ES2428012T3 - Compresor hermético de capacidad variable - Google Patents

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Abstract

Un compresor (1) hermético que comprende una carcasa (2) y en la que se encuentra el aceite, un motor (3), uncigüeñal (4), un conducto (5) de recogida de aceite que está conectado al cigüeñal (4) y el extremo inferior delmismo está sumergido en el aceite dentro de la carcasa (2), y que aspira y suministra el aceite al cigüeñal (4), másde un resorte (6) portador que están fijados al lateral inferior dentro de la carcasa (2) y que portan el motor (3) y unaunidad (8) de control de velocidad que facilita que la velocidad del motor (3) se cambie de acuerdo con lascondiciones variables de funcionamiento, caracterizado porque una plataforma (7) que está fijada al lateral inferiordentro de la carcasa (2) y que soporta el extremo inferior del conducto (5) de recogida de aceite, a través del cual elconducto (5) de recogida de aceite aspira el aceite mediante un orificio situado en su parte central, un accionador (9)que se controla mediante la unidad (8) de control de velocidad y que facilita que el grado de inmersión (D) dentro delaceite disminuya moviendo el conducto (5) de recogida de aceite hacia arriba cuando la velocidad del motor (3) essuperior a una velocidad umbral predeterminada (Vumbral), y que facilita que el grado de inmersión (D) en aceiteaumente moviendo el conducto (5) de recogida de aceite hacia abajo cuando la velocidad del motor (3) es inferior ala velocidad umbral (Vumbral).

Description

Compresor hermético de capacidad variable
La presente invención se refiere a un compresor hermético de capacidad variable (VCC) y a las condiciones de lubricación de los componentes móviles del mismo que están mejoradas.
En los compresores herméticos usados en refrigeradores, el rendimiento de la bomba de aceite, que proporciona la lubricación de los cojinetes de desplazamiento donde funciona el cigüeñal y también el enfriamiento de los componentes del compresor, afecta considerablemente la cantidad de aceite suministrado a los cojinetes y, por lo tanto, la eficacia de lubricación en los cojinetes y, por consiguiente, la eficacia mecánica del compresor. La disminución de la eficacia mecánica provoca que se incremente la potencia de entrada y que el coeficiente de rendimiento (COP) disminuya. Cuando la eficacia de la bomba de aceite disminuye, la cantidad de aceite bombeado por la bomba de aceite disminuye y el compresor provoca que la temperatura interna de la carcasa y, por consiguiente, la temperatura del fluido refrigerante que circula en el ciclo de refrigeración, aumente. El aumento de la temperatura del fluido refrigerante afecta negativamente la eficacia termodinámica del compresor. Aparte de eso, se producen abrasiones en el momento de arranque inicial, en el que el compresor cambia de la posición de parada a la posición de funcionamiento, ya que no puede suministrarse la cantidad suficiente de aceite a los componentes móviles tales como los cojinetes del cigüeñal. En los compresores de capacidad variable, la capacidad del compresor se controla de acuerdo con la velocidad de rotación del motor y, en caso de que se necesite una capacidad baja, el motor del compresor funciona a velocidad baja y, en caso de que se necesite una capacidad alta, el motor del compresor funciona a velocidad alta. Cuando el motor del compresor funciona a una velocidad baja, la bomba de aceite no puede suministrar la suficiente cantidad de aceite y se producen abrasiones en los cojinetes del cigüeñal que afectarán la vida útil del mismo.
En el estado de la técnica del Documento de Patente de Japón Nº JP58018577, se explica el mecanismo de lubricación en un compresor. Para evitar una sobrealimentación de aceite así como una disminución en la aportación de funcionamiento en condiciones de temperatura ambiente bajas, un miembro de sensor de temperatura que puede cambiar el estado se conecta entre el cigüeñal y el conducto de suministro de aceite, y puede cambiarse el grado de inmersión del conducto de suministro de aceite, donde se conecta el miembro de sensor de temperatura, en aceite lubricante.
En el estado de la técnica de la Solicitud de Patente Internacional Nº WO2007043754 considerada como la técnica anterior más cercana, en un compresor de capacidad variable se disponen conductos de recogida de aceite que se montan en cigüeñal para la lubricación de las superficies de fricción de los componentes móviles dentro del compresor con la cantidad adecuada de aceite, y que facilitan que el aceite se bombee hacia arriba dentro del conducto de recogida de aceite, de acuerdo con las velocidades variables del motor.
