BRPI0509272B1

BRPI0509272B1 - Sistema, aparelho, sistema de compressor e método

Info

Publication number: BRPI0509272B1
Application number: BRPI0509272-8A
Authority: BR
Inventors: E. Von Borstel Steven
Original assignee: Carrier Corporation
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2018-07-10
Also published as: CA2566715A1; BRPI0509272A; CN101208567A; US20050257542A1; EP2650623A1; JP2008501891A; EP2650623B1; CN101208567B; HK1122859A1; EP1751476A4; WO2005116538A3; WO2005116538A2; US7677051B2; AU2005248317B2; AU2005248317A1; EP1751476A2; EP1751476B1

Abstract

sistema, aparelho e método de compressor um sistema tem um compressor tendo um percurso de compressão entre um orifício de sucção para receber um fluxo de trabalho e um orifício de descarga localizado para descarregar o fluido de trabalho, o sistema tem meio para controlar o fluxo de pelo menos um de: fluido de trabalho adicional e lubrificante em resposta às mudanças no pelo menos um parâmetro de pressão.

Description

(54) Título: SISTEMA, APARELHO, SISTEMA DE COMPRESSOR E MÉTODO (51) Int.CI.: F25B 31/00 (30) Prioridade Unionista: 18/05/2004 US 10/848,190 (73) Titular(es): CARRIER CORPORATION (72) Inventor(es): STEVEN E. VON BORSTEL

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SISTEMA, APARELHO, SISTEMA DE COMPRESSOR E MÉTODO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO (1) Campo da Invenção

A invenção refere-se aos compressores, e mais 5 especificamente aos compressores tipo parafuso.

(2) Descrição da Técnica Relacionada

Compressores tipo parafuso são comumente utilizados em aplicações de condicionamento de ar e refrigeração. Em tal compressor, rotores ou parafusos, macho e fêmea, com ressaltos engrenados, são girados em torno de seus eixos para bombear o fluido de trabalho (refrigerante) a partir de uma extremidade de entrada de baixa pressão para uma extremidade de saída de alta pressão. Durante rotação, ressaltos seqüenciais do rotor macho servem como pistões acionando o refrigerante a jusante e comprimindo o mesmo dentro do espaço entre um par adjacente de ressaltos de rotor fêmea e o alojamento. De modo semelhante, os ressaltos seqüenciais do rotor fêmea produzem compressão do refrigerante dentro de um espaço entre um par adjacente de ressaltos de rotor macho e o alojamento. Os espaços entre ressaltos dos rotores, macho e fêmea, nos quais ocorrem a compressão formam receptáculos de compressão (alternativamente descritos como porções macho e fêmea de um receptáculo de compressão comum unido em uma zona de engrenamento). Em uma implementação, o rotor macho é coaxial com um motor de acionamento elétrico e é sustentado por mancais nos lados de entrada e saída de sua porção de trabalho com ressaltos. Pode haver múltiplos rotores fêmeas, engatados com um determinado rotor macho e vice-versa.

Quando um dos espaços entre ressaltos é exposto a um orifício de entrada, o refrigerante entra no espaço essencialmente em pressão de sucção. À medida que o rotor continua a girar, em algum ponto durante a rotação o espaço não mais está em comunicação com o orifício de entrada e o fluxo de refrigerante para o espaço é interrompido. Após o orifício de entrada ser fechado, o refrigerante é comprimido enquanto os rotores continuam a girar. Em algum ponto durante

Petição 870170100122, de 20/12/2017, pág. 8/13

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a rotação, cada espaço intersecta o orifício de saída associado e termina o processo de compressão fechado. O orifício de entrada e o orifício de saída podem ser, individualmente, radiais, axiais, ou uma combinação híbrida de um orifício axial e um orifício radiai.

À medida que o refrigerante é comprimido ao longo de um percurso de compressão entre os orifícios de entrada e saída, vedação entre os rotores e entre os rotores e o alojamento é desejável para operação eficiente. Lubrificação e resfriamento do compressor também podem ser importantes para a vida útil e eficiência do compressor. Lubrificante (por exemplo, óleo) pode ser introduzido para lubrificar os mancais e/ou os rotores e alojamento. 0 óleo também pode prover níveis de vedação e resfriamento. Todo ou uma porção do óleo pode se tornar aprisionada no refrigerante e pode ser recuperada a jusante do compressor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um aspecto da invenção envolve um sistema tendo um compressor com um percurso de compressão entre um orifício de sucção localizado para receber um fluido de trabalho e um orifício de descarga localizado para descarregar o fluido de trabalho. O sistema inclui meio para controlar um fluxo de pelo menos um dentre o fluido de trabalho adicional e lubrificante responsivo às mudanças em pelo menos um parâmetro de pressão.

