BR112012029892B1

BR112012029892B1 - Arranjo de sucção para compressor de refrigeração

Info

Publication number: BR112012029892B1
Application number: BR112012029892-5A
Authority: BR
Inventors: Marcio Silveira; Moacir Pirovano; Cleber Knies; Ernest Roger Bergman
Original assignee: Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2020-06-23
Also published as: EP2577190A1; JP5632963B2; KR20130124172A; CN102906516A; EP2577190A4; RU2528215C2; US8992186B2; BR112012029892A2; EP2577190B1; ES2535616T3; WO2011147005A1; CN102906516B; SI2577190T1; US20130330177A1; RU2012155888A; SG185556A1; JP2013531162A

Abstract

ARRANJO DE SUCÇÃO PARA COMPRESSOR DE REFRIGERAÇÃO A invenção aplica-se a um compressor de refrigeração do tipo que compreende: uma carcaça (10) carregando umpassador de sucção (15) tendo um bocal de saída (15a) aberto para o interior da carcaça ( 10) ; e um bloco de cilindro ( 11) ao qual é montado um abafador de sucção (20) que incorpora um tubo de admissão (21) provido de um bocal de entrada (22). O bocal de entrada (22) do tubo de admissão (21) pode ser disposto adjacente ao bocal desaída (15a) do passador de sucção (15). O bocal de entrada (22) pode admitir, sob pelo menos uma das condições de subpressão em seu interior ou de deflexão do fluxo de fluido refrigerante no interior da carcaça (10), a fase gasosa, e pode direcionar a fase líquida para uma região da carcaça (10) externa ao bocal de entrada (22) .

Description

Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um arranjo construtivo a ser aplicado à sucção de compressores herméticos de 5 refrigeração em geral. 0 referido arranjo é particularmente dirigido à sucção de compressores herméticos utilizados em sistemas de refrigeração de uso comercial, tais como, por exemplo, nas máquinas de produção de cubos de gelo.

Técnica anterior

Compressores herméticos de refrigeração (de pequeno ou médio porte), tais como aqueles geralmente usados em aparelhos de refrigeração doméstica, são também utilizados em outros sistemas de refrigeração, tais como, 15 por exemplo, nas máquinas de produção de cubos de gelo.

Em tais sistemas, o degelo periódico de um evaporador do sistema de refrigeração é realizado pelo próprio fluido refrigerante, na forma de gás aquecido, que deixa a descarga do compressor.

20 Em um sistema de refrigeração (de pequeno ou médio porte), é comum ocorrer retorno de refrigerante liquido no sistema de sucção, devido à vaporização incompleta do refrigerante liquido. Neste caso, se não for provido um dispositivo separador de liquido no circuito de 25 refrigeração, o compressor poderá sofrer danos. As causas mais comuns de retorno de liquido são: o excesso de carga refrigerante no sistema de refrigeração; uma refrigeração inadequada do evaporador; e um ajuste incorreto do dispositivo de expansão. O fenômeno de retorno de liquido 30 é mais intenso em compressores comerciais de alta capacidade e baixa temperatura de evaporação.

Alguns compressores (ver figuras 1 e IA) apresentam uma sucção aberta, ou seja, um passador de sucção 1, disposto através de uma parede de uma carcaça 2, é aberto para o 35 interior dessa última. Com essa construção, o fluido refrigerante, em forma de gás, que chega ao passador de sucção 1, é admitido no interior da carcaça 2, hermética, do compressor, sendo então succionado, do ambiente interno da carcaça 2, para o interior de um abafador de sucção 3, e deste, para o interior da câmara de compressão do compressor.

Nestes compressores conhecidos, o abafador acústico de sucção 3 é provido no interior da carcaça 2, hermética, distanciado e acima do passador de sucção 1. Esse arranjo de sucção permite que o fluido refrigerante, na forma de gás, seja aquecido durante sua permanência no interior da carcaça 2, em razão de seu contato com as partes quentes do compressor, antes de ser succionado para o interior do abafador de sucção 3 e, em seguida, para o interior da câmara de compressão. O aquecimento do fluido refrigerante no interior da carcaça 2 apresenta o inconveniente de reduzir a capacidade volumétrica de bombeamento e, consequentemente, a eficiência energética do compressor. Um exemplo desta construção é apresentado no documento JP2008-267365, no qual o fluxo admitido no interior da carcaça 2, através do bocal de saida la do passador de sucção 1, é defletido pelo cabeçote, antes de alcançar o bocal de entrada 4 do tubo de admissão 5 do abafador de sucção 3, o qual é posicionado afastado do bocal de saida la do passador de sucção 1.

