BRPI0803739A2 - isolamento térmico, adequado para isolamento de um tubo de descarga de gás de compressor de refrigeração - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um isolamento térmico, adequado para isolamento de um tubo de descarga de gás (13) de um compressor de refrigeração (1), em que o tubo de descarga (13) está disposto, coaxialmente, dentro de um tubo de isolamento (14), configurando um espaço confinado (18) entre os ditos tubos, consistindo basicamente a novidade em que o isolamento (14) compreende um espaçador helicoidal (15), disposto em volta e distanciado do tubo de descarga de gás (13), e uma capa de material flexível (17) envolvendo hermeticamente o espaçador (15), e sendo que, em determinados pontos (16) o espaçador (15) apresenta diâmetros reduzidos e envolve firmemente o tubo de descarga (13).

Description

"ISOLAMENTO TÉRMICO, ADEQUADO PARA ISOLAMENTO DEUM TUBO DE DESCARGA DE GÁS DE COMPRESSOR DE REFRIGERAÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um isolamentotérmico adequado para isolamento de um tubo de descarga degás de um compressor de refrigeração, onde o tubo dedescarga está disposto, coaxialmente, dentro de um tubo deisolamento, formando um espaço confinado entre os ditostubos. O espaço confinado pode ser evacuado ou apresentar arou outro gás no seu interior.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Conforme é de conhecimento geral, para o aumentoda performance dos compressores de refrigeração é necessárioreduzir as perdas térmicas que, em grande parte, sãodecorrentes do aquecimento do gás de sucção ao longo do seupercurso no interior do compressor, desde a sua entrada nacarcaça até o cilindro de compressão.

Adicionalmente à questão da performance, a reduçãoda temperatura interna dos componentes aumenta a vida útildo compressor, uma vez que reduz o desgaste de mancais e adegradação de outros componentes não metálicos, comoborrachas e polímeros.

Identificou-se que o aumento da temperatura do gásde sucção e dos componentes internos do compressor é causadopor fontes quentes situadas dentro do compressor, sendo queuma das maiores fontes quentes é' o tubo de descarga do gáscomprimido.

Uma excelente alternativa utilizada para reduzir atemperatura interna do compressor e evitar os problemascitados acima, tem sido o isolamento térmico do tubo dedescarga por meio do conceito de espaço confinado. Conformejá é conhecido, o conceito do espaço confinado consiste emcolocar um tubo de isolamento coaxialmente ao tubo dedescarga, de modo que entre os dois tubos se forme um espaçoonde permaneça um gás (o ar, por exemplo) que não entre emmovimento. Há também isolamentos onde este espaço éevacuado, porém esta característica implica em custos maiselevados.

TÉCNICA ANTERIOR E SEUS INCONVENIENTES

Desta forma, criaram-se vários tipos de isolamentoutilizando este conceito, sendo que o principal obstáculo àobtenção de resultados satisfatórios dos isolamentostérmicos já conhecidos tem sido a questão da flexibilidadedo dito isolamento, uma vez que, com um isolamento poucoflexível, as vibrações oriundas do funcionamento docompressor rompem o dito isolamento. Além disso, umisolamento pouco flexível torna dificil sua inserção no tuboa ser isolado.

Para tentar superar este problema, os documentosUS 3.926.009 e US 4.371.319 mostram um isolamento térmicopor meio da técnica do espaço confinado associado acorrugações, sendo que no documento US 3.926.009 o tubo dedescarga está completamente inserido dentro de um tubocorrugado. Entretanto, a estrutura corrugada apresenta oinconveniente de que as corrugações atuam como se fossemaletas aumentando a área de troca de calor e,conseqüentemente, não proporcionando um isolamento térmicosatisfatório do tubo de descarga.

Um outro inconveniente é o fato de que os tuboscorrugados apresentam um custo maior de fabricação do queos tubos lisos.

Além disto, os tubos corrugados, em regiões curvasde isolamento, não conseguem estruturalmente manter oafastamento do tubo a ser isolado, e, assim, encostam nodito tubo,o que diminui a eficiência do isolamento.

OBJETIVOS E VANTAGENS DA INVENÇÃO

A presente invenção tem como objetivo proporcionarum isolamento térmico do tubo de descarga de um compressorde refrigeração, o qual possua ótimas propriedadesisolantes, grande durabilidade e baixo custo.

Este objetivo é alcançado por meio de umisolamento térmico, particularmente adequado para isolamentode um tubo de descarga de gás de um compressor derefrigeração, em que o tubo de descarga está disposto,coaxialmente, dentro de um tubo de isolamento, configurandoum espaço confinado entre os ditos tubos, sendo que o tubode isolamento compreende um espaçador helicoidal,. dispostoem volta e distanciado do tubo de descarga de _gás, e umacapa de material flexivel envolvendo hermeticamente oespaçador, e sendo que, em determinados pontos o espaçadorapresenta diâmetros reduzidos e envolve firmemente o tubo dedescarga.

