ES3046158T3 - Thermal deformation management in a stationary scroll plate of a scroll compressor - Google Patents

Abstract

Se describe una placa espiral estacionaria para su uso en un compresor espiral. La placa espiral estacionaria comprende una placa base con un primer lado y un segundo lado, donde el segundo lado se opone al primero; una espiral formada en el primer lado de la placa base, que interactúa con la espiral correspondiente de una placa espiral orbital para formar una cámara de compresión; un canal de inyección formado dentro de la placa base, que proporciona una vía de inyección de fluido en la cámara de compresión; un rebaje ubicado en el segundo lado; un inserto colocado dentro del rebaje, que forma una cámara de refrigeración dentro del rebaje; un canal de entrada a través del cual la cámara de refrigeración se conecta al canal de inyección; y un canal de salida a través del cual la cámara de refrigeración se conecta al interior de la espiral. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Gestión de deformación térmica en una placa de espiral estacionaria de un compresor de espiral

[0005] La presente solicitud se refiere a una placa de espiral(“scroll plate")estacionaria para su uso en un compresor de espiral(“scroll compressof),en el que dicho compresor se puede usar, por ejemplo, en sistemas de refrigeración, así como a un compresor de espiral que comprende dicha placa de espiral estacionaria.

[0007] Un compresor es un aparato que reduce el volumen de un fluido incrementando la presión del fluido.

[0009] Los compresores se usan, por ejemplo, en sistemas de refrigeración. El documento EP 0 579 374 A1 describe un ejemplo de un compresor de espiral para su uso en un circuito de refrigeración convencional. El compresor de espiral descrito en este documento tiene refrigeración de compresor por refrigerante líquido que se proporciona por la inyección de refrigerante líquido en una cámara de polarización intermedia y orificios de purga situados de manera específica.

[0011] En un sistema de refrigeración común, un refrigerante circula a través de un ciclo de refrigeración. Al circular, el refrigerante experimenta cambios en las propiedades termodinámicas en diferentes partes del sistema de refrigeración y transporta calor desde una parte del sistema de refrigeración a otra parte del sistema de refrigeración. El refrigerante es un fluido, es decir, un líquido o un vapor o gas. Los ejemplos de refrigerantes pueden ser refrigerantes artificiales, como los fluorocarbonos. Sin embargo, en aplicaciones recientes, el uso de dióxido de carbono, CO<2>, que es un refrigerante no artificial, se ha vuelto cada vez más importante, ya que no es peligroso para el medioambiente.

[0013] Un compresor comprende al menos un orificio de succión, un orificio de descarga y un medio de compresión. En el orificio de succión, el compresor recibe el fluido que se va a comprimir. En caso de que el compresor se use en un sistema de refrigeración, el fluido es un refrigerante. En el orificio de succión, el fluido está, en general, en estado gaseoso o de vapor. El medio de compresión se usa para comprimir el fluido desde una presión inicial, por ejemplo la presión que tiene el fluido en el orificio de succión, hasta una presión de descarga deseada. Por ejemplo, el medio de compresión puede formar al menos una cámara de compresión. Una cámara de compresión es un volumen cerrado en el que se comprimirá una parte del refrigerante. Posteriormente, el fluido comprimido se descarga en el orificio de descarga. En un compresor de espiral, el medio de compresión comprende dos placas de espiral, que forman la al menos una cámara de compresión. Una de estas placas de espiral es una placa de espiral estacionaria y la otra placa de espiral es una placa de espiral orbital, que se mueve en un movimiento orbital con respecto a la placa de espiral estacionaria. Ambas placas de espiral comprenden, normalmente, envolturas en espiral(“spiral wraps")correspondientes que, cuando se ensamblan los elementos del compresor de espiral, quedan intercaladas. Las envolturas en espiral intercaladas y las placas de base forman la al menos una cámara de compresión. Debido al movimiento orbital de la placa de espiral orbital, el fluido se introduce en una bolsa formada entre las envolturas en espiral. Dicha bolsa forma una cámara de compresión y se transporta desde las ubicaciones más externas de las envolturas en espiral intercaladas a las ubicaciones más internas de las envolturas en espiral intercaladas. De este modo, el fluido dentro de la bolsa se mueve a las ubicaciones más internas de las envolturas en espiral intercaladas. Durante este proceso, el fluido se comprimirá porque el tamaño de la bolsa, es decir, el tamaño de la cámara de compresión, se reducirá. En la ubicación más interna de las envolturas en espiral intercaladas, el fluido comprimido se expulsará de la cámara de compresión a una cámara de descarga del compresor, desde donde el fluido comprimido se descargará desde el compresor en el orificio de descarga. El experto en la técnica apreciará que durante el funcionamiento de un compresor de espiral, mientras que una cámara de compresión, que está formada por una bolsa entre las envolturas en espiral intercaladas y las placas de base de las placas de espiral, se mueve a la ubicación más interna, una o más cámaras de compresión adicionales se pueden formar posteriormente tras un movimiento relativo adicional de las placas de espiral.

[0015] Durante la compresión del fluido dentro de las cámaras de compresión, la presión y la temperatura del fluido se incrementan. Este incremento en la temperatura del fluido también incrementa la temperatura de las placas de espiral, que forman las una o más cámaras de compresión, debido al contacto entre las placas de espiral y el fluido. Además, las pérdidas por fricción causadas por el movimiento de la placa de espiral orbital también incrementan la temperatura de las placas de espiral. Sin embargo, solo un lado de cada placa de espiral se ve directamente afectado por el incremento de temperatura dentro de la al menos una cámara de compresión, a saber, el lado de la placa de espiral que comprende la envoltura en espiral y que está orientado hacia la otra placa de espiral respectiva. Para los propósitos de esta divulgación de invención, dicho lado se denomina lado frontal de la placa de espiral, mientras que el lado de cada placa de espiral opuesto a su lado frontal se denomina lado posterior de la placa de espiral. En consecuencia, se puede desarrollar una diferencia de temperatura sustancial entre el lado posterior de la placa de espiral y el lado frontal, que comprende la envoltura en espiral.

[0017] [0007]En la técnica, se conocen diferentes configuraciones de compresor de espiral, que funcionan a diferentes intervalos de presión y temperaturas. Por ejemplo, una configuración comprende un lado de baja presión y un lado de alta presión. El lado de baja presión puede comprender un orificio de succión, un motor y un cigüeñal para hacer funcionar el compresor de espiral, así como un suministro de lubricante, mientras que el lado de alta presión comprende el orificio de descarga. De acuerdo con dicha definición, el conjunto de espirales no es parte del lado de baja presión ni parte del lado de alta presión, sino que forma un área de transición entre ambos lados. Además, la placa de espiral estacionaria puede hacer contacto, al menos parcialmente, con el lado de alta presión y/o la placa de espiral orbital puede hacer contacto, al menos parcialmente, con el lado de baja presión. En dicha configuración de lado de baja presión y lado de alta presión, el fluido se recibe en un orificio de succión en el lado de baja presión, se comprimirá en la al menos una cámara de compresión formada por las placas de espiral y, a continuación, se proporcionará al lado de alta presión. El experto en la técnica apreciará que pueden ser posibles desviaciones de dicha definición de la configuración de lado de baja presión y de lado de alta presión sin desviarse del alcance de la presente solicitud.

[0019] En el lado de baja presión, la temperatura del fluido y de los componentes circundantes es bastante baja. Por ejemplo, la temperatura puede ser similar a la temperatura que tiene el fluido cuando se recibe en el orificio de succión. La temperatura del fluido recibido en el orificio de succión se puede denominar temperatura de admisión de fluido. Sin embargo, también es posible que la temperatura en el lado de baja presión sea mayor que la temperatura del fluido recibido en el orificio de succión, por ejemplo debido al funcionamiento del motor y la fricción entre el motor, el cigüeñal y la placa de espiral orbital. Por lo tanto, la temperatura del fluido en el lado de baja presión se puede denominar temperatura del lado de succión, porque se refiere a la temperatura en el lado del compresor que comprende el orificio de succión. La temperatura del lado de succión puede ser similar a la temperatura de admisión de fluido o en caso de, por ejemplo, generación de calor por el funcionamiento del motor y pérdidas por fricción, la temperatura del lado de succión puede ser mayor que la temperatura de admisión de fluido. El experto en la técnica será consciente de que la temperatura del lado de succión no representa un valor de temperatura particular, sino que puede representar un intervalo de temperatura. Dicho intervalo de temperatura puede tener la temperatura de admisión de fluido como extremo inferior, mientras que su extremo superior depende del funcionamiento del compresor y del calor que puede ser generado por el motor y la fricción causada por el movimiento del cigüeñal y las placas de espiral. Típicamente, el extremo superior es menor que o igual a la temperatura a la que se descargará el fluido desde el compresor en el orificio de descarga.

