ES2923866T3 - Reciprocating refrigeration compressor and method of mounting a reciprocating refrigeration compressor - Google Patents

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ES2923866T3 ES15731483T ES15731483T ES2923866T3 ES 2923866 T3 ES2923866 T3 ES 2923866T3 ES 15731483 T ES15731483 T ES 15731483T ES 15731483 T ES15731483 T ES 15731483T ES 2923866 T3 ES2923866 T3 ES 2923866T3
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Márcio Roberto Thiessen
Diogo Lôndero Da Silva
Flávio Jorge Haddad Kalluf
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Abstract

El compresor comprende: un cárter (B) que lleva un cilindro (11) y un cubo de cojinete (50) que aloja un cigüeñal (60); una placa de válvula (40) que cierra un extremo del cilindro (11); un pistón (20) de movimiento alternativo en el cilindro (11) e impulsado por la rotación del cigüeñal (60); un motor eléctrico (M) que tiene un estator (70) fijado al cárter (B) y provisto de ranuras de bobinado (71) y dientes (72), cada diente lleva una zapata respectiva (72a) y un rotor (80) fijado al cigüeñal (60) y portar segmentos magnéticos (81). 0 estator (70), el rotor (80) y el cigüeñal (60) están montados en forma indexada, para presentar, entre sí, un posicionamiento relativo que produce, en la parada del motor eléctrico (M) y estando el cigüeñal (60) y el rotor (80) en la condición de punto muerto superior del pistón (20), un par de dentado capaz de alejar el pistón del punto muerto superior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The compressor comprises: a crankcase (B) carrying a cylinder (11) and a bearing hub (50) housing a crankshaft (60); a valve plate (40) closing one end of the cylinder (11); a piston (20) reciprocating in the cylinder (11) and driven by the rotation of the crankshaft (60); an electric motor (M) having a stator (70) fixed to the casing (B) and provided with winding grooves (71) and teeth (72), each tooth carrying a respective shoe (72a) and a rotor (80) fixed to the crankshaft (60) and carry magnetic segments (81). 0 stator (70), rotor (80) and crankshaft (60) are mounted in an indexed manner, to present, with respect to each other, a relative positioning that produces, when the electric motor (M) stops and when the crankshaft (60 ) and the rotor (80) in the top dead center condition of the piston (20), a toothing torque capable of moving the piston away from the top dead center. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Compresor de refrigeración alternativo y método para montar un compresor de refrigeración alternativo Reciprocating refrigeration compressor and method of mounting a reciprocating refrigeration compressor

Campo de la invenciónfield of invention

La presente invención se refiere a un compresor del tipo provisto de un pistón que es accionado, en un movimiento lineal alternativo en el interior de un cilindro, por una biela acoplada a la excéntrica de un cigüeñal fijado al rotor de un motor eléctrico, estando construido y montado el conjunto electromecánico del compresor, incluyendo el cigüeñal, el motor eléctrico, la biela y el pistón, para evitar la detención del pistón en el punto muerto superior o las proximidades del mismo, cuando el motor eléctrico se apaga para detener el compresor.The present invention refers to a compressor of the type provided with a piston that is actuated, in an alternative linear movement inside a cylinder, by a connecting rod coupled to the eccentric of a crankshaft fixed to the rotor of an electric motor, being constructed and assembled the electromechanical assembly of the compressor, including the crankshaft, electric motor, connecting rod and piston, to prevent the piston from stopping at or near top dead center when the electric motor is turned off to stop the compressor.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

En los compresores de refrigeración que presentan un pistón alternativo, la cámara de compresión está definida en el interior del cilindro, entre la parte superior del pistón y una placa de válvula, que contiene las válvulas de succión y descarga y que está fijada al cárter del compresor, cerrando uno de los extremos del cilindro.In refrigeration compressors that have a reciprocating piston, the compression chamber is defined inside the cylinder, between the top of the piston and a valve plate, which contains the suction and discharge valves and is fixed to the crankcase. compressor, closing one end of the cylinder.

En el tipo de compresor tenido en consideración en la presente memoria, la detención del pistón en el punto muerto superior, o sus proximidades, reduce la capacidad de sellado de la(s) válvula(s) de descarga, aumentando significativamente el retorno del fluido refrigerante, desde el condensador del sistema de refrigeración hasta la región de compresor mantenida a baja presión.In the type of compressor considered here, stopping the piston at or near top dead center reduces the sealing ability of the discharge valve(s), significantly increasing fluid return. refrigerant, from the refrigeration system condenser to the compressor region maintained at low pressure.

El gráfico representado en la figura 1 de los dibujos adjuntos muestra la reducción de presión en la región de descarga del compresor, en función de la posición de la excéntrica del cigüeñal, después de que el motor se apaga para detener el compresor. La posición de 180° representa el punto muerto superior del pistón, mientras que las posiciones 0° y 360° representan el punto muerto inferior.The graph depicted in Figure 1 of the accompanying drawings shows the pressure reduction in the discharge region of the compressor, as a function of the position of the crankshaft eccentric, after the engine is turned off to stop the compressor. The 180° position represents the top dead center of the piston, while the 0° and 360° positions represent the bottom dead center.