São também conhecidos os compressores de sucção direta (ver figura 1B) , nos quais o fluido refrigerante, em forma de gás, que retorna ao compressor pelo passador de sucção 1, é integralmente direcionado para o interior do abafador de sucção 3, sem ser admitido no interior da carcaça hermética 2. Neste tipo de arranjo de sucção, o fluido refrigerante é succionado para a câmara de compressão, através do passador de sucção 1 e através do abafador de sucção 3, sem ser submetido aos componentes quentes do compressor com arranjo de sucção aberta e resultando, assim, em maior eficiência energética do compressor.

Entretanto, um arranjo de sucção direta (figura 1B) só pode ser usado nas aplicações em que não existe o risco de o fluido refrigerante, em estado liquido, ser admitido na câmara de compressão do compressor.

Entretanto, em certos sistemas de refrigeração, tais como aqueles usados nas máquinas de produção de cubos de gelo, uma operação de degelo, para remoção do gelo que se acumula na região do evaporador, deve ser realizada, periodicamente, por meio da operação do compressor. Neste tipo de operação de degelo, é feita uma inversão no circuito do fluido refrigerante no sistema de refrigeração, para que o gás refrigerante comprimido e aquecido pelo compressor seja direcionado a uma entrada do evaporador e não a uma entrada do condensador, como acontece durante a operação normal de ciclo de refrigeração convencional.

Durante a operação de degelo, na qual o sistema de refrigeração é submetido à inversão de ciclo, o fluido refrigerante é condensado, pelo menos parcialmente, no evaporador, passa para a fase liquida e é retornado ao compressor. O sistema de refrigeração permanece operando em ciclo invertido, durante certo periodo de tempo, até que seja obtido o grau de degelo desejado. Uma vez obtido o grau de degelo, o sistema de refrigeração opera da forma convencional, com o fluido refrigerante, na fase gasosa e comprimido pelo compressor, sendo direcionado à entrada do condensador.

0 fluido refrigerante, na fase liquida, que deixa o evaporador e retorna ao compressor, durante a operação de degelo, deve ser desviado do curso normal de sucção, para evitar que seja comprimido pelo cilindro do compressor e que produza uma elevada pressão interna e consequentes danos às válvulas, às juntas e a outras partes do compressor. Portanto, não é possivel usar uma sucção direta nessas aplicações.

Para evitar que o fluido refrigerante liquido entre na câmara de sucção, algumas construções de compressor (particularmente aquelas de aplicação comercial e que podem sofrer retorno de liquido durante sua operação), apresentam o abafador de sucção 3 provido de um bocal de entrada 4, de fluido refrigerante, afastado do bocal de saída la do passador de sucção 1, bocal de saída la este que é aberto para o interior da carcaça 2 do compressor. Na solução apresentada no documento JP2005-133707, o abafador acústico de sucção apresenta um tubo de admissão de fluido refrigerante provido afastado do extremo interno do passador de sucção. O tubo de admissão apresenta um bocal de entrada de fluido refrigerante substancialmente alinhado com o extremo interno do passador de sucção e conformado de modo a incorporar um defletor definido para melhor captação do fluido refrigerante gasoso recebido através do passador de sucção. No entanto, durante a sucção, o espaçamento entre o extremo interno do passador de sucção e o bocal de entrada do tubo de admissão do abafador acústico de sucção não é suficiente para evitar que óleo, ou fluido refrigerante em fase líquida, seja ainda succionado para o interior do compressor, danificando este último.

Em muitas construções de compressor hermético (ver fig.l), para uso em máquinas de produção de gelo, ou em outras aplicações nas quais existe o risco de retorno de fluido refrigerante líquido à câmara de compressão, o passador de sucção 1 é provido afastado do bocal de entrada de gás refrigerante 4 no abafador de sucção 3, geralmente opostos entre si no interior da carcaça, de acordo com o arranjo de sucção aberta. Nesse tipo de arranjo de montagem, apesar de ser eliminado o risco de retorno de fluido refrigerante líquido para o interior da câmara de compressão, não é evitada a perda de eficiência energética do compressor por aquecimento do fluido refrigerante, pois este é admitido no interior da carcaça hermética 2, antes de ser succionado para o interior do abafador de sucção 3 e, deste, para o interior da câmara de compressão.

São ainda conhecidos da técnica alguns arranjos de sucção que visam minimizar ou suprimir o risco de retorno de fluido refrigerante liquido (ou mesmo de óleo) para o abafador de sucção, sem submeter o fluido refrigerante a um indesejável aquecimento no interior da carcaça hermética. Exemplos desses arranjos podem ser observados no documento de patente JP2007-255245.

