ES2960489T3 - Refrigeración de compresor con fluido de succión - Google Patents

Abstract

Se proporciona un compresor para comprimir un refrigerante. El compresor puede ser un compresor scroll. El compresor comprende un puerto de succión configurado para recibir el refrigerante en el compresor. Además, el compresor comprende un medio para comprimir el refrigerante, un puerto de descarga configurado para descargar el refrigerante comprimido del compresor y un motor. El compresor se caracteriza porque los medios para comprimir comprenden al menos una abertura para extraer una porción del refrigerante de la cámara de compresión y suministrar la porción extraída del refrigerante al motor. Además, se proporciona un método para comprimir un refrigerante, en el que el método comprende recibir un refrigerante en un puerto de succión del compresor, comprimir el refrigerante en un medio para comprimir el compresor y descargar el refrigerante del compresor en un puerto de descarga de el compresor. El método se caracteriza por extraer una porción del refrigerante de los medios para comprimir y suministrar la porción extraída del refrigerante a un motor del compresor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Refrigeración de compresor con fluido de succión

[0001] La presente solicitud se refiere a un compresor, en particular un compresor de espiral("scroll compressor’)que tiene una refrigeración mejorada, en el que dicho compresor se podría usar, por ejemplo, en sistemas de refrigeración.

[0002] Un compresor es un aparato que reduce el volumen de un fluido incrementando la presión del fluido. En las aplicaciones más comunes, el fluido es un gas.

[0003] Los compresores se utilizan, por ejemplo, en sistemas de refrigeración. 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, un vapor o un gas. 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, porque no es peligroso para el medio ambiente.

[0004] Un compresor comprende al menos un orificio de succión, un orificio de descarga, un medio de compresión y un motor. 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 definir una cámara de compresión, que es un volumen cerrado, en la que se comprimirá una porción del refrigerante. Posteriormente, el fluido comprimido se descarga en el orificio de descarga. El funcionamiento del compresor es accionado por el motor. Para lograr esto, el motor se puede acoplar operativamente al medio de compresión. En la mayoría de los compresores comunes, el motor y las partes de la cámara de compresión se lubrican con un lubricante, por ejemplo un aceite.

[0005] Durante el funcionamiento, el compresor se calentará bajo carga. Por un lado, esto se debe a las pérdidas de calor causadas por el motor y la fricción entre las partes accionadas del compresor y el lubricante. Por otro lado, la compresión del refrigerante hace que aumente la temperatura del refrigerante, lo que también afecta a la temperatura de las partes que están en contacto con el refrigerante, por ejemplo el medio de compresión o el lubricante. Si la temperatura del compresor sube demasiado, el funcionamiento del compresor puede verse afectado negativamente. Por ejemplo, el refrigerante se puede descargar a una temperatura demasiado alta o puede reducirse la eficacia del compresor. Además, también es posible que se dañen partes del compresor, por ejemplo debido a una fricción incrementada como resultado de la interrupción del suministro de lubricante. Se describen ejemplos de compresores de espiral en los documentos US 4.343.599 A, EP 1260 570 A1, EP 2784 266 A2 y US 2003/161743 A1.

[0006] Por tanto, existe la necesidad en la técnica de mejorar la refrigeración en un compresor.

[0007] La necesidad antes mencionada de mejorar la refrigeración en un compresor se satisface mediante el compresor con refrigeración de acuerdo con la invención. De este modo, la invención usa el refrigerante, que se recibe de la succión del compresor a baja temperatura, para refrigerar.

[0008] Un compresor de acuerdo con la invención comprende un orificio de succión, que está configurado para recibir un refrigerante, en particular, de un ciclo de refrigeración. El orificio de succión puede estar conectado a al menos otro componente del ciclo de refrigeración, desde el cual el orificio de succión recibe el refrigerante. En un ejemplo, el orificio de succión puede estar conectado a un intercambiador de calor que acepta calor, que a veces se denomina evaporador. La conexión puede ser una conexión directa o una conexión indirecta. Cuando el orificio de succión está conectado directamente al al menos otro componente del ciclo de refrigeración, no hay ningún otro componente entre el orificio de succión y el al menos otro componente. La conexión se puede realizar, por ejemplo, mediante un tubo, una línea o una manguera. En una conexión indirecta, un componente adicional se puede conectar entre el orificio de succión y el al menos otro componente.

[0009] Además, el compresor comprende un medio de compresión, que está configurado para comprimir el refrigerante. El medio de compresión define preferentemente al menos un volumen de compresión en el que se comprimirá el refrigerante. Para ello, el medio de compresión puede comprender al menos un elemento móvil. El elemento móvil se puede configurar para cambiar el volumen de compresión. Cambiar dicho volumen puede incluir incrementar y/o reducir el volumen. Una reducción del volumen puede causar una compresión del refrigerante dentro del volumen.

[0010] Además, el medio de compresión comprende preferentemente al menos una entrada configurada para recibir el refrigerante y una salida para expulsar al menos una porción de refrigerante después de la compresión.

La entrada del medio de compresión está en comunicación fluida con el orificio de succión y está configurada para recibir el refrigerante, que entra al compresor en el orificio de succión. La salida del medio de compresión está en comunicación fluida con el orificio de descarga y está configurada para expulsar el refrigerante comprimido desde el medio de compresión. La salida puede comprender una válvula. Una válvula de este tipo puede evitar que el refrigerante expulsado regrese al medio de compresión.

