BRPI0404052B1

BRPI0404052B1 - máquina tipo "scroll"

Info

Publication number: BRPI0404052B1
Application number: BRPI0404052A
Authority: BR
Inventors: Jesse Peyton
Original assignee: Copeland Corp; Copeland Corp Llc; Emerson Climate Technologies
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2016-04-26
Also published as: US20050069444A1; CN101806302A; AU2004212516A1; KR20050030537A; MXPA04008948A; CN101806302B; DE602004002054D1; CN1601106A; BRPI0404052A; TWI268992B; ES2267008T3; EP1519047A1; TW200512385A; US7160088B2; EP1519047B1; USRE42371E1; DE602004002054T2; AU2004212516B2; KR101137288B1; CN1601106B

Abstract

"máquina tipo scroll". a presente invenção refere-se a um compressor que inclui um conjunto de válvula de descarga normalmente aberta para controlar o fluxo refrigerante comprimido a partir da câmara de descarga através dos elementos de compressão. este controle de fluxo resulta em um desempenho aumentado do compressor ao reduzir o volume de recompressão e a eliminação da rotação contrária no desligamento. o conjunto de válvula de descarga inclui uma sede de válvula, uma placa de válvula e um batente de válvula, fixados dentro de um recesso formado no interior do compressor com um anel retentor ondulado. o batente de válvula e a sede de válvula incluem uma superfície contornada que é engatada pela placa de válvula quando a mesma abre e fecha. a superfície contornada controla o movimento da placa de válvula.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÁQUINA TIPO "SCROLL"".

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a compressores rotativos. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema de retenção único para um sistema de válvula de descarga direto, que é utilizado em um compressor tipo "scroll".

Antecedentes e Sumário da Invenção As máquinas tipo "scroll" estão se tornando mais e mais populares para uso como compressores tanto em refrigeração bem como em aplicações de condicionamento de ar e bomba de calor principalmente devido à sua capacidade de operação extremamente eficaz. Geralmente, estas máquinas incorporam um par de enrolamentos em espiral engrenados, um dos quais é levado a orbitar em relação ao outro, para definir uma ou mais câmaras de movimento que diminuem progressivamente de tamanho á medida que estes movimentam-se a partir de uma abertura de sucção externa em direção a uma abertura de descarga central. Um motor elétrico é normalmente proporcionado desde que funcione para acionar o elemento tipo "scroll" orbitante através de um eixo de acionamento adequado.

Devido ao fato de que os compressores tipo "scroll" dependem de câmaras sucessivas para os processos da sucção, compressão, e descarga, válvulas de sucção e descarga em geral não são requeridas. Entretanto, o desempenho do compressor pode ser aumentado com a incorporação de uma válvula de descarga. Um dos fatores que irá determinar o nível de desempenho aumentado é a redução do que se chama voiume de re-compressão. O volume de recompressão é o volume da câmara de descarga e da abertura de descarga do compressor quando a câmara de descarga estiver em seu menor volume. A minimização deste volume de recompressão irá resultar em um aumento do desempenho do compressor. Ademais, quando tais compressores são fechados, tanto intencionalmente como um resultado da demanda que é cumprida, como não-intencionalmente como resultado de uma interrupção de energia, há uma forte tendência para o re fluxo de gás comprimido da câmara de descarga e para um nível menor do gás nas câmaras pressurizadas para efetuar um movimento orbital contrário do elemento em espiral de orbitante e seu eixo de acionamento associado. Este movimento contrário normalmente gera barulho ou ruído, que pode ser considerado desagradável e indesejável. Ademais, em máquinas que empregam um motor monofásico de acionamento, é possível que o compressor comece a girar na direção contrária caso ocorra uma interrupção de energia momentânea. Esta operação inversa pode resultar em superaquecimento do compressor e/ou outras inconveniências para a utilização do sistema. Adici-onalmente, em algumas situações, tais como um bloqueio do ventilador do condensador, é possível que a pressão de descarga aumente suficientemente para parar o motor de acionamento e efetuar uma rotação contrária do mesmo. À medida que o elemento de tipo "scroll" orbitante gira na direção contrária, a pressão de descarga irá diminuir até um ponto em que o motor será novamente capaz de superar esta altura de potência e girar o elemento de tipo "scroll" orbitante direção para frente. Entretanto, a pressão de descarga irá novamente aumentar até um ponto em que o motor de acionamento é parado e o ciclo é repetido. Tal ciclagem é indesejável pelo fato de ser auto-mantida. A incorporação de uma válvula de descarga pode reduzir ou eliminar estes problemas de rotação contrária. O objetivo principal da presente invenção reside na provisão de um sistema de retenção único e muito simples para uma válvula de descarga, que está associada com o elemento tipo "scroll" não-orbitante e que pode ser facilmente montada dentro de um compressor de gás do tipo "scroll" sem modificação significativa do projeto total do compressor. A válvula de descarga opera para minimizar o volume de recompressão e em compressor sendo desligado opera para impedir o refluxo do gás de descarga através do compressor, que provoca o acionamento do compressor na direção inversa. Impedir a operação inversa do compressor elimina o barulho normal de desligamento e outros problemas associados com tal rotação inversa. O sistema de retenção inclui um anel retentor de ondulado que é disposto dentro de um entalhe no elemento tipo "scroll" não-orbitante. Este en- talhe está localizado adjacente à válvula de descarga. O anel retentor ondulado orienta a válvula de descarga contra o elemento tipo "scroll" não-orbitante, porém o anel retentor ondulado irá defletir-se à uma pressão especificada para aumentar a área de fluxo do gás de descarga.

