ES2387193T3 - Compresor de émbolo giratorio - Google Patents

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Matsumoto Kenzo
Yamaguchi Kentaro
Tomiuka Akifumi
Aoki Hiromasa
Futakawame Midori
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Abstract

Un compresor giratorio (10) que tiene un primer y segundo elementos de compresión giratorios (32,34) accionados por un árbol giratorio (16) de un elemento de accionamiento (14) en un recipiente cerradoherméticamente (12) para descargar un gas refrigerante, que se ha comprimido por el primer elemento decompresión giratorio (32), en el recipiente cerrado herméticamente (12), y comprimir el gas refrigerante descargadode una presión intermedia por el segundo elemento de compresión giratorio (34), comprendiendo el compresorgiratorio (10) un primer cilindro (40) para constituir un primer elemento de compresión giratorio (32) y un segundocilindro (38) para constituir un segundo elemento de compresión giratorio (34), un rodillo (48, 46) que se proporcionaen cada uno de los cilindros (40, 38) y está montado sobre un miembro excéntrico (44, 42) del árbol giratorio (16)para girar excéntricamente, un separador intermedio (36) proporcionado entre los cilindros (40,38) y los rodillos (48,46) para dividir en partes los elementos de compresión giratorios (32, 34), miembros de soporte (56, 54) que cierranlas superficies abiertas de los cilindros (40, 38) y que tienen cojinetes (56A, 54A) para el árbol giratorio (16) y unorificio para el aceite formado en el árbol giratorio (16) que comprende un orificio para el aceite axial principal (80) yun orificio para el aceite radial (82) que se extiende desde y en comunicación fluida con el orificio para el aceite axialprincipal (80), caracterizado porque una superficie del separador intermedio que es adyacente al segundo cilindro(38) tiene un surco (170) formado en la misma que se extiende radialmente desde una periferia interna a unaperiferia externa del separador intermedio (36) comunicando de forma fluida el orificio para el aceite (80, 82) y unespacio entre el miembro excéntrico (42) y el rodillo (46) del segundo cilindro (38), un hueco entre el separadorintermedio (36) y el árbol giratorio (16), un cámara de baja presión en el segundo cilindro (38), y el recipiente cerradoherméticamente (12).

Description

Compresor de embolo giratorio ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente invencion se refiere a un compresor giratorio equipado con un primer y segundo elementos de compresion giratorios accionados por un arbol giratorio de un elemento de accionamiento, que estan alojados en un recipiente cerrado hermeticamente. En este tipo de compresor giratorio convencional, especialmente un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia, se introduce un gas refrigerante a traves de un puerto de succion del primer elemento de compresion giratorio en una camara de baja presion de un cilindro en el que el gas refrigerante se comprime para que tenga una presion intermedia por un rodillo y un alabe, y despues se descarga desde una camara de alta presion del cilindro al recipiente cerrado hermeticamente a traves del intermediario de un puerto de descarga y una camara de amortiguacion de descarga. El gas refrigerante que tiene la presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente despues se introduce en la camara de baja presion del cilindro a traves de un puerto de succion del segundo elemento de compresion giratorio y se somete a una compresion de segunda etapa por el rodillo y el alabe. Esto provoca que el gas refrigerante se convierta en un gas refrigerante caliente de alta presion, que fluye desde la camara de alta presion a un radiador externo o similar a traves del intermediario del puerto de descarga y la camara de amortiguacion de descarga (referencia a, por ejemplo, la Patente Japonesa N° 2507047). El arbol giratorio tiene un orificio para el aceite formado verticalmente alrededor de un centro axial del mismo y un orificio de lubricacion horizontal en comunicacion con el orificio del aceite. El aceite se extrae de un deposito de aceite situado en el fondo del interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 mediante una bomba de aceite, que sirve como dispositivo lubricante, instalada en el extremo inferior del arbol giratorio. El aceite asciende a traves del orificio del aceite para suministrarse al arbol giratorio y las porciones deslizantes en los elementos de compresion giratorios a traves del orificio de lubricacion, para realizar de este modo la lubricacion y el sellado. Si se usa un refrigerante que muestra una diferencia de presion alta/baja considerable, tal como dioxido de carbono (C02), que es un refrigerante natural, en el compresor giratorio que se ha mencionado anteriormente, entonces la presion del refrigerante alcanza 12 MPaG en el segundo elemento de compresion giratorio, que es el lado de presion alta, mientras que alcanza 8 MPaG (presion intermedia) en el primer elemento de compresion giratorio, que es el lado de presion baja. En un compresor giratorio de este tipo, una superficie abierta superior del cilindro del segundo elemento de compresion giratorio se cierra por un miembro de soporte, y la superficie abierta inferior del mismo se cierra con un separador intermedio. Se proporciona un rodillo en un cilindro del segundo elemento de compresion giratorio. El rodillo se monta en un miembro excentrico del arbol giratorio. Por razones de diseno o para evitar el desgaste del rodillo, se forma un pequeno hueco entre el rodillo y el miembro de soporte dispuesto por encima del rodillo, y entre el rodillo y el separador intermedio dispuesto por debajo del rodillo. Estos huecos permiten inconvenientemente que un gas refrigerante de alta presion, que se ha comprimido por el cilindro del segundo elemento de compresion giratorio, se introduzca en el rodillo (un espacio alrededor del miembro excentrico en el interior del rodillo). Por lo tanto, el gas refrigerante de alta presion se acumula en el interior del rodillo. El gas refrigerante de alta presion constituido en el interior del rodillo provoca que la presion en el interior del rodillo se vuelva mayor que la presion (presion intermedia) del recipiente cerrado hermeticamente, sirviendo su porcion inferior como deposito de aceite. Esto hace extremadamente dificil suministrar el aceite al interior del rodillo desde el orificio de lubricacion a traves del orificio del aceite en el arbol giratorio utilizando una diferencia de presion, dando como resultado una falta de lubricacion en el area alrededor del miembro excentrico en el interior del rodillo. Como una solucion convencional al problema que se ha mencionado anteriormente, se ha formado un pasaje 200 que proporciona la comunicacion entre el interior del rodillo (adyacente al miembro excentrico) del segundo elemento de compresion giratorio y el interior del recipiente cerrado hermeticamente en el miembro de soporte superior 201 dispuesto por encima del cilindro del segundo elemento de compresion giratorio, como se muestra en la figura 12. El pasaje 200 libera el gas refrigerante de alta presion acumulado en el interior del rodillo en el recipiente cerrado hermeticamente para evitar que la presion en el interior del rodillo se eleve hasta un nivel elevado.
Sin embargo, para formar el pasaje 200 para la comunicacion entre el interior del rodillo y el recipiente cerrado hermeticamente, han de formarse dos pasajes por mecanizado, concretamente, un pasaje 200A formado en una porcion de borde interno del miembro de soporte superior 201 en una direccion axial que se abre de forma adyacente al interior del rodillo, y un pasaje horizontal 200B para proporcionar la comunicacion entre el pasaje 200A y el recipiente cerrado hermeticamente. Esto ha planteado el problema del aumento del coste de mecanizado para la formacion de los pasajes con el resultado de un mayor coste de produccion.
Ademas, la presion (presion alta) en el cilindro del segundo elemento de compresion giratorio se vuelve mayor que la presion (presion intermedia) en el recipiente cerrado hermeticamente, sirviendo su porcion inferior como el deposito de aceite. Esto hace extremadamente dificil suministrar el aceite a traves del orificio del aceite y el orificio de lubricacion en el arbol giratorio al cilindro del segundo elemento de compresion giratorio utilizando una diferencia de presion. Como resultado, la lubricacion se realiza solo por el aceite de un refrigerante succionado, planteando de este modo un problema de una lubricacion insuficiente.
Ademas, en el compresor de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia, la presion en el cilindro (presion alta) del segundo elemento de compresion giratorio se eleva por encima de la presion en el recipiente cerrado hermeticamente (presion intermedia), sirviendo su porcion inferior como el deposito de aceite. Esto hace extremadamente dificil suministrar el aceite a traves del orificio del aceite en el arbol giratorio en el cilindro utilizando una diferencia de presion. Como resultado, la lubricacion se realiza solo por el aceite en un refrigerante succionado, planteando de este modo el problema de una lubricacion insuficiente.
