ES2272557T3 - Compresor. - Google Patents

Abstract

Compresor para refrigerante, que comprende una carcasa (10), un compresor helicoidal (14) dispuesto en la carcasa, con un primer cuerpo de compresor (16) dispuesto de forma inmóvil en la carcasa y con un segundo cuerpo de compresor (18) móvil respecto al primer cuerpo de compresor, que presentan respectivamente un fondo y primeras o segundas aletas helicoidales (22, 26) que se elevan sobre el fondo correspondiente engranando entre sí de tal forma que, durante la compresión del refrigerante, el segundo cuerpo de compresor pueda moverse alrededor de un eje central en una trayectoria orbital respecto al primer cuerpo de compresor, una cámara de enfriamiento (110) posterior que linda con el primer cuerpo de compresor (16) en la zona de su lado posterior (112) contrario a las aletas helicoidales, de tal forma que alrededor del lado posterior (112) pueda circular el refrigerante que ha de ser comprimido por el compresor helicoidal (14) y enfriarlo de esta forma, y un accionamiento para el segundocuerpo de compresor con un motor de accionamiento (12), caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse circula al menos en forma de una corriente parcial por la cámara de enfriamiento (110) posterior, siendo conducido de manera forzosa de tal forma que el refrigerante que ha de aspirarse circula al menos en parte desde la cámara de enfriamiento (110) posterior, pasando por al menos un calado (150) en el fondo (20) del primer cuerpo de compresor (16), a la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14), y porque, alrededor del segundo cuerpo de compresor (18), en la zona de su lado posterior (90) contrario a las aletas helicoidales, puede circular el refrigerante que ha de comprimirse por el compresor helicoidal (14) y enfriarlo de esta forma.

Description

Compresor.

La invención se refiere a un compresor para refrigerante, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Un compresor de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento JP-A-02196182.

Otros compresores se conocen por el estado de la técnica, por ejemplo, por el documento DE1009910460.

En los compresores de este tipo existe siempre la necesidad de alcanzar el mejor grado de eficacia posible, especialmente la menor fuga posible, durante la compresión del refrigerante.

Según la invención, este objetivo se consigue en un compresor del tipo descrito al principio, por las características de la reivindicación 1.

La ventaja de la solución según la invención consiste en que ofrece la posibilidad de enfriar los dos cuerpos de compresor de la misma manera, alcanzando por tanto en ambos cuerpos de compresor una distribución de la temperatura al menos similar, de modo que ambos cuerpos de compresor experimenten una expansión térmica similar, por lo que la fuga reducida, si no insignificante, que se consigue por una alta precisión de fabricación, no empeora por diferencias de la distribución de temperatura y, por tanto, de la expansión térmica, en cuyo caso se reduce el grado de eficacia del compresor helicoidal en su conjunto.

Resulta especialmente favorable que alrededor del segundo cuerpo de compresor, en la zona del lado posterior dispuesto enfrente de la segunda aleta helicoidal, radialmente fuera de su alojamiento de talón de arrastre, pueda circular el refrigerante que ha de comprimirse, ya que la circulación en el lado posterior del cuerpo de compresor garantiza un enfriamiento efectivo del mismo, especialmente un enfriamiento lo más cerca posible de aquellas zonas del cuerpo de compresor, en las que se produce la mayor aportación de calor.

Asimismo, resulta especialmente favorable que en el primer cuerpo de compresor, en la zona de un lado posterior opuesto a la primera aleta helicoidal, pueda circular el refrigerante que ha de comprimirse.

También aquí, resulta especialmente ventajoso enfriar el cuerpo de compresor a través de su lado posterior para prever también un enfriamiento lo más cerca posible de aquellas zonas del cuerpo de compresor, en las que se produce una gran aportación de calor, especialmente por el refrigerante comprimido, calentado.

Para poder enfriar de la manera más eficiente posible también las aletas helicoidales a través del lado posterior del cuerpo de compresor, preferentemente está previsto que el lado posterior del cuerpo de compresor correspondiente esté formado directamente por un fondo que soporte la aleta helicoidal correspondiente, de modo que se produzca también el enfriamiento más eficiente posible de las aletas helicoidales unidas con el fondo correspondiente.

Especialmente con vistas a una conducción de calor lo más eficiente posible resulta especialmente favorable que el lado posterior del cuerpo de compresor constituya el lado posterior de un componente de una sola pieza que presenta el fondo y las aletas helicoidales y que, especialmente en la zona del lado posterior, no presenta elementos incorporados en éste o unidos con éste, por ejemplo, colocados sobre él.

Para seguir mejorando aún más el enfriamiento de los cuerpos de compresor, preferentemente está previsto que ambos cuerpos de compresor puedan ser enfriados por el refrigerante que ha de comprimirse, en la zona de un lado perimetral, exterior respecto al eje central.

En relación con la descripción del enfriamiento del primer cuerpo de compresor en la zona de su lado posterior no se ha definido en detalle, si el enfriamiento se produce sustancialmente por todo el lado posterior o sólo en zonas parciales del lado posterior.

En particular, tampoco se ha especificado en detalle en qué medida se realiza una fijación del primer cuerpo de compresión a través del lado posterior.

Una solución especialmente favorable prevé que alrededor del primer cuerpo de compresor, en la zona de su lado posterior situado fuera de una toma de alta presión, pueda circular el refrigerante que ha de comprimirse.