Estas e outras características da presente invenção tornar-se-ão óbvias a partir da seguinte descrição e reivindicações em anexo, tomadas em conjunto com os desenhos em anexo.

As áreas adicionais de aplicabilidade da presente invenção tornar-se-ão óbvias a partir da descrição detalhada proporcionada daqui por diante. Deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, ao mesmo tempo em que indicam a modalidade preferida da invenção, são mencionados somente para propósitos ilustrativos e não pretendem limitar o escopo da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos A presente invenção se tornará melhor entendida a partir da descrição detalhada e desenhos em anexo, onde: A Figura 1 é uma vista seccional vertical através do centro de um compressor tipo "scroll" que incorpora um sistema de retenção para um conjunto de válvula de descarga de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista superior em elevação do compressor mostrado na Figura 1 com a cobertura e uma parte da divisão removida; A Figura 3 é uma vista ampliada do conjunto de vedação flutuante e conjunto de válvula de descarga ilustrada na Figura 1; A Figura 4A é uma vista ampliada do conjunto da válvula de descarga ilustrada nas Figuras 1 e 3 com a válvula de descarga sendo orientada contra o elemento tipo "scroll" não-orbitante; A Figura 4B é uma vista ampliada do conjunto da válvula de descarga ilustrada nas Figuras 1 e 3 com a válvula de descarga sendo espaçada a partir do elemento tipo "scroll" não-orbitante; e A Figura 5 é uma vista em perspectiva explodida do sistema de retenção do conjunto de válvula de descarga mostrada nas Figuras 1 e 3.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas A seguinte descrição da(s) modalidade(s) preferida(s) é meramente exemplificativa em natureza e de maneira alguma pretende limitar a invenção, sua aplicação, ou usos.

Com referência agora aos desenhos nos quais como referências numéricas designam as partes correspondentes através das diversas vistas, um compressor tipo "scroH" é mostrado na Figura 1 o qual incorpora um sistema de retenção para um sistema de válvula de descarga de acordo com a presente invenção e que é designado geralmente por referência numérica 10. O compressor 10 compreende uma carcaça hermética cilíndrica 12 tendo soldado na extremidade superior do mesmo uma cobertura 14 e na extremidade inferior uma base 16 que possui uma pluralidade de pés de montagem (não mostrados) integralmente formados com a mesma. A cobertura 14 proporcionada com uma conexão de descarga refrigerante 18. Outros elementos importantes afixados à carcaça incluem uma divisão que se estende transversalmente 22 que é soldada em torno de sua periferia no mesmo ponto que a cobertura 14 é soldada na carcaça 12, um alojamento de mancai inferior 24 que é fixado adequadamente na carcaça 12 e um alojamento de mancai superior de duas peças 26, fixado adequadamente ao alojamento de mancai inferior 24.

