ES2930776T3

ES2930776T3 - Compresor de espiral

Info

Publication number: ES2930776T3
Application number: ES17834251T
Authority: ES
Inventors: Yasuo Mizushima; Yasuhiro Murakami; Ryouta Nakai; Masahiro Noro
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2022-12-21
Anticipated expiration: 2037-07-24
Also published as: JP2018017224A; US11131305B2; JP7169737B2; CN109477482A; CN109477482B; US20190162185A1; EP3492746A4; WO2018021245A1; EP3492746B1; EP3492746A1

Abstract

Un compresor de espiral (10) comprende una espiral fija (51), una espiral móvil (52) y un cigüeñal (30). La espiral móvil (52) puede girar alrededor de la espiral fija (51). El cigüeñal (30) puede girar mientras hace girar la espiral móvil (52). Se forma un puerto de descarga (55) en uno de la espiral fija (51) y la espiral móvil (52), y se forma una parte de muesca (56) en la otra. Debido a la revolución de la espiral móvil (52), la parte de muesca (56) que se forma en el otro pasa al menos parcialmente por el contorno del puerto de descarga (55) que se forma en el uno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Compresor de espiral

Campo técnico

La presente invención se refiere a un compresor de espiral.

Estado de la técnica

Un compresor de espiral tiene una espiral fija y una espiral móvil que poseen una forma tal como una curva envolvente. Las capacidades de las cámaras de compresión definidas por la espiral fija y la espiral móvil se hacen más pequeñas con el movimiento giratorio de la espiral móvil, por lo que se realiza la compresión del fluido. Las cámaras de compresión y un puerto de descarga se comunican entre sí en un momento en el que las capacidades de las cámaras de compresión generalmente alcanzan un mínimo, y el fluido a alta presión que ha sido comprimido se descarga desde el puerto de descarga hacia el exterior.

En el compresor de espiral que el documento 1 de patente (JP-A No. 2014-105589) describe, la forma del perfil del puerto de descarga está diseñada de tal manera que, en el momento en el que las cámaras de compresión y el puerto de descarga se comunican entre sí, un área de comunicación entre el puerto de descarga y las cámaras de compresión se vuelve repentinamente más grande, para así tratar de reducir la pérdida de presión del fluido en el puerto de descarga.

El documento JP H08-21381 A describe un compresor de espiral que comprende: una espiral fija; una espiral móvil que puede girar con respecto a la espiral fija; y un cigüeñal que puede girar haciendo que la espiral móvil gire, en el que se forma un puerto de descarga en una de la espiral fija o la espiral móvil y se forma una parte recortada en la otra, la parte recortada formada en la otra atraviesa al menos parcialmente el perfil del puerto de descarga formado en uno debido al giro de la espiral móvil, la espiral fija y la espiral móvil definen cámaras de compresión para comprimir un fluido, la otra cubre al menos parcialmente el puerto de descarga y por lo tanto puede cambiar un área de comunicación que es el área de una parte del área total del puerto de descarga que contribuye a la comunicación con las cámaras de compresión, ya que el cigüeñal gira desde una primera posición de ángulo de rotación que corresponde a una disposición en la que las cámaras de compresión y el puerto de descarga comienzan comunicándose entre sí a una segunda posición de ángulo de rotación que es un ángulo de intervalo de descarga preliminar mayor que la primera posición del ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una primera tasa de aumento, a medida que el cigüeñal gira desde la segunda posición del ángulo de rotación a una tercera posición del ángulo de rotación que es mayor que la segunda posición del ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una segunda tasa de aumento, y la segunda tasa de aumento es mayor que la primera tasa de aumento.

Sumario de la invención

En el caso de que el área de comunicación se haga repentinamente más grande en el momento en el que las cámaras de compresión y el puerto de descarga se comunican entre sí, a veces se produce un reflujo del fluido. Cuando el fluido que se ha descargado una vez se vuelve a comprimir debido al reflujo, se produce como resultado una pérdida de presión. Hay casos en los que la magnitud de la pérdida de presión resultante de este reflujo supera la reducción de la pérdida de presión obtenida al asegurar el tamaño del área de comunicación en el momento de la comunicación.

Es un problema de la presente invención mejorar el rendimiento de un compresor de espiral al reducir la pérdida de presión durante todo el funcionamiento del compresor de espiral.

<Solución al Problema>

Un compresor de espiral perteneciente a un primer aspecto de la invención se define en la reivindicación 1 adjunta y tiene una espiral fija, una espiral móvil y un cigüeñal. La espiral móvil puede girar con respecto a la espiral fija. El cigüeñal puede girar mientras hace que la espiral móvil gire. Se forma un puerto de descarga en una de la espiral fija o la espiral móvil, y se forma una parte recortada en la otra. La parte recortada formada en la otra atraviesa al menos parcialmente el perfil del puerto de descarga formado en el uno debido al giro de la espiral móvil.