Por lo tanto, el separador intermedio y el cilindro del segundo elemento de compresion giratorio han de proporcionarse con pequenos orificios para proporcionar la comunicacion entre el orificio del aceite del arbol giratorio y el puerto de entrada del cilindro para suministrar el aceite al segundo elemento de compresion giratorio. Sin embargo, esto plantea el problema del aumento del coste de produccion debido a la necesidad de crear pequenos orificios en el separador intermedio y el cilindro.
Un ejemplo de un compresor de la tecnica anterior conocida se describe en la Solicitud de Patente anterior del Solicitante N° JP 2001 073977.
RESUMEN DE LA INVENCION
Por consiguiente, la presente invencion se ha hecho en vista de solventar los problemas con la tecnica anterior que se ha descrito anteriormente, y es un objeto de la misma proporcionar un compresor denominado de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia capaz de limitar el aumento inconvenientemente de la presion en el interior de un rodillo y tambien de permitir una lubricacion suave y fiable de un cilindro de un segundo elemento de compresion giratorio mediante una construccion relativamente simple.
Es otro objeto de la presente invencion proporcionar un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia que permite suministrar un lubricante suavemente y de forma fiable a un cilindro de un segundo elemento de compresion giratorio, cuya presion en el mismo alcanza un alto nivel, con bajo coste.
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un compresor giratorio que tiene primer y segundo elementos de compresion giratorios accionados por un arbol giratorio de un elemento de accionamiento en un recipiente cerrado hermeticamente para descargar un gas refrigerante, que se ha comprimido por el primer elemento de compresion giratorio, en el recipiente cerrado hermeticamente, y comprimir el gas refrigerante descargado de una presion intermedia por el segundo elemento de compresion giratorio, comprendiendo el compresor giratorio un primer cilindro para constituir un primer elemento de compresion giratorio y un segundo cilindro para constituir un segundo elemento de compresion giratorio, un rodillo que se proporciona en cada uno de los cilindros y se monta sobre un miembro excentrico del arbol giratorio para girar excentricamente, un separador intermedio proporcionado entre los cilindros y los rodillos para dividir en partes los elementos de compresion giratorios, miembros de soporte que cierran las superficies abiertas de los cilindros ytienen cojinetes para el arbol giratorio, yun orificio para el aceite formado en el arbol giratorio que comprende un orificio para el aceite axial principal y un orificio para el aceite radial que se extiende desde y en comunicacion fluida con el orificio para el aceite axial principal, caracterizado porque una superficie del separador intermedio que es adyacente al segundo cilindro tiene un surco formado en la misma que se extiende radialmente desde una periferia interna a una periferia externa del separador intermedio que comunica de forma fluida el orificio para el aceite y un espacio alrededor de los miembros excentricos en el interior de los rodillos, un hueco entre el separador intermedio y el arbol giratorio, una camara de baja presion en el segundo cilindro, y el recipiente cerrado hermeticamente.
Preferiblemente, el elemento de accionamiento es un motor de rpm controladas arrancado a baja velocidad tras el accionamiento.
BREVE DESCRIPCION DE L0S DIBUJ0S
La figura 1 es una vista en seccion longitudinal de un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa a presion interna intermedia que no forma parte de la invencion pero se incluye solo con fines informativos;
la figura 2 es una vista en planta superior de un separador intermedio del compresor giratorio mostrado en la figura 1;
la figura 3 es una vista en seccion longitudinal del separador intermedio del compresor giratorio mostrado en la figura 1;
la figura 4 es una vista en planta superior de un cilindro superior de un segundo elemento de compresion giratorio del compresor giratorio mostrado en la figura 1;
la figura 5 es un diagrama que muestra cambios en la presion en un extremo de la entrada del cilindro superior del compresor giratorio mostrado en la figura 1;
la figura 6 es un diagrama que ilustra una carrera de succion-compresion de un refrigerante realizada por el cilindro superior del compresor giratorio mostrado en la figura 1;
la figura 7 es una vista en seccion longitudinal de un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa a presion interna intermedia de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la figura 8 es una vista en planta superior de un separador intermedio del compresor giratorio mostrado en la figura 7;
la figura 9 es una vista en seccion longitudinal del separador intermedio del compresor giratorio mostrado en la figura 7;
la figura 10 es una vista en planta superior de un cilindro de un segundo elemento de compresion giratorio del compresor giratorio mostrado en la figura 7;
la figura 11 es un diagrama que muestra cambios en la presion en un extremo de la entrada de un cilindro superior del compresor giratorio mostrado en la figura 7; y
la figura 12 es una vista en seccion longitudinal de un miembro de soporte superior de un compresor giratorio convencional.
DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PREFERIDA
Se describira en detalle una realizacion de acuerdo con la presente invencion junto con las figuras 7 a 11 de los dibujos adjuntos. La figura 1 es una vista en seccion longitudinal de un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa (2 etapas) a presion interna intermedia 10 que no forma parte de la presente invencion pero se incluye con fines informativos. El compresor giratorio 10 tiene un primer elemento de compresion giratorio 32 y un segundo elemento de compresion giratorio 34.
Haciendo referencia a la figura 1, el compresor de tipo giratorio de compresion multietapa a presion interna intermedia 10 que usa dioxido de carbono (C02) como refrigerante esta constituido por un recipiente cerrado hermeticamente cilindrico 12 formado de una placa de acero, un elemento de accionamiento 14 dispuesto en un lado superior del espacio interno del recipiente cerrado hermeticamente 12, y una unidad del mecanismo de compresion giratorio 18 que incluye un primer elemento de compresion giratorio 32 (primera etapa) y un segundo elemento de compresion giratorio 34 (segunda etapa) que estan dispuestos bajo el elemento de accionamiento 14 y se accionan por un arbol giratorio 16 del elemento de accionamiento 14.
El recipiente cerrado hermeticamente 12 funcionando su parte inferior como un deposito de aceite esta constituido por un cuerpo principal del recipiente 12A que aloja el elemento de accionamiento 14 y la unidad del mecanismo de compresion giratorio 18, y un tapon terminal o cubierta sustancialmente con forma de tazon 12B que cierra una abertura superior del cuerpo principal del recipiente 12A. Un orificio de montaje circular 12D se forma en el centro de una superficie superior del tapon terminal 12B. Se instala una terminal (no se muestran cables) 20 para suministrar energia electrica al elemento de accionamiento 14 en el orificio de montaje 12D.
El elemento de accionamiento 14 es un motor de bobinado en serie de CC constituido por un estator 22 instalado anularmente a lo largo de una superficie periferica superior del recipiente cerrado hermeticamente 12 y un rotor 24 insertado en el estator 22 con un pequeno hueco en el lado interno. El rotor 24 se fija al arbol giratorio 16 que se extiende en una direccion vertical, pasando a traves de un centro.
El estator 22 tiene un laminado 26 formado de placas de acero electromagneticas toroidales apiladas, y una bobina del estator 28 enrollada alrededor de los dientes del laminado 26 por un procedimiento de bobinado en serie (bobinado concentrado). El rotor 24 tambien esta formado de un laminado 30 hecho de placas de acero electromagneticas, como en el estator 22. Se inserta un iman permanente MG en el laminado 30.
Se proporciona una bomba de aceite 102, que sirve como dispositivo de lubricacion, en el extremo inferior del arbol giratorio 16. La bomba de aceite 102 extrae aceite lubricante del deposito de aceite formado en el fondo del recipiente cerrado hermeticamente 12. El aceite lubricante pasa a traves de un orificio para el aceite 80 formado en una direccion vertical a lo largo del centro axial del arbol giratorio 16 ya traves de orificios de lubricacion horizontales 82 y 84 (formados tambien en los mismos excentricos superior e inferior 42 y 44) en comunicacion con el orificio para el aceite 80 para alcanzar las partes deslizantes y similares de los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, y el primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34. Esto frena el desgaste del primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34, y tambien proporciona un sellado.