[0011] Durante el funcionamiento del compresor, el movimiento del al menos un elemento móvil hace que al menos una porción de refrigerante fluya desde la entrada del medio de compresión al volumen de compresión y provoca la compresión del refrigerante dentro del volumen de compresión. Además, el movimiento del al menos un elemento móvil provoca la expulsión de al menos una porción del refrigerante comprimido desde el medio de compresión por medio de la salida.

[0012] El compresor comprende un orificio de descarga, que está configurado para descargar al menos una porción del refrigerante comprimido desde el compresor. El orificio de descarga está en comunicación fluida con la salida del medio de compresión. Además, el orificio de descarga puede estar conectado a otro componente del ciclo de refrigeración, por ejemplo un intercambiador de calor de rechazo de calor. La conexión puede ser una conexión directa o una conexión indirecta. Cuando el orificio de descarga está conectado directamente al al menos otro componente del ciclo de refrigeración, no hay ningún otro componente entre el orificio de descarga y el al menos otro componente. La conexión se puede realizar, por ejemplo, mediante un tubo, una línea o una manguera. En una conexión indirecta, un componente adicional se puede conectar entre el orificio de descarga y el al menos otro componente.

[0013] Además, el compresor comprende un motor. El motor se puede usar para accionar el compresor, en particular el medio de compresión. Por ejemplo, el motor puede accionar el al menos un elemento móvil del medio de compresión.

[0014] De acuerdo con la presente invención, el medio de compresión comprende una abertura para extraer una porción de refrigerante desde el medio de compresión y suministrar la porción extraída de refrigerante al motor. Varios medios podrían respaldar el suministro. Por ejemplo, la porción extraída de refrigerante se puede suministrar al motor transfiriendo por tuberías la porción extraída de refrigerante hacia la localización del motor dentro del compresor. Las tuberías pueden lograr que la porción extraída de refrigerante circule alrededor del motor.

[0015] La porción de refrigerante se puede extraer del medio de compresión bombeando la porción de refrigerante a través de la abertura. De este modo, el bombeo se puede realizar mediante el al menos un elemento móvil del medio de compresión. Esto tiene la ventaja de que no se necesitan componentes adicionales, tales como bombas, para la refrigeración proporcionada por la invención.

[0016] La abertura para extraer la porción de refrigerante puede estar localizada en cualquier posición dentro del medio de compresión que sea adecuada para extraer la porción de refrigerante. Una posición adecuada puede ser cualquier posición en la que la abertura estará en comunicación fluida con el refrigerante durante al menos una parte del tiempo. Por tanto, la porción de refrigerante se puede extraer en cualquier momento antes o durante el proceso de compresión, dependiendo de la posición de la abertura.

[0017] En general, sin embargo, puede ser preferente extraer la porción de refrigerante desde el medio de compresión antes de que comience la compresión o en una etapa temprana de la compresión. Por ejemplo, el medio de compresión puede definir un volumen que forma al menos una cámara de compresión. La al menos una cámara de compresión recibe el refrigerante desde el orificio de succión del compresor y experimentará cambios en su volumen, lo que hará que el refrigerante dentro de la al menos una cámara de compresión se comprima. La porción de refrigerante que se extrae del medio de compresión se puede extraer de la al menos una cámara de compresión en un momento en el que la cámara de compresión está cerrada pero la compresión aún no ha comenzado.

[0018] Si la porción de refrigerante se extrae antes de que comience la compresión o en una etapa temprana de la compresión, la porción extraída de refrigerante tiene una temperatura relativamente baja. En particular, la temperatura de la porción extraída de refrigerante puede ser igual o ligeramente mayor que la temperatura que tiene el refrigerante cuando se recibe en el orificio de succión del compresor.

[0019] Dado que la temperatura de la porción extraída de refrigerante es, en general, menor que la temperatura de los componentes del compresor, la temperatura de la porción extraída de refrigerante es adecuada para refrigerar el motor del compresor. Por lo tanto, el problema mencionado anteriormente de la generación de calor en el compresor se soluciona proporcionando refrigeración al compresor. Además, también puede ser posible que el refrigerante enfríe otras partes del compresor, por ejemplo un depósito de lubricante. Esto puede mejorar aún más la refrigeración del compresor y resolver el problema de la generación de calor en el compresor.

[0020] El efecto de refrigeración puede depender de la cantidad de refrigerante que se extrae del medio de compresión. En un modo de realización preferente, por medio de la abertura se puede extraer del 5 al 50 por ciento de la cantidad de refrigerante que recibe el medio de compresión.

[0021] En un modo de realización preferente de la invención, la porción extraída de refrigerante no solo se puede usar para refrigerar el motor. En caso de que el compresor comprenda un depósito de lubricante configurado para lubricar varias partes del compresor, la porción extraída de refrigerante se puede suministrar adicionalmente al depósito de lubricante para refrigerar el lubricante. Preferentemente, el lubricante puede ser un aceite.