Puede observarse que la tasa de caída de presión, que representa la fuga a través de la(s) válvula(s) de descarga, es al menos cinco veces mayor en aquellas situaciones en las que el compresor se detiene con el pistón en el punto muerto superior (180°) o las proximidades del mismo.It can be seen that the rate of pressure drop, representing the leakage through the discharge valve(s), is at least five times greater in those situations where the compressor stops with the piston at the point top dead (180°) or close to it.

La reducción de la capacidad de sellado de la(s) válvula(s) de descarga, debido a la detención del pistón en el punto muerto superior o las proximidades del mismo, se explica mediante las condiciones de presión de ese momento en la región de descarga del compresor, tal como se representa esquemáticamente en la figura 2 de los dibujos adjuntos. En la situación en la que el pistón 20 se detiene en el punto muerto superior o cerca del mismo, la diferencia de presión entre el interior de la cámara de compresión C y el lado aguas abajo de la(s) válvula(s) de descarga 40a, en el interior de la cubierta 41 del cilindro 11, es pequeña, lo que reduce la fuerza resultante del diferencial de presión requerido con la función de cerrar la(s) válvula(s) de descarga 40a, presionándola(s) contra el asiento de descarga respectivo definido en la placa de válvula 40. Si no existe un diferencial de presión mínimo entre los dos lados de la(s) válvula(s) de descarga 40a, la fuerza para cerrar la(s) válvula(s) de descarga 40a no será suficiente para garantizar un cierre más eficaz para impedir el paso de gas a través del respectivo asiento en la placa de válvula 40.The reduction in the sealing capacity of the discharge valve(s), due to the stop of the piston at or near top dead center, is explained by the pressure conditions at that moment in the region of compressor discharge, as schematically represented in Figure 2 of the accompanying drawings. In the situation where the piston 20 stops at or near top dead center, the pressure difference between the inside of the compression chamber C and the downstream side of the discharge valve(s) 40a, inside the cover 41 of the cylinder 11, is small, which reduces the force resulting from the pressure differential required with the function of closing the discharge valve(s) 40a, pressing it(s) against the respective discharge seat defined on the valve plate 40. If there is no minimum pressure differential between the two sides of the discharge valve(s) 40a, the force to close the discharge valve(s) discharge 40a will not be sufficient to guarantee a more efficient closure to prevent the passage of gas through the respective seat in the valve plate 40.

Después de fugarse por la(s) válvula(s) de descarga no completamente cerrada(s) (40a), el fluido refrigerante fluye a través del intersticio radial existente entre el cilindro 11 y el pistón 20 hasta la región del compresor y el sistema de refrigeración, que se encuentran a baja presión.After leaking through the not fully closed discharge valve(s) (40a), the refrigerant fluid flows through the radial gap between cylinder 11 and piston 20 to the region of the compressor and the system. refrigeration, which are at low pressure.

Las fugas excesivas a través de la(s) válvula(s) de descarga 40a después de la detención del compresor resultan indeseables, ya que, tras fluir desde el condensador hasta el evaporador del sistema de refrigeración, pasando a través del compresor, el fluido refrigerante contenido en el lado de baja presión del sistema de refrigeración absorberá la energía térmica contenida en el cuerpo del compresor, transfiriendo dicha energía térmica al interior del equipo refrigerante en el que se encuentra instalado el evaporador del sistema. Dicho procedimiento aumenta la carga térmica en el evaporador, lo que perjudica la eficiencia energética del sistema de refrigeración.Excessive leakage through the discharge valve(s) 40a after the compressor stops is undesirable, since, after flowing from the condenser to the evaporator of the refrigeration system, passing through the compressor, the fluid The refrigerant contained in the low pressure side of the refrigeration system will absorb the thermal energy contained in the compressor body, transferring said thermal energy to the interior of the refrigerating equipment in which the system's evaporator is installed. This procedure increases the thermal load on the evaporator, which impairs the energy efficiency of the refrigeration system.

Además, las fugas a través de la(s) válvula(s) de descarga 40a, tras la detención del compresor, reducen el ahorro energético obtenido mediante la utilización de válvulas de retención instaladas entre el condensador y el dispositivo de expansión y cuya función es evitar una nueva compresión del fluido refrigerante ya almacenado, a alta presión, en el condensador del sistema de refrigeración.In addition, leaks through the discharge valve(s) 40a, after the compressor stops, reduce the energy savings obtained by using check valves installed between the condenser and the expansion device and whose function is avoid a new compression of the refrigerant fluid already stored, at high pressure, in the refrigeration system condenser.

