ES2906701T3 - Compresor de espiral - Google Patents
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Abstract
Un compresor de espiral (10) que comprende: una espiral fija (50) que incluye una envoltura (52) de la espiral fija y una espiral móvil (60) que incluye una envoltura (62),de la espiral móvil en el que la envoltura (52) de la espiral fija incluye: una porción (57) de la espiral fija que tiene una porción de espiral ; y una porción (58) curvada fija que tiene una forma curvada, teniendo la porción curvada fija un radio de curvatura menor que la porción de espiral fija,v la envoltura (62) de la espiral móvil incluye: una porción (67) de espiral móvil que tiene porción de espiral ; y una porción curvada móvil (68) que tiene una forma curvada, siendo la porción curvada móvil de menor radio de curvatura que la porción de espiral móvil, un espacio (GA) de la superficie lateral de la porción curvada está definido por el más pequeño de entre un intersticio entre la porción de espiral móvil (67) y la porción curvada fija (58), un intersticio entre la porción de espiral fija (57) y la porción curvada móvil (68), y un intersticio entre la porción curvada fija (58) y la porción curvada móvil (68), un espacio libre (GI) en la superficie lateral de la porción de espiral está definido por un intersticio entre la porción de espiral fija (57) y la porción de espiral móvil (67) que están en la proximidad más cercana una con la otra, caracterizado por que, el espacio libre lateral (GA) de la porción curvada es mayor que el espacio libre lateral (GI).de la porción de espiral
Description
DESCRIPCIÓN
Compresor de espiral
Campo técnico
La presente invención se refiere a un compresor de espiral.
Antecedentes de la técnica
En un compresor de espiral, las cámaras de compresión están definidas de tal manera que una espiral móvil que incluye una envoltura de la voluta de la espiral entra en contacto con una espiral fija que incluye una envoltura de la voluta de la espiral, en una pluralidad de puntos de sellado. Las espirales están en contacto en sus porciones respectivas con fluido a diferentes presiones y, en consecuencia, se deforman en algunos casos debido a la diferencia de presión. Los documentos de patente US6345967B1, JPH11159481A y JP 2015071947A divulgan ejemplos de compresores de espiral conocidos. Con el fin de evitar que se produzcan eventos anormales de funcionamiento debido a tal deformación, en un compresor de espiral descrito en la literatura de patente 1 (JP 2015-071947 A), las dimensiones de un espacio libre entre una superficie lateral de una envoltura de la espiral móvil y una superficie lateral de una envoltura de la espiral fija se ajustan de modo que el espacio libre entre las superficies laterales pueda acomodar una deformación.
Sumario de la invención
<Problema técnico>
Algunas envolturas de espiral están formadas de manera que tengan una porción central curvada en lugar de una porción central en espiral, con el fin de mejorar la relación de compresión. Sin embargo, una porción curvada de este tipo se expande térmicamente para provocar una desviación de la posición de un punto de sellado, lo que ejerce una influencia sobre una envoltura de la espiral completa que incluye una porción de espiral. Esta influencia provoca una desviación de posición de una pluralidad de puntos de sellado. Esta desviación de posición provoca la aparición de una fuga de refrigerante, lo que puede reducir el rendimiento de la compresión. El uso de un refrigerante cuya temperatura puede ser alta acelera la expansión térmica de la porción curvada, lo que puede reducir aún más el rendimiento de compresión.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un compresor de espiral que reduzca la degradación en el rendimiento de compresión incluso cuando la expansión térmica se produce en una porción curvada.
<Soluciones al Problema>
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un compresor de espiral incluye una espiral fija que incluye una envoltura de la espiral fija y una espiral móvil que incluye una envoltura de la espiral móvil. La envoltura de la espiral fija incluye una porción de espiral fija que tiene una forma en espiral y una porción curvada fija que tiene una forma curvada, siendo la porción curvada fija de menor radio de curvatura que la porción de espiral fija. La envoltura de la espiral móvil incluye una porción de espiral móvil que tiene una forma de espiral y una porción curvada móvil que tiene una forma curvada, siendo la porción curvada móvil de menor radio de curvatura que la porción de espiral móvil.
Un espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada está definido por el más pequeño de entre un intersticio entre la porción de espiral móvil y la porción curvada fija, un intersticio entre la porción de espiral fija y la porción curvada móvil, y un intersticio entre la porción curvada fija y la porción curvada móvil. Un espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral está definido por un intersticio entre la porción de espiral fija y la porción de espiral móvil que se encuentran en la proximidad más cercana una de la otra.
El espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada es mayor que el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral.
