Supresión de sonido de un compresor.

Un compresor (20) que comprende:

un alojamiento (50);

uno o más elementos de trabajo (30,

34) que cooperan con el alojamiento (50) para definir una trayectoria decompresión entre localizaciones de succión y descarga;

una lumbrera intermedia (80) a lo largo de la trayectoria de compresión;

una trayectoria de derivación hacia la lumbrera intermedia (80); y

medios para limitar pulsaciones de presión a lo largo de la trayectoria de derivación;

caracterizado porque:

la trayectoria de derivación incluye, dentro de una pared del alojamiento (50):una primera patilla (90) desde la lumbrera intermedia (80);

una segunda patilla (92) situada distalmente respecto de la segunda patilla (92) y esencialmentetransversal a la misma; y

una tercera para (94) situada distalmente respecto de la segunda pata (92) y esencialmente transversala la misma,

comprendiendo los medios un primer volumen ciego (102'; 100') que se extiende desde un empalme entre lasegunda patilla (92) y una de las patillas primera y tercera (90, 94)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/042440.

Solicitante: CARRIER CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: CARRIER PARKWAY P.O. BOX 4800 SYRACUSE, NEW YORK 13221 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SHOULDERS, STEPHEN L..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B39/12 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04B 39/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles, no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 25/00 - F04B 37/00 (para el control F04B 49/00). › Carcasas (carcasas de las máquinas o motores en general F16M ); Cilindros; Culatas; Conexiones para fluido.
  • F04B49/00 F04B […] › Control de o medios de seguridad para máquinas, bombas o instalaciones de bombeo no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 1/00 - F04B 47/00.

PDF original: ES-2397703_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Supresión de sonido de un compresor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a compresores. Más particularmente, la invención se refiere a compresores que tienen lumbreras economizadoras.

Los compresores de tipo tornillo se usan comúnmente en aplicaciones de acondicionamiento y refrigeración de aire. En un compresor de esta clase, unos rotores o tornillos lobulados macho y hembra engranados entre ellos son hechos girar alrededor de sus ejes para bombear el fluido de trabajo (refrigerante) desde un extremo de admisión de baja presión hasta un extremo de salida de alta presión. Durante la rotación, los lóbulos secuenciales del rotor macho sirven como pistones que impulsan el refrigerante aguas abajo y que lo comprimen dentro del espacio entre un par adyacente de lóbulos de rotor hembra y el alojamiento. Igualmente, unos lóbulos secuenciales del rotor hembra producen la compresión de refrigerante dentro de un espacio entre un par adyacente de lóbulos de rotor macho y el alojamiento. Los espacios interlobulares de los rotores macho y hembra en los que ocurre la compresión forman unas cavidades de compresión (descritas alternativamente como porciones macho y hembra de una cavidad de compresión común unida en una zona de engrane) . En una implementación, el rotor macho es coaxial con un motor de accionamiento eléctrico y está soportado por unos cojinetes en los lados de admisión y salida de su porción de trabajo lobulada. Pueden existir múltiples rotores hembra acoplados con un rotor macho dado, o viceversa.

Cada uno de los espacios interlobulares está expuesto a una lumbrera de admisión, el refrigerante entra en el espacio esencialmente a la presión de succión. Dado que los rotores continúan girando, en algún punto durante la rotación el espacio ya no está en comunicación con la lumbrera de admisión y se corta el flujo de refrigerante hacia el espacio. Después de que la lumbrera de admisión se cierra, el refrigerante se comprime mientras los rotores continúan girando. En algún momento durante la rotación, cada espacio intersecta la lumbrera de salida asociada y el proceso de compresión cerrada finaliza. La lumbrera de admisión y la lumbrera de salida pueden ser cada una de ellas radiales, o una combinación híbrida de una lumbrera axial y una lumbrera radial.

Mientras el refrigerante es comprimido a lo largo de una trayectoria de compresión entre las lumbreras de admisión y salida, es deseable un sellado entre los rotores y el alojamiento para una operación eficiente. Para aumentar el flujo de masa en un compresor de tornillo se usa un economizador. Las lumbreras economizadoras típicas están situadas a lo largo de la longitud del rotor, posicionadas para quedar expuestas a las cavidades de compresión justo después de que tales cavidades son desconectadas de las lumbreras de succión asociadas. En esta localización el gas refrigerante atrapado dentro de los rotores está casi a la presión de succión. La conexión de gas a una presión por encima de la de succión a las lumbreras economizadoras permite que una cantidad de gas fluya hacia el interior del compresor. Además, la alimentación de gas a los rotores después de cortar la succión aumenta la presión del gas atrapado en los rotores. Esto reduce la cantidad de trabajo requerido por el compresor. Asimismo, el flujo del economizador está por encima de la presión de succión, de modo que se reduce la potencia para una masa de refrigerante total dada.

Otras formas de compresor (por ejemplo, compresores de caracol y oscilantes) pueden incluir lumbreras economizadoras similares.

