Compresor de espiral con inyección de vapor.
Un compresor de espiral (10) que comprende:
un primer miembro de espiral (56) dispuesto en una carcasa (12) y que tiene una primera envoltura de espiral (60)que se extiende desde una primera placa de extremo (58);
un segundo miembro de espiral (74) dispuesto en dicha carcasa y que tiene una segunda envoltura de espiral (72)que se extiende desde una segunda placa de extremo (90), estando dicha segunda envoltura de espiral (72)interconectada con dicha primera envoltura de espiral (60) para definir al menos dos cavidades móviles quedisminuyen de tamaño a medida que se desplazan desde una posición radialmente exterior hasta una posiciónradialmente interior al realizarse el movimiento orbital relativo de dichas envolturas de espiral;
un pasaje de inyección de vapor (102) que se extiende a través de una de dichas espirales primera y segunda (56,74), extendiéndose dicho pasaje de inyección de vapor (102) entre un puerto de inyección (104) definido por dichacarcasa (12) y una de dichas cavidades móviles;
un motor eléctrico para alimentar a dichos miembros de espiral (56, 74);
un inversor (400) para controlar dicho motor eléctrico;
una fuente de vapor de presión intermedia (126, 226) en comunicación con dicho pasaje de inyección de vapor (102)a través de dicho puerto de inyección (104);
estando dicho inversor (400) en contacto de transferencia de calor con dicha fuente de vapor de presión intermedia(226); caracterizado porque:
dicha fuente de vapor de presión intermedia que se asegura a dicha carcasa (12) y que es uno de un intercambiadorde calor (226), un economizador o un depósito de evaporación instantánea (126).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04013803.
Solicitante: EMERSON CLIMATE TECHNOLOGIES, INC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 1675 W. CAMPBELL ROAD SIDNEY, OH 45365-0669 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: PEREVOZCHIKOV, MICHAEL M., DOEPKER, ROY.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F01C21/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01C MAQUINAS O MOTORES DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores de combustíon F02; aspectos de la combustión interna F02B 53/00, F02B 55/00; máquinas de líquidos F03, F04). › Partes constitutivas, detalles, o accesorios no previstos en otro lugar, o cuyas características interesantes no son cubiertas por otros grupos F01C 1/00 - F01C 20/00.
- F01C21/10 F01C […] › F01C 21/00 Partes constitutivas, detalles, o accesorios no previstos en otro lugar, o cuyas características interesantes no son cubiertas por otros grupos F01C 1/00 - F01C 20/00. › Organos externos para cooperar con pistones rotativos; Carcasas (carcasas para máquinas o motores rotativos en general F16M).
- F04C18/02 F […] › F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES. › F04C MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores movidos por líquidos F03C ); BOMBAS PARA LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (bombas de inyección de combustible para motores F02M). › F04C 18/00 Bombas de pistón rotativo especialmente adaptadas para fluidos compresibles (con anillo de fluido o similar F04C 19/00; bombas de pistón rotativo en las cuales el fluido energético es desplazado exclusivamente por uno o más pistones con movimiento alternativo F04B). › 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.
- F04C23/00 F04C […] › 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).
- F04C29/00 F04C […] › Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o de instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles, no cubiertas por los grupos F04C 18/00 - F04C 28/00.
- F04C29/04 F04C […] › F04C 29/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o de instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles, no cubiertas por los grupos F04C 18/00 - F04C 28/00. › Calentamiento; Refrigeración; Aislamiento térmico.
PDF original: ES-2397951_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Compresor de espiral con inyección de vapor
La presente invención se refiere a máquinas de tipo de espiral. Más particularmente, la presente invención se refiere a compresores de espiral que incorporan un sistema de inyección de vapor que utiliza un intercambiador de calor, un economizador o un depósito de evaporación instantánea que se asegura a la carcasa del compresor de espiral.
Los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado incluyen normalmente un compresor, un condensador, una válvula de expansión o equivalente y un evaporador. Estos componentes van acoplados de forma secuencial dentro de una trayectoria de flujo en serie continua. A través del sistema fluye un fluido de trabajo o refrigerante y alterna entre una fase líquida y una fase de vapor o gaseosa.
