BR102016005387A2 - Discharge acoustic filter, process of manufacture of acoustic discharge filter and hermetic compressor - Google Patents

Abstract

filtro acústico de descarga, processo de fabricação de filtro acústico de descarga e compressor hermético . a presente invenção se situa no campo da engenharia mecânica e descreve um filtro acústico de descarga. especificamente, a presente invenção compreende um filtro acústico de descarga, opcionalmente confeccionado em material polimérico no qual as conexões entre as câmaras de descarga são dispostas internamente, de modo a reduzir a área superficial do filtro acústico de descarga, reduzindo a troca de calor em relação ao volume hermético, aumentando assim a eficiência térmica e reduzindo o consumo energético do sistema.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção Filtro Acústico de Descarga, Processo de Fabricação de Filtro Acústico de Descarga e Compressor Hermético Campo da Invenção [0001] A presente invenção se situa no campo da engenharia mecânica. Mais especificamente, a presente invenção descreve um filtro acústico de descarga confeccionado em material polimérico que possui as interligações das câmaras de expansão por meio de dutos internos.

Antecedentes da Invenção [0002] Filtros acústicos de descarga já são vastamente utilizados acoplados a compressores para reduzir pulsações geradas pelos compressores. Os filtros acústicos de descarga são em geral confeccionados em aço, que podem ser estampados e usinados, que possui uma grande variedade de peças, e pode ser confeccionado integrado ao bloco de ferro fundido. Porém, filtros acústicos de descarga confeccionados em aço são grandes, pesados e apresentam uma área superficial grande que aumenta a troca de calor entre o compressor e o volume hermético.

[0003] Filtros acústicos de descarga confeccionados em aço têm uma maior complexidade de montagem, pois os tubos que fazem as conexões entre as câmaras de expansão, a tampa do cilindro e ao resto do sistema são confeccionados em cobre e são unidos através de brasagem e devem ser conformados em formatos específicos.

[0004] Na presente invenção, foi desenvolvida uma solução a diversos destes e a outros problemas técnicos. Em um aspecto, o filtro acústico de descarga da invenção é feito em material polimérico, o que reduz o peso do conjunto. Em outros aspectos, são também providas soluções para reduzir o tamanho (filtro acústico compacto) e para oferecer atenuação de pulsações com o uso desejado.

[0005] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados documentos apenas parcialmente relevantes, sendo descritos a seguir: [0006] O documento EP2725228 revela um filtro acústico ou muffler que possui um corpo em metal revestido por um material não metálico, apresentando também uma tubulação interna. A solução técnica proposta tem como objetivo reduzir a temperatura do fluido, promovendo melhor eficiência do compressor.

[0007] O documento US8246320 revela um filtro acústico ou muffler de sucção com duas câmaras de expansão e um tubo de conexão que conecta a segunda câmara à saída do muffler. A solução técnica proposta tem o intuito de reduzir a perda de carga da sucção, minimizar a pulsação e melhorar a capacidade de refrigeração do sistema.

[0008] Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta, aos olhos dos inventores, possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

[0009] Com todos os documentos encontrados ainda há a necessidade de um filtro acústico de descarga mais compacto e com atributos técnicos como capacidade de atenuação de pulsações geradas pelos compressores.

Sumário da Invenção [0010] A presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir de um filtro acústico de descarga compacto que integra a tampa do cilindro e câmaras de descarga em um único dispositivo/equipamento.

[0011] O conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados é a integração de um filtro acústico compacto com tubulações que conectam uma câmara de expansão a outra, onde as ditas tubulações são dispostas internamente ao filtro acústico. Ainda, o filtro acústico da presente invenção é, opcionalmente, feito integralmente de material polimérico.

[0012] Em um primeiro aspecto, a presente invenção apresenta um filtro acústico com estrutura compacta e tubulação interna. A área superficial é menor, reduzindo a troca de calor com o volume hermético, fato que reduz a temperatura do conjunto. O filtro acústico também aumenta a eficiência do sistema de refrigeração e reduz também o gasto energético.