Debido a las pérdidas provocadas a causa de la eficiencia energética de un sistema de refrigeración, tras la detención del compresor con el pistón 20 en el punto muerto superior, resulta deseable proporcionar una solución técnica que pueda evitar tal condición de funcionamiento.Due to the losses caused by the energy efficiency of a refrigeration system, after the stop of the compressor with the piston 20 at top dead center, it is desirable to provide a technical solution that can avoid such an operating condition.

Adicionalmente, el documento de la técnica anterior WO2012091339 divulga las características en el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta, que es un compresor de refrigeración alternativo, que comprende: un cárter que soporta un cilindro y un cubo de cojinete que aloja un cigüeñal provisto de una excéntrica; una placa de válvula que cierra un extremo del cilindro; un pistón de movimiento alternativo en el interior del cilindro y accionado por una biela acoplada a la excéntrica del cigüeñal; y un motor eléctrico 200 que presenta un estator fijado al cárter y dotado de una pluralidad de ranuras de bobinado intercaladas con dientes, soportando cada diente una zapata respectiva, y un rotor fijado al cigüeñal y que soporta segmentos magnéticos.Additionally, prior art document WO2012091339 discloses the features in the preamble of attached claim 1, which is an alternative refrigeration compressor, comprising: a crankcase that supports a cylinder and a bearing hub that houses a crankshaft provided with an eccentric; a valve plate closing one end of the cylinder; a reciprocating piston inside the cylinder and driven by a connecting rod coupled to the crankshaft eccentric; and an electric motor 200 having a stator fixed to the crankcase and provided with a plurality of winding slots interspersed with teeth, each tooth supporting a respective shoe, and a rotor fixed to the crankshaft and supporting magnetic segments.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Teniendo en consideración los hechos comentados anteriormente y relacionados con el estado de la técnica, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar un compresor de refrigeración alternativo, que se construye con el fin de evitar que, tras detenerse el motor eléctrico del compresor, el pistón permanezca en el punto muerto superior o en posiciones próximas a este último, en las que el diferencial de presión entre el lado aguas abajo y el lado aguas arriba de la(s) válvula(s) de descarga no es suficiente para garantizar el cierre hermético de dicha(s) válvula(s).Taking into consideration the facts mentioned above and related to the state of the art, the present invention has the objective of providing an alternative refrigeration compressor, which is constructed in order to avoid that, after stopping the electric motor of the compressor, the piston remain at or near top dead center where the pressure differential between the downstream and upstream side of the discharge valve(s) is not sufficient to ensure tight shutoff of said valve(s).

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un nuevo método para montar el tipo de compresor alternativo que se tiene en consideración en la presente memoria.A further object of the invention is to provide a new method of assembling the type of reciprocating compressor contemplated herein.

Estos y otros objetivos de la invención se alcanzan mediante un compresor de refrigeración alternativo según el contenido de la reivindicación 1 y mediante un método para montar tal compresor según el contenido de la reivindicación 2.These and other objects of the invention are achieved by a reciprocating refrigeration compressor according to the content of claim 1 and by a method of assembling such a compressor according to the content of claim 2.

Según un aspecto de la invención, el sistema de refrigeración alternativo, en el estado de punto muerto superior del pistón, al menos un segmento magnético del rotor presenta su eje radial de simetría que coincide con el eje radial de simetría de una ranura de bobinado correspondiente, estando dichos ejes radiales de simetría posicionados entre los dos dientes de estator adyacentes a dicha ranura de bobinado, el estator, el rotor y el cigüeñal presentan, entre sí, un posicionamiento que produce, tras la detención del motor eléctrico y con el conjunto definido por la posición del cigüeñal y el rotor en punto muerto superior del pistón, un par de retención capaz de alejar el pistón del punto muerto superior, lo que garantiza el sellado de las válvulas de descarga. El par de retención se define como el par resultante de la variación de la reluctancia al paso del flujo magnético útil, generado por el imán, entre al menos un segmento magnético del rotor y un diente de estator enfrentado.According to one aspect of the invention, the reciprocating cooling system, in the top dead center state of the piston, at least one magnetic segment of the rotor has its radial axis of symmetry that coincides with the radial axis of symmetry of a corresponding winding slot , said radial axes of symmetry being positioned between the two stator teeth adjacent to said winding slot, the stator, the rotor and the crankshaft present, with respect to each other, a positioning that produces, after stopping the electric motor and with the set defined due to the position of the crankshaft and the rotor at top dead center of the piston, a holding torque capable of moving the piston away from top dead center, which guarantees the sealing of the discharge valves. The holding torque is defined as the torque resulting from the variation of the reluctance to the passage of the useful magnetic flux, generated by the magnet, between at least one magnetic segment of the rotor and a facing stator tooth.

