BRPI1102532A2 - reciprocating compressor piston - Google Patents

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BRPI1102532A2
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Celso Kenzo Takemori
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Whirlpool Sa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

PISTçO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO. A presente invenção se refere a um pistão para compressor alternativo do tipo que realiza um movimento reciprocante dentro de um cilindro do compressor, e compreende uma parede substancialmente tubular (1) com uma extremidade fechada (2) por uma parede de extremidade (2â) e uma extremidade aberta (3) com borda distal (3a); a extensão longitudinal (L) da parede tubular (1) possui dimensão analogamente proporcional à cerca de duas a quatro vezes o diâmetro (D) da parede tubular (1); a extremidade fechada (2) da parede tubular (1) compreende um chanfro (4) que se estende até a face externa da parede de extremidade (2a); e a extremidade aberta (3) da parede tubular (1) compreende um chanfro (5) que se estende até a face externa da borda distal (3a).ALTERNATIVE COMPRESSOR PISTON. The present invention relates to an reciprocating compressor piston of the type which reciprocates within a compressor cylinder, and comprises a substantially tubular wall (1) with an end closed (2) by an end wall (2â) and an open end (3) with distal edge (3a); the longitudinal extension (L) of the tubular wall (1) has a size analogously proportional to about two to four times the diameter (D) of the tubular wall (1); the closed end (2) of the tubular wall (1) comprises a chamfer (4) extending to the outer face of the end wall (2a); and the open end (3) of the tubular wall (1) comprises a chamfer (5) extending to the outer face of the distal edge (3a).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PISTÃO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO".Patent Descriptive Report for "ALTERNATIVE COMPRESSOR PISTON".

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção se refere a um pistão para compressor alternativo, e mais especificamente, a um pistão para compressores lineares.The present invention relates to an reciprocating compressor piston, and more specifically to a linear compressor piston.

Fundamentos da InvençãoBackground of the Invention

Um compressor tem como função elevar a pressão de determinado volume de fluido a uma pressão necessária à realização de um ciclo de refrigeração. São conhecidos da técnica os chamados compressores alternativos, onde um pistão desliza reciprocantemente no interior de um cilindro para realizar a compressão dos gases,A compressor has the function of raising the pressure of a given volume of fluid to a pressure necessary to perform a refrigeration cycle. So-called reciprocating compressors are known in the art, where a piston slides reciprocally within a cylinder to perform gas compression,

O contato entre o pistão reciprocante e o cilindro pode gerar elevadas perdas mecânicas, e pode levar ao desgaste e falha prematura do compressor. Além disso, esse contato entre as partes pode gerar aumento de ruído, elevação da temperatura de operação, aumento da vibração do compressor, e perda de eficiência, contribuindo inclusive para o aumento do consumo de energia do equipamento.Contact between reciprocating piston and cylinder can lead to high mechanical losses, and can lead to premature compressor wear and failure. In addition, this contact between parts can lead to increased noise, increased operating temperature, increased vibration of the compressor, and loss of efficiency, even contributing to increased equipment power consumption.

Em alguns tipos de compressores é previsto um óleo lubrificante entre as partes móveis, entretanto, para algumas aplicações em compressofés lineares a presença do óleo é prejudicial.In some types of compressors a lubricating oil is provided between the moving parts, however for some applications in linear compresses the presence of the oil is detrimental.

Nesse sentido, uma das dificuldades no movimento linear do pistão dentro do cilindro em compressores lineares está associada à inclinação do pistão durante seu trajeto linear.In this sense, one of the difficulties in linear piston movement within the cylinder in linear compressors is associated with the piston inclination during its linear travel.

A inclinação do pistão durante seu trajeto linear no interior do cilindro pode resultar em um impacto direto entre as peças, causando danos estruturais tanto à face interna do cilindro quanto à face externa do pistão. Além disso, esse impacto impede a movimentação correta do pistão, levando à ineficiência de operação. Outra dificuldade importante relacionada ao pistão de um compressor alternativo sem óleo lubrificante está na sua capacidade de impedir o escape de gases pela folga entre o pistão e o cilindro quando o pistão está no seu curso de compressão. A ausência de óleo na folga entre o pistão e o cilindro pode acabar levando ao escape de gases, o que prejudique enormemente a eficiência do compressor. Objetivos da InvençãoTilting the piston during its linear travel inside the cylinder may result in a direct impact between parts, causing structural damage to both the inner face of the cylinder and the outer face of the piston. In addition, this impact prevents proper piston movement, leading to inefficient operation. Another important piston related difficulty of a reciprocating compressor without lubricating oil is its ability to prevent gas from escaping from the gap between the piston and the cylinder when the piston is in its compression stroke. Lack of oil in the piston to cylinder clearance can eventually lead to gas leakage, which greatly undermines compressor efficiency. Objectives of the Invention

Portanto, é um dos objetivos da presente invenção prover um pistão para um compressor alternativo, que facilite sua movimentação no interior do cilindro, impedindo um impacto direto entre as partes e diminuindo o desgaste do par pistão — cilindro.Therefore, it is an object of the present invention to provide a reciprocating compressor piston which facilitates its movement within the cylinder, preventing a direct impact between the parts and decreasing the piston - cylinder pair wear.