De acuerdo con esta configuración, el espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada es mayor que el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, el espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada se adapta a una deformación de una porción curvada que puede ejercer una influencia sobre la totalidad de la espiral correspondiente. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de una envoltura de la espiral y, a su vez, reduce la degradación en el rendimiento de compresión.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, en el compresor de espiral de acuerdo con el primer aspecto, la relación entre el espacio libre lateral de la superficie curvada y el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral es igual o superior a 1,2.
De acuerdo con esta configuración, el espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada es al menos 1,2 veces mayor que el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, el espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada se adapta a una mayor deformación de una porción curvada por una diferencia
del 20%. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de una envoltura de la espiral de manera más fiable.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, en el compresor de espiral de acuerdo con el primer o segundo aspecto, al menos una de entre una relación de grosor de la porción curvada fija con respecto a un grosor de la porción de espiral fija y una relación de grosor de la porción curvada móvil con respecta a un grosor de la forma de espiral móvil es igual o superior a 1,2.
De acuerdo con esta configuración, el grosor de la porción curvada es al menos 1,2 veces mayor que el grosor de la porción de espiral. La porción curvada gruesa es mayor en aumento de grosor debido a la expansión térmica que la porción de espiral. En consecuencia, el espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada grande acomoda el aumento de grosor. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de una envoltura de la espiral de una manera más fiable.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, en el compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a tercero, el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral es la mayor de entre un espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y un espacio libre de la superficie lateral de la cámara B. El espacio libre de la superficie lateral de la cámara A está definido por una línea interior de la envoltura de la espiral fija y una línea exterior de la envoltura de la espiral móvil. El espacio libre de la superficie lateral de la cámara B está definido por una línea exterior de la envoltura de la espiral fija y una línea interior de la envoltura de la espiral móvil.
De acuerdo con esta configuración, el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral tiene dimensiones establecidas en base al mayor de entre el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B. En un caso en el que el espacio libre de la superficie lateral del lado de la cámara A sea diferente en dimensiones del espacio libre de la superficie lateral del lado de la cámara B, por lo tanto, esta configuración permite determinar qué porción de las envolturas de las espirales se utiliza para establecer las dimensiones del espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención, en el compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a cuarto, la espiral fija incluye además una porción suelta fija en su extremo opuesto a la porción curvada fija, siendo la porción suelta fija adyacente a la porción de espiral fija, o la espiral móvil incluye además una porción suelta móvil en su extremo opuesto a la porción curvada móvil, siendo la porción suelta móvil adyacente a la porción de espiral móvil. Un espacio libre de la superficie lateral de la porción suelta está definido por la porción suelta fija y una de entre la porción de espiral móvil y la porción suelta móvil, o está definida por la porción suelta móvil y una de entre la porción de espiral fija y la porción suelta fija. El espacio libre de la superficie lateral de la porción suelta es mayor que el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral.
De acuerdo con esta configuración, el espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta es mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, la fuerza de presión entre las envolturas de espirales se reduce en la porción suelta fija o en la porción suelta móvil. Por lo tanto, esta configuración permite mejorar la resistencia de cada envoltura de la espiral.
De acuerdo con un sexto aspecto de la presente invención, el compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a quinto está configurado para comprimir un refrigerante a una temperatura de descarga más alta que un refrigerante R410A.
De acuerdo con esta configuración, el compresor de espiral emplea un refrigerante a alta temperatura. El refrigerante a alta temperatura provoca una mayor expansión térmica de una porción curvada. El espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada grande acomoda el aumento de grosor debido a la expansión térmica. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación de posición de una espiral de forma más fiable.
<Efectos ventajosos de la invención>
Un compresor de espiral de acuerdo con la presente invención suprime la desviación de posición de las envolturas de espiral y, a su vez, reduce la degradación del rendimiento de compresión.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección de un compresor de espiral 10 de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en sección de una espiral fija 50 de un mecanismo de compresión 40.
La Figura 3 es una vista en sección de una espiral móvil 60 del mecanismo de compresión 40.
La Figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de un plano horizontal del mecanismo de compresión 40.
La Figura 5 es una vista en sección tomada a lo largo del plano horizontal del mecanismo de compresión 40.
La Figura 6 es una vista en sección esquemática tomada a lo largo de la línea VI-VI en la Figura 5.
La Figura 7 es una vista en sección esquemática tomada a lo largo de la línea VII-VII en la Figura 5.
La Figura 8 es una vista en sección tomada a lo largo de un plano horizontal de un mecanismo de compresión 40A de un compresor de espiral 10 de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.
La Figura 9 es una vista en sección esquemática tomada a lo largo de la línea IX-IX en la Figura 8.
