ES2201415T3 - Compresor de espirales. - Google Patents

Compresor de espirales.

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ES2201415T3 ES98309490T ES98309490T ES2201415T3 ES 2201415 T3 ES2201415 T3 ES 2201415T3 ES 98309490 T ES98309490 T ES 98309490T ES 98309490 T ES98309490 T ES 98309490T ES 2201415 T3 ES2201415 T3 ES 2201415T3
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Abstract

UNA CARCASA MEJORADA PARA COMPRESOR DE ESPIRAL TIENE LA CARCASA DE CUBIERTA EXTREMA FORMADA INTEGRALMENTE CON EL ELEMENTO DE ESPIRAL FIJO. LA CARCASA DE CUBIERTA EXTREMA VA PREFERIBLEMENTE SOLDADA A UNA CARCASA TUBULAR QUE ENCIERRA EL COMPRESOR DE ESPIRAL. MUY PREFERIBLEMENTE, LA CARCASA EXTREMA TIENE PARTES TUBULARES INTERNAS Y EXTERNAS Y LA CARCASA TUBULAR SE EXTIENDE HACIA ARRIBA AL INTERIOR DE UN CANAL ENTRE LAS PARTES TUBULARES INTERNAS Y EXTERNAS. UN SILENCIADOR SE FORMA PREFERIBLEMENTE DE UNA PIEZA CON LA CUBIERTA EXTREMA Y ESE SE EXTIENDE A UN LADO DE ESTA. LA PRESENTE INVENCION INCLUYE TAMBIEN LAS ALETAS PARA TRANSMISION DE CALOR QUE SE EXTIENDEN DE LA CUBIERTA EXTREMA. LA COLOCACION DEL SILENCIADOR A UN LADO DISMINUYE LA LONGITUD TOTAL DEL COMPRESOR. LA UTILIZACION DE ALETAS INCREMENTA EL RENDIMIENTO DE COMPRESION, YA QUE SE ELIMINA CALOR DE LAS CAMARAS DE COMPRESION. EL CONJUNTO SE VE SIMPLIFICADO MEDIANTE EL EMPLEO DE LA CUBIERTA EXTREMA COMBINADA UNICA Y LA ESPIRAL FIJA QUE VASOLDADA A LA CARCASA TUBULAR.

