ES2877798T3 - Compresor de tornillo - Google Patents

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Abstract

Un compresor de tornillo, compuesto por: una carcasa (10) que incluye un cilindro de forma cilíndrica (30), un cuerpo principal (10a) que rodea una proximidad del cilindro (30) y un pasaje de fluido de alta presión (61, 64) provisto entre el cuerpo principal (10a) y el cilindro (30); y un rotor de tornillo (40) que incluye una pluralidad de ranuras helicoidales (41) y que está insertado en el cilindro (30) para definir las cámaras de fluido (23), el compresor de tornillo aspira un fluido al interior de las cámaras de fluido (23) para comprimir el fluido, en el que el compresor de tornillo comprende además una pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) dispuestos en la carcasa (10) y que guían el fluido que se ha descargado desde las cámaras de fluido (23) al pasaje de fluido de alta presión (61, 64), y un espacio de silenciador (50) dispuesto en la carcasa (10) y que se comunica con los pasajes de descarga (26, 27), reduciendo así una fluctuación de presión del fluido que fluye desde los pasajes de descarga (26, 27) al pasaje de fluido de alta presión (61, 64), en el que una pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) están engranando con la respectiva pluralidad de ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40), en el que en la carcasa (10), la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) están formados uno por uno para estar asociados respectivamente con los rotores de compuerta (45, 46), caracterizado por que el único espacio de silenciador (50) está conectado a toda la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27), y toda la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) se comunican unos con los otros a través del único espacio de silenciador (50).

Description

DESCRIPCIÓN
Compresor de tornillo
Campo técnico
La presente invención se refiere a un compresor de tornillo para comprimir un fluido.
Antecedentes de la técnica
Los compresores de tornillo se han utilizado como un compresor para comprimir un fluido. Por ejemplo, el Documento de Patente 1 describe un compresor de tornillo único que tiene un rotor de tornillo y dos rotores de compuerta.
En el compresor de tornillo que se describe en el Documento de Patente 1, el rotor de tornillo y los rotores de compuerta están alojados en una carcasa. El rotor de tornillo se inserta en un cilindro formado en la carcasa. El cilindro está rodeado por un cuerpo principal de la carcasa. El rotor de tornillo tiene una pluralidad de ranuras helicoidales y las ranuras helicoidales definen cámaras de fluido. La carcasa incluye en la misma un espacio de baja presión y un espacio de alta presión. Cuando el rotor de tornillo es accionado para rotar utilizando un motor eléctrico, un refrigerante en el espacio de baja presión es aspirado al interior de la cámara de fluido. Después de ser comprimido en la cámara de fluido, el refrigerante se descarga en el interior del espacio de alta presión.
En la carcasa del compresor de tornillo en el Documento de Patente 1, se forma un pasaje de fluido de alta presión a través del cual fluye un fluido de alta presión comprimido entre el cilindro y el cuerpo principal. El fluido que se ha comprimido en la cámara de fluido pasa a través de este pasaje de fluido de alta presión y a continuación fluye al interior del espacio de alta presión. El cilindro es calentado por un fluido que fluye en el pasaje de fluido de alta presión, lo que reduce la diferencia de temperatura entre el cilindro y el rotor de tornillo. Esto reduce una diferencia de expansión térmica entre el cilindro y el rotor de tornillo durante el funcionamiento del compresor de tornillo, proporcionando de esta manera un espacio entre el cilindro y el rotor de tornillo.
Además, el Documento de Patente 2 describe un compresor de tornillo en una carcasa, en el que se proporcionan dos cámaras de separación de aceite y un silenciador para conectar el lado de descarga del compresor de tornillo a una cámara de alta presión.
El Documento de Patente 3 describe un puerto de descarga de un compresor de tornillo que está situado donde el fluido sale de la cámara de trabajo del compresor de tornillo y en el que el puerto de descarga está situado además en la carcasa del rotor de modo que la presión de descarga máxima se puede alcanzar en el rotor antes de ser entregado al interior del pasaje de descarga. El documento describe además que el compresor de tornillo puede in­ corporar un silenciador u otro aparato adecuado para la reducción del ruido.
El Documento de Patente 4 describe un compresor de tornillo con rotores de compuerta que presentan canales de gas de reducción de ruido proporcionados en la parte de descarga.
Lista de citas
Documento de patente
[Documento de patente 1] : Publicaciones de patentes japonesas no examinadas número 2001-065481
[Documento de patente 2] : JP 356 54987 A
[Documento de patente 3] : US 2012/017634 A1
[Documento de patente 4] : JP 2004316586 A
Sumario de la invención
Problema técnico
El rotor de tornillo tiene la pluralidad de ranuras helicoidales, y el fluido se descarga secuencialmente desde las cáma­ ras de fluido definidas por las ranuras helicoidales respectivas. Por lo tanto, la presión en el interior del fluido que se ha descargado de la cámara de fluido siempre fluctúa. Si el fluido que tiene una presión que fluctúa de manera relati­ vamente significativa pasa a través del pasaje de fluido de alta presión, el cuerpo principal de la carcasa vibra debido a la fluctuación de presión del fluido y se libera ruido de la carcasa.
La presente invención se concibe en vista de los problemas anteriores e intenta reducir el ruido generado en un com­ presor de tornillo.
Solución al problema
Los problemas de la técnica anterior que se han descrito más arriba se superan mediante un compresor de tornillo de acuerdo con la reivindicación 1.