El objetivo de la presente invención es la realización de un compresor hermético con capacidad variable y las condiciones de lubricación de los componentes móviles del mismo estén mejoradas de acuerdo con las velocidades variables del motor.
El compresor hermético realizado para conseguir el objetivo de la presente invención es del tipo de capacidad variable y comprende una unidad de control de velocidad que facilita que la velocidad del motor se cambie de acuerdo con las condiciones variables de funcionamiento, y un accionador que se activa y desactiva mediante la unidad de control de velocidad y, que por consiguiente, mueve el conducto de recogida de aceite en la dirección vertical y, de este modo, facilita que se cambie el grado de inmersión del conducto de recogida de aceite dentro del aceite.
En caso de que la velocidad del motor sea superior a la velocidad umbral predeterminada, el accionador mueve el conducto de recogida de aceite hacia arriba y, de este modo, facilita que el grado de inmersión dentro del aceite disminuya y, que por consiguiente, el caudal del aceite bombeado disminuya; y en caso de que la velocidad del motor sea inferior a la velocidad umbral y en el periodo de tiempo transcurrido desde el arranque del motor hasta que se alcanza la velocidad umbral, el accionador mueve el conducto de recogida de aceite hacia abajo y, de este modo, facilita que el grado de inmersión dentro del aceite aumente y, que por consiguiente, el caudal del aceite bombeado aumente.
El accionador comprende un electroimán que se activa mediante la unidad de control de velocidad y, de este modo, aplica fuerza de atracción magnética cuando la velocidad del motor es inferior a la velocidad umbral, y que se desactiva cuando la velocidad del motor es superior a la velocidad umbral, y una placa de metal que se sitúa en el lateral superior del electroimán.
En una realización de la presente invención, la fuerza de atracción magnética aplicada mediante el electroimán que se activa por la unidad de control de velocidad comprime los resortes portadores que soportan el motor dentro de la carcasa y, de este modo, mueve también el motor y el cigüeñal, donde está conectado el conducto de recogida de aceite, hacia abajo junto con la placa de metal y el conducto de recogida de aceite.
En otra realización de la presente invención, el conducto de recogida de aceite se mueve dentro del cigüeñal e independientemente de este, y el conducto de recogida de aceite está conectado al cigüeñal mediante resortes helicoidales. El extremo superior de los resortes helicoidales está conectado a una brida superior que se extiende a la pared interna del cigüeñal a través del conducto de recogida de aceite, y el extremo inferior de los resortes 5 helicoidales está conectado a una brida inferior que se encuentra en el extremo inferior del cigüeñal y que rodea el conducto de recogida de aceite con espacios vacíos. En esta realización, la fuerza de atracción magnética aplicada mediante el electroimán simplemente supera la fuerza de los resortes helicoidales y, de este modo, mueve el conducto de recogida de aceite hacia abajo. El electroimán consume menos energía en comparación con la realización anterior en la que este empuja el grupo del motor y el cigüeñal hacia abajo junto con el conducto de
10 recogida de aceite.
En el compresor hermético de la presente invención, la unidad de control de velocidad que ajusta la velocidad del motor de acuerdo con las condiciones variables de funcionamiento también aumenta y disminuye el grado de inmersión del conducto de recogida de aceite mediante el accionador, y se realiza una lubricación eficaz mediante el envío de cantidades adecuadas de aceite a los cojinetes del cigüeñal bajo las condiciones de funcionamiento en las
15 que la velocidad del motor cambia.
El compresor hermético creado para conseguir el objetivo de la presente invención se ilustra en las figuras adjuntas, donde:
La Figura 1 - es la vista esquemática de un compresor hermético.
La Figura 2 - es la vista esquemática de un cigüeñal y de un conducto de recogida de aceite que puede moverse 20 dentro del cigüeñal mediante el accionador.
Los elementos ilustrados en las figuras se enumeran de la siguiente forma:
1.
Compresor hermético
2.
Carcasa
3.
Motor
25 4. Cigüeñal
5.
Conducto de recogida de aceite
6.
Resorte portador
7.
Plataforma
8.
Unidad de control de velocidad
30 9. Accionador
10.
