Un compresor hermético con aislamiento térmico interno que comprende:

una carcasa (1) que lleva internamente un bloque de cilindros (2), en el que está definido un cilindro de compresión (3), que tiene un extremo cerrado por una placa de válvulas (7) provista con un orificio de descarga (7a) y un orificio de aspiración (7b), teniendo dicha placa de válvulas (7) una cara frontal (7c) contra la que está montada una tapa del cilindro (5, 10) que define una cámara de descarga (5a, 11), caracterizado porque dicho compresor comprende, además, un conducto de espaciamiento (20) que tiene un extremo de entrada (21) montado herméticamente en la cara frontal (7c) de la placa de válvula (7) y abierto hacia el orificio de descarga (7a) de la placa de válvula (7), en el exterior de su orificio de aspiración (7b), y un extremo de salida (33) montado herméticamente en la tapa del cilindro (10) y abierto hacia el interior de la cámara de descarga (11), presentando el extremo de entrada (21) del conducto de espaciamiento (20) un área de la sección trasversal al menos igual a la del orificio de descarga (7a), definiendo dicho conducto de espaciamiento (20) una comunicación de fluido hermética entre el interior del cilindro de compresión (3) y la cámara de descarga (11) a través del orificio de descarga (7a), manteniendo dicho conducto de espaciamiento (20) la tapa del cilindro (10) espaciada de la placa de válvulas (7) y definiendo, con esta última, una cámara anular alrededor de dicho conducto de espaciamiento (20), previniendo el paso de flujo de calor desde el gas caliente dentro de la cámara de descarga (11) hasta la placa de válvulas

Compresor hermético con aislamiento térmico interno.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un compresor hermético del tipo utilizado en aparatos de refrigeración, tales como refrigeradores y congeladores, y que permite el aislamiento térmico de las regiones calientes dentro del compresor, que son calentadas por el calor generado, con la compresión de gas durante el funcionamiento del compresor y, más particularmente, de la región de la tapa del cilindro, en la que se descarga el gas.

Antecedentes de la invención

Los compresores de refrigeración han sido objeto de estudios que pretenden mejorar el rendimiento de estos compresores. Entre los varios puntos de este rendimiento que deben mejorarse, se puede indicar el incremento de la cantidad de gas refrigerante extraído durante la aspiración y la reducción de la potencia requerida para comprimir el gas refrigerante. Con el fin de conseguir tales objetivos, es necesario reducir la temperatura del gas refrigerante en la aspiración (incrementando su masa específica) y también reducir la temperatura de la pared de la cámara de compresión que contacta con el gas refrigerante. El desarrollo de soluciones que favorezcan la reducción de los niveles de temperatura del compresor y de los flujos disipados por las partes calientes del mismo es una de las maneras factibles de conseguir estos objetivos.

Los compresores herméticos del tipo utilizado en sistemas de refrigeración comprenden habitualmente, en el interior de una carcasa, un conjunto de motor-compresor que tiene un bloque de cilindros, en el que está definido un cilindro que tiene un extremo cerrado por una culata y que define internamente una cámara de descarga en comunicación de fluido selectiva con una cámara de compresión definida dentro del cilindro y cerrada por una placa de válvula prevista entre el extremo cerrado del cilindro y la culata, siendo definida dicha comunicación de fluido a través de orificios de aspiración y de descarga previstos en la placa de válvulas y que se cierran de manera selectiva y respectiva por válvulas de aspiración y de descarga, que son llevadas habitualmente por la placa de válvulas.

Una de las causas principales responsable del calentamiento de los componentes internos del compresor es su sistema de descarga, que comprende toda la trayectoria del gas refrigerante, desde su escape desde la cámara de compresión hasta la descarga de dicho gas refrigerante desde el interior del compresor. Esto es debido a que el gas refrigerante alcanza los niveles máximos de temperatura durante su compresión dentro del cilindro del conjunto de motor-compresor y el calor generado por dicha compresión es disipado para los otros componentes del compresor, durante la trayectoria del gas refrigerante desde la cámara de compresión dentro del cilindro hasta su descarga desde el interior de la carcasa del compresor.

Una solución para evitar esta disipación de energía consiste en aislar el sistema de descarga de gas del resto del compresor. Haciendo esto, el gas extremadamente caliente escapado desde la cámara de compresión pasará a través del sistema de descarga sin transferir calor a los otros componentes, reduciendo de esta manera los niveles de temperatura del compresor en general.