Na solução apresentada no documento JP2007-255245, o passador de sucção compreende um prolongamento interno à carcaça do compressor e formado por uma porção inferior, nivelada com o passador de sucção, para acúmulo temporário de fluido refrigerante liquido porventura existente no fluxo de sucção, e por uma porção superior, elevada em relação ao passador de sucção, para conduzir apenas o fluido refrigerante gasoso e tendo um bocal de saida axialmente afastado em relação ao bocal de entrada do abafador de sucção. O referido bocal incorpora um defletor definido para melhor admissão do fluido refrigerante gasoso recebido através do passador de sucção. Deve ser observado que a provisão do defletor é desejável, em razão do fato de o bocal de entrada do abafador de sucção ter seu eixo geométrico coplanar ao eixo geométrico do bocal de saida da porção superior do prolongamento interno do passador de sucção, mas formando, com este último, um ângulo diedro aproximadamente reto, por razões de espaço e para evitar, que qualquer liquido refrigerante que chegue à referida porção superior do prolongamento interno, seja alimentado ao abafador de sucção.

Nessa solução anterior, tem-se uma sucção semidireta, segundo a qual o fluido refrigerante liquido que porventura atingir o acumulador de liquido, seja ali armazenado, até alcançar um determinado volume capaz de ativar um elemento de válvula, tal como uma tampa articulada que abre, sob a pressão do liquido acumulado, permitindo que este liquido seja despejado no interior da carcaça, sem ser direcionado à câmara de compressão.

Apesar de a solução anterior, acima comentada, minimizar ou mesmo impedir a admissão de fluido refrigerante liquido na câmara de compressão do compressor, sua realização é complexa e onerosa, requerendo mudanças na construção do passador de sucção, geralmente na forma de uma peça adicional tendo duas saidas distintas.

Sumário

Em função dos inconvenientes acima comentados e ainda de outras desvantagens das soluções construtivas conhecidas, é um dos objetivos da presente invenção dotar um compressor de refrigeração, do tipo provido de abafador de sucção montado no interior de uma carcaça hermética, de um arranjo de sucção que minimize, ou mesmo impeça, a admissão de fluido refrigerante, em fase liquida, no interior da câmara de compressão do compressor, sem submeter o fluido refrigerante em fase gasosa sendo succionado pelo compressor, a um indesejável aquecimento, no interior da carcaça hermética, capaz de comprometer a eficiência energética do compressor, em sua operação normal de refrigeração.

Outro objetivo da presente invenção é o de prover um arranjo de sucção, que apresente custo reduzido e não requeira a provisão de peças adicionais no interior do compressor.

O arranjo de sucção da presente invenção é aplicado para um compressor de refrigeração do tipo que compreende: uma carcaça, hermética, e carregando um passador de sucção que é provido de um bocal de saida aberto para o interior da carcaça e pelo qual um fluxo de fluido refrigerante, contendo pelo menos uma das fases liquida e gasosa, é lançado no interior da carcaça; um bloco de cilindro montado no interior da carcaça e definindo uma câmara de compressão com um extremo fechado por uma placa de válvulas; um abafador de sucção montado ao bloco de cilíndrico e incorporando, externamente: um tubo de admissão provido de um bocal de entrada voltado para o passador de sucção; e um tubo de saida para o fluido refrigerante, tendo um bocal extremo mantido em comunicação com a câmara de compressão, através da placa de válvulas.

No arranjo da presente invenção, o bocal de entrada do tubo de admissão pode ser disposto adjacente e externo à projeção axial do contorno do bocal de saida do passador de sucção e voltado para uma região da carcaça disposta entre o bocal de saida e o bocal de entrada. O bocal de entrada pode admitir, sob pelo menos uma das condições de subpressão em seu interior, ou de deflexão do fluxo no interior da carcaça, a fase gasosa do fluxo, se existente no fluxo de fluido refrigerante, enquanto que a fase liquida, se existente no fluxo de fluido refrigerante, é dirigida a uma região de carcaça externa ao bocal de entrada.

Em um aspecto particular da presente invenção, o bocal de entrada do tubo de admissão é posicionado externamente à projeção axial do contorno do bocal de saida do passador de sucção e voltado, segundo uma direção ortogonal ao eixo geométrico da citada projeção axial, para uma região desta última provida à frente do bocal de entrada.

Em outro aspecto da presente invenção, o bocal de entrada do tubo de admissão está voltado para uma direção inclinada em relação ao eixo geométrico da projeção axial do contorno do bocal de saida do passador de sucção, e para uma região interna da carcaça, definida entre o bocal de saida e o bocal de entrada e na qual é admitido o fluxo de fluido refrigerante.

Ainda em outro aspecto da presente invenção, o bocal de entrada do tubo de admissão está voltado segundo uma direção paralela ao eixo geométrico da projeção axial do contorno do bocal de saida do passador de sucção.