De esta forma, está prevista una superficie especialmente grande, a saber, la superficie situada radialmente fuera de la toma de alta presión, para el enfriamiento del primer cuerpo de compresor, contribuyendo la toma de alta presión especialmente, al menos en parte, también a la fijación del primer cuerpo de compresor en la carcasa.

Una solución especialmente ventajosa bajo el aspecto constructivo prevé que entre el lado posterior del primer cuerpo de compresor y una pared de separación de la carcasa, que se extiende a una distancia respecto a éste, se encuentre una cámara de enfriamiento posterior por la que puede circular el refrigerante que ha de comprimirse.

La cámara de enfriamiento situada en el lado posterior puede estar configurada de las maneras más diversas. Una solución especialmente ventajosa prevé que la cámara de enfriamiento posterior encierre un alojamiento de sujeción para el primer cuerpo de compresor, de modo que, sustancialmente el lado posterior del cuerpo de compresor, con excepción de aquellas zonas en las que actúa el alojamiento de sujeción, pueda enfriarse a través de la cámara de enfriamiento posterior.

Preferentemente, el alojamiento de sujeción está configurado de tal forma que la cámara de enfriamiento posterior se extienda en forma de anillo alrededor del alojamiento de sujeción para el segundo cuerpo de compresor.

Resulta especialmente conveniente que en el alojamiento de sujeción esté integrada la toma de alta presión para el primer cuerpo de compresor, extendiéndose por dicho alojamiento de sujeción.

Un enfriamiento especialmente eficiente del primer cuerpo de compresor existe si también el alojamiento de sujeción puede enfriarse por la cámara de enfriamiento posterior, de tal forma que, dado que se aporta calor al alojamiento de sujeción por el refrigerante que sale bajo alta presión, pueda producirse un enfriamiento directo del alojamiento de sujeción mismo, para evacuar dicho calor.

En relación con la descripción anterior de los distintos ejemplos de realización, se partió, en primar lugar, del enfriamiento de los cuerpos de compresor a través del lado posterior. El enfriamiento de los cuerpos de compresor se puede mejorar aún más si la cámara de enfriamiento posterior se convierte en una cámara de enfriamiento periféricamente que envuelva un contorno exterior del primer cuerpo de compresor.

Entonces, preferentemente, la cámara de enfriamiento circunferencial no sólo envuelve el contorno exterior del primer cuerpo de compresor, sino también el contorno exterior del segundo cuerpo de compresor.

Una solución especialmente ventajosa bajo el aspecto mecánico prevé que el primer cuerpo de compresor esté apoyado por elementos de apoyo exteriores, situados radialmente fuera de las aletas helicoidales, respecto al eje central.

En este caso, resulta especialmente favorable que la cámara de enfriamiento periféricamente se extienda alrededor de los elementos de apoyo exteriores, enfriando el primer cuerpo de compresor a través de los elementos de apoyo exteriores, especialmente si los elementos de apoyo exteriores están moldeados en una sola pieza al primer cuerpo de compresor.

En cuanto al efecto refrigerante del refrigerante que ha de comprimirse y que circula por la cámara de enfriamiento posterior, hasta ahora no se han indicado detalles. Así, un ejemplo de realización especialmente ventajoso prevé que la temperatura de la superficie del primer cuerpo de compresor, adyacente al refrigerante que se ha de comprimir, situado en la cámara de enfriamiento posterior, dentro de una zona anular que se sitúa entre aprox. 50% y aprox. 80%, aún mejor entre aprox. 60% y aprox. 70% de un radio máximo de las aletas helicoidales, sea como máximo 8º, aún mejor como máximo 5º superior a la temperatura del refrigerante que se ha de comprimir que llega al segundo cuerpo de compresor.

Esta relación muestra que un enfriamiento suficiente del primer cuerpo de compresor es posible ya si por la cámara de enfriamiento posterior circula una cantidad suficiente de refrigerante que ha de comprimirse, pudiendo producirse esta circulación por variaciones de presión, arremolinamientos o por convección, no siendo imprescindible que el refrigerante que ha de comprimirse pase por la cámara de enfriamiento posterior.

En cuanto al orden en que se enfrían los cuerpos de compresor, en contexto con la descripción hecha hasta ahora de los distintos ejemplos de realización no se han dado detalles.

Un ejemplo de realización especialmente ventajoso prevé que el refrigerante que ha de comprimirse circule primero alrededor del segundo cuerpo de compresor y, después, alrededor del primer cuerpo de compresor.

En principio, el refrigerante que ha de comprimirse podría proceder de cualquier sección de una instalación de refrigeración. Resulta especialmente favorable que el refrigerante que sirve para enfriar el cuerpo de compresor sea el refrigerante que ha de ser aspirado por el compresor helicoidal.

Podría tratarse de un refrigerante que después de enfriar los cuerpos de compresor enfríe además otros grupos. Un concepto especialmente favorable prevé que el refrigerante que ha de ser aspirado enfríe los cuerpos de compresor, sustancialmente, inmediatamente antes de su entrada en una zona de aspiración del compresor helicoidal.

Esta solución resulta ventajosa también por la razón de que el refrigerante que se ha de comprimir, que de todas formas ha de ser suministrado al compresor helicoidal, puede emplearse, inmediatamente antes de su entrada en la zona de aspiración, para enfriar los cuerpos de compresor.

En las soluciones descritas hasta ahora no se ha descrito en detalle cómo el refrigerante que ha de comprimirse entra en el compresor helicoidal. Una solución especialmente ventajosa prevé que el refrigerante que ha de ser aspirado entre, al menos en parte, desde un lado circunferencial del compresor helicoidal, entre el fondo del primer cuerpo de compresor y el fondo del segundo cuerpo de compresor, en la zona de aspiración del compresor helicoidal.