[0022] El depósito de lubricante puede comprender un sumidero, que está configurado para recoger el exceso de lubricante y se puede usar como fuente para suministrar el lubricante. Además, el depósito de lubricante puede comprender un medio para suministrar el lubricante a otras partes dentro del compresor, por ejemplo una bomba. En otro ejemplo, el depósito de lubricante se puede configurar para proporcionar el lubricante a otras partes dentro del compresor de forma pasiva, por ejemplo permitiendo que otra parte del compresor tome el lubricante del depósito de lubricante. Por ejemplo, un cigüeñal, que puede conectar el motor al medio de compresión, puede penetrar al menos parcialmente en el sumidero de lubricante y quedará humedecido por el lubricante.

[0023] En otro modo de realización preferente, el medio de compresión pueden ser un conjunto de espirales. En este caso, el compresor se puede denominar compresor de espiral. El compresor de espiral comprende al menos dos placas de espiral. En las aplicaciones más comunes, se usan dos placas de espiral.

[0024] En el caso de un compresor de espiral, el al menos un elemento móvil del medio de compresión está formado por al menos una de las placas de espiral. Para este propósito, las placas de espiral se mueven relativamente entre sí. Este movimiento puede ser un movimiento periódico. Por ejemplo, una primera placa de espiral de las dos placas de espiral puede ser una placa de espiral estacionaria y una segunda placa de espiral de las dos placas de espiral se puede mover con respecto a la placa de espiral estacionaria. La segunda placa de espiral se puede mover en una órbita excéntrica alrededor de la placa de espiral estacionaria. En este caso, la segunda placa de espiral se mueve sin rotación con respecto a la placa de espiral estacionaria y el centro de la órbita no es el mismo que el centro de la placa de espiral estacionaria. La segunda placa de espiral se denomina, en este caso, placa de espiral orbital. En otro ejemplo, también es posible que las dos placas de espiral se puedan mover y rotar conjuntamente en un movimiento síncrono pero con centros de rotación desplazados.

[0025] Cada placa de espiral del compresor de espiral comprende una placa de base y un arrollamiento espiral. Por ejemplo, la placa de base puede tener una conformación de disco y el arrollamiento espiral puede sobresalir de la superficie en un lado de la placa conformada a modo de disco. Cada arrollamiento espiral define una curva evolvente, que tiene la forma de una espiral. En principio, se pueden usar varias formas de espirales. Sin embargo, es necesario que los arrollamientos espirales de las dos placas de espiral estén conjugados. El uso de arrollamientos espirales conjugados permite apilar las placas de espiral intercalando sus arrollamientos espirales. En algunos modos de realización, las espirales pueden ser simétricas, pero en algunos otros modos de realización, las espirales pueden ser asimétricas. En el caso de espirales simétricas, las espirales de las dos placas de espiral comprenden una curvatura sustancialmente similar. En el caso de espirales asimétricas, cada espiral de las dos placas de espiral comprende una curvatura diferente. En un ejemplo, al menos una de las espirales puede ser una espiral de Arquímedes.

[0026] El conjunto de espirales del compresor se forma apilando las placas de espiral conformadas a modo de disco. De este modo, sus arrollamientos espirales conjugados se intercalan. Al intercalar los arrollamientos espirales de las placas de espiral respectivas, los arrollamientos espirales entran en contacto entre sí en varios puntos a lo largo de los flancos de las espirales, así como de las placas de base opuestas. De este modo, los arrollamientos espirales forman una o más cámaras de compresión. Una cámara de compresión es un volumen cerrado que está rodeado por los flancos de los arrollamientos espirales intercalados y las placas de base. Por lo tanto, las cámaras de compresión son volúmenes separados dentro de los arrollamientos espirales. Su volumen está limitado por los flancos de los arrollamientos espirales y las placas de base opuestas. Además, el volumen de las cámaras de compresión cambia durante la compresión por el movimiento relativo de las placas de espiral.

[0027] En un modo de realización preferente, las una o más cámaras de compresión se forman entre los arrollamientos espirales intercalados. Durante el movimiento relativo de las placas de espiral, las cámaras de compresión cambian su localización y se mueven radialmente desde una localización más externa entre los arrollamientos espirales intercalados hasta el centro de los arrollamientos espirales intercalados. De este modo, las cámaras de compresión se generan en las localizaciones radialmente más externas entre los arrollamientos espirales y se transforman, gracias al movimiento relativo adicional de las placas de espiral, en cámaras de compresión que están localizadas en una localización radialmente interna entre los arrollamientos espirales. La transformación de las cámaras de compresión más externas en las cámaras de compresión internas es continua.

[0028] Se forma una cámara de compresión en el exterior de los arrollamientos espirales cuando partes de la espiral se separan entre sí. En un ejemplo, en un momento dado, el extremo de la curva evolvente del arrollamiento espiral de una de las dos placas de espiral está en contacto con la curva evolvente del arrollamiento espiral de la segunda placa de espiral. En un momento posterior, las placas de espiral se mueven relativamente entre sí, lo que hace que el extremo de la curva evolvente de la primera placa de espiral se aleje de la curva evolvente de la segunda placa de espiral. De este modo, se abre un espacio entre las dos curvas evolventes. Este espacio se transforma en una cámara de compresión más externa con el movimiento adicional de las placas de espiral.

