ES2834456T3

ES2834456T3 - Compresor

Info

Publication number: ES2834456T3
Application number: ES13197728T
Authority: ES
Inventors: Sebastian Hütter
Original assignee: Kaeser Kompressoren AG
Current assignee: Kaeser Kompressoren AG
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2021-06-17
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN106164487B; BR112016013952A2; EP2886862A1; US10677236B2; US20160319809A1; BR112016013952B1; EP2886862B1; CN106164487A; WO2015091587A1

Abstract

Compresor de émbolo (100), con: un motor (40); un eje de accionamiento (24) conectado y accionado por el motor (40); un mecanismo de manivela (6) conectado al eje de accionamiento (24); al menos un dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11) con un émbolo (4) móvil en un cilindro (5), que es accionado por el mecanismo de manivela (6) y que está diseñado para ser instalado en una cámara de compresión (11) del cilindro (5) para generar aire comprimido; un cárter (20), el cual presenta una pared de cámara interior (26a) en forma de cuerpo hueco, que al menos en secciones aloja el eje de accionamiento, una pared de cámara exterior (26b) separada de la pared de cámara interior (26a) radialmente al eje de accionamiento (24), una pared terminal (23), y una pared divisoria (34); y un depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) que está diseñado para alojar aire comprimido generado por el dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11), donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) está formado por la pared de cámara interior (26a), la pared de cámara exterior (26b), la pared terminal (23) y la pared divisoria (34).

Description

DESCRIPCIÓN

Compresor

Campo técnico

[0001] La presente invención se refiere a un compresor, en particular a un compresor con un compresor alternativo.

Antecedentes de la invención

[0002] Los compresores móviles se utilizan, por ejemplo, en obras de construcción o para actividades manuales en las que se requiere aire comprimido para las herramientas de aire comprimido conectadas. Un tipo de compresor de uso frecuente es el compresor de émbolo, en el que el aire se aspira a uno o más cilindros, se comprime mediante un émbolo y se expulsa de nuevo como aire comprimido. La cantidad de entrega de aire de los compresores de émbolo generalmente se adapta a las respectivas necesidades de aire comprimido mediante la regulación de la velocidad de accionamiento de la máquina que acciona el compresor. En el documento DE 102004007882 B4, por ejemplo, se muestra un compresor con un sensor de aire comprimido, en función de cuyo valor medido tiene lugar la regulación de la velocidad de un compresor alternativo.

[0003] Debido a su funcionamiento cíclico, los compresores de émbolo no tienen una salida continua de aire comprimido, pero generan aire comprimido en pulsos. Por lo tanto, generalmente se mantiene un cierto volumen de amortiguación de aire comprimido para atenuar los pulsos de aire comprimido a través del compresor. Este volumen de amortiguación se mantiene convencionalmente en depósitos de almacenamiento separados, de modo que el aire comprimido pueda estar disponible para un consumidor de aire comprimido conectado al depósito de almacenamiento a una presión uniformemente alta. El documento DE 10 2009 052 510 A1, por ejemplo, trata de un compresor alternativo de velocidad regulada que presenta un depósito de aire comprimido ligero y compacto de plástico.

[0004] Existen varias estrategias distintas para la configuración de depósitos de aire comprimido para compresores alternativos: Por ejemplo, el documento US 6.089.835 A muestra un compresor de émbolo con un depósito de aire comprimido que está formado por una carcasa de revestimiento colocada en el exterior de la carcasa del motor. El documento US 5.370.504 A muestra un compresor de émbolo en el que los cilindros del compresor están completamente incluidos en un depósito de almacenamiento de aire comprimido. El documento WO 2007/041818 A1 describe un compresor radial con una cámara de compresión, un motor de accionamiento y un rotor de compresión en un eje accionado por el motor de accionamiento. El compresor radial comprende una carcasa, en cuya pared exterior está dispuesto un depósito de almacenamiento de aire comprimido.

[0005] Sin embargo, existe la necesidad de soluciones para compresores que sean más livianos y de menor tamaño para que sean más adecuados para el transporte a mano.