[0021] Debido al incremento de temperatura durante el proceso de compresión, la temperatura del fluido y de los componentes del lado de alta presión es mayor que la temperatura en el lado de baja presión, es decir, la temperatura del lado de succión. Dado que esta temperatura más alta se refiere a la temperatura a la que se descargará el fluido comprimido desde el orificio de descarga, esta temperatura más alta se puede denominar temperatura de descarga.

[0023] En consecuencia, la temperatura del fluido en la al menos una cámara de compresión está en un intervalo entre la temperatura baja denominada temperatura del lado de succión y la temperatura alta denominada temperatura de descarga. La temperatura dentro de la al menos una cámara de compresión se denomina temperatura de cámara de compresión. Dado que la al menos una cámara de compresión recibe el fluido desde el lado de baja presión con la temperatura del lado de succión y debido a que la temperatura se incrementa durante la compresión, la temperatura de cámara de compresión representa un intervalo, el cual puede variar desde la temperatura del lado de succión hasta la temperatura de descarga. Por lo tanto, en el compresor de espiral que tiene una configuración de lado de baja presión y de lado de alta presión, hay diferentes áreas de temperatura. Las áreas de temperatura ejemplares de una configuración de compresor de espiral de este tipo se describen con más detalle a continuación con respecto a la figura 2.

[0025] En una configuración de lado de baja presión y de lado de alta presión, el lado posterior de la placa de espiral orbital puede hacer contacto con el área de baja temperatura que funciona a la temperatura del lado de succión, mientras que el lado frontal de la placa de espiral orbital hace contacto con las cámaras de compresión y experimenta la temperatura de cámara de compresión, que es mayor que la temperatura del lado de succión en al menos algunas ubicaciones dentro de las placas de espiral intercaladas. En este caso, hay una diferencia de temperatura entre el lado frontal y el lado posterior, en la que la diferencia de temperatura es una diferencia de temperatura de la temperatura del lado de succión y la temperatura de cámara de compresión. Como apreciará el experto en la técnica, la distribución de temperatura en el lado frontal de la placa de espiral orbital puede ser no homogénea, ya que el refrigerante comprimido en las ubicaciones más internas de la envoltura en espiral tiene una temperatura mayor que el refrigerante en las ubicaciones más externas de la envoltura en espiral, que esencialmente tiene la temperatura del refrigerante recibido desde el lado de baja presión. Además, la distribución de temperatura en el lado posterior de la placa de espiral orbital puede ser no homogénea, ya que algunas partes del lado posterior pueden estar sostenidas por un armazón o una placa de empuje y pueden experimentar fricción, lo que también puede incrementar la temperatura localmente, mientras que otras partes se pueden ver afectadas por el lubricante. Estos efectos pueden contribuir a la diferencia de temperatura entre el lado frontal de la placa de espiral orbital y el lado posterior de la placa de espiral orbital.

[0027] [0012]En la placa de espiral estacionaria, la diferencia de temperatura es diferente. Como apreciará el experto en la técnica, hay diferentes formas en que la placa de espiral estacionaria se puede colocar dentro del compresor de espiral. En algunos ejemplos, el lado posterior de la placa de espiral estacionaria puede hacer contacto directo con el lado de alta presión y puede experimentar la temperatura de descarga, mientras que en otros ejemplos otro componente o una parte de la carcasa puede proporcionar un delimitador entre la placa de espiral estacionaria y el lado de alta presión, de modo que la temperatura en el lado posterior de la placa de espiral estacionaria puede ser sustancialmente menor que la temperatura de descarga. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, el lado posterior de la placa de espiral estacionaria experimenta una temperatura que es mayor que la temperatura del lado de succión, por ejemplo causada por la transferencia de calor desde el lado de alta presión.

[0029] Por el contrario, el lado frontal de la placa de espiral estacionaria experimenta la temperatura de cámara de compresión, o en otras palabras, la temperatura del fluido dentro de la cámara de compresión. Como se mencionó anteriormente, la temperatura de cámara de compresión representa un intervalo de temperatura entre la temperatura del lado de succión y la temperatura de descarga. Como apreciará el experto en la técnica, en la sección más interna de las envolturas en espiral desde donde se expulsará el fluido comprimido a la cámara de descarga, el fluido comprimido tiene una temperatura que puede ser similar a la temperatura de descarga, o en otras palabras, a la alta temperatura que experimenta la placa de espiral estacionaria en su lado posterior. En las partes externas de las envolturas en espiral intercaladas, es decir, las posiciones donde comienza la compresión del fluido, la temperatura puede ser similar a la temperatura del lado de succión. Esto puede hacer que la distribución de temperatura en el lado frontal no sea homogénea. Por lo tanto, en la placa de espiral estacionaria, existe una diferencia de temperatura sustancial entre la temperatura de descarga en el lado posterior y la temperatura de cámara de compresión en el lado frontal, que se incrementa desde la temperatura del lado de succión en las ubicaciones más externas de las envolturas en espiral hasta la temperatura más alta del refrigerante comprimido en las ubicaciones más internas de las envolturas en espiral.

[0031] En otra configuración, que se denomina configuración de lado alto, ambas placas de espiral están rodeadas por el fluido de descarga a muy alta temperatura. En tal caso, la placa de espiral estacionaria, así como la placa de espiral orbital, experimentan cada una, al menos localmente, una diferencia de temperatura entre la temperatura de descarga y la temperatura de cámara de compresión al menos localmente más baja. El experto en la técnica es consciente de que los principios de la presente divulgación también se pueden ejercer en un compresor de este tipo que tenga una configuración de lado alto, aunque la descripción detallada se centra en una configuración de compresor de espiral de lado de baja presión y de lado de alta presión.

[0033] En cualquier configuración, la diferencia de temperatura da lugar a diferencias en la expansión térmica y, por lo tanto, a la tensión y deformación inducidas en la placa de espiral. Dichos efectos pueden dar lugar a fugas o una menor eficacia del compresor de espiral.

[0035] Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de reducir la deformación térmica de las placas de espiral en un compresor de espiral.

[0037] La necesidad antes mencionada se satisface mediante una placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención. La placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención puede ser para su uso en un compresor de espiral.

[0039] Una placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención comprende una placa de base. La placa de base tiene un primer lado y un segundo lado, en el que el segundo lado se opone al primer lado. El primer lado se puede denominar lado frontal de la placa de espiral, mientras que el segundo lado se puede denominar lado posterior de la placa de espiral. Se forma una envoltura en espiral en el primer lado de la placa de base. La envoltura en espiral está adaptada para interactuar con una envoltura en espiral correspondiente de otra placa de espiral, en particular una placa de espiral orbital. Entre las envolturas en espiral y las placas de base de ambas placas de espiral, se pueden formar una o más cámaras de compresión. Mediante el movimiento orbital de al menos la placa de espiral orbital, el fluido en la cámara de compresión se comprime.

[0041] La placa de espiral estacionaria también comprende un canal de inyección, que está formado dentro de la placa de base. El canal de inyección proporciona una vía de inyección para la inyección de fluido en la cámara de compresión formada entre la envoltura en espiral de la placa de base y la envoltura en espiral correspondiente de la placa de espiral orbital. En consecuencia, al final del canal de inyección se puede situar una abertura, que se puede usar para conectar el canal de inyección con una línea de inyección de un ciclo de refrigeración. El canal de inyección se puede usar para inyectar fluido, por ejemplo tomado de un ciclo de refrigeración, en las cámaras de compresión formadas entre las envolturas en espiral correspondientes. Solo a modo de ejemplo, el fluido inyectado se puede tomar de un economizador o un depósito separador de un ciclo de refrigeración. El fluido se puede inyectar a presión intermedia. A este respecto, la presión intermedia se refiere a una presión mayor que la presión del fluido en el orificio de succión, pero menor que la presión del fluido en el orificio de descarga. La temperatura del fluido inyectado puede ser menor que la temperatura de descarga. Preferentemente, la temperatura del fluido inyectado puede ser una temperatura intermedia, es decir, una temperatura mayor que la temperatura del lado de succión, pero menor que la temperatura de descarga. Sin embargo, en otros modos de realización preferentes, también puede ser posible que la temperatura del fluido inyectado sea incluso menor que la temperatura del lado de succión.