Según esta configuración, cuando la parte recortada formada en la otra atraviesa el perfil del puerto de descarga, las cámaras de compresión y el puerto de descarga se comunican entre sí en una pequeña área de paso de flujo. En consecuencia, parte del fluido dentro de las cámaras de compresión se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido dentro de las cámaras de compresión se vuelve más baja, por lo que se puede reducir el reflujo del fluido a las cámaras de compresión.

Un compresor de espiral perteneciente a un segundo aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto, en el que la parte recortada es una parte inclinada o una parte escalonada.

Según esta configuración, la parte recortada es una parte inclinada o una parte escalonada. En consecuencia, es fácil formar la parte recortada.

Un compresor de espiral perteneciente a un tercer aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto o al segundo aspecto, en el que la espiral fija tiene una parte de placa plana de espiral fija y una parte de espiral fija. La parte de espiral fija se erige sobre la parte de placa plana de espiral fija. La espiral móvil tiene una parte de placa plana de espiral móvil y una parte de espiral móvil. La parte de espiral móvil se erige sobre la parte de placa plana de espiral móvil. El puerto de descarga está formado en la parte de placa plana de espiral fija. La parte recortada está formada en la parte de espiral móvil.

Según esta configuración, el puerto de descarga está formado en la espiral fija. En consecuencia, el puerto de descarga no se mueve, por lo que es fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido de descarga que se descarga del elemento de compresión.

Un compresor de espiral perteneciente a un cuarto aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al tercer aspecto, en el que el puerto de descarga está formado en el centro de la parte de placa plana de espiral fija. La parte recortada está formada en un borde exterior de la parte de espiral móvil.

Según esta configuración, el puerto de descarga está formado en el centro de la espiral fija. En consecuencia, el fluido que ha sido comprimido con alta compresibilidad puede descargarse en el centro de la espiral fija.

Un compresor de espiral perteneciente a un quinto aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto o al segundo aspecto, en donde la espiral fija tiene una parte de placa plana de espiral fija y una parte de espiral fija. La parte de espiral fija se erige sobre la parte de placa plana de espiral fija. La espiral móvil tiene una parte de placa plana de espiral móvil y una parte de espiral móvil. La parte de espiral móvil se erige sobre la parte de placa plana de espiral móvil. El puerto de descarga está formado en la porción de placa plana de espiral móvil. La parte recortada está formada en la parte de espiral fija.

Según esta configuración, la parte recortada está formada en la espiral fija. En consecuencia, el reflujo del fluido se puede inhibir en el caso en el que, debido a las limitaciones del diseño, sea necesario proporcionar el puerto de descarga en la espiral móvil.

Un compresor de espiral perteneciente a un sexto aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al quinto aspecto, en donde el puerto de descarga está formado en el centro de la parte de placa plana de espiral móvil. La parte recortada está formada en un borde exterior de la parte de espiral fija.

Según esta configuración, el puerto de descarga está formado en el centro de la espiral móvil. En consecuencia, el puerto de descarga comparativamente no se mueve, por lo que es comparativamente fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido de descarga.

Según un compresor de espiral perteneciente al primer aspecto de la invención, la espiral fija y la espiral móvil definen cámaras de compresión para comprimir un fluido. La otra cubre al menos parcialmente el puerto de descarga y por lo tanto puede cambiar un área de comunicación. El área de comunicación es el área de una parte del área total del puerto de descarga que contribuye a la comunicación con las cámaras de compresión. Una primera posición de ángulo de rotación corresponde a una disposición en la que las cámaras de compresión y el puerto de descarga comienzan a comunicarse entre sí. Una segunda posición de ángulo de rotación es un ángulo de intervalo de descarga preliminar mayor que la primera posición de ángulo de rotación. A medida que el cigüeñal gira desde la primera posición de ángulo de rotación hasta la segunda posición de ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una primera tasa de aumento. Una tercera posición de ángulo de rotación es mayor que la segunda posición de ángulo de rotación. A medida que el cigüeñal gira desde la segunda posición de ángulo de rotación hasta la tercera posición de ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una segunda tasa de aumento. La segunda tasa de aumento es mayor que la primera tasa de aumento.

Según esta configuración, durante un tiempo predeterminado después de que las cámaras de compresión y el puerto de descarga comiencen a comunicarse entre sí, es decir, a medida que el cigüeñal gira desde la primera posición de ángulo de rotación hasta la segunda posición de ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta suavemente. En este momento, parte del fluido dentro de las cámaras de compresión se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido dentro de las cámaras de compresión se vuelve más baja. En consecuencia, se puede reducir el reflujo del fluido a las cámaras de compresión cuando el cigüeñal gira a partir de ahí desde la segunda posición de ángulo de rotación a la tercera posición de ángulo de rotación.

Un compresor de espiral perteneciente a un octavo aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto, en donde el ángulo de intervalo de descarga preliminar es de 20° a 60°.

Según esta configuración, se asegura el ángulo de intervalo de descarga preliminar que tiene un tamaño predeterminado. En consecuencia, el reflujo del fluido se puede inhibir de forma más fiable.