En particular, es posible conducir el refrigerante que ha de ser aspirado, de tal forma que entre, al menos en parte, radialmente respecto al eje central entre los fondos de los cuerpos de compresor, en la zona de aspiración del compresor helicoidal.

Para enfriar la cámara de enfriamiento posterior, tal como se define en la reivindicación 1, de manera especialmente eficiente, se ha mostrado que es ventajoso que el refrigerante que ha de comprimirse pase, al menos en forma de una corriente parcial, con conducción forzosa, por la cámara de enfriamiento posterior, de modo que por la conducción forzosa de la corriente parcial quede garantizado, en cualquier situación de servicio, una circulación suficientemente intensa por la cámara de enfriamiento posterior.

Esto se puede solucionar haciendo que el refrigerante que ha de aspirarse pase, al menos en parte, desde la cámara de enfriamiento posterior, por al menos un calado en el fondo del primer cuerpo de compresor, a la zona de aspiración del compresor helicoidal.

De esta manera, se consigue forzosamente que al menos una corriente parcial del refrigerante que ha de ser aspirado circule al menos por una zona parcial de la cámara de enfriamiento posterior y, por tanto, que por zonas de la cámara de enfriamiento posterior por las que eventualmente no pase directamente haya una circulación suficientemente intensa del refrigerante que se ha de comprimir, para el enfriamiento, provocada por arremolinamientos, variaciones de presión y/o convección.

Una forma de realización especialmente ventajosa de la solución según la invención, y que especialmente trabaja de forma estable en cualquier ámbito de servicio prevé que la totalidad del refrigerante que ha de ser aspirado pase por la cámara de enfriamiento posterior circulando después por al menos un calado del fondo del primer cuerpo de compresor a la zona de aspiración del compresor helicoidal, de tal forma que por esta conducción forzosa del refrigerante que ha de comprimirse, incluso en caso de pequeñas corrientes volumétricas, quede garantizada una circulación suficientemente intensa por la cámara de enfriamiento posterior.

Además, con una conducción de este tipo del refrigerante que ha de comprimirse se reduce el peligro de la entrada de refrigerante líquido en la zona de aspiración, si el primer cuerpo de compresor está dispuesto encima del segundo cuerpo de compresor y, especialmente también encima del accionamiento.

En el compresor según la invención tiene que enfriarse habitualmente también el motor de accionamiento. Podría enfriarse por separado. Sin embargo, una forma de realización ventajosa prevé que el refrigerante que ha de comprimirse enfríe el motor de accionamiento y el compresor helicoidal.

Para asegurar especialmente que no entre refrigerante líquido en el compresor helicoidal mismo, especialmente durante el arranque del compresor, preferentemente está previsto que el refrigerante que ha de comprimirse enfríe primero el motor de accionamiento y, después, el compresor helicoidal. De esta manera, de una forma sencilla se consigue un calentamiento suficiente del refrigerante que ha de comprimirse, antes de su entrada en el compresor helicoidal, para evitar la presencia de refrigerante líquido en el compresor helicoidal.

En cuanto a la circulación por el motor de accionamiento no se han dado detalles. Así, una solución ventajosa prevé que el refrigerante que ha de comprimirse enfríe el motor de accionamiento en el lado del rotor.

Adicional o alternativamente, está previsto que el refrigerante que ha de comprimirse enfríe el motor de accionamiento en el lado circunferencial.

Además, el compresor según la invención puede concebirse de forma especialmente sencilla, si el refrigerante que ha de comprimirse circula alrededor del segundo cuerpo de compresor, en primer lugar, en la zona del lado posterior del fondo del mismo, en particular, radialmente fuera del cuerpo de apoyo, entrando a continuación en la zona de aspiración del compresor helicoidal, ya que de esta forma el refrigerante que circula por el motor de accionamiento puede emplearse directamente después del motor de accionamiento para enfriar el segundo cuerpo de compresor.

Además, preferentemente está previsto que el refrigerante que ha de comprimirse circule, antes de su entrada en la zona de aspiración, alrededor de elementos de apoyo del compresor helicoidal, radialmente exteriores respecto al eje central de la primera aleta helicoidal.

En lo que se refiere a la estanqueización de las aletas helicoidales, en contexto con la descripción anterior de los distintos ejemplos de realización no se han indicado detalles. Una forma de realización ventajosa prevé que las aletas helicoidales de uno de los cuerpos de compresor lleven juntas de lado frontal, insertadas en ranuras en los lados frontales que miran hacia el fondo del otro cuerpo de compresor.

Estas juntas para los lados frontales pueden estar dispuestas de forma inmóvil en las ranuras. Resulta especialmente favorable que las juntas para los lados frontales puedan moverse en las ranuras en dirección hacia el fondo del otro cuerpo de compresor.

Una forma de realización especialmente adecuada prevé que las juntas para los lados frontales estén solicitadas por la mayor presión en el compresor helicoidal pudiendo moverse en dirección hacia el fondo del otro cuerpo de compresor.

Las juntas para los lados frontales pueden ser de diferentes materiales. Por ejemplo, por el estado de la técnica se conoce realizar las juntas para los lados frontales de láminas metálicas. Una solución especialmente ventajosa prevé que las juntas para los lados frontales sean de plástico.

Se ha mostrado que es especialmente conveniente que las juntas para los lados frontales sean de teflón.