La invención proporciona además un método para montar el compresor mencionado anteriormente, según el que el rotor se fija al cigüeñal, que ya se encuentra alojado en el cubo de cojinete y que se retiene con su excéntrica en una posición correspondiente a la posición de punto muerto superior de pistón y en el que se genera un par de retención capaz de alejar el pistón del punto muerto superior, en el que el rotor está fijado al cigüeñal con el eje radial de simetría de al menos un segmento magnético que coincide con el eje radial de simetría de una ranura de bobinado correspondiente, estando dichos ejes radiales de simetría colocados entre los dos dientes adyacentes a dicha ranura de bobinado.The invention further provides a method for assembling the aforementioned compressor, according to which the rotor is fixed to the crankshaft, which is already housed in the bearing hub and is held with its eccentric in a position corresponding to the neutral position. upper piston and in which a holding torque is generated capable of moving the piston away from the top dead center, in which the rotor is fixed to the crankshaft with the radial axis of symmetry of at least one magnetic segment coinciding with the radial axis of symmetry of a corresponding winding slot, said radial axes of symmetry being positioned between the two teeth adjacent to said winding slot.

La presente construcción propuesta no requiere la realización de ninguna alteración constructiva relevante en el compresor. Sin embargo, según la solución constructiva propuesta en la presente memoria, si se produce una detención del motor eléctrico del compresor en una posición del conjunto rotor-cigüeñal en el estado de punto muerto superior de pistón, al menos uno de los segmentos magnéticos del rotor producirá, con un diente de estator enfrentado, un par de retención capaz de alejar el pistón del punto muerto superior y sus proximidades, después de la detención del motor, lo que crea una posición de equilibrio inestable, que permite que los flujos magnéticos que circulan a través del entrehierro fuercen el rotor y el cigüeñal para rotar en conjunto a una posición de mínima reluctancia al paso del flujo magnético, lo que estabiliza el conjunto rotor-cigüeñal en una posición en la que el pistón se desplaza alejándose de su punto muerto superior, una distancia capaz de producir un diferencial de presión entre el interior de la cámara de compresión del cilindro y el lado aguas abajo de la(s) válvula(s) de descarga, suficiente para garantizar el cierre de la(s) válvula(s) de descarga.The present proposed construction does not require any relevant constructive alteration to be made to the compressor. However, according to the constructive solution proposed herein, if the electric motor of the compressor stops in a position of the rotor-crankshaft assembly in the top dead center state of the piston, at least one of the magnetic segments of the rotor will produce, with a stator tooth facing each other, a holding torque capable of moving the piston away from the top dead center and its surroundings, after stopping the motor, which creates an unstable equilibrium position, which allows the magnetic fluxes that circulate through the air gap force the rotor and crankshaft to rotate together to a position of least reluctance to the passage of magnetic flux, which stabilizes the rotor-crankshaft assembly in a position in which the piston moves away from its top dead center , a distance capable of producing a pressure differential between the interior of the cylinder compression chamber and the downstream side of the valve(s) of d discharge, sufficient to guarantee the closure of the discharge valve(s).

La solución propuesta por la invención transforma el sistema de detención habitual del motor eléctrico del compresor, en el que el pistón presenta posiciones aleatorias en el interior del cilindro, en un sistema controlado mediante el que, tras producirse una detención del motor con el pistón en la posición de punto muerto superior o próxima a dicha posición, el conjunto rotor-cigüeñal se hará girar magnéticamente a la posición de equilibrio estable, alejando el pistón del punto muerto superior.The solution proposed by the invention transforms the usual stopping system for the compressor's electric motor, in which the piston has random positions inside the cylinder, into a controlled system whereby, after stopping the motor with the piston in top dead center position or close to top dead center position, the rotor-crankshaft assembly will be rotated magnetically to the stable equilibrium position, moving the piston away from top dead center.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La invención se describirá a continuación, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, a título de ejemplo y en los que:The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, by way of example and in which:

La figura 1 representa un gráfico que ilustra la reducción de presión en la región de descarga del compresor, en función del ángulo de detención de pistón tras la detención del motor eléctrico del compresor; Figure 1 represents a graph illustrating the pressure reduction in the discharge region of the compressor, as a function of the piston stop angle after the stop of the electric motor of the compressor;

la figura 2 ilustra, esquemáticamente, el estado de fuga de gas excesiva a través de la válvula de descarga tras detenerse el motor eléctrico del compresor con el pistón en la posición de punto muerto superior;Figure 2 schematically illustrates the state of excessive gas leakage through the discharge valve after the electric motor of the compressor stops with the piston at the top dead center position;

la figura 3 representa una vista en planta esquemática del conjunto formado por el estator, rotor, cigüeñal, biela y pistón en la posición de punto muerto superior, en la que el rotor presenta un par de segmentos magnéticos que definen, con los dientes y zapatas respectivos del estator, un estado en el que el par de retención es capaz de alejar el pistón del punto muerto superior y las proximidades del mismo;Figure 3 represents a schematic plan view of the assembly formed by the stator, rotor, crankshaft, connecting rod and piston in the top dead center position, in which the rotor has a pair of magnetic segments that define, with the teeth and shoes respective parts of the stator, a state in which the holding torque is capable of moving the piston away from and near top dead center;