Un compresor de espiral perteneciente a un noveno aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto o al octavo aspecto, en donde el área de comunicación en la segunda posición de ángulo de rotación es del 7% al 15% del área total del puerto de descarga.

Según esta configuración, a medida que el cigüeñal gira desde la primera posición de ángulo de rotación hasta la segunda posición de ángulo de rotación, el área de comunicación expone hasta el 7% al 15% del área total del puerto de descarga. En consecuencia, la etapa de descarga con un caudal bajo se puede realizar de forma fiable.

Un compresor de espiral perteneciente a un décimo aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente a cualquiera del primero, octavo o noveno aspecto, en donde la segunda tasa de aumento es dos o más veces la primera tasa de aumento.

Según esta configuración, la segunda tasa de aumento relativa a la etapa de descarga con el caudal alto es dos o más veces la primera tasa de aumento relativa a la etapa de descarga con el caudal bajo. En consecuencia, las tasas de flujo en las dos etapas de descarga cambian significativamente, por lo que la reducción del reflujo se vuelve fiable. Según un compresor de espiral perteneciente al primer aspecto de la invención, la posición del tercer ángulo de rotación es 90° o más mayor que la segunda posición de ángulo de rotación.

Según esta configuración, se define la diferencia entre la segunda posición de ángulo de rotación y la tercera posición de ángulo de rotación. En consecuencia, en la etapa de descarga con el caudal alto, se determina el intervalo de posición del ángulo de rotación del cigüeñal que implica el aumento del área de comunicación.

Un compresor de espiral perteneciente a un duodécimo aspecto de la invención es el compresor de espiral perteneciente a cualquiera del primero a décimo aspectos, en donde se forma una parte rebajada en la otra de la espiral fija o la espiral móvil, y una parte recortada se forma en la uno. La parte recortada formada en ella atraviesa al menos parcialmente el perfil de la parte rebajada debido al giro de la espiral móvil.

Según esta configuración, cuando la parte recortada formada en una atraviesa el perfil de la parte rebajada, las cámaras de compresión y el puerto de descarga se comunican entre sí en una pequeña área de paso de flujo. En consecuencia, parte del fluido dentro de las cámaras de compresión se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido dentro de las cámaras de compresión disminuye, por lo que se puede reducir aún más el reflujo del fluido a las cámaras de compresión.

Según el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto, el octavo aspecto y el duodécimo aspecto de la invención, se puede reducir el reflujo del fluido a las cámaras de compresión.

Según el compresor de espiral perteneciente al segundo aspecto de la invención, es fácil formar la parte recortada. Según el compresor de espiral perteneciente al tercer aspecto de la invención, el puerto de descarga no se mueve, por lo que es fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido de descarga que se descarga del elemento de compresión.

Según el compresor de espiral perteneciente al cuarto aspecto de la invención, el fluido comprimido con alta compresibilidad puede descargarse en el centro de la espiral fija.

Según el compresor de espiral perteneciente al quinto aspecto de la invención, el reflujo del fluido se puede inhibir en un caso en el que, debido a limitaciones de diseño, sea necesario proporcionar el puerto de descarga en la espiral móvil.

Según el compresor de espiral perteneciente al sexto aspecto de la invención, el puerto de descarga comparativamente no se mueve, por lo que es comparativamente fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido de descarga.

Según el compresor de espiral perteneciente al noveno aspecto de la invención, se puede realizar la etapa de descarga con el caudal bajo.

Según el compresor de espiral perteneciente al décimo aspecto de la invención, los caudales en las dos etapas de descarga cambian significativamente, por lo que la reducción del reflujo se vuelve fiable.

Según el compresor de espiral perteneciente al primer aspecto de la invención, en la etapa de descarga con el caudal alto se determina el intervalo de posición del ángulo de rotación del cigüeñal que implica el aumento del área de comunicación.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en sección de un compresor 10 de espiral perteneciente a una primera realización de la invención.

La FIG. 2 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de una parte central de un elemento 50 de compresión perteneciente a la primera realización de la invención.

La FIG. 3 es una vista superior de una envolvente 52b de una espiral móvil 52.

La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión perteneciente a la primera realización de la invención.

La FIG. 5 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión perteneciente a la primera realización de la invención.

La FIG. 6 es un gráfico que muestra un cambio en un área S de comunicación resultante de la rotación de un cigüeñal 30.

La FIG. 7 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión correspondiente a un ejemplo comparativo.

La FIG. 8 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de la parte central del elemento 50 de compresión perteneciente a una modificación ejemplar de la primera realización de la invención.

La FIG. 9 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de la parte central del elemento 50 de compresión perteneciente a una segunda realización de la invención.

La FIG. 10 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión perteneciente a la segunda realización de la invención.

