ES2639962T3 - Compresor monotornillo - Google Patents

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ES2639962T3
ES2639962T3 ES08790411.6T ES08790411T ES2639962T3 ES 2639962 T3 ES2639962 T3 ES 2639962T3 ES 08790411 T ES08790411 T ES 08790411T ES 2639962 T3 ES2639962 T3 ES 2639962T3
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Harunori Miyamura
Tadashi Okada
Takayuki Takahashi
Kaname Ohtsuka
Toshihiro Susa
Hiromichi Ueno
Takanori Murono
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

Un compresor monotornillo que comprende: un rotor de tornillo (40) formado con ranuras helicoidales (41) en una circunferencia externa; una carcasa (10) en la que se aloja el rotor de tornillo (40); y rotores de compuerta (50) con una pluralidad de compuertas (51) formadas radialmente para engranarse con las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40), en el que el compresor monotornillo comprime fluido en una cámara de compresión (23) definida por el rotor de tornillo (40), la carcasa (10) y la compuerta (51), moviendo relativamente la compuerta (51) desde un punto de inicio hasta un punto terminal en la ranura helicoidal (41); y una parte del lado de descarga (46) es una parte de la ranura helicoidal (41) a partir de una posición predeterminada en un recorrido de compresión hasta el punto terminal, y una holgura entre una superficie de pared lateral (42, 43) en una parte del lado de aspiración (45) que es una parte de la ranura helicoidal (41) distinta de la parte del lado de descarga (46), y una superficie lateral de la compuerta (51) es más ancha que la que hay entre una superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la superficie lateral de la compuerta (51), caracterizado por que en el rotor de tornillo (40), solo la superficie de pared lateral (42) de un par de las superficies de pared lateral de la ranura helicoidal (41), que está posicionada sobre un lado frontal en una dirección de movimiento de la compuerta (51) se retira parcialmente de modo que la holgura entre la superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de aspiración (45) y la compuerta (51) es más ancha que la que hay entre la superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51), y de las superficies de pared lateral (42, 43) de la ranura helicoidal (41), la holgura entre la superficie de pared lateral (43) y la superficie lateral de la compuerta (51) es sustancialmente cero desde el punto de inicio hasta el punto terminal en la ranura helicoidal (41), estando la superficie de pared lateral (43) posicionada sobre un lado trasero en la dirección de movimiento de la compuerta (51).

Description

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DESCRIPCION
Compresor monotornillo Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un compresor monotornillo de acuerdo con la reivindicacion 1, y en particular, a la mejora en eficacia de un compresor monotornillo. Un compresor de acuerdo con la primera parte de la reivindicacion 1 se conoce a partir del documento US 4.179.250.
Antecedentes de la tecnica
Convencionalmente, los compresores monotornillo se han usado como compresores para comprimir refrigerante o aire. Por ejemplo, el documento de patente 1 desvela un compresor monotornillo que incluye un rotor monotornillo y dos rotores de compuerta.
Se describira tal compresor monotornillo. El rotor de tornillo se forma en una forma aproximadamente cillndrica, y una pluralidad de ranuras helicoidales se forman en una circunferencia externa del mismo. Los rotores de compuerta se estan formados en una forma aproximadamente similar a una placa plana, y se disponen sobre los lados del rotor de tornillo. Una pluralidad de compuertas similares a placas rectangulares se proporciona radialmente en el rotor de compuerta. El rotor de compuerta se instala con su eje de rotacion estando perpendicular al eje de rotacion del rotor de tornillo, y la compuerta debe estar engranada con la ranura helicoidal del rotor de tornillo.
En el compresor monotornillo, el rotor de tornillo y los rotores de compuerta se alojan en una carcasa, y la ranura helicoidal del rotor de tornillo, la compuerta del rotor de compuerta y una superficie de la pared interior de la carcasa definen una camara de compresion. Cuando se dirige el rotor de tornillo de forma giratoria mediante un motor electrico, etc., los rotores de compuerta rotan en respuesta a la rotacion del rotor de tornillo. Posteriormente, la compuerta del rotor de compuerta se mueve relativamente desde un punto de inicio (parte extrema sobre un lado de aspiracion) hacia un punto terminal (parte extrema sobre un lado de descarga) en la ranura helicoidal con la cual la compuerta esta engranada, reduciendo de este modo gradualmente el volumen de la camara de compresion completamente cerrada. En consecuencia, el fluido en la camara de compresion se comprime.
Lista de citas
DOCUMENTO DE PATENTE
DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicacion de Patente Japonesa n.°. 2002 -202080 Sumario de la invencion PROBLEMA TECNICO
En el compresor monotornillo, despues de que la camara de compresion esta completamente cerrada, la presion interna de la camara de compresion aumenta gradualmente a medida que la compuerta se mueve a lo largo de la ranura helicoidal. En este punto, si no se mantiene la hermeticidad en la camara de compresion, se producen fugas de gases tal como refrigerante desde la camara de compresion, reduciendo, de este modo, una cantidad de descarga de fluido a partir del compresor monotornillo. Como metodo para mejorar la hermeticidad en la camara de compresion, se ha considerado un metodo mediante el posible estrechamiento de un espacio entre una superficie de la pared de la ranura helicoidal del rotor de tornillo y la compuerta del rotor de compuerta. Sin embargo, si tal espacio se estrecha mucho, aumenta la energla consumida debido a un deslizamiento de la compuerta en el rotor de tornillo, resultando en un aumenta en energla tal como energla electrica, la cual se necesita para hacer funcionar el compresor monotornillo.
La presente invencion se ha realizado en vista de lo expuesto anteriormente, y es un objeto de la presente invencion asegurar la suficiente cantidad de descarga de fluido desde el compresor monotornillo y reducir la energla requerida para hacer funcionar el mismo.
SOLUCION AL PROBLEMA
La invencion esta concebida para un compresor monotornillo que incluye un rotor de tornillo (40) formado con ranuras helicoidales (41) en una circunferencia externa, una carcasa (10) en la que se aloja el rotor de tornillo (40), y rotores de compuerta (50) con una pluralidad de compuertas formadas radialmente (51) para engranarse con las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40), y que comprime fluido en una camara de compresion (23) definida
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por el rotor de tornillo (40), la carcasa (10), y la compuerta (51), moviendo relativamente la compuerta (51) desde un punto de inicio hasta un punto terminal en la ranura helicoidal (41) y
una parte del lado de descarga (46) es una parte de la ranura helicoidal (41) a partir de una posicion predeterminada en un recorrido de compresion hasta el punto terminal, y una holgura entre una superfine de pared lateral en una parte del lado de aspiracion (45) que es una parte de la ranura helicoidal (41) distinta de la parte del lado de descarga (46), y una superficie lateral de la compuerta (51) es mas ancha que la que se encuentra entre una superfine de LA pared lateral en la parte del lado de descarga (46) y la superficie lateral de la compuerta (51).