la figura 4 representa una vista similar a la de la figura 3, pero que ilustra el pistón alejándose de su posición de punto muerto superior, haciéndose girar el cigüeñal adicionalmente en el sentido de las agujas del reloj desde la posición de punto muerto superior del pistón, definiendo los segmentos magnéticos del rotor, con los dientes y zapatas respectivos del estator, un estado estable, es decir, de mínima reluctancia al paso del flujo magnético útil formado entre dichos segmentos magnéticos y los dientes y zapatas respectivos del estator; y Figure 4 is a view similar to Figure 3, but illustrating the piston moving away from its top dead center position, the crankshaft being rotated further clockwise from the piston top dead center position , defining the magnetic segments of the rotor, with the respective teeth and shoes of the stator, a stable state, that is, of minimum reluctance to the passage of the useful magnetic flux formed between said magnetic segments and the respective teeth and shoes of the stator; Y

la figura 5 representa una vista similar a la de la figura 4, pero que ilustra el pistón alejándose de su posición de punto muerto superior, haciéndose girar el cigüeñal adicionalmente en el sentido contrario a las agujas del reloj desde la posición de punto muerto superior del pistón, definiendo los segmentos magnéticos de rotor, con los dientes y zapatas respectivos del estator, un estado estable, es decir, de mínima reluctancia al paso del flujo magnético útil formado entre dichos segmentos magnéticos y los dientes y zapatas respectivos del estator.Figure 5 is a view similar to that of Figure 4, but illustrating the piston moving away from its top dead center position, the crankshaft being rotated further counterclockwise from the top dead center position of the piston; piston, defining the magnetic segments of the rotor, with the respective teeth and shoes of the stator, a stable state, that is, of minimum reluctance to the passage of the useful magnetic flux formed between said magnetic segments and the respective teeth and shoes of the stator.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Según las ilustraciones y tal como ya se mencionó anteriormente, la presente invención se aplica a un compresor de refrigeración, más específicamente a un compresor alternativo, hermético o no, del tipo descrito anteriormente y que presenta, en el interior de una carcasa (no ilustrada), un cárter B, generalmente formado a partir de hierro fundido y que presenta una cara exterior generalmente plana F.According to the illustrations and as already mentioned above, the present invention applies to a refrigeration compressor, more specifically to an alternative compressor, hermetic or not, of the type described above and which has, inside a casing (not illustrated ), a casing B, generally formed from cast iron and having a generally flat outer face F.

El cárter B soporta al menos un cubo de pistón 10 que define un cilindro 11, que presenta un extremo abierto en la cara exterior F del cárter y en cuyo interior se aloja y desplaza, en movimiento lineal alternativo, un pistón 20. El cilindro 11 presenta dicho extremo cerrado por una placa de válvula 40 y por una cubierta de cilindro 41, que se asientan y se fijan, normalmente mediante unos tornillos (no ilustrados), contra la cara exterior F del cárter B, tal como se ilustra en la figura 2. La placa de válvula 40 soporta al menos una válvula de descarga 40a y una válvula de succión, no ilustradas, siendo dichas válvulas del tipo álabe y presentando cualquier construcción adecuada en relación con el funcionamiento por diferencial de presión entre sus lados aguas arriba y aguas abajo, con el fin de establecer una comunicación de fluidos selectiva entre una cámara de compresión C, definida en el interior del cilindro 11 entre el pistón 20 y la placa de válvula 40 y los lados de succión y descarga del compresor.The casing B supports at least one piston hub 10 defining a cylinder 11, which has an open end on the outer face F of the casing and inside which a piston 20 is housed and moves, in reciprocating linear movement. The cylinder 11 it presents said end closed by a valve plate 40 and by a cylinder cover 41, which are seated and fixed, normally by means of screws (not illustrated), against the outer face F of the casing B, as illustrated in figure 2. The valve plate 40 supports at least one discharge valve 40a and one suction valve, not illustrated, said valves being of the vane type and presenting any suitable construction in relation to operation by pressure differential between their upstream and downstream sides. downstream, in order to establish selective fluid communication between a compression chamber C, defined inside cylinder 11 between piston 20 and valve plate 40 and the suction and compressor discharge.

El cárter B soporta además un cubo de cojinete 50 que aloja un cigüeñal 60 provisto de una excéntrica 61 en el que está acoplado un extremo de una biela 62 cuyo extremo opuesto se acopla al pistón 20, con el fin de desplazar a este último en un movimiento alternativo en el interior del cilindro 11, entre las posiciones de punto muerto superior y punto muerto inferior, mediante la aplicación de rotación al cigüeñal 40.The casing B also supports a bearing hub 50 that houses a crankshaft 60 provided with an eccentric 61 in which one end of a connecting rod 62 is coupled, the opposite end of which is coupled to the piston 20, in order to move the latter by a reciprocating motion inside cylinder 11, between top dead center and bottom dead center positions, by applying rotation to crankshaft 40.

