ES2288579T3 - Compresor de espirales rotatorio. - Google Patents
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Abstract
Un compresor de espirales de tipo rotatorio que comprende una unidad compresora de espirales que tiene: un miembro (14) de accionamiento de espiral que tiene una primera vuelta (17) con forma de espiral formado sobre una placa de extremo y estando accionado por una unidad de accionamiento eléctrica, un miembro de espiral (15) arrastrado que tiene una segunda vuelta (21) en espiral encajada en la mencionada primera vuelta (17) del miembro de espiral (14) de accionamiento, una primera porción del árbol rotatorio que comprende un miembro de árbol rotatorio fijado a la mencionada placa de extremo y dispuesto en una porción inferior de las vueltas (17, 21), una segunda porción del árbol rotatorio fijada a la mencionada placa (16) de extremo y que comprende una placa (53) dispuesta en una porción superior de las vueltas (17, 21), y un soporte superior (29) dispuesto en dicha porción superior de las mencionadas vueltas (17, 21) y que soporta un miembro de árbol (22) arrastrado rotatorio del miembro de espiral (15) arrastrado en una porción periférica interior del mismo, en el cual cargas radiales aplicadas a las mencionadas primera y segunda vueltas (17, 21) son recibidas a través de dicha primera parte del eje rotatorio por un soporte principal (9) dispuesto en una parte inferior de dichas vueltas (17, 21) y que soporta dicho miembro de eje rotatorio, en el cual el volumen del espacio de compresión formado entre las vueltas (17, 21) del miembro del miembro (14) de espiral de accionamiento y el miembro de espiral (15) arrastrado se reduce sucesivamente de manera que se comprime un fluido, pudiendo moverse dicho miembro de soporte (29) del miembro (15) de espiral arrastrado contra un bastidor auxiliar (10) afirmado al soporte (9) principal del miembro (14) de espiral de accionamiento, estando las paredes laterales de las vueltas (17, 21) del miembro de espiral de accionamiento (14) y el miembro de espiral arrastrado (15) en contacto las unas con las otras para estanqueizar el espaciode compresión en la dirección radial. caracterizado porque la dirección de movimiento de dicho miembro (29) de soporte tiene un ángulo predeterminado, la dirección a la dirección excéntrica que conecta la línea axial central rotatoria del miembro (14) de espiral de accionamiento y la línea axial central rotatoria del miembro (15) de espiral arrastrado, dicho miembro (29) se soporte se mueve para que un componente de la carga del fluido en la dirección radial que trabaja para el miembro (15) de espiral arrastrado haga que se incremente la magnitud excéntrica de ambas líneas axiales centrales, estando las paredes laterales de la vueltas (17, 21) en contacto con los miembros de espiral con una fuerza de contacto predeterminada para estanqueizar el espacio de compresión en la dirección radial. 16
Description
Compresor de espirales rotatorio.
La presente invención se refiere a un compresor
de espirales de tipo rotatorio para usarse con un congelador,
acondicionador de aire y aparatos con fluido de suministro de agua
caliente, en particular, a perfeccionamiento del soporte de un
miembro de espirales de un compresor de espirales de tipo rotatorio
y la estanqueidad en la dirección radial del mismo.
Como una primera referencia de técnica
relacionada, la figura 8A es una vista en sección vertical de una
realización de un compresor de espirales tal y como se describe en
la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el
público n.º 4-8888. La figura 8B es una vista en
sección tomada a lo largo de la línea A-A de la
figura 8A. A continuación, se describirá el bosquejo de la
realización.
En las figuras 8A y 8B, el número de referencia
1 representa una carcasa cerrada. Un miembro 2 de accionamiento
eléctrico está alojado en una posición inferior de la carcasa. Un
miembro 3 compresor de espirales está alojado en una porción
superior de la carcasa. El miembro 2 de accionamiento eléctrico está
compuesto por un estator 4 y por un rotor 5 situado en su interior.
Entre el estator 4 y el rotor 5 se forma un entrehierro 6. Sobre la
periferia externa del estator 4 se forma un paso 7 con un corte
parcial. El número de referencia 8 es un bastidor principal en
contacto con la pared interior de la carcasa 1 cerrada. Un soporte 9
principal está situado en el centro del bastidor principal. El
número de referencia 10 es un bastidor auxiliar en contacto con la
pared interior de la carcasa 1 cerrada. El bastidor auxiliar tiene
una ranura 11 deslizante que tiene un orificio oval. El bastidor 8
principal y el bastidor 11 auxiliar están afirmados mediante pernos
13 para formar una cámara 12 con cavidad.