[0029] Una vez que se abre la cámara de compresión más externa, el refrigerante, que se ha suministrado desde el orificio de succión del compresor, puede fluir hacia la cámara de compresión más externa hasta que la cámara de compresión se cierre por el movimiento adicional de las placas de espiral, por ejemplo cuando el extremo de la curva evolvente de la primera placa de espiral se mueve nuevamente hacia la curva evolvente de la segunda placa de espiral. Por ejemplo, la cámara de compresión más externa se puede cerrar cuando se realiza un ciclo completo del movimiento relativo periódico de las placas de espiral.

[0030] Una vez que se cierra una cámara de compresión, la cámara de compresión se mueve con el movimiento relativo adicional de las placas de espiral desde una localización radialmente externa entre los arrollamientos espirales radialmente hacia adentro hacia el centro de los arrollamientos espirales. De este modo, una cámara de compresión más externa se transforma en una cámara de compresión interna hasta que la cámara de compresión interna alcanza la salida del medio de compresión, en este caso la salida del conjunto de espirales. Normalmente, la salida está localizada en el centro de los arrollamientos espirales intercalados. En la salida, el refrigerante es expulsado de la cámara de compresión interna y, por lo tanto, del conjunto de espirales hacia el orificio de descarga del compresor.

[0031] Cuanto más se mueva la cámara de compresión desde una localización radialmente externa de los arrollamientos espirales hacia el centro de los arrollamientos espirales, más se transformará la cámara de compresión en una cámara de compresión con un volumen más pequeño. De este modo, se comprime la porción de refrigerante dentro de la cámara de compresión. Esta compresión comienza después de que se cierre la cámara de compresión más externa y la compresión se realiza de forma continua hasta que la cámara de compresión más externa se transforme en una cámara de compresión interna, que se abre hacia la salida. Por lo tanto, la cámara de compresión radialmente más externa comprende refrigerante a la temperatura y presión más bajas, que son sustancialmente similares a la temperatura y presión de succión, mientras que la cámara de compresión radialmente más interna comprende refrigerante a la temperatura y presión más altas.

[0032] En el caso de un compresor de espiral, la porción extraída de refrigerante se extrae de una de las cámaras de compresión, que están formadas por el conjunto de espirales. En al menos algunos modos de realización, la porción de refrigerante se extrae de una cámara de compresión que está localizada en una localización radialmente externa entre los arrollamientos espirales. En este caso, al menos una de las placas de espiral comprende al menos una abertura, que está configurada para extraer la porción de refrigerante y que está dispuesta en la placa de espiral de tal manera que está en comunicación fluida con la cámara de compresión radialmente externa al menos durante un periodo de tiempo. En este momento, el movimiento relativo de las placas de espiral bombeará una porción de refrigerante a través de la abertura, por lo que la porción de refrigerante se extraerá del conjunto de espirales. En al menos algunos modos de realización, la abertura está en comunicación fluida con la cámara de compresión más externa justo después de que el movimiento relativo de las placas de espiral haya cerrado la cámara de compresión más externa. En este caso, el refrigerante dentro de la cámara de compresión más externa aún no ha sido comprimido sustancialmente por la transferencia de la cámara de compresión más externa a una cámara de compresión interna. Por lo tanto, la porción extraída de refrigerante tendrá una temperatura relativamente baja en comparación con la temperatura de descarga. En particular, la temperatura de la porción extraída de refrigerante puede ser similar a la temperatura del refrigerante cuando se recibe en el orificio de succión del compresor.

[0033] Dado que la extracción de la porción de refrigerante es accionada por el movimiento relativo de las placas de espiral, no se necesitan componentes adicionales, como bombas.

[0034] En otro modo de realización preferente, el compresor comprende un lado de baja presión y un lado de alta presión, en el que el orificio de descarga está dispuesto en el lado de alta presión y el orificio de succión y el motor están dispuestos en el lado de baja presión. Además, el medio de compresión forma un área de transición entre el lado de baja presión y el lado de alta presión. En caso de que el compresor comprenda un depósito de lubricante, el depósito de lubricante también puede estar dispuesto en el lado de baja presión. Esta configuración del compresor permite mantener el motor y el depósito de lubricante opcional a una baja presión sustancialmente similar a la presión de succión. Dado que la porción extraída de refrigerante se extrae del medio de compresión y se suministra al motor en el lado de baja presión, la refrigeración también se realiza a una presión sustancialmente similar a la presión del lado de baja presión. Por lo tanto, no se necesitan tuberías a presión y no es necesario comprobar que se produzcan fugas.

[0035] Además, el compresor puede comprender al menos un tubo, que está dispuesto entre la abertura configurada para extraer una porción de refrigerante y el lado de baja presión. Además, el tubo se puede configurar para transferir la porción extraída de refrigerante desde el medio de compresión al lado de baja presión y para distribuir la porción extraída de refrigerante en las inmediaciones del motor. De este modo, la porción extraída de refrigerante se puede distribuir en el lado de baja presión en las inmediaciones del motor para lograr una refrigeración sustancialmente homogénea del motor. Además, el tubo puede comprender múltiples salidas, que pueden permitir una distribución dirigida de la porción extraída de refrigerante en las inmediaciones del compresor. El al menos un tubo puede estar dispuesto completamente dentro de la carcasa del compresor o al menos una parte del tubo también puede estar fuera de la carcasa del compresor.

