Compresor de tornillo seco.

Compresor de tornillo seco (1) que tiene un rotor macho (2) cuya velocidad periferica es inferior a 80 m/s;

comprendiendo el compresor (1):

- un cuerpo de carcasa (4) que tiene una entrada (10) para un fluido gaseoso a recibirse y al menos una salida(11) para el fluido comprimido;

- al menos un rotor macho (2) y al menos un rotor hembra (3) engranados entres si, estando dichos rotores (2,3) dispuestos dentro de dicho cuerpo de carcasa (4);

compresor (1) caracterizado por que la relacion entre la longitud (Lm) y el diametro externo del rotor macho (2) essuperior a o igual a dos, y en el que el angulo de arrollamiento (9) del rotor macho (2) es inferior a o igual a 300°.

Compresor de tornillo seco

Campo t6cnico

La presente invenciOn se refiere a un compresor de tornillo seco para un gas, especialmente aire, para su uso en aplicaciones de presión (por ejemplo, en el transporte de materiales granulados o en polvo, o en el tratanniento de aguas, donde grandes cantidades de aire se deberan transportar para iniciar y ayudar a las reacciones aerObicas) y

en aplicaciones de vacio (por ejennplo, en sistemas de extraccion de gas, humo o vapor) . En particular, el presente compresor de tornillo seco se utiliza en aplicaciones con bajas presiones diferenciales comprendidas entre 1 bar y 3 bar y al vacio hasta un umbral de presiOn absoluta de 150 mbar.

Antecedentes de la t6cnica

El documento FR 953 057, que se considera representa la tecnica anterior nnas cercana, describe un compresor de tornillo seco.

Como ya se sabe, las aplicaciones de baja presiOn diferencial (inferior a 1 bar) utilizan compresores de lobulos. Estos son compresores en los que dos rotores de 16bulos (normalmente de dos o tres lobulos) con ejes paralelos engranan y giran sincrOnicannente en direcciones opuestas.

Sin embargo, estos compresores de lObulos, a pesar de ser estructuralmente simples, economicos y capaces de garantizar un buen flujo, tienen un pobre rendimiento termodinamico.

Por lo tanto, se ha proyectado un compresor de tornillo que podria trabajar a baja presión, con un flujo elevado y un rendimiento termodinannico caracteristico de una maquina de connpresion interna, pero cuyas caracteristicas estructurales son lo mas parecidas posible a un compresor de 16bulos.

Como se sabe, un connpresor normal de tornillo bajo altas presiones connprende al menos un rotor macho y al menos un rotor hembra que engranan entre si durante el giro alrededor de respectivos ejes y alojados dentro de un cuerpo de carcasa. Cada uno de los dos rotores tiene nervaduras en forma de tornillo que engranan con ranuras en forma de tornillo correspondientes del otro rotor. Tanto el rotor macho como el hembra muestran, en secciOn transversal, un numero predeterminado de dientes correspondientes a sus nervaduras y un namero predeterminado

de valles que corresponden a sus ranuras. El cuerpo de carcasa tiene una entrada para que el gas se reciba y una salida (denominada tambien "salida de sunninistro") para el gas comprimido. El gas de entrada se comprime entre los dos rotores en nnovimiento y Ilega a la salida bajo la presión requerida.

Por otra parte, se sabe que los compresores de tornillo secos, indicados generalmente como "sin aceite", en contraposición a los compresores de inyección de aceite, se utilizan en gran medida en aplicaciones en las que el nivel de contaminantes debe mantenerse por debajo de un umbral porcentual deternninado (normalmente muy bajo) .

En los ultimos afios, algunos fabricantes han propuesto compresores de tornillo seco para presiones diferenciales comprendidas entre 3 y 10 bar, reajustando por tanto la tecnologia de los compresores de tornillo de inyeccion de

aceite para aplicaciones a altas presiones (superiores a 10 bar) .

