BRPI0709561A2 - cooling device - Google Patents
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Abstract
<B>DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTO.<D>O dispositivo de resfriamento (1) da presente invenção compreende um compressor (5) que tem um cilindro (7) que provê que o fluido de circulação seja succionado e bombeado, um cabeçote de cilindro (8) situado acima do cilindro (7), dirigindo o fluido de circulação succionado e bombeado e uma carcaça (6) que protege o motor e outros elementos.<B> COOLING DEVICE. <D> The cooling device (1) of the present invention comprises a compressor (5) that has a cylinder (7) that provides the circulating fluid to be sucked and pumped, a cylinder head ( 8) located above the cylinder (7), directing the sucked and pumped circulation fluid and a housing (6) that protects the engine and other elements.
Description
DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTOCOOLING DEVICE
A presente invenção se refere ao resfriamento docilindro de compressor.The present invention relates to compressor cylinder cooling.
Em dispositivos de resfriamento, um fluidorefrigerante circulando no ciclo de resfriamento está nafase vapor superaquecido, quando deixa o compressor. 0fluido refrigerante deixando o compressor na fase vapormuda para a fase líquida - vapor no condensador e para afase líquida nas vizinhanças da entrada nos tuboscapilares. O fluido começa a mudar de novo para a faselíquida - vapor a partir da fase líquida com uma diminuiçãoda pressão ao longo do tubo capilar, e atinge o evaporadorna fase líquida - vapor a uma taxa de secagem baixa. Ofluido refrigerante muda para a fase vapor na saída doevaporador, devido à absorção de calor das imediações, denovo atingindo o compressor.In cooling devices, a coolant circulating in the cooling cycle is in the superheated steam phase when it leaves the compressor. Refrigerant fluid leaving the compressor in the vapor phase for the liquid phase - vapor in the condenser and for liquid phase in the vicinity of the inlet in the tuboscapillaries. The fluid begins to shift back to the liquid vapor phase from the liquid phase with a decrease in pressure along the capillary tube, and reaches the evaporator in the liquid vapor phase at a low drying rate. The refrigerant fluid changes to the vapor phase at the evaporator outlet, due to the absorption of heat from the surroundings, again reaching the compressor.
Particularmente nos refrigeradores do tipo doméstico,o vapor de refrigerante à baixa temperatura na saída doevaporador é usado na diminuição da taxa de secagem naentrada do evaporador e no aumento da capacidade deresfriamento do sistema pelo envolvimento da linha desucção sobre o tubo capilar ou pela formação de um trocadorde calor com dutos telescópicos dentro de cada outro. Apóso vapor de refrigerante à baixa pressão e temperatura serrecebido no compressor, o fluido refrigerante passa atravésdo abafador de sucção e do pleno e entra no cilindro, ondeele é comprimido. Nos compressores convencionais, aeficiência do processo de compressão é diminuída e, comoresultado, enquanto a performance do compressor diminui, oconsumo de energia do refrigerador aumenta, uma vez que ocalor gerado durante o processo de compressão não pode serremovido do cilindro.Particularly in household type refrigerators, low-temperature refrigerant vapor at the evaporator outlet is used to decrease the evaporator inlet drying rate and increase the system's cooling capacity by wrapping the dewatering line over the capillary tube or forming a heat exchanger with telescopic ducts inside each other. After refrigerant vapor at the low pressure and temperature received in the compressor, the refrigerant passes through the suction damper and full and enters the cylinder, where it is compressed. In conventional compressors, the efficiency of the compression process is decreased and as a result, while the compressor performance decreases, the power consumption of the cooler increases as the heat generated during the compression process cannot be removed from the cylinder.