La compuerta (51) del rotor de compuerta (50) debe engranarse con la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40). Cuando se rota el rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (50), la compuerta (51) se mueve relativamente desde el punto de inicio al punto terminal en la ranura helicoidal (41), comprimiendo de este modo el fluido en la camara de compresion (23). En la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40), la parte que se extiende desde la posicion predeterminada en el recorrido de compresion hasta el punto terminal en la parte del lado de descarga (46), y la parte restante es la parte del lado de aspiracion (45). En el transcurso de mover relativamente la compuerta (51) desde el punto de inicio hacia el punto terminal en la ranura helicoidal (41), la compuerta (51) se mueve en primer lugar a lo largo de las superficies de la pared en la parte del lado de aspiracion (45), y a continuacion se mueve a lo largo de las superficies de pared en la parte del lado de descarga (46). Mientras se mueve relativamente la compuerta (51) desde el punto de inicio hacia el punto terminal en la ranura helicoidal (41), aumenta gradualmente una presion interna en la camara de compresion (23).
Cuando la compuerta (51) alcanza la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), la presion interna en la camara de compresion (23) es algo alta, y existe una presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) relativamente grande. De este modo, si la hermeticidad en la camara de compresion (23) es insuficiente, la cantidad de fluido que se fuga de la camara de compresion (23) se vuelve excesiva.
Por otra parte, la holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) puede ser mas estrecha que la que hay entre la superficie de pared en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51). De este modo, la hermeticidad en la camara de compresion (23), es relativamente alta cuando la compuerta (51) se posiciona en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41).
Cuando la compuerta (51) se posiciona en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), la presion interna en la camara de compresion (23) no es lo tan alta, y la presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) es relativamente pequena. En consecuencia, incluso si la hermeticidad en la camara de compresion (23) no es tan alta, puede reducirse la cantidad de fluido que se fuga de la camara de compresion (23).
La holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) puede ser mas ancha que la que hay entre la superficie de pared en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51). De este modo, la resistencia al deslizamiento entre la superficie de pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se reduce, dando como resultado una reduccion en la energla consumida debido a un deslizamiento de la compuerta (51) en el rotor de tornillo (40).
La holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) puede estrecharse gradualmente a medida que la compuerta (51) se mueve hacia el punto terminal de la ranura helicoidal (41).
En este aspecto, la hermeticidad en la camara de compresion (23) aumenta gradualmente a medida que la compuerta (51) posicionada en la parte del lado de aspiracion (45) se mueve mas cerca a la parte del lado de descarga (46). Como se ha descrito anteriormente, en el transcurso de mover relativamente la compuerta (51) desde el punto de inicio hacia el punto terminal en la ranura helicoidal (41), la presion interna en la camara de compresion (23) aumenta gradualmente con un aumento en la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23). En la presente invencion, la holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se cambia gradualmente, manteniendo de este modo la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23), y reduciendo la resistencia al deslizamiento entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50).
De acuerdo con la invencion, se garantiza la holgura entre la superficie de la pared (42, 43) en la misma y la superficie lateral de la compuerta (51). Esto reduce la energla consumida debido al deslizamiento de la superficie lateral de la compuerta (51) sobre la superficie de la pared lateral (42, 43) de la ranura helicoidal (41).
Una holgura entre una superficie de la pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y una superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) puede ser mas ancha que la que hay entre una superficie de la pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41) y la superficie de extremo de la punta de la compuerta (51).
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En este aspecto, se garantiza la holgura entre la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la superficie de extremo de la punta de la compuerta (51). Esto no solo reduce la energla consumida debido al deslizamiento de la superficie lateral de la compuerta (51) sobre la superficie de la pared lateral (42, 43) de la ranura helicoidal (41), sino que tambien la energla consumida debido al deslizamiento de la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) sobre la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41).
De acuerdo con la invencion, solo la superficie de pared lateral (42) de un par de las superficies de pared lateral de la ranura helicoidal (41), que esta posicionada sobre el lado frontal en la direccion de movimiento de la compuerta (51), se retira parcialmente, haciendo, de este modo, la holgura entre la superficie de la pared lateral (42, 43) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) mas ancha que la que hay entre la superficie de la pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51).
Una distancia desde un eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de la pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) puede hacerse mas larga que la del eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta del rotor de compuerta (51) de modo que la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) entra en contacto con la superficie de la pared interior (44) en la parte del lado de descarga (46) solo durante un funcionamiento del compresor monotornillo.
En este aspecto, la distancia desde el eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de la pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) es mas larga que la que hay desde el eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51). En el rotor de tornillo (40) de la presente invencion, la profundidad de la ranura helicoidal (41) se estable a un valor de modo que la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) entra en contacto con la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) solo durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1).
La pluralidad de rotores de compuerta (50) pueden disponerse a un intervalo angular igual alrededor de un eje de rotacion central del rotor de tornillo (40).
En este aspecto, la pluralidad de rotores de compuesta (50) se deben engranar con el rotor monotornillo (40). VENTAJAS DE LA INVENCION
De acuerdo con la invencion, la holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) es mas ancha que la que hay entre la superficie de pared en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51). Ambas superficies laterales y superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) pueden entrar en contacto con las superficies de la pared en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), y hay una cierta anchura de espacio entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51). Es decir, cuando la presion interna en la camara de compresion (23) es algo alta, se mantiene la hermeticidad en la camara de compresion (23), reduciendo de este modo la fuga del fluido desde la camara de compresion (23). Por otra parte, cuando la presion interna en la camara de compresion (23) no es lo tan alta, la holgura entre la superficie de la pared entre la superficie de la pared de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se amplia, reduciendo de este modo la resistencia al deslizamiento entre estas.
En consecuencia, se reduce la cantidad de fluido que se fuga de la camara de compresion (23), garantizando de este modo un caudal de fluido descargado desde el compresor monotornillo (1). Ademas, se reduce la energla consumida debido al deslizamiento del rotor de compuerta (50) en el rotor de tornillo (40), reduciendo de este modo el consumo de energla del compresor monotornillo.
La holgura entre la superficie de la pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) puede cambiarse gradualmente, considerando la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23), que se vuelve mas alta a medida que la compuerta (51) se mueve relativamente en la ranura helicoidal (41). En consecuencia, ambas reducciones en la fuga de fluido de la camara de compresion (23), y en la resistencia al deslizamiento entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50) puede lograrse a un nivel mas alto.
Durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1), fluye refrigerante a baja temperatura comprimido previamente o refrigerante a alta temperatura comprimido en el compresor monotornillo (1). Esto hace que las temperaturas en partes del compresor monotornillo (1) sean diferentes entre ellas, haciendo de este modo la cantidad de deformacion termica en partes distintas entre ellas. De este modo, un estado en el que, cuando el compresor de tornillo (1) se detiene, las temperaturas en las partes del mismo son aproximadamente las mismas (en lo sucesivo denominadas como “estado de temperatura ambiente”), difiere de un estado en el que, cuando el compresor de tornillo (1) se hace funcionar, las temperaturas en las partes del mismo son distintas entre ellas (en lo
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sucesivo en el presente documento denominadas como “estado de temperatura en funcionamiento”), en formas del rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (50) mismos, y en una posicion relativa entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50). En ciertos casos, la superficie del extremo de la punta (51) se empuja firmemente contra la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40), resultando en un aumento en la resistencia a la friccion entre las mismas en tal estado.