La Figura 10 es una vista esquemática del movimiento de una espiral móvil 60 ilustrada en la Figura 9.
Descripción de realizaciones
<Primera realización>
(1) Configuración general
La Figura 1 ilustra un compresor de espiral 10 de acuerdo con una primera realización de la presente invención. El compresor de espiral 10 está instalado, por ejemplo, en un aparato de aire acondicionado con el fin de comprimir un refrigerante que es un fluido. El compresor de espiral 10 incluye una carcasa 20, un motor 30, un cigüeñal 35, un mecanismo de compresión 40 y miembros de estructura 70 y 75.
Un refrigerante que debe ser comprimido por el compresor de espiral 10 es apto para llevar, por ejemplo, a las periferias de una espiral fija 50 y de una espiral móvil 60 del mecanismo de compresión 40 a una temperatura y presión relativamente altas. En otras palabras, un refrigerante que debe ser comprimido por el compresor de espiral 10 tiene una presión de condensación relativamente alta. Los ejemplos específicos del refrigerante que debe ser comprimido por el compresor de espiral 10 pueden incluir: R32 (R32 solo); una mezcla refrigerante que contenga al menos un 50% de R32 (por ejemplo, R410A, R452B, R454B); y una mezcla refrigerante de R1123 y R32. El refrigerante que debe ser comprimido por el compresor de espiral 10 tiene una presión de condensación más alta que el R410A, y los ejemplos del mismo pueden incluir particularmente R32 y una mezcla de refrigerante de R1123 y R32. Sin embargo, el refrigerante que debe ser comprimido por el compresor de espiral 10 no se limita a los que se han descrito más arriba. Por ejemplo, el compresor de espiral 10 está configurado para comprimir un refrigerante a una temperatura de descarga más alta que un refrigerante R410A.
(2) Configuración específica
(2-1) Carcasa 20
La carcasa 20 aloja en su interior el refrigerante y los diversos elementos constitutivos del compresor de espiral 10. La carcasa 20 es resistente a la alta presión del refrigerante. La carcasa 20 incluye una porción de cuerpo principal 21, una porción superior 22 y una porción inferior 23 que están unidas una a la otra. La porción superior 22 tiene un tubo de aspiración 15 montado en la misma para aspirar el refrigerante de gas a baja presión. La porción de cuerpo principal 21 tiene un tubo de descarga 16 montado en la misma para descargar el refrigerante de gas a alta presión. En la porción inferior 23 de la carcasa 20, se sella un aceite lubricante L para lubricar las porciones deslizantes de los elementos constituyentes respectivos.
(2-2) Motor 30
El motor 30 está configurado para recibir energía eléctrica para generar energía para comprimir el refrigerante. El motor 30 incluye un estator 31 y un rotor 32. El estator 31 está fijado a la porción de cuerpo principal 21 de la carcasa 20. El estator 31 incluye bobinados (no ilustrados). Los bobinados reciben energía eléctrica para generar un campo magnético de corriente alterna. El rotor 32 está dispuesto de forma rotativa dentro de una cavidad central del estator 31. El rotor 32 tiene imanes permanentes (no ilustrados) incrustados en el mismo. Cuando los imanes permanentes reciben fuerza del campo magnético de corriente alterna, el rotor 32 rota para generar energía.
(2-3) Cigüeñal 35
El cigüeñal 35 está configurado para transmitir al mecanismo de compresión 40 la potencia generada por el motor 30. El cigüeñal 35 incluye una porción de árbol principal 36 y una porción excéntrica 37. La porción de árbol principal 36 está fijada para penetrar a través del rotor 32, y está dispuesta de forma concéntrica con el rotor 32. La porción excéntrica 37 está dispuesta excéntricamente con respecto al rotor 32 y está conectada al mecanismo de compresión 40.
(2-4) Mecanismo de compresión 40
El mecanismo de compresión 40 está configurado para comprimir el refrigerante de gas a baja presión para generar el refrigerante de gas a alta presión. El mecanismo de compresión 40 incluye la espiral fija 50 y la espiral móvil 60. La espiral fija 50 está fijada directa o indirectamente a la carcasa 20. La espiral móvil 60 está conectada a la porción
excéntrica 37 del cigüeñal 35 y es giratoria con respecto a la espiral fija 50. La espiral fija 50 y la espiral móvil 60 definen una cámara de compresión 41. La revolución de la espiral móvil 60 provoca un cambio en la capacidad volumétrica de la cámara de compresión 41. El mecanismo de compresión 40 comprime de esta manera el refrigerante de gas a baja presión para generar el refrigerante de gas a alta presión. El refrigerante de gas a alta presión se descarga del mecanismo de compresión 40 a través de un puerto de descarga 42.
