Compresor de espirales y acondicionador de aire que incluye el mismo.

Un compresor de espirales (10) que comprende:

una espiral estacionaria (120) que comprende una primera envoltura

(123);

una espiral orbitante (130) que comprende una segunda envoltura (132), en donde la espiral orbitante (130) y la espiral estacionaria (120) se disponen para tener una diferencia de fase entre las mismas, y un espacio de compresión está formado entre la primera y segunda envolturas;

una parte de entrada (111) para introducir refrigerante en el espacio de compresión;

una primera parte de introducción (81) dispuesta en una parte lateral de la espiral estacionaria (120) para inyectar refrigerante en el espacio de compresión; y

una segunda parte de introducción (91) dispuesta en otra parte lateral de la espiral estacionaria (120) para inyectar refrigerante en el espacio de compresión,

y un eje de accionamiento (150) para transmitir par a la espiral orbitante (130),

caracterizado por que

la presión del refrigerante inyectado por la segunda parte de introducción (91) es diferente de aquélla del refrigerante introducido en la primera parte de introducción (81) y la segunda envoltura (132) se mueve mientras que la espiral orbitante (130) orbita, y abre la primera parte de introducción (81) antes de que se complete la introducción del refrigerante a través de la parte de entrada (111),

mientras que la espiral orbitante (130) orbita, la segunda envoltura (132) cierra al menos una de la parte de entrada, la primera parte de introducción (81), y la segunda parte de introducción (91), y

cuando se completa la introducción del refrigerante a través de la parte de entrada, el ángulo de rotación del eje de accionamiento es 0º, y

se inicia la apertura de la primera parte de introducción (81) cuando el ángulo de rotación del eje de accionamiento (150) oscila de -10º a -30º.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12186692.

Solicitante: LG Electronics.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 20 Yeouido-dong, Yeongdeungpo-gu Seoul 150-721 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: JANG,YONGHEE, RYU,BYOUNGJIN, CHUNG,BAIKYOUNG, KIM,BEOM CHAN, KO,YOUNGHWAN, KIM,BYEONG SU.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE... > F04C23/00 (Combinaciones de dos o más bombas, siendo cada una del tipo de pistón rotativo u oscilante, especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Bombas de etapas múltiples especialmente adaptadas para fluidos compresibles (F04C 25/00 tiene prioridad))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE... > Bombas de pistón rotativo especialmente adaptadas... > F04C18/02 (de tipo engrane en arco, es decir, con movimiento de translación circular de los órganos cooperantes, teniendo cada órgano el mismo número de dientes o dientes equivalentes)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE... > Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas... > F04C29/04 (Calentamiento; Refrigeración; Aislamiento térmico)

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Fragmento de la descripción:

Compresor de espirales y acondicionador de aire que incluye el mismo Antecedentes

La presente descripción se refiere a un compresor de espirales según la reivindicación 1 y un acondicionador de aire que incluye el compresor de espirales.

Los acondicionadores de aire mantienen el aire interior en unas condiciones optimizadas según su propósito. Por ejemplo, el aire interior puede ser enfriado en verano, y ser calentado en invierno, y la humedad se puede controlar para ajustar el aire interior a un estado confortable. En detalle, tal acondicionador de aire realiza un ciclo de enfriamiento para comprimir, condensar, expandir, y evaporar refrigerante, para enfriar o calentar por ello un espacio interior.

Los acondicionadores de aire se pueden clasificar en acondicionadores de aire de tipo separado en los que un dispositivo interior está separado de un dispositivo exterior, y acondicionadores de aire integrados en los que están integrados un dispositivo interior y un dispositivo exterior. Un dispositivo exterior incluye un intercambiador de calor exterior que intercambia calor con aire externo, y un dispositivo interior incluye un intercambiador de calor interior que intercambia calor con el aire interno. Los acondicionadores de aire se pueden conmutar entre un modo de enfriamiento y un modo de calentamiento.

Cuando se opera un acondicionador de aire en un modo de enfriamiento, un intercambiador de calor exterior puede funcionar como un condensador, y un intercambiador de calor interior puede funcionar como un evaporador. Por el contrario, cuando un acondicionador de aire se opera en un modo de calentamiento, un intercambiador de calor exterior puede funcionar como un evaporador, y un intercambiador de calor interior puede funcionar como un condensador.

La Fig. 6 es un diagrama de presión-entalpia (P-H) que ilustra un ciclo de refrigerante en la técnica relacionada. Con referencia a la Fig. 6, un refrigerante en un estado "a" se introduce en un compresor y se comprime hasta un estado "b" dentro del mismo. Después de eso, el refrigerante se descarga del compresor y se introduce en un condensador. El refrigerante en el estado "b" puede ser un líquido.

El refrigerante se condensa a un estado "c" en el condensador y se descarga. Entonces, el refrigerante experimenta un proceso de estrangulación a un estado "d", es decir, un estado de dos fases en un dispositivo de expansión. Entonces, el refrigerante se introduce en un evaporador y experimenta un intercambio de calor al estado "a". El refrigerante en el estado "a" es un gas que se introduce en el compresor. Este ciclo de refrigerante se repite.