El miembro 3 compresor de espirales está formado
por una primera espiral 14 y una segunda espiral 15. La primera
espiral 14 está accionada por el miembro 2 de accionamiento
eléctrico. La segunda espiral 15 rota en el mismo sentido que la
primera espiral 14. La primera espiral 14 está formada por una placa
16 cilíndrica de extremo, una vuelta 17 de espiral y un árbol 18 de
accionamiento principal. La vuelta 17 de espiral está conformada en
una curva involuta. El árbol 18 de accionamiento principal sobresale
hasta el centro de la otra superficie de la placa 16 de extremo. La
primera espiral 14 compone una espiral de accionamiento lateral. La
segunda espiral 15 se compone de una placa 19 cilíndrica de
extremo, una pared 20 con forma de anillo, una vuelta 21 con forma
de espiral y un árbol 22 arrastrado. La pared 20 con forma de anillo
sobresale hasta la periferia de una superficie de la placa de
extremo y desliza sobre la placa 16 de extremo de la primera espiral
14. La vuelta 21 con forma de espiral está rodeada por la pared con
forma de anillo y está formada sobre la placa 19 de extremo. La
vuelta 21 con forma de espiral está conformada en forma de diente
con un ángulo de involuta compensado. El árbol 22 arrastrado
sobresale hasta el centro de la otra superficie de la placa 19 de
extremo. La segunda espiral 15 compone una espiral arrastrada. Las
vueltas 17 y 21, encajan entre sí en la cámara 12 con cavidad, de
tal forma que las espirales 14 y 15 primera y segunda forman una
pluralidad de espacios 23 de compresión.
El bastidor 8 principal en el bastidor 11
auxiliar crea una partición de la carcasa 1 cerrada en una cámara 24
de baja presión y en una cámara 25 de alta presión.
El número de referencia 26 representa un
dispositivo motriz. El dispositivo motriz 26 está formado por un
pasador 27 de accionamiento y por una ranura 28 guía. El pasador 27
de accionamiento sobresale hasta la periferia exterior de la placa
16 de extremo de la primera espiral 14. La ranura guía 28 está
formada en la dirección radial de la pared 20 con forma de anillo
de la segunda espiral 15. La ranura guía está conformada en forma
de letra U con un recorte exterior. El recorrido circular del borde
periférico exterior de la ranura 28 guía está formado sobre el lado
exterior del recorrido circular en el centro del pasador 27 de
accionamiento.
El número de referencia 29 representa un miembro
de soporte excéntrico que encaja por deslizamiento en la ranura 11
de deslizamiento. El miembro de casquillo excéntrico está compuesto
por un casquillo 31 excéntrico y por resortes 32 y 33. El casquillo
31 excéntrico tiene un orificio 30 en el cual el árbol 22 arrastrado
de la segunda espiral 15 se inserta de forma rotatoria. Los
resortes 32 y 33 sujetan el casquillo desde ambos lados.
El árbol 18 de accionamiento principal tiene un
orificio 34 de descarga desde el cual el refrigerante comprimido en
el espacio 23 de compresión se descarga hasta una cámara 25 de alta
presión. El orificio de descarga tiene dos aberturas 35 y 36 de
descarga que se abren hasta la porción superior y hasta la porción
inferior del miembro 2 de accionamiento eléctrico.
El árbol 22 arrastrado tiene un orificio 37 de
admisión que guía al refrigerante, que se encuentra en la cámara 24
de baja presión, hasta el espacio 23 de compresión. El número de
referencia 38 es un paso de conexión formado sobre la placa 19 de
extremo. El paso 38 está conectado con el orificio 37 de admisión de
aire a fin de entregar el refrigerante al espacio 23 de
compresión.
El número de referencia 39 representa un pequeño
orificio formado sobre la placa 16 de extremo de la primera espiral
14. El pequeño orificio 39 está conectado al espacio 23 de
compresión, en el cual se está comprimiendo el refrigerante, y a la
cámara 12 con cavidad. La cámara 12 con cavidad y la cámara 24 de
baja presión están estanqueizadas mediante un miembro de junta
estanca 40 formada sobre la superficie deslizante de la placa 19 de
extremo del bastidor 10 auxiliar y la segunda espiral 15. La cámara
12 con cavidad y la cámara 25 de alta presión están estanqueizadas
mediante un miembro de junta estanca 41 formado sobre la superficie
de deslizamiento del soporte 9 principal y el árbol 18 de
accionamiento principal.
