ES2598379T3 - Compresor - Google Patents

Abstract

Compresor, que comprende una espiral estacionaria (24) y una espiral móvil (26) interpuesta con dicha espiral estacionaria (24), de manera que dicha espiral móvil (26) es presionada hacia dicha espiral estacionara (24), comprendiendo además dicho compresor: un paso (60) para la introducción de fluido a alta presión, que incluye una parte externa (63) por la cual se descarga fluido de los medios (55) de suministro de fluido a alta presión a un cojinete de empuje (28) entre una placa extrema (24a) de dicha espiral estacionaria (24) y una placa extrema (26a) de dicha espiral móvil (26), en el que un elemento (70) de control de caudal está insertado en el paso (60) de introducción de fluido a alta presión, caracterizado porque dicho elemento (70) de control de caudal comprende un cuerpo principal (71) del extremo de entrada situado dentro de dicho paso (60) para la introducción de fluido a alta presión y está dotado de un paso espiral (60a) formado en su parte periférica externa, y una parte de diámetro más reducido (72) formada consecutivamente a dicho cuerpo principal (71) y dispuesta de manera correspondiente a dicha parte de salida (63).

Description

DESCRIPCION

Compresor SECTOR TECNICO

La presente invencion se refiere a compresores de tipo espiral y, mas especlficamente, a medidas tecnicas para 5 controlar la cantidad de fluido suministrado por un paso de introduction de fluido a alta presion mediante el cual se introduce fluido a alta presion a un cojinete de empuje, entre placas extremas de espirales estacionaria y movil de un compresor de tipo espiral.

ANTECEDENTES TECNICOS

Por ejemplo, la publication de Patente Japonesa Kokal n° (1993)312156 da a conocer, como ejemplo de 10 compresores que disminuyen el volumen de refrigerante en un ciclo de refrigeration, un compresor de tipo espiral. Un compresor de tipo espiral tlpico comprende un mecanismo de compresion que incluye dentro de su cuerpo envolvente una espiral estacionaria que tiene una envolvente espiral formada de forma saliente y una espiral movil que tiene una envolvente espiral formada de forma saliente, de manera que la envolvente de la espiral movil esta interpuesta con la envolvente de la espiral estacionaria. La espiral estacionaria esta fijada firmemente al cuerpo 15 envolvente. Por otra parte, la espiral movil esta conectada a un eje excentrico que es parte de un eje de impulsion.

La espiral movil no gira sobre su eje sino que lleva a cabo solamente un movimiento orbital con respecto a la espiral estacionaria. Con el movimiento orbital de la espiral movil, el volumen de una camara de compresion formada entre ambas envolventes disminuye, de manera que el refrigerante de la camara de compresion es comprimido.

A este respecto, cuando el refrigerante es comprimido en este tipo de compresor espiral, ello provoca una carga de 20 empuje que es una fuerza axial y, una carga radial que es una fuerza lateral ortogonal a la carga de empuje que actuan sobre la espiral movil. De manera mas especlfica, la carga de empuje actua como cojinete de empuje situado entre una placa extrema de la espiral estacionaria y una placa extrema de la espiral movil y, como resultado de ello, la espiral movil es forzada separandola de la espiral estacionaria. A efectos de resistir la carga de empuje, se dispone una camara de gas a alta presion formada divisionalmente sobre la superficie posterior de la placa extrema 25 de la espiral movil y un espacio funcional de fluido a alta presion (camara de fluido) a la que se suministra fluido a alta presion procedente de medios de suministro de fluido a alta presion. La contrapresion provocada por la presion de un fluido a alta presion en la camara de fluido y la presion del gas a alta presion actuan como fuerza de presion que comprime la espiral movil en la direction de la espiral estacionaria. En esta situation, en algunos casos, esta fuerza de compresion es pequena y el vector de la fuerza resultante que actua sobre la espiral movil puede pasar 30 fuera de la superficie periferica externa del cojinete de empuje. Esto da lugar al problema de que, la espiral movil

resulta inclinada (y girada) por la action de un momento de fuerzas de vuelco, y como resultado, tiene lugar una

fuga de refrigerante, provocando por esta razon una disminucion del rendimiento.

Para afrontar este problema, se ejerce sobre la espiral movil una contrapresion incrementada, superior a un nivel predeterminado. La fuerza de compresion efectuada por la contrapresion es determinada por la limitation 35 dimensional de un anillo de estanqueidad y el ajuste de la limitacion de inversion y, no obstante, en algunos casos

puede tener lugar una fuerza de compresion excesiva durante el funcionamiento a alta velocidad. Para atender a

este problema, se ha propuesto una construction en la que se introduce un fluido a alta presion en el cojinete de empuje entre la espiral estacionaria y la espiral movil, a efectos de reducir la fuerza de compresion.

A este respecto, el documento JP 1 163484 A da a conocer un compresor de tipo espiral de acuerdo con el 40 preambulo de la revindication 1. Otras tecnicas se dan a conocer en el documento JP 2002 168183A.

MATERIA DE LA INVENCION

PROBLEMAS QUE PRETENDE SOLVENTAR LA INVENCION

A este respecto, originalmente solamente existen juegos extremadamente pequenos en el cojinete de empuje, lo que resulta en resistencia al flujo de fluido a alta presion. No obstante, incluso en la estructura anteriormente citada, 45 existe la posibilidad de que la espiral movil se incline despues de un funcionamiento a baja presion diferencial en el que la diferencia de presion entre el refrigerante antes de la compresion y el refrigerante despues de la compresion es pequena. Si la espiral movil se incline, el cojinete de empuje pierde su resistencia al flujo con respecto al fluido. Esto puede provocar que una gran cantidad de fluido pase hacia dentro de la camara de compresion desde los medios de suministro de fluido a alta presion. En este caso, la camara de compresion se sobrecalienta debido a la 50 suction de fluido. Como resultado de ello, el rendimiento del compresor se degrada drasticamente. Si la cantidad de flujo del refrigerante aumenta de manera adicional, esto genera el problema de que las envolventes que dividen la camara de compresion sufren averlas.