Un primer aspecto de la presente divulgación está dirigido a un compresor de tornillo que incluye: una carcasa (10) que incluye un cilindro de forma cilíndrica (30), un cuerpo principal (10a) que rodea una proximidad del cilindro (30) y un pasaje de fluido de alta presión (61, 64) proporcionado entre el cuerpo principal (10a) y el cilindro (30); y un rotor de tornillo (40) que incluye una pluralidad de ranuras helicoidales (41), y se inserta en el cilindro (30) para definir las cámaras de fluido (23), aspirando el compresor de tornillo un fluido hacia las cámaras de fluido (23) para comprimir el fluido. El compresor de tornillo incluye además un pasaje de descarga (26, 27) dispuesto en la carcasa (10) y que guía el fluido que se ha descargado desde las cámaras de fluido (23) al pasaje de fluido de alta presión (61, 64), y un espacio de silenciador (50) dispuesto en la carcasa (10) y que se comunica con el pasaje de descarga (26, 27), redu­ ciendo así la fluctuación de presión del fluido que fluye desde el pasaje de descarga (26, 27) al pasaje de fluido de alta presión (61,64).
En el primer aspecto, si el rotor de tornillo (40) rota, el fluido es aspirado al interior de las cámaras de fluido (23) para ser comprimido. El fluido que se ha comprimido en las cámaras de fluido (23) se descarga desde las cámaras de fluido (23) a los pasajes de descarga (26, 27). Siempre que los pasajes de descarga (26, 27) se comuniquen con las cámaras de fluido (23), el fluido fluye desde las cámaras de fluido (23) hacia los pasajes de descarga (26, 27). Es decir, el fluido que se ha comprimido en las cámaras de fluido (23) fluye secuencialmente en los pasajes de descarga (26, 27). Por tanto, la presión del fluido que fluye en los pasajes de descarga (26, 27) fluctúa periódicamente.
En el primer aspecto, el fluido que se ha descargado de las cámaras de fluido (23) pasa a través de los pasajes de descarga (26, 27) para fluir al interior de los pasajes de fluido de alta presión (61, 64). Los pasajes de descarga (26, 27) comunican con el espacio de silenciador (50). Por lo tanto, en comparación con el caso en el que no se proporciona espacio de silenciador (50), se reduce la fluctuación de presión del fluido que fluye en los pasajes de descarga (26, 27). Por lo tanto, el fluido cuya fluctuación de presión se reduce fluye hacia los pasajes de fluido de alta presión (61, 64) mientras pasa a través de los pasajes de descarga (26, 27). Por consiguiente, esto reduce la vibración del cuerpo principal (10a) de la carcasa (10) debido a la fluctuación de presión del fluido, y además reduce el ruido generado debido al funcionamiento del compresor de tornillo (1).
Un segundo aspecto de la presente divulgación es una realización del primer aspecto. En el segundo aspecto, el compresor de tornillo incluye, además, una pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) que engranan con la pluralidad respectiva de ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40). El pasaje de descarga (26, 27) incluye una pluralidad de pasajes de descarga (26, 27), y en la carcasa (10), los pasajes de descarga (26, 27) están formados uno por uno con el fin de estar asociados respectivamente con los rotores de compuerta (45, 46) y todos los pasajes de descarga (26, 27) se comunican con el único del al menos un espacio de silenciador (50).
En el compresor de tornillo (1) del segundo aspecto, los pasajes de descarga (26, 27) están formados uno por uno con el fin de estar asociados respectivamente con los rotores de compuerta (45, 46). Por ejemplo, en el compresor de tornillo (1) que incluye dos rotores de compuerta (45, 46), el fluido se descarga desde una cámara de fluido (23) definida por la ranura helicoidal (41) que engrana con un primer rotor de compuerta (45), a un primer pasaje de des­ carga (26), y el fluido se descarga desde una cámara de fluido (23) definida por la ranura helicoidal (41) que engrana con un segundo rotor de compuerta (46), a un segundo pasaje de descarga (27). En este compresor de tornillo (1), todos los pasajes de descarga (26, 27) se comunican con un único espacio de silenciador (50). Por tanto, la fluctuación de presión del fluido en uno de los pasajes de descarga (26, 27) se transmite al del otro pasaje de descarga a través del espacio de silenciador (50).
Un tercer aspecto de la presente divulgación es una realización del segundo aspecto. En el tercer aspecto, la pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) incluye dos rotores de compuerta (45, 46), y la pluralidad de ranuras helicoidales (41) incluye un número impar de ranuras helicoidales (41), y el número impar de ranuras helicoidales (41) se forman en el rotor de tornillo (40).
En el tercer aspecto, el compresor de tornillo (1) incluye dos rotores de compuerta (45, 46), y el rotor de tornillo (40) está provisto de un número impar de ranuras helicoidales (41). Por lo tanto, el momento en el que se descarga el fluido de la cámara de fluido (23) definida por la ranura helicoidal (41) que engrana con el primer rotor de compuerta (45) al primer pasaje de descarga (26), se desplaza desde el momento en el que el fluido se descarga desde la cámara de fluido (23) definida por la ranura helicoidal (41) que engrana con el segundo rotor de compuerta (46) al segundo pasaje de descarga (27). Por lo tanto, las formas de onda de las fluctuaciones de presión del fluido en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) están desplazadas unas de las otras sustancialmente en una longitud de media onda.