É outro dos objetivos da presente invenção prover um pistão para um compressor alternativo, que diminua o escape de gases pela folga entre o pistão e o cilindro quando o pistão está no fim de seu curso de compressão.It is another object of the present invention to provide a reciprocating compressor piston which decreases gas leakage by the gap between the piston and the cylinder when the piston is at the end of its compression stroke.

Sumário da Invenção Os objetivos da presente invenção são completamente alcançados através do pistão para compressor alternativo ora tratado.SUMMARY OF THE INVENTION The objects of the present invention are fully achieved by the reciprocating compressor piston now treated.

O mencionado pistão para compressor alternativo prevê um pistão capaz de realizar um movimento reciprocante dentro de um cilindro do compressor compreendido por uma parede substancialmente tubular com uma extremidade fechada por uma parede de extremidade e uma extremidade aberta com borda distai. A extensão longitudinal da parede tubular possui dimensão analogamente proporcional à cerca de duas a quatro vezes o diâmetro da parede tubular.Said reciprocating compressor piston provides a piston capable of reciprocating movement within a compressor cylinder comprised of a substantially tubular wall with an end closed by an end wall and a distal edge open end. The longitudinal extension of the tubular wall is similarly proportional to about two to four times the diameter of the tubular wall.

Preferencialmente, a extensão longitudinal da parede tubular do pistão possui cerca de três vezes a dimensão do diâmetro da parede tubular, Ainda preferencialmente, a já mencionada extensão longitudinal da parede tubular possui entre vinte a quarenta milímetros de comprimento, e o já mencionado diâmetro da parede tubular possui entre seis a quatorze milímetros de diâmetro. De modo mais específico, e de acordo com a presente invenção, a extensão longitudinal da parede tubular possui, preferencialmente, trinta milímetros de comprimento, e o diâmetro da parede tubular possui, preferencialmente, dez milímetros de diâmetro.Preferably, the longitudinal extension of the piston tubular wall is about three times the diameter of the tubular wall. Still more preferably, the aforementioned longitudinal extension of the tubular wall is between twenty and forty millimeters in length, and the aforementioned diameter of the wall. The tubular tube is between six and fourteen millimeters in diameter. More specifically, and according to the present invention, the longitudinal extent of the tubular wall is preferably thirty millimeters in length, and the diameter of the tubular wall is preferably ten millimeters in diameter.

Também de acordo com a presente invenção, a extremidade fechada da parede tubular compreende um chanfro que se estende até a face externa da parede de extremidade, e a extremidade aberta da parede tubular compreende um chanfro que se estende até a face externa da borda distai. Neste sentido1 cada um destes chanfros possui uma inclinação cujo ângulo é definido pelo rebaixo e a extensão longitudinal da face externa da parede de extremidade ou da face externa da borda distai.Also in accordance with the present invention, the closed end of the tubular wall comprises a chamfer extending to the outer face of the end wall, and the open end of the tubular wall comprises a chamfer extending to the outer face of the distal edge. In this sense 1 each of these chamfers has an inclination whose angle is defined by the recess and the longitudinal extent of the outer face of the end wall or the outer face of the distal edge.

Preferencialmente, cada um dos chanfros possui, preferencialmente, cerca de um a três milímetros de extensão. Descrição Resumida dos DesenhosPreferably, each chamfer is preferably about one to three millimeters in length. Brief Description of the Drawings

As figuras mostram:The figures show:

Figura 1 - ilustra uma vista em perspectiva de um pistão de acordo com a concretização preferida da presente invenção.Figure 1 illustrates a perspective view of a piston according to the preferred embodiment of the present invention.

Figura 2 - ilustra urna vista em corte do pistão ilustrado na figura 1. Figura 3 - ilustra uma vista ampliada do detalhe "X" ilustrado na Figura 2.Figure 2 illustrates a sectional view of the piston illustrated in Figure 1. Figure 3 illustrates an enlarged view of the detail "X" shown in Figure 2.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base nos exemplos de execução representados nos desenhos apensos.The present invention will hereinafter be described in more detail based on the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings.