[0042] Además, la placa de espiral estacionaria comprende un rebajo(“recess").El rebajo está situado en el segundo lado de la placa de base. Además, la placa de espiral estacionaria comprende un inserto. El inserto se coloca dentro del rebajo en el segundo lado de la placa de base de la placa de espiral estacionaria. De este modo, el inserto forma una cámara de enfriamiento dentro del rebajo. En otras palabras, el inserto separa el volumen dentro del rebajo en dos cavidades. La primera cavidad forma la cámara de enfriamiento y puede estar situada en la parte inferior del rebajo, mientras que otra cavidad, que es el resto del volumen dentro del rebajo, se puede usar para formar una cavidad de presión intermedia como se describe a continuación. Dicha otra cavidad puede ser una cavidad abierta y se puede cerrar cuando la placa de espiral estacionaria se ensambla en un compresor de espiral.

[0044] La placa de espiral estacionaria comprende además un canal de entrada y un canal de salida. Por medio del canal de entrada, la cámara de enfriamiento se conecta al canal de inyección y, por medio del canal de salida, la cámara de enfriamiento se conecta al interior de la envoltura en espiral. La conexión de la cámara de enfriamiento con el canal de entrada se puede lograr mediante una o más primeras aberturas de la cámara de enfriamiento y la conexión de la cámara de enfriamiento con el canal de salida se puede lograr mediante una o más segundas aberturas de la cámara de enfriamiento. En consecuencia, la cámara de enfriamiento está configurada para recibir una parte del fluido del canal de inyección por medio del canal de entrada y, después de que el fluido recibido pase a través de la cámara de enfriamiento, la cámara de enfriamiento proporciona el fluido a una o más cámaras de compresión, que se forman entre las envolturas en espiral intercaladas, por medio del canal de salida.

[0046] Como se mencionó anteriormente, el fluido en el canal de inyección tiene una temperatura intermedia, que es menor que la temperatura de descarga. Por lo tanto, durante el funcionamiento, la cámara de enfriamiento tendrá una temperatura menor que el lado posterior de la placa de espiral estacionaria. En consecuencia, las áreas situadas muy cerca de la cámara de enfriamiento serán enfriadas por el fluido de temperatura intermedia. Preferentemente, la ubicación del rebajo y, por lo tanto, la ubicación de la cámara de enfriamiento, se selecciona de manera que se puedan enfriar grandes áreas de la placa de espiral estacionaria. Esto reduce la tensión y la deformación térmica inducidas por la diferencia de temperatura y la transferencia de calor entre el lado posterior y el lado frontal de la placa de espiral estacionaria.

[0048] Además, el volumen restante del rebajo, es decir, el volumen que no forma la cámara de enfriamiento, se usa para proporcionar una cavidad de presión intermedia. Cuando se ensambla en un compresor de espiral, una cavidad de presión intermedia de este tipo se puede formar entre el resto del rebajo de la placa de espiral estacionaria y una parte de la carcasa del compresor, por ejemplo una placa a la que se fija la placa de espiral estacionaria. La cavidad de presión intermedia puede estar conectada a una o más cámaras de compresión formadas entre las envolturas en espiral de la placa de espiral por medio de un denominado orificio de purga. De este modo, se genera presión dentro de la cavidad de presión intermedia situada en el segundo lado de la placa de espiral estacionaria, lo que presiona la placa de espiral estacionaria hacia la placa de espiral orbital y mejora el ajuste entre las placas de espiral. Además, la cavidad de presión intermedia y el orificio de purga mejoran el equilibrio de presión de las cámaras de compresión. El experto en la técnica apreciará que el orificio de purga puede estar formado por un paso desde la cavidad de presión intermedia hasta una o más cámaras de compresión, mientras que no hay conexión entre dicho paso y el canal de inyección.

[0050] En un modo de realización preferente, el rebajo situado en el segundo lado puede tener una conformación anular. Más preferentemente, el centro del rebajo anular puede ser concéntrico con el centro de la placa de base. Como se mencionó anteriormente, el rebajo proporciona una cavidad de presión intermedia, que se puede usar para empujar la placa de espiral estacionaria hacia la placa de espiral orbital y mejorar el ajuste entre las envolturas en espiral intercaladas. En caso de un rebajo anular, la placa de espiral estacionaria se empuja hacia la placa de espiral orbital de manera uniforme. En caso de un rebajo anular, el inserto colocado dentro del rebajo puede formar la cámara en al menos una parte del rebajo anular. Preferentemente, el inserto también puede tener una conformación anular y puede formar la cámara de enfriamiento por encima de todo el rebajo anular. En una configuración de este tipo, el fluido inyectado puede fluir a través de toda la cámara de enfriamiento anular y enfriar una gran parte de la placa de base.

[0052] En algunos modos de realización preferentes, la cámara de enfriamiento, el canal de entrada y el canal de salida pueden definir una vía de enfriamiento configurada para guiar el fluido recibido desde el canal de inyección hacia el interior de la envoltura en espiral. Esto se puede lograr proporcionando las primera y segunda aberturas de la cámara de enfriamiento, que se usan para conectar la cámara de enfriamiento a los canales de entrada y salida, en extremos opuestos de la cámara. Además, el inserto puede formar la cámara de enfriamiento de modo que la cámara proporcione una vía de enfriamiento dispuesta de una manera predeterminada a través de la placa de base. Por ejemplo, en caso de una conformación anular del inserto y la cámara de enfriamiento, las primera y segunda aberturas que conectan la cámara de enfriamiento a los canales de entrada y salida se pueden proporcionar en lados opuestos de la cámara anular. A este respecto, los lados opuestos de una cámara anular pueden estar representados por dos ubicaciones cualesquiera de la cámara anular que pueden estar conectadas por líneas trazadas a través del centro del círculo delimitado por el rebajo anular. Como ejemplo, la abertura para el canal de entrada se puede proporcionar en una ubicación correspondiente a las 12 horas, mientras que el canal de salida se puede proporcionar en una ubicación correspondiente a 18 horas.

[0053] El experto en la técnica apreciará que en algunos modos de realización, el fluido puede fluir desde el canal de inyección por medio del canal de entrada a la cámara de enfriamiento y, a continuación, por medio del canal de salida directamente al interior de la envoltura en espiral, mientras que en otros modos de realización, los fluidos pueden fluir desde la cámara de enfriamiento por medio del canal de salida de regreso al canal de inyección y, a continuación, al interior de la envoltura en espiral. En los últimos ejemplos de modo de realización, el canal de entrada puede estar conectado al canal de inyección en una primera ubicación y el canal de salida puede estar conectado al canal de inyección en una segunda ubicación, en las que las primera y segunda ubicaciones son diferentes entre sí y la primera ubicación está situada corriente arriba de la segunda ubicación (es decir, más cerca de la línea de inyección del ciclo de refrigerante desde donde se recibe el fluido).

[0055] En algunos modos de realización preferentes, el rebajo puede comprender una parte inferior y dos paredes laterales y se puede establecer un contacto sellado entre el inserto y ambas paredes laterales. El contacto sellado separa la cámara de enfriamiento del resto del volumen dentro del rebajo que puede formar al menos una parte de la cavidad de presión intermedia. Además, el inserto puede comprender al menos un elemento saliente, que hace contacto con la parte inferior del rebajo. El al menos un elemento saliente puede definir una altura de la cámara de enfriamiento. Al cambiar las dimensiones del al menos un elemento saliente, se puede ajustar el volumen dentro de la cámara de enfriamiento. De forma adicional o alternativa, el inserto puede comprender extremidades, que establecen la conexión sellada con las paredes laterales. Por ejemplo, el inserto puede tener una sección transversal esencialmente con forma de U. Eso significa que el inserto tiene dos extremidades, es decir, las extremidades orientadas hacia arriba de la U, que están conectadas a las paredes del rebajo. Opuesto a las extremidades orientadas hacia arriba, el inserto con forma de U puede comprender al menos un elemento saliente para definir la altura de la cámara de enfriamiento. De forma alternativa, el inserto con forma de U se puede girar boca abajo de modo que las extremidades orientadas hacia arriba de la U se orienten hacia la parte inferior del rebajo. De este modo, las extremidades pueden definir la altura de la cámara de enfriamiento.