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Ademas de lo anterior, es necesario facilitar un efecto de cierre estanco mejorado en la camara de compresion de manera correspondiente a la degradation de rendimiento debido al calentamiento por suction, ajustando la cantidad de fluido que pasa hacia dentro del cojinete de empuje desde los medios de suministro de fluido a alta presion.

Con este objetivo, se ha ideado que un mecanismo de restriction tal como un orificio o una falsa columna, tal como un capilar, se dispongan en el paso de introduction de fluido a alta presion, de manera que la cantidad de flujo de fluido que pasa se limita de manera constante.

No obstante, para el caso de disponer orificios, es imposible obtener una restriccion satisfactoria excepto si se dispone en serie una multiplicidad de orificios que tienen un diametro, por ejemplo, no superior a 0,6 mm en el paso de introduccion de fluido a alta presion. Incluso con esta disposition, si el fluido se mezcla con contaminantes, ello provoca que los orificios se taponen facilmente.

Por otra parte, para el caso de disponer un capilar, la longitud del capilar en si mismo se debe prolongar para obtener un efecto de restriccion satisfactorio. Se requiere espacio para asegurar dicha longitud, y el coste de su mecanizacion es elevado. De acuerdo con ello, la posibilidad de poner en practica este concepto es reducida.

La presente invention ha sido llevada a cabo con la finalidad de proporcionar soluciones a los problemas antes descritos. De acuerdo con ello, un objetivo de la presente invencion es impedir la degradacion del rendimiento del compresor, y conseguir una alimentation estable de fluido al cojinete de empuje al proponer una construction mejorada capaz de impedir que se tapone el paso de introduccion de fluido a alta presion y, que sea capaz de impedir, incluso cuando la espiral movil se incline durante el funcionamiento con presion diferencial baja, que pasen cantidades grandes de fluido hacia dentro de la camara de compresion.

MEDIOS PARA SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS

A efectos de conseguir el objetivo antes indicado, la presente invencion da a conocer un compresor que comprende una espiral estacionaria (24) y una espiral movil (26) que esta interpuesta con la espiral estacionaria (24). En el compresor de la presente invencion, la espiral movil (26) es presionada hacia la espiral estacionaria (24). El compresor comprende ademas un paso (60) de introduccion de fluido a alta presion que incluye una parte de salida (63) por el cual se descarga fluido procedente de los medios (55) de suministro de fluido a alta presion en un cojinete de empuje (28) entre una placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24) y una placa extrema (26a) de la espiral movil (26). Ademas, un elemento de control de caudal (70) es insertado en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion. Dicho elemento (70) de control de caudal comprende un cuerpo principal (71) del lado extremo delantero, situado dentro de dicho paso (60) de introduccion de fluido a alta presion y dotado de un paso espiral (60a) formado en su periferia externa, y una parte de diametro mas pequena (72) formada de manera consecutiva a dicho cuerpo principal (71) y dispuesto de manera correspondiente en dicha parte de salida (63).

En la construccion del compresor de la presente invencion, el elemento (70) de control de caudal esta insertado en el paso (60) de introduccion de flujo a alta presion, permitiendo, por lo tanto, la formation del paso espiral (60a) incluso en un espacio reducido, es decir, en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion. En virtud del paso espiral (60a) resulta posible mantener la longitud del paso suficientemente prolongada. A causa de ello, es posible obtener un efecto de restriccion satisfactorio incluso cuando el area en section transversal del paso se hace mayor que la de los orificios convencionales. De acuerdo con ello, el paso queda libre de taponamientos incluso cuando el fluido a alta presion se mezcla con contaminantes.

Ademas, incluso en el caso que durante el funcionamiento a presion diferencial baja en el que la diferencia de presion entre el refrigerante antes de compresion y el refrigerante despues de la compresion es pequena, la espiral movil se inclina provocando que el cojinete de empuje (28) para perder su resistencia al flujo de fluido, el paso espiral (60a) del elemento de control de caudal (70) proporciona un efecto satisfactorio de restriccion. Como consecuencia, no pasaran grandes cantidades de fluido hacia adentro de la camara de compresion (40) desde los medios (55) de suministro de fluido a alta presion. Ademas, la utilization de un elemento (70) de control de caudal dispuesto con un paso en espiral (60a) que tiene un paso diferente hace posible afrontar cambios en la especificacion de resistencia de flujo. Como resultado de ello, la espiral movil (26) es empujada en retroceso, en la direction en la que es retirada la espiral movil (26) en separation de la espiral estacionaria (24) por una fuerza adecuada, reduciendo las perdidas mecanicas en el cojinete de empuje (28).

De acuerdo con ello, se evita que el compresor (1) sufra una perdida significativa de su rendimiento debido al sobrecalentamiento cuando el fluido es introducido en la camara de compresion (40). Ademas, las envolventes (24b, 26b) que constituyen la camara de compresion (40) se impide que sufran averlas.