No estado da técnica do Pedido de Patente Européia N0EP0976993, um circuito de resfriamento externo éestabelecido para resfriamento do cilindro e, após o fluidorefrigerante circular nos canais formados na parede decilindro para resfriamento do cilindro, sai da carcaça decompressor liberando o calor absorvido para o ambiente emum trocador de calor em separado. Mais ainda, no referidodocumento, o fluido refrigerante que é condensado e passapara a fase liquida no condensador no circuito deresfriamento é enviado para o cilindro por um circuitoconectado em série ao sistema e o cilindro é resfriado.In the state of the art of European Patent Application N0EP0976993, an external cooling circuit is established for cylinder cooling and, after circular coolant in the channels formed in the cylinder cooling cylinder wall, exits the decompressor housing releasing the absorbed heat into the environment in a separate heat exchanger. Further, in this document, the refrigerant that is condensed and passes the liquid phase in the condenser in the cooling circuit is sent to the cylinder by a circuit connected in series to the system and the cylinder is cooled.
No estado da técnica do Patente dos Estados Unidos daAmérica Nc US4006602, o cilindro é resfriado ao se tirarvantagem do refrigerante à alta pressão na saída docondensador pelo uso de dois condutos paralelos na saída docondensador.In the prior art of US Patent No. US4006602, the cylinder is cooled by taking advantage of the high pressure refrigerant at the condenser outlet by the use of two parallel conduits at the condenser outlet.
Nos estado da técnica dos documentos e pedidos, osdutos que enviam o refrigerante à alta pressão vindo docondensador para a carcaça de compressor para resfriamentodo cilindro devem ser inteiramente à prova de vazamento.Mais ainda, no caso de o refrigerante recebido a partir dalinha de alta pressão ser usado para resfriamento docilindro, os dutos devem ser conectados de forma rígida àcarcaça e em torno do perímetro do cilindro, uma vez queeste refrigerante circulará nos dutos dentro da carcaça enas paredes de cilindro e esta conexão cria novos percursosque transmitem as vibrações do corpo da carcaça.In the state of the art of the documents and orders, the pipelines that send the high pressure refrigerant coming from the condenser to the cylinder cooling compressor housing must be entirely leak proof. Also, in case the refrigerant received from the high pressure line To be used for cylinder cooling, the ducts must be rigidly connected to the housing and around the perimeter of the cylinder as this refrigerant will circulate in the ducts within the housing and the cylinder walls and this connection creates new pathways that transmit the vibrations of the housing body. .
O objetivo da presente invenção é projetar umdispositivo de resfriamento compreendendo um compressor,onde a temperatura do cilindro seja efetivamente reduzida.The object of the present invention is to design a cooling device comprising a compressor where the cylinder temperature is effectively reduced.
0 dispositivo de resfriamento projetado para cumprir oobjetivo da presente invenção, explicado na primeira reivindicação e nas respectivas reivindicações da mesma,compreende um circuito de resfriamento de cilindroadicional que provê o uso do refrigerante à alta pressãodeixando o evaporador no resfriamento do cilindro, com umaextremidade se estendendo para a saída de evaporador e a outra extremidade se estendendo em direção ao cilindro eassim dirigindo o refrigerante sobre o cilindro, paralelo àlinha de sucção, enviando o refrigerante a partir da saídade evaporador para o compressor.The cooling device designed to fulfill the purpose of the present invention, explained in the first claim and the respective claims thereof, comprises a conventional cylinder cooling circuit which provides the use of high pressure refrigerant by letting the evaporator in the cylinder cooling, with an end extending to the evaporator outlet and the other end extending towards the cylinder and thereby directing the refrigerant over the cylinder, parallel to the suction line, sending the refrigerant from the evaporator outlet to the compressor.
Por meio da presente invenção, alguma porção do vaporde refrigerante deixando o evaporador e a qual está a umatemperatura relativamente mais baixa é enviada diretamentepara a carcaça de compressor por meio de uma linha paralelaà linha de sucção e é soprado na parte superior docilindro, provendo um resfriamento do cilindro. Uma vez que este processo é realizado por uma linha paralela, nenhumamodificação é feita na seção que se estende para o tubocapilar e resfria o fluido no tubo capilar; contudo, umacerta quantidade do fluxo passando através desta linha éenviada diretamente para a carcaça de compressor com umalinha paralela bem isolada.By means of the present invention, some portion of the refrigerant vapor leaving the evaporator and which is at a relatively lower temperature is sent directly to the compressor casing via a line parallel to the suction line and is blown into the top of the cylinder, providing cooling. of the cylinder. Since this process is performed by a parallel line, no modification is made to the section extending into the tubocapillary and cools the fluid in the capillary tube; however, a certain amount of flow passing through this line is sent directly to the compressor casing with a well insulated parallel line.