El compresor es accionado por un motor eléctrico M que presenta un estator 70 fijado al cárter B y provisto de una pluralidad de ranuras de bobinado 71 intercaladas con unos dientes 72 que soportan, cada una, una zapata 72a respectiva, y un rotor 80, fijado al cigüeñal. 60 y que soporta segmentos magnéticos 81, que están dispuestos sustancialmente en una alineación circunferencial periférica.The compressor is driven by an electric motor M having a stator 70 fixed to the casing B and provided with a plurality of winding slots 71 interspersed with teeth 72 each supporting a respective shoe 72a, and a rotor 80 fixed to the crankshaft. 60 and supporting magnetic segments 81, which are arranged in substantially peripheral circumferential alignment.

Según la invención, una de las formas para montar el conjunto electromecánico del compresor se logra fijando el estator 70, en una posición de diseño determinada, en el cárter B del compresor. Después de definir la posición del estator 70 en relación con el cárter B y, por consiguiente, con el cilindro 11 que se define en el cubo de pistón 10, el cigüeñal 60 se monta en el cubo de cojinete 50 del cárter B y se posiciona de manera giratoria en el punto muerto superior del pistón 20.According to the invention, one of the ways to mount the electromechanical assembly of the compressor is achieved by fixing the stator 70, in a determined design position, in the crankcase B of the compressor. After defining the position of the stator 70 in relation to the crankcase B and, consequently, with the cylinder 11 being defined in the piston hub 10, the crankshaft 60 is mounted in the bearing hub 50 of the crankcase B and is positioned rotatably at top dead center of piston 20.

Una vez que el cigüeñal 60 está montado y posicionado de manera angular en el cubo de cojinete 50, el rotor 80 del motor eléctrico M puede fijarse a una extensión correspondiente del cigüeñal 60, en una colocación angular relativa, que permite, cuando la excéntrica 61 del cigüeñal 60 está en la posición de punto muerto superior del pistón 20, generar un par de retención capaz de alejar el pistón del punto muerto superior y de las proximidades del mismo.Once the crankshaft 60 is mounted and angularly positioned on the bearing hub 50, the rotor 80 of the electric motor M can be fixed to a corresponding extension of the crankshaft 60, in a relative angular position, which allows, when the eccentric 61 of the crankshaft 60 is in the top dead center position of the piston 20, generating a holding torque capable of moving the piston away from and in the vicinity of top dead center.

Más concretamente, la solución propuesta prevé la fijación del rotor 80 al cigüeñal 60 en una posición relativa en la que el eje radial de simetría de al menos un segmento magnético 81 coincide con el eje radial de simetría de una ranura de bobinado 71 correspondiente, estando dichos ejes radiales de simetría posicionados entre los dos dientes 72 adyacentes a dicha ranura de bobinado 71.More specifically, the proposed solution provides for fixing the rotor 80 to the crankshaft 60 in a relative position in which the radial axis of symmetry of at least one magnetic segment 81 coincides with the radial axis of symmetry of a corresponding winding slot 71, being said radial axes of symmetry positioned between the two teeth 72 adjacent to said winding slot 71.

Según la invención, la indexación para la fijación del cigüeñal 60 en el rotor 80 y la fijación del estator 70 en el cárter B, con la indexación de al menos una ranura de estator 71, en relación con la posición de rotación del conjunto de cigüeñal 60 y el rotor 80, correspondiente a la posición de punto muerto superior del pistón 20, permite que, en esta posición del pistón 20, las fuerzas magnéticas (no ilustradas), que están presentes en el conjunto rotor-estator, se utilicen para impedir que el pistón permanezca, en estado estacionario, en la posición de punto muerto superior, si dicha posición del pistón se produce tras una detención del motor eléctrico del compresor. According to the invention, the indexing for the fixing of the crankshaft 60 on the rotor 80 and the fixing of the stator 70 on the crankcase B, with the indexing of at least one stator slot 71, relative to the rotational position of the crankshaft assembly 60 and rotor 80, corresponding to the top dead center position of piston 20, allows that, in this position of piston 20, the magnetic forces (not shown), which are present in the rotor-stator assembly, are used to prevent the piston from remaining, in a stationary state, in the top dead center position, if said position of the piston occurs after a stoppage of the electric motor of the compressor.

En la posición de punto muerto superior del pistón 20, las fuerzas magnéticas que actúan sobre el rotor 80 crean un estado de gran inestabilidad para este último, forzando su rotación adicional, en un sentido o en el otro, un ángulo que corresponde a 1/p de la distancia angular entre cada dos posiciones consecutivas de estado de inestabilidad del rotor 80, en donde p es el número de polos del rotor.In the top dead center position of the piston 20, the magnetic forces acting on the rotor 80 create a highly unstable state for the latter, forcing its further rotation, in one direction or the other, through an angle corresponding to 1/ p is the angular distance between each two consecutive unsteady state positions of the rotor 80, where p is the number of rotor poles.