En los sistemas de refrigeración y aire acondicionado se ha utilizado una diversidad de tipos de compresores, incluyendo, pero sin estar limitados a, compresores alternativos, compresores de tornillo y compresores rotativos. Los compresores rotativos pueden incluir tanto los compresores de tipo paletas como las máquinas de espiral. Las máquinas de espiral se construyen utilizando dos miembros de espiral teniendo cada miembro de espiral una placa de extremo y una envoltura en espiral que se extiende generalmente perpendicular a la placa de extremo respectiva. Las envolturas en espiral están dispuestas en sentido opuesto estando las dos envolturas en espiral intercaladas o ajustadas la una con la otra. Los miembros de espiral están montados de tal manera que puedan participar en un movimiento orbital relativo, el uno con respecto al otro. Durante este movimiento orbital, las envolturas en espiral definen una serie sucesiva de cavidades o espacios cerrados, cada uno de los cuales va disminuyendo de tamaño progresivamente según se va desplazando hacia el interior desde una posición radialmente exterior a una presión de succión relativamente baja hasta una posición central a una presión relativamente superior o de descarga. El fluido comprimido sale del espacio cerrado en la posición central a través de un pasaje de descarga formado a través de la placa de extremo de uno de los miembros de espiral.
Los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado incorporan ahora sistemas de inyección de vapor en los que una parte del refrigerante en forma gaseosa se inyecta en las cavidades o espacios cerrados a una presión que es intermedia entre la presión de baja succión y la presión de descarga relativamente alta. Este refrigerante gaseoso se inyecta en las cavidades o espacios cerrados a través de uno o más puertos de inyección que se extienden a través de uno de los dos miembros de espiral. La inyección de este refrigerante gaseoso tiene el efecto de incrementar tanto la capacidad del sistema de refrigeración o de aire acondicionado como el rendimiento del sistema de refrigeración o de aire acondicionado. En los sistemas de refrigeración o de aire acondicionado en los que se incorpora la inyección de vapor para lograr unos incrementos de capacidad máxima y de rendimiento máximo, el ingeniero de desarrollo trata de proporcionar un sistema de inyección que aumente al máximo la cantidad de gas refrigerante que sea inyectada en la cavidad cerrada, así como aumentar al máximo la presión intermedia a la cual se inyecte del gas refrigerante en la cavidad cerrada. Al aumentar al máximo tanto la cantidad de gas refrigerante como la presión del gas refrigerante que se inyecta, se aumentan al máximo la capacidad del sistema y el rendimiento del sistema del sistema de refrigeración o de aire acondicionado.
El resumen del documento JP 2002-005024 da a conocer un compresor de acuerdo con la parte precaracterizadora de la reivindicación 1.
Al desarrollar el sistema de inyección de vapor, el ingeniero de desarrollo debe tener en cuenta la fuente para el vapor que se inyecta en las cavidades. Normalmente, la fuente de refrigerante de vapor es a través de una conexión en una posición dentro del circuito de refrigeración y se utiliza un dispositivo tal como un depósito de evaporación instantánea o un economizador para separar el refrigerante de vapor del refrigerante gaseoso con el fin de asegurarse de que en las cavidades o espacios cerrados se inyecta únicamente refrigerante gaseoso o de vapor. Al acceder al refrigerante líquido desde una posición dentro del circuito de refrigeración, el refrigerante de vapor o gaseoso se conduce normalmente al compresor a través de una línea de fluido que se extiende entre la posición dentro del circuito de refrigeración y el compresor. El uso de un conducto de fluido entre la fuente de refrigerante de vapor o gaseoso y el compresor proporciona un sistema en el que puede producirse una caída de presión del refrigerante gaseoso debido a las pérdidas en la línea de fluido y/o pérdidas de temperatura. Si bien existe la posibilidad de aislar esta línea con el fin de limitar las pérdidas de temperatura, este aislamiento añade un coste y una complejidad adicional al sistema de refrigeración o de aire acondicionado y también presenta problemas durante el mantenimiento del sistema.
Por lo tanto, el desarrollo continuo de los sistemas de inyección de vapor está orientado a incrementar la cantidad y presión del vapor a presión intermedia que se pueda inyectar en los espacios cerrados.
La presente invención proporciona la técnica con un sistema de compresor en el que una fuente de vapor, tal como un depósito de evaporación instantánea, un economizador o un intercambiador de calor se asegura a la carcasa del compresor. La unión directa del depósito de evaporación instantánea, del economizador o del intercambiador de calor puede eliminar todos los tubos externos que se requieren para el refrigerante gaseoso a presión intermedia. La unión directa del depósito de evaporación instantánea, del economizador o del intercambiador de calor proporciona las ventajas de una única unidad más compacta, hay menos caída de presión, la instalación es más sencilla, no es necesario separar o aislar la línea de fluido de inyección de vapor, hay un menor número de componentes que se han de conectar durante la instalación y el coste del sistema de refrigeración o de aire acondicionado será inferior.