Ainda de acordo com outro aspecto da presente invenção, o arranjo de sucção compreende um meio defletor disposto no interior da carcaça, adjacente ao bocal de entrada do tubo de admissão, de modo confrontante ao bocal de saida do passador de sucção e configurado para interferir no fluxo de fluido refrigerante. 0 meio defletor desvia a fase liquida do fluxo de fluido refrigerante, seexistente no fluxo de fluido refrigerante, para o interior da carcaça, e sua fase gasosa, se existente, para o bocal de entrada do tubo de admissão. Em um aspecto particular, o meio defletor é carregado por uma das partes de carcaça, bloco de cilindro e de abafador de sucção. De acordo com outro aspecto particular da presente invenção, o meio defletor pode ser definido por pelo menos uma das partes de bloco de cilindro e de uma aba defletora, carregada por qualquer uma das partes de bloco de cilindro e de carcaça. Em uma variação construtiva particular, o meio defletor pode ser definido por uma aba defletora que se projeta arqueadamente para fora do tubo de admissão, na região de seu bocal de entrada, de modo adjacente e confrontante ao bocal de saida do passador de sucção e configurada para deste último receber o fluxo de fluido refrigerante, direcionando sua fase gasosa, se existente, em uma trajetória curva não descendente, para dentro do bocal de entrada do tubo de admissão e dirigindogravitacionalmente, qualquer fase liquida, se existente, para fora do tubo de admissão e para o interior da carcaça. Desenhos

Os desenhos aqui descritos são apenas a titulo ilustrativo de configurações selecionadas, e não de todas as possiveis construções, não sendo limitativos do escopo da presente invenção.

A figura 1 é uma representação esquemática de um compressor incorporando um abafador de sucção da técnica anterior;

A figura IA é uma representação esquemática de um compressor incorporando um abafador de sucção da técnica anterior;
A figura 1B é uma representação esquemática de um compressor incorporando um abafador de sucção da técnica anterior;
A figura 1C é uma representação esquemática de um compressor incorporando um abafador de sucção acústico, de acordo com os principios da presente invenção;
A figura 2 é uma vista seccional parcial de um compressor incorporando um abafador de sucção, de acordo com os principios da presente invenção;
A figura 2A é uma representação esquemática de um bocal de entrada do abafador de sucção da fig. 2, em uma primeira posição relativa a uma entrada do compressor da fig. 2;
A figura 2B é uma representação esquemática de um bocal de entrada do abafador de sucção da fig. 2, em uma segunda posição relativa à entrada de sucção do compressor da fig. 2;
A figura 2C é uma representação esquemática de um bocal de entrada do abafador de sucção da fig. 2, em uma terceira posição relativa à entrada de fluxo do compressor da fig. 2;
A figura 3 é uma vista em perspectiva de um abafador de sucção, de acordo com os principios da presente invenção;
A figura 3A é uma vista parcial em perspectiva do abafador de sucção da fig. 3, incorporado em um compressor e mostrando uma posição de uma entrada do abafador de sucção em relação a uma entrada do compressor;
A figura 4 é uma vista em perspectiva de um abafador de sucção, de acordo com os principios da presente invenção; e
A figura 4A é uma vista parcial em perspectiva do abafador de sucção da fig. 4, incorporado em um compressor e mostrando uma posição de uma entrada do abafador de sucção em relação a uma entrada do compressor;

Descrição detalhada

Conforme ilustrado nas figuras anexas 1C a 4A, a presente invenção provê um arranjo de sucção para um compressor de sistema de refrigeração, do tipo que compreende uma carcaça 10, hermética; um bloco de cilindro 11, montado internamente à carcaça 10 e definindo uma câmara de compressão CC, alojando um pistão 12, reciprocante, e tendo um extremo fechado por uma placa de válvulas 13 e por um cabeçote 14; e um abafador de sucção 20 montado ao bloco de cilindro 11 e incorporando, externamente: um tubo de admissão 21 provido de um bocal de entrada 22; e um tubo de saida 23 para o fluido refrigerante, tendo um bocal extremo 24 mantido em comunicação com a câmara de compressão CC, através da placa de válvulas 13. Na construção ilustrada, o tubo de saida 23 é montado no cabeçote 14, fixado ao bloco de cilindro 11 através da placa de válvulas 13 e no qual é definida pelo menos uma câmara de descarga (não ilustrada).

A carcaça 10 carrega um passador de sucção 15 provido de um bocal de saida 15a, aberto para o interior da carcaça 10 e através do qual é admitido um fluxo de fluido refrigerante, que pode conter, dependendo da condição operacional do sistema de refrigeração, somente uma fase liquida, somente uma fase gasosa, ou ambas as fases liquida e gasosa.

Na construção ilustrada, o bocal de saida 15a é definido como uma abertura na carcaça 10 do compressor, embora dito passador de sucção 15 possa ser provido estendendo- se pelo interior da carcaça 10. O passador de sucção 15 é geralmente montado a um circuito de um sistema de refrigeração, não ilustrado, e que inclui o compressor.

O abafador de sucção 20 pode compreender um corpo oco, geralmente bipartido, provido com o tubo de admissão 21 e tubo de saida 23.