Preferentemente, se emplea un compuesto de teflón con entre aprox. 5% y aprox. 20% de carbón y otros aditivos que aumenten la estabilidad.

Además, en el compresor según la invención, preferentemente, está previsto que a la salida de alta presión esté asignada una válvula de retención que evite que el refrigerante que está solicitado a alta presión vuelva al compresor helicoidal.

Preferentemente, la válvula de retención está configurada de tal forma que presente un asiento de estanqueización situado en el primer cuerpo de compresor.

Una solución alternativa prevé que la válvula de retención esté dispuesta en una cámara de alta presión en un lado de la pared de separación, opuesta al primer cuerpo de compresor.

Otras características de la invención son objeto de la siguiente descripción y de la representación gráfica de algunos ejemplos de realización. En el dibujo muestran:

La figura 1 un corte longitudinal a través de un primer ejemplo de realización de un compresor según la invención;

la figura 2 un corte a lo largo de la línea 2-2 en la figura 1;

la figura 3 un corte longitudinal similar a la figura 1, a través de un segundo ejemplo de realización;

la figura 4 un corte a lo largo de la línea 4-4 en la figura 3;

la figura 4 un corte similar a la figura 3, a través de un tercer ejemplo de realización y

la figura 6 una representación aumentada de la zona A en la figura 5.

Un primer ejemplo de realización de un compresor helicoidal según la invención, representado en la figura 1, comprende una carcasa designada por 10 en su conjunto, en la que están dispuestos un motor de accionamiento eléctrico designado por 12 en su conjunto y un compresor helicoidal designado por 14 en su conjunto.

El compresor helicoidal 14 comprende un primer cuerpo de compresor 16 y un segundo cuerpo de compresor 18, presentando el primer cuerpo de compresor 16 una primera aleta helicoidal 22 que se eleva sobre un fondo 20 del mismo estando configurado en forma de una evolvente de círculo, y presentando el segundo cuerpo de compresor 18 una segunda aleta helicoidal 26 que se eleva sobre el fondo 24 estando configurada en forma de una evolvente de círculo, engranando las aletas helicoidales 22, 26 una en otra estando en contacto con el fondo 24 ó 20 correspondiente del otro cuerpo de compresor 18, 16 correspondiente, de modo que entre las aletas helicoidales 22, 26 y las superficies base 20, 24 queden formadas cámaras 28 en las que se produce una compresión de un refrigerante que, a través de una zona de aspiración 30 que rodea las aletas helicoidales 22, 26 radialmente por fuera, afluye con una presión inicial saliendo, tras la compresión en las cámaras 28, a través de una salida 32 prevista en el primer cuerpo de compresor 16, estando comprimido a alta presión.

En el primer ejemplo de realización descrito, el primer cuerpo de compresor 16 está sujeto fijamente en la carcasa 10 de compresor, mientras que el segundo cuerpo de compresor 18 puede moverse alrededor de un eje central 34, en una trayectoria orbital relativa al primer cuerpo de compresor 16, estando las aletas helicoidales 22 y 26 teóricamente en contacto entre sí a lo largo de una línea de contacto y extendiéndose la línea de contacto, también durante el movimiento del segundo cuerpo de compresor 18, por la trayectoria orbital alrededor del eje central 34.

El motor de accionamiento 12 para el accionamiento del segundo cuerpo de compresor 18 comprende un estator 40 dispuesto fijamente en la carcasa 10, y un rotor 42 sentado sobre un árbol de accionamiento 44 que, a su vez, está alojado en la carcasa 10 de forma giratoria, alrededor del eje central 34.

Para acoplar el movimiento de giro del árbol de accionamiento 44 con el segundo cuerpo de compresor 18 está prevista una unidad de arrastre designada por 50 en su conjunto, que comprende una excéntrica 52 configurada como talón de arrastre, que está dispuesta con un desplazamiento, en el sentido radial, respecto al eje central 34.

El talón de arrastre 52 engrana en un alojamiento 54 de talón de arrastre, configurado por ejemplo como casquillo, dispuesto en el fondo 24 del segundo cuerpo de compresor 18, a saber, en un lado opuesto a la aleta helicoidal 26, estando orientado en la dirección del motor de accionamiento 12.

Como está representado en la figura 2, el alojamiento 54 de talón de arrastre configurado como casquillo presenta una superficie cilíndrica 60 interior, cuyo eje de cilindro corta por una parte la trayectoria orbital teóricamente circular, y que, por otra parte, se extiende paralelamente respecto al eje central 34, estando dispuesto, sin embargo, con un desplazamiento, por el radio de la trayectoria orbital, respecto al eje central 34.

El talón de arrastre 52 configurado como excéntrica está configurado, a su vez, preferentemente también como cuerpo cilíndrico con una superficie lateral cilíndrica 64, cuyo eje de cilindro se extiende también paralelamente respecto al eje central 34 presentando además una distancia radial respecto a la misma, que corresponde aproximadamente al radio de la trayectoria orbital.

Según la invención, el talón de arrastre 52 está configurado de tal forma que con una superficie de talón de arrastre esté en contacto con la superficie cilíndrica interior 60, que actúa como superficie de talón de arrastre, del alojamiento 54 de talón de arrastre, en una sección parcial del mismo, tal como se describe en el documento DE19910460, a cuyo contenido completo se hace referencia en cuanto a la construcción y la función de la unidad de talón de arrastre.