Teniendo en consideración que el rotor 80 presenta un número par de segmentos magnéticos 81, la distancia angular entre cada dos posiciones consecutivas de inestabilidad magnética del rotor 80 corresponderá a la relación de 360° para la mitad del producto del número de segmentos magnéticos 81 por el número de ranuras de estator 71. En el ejemplo ilustrado en las figuras 3, 4 y 5, el rotor presenta cuatro segmentos magnéticos 81 (cuatro polos) y el estator 70 presenta seis ranuras de estator 71. En este caso, el motor M presenta 12 posiciones de inestabilidad magnética (naturaleza inestable) y 12 posiciones de estabilidad magnética (naturaleza estable) del rotor 80, posiciones que se intercalan una en relación con la otra, estando cada dos posiciones consecutivas, de la misma naturaleza, angularmente separadas una con respecto a otra un ángulo de 30° y separadas también de las posiciones adyacentes o consecutivas de otra naturaleza, un ángulo de 15°.Considering that the rotor 80 has an even number of magnetic segments 81, the angular distance between each two consecutive positions of magnetic instability of the rotor 80 will correspond to the 360° ratio for half the product of the number of magnetic segments 81 by the number of stator slots 71. In the example illustrated in Figures 3, 4 and 5, the rotor has four magnetic segments 81 (four poles) and the stator 70 has six stator slots 71. In this case, the motor M has 12 positions of magnetic instability (unstable nature) and 12 positions of magnetic stability (stable nature) of the rotor 80, positions that are intercalated in relation to each other, each two consecutive positions, of the same nature, being angularly separated from each other to another an angle of 30° and also separated from adjacent or consecutive positions of another nature, an angle of 15°.

En la presente solución, siempre que el rotor 80 se detiene en un estado de equilibrio magnético inestable en relación con un par de segmentos magnéticos 81 diametralmente opuestos, se verá forzado magnéticamente a rotar en un sentido o en el otro, hacia un estado de equilibrio magnético estable generado por el campo magnético (no ilustrado), un ángulo que dependerá del número de polos del rotor 80 y de las ranuras de estator 71. En el ejemplo ilustrado, el ángulo será de al menos 7,5 grados en cualquiera de los sentidos. En un rotor de seis polos, que funciona con un estator de nueve ranuras, dicho ángulo de desplazamiento magnético adicional será de al menos 5 grados. In the present solution, whenever the rotor 80 stops in a state of unstable magnetic equilibrium relative to a pair of diametrically opposed magnetic segments 81, it will be magnetically forced to rotate in one direction or the other, towards a state of equilibrium. stable magnetic field generated by the magnetic field (not illustrated), an angle that will depend on the number of poles of the rotor 80 and stator slots 71. In the illustrated example, the angle will be at least 7.5 degrees in either direction. senses. In a six-pole rotor, operating with a nine-slot stator, such an additional magnetic offset angle will be at least 5 degrees.

Claims (3)

