixa coletora apresenta um chanfro de introdução para a tampa (6).
9. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, as duas partes da caixa coletora (5) em forma de túnel apresentam uma forma, em essência, em forma de semicírculo.
10. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, as paredes de separação (8) estão dispostas no trocador de calor de tal modo que, o trocador de calor é atravessado por 4 ou mais fluxos.
11. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, com tubos chatos e nervuras onduladas, com, pelo menos, uma caixa coletora, em cujo fundo são introduzidas as extremidades dos tubos chatos, sendo que as nervuras onduladas apresentam uma altura de nervura, que corresponde à distância, respectivamente, de dois tubos chatos, e sendo que, respectivamente,

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3/3 duas seções de nervuras ligadas através de um arco de nervura estão inclinados um em relação ao outro sob um ângulo de abertura a, caracterizado pelo fato de que, a nervura ondulada (3) apresenta uma altura de 3 a 6 mm, de preferência, de 4 a 5 mm, e uma densidade de nervuras de 50 a 90 nervuras, de preferência, de 60 a 80 nervuras, de modo particularmente preferido, 70 nervuras, a cada 100 mm.
12. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, o ângulo de abertura, pelo menos, de duas seções de nervuras, de preferência, de muitas ou de todas as seções de nervuras, é 22^o +/ - 7^o, ou 30^o +/ 10^o.
13. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, um ou vários arcos da nervura apresentam, pelo menos, por seção, um raio de curvatura menor que 0,4 mm, de preferência, menor ou igual a 0,35 mm, de modo particularmente preferido, menor ou igual a 0,3 mm.
14. Trocador de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, os tubos chatos apresentam uma largura de cerca de 1,5 a 3 mm.
15. Sistema de ar condicionado de veículo automotor, caracterizado por um evaporador como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.

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60 Ri/çfm

Rg. 12b

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