Em algumas construções de compressor, o corpo do abafador de sucção 20 pode ser disposto inferiormente ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15. Neste caso, o fluido refrigerante admitido no abafador de sucção 20 é inicialmente dirigido para baixo, para o interior do corpo oco do abafador de sucção 20, antes de ser conduzido para o tubo de saida 23 e, deste, para a câmara de compressão CC.

Deve ser entendido que a presente invenção não é restrita a uma construção de abafador de sucção 20 do tipo aqui ilustrado. A invenção pode também ser aplicada a abafadores de sucção admitindo fluido refrigerante paralelamente ao eixo geométrico do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, ou acima deste.

De acordo com o arranjo de sucção da presente invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 é disposto adjacente, mas externo à projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15 e voltado para uma região da carcaça 10, disposta entre o bocal de saida 15a e o bocal de entrada 22. O bocal de entrada 22 pode admitir, sob pelo menos uma das condições de subpressão em seu interior ou de deflexão do fluxo no interior da carcaça, a fase gasosa do fluxo.

De acordo com a presente invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 pode ser disposto um tanto afastado do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, de modo a fazer com que o fluxo de fluido refrigerante percorra uma certa extensão do espaço interno da carcaça 10, e de modo a permitir que a fase gasosa do fluxo seja defletida para o interior do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, por um ou por ambos os elementos definidos pela condição de subpressão no bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, e por um defletor disposto no interior da carcaça 10 e que pode ser carregado, por exemplo, pelo bloco de cilindro 11. Quando o direcionamento da fase gasosa para o interior do bocal de entrada 22 for afetado apenas pela subpressão reinante no interior deste último, o fluxo de fase gasosa, admitido no interior da carcaça 10 através do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, é desviado do seu trajeto, ao deixar o bocal de saida 15a, pela sucção imprimida ao dito fluxo pelo bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21.

De acordo com uma primeira construção para o arranjo de sucção da invenção, ilustrada na figura 2A, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 é montado no interior da carcaça 10, voltado segundo uma direção A, substancialmente horizontal e ortogonal ao eixo geométrico X da projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, ou seja, voltado para uma região da projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, disposta à frente do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21.

Em um aspecto particular desta construção para o arranjo de sucção da presente invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 tem um contorno substancialmente tangente ao contorno do fluxo de fluido refrigerante.

A vantagem da primeira construção do arranjo da presente invenção é que, pelo posicionamento do tubo de admissão 21 a uma certa distância do bocal de saida 15a, como mostrado na figura 2A, é possivel obter, inicialmente, uma redução considerável, em torno de 80% da sucção da fase liquida do fluxo do fluido refrigerante para o interior do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21. Esta posição permite que a fase gasosa do fluxo do fluido refrigerante entre no bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, por meio de uma sucção semidireta. Nesta condição de montagem, a fase gasosa do fluido refrigerante é desviada para o interior do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, por meio da subpressão reinante no interior deste último e/ou com o auxilio de um defletor, a ser descrito a seguir.

Em compressores comerciais de alta eficiência, um defletor 25 (Figura 3) pode ser utilizado para direcionar a fase gasosa do fluxo do fluido refrigerante para o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, aumentando, assim, a capacidade do compressor, sem o risco de admitir a entrada da fase liquida no interior do abafador de sucção 20. O defletor 25 pode ser definido por um componente de compressor interno à carcaça 10, ou por um componente adicional, montado na região do bocal de entrada 22, para desviar a fase gasosa do fluxo do fluido refrigerante para o interior do bocal de entrada 22, mas sem permitir que a fase liquida entre no abafador de sucção 20. O defletor 25 pode ter a capacidade de dirigir a fase liquida do fluxo do fluido refrigerante para uma região interna da carcaça 10, externa ao bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21.

De acordo com uma segunda construção para o arranjo de sucção da presente invenção, ilustrada na figura 2B, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 está voltado segundo uma direção B inclinada em relação ao eixo geométrico X da projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, e para uma região interna da carcaça 10, para admissão do fluxo de fluido refrigerante e que é definida entre o bocal de saida 15a e o bocal de entrada 22.

Em uma primeira construção particular deste segundo arranjo de sucção da presente invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 tem seu contorno tangenciando, substancialmente, a projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, conforme ilustrado na figura 2B.

Apesar de não ser aqui especificamente ilustrado nos desenhos, deve ser entendido que o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 pode ter seu contorno substancialmente tangente ao o contorno do fluxo de fluido refrigerante, nas situações nas quais esse contorno extrapola, radialmente, os limites do contorno da projeção axial do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

A segunda construção, comentada acima, tem a vantagem de aumentar a massa da fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante succionado pelo bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, consequentemente aumentando a eficiência do compressor.