Sin embargo, aún existe hueco de mejora en la técnica.

Se describen en GB-A-959855, EP-A-980978 y EP-A-828079, revelando la última el preámbulo de la reivindicación 1, unos compresores que tienen medios para reducir o silenciar pulsaciones de presión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la invención implica un compresor que tiene un alojamiento. Uno o más elementos de trabajo cooperan con el alojamiento para definir una trayectoria de compresión entre los lugares de succión y descarga. Una lumbrera intermedia (por ejemplo, una lumbrera economizadora para recibir un flujo de economizador) está situada a lo largo de la trayectoria de compresión. Una trayectoria de derivación (por ejemplo, un trayectoria de economizador) se extiende hacia (o desde, dependiendo del punto de vista) la lumbrera intermedia. El compresor incluye medios para limitar pulsaciones de presión a lo largo de la trayectoria de derivación.

En diversas implementaciones, los medios pueden ser medios para limitar el sonido externo radiado por el alojamiento debido a la resonancia de la pulsación de descarga procedente de uno o más elementos de trabajo. Dentro de una pared del alojamiento, la trayectoria de derivación incluye unas patillas primera, segunda y tercera. La primera patilla se extiende desde la lumbrera intermedia. La segunda patilla está situada distalmente con respecto a la primera patilla y esencialmente transversal a la misma. La tercera patilla está situada distalmente con respecto a la segunda patilla y esencialmente transversal a la misma. Los medios incluyen un primer volumen ciego que se

extiende desde un empalme entre la segunda patilla y una de las patillas primera y tercera. Los medios pueden incluir además un segundo volumen ciego que se extiende desde un empalme entre la segunda patilla y la otra de las patillas primera y tercera. Uno o ambos volúmenes ciegos puede comprender una restricción que forma un resonador Helmholtz. Los medios pueden formarse dentro de una pared de una pieza de fundición del alojamiento.

El compresor puede fabricarse por un proceso que incluye fundir un precursor de una primera porción del alojamiento. Al menos puede mecanizarse un taladro en el precursor para acomodar el al menos un elemento de trabajo (por ejemplo, mecanización de acabado después de una función bruta del taladro) . El precursor puede mecanizarse para definir porciones de la trayectoria de derivación, incluida la mecanización de los volúmenes primero y segundo. El primer volumen puede mecanizarse hacia fuera desde el al menos un taladro. El segundo volumen puede mecanizarse desde un extremo longitudinal del precursor e intersecar el primer volumen (antes o después de la mecanización del primer volumen) . Puede insertarse un tapón dentro del segundo volumen para proporcionar un afinado deseado. Una segunda porción de alojamiento puede asegurarse sobre el extremo longitudinal a través de un extremo proximal del segundo volumen. El tapón puede estar subnivelado con respecto al primer extremo y puede tener una abertura que define una lumbrera hacia un resonador Helmholtz.

El compresor puede volverse a fabricar partiendo de un compresor básico o puede volverse a diseñar su configuración a partir de una configuración básica. Se proporciona un compresor o configuración iniciales de esta clase. Tal compresor/configuración incluye un alojamiento, uno o más elementos de trabajo, una lumbrera intermedia, y una trayectoria de derivación hacia la lumbrera intermedia. En la refabricación o rediseño, se coloca un volumen ciego a lo largo de la trayectoria de derivación. Se selecciona al menos un parámetro geométrico del volumen ciego para proporcionar un control deseado de un parámetro de pulsación de presión.

La selección puede incluir un proceso iterativo para variar el al menos un parámetro geométrico y determinar directa o indirectamente el parámetro de pulsación de presión (por ejemplo, hasta que se alcance un umbral mínimo o deseado) . La determinación puede incluir medir una intensidad de sonido a una frecuencia objetivo de pulsación. La colocación puede incluir insertar un tapón dentro de un compartimiento del alojamiento. El tapón puede tener una abertura que defina una lumbrera de un resonador Helmholtz. El tapón puede reducir un volumen efectivo de una porción del compartimiento. La colocación puede incluir extender una porción terminal ciega de un compartimiento del alojamiento.

Los detalles de una o más realizaciones de la invención se exponen en los dibujos anexos y en la descripción siguiente. Otras características, objetos y ventajas de la invención serán evidentes partir de la descripción y dibujos y de las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en sección longitudinal parcial de un compresor básico.

La figura 2 es una vista en sección longitudinal parcial del compresor de la figura 1 con una primera modificación según principios de la invención.