Soluciones para aislar el sistema de descarga se pueden encontrar el la patente US3926009, en la que el tubo de descarga de gas está definido con una pared doble, para reducir al mínimo la transferencia de calor el gas bajo compresión hasta el interior de la carcasa, y en la patente US4371319, en la que cada una de las partes de la tapa del cilindro, el silencioso de descarga y el tubo de descarga están rodeadas por un elemento de aislamiento térmico con la misma finalidad de reducir al mínimo la transferencia de calor del gas bajo compresión hasta el interior de la carcasa descrita en el documento US3936009.

En la inmensa mayoría de los compresores herméticos de refrigeración, principalmente del tipo de movimiento alternativo, el sistema de descarga del compresor comprende una primera cámara de descarga definida dentro de la tapa del cilindro, y localizada después de la placa de válvulas y que recibe el gas que procede desde el cilindro de compresión. Este gas pasa posteriormente a través de otras cámaras antes de llegar a un tubo de descarga del compresor, que conduce el gas refrigerante comprimido desde la carcasa del compresor hasta un sistema de refrigeración, al que está asociado normalmente dicho compresor.

Estudios han probado que una de las causas principales responsables del calentamiento del cilindro de compresión es el flujo de calor generado por el gas en la tapa del cilindro, que calienta la placa de válvulas y, por conducción, calienta la parte superior del bloque de cilindros, en la región de la cámara de compresión del cilindro de compresión.

La reducción de este flujo de calor tiene un impacto positivo en la reducción de la temperatura del cilindro y, por consiguiente, en la reducción del poder de compresión.

La técnica anterior conocida presenta diferentes alternativas para hacer posible una reducción de la transferencia de calor desde la región de la tapa del cilindro hasta regiones dentro de la carcasa distantes de ella. Se conocen dispositivos, tales como intercambiadores de calor, por ejemplo máquinas "Stirling", como se enseña en la patente US6347523; la provisión de aletas sobre las culatas y el uso de un sistema auxiliar de movimiento de aire; el uso de tubos de calor; el uso de sistemas de bombeo de fluido que utilizan bombas accionadas por movimiento oscilante mecánico o eléctrico, entre otros. Sin embargo, dichas soluciones conocidas no reducen al mínimo la transferencia de calor entre la tapa del cilindro y el bloque de cilindros, debido a la descarga de gas desde la cámara de compresión hasta la cámara de descarga.

El documento US 5096 395 A1 describe una válvula de descarga para un compresor hermético de movimiento alternativo, que comprende una tapa de cilindro que está montada de forma convencional directamente en la placa de válvulas. La válvula de descarga conocida incluye un miembro de tope trasero que está configurado como un cuerpo oblongo, que está previsto dentro de la cámara de descarga y está provisto internamente con una cámara longitudinal que está abierta en un extremo hacia un orificio de descarga en la placa de válvulas y en el extremo opuesto al interior de la cámara de descarga. Dentro del miembro de tope trasero está alojado un muelle helicoidal con un extremo fijado en un extremo del miembro de tope trasero y con el otro extremo apoyado contra la cara exterior de un disco de sellado que cubre un orificio de descarga. El miembro de tope trasero actúa como un tope trasero y como guía lateral para el muelle y al mismo tiempo actúa como un tope trasero que limita un desplazamiento máximo real del disco de sellado mientras el asiento de la válvula está abierto. El miembro de tope trasero incorpora pestañas radiales que están parcialmente montadas en un receso localizado en la cara exterior de la placa de válvula. Las pestañas radiales están fijadas a la placa de válvula por medio de remaches que están colocados a través de agujeros en las pestañas del miembro de tope trasero y en la placa de válvula, respectivamente. Sin embargo, la fijación directa de la tapa del cilindro a la placa de válvulas e incluso el contacto entre el gas caliente en la cámara de descarga con porciones del lado superior de la placa de válvulas da como resultado algún flujo de calor desde el gas caliente en la cámara de descarga y desde la tapa hasta la placa de válvulas.

El documento US 2 382 716 A1 describe un compresor de gas con un cilindro de compresión, que tiene un extremo cerrado por una estructura de válvula que consta de dos miembros, uno de los cuales constituye un asiento de válvula o soporte de válvula, mientras que el otro sirve como una carcasa de válvula y medios de limitación del movimiento de la válvula. Ambos miembros son retenidos por la fuerza contra el cilindro por un miembro roscado de retención de la válvula, que tiene una pluralidad de pasos inclinados dispuestos en la periferia y un orificio central. La pluralidad de los pasos inclinados dispuestos en la periferia así como el orificio central están cada uno de ellos abiertos a la cámara de descarga formada entre la tapa de cilindro y el miembro de bloqueo. En esta disposición, los gases calientes en la cámara de descarga están siempre en contacto con toda la superficie del miembro de bloqueo y de la placa de válvula que de nuevo permite el paso de flujo de calor...