Resumen de la invención

[0006] Por tanto, según un aspecto de la invención, se proporciona un compresor de émbolo, con un motor, un eje de accionamiento conectado al motor y accionado por el mismo, un mecanismo de manivela conectado al eje de accionamiento, al menos un dispositivo generador de aire comprimido con un émbolo móvil en un cilindro, el cual se acciona por medio del mecanismo de manivela, y que está diseñado para generar aire comprimido en una cámara de compresión del cilindro, un cárter, que presenta una pared de cámara interior en forma de un cuerpo hueco que aloja al menos parcialmente el eje de transmisión, una pared de cámara exterior separada de la pared de cámara interior radialmente al eje de transmisión, una pared terminal y una pared divisoria, y un depósito de almacenamiento de aire comprimido que está diseñado para recibir aire comprimido generado por el dispositivo generador de aire comprimido, donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido está formado por la pared de cámara interior, la pared de cámara exterior, la pared terminal y la pared divisoria.

[0007] Una idea básica de la invención es incluir el depósito de almacenamiento de aire comprimido generado por el compresor en el cárter del compresor aprovechando el espacio alrededor del eje de accionamiento. Esto da como resultado una gran ventaja porque se puede prescindir de un depósito de almacenamiento por separado, lo que a su vez contribuye a un considerable ahorro de peso y costes. Toda la estructura del compresor se vuelve más compacta, de modo que el compresor sigue siendo práctico y portátil a pesar del gran volumen de almacenamiento.

[0008] Además, al integrar el depósito de almacenamiento de aire comprimido en el cárter, se puede reducir el número de componentes necesarios, lo que a su vez reduce el esfuerzo de montaje del compresor. El hecho de que el eje de accionamiento esté montado en una sección del cárter de una pieza también elimina la necesidad de un ajuste complejo de los puntos de apoyo individuales entre sí. Además, según otra forma de realización del compresor según la invención, el compresor también puede presentar al menos una nervadura longitudinal que esté formada en una sola pieza con el cárter en el exterior del depósito de almacenamiento de aire comprimido.

[0009] Según otra forma de realización del compresor según la invención, el compresor puede presentar además un soporte de motor, que aloja y sujeta el motor, donde el cárter se diseña alrededor del motor a una distancia del soporte del motor, y donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido se extiende al menos parcialmente alrededor del motor entre el cárter y el soporte del motor.

[0010] Según otra forma de realización del compresor según la invención, el depósito de almacenamiento de aire comprimido puede abarcar al eje de accionamiento en un intervalo angular de 360°.

[0011] Según otra realización del compresor según la invención, la relación de la distancia del eje de rotación del eje de accionamiento hasta el punto de la pared interior del depósito de almacenamiento de aire comprimido que está más separado verticalmente del eje de transmisión para la distancia desde el eje de rotación del eje de accionamiento hasta el punto muerto superior de un émbolo del dispositivo generador de aire comprimido puede estar comprendida entre 0,2 y 1.

[0012] Según otra realización del compresor según la invención, la relación de la distancia del eje de rotación del eje de accionamiento hasta el punto de la pared interior del depósito de almacenamiento de aire comprimido que está más separado verticalmente del eje de transmisión para la extensión axial máxima del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede estar comprendida entre 0,3 y 2,5.

[0013] Según otra realización del compresor según la invención, el dispositivo generador de aire comprimido puede presentar al menos una cámara de compresión, y la relación de volumen entre el volumen del depósito de almacenamiento de aire comprimido y la suma de la cilindrada geométrica de las cámaras de compresión del dispositivo generador de aire comprimido puede estar comprendida entre 5 y 25.

Breve descripción de los dibujos

[0014] La invención se describe con más detalle a continuación en relación y con referencia a los ejemplos de realización como en los dibujos adjuntos.

[0015] Los dibujos adjuntos sirven para una mejor comprensión de la presente invención e ilustran realizaciones ejemplares de la invención. Sirven para explicar principios, ventajas, efectos técnicos y posibles variaciones. Por supuesto, también son concebibles otras realizaciones y muchas de las ventajas de la invención, especialmente en vista de la descripción detallada de la invención que se presenta a continuación. Los elementos de los dibujos no se muestran necesariamente a escala real y, en aras de la claridad, en algunos casos se muestran de forma simplificada o esquemática. Los mismos símbolos de referencia denotan componentes o elementos iguales o similares.

La figura 1 muestra una representación esquemática de un compresor en una vista en sección según una realización de la invención.

