ES2924428T3 - Compresor hermético - Google Patents

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ES2924428T3 ES17206504T ES17206504T ES2924428T3 ES 2924428 T3 ES2924428 T3 ES 2924428T3 ES 17206504 T ES17206504 T ES 17206504T ES 17206504 T ES17206504 T ES 17206504T ES 2924428 T3 ES2924428 T3 ES 2924428T3
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Abstract

La invención en cuestión se refiere al campo tecnológico de los compresores alternativos y los filtros silenciadores acústicos. Se da a conocer un compresor hermético, provisto de al menos una cámara de expansión de fluido, cuyo volumen útil está estrechamente definido entre un tramo de una de las caras (interior o exterior) de la carcasa estanca del compresor y al menos un tramo de pared adosado contiguo. a una de las caras del alojamiento estanco del compresor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Compresor hermético
Campo de la invención
La invención correspondiente se refiere a un compresor hermético y, más particularmente, a un compresor hermético provisto por lo menos de una cámara de expansión de fluido, es decir, una cámara atenuadora de pulsaciones que se puede utilizar en la línea de descarga (amortiguador de descarga) o en la línea de succión (amortiguador de succión).
De acuerdo con la invención correspondiente, el compresor hermético divulgado en la presente memoria se distingue por que comprende una carcasa hermética y por lo menos una sección de pared adicional, donde el volumen definido entre la carcasa hermética y la sección de pared adicional acaba definiendo dicha cámara de expansión de fluido.
Antecedentes de la invención
Como es bien conocido por los expertos en la materia, los compresores herméticos, especialmente los compuestos por mecanismos de compresión de desplazamiento positivo incluyen, entre otros componentes, cámaras de expansión de descarga (también denominadas "amortiguadores de descarga") y cámaras de expansión de succión (también denominadas "amortiguador de succión"). En líneas generales, las cámaras de expansión de fluido tienen la función general de atenuar las pulsaciones del fluido útil, siendo los principios de funcionamiento que rigen el funcionamiento pasivo de las cámaras de expansión de fluido ampliamente conocidos por los profesionales y teóricos del área de la acústica, además de encontrarse particularmente detallados en la literatura técnica especializada.
El estado de la técnica actual comprende una infinidad de modelos y construcciones de cámaras de expansión de fluido utilizadas en compresores herméticos.
Existen, por ejemplo, construcciones en las que el volumen de la cámara de expansión de descarga está definido por un cuerpo modular hueco dispuesto, de forma no anclada, en el interior de la carcasa hermética del compresor hermético. La comunicación fluídica entre el cabezal del mecanismo de compresión, el cuerpo modular hueco y el conducto de descarga se lleva a cabo mediante una tubería metálica rígida.
Existen, por ejemplo, construcciones en las que el volumen de la cámara de expansión de descarga se encuentra definido de manera integrada o parcialmente en el propio bloque compresor. La comunicación fluídica, entre el cabezal del mecanismo de compresión, el bloque compresor y el conducto de descarga, se lleva a cabo mediante una tubería metálica rígida.
Existen, por ejemplo, tal como se describe en el documento de patente US 4.782.858, construcciones en las que el volumen de la cámara de expansión de descarga está definido de manera integrada en la tapa del cabezal del mecanismo de compresión. La comunicación fluídica entre el cabezal del mecanismo de compresión y el conducto de descarga se lleva a cabo mediante una tubería metálica rígida.
Existen, por ejemplo, tal como se describe en el documento de patente US 2009/162215, construcciones en las que el volumen de la cámara de expansión de descarga está segmentado en dos, estando definido el primer "subvolumen" de manera integrada en la tapa del cabezal y definiéndose el segundo "subvolumen" entre la tapa del cabezal y la cara exterior de un segmento del bloque de cilindro de compresión, definiéndose la comunicación fluida entre los dos "subvolúmenes" en la propia disposición, sin que se modifique la estructura global del bloque de cilindro. La comunicación fluida entre el cabezal del mecanismo de compresión y el conducto de descarga se lleva a cabo mediante una tubería metálica rígida.