1. Un compresor hermético con aislamiento térmico interno que comprende: una carcasa (1) que lleva internamente un bloque de cilindros (2), en el que está definido un cilindro de compresión (3), que tiene un extremo cerrado por una placa de válvulas (7) provista con un orificio de descarga (7a) y un orificio de aspiración (7b), teniendo dicha placa de válvulas (7) una cara frontal (7c) contra la que está montada una tapa del cilindro (5, 10) que define una cámara de descarga (5a, 11), caracterizado porque dicho compresor comprende, además, un conducto de espaciamiento (20) que tiene un extremo de entrada (21) montado herméticamente en la cara frontal (7c) de la placa de válvula (7) y abierto hacia el orificio de descarga (7a) de la placa de válvula (7), en el exterior de su orificio de aspiración (7b), y un extremo de salida (33) montado herméticamente en la tapa del cilindro (10) y abierto hacia el interior de la cámara de descarga (11), presentando el extremo de entrada (21) del conducto de espaciamiento (20) un área de la sección trasversal al menos igual a la del orificio de descarga (7a), definiendo dicho conducto de espaciamiento (20) una comunicación de fluido hermética entre el interior del cilindro de compresión (3) y la cámara de descarga (11) a través del orificio de descarga (7a), manteniendo dicho conducto de espaciamiento (20) la tapa del cilindro (10) espaciada de la placa de válvulas (7) y definiendo, con esta última, una cámara anular alrededor de dicho conducto de espaciamiento (20), previniendo el paso de flujo de calor desde el gas caliente dentro de la cámara de descarga (11) hasta la placa de válvulas.

2. Compresor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el orificio de descarga (7a) está contenido dentro del con torno de la sección transversal del extremo de entrada (21) del conducto de espaciamiento (20).

3. Compresor de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la placa de válvulas (7) lleva en el exterior en la cara frontal (7c) de la misma una válvula de descarga (8a), caracterizado porque la sección transversal del extremo de entrada (21) del conducto de espaciamiento (20) circunscribe la válvula de des- carga (8a).

4. Compresor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo de entrada (21) y el extremo de salida (22) del conducto de espaciamiento (20) tienen la misma sección transversal.

5. Compresor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) tiene una sección trasversal constante entre los entremos de entrada y de salida (21, 22) del mismo.

6. Compresor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) tiene una sección transversal constante a lo largo de su longitud.

7. Compresor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los extremos de entrada y de salida (21, 22) del conducto de espaciamiento (20) están alineados axialmente entre sí.

8. Compresor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo de entrada (21) y el extremo de salida (22) del conducto de espaciamiento (20) están fijados herméticamente a la cara frontal (7c) de la placa de válvulas (7) y a la tapa del cilindro (10), respectivamente.

9. Compresor de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la placa de válvulas (7) incorpora en una sola pieza el extremo de entrada (21) del conducto de espaciamiento (20).

10. Compresor de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) lleva, en la región de su extremo de salida, una pestaña periférica (23) fijada contra la tapa del cilindro (10) y que define una porción de pared de esta última.

11. Compresor de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la pestaña periférica (23) está incorporada en una sola pieza en el conducto de espaciamiento (20).

12. Compresor de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la pestaña periférica (23) comprende una placa intermedia (40).

13. Compresor de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la pestaña periférica (23) está fijada a la tapa del cilindro (10) con el fin de definir una pieza individual con esta última.

14. Compresor de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) está previsto ortogonalmente al plano de la placa de válvulas (7).

15. Compresor de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) está previsto ortogonalmente a la porción de pared definida por la pestaña periférica (23).

16. Compresor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende espaciadores (30) de fijación tubulares soportados por una de las placa de válvulas (7) o la tapa del cilindro (10), estando localizados cada uno de dichos espaciadores de fijación tubulares (30) en alineación con un orificio de fijación (7e) definido sobre la placa de válvulas (7) y alineados con un taladro de fijación (14) correspondiente definido sobre la tapa del cilindro (10).

17. Compresor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el conducto de espaciamiento (20) está fijado al menos a una de las partes de la tapa del cilindro (10) y la placa de válvulas (7), con al menos una junta de obturación (9) fabricada de material de aislamiento térmico que se coloca en medio.