[0036] Después de que la porción extraída de refrigerante se haya usado para refrigerar el motor, el refrigerante puede volver al medio de compresión. Esto puede conseguirse mediante una disposición adecuada de los componentes dentro del compresor, por ejemplo si el medio de compresión está dispuesto por encima del motor. A continuación, la porción fría extraída del refrigerante intercambiará calor con el motor y se calentará durante este proceso. En este caso, la porción extraída más caliente del refrigerante se elevará hacia la localización de la compresión y puede llevarse hacia el medio de compresión, por ejemplo mediante un movimiento de los elementos móviles.

[0037] Además, la necesidad mencionada anteriormente también se satisface mediante un procedimiento de acuerdo con la invención. El procedimiento de acuerdo con la invención lo realiza un compresor y comprende recibir un refrigerante en un orificio de succión del compresor, comprimir el refrigerante en un medio de compresión el compresor y descargar el refrigerante desde el compresor en un orificio de descarga del compresor. Tras recibirse el refrigerante en el orificio de succión del compresor y antes de comprimir el refrigerante, el refrigerante se puede recibir en una entrada del medio de compresión. Además, después de comprimir el refrigerante y antes de descargar el refrigerante comprimido, el refrigerante comprimido puede expulsarse del medio de compresión por medio de una salida del medio de compresión.

[0038] De acuerdo con la presente invención, el procedimiento comprende extraer una porción de refrigerante desde el medio de compresión y suministrar la porción extraída de refrigerante a un motor del compresor.

[0039] En un modo de realización preferente, la porción de refrigerante se extrae del medio de compresión antes de comprimir el refrigerante. Esto permite suministrar la porción extraída de refrigerante al motor a baja temperatura, porque la porción extraída de refrigerante no se ha calentado durante un proceso de compresión. La siguiente descripción y los dibujos adjuntos exponen con detalle determinados aspectos ilustrativos del aparato y el procedimiento descritos anteriormente. Sin embargo, estos aspectos solo indican algunas de las diversas formas en que se pueden emplear los principios de diversos modos de realización.

[0040] En particular, cabe señalar que, aunque los siguientes dibujos solo muestran ejemplos de modos de realización de compresores de espiral, la invención se puede aplicar a cualquier tipo de compresor que comprenda un medio de compresión con al menos un elemento móvil.

[0041] En los dibujos, los caracteres de referencia similares se refieren, en general, a las mismas partes a lo largo de las diferentes vistas. Los dibujos no están necesariamente a escala, poniéndose énfasis en cambio, en general, a la ilustración de los principios de la invención.

[0042] En la siguiente descripción, se describen diversos modos de realización de la invención con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

FIG. 1 muestra una vista en sección transversal de un modo de realización de un compresor de acuerdo con la invención.

FIGS. 2a, 2b muestran vistas en sección transversal de placas de espiral ejemplares de un compresor de acuerdo con la invención.

FIG. 3 muestra una vista en sección transversal de las placas de espiral intercaladas, que forman un conjunto de espirales y múltiples cámaras de compresión.

FIGS. 4a a 4d muestran vistas en sección transversal de las placas de espiral intercaladas de la FIG. 3, en las que las FIGS. 4a a 4d muestran la transformación de una cámara de compresión ejemplar a través de diferentes instancias de tiempo.

FIG. 5 muestra una vista en sección transversal de otro modo de realización de un compresor de acuerdo con la invención.

[0043] 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.

[0044] La palabra "ejemplar" se usa en el presente documento en el sentido de "que sirve de ejemplo, caso o ilustración". Cualquier modo de realización o diseño descrito en el presente documento como "ejemplar" no se debe interpretar necesariamente como preferente o ventajoso sobre otros modos de realización o diseños.

[0045] La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un modo de realización de un compresor 1 de acuerdo con la invención. El compresor 1 comprende un orificio de succión 7 para recibir un refrigerante y un orificio de descarga 8 para descargar el refrigerante del compresor 1.

[0046] El diseño del compresor, que se representa en la figura 1, comprende un lado de alta presión y un lado de baja presión. El lado de baja presión comprende el orificio de succión 7 y recibe el refrigerante a baja temperatura y baja presión. El lado de alta presión comprende el orificio de descarga 8 y recibe el refrigerante comprimido desde el lado de baja presión y descarga dicha porción de refrigerante comprimido desde el compresor 1. El lado de baja presión y el lado de alta presión están conectados entre sí por medio de un medio de compresión.

[0047] El diseño del compresor, que se representa en la figura 1, es un compresor de espiral. En este diseño, el medio de compresión está formado por un conjunto de espirales 2a, 2b. El conjunto de espirales 2a, 2b comprende una primera placa de espiral 2a, que es una placa de espiral estacionaria en este ejemplo, y una segunda placa de espiral 2b, que es una placa de espiral orbital en este ejemplo. En el ejemplo particular representado en la figura 1, tanto la placa de espiral estacionaria 2a como la placa de espiral orbital 2b comprenden un arrollamiento espiral y una placa de base. Además, la placa de espiral estacionaria 2a y la placa de espiral orbital 2b están dispuestas de tal manera que los lados de las placas de espiral 2a, 2b, que comprenden los arrollamientos espirales están enfrentados entre sí. Además, los arrollamientos espirales están intercalados. Al intercalarse los arrollamientos espirales, las placas de espiral 2a, 2b forman una o más cámaras de compresión que están configuradas para comprimir el refrigerante.