En este caso, se puede limitar el rendimiento de enfriamiento o calentamiento.

En particular, cuando las condiciones del aire exterior son malas, es decir, cuando la temperatura exterior de un área donde se instala un acondicionador de aire es excesivamente alta o baja, se debería circular una cantidad suficiente de refrigerante para obtener un rendimiento de enfriamiento/calentamiento deseado. Para este fin, se necesita un compresor de alta capacidad que tenga un rendimiento excelente, lo cual puede aumentar los costes de fabricación o instalación del acondicionador de aire.

En general, cuando se asegura un grado de sobre enfriamiento del refrigerante, y el refrigerante descargado desde un condensador está en un estado sobre enfriado, se aumenta el rendimiento de evaporación de un evaporador, es decir, el área bajo una línea d-a, mejorando por ello el rendimiento del sistema. No obstante, un sistema como se ¡lustra en la Fig. 6 no puede asegurar un grado de sobre enfriamiento del refrigerante, y de esta manera, es difícil mejorar el rendimiento del sistema. Otros ejemplos de la técnica relacionada se pueden encontrar en la EP0922860A1, US2008/236179A1, US 4676075A y JP10037868A. El documento EP 0922860A1 representa la técnica anterior más cercana, y describe todos los rasgos del preámbulo de la reivindicación 1.

Compendio

Las realizaciones proporcionan un compresor de espirales adaptado para aumentar la cantidad de refrigerante inyectado en un compresor, y un acondicionador de aire que incluye el compresor de espirales.

En una realización, un compresor de espirales incluyendo: una espiral estacionaria que incluye una primera envoltura; una espiral orbitante que incluye una segunda envoltura, en donde la espiral orbitante y la espiral estacionaria se disponen para tener una diferencia de fase entre las mismas, y un espacio de compresión se forma entre la primera y segunda envolturas; una parte de entrada para introducir refrigerante en el espacio de compresión; una primera parte de introducción dispuesta en una parte lateral de la espiral estacionaria para inyectar refrigerante en el espacio de compresión; y una segunda parte de introducción dispuesta en otra parte lateral de la espiral estacionaria para inyectar refrigerante en el espacio de compresión, en donde la presión del refrigerante inyectado por la segunda parte de introducción es diferente de aquélla del refrigerante introducido en la primera parte de introducción, en donde la segunda envoltura se mueve mientras que la espiral orbitante órbita, y abre la

primera parte de introducción antes de que se complete la introducción del refrigerante a través de la parte de entrada.

Los detalles de una o más realizaciones se exponen en los dibujos anexos y la descripción de más adelante. Otros rasgos serán evidentes a partir de la descripción y los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista esquemática que ilustra una configuración de un acondicionador de aire según una realización.

La Fig. 2 es un diagrama de presión-entalpia (P-H) que ilustra un sistema refrigerante según las operaciones de un acondicionador de aire según una realización.

La Fig. 3 es una vista de sección transversal que ilustra un compresor de espirales según una realización.

La Fig. 4 es una vista en perspectiva de corte parcial que ilustra una parte de un compresor de espirales según una realización.

La Fig. 5 es una vista de sección transversal que ilustra posiciones relativas de envolturas de espirales y de partes de introducción de inyección en un compresor de espirales según una realización.

La Fig. 6 es un diagrama de presión-entalpia (P-H) que ilustra un sistema refrigerante según las operaciones de un acondicionador de aire en la técnica relacionada.

Descripción detallada de las realizaciones

Ahora se hará referencia en detalle a realizaciones de la presente descripción, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos anexos.

La Fig. 1 es una vista esquemática que ilustra una configuración de un acondicionador de aire según una realización. La Fig. 2 es un diagrama de presión-entalpia (P-H) que ilustra un sistema refrigerante según las operaciones del acondicionador de aire de la Fig. 1.

Con referencia a las Fig. 1 y 2, un acondicionador de aire 1 según la realización actual acciona un ciclo de enfriamiento a través del cual circula refrigerante. El acondicionador de aire 1 puede realizar una operación de enfriamiento o calentamiento según una dirección de circulación del refrigerante.

Cuando el acondicionador de aire 1 realiza una operación de enfriamiento, el acondicionador de aire 1 incluye: un compresor 10 para comprimir refrigerante; un condensador 20 para condensar el refrigerante comprimido en el compresor 10; un primer dispositivo de expansión 30 y un segundo dispositivo de expansión 60, que expanden selectivamente el refrigerante condensado en el condensador 20; un evaporador 70 para evaporar el refrigerante expandido por el primer y segundo dispositivos de expansión 30 y 60;... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un compresor de espirales (10) que comprende:

una espiral estacionarla (120) que comprende una primera envoltura (123);

una espiral orbitante (130) que comprende una segunda envoltura (132), en donde la espiral orbltante (130) y la espiral estacionaria (120) se disponen para tener una diferencia de fase entre las mismas, y un espacio de compresión está formado entre la primera y segunda envolturas;

una parte de entrada (111) para introducir refrigerante en el espacio de compresión;

una primera parte de introducción (81) dispuesta en una parte lateral de la espiral estacionaria (120) para inyectar refrigerante en el espacio de compresión; y