Descripción de las realizaciones

(1) Configuración General

La FIG. 1 es una vista en sección de un compresor 10 de espiral perteneciente a una primera realización de la invención. El compresor 10 de espiral comprime el fluido refrigerante a baja presión que ha aspirado en el refrigerante a alta presión y descarga el refrigerante a alta presión. El compresor 10 de espiral tiene una carcasa 11, un motor 20, un cigüeñal 30, un elemento 50 de compresión y un miembro 60 de formación de espacio de alta presión.

(2) Configuración Detallada

(2-1) Carcasa 11

La carcasa 11 aloja elementos constitutivos del compresor 10 de espiral. La carcasa 11 tiene una parte 11a de cuerpo central y también una parte superior 11b y una parte inferior 11 c que están aseguradas a la parte 11a de cuerpo central y forman un espacio interior. La carcasa 11 tiene una resistencia capaz de soportar la presión del refrigerante a alta presión existente en el espacio interior. En la carcasa 11 hay prevista una tubería 15 de succión para aspirar el refrigerante a baja presión que es un fluido y una tubería 16 de descarga para descargar el refrigerante a alta presión que es un fluido.

(2-2) Motor 20

El motor 20 genera la potencia necesaria para la operación de compresión. El motor 20 tiene un estator 21, que está asegurado directa o indirectamente a la carcasa 11, y un rotor 22 que puede girar. El motor es accionado por energía eléctrica suministrada por un cable conductor no mostrado en los dibujos.

(2-3) Cigüeñal 30

El cigüeñal 30 es para transmitir al elemento 50 de compresión la potencia generada por el motor 20. El cigüeñal 30 está soportado de manera pivotante por cojinetes asegurados a un primer miembro 70 de seguridad del cojinete y un segundo miembro 79 de seguridad del cojinete y puede girar junto con el rotor 22 El cigüeñal 30 tiene una parte 31 de árbol principal y una parte excéntrica 32. La parte 31 de árbol principal está asegurada al rotor 22.

(2-4) Elemento 50 de Compresión

El elemento 50 de compresión comprime el refrigerante a baja presión en el refrigerante a alta presión. El elemento 50 de compresión tiene una espiral fija 51 y una espiral móvil 52. Además, las cámaras 53 de compresión, en las que se realiza la operación de compresión, están formadas en el elemento 50 de compresión.

(2-4-1) Espiral Fija 51

La espiral fija 51 está asegurada directa o indirectamente a la carcasa 11. La espiral fija 51 tiene una placa 51a de extremo en forma de placa plana y una envolvente 51b que se erige sobre la placa 51a de extremo. La envolvente 51 b es espiral y tiene la forma de una curva envolvente, por ejemplo. Se forma un puerto 55 de descarga en el centro de la placa 51 a de extremo.

(2-4-2) Espiral Móvil 52

La espiral móvil 52 está unida a la parte excéntrica 32 del cigüeñal 30 y puede girar mientras se desliza contra la espiral fija 51 debido a la rotación del cigüeñal 30. La espiral móvil 52 tiene una placa 52a de extremo en forma de placa plana y una envolvente 52b que se erige sobre la placa final 52a. La envolvente 52b es espiral y tiene la forma de una curva envolvente, por ejemplo.

(2-4-3) Cámaras 53 de Compresión

Las cámaras 53 de compresión son espacios rodeados por la espiral fija 51 y la espiral móvil 52. La envolvente 51b de la espiral fija 51 y la envolvente 52b de la espiral móvil 52 están en contacto entre sí en varios lugares, de modo que se forman simultáneamente varias cámaras 53 de compresión. Las cámaras 53 de compresión disminuyen en capacidad mientras se mueven desde la parte periférica exterior del elemento 50 de compresión a la parte central junto con el giro de la espiral móvil 52.

(2-5) Miembro 60 de Formación de Espacio de Alta Presión

El miembro 60 de formación de espacio de alta presión divide el espacio interior de la carcasa 11 en un espacio 61 a baja presión y un espacio 62 a alta presión. El miembro 60 de formación de espacio a alta presión está previsto en la vecindad del puerto 55 de descarga de la espiral fija 51. El espacio 62 a alta presión se extiende sobre un intervalo que incluye el lado exterior del puerto 55 de descarga, el lado inferior del primer miembro 70 de seguridad del cojinete, la periferia del motor 20 y la periferia del segundo miembro 79 de seguridad del cojinete.

(3) Funcionamiento Básico

El motor 20 es accionado por energía eléctrica y hace que el rotor 22 gire. La rotación del rotor 22 se transmite al cigüeñal 30, por lo que la parte excéntrica 32 hace que la espiral móvil 52 gire. El refrigerante a baja presión es succionado desde la tubería 15 de succión hacia el espacio 61 a baja presión y desde allí pasa a las cámaras 53 de compresión posicionadas en la parte periférica exterior del elemento 50 de compresión. Las cámaras 53 de compresión se mueven hacia la parte central mientras disminuyen en capacidad y comprimen el refrigerante en el proceso. Cuando las cámaras 53 de compresión alcanzan la parte central, el refrigerante a alta presión producido por la compresión sale por el puerto 55 de descarga hacia el exterior del elemento 50 de compresión, desde allí fluye hacia el espacio 62 a alta presión y finalmente se descarga a través de la tubería 16 de descarga al exterior de la carcasa 11.