Sin embargo, la fabricación de tales compresores de tornillo seco es bastante sofisticada y costosa, ya que debe tener en cuenta las notables tensiones mecanicas y termicas a las que los rotores estan 'sonnetidos. En particular,

con el fin de evitar una flexion excesiva bajo carga, la relaciOn entre la longitud y el diametro extern° del rotor macho esta generalmente comprendida entre 1, 5 y 1, 8; este requisito limita fuertemente la capacidad del compresor y requiere la inserción en la estructura del compresor de un multiplicador de engranajes para poner en marcha los rotores a velocidades perifericas muy elevadas, nornnalmente > 150 m/s.

Al alterar las salidas de suministro, los compresores antes mencionados se pueden utilizar tambien bajo presiones diferenciales comprendidos entre 1 bar y 3 bar. Sin embargo, el inconveniente de estos compresores de baja presión se representa porque tienen la misma complejidad estructural que los compresores de alta presión.

Objeto de la invencion

Por lo tanto, el objeto del cometido tecnico de la presente invencion es proponer un compresor de tornillo seco, que pueda trabajar a baja presión, con un flujo elevado y un rendimiento termodinamico tipico de este tipo de maquinas.

En particular, el objetivo principal de la presente invenciOn es proporcionar un compresor de tornillo seco bajo

. presiones diferenciales bajas (comprendidas entre 1 y 3 bar) y con un flujo elevado, que sea estructuralmente simple, economico y facil de mantener.

Por otra parte, un objetivo adicional de la presente invencion es proponer un compresor de tornillo seco, que tambien sea adecuado para aplicaciones al vacio, hasta un umbra! de 150 mbar de presion absoluta.

El cometido tecnico definido y los objetos especificados se logran sustancialmente por medio de un connpresor de tornillo seco que comprende las caracteristicas tecnicas reivindicadas en la reivindicaciOn independiente 1 y en las reivindicaciones adicionales dependientes de dicha reivindicaciOn 1.

Breve descripcion de los dibujos

Otras caracteristicas y ventajas de la presente invenciOn se haran mas evidentes a partir de la siguiente descripción aproximada, y por tanto no limitativa, de un compresor de tornillo seco, corno se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 ilustra una semi& transversal longitudinal de un compresor de tornillo seco de acuerdo con la presente invencion; la Figura 2 ilustra una vista tridimensional, en secciOn longitudinal, de algunos detalles pertenecientes al compresor de tornillo seco que pertenece a su vez al compresor de tornillo seco de la Figura 1; laFigura 3 ilustra una secciOn transversal (no a escala) de los rotores utilizados en el compresor de acuerdo con las Figuras 1, 2; y la Figura 4 ilustra una vista lateral esquematica tridimensional (no a escala) de un rotor macho utilizado en el compresor de tornillo seco de acuerdo con la invenciOn.

Realizacion preferida de la invencion

Con referenda a las supuestas Figuras, 1 indica un compresor de tornillo seco para gas, en particular aire, de acuerdo con la invenciOn.

El compresor 1 se puede utilizar tanto bajo presión como al vacio.

El compresor 1 comprende al menos un rotor macho 2 y al menos un rotor hembra 3, engranados entre si (Figuras 1, 2, 3) .

La realizacion aqui descrita e ilustrada proporciona un solo rotor macho 2 y un solo rotor hembra 3 alojados dentro de un solo cuerpo de carcasa 4.

En particular, este cuerpo de carcasa 4 se obtiene mediante el acoplamiento de dos cilindros de comunicaciOn (no mostrados) de modo que definen una sola cavidad 5 que aloja los rotores 2, 3.

Una realizaciOn alternativa (no mostrada) se proporciona para una pluralidad de pares conjugados de rotores macho 2 y rotores hembra 3.

Como se muestra en la Figura 1, el rotor hembra 3 esta enchavetado en un arbol 17 (que tiene un eje de giro (01) ) , mientras que el rotor macho 2 esta enchavetado en un arbol 18 (que tiene un eje de giro (02) ) . En particular, el primer eje de giro (01) se dispone a una cierta distancia (I) (generalmente conocida corn° "distancia central") desde el segundo eje de giro (02) . El primer eje de giro (01) y el segundo eje de giro (02) son paralelos entre si.