Sin embargo, se deberá observar que, independientemente del modelo o de la construcción de las cámaras de expansión conocidas, estas siempre se muestran dispuestas en el interior de la carcasa hermética del compresor, es decir, dispuestas en el ambiente interno, cuyo volumen útil se comparte con el mecanismo de compresión, como el motor eléctrico, con el bloque compresor, entre otros componentes y sistemas.
De manera general, el hecho de que se disponga una cámara de expansión en el interior de la carcasa hermética genera por lo menos tres inconvenientes, uno desde el punto de vista térmico, otro desde el punto de vista dimensional y el tercero relacionado con aspectos de fiabilidad.
Con respecto al punto de vista térmico, se observa que la cámara de expansión de descarga está dispuesta en un ambiente (en el interior de la carcasa hermética), cuya temperatura es inferior a la temperatura del fluido de descarga, es decir, la temperatura fuera de la cámara de expansión de descarga es menor que su temperatura interna. En consecuencia, el ambiente interno de la carcasa del compresor (fluido de succión) sufre un severo intercambio térmico, puesto que su temperatura se ve influenciada negativamente por la temperatura del fluido de descarga que circula a través de la cámara de expansión de descarga. Como consecuencia, se produce un aumento de la temperatura de succión del compresor y, de esta forma, se reduce la eficiencia volumétrica y, por tanto, la eficiencia energética del mismo.
En lo que respecta al punto de vista dimensional, se observa que la cámara de expansión de descarga ocupa un volumen útil que, de otro modo, se podría suprimir con el fin de permitir la miniaturización de la carcasa del compresor hermético, lo que actualmente es poco probable. Otra ventaja de reducir el volumen interno del compresor está relacionada con la incorporación de refrigerantes de alta presión adecuados, como el CO2, así como inflamables, con los que los compresores entran en la categoría de seguridad de recipientes a presión, y el volumen interno define la criticidad del daño. Por lo tanto, los compresores con volúmenes internos más pequeños resultan ventajosos para este tipo de uso.
Con respecto a la fiabilidad, se observa que la reducción de las masas montadas en el tubo de descarga, que tiene un movimiento relativo entre la carcasa y el conjunto interno del compresor, especialmente el bloque compresor, al transportar el compresor, y también en los momentos de accionado y apagado del compresor. La eliminación de dichas masas reduce las cargas sobre las tuberías y, además, evita los impactos de dichos volúmenes con los componentes internos y la carcasa del compresor.
Los compresores con una carcasa hermética y por lo menos un amortiguador según el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta también se describen en los documentos WO2010/025534 y WO2009/132934.
A partir del escenario descrito con anterioridad, emerge la invención correspondiente.
Objetivos de la invención
Así, el objetivo principal de la invención correspondiente es divulgar un compresor hermético, provisto por lo menos de una cámara de expansión de fluido, cuyo volumen útil se encuentra estrechamente definido entre una sección de una de las caras (interior o exterior) de la carcasa hermética del compresor y por lo menos una sección de pared unida de manera adyacente a una de las caras de la carcasa hermética del compresor.
En consecuencia, también es un objetivo de la invención correspondiente proporcionar una cámara de expansión de fluido menos susceptible a los intercambios térmicos y que ocupe menos o ningún espacio útil en el interior de la carcasa hermética del compresor hermético.
También es un objetivo de la invención correspondiente que la cámara de expansión de fluido del compresor hermético ahora considerado resulte menos susceptible a problemas y fallos de transporte y aplicación del compresor en los momentos de accionado y apagado del compresor.