[0057] En algunos modos de realización preferentes, el inserto puede estar hecho del mismo material que la placa de espiral estacionaria o un material que tenga una característica de expansión térmica similar al material de la placa de espiral estacionaria. Por ejemplo, materiales adecuados pueden ser acero o hierro fundido. Sin embargo, también pueden ser posibles materiales no metálicos en caso de que su característica de expansión térmica sea similar a la del material de la placa de espiral estacionaria. Además, en algunos ejemplos de modo de realización, puede ser posible colocar un sello entre el inserto y las paredes del rebajo.

[0059] En algunos modos de realización preferentes, se puede añadir una capa de aislamiento al inserto. La capa de aislamiento puede mejorar el aislamiento térmico entre la cámara de enfriamiento y la cavidad de presión intermedia. El material aislante generalmente puede tener, en general, una baja conductividad térmica. En consecuencia, el material no metálico se puede usar, preferentemente, como material aislante. Ejemplos de dichos materiales pueden ser polímeros sintéticos compuestos preferentemente de poliamidas, tales como nailon, politetrafluoroetileno (PTFE), poliéter éter cetona (PEEK) o materiales cerámicos. De forma alternativa, el inserto puede estar recubierto con un material aislante. Preferentemente, la capa de aislamiento se añade al inserto en el lado del inserto, que está orientado hacia la cavidad de presión intermedia. Esto evitaría la transferencia de calor desde la cavidad de presión intermedia a la cámara de enfriamiento.

[0061] La necesidad mencionada anteriormente también se puede satisfacer mediante un compresor de espiral que comprende una placa de espiral estacionaria de acuerdo con la divulgación anterior. Un compresor de espiral de este tipo comprende además una segunda placa de espiral (es decir, una placa de espiral orbital) que, preferentemente, comprende características adicionales para mejorar la diferencia de temperatura y reducir la tensión y la deformación inducidas por el calor. Además, la segunda placa de espiral puede comprender características para reducir la deformación térmica, como se describirá a continuación.

[0063] Una segunda placa de espiral de este tipo, que es una placa de espiral orbital, comprende una segunda placa de base. La segunda placa de base tiene un lado frontal y un lado posterior, en el que el lado posterior se opone al lado frontal. Una segunda envoltura en espiral está formada en el lado frontal de la segunda placa de base. La segunda envoltura en espiral se intercalará con una envoltura en espiral correspondiente de la placa de espiral estacionaria. Entre las envolturas en espiral y las placas de base de ambas placas de espiral, las una o más cámaras de compresión se pueden formar mediante el movimiento orbital de la placa de espiral orbital cuando las envolturas en espiral se intercalan y se hace funcionar el compresor.

[0065] La segunda placa de base comprende uno o más rebajos, que se denominan segundos rebajos para distinguirlos del rebajo de la primera placa de espiral, que se usa para formar una cámara de enfriamiento, como se mencionó anteriormente, y que, por lo tanto, se denomina primer rebajo para el propósito de este ejemplo de modo de realización. Los uno o más segundos rebajos pueden estar situados en el lado posterior de la segunda placa de base o los uno o más segundos rebajos pueden estar situados entre el lado frontal y el lado posterior de la segunda placa de base. Un material aislante está situado en al menos uno de los uno o más segundos rebajos. El material aislante reduce la tensión térmica y la deformación inducidas por la diferencia de temperatura entre el lado frontal y el lado posterior opuestos de la segunda placa de espiral.

[0066] Dependiendo de la ubicación del material aislante, el material aislante puede, por ejemplo, reducir la transferencia de calor entre los lados opuestos de la segunda placa de espiral y/o el material aislante puede aislar un lado de la segunda placa de espiral del área de temperatura que rodea. Por ejemplo, en un modo de realización preferente, al menos uno de los uno o más segundos rebajos puede estar situado en una superficie del lado posterior de la segunda placa de base, lo que permite aislar la segunda placa de base de su área circundante. El material aislante situado en el segundo rebajo puede proteger el lado correspondiente de la segunda placa de espiral de su área circundante y, por lo tanto, puede reducir la influencia que la temperatura circundante tiene en el lado de la segunda placa de espiral. En tal caso, la temperatura de ambos lados de la segunda placa de espiral puede ser más similar, de modo que se reduce la diferencia de temperatura. En caso de una configuración de lado de baja presión y de lado de alta presión, el área circundante se puede referir, por ejemplo, al lado de baja presión del compresor de espiral. De forma similar, el área circundante puede ser el lado de alta presión en caso de que el compresor de espiral tenga una configuración de lado alto.

[0068] En un modo de realización preferente, al menos uno de los uno o más segundos rebajos está situado en una superficie del lado posterior de la segunda placa de base. Situar un segundo rebajo en la superficie del lado posterior y colocar el material aislante en dicho segundo rebajo en la superficie permite aislar la segunda placa de base de su área circundante y, por lo tanto, proteger la segunda placa de base de temperaturas más bajas o más altas y sus efectos sobre la diferencia de temperatura en la segunda placa de base.

[0070] El lado posterior de la segunda placa de base puede comprender una recepción configurada para recibir una parte de un cigüeñal del compresor. Cuando se hace funcionar el cigüeñal, la colocación de una parte del cigüeñal en una recepción permite transferir el movimiento del cigüeñal a la placa de espiral orbital. La recepción puede tener la forma de una protuberancia, preferentemente en forma de anillo, de modo que se pueda colocar un pasador del cigüeñal en la protuberancia anular. Sin embargo, la recepción también puede ser una abertura en la segunda placa de base. Al menos un segundo rebajo de los uno o más rebajos puede estar situado, preferentemente, dentro de la recepción. Por lo general, el cigüeñal está lubricado por un lubricante que, en general, tiene una temperatura menor que la temperatura del fluido dentro de las cámaras de compresión; por ejemplo, el lubricante puede tener la temperatura del lado de succión. El pasador del cigüeñal que se recibe en la recepción de la placa de espiral orbital también se puede lubricar con el fin de reducir el desgaste entre el pasador y la recepción. En consecuencia, la superficie de la recepción experimentará la temperatura bastante baja del lubricante, por ejemplo la temperatura del lado de succión, mientras que el lado opuesto de la segunda placa de base en la ubicación correspondiente a la recepción puede experimentar una temperatura mucho más alta del fluido comprimido, que puede llegar hasta la temperatura de descarga. Por lo tanto, se prefiere proporcionar un rebajo con material aislante en la recepción, ya que reduce de manera eficaz la transferencia de calor.

[0072] De forma adicional o alternativa a la colocación de un segundo rebajo y material aislante dentro de la recepción para el cigüeñal, al menos un rebajo de los uno o más segundos rebajos puede estar situado fuera de la recepción, lo que significa que el segundo rebajo rodea, al menos parcialmente, la recepción. Por lo tanto, la diferencia de temperatura de los lados de la segunda placa de base se puede reducir aislando el lado posterior de la placa de espiral orbital de su área circundante, por ejemplo una superficie de empuje, que se puede usar para sostener la placa de espiral orbital. Preferentemente, el al menos un segundo rebajo, que está situado fuera de la recepción, puede formar un anillo cerrado alrededor de la recepción, lo que reduce la diferencia de temperatura de forma homogénea alrededor de la recepción. Además, al menos dos segundos rebajos pueden formar anillos alrededor de la recepción. Estos anillos pueden ser concéntricos y pueden mejorar la gestión de la diferencia de temperatura en una parte más grande de la placa de espiral orbital y dar lugar a una diferencia de temperatura reducida de manera más homogénea.