Um eixo de acionamento ou eixo de manivela 28 que possui um pino de manivela excêntrico 30 na extremidade superior do mesmo é rotativamente apoiado em um mancai 32 no alojamento de mancai inferior 24 e um segundo mancai 34 no alojamento de mancai superior 26. O eixo de manivela 28 possui na extremidade inferior um orifício concêntrico de diâmetro relativamente grande 36 que se comunica com um orifício de diâmetro menor inclinado radiaimente para fora 38 que se estende para cima do mesmo até o topo do eixo de manivela 28. A parte inferior interna da carcaça 12 define um depósito de óleo 40 que é abastecido com óleo lubrificante até um nível ligeiramente acima da extremidade inferior de um rotor 42, e orifício 36 atua como uma bomba para bombear fluido lubrificante até o eixo de manivela 28 e dentro do orifício 38 e finalmente até todas as diversas partes do compressor que requerem lubrificação. O eixo de manivela 28 é rotativamente acionado por um motor elétrico que inclui um estator 46, enrolamentos 48 que passam através do mesmo e rotor 42 ajustado por pressão sobre o eixo de manivela 28 e possui contrapesos superior e inferior 50 e 52, respectivamente. A superfície superior do alojamento de mancai superior 26 é proporcionada com uma superfície plana de mancai de apoio 54, sobre a qual está disposto um elemento tipo "scroll” orbitante 56 que possui uma palheta em espiral comum ou enrolamento 58 que se estende para cima a partir de uma placa de extremidade 60. A projeção para baixo a partir da superfície inferior da placa de extremidade 60 do elemento tipo "scroU" orbitante 56 é um cubo cilíndrico que possui um mancai de suporte 62 no mesmo e onde é ratativamente disposto um manual de acionamento 64 que possui um orifício interno 66 onde o pino de manivela 30 é disposto de forma acionável. O pino de manivela 30 possui um plano sobre uma superfície que encaixa de forma acionável uma superfície plana (não-mostrada) formada em uma parte do orifício 66 para proporcionar uma disposição de acionamento radial complacente, tal como mostrado na Carta Patente U.S. 4.877.382 da Cessionária, cuja descrição está incorporada no presente documento à guisa de referência. Um acoplamento Oldham 68 também é proporcionado posicionado entre o elemento tipo "scroll" orbitante 56 e o alojamento de mancai 24 e chavetado no elemento tipo "scroll" orbitante 56 e um elemento tipo "scroll'' não-orbitante 70 para impedir movimento rotativo do elemento tipo "scroll" orbitante 56. O acoplamento Oldham 68 é, de preferência, do tipo descrito na Carta Patente U.S. 5.320.506 co-pendente da Cessionária, a descrição da mesma estando incorporada no presente documento à guisa de referência. O elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 também é proporcionado possuindo um enrolamento que se estende para baixo a partir da placa de extremidade 74 que é posicionada em engate de entrelaçamento com o enrolamento 58 do elemento tipo "scroll” orbitante 56. O elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 possui uma passagem de descarga centralmente disposta 76 que se comunica com um recesso aberto ascendentemente 78 que, por sua vez, está em comunicação de fluido com uma câmara de descarga siienciadora 80 definida pela cobertura 14 e divisão 22. Um recesso anular 82 também é formado no elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 dentro do qual está disposto um conjunto de vedação flutuante 84. Os recessos 78 e 82 e o conjunto de vedação 84 ajudam a definir câmaras de propensão de pressão, que recebem fluido pressurizado que é comprimido por enroía-mentos 58 e 72 para exercer uma força de propensão axial sobre o elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 para desse modo impelir as pontas dos respectivos enrolamentos 58, 72 formando engate de vedação com as superfícies de placa de extremidade opostas 74 e 60, respectiva mente. O conjunto de vedação 84 é, de preferência, do tipo descrito em mais detalhes na Patente U.S. N° 5.156.539, a descrição da qual está incorporada no presente documento à guisa de referência. O elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 é projetado para ser montado no alojamento de mancai superior 26 de maneira adequado, tal como descrito na Patente U.S. N° 4.877.382 ou Patente U.S. N° 5.102.316 mencionada acima, sendo que a descrição da mesma está incorporada no presente documento à guisa de referência.