A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma concretização preferencial do pistão para compressor alternativo da presente invenção.Figure 1 illustrates a perspective view of a preferred embodiment of the reciprocating compressor piston of the present invention.

O pistão mostrado na figura 2 é projetado para realizar um movimento reciprocante dentro de um cilindro do compressor (não ilustrado). O citado pistão mostrado na figura 2 compreende uma parede substancialmente tubular 1, a qual possui uma extremidade fechada 2 por uma parede de extremidade 2a e uma extremidade aberta 3 com borda distai 3a. A extremidade fechada 2 é conhecida como topo de pistão.The piston shown in figure 2 is designed to perform reciprocating movement within a compressor cylinder (not shown). Said piston shown in Figure 2 comprises a substantially tubular wall 1 which has a closed end 2 by an end wall 2a and an open end 3 with distal edge 3a. The closed end 2 is known as the piston top.

No pistão da presente invenção, a extensão longitudinal L da parede tubular 1In the piston of the present invention, the longitudinal extension L of the tubular wall 1

possui dimensão analogamente proporcional à cerca de duas a quatro vezes o diâmetro D da citada parede tubular 1.It has a size analogously proportional to about two to four times the diameter D of said tubular wall 1.

Essa proporção é importante para minimizar o desgaste e o consumo de energia durante o movimento retilíneo do pistão dentro do cilindro, já que dificulta uma inclinação significativa do pistão durante seu curso. Além disso, com essa proporção é possível chegar a um pistão que minimize o escape de gases pela folga entre o pistão e o cilindro quando o pistão está no fim de seu curso de compressão, já que um pistão com essas dimensões consegue vedar mais adequadamente a câmara de compressão.This ratio is important for minimizing wear and energy consumption during rectilinear piston movement within the cylinder as it makes it difficult to significantly ram the piston during its stroke. In addition, with this ratio it is possible to reach a piston that minimizes gas leakage from the gap between the piston and the cylinder when the piston is at the end of its compression stroke as a piston of this size can better seal the piston. compression chamber.

Na concretização preferida da presente invenção, a extensão longitudinal L do pistão possui cerca de três vezes o diâmetro D da seção transversal da parede tubular 1. Assim, nessa concretização preferencial, o pistão possui trinta milímetros de comprimento e dez milímetros de diâmetro.In the preferred embodiment of the present invention, the longitudinal extension L of the piston is about three times the diameter D of the tubular wall cross section 1. Thus, in this preferred embodiment, the piston is thirty millimeters long and ten millimeters in diameter.

O pistão da presente invenção compreende um chanfro 4 disposto na extremidade fechada 2 da parede tubular 1. Θ pistão da presente invenção compreende também um segundo chanfro 5The piston of the present invention comprises a chamfer 4 disposed at the closed end 2 of the tubular wall 1. The piston of the present invention also comprises a second chamfer 5.

disposto na extremidade aberta 3 da parede tubular 1. O segundo chanfro 5 estende-se até borda distai 3a da extremidade aberta 3 da parede tubular 1.disposed at the open end 3 of the tubular wall 1. The second chamfer 5 extends to the distal edge 3a of the open end 3 of the tubular wall 1.

Tanto o chanfro 4 quanto o chanfro 5 possuem uma inclinação cujo ângulo é definido pelo rebaixo Vea extensão longitudinal W. Preferencialmente, as dimensões VeW são tais que obedecem a seguintesBoth chamfer 4 and chamfer 5 have an inclination whose angle is defined by the recess V and the longitudinal extension W. Preferably, the dimensions VeW are such that they follow:

relações: V = (c*W) / L , onde c representa a folga diametral entre o pistão e o cilindro (não ilustrado); L representa a extensão longitudinal do pistão; e W representa a extensão longitudinal do chanfro 4 ou 5.ratios: V = (c * W) / L, where c represents the diametric clearance between the piston and the cylinder (not shown); L represents the longitudinal extent of the piston; and W represents the longitudinal extent of chamfer 4 or 5.

Na concretização preferida da presente invenção. a extensão longitudinal W de cada um dos chanfros 4 e 5 possui cerca de um a três milímetros de extensão e a folga diametral c possui cerca de cinco a vinte milésimos de milímetro.In the preferred embodiment of the present invention. the longitudinal extent W of each of the chamfers 4 and 5 is about one to three millimeters long and the diametrical clearance c is about five to twenty thousandths of a millimeter.