En el tercer aspecto, el primer pasaje de descarga (26) y el segundo pasaje de descarga (27) se comunican con un espacio de silenciador (50). Por tanto, la fluctuación de presión del fluido en uno de los pasajes de descarga (26, 27) se transmite al otro pasaje de descarga a través del espacio de silenciador (50). Como resultado, las fluctuaciones de presión del fluido en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se cancelan unas a las otras
Un cuarto aspecto de la presente divulgación es una realización de cualquiera de los aspectos primero a tercero. En el cuarto aspecto, la carcasa (10) incluye un soporte de cojinete de forma cilíndrica (35) que sostiene un cojinete (36) que soporta un eje de transmisión (21) del rotor de tornillo (40), el soporte de cojinete (35) se encaja en un extremo del cilindro (30), y tiene una superficie periférica exterior enfrentada a una superficie periférica interior del cilindro (30), y el espacio de silenciador (50) está configurado como una ranura rebajada (51,52) formada en al menos una de entre la superficie periférica exterior del soporte de cojinete (35) o una porción de la superficie periférica interior del cilindro (30), estando orientada la porción hacia el soporte de cojinete (35).
En el cuarto aspecto, la ranura rebajada (51,52) está formada en al menos una de las superficies periféricas exteriores del soporte de cojinete (35) o la porción de la superficie periférica interior del cilindro (30), que está orientada hacia el soporte de cojinete (35). Esta ranura rebajada (51, 52) constituye el espacio de silenciador (50). Es decir, en este aspecto, el espacio de silenciador (50) está definido por el cilindro (30) y el soporte de cojinete (35) que se proporcionan convencionalmente al compresor de tornillo (1).
Ventajas de la invención
De acuerdo con el primer aspecto, la carcasa (10) está provista del espacio de silenciador (50), reduciendo la fluctua­ ción de presión del fluido que fluye hacia el pasaje de fluido de alta presión (61, 64). De esta manera, esto puede reducir la vibración del cuerpo principal (10a) de la carcasa (10) debido a la fluctuación de la presión del fluido, y reducir aún más el ruido generado debido al funcionamiento del compresor de tornillo (1).
En el tercer aspecto, el compresor de tornillo (1) incluye dos rotores de compuerta (45, 46), y el rotor de tornillo (40) está provisto de un número impar de ranuras helicoidales (41). Por lo tanto, las formas de onda de las fluctuaciones de presión del fluido en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se desplazan uno del otro sustancialmente en una media longitud de onda. En este aspecto, el primer pasaje de descarga (26) y el segundo pasaje de descarga (27) se comunican con un espacio de silenciador (50). Por lo tanto, de acuerdo con este aspecto, las fluctuaciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se cancelan una con la otra. Esto puede reducir de forma fiable las fluctuaciones de presión del fluido que fluye desde los pasajes de descarga respec­ tivos (26, 27) a los pasajes de fluido de alta presión (61,64).
De acuerdo con el cuarto aspecto, el espacio de silenciador (50) está definido por el cilindro (30) y el soporte de cojinete (35) que se proporcionan convencionalmente al compresor de tornillo (1). Por tanto, de acuerdo con este aspecto, el espacio de silenciador (50) se puede proporcionar a la carcasa (10) sin añadir un nuevo miembro al com­ presor de tornillo (1).
Breve descripción de los dibujos
[FIG. 1]: La Figura 1 es una vista en sección transversal vertical de un compresor de tornillo único de acuerdo con una primera realización.
[FIG. 2]: La Figura 2 es una vista en sección transversal del compresor de tornillo único, tomada a lo largo de la línea A - A de la Figura 1.
[FIG. 3]: La Figura 3 es una vista en sección transversal de una parte principal del compresor de tornillo único, tomada a lo largo de la línea B - B de la Figura 2.
[FIG. 4]: La Figura 4 es una vista en sección transversal de una parte principal del compresor de tornillo único, tomada a lo largo de la línea C - C de la Figura 2.
[FIG. 5]: La Figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de un soporte de cojinete de acuerdo con la primera realización.
[FIG. 6]: La Figura 6 es una vista en sección transversal del soporte de cojinete de acuerdo con la primera realización.
[FIG. 7]: La Figura 7 es una vista en perspectiva de un rotor de tornillo y de una válvula de corredera que se extraen del compresor de tornillo de acuerdo con la primera realización.
[FIG. 8]: La Figura 8 es un gráfico que indica una fluctuación de presión de un refrigerante en un pasaje de descarga del compresor de tornillo único de acuerdo con la primera realización.
[FIG. 9]: La Figura 9 es una vista en sección transversal de un compresor de tornillo único de acuerdo con una segunda realización y corresponde a la Figura 3.
[FIG. 10]: La Figura 10 es una vista esquemática en perspectiva de una parte principal de la carcasa de acuerdo con la segunda realización.
[FIG. 11]: La Figura 11 es una vista esquemática en perspectiva de un soporte de cojinete de acuerdo con una primera variación de otras realizaciones.
[FIG. 12]: La Figura 12 es una vista esquemática en perspectiva de un soporte de cojinete de acuerdo con una segunda variación de otras realizaciones, no encontrándose dicha variación en el alcance de las reivindicaciones.
[FIG. 13]: La Figura 13 es una vista en sección transversal del soporte de cojinete de acuerdo con la segunda variación de otras realizaciones, no encontrándose dicha variación en el alcance de las reivindicaciones.
Descripción de realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos. Se hace notar que las siguientes realizaciones y variaciones son simplemente ejemplos beneficiosos en la naturaleza y no pretenden limitar el alcance, las aplicaciones o el uso de la invención.
«Prim era realización»
Se describirá una primera realización. Un compresor de tornillo único (1) (en lo sucesivo, simplemente denominado "compresor de tornillo") de acuerdo con esta realización se proporciona a un circuito de refrigerante de un aparato de refrigeración y comprime un refrigerante. Es decir, el compresor de tornillo (1) de la realización aspira y comprime el refrigerante que es un fluido.
Como se ilustra en la Figura 1, el compresor de tornillo (1) incluye, en una única carcasa (10), un mecanismo de compresión (20) y un motor eléctrico (15) configurado para accionar el mecanismo de compresión (20). El compresor de tornillo (1) está configurado como compresor semi - hermético.
