ES2210093T3 - Compresor espiral horizontal. - Google Patents
Compresor espiral horizontal.Info
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Abstract
Una máquina en espiral u horizontal (10), comprendiendo una primera carcasa (12); un primer elemento espiral (80) dispuesto en el interior de dicha primera carcasa (12), teniendo dicho primer elemento espiral (80) una placa base (84) y una primera voluta espiral (82) que se extiende desde dicha primera placa base (84); un segundo elemento espiral (96) dispuesto dentro de dicha primera carcasa (12), teniendo dicho segundo elemento espiral (96) una segunda placa base (100) y una segunda voluta espiral (98) que se extiende desde dicha segunda placa base (100), estando dicha segunda voluta espiral (98) engranada con dicha primera voluta espiral (82); un elemento de accionamiento (82) para provocar el movimiento orbital de dichos elementos espirales (86, 96), el uno con relación al otro, con lo cual dichas volutas espirales (82, 98) crean unas cámaras de un volumen que va cambiando progresivamente entre una zona de presión de aspiración y una zona de presión de descarga; una segunda carcasa (14); una primera tapa extrema unida a dicha segunda carcasa; una segunda tapa extrema unida a dicha segunda carcasa, definiendo dichas tapas extremas y dicha segunda carcasa una cámara interior, estando dispuesta dicha primera carcasa (12) enteramente en el interior de dicha cámara interior, definiendo dicha segunda carcasa (14) un cárter de lubricante (68); y una división (24) fijada a dicha segunda carcasa (14), separando dicha división (24) dicha cámara interior en dicha zona de presión de aspiración y dicha zona de presión de descarga, caracterizada porque dicha primera carcasa está dispuesta dentro de dicha cámara interior separada de dichas primera y segunda tapas extremas (16, 18).
Description
Compresor espiral horizontal.
La presente invención se refiere a máquinas en
espiral. Más particularmente, la presente invención se refiere a
compresores en espiral que estén en posición horizontal y utilicen
una carcasa de compresor existente para encerrar una segunda
carcasa de compresor existente, dentro de la cual está situado el
compresor en espiral.
Las máquinas de tipo espiral son cada vez más
populares para uso como compresores, tanto para aplicaciones de
refrigeración como de acondicionamiento de aire, debido
principalmente a su capacidad de un funcionamiento sumamente
eficaz. En general, estas máquinas incluyen una pareja de volutas en
espiral que engranan entre sí, una de las cuales recorre una
trayectoria orbital con relación a la otra, con el fin de definir
una o más cámaras móviles que van disminuyendo progresivamente de
tamaño según se van desplazando desde una boca de aspiración
exterior hacia una boca de descarga central. Hay un motor eléctrico
que acciona el elemento espiral que realiza el movimiento orbital
por medio de un eje de accionamiento adecuado, fijado al rotor del
motor. En un compresor hermético, el fondo de la carcasa hermética
normalmente contiene un cárter de aceite para efectos de
lubricación y refrigeración.
El motor generalmente comprende un estator que va
fijado a la carcasa del compresor. El rotor del motor gira en el
interior del estator para transmitir el movimiento de giro a un
cigüeñal, que normalmente tiene un ajuste a presión con el rotor
del motor. El cigüeñal tiene unos apoyos de giro por medio de una
pareja de cojinetes que van soportados en un alojamiento de cojinete
principal y un alojamiento de cojinete secundario. El cigüeñal
comprende una muñequilla excéntrica que se extiende dentro de un
agujero definido en el buje de la voluta que realiza el movimiento
orbital. Entre el buje de la muñequilla y la superficie interior
del agujero hay un casquillo de arrastre que se apoya contra un
cojinete que tiene un ajuste de presión en el agujero del buje.
El diseño de los compresores en espiral posiciona
el eje central del cigüeñal en dirección vertical u horizontal. Una
de las diferencias entre los diseños de compresor en espiral
vertical y horizontal es el cárter de lubricación y los sistemas de
alimentación que suministran el lubricante a los diversos
componentes del compresor que han de ser lubricados. En un compresor
típico de posición vertical, el lubricante se almacena en la parte
inferior de la carcasa, estando el extremo inferior del cigüeñal
sumergido dentro del cárter. El cigüeñal tiene un orificio central
de diámetro relativamente grande que se comunica con un agujero de
diámetro menor, inclinado radialmente hacia el exterior, y que se
extiende hacia la parte superior del cigüeñal. El agujero de mayor
diámetro actúa como bomba para bombear el fluido lubricante
subiéndolo por el cigüeñal hasta el agujero de menor diámetro, y
finalmente a todas las diversas partes del compresor que requieran
lubricación.