[0013] Em outro aspecto, a presente invenção proporciona um filtro acústico de descarga de peso reduzido, sendo integralmente de material polimérico, tanto nas câmaras quanto nas tubulações internas. A estrutura do filtro acústico não usa ou requer tubulações em metal e proporciona facilitada montagem do conjunto. Adicionalmente, descarta a necessidade de processos extras de união (como brasagem, colagem, soldagem, interferência tec) e de conformação de tubos.

[0014] Em um primeiro objeto, a invenção proporciona um filtro acústico de descarga que compreende: a. pelo menos um primeiro elemento (1), composto de: i. pelo menos uma primeira câmara de descarga (4); ii. uma parte de uma segunda câmara de descarga (5a); iii. uma parte de uma terceira câmara de descarga (6a); iv. uma parte de uma quarta câmara de descarga (7a) v. um primeiro duto (8) conectando a primeira câmara de descarga (4) a segunda câmara de descarga (5); e vi. uma parte de um terceiro duto (10a) conectando a terceira câmara de descarga (6) a quarta câmara de descarga (7); b. pelo menos um segundo elemento (2), composto de: i. uma parte de uma segunda câmara de descarga (5b); ii. uma parte de uma terceira câmara de descarga (6b); iii. uma parte de uma quarta câmara de descarga (7b); iv. uma parte de um terceiro duto (10b) conectando a terceira câmara de descarga (6) à quarta câmara de descarga (7); e v. uma parte de um segundo duto (9b) conectando a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6); c. pelo menos um terceiro elemento (3), sendo: i. associado à parte do segundo duto (9b); ii. conectando a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6); em que, o primeiro elemento (1) é associado ao segundo elemento (2) e ao terceiro elemento (3).

[0015] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um processo de fabricação de filtro acústico de descarga compreendendo as etapas de: a. confecção de um primeiro elemento (1), por meio das etapas de: b. confecção de um segundo elemento (2), por meio das etapas de: c. posicionamento de um terceiro elemento (3) ao segundo elemento; e d. junção do primeiro elemento (1) ao segundo elemento (2).

[0016] Em um terceiro objeto, a invenção proporciona um Compressor hermético compreendendo filtro acústico de descarga que compreende: a. uma tampa para cilindro (11) de compressor compreendendo ao menos uma primeira câmara de descarga (4); b. uma região intermediária formada pela associação de um primeiro elemento (1) com um segundo elemento (2) e um terceiro elemento (3); em que, a região intermediária é composta pela associação de pelo uma segunda câmara de descarga (5), pelo menos uma terceira câmara de descarga (6) e pelo menos uma quarta câmara de descarga (7); as câmaras de descarga da região intermediária são fluidamente comunicantes entre si.

[0017] Em um aspecto, o compressor da presente invenção proporciona maior eficiência energética, menor temperatura no volume hermético, menor peso e maior simplicidade de fabricação e/ou montagem. Além disso, o reduzido peso do filtro acústico auxilia na redução de desequilíbrios de peso do conjunto, reduzindo vibrações no compressor.

[0018] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras [0019] Com intuito de melhor definir o conteúdo da presente invenção, são apresentadas as seguintes figuras: [0020] A figura 1 mostra uma imagem de uma concretização de filtro acústico de descarga montado.

[0021] A figura 2 mostra uma imagem do primeiro elemento (1) de uma concretização de filtro acústico de descarga.

[0022] A figura 3 mostra uma imagem do segundo elemento (2) de uma concretização de filtro acústico de descarga.

[0023] A figura 4 mostra uma imagem do primeiro elemento (1) de uma concretização de filtro acústico de descarga.

[0024] A figura 5 mostra uma imagem de uma concretização de compressor hermético compreendendo o filtro acústico de descarga.

[0025] A figura 6 mostra uma imagem de compressor do estado da técnica, sendo visíveis as câmaras de descarga do filtro acústico metálico e os tubos metálicos que as conectam.

[0026] A figura 7 compara através da perda de transmissão a performance acústica do filtro proposto com relação ao estado da técnica.

Descrição Detalhada da Invenção [0027] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar algumas dentre várias outras maneiras de se concretizar a invenção, sem contudo o escopo da mesma.