(4) Estructura Detallada

(4-1) Formas de Puerto 55 de Descarga y Envolvente 52b de Espiral Móvil 52

La FIG. 2 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de la parte central del elemento 50 de compresión. En la FIG. 2 se ha mostrado el lado inferior de la placa 51a de extremo de la espiral fija 51 y el lado superior de la envolvente 52b de la espiral móvil 52 que se desliza contra la placa 51a de extremo. El puerto 55 de descarga está previsto en la placa 51a de extremo de la espiral fija 51. El puerto 55 de descarga atraviesa la placa 51a de extremo. Hay prevista una parte recortada 56 en un borde exterior de la envolvente 52b de la voluta móvil 52 que se desliza contra la placa 51a de extremo. La parte recortada 56 mostrada en la FIG. 2 está formada como una parte inclinada.

La FIG. 3 es una vista superior de la envolvente 52b de la espiral móvil 52. La forma de espiral de la envolvente 52b se encuentra a lo largo de una curva central 52x. La curva central 52x es una curva envolvente, por ejemplo. Un borde interior 52i posicionado en el lado central de la envolvente 52b y un borde exterior 52o posicionado en el lado exterior están separados entre sí a lo largo de la curva central 52x, y la dimensión del espacio es, en principio, un valor fijo correspondiente a la anchura de la envolvente 52b. La parte recortada 56 está formada en el borde exterior 52o de la envolvente 52b de la espiral móvil 52.

La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión. La envolvente 51b de la espiral fija 51 tiene la misma forma de espiral que la envolvente 52b de la espiral móvil 52. La posición de la envolvente 51 b de la espiral fija 51 está fijada con respecto al puerto 55 de descarga. La envolvente 52b de la espiral móvil 52 se mueve relativamente con respecto a la posición del puerto 55 de descarga. Las cámaras de compresión plurales 53 definidas por la envolvente 51b y la envolvente 52b tienen dos tipos, -cámaras-A 53a y cámaras-B 53b. Las cámaras-A 53a son cámaras de compresión definidas por un borde interior 51 i de la envolvente 51 b de la espiral fija 51 y el borde exterior 52o de la envolvente 52b de la espiral móvil 52. Las cámaras-B 53b son cámaras de compresión definidas por un borde exterior 51o de la envolvente 51b de la espiral fija 51 y el borde interior 52i de la envolvente 52b de la espiral móvil 52.

La envolvente 52b cubre parcialmente el puerto 55 de descarga y por lo tanto decide un área S de comunicación que es el área de una parte del área total del puerto 55 de descarga que contribuye a la comunicación con la cámara-A 53a. La envolvente 52b aumenta/disminuye el área S de comunicación girando en sentido contrario a las agujas del reloj.

La FIG. 4 muestra la posición de la envolvente 52b de la espiral móvil 52 en un momento determinado en un período de giro. El perfil del puerto 55 de descarga comprende una primera sección 55a, una segunda sección 55b y una tercera sección 55c. La primera sección 55a coincide con el borde interior 51 i de la envolvente 51b de la espiral fija 51. La segunda sección 55b coincide con el borde exterior 52o de la envolvente 52b de la espiral móvil 52. La tercera sección 55c se mueve entre el borde interior 51 i de la envolvente 51b y el borde exterior 52o de la envolvente 52b.

La parte recortada 56 contribuye a aumentar el área S de comunicación. En la fig. 4, el área S de comunicación coincide con el área de la parte recortada 56.

La FIG. 5 muestra la posición de la envolvente 52b de la espiral móvil 52 en un momento un poco más allá del tiempo de la FIG. 4. La envolvente 52b se mueve mediante un movimiento giratorio desde la posición mostrada en la FIG. 4. En la FIG. 5, el área S de comunicación excede el área de la parte recortada 56.

(4-2) Cambio en el Área S de Comunicación

La FIG. 6 es un gráfico que muestra esquemáticamente un cambio en el área S de comunicación resultante de la rotación del cigüeñal 30. En el gráfico también se ha mostrado un cambio en el área S de comunicación del puerto 55 de descarga del elemento 50 de compresión perteneciente a un ejemplo comparativo mostrado en la FIG. 7. En el ejemplo comparativo de la FIG. 7, en contraste con la configuración perteneciente a la invención, la parte recortada 56 no está formada en la envolvente 52b de la espiral móvil 52.

El eje horizontal del gráfico en la FIG. 6 es una posición 0 de ángulo de rotación del cigüeñal 30. Una primera posición 01 de ángulo de rotación corresponde a una disposición en la que la cámara-A 53a del elemento 50 de compresión perteneciente a la invención y el puerto 55 de descarga comienzan a comunicarse entre sí. Una segunda posición 02 de ángulo de rotación es un ángulo A0 de intervalo de descarga preliminar mayor que la primera posición 01 de ángulo de rotación. Una tercera posición 03 del tercer ángulo de rotación es mayor que la segunda posición 02 del segundo ángulo de rotación desde la segunda posición de ángulo de rotación.