La figura 2 muestra una ilustración esquemática de una sección transversal del compresor de la figura 1.

La figura 3 muestra una ilustración detallada del compresor de la figura 1 según otra forma de realización de la invención.

La figura 4 muestra una representación esquemática de un compresor en una vista en sección según otra forma de realización de la invención.

La figura 5 muestra una ilustración detallada del compresor de la figura 4 según otra forma de realización de la invención.

La figura 6 muestra una representación esquemática de un compresor en una vista en sección según otra forma de realización de la invención.

La figura 7 muestra una representación esquemática de un compresor en una vista en sección según otra forma de realización de la invención.

La figura 8 muestra una representación esquemática de un compresor en una vista en sección según otra forma de realización de la invención.

[0016] Aunque en esta invención se describen e ilustran realizaciones específicas, está claro para un experto en la materia que se puede seleccionar una multitud de implementaciones adicionales, alternativas y/o equivalentes para las realizaciones sin apartarse esencialmente del concepto básico de la presente invención. En general, todas las variaciones, modificaciones y alteraciones de las realizaciones ejemplares descritas en esta invención también están destinadas a ser cubiertas por la invención.

Descripción detallada de las realizaciones

[0017] La figura 1 muestra una ilustración esquemática de un compresor 100 en una vista en sección. El compresor 100 tiene generalmente un motor 40 que puede apoyarse en un soporte de motor 41. El motor 40 puede ser, por ejemplo, un motor eléctrico con control de velocidad. Puede ser posible utilizar motores síncronos como motores de c C sin escobillas o motores asíncronos. El motor 40 acciona un eje de accionamiento 24 que se extiende alejándose del motor 40 en un cárter 20. El eje de accionamiento 24 puede disponerse esencialmente concéntricamente a la sección transversal de la forma del cárter 20 en el centro del mismo. El eje de accionamiento 24 sirve para impulsar un mecanismo de manivela 6 que mueve un émbolo 4 hacia arriba y hacia abajo en un cilindro 5, es decir, el mecanismo de manivela 6 traduce el movimiento de rotación del eje de accionamiento 24 en un movimiento lineal a lo largo de la dirección de extensión del émbolo 4 en el cilindro 5. Para ello, el mecanismo de manivela 6 puede presentar un contrapeso, un brazo de manivela, una biela, un cojinete de biela y/o un pasador de émbolo. En este caso, se forma una cámara de compresión 11 en el extremo de la cabeza de la carcasa del cilindro, en la que se puede comprimir aire según la función principal del compresor 100. A continuación, se puede disponer un rodete ventilador 45 en el mecanismo de manivela 6.

[0018] Un componente central del cárter 20 es el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25, que en la figura 1 está diseñado como un componente integral del cárter 20. Para ello, el cárter 20 presenta una pared de cámara interior 26a, que puede diseñarse, por ejemplo, cilíndrica de sección circular o poligonal, y que recibe la parte del eje de transmisión 24 próxima al motor y la sostiene de forma giratoria. Por lo tanto, al menos un cojinete 28b está dispuesto en un primer asiento de cojinete dentro de la pared de cámara 26a. El cojinete 28b en el primer asiento de cojinete puede soportar una parte del eje de accionamiento 24 alejada del motor entre el motor 40 y el mecanismo de manivela 6, es decir, el cojinete 28b soporta el mecanismo de manivela 6 en voladizo.

[0019] Además, se puede formar otro cojinete 28a en un segundo asiento de cojinete dentro de la pared de cámara 26a, que puede soportar una parte del eje de accionamiento 24 cerca del motor entre el motor 40 y el mecanismo de manivela 6, es decir, el cojinete 28a soporta el motor 40 en voladizo. Debido a que ambos cojinetes 28a y 28b están situados en la sección del cárter 20 que forma el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25, los asientos de cojinete de los cojinetes 28a y 28b pueden alinearse mejor entre sí. Esto permite una concentricidad mejorada de los asientos de los cojinetes entre sí. Es posible mecanizar ambos asientos de los cojinetes 28a y 28b en el cárter 20 desde un lado, especialmente cuando la extensión radial del cojinete 28a es menor que la del cojinete 28b.