Para poder enfriar el compresor según la invención de manera ventajosa, en la carcasa 10, a saber, en la zona del motor de accionamiento 12 está prevista una entrada 70 para el refrigerante que ha de comprimirse, a través de la cual el refrigerante que ha de comprimirse entra en una cámara de enfriamiento 72 exterior del motor, situada entre una pared exterior 74 de carcasa y un casquillo de protección 76 que rodea el motor de accionamiento 12.

Desde la cámara de enfriamiento 72 exterior del motor, el refrigerante que ha de comprimirse circula en la dirección 78 hacia un fondo 80 de carcasa, opuesto al compresor helicoidal 14, pero es desviado radialmente hacia dentro por un fondo intermedio 81 antes de alcanzar el fondo 80 de carcasa, pasando entonces en la dirección 83 por el rotor 78, de forma aproximadamente paralela respecto al eje 34, hasta un elemento de soporte 84 que presenta, por una parte, un casquillo de alojamiento 86 para el árbol de accionamiento 44 y, por otra parte, superficies portantes 88, sobre las que el segundo elemento de compresor 18 yace con un lado posterior 90 del fondo 24, opuesto a la segunda aleta helicoidal 26, quedando apoyado de tal forma que el segundo cuerpo de compresor 18 esté asegurado de esta forma contra un movimiento de alejamiento del primer cuerpo de compresor 16.

Preferentemente, el refrigerante que ha de ser aspirado circula alrededor del elemento de soporte 84, pudiendo pasar también una parte del refrigerante por el elemento de soporte 84, y alcanza de esta forma el lado posterior 90 del fondo 24, siendo desviado por éste radialmente hacia fuera a una cámara de enfriamiento 100 exterior que, por una parte, está encerrada por la pared exterior 74 de carcasa y que, por otra parte, encierra el compresor helicoidal 14 radialmente por fuera.

A continuación de esta cámara de enfriamiento 100 exterior se encuentra una cámara de enfriamiento 110 posterior situada entre un lado posterior 112 del fondo 20 del primer cuerpo de compresor 16 y una pared de separación 114 fijada en la carcasa 10, soportando la pared de separación 114 un alojamiento de sujeción 116, con el que se produce una estanqueización entre el lado de presión y el lado de aspiración respecto al primer cuerpo de compresor 16, en la zona de la salida 32, y con el que el primer cuerpo compresor 16 está alojado, por ejemplo, también en la pared de separación 114.

La pared de separación 114, a su vez, se extiende transversalmente por la carcasa 10 limitando una cámara de alta presión 120 situada entre una tapa 122 de carcasa y la pared de separación 114, entrando refrigerante comprimido desde la salida 32, a través del alojamiento de sujeción 116, en la cámara de alta presión 120, preferentemente por una corriente en la dirección del eje 34.

Además, la cámara de alta presión 120 está provista de una salida de alta presión 124, a través de la cual sale refrigerante comprimido de la cámara de alta presión 120.

La cámara de enfriamiento 110 posterior encierra de forma anular el alojamiento de sujeción 116 y, además, está limitada por una parte por la pared de separación 114 y, por otra parte, por el fondo 20 del primer cuerpo de compresor 16, lindando el lado posterior 112 del fondo 20, con más de la mitad de su superficie, con la cámara de enfriamiento 110 posterior que se extiende radialmente respecto al eje 34 hacia fuera hasta la cámara de enfriamiento 100 exterior, convirtiéndose en ésta.

En el primer ejemplo de realización, el refrigerante que ha de comprimirse entra desde la cámara de enfriamiento 100 exterior en la zona de aspiración 30, circulando en el sentido radial desde la cámara de enfriamiento 100 exterior, pasando entre una zona exterior 128 del fondo 20 y una zona exterior 130 del fondo 24, a la zona de aspiración 30 situada entre el fondo 20 y el fondo 24, lindando además con extremos radialmente exteriores de las aletas helicoidales 22 y 24.

Preferentemente, el primer cuerpo de compresor 16 está apoyado en el elemento de soporte 84, a través de elementos de apoyo exteriores 132 que preferentemente atacan en el fondo 20, estando previstos entre los elementos de apoyo 132 calados 134 que permiten la entrada del refrigerante que se ha de comprimir en la zona de aspiración 30, desde la cámara de enfriamiento 100 exterior, en el sentido radial respecto al eje 34.

La circulación del refrigerante que ha de aspirarse por toda la cámara de enfriamiento 100 exterior y por la cámara de enfriamiento 110 posterior se produce por la convección del refrigerante que ha de aspirarse, fomentada por oscilaciones de presión causadas por el segundo cuerpo de compresor 18 accionado que se mueve en una trayectoria orbital y con el que linda la zona de aspiración 30 comunicada a través de calados 134 con la cámara de enfriamiento 100 exterior.

Debido a esta circulación por toda la cámara de enfriamiento 100 exterior y la cámara de enfriamiento 110 posterior, durante el funcionamiento del compresor en una zona 111 del lado posterior 112, que linda con la cámara de enfriamiento 110 posterior estando situada dentro de una zona anular RB que se extiende a través de un radio de aprox. 50% a aprox. 80%, mejor de aprox. 60% a aprox. 70% del radio R máximo de la aleta helicoidal 22 del primer cuerpo de compresor 16, se produce una temperatura media que supera en como máximo 8º, mejor en como máximo 5º una temperatura del refrigerante que llega al segundo cuerpo de compresor 18, de forma que el calor aportado al primer cuerpo de compresor 16 pueda evacuarse a través del lado posterior 112 de éste.