En la configuración perteneciente al ejemplo comparativo, antes de que la posición 0 de ángulo de rotación alcance la segunda posición 02 de ángulo de rotación, el área S de comunicación es cero, y después de que la posición 0 de ángulo de rotación haya alcanzado la segunda posición 02 de ángulo de rotación, el área S de comunicación aumenta repentinamente a una gran segunda tasa G2 de aumento. Este aumento continúa al menos hasta la tercera posición 03 de ángulo de rotación.

Por el contrario, en la configuración perteneciente a la invención, antes del aumento en la segunda tasa G2 de aumento, el área S de comunicación aumenta en una primera tasa G1 de aumento pequeña a medida que la posición 0 de ángulo de rotación se mueve desde la primera posición 01 de ángulo de rotación a la segunda posición 02 de ángulo de rotación.

(4-3) Funcionamiento del Elemento 50 de Compresión

En el funcionamiento del elemento 50 de compresión perteneciente a la invención, la parte recortada 56 crea un espacio entre la superficie deslizante de la envolvente 52b y el perfil del puerto 55 de descarga en el período de tiempo desde la primera posición 01 de ángulo de rotación hasta la segunda posición 02 de ángulo de rotación, y el fluido refrigerante se descarga a través del espacio. En este período de tiempo, el área S de comunicación aumenta a la pequeña primera tasa G1 de aumento, y se realiza una descarga con una tasa de flujo baja denominada "descarga preliminar".

La descarga preliminar se realiza sobre el ángulo A0 de intervalo de descarga preliminar que es la diferencia entre la segunda posición 02 de ángulo de rotación y la primera posición 01 de ángulo de rotación. El ángulo de intervalo de descarga preliminar está diseñado para que sea de 20° a 60°. Después de que la descarga preliminar haya finalizado, se realiza una descarga con un caudal alto denominada "descarga principal" en el período de tiempo desde la segunda posición 02 de ángulo de rotación hasta la tercera posición 03 de ángulo de rotación.

En la descarga preliminar, el área S de comunicación aumenta desde cero hasta SP. En la descarga principal, el área S de comunicación aumenta desde SP hasta al menos SF.

(5) Características

(5-1) Cuando la parte recortada 56 atraviesa el perfil del puerto 55 de descarga, la cámara-A 53a de las cámaras de compresión plurales 53 y el puerto 55 de descarga se comunican entre sí en una pequeña área de paso de flujo. En consecuencia, parte del fluido refrigerante dentro de la cámara-A 53a se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido refrigerante dentro de la cámara-A 53a disminuye, por lo que el reflujo del fluido refrigerante a la cámara-A 53a a partir de entonces puede ser reducido.

(5-2) La parte recortada 56 es una parte inclinada o una parte escalonada. En consecuencia, es fácil formar la parte recortada 56.

(5-3) El puerto 55 de descarga está formado en la espiral fija 51. En consecuencia, el puerto 55 de descarga no se mueve, por lo que es fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido refrigerante que se descarga del elemento 50 de compresión.

(5-4) El puerto 55 de descarga está formado en el centro de la espiral fija 51. En consecuencia, el fluido refrigerante que ha sido comprimido con alta compresibilidad puede descargarse en el centro de la envolvente 51b de la espiral fija 51.

(5-5) Durante un tiempo predeterminado después de que las cámaras 53 de compresión y el puerto 55 de descarga comiencen a comunicarse entre sí, es decir, mientras el cigüeñal 30 gira desde la primera posición 01 de ángulo de rotación a la segunda posición 02 de ángulo de rotación, el área S de comunicación aumenta suavemente. En este momento, parte del fluido refrigerante dentro de las cámaras 53 de compresión se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido refrigerante dentro de las cámaras 53 de compresión se vuelve más baja. En consecuencia, puede reducirse el reflujo del fluido refrigerante a las cámaras 53 de compresión cuando el cigüeñal 30 gira a partir de entonces desde la segunda posición 02 de ángulo de rotación a la tercera posición 03 de ángulo de rotación.

(5-6) Se asegura el ángulo de intervalo de descarga preliminar que tiene un tamaño predeterminado de 20° a 60°. En consecuencia, el reflujo del fluido se puede inhibir de forma más fiable.

(5-7) El área S de comunicación también se puede configurar para que se convierta en 7% a 15% del área total del puerto 55 de descarga a medida que el cigüeñal 30 gira desde la primera posición 01 de ángulo de rotación a la segunda posición 02 de ángulo de rotación. En este caso, la descarga preliminar con un caudal bajo se puede realizar de forma fiable.