Por outro lado, o posicionamento do bocal de entrada 22 em relação ao fluxo de fluido refrigerante admitido na carcaça 10 requer um maior espaçamento do bocal de entrada 22 em relação ao contorno do fluxo de fluido refrigerante, de modo a reduzir o risco de admitir a fase liquida no interior do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21. Entretanto, a redução do risco conduz à perda de eficiência, ao admitir a fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante que está sendo liberado através do passador de sucção 15 para o interior da carcaça 10.

Para minimizar o risco de admitir a fase liquida no abafador de sucção 20 sem reduzir a eficiência em admitir a fase gasosa, pode ser usado um defletor 25, como já descrito em relação à primeira construção para o arranjo de montagem (figure 2A).

De acordo com uma terceira construção para o arranjo de sucção da presente invenção, ilustrada na figura 2C, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 está voltado segundo uma direção C substancialmente paralela ao eixo geométrico X da projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

Em uma primeira forma particular de realização da terceira construção da presente invenção, ilustrada na figura 2C, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 tem seu contorno tangenciando, substancialmente, a projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

Apesar de não ser aqui especificamente ilustrado nos desenhos, deve ser entendido que, para a terceira construção do arranjo de sucção da presente invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 pode ter seu contorno substancialmente tangente ao contorno do fluxo de fluido refrigerante, nas situações em que esse contorno extrapola, radialmente, os limites do contorno da projeção axial do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

0 terceiro arranjo construtivo pode ser usado quando for insuficiente o espaço no interior da carcaça 10, como nas construções mostradas nas figuras 2A e 2B, e/ou quando não houver a possibilidade de usar outras partescomponentes, tal como o defletor.

Para os compressores de baixa capacidade, a terceira solução é adequada e suficiente para evitar a sucção da fase liquida do fluxo de fluido refrigerante através do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21. Entretanto, nos compressores de alta capacidade, a eficiência pode ser prejudicada.

Deve ser entendido que, em razão de o fluxo de fluido refrigerante poder apresentar certa dispersão após passar pelo bocal de saida 15a, até alcançar o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, uma condição tangencial do bocal de entrada 22, em relação ao contorno da projeção axial, pode resultar em determinadas distâncias entre o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e o bocal de saida 15a do passador de sucção 15, em uma condição secante do bocal de entrada 22 em relação ao contorno do fluxo de fluido refrigerante.

Deve ser entendido que, nas opções construtivas acima comentadas e exemplificativamente ilustradas nas figuras 2A, 2B e 2C, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 pode estar arranjado em diferentes posições em torno da projeção axial do contorno do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

A posição do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 (distância, lateralidade), em relação ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15, pode ser definida em função do espaço interno na carcaça 10 do compressor, disponível para a montagem do abafador de sucção 20, das características de projeto do compressor, e do sistema de refrigeração ao qual ele é acoplado.

A presente solução pode ainda prover um desalinhamento entre o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e o bocal de saida 15a do passador de sucção 15, para que pelo menos parte substancial da fase liquida do fluxo de fluido refrigerante passe pela região do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, sem ser nele admitida em uma quantidade que pode ser prejudicial à operação do compressor.

Em uma das formas de realização da presente invenção, a fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante pode ser direcionada para o interior do abafador de sucção 20, devido à depressão causada pela diferença de pressão entre o interior da carcaça 10 e o interior do abafador de sucção 20, durante o ciclo de sucção do compressor, pois a pressão interna do abafador de sucção 20 é menor do que no interior da carcaça 10, devido aos ciclos de sucção durante a operação do compressor. Com a diminuição da pressão, o abafador de sucção promove a sucção da fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante. A baixa pressão que succiona o gás do fluxo de fluido refrigerante não é suficiente, em conjunto com o posicionamento do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, para succionar a fase liquida do fluxo de fluido refrigerante, que se encontra a uma velocidade alta quando da sua entrada no interior da carcaça 10, a partir do bocal de saida 15a do passador de sucção 15. A subpressão no interior do abafador de sucção 20 atua como um meio defletor não fisico para a fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante. Neste caso, a fase liquida do fluxo de fluido refrigerante é dirigida, por exemplo, gravitacionalmente e/ou por inércia, para o interior da carcaça 10, à medida que sua velocidade diminui. Um defletor não é necessariamente provido para atuar sobre o fluxo, de modo a modificar a trajetória de sua fase liquida, para impedi-la de ser admitida no bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, em qualquer quantidade prejudicial ao compressor.

Em uma forma de realização deste aspecto da invenção, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 pode ser posicionado a uma determinada distância do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, de modo que a fase liquida do fluxo de fluido refrigerante tenha sua trajetória modificada pela perda de velocidade deste fluxo de fluido refrigerante.