Cada uno de dichos rotores 2, 3 tiene nervaduras en forma de tornillo que engranan con ranuras en forma de tornillo formadas entre las nervaduras en forma de tornillo correspondientes del otro rotor 2, 3. De esta manera, en secciOn transversal (Figura 3) , el rotor macho 2 muestra lobulos 6 (o dientes) y valles 7 que engranan con los valles 8 y lobulos 9 (o dientes) correspondientes del rotor hennbra 3.

Por otra parte, la Figura 3 muestra algunos de los principales parametros dimensionales que caracterizan los perfiles de los rotores 2, 3. En particular, se puede observar una circunferencia externa (Cef) del rotor hembra 3 y una circunferencia externa (Cem) del rotor macho 2.

Por otra parte, como se muestra en la Figura 1, la longitud (Lm) del rotor macho 2 corresponde a la longitud (Lf) del rotor hembra 3.

Los perfiles conjugados identicos a los mostrados en la presente Figura 3 se han descrito y reivindicado en la solicitud de patente internacional WO 2010/133981 Al bajo el nombre del mismo solicitante. En combinaciOn con los elementos geornetricos descritos a continuación, permite maximizar la capacidad del compresor y reducir al minimo

las fugas de gas que se producen nornnalmente en las areas de acoplamiento entre los rotores, y entre los rotores y sus carcasas.... [Seguir leyendo]

1. Compresor de tornillo seco (1) que tiene un rotor macho (2) cuya velocidad periferica es inferior a 80 m/s; comprendiendo el compresor (1) :

- un cuerpo de carcasa (4) que tiene una entrada (10) para un fluido gaseoso a recibirse y al menos una salida

(11) para el fluido comprimido;

- al menos un rotor macho (2) y al menos un rotor hembra (3) engranados entres si, estando dichos rotores (2, 3) dispuestos dentro de dicho cuerpo de carcasa (4) ;

compresor (1) caracterizado por que la relacion entre la longitud (Lm) y el diametro extern° del rotor macho (2) es superior a o igual a dos, y en el que el angulo de arrollamiento (9) del rotor macho (2) es inferior a o igual a 300°.

2. Compresor (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el arbol de accionamiento es un arbol

(17) en el que dicho rotor hembra (3) este enchavetado.

3. Compresor (1) de acuerdo con la reivindicaciOn 2, caracterizado par que comprende ademas un motor electric°

(16) que act0a operativamente sobre el arbol (17) del rotor hennbra (3) para iniciar su giro alrededor de un primer eje de giro (01) .

4. Compresor (1) de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que el rotor de dicho motor electric° (16) este enchavetado en dicho arbol (17) del rotor hembra (3) .

5. Compresor (1) de acuerdo con la reivindicaciOn 3 o reivindicaciOn 4, caracterizado por que dicho motor electric°

(16) es un motor de iman permanente.

6. Compresor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha salida (11) define una abertura (12) formada en el cuerpo de carcasa (4) , siendo el tamano real de dicha abertura

(12) variable mediante medios de conformacion con el fin de obtener una relacion de compresion predeterminada (R) .

7. Compresor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado par que puede ser utilizo en aplicaciones bajo presiones diferenciales comprendidas entre 1 bar y 3 bar.

8. Compresor (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que puede ser utilizado en aplicaciones al vacio hasta un umbral de presiOn absoluta de 150 mbar.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIDN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante Onicamente es para comodidad del lector. Dicha lista no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha tenido gran cuidado en la recopilaciOn de las referencias, no 5 se pueden excluir errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respect°.

Documentos de patentes citados en la descripcion

• FR953057 [0002] 10 • W02010133981 Al [0026]

La traducciOn de la Patente Europea n° 2 452 074 B1 ha sido efectuada por la que suscribe, Ma Isabel Castello Ferrer, Agente oficial de la Propiedad Industrial n° 995/4, de conformidad con el articulo 8 del RD 2424/1986.

Fdo. Ma Isabel errer (995/4)