La carcasa (10) incluye un cuerpo principal (10a), un cilindro (30) y un soporte de cojinete (35). A continuación, se describirá el cuerpo principal (10a). El cilindro (30) y el soporte de cojinete (35) se describirán más adelante.
El cuerpo principal (10a) tiene una forma cilíndrica oblonga y tiene extremos cerrados. El espacio interno del cuerpo principal (10a) está dividido en un espacio de baja presión (S1) situado más cerca de un extremo del cuerpo principal (10a) y un espacio de alta presión (S2) situado más cerca del otro extremo del cuerpo principal (10a). El cuerpo principal (10a) está provisto de una entrada (11) que comunica con el espacio de baja presión (S1) y una salida (12) que comunica con el espacio de alta presión (S2). Un refrigerante de baja presión que ha fluido desde un evaporador del aparato de refrigeración pasa a través de la entrada (11) al espacio de baja presión (S1). Un refrigerante de alta presión comprimido que se ha descargado desde el mecanismo de compresión (20) al espacio de alta presión (S2) pasa a través de la salida (12) y a continuación es suministrado a un condensador del aparato de refrigeración.
En el cuerpo principal (10a), el motor eléctrico (15) está dispuesto en el espacio de baja presión (S1), y el mecanismo de compresión (20) está dispuesto entre el espacio de baja presión (S1) y el espacio de alta presión. (S2). El motor eléctrico (15) está dispuesto entre la entrada (11) del cuerpo principal (10a) y el mecanismo de compresión (20). El motor eléctrico (15) tiene un estator (16) fijado al cuerpo principal (10a). El motor eléctrico (15) tiene un rotor (17) conectado al eje de transmisión (21) del mecanismo de compresión (20). Cuando se hace que el motor eléctrico (15) realice la conducción, el rotor (17) rota y el motor eléctrico (15), que se describirá más adelante, acciona un rotor de tornillo (40) del mecanismo de compresión (20).
En el cuerpo principal (10a), un separador de aceite (18) está dispuesto en el espacio de alta presión (S2). El separador de aceite (18) separa el aceite de la máquina de refrigeración del refrigerante de alta presión que se ha descargado del mecanismo de compresión (20). En el espacio de alta presión (S2), se proporciona una cámara de depósito de aceite (19) debajo del separador de aceite (18) y acumula el aceite de la máquina de refrigeración, que sirve como aceite lubricante. El aceite de la máquina de refrigeración separado del refrigerante por el separador de aceite (18) fluye hacia abajo para acumularse en la cámara de depósito de aceite (19).
Como se ilustra en las Figuras 1 a 4, el cilindro (30) tiene una forma sustancialmente cilíndrica. Este cilindro (30) está dispuesto en la parte central del cuerpo principal (10a) en la dirección longitudinal y está formado integralmente con el cuerpo principal (10a). La superficie periférica interior del cilindro (30) es una superficie curva.
Se inserta un rotor de un tornillo único (40) en el cilindro (30). El eje de transmisión (21) está conectado coaxialmente al rotor de tornillo (40). El rotor de tornillo (40) engrana con los dos rotores de compuerta (45, 46). El rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (45, 46) constituyen el mecanismo de compresión (20). Los detalles del rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (45, 46) se describirán más adelante.
Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, la carcasa (10) está provista de una placa de fijación de cojinete (34) que es una pared de partición. La placa de fijación de cojinete (34) tiene sustancialmente forma de disco y está dispuesta para cubrir un extremo de abertura (más próximo al espacio de alta presión (S2)) del cilindro (30). La placa de fijación de cojinete (34) atraviesa el espacio interno de la carcasa (10).
El soporte de cojinete (35) es un miembro que soporta un cojinete de bolas (36). Como se ilustra en las Figuras 5 y 6, el soporte de cojinete (35) tiene una forma cilíndrica relativamente gruesa. Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, el rodamiento de bolas (36) para soportar el eje de transmisión (21) está montado en el soporte de cojinete (35).
El soporte de cojinete (35) está provisto de una protuberancia circunferencial (35a) y una ranura rebajada (51). La porción de protuberancia circunferencial (35a) es una porción para posicionar el cojinete de bolas (36) y está dispuesta en un extremo (más cerca del rotor de tornillo (40)) del soporte de cojinete (35). La protuberancia circunferencial (35a) sobresale hacia en el interior desde la superficie periférica interior del soporte de cojinete (35) y se forma sobre toda la periferia de la superficie periférica interior del soporte de cojinete (35). La ranura rebajada (51) es una ranura que se abre a la superficie periférica exterior del soporte de cojinete (35) y se forma sobre toda la periferia del soporte de cojinete (35). La ranura rebajada (51) se forma ligeramente más cerca del otro extremo (alejado del rotor de tornillo (40)) del soporte de cojinete (35) que del centro en la dirección axial del soporte de cojinete (35). El ancho y la profun­ didad de la ranura rebajada (51) son constantes en toda la longitud.
Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, el soporte de cojinete (35) se fija a la placa de fijación del cojinete (34) con pernos (no ilustrados) y se encaja en el extremo (más cerca del espacio de alta presión S2) del cilindro (30). El diámetro exterior del soporte de cojinete (35) es ligeramente menor que el diámetro interior del cilindro (30). Con el soporte de cojinete (35) montado en el cilindro (30), se forma un espacio de aproximadamente varias decenas de micrómetros entre la superficie periférica exterior del soporte de cojinete (35) y la superficie periférica interior del cilindro (30). El espacio entre el soporte de cojinete (35) y el cilindro (30) es tan estrecho que el espacio está sustancialmente sellado. La ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35) forma un espacio de silenciador (50) rodeado por el soporte de cojinete (35) y el cilindro (30).