De esta manera, uno de los objetivos de la invención correspondiente es que el concepto general de una cámara de expansión de fluido, cuyo volumen útil se encuentra estrechamente definido entre una sección de una de las caras (interior o exterior) de la carcasa hermética del compresor y por lo menos una sección de pared unida de manera adyacente a una de las caras de la carcasa hermética del compresor, se puede utilizar tanto como amortiguador de descarga como amortiguador de succión.
Breve descripción de la invención
Los objetivos resumidos anteriormente se alcanzan en su totalidad mediante el compresor hermético reivindicado en la reivindicación 1, que comprende una carcasa hermética, por lo menos un mecanismo de compresión alternativo dispuesto en el interior de la carcasa hermética y por lo menos una cámara de expansión de fluido (amortiguador). Dicha cámara de expansión de fluido se forma entre una de las caras de la carcasa hermética y la cara interior de un primer cuerpo modular, unida herméticamente a una de las caras de la carcasa hermética, y comprende por lo menos un camino de entrada y por lo menos un camino de salida.
De acuerdo con la invención correspondiente, la cámara de expansión de fluido puede comprender una cámara de expansión de fluido de descarga (amortiguador de descarga) o una cámara de expansión de fluido de succión (amortiguador de succión).
También de acuerdo con la invención correspondiente, la cámara de expansión de fluido puede ser externa (formada entre la cara exterior de la carcasa hermética y la cara interior de un primer cuerpo modular unido herméticamente a la cara exterior de la carcasa hermética) y/o interna (formada entre la cara interior de la carcasa hermética y la cara interior de un primer cuerpo modular unido herméticamente a la cara interior de la carcasa hermética).
Además, todavía de acuerdo con la invención correspondiente, el camino de entrada y el camino de salida de la cámara de expansión de fluido se pueden alinear o desalinear fluídicamente.
Opcionalmente, el compresor hermético descrito en el presente documento comprende además por lo menos una segunda cámara de expansión de fluido (amortiguador) conectada fluídicamente, en serie, a la cámara de expansión de fluido "principal".
En una de las formas de realización posibles de dicha forma de realización opcional, la segunda cámara de expansión de fluido es interna, estando dispuesta en el interior de la carcasa hermética, y puede estar formada, por lo menos parcialmente, entre la cara interior de la carcasa hermética y la cara interior de un segundo cuerpo modular, o estar formada, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior del primer cuerpo modular y la cara interior de un segundo cuerpo modular.
En otra de las formas de realización posibles de dicha forma de realización opcional, la segunda cámara de expansión de fluido es externa, estando dispuesta en el exterior de la carcasa hermética, y puede estar formada, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior de la carcasa hermética y la cara interior de un segundo cuerpo modular, o puede estar formada, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior del primer cuerpo modular y la cara interior de un segundo cuerpo modular.
Breve descripción de los dibujos
La invención correspondiente se detallará particularmente sobre la base de las figuras ilustrativas que se relacionan a continuación, en las que:
las figuras 1A y 1B ilustran, de forma esquemática, las formas de realización más básicas y simplificadas de la invención correspondiente;
las figuras 2A, 2B, 2C y 2D ilustran, de forma esquemática, posibles formas de realización de la forma de realización opcional de la invención correspondiente; y
la figura 3 ilustra, de forma esquemática, otra posible forma de realización de la forma de realización opcional de la invención correspondiente.
Descripción detallada de la invención
De acuerdo con los objetivos centrales de la invención correspondiente, se desea "desplazar" el volumen de una cámara de expansión de fluido tradicional (descarga o succión), normalmente desplazado en el interior de la carcasa hermética de un compresor hermético, a la proximidad de dicha carcasa hermética, de forma que dicho volumen pase a ser parte integrante de la carcasa del compresor.
Obviamente, dicha invención tiene el potencial de optimizar el volumen interno del compresor, además de reducir la emisión de calor en el interior de la carcasa, promoviendo una mayor eficiencia energética. Además, dicha invención simplifica el proceso de fabricación general del compresor, puesto que los procesos de soldadura fuerte tradicionales se sustituyen por procesos de soldadura más rápidos y menos costosos.