El número de referencia 42 representa un tubo de
admisión. El tubo 42 de admisión está conectado a la cámara 24 de
baja presión. El número de referencia 43 es un tubo de descarga que
está conectado a la cámara 25 de alta presión.
Cuando se rota el miembro 2 de accionamiento
eléctrico del compresor de espirales, la fuerza rotatorio se
transmite hasta la primera espiral 14 a través del árbol 18 de
accionamiento principal. La fuerza rotatoria de la primera espiral
14 se transmite hasta la segunda espiral 15 a través del dispositivo
26 de accionamiento de tal forma que la segunda espiral 15 rota en
el mismo sentido que la primera espiral 14. La posición central del
miembro soporte 29 excéntrico que se encaja en la ranura 11 de
deslizamiento se desvía del centro del árbol 18 de accionamiento
principal de la primera espiral 14 de tal forma que la segunda
espiral 15 rota alrededor del árbol 22 arrastrado.
La primera espiral 14 y la segunda espiral 15
reducen gradualmente el espacio 23 de compresión formado por estas
espirales. El refrigerante que fluye desde el tubo 42 de admisión
hasta la cámara 24 de baja presión fluye desde el orificio 37 de
admisión del árbol 22 arrastrado hasta el espacio 23 de compresión a
través del paso 38 de la placa 19 de extremo a fin de comprimir el
refrigerante. El refrigerante comprimido se descarga desde las
aberturas 35 y 36 de descarga hasta la cámara 25 de alta presión a
través del orificio 34 de descarga formado sobre el árbol 18 de
accionamiento principal de la primera espiral 14. El refrigerante
comprimido se descarga hasta el exterior de la carcasa 1 cerrada
desde el tubo 43 de descarga. El refrigerante a la presión
intermedia a la que se está comprimiendo, se descarga desde el
orificio 39 pequeño hasta la cámara 12 con cavidad, de tal forma
que refrigerante comprimido resultante trabaja como la contrapresión
de las espirales 14 y 15, primera y segunda. Con una tolerancia
predeterminada de los bordes delanteros de las vueltas 17 y 21 de
las espirales, se deslizan las placas 16 y 19 de extremo.
Como el dispositivo 26 de accionamiento que rota
la segunda espiral 15 en el mismo sentido que la primera espiral 14
forma el recorrido circular en el borde exterior periférico de la
ranura 28 guía en el exterior del recorrido circular en el centro
del pasador 27 de accionamiento, se puede impedir que el pasador 27
de accionamiento se caiga de la ranura 28 guía. El pasador 27 de
accionamiento rota la segunda espiral 15 en el mismo sentido que el
sentido rotatorio de la primera espiral 14 de tal forma que el
espacio 23 de compresión se comprime. Como la posición central del
árbol 22 arrastrado está conformada con forma de espiral que es una
curva con forma de involuta, y la vuelta 21 de la segunda espiral 15
está conformada con forma de espiral que es una curva con forma de
diente con un ángulo de involuta compensado, cuando tanto la primera
espiral 14 como la segunda espiral 15 se rotan en el mismo sentido,
el espacio 23 de compresión se comprime a fin de impedir que las
porciones de contacto de las vueltas 7 y 21 se desacoplan y que, a
continuación, entren en contacto de forma anormal.
Como los miembros 40 y 41, hacen estanca la
cámara 24 de baja presión y la cámara 25 de alta presión, se impide
que el refrigerante de baja presión y el refrigerante de alta
presión entren en la cámara 12 con cavidad. La presión en la cámara
12 con cavidad se mantiene a una presión intermedia predeterminada
de tal forma que la fuerza axial de estanqueización de las
espirales 14 y 15 primera y segunda se mantiene en un nivel
adecuado.
Como el refrigerante comprimido en el espacio 23
de compresión se descarga desde la abertura 35 superior de descarga
del miembro 2 de accionamiento eléctrico, y desde la abertura 36
inferior de descarga del mismo hasta la cámara 25 de alta presión a
través del orificio 34 de descarga, se puede suprimir la caída de
presión del refrigerante descargado hasta la cámara 25 de alta
presión y el refrigerante descargado desde la abertura 36 de
descarga fluye hasta el tubo 43 de descarga a través del entrehierro
6 y del paso 7 del miembro 2 de accionamiento eléctrico,
refrigerando eficazmente, de este modo, el miembro 2 de
accionamiento eléctrico y usando eficazmente el calor desprendido
por el miembro 2 de accionamiento eléctrico.