[0028] A presente invenção apresenta um filtro acústico de descarga que é utilizado para atenuação de pulsações geradas pelo compressor. O filtro acústico da invenção é compacto, integra a tampa do cilindro e compreende dutos/tubos de passagem de fluidos dispostos internamente. O filtro acústico da invenção é particularmente útil para compressores, compressores herméticos e/ou compressores herméticos recíprocos.

[0029] Em uma concretização, o filtro acústico é integralmente confeccionado em material polimérico, sendo formado por um primeiro elemento (1) associado ao segundo elemento (2), além do terceiro elemento (3), disposto internamente ao filtro acústico. A associação do primeiro elemento (1) com o segundo elemento (2) forma os câmaras de descarga, sendo que toda ligação entre câmaras de descarga é interna.

[0030] Em uma concretização, o filtro acústico de descarga da presente invenção é composto por três elementos: - um primeiro elemento (1) possuindo uma tampa de cilindro (11) do compressor com uma primeira câmara de descarga (4), compreendendo uma parte de uma segunda câmara de descarga (5a), uma parte de uma terceira câmara de descarga (6a) e uma parte de uma quarta câmara de descarga (7a); - um segundo elemento (2) possuindo uma parte de uma segunda câmara de descarga (5b), uma parte de uma terceira câmara de descarga (6b) e uma parte de uma quarta câmara de descarga (7b), onde todas são interligadas, o referido elemento compreendendo também um prolongamento interno como sendo uma parte de segundo duto (9b), no acoplamento dos elementos citados, as partes formadas se unem de maneira coincidente, sendo formadas as câmaras de descarga; e - um terceiro elemento (3) que é um duto para passagem do fluido.

[0031] Em uma concretização, o primeiro elemento (1) é formado por uma tampa de cilindro (11) com uma primeira câmara de descarga (5). Por câmara de descarga entende-se que são volumes ocos entre as paredes, que proporcionam a expansão do gás que passa por ela. Um primeiro duto (8) de passagem de fluido interliga a primeira câmara de descarga (4) a segunda câmara de descarga (5). A segunda câmara de descarga (5) é, também, interligada à terceira câmara de descarga (6), de forma que ambas são separadas por meio de elementos divisores, bem como divisórias, sendo ambas fluidamente comunicantes.

[0032] O segundo elemento (2) é formado por uma parte de uma segunda câmara de descarga (5b), a parte de uma terceira câmara de descarga (6b) e a parte de uma quarta câmara de descarga (7b), de forma que compreende uma parte de um segundo duto (9b) formado em um prolongamento interno do mesmo, conectando a terceira câmara de descarga (6) à quarta câmara de descarga (7). Ainda, o segundo elemento (2) compreende uma parte de um terceiro duto (10b) conectando a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6), onde quando as partes pertinentes aos dutos, quando associadas, a parte do duto do primeiro elemento (1) e ao terceiro elemento (3) formam dutos internamente dispostos no filtro acústico de descarga proposto na presente invenção. O duto é um elemento de qualquer material e formato que permita a integração e a passagem de fluido entre as câmaras de descarga.

[0033] O terceiro elemento (3), posicionado parte do segundo duto (9b) de maneira a formar um segundo duto (9), propriamente dito, no qual interliga a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6), de maneira que ambas são fluidamente comunicantes. Desta forma, o fluido de saída do compressor percorre pela primeira câmara de descarga (4), e por meio do primeiro duto (8) o fluido é despejado na segunda câmara (5), que por sua vez, interliga à terceira câmara (6), por meio do duto (3) e, assim, o fluido é encaminhado para a quarta câmara (7), por meio do terceiro duto (10), formado com a associação entre uma primeira parte de um terceiro duto (10a) com uma segunda parte de um terceiro duto (10b) . Com isso, o filtro acústico de descarga da presente invenção, compreende a interligação entre as câmaras de descarga por meio de dutos internos ao próprio filtro acústico, não necessitando dutos externos ocupando área útil no interior do compressor.