De esta forma, el primer cuerpo de compresor 16 puede mantenerse a una temperatura que corresponda sustancialmente a la temperatura del segundo cuerpo de compresor 18, de forma que también la expansión térmica del fondo 20 ó 24 correspondiente y de las aletas helicoidales 22 ó 26 sea sustancialmente idéntica y que, por tanto, los dos cuerpos de compresor 16 y 18 no presenten diferencias de temperatura significativas que conduzcan a una expansión térmica irregular y, por tanto, a una disminución de la estanqueización en la zona de las aletas helicoidales 22 y 26 y entre las aletas helicoidales 22 y 26 y los fondos 24 ó 20 correspondientes.

Además, en el primer ejemplo de realización está previsto que la salida 32 esté dispuesta en el primer cuerpo de compresor 16, de forma aproximadamente coaxial respecto al eje 34, desembocando en canales de salida 136 que atraviesen el alojamiento de sujeción 116. De tal forma que el alojamiento de sujeción 116 linda directamente con la cámara de enfriamiento 110 posterior, es posible también una evacuación directa de calor desde el alojamiento de sujeción 116 al refrigerante que circula por la cámara de enfriamiento 110 posterior.

Además, el alojamiento de sujeción 116 está cubierto por una placa de válvula 138 dispuesta en la cámara de alta presión 120 para evitar en todo aquel momento en que la presión en la salida de alta presión 124 sea menor que en la cámara de alta presión 120, que el refrigerante que se encuentra bajo alta presión y que circula por el alojamiento de sujeción 116 entrando en la cámara de alta presión 120 pueda volver al compresor helicoidal 14.

Además, en el compresor según la invención, tal como está representado en las figuras 1 y 2, el eje 34 está colocado de tal forma que se extienda de forma excéntrica respecto a un eje 144 de cilindro de la carcasa 10 para proporcionar, en la zona de conexiones eléctricas 137 para la alimentación del motor eléctrico de accionamiento 12, una mayor distancia entre la pared exterior 74 de la carcasa 10 y la protección 76.

En el segundo ejemplo de realización del compresor según la invención, representado en la figura 3, aquellas piezas que son idénticas a las del primer ejemplo de realización del compresor según la invención, están provistas de las mismas referencias, de forma que en cuanto a la descripción de las mismas puede remitirse al contenido completo de las descripciones referidas al primer ejemplo de realización.

En el segundo ejemplo de realización, representado en la figura 3, al contrario del primer ejemplo de realización, el fondo 20 del primer cuerpo de compresor 16 está provisto, en un sector que linda con la zona de aspiración 30, de calados 150 que, como está representado en la figura 4, sirven para dejar entrar el refrigerante que ha de comprimirse, desde la cámara de enfriamiento 110, en la zona de aspiración 30 entre los fondos 20 y 24, por lo que el refrigerante que entra circula bajo conducción forzosa por la cámara de enfriamiento posterior 110, quedando garantizado que en la zona del lado posterior 112 del fondo 20 se produzca la mejor circulación posible por la cámara de enfriamiento 110 posterior y, por tanto, el mejor enfriamiento posible del primer cuerpo de compresor 16.

Preferentemente, los calados 150 están dispuestos de tal forma que el refrigerante que ha de comprimirse circule, desde la cámara de enfriamiento 110 posterior, directamente a la zona de aspiración 30 entre los fondos 20 y 24.

No obstante, en el segundo ejemplo de realización, el refrigerante que se ha de comprimir sigue entrando directamente, desde la cámara de enfriamiento 100 posterior, entre los fondos 20 y 24, en la zona de aspiración 30, de forma que sólo una parte del refrigerante que ha de comprimirse entra en la cámara de enfriamiento 110 posterior circulando al menos en parte por ésta.

En un tercer ejemplo de realización, representado en las figuras 5 y 6, aquellas partes que son idénticas a los ejemplos de realización anterior llevan las mismas referencias, de forma que en cuanto a descripción de las mismas puede remitirse al contenido completo de la descripción relativa a los ejemplos de realización precedentes.

Al contrario del segundo ejemplo de realización, la posibilidad de una entrada del refrigerante comprimido desde la cámara de enfriamiento 100 exterior a la zona de aspiración 30, a través de un manguito 152 que envuelve el compresor helicoidal 14, se impide sustancialmente porque el refrigerante que ha de comprimirse circula, en su camino desde la circulación alrededor del segundo cuerpo de compresor 18 hasta la circulación alrededor del primer cuerpo de compresor 16, sustancialmente de forma paralela respecto al eje 34 enfriando durante ello el lado circunferencial del compresor helicoidal 14, a través del manguito 152, después de lo cual entra en la cámara de enfriamiento 110 posterior, circulando al menos en parte por la misma y entrando, entonces, a través de los calados 150, en la zona de aspiración 30 del compresor helicoidal 14.

De este modo, sustancialmente la corriente total del refrigerante es conducida al interior de la cámara de enfriamiento 110 posterior, y a causa del arremolinamiento y/o la difusión del refrigerante que ha de comprimirse, éste circula alrededor del lado posterior 112 del fondo 20.

Por lo tanto, la cámara de enfriamiento 110 posterior está atravesada al menos en parte por la corriente total de refrigerante que ha de aspirarse, que entra en la zona de aspiración 30, antes de que dicha corriente entre, por los calados 150, en la zona de aspiración 30, de forma que mediante una difusión adicional o por arremolinamientos se produzca una circulación óptima por la cámara de enfriamiento 110 posterior y, por tanto, un enfriamiento óptimo del primer cuerpo de compresor 16, y también del alojamiento de sujeción 116, al igual que del segundo cuerpo de compresor 18, de forma que los dos cuerpos de compresor 16 y 18 tengan preferentemente el mismo perfil de temperatura, lo que permite lograr un acondicionamiento térmico optimizado de los dos cuerpos de compresor 16 y 18, que contribuye a la mejora de la estanqueización del compresor helicoidal 14 durante el funcionamiento.