[0048] La placa de espiral orbital 2b está configurada para cambiar los volúmenes de las cámaras de compresión mediante un movimiento relativo con respecto a la placa de espiral estacionaria 2a. A este respecto, la placa de espiral orbital 2b, la placa de espiral estacionaria 2a y su disposición relativa están configuradas para comprimir el refrigerante.

[0049] El motor 3 del compresor 1 acciona el movimiento de la placa de espiral orbital 2b. El motor 3 está localizado en el lado de baja presión del compresor 1 y está conectado a la placa de espiral orbital 2b mediante un cigüeñal 4 y un acoplamiento. Además, el compresor 1 comprende un depósito de lubricante 5, que se usa para lubricar el cigüeñal 4, el acoplamiento, el motor 3 y el conjunto de espirales 2a, 2b. El depósito de lubricante también está ubicado en el lado de baja presión.

[0050] Al agregar una abertura 10 a la placa de espiral estacionaria 2a o a la placa de espiral orbital 2b, se extrae una porción de refrigerante desde una de las cámaras de compresión por medio de la abertura 10. En este caso, el movimiento de la placa de espiral orbital 2b puede bombear una porción de refrigerante a través de la abertura 10 al motor 3.

[0051] La abertura 10 está en comunicación fluida con un tubo 9 y la porción extraída de refrigerante se puede transferir al motor a través del tubo 9. Como se representa en la figura 1, el tubo 9 termina debajo del motor 3 y la porción extraída de refrigerante se difundirá en el lado de baja presión del compresor 1. De este modo, la porción extraída de refrigerante llegará al motor 3 y al depósito de lubricante 5 y refrigerará estos componentes.

[0052] Durante la refrigeración de los componentes en el lado de baja presión del compresor 1, la porción extraída de refrigerante aceptará el calor de dichos componentes. De este modo, la porción extraída de refrigerante se calentará y regresará al conjunto de espirales 2a, 2b. Una vez que la porción extraída de refrigerante llega al conjunto de espirales 2a, 2b, la porción extraída de refrigerante se puede recibir desde el medio de compresión, por ejemplo debido a una succión provocada por el movimiento de la placa de espiral orbital 2b.

[0053] Con respecto al compresor 1 representado en la figura 1, el experto en la técnica apreciará que el refrigerante, cuando se recibe en el compresor 1 en su orificio de succión 7, no refrigerará de manera uniforme los componentes en el lado de baja presión del compresor 1. Debido a que el refrigerante tiene una temperatura baja y el motor 3 tiene una temperatura alta durante el funcionamiento, el refrigerante puede estar en mayor contacto con la parte superior del motor 3 y en menor contacto con la parte inferior del motor 3. Esto plantea la necesidad de refrigerar el motor 3 de manera más uniforme, lo que se aborda mediante la refrigeración del motor de acuerdo con la invención.

[0054] Las figuras 2a, 2b muestran vistas en sección transversal de placas de espiral 2a, 2b ejemplares de un compresor 1 de acuerdo con un modo de realización de la invención.

[0055] La placa de espiral 2a representada en la figura 2a es un ejemplo de una placa de espiral estacionaria. La placa de espiral estacionaria 2a comprende una placa de base 11 y un arrollamiento espiral 13, que se usa para formar una serie de cámaras de compresión al intercalarse con un arrollamiento espiral correspondiente de otra placa de espiral. En el centro del arrollamiento espiral 13, la placa de espiral 2a comprende una salida 12. Esta salida 12 puede corresponder a la salida del medio de compresión o puede estar en conexión fluida con la salida del medio de compresión.

[0056] La placa de espiral 2b representada en la figura 2b es un ejemplo de una placa de espiral orbital. La placa de espiral orbital 2b comprende una placa de base 11 y un arrollamiento espiral 14, que se usa para formar una serie de cámaras de compresión al intercalarse con un arrollamiento espiral correspondiente de otra placa de espiral, por ejemplo el arrollamiento espiral 13 de la placa de espiral estacionaria 2a. Además, la placa de espiral orbital 2b comprende una abertura 10, que está dispuesta en la placa de base 11. La abertura 10 está dispuesta en la placa de base 11 de tal manera que la abertura 10 estará en comunicación fluida con al menos una de las cámaras de compresión durante al menos un periodo de tiempo, cuando la placa de espiral orbital 2b se intercala con una placa de espiral estacionaria 2a correspondiente. En la figura 3 se muestra un ejemplo de una localización preferente de la abertura 10 en la placa de base 11.

[0057] La figura 3 muestra una vista en sección transversal de las placas de espiral intercaladas, que forman un conjunto de espirales y múltiples cámaras de compresión. El ejemplo representado en la figura 3 muestra una placa de espiral estacionaria 2a, como se muestra en la figura 2a, encima de una placa de espiral orbital 2b como se muestra en la figura 2b. Los arrollamientos espirales intercalados 13, 14 se acoplan entre sí en diferentes localizaciones y forman cámaras de compresión 15 en los espacios entre los arrollamientos espirales 13, 14. La localización y el volumen de las cámaras de compresión 15 cambian con el movimiento de la placa de espiral orbital 2b, cuando la cámara de compresión externa 15 se transforme en una cámara de compresión interna.