[0034] As ligações entre as câmaras de descarga do filtro acústico de descarga são dispostas internamente de maneira a tornar o filtro acústico mais compacto, reduzindo a sua superfície externa, consecutivamente reduzindo a troca de calor com o volume hermético.

[0035] Em uma outra concretização, o filtro acústico de descarga compreende uma adicional câmara de descarga, formada pela associação de uma região intermediária no primeiro elemento (1) com uma porção intermediária no segundo elemento (2). Com isso, a atenuação das pulsações é melhorada. Desta forma, o filtro acústico proposto na presente invenção permite que seja implementado com diferentes quantidade de câmaras de descarga dispostas internamente e fluidamente comunicantes. Em uma exemplificação, o filtro acústico de descarga foi implementado, conforme descrito, com quatro câmaras de descarga. Ademais, em uma outra exemplificação, o dito filtro acústico foi implementado com três câmaras de descarga.

[0036] Em uma concretização, o processo de fabricação do filtro acústico compreende a produção de todos os elementos separadamente e de acordo com sua geometria. Após a confecção de todos elementos, o terceiro elemento (3) é posicionado no prolongamento do segundo elemento (2) e em sequência ocorre a junção do primeiro (1) com o segundo elemento (2).

[0037] A confecção do primeiro elemento (1) ocorre por meio de etapas que são realizadas simultaneamente: a confecção de uma tampa de cilindro de compressor (11), a confecção de primeira câmara de descarga (4), confecção de uma primeira parte de uma segunda câmara de descarga (5a), confecção de uma primeira parte de uma terceira câmara de descarga (6a) e confecção de uma primeira parte de uma quarta câmara de descarga (7a), além da confecção de um primeiro duto (8) conectando a primeira câmara de descarga (4) a segunda câmara de descarga (5).

[0038] A confecção do segundo elemento (2) ocorre por meio de etapas que são realizadas simultaneamente: confecção de uma segunda parte de uma segunda câmara de descarga (5a), confecção de uma segunda parte de uma terceira câmara de descarga (6a) e confecção de uma segunda parte de uma quarta câmara de descarga (7a).

[0039] Ainda, para a fixação do primeiro elemento (1) ao segundo elemento (2) são, preferencialmente, utilizadas ao menos uma das formas, sendo: soldagem ultrassônica, por meio de material adesivo, soldagem por indução, soldagem via laser, sobreinjeção, entre outros métodos não restritivos aos citados.

[0040] Outro objeto da presente invenção é um compressor hermético compreendendo o filtro acústico de descarga da invenção. O filtro acústico é conforme descrito acima, compreendendo: uma tampa para cilindro de compressor compreendendo ao menos uma primeira câmara de descarga; uma região intermediária formada pela associação do primeiro elemento (1) com o segundo elemento (2) e o terceiro elemento (3). Ademais, a região intermediária é composta pela associação de pelo uma segunda câmara de descarga (5), pelo menos uma terceira câmara de descarga (6) e pelo menos uma quarta câmara de descarga (7), onde as câmaras são fluidamente comunicantes.

[0041] No filtro acústico de descarga do compressor, o segundo elemento (2) compreende uma parte de um segundo duto (9b), de forma terceira câmara de descarga (6) é fluidamente comunicante com a quarta câmara de descarga (7), por meio de um duto (3) de passagem de fluido, posicionado na referida parte do segundo duto (9b), no segundo elemento (2).

[0042] O filtro acústico proposto proporciona performance acústica em nível similar do filtro acústico convencional conforme mostrado na figura (7) através da perda de transmissão, redução da temperatura na câmara de sucção de 2,4 °C, redução da temperatura na parede do cilindro de 11,2 °C e aumento da eficiência energética de pelo menos 1,5%.