Como se ilustra en las Figuras 3, 4 y 7, el rotor de tornillo (40) es un elemento metálico que tiene una forma general­ mente cilíndrica. El rotor de tornillo (40) está montado de forma rotativa en el cilindro (30) y su superficie periférica exterior está en contacto deslizante con la superficie periférica interior del cilindro (30). En la periferia exterior del rotor de tornillo (40), se forma un número impar (siete en esta realización) de ranuras helicoidales (41). Cada ranura heli­ coidal (41) se extiende helicoidalmente desde un extremo al otro extremo del rotor de tornillo (40). Cada ranura heli­ coidal (41) del rotor de tornillo (40) tiene un extremo más cercano al espacio de baja presión (S1) como extremo inicial y a un extremo más cercano al espacio de alta presión (S2) como extremo terminal.
Cada rotor de compuerta (45, 46) es un miembro de resina. Aunque no se ilustra, cada rotor de compuerta (45, 46) tiene una pluralidad de compuertas (once compuertas en esta realización) formadas en forma de placas rectangulares y dispuestas radialmente.
Los rotores de compuerta (45, 46) están unidos a un miembro de soporte de rotor (47) hecho de metal. El miembro de soporte de rotor (47) al que están unidos los rotores de compuerta (45, 46) está alojado en una cámara de rotor de compuerta (7) adyacente al cilindro (30) (ver la Figura 2). Cada rotor de compuerta (45, 46) está dispuesto de manera que las compuertas engranen con las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40).
Cada rotor de compuerta (45, 46) está dispuesto fuera del cilindro (30) y axi - simétricamente con respecto al eje de rotación del rotor de tornillo (40). Es decir, en el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, la pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) están dispuestos en la dirección circunferencial del rotor de tornillo (40) a intervalos angulares iguales. Como se ha descrito más arriba, el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización incluye los dos rotores de compuerta (45, 46). Por lo tanto, en el compresor de tornillo (1), los dos rotores de compuerta (45, 46) están dispuestos a intervalos de 180° en la dirección circunferencial del rotor de tornillo (40).
En el mecanismo de compresión (20), un espacio rodeado por la superficie periférica interior del cilindro (30), las ranuras helicoidales (41) de los rotores de compuerta (40) y las compuertas de los rotores de compuerta (45, 46) constituyen cámaras de fluido (23). Si el rotor de tornillo (40) rota, las compuertas de los rotores de compuerta (45, 46) se mueven relativamente desde los extremos de inicio de la ranura helicoidal (41) hasta los extremos terminales de la ranura helicoidal (41), cambiando así los volúmenes de las cámaras de fluido (23). Como resultado, se comprime el refrigerante en las cámaras de fluido (23).
Como se ilustra en las Figuras 2 y 4, el compresor de tornillo (1) está provisto de válvulas de corredera (70a, 70b) para ajustar la capacidad, y las válvulas de corredera (70a, 70b) están asociadas respectivamente a los rotores de com­ puerta respectivos (45, 46). Es decir, los compresores de tornillo (1) están provistos de válvulas de corredera (70a, 70b) iguales en número (dos en esta realización) a los rotores de compuerta (45, 46).
Las válvulas de corredera (70a, 70b) están unidas al cilindro (30). El cilindro (30) está provisto de una abertura (31) que se extiende axialmente. Las válvulas de corredera (70a, 70b) están dispuestas de manera que un cuerpo de válvula (71) de cada una de las válvulas de corredera (70a, 70b) se ajusta en la abertura (31) del cilindro (30). La cara frontal del cuerpo de válvula (71) está orientada a la superficie periférica del rotor de tornillo (40). Las válvulas de corredera (70a, 70b) se pueden deslizar a lo largo del eje central del cilindro (30). La abertura (31) del cilindro (30) tiene una porción más cercana al soporte de cojinete (35) que al cuerpo de la válvula (71) de cada una de las válvulas de corredera (70a, 70b), y la porción sirve como puertos de descarga ( 25a, 25b) a través de los cuales se deriva el refrigerante comprimido desde la cámara de fluido (23).
Las válvulas de corredera (70a, 70b) están conectadas a una biela (76) de un mecanismo de accionamiento de válvula de corredera (75). El mecanismo de accionamiento de la válvula de corredera (75) es un mecanismo configurado para impulsar cada válvula de corredera (70a, 70b) para mover la válvula de corredera (70a, 70b) a lo largo del eje central del cilindro (30). Cada válvula de corredera (70a, 70b) es impulsada por el mecanismo de accionamiento (75) de la válvula de corredera y se mueve con movimiento alternativo a lo largo del eje de la válvula de corredera (70a, 70b).
Cada válvula de corredera (70a, 70b) contacta con la superficie periférica exterior del soporte de cojinete (35), regu­ lando así la rotación de la válvula de corredera (70a, 70b) alrededor de su eje central. La ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35) está formada en una posición para comunicarse con los pasajes de descarga (26, 27) incluso en una situación en la que las válvulas de corredera (70a, 70b) están más cerca al espacio de alta presión (S2). Es decir, si las correderas (70a, 70b) están más próximas al espacio de alta presión (S2), al menos una parte de la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35) se sitúa más cerca del espacio de alta presión (S2) que un extremo de las válvulas de corredera (70a, 70b) adyacente al espacio de alta presión (S2).
