ES2338906T3 - Compresor para un aparato de refrigeracion. - Google Patents

Abstract

Aparato de refrigeración con un compresor lineal (1, 20) para la compresión de refrigerante con una cámara (20), con un pistón (23) móvil en la cámara (20) y con válvulas (26, 27) dispuestas entre la cámara (20) y una conexión de aspiración (24) o bien una conexión de presión (25), que establecen la dirección del flujo a través del compresor desde la conexión de aspiración hacia la conexión de la presión, caracterizado porque en partes móviles (19) de las válvulas (26, 27) del compresor lineal está aplicado un recubrimiento, que es más duro que dichas partes móviles, porque el recubrimiento duro es un recubrimiento cerámico, y porque el recubrimiento está formado a través de conversión superficial del material de las partes móviles (19).

Description

Compresor para un aparato de refrigeración.

La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración con un compresor lineal para la compresión de refrigerante con una cámara, con un pistón móvil en la cámara y con válvulas dispuestas entre la cámara y una conexión de aspiración o bien una conexión de presión, que establecen la dirección del flujo a través del compresor desde la conexión de aspiración hacia la conexión de la presión.

Se conoce, por ejemplo, a partir del documento EP 1 450 472 A1 un compresor lineal de este tipo. Tales compresores deben alcanzar duraciones de vida útil de hasta 15 años. Esto significa que durante todo este tiempo las válvulas deben permanecer suficientemente herméticas, para impedir un reflujo considerable de refrigerante desde la conexión de presión a la cámara o desde la cámara hacia la conexión de aspiración del compresor.

En el motor de combustión del documento US 5.186.137 se utiliza un acero cromado recubierto con cerámica para una válvula de corredera.

En el compresor de disco oscilante del documento EP 15 86 774 A1, para una mejora del asiento de la válvula se reviste su placa de válvula con PTFE.

El documento US 4.966.789 indica como material de recubrimiento para válvulas un revestimiento del grupo de los carburos de silicio, carburos metálicos, nitruros metálicos.

El cometido de la invención es indicar un aparato de refrigeración con un compresor lineal, cuyas válvulas presentan una duración de vida útil especialmente alta.

Este cometido se soluciona porque en partes móviles de las válvulas del compresor lineal está aplicado un recubrimiento, que es más duro que dichas partes móviles, porque el recubrimiento duro es un recubrimiento cerámico, y porque el recubrimiento está formado a través de conversión superficial del material de las partes móviles.

Se obtiene una unión especialmente estrecha entre la parte móvil y el recubrimiento formado encima, especialmente la capa cerámica cuando el recubrimiento está formado por conversión de la superficie del material de las partes móviles.

Como recubrimiento duro se contempla especialmente un recubrimiento cerámico.

Como material del recubrimiento cerámico se contemplan especialmente óxidos, nitruros, carburos o una mezcla de varias de estas sustancias.

Como material para las partes móviles se utiliza con preferencia un acero para muelles.

La invención se puede aplicar de manera especialmente ventajosa en un compresor, que comprende un equipo de accionamiento lineal que actúa directamente sobre el pistón, puesto que tales compresores, como se conocen, por ejemplo, a partir del documento US 6 641 377 B2, tienen, en comparación con los compresores accionados de forma giratoria, una carrera relativamente reducida del pistón y, por lo tanto, deben trabajar con una frecuencia alta de movimiento y con una conmutación correspondientemente frecuente de las válvulas, para conseguir un caudal necesario.

Por lo demás, la invención se puede aplicar de manera ventajosa cuando el pistón está alojado en la cámara libre de aceite. En efecto, mientras que en pistones alojados en aceite, en general, una película fina de aceite reviste todo el interior de la cámara incluidas las válvulas, la cual favorece la disipación de calor desde las partes móviles de las válvulas, la disipación de calor desde las partes móviles en la operación libre de aceite es, en general, claramente peor y de una manera correspondiente la carga térmica es grande y, por consiguiente, también la tendencia al desgaste de estas artes móviles es grande.

Un ejemplo de realización de la invención se describe a continuación con la ayuda de las figuras adjuntas. En este caso.