Por otra parte, la distancia desde el eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de la pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) puede hacerse mas larga que la del eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) de modo que la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) no entra en contacto con el rotor de tornillo (40) en el estado de temperatura ambiente, y de modo que la superficie del extremo de la punta de compuerta (51) entra en contacto con el rotor de tornillo (40) solo durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1) que esta en la temperatura de funcionamiento.
En consecuencia, la resistencia de friccion entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50) puede reducirse incluso si “las formas del rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (50) mismos” o la “posicion relativa entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50)” se cambia desde el estado de temperatura ambiente al estado de temperatura en funcionamiento durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1), dando como resultado el espacio estrechado entre la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51).
Breve descripcion de los dibujos
[FIG. 1] La FIG. 1 es una vista longitudinal en seccion que ilustra una estructura que incluye una parte principal de un compresor monotornillo.
[FIG. 2] La FIG. 2 es una vista en seccion transversal II-II de la FIG. 1.
[FIG. 3] La FIG. 3 es una vista en perspectiva que se centra sobre la parte principal del compresor monotornillo.
[FIG. 4] La FIG. 4 es una vista en perspectiva que ilustra un rotor de tornillo del compresor monotornillo.
[FIG. 5] La FIG. 5 es una vista en seccion transversal que ilustra la parte principal del compresor monotornillo en una
planta que contiene un eje de rotacion central del rotor de tornillo.
[FIG. 6] La FIG. 6 es una vista en desarrollo del rotor de tornillo ilustrado en la FIG. 4.
[FIG. 7] Las FIG. 7 son vistas en planta que ilustran operaciones de un mecanismo de compresion del compresor monotornillo. La FIG. 7(A) ilustra un recorrido de aspiracion. La FIG. 7(B) ilustra un recorrido de compresion. La FIG. 7(C) ilustra un recorrido de descarga.
[FIG. 8] La FIG. 8 es una vista en perspectiva que ilustra esquematicamente una estructura completa de un centro de mecanizado de 5 ejes usado para procesar el rotor de tornillo.
[FIG. 9] La FIG. 9 es una vista en perspectiva que ilustra esquematicamente una parte principal del centro de mecanizado de 5 ejes usado para procesar el rotor de tornillo.
[FIG. 10] La FIG. 10 es una vista en seccion transversal que ilustra una parte principal de un compresor monotornillo del Ejemplo modificado 2, que corresponde a la reivindicacion 1, en una planta que contiene un eje de rotacion central de un rotor de tornillo.
[FIG. 11] La FIG. 11 es una vista que ilustra una seccion transversal que contiene un eje de rotacion central del rotor de tornillo del Ejemplo modificado 2.
[FIG. 12] La FIG. 12 es una representacion de la relacion entre una holgura C y un angulo 0, que ilustra un cambio en la holgura C entre una primera superficie de la pared lateral de la ranura helicoidal y una superficie lateral de la compuerta.
[FIG. 13] Las FIG. 13 son vistas en seccion transversal que ilustras una parte principal de un compresor monotornillo del Ejemplo modificado 3, que corresponde a la reivindicacion 1, en una planta que contiene un eje de rotacion central de un rotor de tornillo. La FIG. 13(A) ilustra un estado a temperatura ambiente.
La FIG. 13(A) ilustra un estado a temperatura en funcionamiento.
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DESCRIPCION DE LOS NUMEROS DE REFERENCIA
1 Compresor monotornillo
10 Carcasa
23 Camara de compresion
40 Rotor de tornillo
41 Ranura helicoidal
42 Primera superficie de pared lateral
43 Segunda superficie de pared lateral
44 Superficie de pared inferior
45 Parte del lado de aspiracion
46 Parte del lado de descarga
50 Rotor de compuerta
51 Compuerta
Descripcion de las realizaciones
Las realizaciones de la presente invencion se describiran en lo sucesivo con detalle en relacion con los dibujos.
Un compresor monotornillo (1) de la presente realizacion (en lo sucesivo denominado simplemente como “compresor de tornillo”) comprime refrigerante, que se proporciona en un circuito de refrigerante en el cual se realiza un ciclo de refrigeracion.
Como se ilustra en las FIG. 1 y 2, el compresor de tornillo (1) es semihermetico. En el compresor de tornillo (1), un mecanismo de compresion (20) y un motor electrico que conduce el mecanismo de compresion (20) se alojan en una unica carcasa (10). El mecanismo de compresion (20) esta conectado al motor electrico mediante un arbol de transmision (21). En la FIG. 1, el motor electrico se omite. Ademas, la carcasa (10) esta formada para estar dividida en un espacio de baja presion (S1) al cual se introduce gas refrigerante de baja presion a partir de un evaporador del circuito de refrigerante, y que gula el gas de baja presion al mecanismo de compresion (20); y un espacio de alta presion (S2) en el cual fluye gas refrigerante de alta presion descargado a partir del mecanismo de compresion (20).
El mecanismo de compresion (20) incluye una pared cillndrica (30) formada en la carcasa (10); un rotor monotornillo
(40) dispuesto en la pared cillndrica (30); y dos rotores de compuerta (50) que deben engranarse con el rotor de tornillo (40). El arbol de transmision (21) se inserta a traves del rotor de tornillo (40). El rotor de tornillo (40) y el arbol de transmision (21) estan conectados entre ellos mediante una llave (22). El arbol de transmision (21) y el rotor de tornillo (40) estan dispuestos coaxialmente. Una parte del extremo de la punta del arbol de transmision (21) esta apoyado de forma giratoria mediante un soporte de cojinetes (60) posicionado sobre un lado de alta presion del mecanismo de compresion (20) (sobre un lado derecho en la direccion axial del arbol de transmision (21) como se observa en la FIG. 1). El soporte de cojinetes (60) soporta el arbol de transmision (21) mediante cojinetes de bolas (61).
Como se ilustra en las FIG. 3 y 4, el rotor de tornillo (40) es un elemento de metal formado en una forma aproximadamente cillndrica. El rotor de tornillo (40) esta ajustado de forma giratoria a la pared cillndrica (30), y una superficie circunferencial externa de la misma entra en contacto de forma deslizante con una superficie circunferencial interna de la pared cillndrica (30). Una pluralidad de ranuras helicoidales (41) (en la presente realizacion, 6 ranuras helicoidales) que se extienden de forma helicoidal desde un extremo del rotor de tornillo (40) al otro extremo se forman en la circunferencia externa del rotor de tornillo (40).
Como se observa en la FIG. 4, un extremo izquierdo de cada ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) es un punto de inicio, y un extremo derecho es un punto terminal. Ademas, una parte del extremo izquierdo del rotor de tornillo (40) como se observa en la FIG. 4 (parte extrema sobre un lado de aspiracion) se forma para ser ahusado.
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En el rotor de tornillo (40) ilustrado en la FIG. 4, el punto de inicio de la ranura helicoidal (41) se abre en la superficie de extremo izquierdo que se ha formado para ser ahusada, y el punto terminal de la ranura helicoidal (41) no se abre en la superficie del extremo derecho.
Una de las superficies de pared laterales (42, 43) a ambos lados de la ranura helicoidal (41), que esta posicionada sobre un lado frontal en una direccion de movimiento de las compuertas (51) (sobre el lado derecho como se observa en la FIG. 4), es la primera superficie de pared lateral (42), y la otra que esta posiciona sobre un lado trasero en la direccion de movimiento de las compuertas (51) (sobre el lado izquierdo como se observa en la FIG. 4) es la segunda superficie de pared lateral (43). Cada ranura helicoidal (41) esta formada con una parte del lado de aspiracion (45) y una parte del lado de descarga (46). Estas se describiran mas adelante.