Cuando el compresor está en posición horizontal
no resulta práctico sumergir el extremo del cigüeñal dentro del
lubricante, ya que esto exigiría llenar de lubricante hasta por
encima de la mitad de la carcasa.
La patente
JP-A-06.002.673 describe una máquina
en espiral horizontal que comprende: una primera carcasa; un primer
elemento en espiral dispuesto dentro de dicha primera carcasa,
teniendo dicho primer elemento espiral una placa base y una primera
voluta espiral que se extiende desde dicha primera placa base; un
segundo elemento en espiral dispuesto dentro de dicha primera
carcasa, teniendo dicho segundo elemento espiral una segunda placa
base y una segunda voluta espiral que se extiende desde dicha
segunda placa base, engranando dicha segunda voluta espiral con
dicha primera voluta espiral; un elemento de accionamiento para dar
lugar a que dichos elementos en espiral efectúen un movimiento
orbital el uno con relación al otro, con lo cual dichas volutas en
espiral crean unas cámaras, cuyo volumen va cambiando
progresivamente desde una zona de presión de aspiración hasta una
zona de presión de descarga; una segunda carcasa; una primera tapa
extrema fijada a dicha segunda carcasa, una segunda tapa extrema
fijada a dicha segunda carcasa, definiendo dichas tapas extremas y
dicha segunda carcasa una cámara interior, estando dispuesta la
primera carcasa enteramente dentro de dicha cámara interior,
definiendo dicha segunda carcasa un cárter de lubricante; y una
división fijada a dicha segunda carcasa, separando dicha división a
dicha cámara interior en dicha zona de presión de aspiración y dicha
zona de presión de descarga.
De acuerdo con la presente invención, se propone
una máquina en espiral horizontal que comprende: una primera
carcasa; un primer elemento en espiral dispuesto dentro de dicha
primera carcasa, teniendo dicho primer elemento espiral una placa
base y una primera voluta en espiral que se extiende desde dicha
primera placa base; un segundo elemento en espiral dispuesto dentro
de dicha primera carcasa, teniendo dicho segundo elemento espiral
una segunda placa base y una segunda voluta en espiral que se
extiende desde dicha segunda placa base, engranando dicha segunda
voluta espiral con dicha primera voluta espiral; un elemento de
accionamiento para que dichos elementos en espiral realicen un
movimiento orbital el uno con relación al otro, con lo cual dichas
volutas en espiral crean unas cámaras con un volumen que va
cambiando progresivamente entre una zona de presión de aspiración y
una zona de presión de descarga; una segunda carcasa; una primera
tapa extrema unida a dicha segunda carcasa; una segunda tapa
extrema unida a dicha segunda carcasa, definiendo dichas tapas
extremas y dicha segunda carcasa una cámara interior, estando
dispuesta dicha primera carcasa enteramente dentro de dicha cámara
interior, definiendo dicha segunda carcasa un cárter de lubricante;
y con una división fijada a dicha segunda carcasa, separando dicha
división a dicha cámara interna en dicha zona de presión de
aspiración y dicha presión de presión de descarga, caracterizada
porque dicha primera carcasa está dispuesta dentro de dicha cámara
interior distanciada de dichas primeras y segundas tapas
extremas.
La presente invención propone un compresor
horizontal que incluye un compresor vertical típico que ha sido
posicionado en horizontal. El compresor vertical posicionado
horizontalmente está dispuesto dentro de la carcasa de un compresor
vertical mayor para constituir el cárter de lubricación necesario
para el compresor horizontal.
Otras ventajas y objetos de la presente invención
quedarán manifiestas para los duchos en el arte por la siguiente
descripción, las reivindicaciones anexas y los dibujos.
Los dibujos que ilustran el mejor modo
considerado actualmente para realizar la presente invención
muestran:
la Fig. 1 es una vista lateral de un compresor
horizontal de refrigeración del tipo espiral, conforme a la
presente invención;
la Fig. 2 es una vista del extremo del compresor
de refrigeración horizontal de tipo espiral representado en la Fig.