Através do uso da linha à baixa pressão, a necessidadede conexão da carcaça ao circuito de resfriamento decilindro na carcaça por meio de dutos rígidos é eliminada.Uma vez que gás à baixa pressão é usado, a conexão do circuito de resfriamento de cilindro à carcaça pode serrealizada mesmo por dutos elásticos e, desse modo, osproblemas de vibração são evitados.By using the low pressure line, the need to connect the casing to the casing of the cylinder cooling circuit through rigid ducts is eliminated. Since low pressure gas is used, the connection of the cylinder cooling circuit to the casing can be even by elastic ducts, and thus vibration problems are avoided.
Mais ainda, a diferença de temperatura entre orefrigerante à baixa temperatura na saída do evaporador e ocilindro é mais alta, se comparada com outras aplicações.Quando a temperatura de cilindro é de 85°C, enquanto adiferença de temperatura é de 50°C, se o refrigerante àbaixa temperatura for recebido a partir da saída docondensador, mas a diferença de temperatura é de 80 0C a90°C, se o refrigerante à baixa temperatura for recebido apartir da saída do evaporador. Conseqüentemente, aefetividade de transferência de calor é aumentada noresfriamento do cilindro.Moreover, the temperature difference between the low temperature coolant at the evaporator outlet and the cylinder is higher compared to other applications. When the cylinder temperature is 85 ° C, while the temperature difference is 50 ° C if Low temperature refrigerant is received from the condenser outlet, but the temperature difference is 80 ° C to 90 ° C if low temperature refrigerant is received from the evaporator outlet. Consequently, heat transfer effectiveness is increased on cylinder cooling.
Em uma outra modalidade da presente invenção, de modoa resfriar o cilindro de compressor efetivamente, aletassão usadas, que correspondem à porção de topo do cilindro,efetuando uma transferência de calor no cabeçote decilindro.In another embodiment of the present invention, in order to cool the compressor cylinder effectively, used fins, which correspond to the top portion of the cylinder, effecting a heat transfer on the cylinder head.
Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento compreende uma válvulasolenóide que dirige o refrigerante para o circuito deresfriamento de cilindro de uma maneira controlada.Conseqüentemente, a válvula solenóide provê que o circuitode resfriamento de circuito participe no ciclo deresfriamento ao abrir em certos momentos durante o ciclo deresfriamento.In yet another embodiment of the present invention, the cooling device comprises a solenoid valve that directs the refrigerant to the cylinder cooling circuit in a controlled manner. Consequently, the solenoid valve provides that the circuit cooling circuit participates in the cooling cycle upon opening in certain conditions. moments during the cooling cycle.
Pelo resfriamento do cilindro, a performance docilindro é aumentada e o consumo de energia do dispositivode resfriamento é reduzido.By cooling the cylinder, cylinder performance is increased and the power consumption of the cooling device is reduced.
O dispositivo de resfriamento projetado para cumpriros objetivos da presente invenção é ilustrado nas figurasanexadas, em que:The cooling device designed for the purposes of the present invention is illustrated in the attached figures, in which:
Figura 1 - é uma vista esquemática de um dispositivode resfriamento.Figure 1 is a schematic view of a cooling device.
Figura 2 - é a vista detalhada de um compressor.Figure 2 - is a detailed view of a compressor.
Figura 3 - é a vista de um cabeçote de cilindro.Figure 3 - is a view of a cylinder head.
Figura 4 - é a vista das aletas montadas no cilindro.Figure 4 is a view of the fins mounted on the cylinder.