REIVINDICACIONES 1. Compresor de refrigeración alternativo, que comprende:1. Reciprocating refrigeration compressor, comprising: - un cárter (B) que soporta un cilindro (11) y un cubo de cojinete (50) que aloja un cigüeñal (60) provisto de una excéntrica (61);- a casing (B) supporting a cylinder (11) and a bearing hub (50) housing a crankshaft (60) provided with an eccentric (61); - una placa de válvula (40) que cierra un extremo del cilindro (11);- a valve plate (40) closing one end of the cylinder (11); - un pistón (20) de movimiento alternativo en el interior del cilindro (11) y accionado por una biela (62) acoplada a la excéntrica (61) del cigüeñal (60);- a piston (20) with reciprocating movement inside the cylinder (11) and driven by a connecting rod (62) coupled to the eccentric (61) of the crankshaft (60); - un motor eléctrico (M) que presenta un estator (70) fijado al cárter (B) y provisto de una pluralidad de ranuras de bobinado (71) intercaladas con unos dientes (72), soportando cada diente una respectiva zapata (72a), y un rotor (80) fijado al cigüeñal (60) y que soporta unos segmentos magnéticos (81),- an electric motor (M) having a stator (70) fixed to the casing (B) and provided with a plurality of winding grooves (71) interspersed with teeth (72), each tooth supporting a respective shoe (72a), and a rotor (80) fixed to the crankshaft (60) and supporting magnetic segments (81), estando el compresor de refrigeración alternativo caracterizado por que, en el estado de punto muerto superior del pistón (20), por lo menos un segmento magnético (81) del rotor (80) tiene su eje radial de simetría coincidente con el eje radial de simetría de una ranura de bobinado (71) correspondiente, estando dichos ejes radiales de simetría posicionados entre los dos dientes de estator (72) adyacentes a dicha ranura de bobinado (71), presentando el estator (70), el rotor (80) y el cigüeñal (60), en relación entre sí, un posicionamiento relativo que produce, tras detenerse el motor eléctrico (M) y estando el conjunto de cigüeñal (60) y rotor (80) en el estado de punto muerto superior del pistón (20), un par de retención capaz de alejar el pistón del punto muerto superior.the reciprocating refrigeration compressor being characterized in that, in the top dead center state of the piston (20), at least one magnetic segment (81) of the rotor (80) has its radial axis of symmetry coinciding with the radial axis of symmetry of a corresponding winding slot (71), said radial axes of symmetry being positioned between the two stator teeth (72) adjacent to said winding slot (71), presenting the stator (70), the rotor (80) and the crankshaft (60), in relation to each other, a relative positioning that produces, after the electric motor (M) stops and the crankshaft (60) and rotor (80) assembly being in the top dead center state of the piston (20) , a holding torque capable of moving the piston away from top dead center. 2. Método para montar un compresor de refrigeración alternativo del tipo que comprende:2. Method for assembling a reciprocating refrigeration compressor of the type comprising: - un cárter (B) que soporta un cubo de pistón (10), un cilindro (11) y un cubo de cojinete (50) que aloja un cigüeñal (60) provisto de una excéntrica (61);- a casing (B) supporting a piston hub (10), a cylinder (11) and a bearing hub (50) housing a crankshaft (60) provided with an eccentric (61); - una placa de válvula (40) y una cubierta (41) cerrando un extremo del cilindro (11);- a valve plate (40) and a cover (41) closing one end of the cylinder (11); - un pistón (20) de movimiento alternativo en el interior del cilindro (11) y accionado por una biela (62) acoplada a la excéntrica (61) del cigüeñal (60);- a piston (20) with reciprocating movement inside the cylinder (11) and driven by a connecting rod (62) coupled to the eccentric (61) of the crankshaft (60); - un motor eléctrico (M) que presenta un estator (70) fijado al cárter (B) y provisto de una pluralidad de ranuras de bobinado (71) intercaladas con unos dientes (72), soportando cada diente una respectiva zapata (72a), y un rotor (80) fijado al cigüeñal (60) y soportando unos segmentos magnéticos (81), comprendiendo dicho método las etapas siguientes:- an electric motor (M) having a stator (70) fixed to the casing (B) and provided with a plurality of winding grooves (71) interspersed with teeth (72), each tooth supporting a respective shoe (72a), and a rotor (80) fixed to the crankshaft (60) and supporting magnetic segments (81), said method comprising the following steps: - fijar el estator (70) al cárter (B);- fix the stator (70) to the casing (B); - montar el cigüeñal (60) en el cubo de cojinete (50) del cárter (B), bloqueando de manera giratoria el cigüeñal (60) con su excéntrica (61) en la posición de punto muerto superior del pistón (20); estando el método caracterizado por que comprende las etapas siguientes:- mounting the crankshaft (60) on the bearing hub (50) of the crankcase (B), rotatingly locking the crankshaft (60) with its eccentric (61) in the top dead center position of the piston (20); the method being characterized in that it comprises the following steps: - fijar el rotor (80) en el cigüeñal (60) en un posicionamiento angular relativo, con el fin de producir un par de retención capaz de alejar el pistón de la posición de punto muerto superior;- fixing the rotor (80) on the crankshaft (60) in a relative angular position, in order to produce a holding torque capable of moving the piston away from the top dead center position; en el que el rotor (80) está fijado al cigüeñal (60) con el eje radial de simetría de por lo menos un segmento magnético (81) coincidente con el eje radial de simetría de una ranura de bobinado (71) correspondiente, estando dichos ejes radiales de simetría posicionados entre los dos dientes (72) adyacentes a dicha ranura de bobinado (71).in which the rotor (80) is fixed to the crankshaft (60) with the radial axis of symmetry of at least one magnetic segment (81) coinciding with the radial axis of symmetry of a corresponding winding slot (71), said radial axes of symmetry positioned between the two teeth (72) adjacent to said winding slot (71). 3. Método, según la reivindicación 2, caracterizado por que el rotor (80) está fijado al cigüeñal (60) con la dirección diametral del cigüeñal (60), pasando por el centro geométrico de la excéntrica (61), coincidente con los ejes radiales de simetría de un segmento magnético (81) y de la ranura de bobinado (71) correspondiente. 3. Method, according to claim 2, characterized in that the rotor (80) is fixed to the crankshaft (60) with the diametral direction of the crankshaft (60), passing through the geometric center of the eccentric ( 61 ), coinciding with the axes symmetry radials of a magnetic segment (81) and of the corresponding winding slot (71).
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