Un compresor de espiral que comprende: una espiral fija (21) fijada en el interior de una carcasa (10);

una espiral móvil (22) entrelazado con la espiral fija (21); y medios de presión (40) para la presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21), caracterizado porque los medios de presión (40) están diseñados para controlar una fuerza de presión de la espiral móvil contra la espiral fija (21) de acuerdo con la variación en el ratio de compresión

Campo técnico

5 Esta invención hace referencia a un compresor de espiral, y particularmente hace referencia a medidas contra la reducción de su eficiencia operativa. Arte previo

Como compresores para la compresión de refrigerante en un ciclo de refrigeración, se han utilizado convencionalmente compresores de espiral revelados 10 por ejemplo en la Publicación de Patente Japonesa Pendiente de Examen Nº 5312156. El compresor de espiral está provisto en su carcasa de una espiral fija y una espiral móvil los cuales tienen sus respectivas vueltas de espiral entrelazadas entre sí. La espiral fija está fijado a la carcasa, y la espiral móvil está acoplado a la parte de eje descentrado de un eje motor. Además, el compresor de espiral está diseñado de forma tal que la espiral móvil no rota en el eje de la espiral fija sino que se desplaza en pleno alrededor de la espiral fija para contraer un espacio de compresión definido entre ambas vueltas comprimiendo en consecuencia el refrigerante.

Mientras tanto, como se muestra en la Figura 14, la compresión del refrigerante hace que la espiral móvil (OS) experimente una carga de empuje PS 20 como una fuerza axial y una carga radial PT como una fuerza lateral. Por lo tanto, en una disposición en donde se proporciona una sección de alta presión (P) para hacer que una alta presión refrigerante PA actúe en la cara posterior (cara inferior) de la espiral móvil (OS), para presionar la espiral móvil (OS) contra la espiral fija (FS) con una fuerza que contrarreste la fuerza axial PS, si la fuerza de presión es pequeña 25 y un vector como resultado de las fuerzas que actúan sobre la espiral móvil (OS) pasa por fuera de la periferia exterior de un cojinete de empuje, la espiral móvil (OS) se inclinará (volcará) como se muestra en la Figura 15 debido a la acción del llamado momento de vuelco M. Esto produce la fuga de refrigerante, lo que resulta en una disminución en la eficiencia. Por otro lado, en la disposición en donde la espiral 30 móvil (OS) es presionada contra la espiral fija (FS) con la fuerza que contrarresta la fuerza axial PS, como se muestra en la Figura 14, si la fuerza de presión es grande en sentido contrario (y un vector como resultado de fuerzas que actúan sobre la espiral

móvil (OS) pasa por dentro de la periferia exterior del cojinete de empuje), será posible evitar que la espiral móvil (OS) se vuelque. Mientras tanto, el compresor de espiral tiene un ratio de volumen constante. Por lo tanto, como se muestra en la Figura 16, aún si las condiciones de operación cambian de forma tal que una presión alta o una presión baja varíen para cambiar el ratio de compresión, la fuerza axial PS y la fuerza lateral PT no cambian en gran medida. En cambio, la fuerza de presión desde la presión del refrigerante mencionada anteriormente (denominada contrapresión en la figura) sobre la cara posterior de la espiral móvil (OS), cambia en gran medida con el cambio en el ratio

10 de compresión. Aquí, si el área de la sección de alta presión (P), la cual ejerce una acción de alta presión sobre la espiral móvil (OS), se coloca de forma que no vuelque la espiral móvil (OS) bajo condiciones de ratios de alta compresión como se muestra en la Figura 17A, la espiral móvil (OS) será fácilmente volcada en condiciones de ratios

15 de baja compresión debido a la falta de la fuerza de presión, por ejemplo, a causa de una alta presión reducida. Por otro lado, si el área de la sección de alta presión (P) se coloca en conformidad con las condiciones de ratios de baja compresión, un ratio de alta compresión causado, por ejemplo, por el aumento en la presión alta provocará que la fuerza de presión de la espiral móvil (OS) contra la espiral fija (FS) sea excesiva en relación con la fuerza de presión mínima determinada por la fuerza axial PS y la fuerza lateral PT, como se muestra en la Figura 17B. Como resultado, una significativa fuerza de empuje hacia arriba, cuando se observa en la Figura 14, actúa sobre la espiral móvil (OS) de forma tal que la pérdida mecánica se incrementará para reducir la eficiencia.

El caso anterior es, sustancialmente, el caso para la variación en la baja presión (la cual varía habitualmente junto con la alta presión). Como consecuencia, en términos generales, en los compresores de espiral del tipo que utiliza una presión del refrigerante o similar para presionar la espiral móvil (OS) contra la espiral fija 30 (FS), el vuelco de la espiral fija tiende a ocurrir fácilmente ante ratios de baja compresión en relación con un ratio de compresión sustancialmente específico para

cada compresor, mientras que la fuerza de presión tiende fácilmente a volverse excesiva ante ratios de compresión más altos. La patente US-A-4 522 575 revela un compresor de espiral que comprende una espiral fija, una espiral móvil entrelazada con la espiral fija y medios de presión 5 para presionar la espiral móvil contra la espiral fija.