Em diversas implementações, um condensador pode receber e condensar o fluxo de trabalho comprimido pelo compressor. Um evaporador pode receber e evaporar o fluido de trabalho condensado pelo condensador e retornar o fluido de trabalho evaporado para o compressor. O parâmetro pode compreender uma diferença entre uma pressão de descarga e uma segunda pressão. O meio pode compreender uma válvula mecânica acionada por pressão ou uma válvula elétrica eletronicamente controlada.

Um outro aspecto da invenção envolve um aparelho tendo um rotor macho com uma porção de corpo macho do tipo parafuso

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e se estendendo a partir de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade e retida dentro do conjunto de alojamento para rotação em torno de um primeiro eixo de rotor. Um rotor fêmea tem uma porção de corpo fêmea do tipo parafuso engrenada com a porção de corpo macho e se estendendo a partir de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade e retida dentro do conjunto de alojamento para rotação em torno de um segundo eixo de rotor. Os rotores e o alojamento cooperam para definir pelo menos um percurso de compressão. Um sistema de lubrificação tem uma fonte de lubrificante pressurizado, um conduto acoplado à fonte e ao alojamento, e uma válvula acionada por pressão de sentido único no conduto.

Em diversas implementações, o conduto pode ser acoplado ao alojamento para introduzir lubrificante em um local entre uma primeira décima parte e uma última décima parte do pelo menos um percurso de compressão, Um mancai pode suportar pelo menos um dos rotores, macho e fêmea. A válvula acionada por pressão de sentido único pode estar fora de um' percurso de fluxo de lubrificante de mancai a partir da fonte para o mancai. A válvula acionada por pressão de sentido único pode estar fora de um percurso de fluxo de lubrificante de vedação a partir da fonte para uma câmara de vedação. 0 aparelho pode ser usado em um sistema de refrigeração em que a fonte de lubrificante compreende um separador. Um condensador pode receber e condensar refrigerante comprimido pelo aparelho. Um evaporador pode receber e evaporar o refrigerante condensado pelo condensador e retornar o refrigerante evaporado para o aparelho.

Um outro aspecto da invenção envolve ura. sistema de compressor para comprimir um fluido de trabalho para acionar o fluido de trabalho ao longo de um percurso de fluxo. Um conjunto de alojamento contém rotores, macho e fêmea, engrenados, tendo respectivamente porções de corpo tipo parafuso, macho e fêmea. O sistema inclui meio para lubrificar o sistema de compressor em resposta a pelo menos

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uma de: obstrução pelo menos parcial do percurso de fluxo; e perda do fluido de trabalho.

Em diversas implementações, o alojamento pode cooperar com os rotores para definir câmaras de entrada e de saída. O rotor macho pode girar em uma primeira direção em torno de seu eixo e o rotor fêmea pode girar em uma segunda direção oposta em torno de seu eixo. Os meios podem ser acoplados ao alojamento entre as câmaras de entrada e de saída. Os meios podem incluir uma válvula acionada por pressão de sentido único posicionada para passar o lubrificante para um primeiro local no compressor em resposta a uma queda de pressão no primeiro local. A válvula acionada por pressão, de sentido único, pode ser posicionada fora de um percurso de fluxo de lubrificação de mancai a partir de uma fonte de lubrificante para um mancai.

Um outro aspecto da invenção envolve um método incluindo operar um compressor tendo primeiro e segundo elementos engrenados de modo a comprimir um fluido de trabalho e acionar o fluido de trabalho ao longo de um percurso de fluxo de recirculação. Em resposta a uma queda de pressão em um primeiro local ao longo de um percurso de fluxo, um lubrificante é introduzido no compressor.

Em diversas implementações, a queda de pressão pode resultar de uma obstrução no percurso de fluxo. A queda de pressão pode resultar de uma perda do fluido de trabalho. A introdução pode ser no primeiro local. O primeiro local pode estar próximo a um último local de ressalto, fechado. A introdução pode ser automática resultando da ação de um diferencial de pressão entre o primeiro local e o segundo local no sistema de lubrificação. A introdução pode resultar da ação do diferencial de pressão através de uma válvula de sentido único. O compressor pode ter um conjunto de alojamento e rotores, macho e fêmea, podem ter porções de corpo, macho e fêmea, engrenadas.