De manera general, el compresor hermético que se trata en el presente documento es un compresor hermético tradicional y, por supuesto, se han omitido y/o suprimido ciertos detalles que no son relevantes para la comprensión de la invención correspondiente. Se enfatiza de nuevo que la omisión o supresión de estos detalles (componentes que integran los mecanismos de compresión o de amortiguación, por ejemplo) no perjudica la plena comprensión de la invención correspondiente.
En las figuras 1A y 1B, se ilustra la invención correspondiente en su núcleo inventivo.
Tal como se ilustra en estas figuras, el compresor hermético descrito en el presente documento comprende una carcasa hermética y una cámara de expansión de fluido, consistiendo el gran mérito inventivo de la invención correspondiente en que dicha cámara de expansión de fluido, más que estar separada y conformada en sí misma, como ocurre en el estado de la técnica actual, se forma entre una de las caras de la carcasa hermética y la cara interior de un primer cuerpo modular unido herméticamente a una de dichas caras de la carcasa hermética.
En concreto, tal como se ilustra en la figura 1A, dicha cámara de expansión de fluido (2) es externa a la carcasa hermética (1), estando formada entre la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) del primer cuerpo modular (3) que, a su vez, se encuentra unido herméticamente a la misma cara exterior (12) de la carcasa hermética (1). Se observa además que, tal como se ilustra, dicha cámara de expansión de fluido (2) es una cámara de expansión de fluido de descarga.
En concreto, tal como se ilustra en la figura 1B, dicha cámara de expansión de fluido (2) es interna a la carcasa hermética (1), estando formada entre la cara interior (11) de dicha carcasa hermética (1) y la cara interior (31) del primer cuerpo modular (3) que, a su vez, está unido herméticamente a la misma cara interior (11) de dicha carcasa hermética (1). Se observa además que, tal como se ilustra, dicha cámara de expansión de fluido (2) es una cámara de expansión de fluido de succión.
En ambas formas de realización ilustradas en las figuras 1A y 1B, se observa que la cámara de expansión de fluido (2) comprende por lo menos un camino de entrada (21) y por lo menos un camino de salida (22).
En la forma de realización ilustrada en la figura 1A, el camino de entrada (21) está vinculado a medios de comunicación de fluido (tubo o simplemente orificio pasante, por citar solo dos ejemplos) que, sorteando la carcasa hermética (1), conectan su ambiente interno al volumen de la cámara de expansión de fluido (2). El camino de salida (22) está vinculado a medios de comunicación de fluido (conducto de descarga, por citar solo un ejemplo) capaces de permitir la conexión entre el compresor hermético y la línea de descarga de un sistema externo (que no se ilustra) como, por ejemplo, un sistema de refrigeración.
En la forma de realización ilustrada en la figura 1B, el camino de entrada (21) está vinculado a unos medios de comunicación fluídica (conducto de succión, por citar solo un ejemplo) que, sorteando la carcasa hermética (1), son capaces de permitir la conexión entre la línea de succión de un sistema externo (que no se ilustra) como, por ejemplo, un sistema de refrigeración y el compresor hermético. El camino de salida (22) está vinculado a unos medios de comunicación fluídica (tubo o simplemente orificio pasante, por citar solo dos ejemplos) capaces de conectar el volumen de la cámara de expansión de fluido (2) al ambiente interno del compresor o al cilindro del mecanismo de compresión (que no se ilustra).
En ambas formas de realización ilustradas en las figuras 1A y 1B, además del resto de formas de realización descritas en la invención correspondiente, el primer cuerpo modular (3) es preferentemente de aleación metálica y está unido a una de las caras (11 y 12) de la carcasa hermética (1), preferentemente mediante soldadura. Nada impide que el cuerpo modular se fabrique con otro tipo de materiales, como poliméricos, o que la fijación sea de formas alternativas como, por ejemplo, adhesivo.