[0020] Para ilustrar la geometría del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25, en la figura 2 se muestra una sección transversal ejemplar del compresor 100 a lo largo de la línea de sección transversal AA de la figura 1. El depósito de almacenamiento de aire comprimido está dispuesto esencialmente en un anillo alrededor del eje de accionamiento 24. El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede abarcar un ángulo mínimo de 200°, preferentemente de al menos 240°, alrededor del eje de accionamiento 24. En el ejemplo de la figura 2, el cárter 20 y, por tanto, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 se muestran en principio como un cilindro hueco. El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está limitado en la dirección radial con respecto al eje de rotación del eje de accionamiento 24 por la pared de cámara interior 26a por un lado y una pared de cámara exterior 26b por otro lado.

[0021] La pared de cámara exterior 26b representa una pared exterior del cárter 20, que aloja completamente la pared de cámara interior 26a en su interior. En otras palabras, la topología de la carcasa formada por la pared de cámara exterior 26b y la pared de cámara interior 26a se asemeja esencialmente a dos cilindros montados uno dentro del otro, por ejemplo, cilindros circulares, cilindros prismáticos o cilindros de sección transversal poligonal. Las superficies superiores de las superficies de la camisa del cilindro formadas entre la pared de cámara exterior 26b y la pared de cámara interior 26a pueden cerrarse entonces mediante una o más paredes divisorias 34 en el otro lado o una o más paredes terminales 23 en el otro lado para formar el volumen del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25.

[0022] La pared divisoria 34 o las paredes divisorias 34 presentan una dirección principal de extensión que se extiende esencialmente perpendicular a la dirección axial del eje de accionamiento 24. Asimismo, la pared terminal 23 tiene una dirección principal de extensión que se extiende esencialmente perpendicular a la dirección axial del eje de accionamiento 24 y está separada de la pared divisoria 34 o paredes divisorias 34 por una longitud que corresponde sustancialmente a la extensión longitudinal del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25.

[0023] El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede estar interrumpido en la dirección lateral por uno o más refuerzos 33. Como resultado, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede estabilizarse por un lado y dividirse en varios volúmenes de almacenamiento parciales por otro lado. Estos volúmenes de almacenamiento parciales se pueden conectar entre sí a través de líneas de aire comprimido u otras líneas de conexión como, por ejemplo, pasajes. Para ello se pueden disponer ventajosamente refrigeradores de aire comprimido y/o válvulas en las líneas de conexión. En la realización ejemplar de la figura 2 se muestran tres refuerzos 33 que dividen el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 completamente circunferencialmente en tres volúmenes de almacenamiento parciales iguales, cada uno de los cuales cubre 120° del cárter 20. Por supuesto, también son posibles otras divisiones con volúmenes de almacenamiento más o menos parciales o división asimétrica. Los refuerzos 33 pueden, por ejemplo, estar formados integralmente con el cárter 20, por ejemplo, en una pieza fundida de metal común.

[0024] La figura 3 muestra una ilustración detallada del compresor 100 de la figura 1 en sección longitudinal. En la realización ejemplar de la figura 3, el compresor 100 se muestra como un compresor de émbolo 100 de compresión en seco que puede regularse en velocidad y que funciona según el principio de compresión de émbolo alternativo. Sin embargo, también es posible utilizar un compresor lubricado con aceite en lugar de un compresor de compresión en seco. La compresión se puede realizar en una etapa, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 3, pero también es posible realizar la compresión en varias etapas.

[0025] El compresor según la figura 3 presenta un cilindro 5 en una sección de compresor 1 a la derecha de la figura, en el que está dispuesto un émbolo 4 para comprimir aire del ambiente. El aire del ambiente se puede aspirar a la cámara de compresión 11 a través de una abertura de admisión 3 con una válvula de admisión a través de un filtro de aire de admisión 2. Esto tiene lugar cuando el émbolo 4 se mueve hacia abajo.

[0026] El movimiento de trabajo lineal para el émbolo 5 se genera a través de un mecanismo de manivela 6 que está conectado al rotor 43 del motor 40 a través de un eje de accionamiento 24. El eje de accionamiento 24 se puede montar de forma giratoria con respecto al cárter 20 mediante dos cojinetes 28a y 28b, por ejemplo, cojinetes de rodillos permanentemente lubricados con cojinetes fijos/sueltos. El cárter 20 tiene una sección de mecanismo de manivela 21 que encierra al menos parcialmente el mecanismo por manivela 6, y una sección 22 de almacenamiento que linda con la sección de mecanismo de manivela 21 y está dispuesta axialmente entre esta y el motor 40.