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En un primer ejemplo preferente, el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion esta formado o bien, en la placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24) o en la placa extrema (26a) de la espiral movil (26). Una abertura de insertion (64) en comunicacion con el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion se abre en una superficie periferica externa de la placa extrema (24a, 26a). El elemento (70) de control de caudal es insertado, a traves de la abertura de insercion (64), dentro del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion y es fijado en esta position de forma estanca.

En la construction del primer ejemplo preferente, el elemento (70) de control de caudal es insertado a traves de la abertura de insercion (64) que se abre en la superficie periferica externa de la placa extrema (24a, 26a), dentro del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion y se fija en esta posicion. Esto proporciona una construccion simplificada y, por lo tanto, reduce los costes. Adicionalmente, el elemento (70) de control de caudal es insertado, de manera estanca, a traves de la abertura de insercion (64), previniendo de esta manera, fugas de fluido a alta presion hacia el exterior de la placa extrema (24a, 26a) de la espiral estacionaria (24) o la espiral movil (26). De acuerdo con ello, se obtiene de manera concreta y facil una construccion deseable para el elemento (70) de control de caudal.

En un segundo ejemplo preferente, una parte de gran diametro (74) que tiene un diametro superior al de la abertura de insercion (64) esta formada en el extremo de la base del elemento de control de caudal (70), y el elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por el cierre superficial (80) interpuesto entre la parte (74) de mayor diametro del elemento (70) de control de caudal y la superficie periferica externa de la placa extrema (24a, 26a) alrededor del borde periferico externo de la abertura de insercion (64).

Adicionalmente, en un tercer ejemplo preferente el elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por un material de estanqueizacion (81) montado sobre un extremo de la base del elemento (70) de control de caudal.

Ademas, en un cuarto ejemplo preferente el elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por un tornillo PT montado sobre el extremo de la base del elemento (70) de control de caudal a efectos de acoplarse por rosca a la abertura de insercion (64). De acuerdo con al construccion de cada una de las presentes invenciones que se han indicado y los ejemplos preferentes, se obtienen sin dificultades ejemplos concretos deseables de la construccion de la estanqueizacion.

EFECTOS DE LA INVENCION

Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con el compresor de la presente invention, el elemento de control de caudal dispuesto en el paso en espiral formado en su superficie periferica externa es insertado en el paso de introduccion de fluido a alta presion para el suministro de fluido desde los medios de suministro de fluidos a alta presion al cojinete de empuje entre las placas extremas de las espirales estacionaria y movil, de manera que incluso cuando el fluido a alta presion se mezcla con contaminantes, el paso queda libre de taponamientos. Ademas, el compresor queda protegido contra perdidas significativas de rendimiento debido a sobrecalentamiento cuando se lleva fluido a la camara de compresion. Ademas, las envolventes que constituyen la camara de compresion no sufren averlas.

De acuerdo con el primer ejemplo preferente, el elemento de control de caudal es insertado, a traves de la abertura de insercion, en la superficie periferica externa de la placa extrema de la espiral estacionaria o movil en la que se forma el paso para la introduccion de fluido a alta presion, hacia dentro del paso de introduccion de fluido a alta presion, fijandose en esta posicion con estanqueizacion contra la abertura de insercion, de manera que se obtiene de manera concreta y facil una construccion deseable para el elemento de control de caudal.

De acuerdo con el segundo ejemplo preferente, se dispone de manera que el elemento de control de caudal es estanqueizado utilizando un elemento de estanqueidad superficial interpuesto entre la parte de gran diametro en el extremo de la base del elemento de control de caudal y la superficie periferica externa de la placa extrema, alrededor del borde periferico de la abertura de insercion.

En el tercer ejemplo preferente, se dispone de forma que el elemento de control de caudal es estanqueizado utilizando un material de estanqueizacion montado en el extremo de la base del elemento de control de caudal. Finalmente, en el cuarto ejemplo preferente, se dispone de forma tal que el elemento de control de caudal es estanqueizado utilizando un tornillo PT montado en el extremo de la base del elemento de control de caudal. Con la presente invencion y los ejemplos preferentes, se obtienen construcciones de estanqueidad deseables para el elemento de control de caudal.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en section que muestra a mayor escala una section periferica de un paso de introduccion de fluido a alta presion;

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La figura 2 es una vista frontal que muestra la totalidad de la estructura de un elemento de control de caudal;

La figura 3 es una vista en seccion de un compresor de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion;

La figura 4 es una vista en seccion, a mayor escala, que muestra una seccion principal de una segunda realizacion de la presente invencion; y

La figura 5 es una vista equivalente de la figura 4 de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion. MEJOR FORMA DE LLEVAR A CABO LA PRESENTE INVENCION REALIZACION 1

A continuacion se describira, haciendo referencia a las figuras adjuntas, una primera realizacion de la presente invencion.

Haciendo referencia a la figura 3, se ha mostrado un compresor (1) de acuerdo con la primera realizacion. El compresor (1) esta conectado a un circuito de refrigerante (no mostrado) en el que se hace circular refrigerante, de manera que se lleva a cabo un ciclo de refrigeracion, disminuyendo el volumen de refrigerante.

El compresor (1) tiene un cuerpo (10) que forma una cupula cerrada hermeticamente en forma de cilindro alargado. El cuerpo (10) esta construido en forma de un recipiente a presion que comprende: un cuerpo principal (11) de la envolvente que es un cuerpo cillndrico que tiene un eje que se extiende verticalmente; una parte (12) de pared superior conformada como cubeta que tiene una superficie convexa dirigida hacia arriba y soldada hermeticamente a un extremo superior del cuerpo principal (11) de la envolvente, de manera que la parte (12) de pared superior y el cuerpo principal (11) de la envolvente estan unidos entre si integralmente y, una parte (13) de pared inferior conformada como cubeta que tiene una superficie convexa dirigida hacia abajo y soldada hermeticamente a un extremo inferior del cuerpo principal (11) de la envolvente, de manera que la parte (13) de la pared inferior y el cuerpo (11) de la envolvente principal estan unidos entre si. El interior del cuerpo (10) es hueco.