Description

Compresor de espirales.
Este invento se refiere a mejoras en las carcasas de un compresor espiral.
Los compresores espirales han sido utilizados en muchas operaciones de compresión de refrigerantes, puesto que tienen muchos beneficios funcionales si se les compara con otros tipos de compresores. Por tanto los compresores espirales han sido adaptados por la industria de compresión para muchas aplicaciones. Sin embargo con los compresores espirales también hay retos.
Típicamente, un compresor espiral consiste en una espiral fija que tiene una base con una envolvente generalmente espiral que se extiende desde la base en dirección de una espiral orbitante. La espiral orbitante tiene una base con una espiral envolvente que se extiende en dirección de la espiral fija. La espiral orbitante orbita respecto de la espiral fija y se comprimen las cámaras de compresión entre las carcasas espirales intermedias.
La industria de la compresión en espiral desea minimizar el tamaño del compresor espiral. En particular se desea minimizar la longitud axial del compresor espiral. Además siempre ha sido un reto el eliminar el calor de las cámaras de compresión en espiral. Típicamente, en un compresor espiral sellado, la espiral fija está montada a cierta distancia separada de una carcasa exterior. Por tanto, la carcasa exterior está expuesta al medio ambiente, pero la espiral fija está separada del medio ambiente y por tanto presenta alguna dificultad para enfriarse.
La técnica antigua ha propuesto una combinación de la espiral fija con la carcasa exterior. Sin embargo, en general, estos diseños han propuesto la unión mediante pernos de la combinación de carcasa exterior y espiral fija a una segunda carcasa a lo largo de planos intermedios. Con una combinación de este tipo podría ser difícil obtener la posición adecuada de los miembros de la espiral, con lo que no se obtendría un buen ajuste. Por todo ello no se cree que estas propuestas se hayan puesto en fabricación. Por el tamaño que tienen serían muy difícil de ensamblar. La patente US-A-4867657 describe una carcasa de compresor espiral que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Desde un primer aspecto del presente invento, un compresor espiral comprende una espiral fija formada integralmente con una carcasa exterior, como está reivindicado en la reivindicación 1. El compresor está preferiblemente en un recipiente sellado con una carcasa generalmente tubular soldada a la combinación de carcasa exterior y espiral fija. Preferiblemente, la carcasa exterior está situada en una superficie exterior radial de la carcasa tubular y soldada.
Más preferiblemente, con la combinación de carcasa y espiral fija está formado integralmente un colector. El colector se extiende preferiblemente hacia el lateral del compresor de manera que no aumenta la longitud axial general. Desde la combinación de carcasa y espiral fija se extienden también unas aletas en una dirección que se aleja de la envolvente espiral fija. Las aletas proporcionan refrigeración para eliminar el calor de las cámaras de compresión. Preferentemente el colector y las aletas se extienden alejándose desde la base del miembro espiral fijo en una distancia aproximadamente igual.
La combinación de carcasa y espiral fija del presente invento incluye unas porciones tubulares interior y exterior con el miembro carcasa tubular conectado entre las porciones interior y exterior. El miembro carcasa tubular puede moverse dentro y fuera de un canal formado entre las porciones tubulares interior y exterior para permitir el ajuste relativo de la posición de las carcasas. De esta forma se puede controlar cuidadosamente la posición de los miembros espiral. Como un ejemplo, sólo se necesita utilizar la porción interior, pudiendo eliminarse la porción guía exterior. La carcasa tubular podría continuar siendo guiada a lo largo de la porción guía interior y soldada.
Un método para ensamblar el compresor espiral de acuerdo con este invento está reivindicado en la reivindicación 2. En la configuración del invento descrita, una unidad bomba está montada inicialmente para fijar el cojinete principal de cárter a la carcasa exterior y espiral fija combinadas. La espiral orbitante se aloja entre el cárter y la espiral fija. Entonces este subconjunto es soldado al miembro carcasa tubular. Por consiguiente el cojinete principal de cárter está fijado directamente y de forma rígida a la carcasa exterior a través de su cordón de soldadura exterior. Éste proporciona una resistencia adicional al conjunto cojinete.
Éstas y otras características del presente invento pueden ser comprendidas mejor a partir de la especificación siguiente y las figuras, una breve descripción de los cuales está a continuación.
Figura 1 es una vista superior de un compresor espiral del invento.
Figura 2 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1.
Figura 3 es una vista en sección transversal de un paso de conjunto intermedio.
Figura 4 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea 4-4 de la figura 2.
En la figura 1 se muestra un compresor espiral 20 mejorado que tiene una carcasa exterior 22 con aletas 24 que se extienden alejándose desde un plano superficie nominal 25. Un paso exterior 26 se extiende hacia un lateral de la carcasa 22 y al interior de un colector 28.