Cada rotor de compuerta (50) es un elemento de resina en el que se proporciona radialmente una pluralidad de compuertas (51) (en la presente realizacion, 11 compuertas) formadas en una forma similar a una placa rectangular. Los rotores de compuerta (50) se disponen sobre un lado externo de la pared cillndrica (30) para ser axisimetricos sobre un eje de rotacion del rotor de tornillo (40). Es decir, en el rotor de tornillo (1) de la presente realizacion, se disponen dos rotores de compuerta (50) a un intervalo angular igual (en la presente realizacion, a un intervalo angular de 180°) alrededor de un eje de rotacion central del rotor de tornillo (40). Un eje central de cada rotor de compuerta (50) esta perpendicular al eje central del rotor de tornillo (40). Cada rotor de compuerta (50) esta dispuesto de tal modo que las compuertas (51) estan engranadas con las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40) con las compuertas (51) penetrando a traves de una parte de la pared cillndrica (30).
El rotor de compuerta (50) esta unido a un soporte de rotor (55) fabricado con metal (vease FIG. 3). El soporte de rotor (55) incluye una base (56), brazos (57), y un arbol (58). La base (56) esta formada en una forma similar a un disco ligeramente grueso. Hay el mismo numero de brazos (57) que de compuertas (51) del rotor de compuerta (50), y los brazos (57) se extienden radialmente y hacia fuera a partir de una superficie circunferencial externa de la base (56). El arbol (58) esta formado en una forma similar a una varilla, y dispuesto verticalmente sobre la base (56). Un eje central del arbol (58) coincide con un eje central de la base (56). El rotor de compuerta (50) esta unido a una superficie en un lado opuesto al arbol (58) respecto a la base (56) y los brazos (57). Cada brazo (57) entra en contacto con una superficie trasera de la compuerta (51).
Los soportes de rotor (55) a los cuales los rotores de compuerta (50) estan unidos se alojan en camaras de rotor de compuerta (90) definidas y formadas cerca de la pared cillndrica (30) en la carcasa (10) (vease FIG. 2). El soporte de rotor (55) dispuesto sobre el lado derecho del rotor de tornillo (40) como se observa en la FIG. 2, esta instalado con el rotor de compuerta (50) que esta dispuesto sobre un lado extremo inferior. Por otra parte, el soporte de rotor (55) dispuesto sobre el lado izquierdo del rotor de tornillo (40) como se observa en la FIG. 2, esta instalado con el rotor de compuerta (50) que esta dispuesto sobre un lado extremo superior. El arbol (58) de cada soporte de rotor (55) esta soportado de forma giratoria mediante cojinetes de bolas (92, 93) en un alojamiento de cojinete (91) de la camara de rotor de compuerta (90). Cada camara de rotor de compuerta (90) se comunica con el espacio de baja presion (S1).
En el mecanismo de compresion (20), un espacio rodeado por una superficie circunferencial interna de la pared cillndrica (30), de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40), y la compuerta (51) del rotor de compuesta (50) define una camara de compresion (23). Una parte extrema del lado de aspiracion de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) se abre al espacio de baja presion (S1), y tal parte de abertura funciona como un puerto de aspiracion (24) del mecanismo de compresion (20).
El compresor de tornillo (1) se proporciona con valvulas de corredera (70) como mecanismo de control de capacidad. Las valvulas de corredera (70) se proporcionan en partes de alojamiento de valvula corredera (31) en las que dos partes de la pared cillndrica (30) en la direccion circunferencial de la misma sobresale hacia fuera en una direccion radial. Una superficie interna de la valvula corredera (70) define una parte de la superficie circunferencial interna de la pared cillndrica (30), y la valvula corredera (70) esta configurada para deslizarse en una direccion axial de la pared cillndrica (30).
Cuando se desliza la valvula de corredera (70) hacia el espacio de alta presion (S2) (hacia el lado derecho en la direccion axial del arbol de transmision (21) como se observa en la FIG. 1), se forma axialmente un espacio entre la superficie extrema (P1) de la parte que aloja la valvula de corredera (31) y una superficie extrema (P2) de la valvula de corredera (70). Tal espacio formado axialmente funciona como un trazado de desviacion (33) para hacer volver refrigerante desde la camara de compresion (23) al espacio de baja presion (S1). Cuando se cambia el grado de abertura del trazado de desviacion (33) moviendo la valvula de corredera (70), se cambia la capacidad del mecanismo de compresion (20). La valvula de corredera (70) esta formada con un puerto de descarga (25) para hacer que la camara de compresion (23) se comunique con el espacio de alta presion (S2).
Se proporciona en el compresor de tornillo (1) un mecanismo de transmision de valvula de corredera (80) para conducir de forma deslizante la valvula de corredera (70). El mecanismo de transmision de valvula corredera (80)
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incluye un cilindro (81) fijado al soporte de cojinetes (60); un piston (82) cargado en el cilindro (81); un brazo (84) conecta a una varilla de piston (83) del piston (82); varillas de conexion (85) para conectar el brazo (84) a las valvulas de corredera (70); y resortes (86) para desviar el brazo (84) a la derecha como se observa en la FIG. 1 (en una direccion de separacion del brazo (84) desde la carcasa (10)).
En el mecanismo de transmision de valvula corredera (80) ilustrado en la FIG. 1, una presion interna en un espacio en el lado izquierdo del piston (82) (espacio sobre el lado del rotor de tornillo (40) respecto al del piston 82)) es mayor que el del espacio sobre el lado derecho del piston (82) (espacio sobre el lado del brazo (84) respecto al piston 82)). El mecanismo de transmision de valvula corredera (80) esta configurado para ajustar una posicion de la valvula de corredera (70) ajustando la presion interna en el espacio sobre el lado derecho del piston (82) (es decir, presion de gas en el espacio del lado derecho).
Durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1), la presion de aspiracion del mecanismo de compresion (20) actua sobre una superficie extrema axial de la valvula de corredera (70), y la presion de descarga del mecanismo de compresion (20) actua sobre la otra. Esto realiza una fuerza en una direccion de empujar la valvula de corredera (70) hacia el lado del espacio de baja presion (S1) que actua constantemente sobre la valvula de corredera (70) durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1). En consecuencia, cuando se cambia la presion interna en los espacios sobre el lado izquierdo y derecho del piston (82) en el mecanismo de transmision de valvula de corredera (80), se cambia la magnitud de una fuerza en una direccion de tirar la valvula de corredera (70) hacia el lado del espacio de alta presion (S2), cambiando de este modo la posicion de la valvula de corredera (70).
Como se ha descrito anteriormente, la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) esta formada con la parte del lado de aspiracion (45) y la parte del lado de descarga (46). La parte del lado de aspiracion (45) y la parte del lado de descarga (46) se describira en referencia a las FIG. 4-6. La FIG. 5 ilustra un estado en el que una compuerta (51a) se posiciona en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), y en la que una compuerta (51b) se posiciona en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41). Ademas, La FIG. 6 es una vista en desarrollo del rotor de tornillo (40).