Como el miembro de soporte 29 excéntrico está
formado por el casquillo 31 excéntrico (el cual hace que el árbol
22 arrastrado de la segunda espiral 15 se ajuste al orificio 30 en
la ranura 11 de deslizamiento) y por los resortes 32 y 33 (los
cuales sujetan el casquillo 31 excéntrico desde ambos lados). De
este modo, el centro del árbol 22 arrastrado se desvía del centro
del árbol 18 de accionamiento principal. Además, como los resortes
32 y 33 mantienen el casquillo 31 excéntrico, cuando tiene lugar una
presión anormalmente alta en el espacio 23 de compresión, el
casquillo 31 excéntrico se desplaza contra la fuerza elástica de los
resortes 32 y 33 en la ranura 11 de deslizamiento del orificio oval
a fin de desenganchar la vuelta 21 de la segunda espiral 15 de la
vuelta 17 de la primera espiral 14. Además, como el miembro de
soporte 29 excéntrico no rota, los resortes 32 y 33, los cuales
sujetan el casquillo 31 excéntrico, no están afectados por fuerza
centrífuga, impidiendo, de este modo, que varíen las constantes de
resorte.
Por la estructura descrita en lo que antecede,
cuando tiene lugar una presión anormalmente alta, el entrehierro en
dirección radial de las vueltas de la primera espiral y de la
segunda espiral puede ser ensanchado.
Como una segunda referencia de técnica
relacionada, se describe una realización de un compresor de
espirales tal y como se describe en la publicación de patente
japonesa abierta a consulta por el público n.º
4-12182. La figura 9 es una vista en sección
vertical de esta realización. Por sencillez, las mismas porciones
que en la primera referencia de técnica relacionada se indican con
los mismos números de referencia. Únicamente se describirán los
puntos diferentes.
Un árbol 22 arrastrado de una segunda espiral 15
rota únicamente contra un bastidor 10a auxiliar. El árbol 22
arrastrado no desliza en la dirección radial. Un miembro de junta
40a estanca está formado entre el árbol 22 arrastrado y un bastidor
10a auxiliar. En aberturas 35 y 36 de descarga, formadas sobre un
árbol 18 de accionamiento principal, están formados sujetadores 44
y 45, resortes 46 y 47 y válvulas 50 y 51 de retención. Los
sujetadores 44 y 45 están montados sobre el árbol 18 de
accionamiento principal. Las válvulas 50 y 51 de retención están
formadas por pesadas válvulas 48 y 49.
Mediante la estructura descrita en lo que
antecede, cuando se opera el aparato, se aplica fuerza centrífuga a
las válvulas de retención a fin de abrir siempre las válvulas de
retención. Con la diferencia de presión entre el orificio de
descarga y la cámara de alta presión, se impide que las válvulas de
retención se abran y cierren. Cuando el aparato se detiene, se
impide que sea rotado en sentido inverso.
Como una tercera referencia de técnica
relacionada, se describirá un aparato de descarga de fluido de tipo
espiral como se describe en la publicación de patente japonesa
abierta a consulta por el público n.º 50-32512. La
figura 10 es una vista en sección horizontal de una porción de
espiral del aparato de descarga de fluido de tipo espiral. Se
describirá el bosquejo del aparato.
Los números de referencia 140 y 141 son dos
vueltas en espiral de un miembro fijo de espiral. Los números de
referencia 142 y 143 son dos vueltas de espiral en involuta de un
miembro de espiral de desplazamiento. Como un medio para conectar
el miembro fijo de espiral y el miembro de desplazamiento de
espiral, un anillo 144 está situado fuera de ambas vueltas. Los
salientes 155 y 156 radiales del miembro fijo de espiral están
conformados de forma que puedan deslizar en una ranura inferior del
anillo 144. Los salientes 157 y 158 radiales afirmados a las
vueltas 140 y 141 se encajan de forma deslizante en una ranura
superior del anillo 144. Mientras se está accionando el aparato,
las vueltas 142 y 143 se presionan hasta las vueltas 140 y 141 fijas
mediante fuerza centrífuga a fin de sujetar una junta estanca
radial en el espacio de compresión.