Alojado dentro del cuerpo (10) se encuentra un mecanismo (15) de compresion de espiral que reduce el volumen de refrigerante y un motor impulsor (16) dispuesto por debajo del mecanismo (15) de compresion de espiral. El mecanismo (15) de compresion de espiral y el motor impulsor (16) estan conectados entre si por un eje de impulsion (17), que esta dispuesto de forma tal que se prolonga verticalmente en el cuerpo (10). Y, definido entre el mecanismo (15) de compresion de espiral y el motor impulsor (16) se encuentra un espacio libre (18).

El mecanismo (15) de compresion de espiral comprende: un cuerpo (23) que es un elemento de cuerpo sustancialmente cillndrico, con una abertura en su lado superior; una espiral estacionaria (24) montada en contacto intimo sobre la superficie superior del cuerpo (23); y una espiral movil (26) montada entre la espiral estacionaria (24) y el cuerpo (23), de manera que queda interconectada con la espiral estacionaria (24). Por su superficie periferica externa completa, el cuerpo (23) esta montado a presion dentro del cuerpo principal envolvente (11) y esta fijado en el mismo. En otras palabras, el cuerpo principal envolvente (11) y el cuerpo (23) estan unidos de manera hermetica entre si en toda la circunferencia. Ademas, en la primera realizacion el espacio interior del cuerpo (10) esta dividido en un espacio (30) de alta presion situado por debajo del cuerpo (23) y un espacio de baja presion (29) dispuesto por encima del cuerpo (23), en otras palabras el compresor (1) esta construido en forma de compresor de tipo cupula del tipo llamado de presion alta-baja.

Formada en el cuerpo (23) se encuentra una parte rebajada de cuerpo (31) que es un saliente formado centralmente en la superficie superior del cuerpo (23) y una parte de cojinete radial (32) que se extiende hacia abajo desde una parte central de la superficie inferior del cuerpo (23). Ademas, una abertura de cojinete radial (33) que atraviesa entre la superficie extrema inferior del cojinete radial (32) y una superficie inferior de la parte rebajada de cuerpo (31) esta formada en el cuerpo (23). Un extremo superior del eje de impulsion (17) esta soportado con capacidad de rotacion acoplado en la abertura de cojinete radial (33) con intermedio de un cojinete radial (34).

Un conducto de succion (19) a traves del que se dirige refrigerante del circuito de refrigeracion hacia el mecanismo de compresion espiral (15) pasa a traves de la parte (12) de pared superior y esta fijado hermeticamente a la misma. De manera adicional, un tubo de descarga (20) a traves del que se descarga refrigerante en el cuerpo (10) se descarga hacia fuera del cuerpo (10) pasando a traves del cuerpo principal envolvente (11) y esta hermeticamente fijado al mismo. El conducto de succion (19) se prolonga verticalmente en el espacio de baja presion (29), de manera que su extremo interno pasa a traves de la espiral estacionaria (24) del mecanismo de compresion espiral (15) y establece comunicacion con una camara de compresion (40) que se describira mas adelante. En virtud del conducto de succion (19), se conduce refrigerante hacia dentro de la camara de compresion (40).

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El motor impulsor (16) esta formado por un motor de corriente continua que comprende un estator anular (51) fijado firmemente a la superficie interna de la pared del cuerpo envolvente (10) y un rotor (52) construido con capacidad de rotacion dentro del estator (51). La espiral movil (26) del mecanismo de compresion espiral (15) esta conectada con capacidad de impulsion al rotor (52) a traves del eje de impulsion (17).

El nivel de presion de un espacio inferior situado por debajo del motor impulsor (16) se mantiene elevado, y se almacena fluido en el fondo interno de la parte de pared inferior (13) correspondiente a su extremo inferior. Constituida en el eje de impulsion (17) se encuentra la trayectoria de alimentacion de fluido (55) que sirve como parte de los medios de suministro a presion. La trayectoria de alimentacion de fluido (55) se encuentra en comunicacion con una camara de fluido (27) de la superficie superior de la espiral movil (26) que se describira mas adelante, de manera que la superficie de fluido es sometida a presion por la presion del gas del espacio inferior para generacion de fluido a alta presion. El fluido de alta presion generado de este modo es conducido hacia dentro de la camara de fluido (27) utilizando la diferencia de presion entre el mismo y un primer espacio (S1) que se describira mas adelante. El fluido conducido hacia arriba por dicho diferencial de presion es suministrado, a traves de la trayectoria de alimentacion de fluidos (55), a respectivas partes deslizantes del mecanismo de compresion espiral (15) que se describiran mas adelante as! como la camara de fluido (27).

La espiral estacionaria (24) esta constituida por una placa extrema (24a) de una envolvente espiral (involuta) (26b) formada en una superficie inferior de la placa extrema (24a). Por otra parte, la espiral movil (26) esta constituida por una placa extrema (26a) y una envolvente espiral (involuta) (26b) formada en la superficie superior de la placa extrema (26a). Ademas, la envolvente (26b) de la espiral movil (26) esta interpuesta con la envolvente (24b) de la espiral estacionaria (24), de manera que entre la espiral estacionaria (24) y la espiral movil (26) se ha formado la camara de compresion (40) entre partes en contacto de las envolventes (24b, 26b).