Un angulo 0 en la FIG. 6 representa un angulo sobre el eje de rotacion central del rotor de tornillo (40). El angulo 0 tiene 0° (grado cero) a una posicion en la que una "llnea L1, que conecta el centro en la direccion de anchura de la compuerta (51) que se mueve relativamente en la ranura helicoidal (41), al centro de rotacion O del rotor de compuerta (50)" esta perpendicular a un "eje de rotacion central L2 del rotor de tornillo (40)" (vease FIG. 10). El angulo 0 es positivo (+) cuando el rotor de tornillo (40) gira en su direccion de rotacion, y es negativo (-) cuando el rotor de tornillo (40) gira en una direccion opuesta a la direccion de rotacion.
Como se ilustra en las FIG. 4 y 6, en cada ranura helicoidal (41), una parte que se extiende desde el punto de inicio hasta una posicion en el recorrido de compresion define la parte del lado de aspiracion (45), y la parte restante (es decir, la parte que se extiende desde la posicion en el recorrido de compresion hasta el punto terminal) define la parte del lado de descarga (46). Es decir, en cada ranura helicoidal (41), un area hasta un punto en el que la camara de compresion (23) esta completamente cerrada, y un area que corresponde a una parte del recorrido de compresion son la parte del lado de aspiracion (45), y las areas que corresponden a la parte restante del recorrido de compresion, y todas las partes de un recorrido de descarga son la parte del lado de descarga (46).
En la ranura helicoidal (41), la parte que corresponde a el recorrido de compresion significa una parte que se extiende desde una posicion de la compuerta (51) en el momento del estado completamente cerrado en el que la camara de compresion (23) esta bloqueada del espacio de baja presion (S1) por la compuerta (51), hasta una posicion de la compuerta (51) inmediatamente antes de que empiece la comunicacion entre la camara de compresion (23) y el puerto de descarga (25). Ademas, en la ranura helicoidal (41), la parte que corresponde a el recorrido de descarga significa una parte que se extiende desde la posicion de la compuerta (51) en el momento del inicio de la comunicacion entre la camara de compresion (23) y el puerto de descarga (25), hasta el punto terminal de la ranura helicoidal (41).
Como se ilustra en la FIG. 5, en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), casi no hay holgura entre las superficies de la pared laterales (42, 43) en ambos lados de la parte del lado de descarga (46) y la superficie de la pared interior (44), y la compuerta (51). Es decir, en la parte del lado de descarga (46), las superficies de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) entran en contacto sustancialmente con la compuerta (51). Especlficamente, en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), la anchura de la ranura helicoidal (41) en una seccion transversal que contiene el eje de rotacion del rotor de tornillo (40) (seccion transversal ilustrada en la FIG. 5) es aproximadamente la misma que la de la compuerta (51). Ademas, en la parte del lado de descarga (46), la distancia desde el eje de rotacion del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) es aproximadamente la misma que la que hay desde el eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51).
Sin embargo, en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), las superficies de la pared (42, 43,
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44) de la ranura helicoidal (41) no se requiere que entre en contacto flsicamente con la compuerta (51), y puede que no exista ningun problema si un espacio diminuto esta presente entre la superficie de la pared (42, 43, 44) y la compuerta (51). Si tal espacio puede sellarse mediante una pellcula de aceite fabricada con aceite lubricante, la hermeticidad en la camara de compresion (23) puede mantenerse sin el contacto flsico entre la superficie de la pared (42,43,44) y la compuerta (51).
En la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), las holguras entre las superficies de pared (42,
43) a ambos lados de la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) son mas anchas que aquellas entre las superficies de la pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51). La holgura entre la superficie de la pared (42, 43) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) se estrecha gradualmente a medida que la compuerta (51) se mueve desde el punto de inicio al punto terminal en la ranura helicoidal (41). Especlficamente, en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), la anchura de la ranura helicoidal (41) en la seccion transversal que contiene el eje de rotacion del rotor de tornillo (40) (seccion transversal ilustrada en la FIG. 5) es al mas ancha que la de la compuerta (51), y se estrecha gradualmente desde el punto de inicio hasta el punto terminal en la ranura helicoidal (41).
En la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), la holgura entre la superficie de la pared inferior
(44) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) es mas ancha que la que hay entre la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51). La holgura entre la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) se estrecha gradualmente a medida que la compuerta (51) se mueve desde el punto de inicio al punto terminal en la ranura helicoidal (41). Especlficamente, en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), la distancia desde el eje de rotacion del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) es algo mas larga que la que hay desde el eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51), y se acorta gradualmente desde el punto de inicio hasta el punto terminal en la ranura helicoidal
(41).
En la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), el espacio entre la superficie de la pared (42, 43,
44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se sella hasta cierto punto mediante la pellcula de aceite fabricada con aceite lubricante. Una presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) posicionados en la parte del lado de aspiracion (45) es mas pequena que la que hay entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) en la parte del lado de descarga (46). En consecuencia, en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), incluso si el espacio entre la superficie de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) tiene la cierta anchura, puede mantenerse la hermeticidad en la camara de compresion (23).
En la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41), una holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) en el area de la ranura helicoidal (41), que se extiende desde el punto de inicio hasta la posicion de la compuerta (51) en el momento de cerrar completamente la camara de compresion (23), es mucho mas ancha que la que hay en el area restante. En el area de la ranura helicoidal (41), que se extiende desde el punto de inicio hasta la posicion de la compuerta (51) en el momento de cerrar completamente la camara de compresion (23), la holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) no se cambia necesariamente, y puede fijarse.
Funcionamiento
Se describira el funcionamiento del compresor monotornillo (1).
Cuando se enciende el motor electrico en el compresor monotornillo (1), el rotor de tornillo (40) gira en respuesta a la rotacion del arbol de transmision (21). Los rotores de compuerta (50) tambien giran en respuesta a la rotacion del rotor de tornillo (40), y el mecanismo de compresion (20) repite la aspiracion, compresion, y recorridos de descarga. Una camara de compresion (23) que es la parte sombreada en las FIG. 7 se describira a continuation.
En la FIG. 7 (A), las camaras de compresion (23) se comunican con el espacio de baja presion (S1). Las ranuras helicoidales (41) en las que las camaras de compresion (23) estan formadas se engranan con las compuertas (51) del rotor de compuerta (50) posicionado sobre un lado inferior como se observa en la FIG. 7 (A). Cuando rota el rotor de tornillo (40), las compuertas (51) se mueven relativamente hacia los puntos terminales de las ranuras helicoidales (41), y a continuacion el volumen de la camara de compresion (23) aumenta en respuesta al mismo. En consecuencia, el gas refrigerante de baja presion en el espacio de baja presion (S1) es aspirado dentro de la camara de compresion (23) a traves del puerto de aspiracion (24).