La invención se define en las reivindicaciones.
Áreas de aplicabilidad adicionales de la presente invención quedarán manifiestas por la descripción detallada que se proporciona a continuación. Debería entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican la forma de realización preferida de la invención, se dan únicamente con fines ilustrativos y no tratan de limitar el ámbito de la invención.
La presente invención se entenderá más plenamente por la descripción detallada y los dibujos anexos, en los cuales:
la Figura 1 es una sección transversal vertical de un compresor de espiral de acuerdo con la presente invención;
la Figura 2 es una vista en sección horizontal del compresor de espiral mostrado en la Figura 1 tomada justo por debajo de la placa de división;
la Figura 3 es una vista lateral vertical del compresor de espiral mostrado en la Figura 1 con un depósito de evaporación instantánea unido de acuerdo con la presente invención;
la Figura 4 es una ilustración esquemática de un intercambiador de calor utilizado con un sistema de inyección de vapor de un sistema de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización de la presente invención;
la Figura 5 es una vista lateral vertical del compresor de espiral mostrado en la Figura 1 en combinación con un intercambiador de calor de acuerdo con la ilustración esquemática mostrada en la Figura 4;
la Figura 6 es una vista en perspectiva del compresor de espiral mostrado en la Figura 1 en combinación con un intercambiador de calor de acuerdo con otra forma de realización de la presente invención; y
la Figura 7 es una vista lateral vertical del compresor de espiral mostrado en la Figura 5 en combinación con un intercambiador de calor y un inversor de acuerdo con otra forma de realización de la presente invención.
La siguiente descripción de la forma de realización o formas de realización preferidas es únicamente de naturaleza ejemplar y no trata en modo alguno de limitar la invención, su aplicación, o usos.
Haciendo ahora referencia a los dibujos en los que números de referencia similares designan piezas similares o que se corresponden en todas las diversas vistas, se muestra en la Figura 1, un compresor de espiral que está diseñado para alojar el sistema de inyección de vapor exclusivo de acuerdo con la presente invención y que está designado generalmente por el número de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un compresor de espiral (10) que comprende:
un primer miembro de espiral (56) dispuesto en una carcasa (12) y que tiene una primera envoltura de espiral (60) que se extiende desde una primera placa de extremo (58) ;
un segundo miembro de espiral (74) dispuesto en dicha carcasa y que tiene una segunda envoltura de espiral (72) que se extiende desde una segunda placa de extremo (90) , estando dicha segunda envoltura de espiral (72) interconectada con dicha primera envoltura de espiral (60) para definir al menos dos cavidades móviles que disminuyen de tamaño a medida que se desplazan desde una posición radialmente exterior hasta una posición radialmente interior al realizarse el movimiento orbital relativo de dichas envolturas de espiral;
un pasaje de inyección de vapor (102) que se extiende a través de una de dichas espirales primera y segunda (56, 74) , extendiéndose dicho pasaje de inyección de vapor (102) entre un puerto de inyección (104) definido por dicha carcasa (12) y una de dichas cavidades móviles;
un motor eléctrico para alimentar a dichos miembros de espiral (56, 74) ;
un inversor (400) para controlar dicho motor eléctrico;
una fuente de vapor de presión intermedia (126, 226) en comunicación con dicho pasaje de inyección de vapor (102) a través de dicho puerto de inyección (104) ;
estando dicho inversor (400) en contacto de transferencia de calor con dicha fuente de vapor de presión intermedia (226) ; caracterizado porque:
dicha fuente de vapor de presión intermedia que se asegura a dicha carcasa (12) y que es uno de un intercambiador de calor (226) , un economizador o un depósito de evaporación instantánea (126) .
2. El compresor de espiral de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha fuente de vapor de presión intermedia es un intercambiador de calor (226) .
3. El compresor de espiral de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha fuente de vapor de presión intermedia es un depósito de evaporación instantánea (126) .
4. El compresor de espiral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha fuente de vapor de presión intermedia (126, 226) se asegura a un lado de dicha carcasa (12) .
5. El compresor de espiral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha fuente de vapor de presión intermedia (126, 226) se asegura a una parte inferior de dicha carcasa (12) .
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