Convenientemente, o espaçador pode ser uma mola demetal ou de plástico.Assim, uma das vantagens do isolamento térmico deacordo com presente invenção é o fato de que a área externado isolante é menor do que a do tubo corrugado da técnicaanterior, o que proporciona um isolamento térmico comexcelente capacidade de isolamento.

Uma outra vantagem consiste em que a flexibilidadedo isolamento pode ser variada de acordo com as necessidadesdo percurso percorrido pelo tubo de descarga dentro docompressor. Assim, no caso de uma curva ou um trechosinuoso, pode-se reduzir ou aumentar a distância entre doispontos da mola com diâmetro reduzido, ou o passo entre asespiras da mola, de modo que a flexibilidade do isolamentoseja também reduzida ou aumentada.

Outra vantagem da invenção é o fato de que a capaé sustentada pela mola, e, portanto, não possui funçãoestrutural. Desta forma, a dita capa pode apresentar umaespessura bem fina, o que possibilita a utilização demateriais de baixo custo, como, por exemplo, um filme deplástico. Além disso, uma parede bem fina proporciona maisespaço para a otimização do espaço confinado. Conforme já éconhecido, o isolamento em si é proporcionado pela camada degás em volta do tubo de descarga, e, assim, a capa temapenas a função de conter este gás, a fim de que este não semovimente.

Mais uma vantagem da invenção consiste em que,pelo efeito do atrito entre o tubo de descarga e as regiõesda mola de diâmetro reduzido, pode ocorrer uma dissipação deenergia que auxilia na redução dos niveis de ruido e devibração em alta freqüência.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A invenção será a seguir mais detalhadamentedescrita, a titulo de exemplo, com base nas figuras anexas:

FIGURA 1 - vista interna de um compressor derefrigeração, onde o tubo de descarga de gases está isoladocom o isolamento térmico de acordo com uma concretizaçãopreferida da invenção;

FIGURA 2 - vista lateral interna do tubo dedescarga envolvido pelo isolamento térmico de acordo com aconcretização preferida da invenção;

FIGURA 3 - vista frontal, em perspectiva, do tubode descarga envolvido pelo isolamento térmico, mostrado nafigura 2;

FIGURA 4 - vista em perspectiva do espaçador(mola) disposto em torno do tubo de descarga, mostrado nafigura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A figura 1 mostra a vista interna de um compressorde refrigeração 1, onde se observa um motor elétrico 2, comum estator 3 e um induzido 4. 0 eixo 5 do motor aciona umpistão 6, disposto dentro de um cilindro 7 que apresenta umconjunto de válvulas 8 e um cabeçote 9. No fundo docompressor há um reservatório de óleo de lubrificante.Assim, com o compressor em funcionamento, o gás é aspiradopela linha de sucção 10, se expande no espaço 11 e, apósresfriar o motor 2, é aspirado para dentro do cilindro 7 pormeio de uma passagem de entrada 12. Em seguida, o gás écomprimido pelo pistão 6 e descarregado pelo tubo dedescarga 13, o qual é isolado por um tubo de isolamentotérmico 14 de acordo com uma concretização preferida dainvenção. Conforme é de conhecimento geral, o tubo dedescarga 13 apresenta um percurso longo dentro docompressor, partindo do cilindro 7 e se estendendo até aparte superior da carcaça, a fim de que as vibraçõescausadas pelo motor e pelo processo de compressão sejamamortecidas. Caso contrário, se o comprimento do tubo dedescarga entre o cilindro e a parede da carcaça docompressor fosse curto, o dito tubo se romperia rapidamentedevido às tensões de fadiga extremamente altas.

A figura 2 mostra o tubo de descarga 13 dispostono interior do tubo de isolamento térmico 14 de acordo com ainvenção. O tubo de isolamento 14 compreende um espaçador15, que pode consistir, por exemplo, de uma mola de metal,ou de outro material, como, por exemplo, de um polímero. Amola 15 está disposta em volta do tubo de descarga 13 e emdeterminados pontos 16 apresenta um diâmetro reduzido, a fimde envolver firmemente o tubo de descarga 13. Em volta damola 15 há uma capa de material flexível 17 que envolvehermeticamente a mola, configurando um espaço confinado 18que é preenchido com ar ou outro gás. Conforme já citadoanteriormente, a função estrutural é somente da mola, e,portanto, a capa 17 pode ter uma espessura bem fina. Afinalidade da capa é apenas de reter o gás (ar, por exemplo)na folga criada de modo que ele não se movimente, formando,assim, uma camada de isolamento em torno do tubo de descarga13. Além disso, tendo em vista que a flexibilidade do tubode isolamento térmico 14 é proporcionada, principalmente,pela mola 15, pode-se também utilizar materiais não tãoflexíveis na capa 17, desde que bem ancorados na mola 15.Desta forma, a capa 17 pode ser de um material bem fino, comuma resistência satisfatória para não se romper, como, porexemplo, um filme de plástico. A capa 17 pode ser colocadaantes ou depois da montagem da mola 15 e, no caso de umacapa de formato cilíndrica, ela pode ser puxada sobre a molacomo se fosse uma vestimenta. A capa 17 também pode ser deum material termo-retrátil, o qual, após ser colocado emvolta da mola, é aquecido de modo a se contrair e se ajustarà superfície externa da dita mola. Esta contração melhorasubstancialmente a junção entre a mola e a capa e, emdecorrência disso, proporciona maior flexibilidade aoisolamento 14 e melhor capacidade de isolamento, uma vez quea área de transferência de calor se reduz.