Cada uno de los compresores de espiral de tipo
rotativo descritos al igual que las referencias de técnicas
relacionadas primera y segunda, tienen una porción de árbol sobre la
superficie trasera de la superficie de espejo sobre la cual está
formada la vuelta de espiral. La porción de árbol está soportada en
una estructura colgante, en una posición separada de la vuelta a la
cual se aplica la carga del fluido comprimido. De este modo, puede
tener lugar el momento en el cual el miembro de espiral se hace
inestable.
Además, la técnica de estanqueización radial en
el espacio de compresión de las espirales usa fuerza centrífuga en
el caso del tipo deslizante, como se describe en la tercera
referencia de técnica relacionada. Sin embargo, en el tipo
rotativo, como ambas vueltas se rotan, la fuerza centrífuga no se
puede usar. Por ello, para mejorar la eficacia, se debe minimizar
el hueco en la dirección radial. En el sistema convencional
excéntrico fijo, la precisión de montaje era muy importante.
El documento EP 0 478 795 describe un compresor
de espiral que tiene las características del preámbulo de la
reivindicación 1.
De acuerdo con el compresor rotatorio de
espirales de la presente invención, las porciones rotativas de árbol
que están afectadas por fuerza radial de una porción de espiral de
accionamiento rotatorio y una porción de espiral arrastrada están
situadas en vueltas superior e inferior, y miembros de soporte están
situados en porciones superior e inferior de vueltas de espiral. De
este modo, el momento inestable puede ser completamente eliminado
y, por lo tanto, los miembros de espiral pueden ser operados de
forma estable.
Además, como el árbol que soporta una espiral
puede ser desplazado lateralmente contra el miembro de soporte la
otra espiral, el árbol que soporta la primera espiral se desplaza
radialmente en correspondencia con la carga del fluido comprimido
contra el miembro de soporte que soporta la segunda espiral. De este
modo, como el hueco radial se puede eliminar fácilmente, el aparato
se puede operar eficazmente sin alta precisión de montaje.
Estos y otros objetivos, características y
ventajas de la presente invención se harán más evidentes a la luz
de la siguiente descripción detallada del mejor modo de realización
la misma, como se ilustra en los dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una vista en sección vertical de
un compresor de espirales de tipo rotativo fuera del alcance de la
presente invención;
la figura 2 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio fuera del alcance de la presente invención;
la figura 2A es una vista en sección vertical
ampliada de una porción de espiral; la figura 2B es una vista en
sección tomada a lo largo de la línea X-X de la
figura 2A;
la figura 3 es un compresor de espirales de tipo
rotatorio fuera del alcance de la presente invención; la figura 3A
es una vista en sección vertical ampliada de una porción de espiral;
la figura 3B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
Y-Y de la figura 3A;
la figura 4 es un compresor de espirales de tipo
rotatorio que no está de acuerdo con una realización de la presente
invención; la figura 4A es una vista en sección vertical; la figura
4B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
B-B de la figura 4A; la figura 4C es un diagrama
esquemático para explicar la carga aplicada a un miembro de
espiral;
la figura 5 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio que no está de acuerdo con una segunda realización
de la presente invención; la figura 5A es una vista en sección
vertical; la figura 5B es una vista en sección tomada a lo largo de
la línea C-C de la figura 5A;
la figura 6 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio que no está de acuerdo con una tercera realización
de la presente invención; la figura 6A es una vista en sección
vertical; la figura 6B es una vista en sección tomada a lo largo de
la línea D-D de la figura 6A;
la figura 7 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio que no está de acuerdo con una cuarta realización de
la presente invención; la figura 7A es una vista en sección
vertical; la figura 7B es una vista en sección tomada a lo largo de
la línea E-E de la figura 7A;
la figura 8 muestra un compresor convencional de
espirales; la figura 8A es una vista en sección vertical; la figura
8B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
A-A de la figura 8A;
la figura 9 es una vista en sección vertical que
muestra otro compresor convencional de espirales; y
la figura 10 es una vista en sección horizontal
que muestra una porción de espiral de un aparato convencional de
descarga de fluido de tipo de espirales.
La figura 1 es una vista en sección vertical que
muestra un compresor de espirales de tipo rotatorio fuera del
alcance de la presente invención. Por sencillez, en la figura 1, las
mismas porciones que en la estructura mostrada en la figura 8, se
indican con los mismos números de referencia. Únicamente se
describirán los puntos diferentes.