Um outro aspecto da invenção envolve um método incluindo operar um compressor tendo primeiro e segundo elementos

5/15 • · engrenados de modo a comprimir um fluido de trabalho e acionar o fluido de trabalho ao longo de um percurso de fluxo de recirculação. Em resposta a uma obstrução no percurso de fluxo, um lubrificante ou refrigerante é introduzido no compressor.

Em diversas implementações, a introdução pode ser responsiva a uma queda de pressão em um primeiro local ao longo de um percurso de fluxo resultante da obstrução. A introdução pode ser no primeiro local.

Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção são apresentados nos desenhos anexos e na descrição abaixo. Outras características, objetivos, e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição e desenhos··, e a partir das reivindicações.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em seção longitudinal destacada semi-esquemática parcial de um compressor.

A Figura 2 é uma vista esquemática de um sistema de refrigeração incluindo o compressor da Figura 1.

A Figura 3 é um gráfico de pressão versus volume do receptáculo de compressão para o compressor da Figura 1.

Números e designações de referência semelhantes nos vários desenhos indicam elementos semelhantes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A Figura 1 mostra um compressor 20 tendo um conjunto de alojamento 22 contendo um motor 24 acionando os rotores 26 e 28 tendo eixos longitudinais centrais respectivos 500 e 502. Na modalidade exemplar, o rotor macho 26 é posicionado centralmente dentro do compressor e tem um corpo macho com ressaltos ou porção de trabalho 32 engrenada com o corpo fêmea com ressaltos ou porção de trabalho 34, do rotor fêmea 28. Cada rotor inclui porções de eixo (por exemplo, eixos curtos 40, 41 e 42, 43 formados unitariamente com a porção de trabalho associada 32 e 34) estendendo-se a partir da primeira e segunda extremidade da porção de trabalho. Cada um desses eixos curtos é montado no alojamento por intermédio de

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φ 4 · um ou mais conjuntos de mancai 50 para rotação em torno do eixo de rotor associado.

Na modalidade exemplar, o motor 24 é um motor elétrico tendo um rotor e um estator. Uma porção do primeiro eixo curto 40 do rotor macho 26 se estende dentro do estator e é presa ao mesmo de modo a permitir que o motor 24 acione o rotor macho 26 em torno do eixo 500. Quando desse modo acionado em uma primeira direção operativa em torno do eixo 500, o rotor macho aciona o rotor fêmea, em uma direção oposta, em torno de seu eixo 502. A rotação engrenada resultante das porções de trabalho do rotor tende a acionar o fluido a partir de um primeiro (entrada) plenum de extremidade 60 para um segundo (saída) plenum de extremidade 62 (mostrado esquematicamente) enquanto comprimindo tal fluido. Esse fluxo define as direções a jusante e a montante.

As superfícies do alojamento combinam com os rotores para definir orifícios de entrada e de saída respectivos para um receptáculo de compressão. Em cada receptáculo (por exemplo, dois, se um segundo rotor fêmea for provido em um modelo de três rotores), uma porção está localizada entre um par de ressaltos adjacentes de cada rotor. Dependendo da implementação, os orifícios podem ser radiais, axiais, ou um híbrido dos dois.

A Figura 2 mostra esquematicamente o compressor 20 em um sistema 80. 0 sistema básico 80 inclui um condensador 82 a jusante do plenum 62 de saída do compressor e um evaporador a jusante do condensador 82 e a montante do plenum 60 de entrada do compressor ao longo de um percurso de fluxo de refrigerante de recirculação. Uma válvula de estrangulamento (por exemplo, uma válvula de expansão eletrônica) está localizada entre o condensador e o evaporador. O percurso de fluxo de refrigerante básico é essencialmente um percurso de fluxo de laço único fechado. Percursos dé fluxo de ramificação mais complexa podem ser usados para sistemas mais complexos, incluindo o uso de unidades economizadoras e semelhantes.