La unidad del mecanismo de compresion giratorio 18 incluye un cilindro inferior (primer cilindro) 40 que constituye el primer elemento de compresion giratorio 32 y un cilindro superior (segundo cilindro) 38 que constituye el segundo elemento de compresion giratorio 34, rodillos superior e inferior 46 y 48, que giran excentricamente, que estan montados sobre los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, respectivamente, que se proporcionan en el arbol giratorio 16 con una diferencia de fase de 180 grados en los cilindros superior e inferior 38 y 40, respectivamente, un separador intermedio 36 proporcionado entre los cilindros superior e inferior 38 y 40 y los rodillos 46 y 48 para separar el primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34, un alabe 50 (no se muestra el alabe inferior) que se apoya en los rodillos 46 y 48 para separar el interior de los cilindros superior e inferior 38 y 40 en camaras de baja presion y camaras de alta presion, y un miembro de soporte superior 54 y un miembro de soporte inferior 56 que cubren la superficie de abertura superior del cilindro superior 38 yla superficie de abertura inferior del cilindro inferior 40, respectivamente, y tambien sirven como cojinetes del arbol giratorio 16.
El miembro de soporte superior 54 y el miembro de soporte inferior 56 se proporcionan con pasajes de succion 58 y 60 en comunicacion fluida con el interior de los cilindros superior e inferior 38 y 40, respectivamente, a traves de los puertos de succion 161 y 162, respectivamente, y camaras de amortiguacion de la descarga 62 y 64 formadas parcialmente por hendiduras que estan cerradas por una cubierta superior 66 y una cubierta inferior 68, respectivamente. Un cojinete 54A se forma de manera sobresaliente en el centro del miembro de soporte superior 54 y un cojinete 56A se forma de manera sobresaliente en el centro del miembro de soporte inferior 56 para soportar el arbol giratorio 16.
La cubierta inferior 68 formada de una placa de acero toroidal se fija al miembro de soporte inferior 56 desde abajo por pernos maestros 129 en cuatro ubicaciones perifericas. Los extremos distales de los pernos maestros 129 se atornillan al miembro de soporte superior 54.
La camara de amortiguacion de la descarga 64 del primer elemento de compresion giratorio 32 y el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 estan en comunicacion a traves de un pasaje de comunicacion. El pasaje de comunicacion esta formado de un orificio (no mostrado) que penetra el miembro de soporte inferior 56, el miembro de soporte superior 54, la cubierta superior 66, los cilindros superior e inferior 38 y 40, y el separador intermedio 36. En este caso, se proporciona en vertical una tuberia de descarga intermedia 121 en el extremo superior del pasaje de comunicacion, y un refrigerante de presion intermedia se descarga a traves de la tuberia de descarga intermedia 121 al recipiente cerrado hermeticamente 12.
La cubierta superior 66 cierra la abertura de la superficie superior de la camara de amortiguado de descarga 62 en comunicacion con el interior del cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 a traves de un puerto de descarga 39. El elemento de accionamiento 14 se proporciona por encima de la cubierta superior 66 con un hueco predeterminado entre el mismo en el recipiente cerrado hermeticamente 12. Una porcion periferica de la cubierta superior 66 se fija al miembro de soporte superior 54 desde arriba por cuatro pernos maestros 78. Los extremos distales de los pernos maestros 78 se atornillan en los miembros de soporte inferior 56.
El separador intermedio 36 tiene un orificio pasante 131 que proporciona la comunicacion entre el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 y el interior del rodillo 46 mediante una perforacion de pequeno diametro, como se muestra en las figuras 2 y 4. La figura 2 es una vista en planta superior del separador intermedio 36, y la figura 4 es una vista en planta superior del cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34. Se forma una camara de alojamiento 70 en el cilindro superior 38. El alabe 50 se aloja en la camara de alojamiento 70 y se apoya en el rodillo 46. Un lado (lado derecho en la figura 4) del alabe 50 tiene el puerto de descarga 39, mientras que el otro lado (izquierdo) con el alabe 50 entre el mismo tiene el puerto de succion 161. El alabe 50 separa las camaras de compresion formadas entre el cilindro superior 38 y el rodillo 46 en camaras de baja presion LR y camaras de alta presion HR. El puerto de succion 161 esta asociado con las camaras de baja presion LR, mientras que el puerto de descarga 39 esta asociado con las camaras de alta presion HR.
Se forma un pequeno hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16, estando un lado superior del hueco en combinacion con el interior del rodillo 46 (el espacio alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46). Ademas, un lado inferior del hueco entre el separador intermedio 36 y el eje giratorio 16 esta en combinacion con el interior del rodillo 48 (el espacio alrededor del miembro excentrico 44 en el interior del rodillo 48). El orificio pasante 131 sirve como pasaje para liberar, en el recipiente cerrado hermeticamente 12, un gas refrigerante de alta presion que se filtra en el rodillo 46 (el espacio alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46) a traves de un hueco formado entre el rodillo 46 en el cilindro 38 y cerrando el miembro de soporte superior 54 la superficie abierta superior del cilindro 38 o cerrando el separador intermedio 36 la superficie abierto inferior, y despues fluye al hueco entre el separador intermedio 36 y el eje giratorio 16 y en el interior del rodillo 48.
El gas refrigerante de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 pasa a traves del hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 y entra al orificio pasante 131, fluyendo de este modo hacia fuera del recipiente cerrado hermeticamente 12.
Por lo tanto, el gas de refrigeracion de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 puede liberarse a traves del orificio pasante 131 al recipiente cerrado hermeticamente 12. Esto hace posibilita evitar la incomodidad del gas refrigerante de alta presion que se acumula en el interior del rodillo 46, en el hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16, y en el interior del rodillo 48. Con esta disposicion, puede suministrarse aceite en el interior del rodillo 46 y el rodillo 48 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84 del arbol giratorio 16 aprovechando la diferencia de presion.
El aumento del coste de mecanizado puede minimizarse particularmente debido a que el gas refrigerante de alta presion filtrado en el rodillo 46 puede liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 formando simplemente el orificio pasante 131 que penetra horizontalmente en el separador intermedio 36.
La superficie del separador intermedio 36 que es adyacente al cilindro 38 tiene un surco de lubricacion 133 que se extiende desde la superficie periferica interna sobre una distancia predeterminada en una direccion radial, como se muestra en la figura 2 a la figura 4. El surco de lubricacion 133 se forma bajo un area a que se extiende desde una posicion en la que el alabe 50 del cilindro 38 mostrado en la figura 4 se apoya en el rodillo 46 hasta un borde en el lado opuesto del alabe 50 del puerto de succion 161. Una porcion externa del surco de lubricacion 133 esta en comunicacion con la camara de baja presion LR del cilindro 38.
Una abertura en el lado de la superficie periferica interna del surco de lubricacion 133 del separador intermedio 36 esta en comunicacion con el orificio para el aceite 80 a traves del intermediario de los orificios de lubricacion 82 y84. Por lo tanto, el surco de lubricacion 133 proporciona comunicacion entre el orificio para el aceite 80 y la camara de baja presion LR en el cilindro superior 38.
Como se analizara mas tarde, el recipiente cerrado hermeticamente 12 tendra una presion intermedia en el mismo, de tal manera que el suministro de aceite al cilindro superior 38, que es la segunda etapa y tendra una alta presion en el mismo, es dificil. Sin embargo, el surco de lubricacion 133 formado en el separador intermedio 36 permite que el aceite extraido por la bomba de aceite 102 del deposito de aceite en el fondo interno del recipiente cerrado hermeticamente 12 ascienda en el orificio para el aceite 80 a los orificios de lubricacion 82 y 84, y despues entra en el surco de lubricacion 133 del separador intermedio 36, suministrandose de este modo a la camara de baja presion LR del cilindro superior 38.
La figura 5 muestra cambios en la presion en el cilindro superior 38, representando P1 en el diagrama una presion en el lado periferico interno del separador intermedio 36. La presion interna (presion de succion) de la camara de baja presion LR del cilindro superior 38 representada por LP en el diagrama cae por debajo de la presion P1 en el lado de la superficie periferica interna del separador intermedio 36 debido a una perdida de la presion de succion en una carrera de succion. Durante este periodo particular, el aceite se inyecta a traves del orificio para el aceite 80 del arbol giratorio 16 a la camara de baja presion LR en el cilindro superior 38 a traves del surco de lubricacion 133 del separador intermedio 36, realizando de este modo la lubricacion.