Os elementos ilustrados nas figuras são numeradosconforme se segue:The elements illustrated in the figures are numbered as follows:
1. Dispositivo de resfriamento1. Cooling device
2. Condensador2. Condenser
3. Evaporador3. Evaporator
4. Tubo capilar4. Capillary tube
5. Compressor5. Compressor
6. Carcaça6. Carcass
7. Cilindro7. Cylinder
8. Cabeçote de cilindro8. Cylinder Head
9. Linha de sucção9. Suction Line
10. Circuito de resfriamento de cilindro10. Cylinder Cooling Circuit
11. Aleta11. Flip
0 dispositivo de resfriamento (1) da presente invençãocompreende um compressor (5) que tem um cilindro (7) queprovê o fluido de circulação a ser succionado e bombeado,um cabeçote de cilindro (8) situado acima do cilindro (7),dirigindo o fluido de circulação succionado e bombeado euma carcaça (6) que protege o motor e os outros elementos;um condensador (2) provendo o refrigerante que deixa ocompressor (5) como um vapor superaquecido a ser condensadoprimeiramente para a fase líquida - vapor, entãointeiramente para a fase líquida; um ou mais evaporadores(3) provendo a circulação de refrigerante no interior paraa absorção de calor, resfriando as imediações ali; um oumais tubos capilares (4) situados entre o condensador (2) eo evaporador (3) provendo o refrigerante a ser restrito e para entrar na fase liquida - vapor com uma pressão maisbaixa; uma linha de sucção (9) com uma extremidade seestendendo para a saída de evaporador (3) e a outraextremidade para o compressor (5), e um circuito deresfriamento de cilindro (10) posicionado paralelo à linha de sucção (9), provendo dirigir alguma quantidade dorefrigerante à baixa temperatura deixando o evaporador (3)diretamente para o cilindro (7) ou o cabeçote de cilindro(8) (Figura 1 e Figura 2).The cooling device (1) of the present invention comprises a compressor (5) having a cylinder (7) which provides the circulating fluid to be sucked and pumped, a cylinder head (8) situated above the cylinder (7), directing the suctioned and pumped circulation fluid and a housing (6) that protects the engine and other elements, a condenser (2) providing refrigerant that leaves the compressor (5) as an overheated vapor to be condensed primarily to the liquid-vapor phase, then entirely to the liquid phase; one or more evaporators (3) providing refrigerant circulation inside for heat absorption, cooling the surroundings therein; one or more capillary tubes (4) located between the condenser (2) and the evaporator (3) providing the refrigerant to be restricted and to enter the liquid-vapor phase at a lower pressure; a suction line (9) with one end extending to the evaporator outlet (3) and the other end to the compressor (5), and a cylinder cooling circuit (10) positioned parallel to the suction line (9), providing directing some coolant at low temperature leaving the evaporator (3) directly to the cylinder (7) or cylinder head (8) (Figure 1 and Figure 2).
Uma extremidade do circuito de resfriamento de cilindro (10) é conectada à saída do evaporador (3), e aoutra extremidade se estende diretamente sobre o cilindro(7) no compressor (5) provendo alguma porção dorefrigerante deixando o evaporador (3) para ser soprada emdireção ao cilindro (7), desse modo resfriando o cilindro (7) .One end of the cylinder cooling circuit (10) is connected to the evaporator outlet (3), and the other end extends directly over the cylinder (7) in the compressor (5) providing some cooling portion leaving the evaporator (3) to be directing the cylinder (7), thereby cooling the cylinder (7).
A linha de sucção (9) se envolve em torno do tubocapilar (4) e se estende para a carcaça (6) de compressor(5) . Conseqüentemente, a temperatura ainda baixa dorefrigerante deixando o evaporador (3) é transferida para o refrigerante fluindo no tubo capilar (4), provendo amanutenção da temperatura do refrigerante entrando noevaporador (3) em um valor baixo. O circuito deresfriamento de cilindro (10) é ligado ao ciclo deresfriamento por ser paralelo a esta linha de sucção (9).The suction line (9) wraps around the tubecapillary (4) and extends to the compressor casing (6) (5). Consequently, the still-coolant temperature leaving the evaporator (3) is transferred to the refrigerant flowing into the capillary tube (4), providing for maintaining the refrigerant temperature by entering the evaporator (3) at a low value. The cylinder cooling circuit (10) is connected to the cooling cycle as it is parallel to this suction line (9).