(2-5) Miembros de bastidor 70, 75
Los miembros de bastidor 70 y 75 soportan el cigüeñal 35 de una manera rotativa. El miembro de bastidor 70 soporta un lado superior de la porción de árbol principal 36. El miembro de bastidor 75 soporta un lado inferior de la porción de árbol principal 36. Los miembros de bastidor 70 y 75 están fijados directa o indirectamente a la carcasa 20.
(3) Funcionamiento del compresor de espiral 10
La energía eléctrica suministrada externamente provoca la rotación del rotor 32 del motor 30 ilustrado en la Figura 1. La rotación del rotor 32 se transmite a la porción de árbol principal 36 del cigüeñal 35. La potencia de la porción excéntrica 37 del cigüeñal 35 provoca la revolución de la espiral móvil 60 con respecto a la espiral fija 50. El refrigerante de gas a baja presión fluye a través del tubo de aspiración 15 y a continuación fluye hacia una cámara de compresión 41 en la periferia exterior del mecanismo de compresión 40. Cuando la espiral móvil 60 gira, la cámara de compresión 41 se mueve hacia el centro del mecanismo de compresión 40 reduciéndose paulatinamente su capacidad volumétrica. En este proceso, el mecanismo de compresión 40 comprime el refrigerante de gas a baja presión para generar el refrigerante de gas a alta presión. El refrigerante de gas a alta presión se descarga desde el mecanismo de compresión 40 a través del puerto de descarga 42. El refrigerante de gas a alta presión a continuación fluye hacia un espacio dentro de la carcasa 20. El refrigerante de gas a alta presión a continuación se descarga desde la carcasa 20 a través de la tubería de descarga 16.
(4) Configuración específica del mecanismo de compresión 40
La Figura 2 ilustra la espiral fija 50. La espiral fija 50 incluye una placa de extremo 51 de la espiral fija y una envoltura 52 de la espiral fija dispuesta verticalmente sobre la placa de extremo 51 de la espiral fija.
La Figura 3 ilustra la espiral móvil 60. La espiral móvil 60 incluye una placa de extremo 61 de la espiral móvil y una envoltura 62 de la espiral móvil dispuesta verticalmente sobre la placa de extremo 61 de la espiral móvil.
La Figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de un plano horizontal del mecanismo de compresión 40. La envoltura 52 de la espiral fija y la envoltura 62 de la espiral móvil están dispuestas próximas una a la otra en una pluralidad de posiciones. Estas posiciones se cierran con el aceite lubricante L para formar puntos de sellado SP ilustrados en la Figura 5. Como se ilustra en la Figura 4, los puntos de sellado SP definen una pluralidad de cámaras de compresión 41 que están separadas unas de las otras. La envoltura 52 de la espiral fija tiene una línea interna 53 de envoltura de la espiral fija como su borde lateral central, y una línea externa 54 de la envoltura de la espiral fija como su borde lateral periférico externo. La envoltura 62 de la espiral móvil tiene una línea interior 63 de la envoltura de la espiral móvil como su borde lateral central, y una línea exterior 64 de la envoltura de la espiral móvil como su borde lateral periférico exterior. De la pluralidad de cámaras de compresión 41 ilustradas en la Figura 4, una cámara de compresión 41 definida por la línea interior 53 de la envoltura de la espiral fija y la línea exterior 64 de la envoltura de la espiral móvil se denomina cámara A 41a. Además, una cámara de compresión 41 definida por la línea exterior 54 de la envoltura de espiral fija y la línea interior 63 de la envoltura de la espiral móvil se denomina cámara B 41 b.
La Figura 5 ilustra una porción central ampliada de la Figura 4. La envoltura 52 de la espiral fija incluye una porción de la espiral fija 57 que ocupa la mayor parte de la envoltura 52 de la espiral fija a lo largo de la longitud y una porción curvada fija 58 que constituye un extremo en el centro del mecanismo de compresión 40. La porción de la espiral fija 57 tiene una forma de espiral, tal como una forma de curva involuta. Alternativamente, la porción de espiral fija 57 puede tener una porción de espiral algebraica. La porción de curva fija 58 tiene una forma curvada. La porción de curva fija 58 tiene un radio de curvatura más pequeño que la porción de la espiral fija 57. La porción de la espiral fija 57 tiene un grosor TIF. La porción de curva fija 58 tiene un grosor TAF.