[0058] En el momento representado en la figura 3, la cámara de compresión 15 se forma en una localización radialmente externa de los arrollamientos espirales 13, 14. Además, la cámara de compresión 15 está cerrada porque el extremo radialmente más externo del arrollamiento espiral 14 de la placa de espiral orbital 2b se acopla al arrollamiento espiral 14 de la placa de espiral estacionaria 2a. En este momento, la abertura 10 se acopla al borde de la cámara de compresión 15, de modo que la abertura 10 y la cámara de compresión 15 están en comunicación fluida directa. Con el movimiento adicional de la placa de espiral orbital 2b, la cámara de compresión 15 se moverá a lo largo del recorrido dictado por la curva evolvente de los arrollamientos espirales 13, 14. De este modo, se reducirá el volumen de la cámara de compresión 15 y se comprimirá el refrigerante dentro de la cámara de compresión 15. Además, siempre que la abertura 10 esté en comunicación fluida directa con la cámara de compresión 15, el refrigerante solo se comprimirá ligeramente porque una porción de refrigerante se bombeará a través de la abertura 10 para evitar un incremento de presión causado por una reducción en el volumen de la cámara de compresión 15. De este modo, una porción de refrigerante se extraerá de la cámara de compresión 15.

[0059] Las figuras 4a a 4d muestran vistas en sección transversal de las placas de espiral intercaladas de la FIG.

3, en las que las FIGS. 4a a 4d muestran la transformación de una cámara de compresión ejemplar a través de diferentes instancias de tiempo.

[0060] La figura 4a muestra una primera instancia de tiempo t = 0. Esta instancia de tiempo corresponde a la instancia de tiempo representada en la figura 3. La cámara de compresión 15, como se representa en la figura 3, está resaltada como un espacio de color negro en la figura 4a.

[0061] La figura 4b muestra la situación en el instante de tiempo t = T, es decir, después de que la espiral orbital 2b realice un ciclo completo de su movimiento periódico con la duración del ciclo T. La cámara de compresión 15, que inicialmente estaba localizada en una localización radialmente externa de los arrollamientos espirales 13, 14, ahora se ha transformado en una cámara de compresión interna con un volumen reducido. Después de otro ciclo de movimiento de la placa de espiral orbital 2b, la figura 4c muestra la situación en el instante de tiempo t = 2T. La cámara de compresión se mueve de nuevo a lo largo del recorrido dictado por los arrollamientos espirales 13, 14 y se transforma en una cámara de compresión cuyo volumen se reduce aún más. Después de un tercer ciclo de movimiento, la cámara de compresión se comprime aún más y alcanza el centro de los arrollamientos espirales 13, 14, que también es la localización de la salida del conjunto de espirales, desde donde se suministrará el refrigerante al orificio de descarga 8. Esta instancia de tiempo se muestra en la figura 4d en el tiempo t = 3T.

[0062] La figura 5 muestra una vista en sección transversal de otro modo de realización de un compresor de acuerdo con la invención.

[0063] El ejemplo de modo de realización representado en la figura 5 difiere del ejemplo de modo de realización representado en la figura 1 en que la abertura 10 para extraer la porción de refrigerante está localizada en la placa de espiral estacionaria 2a en lugar de la placa de espiral orbital 2b como se representa en la figura 1. El experto en la técnica apreciará que esta diferencia podría no cambiar el funcionamiento de la refrigeración, sino que solo tiene efecto sobre el recorrido del tubo 9 que se usa para suministrar la porción extraída de refrigerante al motor 3 y/o al depósito de lubricante 5. Además, aunque no se muestra en los dibujos, también sería posible que tanto la placa de espiral estacionaria 2a como la placa de espiral orbital 2b comprendan al menos una abertura 10. En tal caso, la operación de refrigeración en sí no difiere de los ejemplos mostrados, pero la cantidad de refrigerante extraído y el número de tubos 9 pueden incrementarse.

[0064] En el ejemplo de modo de realización representado en la figura 5, el tubo 9 está localizado al menos parcialmente fuera de la carcasa 6 del compresor 1. Por lo tanto, el tubo 9 puede sobrepasar la placa de espiral orbital 2b sin encontrarse con la placa de espiral orbital 2b. Esto permite ahorrar espacio dentro de la carcasa 6 porque toda la sección transversal de la carcasa 6 está disponible para el movimiento de la placa de espiral orbital 2b. Sin embargo, también puede ser posible que el tubo 9 esté localizado completamente dentro de la carcasa 6 del compresor 1 cuando la abertura 10 está en la placa de espiral estacionaria 2a. En este caso, el tubo 9 sobrepasaría la placa de espiral orbital 2b dentro de la carcasa 6 y reduciría el espacio disponible para el movimiento de la placa de espiral orbital 2b.