Com referência agora às Figuras 2 e 3, o conjunto de vedação flutuante 84 é de construção ensanduichada coaxial e compreende uma placa de base anular 102 que possui uma pluralidade de projeções integrais verticais igualmente espaçadas 104 cada um possuindo uma parte de base ampliada 106. Sobre a placa 102 está disposto um conjunto de gaxeta anular 108 que possui uma pluralidade de furos igualmente espaçados que adaptam-se com e recebem partes de base 106. Sobre o topo do conjunto de gaxeta 108 está disposta uma placa espaçadora anular 110 que possui uma pluralidade de furos igualmente espaçados que também adaptam-se com e recebem partes de base 106. Sobre o topo da placa 110 está um conjunto de gaxeta anular 112 que possui uma pluralidade de furos igualmente espaçados que adaptam-se com e recebem projeções 104. A posição do conjunto de vedação 84 é mantida por uma placa anular de vedação superior 114, que possui uma pluralidade de furos igualmente espaçados que adaptam-se com e recebem projeções 104. A placa de vedação 114 inclui uma pluralidade de projeções anulares 116, que adaptam-se com e estendem-se dentro de uma pluralidade de furos no conjunto de gaxeta anular 112 e placa espaçadora 110 para proporcionar estabilidade para o conjunto de vedação 84. A placa de vedação 114 também inclui uma virola de vedação planar projetando-se para cima 118. O conjunto de vedação 84 é fixado juntamente ao ajustaras extremidades de projeções 104 como indicado no 120.

Com referência agora à Figura 3, o conjunto de vedação 84 proporciona, portanto, três vedações distintas: primeira, uma vedação de diâmetro interno em duas interfaces 122; segunda, uma vedação de diâmetro externo em duas interfaces 124; e, terceira, uma vedação superior em 126. As vedações 122 isolam fluido sob pressão intermediária no fundo do recesso 82 a partir de fluido sob pressão de descarga no recesso 78. As vedações 124 isolam fluido sob pressão intermediária no fundo do recesso 82 a partir do fluido sob pressão de sucção dentro da carcaça 12. A vedação 126 está entre a virola de vedação 118 e uma parte de assentamento anular sobre a divisão 22. A vedação 126 isola fluido sob pressão de sucção a partir de fluido sob pressão de descarga, através do topo do conjunto de vedação 84. O diâmetro e largura da vedação 126 são selecionados de modo que a pressão de unidade entre a virola de vedação 118 e a parte de assentamento sobre a divisão 22 sejam maiores que a pressão de descarga normalmente encontrada garantindo-se, desta maneira vedação consistente sob condições de operação normais do compressor 10, ou seja, em proporções de pressão operacionais normais. Portanto, quando forem encontradas condições de pressão indesejáveis, o conjunto de vedação 84 será forçado para baixo rompendo a vedação 126, desse modo permitindo que o fluido flua a partir da zona de pressão de descarga do compressor 10 até a zona de sucção do compressor 10. Se este fluxo for excessivo, a perda resultante do fluxo de sucção do gás de refrigeração do motor (agravado pela temperatura excessiva do gás de descarga de escapamento) irá fazer com que um protetor de motor desligue desse modo desenergizando o motor. A largura da vedação 126 é selecionada de modo que a pressão unitária entre a virola de vedação 118 e a parte de vedação de divisão 22 seja maior que a pressão de descarga normalmente encontrada, desta maneira garantindo vedação consistente. O compressor tipo "scroll" conforme até aqui amplamente descrito é tanto conhecido agora na técnica como é o assunto de outros pedidos de patente pendentes ou patentes de Cessionária do Pedido. A presente invenção é diretamente voltada a um sistema de retenção para um conjunto de válvula mecânica normalmente aberta 130, que está disposta dentro do recesso 78, que é formado no elemento tipo "scroll" não-orbitante 70. Do mesmo modo que a presente invenção está sendo descrita simultaneamente com o conjunto de válvula mecânica normalmente aberta 130, o sistema de retenção da presente invenção também pode ser usado com qualquer outro tipo de válvula de descarga. O conjunto de válvula 130 movimenta-se entre uma primeira condição ou fechada, uma segunda condição ou aberta, e uma terceira condição ou completamente aberta durante o estado constante de operação do compressor 10. O conjunto da válvula 130 irá se fechar durante o desligamento do compressor 10. Quando o conjunto de válvula 130 for completamente fechado, o volume de recom-pressão é minimizado e o fluxo contrário do gás de descarga através dos elementos tipo "scroll" 56 e 70 é impedido. O conjunto de válvula 130 é normalmente aberta como mostrado nas Figuras 3 e 4A. A configuração nor-malmente aberta do conjunto de válvula 130 elimina a força requerida para abrir o conjunto de válvula 130 bem como elimina qualquer dispositivo mecânico necessário para fechar o conjunto de válvula 130. A montagem de válvula 130 conta com pressão de gás diferencial para o fechamento.