Como se puede ver en la figura 2, el colector 28 tiene un extremo superior 32 que está aproximadamente a la misma distancia que la parte superior de las aletas 24. Como se muestra el colector es integral con la carcasa 22 y puede incluir una cubierta separada 39. De esta manera el colector no aumenta indebidamente la longitud axial de todo el compresor 20. Las aletas 24 sirven para eliminar el calor desde las cámaras de compresión en el interior del compresor. Debido a la combinación de carcasa exterior y espiral fija, las aletas están muy cerca de las cámaras de compresión de forma que pueden proporcionar una refrigeración eficaz.
La envolvente espiral fija 32 se extiende desde una base 34 formada integralmente con la carcasa exterior 22. La espiral orbitante 31 se intercala y ajusta con la envolvente espiral fija 32 para definir las cámaras de compresión como ya es conocido. Una carcasa tubular 36 está soldada a la carcasa exterior 22. Como se muestra, un extremo 38 de la carcasa tubular 36 se extiende hacia arriba entre la porción tubular 42 interior y la porción tubular 40 exterior de la carcasa exterior 22. Las porciones tubulares 40 y 42 interior y exterior minimizan la distorsión en la envolvente espiral fija 32.
Como se muestra, la holgura 44 está formada por delante del extremo 38. Por tanto el extremo 38 podría extenderse hacia delante en el canal si fuera necesario para obtener un posicionamiento axial adecuado.
Como se muestra también en la figura 2, una ranura 49 sirve para proporcionar una rotura térmica entre el colector y las cámaras de compresión. Esto asegura que allí no existirá un buen retroceso de la circulación del calor desde el colector 28 hacia las cámaras de compresión durante la operación del compresor. También la cubierta 39 está preferiblemente soldada al colector. Durante la operación de soldadura la ranura 49 sirve también como rotura térmica para prevenir el daño de los componentes del compresor.
Durante el ensamblaje del invento el cojinete principal de cárter 50 está unido a la carcasa exterior 22 por pernos 52. El subconjunto, que podría incluir al cojinete principal de cárter 50, al miembro espiral orbitante 31 y a la combinación de espiral fija y carcasa exterior 22, se mueve entonces al interior de la envolvente tubular 36. También, como ya se conoce, podría incluirse un acoplamiento anti-rotación.
Como se muestra en la figura 3, una jiga posicionadora 69 mostrada esquemáticamente sujeta inicialmente al cojinete principal de cárter para situar el subconjunto bomba antes de ser soldado a la junta de soldadura 46. Como se muestra una herramienta de soldadura 71 forma la junta de soldadura 46 cuando la jiga 69 sujeta al subconjunto.
Como también se muestra en la figura 2 un eje 56 tiene un cojinete de eje 58 para el accionamiento de la espiral orbitante 31. Como se puede apreciar en la figura 3, este subconjunto de eje y cojinete no está recibido en el conjunto bomba cuando éste está siendo unido a la carcasa tubular 36.
El estator 60 del motor está unido inicialmente a la envolvente tubular como se muestra en la figura 3. En este momento, el rotor 62 del motor que está fijo al eje 56 no está recibido en el interior de la carcasa tubular 56.
Un soporte de cojinete inferior 64 tiene múltiples brazos 65 con los que está unido a la superficie periférica interior de la carcasa tubular 36. El cojinete inferior 66 no se recibe en la carcasa en el momento de unir el soporte de cojinete inferior 64. En su lugar, como se muestra, se utiliza una jiga 72 para situar y sujetar el soporte de cojinete inferior 64 mientras que los brazos 65 son soldados a la superficie periférica interior de la carcasa tubular 36 mediante la herramienta de soldadura 74 que se extiende a través de una abertura en la carcasa 36. Las jigas 72 y 69 están mostradas de una forma esquemática.
Como se muestra en la figura 4 existen preferiblemente varios brazos 65 separados circunferencialmente.
Una vez que el cárter 50 y el soporte de cojinete 64 han sido soldados a la carcasa tubular 36 se retiran las jigas 69 y 72. En este momento el eje 56, el cojinete 58 y el estator 62 del motor y el cojinete inferior 66 pueden ser llevados todos al interior de la carcasa. En este momento la cubierta de carcasa inferior 68 puede ser colocada sobre la carcasa para encerrar la cámara de compresión sellada.
Por la soldadura del subconjunto bomba directamente a la carcasa tubular 36 el presente invento proporciona una unión más segura y rígida del cojinete de cárter 50 a la carcasa 36.
En resumen el presente invento describe un compresor espiral en el que el conjunto está ampliamente simplificado. Aún más, disminuye la longitud axial requerida. El invento facilita también la eliminación del calor desde las cámaras de compresión y por tanto mejora el rendimiento general. Finalmente, el método de unión de este invento asegura que existe una conexión más rígida del cojinete de cárter a la carcasa tubular 36, y por tanto un conjunto mejorado.
Preferiblemente, la combinación de espiral fija y carcasa exterior están hechas de acero fundido o de una fundición compuesta que incluye un cuerpo en fundición de hierro con un aro exterior en fundición de acero. Alternativamente toda la carcasa podría estar formada de fundición de hierro. La carcasa tubular 36 está formada preferiblemente de acero y es deseable el tener una junta de soldadura acero con acero. Por esta razón es preferible que la combinación de carcasa exterior y espiral fija esté formada de un material en acero fundido.
Un trabajador normalmente experto en esta técnica reconocerá que ciertas modificaciones podrían quedar comprendidas en el alcance de este invento. Por esta razón deben estudiarse las reivindicaciones siguientes para determinar el verdadero alcance y contenido de este invento.