1;
la Fig. 3 es una vista en sección vertical a
través del centro del compresor de refrigeración de tipo espiral
representado en la Fig. 1;
la Fig. 4 es una vista por el extremo del
compresor de refrigeración de tipo espiral representado en la Fig.
1, estando retiradas la tapa y la división;
la Fig. 5 es una vista por el extremo del
compresor de refrigeración de tipo espiral, por el extremo opuesto
al representado en la Fig. 1, con la tapa del extremo y la bomba de
aceite retiradas.
Haciendo ahora referencia a los dibujos, en los
cuales números de referencia iguales designan piezas iguales o que
se corresponden en las diferentes vistas, se puede ver en las Figs.
1-5 un compresor de refrigeración en espiral de tipo
horizontal conforme a la presente invención, que está designado de
forma general por el número de referencia 10. El compresor 10
comprende una carcasa interior 12 generalmente cilíndrica y una
carcasa exterior hermética generalmente cilíndrica 14. La carcasa
interior 12 generalmente cilíndrica es preferentemente una carcasa
de compresor estándar de un compresor vertical existente
actualmente. De forma similar, la carcasa exterior hermética
generalmente cilíndrica 14 es preferentemente una carcasa de
compresor estándar de un compresor vertical actualmente existente,
de mayor tamaño que el compresor de la carcasa 12. Al utilizar dos
carcasas de compresor existentes, una grande y otra pequeña, se
pueden reducir notablemente los costes relativos a la producción del
compresor horizontal 10.
La carcasa exterior hermética 14 generalmente
cilíndrica lleva soldada en uno de sus extremos una tapa extrema 16
y en el extremo opuesto una tapa extrema 18. La carcasa 14 lleva
una serie de patas 20 para facilitar la colocación del compresor 10
dentro de un sistema de refrigeración. La tapa 16 lleva un
accesorio 22 para la descarga de refrigerante, que puede incorporar
la válvula de descarga usual. Otros elementos principales fijados a
la carcasa 14 incluyen una división 24 que se extiende
transversalmente y que va soldada por su periferia en el mismo
punto en que la tapa extrema 16 va soldada a la carcasa 14, un
racor de aspiración 56, un racor de drenaje de aceite 28, una caja
de terminales 30, un racor para inyección de líquido 32 y una
mirilla 34. La carcasa interior 12 está situada dentro de la
carcasa exterior 14 y va posicionada centrada dentro de la carcasa
exterior 14 por una multitud de distanciadores 26.
Los elementos principales que van fijados a la
carcasa 12 incluyen un alojamiento de cojinete principal 36 que va
adecuadamente sujeto a la carcasa 12 por una multitud de patas que
se extienden radialmente hacia el exterior, y un alojamiento de
cojinete secundario 38 que también tiene una multitud de patas que
se extienden radialmente hacia el exterior, cada una de las cuales
va también adecuadamente sujeta a la carcasa 12. Dentro de la
carcasa 12 va ajustado a presión un estator de motor 40, que en
general tiene una sección cuadrada o hexagonal, pero con las
aristas redondeadas. Los planos que quedan entre las aristas
redondeadas del estator 40 proporcionan unos conductos de paso
entre el estator 40 y la carcasa 12, que facilitan el flujo de
lubrificante y de gas refrigerante por el interior de la carcasa
12.
Un eje de accionamiento o cigüeñal 42, que en uno
de sus extremos lleva una muñequilla excéntrica 44, apoya giratorio
en un cojinete 46 en el alojamiento de cojinete principal 36 y en
un segundo cojinete 48 en el alojamiento de cojinete secundario 38.
El cigüeñal 42 tiene en el extremo opuesto un orificio concéntrico
50 de diámetro relativamente grande que se comunica con un orificio
52 de diámetro menor, inclinado radialmente hacia el exterior, y que
se extiende a través del cigüeñal 42. Fijado sobre la cara exterior
del alojamiento de cojinete secundario 38 hay un sistema de bombeo
de lubricante 60, accionado por el cigüeñal 42. El sistema de
bombeo 60 comprende un conjunto de carcasa de entrada 62, un tubo
de entrada 64 y una bomba de lubricante 68, accionada por el
cigüeñal 42. La bomba de lubricante 66 va fijada al conjunto de
carcasa de entrada 62, que a su vez va fijada sobre el alojamiento
de cojinete secundario 38. El tubo de entrada 64 se extiende desde
el conjunto de alojamiento de entrada 62 hasta una posición
inferior entre las carcasas 12 y 14. La posición inferior entre las
carcasas 12 y 14 define un cárter 68 en el cual se acumula el
lubrificante. La bomba 66 aspira lubrificante del cárter 68 a través
del tubo 64 y del conjunto de alojamiento 62, y bombea este
lubrificante al orificio 50 y a través del orificio 52, y
finalmente a todas las diversas partes del compresor 10 que
requieren lubrificación.