[0074] En otro modo de realización preferente, al menos un segundo rebajo de los uno o más segundos rebajos puede estar situado debajo de la superficie del lado posterior de la segunda placa de base.

[0076] De este modo, el al menos un segundo rebajo debajo de la superficie del lado posterior se puede formar como una cámara sellada dentro de la segunda placa de base. El material aislante situado en el rebajo debajo de la superficie del lado posterior puede ser un fluido. En particular, el fluido puede ser un gas, por ejemplo vapor refrigerante, o el fluido puede ser un líquido, por ejemplo un lubricante. Sin embargo, también se puede usar un material sólido no metálico como material aislante. El uso de un segundo rebajo debajo de la superficie del segundo lado mejora la gestión de las diferencias de temperatura entre el lado frontal y el lado posterior de la placa de espiral orbital al reducir la transferencia de calor de un lado al otro y, de este modo, también reduce la tensión y la deformación inducidas por la temperatura.

[0078] En cualquiera de los modos de realización preferentes mencionados anteriormente, el material aislante puede tener, en general, una baja conductividad térmica. En consecuencia, el material no metálico se puede usar, preferentemente, como material aislante. Ejemplos de dichos materiales pueden ser polímeros sintéticos compuestos preferentemente de poliamidas, tales como nailon, politetrafluoroetileno (PTFE), poliéter éter cetona (PEEK) o materiales cerámicos.

[0079] La siguiente descripción y los dibujos adjuntos exponen con detalle determinados aspectos ilustrativos del aparato y el procedimiento descritos anteriormente. Estos aspectos son indicativos, sin embargo, de solo algunas de las diversas maneras en las que se pueden emplear los principios de diversos modos de realización y se pretende que los modos de realización descritos incluyan todos de dichos aspectos y sus equivalentes.

[0081] En los dibujos, los caracteres de referencia similares se refieren, en general, a las mismas partes a lo largo de los diferentes dibujos. Los dibujos no están necesariamente a escala, poniéndose énfasis en cambio, en general, a la ilustración de los principios de la invención.

[0083] En la siguiente descripción, se describen diversos modos de realización de la invención con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

[0085] FIG. 1 muestra una vista en sección transversal de un modo de realización de un compresor de espiral en el que se puede usar la presente invención.

[0087] FIG. 2 muestra una parte resaltada de la parte superior del compresor de espiral de la figura 1 e ilustra las áreas de temperatura dentro del compresor de espiral.

[0089] FIG. 3 muestra una vista en sección transversal de un ejemplo de modo de realización de una placa de espiral estacionaria con un canal de inyección.

[0091] FIG. 4a, ab muestran vistas en sección transversal de ejemplos de modo de realización de placas de espiral estacionarias de acuerdo con la presente invención.

[0093] FIG. 5 muestra una vista parcialmente en perspectiva de un ejemplo de modo de realización de una placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención.

[0095] FIGS. 6a, 6b muestran dos tipos ejemplares de cámaras de enfriamiento formadas dentro del rebajo por el inserto.

[0097] FIGS. 7a, 7b muestran (a) una vista de detalle en sección transversal de un modo de realización preferente de un inserto colocado dentro de un rebajo de una placa de espiral estacionaria y (b) una vista en perspectiva del modo de realización preferente del inserto.

[0099] FIGS. 8a - 8c muestran vistas en sección transversal de algunos modos de realización de una placa de espiral orbital que se puede usar junto con la placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención.

[0101] FIGS. 9a - 9c muestran un ejemplo de modo de realización de una placa de espiral orbital de la figura 8b, en las que (a) es una vista en perspectiva de un ejemplo de modo de realización de la placa de espiral orbital cortada por la mitad y (b), (c) son vistas superiores del lado posterior de la placa de espiral orbital con diferentes diseños de material aislante.

[0103] FIGS. 10A, 10B muestran otro ejemplo de modo de realización de una placa de espiral orbital que se puede usar junto con la placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención, en la que la placa de base de la placa de espiral orbital consiste en dos partes separadas, en la que la primera parte comprende el primer lado y la segunda parte comprende el segundo lado y en la que el material aislante se coloca entre la primera parte y la segunda parte. (a) es una vista en perspectiva de dicho ejemplo de modo de realización de la placa de espiral orbital cortada por la mitad y (b) es una vista en despiece ordenado de la placa de espiral orbital de acuerdo con dicho modo de realización.

[0105] La siguiente descripción detallada se refiere a los dibujos adjuntos, que muestran, a modo de ilustración, detalles específicos y modos de realización en los que se puede poner en práctica la invención.

[0107] La palabra "ejemplar" se usa en el presente documento con el significado de "que sirve de ejemplo, caso o ilustración". Cualquier modo de realización o diseño descrito en el presente documento como "ejemplar" no se ha de interpretar necesariamente como preferente o ventajoso sobre otros modos de realización o diseños.

[0109] [0045]La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un modo de realización de un compresor de espiral en el que se puede usar la presente invención. En 100, se representa un compresor de espiral. El compresor de espiral comprende una carcasa 110, un orificio de succión 140, un orificio de descarga 150, una placa de espiral estacionaria 120 y una placa de espiral orbital 130. Además, el compresor de espiral 100 comprende un motor 160, que está conectado a un cigüeñal 170, y el cigüeñal 170 está conectado a la placa de espiral orbital 130. Por lo tanto, el motor acciona el cigüeñal 170 y provoca un movimiento rotatorio del cigüeñal 170. Debido a que el cigüeñal está conectado a la placa de espiral orbital 130, el movimiento rotatorio se transfiere a un movimiento orbital de la placa de espiral orbital 130. Además, el compresor de espiral 100 comprende un suministro de lubricante 180, que puede proporcionar lubricante al cigüeñal 170, la placa de espiral orbital 130 y la placa de espiral estacionaria 120.

[0111] El compresor de espiral 100 tiene una configuración de lado de baja presión y de lado de alta presión. En<esta configuración, el lado de baja presión comprende un suministro de lubricante>180<, el motor 160, el cigüeñal>170 y el orificio de succión 140, mientras que el lado de alta presión comprende el orificio de descarga 150. La placa de espiral estacionaria 120 y la placa de espiral orbital 130 forman un área de transición desde el lado de baja presión hasta el lado de alta presión.

[0113] La figura 2 muestra un área resaltada de la parte superior del compresor de espiral de la figura 1 e ilustra las áreas de temperatura dentro del compresor de espiral.

[0115] En el lado de baja presión, el fluido se recibe en el orificio de succión. Dado que el fluido recibido en el orificio de succión tiene una presión y temperatura bastante bajas, la temperatura en el lado de baja presión también es bastante baja. En la figura 2, la temperatura del lado de baja presión se indica como temperatura del lado de succión T<s>. Aunque el lado de baja presión se caracteriza por una única temperatura T<s>en la figura 2, el experto en la técnica apreciará que la distribución de temperatura en el lado de baja presión no es necesariamente homogénea.

[0117] De forma similar, en el lado de alta presión, el fluido comprimido tiene la temperatura más alta, que se indica como temperatura de descarga T<d>. Nuevamente, el experto en la técnica apreciará que se pueden producir desviaciones con respecto a la temperatura de descarga y que la distribución de temperatura en el lado de alta presión no es necesariamente homogénea.

[0119] Además, la temperatura en las cámaras de compresión formadas entre la placa de espiral orbital y la placa estacionaria es mayor que o igual a la temperatura del lado de succión T<s>y menor que o igual a la temperatura de descarga T<d>. Durante el procedimiento de compresión, la temperatura en la cámara de compresión se incrementa desde la temperatura del lado de succión T<s>hasta la temperatura de descarga T<d>. La temperatura en las cámaras de compresión se denota como T<c>. De nuevo, el experto en la técnica apreciará que la distribución de temperatura en las cámaras de compresión no es homogénea como se ha descrito anteriormente.

[0121] La configuración de compresor representada en la figura 2 tiene además una denominada cavidad de presión intermedia, que está situada entre la placa de espiral estacionaria y una parte del armazón de soporte al que está unida la placa de espiral estacionaria. La cavidad de presión intermedia está conectada a las cámaras de compresión durante al menos una parte del tiempo por medio de un denominado orificio de purga, que relaciona la presión dentro de las cámaras de compresión con la presión dentro de la cavidad de presión intermedia. Además, la cavidad de presión intermedia se usa para presionar la placa de espiral estacionaria contra la placa de espiral orbital, mejorando de este modo el sellado entre las placas de espiral. Como se representa en la figura 2, la temperatura del fluido dentro de la cavidad de presión intermedia indicada es T<i>, que es una temperatura mayor que la temperatura del lado de succión T<s>pero menor que la temperatura de descarga T<d>.