La espiral movil (26) esta soportada sobre el cuerpo (23) con intermedio de un anillo Oldham (39), y una parte saliente (26c) dispuesta en forma de cilindro abierto, de manera saliente, centralmente en la superficie inferior de la placa extrema (26a). Por otra parte, un eje excentrico (17a) esta dispuesto en el extremo superior del eje de impulsion (17). La parte (17a) del eje excentrico esta acoplada de forma rotativa en la parte saliente (26c) de la espiral movil (26). Ademas, una parte de contrapeso (17b), para mantener un equilibrio dinamico con la espiral movil (26), la parte de eje excentrico (17a), etc, esta dispuesta en el eje de impulsion (17) por debajo de la parte de cojinete radial (32) del cuerpo (23). El eje de impulsion (17) gira manteniendo equilibrio de peso por el contrapeso (17b), y la espiral movil (26) no gira sobre el eje sino que lleva a cabo un movimiento orbital en el cuerpo (23). Con el movimiento orbital de la espiral movil (26), el volumen de las envolventes (24b, 26b) se reduce hacia el centro, y en la camara de compresion (40) disminuye el volumen del refrigerante conducido por el tubo de succion (19).

Adicionalmente, un paso de gas (no mostrado) formado en el mecanismo de compresion espiral (15) se extiende desde la espiral estacionaria (24) al cuerpo (23), de manera que la camara de compresion (40) y el espacio libre (18) estan conectados entre si. El refrigerante comprimido en la camara de compresion (40) sale del espacio de juego (18) a traves del paso del gas.

En el lado de la superficie posterior (superficie inferior) de la placa extrema (26a) de la espiral movil (26), la camara de fluido (27) esta definida divisionalmente entre la parte saliente (26c) de la espiral movil (26) y la parte (17a) de eje centrico del eje de impulsion (17). La camara de fluido (27) esta construida de manera de manera que recibe fluido a alta presion de la trayectoria de alimentacion de flujo (55).

Montado en la parte rebajada (31) de la envolvente (23) se encuentra un elemento de estanqueizacion (43) que esta en contacto bajo presion con la superficie posterior (superficie inferior) de la placa extrema (26a) de la espiral movil (26) por la accion de un resorte (42). La parte rebajada (31) de la envolvente esta dividida, por el elemento de estanqueidad (43), en un primer espacio (S1) en el lado del diametro externo y un segundo espacio (S2) en el lado del diametro interno del elemento de estanqueidad (43).

El nivel de presion del segundo espacio (S2) se mantiene alto por introduccion de un gas a alta presion de su interior mediante un paso (no mostrado). La contrapresion de la presion del gas a alta presion y la presion del fluido a alta presion en la camara de fluido (27) resultan en una fuerza de compresion axial por la que la espiral movil (26) es presionada en la direccion de la espiral estacionaria (24). El segundo espacio (S2) constituye un espacio de alta presion que produce una fuerza de compresion sobre la superficie posterior (superficie inferior) de la placa extrema (26a) a la espiral movil (26). Por otra parte, el primer espacio (S1) constituye un espacio de baja presion.

De manera adicional, la placa extrema (26a) de la espiral movil (26) puede establecer contacto deslizante con la placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24) con sus superficies perifericas externas opuestas entre si. Estas superficies deslizantes estan constituidas en forma de cojinete de empuje (28).

Tal como se ha mostrado tambien en la figura 1, en la superficie superior de la placa extrema (26a) de la espiral movil (26) esta constituida una ranura anular (41) para el fluido en una superficie de deslizamiento que forma un

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cojinete de empuje (28) en el lado de la periferia externa de la envolvente (26b). Ademas, se forma un paso (60) para la introduccion de fluido a alta presion en la placa extrema (26a). El paso (60) de introduccion de fluido a alta presion se prolonga radialmente en la placa extrema (26a), en la que uno de sus extremos se encuentra en comunicacion con la camara de fluido (27) y el otro extremo del mismo se abre a la ranura de fluido (41) de la superficie de deslizamiento del cojinete de empuje (28). Se introduce fluido en la ranura de fluido (41) desde la trayectoria de alimentacion de fluido (55) a traves del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion. A continuacion, el fluido es descargado al cojinete de empuje (28) desde la ranura de fluido (41), de manera que la espiral movil (26) es empujada en retroceso en la direccion de la espiral estacionaria (24) por una fuerza menor que la fuerza de compresion producida por la contrapresion de la presion del gas a alta presion en el segundo espacio (S2) y la presion del fluido a alta presion de la camara de fluido (27). La fuerza axial que actua sobre el cojinete de empuje (28) es compensada por la fuerza de retroceso, reduciendo, por lo tanto, las perdidas mecanicas en el cojinete de empuje (28).

Tal como se ha mostrado, de forma ampliada y detallada en la figura 1, el paso (60) de introduccion de fluido a presion comprende una pieza (62) de insercion del eje que se prolonga radialmente en la parte extrema (26a); una pieza de entrada (61) uno de cuyos extremos es continuo con el lado central de la placa extrema de la pieza de insercion del eje (62) y el otro extremo de la cual se abre al lado de la superficie posterior de la placa extrema y comunica con la camara de fluido (27) en la parte posterior de la espiral movil (26); y la parte de salida (63) uno de cuyos extremos es continuo con la placa extrema por fuera del lado periferico de la parte (62) de insercion del eje y otro de cuyos extremos se abre a la ranura de fluido (41) (la superficie de deslizamiento del cojinete de empuje (28)).