Pelo menos um dentre os chanfros 4 e 5, em função de suas inclinações, estão aptos a manterem-se paralelos à face interna do cilindro (não ilustrado) quando há inclinação total do conjunto pistão-cilindro. Deve ser entendido que a descrição fornecida com base nas figuras acima seAt least one of the chamfers 4 and 5, due to their inclinations, are able to be parallel to the inner face of the cylinder (not shown) when the piston-cylinder assembly is fully inclined. It should be understood that the description provided based on the above figures is

refere apenas a uma das concretizações possíveis para o objeto da presente invenção, sendo que o real escopo do objeto encontra-se definido nas reivindicações apensas.refers only to one of the possible embodiments for the object of the present invention, the actual scope of the object being defined in the appended claims.

Claims (10)

1. Pistão para compressor alternativo, prevê um pistão capaz de realizar um movimento reciprocante dentro de um cilindro do compressor compreendido por uma parede substancialmente tubular (1) com uma extremidade fechada (2) por uma parede de extremidade (2a) e uma extremidade aberta (3) com borda distai (3a), CARACTERIZADO pelo fato de que: a extensão longitudinal (L) da parede tubular (1) possui dimensão analogamente proporcional à cerca de duas a quatro vezes o diâmetro (D) da parede tubular (1).1. A reciprocating compressor piston provides a piston capable of reciprocating movement within a compressor cylinder comprised of a substantially tubular wall (1) with a closed end (2) by an end wall (2a) and an open end (3) with distal edge (3a), characterized by the fact that: the longitudinal extension (L) of the tubular wall (1) has a size analogously proportional to about two to four times the diameter (D) of the tubular wall (1) . 2. Pistão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão longitudinal (L) da parede tubular (1) do pistão possui cerca de três vezes a dimensão do diâmetro (D) da parede tubular (1).Piston according to Claim 1, characterized in that the longitudinal extension (L) of the piston tubular wall (1) is about three times the diameter dimension (D) of the tubular wall (1). 3. Pistão, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão longitudinal (L) da parede tubular (1) possui entre vinte a quarenta milímetros de comprimento, e o diâmetro (D) da parede tubular (1) possui entre seis a quatorze milímetros de diâmetro.Piston according to claim 2, characterized in that the longitudinal extension (L) of the tubular wall (1) is between twenty and forty millimeters in length, and the diameter (D) of the tubular wall (1) is between six and fourteen millimeters in diameter. 4. Pistão, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão longitudinal (L) da parede tubular (1) possui,-preferencialmente, trinta milímetros de comprimento, e o diâmetro (D) da parede tubular (1) possui, preferencialmente, dez milímetros de diâmetro.Piston according to Claim 2, characterized in that the longitudinal extension (L) of the tubular wall (1) is preferably thirty millimeters in length and the diameter (D) of the tubular wall (1). it is preferably ten millimeters in diameter. 5. Pistão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque: a extremidade fechada (2) da parede tubular (1) compreende um chanfro (4) que se estende até a face externa da parede de extremidade (2a); e a extremidade aberta (3) da parede tubular (1) compreende um chanfro (5) que se estende até a face externa da borda distai (3a).Piston according to claim 1, characterized in that: the closed end (2) of the tubular wall (1) comprises a chamfer (4) extending to the outer face of the end wall (2a); and the open end (3) of the tubular wall (1) comprises a chamfer (5) extending to the outer face of the distal edge (3a). 6. Pistão, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o chanfro (4) possui uma inclinação cujo ângulo é definido pelo rebaixo (V) e a extensão longitudinal (W) da face externa da parede de extremidade (2a).Piston according to Claim 5, characterized in that the chamfer (4) has an inclination whose angle is defined by the recess (V) and the longitudinal extent (W) of the outer face of the end wall (2a). . 7. Pistão, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o chanfro (5) possui uma inclinação cujo ângulo é definido pelo rebaixo (V) e a extensão longitudinal (W) da face externa da borda distai (3a).Piston according to Claim 5, characterized in that the chamfer (5) has an inclination whose angle is defined by the recess (V) and the longitudinal extension (W) of the outer face of the distal edge (3a). 8. Pistão, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que as dimensões (V) e (W) são tais que obedecem a seguintes relações: V = (c*W) / L.Piston according to claim 6 or 7, characterized in that the dimensions (V) and (W) are such that they have the following relationships: V = (c * W) / L. 9. Pistão, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos chanfros (4) e (5) possui, preferencialmente, cerca de um a três milímetros de extensão.Piston according to Claim 5, characterized in that each of the chamfers (4) and (5) is preferably about one to three millimeters in length. 10. Pistão, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a folga diametral c possui cerca de cinco a vinte milésimos de milímetro.Piston according to claim 8, characterized in that the diameter clearance c is about five to twenty thousandths of a millimeter.
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