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O sistema exemplar 80 inclui um sistema de lubrificação 90. 0 sistema de lubrificação inclui uma fonte de lubrificante tal como separador/reservatório 94 entre o compressor e o condensador. A fonte pode incluir adicionalmente uma bomba 92 puxando lubrificante a partir do reservatório e/ou uma válvula de retenção de sentido único 93. Um percurso de fluxo de lubrificante a partir da fonte pode incluir derivações de percurso de fluxo definidas pelas derivações de conduto 96 e 98 para distribuir lubrificante (por exemplo, óleo) com a finalidade de vedação e lubrificação de mancai, respectivamente, como sabido na técnica ou ainda a serem desenvolvidos. Na modalidade exemplar, a derivação de conduto 96 direciona o óleo para os compartimentos 100 contendo os mancais 50 para lubrificar os mancais. A derivação de conduto 98 direciona o óleo para os compartimentos 102 para vedação e resfriamento do rotor. O óleo pode ser aprisionado no fluxo de refrigerante e será separado/recuperado a partir do mesmo pelo separador/reservatório 94. Um sistema de separação/recuperação de óleo exemplar é provido no separador 94 que direciona um fluxo de óleo recuperado de volta para o compressor por intermédio de um conduto/linha de retorno de óleo 110. Outras variações podem ser possíveis. Linhas de retorno de óleo, adicionais, a partir do compressor podem retornar porções do óleo distribuído para o compressor (por exemplo, a partir dos compartimentos de mancai).

Uma restrição no fluxo de refrigerante (por exemplo, a partir de um bloqueio parcial fora do compressor) pode causar uma queda de pressão em outra parte a jusante do mesmo e/ou um aumento de pressão em uma outra parte a montante do mesmo. A natureza exata das mudanças de pressão dependerá de alguns fatores incluindo: o local e a natureza da restrição; o tipo de compressor; a configuração do sistema; e as propriedades do refrigerante.

Em uma condição neutra, a relação de pressão (pressão de descarga dividida por pressão de sucção) é essencialmente igual ao índice de volume do compressor. A Figura 3 mostra um gráfico de condição neutra 200 de pressão 202 contra local 204 dentro do compressor. O local identificado pode servir como um representante para o estágio de compressão ou para o tempo dentro do ciclo de compressão. O local 204 pode se estender de alto volume até baixo volume, com um volume máximo 206 no fechamento do receptáculo (a primeira posição de ressalto fechado) e um volume menor 208 na abertura do receptáculo para descarga. Em uma modalidade exemplar, essa abertura pode ser coincidente com a última posição de ressalto fechado. Em modalidades alternativas, a abertura pode estar ligeiramente após a última posição de ressalto fechado. Valores de pressão 210 e 212 identificam as pressões de sucção e descarga. Na condição ideal, a pressão de descarga é uma pressão de pico que substancialmente continua através do processo de descarga (até posição/tempo 214).

A Figura 3 mostra adicionalmente um gráfico 220 de uma condição supercomprimida normal em que a relação de pressão é inferior ao índice de volume do compressor. Essa pode ser uma condição transitória ou uma condição de duração mais longa. Uma mudança na condição do sistema fez cair a pressão de descarga 222 abaixo da pressão de descarga 212 enquanto deixando a pressão de sucção inalterada. Uma pressão de pico 224 ocorre na última posição de ressalto fechado 208, em seguida a pressão cai acentuadamente para a pressão de descarga reduzida 222. A Figura 3 mostra a prçssão 224 na última posição de ressalto fechado 208 como sendo ligeiramente inferior à pressão normal nesse local (essencialmente a pressão de descarga normal 212). Essa diminuição, e ligeiro aumento proporcional ao longo da faixa entre a primeira e a última posição de ressalto fechado podem resultar de uma diferença em vazamento (por exemplo, no orifício de descarga). Sem vazamento, os gráficos 220 e 200 seriam coincidentes sobre essa faixa. Tal condição de sistema pode, por exemplo, resultar a partir de uma queda na temperatura de condensação saturada ou temperatura de

9/15 descarga.

A Figura 3 mostra adicionalmente um gráfico 230 de uma condição de baixa compressão normal em que a relação de pressão é superior ao índice de volume do compressor. Uma mudança na condição do sistema elevou a pressão de descarga até um nível elevado 232 enquanto deixando a pressão de sucção substancialmente não afetada. Na última posição de ressalto fechado 208, a pressão 234 está abaixo da pressão de descarga 232. Mediante abertura do receptáculo de compressão no fim do estágio de compressão e início do estágio de descarga, a pressão sobe até a pressão de descarga 232. Como <

na condição de super compressão do gráfico 220, uma diferença em vazamento pode fazer com que o gráfico 230 se afaste do gráfico normal 220 entre as posições 206 e 208, elevando ligeiramente a pressão 234 acima da pressão de descarga 212. Tal condição de sistema pode, por exemplo, resultar de um aumento na temperatura de condensação saturada ou temperatura de descarga.