De manera similar, la envoltura 62 de la espiral móvil incluye una porción de espiral móvil 67 que ocupa la mayor parte de la envoltura 62 de la espiral móvil a lo largo, y una porción curvada móvil 68 que constituye un extremo en el centro del mecanismo de compresión 40. La porción de espiral móvil 67 tiene una forma de espiral, tal como una forma de curva involuta. Alternativamente, la porción de espiral móvil 67 puede tener una porción de espiral algebraica. La porción curvada móvil 68 tiene una forma curvada. La porción curvada móvil 68 tiene un radio de curvatura más pequeño que la porción de espiral móvil 67. La porción de espiral móvil 67 tiene un grosor TIM. La porción curvada móvil 68 tiene un grosor TAM.
La porción curvada fija 58 y la porción curvada móvil 68 tienen respectivamente un radio de curvatura más pequeño que la porción de espiral fija 57 y la porción de espiral móvil 67, lo que contribuye a mejorar la relación de compresión.
La Figura 6 ilustra una sección transversal del mecanismo de compresión 40. En lo que se refiere a la envoltura de la espiral fija 52, la Figura 6 ilustra sólo la porción de espiral fija 57. En cuanto a la envoltura de la espiral móvil 62, la
Figura 6 ilustra solamente la porción de espiral móvil 67. La Figura 6 ilustra el caso en el que la línea interior 63 de la envoltura de espiral móvil es la más cercana a la línea exterior 54 de la envoltura de la espiral fija. Se forma un punto de sellado SP en una posición entre la línea interior 63 de la envoltura de la espiral móvil y la línea exterior 54 de la envoltura de la espiral fija que están en proximidad una con la otra. Un intersticio entre la porción de espiral fija 57 y la porción de espiral móvil 67 que están en la máxima proximidad una con la otra se denomina espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. Aquí, un intersticio entre la línea interior 53 de la envoltura de la espiral fija y la línea exterior 64 de la envoltura de la espiral móvil se denomina espacio libre en la superficie lateral de la cámara A, mientras que un intersticio entre la línea exterior 54 de la envoltura de la espiral fija y la línea interior 63 de la envoltura de la espiral móvil se denomina espacio libre en la superficie lateral de la cámara B. El mayor de entre el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B se define como el espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral GI. El espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral ilustrada en la Figura 6 es el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B.
La Figura 7 ilustra una sección transversal de la porción central del mecanismo de compresión 40. En lo que se refiere a la envoltura 52 de la espiral fija, la Figura 7 ilustra la porción curvada fija 58. En lo que se refiere a la envoltura 62 de la espiral móvil, la Figura 7 ilustra la porción de espiral móvil 67. La Figura 7 ilustra el caso en el que la porción de espiral móvil 67 es la más cercana a la porción curvada fija 58. Un intersticio en una posición entre la porción de espiral móvil 67 y la porción curvada fija 58 que están próximas una a la otra se llena con el aceite lubricante L para formar un punto de sellado SP. El más pequeño de entre un intersticio entre la porción de espiral móvil 67 y la porción curvada fija 58, un intersticio entre la porción de espiral fija 57 y la porción curvada móvil 68, y un intersticio entre la porción curvada fija 58 y la porción curvada móvil 68 es definido como un espacio libre GA de la superficie lateral de porción curvada.
En el compresor de espiral 10 de acuerdo con la presente realización, el mecanismo de compresión 40 tiene las dimensiones establecidas como sigue.
El espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada se establece para que sea mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. Específicamente, una relación (GA/GI) del espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada con respecto al espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral es igual o superior a 1,2. Además, la relación (GA/GI) del espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada con respecto al espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral puede ser igual o inferior a 10. Preferiblemente, la relación (GA/GI) es igual o inferior a 5.
Una relación (TAF/TIF) del grosor TAF de la porción curvada fija 58 con respecto al grosor TIF de la porción de espiral fija 57 es igual o superior a 1,2. Alternativamente, una relación (TAM/TIM) del grosor TAM de la porción curvada móvil 68 con el grosor TIM de la porción de espiral móvil 67 puede ser igual o superior a 1,2. Todavía alternativamente, cada una de las relaciones puede ser igual o superior a 1,2.
(5) Características
(5-1)
El espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada es mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, el espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada acomoda una deformación de la porción curvada fija 58 o de la porción curvada móvil 68 que puede ejercer una influencia en toda la espiral fija 50 y en la espiral móvil 60. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación de posición de la envoltura de la espiral fija. 52 y de la envoltura de la espiral móvil 62 y, a su vez, reduce la degradación en el rendimiento de compresión.
(5-2)
El espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada es al menos 1,2 veces mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, el espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada se adapta a una mayor deformación de la porción 58 curvada fija o de la porción 68 curvada móvil en una diferencia del 20%. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de la envoltura 52 de espiral fija y la envoltura 62 de espiral móvil de manera más confiable.