De acordo com outro aspecto particular da presente invenção, a fase liquida do fluxo de fluido refrigerante tem sua trajetória interrompida, no ambiente interno da carcaça 10, por um defletor 25 provido no interior da carcaça 10. 0 defletor 25 pode ser posicionado adjacente ao bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, de modo confrontante ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15 e configurado para deste último receber o fluxo de fluido refrigerante, interferindo na trajetória da fase liquida do fluido refrigerante e dirigindo, gravitacionalmente, qualquer fase liquida, se existente, para o interior da carcaça 10. O defletor 25 pode ser usado, quando não é possível utilizar somente a subpressão e o posicionamento relativo entre o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e o bocal de saída 15a do passador de sucção 15, como elemento separador entre as fases gasosa e líquida do fluxo de fluido refrigerante.

0 defletor 25 pode ser carregado por uma das partes de carcaça 10, de bloco de cilindro 11 e de abafador de sucção 20, podendo ser, por exemplo, definido por um elemento do abafador de sucção 20 ou do compressor. Em particular, o defletor 25 pode ser definido como uma adjacente e confrontante porção de parede interna da carcaça 10.

Em uma forma de realização da invenção, o defletor 25 pode ser definido pelo bloco de cilindro 11 do compressor, tal como o cabeçote 14, geralmente assentado contra a placa de válvulas 13 e que define pelo menos uma das câmaras de sucção e de descarga do compressor (não ilustradas), em comunicação fluida com a câmara de compressão CC no bloco de cilindro 11.

0 defletor 25 pode ser posicionado próximo da entrada do abafador de sucção 20, adjacente a este último e em relação ao bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, de modo que a fase líquida do fluxo de fluido refrigerante seja recebida pelo defletor 25 e gravitacional e/ou inercialmente dirigido para o interior da carcaça 10.

O defletor 25 pode ser definido por pelo menos uma das partes de bloco de cilindro 11 e de uma aba defletora carregada por qualquer uma das partes de bloco de cilindro 11 e de carcaça 10, ou também por uma aba defletora 25a (figuras 3 e 3A) , que se projeta arqueadamente para fora do tubo de admissão 21, na região de seu bocal de entrada 22, de modo adjacente e confrontante ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15. O defletor 25 é configurado para receber, do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, o fluxo de fluido refrigerante, direcionando sua fase gasosa, em uma trajetória curva não descendente, para dentro do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e dirigindo, gravitacional e/ou inercialmente, qualquer fase liquida, se existente, para fora do tubo de admissão 21 e para o interior da carcaça 10.

As figuras 3 e 3a mostram, esquematicamente, o fluxo de fluido refrigerante impingindo sobre a aba defletora 25a, a qual é posicionada de modo a permitir que a fase gasosa (setas sólidas) do fluxo de fluido refrigerante seja succionada para dentro do bocal de entrada 22, sendo que a referida aba defletora 25a bloqueia e deflete, ao mesmo tempo, a trajetória de qualquer fase liquida (setas tracejadas), permitindo que ela seja gravitacional e/ou inercialmente direcionada para dentro da carcaça 10.

A aba defletora 25a da presente invenção recebe, diretamente, o fluxo de fluido refrigerante admitido no interior da carcaça 10 através do bocal de saida 15a do passador de sucção 15, atuando como um abafador para o fluido refrigerante na fase liquida, o qual, após alcançar a aba defletora 25a flui desta, gravitacional e/ou inercialmente, precipitando para o interior da carcaça 10, em direção ao fundo desta última.

De acordo com um modo de realização da invenção, como ilustrado nos desenhos anexos, o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 apresenta um par de bordas laterais 26 e uma borda superior 27, que estão contidas em um plano substancialmente paralelo ao eixo geométrico do tubo de admissão 21 e secante ao contorno deste último, de modo a prover, ao bocal de entrada 22, uma seção transversal com uma área pelo menos igual à área de seção transversal do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

O ilustrado bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 apresenta um par de bordas laterais 26 e uma borda superior 27 que estão contidas em um plano substancialmente paralelo ao eixo geométrico X do bocal de saida 15a do passador de sucção 15. O plano mantém, com o eixo geométrico do tubo de admissão 21, uma distância constante definida de modo a prover, ao bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, uma seção transversal com uma área pelo menos igual à área de seção transversal do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

A aba defletora 25a pode ser incorporada, em peça única, a uma borda lateral de um par de bordas laterais 26 do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, ocupando, por exemplo, toda a extensão da referida borda lateral 26. A aba defletora 25a pode ser retilinea e coplanar a um plano contendo as bordas laterais 26, opostas, do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, podendo também ser ligeiramente inclinada ao plano, de modo a facilitar o escorrimento do liquido que atinge a face da aba defletora 25a voltada para o passador de sucção 15 e que recebe o fluxo de fluido refrigerante admitido pelo passador de sucção 15.