Una rotacion adicional del rotor de tornillo (40) lleva a un estado ilustrado en la FIG. 7 (B). En la FIG. 7 (B), la camara de compresion sombreada (23) esta en el estado completamente cerrado. Es decir, la ranura helicoidal (41) en la que tal camara de compresion (23) esta formada se engrana con la compuerta (51) del rotor de compuerta (50)
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posicionado sobre un lado superior como se observa en la FIG. 7 (B), y se separa del espacio de baja presion (S1) mediante la compuerta (51). Cuando la compuerta (51) se mueve relativamente hacia el punto terminal de la ranura helicoidal (41) en respuesta a la rotacion del rotor de tornillo (40), el volumen de la camara de compresion (23) se reduce gradualmente. En consecuencia, el gas refrigerante en la camara de compresion (23) se comprime.
Una rotacion adicional del rotor de tornillo (40) lleva a un estado ilustrado en la FIG. 7 (C). En la FIG. 7 (C), la camara de compresion sombreada (23) se comunica con el espacio de alta presion (S2) a traves del puerto de descarga (25). Cuando la compuerta (51) se mueve relativamente hacia el punto terminal de la ranura helicoidal (41) en respuesta a la rotacion del rotor de tornillo (40), el gas refrigerante comprimido se empuja desde la camara de compresion (23) al espacio de alta presion (S2).
En este punto, en el mecanismo de compresion (20), la camara de compresion (23) rodeada por la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) y la pared cillndrica (30) de la carcasa (10) esta dividida en dos partes mediante la compuerta (51). En la camara de compresion (23) dividida por la compuerta (51), una parte comunica con el espacio de baja presion (S1), y la otra parta es un espacio cerrado o comunica con el espacio de alta presion (S2). Durante el recorrido de compresion del mecanismo de compresion (20), la presion interna de la camara de compresion (23) que es el espacio cerrado aumenta gradualmente, aumentando de este modo la presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51). Por otra parte, durante el recorrido de descarga del mecanismo de compresion (20), en la camara de compresion (23) dividida en dos partes por la compuerta (51), la presion interna en una parte es aproximadamente igual a la del espacio de alta presion (S2), y la presion interna en la otra parte es aproximadamente igual a la del espacio de baja presion (S1).
Como se ha descrito anteriormente, en el mecanismo de compresion (20), la presion diferencial entre los lados frontales y laterales de la compuerta (51) aumenta gradualmente durante el recorrido de compresion, y la presion diferencial entre los lados frontales y laterales de la compuerta (51) se mantiene en su valor maximo durante el recorrido de descarga. Es decir, la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23) aumente gradualmente durante el recorrido de compresion del mecanismo de compresion (20), y la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23) es maxima durante el recorrido de descarga.
En la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) de la presente realizacion, la holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) se estrecha gradualmente a medida que la compuerta (51) se mueve mas cerca al punto terminal de la ranura helicoidal (41), y la holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51) mas estrecha que la que la de la parte del lado de aspiracion (45). En el transcurso de mover relativamente la compuerta (51) desde el punto de inicio hacia el punto terminal en la ranura helicoidal (41), cuando la hermeticidad en la camara de compresion (23) no es necesariamente alta, la holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se amplia, y reduciendo la resistencia al deslizamiento entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (51). Por otra parte, cuando se requiere la alta hermeticidad en la camara de compresion (23), la holgura entre la superficie de la pared (42, 43,44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se estrecha, manteniendo de este modo la hermeticidad requerida.
Metodo para procesar el rotor de tornillo
El rotor de tornillo (40) de la presente realizacion se procesa usando un centro mecanizado de 5 ejes (100) que es un procesador de 5 ejes.
Como se ilustra en la FIG. 8, el centro de mecanizado de 5 ejes (100) incluye un arbol principal (101) al cual se une una herramienta de corte (110) tal como una fresa de espiga; y una columna (102) a la cual se une el arbol principal (101). Ademas, el centro de mecanizado de 5 ejes (100) incluye una mesa giratoria (104) unida de forma giratoria a una base de mesa (103); y una parte de sujecion (105) para sujetar una pieza (120) siendo un objeto para cortar, que se instala sobre la mesa giratoria (104).
Como se ilustra en la FIG. 9, en el centro de mecanizado de 5 ejes (100), se asignan tres grados al lado de la herramienta, y se asignan dos grados de libertan al lado de la pieza (120). Especlficamente, el arbol principal (101) es movil en una direccion de eje X perpendicular al eje de rotacion del arbol principal (101), una direction de eje Y perpendicular al eje de rotacion y la direccion de eje X, y una direccion de eje Z que es la direccion de eje de rotacion. La parte de sujecion (105) es giratoria sobre su eje central (sobre un eje A). La mesa giratoria (104) a la cual esta unida la parte de sujecion (105) es giratoria sobre un eje perpendicular a la direccion axial de la parte de sujecion (105) (sobre un eje B). Es decir, en el centro de mecanizado de 5 ejes (100), la herramienta de corte (110) es movil de forma paralela a las direcciones de eje X, eje Y, y eje Z, mientras que la pieza (120) es giratoria sobre los ejes A y B.
En el centro de mecanizado de 5 ejes (100), la herramienta de corte (110) se mueve en base a una trayectoria de herramienta que se proporciona de antemano como datos numericos, procesando de este modo la pieza (120) que
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sera el rotor de tornillo (40). El centro de mecanizado de 5 ejes (100) realiza secuencialmente una pluralidad de procesos desde una corte en bruto hasta un acabado usando una pluralidad de tipos de herramientas de corte (110).
La trayectoria de herramienta en el procesamiento de acabado se establece de forma que las superficies de la pared (42, 43, 44) en la parte del lado de aspiracion (45) y en la parte del lado de descarga (46) estan formadas en una forma predeterminada en la ranura helicoidal (41) de la pieza (120) que sera el rotor de tornillo (40). Es decir, en el procesamiento de acabado, la trayectoria de herramienta se establece de modo que una cantidad de corte en la parte del lado de aspiracion (45) es mas grande que la de la parte del lado de descarga (46), y de modo que la cantidad de corte en la parte del lado de aspiracion (45) disminuye gradualmente hacia el punto terminal de la ranura helicoidal (41).
Ventajas de la invencion
En la presente realizacion, ambas superficies laterales y la superficie de extremo de la punta de la compuerta (51) entran en contacto con las superficies de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41), mientras que hay cierta anchura de espacio entre la superficie de la pared (42, 43, 44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41). Es decir, cuando la presion interna en la camara de compresion (23) es algo alta, y la presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) es relativamente grande, se mantiene la hermeticidad en la camara de compresion (23), evitando de este modo la fuga del gas refrigerante desde la camara de compresion (23). Por otra parte, cuando la presion interna en la camara de compresion (23) no es lo tan alta, y la presion diferencial entre los lados frontales y traseros de la compuerta (51) es relativamente pequena, la holgura entre la superficie de la pared entre la superficie de la pared de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se amplia, reduciendo de este modo la resistencia al deslizamiento entre estas.
En consecuencia, de acuerdo con la presente realizacion, se reduce la cantidad del refrigerante que se fuga de la camara de compresion (23), garantizando de este modo un caudal de refrigerante descargado desde el compresor monotornillo (1). Ademas, se reduce la energla consumida debido a un deslizamiento de los rotores de compuerta (50) en el rotor de tornillo (40), reduciendo de este modo el consumo de energla del compresor monotornillo (1).