Outras mudanças na condição do sistema podem envolver mudanças em pressão de sucção com pressão de descarga substancialmente não afetada. Ainda outras mudanças na condição do sistema podem afetar tanto a pressão de sucção como a pressão de descarga.

A Figura 3 mostra adicionalmente um gráfico 240 de uma condição subcomprimida alternativa em que a pressão de sucção 242 é reduzida, mas a pressão de descarga não é afetada. Na última posição de ressalto fechado, a pressão 244 está abaixo da pressão de descarga. Mediante abertura, a pressão sobe até a pressão de descarga 212. Tal condição do sistema pode, por exemplo, resultar de temperatura de sucção saturada reduzida.

Outras condições supercomprimidas ou subcomprimidas podem estar fora de um domínio normal e podem ser causadas por condições físicas anormais do sistema tais como bloqueios, vazamentos, falhas de controle, e outras causas. A

Figura 3 mostra adicionalmente um gráfico 250 de uma condição subcomprimida extrema em que a relação de pressão é muito

10/15 maior do que o índice de volume do compressor. A pressão de sucção 252 caiu para aproximadamente 0 e a pressão de descarga 254 também caiu substancialmente (embora proporcionalmente não tanto), Embora a pressão 256 na última posição de ressalto fechado 208 possa representar um aumento em relação à pressão de sucção 252 compatível com o índice de volume do compressor, o valor absoluto baixo da pressão de sucção deixa a última pressão de ressalto fechado substancialmente inferior até mesmo à pressão de descarga anormalmente baixa 254. Mediante abertura, a pressão sobe acentuadamente para a pressão de descarga 254 . Tal condição anormal do sistema pode, por exemplo, resultar de uma perda de refrigerante ou de um bloqueio (por exemplo, em algum ponto a montante do orifício de sucção e a jusante do condensador).

Uma condição anormal do sistema pode diminuir a pressão de sucção e reduzir o fluxo de refrigerante através do compressor. A relação de pressão aumentada resultante pode aumentar o aquecimento dos componentes do compressor. Além disso, o fluxo de refrigerante diminuído reduz o ‘resfriamento do compressor por intermédio da transferência de calor para o refrigerante. A expansão térmica diferencial induzida por aquecimento resultante dos componentes do compressor pode influenciar adversamente as tolerâncias. Pode haver contato carregado aumentado ou relatívamente móveis (por interferência entre partes exemplo, os rotores em relação mútua e/ou em relação ao aloj amento) causando aquecimento faccionário adicional em um ciclo potencial destrutivo resultando em desgaste e/ou falha.

De acordo com um aspecto da invenção, lubrificante adicional (por exemplo, óleo), e/ou fluido .de trabalho adicional (por exemplo, refrigerante adicional) pode ser introduzido no compressor em resposta a uma situação anormal tal como obstrução de refrigerante ou mudanças de pressão ainda dentro de um domínio operacional normal. O óleo/fluido adicional pode ser estrategicamente introduzido para

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lubrificação e/ou refrigeração dos elementos de trabalho para manter interferência adequada dos elementos mutuamente e/ou com o alojamento para prevenir/resistir à falha. Por exemplo, o lubrificante adicional pode reduzir o calor por intermédio de transferência direta de calor a partir da ferragem do compressor para o lubrificante.

Uma ou mais linhas de lubrificante 120 se estendem a partir da saída de fonte de lubrificante até um ou mais orifícios 122 no compressor. O orifício 122 pode ser posicionado no alojamento do compressor para introduzir o óleo/fluido durante o processo de compressão. Um orifício exemplar pode ser exposto ao receptáculo de compressão após o estágio de sucção (a primeira posição de ressalto fechado) e antes do estágio de descarga. Mais especificamente, o óleo/fluido pode ser introduzido posteriormente no processo de compressão (por exemplo, através de um orifício exposto ao receptáculo de compressão somente mais tarde no· processo de compressão). Em operação normal, a pressão nesse local estará próxima à pressão do plenum de descarga. Um local exemplar pode ser após o meio do processo de compressão ou no último terço ou quarto do processo. O mesmo pode estar ligeiramente antes do fim do processo de compressão (por exemplo, antes do último décimo quinto, vigésimo, ou décimo). Por exemplo, se entre o meio e a última décima quinta parte do pelo menos um percurso de compressão, em uma modalidade simples o local é exposto ao receptáculo de compressão somente após metade do processo de compressão e pelo menos antes da última décima quinta parte do processo de compressão.