[0123] Como apreciará el experto en la técnica, las áreas de temperatura representadas en la figura 2 son simplificaciones y se usan solo con propósitos ilustrativos. Como se mencionó anteriormente, las áreas de temperatura no tienen que ser homogéneas. En cambio, pueden representar intervalos de temperatura. Esto es particularmente importante para la temperatura de cámara de compresión T<c>, que varía desde valores similares a la temperatura del lado de succión T<s>en ubicaciones en los lados izquierdo y derecho de la figura 2 hasta valores similares a la temperatura de descarga T<d>en el centro de las placas de espiral intercaladas.

[0125] El lado frontal de la placa de espiral estacionaria está orientado hacia las cámaras de compresión y tiene una temperatura similar a la temperatura T<c>. El lado posterior de la placa de espiral estacionaria hace contacto con la cavidad de presión intermedia, que tiene una temperatura T<i>, y hace estrecho contacto con el lado de alta presión, que tiene una temperatura T<d>. Por lo tanto, la temperatura en el lado posterior de la placa de espiral estacionaria es mayor que la temperatura T<c>del lado frontal y puede estar cerca de la temperatura de descarga T<d>.

[0127] De forma similar, el lado frontal de la placa de espiral orbital está orientado hacia las cámaras de compresión y también tiene una temperatura similar a la temperatura T<c>. El lado posterior de la placa de espiral orbital hace contacto con el lado de baja presión que tiene la temperatura del lado de succión T<s.>Por lo tanto, la temperatura en el lado posterior de la placa de espiral orbital es similar a la temperatura del lado de succión T<s.>

[0129] La figura 3 muestra una vista en sección transversal de una placa de espiral estacionaria 120. La placa de espiral estacionaria comprende una placa de base 200 que tiene un primer lado 205 y un segundo lado 210.

[0131] El primer lado 205 de la placa de base 200 comprende una envoltura en espiral 270 configurada para formar una o más cámaras de compresión cuando se intercala con una envoltura en espiral correspondiente de una placa de espiral orbital.

[0132] Una abertura 220 se extiende a través de la placa de base y proporciona un paso desde una ubicación dentro de la envoltura en espiral en el primer lado hasta el segundo lado. El paso se indica con líneas discontinuas y se puede usar para expulsar fluido comprimido de las cámaras de compresión.

[0134] El segundo lado 210 comprende un rebajo 230. En este ejemplo de una placa de espiral estacionaria, el rebajo 230 se forma como un anillo anular alrededor de la abertura 220.

[0136] La placa de base 220 comprende además un canal de inyección 280, que proporciona una vía de inyección para la inyección de fluido en la cámara de compresión, que se forma entre las envolturas en espiral 270 correspondientes. Con el fin de proporcionar una entrada en la cámara de compresión, el primer lado comprende una abertura, el denominado orificio de inyección 290.

[0138] Las figuras 4a y 4b muestran vistas en sección transversal de ejemplos de modo de realización de placas de espiral estacionarias 120a, 120b de acuerdo con la presente invención. En comparación con la placa de espiral estacionaria 120, la placa de espiral estacionaria 120a representada en la figura 4a comprende un inserto 250 colocado dentro del rebajo 230 en el segundo lado 210 de la placa de base 200. El inserto 250 forma una cámara de enfriamiento 240 dentro del rebajo 230, que representa un volumen dentro del rebajo 230, que está separado del volumen restante.

[0140] Con el fin de proporcionar una separación sellada del volumen restante dentro del rebajo 230, las partes laterales del inserto 250 se conectan a las paredes laterales 230a, 230b del rebajo 230. Las partes laterales pueden estar formadas por extremidades 255a, 255b como se ilustrará con más detalle con respecto a la figura 7a.

[0142] Otra parte del inserto 250, que puede estar formada por una protuberancia 260, mantiene el inserto 250 a una distancia particular de la parte inferior 230c del rebajo 230. Como se ilustra en la figura 4, la protuberancia 260 puede definir la altura de la cámara de enfriamiento 240.

[0144] En los ejemplos de modo de realización representados en las figuras 4a y 4b, el rebajo 230 y el inserto 250 tienen conformaciones anulares, que se ilustrarán con más detalle con respecto a la figura 5.

[0146] El fluido que se puede recibir, por ejemplo, desde una línea de inyección de un ciclo de refrigeración fluye a través del canal de inyección 280 dentro de la placa de base 200. A través de un canal de entrada 245a, una parte del fluido fluye hacia la cámara de enfriamiento 240. Después de pasar a través de la cámara de enfriamiento 240, el fluido fluye a través del canal de salida 245b hacia la cámara de compresión formada entre las envolturas en espiral intercaladas 270.

[0148] La figura 4b representa otro ejemplo de modo de realización de una placa de espiral estacionaria 120b de acuerdo con la presente invención. Con propósitos ilustrativos, la abertura 220, que forma el canal para expulsar fluido comprimido de la cámara de compresión, no se muestra en la figura 4b. En comparación con la placa de espiral estacionaria 120a, la placa de espiral estacionaria 120b tiene otro flujo de fluido entre la cámara de enfriamiento 240 y el canal de inyección 280. En la placa de espiral estacionaria 120b, el fluido se recibe nuevamente en el canal de inyección 280. Desde allí, una parte del fluido fluye a través del canal de entrada 245a hacia la cámara de enfriamiento 240. Después de pasar a través de la cámara de enfriamiento 240, el fluido fluye a través del canal de salida 245b de regreso al canal de inyección 280 y, a continuación, a través del orificio de inyección 290 hacia la cámara de compresión. En comparación con la placa de espiral estacionaria 120a, la placa de espiral estacionaria 120b reduce el número de aberturas en el interior de la envoltura en espiral. En consecuencia, el fluido se proporciona a las cámaras de compresión en menos ubicaciones, lo que puede hacer que el proceso de compresión sea más uniforme.

[0150] El experto en la técnica apreciará que hay otras diversas configuraciones posibles. Además, puede haber más de un canal de entrada 245a y/o más de un canal de salida 245b. Por lo tanto, en caso de dos o más canales de salida 245b, también sería posible combinar los principios representados en las figuras 4a y 4b proporcionando un primer canal de salida 245b que conduzca directamente al interior de la envoltura en espiral 270, mientras que un segundo canal de salida 245b conduce de nuevo al canal de inyección 280.

[0152] Además, el experto en la técnica apreciará que a menudo hay dos ramificaciones de cámaras de compresión formadas entre la placa de espiral estacionaria y la placa de espiral orbital. Lo más común es que las dos ramificaciones se formen a cada lado de la envoltura en espiral de la placa de espiral orbital cuando está orbitando en relación con la envoltura en espiral de la placa de espiral estacionaria. Preferentemente, las ramificaciones forman cámaras de compresión simétricas. Para dos ramificaciones de cámaras de compresión, se proporcionan orificios de inyección 290 y/o canales de salida 245b para cada ramificación respectiva de las dos ramificaciones.

[0154] [0068]La figura 5 muestra una vista parcialmente en perspectiva de un ejemplo de modo de realización de una placa de espiral estacionaria 120b de acuerdo con la presente invención. El ejemplo de modo de realización de la placa de espiral estacionaria representada en la figura 5 puede ser similar o idéntico a la placa de espiral estacionaria 120b representada en la figura 4b. En la vista ilustrada en la figura 5, una parte de la placa de espiral estacionaria 120b está seccionada para ilustrar más detalles de las características internas.

[0156] Como se puede observar, el rebajo 230 es un rebajo anular y se extiende alrededor de la abertura 220. El rebajo anular 230 y la abertura 220 pueden ser concéntricos como se representa en la figura 5, pero este no es necesariamente el caso.