La figura 1 muestra un compresor de acuerdo con la invención, en parte, en una vista lateral esquemática, en parte en la sección; y

La figura 2 muestra una vista en planta superior sobre un muelle de membrana del compresor de la figura 1.

Un equipo de accionamiento 1 forma la zona inferior del compresor lineal mostrado en la figura. Comprende un cuerpo oscilante 2 magnético permanente, cuyos extremos longitudinales forman, respectivamente, polos magnéticos opuestos. El cuerpo oscilante 2 se extiende a través de dos orificios 3 opuestos de una cámara 4, que está prevista para recibir una pareja de electroimanes 8. Los electroimanes 8 diametralmente opuestos entre sí a ambos lados del cuerpo oscilante 2 se pueden conectar con una corriente alterna de frecuencia controlada, ara generar campos magnéticos alternos con polos de la misma polaridad opuestos, respectivamente, entre sí. Los electroimanes 8 tienen un núcleo de hierro 9 con sección transversal en forma de E con tres brazos 11, 12 paralelos, conectados en un extremo. Un arrollamiento 20 rodea en cada caso el brazo central 11 de cada núcleo de hierro. La punta del brazo central 11, por una parte, y la punta de los dos brazos exteriores 12, por otra parte, forman en cada caso polos de diferente polaridad de cada electroimán 8.

De acuerdo con la dirección de la corriente de excitación de los electroimanes, los polos en las puntas de los brazos 12 atraen, respectivamente, de forma alterna uno de los polos del cuerpo oscilante y repelen el otro y de esta manera articulan el cuerpo oscilante 2 de forma alterna en direcciones opuestas.

Los extremos longitudinales del cuerpo oscilante 2 están fijados en cada caso en un muelle de membrana 5, que está retenido distanciado de las paredes de la cámara 4 por medio de nervaduras 6. A partir de cada muelle de membrana 5, como se muestra en la vista en planta superior de la figura 2, se estampan cuatro brazos 7 aproximadamente en forma de Z, que están unidos en una sola pieza, respectivamente, a la altura del extremo del cuerpo oscilante 2 retenido por el muelle de membrana 5 respectivo. En la vista en planta superior, cada brazo 7 ocupa un sector de 90° partiendo desde el eje longitudinal del cuerpo oscilante 2, y cada brazo 7 está formado simétrico de espejo con respecto a los dos brazos 7 adyacentes. En la figura 1, que muestra el cuerpo oscilante 2, articulado desde su posición de reposo ligeramente hacia arriba, se pueden ver, respectivamente, dos de estos brazos 7. La disposición simétrica de espejo compensa un par de torsión, que ejerce uno de los brazos 7 posiblemente en el transcurso del movimiento del cuerpo oscilante 2 sobre éste, a través del par de torsión opuesto igual del brazo adyacente.

Una cámara de compresor está conectada con la cámara 4 del electroimán a través de un arco 21, que está fijado a través de los extremos, alejado del cuerpo oscilante, de los brazos 7 del muelle de membrana superior 5 en las nervaduras 6 del lado superior de la cámara 4. Un vástago de pistón 22 conecta un pistón 23. móvil en vaivén en la cámara de compresor 20, con el cuerpo oscilante 2, de manera que ambos forman un sistema oscilante, cuya frecuencia propia está establecida esencialmente por la masa del cuerpo oscilante 2, del pistón 23 y del vástago de pistón 22 así como la constante de resorte de los muelles de membrana 5.

Una conexión de aspiración 24 y una conexión de presión 25 desembocan, respectivamente, a través de una válvula de entrada 26 o bien a través de una válvula de salida 27 en la cámara de compresor 20. Las válvulas 26, 27 se representan aquí a modo de ejemplo como válvulas de placa, respectivamente, con una lámina de resorte 28, que está soldada en un extremo en la pared de la cámara de compresor 20 o está fijada de otra manera adecuada y que lleva en su sección móvil un cuerpo de obturación 29, que contacta, en la configuración mostrada en la figura 1, respectivamente, con un asiento de válvula 30 de forma cónica, que está formado en la pared de la cámara de compresor 20. La lámina de resorte 28 está formada, respectivamente, de acero para muelles. El cuerpo de obturación 29 puede estar realizado totalmente como una capa de cerámica fijada en la lámina de resorte 28; también puede estar constituido en el núcleo por acero para muelles y solamente estar provisto con un recubrimiento exterior, que es demasiado fino para ser representado en la figura. En el último caso, el cuerpo de obturación 29 está conformado con preferencia a través de estampación en una sola pieza a partir del material de la lámina de resorte 28.