Un miembro de espiral 14 de accionamiento
(primera espiral) tiene una vuelta 17 de espirales y una porción 18
árbol rotatorio (árbol rotatorio). La vuelta 17 de espirales está
situada sobre una placa 16 de extremo. El árbol 18 rotatorio está
situado sobre el lado opuesto de la vuelta 17 de espirales. Un
miembro 16a vertical se extiende sobre el lado de la vuelta de
espirales de la porción periférica externa de la placa 16 de
extremo. Una porción 53 rotatoria de eje (miembro se soporte
rotatorio) está afirmada al miembro 16a vertical mediante un perno
13b. La línea axial central rotatoria de la porción de soporte 54 de
la porción 53 de soporte auxiliar concuerda con la línea axial
central rotatoria del árbol 18 rotatorio. El miembro de espiral 14
rotatorio está soportado mediante un soporte 9b principal inferior
y por un miembro de soporte 10b superior y rotado por el árbol 18
rotatorio y la porción 45 de soporte. El miembro de soporte 10b
superior soporta la porción 54 de soporte superior del miembro 14
de espiral de accionamiento en una porción 10ba periférica exterior.
Además, el miembro de soporte 10b superior y una porción 10bb de
diámetro interior soportan la porción 22 del miembro de eje rotario
espiral 15 arrastrada (segunda espiral).
El número de referencia 31b es un casquillo. La
línea axial central de la porción 10ba periférica exterior del
miembro de soporte 10b superior y la línea axial central de la
porción 10bb periférica interior están conformadas excéntricamente
en correspondencia con la magnitud excéntrica de miembros de espiral
14 y 15, respectivamente. El miembro 53 se soporte auxiliar es un
soporte auxiliar del miembro de espiral 14 de accionamiento. El
miembro 53 de soporte auxiliara pellizca axialmente el miembro de
espiral 15 y funciona como un miembro que restringe el
desplazamiento axial. Además, el miembro d53 de soporte auxiliar
impide la congelación al descender en el funcionamiento inicial del
aparato. Una cámara 55 de presión intermedia con forma de anillo
está formada entre el miembro de soporte 53 auxiliar y la placa 19
de extremo. La cámara 55 intermedia tiene un miembro de junta 55b
estanca con una junta tórica. La cámara 55 intermedia está conectada
al espacio 23 de compresión por medio de un orificio 55a pequeño.
De este modo, se aplica una contrapresión hasta el miembro de
espiral arrastrado a fin de reducir la carga en la dirección de
empuje.
Como la carga radial trabaja para las vueltas,
la estructura con los soportes situados en las porciones superior e
inferior de las vueltas, la operación rotatoria se puede ser
realizar de forma más estable que la estructura suspendida
convencional.
La figura 2 muestra un compresor rotatorio de
espirales fuera del alcance de la presente invención. La figura 2A
es una vista en sección vertical ampliada que muestra una porción de
espiral. La figura 2B es una vista en sección tomada a lo largo de
la línea X-X de la figura 2A. La estructura es casi
la misma que la mostrada en la figura 1. Por sencillez, las mismas
porciones que la estructura de la primera realización se indican
con los mismos números de referencia. Únicamente se describirán los
puntos diferentes.
Un miembro de soporte 10c superior está dividido
en una porción 10'ca que contiene una porción 10ca periférica
exterior, y una porción 10'cb que contiene una porción 10cb
periférica interior. Ambas porciones están afirmadas por pernos 56.
Como se muestra en la figura 2B, dado que una línea B axial central
de la porción 10'ca, la cual contiene la porción periférica
exterior 10ca, se desvía de una línea A axial central de la porción
10'ca, la cual contiene la porción 10bc periférica interior. De
este modo, al rotar la porción 10'cb que contiene la superficie
10cb de soporte cilíndrica interior y que ajusta una magnitud E
excéntrica de un árbol 18 de accionamiento principal contra una
línea A axial central de un árbol 22 arrastrado, los pernos 56
(véase figura 2A) son apretados a fin de montarlos.
La figura 3 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio fuera del alcance de la presente invención. La
figura 3A es una vista en sección vertical ampliada de una porción
de espiral. La figura 3B es una vista en sección tomada a lo largo
de la línea Y-Y de la figura 3A. La estructura de la
tercera realización es casi la misma que la mostrada en la figura
1. Por sencillez, las mismas porciones que se muestran en la figura
1 se indican con los mismos números de referencia. Únicamente se
describirán los puntos diferentes.