La figura 6A a la figura 6L ilustran una carrera del refrigerante de succion-compresion del cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34. Si se asume que el miembro excentrico 42 del arbol giratorio 16 gira en el sentido contrario de las agujas del reloj en las figuras, entonces el puerto de succion 161 se cierra por el rodillo 46 en las figuras 6A y 6B. En la figura 6C, el puerto de succion 161 se abre y comienza la succion de un refrigerante, mientras que se descarga un refrigerante en el lado opuesto. La succion del refrigerante continua durante las etapas de las figuras 6C a 6E. Durante este periodo, el surco de lubricacion 133 se cubre por el rodillo 46.
En la figura 6F, el rodillo 46 expone el surco de lubricacion 133, de tal forma que el aceite se extrae en la camara de baja presion LR rodeada por el alabe 50 y el rodillo 46 en el cilindro superior 38, comenzando la lubricacion (el comienzo del periodo de suministro mostrado en la figura 5). A partir de las etapas mostradas en las figuras 6G a 6I, se realiza la succion del aceite. La lubricacion continua hasta que el lado superior del surco de lubricacion 133 esta cubierto por el rodillo 46 en la figura 6J, deteniendo de este modo la lubricacion (el final del periodo de suministro mostrado en la figura 5). A partir de las etapas mostradas en las figuras 6K a 6L a las figuras 6A y 6B, se realiza la succion de un refrigerante. Despues, el refrigerante se comprimira y se descargara a traves del puerto de descarga
39.
Por lo tanto, incluso si la presion en el cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 se vuelve superior que la presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente 12, el surco de lubricacion 133 permite que el aceite se suministre con seguridad al cilindro superior 38 aprovechando una perdida de presion de succion durante una carrera de succion en el segundo elemento de compresion giratorio 34.
Con esta disposicion, el segundo elemento de compresion giratorio 34 puede lubricarse con seguridad, permitiendo asegurar el rendimiento y mejorar la fiabilidad. En particular, el aceite puede suministrarse al cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 creando simplemente el surco en la superficie del separador intermedio 36 que es adyacente al cilindro 38. Esto evita la necesidad de crear orificios finos en el separador intermedio 36 y el cilindro superior 38, como en la tecnica anterior. Con esta disposicion, la construccion puede simplificarse, de tal forma que pueda limitarse el aumento del coste de produccion.
Ademas, se forman por separado un orificio para liberar altas presiones (el orificio pasante 131) formado en el interior del rodillo 46, y el surco para suministrar el aceite (el surco de lubricacion 133), de tal manera que la configuracion del surco de lubricacion 133 para el suministro de aceite pueda cambiarse segun se desee. Esto significa que, si un surco u orificio se va a usar para liberar altas presiones en el interior del rodillo 46 y tambien para suministrar aceite, entonces el surco o el orificio tienen que tener un cierto tamano o diametro para liberar las altas presiones en el interior del rodillo 46. Un diametro excesivamente pequeno del surco o el orificio no permitira liberar adecuadamente un gas de alta presion que se acumula en el interior del rodillo 46. Por otro lado, un diametro excesivamente grande del mismo provocara que se suministre aceite en exceso y que se descargue del compresor 10, y puede afectar negativamente al ciclo del refrigerante o puede provocar la falta de aceite en el compresor 10.
El orificio de liberacion de alta presion (el orificio pasante 131) en el interior del rodillo 46 y el surco de suministro de aceite (el surco de lubricacion 133) se forman por separado, de tal manera que el diametro del surco del orificio pasante 131 y el tamano del surco de lubricacion 133 puedan ajustarse libremente. Ademas, la cantidad de aceite suministrado a la camara de baja presion LR del cilindro superior 38 puede ajustarse ajustando el tamano del surco de lubricacion 133.
Por lo tanto, la alta presion en el interior del rodillo 46 puede liberarse y el aceite puede suministrarse al cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 con bajo coste.
Ademas, puede conseguirse un rendimiento seguro y una mayor fiabilidad del compresor giratorio 10.
En este caso, se usa dioxido de carbono (C02), que es un refrigerante natural respetuoso con el medio ambiente, considerando la inflamabilidad, la toxicidad, etc. El aceite sellado en el recipiente cerrado hermeticamente 12 como lubricante puede ser un aceite existente, tal como un aceite mineral, un aceite alquil benceno, aceite de eter, aceite de ester y polialquilenglicol (PAG).
Una superficie lateral del cuerpo principal del recipiente 12A del recipiente cerrado hermeticamente 12 tiene manguitos 141, 142, 143 y 144 soldados y fijados en posiciones que coinciden con las posiciones de los pasajes de succion 58 y 60 del miembro de soporte superior 54 y el miembro de soporte inferior 56, la camara de amortiguacion de descarga 62, y por encima de la cubierta superior 66 (una posicion que coincide sustancialmente con el extremo inferior del elemento de accionamiento 14), respectivamente. Los manguitos 141 y 142 estan adyacentes verticalmente, mientras que el manguito 143 esta situado sustancialmente en una linea diagonal con respecto al manguito 141. Posicionalmente, el manguito 144 y el manguito 141 se desplazan aproximadamente 90 grados.
Un extremos de una tuberia de introduccion de refrigerante 92 para introducir un gas refrigerante en el cilindro superior 38 se inserta en y se conecta al manguito 141, y el extremo de la tuberia de introduccion de refrigerante 92 esta en comunicacion con el pasaje de succion 58 del cilindro superior 38. La tuberia de introduccion de refrigerante 92 se distribuye por encima del recipiente cerrado hermeticamente 12 hasta el manguito 144, estando el otro extremo de la misma insertado en y conectado al manguito 144 para que este en comunicacion con el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12.
Un extremo de la tuberia de introduccion de refrigerante 94 para introducir un gas refrigerante en el cilindro inferior 40 se inserta en y se conecta al manguito 142, estando el extremo de introduccion de refrigerante 94 en comunicacion con el pasaje de succion 60 del cilindro inferior 40. Una tuberia de descarga de refrigerante 96 se inserta en y se conecta al manguito 143, estando un extremo de la tuberia de descarga de refrigerante 96 en comunicacion con la camara de amortiguacion de descarga 62.
A continuacion se describira un funcionamiento del compresor giratorio 10 que tiene la construccion que se ha mencionado anteriormente. La alimentacion de la bobina del estator 28 del elemento de accionamiento 14 a traves de la terminal 20 y los cables (no mostrados) activa el elemento de accionamiento 14 para girar el rotor 24. Esto hace que los rodillos superior e inferior 46 y 48 giren excentricamente en los cilindros superior e inferior 38 y 40, respectivamente, estando los rodillos 46 y 48 montados en los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, respectivamente, que estan formados integralmente con el arbol giratorio 16.
Un gas refrigerante de una baja presion (4 MPaG) introducido en la camara de baja presion del cilindro inferior 40 a traves del puerto de succion 162 mediante la tuberia de introduccion de refrigerante 94 y el pasaje de succion 60 formado en el miembro de soporte inferior 56 se comprime para que tenga una presion intermedia (8 MPaG) por el rodillo 48 y un alabe (no mostrado), pasa a traves del puerto de descarga 41 desde la camara de alta presion del cilindro inferior 40 a la camara de amortiguacion de descarga 64 formada en el miembro de soporte inferior 56, y despues se descarga en el recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves de la tuberia de descarga intermedia 121 a traves de un pasaje de comunicacion (no mostrado).
Despues, el gas refrigerante de presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente 12 deja el manguito 144, pasa a traves de la tuberia de introduccion de refrigerante 92 y el pasaje de succion 58 formado en el miembro de soporte superior 54, y alcanza la camara de baja presion LR del cilindro superior 38 a traves del puerto de succion
161. El gas refrigerante de presion intermedia que se ha introducido se somete a la compresion de segunda etapa explicada con referencia a la figura 6 por el rodillo 46 y el alabe 50 para convertirse en un gas refrigerante caliente de alta presion (siendo la presion de aproximadamente 12 MPaG). El gas refrigerante caliente de alta presion fluye desde la camara de alta presion HR, pasa a traves del cuerpo de descarga 39, la camara de amortiguacion de descarga 62 formada en el miembro de soporte superior 54, y la tuberia de descarga de refrigerante 96, y despues se descarga a un radiador externo o similar del compresor 10.