[0043] O conceito inventivo ora revelado e exemplificado de uma ou mais formas foi tratado como segredo industrial e não foi previamente revelado até o momento do depósito deste pedido de patente. Este segredo industrial é ativo imaterial do depositante. A eventual futura publicação do pedido de patente não constitui, em si, autorização de uso por terceiros, servindo apenas como: (i) cientificação a terceiros da existência do referido segredo industrial na data do depósito; (ii) indicação inequívoca de seu detentor; e (iii) estímulo ao desenvolvimento de novas melhorias a partir do conceito ora revelado, para evitar o reinvestimento no desenvolvimento do mesmo bem já detido pelo depositante. Desde logo se adverte que eventual uso comercial requer autorização do detentor e que o uso não autorizado enseja sanções previstas em Lei. Neste contexto, desde logo se esclarece que a partir da revelação do presente conceito inventivo, os versados na arte poderão considerar outras formas de concretizar a invenção não idênticas às meramente exemplificadas acima, mas que na hipótese de pretensão de uso comercial tais formas poderão ser consideradas como estando dentro do escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims (7)

1. Filtro acústico de descarga para compressores herméticos caracterizado pelo fato de compreender: a. pelo menos um primeiro elemento (1), composto de: i. pelo menos uma primeira câmara de descarga (4); ii. uma parte de uma segunda câmara de descarga (5a); iii. uma parte de uma terceira câmara de descarga (6a); iv. uma parte de uma quarta câmara de descarga (7a); v. um primeiro duto (8) conectando a primeira câmara de descarga (4) a segunda câmara de descarga (5); e vi. uma parte de um terceiro duto (10a) conectando a terceira câmara de descarga (6) a quarta câmara de descarga (7); b. pelo menos um segundo elemento (2), composto de: i. uma parte de uma segunda câmara de descarga (5b); ii. uma parte de uma terceira câmara de descarga (6b); iii. uma parte de uma quarta câmara de descarga (7b); iv. uma parte de um terceiro duto (10b) conectando a terceira câmara de descarga (6) à quarta câmara de descarga (6); e v. uma parte de um segundo duto (9b) conectando a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6); c. pelo menos um terceiro elemento (3), sendo: i. associado na parte do segundo duto (9b); ii. conectando a segunda câmara de descarga (5) à terceira câmara de descarga (6); em que, o primeiro elemento (1) é associado ao segundo elemento (2) e ao terceiro elemento (3).

2. Filtro acústico de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato do primeiro elemento (1) compreender pelo menos uma tampa de cilindro de compressor (11).

3. Processo de fabricação de filtro acústico de descarga para compressores herméticos caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. confecção de um primeiro elemento (1); b. confecção de um segundo elemento (2); c. posicionamento de um terceiro elemento (3) ao segundo elemento; e d. junção do primeiro elemento (1) ao segundo elemento (2).

4. Processo de fabricação de filtro acústico de descarga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da confecção do primeiro elemento (1) compreender as etapas de: a. confecção de uma tampa de cilindro de compressor (11); b. confecção de primeira câmara de descarga (4); e c. confecção de uma primeira parte de uma segunda câmara de descarga (5a); d. confecção de uma primeira parte de uma terceira câmara de descarga (6a); e. confecção de uma primeira parte de uma quarta câmara de descarga (7a); f. confecção de um primeiro duto (8) conectando a primeira câmara de descarga (4) a segunda câmara de descarga (5);

5. Processo de fabricação de filtro acústico de descarga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da confecção do segundo elemento (2) compreender as etapas de: a. confecção de uma segunda parte de uma segunda câmara de descarga (5a); b. confecção de uma segunda parte de uma terceira câmara de descarga (6a); c. confecção de uma segunda parte de uma quarta câmara de descarga (7a);

6. Processo de fabricação de filtro acústico de descarga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato das etapas de confecção do primeiro elemento (1) e/ou as etapas de confecção do segundo elemento (2) ocorrerem concomitantemente.

7. Compressor hermético compreendendo filtro acústico de descarga caracterizado pelo fato do referido filtro acústico de descarga compreender: a. uma tampa para cilindro (11) de compressor compreendendo ao menos uma primeira câmara de descarga (4);b. uma região de intermediária formada pela associação de um primeiro elemento (1) com um segundo elemento (2) e um terceiro elemento (3); em que, a região de intermediária é composta pela associação de pelo menos uma segunda câmara de descarga (5), pelo menos uma terceira câmara de descarga (6) e pelo menos uma quarta câmara de descarga (7); as câmaras de descarga da região de intermediária são fluidamente comunicantes.