El elemento (70) de control de caudal con un paso espiral (60a) formado en su periferia externa es insertado en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion. En otras palabras, se forma de manera continua en la placa extrema (26a) una abertura de insercion (64), de manera que la parte (62) de insercion del eje del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion se extiende sobre el lado de la superficie periferica externa de la placa extrema. Un extremo de la abertura de insercion (64) se encuentra en comunicacion con la parte (62) de insercion del eje y el otro extremo de la misma se abre a la superficie periferica externa de la placa extrema (26a). Una rosca hembra (64a) esta constituida en las proximidades del extremo de la abertura de insercion (64) en la superficie periferica interna y el elemento (70) de control de fluido es insertado a traves de la abertura de insercion (64), dentro del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion.

Tal como se puede apreciar en la figura 2, el elemento (70) de control de fluido comprende: un cuerpo principal del lado extremo delantero (71) posicionado en la parte (62) de insercion del eje del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion; una parte (72) de menor diametro formada consecutivamente con respecto al extremo de la base del cuerpo principal (71) y dispuesta de manera correspondiente a la parte de salida (63); una parte de tornillo (73) formada de manera consecutiva en el extremo de la base de la parte (72) de menor diametro y acoplada por rosca en la rosca hembra (64a) de la abertura de insercion (64); as! como, una parte de mayor diametro (74) continuo con respecto al extremo de la base de la parte de tornillo (73), dispuesta exteriormente a la placa extrema (26a), y que tiene un diametro mayor que el de la abertura de insercion (64) una ranura espiral (71a), que se extiende de forma espiral continua y que tiene seccion transversal trapecial, esta formada en una superficie periferica externa del cuerpo principal (71). De forma adicional, la parte (74) de mayor diametro esta conformada como disco, y una parte de acoplamiento de una herramienta (74a) para el acoplamiento de una herramienta esta formada en su superficie periferica externa.

Tal como se ha mostrado en la figura 1, despues de su insercion en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion desde la abertura de insercion (64), el elemento (70) de control de caudal se hace girar mediante una herramienta acoplada en la parte (74a) de acoplamiento de la herramienta, de manera que la parte de tornillo (73) es roscada en la rosca hembra (64a) en la abertura de insercion (64), de manera que el elemento (70) de control de caudal esta acoplado de manera fija a la placa extrema (26a). Un cierre de estanqueidad superficial (80) que tiene una abertura central para insercion del elemento (70) de control de caudal esta interpuesto entre la superficie posterior de la parte de mayor diametro (74) y la superficie periferica exterior de la placa extrema (26a) alrededor del borde de abertura de insercion (64). En virtud del cierre estanco superficial (80), el elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado con respecto a los llquidos contra la apertura de la abertura de insercion (64).

A continuacion, se describira el funcionamiento del compresor (1) de tipo cupula de tipo alto-bajo.

Cuando se activa el motor impulsor (16) el rotor (52) empieza a girar con respecto al estator (51), de manera que empieza a girar el eje de impulsion (17). Con la rotacion del eje de impulsion (17), la espiral movil (26) del mecanismo de compresion de espiral (15) hace un movimiento orbital con respecto a la espiral estacionaria (24) sin rotacion sobre su eje. Como resultado de ello, se introduce refrigerante a baja presion dentro de la camara de compresion (40) desde el lado del borde periferico de la camara de compresion (40), a traves del conducto de succion (19). Con la variacion de volumen de la camara de compresion (40) el refrigerante es comprimido. De esta manera, el refrigerante comprimido a elevada presion es descargado desde la camara de compresion (40). Despues de ello, el refrigerante pasa a traves del paso de gas y a continuacion fluye hacia dentro del espacio intermedio (18).

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

El refrigerante situado en el espacio intermedio (18) pasa hacia dentro del conducto de descarga (20) y es descargado al exterior del cuerpo envolvente (10). El refrigerante, descargado al exterior del cuerpo envolvente (10), circula en el circuito de refrigerante. Despues de ello, el refrigerante es introducido nuevamente hacia dentro del compresor (1) por medio del conducto de succion (19) para su compresion. Este ciclo de circulacion de refrigerante es llevado a cabo de manera repetida.

A continuation se describira el flujo de fluido. El fluido, almacenado en el fondo interno de la parte de pared inferior (13) del cuerpo envolvente (10), es sometido a presion por la presion de gas del espacio inferior. El fluido comprimido a alta presion es suministrado a traves de la trayectoria (55), de alimentacion de fluido a las correspondientes partes deslizantes del mecanismo de compresion espiral (15) y tambien a la camara de fluido (27) por la diferencia de presion entre el fluido y el primer espacio (S1) que es un espacio de baja presion.

Durante este periodo, la espiral movil (26) es presionada en la direction de la espiral estacionaria (24) por una fuerza de compresion determinada por la contrapresion de la presion del gas a alta presion introducido en el segundo espacio (S2) y la presion del fluido a alta presion en la camara de fluido (27). Esta fuerza de compresion pasa a ser una fuerza que actua contra carga de empuje que es una fuerza axial generada en la espiral (26) por compresion de fluido en la camara de compresion (40).