Com referência agora às Figuras 3-5, o conjunto de válvula de descarga 130 está disposta dentro do recesso 78 e o mesmo compreende uma sede de válvula 132, uma placa de válvula 134, um batente de válvula 136 e um anel retentor ondulado 138. Uma sede de válvula 132 é um elemento metálico plano em forma de disco que define uma passagem de descarga 140, um par de aberturas de alinhamento 142 e uma cavidade 144. O elemento tipo "scroll” não-orbitante 70 define um par de orifícios de alinha- mento. Quando as aberturas 142 estiverem niveladas com os orifícios de alinhamento, a passagem de descarga 140 é alinhada com a passagem de descarga 76. O formato da passagem de descarga 140 é o mesmo da passagem de descarga 76. A espessura da sede de válvula 132, particularmente na área da cavidade 144, é minimizada para reduzir o volume de re-compressão do compressor 10, que aumenta o desempenho do compressor 10. A superfície de fundo da cavidade 144 adjacente à placa de válvula 134 inclui uma superfície contornada 148. A superfície superior horizontal plana da sede de válvuta 132 é usada para prender a placa de válvula 134 em torno de toda sua circunferência. A superfície contornada 148 da cavidade 144 proporciona a característica normalmente aberta do conjunto de válvula 130. A superfície contornada 148 pode ser uma superfície geralmente planar como mostrada na Figura 4A ou a superfície contornada 148 pode ser uma superfície curvada. Ao mesmo tempo em que a cavidade 144 e a superfície contornada 148 são mostradas como um bolso dentro da sede de válvula 132, está dentro do escopo da invenção apresentar a cavidade 144 e desse modo a superfície 148 estendendo-se até a borda da sede de válvula 132. Também, está dentro do escopo da presente invenção eliminar a sede de válvula 132 e incorporar a cavidade 144 e superfície 148 diretamente dentro e sobre o tipo "scroü" não-orbitante 70 se desejado. A placa de válvula 134 é um elemento metálico fino em forma de disco que inclui um anel anular 150, uma parte geralmente retangular 152 que se estende radialmente para dentro do anel 150 e uma parte geralmente circular 154 fixada na extremidade radial interna da parte retangular 152. A parte retangular 152 é projetada para ser menor na largura do que a parte circular 154. Esta seção reduzida possui, portanto, uma potência de flexão menor do que a parte circular 154, que resulta em uma operação mais rápida do conjunto de válvula 130. Esta seção reduzida da parte retangular 152 é aceitável do ponto de vista de durabilidade uma vez que a superfície contornada 148 reduz a tensão de carga sobre a seção reduzida. O tamanho e formato da parte 154 são projetados para cobrir completamente a passagem de descarga 140 da sede de válvula 132. O formato geralmente circular da parte 154 elimina a ruptura da válvula que está associada às placas de válvula retangulares. Em geral, as placas de válvula podem possuir uma tendência a se torcerem durante o fechamento da válvula devido às flutuações de pressão sobre a válvula. Quando uma válvula de formato retangular se torce antes do fechamento, o canto externo do retângulo baterá primeiro, gerando um alto carregamento e a ruptura do canto. A presente invenção, ao utilizar uma parte geralmente circular para fechar a válvula, elimina a possibilidade deste rompimento de canto. A placa de válvula 134 também inclui um par de saliências 156, que define um par de aberturas de alinhamento 158. Quando as aberturas 158 estiverem niveladas com aberturas 142 da sede de válvula 132, a parte retangular 152 posiciona a parte circular 154 em alinhamento com a passagem de descarga 140. A espessura da placa de válvula 134 é determinada pelas tensões desenvolvidas na parte retangular 152 à medida que a placa de válvula 134 se deflete a partir de sua posição fechada até sua posição aberta, como descrito abaixo. O batente de válvula 136 é um elemento metálico espesso em forma de disco que proporciona suporte e recuo da placa de válvula 134 e sede de válvula 132, O batente de válvula 136 é similar em configuração à placa de válvula 134 e inclui um anel anular 160, uma parte geralmente retangular 162 que se estende radialmente para dentro do anel 160, uma parte geralmente circular 164 fixada na extremidade radialmente interna da parte retangular 162 e uma seção de suporte 166 que se estende entre a parte circular 164 e o anel 160 sobre o lado da parte 164 oposta à parte 162. O batente de válvula 136 também inclui