Al igual que en la figura 2, una porción 10d de
soporte superior está dividida en una porción 10'da que contiene
una porción 10da periférica externa y una porción 10'db que contiene
una porción 10db periférica interior. La porción 10'db, la cual
contiene la porción 10bb periférica interior, se desvía de la
porción 10'da, la cual contiene la porción 10da periférica
exterior. La porción 10'db se desplaza relativamente contra la
porción 10'da durante una longitud predeterminada. Mientras se está
operando el aparato, con la carga del fluido radial que trabaja
para el miembro de espiral 15, una línea C axial central de la
porción periférica 10db interior se configura de tal forma que una
magnitud E excéntrica (véase figura 3B) de la porción 10'da que
contiene la porción 10da periférica exterior aumenta contra la
porción 10db periférica interior debido a la carga radial del
fluido que trabaja para el miembro de espiral 15. De este modo,
mientras se está operando el aparato, la presión de fluido hace que
la porción 10'da, la cual contiene la poción 10da periférica
exterior, y la porción 10'db, la cual contiene la porción 10db
periférica interior, roten en el sentido en el que aumenta la
distancia entre A y B. De este modo, las vueltas 17 y 21 en la
dirección radial pueden estar totalmente estanqueizadas.
La figura 4 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio según una realización de la presente invención. La
figura 4A es una vista en sección vertical. La figura 4B es una
vista en sección tomada a lo largo de la línea B-B
de la figura 4A La figura 4C es un diagrama esquemático para
explicar la carga aplicada a un miembro de espiral. La estructura
de esta realización es casi idéntica a la mostrada en las figura 8A
y 8B. Por sencillez, las mismas porciones que en la estructura
conocida en las figuras 8A y 8B se indican con los mismos números de
referencia. Únicamente se describirán los puntos diferentes.
Un miembro de soporte 29 se mueve en línea recta
en una dirección formando un ángulo \theta (véase figura 4B) con
una dirección excéntrica B - A conectado entre las líneas axiales
centrales B y A de ambos miembros de espiral 14 y 15 a través de
una ranura deslizante 11 de un alojamiento 10 auxiliar. Como se
muestra en la figura 4C, un componente de una carga de dirección
deslizante FG, seno \theta de una carga FG en una dirección
radial que trabaja casi en perpendicular a B- A. El miembro de
espiral arrastrado 15 se prensa hasta que una pared 21a lateral de
la vuelta 21 entra en contacto con la pared 17a lateral de la vuelta
17, estanqueizando de este modo la vuelta 17 en la dirección
radial.
La figura 5 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio de acuerdo con una segunda realización de la
presente invención. La figura 5A es una vista en sección vertical.
La figura 5B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
C-C de la figura 5A.
La estructura de la segunda realización es casi
idéntica a la mostrada en la figura 4. Únicamente se describirán
los puntos diferentes. Un miembro de soporte 29a tiene una cámara 61
superior cerrada. La alta presión que se está comprimiendo o que ha
sido comprimida se libera desde un espacio de compresión 23 a través
de un pequeño orificio 60 formado en un eje 22 arrastrado.
Aplicando contrapresión hasta el miembro de espiral 15 arrastrado
se reduce la carga en la dirección de empuje del miembro de espira
15 arrastrado.
La figura 6 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio de acuerdo con una tercera realización de la
presente invención. La figura 6A es una vista en sección vertical.
La figura 6B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
D-D de la figura 6A.
La estructura de la tercera realización es casi
idéntica a la mostrada en las figuras 4A y 4B Únicamente se
describirán los puntos diferentes. Un miembro de soporte 29 se puede
mover hasta un miembro de soporte 9 principal a través de una
ranura 11 deslizante de un alojamiento 10 auxiliar. Un resorte 58
tensa el miembro 29 de soporte y un miembro 15 de espiral
arrastrado en la dirección de manera que se incrementa la magnitud
excéntrica e (véase figura 6B). El miembro 15 de espiral
arrastrado se prensa hasta que una vuelta 21 entra en contacto con
una vuelta 17 de un miembro 14 de espiral accionador. De este modo,
las paredes 21a y 17a laterales de las vueltas se estanqueizan.
Cuando el resorte 59 tensa el miembro 29 de soporte en la dirección
opuesta de la tensión del resorte 59 de este modo se previene que
el miembro 15 de espiral arrastrado se esté inclinando debido al
momento de la distancia L1 desde el punto de contacto de la vuelta
hasta el resorte. Se proporcionan una fuerza F58 del resorte 58 y
una fuerza F59 del resorte 59 mediante las siguientes
ecuaciones.