Ademas, una parte del fluido de la camara de fluido (27) es suministrado adicionalmente a traves del paso (60) de introduction de fluido a alta presion en la placa extrema (26a) de la espiral movil (26), hacia la ranura de fluido (41) que se abre en la cara de contacto deslizante del cojinete de empuje (28). El fluido es enviado desde la ranura de fluido (41), de manera que la espiral movil (26) es empujada en retorno hacia la espiral estacionaria (24) por una fuerza menor que la fuerza de compresion por una contrapresion producida por la presion del gas a alta presion en el segundo espacio (S2) y la presion del fluido a alta presion en la camara de fluido (27). Esto impide que la fuerza axial que actua sobre el cojinete de empuje (28) resulte excesiva, consiguiendo de esta manera la reduction de perdidas mecanicas en el cojinete de empuje (28).

Dado que el elemento (70) de control de caudal esta insertado en paso (60) de introduccion de fluido a presion, esto proporciona las funciones siguientes. El paso espiral (60a) esta definido entre la ranura espiral (71a) formada en la superficie periferica externa del elemento (70) de control de caudal y la superficie periferica interna de la parte (62) de insertion del eje del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion. El paso espiral (60a) tiene una section transversal pequena, en otras palabras, la longitud del paso espiral (60a) se mantiene suficientemente prolongada incluso dentro del paso (60) de introduccion de fluido a alta presion que no es espacioso. A causa de ello, incluso cuando el area en seccion transversal del paso espiral (60a) se hace superior que el de los orificios convencionales, es posible obtener un efecto de restriction suficiente. Adicionalmente, incluso cuando se mezcla el fluido a alta presion con contaminantes, no ocurren taponamientos del paso.

Ademas, el paso espiral (60a) del elemento (70) de control de caudal proporciona el suficiente efecto de restriccion. De acuerdo con ello, incluso cuando tiene lugar una situation en la que el cojinete de empuje (28) pierde su resistencia al flujo de fluido cuando la espiral movil (26) se inclina durante el funcionamiento a baja presion diferencial en el que la diferencia de presion entre el refrigerante antes de la compresion por el mecanismo (15) de compresion espiral, y el refrigerante despues de compresion por el mecanismo (15) de compresion espiral, no fluyen grandes cantidades de fluido hacia adentro de la camara de compresion (40) desde la camara de fluido (27).

De acuerdo con ello, el compresor (1) no puede presentar una calda significativa de su rendimiento debido a sobrecalentamiento cuando el fluido es introducido en la camara de compresion (40). Ademas, las envolventes (24a, 24b) que constituyen la camara de compresion (40) no pueden sufrir averlas.

Ademas, dado que el elemento (70) de control de caudal esta fijado mediante su insercion en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion desde la abertura de insercion (64) que se abre en la superficie periferica externa de la placa extrema (24a, 26a), esto proporciona una estructura de control del flujo del fluido poco onerosa.

Ademas, dado que la parte (74) de gran diametro esta dispuesta en el extremo de la base del elemento (70) de control de caudal y, el elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por el medio de estanqueizacion superficial (80) interpuesto entre la parte de gran diametro (74) y la superficie periferica externa de la placa extrema (24a, 26a) alrededor del borde periferico de la abertura de insercion (64), esto impide la fuga de fluido a alta presion.

Ademas, es posible responder facilmente a un cambio en la especificacion de resistencia al flujo utilizando un elemento (70) de control del flujo dotado de un paso espiral (60a) que tiene un paso diferente. Como resultado de ello, la espiral movil (26) es empujada en retroceso en la direccion en la que se separa la espiral movil (26) de la espiral estacionaria (24) por una fuerza adecuada que reduce las perdidas mecanicas en el cojinete de empuje (28).

REALIZACION 2

Haciendo referenda a la figura 4, se ha mostrado una segunda realizacion de la presente invencion. La segunda realizacion tiene una estructura de estanqueidad modificada para la abertura de la insertion (64) del elemento (70) de control de caudal. En cada una de las siguientes realizaciones, las mismas partes que se han mostrado en las figuras 1-3 han recibido los mimos numerales de referencia y se omite, de manera correspondiente, la description 5 detallada de estas partes.

Como resumen, en la presente realizacion un material de estanqueidad (81) compuesto, por ejemplo, de un agente adhesivo, esta arrollado alrededor de la superficie periferica externa de la parte de tornillo (73) del elemento (70) de control de caudal, de manera que se acopla por rosca en la rosca hembra (64a) de la abertura de insercion (64), de manera que se consigue estanqueizacion entre la superficie periferica externa del elemento (70) de control de 10 caudal y la superficie periferica interna de la abertura de insercion (64). En la figura, el material de estanqueizacion (81) esta indicado por rayado a efectos de simplicidad. Otros elementos constructivos son iguales que en la primera realizacion.

De acuerdo con ello, en la presente realizacion se impiden las fugas de fluido a alta presion hacia el exterior de la placa extrema (26a) de la espiral movil (26), proporcionando de esta manera otro ejemplo operativo preferente de la 15 construction de estanqueizacion, tal como en la primera realizacion.

REALIZACION 3

Haciendo a referencia a la figura 5, se ha mostrado una tercera realizacion de la presente invencion. La tercera realizacion es una realizacion en la que la parte de tornillo (73) del elemento (70) de control de caudal es un tornillo PT, que es un tornillo conico utilizado para tubos. El tornillo PT esta roscado en la abertura de insercion (64) y 20 estanqueizado. La rosca PT tiene una parte roscada que es una superficie concava, proporcionando de esta manera elevadas caracterlsticas de estanqueidad. Por lo tanto, no se puede producir la fuga de fluido a alta presion hacia el exterior de la placa extrema (26a) de la espiral movil (26).