um par de saliências 168, que define um par de aberturas de alinhamento 170. Quando as aberturas 170 estiverem niveladas com as aberturas 158 na placa de válvula 134, a parte retangular 162 é alinhada com a parte retangular 152 da placa de válvula 134 e a mesma posiciona a parte circular 164 em alinhamento com a parte circular 154 da placa de válvula 134. A parte retangular 162 e parte circular 164 ajudam a definir uma superfície contornada curvada 172. O conjunto de válvula de descarga 130 é montado no elemento tipo "scroll" não-orbitante 70 ao posicionar primeiramente a sede de válvula 132 dentro do recesso 78 com a superfície contornada 148 faceando para cima ao mesmo tempo em que alinha as aberturas 142 com orifícios 146, que alinha a passagem 140 com a passagem 76. Depois, a placa de válvula 134 é posicionada sobre o topo da sede de válvula 132 dentro do recesso 78 ao mesmo tempo em que alinha as aberturas 158 com aberturas 142, que alinha a parte circular 154 com a passagem 140. Depois, o batente de válvula 136 é posicionado sobre o topo da placa de válvula 134 dentro do recesso 78 ao mesmo tempo em que alinha as aberturas 170 dentro das aberturas 158, que alinha as partes 162 e 164 com partes 152 e 154, respectivamente. Um pino de rolete 176 é inserido através de cada grupo de aberturas alinhado 170, 158 e 142 e ajustado por pressão dentro de cada orifício 146 para manter o alinhamento destes componentes. Por fim, o retentor 138 é instalado dentro do recesso 78 para manter o posicionamento do conjunto de válvula 130 com o elemento tipo "scroll" não-orbitante 70. O conjunto do retentor 138 ensanduícha todo o anel anular 150 da sede de válvula 132 entre a superfície plana superior da sede de válvula 132 e anel 160 do batente de válvula 136 para prender e reter a placa de válvula 134. O retentor 138 é um anel retentor ondulado que é disposto dentro de um entalhe 180 formado dentro do recesso 78 do elemento tipo "scroir não-orbitante 70. O formato de onda do retentor 138 faz com que este se engate tanto na superfície superior 182 como na superfície inferior 184 do entalhe 180 para reter de forma adequada o conjunto de válvula de descarga dentro do recesso 78, como mostrado na Figura 4A. O formato de onda do retentor 138 também permite o movimento axial do conjunto de válvula de descarga devido à resiliência e, desta maneira, compressão do anel retentor ondulada como mostrado na Figura 4B. O conjunto de válvula de descarga 130 está normalmente em uma condição em que a placa de válvula 134 se encosta na superfície plana superior sobre a sede de válvula 132. A superfície contornada 148 espaça a placa de válvula 134 a partir da sede de válvula 132, para proporcionar a característica normalmente aberta do conjunto de válvula 130. Isto permite que o fluido limitado flua a partir da câmara silenciadora de descarga 80 dentro das cavidades de compressão formadas por elementos tipo "scroll" 56 e 70. Para fechar o conjunto de válvula 130, a pressão de fluido dentro da câmara silenciadora 80 orienta a placa de válvula 134 contra a superfície contornada 148 da sede de válvula 132 quando a pressão de fluido na câmara 80 for maior que a pressão de fluido dentro da cavidade de fluido mais central formada por elementos em espiral 56 e 70. Durante a operação do compressor 10, a pressão diferencial de fluido entre o fluido na câmara de descarga 80 e fluido dentro da cavidade de fluido mais central formado por elementos tipo "scroll" 56 e 70 irá mover a placa de válvula 134 entre o encontro com a superfície contornada 148 da sede de válvula 132 e encontro com o batente de válvula 136 ou entre uma primeira posição fechada e uma segunda posição aberta. A posição normalmente aberta do conjunto de válvula 130 elimina a força que é requerida para abrir uma válvula de descarga típica. A eliminação desta força reduz a pressão diferencial para abrir a válvula, que, por sua vez, reduz as perdas de potência. Ademais, a característica normalmente aberta reduz o som gerado durante o fechamento da válvula devido ao fechamento gradual da válvula em vez do fechamento repentino de uma válvula normalmente fechada. A superfície contornada 148 proporciona esta característica de fechamento gradual. A válvula da presente invenção funciona exclusivamente sobre diferenciais de pressão. Por fim, o desenho único do conjunto de válvula 130 proporciona uma grande área de fluxo para aperfeiçoar as características de fluxo do sistema.