Por lo tanto, el surco de lubricacion 133 formado en la superficie del separador intermedio 36 que es adyacente al cilindro 38 proporciona comunicacion entre el orificio para el aceite 80 y la camara de baja presion LR del cilindro 38 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84, de tal forma que incluso si la presion en el cilindro 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 se vuelve mayor que la presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente 12, el surco de lubricacion 133 permita que el aceite se suministre con seguridad a la camara de baja presion del cilindro 38 aprovechando una perdida de presion de succion durante una carrera de succion en el segundo elemento de compresion giratorio 34.
El orificio pasante 131 perforado en el separador intermedio 36 proporciona comunicacion entre el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 y el interior del rodillo 46, de tal forma que un gas refrigerante de alta presion filtrado en el interior del rodillo 46 pueda liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves del orificio pasante 131.
Con esta disposicion, el aceite se suministra suavemente al interior del rodillo 46 y el rodillo 48 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84 del arbol giratorio 16 aprovechando una diferencia de presion. Esto posibilita evitar la falta de aceite alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46 y alrededor del miembro excentrico 44 en el interior del rodillo 48.
Por lo tanto, puede evitarse la inconveniencia de la presion en el interior del rodillo 46 que se eleva, y puede conseguirse una lubricacion suave y fiable del segundo elemento de compresion giratorio 34 por la construccion relativamente simple. Esta caracteristica permite que el compresor giratorio 10 consiga un rendimiento seguro y una mayor fiabilidad.
El presente ejemplo no reivindicado, el lado superior del hueco formado entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 esta en comunicacion con el interior del rodillo 46, mientras que el lado inferior del mismo esta en comunicacion con el interior del rodillo 48. Como alternativa, sin embargo, solo el lado superior del hueco formado entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 puede estar en comunicacion con el interior del rodillo 46, es decir, el lado inferior del mismo puede no estar en comunicacion con el interior del rodillo 48. Ademas, como alternativa, el interior del rodillo 46 y el interior del rodillo 48 pueden estar separados por el separador intermedio 36. Ademas, en este caso, una presion alta en el interior del rodillo 46 puede liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 formando un orificio en una direccion axial que esta en comunicacion con el interior del rodillo 46 en el medio del orificio pasante 131 del separador intermedio. Ademas, el aceite puede suministrarse al extremo de succion del segundo elemento de compresion giratorio 32 a traves del orificio de lubricacion 82.
Como se ha explicado en detalle anteriormente, un compresor denominado de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia esta equipado con: un primer cilindro para constituir un primer elemento de compresion giratorio y un segundo cilindro para constituir un segundo elemento de compresion giratorio; un rodillo que se proporciona en cada uno de los cilindros y se monta sobre un miembro excentrico del arbol giratorio para girar excentricamente; un separador intermedio proporcionado entre los cilindros y los rodillos para dividir en partes los elementos de compresion giratorios; miembros de soporte que cierran las superficies abiertas de los cilindros y tienen cojinetes para el arbol giratorio; y un orificio para el aceite formado en el arbol giratorio, donde una superficie del separador intermedio que es adyacente al segundo cilindro tiene un surco para la comunicacion entre el orificio para el aceite y una camara de baja presion en el segundo cilindro, y el separador intermedio tiene un orificio pasante para la comunicacion entre un interior de un recipiente cerrado hermeticamente y el interior de los rodillos. El orificio pasante formado en el separador intermedio permite que la acumulacion de gas refrigerante de alta presion en el interior de los rodillos se libere en el recipiente cerrado hermeticamente.
Con esta disposicion, el aceite se suministra suavemente a los rodillos a traves del orificio para el aceite del arbol giratorio aprovechando una diferencia de presion, de tal forma que la falta de aceite alrededor de los miembros excentricos en el interior de los rodillos pueda evitarse.
Ademas, incluso si la presion en el segundo cilindro del segundo elemento de compresion giratorio se vuelve mayor que la del recipiente cerrado hermeticamente que tiene una presion intermedia, puede utilizarse una perdida de presion de succion generada en el transcurso de la succion en el segundo elemento de compresion giratorio para suministrar con fiabilidad el aceite a la camara de baja presion del segundo cilindro del segundo elemento de compresion giratorio a traves del orificio para el aceite del arbol giratorio mediante el surco formado en el separador intermedio.
Por lo tanto, puede evitarse la inconveniencia de la presion en el interior de un rodillo que se eleva, y puede conseguirse una lubricacion fiable de un segundo elemento de compresion giratorio mediante la construccion relativamente simple. Esta caracteristica permite que el compresor giratorio consiga un rendimiento seguro y una mayor fiabilidad.
La figura 7 es una vista en seccion longitudinal de un compresor de tipo giratorio de compresion multietapa (2 etapas) de presion interna intermedia 10, que es una realizacion de un compresor giratorio de acuerdo con la presente invencion. El compresor giratorio 10 tiene un primer elemento de compresion giratorio 32 y un segundo elemento de compresion giratorio 34.
Haciendo referencia a la figura 7, el compresor de tipo giratorio de compresion multietapa de presion interna intermedia 10 que usa dioxido de carbono (C02) como refrigerante esta constituido por un recipiente cilindrico cerrado hermeticamente 12 formado de una plata de acero, un elemento de accionamiento 14 dispuesto en un lado superior del espacio interno del recipiente cerrado hermeticamente 12, y una unidad del mecanismo de compresion giratorio 18 que incluye un primer elemento de compresion giratorio 32 (primera etapa) y un segundo elemento de compresion giratorio 34 (segunda etapa) que estan dispuestos bajo el elemento de accionamiento 14 y se accionan por un arbol giratorio 16 del elemento de accionamiento 14.
El recipiente cerrado hermeticamente 12 funcionando la porcion inferior como un deposito de aceite esta constituido por un cuerpo principal del recipiente 12A que aloja el elemento de accionamiento 14 y la unidad del mecanismo de compresion giratorio 18, y un tapon terminal o cubierta sustancialmente con forma de tazon 12B que cierra una abertura superior del cuerpo principal del recipiente 12A. Un orificio de montaje circular 12D se forma en el centro de una superficie superior del tapon terminal 12B. Una terminal (no se muestran los cables) 20 para suministrar energia electrica al elemento de accionamiento 14 se instala en el orificio de montaje 12D.
El elemento de accionamiento 14 es un motor de bobinado en serie de CC constituido por un estator 22 instalado anularmente a lo largo de una superficie periferica interna del recipiente cerrado hermeticamente 12 y un rotor 24 insertado en el estator 22 con un pequeno hueco en el lado interno. La velocidad de giro y el par de torsion del elemento de accionamiento 14 se controlan por un inversor. La velocidad de giro del elemento de accionamiento 14 se controla mediante el inversor a fin de que el elemento de accionamiento 14 se active a baja velocidad al arrancar el compresor giratorio 10, y despues se aumenta a una velocidad deseada. El rotor 24 se fija al arbol giratorio 16 que se extiende en una direccion vertical, pasando a traves de un centro.
El estator 22 tiene un laminado 26 formado de placas de acero electromagneticas toroidales apiladas, y una bobina del estator 28 enrollada alrededor de los dientes del laminado 26 por un metodo de bobinado en serie (bobinado concentrado). El rotor 24 tambien se forma de un laminado 30 hecho de placas de acero electromagneticas, como en el estator 22. Un iman permanente MG se inserta en el laminado 30.
Una bomba de aceite 102, que sirve como un dispositivo lubricante, se proporciona en el extremo inferior del arbol giratorio 16. La bomba de aceite 102 absorbe el aceite lubricante del deposito de aceite formado en el fondo del recipiente cerrado hermeticamente 12. El aceite lubricante pasa a traves de un orificio para el aceite 80 formado en una direccion vertical a lo largo del centro axial del arbol giratorio 16 y a traves de los orificios de lubricacion horizontales 82 y 84 (formados tambien en los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44) en comunicacion con el orificio para el aceite 80 para alcanzar las porciones deslizantes y similares de los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, y el primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34. Esto limita el desgaste del primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34, y proporciona un sellado.