Claims (13)

1. Un compresor espiral (20) que comprende:
una espiral fija que tiene una base (34) con una envolvente (32) generalmente espiral extendiéndose desde la mencionada base (34),
una carcasa exterior (22) formada integralmente con la mencionada espiral fija;
un miembro espiral orbitante (31) que tiene una base y una envolvente generalmente espiral que se intercala ajustando con la mencionada envolvente espiral (32) de la mencionada espiral fija; y
una segunda carcasa (36) recibida y conectada a la mencionada carcasa exterior (22),
caracterizado porque la mencionada segunda carcasa (36) se extiende hacia arriba dentro de un canal entre una porción tubular (40) exterior y una porción tubular (42) interior en la mencionada carcasa exterior (22).
2. Un compresor espiral (20) como el descrito en la reivindicación 1, en el que un colector integral (28) está formado con la mencionada carcasa exterior (22) y la mencionada espiral fija.
3. Un compresor espiral (20) como el descrito en la reivindicación 2, donde el mencionado colector (28) está situado en un lateral radialmente exterior de la mencionada carcasa exterior (22).
4. Un compresor espiral (20) como el descrito en la reivindicación 3, en el que unas aletas (24) se extienden desde la mencionada carcasa exterior (22) en una dirección alejándose de la mencionada envolvente espiral fija (32).
5. Un compresor espiral (20) como el descrito en la reivindicación 4, en el que el mencionado colector (28) y las mencionadas aletas (24) se extienden alejándose desde la mencionada base (34) de la mencionada espiral fija en aproximadamente la misma distancia.
6. Un compresor espiral (20) como el descrito en la reivindicación 1, en el que un colector (28) está situado en el lateral de la mencionada carcasa exterior (22).
7. Un compresor espiral (20) como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las aletas (24) están formadas integralmente con la mencionada carcasa exterior (22) y se extienden alejándose desde la mencionada envolvente espiral fija (32).
8. Un compresor espiral (20) como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la segunda carcasa (36) está soldada a la carcasa exterior (22).
9. Un compresor espiral (20) como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la mencionada segunda carcasa (36) es generalmente tubular.
10. Un compresor espiral (20) como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se conecta una caperuza estampada para cerrar el mencionado colector (28).
11. Un método para ensamblar un compresor espiral (20) que comprende los pasos de:
1)
presentar una combinación de carcasa exterior (22) y espiral fija, presentar una espiral orbitante (31) y presentar un cojinete principal de cárter (50);
2)
colocar la mencionada espiral orbitante (31) entre la mencionada espiral fija y el mencionado cojinete principal de cárter (50) y unir el mencionado cojinete principal de cárter (50) a la mencionada carcasa exterior (22) para formar un subconjunto bomba;
3)
colocar el mencionado subconjunto bomba en una carcasa tubular (36) para un compresor, y soldar el mencionado subconjunto bomba a la mencionada carcasa tubular (36); y
4)
montar un motor y un eje (56) dentro de la mencionada espiral orbitante (31) y a través del mencionado cojinete principal de cárter (50) después de que el mencionado subconjunto bomba haya sido unido a la mencionada carcasa tubular (36), caracterizado porque la mencionada carcasa tubular (36) se extiende hacia arriba dentro de un canal entre una porción tubular exterior (40) y una porción tubular en la mencionada carcasa exterior (22).
12. Un método como el descrito en la reivindicación 11, en donde un soporte de cojinete inferior (64) es soldado a la mencionada carcasa tubular (36) antes de la etapa 4), y la mencionada etapa 4) incluye la subetapa de montar un cojinete inferior (66) en el mencionado soporte (64) de cojinete inferior.
13. Un método como el descrito en la reivindicación 12, en el que la mencionada soldadura de la mencionada etapa 3) incluye presentar una soldadura faldón entre la mencionada carcasa (22) y una superficie periférica exterior del mencionado cuerpo tubular (36).
ES98309490T 1997-12-15 1998-11-19 Compresor de espirales. Expired - Lifetime ES2201415T3 (es)

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