Electroimán
11.
Placa de metal
12.
Resorte helicoidal
13.
Brida superior
35 14. Brida inferior
El compresor (1) hermético comprende una carcasa (2) que porta los componentes del mismo y en la que se encuentra el aceite que facilita que los componentes móviles estén lubricados, un motor (3) que tiene un rotor (R) y un estator (S), un pistón que facilita que el fluido refrigerante se envíe al sistema de refrigeración en un estado presurizado, un cilindro en el que funciona el pistón, un cigüeñal (4) que está montado mediante ajuste a presión al 40 núcleo del rotor (R) en su dirección del eje de rotación y que proporciona el movimiento rotacional del rotor (R) para que se transmita al pistón, un conducto (5) de recogida de aceite que se conecta al cigüeñal (4) y el extremo inferior del mismo se sumerge en aceite dentro de la carcasa (2) y que aspira y suministra el aceite al cigüeñal (4), más de un resorte (6) portador que están fijados al lateral inferior dentro de la carcasa (2) y que portan el motor (3), una plataforma (7) que está fijada al lateral inferior dentro de la carcasa (2) y que soporta el extremo inferior del conducto
45 (5) de recogida de aceite, a través del cual el conducto (5) de recogida de aceite aspira el aceite, mediante un orificio situado en su parte central, y una unidad (8) de control de velocidad que facilita que la velocidad del motor (3) (número de revoluciones del rotor (R)) se cambie de acuerdo con las condiciones variables de funcionamiento.
El compresor (1) hermético de la presente invención comprende un accionador (9) que se controla mediante la unidad (8) de control de velocidad y que facilita que el grado de inmersión (D) dentro del aceite disminuya moviendo
el conducto (5) de recogida de aceite hacia arriba cuando la velocidad del motor (3) es superior a la velocidad umbral predeterminada (Vumbral), y que facilita que el grado de inmersión (D) dentro del aceite aumente moviendo el conducto (5) de recogida de aceite hacia abajo cuando la velocidad del motor (3) es inferior a la velocidad umbral (Vumbral) y en el periodo de tiempo transcurrido desde el momento de arranque del motor (3) hasta que se alcanza la velocidad umbral (Vumbral) (Figura 1, 2).
El compresor (1) hermético es del tipo de capacidad variable y mediante la unidad (8) de control de velocidad el motor (3) funciona a velocidad baja bajo condiciones de funcionamiento livianas donde la necesidad de refrigeración es baja y a velocidad alta bajo condiciones de funcionamiento severas donde la necesidad de refrigeración es alta. El funcionamiento del motor (3) se realiza en periodos sucesivos de parada y funcionamiento, y el motor (3) funciona a velocidad baja desde el momento de arranque hasta que se alcanza la velocidad umbral (Vumbral). Cuando el motor
(3) funciona por debajo de la velocidad umbral (Vumbral), el accionador (9) mueve el conducto (5) de recogida de aceite hacia abajo y, de este modo, facilita que el grado de inmersión (D) dentro del aceite aumente y que el caudal del aceite aspirado mediante el conducto (5) de recogida de aceite aumente en proporción al grado de inmersión (D) aumentado. De este modo, cuando el motor (3) funciona a velocidad baja, se suministra la cantidad deseada de aceite a los cojinetes del cigüeñal (4). La fuerza centrífuga que actúa en el aceite como resultado de la rotación del conducto (5) de recogida de aceite conectado al cigüeñal (4) se utiliza para transmitir el aceite de la base de la carcasa (2) a los cojinetes del cigüeñal (4). La fuerza centrífuga que actúa en el aceite como resultado de la rotación del conducto (5) de recogida de aceite provoca que la superficie de aceite tenga una forma parabólica dentro del conducto (5) de recogida de aceite. En el caso de que el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite aumente, la superficie parabólica formada por el aceite dentro del conducto (5) de recogida de aceite se transmite hacia arriba tanto como el grado de inmersión (D) aumentado y facilita que el caudal del aceite bombeado aumente. Cuando el motor (3) funciona por encima de la velocidad umbral (Vumbral), el accionador (9) mueve el conducto (5) de recogida de aceite hacia arriba y, de este modo, facilita que el grado de inmersión (D) dentro del aceite disminuya y que el caudal del aceite aspirado mediante el conducto (5) de recogida de aceite disminuya en proporción al grado de inmersión (D) disminuido. De este modo, cuando el motor (3) funciona a velocidad alta, la fricción del conducto (5) de recogida de aceite con el aceite y, por consiguiente, el ruido disminuyen y, además, se evita que disminuya el nivel de aceite dentro de la carcasa (2).