La unidad del mecanismo de compresion giratorio 18 incluye un cilindro inferior (primer cilindro) 40 que constituye el primer elemento de compresion giratorio 32 y un cilindro superior (segundo cilindro) 38 que constituye el segundo elemento de compresion giratorio 34, rodillos superior e inferior 46 y 48, que giran excentricamente, que estan montados sobre los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, respectivamente, que se proporcionan en el arbol giratorio 16 con una diferencia de fase de 180 grados en los cilindros superior e inferior 38 y 40, respectivamente, un separador intermedio 36 proporcionado entre los cilindros 38 y 40 y los rodillos 46 y 48 para separar el primer y segundo elementos de compresion giratorios 32 y 34, un alabe 50 (no se muestra el alabe inferior) que se apoya en los rodillos 46 y 48 para separar el interior de los cilindros superior e inferior 38 y 40 a las camaras de baja presion y las camaras de alta presion, y un miembro de soporte superior 54 y un miembro de soporte inferior 56 que cubren la superficie de abertura superior del cilindro superior 38 y la superficie de abertura inferior del cilindro inferior 40, respectivamente, y tambien sirven como cojinetes del arbol giratorio 16.
El miembro de soporte superior 54 y el miembro de soporte inferior 56 se proporcionan con pasajes de succion 58 y 60 en comunicacion con el interior de los cilindros superior e inferior 38 y 40, respectivamente, a traves de los puertos de succion 161 y 162, respectivamente, y las camaras de amortiguacion de descarga 62 y 64 formadas parcialmente por hendiduras que se cierran por una cubierta superior 66 y una cubierta inferior 68, respectivamente. Un cojinete 54A se forma de manera sobresaliente en el centro del miembro de soporte superior 54 y un cojinete 56A se forma de manera sobresaliente en el centro del miembro de soporte inferior 56 para soportar el arbol giratorio
16.
La cubierta inferior 68 esta formada por una placa de acero toroidal y se fija al miembro de soporte inferior 56 desde abajo por pernos maestros 129 en cuatro ubicaciones perifericas. Los extremos distales de los pernos maestros 129 se atornillan al miembro de soporte superior 54.
La camara de amortiguacion de descarga 64 del primer elemento de compresion giratorio 32 y el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 estan en comunicacion a traves de un pasaje de comunicacion. El pasaje de comunicacion esta formado por un orificio (no mostrado) que penetra el miembro de soporte inferior 56, el miembro de soporte superior 54, la cubierta superior 66, los cilindros superior e inferior 38 y 40, y el separador intermedio 36. En este caso, se proporciona en vertical una tuberia de descarga intermedia 121 en el extremo superior del pasaje de comunicacion, y un refrigerante de presion intermedia se descarga a traves de la tuberia de descarga intermedia 121 al recipiente cerrado hermeticamente 12.
La cubierta superior 66 cierra la abertura de la superficie superior de la camara de amortiguacion de descarga 62 en comunicacion con el interior del cilindro superior 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 a traves de un puerto de descarga 39. El elemento de accionamiento 14 se proporciona por encima de la cubierta superior 66 con un hueco predeterminado entre el mismo en el recipiente cerrado hermeticamente 12. Una porcion periferica de la cubierta superior 66 se fija al miembro de soporte superior 54 desde arriba mediante cuatro pernos maestros 78. Los extremos distales de los pernos maestros 78 se atornillan en los miembros de soporte inferiores 56.
La superficie del separador intermedio 36 que es adyacente al cilindro 38 tiene un surco de paso 170 que se extiende desde la periferia interna a la periferia externa del separador intermedio 36, como se muestra en la figura 8 y la figura 10. El surco de paso 170 proporciona la comunicacion entre los orificios de lubricacion 82, 84 en comunicacion con un orificio para el aceite 80, y el interior del rodillo 46 y la camara de baja presion del cilindro 38. La figura 8 es una vista en planta superior del separador intermedio 36, la figura 9 es una vista en seccion longitudinal del separador intermedio 36, y la figura 10 es una vista en planta superior del cilindro superior 38.
Se forma un pequeno hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16, estando un lado superior del hueco en comunicacion con el interior del rodillo 46 (el espacio alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46). Ademas, el hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 tiene su lado inferior en comunicacion con el interior del rodillo 48 (el espacio alrededor el miembro excentrico 44 en el interior del rodillo 48). La camara de baja presion del cilindro 38 y la periferia interna del separador intermedio 36 estan en comunicacion a traves del surco de paso 170, como se muestra en la figura 9. El surco de paso 170 esta formado bajo un area a que se extiende desde una posicion en la que el alabe 50 del cilindro superior 38 mostrado en la figura 10 se apoya en el rodillo 46 hasta un borde en el lado opuesto del alabe 50 del puerto de succion 161.
Un gas refrigerante de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 (el espacio alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46) a traves del hueco formado entre el rodillo 46 en el cilindro 38 y el miembro de soporte superior 54 que cierra la superficie de abertura superior del cilindro 38 o el separador intermedio 36 que cierra la superficie de abertura inferior del mismo, y fluye hacia el hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 y en el interior del rodillo 48 puede liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves del surco de paso 170.
En otras palabras, el gas refrigerante de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 pasa a traves del hueco formado entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16, se introduce en el surco de paso 170, y fluye hacia el recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves del surco de paso 170.
Por lo tanto, el gas refrigerante de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 puede liberarse a traves del surco de paso 170 en el recipiente cerrado hermeticamente 12. Esto posibilita evitar la inconveniencia del gas refrigerante de alta presion que se acumula en el interior del rodillo 46, en el hueco entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16, y en el interior del rodillo 48. Con esta disposicion, el aceite puede suministrarse en el interior del rodillo 46 y el rodillo 48 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84 del arbol giratorio 16 aprovechando una diferencia de presion.
El aumento en el coste de mecanizado puede minimizarse particularmente debido a que un gas refrigerante de alta presion filtrado en el interior del rodillo 46 puede liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 formando simplemente el surco de paso 170 perforando horizontalmente el separador intermedio 36.
El arbol giratorio 16 incluye el orificio para el aceite 80 formado en la direccion vertical a lo largo de un centro axial y orificios de lubricacion horizontales 82 y 84 (formados tambien en los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44) que estan en comunicacion con el orificio para el aceite 80. La periferia interna del surco de paso 170 del separador intermedio 36 esta en comunicacion con el orificio para el aceite 80 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84. Por lo tanto, el surco de paso 170 proporciona la comunicacion entre el orificio para el aceite 80 y la camara de baja presion en el cilindro 38 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84.
En este caso, como se analizara en lo sucesivo en este documento, el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12 tiene una presion intermedia, a fin de que sea dificil suministrar el aceite al cilindro superior 38 que tiene una presion alta en la segunda etapa. Sin embargo, el surco de paso 170 formado en el separador intermedio 36 hace que el aceite se extraiga del deposito de aceite en el fondo del recipiente cerrado hermeticamente 12 y ascienda a traves del orificio para el aceite 80. El aceite que sale de los orificios de lubricacion 82 y 84 se introduce en el surco de paso 170 del separador intermedio 36 para que se suministre a la camara de baja presion (lado de succion) del cilindro superior 38.
La figura 11 muestra cambios en la presion en el cilindro superior 38, representando P1 en el diagrama una presion en el lado periferico interno del separador intermedio 36. La presion interna (presion de succion) de la camara de baja presion del cilindro superior 38 en el diagrama cae por debajo de la presion P1 en el lado periferico interno del separador intermedio 36 debido a una perdida de presion de succion en una carrera de succion. Durante este periodo particular, el aceite se inyecta a traves del orificio para el aceite 80 del arbol giratorio 16 a la camara de baja presion en el cilindro superior 38 a traves del surco de paso 170 del separador intermedio 36, realizando de este modo la lubricacion.
Como se ha descrito anteriormente, el surco de paso 170 permite que el gas refrigerante de alta presion que se filtra en el interior del rodillo 46 se libere en el recipiente cerrado hermeticamente 12. Ademas, incluso si la presion en el cilindro 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 se vuelve superior que la del recipiente cerrado hermeticamente 12, cuya presion alcanza una presion intermedia, puede utilizarse una perdida de presion de succion en el transcurso de la succion en el segundo elemento de compresion giratorio 34 para suministrar de forma fiable aceite al cilindro 38.