[0027] Preferentemente, está previsto que la pared divisoria 34 separe el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 en el interior del cárter 20 de la sección de mecanismo de manivela 21, es decir, el mecanismo de manivela 6 en sí no se encuentra en el volumen de almacenamiento de aire del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25. La sección de almacenamiento 22 se forma así separada de la sección de mecanismo de manivela 21. En particular, también está previsto que el cilindro 5 y el émbolo 4 no estén dispuestos dentro de la sección de almacenamiento 22, es decir, que el volumen del depósito de almacenamiento de aire comprimido no comprenda el cilindro 5 y el émbolo 4.

[0028] La sección de almacenamiento 22 comprende una pared de cámara interior 26a, que es hueca o tubular, está dispuesta alrededor del eje de accionamiento 24 y acomoda el área del eje de accionamiento 24 que conduce a través de la sección de almacenamiento 22 y al menos uno de los dos cojinetes 28a y 28b. La pared de cámara interior 26a puede presentar alojamientos para uno o más asientos de cojinetes de los cojinetes 28a y 28b. Además, se pueden proporcionar más de dos cojinetes 28a y 28b.

[0029] La sección de almacenamiento 22 comprende además una pared de cámara exterior 26b, que puede disponerse concéntricamente alrededor de la pared de cámara interior 26a y a una distancia de ella. La pared de cámara interior 26a y la pared de cámara exterior 26b están preferentemente integradas en el cárter 20, es decir, diseñadas como una parte de una pieza del cárter 20.

[0030] La pared de cámara interior 26a y la pared de cámara exterior 26b definen, junto con una o más paredes divisorias 34, cuyo plano de extensión se extiende esencialmente perpendicular al eje de rotación del eje de accionamiento 24, un depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 del compresor 100. El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está dispuesto concéntricamente al eje de accionamiento 24, al menos en secciones, en un anillo alrededor de la pared de cámara interior 26a. En otras palabras, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 encierra así el eje de accionamiento 24 al menos en un intervalo angular parcial. En la realización ejemplar de la figura 3, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está dispuesto completamente alrededor del eje de accionamiento 24, es decir, en un intervalo angular de 360°. Sin embargo, también puede ser posible proporcionar solo áreas angulares parciales de menos de 360° alrededor del eje de accionamiento 24, en las que las cámaras angulares para la función del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 están definidas por las paredes de la cámara 26a y 26b y las paredes divisorias 34. En el lado del motor, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está sellado por una pared terminal 23 del cárter 20 con respecto a la zona del motor o al soporte 41 del motor. El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 define así un volumen de control a través de las dimensiones correspondientes de las paredes de la cámara 26a y 26b y la distancia axial L3 entre las paredes divisorias 34 y la pared terminal 23 del cárter 20, que se utiliza para recibir y almacenar temporalmente aire comprimido generado por el compresor alternativo.

[0031] El soporte de motor 41 puede hacerse cargo del soporte del par entre el rotor y el estator del motor 40. El soporte de motor 41 puede ser un componente que rodee completa o solo parcialmente al motor 40 y puede presentar paredes limítrofes cerradas con refuerzos, pilares o similares. El soporte de motor 41 también puede funcionar como una carcasa de motor completamente cerrada.

[0032] El soporte de motor 41 también puede formar la pared terminal 23, que en la realización ejemplar de la figura 3 está dispuesta entre el motor 40 y la sección de almacenamiento 22. Sin embargo, también se puede prever disponer la pared terminal 23 en el exterior del motor 40 de modo que el motor 40 esté al menos parcialmente rodeado por la sección de almacenamiento 22, es decir, el volumen del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 se extiende al menos parcialmente completamente en la dirección axial del eje de accionamiento 24 o se extiende alrededor del motor 40 en una zona angular parcial.