<Pasaje de flujo de refrigerante en el lado de alta presión>
Como se ilustra en la Figura 4, la carcasa (10) está provista de los pasajes de descarga (26, 27). Los pasajes de descarga (26, 27) están formados uno por uno con el fin de que estén asociados respectivamente con las válvulas de corredera (70a, 70b) respectivas. Como se ha descrito más arriba, las válvulas de corredera (70a, 70b) están formadas una por una para estar asociadas respectivamente con los respectivos rotores de compuerta (45, 46). Por consi­ guiente, en el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, los pasajes de descarga (26, 27) están for­ mados uno por uno para estar asociados respectivamente con los rotores de compuerta (45, 46).
El primer pasaje de descarga (26) está asociado con la válvula de corredera superior (70a) en la Figura 4. Este primer pasaje de descarga (26) incluye una porción de la abertura (31) del cilindro (30) entre el cuerpo de válvula (71) y la placa de fijación del cojinete (34), y comunica con el puerto de descarga (25a) asociado con la válvula de corredera (70a). Por otro lado, el segundo pasaje de descarga (27) está asociado con la válvula de corredera inferior (70b) en la Figura 4. Este segundo pasaje de descarga (27) incluye una porción de la abertura (31) del cilindro (30) entre el cuerpo de la válvula (71) y la placa de fijación del cojinete (34), y se comunica con el puerto de descarga (25b) asociado con la válvula de corredera (70b).
Un refrigerante de alta presión que se ha descargado de la cámara de fluido (23) fluye al interior de cada pasaje de descarga (26, 27) a través de uno de los puertos de descarga asociados (25a, 25b). Como se ilustra en la Figura 4, cada pasaje de descarga (26, 27) comunica con un espacio de silenciador (50) configurado como la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35). Es decir, el primer pasaje de descarga (26) y el segundo pasaje de descarga (27) se comunican uno con el otro a través de un espacio de silenciador (50).
La carcasa (10) está provista de pasajes de fluido de alta presión (61,64) que están formados uno por uno para estar asociados respectivamente con los pasajes de descarga (26, 27), calentando los pasajes de fluido de alta presión (61, 64) al cilindro (30) usando el refrigerante de alta presión. El primer pasaje de fluido de alta presión (61) está asociado con el primer pasaje de descarga (26), y el segundo pasaje de fluido de alta presión (64) está asociado con el segundo pasaje de descarga (27).
Como se ilustra en la Figura 2, el primer pasaje de fluido de alta presión (61) está formado en una porción superior de la carcasa (10), y el segundo pasaje de fluido de alta presión (64) está formado en una porción inferior de la carcasa (10). Los pasajes de fluido de alta presión (61,64) incluyen porciones delanteras (62, 65) que se extienden desde un lado más cercano a la placa de fijación del cojinete (34) hacia el espacio de baja presión (S1) y porciones de retorno (63, 66) que se extienden desde un lado más cercano al espacio de baja presión (S1) hacia la placa de fijación del cojinete (34). En el primer pasaje de fluido de alta presión (61), la porción delantera (62) está dispuesta por encima de la superficie trasera de la válvula de corredera superior (70a), y la porción de retorno (63) está dispuesta por encima del cilindro (30). En el segundo pasaje de fluido de alta presión (64), la porción delantera (65) está dispuesta debajo de la superficie trasera de la válvula de corredera inferior (70b), y la porción de retorno (66) está dispuesta debajo del cilindro (30).
Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, en el primer pasaje de fluido de alta presión (61), la porción delantera (62) tiene un extremo que comunica con el primer pasaje de descarga (26) y el otro extremo se comunica con un extremo de la porción de retorno (63). En el segundo pasaje de fluido de alta presión (64), la porción delantera (65) tiene un extremo que comunica con el segundo pasaje de descarga (27) y el otro extremo se comunica con un extremo de la porción de retorno (66). Las porciones de retorno (63, 66) de los pasajes de fluido de alta presión (61,64) tienen cada una el otro extremo en comunicación con el espacio de alta presión (S2).
- Funcionamiento del compresor de tornillo
Se describirá cómo funciona el compresor de tornillo (1).
Cuando se hace que el motor eléctrico (15) conduzca, el rotor de tornillo (40) es accionado por el motor eléctrico (15) y rota. Cuando el rotor de tornillo (40) rota, el rotor de compuerta (45, 46) también rota, permitiendo así que el meca­ nismo de compresión (20) comprima el refrigerante.
El refrigerante de baja presión que ha salido del evaporador pasa por la entrada (11) para ser aspirado al espacio de baja presión (S1) de la carcasa (10). El refrigerante en el espacio de baja presión (S1) se introduce en las cámaras de fluido (23) del mecanismo de compresión (20). Después de que el rotor de tornillo (40) rote y las cámaras de fluido (23) se separen del espacio de baja presión (S1), es decir, estén completamente cerradas, el refrigerante en las cá­ maras de fluido (23) es comprimido.
Si las cámaras de fluido (23) se comunican con los puertos de descarga (25a, 25b), el refrigerante comprimido pasa a través de los puertos de descarga (25a, 25b) y sale de la cámara de fluido (23). El refrigerante de alta presión que ha pasado a través del puerto de descarga (25a) asociado con la válvula de corredera superior (70a) fluye hacia el primer pasaje de descarga (26). El refrigerante de alta presión que ha entrado en el primer pasaje de descarga (26) pasa secuencialmente a través de la porción delantera (62) y la porción de retorno (63) en el primer pasaje de fluido de alta presión (61), y a continuación fluye hacia el espacio de alta presión (S2). El refrigerante de alta presión que ha pasado a través del puerto de descarga (25b) asociado con la válvula de corredera inferior (70b) fluye hacia el segundo pasaje de descarga (27). El refrigerante de alta presión que ha entrado en el segundo pasaje de descarga (27) pasa secuencialmente a través de la porción delantera (65) y la porción de retorno (66) en el segundo pasaje de fluido de alta presión (64), y a continuación fluye hacia el espacio de alta presión (S2).