Ademas, simplemente la formacion del surco de paso 170 que se extiende desde la periferia interna hasta la periferia externa del separador intermedio 36 hace posible liberar altas presiones en el interior del rodillo 46 y tambien suministrar de forma fiable aceite al segundo elemento de compresion giratorio 34. Esto evita la necesidad convencional de proporcionar por separado un orificio para liberar altas presiones en el rodillo 46 y un orificio para suministrar el aceite al segundo elemento de compresion giratorio 34, o crear los orificios para el suministro de aceite en los dos miembros, concretamente, el separador intermedio 36 y el cilindro 38. Por lo tanto, puede conseguirse un rendimiento mejorado y una mayor fiabilidad de un compresor con una simple estructura y un bajo coste.
En resumen, el problema en el que la presion en el interior del rodillo 46 del segundo elemento de compresion giratorio se vuelve alta puede resolverse, y la lubricacion del segundo elemento de compresion giratorio 34 puede realizarse de forma fiable, permitiendo de este modo al compresor giratorio 10 proporcionar un rendimiento seguro y una fiabilidad mejorada.
Ademas, como se ha mencionado anteriormente, la velocidad de giro del elemento de accionamiento 14 se controla por un inversor para que arranque a baja velocidad al accionar el compresor. Por lo tanto, en el arranque del compresor giratorio 10, es posible limitar el efecto adverso causado por la compresion de un liquido cuando el aceite se succiona del deposito de aceite en el fondo interno del recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves del surco de paso 170, permitiendo evitar el deterioro de la fiabilidad.
Ademas, en esta realizacion, se usa dioxido de carbono (C02), que es un refrigerante natural respetuoso con el medio ambiente, considerando la inflamabilidad, la toxicidad, etc. El aceite sellado en el recipiente cerrado hermeticamente 12 como lubricante puede ser un aceite existente, tal como un aceite mineral, aceite alquil benceno, aceite de eter, aceite de ester y polialquilenglicol (PAG).
Una superficie lateral del cuerpo principal del recipiente 12A del recipiente cerrado hermeticamente 12 tiene manguitos 141, 142, 143 y 144 soldados y fijados en las posiciones que coinciden con las posiciones de los pasajes de succion 58 y 60 del miembro de soporte superior 54 y el miembro de soporte inferior 56, la camara de amortiguacion de descarga 62, y por encima de la cubierta superior 66 (una posicion que coincide sustancialmente con el extremo inferior del elemento de accionamiento 14), respectivamente. Los manguitos 141 y 142 son adyacentes verticalmente, mientras que el manguito 143 se situa sustancialmente en una linea diagonal con respecto al manguito 141. Posicionalmente, el manguito 144 y el manguito 141 se desplazan aproximadamente 90 grados.
Un extremo de una tuberia de introduccion de refrigerante 92 para introducir un gas refrigerante en el cilindro superior 38 se inserta en y se conecta al manguito 141, y el extremo de la tuberia de introduccion de refrigerante 92 esta en comunicacion con el pasaje de succion 58 del cilindro superior 38. La tuberia de introduccion de refrigerante 92 se distribuye por encima del recipiente cerrado hermeticamente 12 hasta el manguito 144, estando el otro extremo de la misma insertado en y conectado al manguito 144 para que este en comunicacion con el interior del recipiente cerrado hermeticamente 12.
Un extremo de la tuberia de introduccion de refrigerante 94 para introducir un gas refrigerante en el cilindro inferior 40 se inserta en y se conecta al manguito 142, estando el extremo de la tuberia de introduccion de refrigerante 94 en comunicacion con el pasaje de succion 60 del cilindro inferior 40. Una tuberia de descarga de refrigerante 96 se inserta en y se conecta al manguito 143, estando un extremo de la tuberia de descarga de refrigerante 96 en comunicacion con la camara de amortiguacion de descarga 62.
A continuacion, se describira una operacion del compresor giratorio 10 que tiene la construccion que se ha mencionado anteriormente. Antes de arrancar el compresor giratorio 10, el nivel de aceite (superficie del aceite) del recipiente cerrado hermeticamente 12 esta normalmente por encima de una abertura del surco de paso 170 formado en el separador intermedio 36, estando la abertura adyacente al recipiente cerrado hermeticamente 12. Esto provoca que el aceite en el recipiente cerrado hermeticamente 12 fluya hacia el surco de paso 170 desde la abertura del surco de paso 170 que esta adyacente al recipiente cerrado hermeticamente 12.
La alimentacion de la bobina del estator 28 del elemento de accionamiento 14 por el inversor a traves de la terminal 20 y los cables (no se muestran) activa el elemento de accionamiento 14 para girar el rotor 24. Como se ha mencionado anteriormente, la velocidad es baja al arrancar, y despues aumenta. Esto provoca que los rodillos superior e inferior 46 y 48 giren excentricamente en los cilindros superior e inferior 38 y40, respectivamente, estando los rodillos 46 y 48 montados en los miembros excentricos superior e inferior 42 y 44, respectivamente, que estan formados integralmente con el arbol giratorio 16.
Un gas refrigerante de una baja presion (4 MPaG) introducido en la camara de baja presion del cilindro inferior 40 a traves del puerto de succion 162 mediante la tuberia de introduccion de refrigerante 94 y el pasaje de succion 60 formado en el miembro de soporte inferior 56 se comprime para que tenga una presion intermedia (8 MPaG) por el rodillo 48 y un alabe (no mostrado), pasa a traves del puerto de descarga 41 desde la camara de alta presion del cilindro inferior 40 a la camara de amortiguacion de descarga 64 formada en el miembro de soporte inferior 56, y despues se descarga en el recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves de la tuberia de descarga intermedia 121 mediante un pasaje de comunicacion (no mostrado).
Despues, el gas refrigerante de presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente 12 deja el manguito 144, pasa a traves de la tuberia de introduccion de refrigerante 92 y el pasaje de succion 58 formado en el miembro de soporte superior 54, y alcanza la camara de baja presion del cilindro superior 38 a traves del puerto de succion 161.
Cuando el compresor giratorio 10 esta activado, el aceite que ha entrado desde la abertura del surco de paso 170 adyacente al recipiente cerrado hermeticamente 12 se introduce en la camara de baja presion del cilindro 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34. El gas refrigerante de presion intermedia yel aceite introducidos en la camara de baja presion del cilindro 38 se someten a la compresion de segunda etapa por el rodillo 46 y el alabe 50 para convertirse en un gas refrigerante caliente de alta presion (12 MPaG).
En este caso, el aceite que ha entrado junto con el gas refrigerante de presion intermedia desde la abertura del surco de paso 170 adyacente al recipiente cerrado hermeticamente 12 tambien esta comprimido. Sin embargo, la velocidad de giro del compresor giratorio 10 se controla por el inversor, de tal forma que el compresor giratorio 10 funciona a baja velocidad al arrancar, a fin de que el par de torsion sea pequeno. Por lo tanto, el aceite comprimido afecta en gran medida al compresor giratorio 10, permitiendo que se realice un funcionamiento normal.
La velocidad de giro aumenta de acuerdo con un patron de control predeterminado, y el elemento de accionamiento 14 funciona continuamente a una velocidad de giro deseada. Aunque el nivel de aceite disminuya por debajo del surco de paso 170 durante la operacion, el aceite se suministra a traves del surco de paso 170 a la camara de baja presion del cilindro superior 38, haciendo posible evitar la falta de aceite suministrado a las porciones deslizantes del segundo elemento de compresion giratorio 34.
Por lo tanto, el surco de paso 170 que se extiende desde la periferia interna hasta la periferia externa del separador intermedio 36 se forma en la superficie del separador intermedio 36 adyacente al cilindro 38 para proporcionar la comunicacion entre el orificio para el aceite 80, el interior del rodillo 46, la camara de baja presion del cilindro 38, y el recipiente cerrado hermeticamente 12. Con esta disposicion, un gas refrigerante de alta presion filtrado en el interior del rodillo 46 puede liberarse a traves del surco de paso 170 al recipiente cerrado hermeticamente 12.
Por lo tanto, el aceite se suministra suavemente al interior del rodillo 46 y el rodillo 48 a traves de los orificios de lubricacion 82 y 84 del arbol giratorio 16 aprovechando una diferencia de presion. Esto hace posible evitar la falta de aceite alrededor del miembro excentrico 42 en el interior del rodillo 46 y alrededor el miembro excentrico 44 en el interior del rodillo 48.