(5-3)
La relación (TAF/TIF) del grosor TAF de la porción curvada fija 58 con respecto al grosor TIF de la porción de espiral fija 57 o la relación (TAM/TIM) del grosor TAM de la porción curvada móvil 68 con respecto al grosor TIM de la porción de espiral móvil 67 es igual o superior a 1,2. La porción curvada fija 58 o la porción curvada móvil 68 tiene un grosor grande y, por lo tanto, es mayor el aumento de grosor debido a la expansión térmica que en la porción de espiral fija 57 o la porción de espiral móvil 67.Como consecuencia el gran espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada acomoda el incremento de grosor Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de la envoltura 52 de la espiral fija y de la envoltura 62 de la espiral móvil de manera más fiable.
(5-4)
El espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral tiene las dimensiones establecidas en base a un mayor espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y espacio libre de la superficie lateral de la cámara B. Por lo tanto, en un caso en el que el espacio libre de la superficie lateral del lado de la cámara A sea diferente en dimensiones del espacio libre de la superficie lateral del lado de la cámara B, esta configuración permite determinar qué porción de las envolturas de espiral se utiliza para establecer las dimensiones del espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral.
(5-5)
El compresor de espiral 10 emplea un refrigerante cuya temperatura de descarga puede ser alta, tal como un refrigerante R32. El refrigerante a alta temperatura provoca una mayor expansión térmica de la porción curvada fija 58 o de la porción curvada móvil 68. El espacio libre grande GA de la superficie lateral de la porción curvada acomoda el aumento de grosor debido a la expansión térmica. Por lo tanto, esta configuración suprime la desviación posicional de la envoltura 52 de la espiral fija y la envoltura 62 de la espiral móvil de manera más fiable.
(6) Modificaciones
La siguiente descripción se refiere a modificaciones de la presente realización. Las siguientes modificaciones pueden combinarse unas con las otras de acuerdo con lo que sea apropiado.
(6-1) Modificación 1A
En la realización que se ha descrito más arriba, el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral está definido por el mayor de entre el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B. Alternativamente, el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral puede ser definido por el espacio libre más pequeño de entre el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A y el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B. Todavía alternativamente, el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral puede definirse por el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A. Sin embargo, alternativamente, el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral puede definirse por el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B.
Esta configuración produce un efecto de reducción de la degradación en el rendimiento de compresión incluso cuando la expansión térmica se produce en una porción curvada y permite un cambio de las condiciones limitantes relacionadas con el diseño.
(6-2) Modificación 1B
En la realización que se ha descrito más arriba, el espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada está definido por el más pequeño de entre el intersticio entre la porción de espiral móvil 67 y la porción curvada fija 58, el intersticio entre la porción de espiral fija 57 y la porción curvada móvil 68, y el intersticio entre la porción curvada fija 58 y la porción curvada móvil 68. Alternativamente, el espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada puede estar definida por el mayor de los tres intersticios. Todavía alternativamente, el espacio libre GA de la superficie lateral de la porción curvada siempre puede definirse mediante uno de los tres intersticios seleccionados.
Esta configuración produce un efecto de reducción de la degradación en el rendimiento de compresión incluso cuando la expansión térmica se produce en una porción curvada y permite un cambio de las condiciones limitantes relacionadas con el diseño.
<Segunda realización>
(1) Configuración general
La Figura 8 es una vista en sección tomada a lo largo de un plano horizontal de un mecanismo de compresión 40A de un compresor de espiral 10 de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. El mecanismo de compresión 40A es diferente del mecanismo de compresión 40 de acuerdo con la primera realización en que una envoltura 52 de espiral fija incluye una porción suelta fija 59, y una envoltura 62 de espiral móvil incluye una porción suelta móvil 69. Cada una de la porción suelta fija 59 y de la porción suelta móvil 69 tiene forma en espiral como en la porción curvada fija 58 y la porción curvada móvil 68. Como se describirá más adelante, la porción suelta fija 59 y la porción suelta móvil 69 tienen dimensiones diseñadas para definir una gran espacio libre de superficie lateral..
La envoltura 52 de la espiral fija incluye la porción suelta fija 59 situada en un extremo opuesto a un extremo en el que está situada una porción curvada fija 58. En otras palabras, la envoltura 52 de la espiral fija incluye la porción curvada fija 58 en su extremo del lado central y la porción suelta fija 59 en su extremo del lado del borde periférico. La porción suelta fija 59 es adyacente a una porción de espiral fija 57,
La envoltura 62 de la espiral móvil incluye la porción suelta móvil 69 situada en un extremo opuesto a un extremo en el que está situada una porción curvada móvil 68. En otras palabras, la envoltura 62 de la espiral móvil incluye la porción curvada móvil 68 en su extremo del lado central y la porción suelta móvil 69 en su extremo del lado del borde periférico. La porción suelta móvil 69 es adyacente a una porción de espiral móvil 67.