Os comprimentos entre os pontos 16 podem seraumentados ou diminuídos para, respectivamente, tambémaumentar ou diminuir a flexibilidade da mola, de modo que amola possa acompanhar todas as variações do tubo dedescarga, como curvas, trechos sinuosos e alterações dediâmetro, mantendo inalteradas a flexibilidade e acapacidade de isolamento térmico. Alternativamente àvariação do comprimento entre os pontos 16, pode-se tambémaumentar ou diminuir o passo da mola, a fim de se alterar aflexibilidade do tubo de isolamento 14.

A figura 3 mostra uma vista frontal, emperspectiva, do tubo de descarga 13 e do tubo de isolamento14 mostrados na figura 2, onde se observa com mais detalheso espaço confinado 18 formado entre a superfície externa dotubo 13 e a superfície interna da capa 17. As extremidadesdo tubo de isolamento 14 podem permanecer abertas, ou seremfechadas por meio de, por exemplo, um mordedor, um anelmetálico ou um anel de plástico.

A figura 4 mostra mais detalhadamente a mola 15disposta em torno do tubo de descarga 13 e um ponto dediâmetro reduzido 16, onde a mola envolve firmemente o ditotubo 13. No caso de uma mola de metal, como por exemplo deaço carbono, para se evitar a transmissão de calor porcondução entre o tubo de descarga 13 e a mola 15, pode-secolocar uma bucha de material isolante, como por exemplo deplástico ou borracha, no ponto de diâmetro reduzido 16,entre a dita mola 15 e o tubo de descarga 13. A bucha podeser fixada no tubo de descarga ou na mola. Molas de aço inoxou de plástico são outras alternativas para se reduzir atransmissão de calor por condução entre o tubo de descarga13 e a mola 15.

Além da concretização apresentada anteriormente, omesmo conceito inventivo poderá ser aplicado a outrasalternativas ou possibilidades de utilização do invento. Porexemplo, o espaço confinado 18 pode ser evacuado ou oisolamento pode ser utilizado para isolar redes de vapor.

Assim sendo, será compreendido gue a presenteinvenção deverá ser interpretada de maneira ampla, sendo suaabrangência determinada pelos termos das reivindicações anexas.

Claims (9)

1. Isolamento térmico, adequado para isolamento deum tubo de descarga de gás (13) de um compressor derefrigeração (1), em que o tubo de descarga (13) estádisposto, coaxialmente, dentro de um tubo de isolamento(14), configurando um espaço confinado (18) entre os ditostubos, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de isolamento(14) compreende um espaçador helicoidal (15), disposto emvolta e distanciado do tubo de descarga de gás (13) , e umacapa de material com uma flexibilidade adequada pra montagem(17), envolvendo o espaçador (15), e sendo que, emdeterminados pontos (16) o espaçador (15) apresentadiâmetros reduzidos e envolve firmemente o tubo de descarga(13) .

2. Isolamento térmico de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaçador(17) consiste de uma mola de metal.

3. Isolamento térmico de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaçadorconsiste de uma mola de plástico.

4. Isolamento térmico de acordo com uma dasreivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que adistância entre os pontos de diâmetro reduzido (16) doespaçador (15) pode apresentar múltiplos comprimentos.

5. Isolamento térmico de acordo com uma dasreivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o passoentre as espiras do espaçador (17) pode apresentar múltiploscomprimentos.

6. Isolamento térmico de acordo com uma dasreivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que nospontos (16) onde o espaçador (15) envolve firmemente o tubode descarga (13) há uma bucha de material isolante entre odito espaçador (15) e o tubo de descarga (13).

7. Isolamento térmico de acordo a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a capa (17) apresenta umaparede fina.

8. Isolamento térmico de acordo com uma dasreivindicações 1 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a capa(17) é de plástico.

9. Isolamento térmico de acordo com uma dasreivindicações 1 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a capa(17) é de material termo-retrátil.