En la presente realizacion, la holgura entre la superficie de la pared (42, 43, 44) en la parte del lado de aspiracion
(45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se cambia gradualmente, considerando la hermeticidad requerida en la camara de compresion (23), que se vuelve mas alta a medida que la compuerta (51) se mueve relativamente en la ranura helicoidal (41). En consecuencia, de acuerdo con la presente realizacion, ambas reducciones en la fuga de fluido de la camara de compresion (23), y en la resistencia al deslizamiento entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50) puede lograrse a un nivel mas alto.
Ejemplo modificado 1 de la realizacion
En el rotor de tornillo (40) de la realizacion anteriormente descrita, el espacio se forma entre la superficie de la pared lateral (42, 43) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y una superficie lateral de la compuerta (51), y el espacio tambien se forma entre la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51). Por otra parte, el espacio puede formarse entre la superficie de la pared lateral (42, 43) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la superficie lateral de la compuerta (51), y la holgura entre la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) puede establecerse sustancialmente a cero. En este caso, la energla consumida debido a la resistencia al deslizamiento entre la pared de la superficie lateral (42, 43) de la ranura helicoidal (41) y la superficie lateral de la compuerta (51) se reduce, reduciendo de este modo el consumo de energla del compresor de tornillo (1) en comparacion con los compresores de tornillo convencionales.
Ejemplo modificado 2 de la realizacion
Como se ilustra en la FIG. 10, en el compresor de tornillo (1) de la realizacion anteriormente descrita, puede formarse un espacio solo entre la primera superficie de pared lateral (42) de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) (es decir, la superficie de la pared lateral de la ranura helicoidal (41), que esta posicionada sobre el lado frontal en la direccion de movimiento de la compuerta (51)) y la superficie lateral de la compuerta (51).
En el rotor de tornillo (40) ilustrado en la FIG. 10, el espacio se forma entre una parte de la primera superficie de pared lateral (42) que corresponde a la parte del lado de aspiracion (45) y la superficie lateral de la compuerta (51); y una holgura entre una parte de la primera superficie de pared lateral (42) que corresponde a la parte del lado de descarga (46) y la superficie lateral de la compuerta (51) es sustancialmente "0 (cero)". Ademas, en el area de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40), que se extiende desde el punto de inicio al punto terminal, la holgura entre la segunda superficie de pared lateral (43) y la superficie lateral de la compuesta (51) es sustancialmente "0
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(cero)", y la holgura entre la superficie de pared inferior (44) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) es sustancialmente "0 (cero)".
Como se ilustra en la FIG. 11, en el rotor de tornillo (40) del presente ejemplo modificado, la primera superficie de pared lateral (42) de la ranura helicoidal (41) que corresponde a la parte del lado de aspiracion (45) se retira parcialmente. En consecuencia, la anchura de la ranura en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal
(41) es mas ancha que la anchura de la compuerta (51). En la FIG. 11, una cadena de llneas discontinuas dobles indica una superficie de pared lateral virtual (42') en el caso de que la ranura helicoidal (41) tenga la misma anchura que la de la compuerta (51). Cuando se establece la trayectoria de herramienta de la herramienta de corto (110) en el centro de mecanizado de 5 ejes (100), se calculan en primer lugar las coordenadas de la superficie de la pared lateral virtual (42'). Posteriormente, las coordinadas calculadas de la superficie de la pared lateral virtual (42') se mueve por AW, estableciendo de este modo las coordenadas de la parte de la primera superficie de pared lateral
(42) que corresponde a la parte del lado de aspiracion (45).
Como se ilustra en la FIG. 12, en el compresor de tornillo (1) del presente ejemplo modificado, una holgura C entre la primera superficie de pared lateral (42) de la ranura helicoidal (41) y la superficie lateral de la compuerta (51) es sustancialmente "0 (cero)" a un punto terminal de la parte del lado de aspiracion (45) (es decir, un llmite entre la parte del lado de aspiracion (45) y la parte del lado de descarga (46)), y aumente gradualmente desde un punto terminal hacia un punto de inicio de la parte del lado de aspiracion (45). Es decir, la holgura entre la parte de la primera superficie de pared lateral (42) que corresponde a la parte del lado de aspiracion (45) y la superficie lateral de la compuerta (51) se estrecha gradualmente hacia el punto terminal de la parte del lado de aspiracion (45). De este modo, en la FIG. 10, una holgura C1 entre una primera superficie de pared lateral (42) de una ranura helicoidal (41c) y una superficie lateral de la compuerta (51 c) es mas estrecha que una holgura C2 entre una primera superficie de pared lateral (42) de una ranura helicoidal (41d) y una superficie lateral de una compuerta (51 d).
Ademas, como se ilustra en la FIG. 12, la holgura entre la parte de la primera superficie de pared lateral (42) que corresponde a la parte del lado de descarga (46) y la superficie lateral de la compuerta (51) es sustancialmente "0 (cero)" en un area que se extiende desde un punto de inicio de la parte del lado de descarga (46) (es decir, el llmite entre la parte del lado de aspiracion (45) y la parte del lado de descarga (46)) hasta un punto terminal de la parte del lado de descarga (46).
En el rotor de tornillo (40) del presente ejemplo modificado, la holgura C entre la primera superficie de pared lateral (42) de la ranura helicoidal (41) y la superficie lateral de la compuerta (51) puede aumentar linealmente desde el punto terminal de la parte del lado de aspiracion (45) hacia el punto de inicio de la parte del lado de aspiracion (45) como se ilustra mediante una llnea continua en la FIG. 12, o puede aumentar a lo largo de una curva cuadratica desde el punto terminal de la parte del lado de aspiracion (45) hacia el punto de inicio de la parte del lado de aspiracion (45) como se ilustra mediante una llnea discontinua en la FIG. 12.
Ejemplo modificado 3 de la realizacion
En el compresor de tornillo (1) de la realizacion anteriormente descrita, el rotor de tornillo (40) puede formarse con un espacio entre la superficie de pared inferior (44) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) a lo largo de la longitud completa de la ranura helicoidal (41). Es preferente que la holgura entre la parte de la superficie de pared inferior (44) que corresponde a la parte del lado de descarga (46) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) se establezca a un valor de forma que la superficie de pared inferior (44) entra en contacto con la compuerta (51) durante el funcionamiento del compresor de tornillo (1).
En este punto, durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1), fluye refrigerante a baja temperatura comprimido previamente o refrigerante a alta temperatura comprimido en el compresor monotornillo (1). Esto hace que las temperaturas en partes del compresor monotornillo (1) sean diferentes entre ellas, haciendo de este modo la cantidad de deformacion termica en partes distintas entre ellas. De este modo, un estado de temperatura ambiente en el que, cuando el compresor de tornillo (1) se detiene, la temperatura en las partes del mismo son aproximadamente la misma que difiere desde una temperatura de estado en funcionamiento en la que, cuando el compresor de tornillo (1) se hace funcionar, la temperatura en las partes del mismo son distintas entre ellas, en formas del rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (50) mismos, y en una posicion relativa entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50). En ciertos casos, la superficie del extremo de la punta (51) se empuja firmemente contra la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40), resultando en un aumento en la resistencia a la friccion entre las mismas en tal estado.