La figura 3 es una vista en sección longitudinal parcial del compresor de la figura 1 con una segunda modificación según principios... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un compresor (20) que comprende:

un alojamiento (50) ; uno o más elementos de trabajo (30, 34) que cooperan con el alojamiento (50) para definir una trayectoria de compresión entre localizaciones de succión y descarga; una lumbrera intermedia (80) a lo largo de la trayectoria de compresión; una trayectoria de derivación hacia la lumbrera intermedia (80) ; y medios para limitar pulsaciones de presión a lo largo de la trayectoria de derivación; caracterizado porque: la trayectoria de derivación incluye, dentro de una pared del alojamiento (50) :

una primera patilla (90) desde la lumbrera intermedia (80) ; una segunda patilla (92) situada distalmente respecto de la segunda patilla (92) y esencialmente transversal a la misma; y una tercera para (94) situada distalmente respecto de la segunda pata (92) y esencialmente transversal a la misma,

comprendiendo los medios un primer volumen ciego (102’; 100’) que se extiende desde un empalme entre la segunda patilla (92) y una de las patillas primera y tercera (90, 94) .

2. El compresor según la reivindicación 1, en el que los medios son medios para limitar el sonido externo radiado por el alojamiento debido a la resonancia de la pulsación de descarga procedente del uno o más elementos de trabajo (30, 34) .

3. El compresor según la reivindicación 1 o 2, en el que los medios comprenden además un segundo volumen ciego (100’; 102’) que se extiende desde un empalme entre la segunda patilla (92) y la otra de las patillas primera y tercera (90, 94) .

4. El compresor según la reivindicación 3, en el que el primer volumen ciego (102’; 100’) comprende una restricción proximal (132; 142; 156; 172; 174) que forma un resonador Helmholtz.

5. El compresor según cualquier reivindicación precedente, en el que los medios están formados dentro de una pared de una pieza de fundición del alojamiento (50) .

6. El compresor según cualquier reivindicación precedente, en el que el o más elementos de trabajo incluyen:

un rotor lobulado macho (30) que tiene un primer eje de rotación; y un rotor lobulado hembra (34) que tiene un segundo eje de rotación y que está engranado con el primer rotor (30) .

7. Un método para fabricar el compresor según la reivindicación 1, que comprende.

fundir un precursor de una primera porción del alojamiento (50) ; mecanizar al menos un taladro (70, 72) en el precursor para acomodar el al menos un elemento de trabajo (30, 34) ; y mecanizar el precursor para definir porciones de la trayectoria de derivación, incluyendo:

mecanizar un primer volumen hacia fuera desde el al menos un taladro (70, 72) para formar la primera patilla (90) ; mecanizar un segundo volumen desde un extremo longitudinal del precursor e intersectar el primer volumen para formar la segunda pata (92) ; y mecanizar un tercer volumen hacia dentro desde el exterior del alojamiento (50) e intersectar el segundo volumen para formar la tercera patilla (94) .

8. El método según la reivindicación 7, que además comprende:

insertar un tapón (130; 140; 154; 164; 166) dentro del segundo volumen; y asegurar una segunda porción de alojamiento (54) sobre el extremo longitudinal a través de un extremo proximal del segundo volumen.

9. El método según la reivindicación 8, en el que:

10. Un método para refabricar un compresor convirtiéndolo en el compresor según la reivindicación 1, teniendo el compresor (12) :

el tapón (130; 140; 154; 164; 166) está subnivelado con respecto al primer extremo y tiene una abertura que define una lumbrera (132; 142; 156; 172; 174) hacia un resonador Helmholtz.

un alojamiento (50) ; uno o más elementos de trabajo (30, 34) que cooperan con el alojamiento (50) para definir una trayectoria de compresión entre localizaciones de succión y descarga; y una lumbrera intermedia (90) a lo largo de la trayectoria de compresión; y una trayectoria de derivación hacia la lumbrera intermedia (90) ;

o para rediseñar una configuración del compresor convirtiéndolo en el compresor según la reivindicación 1, comprendiendo dicho método:

formar el primer volumen ciego a lo largo de la trayectoria de derivación; y seleccionar al menos un parámetro geométrico del primer volumen ciego para proporcionar un control 15 deseado de un parámetro de pulsación de presión.

11. El método según la reivindicación 10, en el que la selección comprende:

variar iterativamente dicho al menos un parámetro geométrico; y 20 determinar iterativamente, de manera indirecta o directa, el parámetro de pulsación de presión.

12. El método según la reivindicación 11, en el que: la determinación comprende medir una intensidad sonora a una frecuencia objetivo para pulsación.

13. El método según la reivindicación 10, en el que:

la formación incluya insertar un tapón (130; 140; 154; 164; 166) dentro de un compartimiento del alojamiento (50) , teniendo el tapón (130; 140; 154; 164; 166) una abertura que define una lumbrera (132; 142; 156; 172; 174) de resonador Helmholtz.

14. El método según la reivindicación 10, en el que:

la formación incluye insertar un tapón (120) dentro de un compartimiento del alojamiento (50) para reducir un volumen efectivo de una porción del compartimiento. 35

15. El método según la reivindicación 10, en el que:

la formación incluye extender una porción terminal ciega (102) de un compartimiento en el alojamiento (50) .


 

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