[0033] Después de un ciclo de trabajo de aspiración del émbolo 4, el aire aspirado se comprime en la cámara de compresión 11 en un ciclo de trabajo del compresor durante el movimiento ascendente del émbolo 4 y se descarga a través de la abertura de salida 7 y una válvula de salida dispuesta en ella. El aire comprimido que se expulsa a través de la abertura de salida 7 puede descargarse en una línea de aire comprimido 8, que puede comprender una zona con una línea de enfriamiento 9 para propósitos de enfriamiento. A través de la línea de enfriamiento 9, el aire comprimido pasa a través de la válvula de retención 10 a un depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 del compresor 100.

[0034] La obturación con respecto al medio ambiente puede realizarse convenientemente mediante obturaciones 29 y 30, por ejemplo, juntas tóricas. Tanto el cárter 20 como el soporte 41 del motor pueden reforzarse mediante nervaduras 32. Estas nervaduras 32, que también se pueden unir de forma similar en el exterior del cárter 20 y/o el soporte de motor 41, contribuyen a una mejor disipación del calor del aire comprimido. También es posible optimizar la estabilidad mecánica del compresor 100 de esta manera.

[0035] Una línea de suministro de aire comprimido, por ejemplo, una manguera de aire comprimido para una herramienta accionada por aire comprimido, a través de la cual se puede tomar el aire comprimido del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 según sea necesario, se puede conectar a través de un acoplamiento de aire comprimido 31.

[0036] Durante el funcionamiento del compresor, un control del compresor 60 puede solicitar la presión del aire comprimido medida por un sensor de presión 27 dispuesto en el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 a través de una línea de control 61. Si la presión real medida en el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 se desvía de la presión de servicio almacenada en el control del compresor 60, se puede determinar una señal de velocidad de servicio para el motor 40 a partir de la desviación de regulación, que el control del compresor 60 envía como señal de control a través de una línea de control 62 a un control de motor, por ejemplo, al convertidor de frecuencia 70 de un motor eléctrico 40. El convertidor de frecuencia 70 regula la velocidad del motor 40 en función de la señal de control transmitida.

[0037] En la realización ejemplar de la figura 3, el motor 40 es un motor de rotor externo síncrono conmutado electrónicamente, en el que el convertidor de frecuencia 70 está unido directamente al estator 44. El estator 44 lleva el devanado del estator 46 y se puede conectar al soporte de motor 41 mediante tornillos, por ejemplo. A través del campo magnético alterno generado en el devanado del estator 46, el par requerido para comprimir el compresor 100 se genera de manera conocida en interacción con los imanes permanentes 48 en el rotor 43 del motor 40.

[0038] La figura 4 muestra una sección longitudinal a través de un compresor 100 de émbolo de velocidad variable compacto con un diseño de motor alternativo. Se diferencia del compresor 100 de la figura 1 esencialmente porque el motor 40 es un motor de rotor interno con un convertidor de frecuencia externo. En la figura 5, se muestra una ilustración más detallada del compresor de la figura 4. Aquí el motor 40 presenta un convertidor de frecuencia externo 70, que está conectado al motor 40 a través de un cable de conexión del motor 47. Si, por motivos de montaje, el motor 40 no se puede sujetar al cárter 20 con el soporte de motor 41, se puede proporcionar adicionalmente una tapa como pared terminal 23 en el compresor de la figura 5. Por un lado, la tapa 23 puede fijar el motor 40 sobre el soporte de motor 41, que puede asumir así una función de carcasa del motor 40. Por otro lado, la tapa 23 puede cerrar de forma fluida el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 situado en el cárter 20.

[0039] Tanto en el caso del compresor 100 de las figuras 1 a 3 como del compresor 100 de las figuras 4 y 5, la extensión radial máxima L2 (distancia desde el eje de rotación del eje de accionamiento 24 hasta el punto en la pared interior del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 que está más perpendicular al eje de accionamiento 24) están en una cierta relación a la longitud del compresor L1 (distancia entre el eje de rotación del eje de accionamiento 24 y el punto muerto superior del émbolo). En el caso más simple, la dimensión L2 puede ser menor o igual que la longitud del compresor L1. Aquí es ventajosa una relación L2/L1 < 2/3. La relación L2/L1 puede estar comprendida entre 0,2 y 1, preferentemente entre 0,4 y 0,66. Vista en términos absolutos, la dimensión L2 puede ser inferior a 150 mm para garantizar, por ejemplo, la compacidad y, por tanto, la portabilidad manual del compresor 100.