A pesar de que la invención correspondiente no aborda intencionadamente cuestiones térmicas ni acústicas, vale la pena enfatizar que el formato general, dimensional y estructural del primer cuerpo modular (3), así como las características generales de los medios de sujeción, deben respetar las características de acústica de cada proyecto. A este respecto, es de suma importancia señalar que, en cualquiera de las formas de realización ilustradas en las figuras 1A y 1B, el camino de entrada (21) y el camino de salida (22) de la cámara de expansión de fluido (2) se pueden disponer fluídicamente alineada o fluídicamente desalineada.
En las figuras 2A, 2B, 2C y 2D, se ilustran algunas formas de realización opcionales de la invención correspondiente, de acuerdo con el núcleo inventivo descrito con anterioridad.
En todas estas formas de realización opcionales se observa la existencia de dicha cámara de expansión de fluido (2) (interna o externa con respecto a la carcasa hermética (1), formada entre una de las caras (11 y 12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3) unido herméticamente a una de las caras (11 y 12) de la carcasa hermética (1)) y la existencia de por lo menos una segunda cámara de expansión de fluido (4) conectada fluídicamente, en serie, a la cámara de expansión de fluido (2). Las cámaras de expansión de fluido (2 y 4) pueden conformar un volumen en serie para fluido de descarga o un volumen en serie para fluido de succión.
En líneas generales, la formación de la segunda cámara de expansión de fluido (4) siempre presenta un segundo cuerpo modular (5) que, también en líneas generales, es sustancialmente análogo al primer cuerpo modular (3).
El formato de la segunda cámara de expansión de fluido (4), siempre empleando el segundo cuerpo modular (5), puede variar y en las figuras mencionadas 2A, 2B, 2C y 2D se ilustran algunos ejemplos.
Tal como se ilustra en la figura 2A, la cámara de expansión de fluido (2) y la segunda cámara de expansión de fluido (4) son externas y, preferentemente, están dedicadas al fluido de descarga. En esta forma de realización, la segunda cámara de expansión de fluido (4) se forma únicamente entre la cara exterior (32) del primer cuerpo modular (3) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
Tal como se ilustra en la figura 2B, la cámara de expansión de fluido (2) y la segunda cámara de expansión de fluido (4) son internas y, preferentemente, están dedicadas al fluido de succión. En esta forma de realización, la segunda cámara de expansión de fluido (4) está formada entre la cara exterior (32) del primer cuerpo modular (3), la cara interior (11) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
Tal como se ilustra en la figura 2C, la cámara de expansión de fluido (2) y la segunda cámara de expansión de fluido (4) son externas y, preferentemente, están dedicadas al fluido de descarga. En esta forma de realización, la segunda cámara de expansión de fluido (4) se forma entre la cara exterior (32) del primer cuerpo modular (3), la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
Tal como se ilustra en la figura 2D, la cámara de expansión de fluido (2) y la segunda cámara de expansión de fluido (4) son internas y, preferentemente, están dedicadas al fluido de succión. En esta forma de realización, la segunda cámara de expansión de fluido (4) se forma únicamente entre la cara interior (11) de la carcasa hermética (I) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
En estas cuatro formas de realización, se observa además que la cámara de expansión de fluido (4) comprende un camino de salida (6), que se dirige a unos medios de comunicación fluídica (tubo tradicional, simplemente orificio o tubo pasante, por citar solo tres ejemplos). En este sentido, se observa que el "camino de entrada" de dicha cámara de expansión de fluido (4) finaliza siempre definido por el camino de salida (22) de la cámara de expansión de fluido (2).
En la cámara de expansión de fluido (4), se observan igualmente los detalles constructivos descritos (y omitidos) con respecto a la cámara de expansión de fluido (2) (posibilidad de variación estructural y dimensional y forma preferida de fijación por soldadura, por ejemplo).