O refrigerante à baixa pressão deixando a carcaça (6)de compressor (5) é comprimido pelo compressor (5) eenviado para o condensador (2). O refrigerante à altapressão passando através do condensador (2) entra no tubocapilar e a pressão é diminuída para aquela da pressão deevaporação. O refrigerante entrando no evaporador (3) eevaporando pela absorção de calor das imediações deixa oevaporador (3) e é disperso para a linha de sucção (9) e ocircuito de resfriamento de cilindro (10). O vapor derefrigerante à baixa temperatura deixando o evaporador (3)absorve calor do fluido no tubo capilar (4) pela ajuda dalinha de sucção (9), desse modo diminuindo o nível desecura do refrigerante entrando no evaporador (3) e dali édirigido para o compressor (5) . Esta modalidade afeta acapacidade de resfriamento do sistema de forma favorável.The low pressure refrigerant leaving the compressor casing (6) (5) is compressed by the compressor (5) and sent to the condenser (2). High pressure refrigerant passing through the condenser (2) enters the tubecapillary and the pressure is decreased to that of the evaporating pressure. The refrigerant entering the evaporator (3) and evaporating from the surrounding heat absorption leaves the evaporator (3) and is dispersed to the suction line (9) and cylinder cooling circuit (10). The low-temperature cooling vapor leaving the evaporator (3) absorbs heat from the fluid in the capillary tube (4) by the help of the suction line (9), thereby decreasing the level of coolant entering the evaporator (3) and is then directed to the evaporator. compressor (5). This mode affects the cooling capacity of the system favorably.
O circuito de resfriamento de cilindro (10) dispostoentre a saída de evaporador (3) e o compressor (5), de modoque seja paralelo à linha de sucção (9), é conectado àcarcaça (6) de compressor (5) de modo que envie orefrigerante diretamente a partir da saída de evaporador(3) para as vizinhanças do cilindro (7) . Nesta modalidadeda presente invenção, o refrigerante é enviado para acarcaça (6) a partir de uma abertura que se estendediretamente para a área voltada para a porção superior docilindro (7) . Uma vez que a temperatura do gás deixando oevaporador (3) é substancialmente menor do que atemperatura do cilindro (7) , o cilindro (7) podeefetivamente ser resfriado. O refrigerante que resfria oscabeçotes de cilindro (7) em direção à entrada de abafadoré misturado com o refrigerante que vem da linha de sucção(9) e é recebido no abafador.A temperatura de refrigerante, a qual pode estar nointervalo de -15 0C a +5 0C na saída do evaporador (3),dependendo do tipo do dispositivo de resfriamento (1) , éenviado para a carcaça (6) de compressor (5), de modo quehaja uma elevação de temperatura tão pequena quantopossível por esta linha paralela (10) instalada entre asaída de evaporador (3) e a carcaça (6) de compressor (5).Uma vez que há duas linhas paralelas (9 e 10) entre oevaporador (3) e o compressor (5), a circulação derefrigerante entre os tubos capilares (4) e a linha desucção (9) não é perturbada; esta circulação é realizadaapenas a uma vazão mais baixa.The cylinder cooling circuit (10) disposed between the evaporator outlet (3) and the compressor (5) such that it is parallel to the suction line (9) is connected to the compressor housing (6) so that send the coolant directly from the evaporator outlet (3) to the vicinity of the cylinder (7). In this embodiment of the present invention, the refrigerant is sent to sugar (6) from an opening extending directly into the area facing the upper portion of the cylinder (7). Since the temperature of the gas leaving the evaporator (3) is substantially lower than the temperature of the cylinder (7), the cylinder (7) can effectively be cooled. Refrigerant that cools the cylinder heads (7) toward the damper inlet is mixed with the refrigerant coming from the suction line (9) and is received in the damper. The refrigerant temperature, which may be in the range of -15 0C to +5 ° C at the evaporator outlet (3), depending on the type of cooling device (1), is sent to the compressor casing (6) (5) so that there is such a small temperature rise as this parallel line ( 10) installed between the evaporator wing (3) and the compressor housing (6). Since there are two parallel lines (9 and 10) between the evaporator (3) and the compressor (5), the cooling circulation between the capillary tubes (4) and the suction line (9) are not disturbed; This circulation is performed only at a lower flow rate.