(5-8) La segunda tasa G2 de aumento en la descarga principal con el caudal alto también puede ser dos o más veces la primera tasa G1 de aumento en la descarga preliminar con el caudal bajo. En este caso, las tasas de flujo en las dos etapas de descarga cambian significativamente, por lo que la reducción del reflujo se vuelve fiable.

(5-9) La tercera posición 03 de ángulo de rotación puede determinarse para que sea 90° o más mayor que la segunda posición 02 de ángulo de rotación. En este caso, se puede mantener el tamaño del intervalo del ángulo de rotación en el que se puede ejecutar la descarga principal.

(6) Modificaciones Ejemplares

(6-1) En la realización anterior, la parte recortada 56 está formada en el borde exterior 52o de la envolvente 52b de la espiral móvil 52. En lugar de esto, la parte recortada 56 también se puede formar en el borde exterior 51o de la envolvente 51 b de la espiral fija 51.

Según esta configuración, el reflujo del fluido se puede inhibir en el caso en el que, debido a las limitaciones del diseño, sea necesario prever el puerto 55 de descarga en la espiral móvil 52.

(6-2) En la realización anterior, el puerto 55 de descarga está formado en el centro de la espiral fija 51. En lugar de esto, el puerto 55 de descarga también se puede formar en el centro de la espiral móvil 52.

Según esta configuración, el puerto 55 de descarga comparativamente no se mueve, por lo que es comparativamente fácil diseñar una trayectoria de guía para el fluido refrigerante que se descarga.

(6-3) En la realización anterior, la parte recortada 56 está formada como una parte inclinada como se ha mostrado en la FIG. 2. En lugar de esto, la parte recortada 56 también se puede formar como una parte escalonada como se ha mostrado en la FIG. 8.

(1) Configuración

La FIG. 9 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de la parte central del elemento 50 de compresión del compresor 10 de espiral perteneciente a una segunda realización de la invención. La segunda realización difiere de la primera realización en las estructuras de la envolvente 51b de la espiral fija 51 y la placa 52a de extremo de la espiral móvil 52, pero las otras configuraciones son las mismas que las de la primera realización.

En la FIG. 9 se han mostrado el lado inferior de la envolvente 51b de la espiral fija 51 y el lado superior de la placa 52a de extremo de la espiral móvil 52 que se desliza contra la envolvente 51 b. Además, hay prevista una parte rebajada 57 en el centro de la placa 52a de extremo de la espiral móvil 52. El perfil de la parte rebajada 57 es congruente con el perfil del puerto 55 de descarga. La parte rebajada 57 tiene una profundidad de 2 mm, por ejemplo, y no atraviesa la placa 52a de extremo.

Además, hay prevista una parte recortada 58 en la envolvente 51b de la espiral fija 51 que se desliza contra la placa 52a de extremo. La parte recortada 58 mostrada en la FIG. 9 es una parte inclinada, pero en lugar de esto, la parte recortada 58 también puede ser una parte escalonada.

La FIG. 10 es una vista en planta esquemática de la parte central del elemento 50 de compresión. La relación de posición entre el perfil del puerto 55 de descarga y el perfil de la parte rebajada 57 es simétrica al igual que la relación de posición entre la envolvente 51b de la espiral fija 51 y la envolvente 52b de la espiral móvil 52. La parte rebajada 57 comunica con el puerto 55 de descarga en la región central del elemento 50 de compresión.

(2) Características

La parte recortada 56 de la envolvente 52b de la espiral móvil 52 contribuye a aumentar el área de comunicación relativa a la comunicación entre el puerto 55 de descarga y la cámara-A 53a. De la misma manera, la parte recortada 58 de la envolvente 51 b de la espiral fija 51 contribuye a aumentar el área de comunicación relativa a la comunicación entre el puerto 55 de descarga y la cámara-B 53b.

Según esta configuración, cuando la parte recortada 58 atraviesa el perfil de la parte rebajada 57, la cámara-B 53b de las cámaras 53 de compresión y la parte rebajada 57 se comunican entre sí en un área de paso de flujo pequeña. La parte rebajada 57 comunica con el puerto 55 de descarga en la región central del elemento 50 de compresión. En consecuencia, parte del fluido refrigerante dentro de la cámara-B 53b se descarga a un caudal bajo, por lo que la presión del fluido refrigerante dentro de la cámara-B 53b se vuelve más baja. Como resultado, puede reducirse el reflujo del fluido refrigerante no sólo a la cámara-A 53a sino también a la cámara-B 53b.

(3) Modificaciones Ejemplares

Las modificaciones ejemplares de la primera realización también pueden aplicarse a la segunda realización.