En contraposición con las formas de realización opcionales ilustradas en las figuras 2A, 2B, 2C y 2D, la forma de realización opcional ilustrada en la figura 3 proporciona el uso de dos cámaras de expansión de fluido, conectadas fluídicamente, en serie, estando una de dichas cámaras dispuesta internamente (en relación con la carcasa del compresor) y estando la otra de dichas cámaras dispuesta exteriormente (en relación con la carcasa del compresor).
De este modo, tal como se define arbitrariamente en la figura 3, está previsto un compresor hermético que comprende una carcasa hermética (1), una primera cámara de expansión de fluido (2) y una segunda cámara de expansión de fluido (4), estando dichas cámaras conectadas fluídicamente, en serie, definiendo un volumen en serie para el fluido de descarga (obviamente, también se puede definir un volumen en serie para el fluido de succión).
En particular, la primera cámara de expansión de fluido (2) está especialmente formada solo entre la cara interior ( I I ) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3) unido herméticamente a la cara interior (11) de dicha carcasa hermética (1), mientras que la segunda cámara de expansión de fluido (4) está especialmente formada solo entre la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3) unido herméticamente a la cara exterior (12) de dicha carcasa hermética (1). La conexión fluida entre los volúmenes tiene lugar de manera análoga a las construcciones y opciones que se ilustran en las figuras 2A, 2B, 2C y 2D.
Es importante enfatizar que la descripción anterior tiene por único propósito describir a título de ejemplo la forma de realización particular del modelo de utilidad correspondiente. Por lo tanto, resulta obvio que las modificaciones, variaciones y combinaciones constructivas de los elementos que desempeñan la misma función, sustancialmente de la misma manera, para lograr los mismos resultados, están comprendidas dentro del alcance de protección delimitado por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Compresor hermético, que comprende:
una carcasa hermética (1);
por lo menos un mecanismo de compresión alternativo dispuesto en el interior de la carcasa hermética (1); y por lo menos un amortiguador (2);
estando dicho compresor hermético caracterizado por que dicho amortiguador (2) está formado entre una de entre la cara interior (11) y la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3), estando este último unido herméticamente a la misma dicha una de entre la cara interior (11) y la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1); y
dicho amortiguador (2) comprende por lo menos un camino de entrada (21) y por lo menos un camino de salida (22).
2. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el amortiguador (2) comprende un amortiguador de descarga.
3. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el amortiguador (2) comprende un amortiguador de succión.
4. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el amortiguador (2) es externo, estando formado entre la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3) unido herméticamente a la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1).
5. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el amortiguador (2) es interno, estando formado entre la cara interior (11) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (31) de un primer cuerpo modular (3) unido herméticamente a la cara interior (11) de la carcasa hermética (1).
6. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el camino de entrada (21) y el camino de salida (22) del amortiguador (2) están alineados fluídicamente.
7. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que el camino de entrada (21) y el camino de salida (22) del amortiguador (2) están desalineados fluídicamente.
8. Compresor hermético según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende asimismo por lo menos un segundo amortiguador (4) conectado fluídicamente en serie al amortiguador principal (2).
9. Compresor hermético según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) es interno, estando dispuesto en el interior de la carcasa hermética (1).
10. Compresor hermético según la reivindicación 9, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) está formado, por lo menos parcialmente, entre la cara interior (11) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
11. Compresor hermético según la reivindicación 9, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) está formado, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior (32) del primer cuerpo modular (3) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
12. Compresor hermético según la reivindicación 8, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) es externo, estando dispuesto en el exterior de la carcasa hermética (1).
13. Compresor hermético según la reivindicación 12, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) está formado, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior (12) de la carcasa hermética (1) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
14. Compresor hermético según la reivindicación 12, caracterizado por que dicho segundo amortiguador (4) está formado, por lo menos parcialmente, entre la cara exterior (32) del primer cuerpo modular (3) y la cara interior (51) de un segundo cuerpo modular (5).
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