Cada una de entre la porción suelta fija 59 y la porción suelta móvil 69 se extiende en un rango que es igual o menor que una vuelta de la envoltura de la espiral correspondiente. Por ejemplo, cada una de la porción suelta fija 59 y de la porción suelta móvil 69 pueden extenderse aproximadamente en la mitad de la vuelta de la envoltura de la espiral correspondiente. Cada una de la porción suelta fija 59 y de la porción suelta móvil 69 tiene una línea de centros o contorno que puede tener una forma de curva involuta o cualquier forma de curva diferente de la forma de curva involuta.
La Figura 9 ilustra una sección transversal del mecanismo de compresión 40A. En lo que respecta a la envoltura de la espiral fija 52, la Figura 9 ilustra sólo la porción de espiral fija 57. En lo que respecta a la envoltura de la espiral móvil 62, la Figura 9 ilustra la porción de espiral móvil 67 y la porción suelta móvil 69. La Figura 9 ilustra el caso en el que una línea interior 63 de la envoltura de la espiral móvil es la más cercana a una línea exterior 54 de la envoltura de la espiral fija. Como en la primera realización, un intersticio entre la porción de la espiral fija 57 y la porción de la espiral móvil 67 que están en la proximidad más cercana una a la otra se denomina espacio libre lateral de la superficie porción de espiral GI. El mayor de entre un espacio libre lateral de la superficie de la cámara A y un espacio libre lateral de la superficie de la cámara B se define como el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. El espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral ilustrado en la Figura 9 es el espacio libre de la superficie lateral de la cámara B.
La Figura 10 ilustra el caso en el que una línea exterior 64 de la envoltura de la espiral móvil es la más cercana a una línea interior 53 de la envoltura de la espiral fija. En cuanto a la envoltura 52 de la espiral fija, la Figura 10 ilustra la porción de espiral fija 57 y la porción suelta fija 59. El más pequeño de un intersticio entre la porción de espiral móvil 67 y la porción suelta fija 59, de un intersticio entre la porción de espiral fija 57 y la porción suelta móvil 69, y de un intersticio entre la porción suelta fija 59 y la porción suelta móvil 69 se define como un espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta. El espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta ilustrado en la Figura 10 es el intersticio entre la línea interior 53 de la envoltura de la espiral fija y la línea exterior 64 de la envoltura de la espiral móvil, es decir, el espacio libre de la superficie lateral de la cámara A.
En el compresor de espiral 10 de acuerdo con la segunda realización, el mecanismo de compresión 40A tiene las dimensiones establecidas como sigue.
El espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta se establece para que sea mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. Específicamente, una relación (GL/GI) del espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta con respecto al espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral es igual o superior a 1,2. Además, la relación (GL/GI) del espacio libre lateral de la porción suelta GL con respecto al espacio libre lateral de la porción de espiral GI puede ser igual o inferior a 10. Preferiblemente, la relación (GL/GI) es igual o inferior a 5.
(2) Característica
El espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta es mayor que el espacio libre GI de la superficie lateral de la porción de espiral. En consecuencia, la fuerza de presión entre las envolturas de espiral se reduce en la porción suelta fija 59 o en la porción suelta móvil 69. Por lo tanto, esta configuración permite mejorar la resistencia de cada envoltura de la espiral.
(3) Modificaciones
(3-1) Modificación 2A
En la segunda realización, el espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta está definido por el más pequeño de entre el intersticio entre la porción de espiral móvil 67 y la porción suelta fija 59, el intersticio entre la porción de espiral fija 57 y la porción suelta móvil 69, y el intersticio entre la porción suelta fija 59 y la porción suelta móvil 69. Alternativamente, el espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta puede estar definido por el mayor de los tres intersticios. Todavía alternativamente, el espacio libre GL de la superficie lateral de la porción suelta siempre puede definirse seleccionando uno de los tres intersticios.
Esta configuración produce un efecto de reducción de la degradación en el rendimiento de compresión incluso cuando la expansión térmica se produce en una porción suelta y permite un cambio de las condiciones limitantes en relación con el diseño.
(3-2) Modificación 2B
En la segunda realización, la envoltura de la espiral fija 52 incluye la porción suelta fija 59, y la envoltura de la espiral móvil 62 incluye la porción suelta móvil 69. Alternativamente, solo se puede proporcionar una porción suelta fija 59 y una porción suelta móvil 69.