El refrigerante de alta presión que ha fluido al interior del espacio de alta presión (S2) desde los pasajes de descarga respectivos (26, 27) pasa a través del separador de aceite (18). En el separador de aceite (18), el aceite de la máquina de refrigeración en forma de gotas de aceite que ha fluido junto con el refrigerante de alta presión, se separa del refrigerante de alta presión. El refrigerante de alta presión que ha pasado por el separador de aceite (18) pasa por la salida (12) y sale de la carcasa (10). El gas refrigerante de alta presión que se ha descargado de la salida (12) fluye hacia el condensador.
- Reducción de la fluctuación de la presión usando el espacio de silenciador-
Cuando el rotor de tornillo (40) rota, las cámaras de fluido (23) definidas por las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40) se comunican secuencialmente con los puertos de descarga respectivos (25a, 25b). El refrigerante de alta presión se descarga continuamente desde los puertos de descarga respectivos (25a, 25b) siempre que las cámaras de fluido (23) se comuniquen con los puertos de descarga (25a, 25b). Por lo tanto, las presiones de los pasajes de descarga (26, 27) que se comunican con los puertos de descarga (25a, 25b) respectivos fluctúan periódicamente.
El rotor de tornillo (40) de acuerdo con la realización está provisto de siete ranuras helicoidales (41). Por lo tanto, durante una rotación del rotor de tornillo (40), el refrigerante de alta presión se descarga siete veces desde los puertos de descarga (25a, 25b) respectivos. Por tanto, como se ilustra en la Figura 8, la presión del refrigerante en los pasajes de descarga (26, 27) fluctúa periódicamente, es decir, siete veces, durante una rotación del rotor de tornillo (40).
En el compresor de tornillo (1) de acuerdo con la realización, los dos rotores de compuerta (45, 46) están dispuestos en el rotor de tornillo (40) a intervalos de 180°. Por tanto, como se ilustra en la Figura 8, la fluctuación de presión del refrigerante en el primer pasaje de descarga (26) (ver la línea continua de la Figura 8) se desplaza de la fluctuación de presión del refrigerante en el segundo pasaje de descarga (27) (ver la línea discontinua de la Figura 8) por medio ciclo.
En el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, el primer pasaje de descarga (26) se comunica con el segundo pasaje de descarga (27) a través del espacio de silenciador (50), y las fluctuaciones de presión del refrige­ rante en los pasajes de descarga primero y segundo. (26, 27) interfieren una con la otra. Como resultado, las fluctua­ ciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se cancelan una con la otra, reduciendo de esta manera las fluctuaciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27).
- Ventajas de la primera realización -
En el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, la carcasa (10) está provista del espacio de silenciador (50), reduciendo de esta manera las fluctuaciones de presión del refrigerante que fluye hacia los pasajes de fluido de alta presión (61, 64). Por tanto, esto puede reducir la vibración del cuerpo principal (10a) de la carcasa (10) debido a la fluctuación de presión del refrigerante, y reducir aún más el ruido generado debido al funcionamiento del compresor de tornillo (1).
De acuerdo con esta realización, el compresor de tornillo (1) está provisto de dos rotores de compuerta (45, 46), y el rotor de tornillo (40) está provisto de un número impar de ranuras helicoidales (41). Por lo tanto, las formas de onda de las fluctuaciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se desplazan una de la otra en una longitud sustancialmente de media onda. En esta realización, el primer pasaje de descarga (26) y el segundo pasaje de descarga (27) se comunican con un espacio de silenciador (50). Por lo tanto, de acuerdo con la realización, las fluctuaciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga primero y segundo (26, 27) se cancelan una con la otra. Esto puede reducir de forma fiable las fluctuaciones de presión de un fluido que fluye desde los pasajes de descarga respectivos (26, 27) a los pasajes de fluido de alta presión (61,64).
Además, en esta realización, el espacio de silenciador (50) está definido por el cilindro (30) y el soporte de cojinete (35) que se proporcionan convencionalmente al compresor de tornillo (1). De esta manera, de acuerdo con la realización, el espacio de silenciador (50) se proporciona a la carcasa (10) sin añadir un nuevo miembro al compresor de tornillo (1).
De acuerdo con esta realización, la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35) que constituye el espacio de silenciador (50) tiene una anchura constante y una profundidad constante en toda la longitud. Esto facilita la formación de la ranura rebajada (51) en el soporte de cojinete (35), reduciendo de esta manera un aumento en el costo de fabricación de la ranura rebajada (51) en el soporte de cojinete (35).
«Segunda realización»
Se describirá una segunda realización. A continuación, se describirá cómo el compresor de tornillo (1) en esta realiza­ ción es diferente al de la primera realización.
Como se ilustra en las Figuras 9 y 10, en el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, se forma una ranura rebajada (52) en la superficie periférica interior del cilindro (30). Esta ranura rebajada (52) es una ranura que se extiende circunferencialmente a lo largo de la superficie periférica interior del cilindro (30), y está orientada hacia la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35). El ancho y la profundidad de la ranura rebajada (52) son constantes en toda la longitud. El ancho de la ranura rebajada (52) del cilindro (30) es sustancialmente el mismo que el de la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35). En el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta realización, la ranura rebajada (51) del soporte de cojinete (35) y la ranura rebajada (52) del cilindro (30) constituyen el espacio de silenciador (50).
De acuerdo con esta realización, el volumen del espacio de silenciador (50) se puede ampliar, en comparación con la primera realización. Como resultado, se puede mejorar el efecto de reducir la fluctuación de presión del refrigerante por el espacio de silenciador (50).