El accionador (9) comprende un electroimán (10) que se monta en la plataforma (7) y que forma un campo magnético activándose mediante la unidad (8) de control de velocidad cuando la velocidad del motor (3) es inferior a la velocidad umbral (Vumbral), y que se desactiva por la unidad (8) de control de velocidad cuando la velocidad del motor (3) es superior a la velocidad umbral (Vumbral), y una placa (11) de metal que se sitúa en el lateral superior del electroimán (10) montándose al conducto (5) de recogida de aceite de forma que se calcula una distancia entre la placa (11) de metal y el electroimán (10) de acuerdo con el cambio en el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite.
Cuando la velocidad del motor (3) disminuye por debajo de la velocidad umbral (Vumbral), el electroimán (10) se activa mediante la unidad (8) de control de velocidad. Mediante el campo magnético generado, el electroimán (10) empuja la placa (11) de metal al lateral superior y, de este modo, mueve el conducto (5) de recogida de aceite, al que está conectado la placa (11) de metal, hacia abajo en la dirección vertical y facilita que el grado de inmersión (D) aumente. Cuando la velocidad del motor (3) aumenta por encima de la velocidad umbral (Vumbral), el electroimán (10) se desactiva mediante la unidad (8) de control de velocidad esta vez, y la placa (11) de metal se libera y se mueve hacia arriba mediante el efecto de los resortes (6) portadores. El conducto (5) de recogida de aceite también se mueve hacia arriba junto con la placa (11) de metal y, de este modo, el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite disminuye.
En una realización de la presente invención, la fuerza de atracción magnética aplicada mediante el electroimán (10) que se activa mediante la unidad (8) de control de velocidad comprime los resortes (6) portadores y, de este modo, mueve también el motor (3) y el cigüeñal (4), donde el conducto (5) de recogida de aceite se conecta, hacia abajo junto con la placa (11) de metal y el conducto (5) de recogida de aceite.
En otra realización de la presente invención, el compresor (1) hermético comprende un conducto (5) de recogida de aceite que se mueve dentro del cigüeñal (4) en la dirección vertical e independientemente de este, y uno o más resortes (12) helicoidales que se sitúan entre el conducto (5) de recogida de aceite y el cigüeñal (4), que portan el conducto (5) de recogida de aceite dentro del cigüeñal (4) y que controlan el movimiento del conducto (5) de recogida de aceite en la dirección vertical (Figura 2).
Además, el compresor (1) hermético comprende una brida (13) superior que se sitúa en el extremo superior del conducto (5) de recogida de aceite dentro del cigüeñal (4), que facilita que el conducto (5) de recogida de aceite realice un movimiento deslizante en la pared interna del cigüeñal (4) y al que se conecta el extremo superior del resorte (12) helicoidal y una brida inferior (14) que se sitúa en el extremo inferior del cigüeñal (4) y que rodea el conducto (5) de recogida de aceite con espacios vacíos de forma que pueda moverse dentro del cigüeñal (4) y al que se conecta el extremo inferior del resorte (12) helicoidal (Figura 2).
En esta realización, para aumentar el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite, el conducto (5) de recogida de aceite que se enfrenta a la fuerza de atracción magnética aplicada a la placa (11) de metal por el electroimán (10) que se activa mediante la unidad (8) de control de velocidad, se mueve hacia abajo dentro del cigüeñal (4) mediante el acortamiento de los resortes (12) helicoidales, donde se asienta el conducto (5) de recogida de aceite. Cuando se quiere disminuir el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite, el electroimán (10) se desactiva y, de este modo, se elimina la presión en el conducto (5) de recogida de aceite y el
5 conducto (5) de recogida de aceite portado por los resortes (12) helicoidales que se extienden al liberarse, se mueve hacia arriba dentro del cigüeñal (4). En esta realización, para cambiar el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite, solo se mueven la placa (11) de metal y el conducto (5) de recogida de aceite mediante el electroimán (10) y se consume menos energía en comparación con la realización anterior.