Quando a placa de válvula 134 estiver em sua segunda posição ou aberta, pressão de descarga adicional dentro da passagem de descarga irá reagir contra o conjunto de válvula de descarga 13o e irá exceder eventualmente a força de mola que é aplicada pelo anel retentor ondulado 138. O conjunto de válvula de descarga 130 irá então movimentar-se axialmente para cima até a posição mostrada na Figura 4B, a terceira posição ou completamente aberta, permite que o fluido flua em torno da periferia externa do conjunto de válvula de descarga 130. A placa de válvula 134 é ensanduichada entre a sede de válvula 132 e o batente de válvula 136 com o anel anular 160 do batente de válvula 136 encostando no anel anular 150 da placa de válvula 134, que, por sua vez, encosta na superfície plana superior da sede de válvula 132. A parte retangular 152 e parte circular 154 normalmente encontram-se em uma condição sem tensão em uma posição geralmente horizontal como mostrado na Figura 4A. A deflexão da placa de válvula 134 ocorre na parte retangular 152 e parte circular 154. Para fechar completamente, as partes 152 e 154 se de-fletem em direção à sede de válvula 132 e para abrir, as partes 152 e 154 se defletam na direção oposta em direção ao batente de válvula 136. As tensões encontradas pela placa de válvula 134 são tensões que são tanto positivas como negativas na direção da posição neutra normalmente aberta. Desta maneira, quando se compara as tensões da placa de válvula 134 com aquelas encontradas pela chapeleta de uma válvula de descarga normalmente fechada, as tensões são significativamente reduzidas. A chapeleta normalmente fechada começa em uma posição adjacente a uma sede de válvula quando a chapeleta não possui tensão. Uma vez que a válvula começa a abrir, as tensões começam na condição sem tensão e continuam a crescer à medida que a chapeleta abre. Desta maneira estas são não-di-recionais a partir da condição sem tensão. A presente invenção, ao centralizar as condições de tensão da placa de válvula 134 sobre ambos os lados da condição sem tensão reduz significantemente o carregamento de tensão experimentado pela placa de válvula 134.