El cigüeñal 42 tiene un accionamiento de giro
mediante un motor eléctrico que incluye el estator 40, los
arrollamientos 70 que pasan a través del mismo y un rotor 72,
calado a presión sobre el cigüeñal 42, y con unos primeros y
segundos contrapesos 74 y 76, respectivamente.
La superficie exterior del alojamiento de
cojinete principal 36 tiene una superficie de asiento de empuje
plana 78, sobre la cual asienta un elemento espiral 80 que puede
realizar un movimiento orbital, con la voluta o álabe espiral usual
82 que se extiende hacia el exterior desde una placa de asiento 84.
Proyectándose hacia el exterior desde la superficie opuesta de la
placa de asiento 84 del elemento espiral 80 que puede realizar el
movimiento orbital, hay un buje cilíndrico 86 que en su interior
lleva un cojinete de asiento 88, dentro del cual va dispuesto un
casquillo de accionamiento 90 con un orificio interior 92, dentro
del cual está dispuesta rotativa la muñequilla 44. La muñequilla 44
tiene un plano en una de las superficies, que para efectuar el
arrastre se acopla con una superficie plana (no representada)
formada en una parte del orificio 92, para constituir un conjunto
de accionamiento radial, tal como figura en la patente US 4 877 382
del solicitante. También hay un acoplamiento Oldham 94 entre el
elemento espiral 80 que efectúa el movimiento orbital y el
alojamiento de cojinete 36, enchavetado al elemento espiral 80 que
realiza el movimiento orbital, así como un elemento espiral 96 que
no realiza ningún movimiento orbital que impide el movimiento de
rotación del elemento espiral 80 que efectúa el movimiento orbital.
El acoplamiento Oldham 94 es preferentemente del tipo descrito en
la patente pendiente US 5.320.506 del solicitante.
El elemento espiral 96 que no realiza ningún
movimiento orbital también tiene una voluta 98 que se extiende
hacia el exterior desde una placa base 100, que está posicionada
con acoplamiento de engrane con la voluta 82 del elemento espiral
80 que efectúa el movimiento orbital. El elemento espiral 96 que
realiza el movimiento orbital tiene un conducto de descarga 102
dispuesto centrado que se comunica con un rebaje 104 abierto hacia
arriba, que a su vez está en comunicación fluídica con una cámara
amortiguadora de descarga 106, definida por la tapa 16 y la
división 24. En el elemento espiral 96 que no efectúa ningún
movimiento orbital, está formado también un rebaje anular 108,
dentro del cual va un conjunto de retén 110. Los rebajes 104 y 108
y el conjunto de retén 110 colaboran para definir unas cámaras de
empuje de presión axial que reciben fluido a presión que es
comprimido por las volutas 82 y 98 con el fin de ejercer una fuerza
de empuje axial sobre el elemento espiral 96 que no efectúa ningún
movimiento orbital, forzando así las puntas de las volutas
respectivas 82, 98 a efectuar un acoplamiento sellante con las
superficies extremas opuestas de las placas base 100 y 84
respectivamente. El conjunto de retén 110 es preferentemente el
descrito con mayor detalle en la patente US nº 5.156.539, cuya
descripción se incorpora aquí como referencia. El elemento espiral
96 que no efectúa ningún movimiento orbital está diseñado de manera
que se pueda montar en el alojamiento de cojinete 36 de forma
adecuada, tal como se describe en la antes mencionada patente US nº
4.877.382 ó patente US nº 5.102.316.
De esta manera, el compresor horizontal 10 objeto
de la presente invención le proporciona al arte un método eficaz
para reducir costes al convertir un compresor típico de orientación
vertical en un compresor horizontal. La utilización de las dos
carcasas de los compresores verticales existentes permite la
conversión a bajo costo al sistema horizontal. La carcasa existente
más pequeña, con su compresor montado en el interior, queda situada
dentro de la carcasa de un compresor grande. Las dos carcasas
forman un cárter de lubricante desde el cual se bombea el
lubricante mediante un sistema de bombeo accionado por el cigüeñal
rotativo.