Em uma implementação exemplar, óleo é introduzido nesse locai somente em resposta a um evento anormal. Outras variações poderiam ter um fluxo de óleo de linha de base com uma quantidade de fluxo adicional sendo introduzida em resposta a tal evento. Na modalidade exemplar, uma válvula acionada por pressão de sentido único 130 é posicionada na linha 120. Contudo, múltiplas das tais válvulas podem ser associadas a múltiplas das tais linhas (por exemplo, se

12/15 houver múltiplos locais diferentes). A válvula 130 tem duas propriedades vantajosas. Ela pode atuar como uma válvula de retenção somente permitindo fluxo a partir da fonte para o local de introdução, mas não fluxo na direção oposta. A mesma também pode permitir fluxo em tal direção a jusante somente em resposta a certo diferencial de pressão. Por exemplo, em operação normal, a bomba 92 pode ter uma faixa normal de pressões de descarga. Similarmente, o compressor pode ter uma pressão normal ou faixa de pressões no local de introdução.

A Figura 3 mostra um local 280 do orificio 122 de certo modo antes da última posição de ressalto fechado 208. Na condição normal, a pressão desse local é mostrada como 282 a qual está abaixo da pressão de descarta normal em um valor

284. No sistema separador/reservatório exemplar da

Figura opera na pressão de descarga de modo que mudanças na pressão de descarga podem efetuar alterações na pressão do óleo. A propensão da válvula 130 é selecionada de modo que, dentro de uma faixa normal da diferença 284 entre a pressão de saida da bomba e a pressão (260 na Figura 3) no local de introdução 280, não há fluxo a jusante de óleo através da linha 120. Contudo, quando a diferença de pressão através da válvula 130 excede um limiar (por exemplo, a pressão no local de introdução cai abaixo da pressão de descarga em um valor limiar (por exemplo, um determinado valor superior à diferença normal máxima esperada 284)), a válvula 130 se abre para permitir o fluxo de óleo suplementar, na implementação exemplar, a válvula 130 é essencialmente uma válvula binária, quer seja totalmente aberta ou totalmente fechada. Contudo, a mesma pode ter alternativamente uma faixa de restrição (por exemplo, proporcional à diferença de pressão).

Como exemplo, um sistema exemplar utilizando refrigerante R-134A pode ter uma temperatura de sucção saturada normal ideal de 5,56°C e temperatura de descarga saturada de 54,44°C. A pressão de sucção 210 pode ser de 3,51 kgf/cm² absoluta e a pressão de descarga 212 pode ser de

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14,472 kgf/cm² absoluta. Os orifícios 122 podem ser posicionados de modo que a pressão normal 282 no local 280 seja de 12,636 kgf/cm² absoluta para uma diferença normal 284 de 2,106 kgf/cm². A propensão da mola 130 pode ser selecionada, à luz das propriedades da válvula 93 e bomba 92, para abrir se a diferença 284 exceder 2,808 kgf/cm².

Na condição subcomprimida exemplar do gráfico 230, a temperatura de sucção saturada pode ser de 5,56°C e a temperatura de descarga saturada pode ser de 65,56°C. A pressão de sucção 210 pode ser de 3,51 kgf/cm² absoluta e a pressão de descarga 232 pode ser de 19,305 kgf/cm² absoluta, a pressão de orifício 286 pode ser de 13,689 kgf/cm² absoluta para uma diferença 287 de 5,616 kgf/cm². Como isso é suficiente para superar o limiar de 2,808 kgf/cm², o óleo fluirá através da linha 120 e para dentro do compressor para prover resfriamento adicional.

Na condição subcomprimida exemplar do gráfico 240, a temperatura de sucção saturada pode ser de -15,00°C e a temperatura de descarga saturada pode ser de 54,44°C. A pressão de sucção 242 pode ser de 1,755 kgf/cm² absoluta e a pressão de descarga 212 pode ser de 14,742 kgf/cm² absoluta. A pressão 290 no local 280 pode ser de 6,318 kgf/cm² absoluta para uma diferença 291 de 8,424 kgf/cm². Outra vez, essa diferença é suficiente para permitir o fluxo de óleo suplementar através da linha 120.