OTRAS REALIZACIONES

Cada una de las realizaciones anteriores esta dirigida a un compresor (1) de tipo cupula de alta-baja presion en el 25 que el espacio interior del cuerpo envolvente (10) esta dividido en el espacio de alta presion (30) definido por debajo del cuerpo (23) y el espacio de baja presion (29) definido por encima del cuerpo (23). No obstante, es posible en un compresor de tipo cupula de alta presion, en el que refrigerante una vez comprimido en la camara de compresion (40) es descargado encima del cuerpo (23), proporcione los mismos efectos que la presente invencion.

Ademas, en cada una de las realizaciones anteriores, los medios (55) de suministro de fluido a alta presion utilizan 30 una presion diferencial para suministrar fluido. De manera alternativa, la utilization de una bomba centrlfuga con una bomba de desplazamiento positivo o similar, proporciona tambien los mismos efectos que la presente invencion.

Ademas, en cada una de las realizaciones anteriores, la ranura para fluido (41) esta formada en la placa extrema (26a) de la espiral movil (26). De manera alternativa, la ranura para fluido puede estar formada en la placa extrema de la espiral estacionaria.

35 Ademas, en cada una de las realizaciones anteriores, el paso (60) de introduction de fluido a alta presion, que comunica con el cojinete de empuje (28) desde la camara de fluido (27), esta formado en la placa extrema (26a) de la espiral movil (26). El paso (60) de introduccion de fluido a alta presion puede utilizar la estructura siguiente. En la placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24) o en la placa extrema (26a) de la espiral movil (26), se forma una ranura en una superficie de deslizamiento del cojinete de empuje (28). El paso de introduccion de fluido a alta 40 presion se prolonga a traves del interior del cuerpo (23) desde la parte del cojinete radial (32) a la superficie superior del cuerpo (23) haciendo tope con el exterior del cojinete de empuje (28) en la superficie interior de la placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24). Ademas, el paso de introduccion de fluido a alta presion se prolonga a traves del interior de la placa extrema (24a) de la espiral estacionaria (24) desde la superficie inferior a tope con la superficie superior del cuerpo envolvente (23) hacia la abertura de la ranura de fluido a la superficie de contacto 45 deslizante del cojinete de empuje (28).

APLICABILIDAD INDUSTRIAL

Tal como se ha descrito anteriormente, el compresor de la presente invencion se muestra util como compresor de ciclo de refrigeration. El compresor de la presente invencion es especialmente adecuado cuando se utiliza como compresor para la introduccion de fluido a alta presion a un cojinete de empuje entre la placa extrema de la espiral 50 estacionaria y una placa extrema de la espiral movil.

Claims (5)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   REIVINDICACIONES

   1. Compresor, que comprende una espiral estacionaria (24) y una espiral movil (26) interpuesta con dicha espiral estacionaria (24), de manera que dicha espiral movil (26) es presionada hacia dicha espiral estacionara (24), comprendiendo ademas dicho compresor:

   un paso (60) para la introduccion de fluido a alta presion, que incluye una parte externa (63) por la cual se descarga fluido de los medios (55) de suministro de fluido a alta presion a un cojinete de empuje (28) entre una placa extrema (24a) de dicha espiral estacionaria (24) y una placa extrema (26a) de dicha espiral movil (26),

   en el que un elemento (70) de control de caudal esta insertado en el paso (60) de introduccion de fluido a alta presion,

   caracterizado porque

   dicho elemento (70) de control de caudal comprende un cuerpo principal (71) del extremo de entrada situado dentro de dicho paso (60) para la introduccion de fluido a alta presion y esta dotado de un paso espiral (60a) formado en su parte periferica externa, y una parte de diametro mas reducido (72) formada consecutivamente a dicho cuerpo principal (71) y dispuesta de manera correspondiente a dicha parte de salida (63).
2. 2. Compresor, segun la reivindicacion 1, en el que:

   dicho paso (60) de introduccion de fluido a alta presion esta formado en dicha placa extrema (24a) de dicha espiral estacionaria (24) o en dicha placa extrema (26a) de dicha espiral movil (26),

   una abertura de insercion (64) en comunicacion con dicho paso (60) de introduccion de fluido a alta presion, se abre en una superficie periferica externa de dicha placa extrema (24a 26a), y

   dicho elemento (70) de control de caudal esta es insertado a traves de dicha abertura de insercion (64) dentro de dicho paso (60) de introduccion de fluido a alta presion y esta fijado de manera estanca a dicha placa extrema (24a, 26a) con un espacio entre un extremo de la base de dicho elemento (70) de control de caudal mas proximo a dicha abertura de insercion (64) y dicha abertura de insercion (64).
3. 3. Compresor, segun la reivindicacion 2, en el que:

   una parte (74) de mayor diametro, que tiene un diametro superior al de dicha abertura de insercion (64), esta formada en el extremo de la base de dicho elemento (70) de control de caudal, y

   dicho elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por un elemento de estanqueizacion superficial (80) interpuesto entre dicha parte de gran diametro (74) del elemento (70) de control caudal y dicha superficie periferica externa de dicha placa extrema (24a, 26a) alrededor del borde periferico de apertura de la abertura de insercion (64).
4. 4. Compresor, segun la reivindicacion 2, en el que dicho elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado por un material de estanqueizacion (81) montado sobre un extremo de la base de dicho elemento de control de caudal (70).
5. 5. Compresor, segun la reivindicacion 2, en el que dicho elemento (70) de control de caudal esta estanqueizado mediante un tornillo PT, montado sobre un extremo de la base de dicho elemento (70) de control de caudal a efectos de acoplamiento roscado con dicha abertura de insercion (64).