[0158] El inserto 250 colocado en el rebajo anular 230 también puede ser anular como se ilustra en la figura 5. Con el fin de lograr una distribución simétrica del efecto de enfriamiento, se prefiere que el inserto 250 se extienda a través de toda el área del rebajo. Sin embargo, también es posible que el inserto 250 sea solo parcialmente anular, de modo que se extienda solo a través de una parte del rebajo 230.

[0160] Las figuras 6a y 6b muestran dos tipos ejemplares de cámaras de enfriamiento formadas dentro del rebajo por el inserto. Las figuras 6a, 6b ilustran una vista superior de la disposición de la cámara de enfriamiento 240 formada por el inserto 250 en el rebajo 230.

[0162] En el primer ejemplo, que se representa en la figura 6a, el rebajo 230 tiene una conformación anular y se extiende alrededor de la abertura 220. La cámara de enfriamiento 240a formada por el inserto 250 dentro del rebajo también tiene una conformación anular. Las aberturas de la cámara de enfriamiento 240a a los canales de entrada y salida, respectivamente, no se ilustran en la figura, pero pueden estar situadas, preferentemente, en lados opuestos del anillo anular, por ejemplo en ubicaciones correspondientes a las 12 horas y las 18 horas en la figura 6 o cualquier otra ubicación opuesta. De esta manera, el fluido recibido desde el canal de inyección 280 por medio de la primera abertura se puede distribuir a dos vías dentro de la cámara de enfriamiento 240a y guiar hacia a la segunda abertura.

[0164] En el segundo ejemplo, que se representa en la figura 6b, el rebajo 230 tiene nuevamente una conformación anular y se extiende alrededor de la abertura 220. La cámara de enfriamiento 240b formada por el inserto 250 dentro del rebajo comprende una vía, que está formada esencialmente por dos anillos concéntricos que están conectados. De esta manera, el fluido puede entrar en la cámara de enfriamiento 240b por medio del canal de entrada que termina en una primera abertura 310 y se guía a través de la cámara de enfriamiento 240b durante casi todo un anillo exterior del rebajo 230, realiza un giro y, a continuación, se guía dentro del anillo interior hacia la segunda abertura 320 desde donde se proporciona al canal de salida.

[0166] El experto en la técnica apreciará que también son posibles diversos tipos de otras disposiciones de cámara de enfriamiento que logran los mismos efectos, o similares, a los ejemplos que se muestran explícitamente en las figuras. En particular, cualquier disposición en la que la cámara de enfriamiento solo cubra una parte del rebajo anular 230 también estará dentro del alcance de la presente invención, aunque dichos ejemplos no se muestren explícitamente.

[0168] Además, el experto en la técnica apreciará que también son posibles múltiples primeras aberturas, que conectan la cámara de enfriamiento con el canal de entrada dentro de la placa de base, y múltiples segundas aberturas, que conectan la cámara de enfriamiento con el canal de salida, aunque esto no se muestra explícitamente. De este modo, se pueden diseñar cámaras de enfriamiento curvas y varias ramificaciones.

[0170] La al menos una protuberancia del inserto se puede usar para definir el curso de la cámara de enfriamiento con el fin de lograr los diseños mencionados anteriormente.

[0172] Las figuras 7a, 7b muestran (a) una vista de detalle en sección transversal de un modo de realización preferente de un inserto colocado dentro de un rebajo de una placa de espiral estacionaria y (b) una vista en perspectiva del modo de realización preferente del inserto.

[0174] El inserto 250 representado en la figura 7a tiene esencialmente una sección transversal con forma de U con dos extremidades 255a y 255b. Estas extremidades 255a, 255b se pueden usar para conectar el inserto 250 a las paredes laterales 230a, 230b del rebajo 230. La conexión puede ser preferentemente una conexión sellada, de modo que la cámara de enfriamiento 240 esté sellada de la cavidad de presión intermedia formada en la parte restante del rebajo 230. El sellado se puede lograr, por ejemplo, mediante el encaje por interferencia o el uso de un elemento de sellado.

[0176] Además, el inserto 250 comprende al menos una protuberancia 260. La al menos una protuberancia 260 se encuentra en la parte inferior 230c del rebajo. Por tanto, la longitud de la protuberancia 260 define la altura de la cámara de enfriamiento 240. En el ejemplo de modo de realización representado en la figura 7a, el inserto 250 comprende dos protuberancias 260, que están situadas en los bordes del inserto 250, o en otras palabras, en ubicaciones opuestas a las extremidades 255a, 255b. Las dos protuberancias 260 permiten la formación de la cámara de enfriamiento 240 entre las mismas y la parte inferior del rebajo. De forma alternativa, aunque no se muestra, el inserto puede comprender una sola protuberancia situada en el centro (similar a lo que se muestra en las figuras 4a, 4b), de modo que la cámara de enfriamiento se forme a ambos lados de la protuberancia.

[0177] En otro ejemplo, que no se representa en las figuras, las extremidades 255a, 255b del inserto 250 pueden estar orientadas hacia la parte inferior 230c del rebajo 230. En este caso, no es necesaria ninguna protuberancia ya que la altura de la cámara 240 está definida por la longitud de las extremidades 255a, 255b.

[0179] Además, como ya se muestra en la figura 4a, la conexión entre el inserto 250 y la pared del rebajo se puede sellar mediante sellos 265. Estos sellos pueden estar hechos de un material no metálico.

[0181] La figura 7b muestra tres vistas del inserto 250 de la figura 7a sin la placa de espiral estacionaria circundante. La primera imagen es una vista en perspectiva del inserto 250, mientras que la segunda imagen es una vista en perspectiva de una sección transversal del inserto 250 y la tercera imagen es una vista en sección transversal del inserto 250. El inserto 250 comprende una primera y una segunda extremidad 255a, 255b para conectarse a las paredes laterales de un rebajo en una placa de espiral estacionaria, y dos protuberancias 260 que se usan para definir la altura de la cámara de enfriamiento. Como se puede observar en la figura 7b, el inserto tiene una conformación anular y está configurado para colocarse en un rebajo anular en una placa de espiral estacionaria.

[0183] Las figuras 8a a 8c muestran vistas en sección transversal de algunos modos de realización de una placa de espiral orbital que se puede usar junto con la placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención. En el primer modo de realización de una placa de espiral 130a representada en la figura 8a, la placa de espiral comprende una segunda placa de base 400 que tiene un primer lado 405 y un segundo lado 410. El primer lado comprende una envoltura en espiral 470 y también se puede denominar lado frontal. El segundo lado comprende un segundo rebajo 420 situado en la superficie del segundo lado, que tiene una conformación anular, de modo que se produce en los lados izquierdo y derecho de la imagen de la superficie. Un ejemplo más detallado de un rebajo anular se describirá a continuación con respecto a la figura 9a. Dentro del segundo rebajo se puede colocar un material aislante (no mostrado), como se mostrará con más detalle a continuación con respecto a las figuras 9a a 9c.

[0185] La placa de espiral 130a representada en la figura 8a es una placa de espiral orbital, como se puede identificar por la protuberancia anular 440, que forma una recepción para un cigüeñal, como también se describirá con más detalle a continuación con respecto a la figura 9a.

[0187] Además de las características de la placa de espiral 130a representada en la figura 8a, la placa de espiral 130b representada en la figura 8b comprende un segundo rebajo adicional 420b, que está situado en la recepción formada por la protuberancia de conformación anular 440. El experto en la técnica apreciará que el segundo rebajo 420b se puede usar adicionalmente al segundo rebajo 420 como se representa en la figura 8b o, de forma alternativa, al rebajo 420 aunque esto no se muestre explícitamente en un dibujo separado.

[0189] Mientras que los segundos rebajos 420, 420b representados en las figuras 8a y 8b están situados en la superficie del segundo lado 410 de la segunda placa de base 400, la placa de espiral 130c representada en la figura 8c comprende segundos rebajos 425, 425b, que están situados debajo de la superficie del segundo lado 410. Aunque los segundos rebajos 425, 425b en la figura 8c se muestran en posiciones laterales (con respecto a la superficie del segundo lado de la segunda placa de base de la placa de espiral orbital) correspondientes a los rebajos 420, 420b del ejemplo de modo de realización representado en la figura 8b, el experto en la técnica también considera posibles otras conformaciones. Por ejemplo, un solo rebajo se puede extender en un plano paralelo a la superficie de la segunda placa de base 400, puede ser anular y puede tener un diámetro hasta la extensión de la segunda placa de base.