[0040] Asimismo, la extensión radial máxima L2 puede estar en una cierta relación con la extensión axial máxima L3 del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25. Si el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está dispuesto entre el mecanismo de manivela 6 y el motor 40, la relación L2/L3 puede estar comprendida entre 0,3 y 2,5, preferentemente entre 0,5 y 1,33.

[0041] Además, la relación de volumen entre el volumen V ^r del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 y la cilindrada geométrica V ^h de la cámara del compresor 11 (o la suma V ^h de todas las cilindradas V ^hí de todas las cámaras de compresor 11 en el caso de varios cilindros 5) se puede configurar para poder eliminar de manera óptima la amortiguación de las pulsaciones del aire comprimido. La relación V ^r /V ^h puede estar comprendida entre 5 y 25.

[0042] El cárter 20 junto con todas las paredes de la cámara 26a, 26b, así como las paredes terminales 23 y las paredes divisorias 34 pueden formarse de forma completamente integral en las figuras 1 a 5, por ejemplo, mediante un proceso de pieza fundida con un molde perdido o un proceso rápido de creación de prototipos como, por ejemplo, fusión selectiva por láser, impresión 3D, fabricación de capas aditivas, fusión por haz de electrones, soldadura por deposición láser o procesos similares. Alternativamente, las paredes de la cámara 26a, 26b también se pueden ensamblar a partir de una pluralidad de partes que están selladas y conectadas, preferentemente atornilladas, entre sí. El cárter 20 y sus componentes relevantes tales como paredes, paredes divisorias y paredes terminales se pueden producir, por ejemplo, en un proceso de pieza fundida a presión, por ejemplo, a partir de un metal ligero como el aluminio o el magnesio.

[0043] Las figuras 6, 7 y 8 muestran representaciones esquemáticas de otras variantes de un compresor 100. Los compresores 100 de las figuras 6 y 7 difieren de los compresores 100 de las figuras 1 y 4 esencialmente porque el segundo cojinete 28a está alojado en el motor 40, en la figura 6 en el lado del motor 40 alejado del cárter y en la figura 7 en el lado del motor 40 cerca del cárter. El compresor 100 de la figura 8 presenta un cárter 20 que, junto con el soporte de motor 41, forma un depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 que se expande axialmente sobre el eje de accionamiento. El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 se extiende alrededor del motor 40 en el interior del cárter 20, que está separado del soporte de motor 41 en consecuencia. La relación L2/L1 entre la máxima expansión radial L2 y la máxima expansión axial L1 del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede estar comprendida entre 0,12 y 1, preferentemente entre 0,2 y 0,5.

[0044] El depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 puede rodear el motor 40 en un intervalo angular parcial de menos de 360° o completamente, es decir, en una circunferencia de 360°. Además, el depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 también puede rodear completamente al motor 40 con respecto al intervalo angular alrededor del eje de accionamiento 24, pero solo rodear parcialmente al motor 40 en la dirección axial del eje de rotación del motor, es decir, no estar completamente formado hasta el extremo del soporte de motor 41 alejado del cárter.

Lista de referencias

[0045]

1 Sección de compresor

2 Filtro de aire de admisión

3 Abertura de admisión

4 Émbolo

5 Cilindro

6 Mecanismo de manivela

7 Abertura de salida

8 Línea de aire comprimido

9 Línea de enfriamiento

10 Válvula de retención

11 Cámara de compresión

20 Cárter

21 Mecanismo de manivela

22 Sección de almacenamiento

23 Pared terminal

24 Eje de accionamiento

25 Depósito de almacenamiento de aire comprimido

26a Pared de cámara interior

26b Pared de cámara exterior

27 Sensor de presión

28a Primer cojinete

28b Segundo cojinete

29 Obturación

30 Obturación

31 Acoplamiento de aire comprimido

32 Nervadura

33 Refuerzo

34 Pared divisoria

40 Motor

41 Soporte de motor

43 Rotor

44 Estator

45 Rodete ventilador

46 Devanado del estator

47 Cable de conexión del motor 48 Imán permanente

60 Control del compresor

61 Línea de control

62 Línea de control

70 Convertidor de frecuencia L1 Longitud del compresor L2 Radio interno del cárter L3 Longitud de almacenamiento

Claims

REIVINDICACIONES

1. Compresor de émbolo (100), con:

un motor (40);