Por otra parte, como se ilustra en las FIG. 13, en el presente ejemplo modificado, una distancia D1 desde el eje de rotacion central O del rotor de compuerta (50) a la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de descarga
(46) es mas larga que la distancia D2 desde el eje de rotacion central O del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51), no haciendo entrar en contacto de este modo la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) con el rotor de tornillo (40) a lo largo de la longitud completa de la
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ranura helicoidal (41) en el estado de temperatura ambiente (vease FIG. 13 (A)), y haciendo entrar en contacto la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) con el rotor de tornillo (40) a lo largo de la longitud completa de la ranura helicoidal (41) en el estado de temperatura en funcionamiento (vease FIG. 13 (B)). La FIG. 13 es el compresor de tornillo (1) del ejemplo modificado 2 al cual se aplica el presente ejemplo modificado.
En consecuencia, de acuerdo con el presente ejemplo modificado, la resistencia de friccion entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50) puede reducirse incluso si “las formas del rotor de tornillo (40) y los rotores de compuerta (50) mismos” o la “posicion relativa entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50)” se cambia desde el estado de temperatura ambiente al estado de temperatura en funcionamiento durante el funcionamiento del compresor monotornillo (1), dando como resultado el espacio estrechado entre la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) del rotor de tornillo (40) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51).
Entretanto, existen compresores de tornillo, cada uno de los cuales incluye un rotor monotornillo y un rotor de compuerta unica. En compresores de tornillo de este tipo, incluso si una superficie de pared inferior de una ranura helicoidal entra en contacto con una superficie del extremo de la punta de una compuerta en el estado de temperatura en funcionamiento, el rotor de tornillo puede moverse ligeramente hacia una direccion perpendicular a un eje de rotacion central del mismo, sin aumentar de este modo la resistencia de friccion entre el rotor de tornillo y el rotor de compuerta.
Sin embargo, en el compresor de tornillo (1) de la realizacion anteriormente descrita, se disponen dos rotores de compuerta (50) para ser axisimetricos sobre el eje de rotacion del rotor de tornillo (40). Es decir, en el compresor de tornillo (1), los rotores de compuerta (50) se disponen a ambos lados del rotor de tornillo (40) en la direccion perpendicular al eje de rotacion del rotor de tornillo (40). De este modo, cuando la compuerta (51) se empuja firmemente contra la superficie de la pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) en el estado de temperatura en funcionamiento, el rotor de tornillo (40) se sujeta de ambos lados en la direccion perpendicular al eje de rotacion central del rotor de tornillo (40) mediante las compuertas (51), siendo de este modo mas probable que aumente excesivamente la resistencia de friccion entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50).
Por otra parte, en el compresor de tornillo (1) del presente ejemplo modificado, la distancia D1 desde el eje de rotacion central O del rotor de compuerta (50) a la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) es mas larga que la distancia D2 desde el eje de rotacion central O del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) en el estado de temperatura ambiente. Esto resulta en una resistencia de friccion menor entre el rotor de tornillo (40) y el rotor de compuerta (50) incluso si el espacio entre la superficie de pared inferior (44) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se estrecha en el estado de temperatura en funcionamiento.
Ejemplo modificado 4 de la realizacion
En el compresor de tornillo (1) de la realizacion anteriormente descrita, el arbol (58) del soporte de rotor (55) se dispone solo sobre el lado trasero del rotor de compuerta (50), y los cojinetes de bolas (92, 93) para soportar el arbol (58) tambien se disponen solo sobre el lado trasero del rotor de compuerta (50). Por otra parte, el arbol (58) del soporte de rotor (55) puede disponerse para penetrar a traves del rotor de compuerta (50), y cada uno de los cojinetes de bolas (o cojinetes de rodillos) para soportar el arbol (58) pueden disponerse sobre los lados frontales y traseros del rotor de compuerta (50).
Las realizaciones descritas anteriormente se proporcionan como ejemplos preferentes, y no se pretende limitar la presente invention, objetos a los que se aplica la presente invention, o uso de la misma.
APLICABILIDAD INDUSTRIAL
Como se ha descrito anteriormente, la presente invencion es util en un compresor monotornillo.

Claims (5)

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    15
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    REIVINDICACIONES
    1. Un compresor monotornillo que comprende:
    un rotor de tornillo (40) formado con ranuras helicoidales (41) en una circunferencia externa; una carcasa (10) en la que se aloja el rotor de tornillo (40); y
    rotores de compuerta (50) con una pluralidad de compuertas (51) formadas radialmente para engranarse con las ranuras helicoidales (41) del rotor de tornillo (40), en el que
    el compresor monotornillo comprime fluido en una camara de compresion (23) definida por el rotor de tornillo (40), la carcasa (10) y la compuerta (51), moviendo relativamente la compuerta (51) desde un punto de inicio hasta un punto terminal en la ranura helicoidal (41); y
    una parte del lado de descarga (46) es una parte de la ranura helicoidal (41) a partir de una posicion predeterminada en un recorrido de compresion hasta el punto terminal, y una holgura entre una superficie de pared lateral (42, 43) en una parte del lado de aspiracion (45) que es una parte de la ranura helicoidal (41) distinta de la parte del lado de descarga (46), y una superficie lateral de la compuerta (51) es mas ancha que la que hay entre una superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la superficie lateral de la compuerta (51),
    caracterizado por que
    en el rotor de tornillo (40), solo la superficie de pared lateral (42) de un par de las superficies de pared lateral de la ranura helicoidal (41), que esta posicionada sobre un lado frontal en una direccion de movimiento de la compuerta (51) se retira parcialmente de modo que la holgura entre la superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de aspiracion (45) y la compuerta (51) es mas ancha que la que hay entre la superficie de pared lateral (42, 43) en la parte del lado de descarga (46) y la compuerta (51), y
    de las superficies de pared lateral (42, 43) de la ranura helicoidal (41), la holgura entre la superficie de pared lateral (43) y la superficie lateral de la compuerta (51) es sustancialmente cero desde el punto de inicio hasta el punto terminal en la ranura helicoidal (41), estando la superficie de pared lateral (43) posicionada sobre un lado trasero en la direccion de movimiento de la compuerta (51).
  2. 2. El compresor monotornillo segun la reivindicacion 1, en el que la holgura entre la superficie de pared en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y la compuerta (51) se estrecha gradualmente a medida que la compuerta (51) se mueve hacia el punto terminal de la ranura helicoidal (41).
  3. 3. El compresor monotornillo segun la reivindicacion 1 o 2, en el que una holgura entre una superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de aspiracion (45) de la ranura helicoidal (41) y una superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) es mas ancha que la que hay entre una superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) de la ranura helicoidal (41) y la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51).
  4. 4. El compresor monotornillo segun la reivindicacion 1 o 2, en la que una distancia desde un eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie de pared inferior (44) en la parte del lado de descarga (46) se hace mas larga que la del eje de rotacion central del rotor de compuerta (50) hasta la superficie del extremo de la punta del rotor de compuerta (51) de modo que la superficie del extremo de la punta de la compuerta (51) entra en contacto con la superficie de pared interior (44) en la parte del lado de descarga (46) solo durante un funcionamiento del compresor monotornillo.
  5. 5. El compresor monotornillo segun la reivindicacion 1 o 2, en la que la pluralidad de rotores de compuerta (50) se disponen a un intervalo angular igual alrededor de un eje de rotacion central del rotor de tornillo (40).
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