[0191] En los ejemplos de modo de realización de placas de espiral orbitales representadas en las figuras 8a a 8c, los segundos rebajos y el material aislante se colocan en las ubicaciones cercanas a la ubicación de la protuberancia para recibir una parte del cigüeñal. Aunque son posibles otras ubicaciones para el segundo rebajo y están dentro del alcance de la presente solicitud, las ubicaciones ejemplares representadas en los dibujos representan ejemplos preferentes. En el caso de una configuración de compresor de espiral de lado de baja presión y de lado de alta presión, estos ejemplos preferentes tienen en cuenta las diferencias de temperatura entre el primer lado, que experimenta una temperatura similar a la temperatura de descarga en el centro de la segunda envoltura en espiral 470, y el segundo lado, que experimenta la temperatura de lado sustancialmente menor en la protuberancia anular 240 causada por la lubricación del cigüeñal con un lubricante y, adicionalmente, el contacto con el vapor en el lado de succión recibido desde el orificio de succión.

[0193] [0088]Las figuras 9a a 9c muestran ejemplos de modo de realización de una placa de espiral orbital que se puede usar junto con la placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención, en las que (a) es una vista en perspectiva de un ejemplo de modo de realización de una placa de espiral orbital cortada por la mitad y (b), (c) son vistas superiores del lado posterior de dicha placa de espiral orbital. El ejemplo de modo de realización representado en las figuras 9a a 9c corresponden a la ilustración representada en la figura 8b. En estas figuras 9a a 9c se muestran los materiales aislantes 430 y 460 situados en el rebajo 420 y 420b, respectivamente. Además, debido a la vista en perspectiva, la conformación anular del rebajo 420 y la conformación circular del rebajo 420b, así como la conformación anular de la protuberancia 440, se pueden identificar más claramente en comparación con las vistas en sección transversal representadas en la figura 8b.

[0195] En las figuras 9a y 9b, el material aislante 430, 430a está representado por un anillo hecho de material aislante que está situado en un segundo rebajo anular, mientras que el material aislante 460 está representado por un círculo o disco hecho de material aislante situado en un rebajo circular. A diferencia del material aislante 430a en la figura 9b, el material aislante 430b en la figura 9c no forma un anillo cerrado. Esto permite que el material aislante incremente o disminuya su tamaño a causa de efectos térmicos dentro del material aislante. Como apreciará el experto en la técnica, este beneficio también se puede lograr proporcionando múltiples porciones de material aislante, que se colocan en secciones del rebajo anular.

[0197] Las figuras 10a, 10b muestran otro ejemplo de modo de realización de una placa de espiral orbital 130b que se puede usar junto con una placa de espiral estacionaria de acuerdo con la presente invención, en la que la segunda placa de base consiste en dos partes, en la que la primera parte comprende el primer lado y la segunda parte comprende el segundo lado y en la que el material aislante se coloca entre la primera parte y la segunda parte.

[0199] En este ejemplo de modo de realización, la segunda placa de base de la placa de espiral orbital 130b está formada por una primera parte 510, una segunda parte 520 y una capa aislante 530 colocada en un segundo rebajo entre la primera parte 510 y la segunda parte 520. De este modo, un segundo rebajo en el sentido de la presente invención también se puede interpretar como la separación de la placa de base en dos partes 510 y 520. Este ejemplo de modo de realización aísla la primera parte 510 de la segunda parte 520 por medio de la capa aislante 530, que reduce la transferencia de calor entre ambas partes de la placa de base de la placa de espiral.

[0201] Lo que se ha descrito anteriormente incluye ejemplos de uno o más modos de realización. Por supuesto, no es posible describir todas las combinaciones concebibles de componentes o metodologías para los propósitos de describir los modos de realización mencionados anteriormente, pero un experto en la técnica puede reconocer que son posibles muchas otras combinaciones y permutaciones de diversos modos de realización. En consecuencia, los modos de realización descritos pretenden abarcar todas de dichas modificaciones que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Una placa de espiral estacionaria (120a, 120b) para su uso en un compresor de espiral (100), comprendiendo la placa de espiral estacionaria (120a, 120b):

una placa de base (200) que tiene un primer lado (205) y un segundo lado (210), en la que el segundo lado (210) se opone al primer lado (205);

una envoltura en espiral (270) formada en el primer lado (205) de la placa de base (200), en la que la envoltura en espiral (270) está adaptada para interactuar con una envoltura en espiral correspondiente de una placa de espiral orbital (130) para formar una cámara de compresión;

un canal de inyección (280) formado dentro de la placa de base (200), proporcionando el canal de inyección (280) una vía de inyección para la inyección de fluido en la cámara de compresión;

un rebajo (230) situado en el segundo lado (210), en el que el rebajo está configurado para formar una cavidad de presión intermedia que comprende una conexión a una abertura en la placa de base dispuesta dentro de la envoltura en espiral (270);

un inserto (250) colocado dentro del rebajo (230), en el que el inserto (250) separa un volumen dentro del rebajo (230) en una cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b) dentro del rebajo (230) y un volumen restante para formar la cavidad de presión intermedia;

un canal de entrada (245a) por medio del cual la cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b) está conectada al canal de inyección (280); y

un canal de salida (245b) por medio del cual la cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b) está conectada al interior de la envoltura en espiral (270).

2. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el rebajo (230) situado en el segundo lado (210) tiene una conformación anular y en la que el inserto (250) colocado dentro del rebajo (230) forma la cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b) en al menos una parte del rebajo anular (230).

3. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones mencionadas anteriormente, en la que la cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b), el canal de entrada y el canal de salida definen una vía de enfriamiento configurada para guiar fluido desde el canal de inyección (280) al interior de la envoltura en espiral (270).

4. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones mencionadas anteriormente, en la que el rebajo (230) comprende una parte inferior (230c) y dos paredes laterales (230a, 230b) y en la que se establece un contacto sellado entre el inserto (250) y ambas paredes laterales (230a, 230b).

5. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el inserto (250) comprende al menos un elemento saliente, que hace contacto con la parte inferior (230c) del rebajo (230) y, de este modo, define una altura de la cámara de enfriamiento (240, 240a, 240b).

6. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, en la que el inserto (250) comprende extremidades (255a, 255b), que establecen la conexión sellada con las paredes laterales (230a, 230b).

7. La placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones mencionadas anteriormente, en la que el inserto (250) está hecho de acero, hierro fundido o un material no metálico.

8. Un compresor de espiral (100) que comprende una placa de espiral estacionaria (120a, 120b) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además:

una placa de espiral orbital (130), en la que la placa de espiral orbital (130) comprende:

una segunda placa de base (400) que tiene un lado frontal (405) y un lado posterior (410), en la que el lado posterior (410) se opone al lado frontal (405); y

una segunda envoltura en espiral (470) formada en el lado frontal (405) de la placa de base (400);

en el que la placa de base (400) comprende uno o más segundos rebajos (420, 420b, 425, 425b) y en el que un material aislante (430, 460) está situado en al menos uno de los uno o más segundos rebajos (420, 420b, 425, 425b) de la placa de espiral orbital (130).

10.El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que al menos uno de los uno o más segundos rebajos (420, 420b, 425, 425b) de la placa de espiral orbital (130) está situado en una superficie del lado posterior (410) de la segunda placa de base (400).

11.El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que al menos un rebajo (425, 425b) de los uno o más segundos rebajos (420, 420b, 425, 425b) está situado debajo de la superficie del lado posterior (410) de la placa de base (400).

12.El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el al menos un segundo rebajo debajo de la superficie del lado posterior (410) está formado como una cámara sellada dentro de la segunda placa de base (400).

13.El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el material aislante situado en el al menos un segundo rebajo debajo de la superficie del lado posterior (410) de la segunda placa de base (400) es un fluido.

14.El compresor de espiral (100) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el material aislante forma una capa (530) situada entre el lado frontal (405) y el lado posterior (410) de la segunda placa de base (400).

15.El compresor de espiral (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 y 14, en el que el material aislante (430, 460) situado en el segundo rebajo es un material no metálico que tiene una baja conductividad térmica.