(3-3) Otros
Las modificaciones de la primera realización pueden ser aplicadas a la segunda realización.
Lista de signos de referencia
10: compresor de espiral
20: carcasa
30: motor
40: mecanismo de compresión
50: espiral fija
51: placa extrema de la espiral fija
52: envoltura de la espiral fija
53: línea interna de la envoltura de la espiral fija
54: línea externa de de la envoltura de la espiral fija
57: porción de espiral fija
58: porción curvada fija
59: porción suelta fija
60: espiral móvil
61: placa de extremo de la espiral móvil
62: envoltura de la espiral móvil
63: línea interior de la envoltura de la espiral móvil
64: línea exterior de la envoltura de la espiral móvil
67: porción de espiral móvil
68: porción curvada móvil
69: porción suelta móvil
GA: espacio libre de la superficie lateral de la porción curvada GI: espacio libre de la superficie lateral de la porción de espiral GL: espacio libre de la superficie lateral de la porción suelta Lista de citas
Bibliografía de patentes
Literatura de patentes 1: JP 2015-071947 A
Claims (6)
1. Un compresor de espiral (10) que comprende:
una espiral fija (50) que incluye una envoltura (52) de la espiral fija y
una espiral móvil (60) que incluye una envoltura (62),de la espiral móvil
en el que
la envoltura (52) de la espiral fija incluye:
una porción (57) de la espiral fija que tiene una porción de espiral ; y
una porción (58) curvada fija que tiene una forma curvada, teniendo la porción curvada fija un radio de curvatura menor que la porción de espiral fija,
la envoltura (62) de la espiral móvil incluye:
una porción (67) de espiral móvil que tiene porción de espiral ; y
una porción curvada móvil (68) que tiene una forma curvada, siendo la porción curvada móvil de menor radio de curvatura que la porción de espiral móvil,
un espacio (GA) de la superficie lateral de la porción curvada está definido por el más pequeño de entre un intersticio entre la porción de espiral móvil (67) y la porción curvada fija (58), un intersticio entre la porción de espiral fija (57) y la porción curvada móvil (68), y un intersticio entre la porción curvada fija (58) y la porción curvada móvil (68),
un espacio libre (GI) en la superficie lateral de la porción de espiral está definido por un intersticio entre la porción de espiral fija (57) y la porción de espiral móvil (67) que están en la proximidad más cercana una con la otra,
caracterizado por que, el espacio libre lateral (GA) de la porción curvada es mayor que el espacio libre lateral (GI).de la porción de espiral
2. El compresor de espiral de acuerdo con la reivindicación 1, en el que
una relación (GA/GI) del espacio libre (GA) de la superficie lateral de la porción curvada con respecto al espacio libre (GI) de la superficie lateral de la porción de espiral es igual o superior a 1,2.
3. El compresor de espiral de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que
al menos uno de una relación (TAF/TIF) de un grosor (TAF) de la porción curvada fija con respecto a un grosor (TIF) de la porción de espiral fija y una relación (TAM/TIM) de un grosor (TAM) de la porción curvada móvil con respecto a un grosor (TIM) de la porción en espiral móvil es igual o superior a 1,2.
4. El compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que
el espacio libre (GI) de la superficie lateral de la porción de espiral es el más grande de entre:
un espacio libre en la superficie lateral de la cámara A definido por una línea interior (53) de la envoltura de la espiral fija y una línea exterior (64) de la envoltura de la espiral móvil; y
un espacio libre en la superficie lateral de la cámara B definido por una línea exterior (54) de la envoltura de la espiral fija y una línea interior (63) de la envoltura de la espiral móvil.
5. El compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que
la espiral fija incluye además una porción suelta fija (59) en su extremo opuesto a la porción curvada fija, siendo adyacente la porción suelta fija a la porción de espiral fija, o
la espiral móvil incluye además una porción suelta móvil (69) en su extremo opuesto a la porción curvada móvil, siendo adyacente la porción suelta móvil a la porción de espiral móvil,
un espacio libre (GL) de la superficie lateral de la porción suelta está definido por la porción suelta fija (59) y una de entre la porción de espiral móvil (67) y la porción suelta móvil (69), o está definida por la porción suelta móvil (69) y una de entre la porción de espiral fija (57) y la porción suelta fija (59), y
el espacio libre (GL) de la superficie lateral de la porción suelta es mayor que el espacio libre(GI) de la superficie lateral de la porción de espiral
6. El compresor de espiral de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que
el compresor de espiral está configurado para comprimir un refrigerante a una temperatura de descarga más alta que un refrigerante R410A.
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