Na condição subcomprimida do gráfico 250, a temperatura de sucção saturada pode ser de -42,78°C e a temperatura de descarga saturada pode ser de 22,22°C. A pressão de sucção 252 pode ser inferior a 0,351 kgf/cm² absoluta e a pressão de descarga 254 pode ser de 6,669 kgf/cm² absoluta. A pressão 294 no local 280 pode ser de 6,318 kgf/cm² absoluta e a diferença 295 pode ser de 8,424 kgf/cm². Essa diferença é suficiente para permitir o fluxo de lubrificante ..suplementar. Na condição supercomprimida do gráfico 220, contudo, a temperatura de sucção saturada pode ser de 5,56°C e a temperatura de descarga saturada pode ser de 29,44°C. A tf

14/15 • · · pressão de sucção 210 pode ser de 3,51 kgf/cm² absoluta e a pressão de descarga 222 pode ser de 7,371 kgf/cm² absoluta. A pressão 296 no local 280 pode ser de 11,232 kgf/cm² absoluta.

A diferença de pressão 297 pode ser de -3,861 kgf/cm² que não permite fluxo de lubrificante suplementar. Em tal situação, a relação de pressão de descarga/sucção e a diferença são baixas o suficiente para permitir uma alta taxa.· de fluxo de massa de refrigerante que mantém o compressor frio. Injeção suplementar de lubrificante pode ser desvantajosa se ela reduzir o lubrificante ou pressão de lubrificante disponível para a lubrificação principal dos mancais.

Modalidades alternativas podem utilizar um fluxo de refrigerante suplementar em vez de, ou em adição a um fluxo de óleo suplementar. A Figura 2 mostra uma linha 150 a partir do condensador para o orifício 122. Uma válvula de retenção 152 está localizada na linha 150 e direciona o refrigerante para o orifício 122 de uma forma similar ao direcionamento de lubrificante pela válvula 130. Implementações alternativas podem utilizar uma ou mais válvulas eletronicamente acionadas em vez de, ou em adição às válvulas 130 e 152. Quando utilizadas em adição, as válvulas eletronicamente controladas (por exemplo, válvulas de solenoide) podem estar em paralelo com as válvulas acionadas por pressão. A Figura 2 mostra uma válvula de solenoide de lubrificante 160 e uma válvula de solenoide de refrigerante 162. As válvulas 160 e 162 podem ser acopladas eletronicamente (por exemplo, por intermédio de fiação 163) e controladas por um sistema de controle 164 em resposta a uma diferença de pressão medida pelos sensores de pressão 166 e 168 acoplados ao sistema de controle. Mediante um diferencial de pressão detectado indicando umá condição de subcompressão indesejada, a válvula 162 pode ser aberta para permitir o fluxo de refrigerante através da linha 150 para o orifício 122. Esse fluxo de refrigerante ajudará a esfriar o compressor. Alternativamente ou adicionalmente, a válvula 160 pode ser aberta para permitir o fluxo de lubrificante através da linha 120 para o orifício 122.

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Um efeito similar ocorrerá quando, adicionalmente ou alternativamente a um bloqueio, houver uma perda de refrigerante. A perda de refrigerante pode causar uma queda de pressão similar no local de injeção.

Uma ou mais modalidades da presente invenção foram descritas. Não obstante, será entendido que diversas modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Por exemplo, os princípios podem ser aplicados às diversas configurações de compressor existentes e ainda a serem desenvolvidas e também aplicações (por exemplo, compressão de gás natural com um fluido de trabalho em um sistema aberto). Detalhes de tais configurações e aplicações podem influenciar detalhes das implementações associadas. Alternativamente, o hardware e software podem ser configurados de modo que a aparente condição padrão envolva o fluxo do lubrificante ou fluido de trabalho de outro modo suplementar. Em tal situação, uma diferença de pressão favorável (indicando que tal fluxo não é integralmente ou parcialmente exigido) pode fazer com que tal fluxo seja integralmente ou parcialmente interrompido. Conseqüentemente, outras modalidades estão dentro do escopo das reivindicações a seguir.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema, compreendendo:

um compressor (20) tendo um percurso de compressão entre um orifício de sucção localizado para receber um fluido de

5 trabalho e um orifício de descarga localizado para descarregar o fluxo de trabalho; e meio para controlar um fluxo de pelo menos um de: fluido de trabalho adicional e lubrificante em resposta às mudanças em pelo menos um parâmetro de pressão,

10 caracterizado pelo fato de que o parâmetro compreende uma diferença entre uma pressão de descarga e uma segunda pressão.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio compreende uma válvula

15 mecânica acionada por pressão.
3. Aparelho, compreendendo:

um conjunto de alojamento (22);

um rotor macho (26) tendo uma porção de corpo macho do tipo parafuso, o rotor macho (26) se estendendo a partir de