Mientras que la descripción detallada anterior
describe la realización preferida de la presente invención, debe
entenderse sin embargo que la presente invención es susceptible de
modificación, variación y alteración sin apartarse por ello del
objeto y del leal significado de las reivindicaciones
siguientes.
Claims (13)
1. Una máquina en espiral u horizontal (10),
comprendiendo:
una primera carcasa (12);
un primer elemento espiral (80) dispuesto en el
interior de dicha primera carcasa (12), teniendo dicho primer
elemento espiral (80) una placa base (84) y una primera voluta
espiral (82) que se extiende desde dicha primera placa base
(84);
un segundo elemento espiral (96) dispuesto dentro
de dicha primera carcasa (12), teniendo dicho segundo elemento
espiral (96) una segunda placa base (100) y una segunda voluta
espiral (98) que se extiende desde dicha segunda placa base (100),
estando dicha segunda voluta espiral (98) engranada con dicha
primera voluta espiral (82);
un elemento de accionamiento (82) para provocar
el movimiento orbital de dichos elementos espirales (86, 96), el
uno con relación al otro, con lo cual dichas volutas espirales (82,
98) crean unas cámaras de un volumen que va cambiando
progresivamente entre una zona de presión de aspiración y una zona
de presión de descarga;
una segunda carcasa (14);
una primera tapa extrema unida a dicha segunda
carcasa;
una segunda tapa extrema unida a dicha segunda
carcasa, definiendo dichas tapas extremas y dicha segunda carcasa
una cámara interior, estando dispuesta dicha primera carcasa (12)
enteramente en el interior de dicha cámara interior, definiendo
dicha segunda carcasa (14) un cárter de lubricante (68); y
una división (24) fijada a dicha segunda carcasa
(14), separando dicha división (24) dicha cámara interior en dicha
zona de presión de aspiración y dicha zona de presión de
descarga,
caracterizada porque dicha primera carcasa
está dispuesta dentro de dicha cámara interior separada de dichas
primera y segunda tapas extremas (16, 18).
2. La máquina espiral según la reivindicación 1,
comprendiendo además una bomba de lubrificante (60) accionada por
dicho elemento de accionamiento (82), pudiendo accionarse dicha
bomba de lubrificante (60) para bombear lubrificante desde dicho
cárter (68).
3. La máquina espiral según la reivindicación 1,
comprendiendo además un alojamiento de cojinete principal (80)
fijado a dicha primera carcasa (12), soportando rotativamente dicho
alojamiento de cojinete principal (40) a dicho elemento de
accionamiento (42).
4. La máquina espiral según la reivindicación 3,
comprendiendo además un alojamiento de cojinete secundario (38)
fijado a dicha primera carcasa (12), soportando rotativamente dicho
alojamiento de cojinete secundario (38) a dicho elemento de
accionamiento (42).
5. La máquina espiral según la reivindicación 4,
comprendiendo además una bomba de lubrificantes (60) fijada a dicho
alojamiento de cojinete secundario (38), pudiendo accionarse dicha
bomba de lubrificante (60) para bombear lubrificante desde dicho
cárter (68).
6. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, comprendiendo además por lo menos un
distanciador (26) dispuesto entre dichas primera y segunda carcasas
(12, 14).
7. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde dichas primeras y segundas
carcasas (12, 14) son cilíndricas, estando dispuestas dichas
primeras y segundas carcasas (12, 14), coaxiales.
8. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que dicha primera y segunda
carcasa (12, 14) definen cada una un eje horizontal, siendo
paralelos dichos ejes.
9. La máquina espiral según la reivindicación 8,
en la que dichos ejes son co-lineales.
10. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, comprendiendo además una entrada de
aspiración (56) que se extiende a través de dicha segunda carcasa
(14).
11. La máquina espiral según la reivindicación
10, comprendiendo además una salida de descarga (22) que se
extiende a través de dicha segunda carcasa (14), estando dispuesta
la citada división (24) entre dicha salida de descarga (22) y dicha
entrada de aspiración (56).
12. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, comprendiendo además una salida de
descarga (22) que se extiende a través de dicha segunda carcasa
(14).
13. La máquina espiral según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, comprendiendo además un retén flotante
(110) dispuesto entre la citada división (24) y uno (96) de dichos
elementos espirales.
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