Lista de señales de referencia

10 Compresor

11 Carcasa

15 Tubo de succión

16 Tubería de descarga

20 Motor

21 Estator

22 Rotor

30 Cigüeñal

31 Parte de Árbol Principal

32 Parte Excéntrica

50 Elemento de Compresión

51 Espiral Fija

51 a Placa de Extremo de Espiral Fija

51b Envolvente de Espiral Fija

52 Espiral Móvil

52a Placa de Extremo de Espiral Móvil

52b Envolvente de Espiral Móvil

53 Cámaras de Compresión

55 Puerto de Descarga

56 Parte Recortada

57 Parte Rebajada

58 Parte Recortada

60 Miembro de Formación de Espacio de Alta Presión

61 Espacio a Baja Presión

62 Espacio a Alta Presión

70 Primer Miembro de Seguridad del Cojinete

79 Segundo Miembro de Seguridad del Cojinete

S Área de Comunicación

SP Área de Comunicación en el Momento de Descarga Preliminar

SF Área de Comunicación en el Momento de Descarga Principal

G1 Primera Tasa de Aumento

G2 Segunda Tasa de Aumento

A0 Ángulo de Intervalo de Descarga Preliminar

0 Posición de Angulo de Rotación

01 Primera Posición de Angulo de Rotación

02 Segunda Posición de Ángulo de Rotación

03 Tercera Posición de Angulo de rotación

Lista de citas

Bibliografía de Patente

Documento 1 de Patente: JP-A No. 2014-105589

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un compresor (10) de espiral que comprende:

una espiral fija (51);

una espiral móvil (52) que puede girar con respecto a la espiral fija; y

un cigüeñal (30) que puede girar haciendo que la espiral móvil gire,

en donde

un puerto (55) de descarga está formado en una de la espiral fija o la espiral móvil y una parte recortada (56) está formada en un borde exterior de la otra

la parte recortada formada en la otra atraviesa al menos parcialmente el perfil del puerto de descarga formado en la una debido al giro de la espiral móvil,

la espiral fija y la espiral móvil definen cámaras (53) de compresión para comprimir un fluido,

la otra cubre al menos parcialmente el puerto de descarga y por lo tanto puede cambiar un área (S) de comunicación que es el área de una parte del área total del puerto de descarga que contribuye a la comunicación con las cámaras de compresión,

en donde a medida que el cigüeñal gira desde una primera posición (01) de ángulo de rotación, que corresponde a una disposición en la que las cámaras de compresión y el puerto de descarga comienzan a comunicarse entre sí, a una segunda posición (02) de ángulo de rotación, que es un ángulo (A0) de intervalo de descarga preliminar mayor que la primera posición (01) de ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una primera tasa (G1) de aumento, y en donde

a medida que el cigüeñal gira desde la segunda posición de ángulo de rotación a la tercera posición (03) de ángulo de rotación,

que es mayor que la segunda posición de ángulo de rotación, el área de comunicación aumenta a una segunda tasa (G2) de aumento, y

la segunda tasa (G2) de aumento es mayor que la primera tasa (G1) de aumento,

caracterizado por que

la tercera posición (03) de ángulo de rotación) es 90° o más mayor que la segunda posición (02) de ángulo de rotación.

2. El compresor de espiral según la reivindicación 1, en donde la parte recortada es una parte inclinada o una parte escalonada.

3. El compresor de espiral según la reivindicación 1 o 2, en donde

la espiral fija tiene una parte (51 a) de placa plana de espiral fija y una parte(51 b) de espiral fija que se erige sobre la parte de placa plana de espiral fija,

la espiral móvil tiene una parte (52a) de placa plana de espiral móvil y una parte (52b) de espiral móvil que se erige sobre la parte de placa plana de espiral móvil,

el puerto de descarga está formado en la parte de placa plana de espiral fija, y

la parte recortada está formada en la parte de espiral móvil.

4. El compresor de espiral según la reivindicación 3, en donde

el puerto de descarga está formado en el centro de la parte de placa plana de espiral fija, y

la parte recortada está formada en un borde exterior (52o) de la porción de espiral móvil.

5. El compresor de espiral según la reivindicación 1 o 2, en donde

la espiral fija tiene una parte (51 a) de placa plana de espiral fija y una parte (51 b) de espiral fija que se erige sobre la parte de placa plana de espiral fija,

el puerto de descarga está formado en la parte de placa plana de espiral móvil, y

la parte recortada está formada en la parte de espiral fija.

6. El compresor de espiral según la reivindicación 5, en donde

el puerto de descarga está formado en el centro de la parte de placa plana de espiral móvil, y

la parte recortada está formada en un borde exterior (51o) de la parte de espiral fija.

7. El compresor de espiral según la reivindicación 1, en donde el intervalo del ángulo de descarga preliminar es de 20° a 60°.

8. El compresor de espiral según la reivindicación 1 o 7, en donde el área (S) de comunicación en la segunda posición (02) de ángulo de rotación es del 7% al 15% del área total del puerto de descarga.

9. El compresor de espiral según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la segunda tasa (G2) de aumento es dos o más veces la primera tasa (G1) de aumento.

10. El compresor de espiral según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde

una parte rebajada (57) está formada en la otra de la espiral fija o la espiral móvil y una parte recortada (58) está formada en la una, y

la parte recortada formada en la una atraviesa al menos parcialmente el perfil de la parte rebajada debido al giro de la espiral móvil.