En el compresor (1) hermético de la presente invención, la unidad (8) de control de velocidad que ajusta la velocidad
10 del motor (3) de acuerdo con las condiciones variables de funcionamiento también aumenta y disminuye el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite mediante el accionador (9), y como el caudal del aceite bombeado es proporcional al grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite, se consigue una lubricación eficaz enviando cantidades adecuadas de aceite a los cojinetes del cigüeñal (4) bajo las condiciones de funcionamiento en las que la velocidad del motor (3) es alta y baja.
15 Debe entenderse que la presente invención no está limitada por las realizaciones desveladas anteriormente y un experto en la materia puede introducir fácilmente diferentes realizaciones. Estas deberían considerarse dentro del alcance de la protección postulada mediante las reivindicaciones de la presente invención.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un compresor (1) hermético que comprende una carcasa (2) y en la que se encuentra el aceite, un motor (3), un cigüeñal (4), un conducto (5) de recogida de aceite que está conectado al cigüeñal (4) y el extremo inferior del mismo está sumergido en el aceite dentro de la carcasa (2), y que aspira y suministra el aceite al cigüeñal (4), más de un resorte (6) portador que están fijados al lateral inferior dentro de la carcasa (2) y que portan el motor (3) y una unidad (8) de control de velocidad que facilita que la velocidad del motor (3) se cambie de acuerdo con las condiciones variables de funcionamiento, caracterizado porque una plataforma (7) que está fijada al lateral inferior dentro de la carcasa (2) y que soporta el extremo inferior del conducto (5) de recogida de aceite, a través del cual el conducto (5) de recogida de aceite aspira el aceite mediante un orificio situado en su parte central, un accionador (9) que se controla mediante la unidad (8) de control de velocidad y que facilita que el grado de inmersión (D) dentro del aceite disminuya moviendo el conducto (5) de recogida de aceite hacia arriba cuando la velocidad del motor (3) es superior a una velocidad umbral predeterminada (Vumbral), y que facilita que el grado de inmersión (D) en aceite aumente moviendo el conducto (5) de recogida de aceite hacia abajo cuando la velocidad del motor (3) es inferior a la velocidad umbral (Vumbral).
  2. 2.
    Un compresor (1) hermético de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador (9) comprende un electroimán (10) que está montado en la plataforma (7), y una placa (11) de metal que está montada en el conducto (5) de recogida de aceite de forma que está calculada una distancia entre el electroimán (10) y la placa (11) de metal de acuerdo con el cambio en el grado de inmersión (D) del conducto (5) de recogida de aceite.
  3. 3.
    Un compresor (1) hermético de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el accionador (9) comprende un electroimán (10) que se activa mediante la unidad (8) de control de velocidad y que comprime los resortes (6) portadores mediante la fuerza de atracción magnética que aplica y, de este modo, mueve el motor (3) y el cigüeñal (4), donde está conectado el conducto (5) de recogida de aceite, hacia abajo junto con la placa (11) de metal y el conducto (5) de recogida de aceite.
  4. 4.
    Un compresor (1) hermético de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el conducto (5) de recogida de aceite que se mueve dentro del cigüeñal (4) en la dirección vertical e independientemente de este, y por uno o más resortes (12) helicoidales que se encuentran entre el conducto (5) de recogida de aceite y el cigüeñal (4), que portan el conducto (5) de recogida de aceite dentro del cigüeñal (4) y que controlan el movimiento del conducto
    (5) de recogida de aceite en la dirección vertical.
  5. 5. Un compresor (1) hermético de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque una brida (13) superior que se encuentra en el extremo superior del conducto (5) de recogida de aceite dentro del cigüeñal (4) que facilita que el conducto (5) de recogida de aceite realice un movimiento de deslizamiento en la pared interna del cigüeñal (4) y al que está conectado el extremo superior del resorte (12) helicoidal y una brida (14) inferior que se encuentra en el extremo inferior del cigüeñal (4) y que rodea el conducto (5) de recogida de aceite con espacios vacíos de forma que puede moverse dentro del cigüeñal (4) y al que está conectado el extremo inferior del resorte (12) helicoidal.
ES10747046T 2009-08-31 2010-08-27 Compresor hermético de capacidad variable Active ES2428012T3 (es)

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