De acordo com uma forma preferida da presente invenção, a trajetória curva, imprimida à fase gasosa do fluxo de fluido refrigerante, durante sua admissão pelo bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, apresenta um só sentido. Na construção ilustrada, o fluido refrigerante, na fase gasosa, é submetido a uma trajetória curva, substancialmente horizontal, entre o bocal de saida 15a do passador de sucção 15 e o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, após o que o fluido refrigerante em fase gasosa é forçado, pela sucção, a mudar a direção da sua trajetória, a qual passa a ser ortogonal à direção de admissão no bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, e que, na construção ilustrada, é vertical e inclinada para baixo.

Entretanto, deve ser entendido que outras soluções dentro do conceito aqui apresentado são possiveis, nas quais o posicionamento do bocal de entrada 22, ou mesmo do tubo de admissão 21 em relação ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15 pode provocar uma trajetória para o fluido refrigerante, em sua fase gasosa, com mais do que uma mudança de direção, em um mesmo plano de admissão do fluxo de fluido refrigerante sendo admitido pelo passador de sucção 15, ou definindo uma trajetória helicoidal a este fluxo de fluido refrigerante.

De acordo com a presente invenção, a aba defletora 25a apresenta uma dimensão, na direção axial do tubo de admissão 21, pelo menos igual à dimensão, na mesma direção, do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e da seção transversal do bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

De acordo com um aspecto particular da presente invenção, a aba defletora 25a é radialmente projetante para fora do contorno do tubo de admissão 21, definindo uma porção de voluta.

De acordo com a ilustração na figura 3, o tubo de admissão 21 pode apresentar, em uma forma de realização da presente invenção, uma primeira porção, que é adjacente ao bocal de entrada 22 e substancialmente paralela ao tubo de saida 23, e uma segunda porção, inferiormente posicionada em relação à primeira porção e que se estende até o corpo oco do abafador de sucção 20, ficando angularmente posicionada em relação à primeira porção. Em uma configuração, a posição é calculada de modo a definir um desejado afastamento entre o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 e o bocal de saida 15ª do passador de sucção 15.

Embora não ilustrado, a aba defletora 25a pode ser dimensionada de modo que a voluta defina uma maior ou menor extensão de trajetória para o gás sendo admitido, mantendo sua função de bloquear e defletir a fase liquida do fluido refrigerante.

Nas configurações propostas, pode ser mantida uma distância predeterminada entre o bocal de saida 15a do passador de sucção 15 e o bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21, originando uma sucção semidireta que proporciona alta eficiência ao compressor. O uso de um defletor otimiza a eficiência do arranjo, por melhor direcionar a fase liquida do fluido refrigerante para fora do alcance do bocal de entrada 22 do tubo de admissão 21 do abafador de sucção 20. 0 defletor pode ser definido pelo cabeçote 14, ou provido em outras partes do compressor adjacentes ao bocal de saida 15a do passador de sucção 15.

Claims

Arranjo de sucção para compressor de refrigeração do tipo que compreende:
uma carcaça (10), hermética e carregando um passador de sucção (15) que é provido de um bocal de saida (15a) aberto para o interior da carcaça (10) e pelo qual um fluxo de fluido refrigerante, contendo pelo menos uma das fases liquida e gasosa, é lançado no interior da carcaça;

um bloco de cilindro (11) montado no interior da carcaça (10) e definindo uma câmara de compressão (cc) com um extremo fechado por uma placa de válvulas (13) e por um cabeçote (14);

um abafador de sucção (20) montado ao bloco de cilindro (11) e incorporando, externamente: um tubo de admissão (21) provido de um bocal de entrada (22) voltado para o passador de sucção (15); e um tubo de saida (23) em comunicação com a câmara de compressão (cc), em que o bocal de entrada (22) do tubo de admissão (21) é disposto externo à projeção axial do contorno do bocal de saida (15a) do passador de sucção (15), sendo o arranjo caracterizado pelo fato de o bocal de entrada (22) do tubo de admissão (21) ser disposto adjacente à projeção axial do contorno do bocal de saida (15a) do passador de sucção (15) e voltado para qualquer uma de uma direção (A) ortogonal ao eixo geométrico (X) da projeção axial do contorno do bocal de saida (15a) do passador de sucção (15), e para uma região da projeção axial do contorno do bocal de saida (15a), posicionada à frente do bocal de entrada (22); e de uma direção (B) inclinada em relação ao eixo geométrico (X) da projeção axial do contorno do bocal de saida (15a) do passador de sucção (15), e para uma região interna da carcaça (10), de admissão de fluxo de fluido refrigerante e que é definida entre o bocal de saida (15a) e o bocal de entrada (22), dito bocal de entrada (22) admitindo, sob condição de subpressão em seu interior, a fase gasosa, se existente no fluxo de fluido refrigerante, enquanto que a fase liquida, se existente no fluxo de fluido refrigerante, é direcionada para uma região da carcaça (10) externa ao bocal de entrada (22).
Arranjo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o bocal de entrada (22) do tubo de admissão (21) ter um contorno tangente ao contorno do fluxo de fluido refrigerante.