Para reduzir adicionalmente o carregamento de tensão e desta maneira a vida útil da placa de válvula 134, o formato da superfície contornada 148 da sede de válvula 132 e superfície contornada 172 do batente de válvula 136 são selecionados para garantir um carregamento gradual e redução das tensões ao distribuir as potências sobre uma área mais ampla. Por fim, os contornos arredondados e transições entre o anel 150, parte retangular 152 e parte circular 154 são projetados para eliminar elevações de tensão. Esta eliminação de elevações de tensão, a distribuição igual da potência e a redução nas tensões máximas encontradas melhoram significantemente a vida útil e desempenho do conjunto de válvula de descarga 130.

Enquanto a descrição detalhada acima descreve a modalidade preferida da presente invenção, deve ser entendido que a presente invenção está suscetível à modificação, variação e alteração sem abandonar o escopo e significado legítimo das reivindicações em anexo.

Claims

1. Máquina tipo "scroll" que compreende: um primeiro elemento que possui em um primeiro enrolamento espiral que se projeta para fora, a partir de uma primeira placa de extremidade; um segundo elemento tipo "scroll" que possui um segundo enrolamento em espiral que se projeta para fora a partir de uma segunda placa de extremidade, o dito segundo enrolamento em espiral é engrenado com o dito primeiro enrolamento em espiral; uma câmara de descarga; um elemento de acionamento para fazer com que os ditos elementos tipo "scroll" orbitem com relação um ao outro onde os ditos enrola-mentos em espiral criam cavidades de volume progressivamente de mudança entre uma zona de pressão de sucção e uma zona de pressão de descarga, sendo que a dita zona de pressão de descarga está em comunicação com a dita câmara de descarga; e uma válvula de descarga disposta entre a dita zona de pressão de descarga e a dita câmara de descarga, sendo que a dita válvula de descarga é disposta dentro de um recesso formado pelo dito primeiro elemento elemento tipo "scroll", sendo que a dita válvula de descarga é operável nas primeira, segunda e terceira posições, onde: a dita primeira posição está em uma posição fechada, onde o fluido que flui entre a dita câmara de descarga e a dita zona de pressão de descarga é impedido; a dita segunda posição está em uma posição aberta onde o fluido que flui entre a dita câmara de descarga e dita zona de pressão de descarga é permitido em um primeiro nível de fluxo; e a dita terceira posição está em uma posição aberta onde o fluido que flui entre a dita câmara de descarga e a dita zona de pressão de descarga é permitido em um segundo nível de fluxo maior que o dito primeiro nível de fluxo.

2. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde a dita válvula de descarga se move axialmente com relação ao dito primeiro elemento tipo "scroll" entre as ditas posições.

3. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde o fluido flui em torno de uma periferia externa da dita válvula de descarga quando a dita válvula de descarga estiver na dita terceira posição.

4. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde uma passagem entre o dito elemento tipo "scroll" e a dita válvula de descarga é aberta quando a dita válvula de descarga se move a partir da dita segunda posição até a dita terceira posição.

5. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde a dita válvula de descarga compreende uma placa de válvula e um batente de válvula.

6. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 5, onde a dita placa de válvula se move com relação ao dito batente de válvula quando a dita válvula de descarga se move a partir da dita primeira posição até a dita terceira posição,

7. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 5, onde a dita placa de válvula se move com relação ao dito primeiro elemento tipo "scroll" quando a dita válvula de descarga se move a partir da dita segunda posição até a dita terceira posição.

8. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde a dita válvula de descarga compreende uma sede de válvula e uma placa de válvula.

9. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 8, onde a dita placa de válvula se move com relação à dita sede de válvula quando a dita válvula de descarga se move a partir da dita primeira posição até a dita segunda posição.

10. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 8, onde a dita placa de válvula se move com relação ao dito primeiro elemento tipo "scroll" quando a dita válvula de descarga se move a partir da dita segunda posição até a dita terceira posição.

11. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde a dita válvula de descarga compreende uma sede de válvula, uma placa de válvula e um batente de válvula.

12. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 1, onde a dita válvula de descarga se move com relação ao dito primeiro elemento tipo "scroll" entre as ditas primeira e segunda posições e dita terceira posição, e um elemento de orientação para impelir a dita válvula de descarga em direção às ditas primeira e segunda posições.

13. Máquina tipo "scroll", de acordo com a reivindicação 12, onde o dito elemento de propensão é uma arruela ondulação.

14. Máquina tipo "scroil", de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente uma carcaça, sendo que os ditos primeira e segundo elementos tipo "scroll" são dispostos na dita carcaça.

15. Máquina tipo "scroll”, de acordo com a reivindicação 14, onde a dita carcaça define uma parte da dita câmara de descarga.