[0065] Además, el ejemplo de modo de realización representado en la figura 5 difiere del ejemplo de modo de realización representado en la figura 1 en que la salida del tubo 9 en el lado de baja presión del compresor 1 está orientada horizontalmente. El experto en la técnica apreciará que esto es meramente un aspecto de diseño y no afecta sustancialmente al funcionamiento de la refrigeración del motor. Esto se debe a que el movimiento de la espiral orbital 2b bombea la porción extraída de refrigerante a través del tubo 9, de modo que la porción extraída de refrigerante será expulsada del tubo 9 en el lado de baja presión a una presión que puede ser ligeramente mayor que la presión del lado de baja presión. 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 con el propósito de describir los modos de realización mencionados anteriormente, pero un experto en la técnica puede reconocer que otras muchas combinaciones y permutaciones de diversos modos de realización son posibles dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un compresor (1) para comprimir un refrigerante, en particular un compresor de espiral, que comprende:

un orificio de succión (7) configurado para recibir el refrigerante en el compresor (1);

un medio para comprimir el refrigerante, en el que el medio de compresión forma al menos una cámara de compresión;

un orificio de descarga (8) configurado para descargar el refrigerante comprimido desde el compresor (1);

un motor (3); y

un lado de baja presión y un lado de alta presión, en el que el orificio de descarga (8) está dispuesto en el lado de alta presión del compresor (1) y el orificio de succión (7) y el motor (3) están dispuestos en el lado de baja presión y en el que un área de transición entre el lado de baja presión y el lado de alta presión está formada por el medio de compresión,

caracterizado por que

el medio de compresión comprende al menos una abertura (10) para extraer una porción de refrigerante de la al menos una cámara de compresión y suministrar la porción extraída de refrigerante al motor (3); y

por que el compresor comprende además al menos un tubo (9), en el que el tubo (9) está en comunicación fluida con la abertura (10) y termina en el lado de baja presión en la localización del motor (3), configurándose de este modo el tubo (9) para transferir la porción extraída de refrigerante desde el medio de compresión hasta el lado de baja presión para refrigerar el motor (3).

2. El compresor (1) de la reivindicación 1, en el que el medio de compresión es un conjunto de espirales que está configurado para comprimir el refrigerante.

3. El compresor (1) de la reivindicación 2, en el que el conjunto de espirales comprende dos placas de espiral (2a, 2b) y en el que al menos una placa de espiral (2b) realiza un movimiento con respecto a la otra placa de espiral (2a).

4. El compresor (1) de la reivindicación 3, en el que cada placa de espiral (2a, 2b) comprende un arrollamiento espiral (13) y en el que las dos placas de espiral (2a, 2b) están dispuestas de modo que los arrollamientos espirales (13) están intercalados y forman al menos una cámara de compresión.

5. El compresor (1) de la reivindicación 4, en el que los arrollamientos espirales de las placas de espiral (2a, 2b) son simétricos entre sí.

6. El compresor (1) de la reivindicación 4, en el que los arrollamientos espirales de las placas de espiral (2a, 2b) son asimétricos entre sí.

7. El compresor (1) de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que una de las dos placas de espiral (2a, 2b) comprende la al menos una abertura (10) para extraer la porción de refrigerante.

8. El compresor (1) de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el medio de compresión comprende al menos dos aberturas (10) y en el que cada placa de espiral (2a, 2b) comprende al menos una de las aberturas (10) para extraer la porción de refrigerante.

9. El compresor (1) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un depósito de lubricante (5) y en el que el tubo (9) está configurado además para suministrar al menos una parte de la porción extraída de refrigerante a las inmediaciones del depósito de lubricante (5).

10. El compresor (1) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que del 5 al 50 por ciento de la cantidad de refrigerante, que se recibe en el medio de compresión, se extrae por medio de la abertura (10).

11. Un procedimiento para comprimir un refrigerante, siendo realizado el procedimiento por un compresor (1), en particular un compresor de espiral, en el que el compresor comprende un lado de baja presión y un lado de alta presión, en el que un orificio de descarga (8) está dispuesto en el lado de alta presión y un orificio de succión (7) y un motor (3) están dispuestos en el lado de baja presión y en el que un área de transición entre el lado de baja presión y el lado de alta presión está formada por un medio de compresión, comprendiendo el procedimiento:

recibir un refrigerante en el orificio de succión (7) del compresor (1);

comprimir el refrigerante en al menos una cámara de compresión, que está formada por el medio de compresión del compresor (1);

descargar el refrigerante desde el compresor (1) en el orificio de descarga (8) del compresor (1); caracterizado por

extraer una porción de refrigerante desde la al menos una cámara de compresión del medio de compresión;

suministrar la porción extraída de refrigerante al lado de baja presión del compresor (1) por medio de un tubo (9), en el que el tubo (9) está en comunicación fluida con la abertura (10) y termina en el lado de baja presión en la localización del motor (3), configurándose de este modo el tubo (9) para transferir la porción extraída de refrigerante desde el medio de compresión hasta el lado de baja presión para refrigerar el motor (3); y

distribuir la porción extraída de refrigerante en el motor (3) del compresor (1).

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la porción de refrigerante se extrae de la al menos una cámara de compresión formada por el medio de compresión antes de comprimir el refrigerante.

13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, en el que el compresor (1) comprende además un depósito de lubricante (5) y en el que el procedimiento comprende además suministrar al menos una parte de la porción extraída de refrigerante al depósito de lubricante (5).