Mientras que la lámina de resorte 28 de la válvula de entrada 26 está dispuesta directamente en la cámara de compresor 20 y puede retroceder a su interior, cuando el pistón 23 se mueve hacia abajo y se aspira fluido desde la conexión de aspiración 24 a la cámara de compresor 20, la válvula de salida 27 se encuentra en una cámara 31 separada dentro de la pared de la cámara de compresor, en la que puede retroceder, para dejar circular fluido expulsado desde e pistón 23 que se mueve hacia arriba hacia la conexión de presión. Desde la cámara 321 parte un paso 32, que alimenta fluido comprimido a una cavidad 33 que rodea en forma de anillo la cámara de compresor 20. La cavidad 33 se comunica con el interior de la cámara de compresor 20 a través de una pluralidad de taladros radiales 24, a través de los cuales una parte del fluido expulsado por el pistón 23 puede circular de retorno a la cámara de compresor 20. En este caso, forma una película deslizante entre la pared interior de la cámara de compresor 20 y la superficie periférica del pistón 23, que le permite deslizarse en gran medida libre de fricción y permite prescindir de una lubricación de aceite del pistón 23.

La capa superficial reductora del desgaste puede estar limitada a aquellas zonas de la superficie del cuerpo de obturación 29, que entran realmente en contacto con el asiento de la válvula 30; pero se puede extender también sobre el cuerpo de obturación o, sobre todo cuando este cuerpo de obturación está formado en una sola pieza a partir de la lámina de resorte 28, sobre toda la superficie de la lámina de resorte 28 o al menos sobre su lado dirigido hacia el asiento de la válvula 30. Se puede generar a través de conversión de una capa superficial del cuerpo de obturación en una atmósfera reactiva, por ejemplo que contiene oxígeno, o en un plasma que oxígeno, nitrógeno y/o carbono, en un óxido, nitruro o carburo, de manera que la capa superficial a convertir puede ser una parte del acero para muelles del cuerpo de obturación 29 propiamente dicho o de material aplicado previamente para la consecución de la conversión sobre la misma, o se extiende o pulveriza directamente el material cerámico deseado, como por ejemplo óxido de aluminio u óxido de circonio, por ejemplo en forma de una suspensión o de un gel sobre la superficie respectiva y a continuación se sinteriza encima.

Claims (6)

1. Aparato de refrigeración con un compresor lineal (1, 20) para la compresión de refrigerante con una cámara (20), con un pistón (23) móvil en la cámara (20) y con válvulas (26, 27) dispuestas entre la cámara (20) y una conexión de aspiración (24) o bien una conexión de presión (25), que establecen la dirección del flujo a través del compresor desde la conexión de aspiración hacia la conexión de la presión, caracterizado porque en partes móviles (19) de las válvulas (26, 27) del compresor lineal está aplicado un recubrimiento, que es más duro que dichas partes móviles, porque el recubrimiento duro es un recubrimiento cerámico, y porque el recubrimiento está formado a través de conversión superficial del material de las partes móviles (19).

2. Aparato de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento cerámico es un óxido, un nitruro, un carburo o una mezcla de éstos.

3. Aparato de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material de las partes móviles es un acero para muelles.

4. Aparato de refrigeración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compresor lineal comprende un equipo de accionamiento lineal (1) que actúa directamente sobre el pistón.

5. Aparato de refrigeración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pistón (23) está alojado en la cámara (20) libre de aceite.

6. Aparato de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el pistón (23) está alojado por líquido comprimido, derivado desde la conexión de compresión (25).