«Otras realizaciones»
- Primera variación -
El espacio de silenciador (50) en cada realización no necesita tener una anchura constante. A continuación, se des­ cribirá un caso en el que esta variación se aplica al compresor de tornillo (1) de acuerdo con la primera realización.
Como se ilustra en la Figura 11, de acuerdo con esta variación, la ranura rebajada (51) formada en el soporte de cojinete (35) incluye una porción agrandada (51a) que tiene una anchura más ancha que la porción de respaldo. La porción agrandada (51a) se forma a lo largo de la ranura rebajada (51) en la dirección circunferencial de la ranura rebajada (51). Por lo tanto, el espacio de silenciador (50) formado por la ranura rebajada (51) tiene una porción muy expandida en la dirección circunferencial de la ranura rebajada (51). Como resultado, también se puede obtener una reducción en la fluctuación de presión debido al cambio de la anchura del espacio de silenciador (50), reduciendo de esta manera aún más las fluctuaciones de presión del refrigerante en los pasajes de descarga (26, 27).
- Segunda variación que no se encuentra en el alcance de las reivindicaciones -
El espacio de silenciador (50) puede formarse de modo que esté asociado con cada uno de los pasajes de descarga (26, 27). A continuación, se describirá un caso en el que esta variación se aplica al compresor de tornillo (1) de acuerdo con la primera realización.
Como se ilustra en las Figuras 12 y 13, se forman dos ranuras rebajadas (51) en el soporte de cojinete (35) de acuerdo con esta variación. Las dos ranuras rebajadas (51) están dispuestas en la dirección circunferencial del soporte de cojinete (35). Cada una de las dos ranuras rebajadas (51) constituye el espacio de silenciador (50). Es decir, el com­ presor de tornillo (1) de acuerdo con esta variación tiene dos espacios de silenciador (50). Uno de los dos espacios del silenciador (50) comunica con el primer pasaje de descarga (26) y el otro comunica con el segundo pasaje de descarga (27). En el compresor de tornillo (1) de acuerdo con esta variación, cada uno de los espacios de silenciador (50) sirve como una rama lateral con respecto a un pasaje asociado de los pasajes de descarga (26, 27), constituyendo así un denominado silenciador de interferencia.
- Tercera variación -
El rotor de tornillo (40) en cada realización puede estar provisto de un número par (por ejemplo, seis) de ranuras helicoidales (41).
Aplicabilidad industrial
Como se puede ver en la descripción anterior, la presente invención es útil para un compresor de tornillo en el que un pasaje de fluido de alta presión está dispuesto fuera del cilindro (30) que aloja un rotor de tornillo.
Descripción de los caracteres de referencia
1 Compresor de tornillo
Carcasa
a Cuerpo principal
Cámara de fluido
Primer pasaje de descarga
Segundo pasaje de descarga Cilindro
Soporte de cojinete
Rotor de tornillo
Ranura helicoidal
Rotor de compuerta
Rotor de compuerta
Espacio de silenciador
Ranura rebajada
Ranura rebajada
Primer pasaje de fluido de alta presión Segundo pasaje de fluido de alta presión

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un compresor de tornillo, compuesto por:
una carcasa (10) que incluye un cilindro de forma cilíndrica (30), un cuerpo principal (10a) que rodea una proximidad del cilindro (30) y un pasaje de fluido de alta presión (61,64) provisto entre el cuerpo principal (10a) y el cilindro (30); y
un rotor de tornillo (40) que incluye una pluralidad de ranuras helicoidales (41) y que está insertado en el cilindro (30) para definir las cámaras de fluido (23),
el compresor de tornillo aspira un fluido al interior de las cámaras de fluido (23) para comprimir el fluido, en el que el compresor de tornillo comprende además una pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) dispuestos en la carcasa (10) y que guían el fluido que se ha descargado desde las cámaras de fluido (23) al pasaje de fluido de alta presión (61,64), y
un espacio de silenciador (50) dispuesto en la carcasa (10) y que se comunica con los pasajes de descarga (26, 27), reduciendo así una fluctuación de presión del fluido que fluye desde los pasajes de descarga (26, 27) al pasaje de fluido de alta presión (61,64), en el que
una pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) están engranando con la respectiva pluralidad de ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40), en el que
en la carcasa (10), la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) están formados uno por uno para estar asociados respectivamente con los rotores de compuerta (45, 46),
caracterizado por que el único espacio de silenciador (50) está conectado a toda la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27), y
toda la pluralidad de pasajes de descarga (26, 27) se comunican unos con los otros a través del único espacio de silenciador (50).
2. El compresor de tornillo de la reivindicación 1, en el que
la pluralidad de rotores de compuerta (45, 46) incluye dos rotores de compuerta (45, 46), y
la pluralidad de ranuras helicoidales (41) incluye un número impar de ranuras helicoidales (41), y el número impar de ranuras helicoidales (41) están formadas en el rotor de tornillo (40).
3. El compresor de tornillo de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que
la carcasa (10) incluye un soporte de cojinete de forma cilíndrica (35) que mantiene un cojinete (36) que soporta un eje de transmisión (21) del rotor de tornillo (40),
el soporte de cojinete (35) está montado en un extremo del cilindro (30) y tiene una superficie periférica exterior que está orientada hacia una superficie periférica interior del cilindro (30), y
el espacio de silenciador (50) está configurado como una ranura rebajada (51, 52) formada en al menos una de las superficies periféricas exteriores del soporte de cojinete (35) o una porción de la superficie periférica interior del cilindro (30), estando orientada la porción hacia el soporte de cojinete (35).
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