La presente invención ha sido diseñada en vista de dichos problemas, y un objetivo de la misma es evitar la disminución en la eficiencia mediante el control de la fuerza de presión de la espiral móvil contra la espiral fija. Revelación de la invención

10 La presente invención prevé el control de una fuerza de presión de una espiral móvil (22) contra una espiral fija (21) dependiendo de las condiciones de operación de un modo para cambiar la fuerza de presión de acuerdo con la variación en el ratio de compresión. Específicamente, una solución incluida en la presente invención se basa en un compresor de espiral que incluye: una espiral fija (21) fijada en el interior de una carcasa (10); una espiral móvil (22) entrelazada con la espiral fija (21); y medios de presión (40) para la presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21). Además, los medios de presión (40) están diseñados para controlar una fuerza de presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21) de acuerdo con la variación en el ratio de compresión. De este modo, la fuerza de presión puede ser suprimida ante ratios de compresión altos mientras que la supresión puede ser liberada con ratios de compresión bajos, proporcionando en consecuencia el control de la fuerza de presión según las condiciones de operación. Cabe observar que el modo de controlar la fuerza de presión de acuerdo con la variación en el ratio de compresión

25 puede incluir la utilización de, por ejemplo, una diferencia de presión entre las presiones altas y las bajas o la presión alta (una presión de descarga). En la anterior construcción, por ejemplo, los medios de presión (40) pueden estar diseñados para tener un espacio de alta presión (S2) que da servicio a un lateral de la cara posterior de la espiral móvil (22) y suprime la fuerza de presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21) cuando el ratio de compresión excede un valor predeterminado (es decir, cuando la espiral móvil (22) está en condiciones de ser presionado con una fuerza suficiente contra la espiral fija (21)). Cabe observar que, en este caso, como condición de funcionamiento de que “el ratio de compresión excede un valor predeterminado”, se pueden utilizar condiciones aproximadas, tales como si la diferencia de presión entre las presiones altas y bajas ha alcanzado un valor dado preestablecido o no (éste también es el caso para las siguientes disposiciones respectivas).

Además, en la anterior disposición, los medios de presión (40) pueden tener una estructura que incluye una ranura para aceite (43) formada entre las superficies de contacto de la espiral fija (21) y la espiral móvil (22), en contacto entre sí, y medios de introducción de aceite de alta presión (46) para la introducción de aceite

10 de alta presión en la ranura para aceite (43), cuando el ratio de compresión excede el valor predeterminado. Además, en la disposición anterior, el espacio de alta presión (S2) es preferentemente un espacio de trabajo de aceite de alta presión dentro del cual se suministra el aceite de alta presión, y los medios para la introducción del aceite de

15 alta presión (46) están preferentemente diseñados para guiar el aceite de alta presión en el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2) hacia la ranura para aceite (43), cuando el ratio de compresión excede el valor predeterminado. Además, en la disposición anterior, los medios de introducción de aceite de alta presión (46) tienen, preferentemente, una estructura que incluye un pasaje para la

20 introducción...

1. Un compresor de espiral que comprende: una espiral fija (21) fijada en el interior de una carcasa (10); una espiral móvil (22) entrelazado con la espiral fija (21); y medios de presión (40) para la presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21), caracterizado porque los medios de presión (40) están diseñados para controlar una fuerza de presión de la espiral móvil contra la espiral fija (21) de acuerdo con la variación en el ratio de compresión.

2. El compresor de espiral según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de presión (40) están diseñados para tener un espacio de alta presión (S2) que da servicio a un lado de la cara posterior de la espiral móvil (22) y para suprimir una fuerza de presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21) cuando el ratio de compresión excede un valor predeterminado.

3. El compresor de espiral según la reivindicación 1 ó 2, en donde los medios de presión (40) comprenden una ranura para aceite (43) formada entre las superficies de contacto de la espiral fija (21) y la espiral móvil (22) en contacto entre sí y medios para la introducción de aceite de alta presión (46) para introducir un aceite de alta presión en la carcasa (10) dentro de la ranura para aceite (43) cuando el ratio de compresión excede el valor predeterminado.

4. El compresor de espiral según cualquiera de la reivindicaciones 1 a 3, en donde el espacio de alta presión (S2) es un espacio de trabajo para el aceite de alta presión dentro del cual se suministra el aceite de alta presión, y los medios para la introducción de aceite de alta presión (46) están diseñados para guiar el aceite de alta presión en el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2) dentro de la ranura para aceite (43) cuando el ratio de compresión excede el valor predeterminado.

5. El compresor de espiral según la reivindicación 4, en donde los medios para la introducción de aceite de alta presión (46) comprenden un pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) que comunica el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2) con la ranura para aceite (43) y una válvula para la introducción de aceite de alta presión (45) para la apertura/cierre del pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44).

6. El compresor de espiral según la reivindicación 5, en donde la válvula para la introducción de aceite de alta presión (45) está configurada para abrir el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) cuando el ratio de compresión supera el valor predeterminado mientras cierra el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) ante un ratio de compresión igual a o menor que el valor predeterminado.