En el tercer ejemplo de realización está dispuesta además una válvula de retención 160 con un cuerpo de válvula 162 en el primer cuerpo de compresor 16. Para ello, directamente a continuación de la salida 32 se encuentra una superficie de asiento 164 de válvula como superficie anular, sobre la que el cuerpo de válvula 162 se puede colocar de forma estanca.

Además, el cuerpo de válvula 162 está cargado por un resorte 166 en la dirección de la superficie de asiento 164 de válvula y, por tanto, tan sólo se levanta de la superficie de asiento 164 de válvula por el refrigerante comprimido que sale por la salida 32.

La ventaja de esta válvula de retención 160 consiste en que puede disponerse, sin un gran volumen de daño, lo más cerca posible de la salida 32.

Además, según está representado en la figura 6, en el tercer ejemplo de realización, cada una de las aletas helicoidales, representadas a modo de ejemplo por la aleta helicoidal 26, está provista de una junta 170 de lado frontal, insertada en una ranura 174 realizada en un lado frontal 172 de la aleta helicoidal 26 correspondiente, comprendiendo dos paredes de ranura laterales 176 y 178 y un fondo de ranura 180, estando dimensionada la junta de lado frontal 170 de tal forma que se pueda mover en la ranura 174 y que, por tanto, pueda ser solicitada en la dirección de una superficie base 182 del fondo 20 del otro cuerpo de compresor.

Por tanto, existe la posibilidad de que, partiendo de la cámara 28a que se encuentra bajo una presión más elevada, el refrigerante que ha de comprimirse solicite la junta de lado frontal de tal forma que ésta se suelte de la pared lateral 176 orientada hacia la cámara 28a que se encuentra bajo una presión más elevada, poniéndose en contacto con la pared lateral 178 orientada hacia la cámara 28b que se encuentra bajo una presión más baja. Además, el refrigerante que se encuentra bajo una presión más elevada circula hasta el fondo 180 de ranura, lo que hace que la junta de lado frontal 170 se levante del fondo de ranura 180 siendo presionada contra la superficie base 182 y manteniéndose en contacto con la misma por el refrigerante que se encuentra bajo una presión más elevada.

De esta forma, de una manera ventajosa se puede mejorar la estanqueización entre las distintas aletas helicoidales 26 y las superficies base 182 del otro cuerpo de compresor 20 correspondiente, aumentando de esta manera adicionalmente aún más el grado de eficacia del compresor helicoidal 14.

Resulta especialmente ventajoso que las juntas de lado frontal 170 estén fabricadas de un material sintético, preferentemente de teflón, particularmente de un compuesto de teflón con entre el 5 y el 20% de carbón u otros aditivos que aumenten la estabilidad.

Claims (33)

1. Compresor para refrigerante, que comprende una carcasa (10), un compresor helicoidal (14) dispuesto en la carcasa, con un primer cuerpo de compresor (16) dispuesto de forma inmóvil en la carcasa y con un segundo cuerpo de compresor (18) móvil respecto al primer cuerpo de compresor, que presentan respectivamente un fondo y primeras o segundas aletas helicoidales (22, 26) que se elevan sobre el fondo correspondiente engranando entre sí de tal forma que, durante la compresión del refrigerante, el segundo cuerpo de compresor pueda moverse alrededor de un eje central en una trayectoria orbital respecto al primer cuerpo de compresor, una cámara de enfriamiento (110) posterior que linda con el primer cuerpo de compresor (16) en la zona de su lado posterior (112) contrario a las aletas helicoidales, de tal forma que alrededor del lado posterior (112) pueda circular el refrigerante que ha de ser comprimido por el compresor helicoidal (14) y enfriarlo de esta forma, y un accionamiento para el segundo cuerpo de compresor con un motor de accionamiento (12), caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse circula al menos en forma de una corriente parcial por la cámara de enfriamiento (110) posterior, siendo conducido de manera forzosa de tal forma que el refrigerante que ha de aspirarse circula al menos en parte desde la cámara de enfriamiento (110) posterior, pasando por al menos un calado (150) en el fondo (20) del primer cuerpo de compresor (16), a la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14), y porque, alrededor del segundo cuerpo de compresor (18), en la zona de su lado posterior (90) contrario a las aletas helicoidales, puede circular el refrigerante que ha de comprimirse por el compresor helicoidal (14) y enfriarlo de esta forma.

2. Compresor según la reivindicación 1, caracterizado porque alrededor del segundo cuerpo de compresor (18), en la zona del lado posterior (90) dispuesto enfrente de la segunda aleta helicoidal (26), radialmente fuera de su alojamiento (54) de talón de arrastre, puede circular el refrigerante que ha de comprimirse.

3. Compresor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque alrededor del primer cuerpo de compresor (16), en la zona de un lado posterior (112) contrario a la primera aleta helicoidal (22), puede circular el refrigerante que ha de comprimirse.

4. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lado posterior (112, 90) del cuerpo de compresor (16, 18) correspondiente está formado directamente por un fondo (20, 24) que lleva la aleta helicoidal (22, 26) correspondiente.

5. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los dos cuerpos de compresor (16, 18), en la zona de un lado periférico (128, 130) exterior respecto al eje central, pueden ser refrigerados por el refrigerante que ha de comprimirse.

6. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque alrededor del primer cuerpo de compresor (16), en la zona de su lado posterior (112) situado fuera de una toma de alta presión (32), puede circular el refrigerante que ha de comprimirse.

7. Compresor según la reivindicación 6, caracterizado porque entre el lado posterior (112) del primer cuerpo de compresor (16) y una pared de separación (114) de la carcasa (10), que se extiende a una distancia de éste, se encuentra una cámara de enfriamiento (110) posterior por la que puede circular el refrigerante que ha de comprimirse.

8. Compresor según la reivindicación 7, caracterizado porque la cámara de enfriamiento (110) posterior encierra un alojamiento de sujeción (116) que se extiende hasta el primer cuerpo de compresor (16).

9. Compresor según la reivindicación 8, caracterizado porque la cámara de enfriamiento (110) posterior se extiende de forma anular alrededor del alojamiento de sujeción (116) para el primer cuerpo de compresor (16).

10. Compresor según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la pared de separación (114) limita una cámara de alta presión (120) del compresor.

11. Compresor según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque la cámara de enfriamiento (110) posterior se convierte en una cámara de enfriamiento (100) que periféricamente encierra un contorno exterior del primer cuerpo de compresor (16).

12. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer cuerpo de compresor (16) está apoyado por elementos de apoyo (132) exteriores respecto al eje central (34), situados radialmente fuera de las aletas helicoidales (22, 26).

13. Compresor según la reivindicación 12, caracterizado porque la cámara de enfriamiento (100) periféricamente se extiende alrededor de los elementos de apoyo (132) exteriores.

14. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura del lado posterior (112) del primer cuerpo de compresor (16), adyacente al refrigerante que se ha de comprimir situado en la cámara de enfriamiento posterior (110), dentro de una zona anular (RB) que se encuentra entre aprox. 50% y aprox. 80% de un radio máximo de las aletas helicoidales (22, 26), es como máximo 8º superior a la temperatura del refrigerante que se ha de comprimir que llega al segundo cuerpo de compresor (18).

15. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse circula primero alrededor del segundo cuerpo de compresor (18) y, después, alrededor del primer cuerpo de compresor (16).

16. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el refrigerante que sirve para enfriar el cuerpo de compresor (16, 18) es el refrigerante que ha de ser aspirado por el compresor helicoidal (14).

17. Compresor según la reivindicación 16, caracterizado porque el refrigerante que ha de ser aspirado enfría los cuerpos de compresor (16, 18) sustancialmente inmediatamente antes de su entrada en una zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14).

18. Compresor según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el refrigerante que ha de aspirarse entra, al menos en parte, desde un lado periférico del compresor helicoidal (14) entre el fondo (20) del primer cuerpo de compresor (16) y el fondo (24) del segundo cuerpo de compresor (18), en la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14).

19. Compresor según la reivindicación 18, caracterizado porque el refrigerante que ha de aspirarse entra, al menos en parte, radialmente respecto al eje central (34), entre los fondos (20, 24) de los cuerpos de compresor (16, 18), en la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14).

20. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la totalidad del refrigerante que ha de aspirarse circula, pasando por la cámara de enfriamiento (110) posterior y, después, por el al menos un calado (150) existente en el fondo (20) del primer cuerpo de compresor (16), a la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14).

21. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse enfría el motor de accionamiento (12) y el compresor helicoidal (14).

22. Compresor según la reivindicación 21, caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse enfría primero el motor de accionamiento (12) y, después, el compresor helicoidal (14).

23. Compresor según la reivindicación 22, caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse circula por el motor de accionamiento (12) por el lado del rotor.

24. Compresor según la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque el refrigerante que ha de comprimirse circula por el motor de accionamiento (12) por el lado perimetral.

25. Compresor según una de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque, en primer lugar, el refrigerante que ha de comprimirse circula alrededor del segundo cuerpo de compresor (18) y, después, entra en la zona de aspiración (30) del compresor helicoidal (14).

26. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las aletas helicoidales (22, 26) de un cuerpo de compresor (18, 16) llevan, en sus lados frontales (172) orientados hacia el fondo (24, 20) del otro cuerpo de compresor (18, 16), juntas de lado frontal (170) insertadas en ranuras (174).

27. Compresor según la reivindicación 26, caracterizado porque las juntas de lado frontal (170) pueden moverse en las ranuras en la dirección del fondo del otro cuerpo de compresor.

28. Compresor según la reivindicación 27, caracterizado porque las juntas de lado frontal (170) pueden moverse en dirección del fondo (20) del otro cuerpo de compresor (16) correspondiente, al ser solicitadas por la mayor presión en el compresor helicoidal (14).

29. Compresor según una de las reivindicaciones 26 a 28, caracterizado porque las juntas de lado frontal (170) son de plástico.

30. Compresor según la reivindicación 29, caracterizado porque las juntas de lado frontal (170) contienen teflón como componente principal.

31. Compresor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a la salida de alta presión (32) está asignada una válvula de retención (160).

32. Compresor según la reivindicación 31, caracterizado porque la válvula de retención presenta un asiento de estanqueización situado en el primer cuerpo de compresor (16).

33. Compresor según la reivindicación 31, caracterizado porque la válvula de retención (138) está dispuesta en una cámara de alta presión (120), en un lado de la pared de separación (114) contrario al primer cuerpo de compresor (16).