Ademas, incluso si la presion en el cilindro 38 del segundo elemento de compresion giratorio 34 se vuelve mayor que la presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente 12, el surco de paso 170 permite que el aceite se suministre con seguridad a la camara de baja presion del cilindro 38 aprovechando una perdida de presion de succion durante una carrera de succion en el segundo elemento de compresion giratorio 34.
En resumen, el problema de que la presion en el interior del rodillo 46 aumente puede resolverse, y la lubricacion del segundo elemento de compresion giratorio 34 puede realizarse con fiabilidad, permitiendo de este modo que el compresor giratorio 10 proporcione un rendimiento seguro y una fiabilidad mejorada.
Ademas, el elemento de accionamiento 14 es un motor de rpm controladas activado a baja velocidad al arrancar. Por lo tanto, al arrancar el compresor giratorio 10, es posible limitar el efecto adverso causado por la compresion de un liquido cuando el aceite es succionado desde el deposito de aceite en el fondo interno del recipiente cerrado hermeticamente 12 a traves del surco de paso 170, permitiendo evitar el deterioro de la fiabilidad.
En la presente realizacion, el lado superior del hueco formado entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 esta en comunicacion con el interior del rodillo 46, mientras que el lado inferior del mismo esta en comunicacion con el interior del rodillo 48. Como alternativa, sin embargo, solo el lado superior del hueco formado entre el separador intermedio 36 y el arbol giratorio 16 puede estar en comunicacion con el interior del rodillo 46, es decir, el lado inferior del mismo no puede estar en comunicacion con el interior del rodillo 48. Ademas, como alternativa, el interior del rodillo 46 y el interior del rodillo 48 pueden estar separados por el separador intermedio 36. Ademas, en este caso, una presion alta en el interior del rodillo 46 puede liberarse en el recipiente cerrado hermeticamente 12 formando un orificio en una direccion axial que esta en comunicacion con el interior del rodillo 46 en el medio del surco de paso 170 del separador intermedio. Ademas, el aceite puede suministrarse a la camara de baja presion del cilindro 38 a traves del orificio de lubricacion 82.
Como se ha explicado en detalle anteriormente, en el compresor giratorio de acuerdo con la presente invencion, el surco que se extiende desde la periferia interna a la periferia externa del separador intermedio permite que un gas refrigerante de alta presion que se acumula en el rodillo se libere en el recipiente cerrado hermeticamente.
Por lo tanto, el aceite se suministra suavemente en el interior de los rodillos a traves de los orificios de lubricacion del arbol giratorio aprovechando una diferencia de presion. Esto hace posible evitar la falta de aceite alrededor de los miembros excentricos en el interior de los rodillos.
Ademas, incluso si la presion en el segundo cilindro del segundo elemento de compresion giratorio se vuelve mayor que la presion intermedia en el recipiente cerrado hermeticamente, el surco formado en el separador intermedio permite que el aceite se suministre con seguridad a la camara de baja presion del segundo cilindro del segundo elemento de compresion giratorio a traves de los orificios para el aceite en el arbol giratorio aprovechando una perdida de presion de succion durante una carrera de succion en el segundo elemento de compresion giratorio.
Por lo tanto, la construccion que se ha mencionado anteriormente permite que el compresor giratorio proporcione un rendimiento seguro y una fiabilidad mejorada. En particular, una alta presion en un rodillo puede liberarse y el aceite puede suministrarse al segundo elemento de compresion giratorio formando simplemente el surco que proporciona la comunicacion entre el recipiente cerrado hermeticamente y el interior del rodillo. Este permite conseguir una construccion simplificada y un coste reducido.
Ademas, el elemento de accionamiento esta constituido por un motor de rpm controladas activado a baja velocidad al arrancar. Por lo tanto, es posible limitar el efecto adverso causado por la compresion de un liquido cuando el segundo elemento de compresion giratorio extrae aceite en el arranque del recipiente cerrado hermeticamente a traves del surco de paso en el separador intermedio en comunicacion con el recipiente cerrado hermeticamente. Esto limita el deterioro de la fiabilidad del compresor giratorio.
Como se ha analizado anteriormente en detalle, el compresor giratorio de acuerdo con la presente invencion esta equipado con un primer cilindro para constituir un primer elemento de compresion giratorio y un segundo cilindro para constituir un segundo elemento de compresion giratorio, un separador intermedio proporcionado entre los cilindros para dividir en partes los elementos de compresion giratorios, miembros de soporte que cierran las superficies abiertas de los cilindros y tienen cojinetes para el arbol giratorio del elemento de accionamiento, y un orifico de lubricacion formado en el arbol giratorio, en el que un orificio de lubricacion para la comunicacion entre el orificio para el aceite y una camara de baja presion en el segundo cilindro esta formado en el separador intermedio.
Con esta disposicion, incluso si la presion en el cilindro del segundo elemento de compresion giratorio se vuelve mayor que en el recipiente cerrado hermeticamente, cuya presion interna alcanza una presion intermedia, puede utilizarse una perdida de presion de succion generada en el transcurso de la succion en el segundo elemento de compresion giratorio para suministrar con fiabilidad el aceite en el cilindro a traves del orificio de lubricacion formado
10 en el separador intermedio.
Con esta disposicion, la lubricacion del segundo elemento de compresion giratorio puede realizarse con fiabilidad, a fin que pueda realizarse un rendimiento seguro y una mayor fiabilidad. En particular, el orificio de lubricacion puede hacerse formando simplemente un orificio en el separador intermedio, haciendo posible simplificar la estructura y
15 limitar un aumento del coste de produccion.
En la realizacion que se ha descrito anteriormente, se han usado los compresores de tipo giratorio de compresion de 2 etapas proporcionados con el primer y segundo elementos de compresion giratorios; sin embargo, la presente invencion no se limita a los mismos. Por ejemplo, la presente invencion puede aplicarse tambien a un compresor de
20 tipo giratorio de compresion multietapa equipado con elementos de compresion giratorios de tres etapas, cuatro etapas, o mas etapas.

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un compresor giratorio (10) que tiene un primer y segundo elementos de compresion giratorios (32, 34) accionados por un arbol giratorio (16) de un elemento de accionamiento (14) en un recipiente cerrado hermeticamente (12) para descargar un gas refrigerante, que se ha comprimido por el primer elemento de compresion giratorio (32), en el recipiente cerrado hermeticamente (12), y comprimir el gas refrigerante descargado de una presion intermedia por el segundo elemento de compresion giratorio (34), comprendiendo el compresor giratorio (10) un primer cilindro (40) para constituir un primer elemento de compresion giratorio (32) y un segundo cilindro (38) para constituir un segundo elemento de compresion giratorio (34), un rodillo (48, 46) que se proporciona en cada uno de los cilindros (40, 38) y esta montado sobre un miembro excentrico (44, 42) del arbol giratorio (16) para girar excentricamente, un separador intermedio (36) proporcionado entre los cilindros (40,38) y los rodillos (48, 46) para dividir en partes los elementos de compresion giratorios (32, 34), miembros de soporte (56, 54) que cierran las superficies abiertas de los cilindros (40, 38) y que tienen cojinetes (56A, 54A) para el arbol giratorio (16) y un orificio para el aceite formado en el arbol giratorio (16) que comprende un orificio para el aceite axial principal (80) y un orificio para el aceite radial (82) que se extiende desde y en comunicacion fluida con el orificio para el aceite axial principal (80), caracterizado porque una superficie del separador intermedio que es adyacente al segundo cilindro
    (38) tiene un surco (170) formado en la misma que se extiende radialmente desde una periferia interna a una periferia externa del separador intermedio (36) comunicando de forma fluida el orificio para el aceite (80, 82) y un espacio entre el miembro excentrico (42) y el rodillo (46) del segundo cilindro (38), un hueco entre el separador intermedio (36) y el arbol giratorio (16), un camara de baja presion en el segundo cilindro (38), y el recipiente cerrado hermeticamente (12).
  2. 2. El compresor giratorio (10) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el elemento de accionamiento
    (14) es un motor de rpm controladas arrancado a baja velocidad tras el accionamiento.
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