un eje de accionamiento (24) conectado y accionado por el motor (40);

un mecanismo de manivela (6) conectado al eje de accionamiento (24);

al menos un dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11) con un émbolo (4) móvil en un cilindro (5), que es accionado por el mecanismo de manivela (6) y que está diseñado para ser instalado en una cámara de compresión (11) del cilindro (5) para generar aire comprimido;

un cárter (20), el cual

presenta una pared de cámara interior (26a) en forma de cuerpo hueco, que al menos en secciones aloja el eje de accionamiento,

una pared de cámara exterior (26b) separada de la pared de cámara interior (26a) radialmente al eje de accionamiento (24), una pared terminal (23), y

una pared divisoria (34); y

un depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) que está diseñado para alojar aire comprimido generado por el dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11),

donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) está formado por la pared de cámara interior (26a), la pared de cámara exterior (26b), la pared terminal (23) y la pared divisoria (34).

2. El compresor de émbolo (100) según la reivindicación 1, que comprende, además:

un soporte de motor (41) que aloja el motor (40) y está unido al cárter (20) con la formación de la pared terminal (23) entre el cárter (20) y el motor (40).

3. El compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende, además: al menos un primer cojinete (28b) que soporta el eje de accionamiento (24) y que está dispuesto dentro del cuerpo hueco formado por la pared de cámara interior (26a).

4. El compresor de émbolo (100) según la reivindicación 3, que comprende, además:

al menos un segundo cojinete (28a), que soporta el eje de accionamiento (24) y está dispuesto dentro del cuerpo hueco formado por la pared de cámara interior (26a) entre el motor (40) y el primer cojinete (28b).

5. Compresor de émbolo (100) según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde el cárter (20) está diseñado monolíticamente con la pared de cámara interior (26a), la pared de cámara exterior (26b) y la pared divisoria (34).

6. Compresor de émbolo (100) según la reivindicación 5, donde el cárter monolítico (20) está configurado como una pieza fundida de metal ligero.

7. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además: al menos un refuerzo (33) que se extiende axialmente al eje de accionamiento (24) entre la pared de cámara interior (26a) y la pared de cámara exterior (26b).

8. Compresor de émbolo (100) según la reivindicación 7, donde al menos un refuerzo (33) divide el depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) en al menos dos áreas de almacenamiento parciales.

9. Compresor de émbolo (100) según la reivindicación 8, donde al menos dos áreas de almacenamiento parciales están conectadas de forma fluida entre sí mediante conductos de aire comprimido, válvulas y/o pasajes.

10. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende, además: un soporte de motor (41) que sujeta el motor (40),

donde el cárter (20) está diseñado separado del soporte de motor (41) alrededor del motor (40), y

donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) se extiende al menos parcialmente alrededor del motor (40) entre el cárter (20) y el soporte de motor (41).

11. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la pared terminal (23) está dispuesta en la dirección axial del eje de accionamiento (24) entre el cárter (20) y el motor (40).

12. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) encierra el eje de accionamiento (24) en una zona angular de 360°.

13. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde la relación entre la distancia (L2) desde el eje de rotación del eje de accionamiento (24) hasta el punto de la pared interior del depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) que está más separado verticalmente del eje de accionamiento (24) y la distancia (L1) desde el eje de rotación del eje de accionamiento (24) hasta el punto muerto superior del émbolo (4) del dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11) está comprendida entre 0,2 y 1.

14. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde la relación entre la distancia (L2) desde el eje de rotación del eje de accionamiento (24) hasta el punto de la pared interior del depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) que está más separado verticalmente del eje de accionamiento (24) y la extensión axial máxima (L3) del depósito de almacenamiento de aire comprimido 25 está comprendida entre 0,3 y 2,5.

15. Compresor de émbolo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, donde el dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11) presenta al menos una cámara de compresión (11) y donde la relación de volumen entre el volumen (V ^r ) del depósito de almacenamiento de aire comprimido (25) y la suma de las cilindradas geométricas (V ^h ) de las cámaras de compresión (11) del dispositivo generador de aire comprimido (4; 5; 11) está comprendida entre 5 y 25.