20 uma primeira extremidade até uma segunda extremidade e retido dentro do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um primeiro eixo de rotor;

um rotor fêmea (28) tendo uma porção de corpo fêmea do tipo parafuso engrenada com a porção de corpo macho, o rotor

25 fêmea (28) se estendendo a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade e retido dentro do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um segundo eixo de rotor e cooperando com o rotor macho (26) e alojamento para definir pelo menos um percurso de compressão; e

30 um sistema de lubrificação (90) tendo:

uma fonte de lubrificante pressurizado; um conduto acoplado à fonte e ao alojamento; e uma válvula acionada por pressão de sentido único no conduto, caracterizado pelo fato de que o conduto é acoplado ao

35 alojamento para introduzir lubrificante em um local entre uma primeira décima parte e uma última décima parte do pelo menos

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2/4 um percurso de compressão.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que um mancal (50) sustenta pelo menos um dos rotores macho e fêmea; e a válvula acionada por
5 pressão de sentido único está fora de um percurso de fluxo de lubrificante de mancal a partir da fonte até o mancal (50).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a válvula acionada por pressão de sentido único está fora de um percurso de fluxo de

10 lubrificante de vedação a partir da fonte até uma câmara de vedação.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a fonte de lubrificante compreende um separador (94), e compreendendo adicionalmente:

15 um condensador (82) recebendo e condensando refrigerante comprimido pelo aparelho; e um evaporador (84) recebendo e evaporando o refrigerante condensado pelo condensador (82) e retornando o refrigerante evaporado para o aparelho.
7. Sistema de compressor, para comprimir um fluido de

20 trabalho para acionar o fluido de trabalho ao longo de um percurso de fluxo e compreendendo:

um conjunto de alojamento (22);

um rotor macho (26) tendo uma porção de corpo macho do tipo parafuso, o rotor macho (26) se estendendo a partir da

25 primeira extremidade até uma segunda extremidade e retido dentro do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um primeiro eixo de rotor;

um rotor fêmea (28) tendo uma porção de corpo fêmea do tipo parafuso engrenada com a porção de corpo macho, o rotor

30 fêmea (28) se estendendo a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade e retido dentro do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um segundo eixo de rotor; e meio para lubrificar o sistema de compressor em resposta

35 a pelo menos uma de: uma obstrução pelo menos parcial do percurso de fluxo; e uma perda do fluido de trabalho,

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3/4 caracterizado pelo fato de que o meio inclui uma válvula acionada por pressão de sentido único posicionada para passar lubrificante para um primeiro local no compressor (20) em resposta a uma queda de pressão no primeiro local.

5 8. Sistema de compressor, de acordo com a reivindicação

7, caracterizado pelo fato de que a válvula acionada por pressão de sentido único está posicionada fora de um percurso de fluxo de lubrificação de mancal a partir de uma fonte de lubrificante até um mancal (50).
10 9. Método, caracterizado pelo fato de compreender:

operar um compressor (20) tendo primeiro e segundo elementos engrenados de modo a comprimir um fluido de trabalho e acionar o fluido de trabalho ao longo de um percurso de fluxo de recirculação; e

15 em resposta a uma queda de pressão em um primeiro local ao longo de um percurso de fluxo, introduzir um lubrificante no compressor (20).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a queda de pressão resulta de 20 uma obstrução no percurso de fluxo. 11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a queda de pressão resulta de uma perda do fluido de trabalho. 12. Método, de acordo com a reivindicação 9, 25 caracterizado pelo fato de que a introdução é no primeiro local. 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro local é próximo a um último local de ressalto fechado. 30 14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de introduzir é

automática resultando da ação do diferencial de pressão entre o primeiro local e um segundo local em um sistema de lubrificação (90).

35 15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de introduzir resulta

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4/4 da ação do diferencial de pressão através de uma válvula de sentido único.

16. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ser realizado com o compressor

5 (20) tendo:

um conjunto de alojamento (22);

um rotor macho (26) tendo uma porção de corpo macho do tipo parafuso, o rotor macho (26) se estendendo a partir de uma extremidade até uma segunda extremidade e mantido dentro

10 do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um primeiro eixo de rotor; e um rotor fêmea (28) tendo uma porção de corpo fêmea do tipo parafuso engrenada com a porção de corpo macho, o rotor fêmea (28) se estendendo a partir de uma extremidade até uma

15 segunda extremidade e retido dentro do conjunto de alojamento (22) para rotação em torno de um segundo eixo de rotor.

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