una segunda parte de introducción (91) dispuesta en otra parte lateral de la espiral estacionaria (120) para inyectar refrigerante en el espacio de compresión,

y un eje de accionamiento (150) para transmitir par a la espiral orbitante (130), caracterizado por que

la presión del refrigerante inyectado por la segunda parte de introducción (91) es diferente de aquélla del refrigerante introducido en la primera parte de introducción (81) y la segunda envoltura (132) se mueve mientras que la espiral orbitante (130) órbita, y abre la primera parte de introducción (81) antes de que se complete la introducción del refrigerante a través de la parte de entrada (111),

mientras que la espiral orbitante (130) órbita, la segunda envoltura (132) cierra al menos una de la parte de entrada, la primera parte de introducción (81), y la segunda parte de introducción (91), y

cuando se completa la introducción del refrigerante a través de la parte de entrada, el ángulo de rotación del eje de accionamiento es 0o, y

se inicia la apertura de la primera parte de introducción (81) cuando el ángulo de rotación del eje de accionamiento (150) oscila de -10° a -30°.

2. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 1, en donde la segunda envoltura (132) abre una de la primera parte de introducción (81) y la segunda parte de introducción (91), y cierra la otra.

3. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 2, en donde la apertura de la segunda parte de introducción (91) se inicia cuando el ángulo de rotación se aumenta en 180° después de que se inicia la apertura de la primera parte de introducción (81).

4. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 1, en donde un agujero de descarga (121) está dispuesto

en una parte central de la espiral estacionaria (120) para descargar refrigerante comprimido en el espacio de

compresión, y

una línea imaginaria que conecta la primera parte de introducción (81) y la segunda parte de introducción (91) pasa a través del agujero de descarga (121).

5. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 1, que además comprende una cubierta de descarga (112) que cierra la parte superior de la espiral estacionaria (120) y la parte superior de la espiral orbitante (130),

en donde la primera parte de introducción (81) y la segunda parte de introducción (91) pasan a través de la cubierta de descarga (112), y se acoplan a una superficie superior de la espiral estacionaria (120).

6. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 1, en donde la espiral estacionaria (120) comprende:

un agujero de inyección (124, 125) en el que se inserta la primera o segunda parte de introducción (81, 91); y

una parte de sellado (127) que rodea una superficie circular exterior de la primera o segunda parte de

introducción (81, 91).

7. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 1, en donde la primera parte de introducción (81) está dispuesta en una posición en que se inyecta un refrigerante que tiene una primera presión media, y

la segunda parte de introducción (91) está dispuesta en una posición en que se inyecta un refrigerante que tiene una segunda presión media mayor que la primera presión media.

8. El compresor de espirales (10) según la reivindicación 7, en donde después de que un refrigerante introducido a

través de la parte de entrada (111) experimenta una compresión de primera etapa, el refrigerante se mezcla con refrigerante inyectado a través de la primera parte de introducción (81) y entonces experimenta una compresión de segunda etapa, y

después de la compresión de segunda etapa, el refrigerante se mezcla con refrigerante inyectado a través de la segunda parte de introducción (91) y entonces experimenta una compresión de tercera etapa.

9. Un acondicionador de aire (1) que comprende:

un compresor de espirales (10) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes para comprimir refrigerante;

un condensador (20) para condensar el refrigerante comprimido en el compresor de espirales (10);

un segundo paso de inyección (90) como una derivación a través de la cual se inyecta al menos una parte del refrigerante descargado desde el condensador (20) en el compresor (10);

un primer paso de inyección (80) a través del cual se inyecta refrigerante que tiene una presión menor que aquélla del refrigerante del segundo paso de inyección (90) en el compresor de espirales (10); y

un evaporador (70) en el que una parte del refrigerante descargado desde el condensador (20) se evapora después de experimentar un proceso de estrangulación en un dispositivo de expansión (30, 60).

10. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 9, en donde el compresor de espirales (10) además comprende un motor (160) para generar un par y un eje de accionamiento (150) que pasa rotativamente a través del centro del motor (160), y

la envoltura de la espiral orbitante (132) está acoplada al eje de accionamiento (150) y se permite orbitar.

11. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 10, en donde cuando la parte de entrada de refrigerante (111) se cierra por la envoltura de la espiral orbitante (132), se abre completamente el primer paso de inyección (80).

12. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 10, en donde la apertura del segundo paso de inyección (90) se inicia cuando la envolvente de la espiral orbitante (132) además órbita hasta alrededor de 180° después de que se inicia la apertura del primer paso de inyección (80).

13. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 9, que además comprende una pluralidad de dispositivos de sobre enfriamiento (40, 50) para sobre enfriar refrigerante después de pasar a través del condensador (20),

en donde los dispositivos de sobre enfriamiento (40, 50) comprenden:

un primer dispositivo de sobre enfriamiento (40) en el que el refrigerante del primer paso de inyección (80) experimenta un intercambio de calor; y

un segundo dispositivo de sobre enfriamiento (50) en el que el refrigerante del segundo paso de Inyección (90) experimenta un intercambio de calor.