7. El compresor de espiral según la reivindicación 6, en donde la válvula para la introducción de aceite de alta presión (45) comprende un cilindro (47) diseñado para atravesar la vía del pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) y un cuerpo de válvula tipo pistón (48) provisto para el movimiento de reciprocidad en el cilindro (47), y el cuerpo de la válvula (48) está diseñado para moverse hacia una posición abierta en la cual el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) se abre cuando el ratio de compresión supera el valor predeterminado mientras se mueve hacia una posición cerrada en la cual el pasaje de introducción de aceite de alta presión (44) se cierra ante un ratio de compresión igual a o menor que el valor predeterminado.

8. El compresor de espiral según la reivindicación 7, en donde el cilindro (47) de la válvula para la introducción de aceite de alta presión (45) se comunica en un extremo de la misma con un espacio de baja presión (S1) que se proporciona en la carcasa (10) y se comunica en el otro extremo con un espacio de alta presión (S3) en la carcasa (10), se proporciona medios impulsores (50) para impulsar al cuerpo de la válvula (48) hacia la posición cerrada en el cilindro (47), y se configura una fuerza impulsora de los medios impulsores (50) de acuerdo con una diferencia de presión predeterminada entre el espacio de baja presión (S1) y el espacio de alta presión (S3) de forma tal que los medios impulsores (50) sujetan el cuerpo de la válvula (48) en una posición cerrada cuando el ratio de compresión es igual a o menor que el valor predeterminado y permiten el movimiento del cuerpo de la válvula (48) hacia la posición abierta cuando el ratio de compresión supera el valor predeterminado.

9. El compresor de espiral según la reivindicación 8, en donde el cuerpo de la válvula (48) comprende un pasaje de comunicación (48a) para bloquear el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) en su posición cerrada mientras abre el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) a través del pasaje de comunicación (48a) en su posición abierta.

10. El compresor de espiral según la reivindicación 9, en donde el pasaje de

comunicación (48a) del cuerpo de la válvula (48) comprende un canal circunferencial 5 formado en una superficie periférica exterior del cuerpo de la válvula (48).

11. El compresor de espiral según cualquiera de la reivindicaciones 8 a 10, en donde se dispone un bastidor (23) para separar el espacio de baja presión (S1) y el espacio de alta presión (S3) en la carcasa (10) debajo de la espiral móvil (22), se proporciona un miembro sellador (42) para dividir un espacio ubicado entre el bastidor (23) y la espiral móvil (22) dentro del espacio de baja presión (S1) y el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2), y el bastidor (23) está provisto de un pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) y de la válvula para la introducción de aceite de alta presión (45).

12. El compresor de espiral según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de presión (40) están diseñados para suprimir siempre una fuerza de presión de la espiral móvil (22) contra la espiral fija (21) a través del espacio de alta presión (S2) conjuntamente con la variación en el ratio de compresión.

13. El compresor de espiral según la reivindicación 12, en donde los medios de presión (40) comprenden una ranura para aceite (43) formada entre las superficies de contacto de la espiral fija (21) y la espiral móvil (22) en contacto entre sí y un pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) para introducir siempre un aceite de alta presión en la carcasa (10) dentro de la ranura para aceite (43).

14. El compresor de espiral según la reivindicación 13, en donde el espacio de alta presión (S2) es un espacio de trabajo para el aceite de alta presión hacia dentro del cual se suministra el aceite de alta presión, y el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) está diseñado para comunicar el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2) con la ranura para aceite (43) y guiar siempre el aceite de alta presión en el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2) hacia la ranura para aceite (43).

15. El compresor de espiral según la reivindicación 14, que además comprende un bastidor (23) para separar un espacio interior de la carcasa en un espacio de baja presión (S1) y un espacio de alta presión (S3), estando el bastidor (23) diseñado debajo de la espiral móvil (22); y un miembro sellador (42) para la división de un espacio entre el bastidor (23) y la espiral móvil (22) en un espacio de baja presión (S1) y el espacio de trabajo para el aceite de alta presión (S2), estando el bastidor (23) provisto del pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44).

16. El compresor de espiral según cualquiera de la reivindicaciones 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, en donde el pasaje para la introducción de aceite de alta presión

(44) está provisto de una sección de restricción (44b).

17. El compresor de espiral según la reivindicación 16, en donde una sección

de restricción (44b) comprende una parte de diámetro reducido provista por lo menos 10 parcialmente en el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44).

18. El compresor de espiral según la reivindicación 16 ó 17, en donde una sección de restricción (44b) comprende un tubo capilar (44e) provisto por lo menos parcialmente en el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44).

19. El compresor de espiral según cualquiera de la reivindicaciones 16 a 18, en donde la sección de restricción (44b) se encuentra conformada de forma tal que un miembro en forma de barra (44f) más estrecho en diámetro que el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) se coloca por lo menos parcialmente en el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44) para formar una holgura con el pasaje para la introducción de aceite de alta presión (44).

“Siguen 15 páginas de dibujos”