- F59 x L1 = F58 X L2
- (1)
- F = F59 – F58...
- (2)
De este modo, se obtienen las siguientes
ecuaciones:
F59 = F / (1 – L1 /
L2)
- \quad
- F58 = F59 – F
La figura 7 muestra un compresor de espirales de
tipo rotatorio de acuerdo con una cuarta realización de la presente
invención. La figura 7A es una vista en sección vertical. La figura
7B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea
E-E de la figura/A.
La estructura de la cuarta realización se forma
aplicando la estructura mostrada en la figura 5 a la estructura
mostrada en la figura 6. Por sencillez, se omite la descripción en
detalle de la cuarta realización
De acuerdo con los compresores de espirales de
tipo rotatorio de la presente invención, como se describe en las
diversas realizaciones mencionadas en lo que antecede, con una
modificación relativamente sencilla de estructura, la operación del
miembro de espiral se hace estable, impidiendo, de este modo, el
ruido y reduciendo el desgaste del aparato. Además, el hueco entre
las vueltas se puede ajustar fácilmente sin gran precisión de
montaje. De este modo, los pasos de mecanizado y los pasos de
montaje se pueden reducir a fin de reducir el coste del aparato.
Además, se puede mejorar el coeficiente de compresibilidad
(C.O.P.).
Aunque la presente invención se ha mostrado y
descrito en relación con el mejor modo de realización de la misma,
los expertos en la técnica deben sobrentender, que los anteriores y
otros cambios, omisiones y adiciones en la forma y en el detalle de
la misma pueden realizarse en la misma sin apartarse del alcance de
la presente invención.
Claims (1)
1. Un compresor de espirales de tipo rotatorio
que comprende una unidad compresora de espirales que tiene:
un miembro (14) de accionamiento de espiral que
tiene una primera vuelta (17) con forma de espiral formado sobre
una placa de extremo y estando accionado por una unidad de
accionamiento eléctrica,
un miembro de espiral (15) arrastrado que tiene
una segunda vuelta (21) en espiral encajada en la mencionada
primera vuelta (17) del miembro de espiral (14) de
accionamiento,
una primera porción del árbol rotatorio que
comprende un miembro de árbol rotatorio fijado a la mencionada
placa de extremo y dispuesto en una porción inferior de las vueltas
(17, 21),
una segunda porción del árbol rotatorio fijada
a la mencionada placa (16) de extremo y que comprende una placa
(53) dispuesta en una porción superior de las vueltas (17, 21),
y
un soporte superior (29) dispuesto en dicha
porción superior de las mencionadas vueltas (17, 21) y que soporta
un miembro de árbol (22) arrastrado rotatorio del miembro de espiral
(15) arrastrado en una porción periférica interior del mismo, en el
cual
cargas radiales aplicadas a las mencionadas
primera y segunda vueltas (17, 21) son recibidas a través de dicha
primera parte del eje rotatorio por un soporte principal (9)
dispuesto en una parte inferior de dichas vueltas (17, 21) y que
soporta dicho miembro de eje rotatorio,
en el cual el volumen del espacio de compresión
formado entre las vueltas (17, 21) del miembro del miembro (14)
de espiral de accionamiento y el miembro de espiral (15) arrastrado
se reduce sucesivamente de manera que se comprime un fluido,
pudiendo moverse dicho miembro de soporte (29) del miembro (15) de
espiral arrastrado contra un bastidor auxiliar (10) afirmado al
soporte (9) principal del miembro (14) de espiral de accionamiento,
estando las paredes laterales de las vueltas (17, 21) del miembro
de espiral de accionamiento (14) y el miembro de espiral arrastrado
(15) en contacto las unas con las otras para estanqueizar el
espacio de compresión en la dirección radial.
caracterizado porque
la dirección de movimiento de dicho miembro (29)
de soporte tiene un ángulo predeterminado, la dirección a la
dirección excéntrica que conecta la línea axial central rotatoria
del miembro (14) de espiral de accionamiento y la línea axial
central rotatoria del miembro (15) de espiral arrastrado, dicho
miembro (29) se soporte se mueve para que un componente de la carga
del fluido en la dirección radial que trabaja para el miembro (15)
de espiral arrastrado haga que se incremente la magnitud excéntrica
de ambas líneas axiales centrales, estando las paredes laterales de
la vueltas (17, 21) en contacto con los miembros de espiral con una
fuerza de contacto predeterminada para estanqueizar el espacio de
compresión en la dirección radial.
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