Em uma outra modalidade da presente invenção, a linhade sucção (9) e o circuito de resfriamento de cilindro (10)do dispositivo de resfriamento (1) têm, cada um, diâmetrosdiferentes, de modo que a distribuição do fluxo derefrigerante em ambas as linhas (9 e 10) possa serajustada.In another embodiment of the present invention, the suction line (9) and the cylinder cooling circuit (10) of the cooling device (1) each have different diameters, so that the distribution of the cooling flow in both lines. (9 and 10) can be adjusted.
Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento (1) compreende uma válvulasolenóide que provê dirigir o refrigerante em direção aocircuito de resfriamento de cilindro (10) de uma maneiracontrolada. Conseqüentemente, a válvula solenóide se abreem certos momentos do ciclo de resfriamento provendo que ocircuito de resfriamento de cilindro (10) participe nociclo de resfriamento. A válvula solenóidepreferencialmente se abre conforme o compressor (5) forenergizado, desse modo permitindo que o refrigerante passee provê que o refrigerante passando através do circuito deresfriamento de cilindro (10) seja soprado sobre o cilindro(7) .In yet another embodiment of the present invention, the cooling device (1) comprises a solenoid valve that provides directing the refrigerant toward the cylinder cooling circuit (10) of a controlled manner. Consequently, the solenoid valve opens at certain times of the cooling cycle providing that the cylinder cooling circuit (10) participates in the cooling cycle. The solenoid valve preferably opens as the compressor (5) is energized, thereby allowing refrigerant to pass provides that refrigerant passing through the cylinder cooling circuit (10) is blown over the cylinder (7).
Em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento (1) compreende uma ou maisaletas (11) , que aumentam a área superficial de transferência de calor no cabeçote de cilindro (8),correspondente à porção superior do cilindro (7), de modo aefetivamente resfriar o cilindro (7) do compressor (5) . Asaletas (11) podem ser produzidas a partir de um material decobre ou de alumínio como peças separadas, ou também podem ser produzidas em uma peça com o cabeçote de cilindro (8)(Figura 3 e Figura 4).In another embodiment of the present invention, the cooling device (1) comprises one or more fins (11), which increase the surface area of heat transfer in the cylinder head (8) corresponding to the upper portion of the cylinder (7). effectively cool the compressor cylinder (7) (5). The fins (11) may be produced from a copper or aluminum material as separate parts, or may also be produced in one piece with the cylinder head (8) (Figure 3 and Figure 4).
No dispositivo de resfriamento (1) da presenteinvenção, a circulação de refrigerante é provida,preferencialmente, por um compressor hermético e alternativo (5).In the cooling device (1) of the present invention, refrigerant circulation is preferably provided by an airtight and reciprocating compressor (5).
Por meio da presente invenção, a utilização dorefrigerante à baixa pressão na saída de evaporador (3)para resfriamento do cilindro (7) proveu o aumento naperformance do sistema pelo resfriamento do cilindro (7)desta maneira e, daí, resultou na diminuição do consumo deenergia no dispositivo de resfriamento (1).By means of the present invention, the use of the low pressure coolant in the evaporator outlet (3) for cooling the cylinder (7) provided the increase in system performance by cooling the cylinder (7) in this manner and thus resulted in the reduction of the consumption. cooling device deenergy (1).
Claims (5)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06T | Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette] | ||
| B11E | Dismissal acc. art. 34 of ipl - requirements for examination incomplete | ||
| B11T | Dismissal of application maintained [chapter 11.20 patent gazette] |