Compresor de gases lineal.

Compresor de gases lineal que comprende:

1. Una parte dinámica que comprende al menos un imán permanente dentro de un encapsulado que forman un pistón libre.

2. Una parte estática que comprende un cilindro hueco. Y un cierre en cada extremo del cilindro donde se alojan las válvulas de admisión y escape y un electroimán a cada lado.

El electroimán desplazará al pistón libre a lo largo del hueco del cilindro alternando los campos magnéticos de por medio de la atracción o repulsión sobre el campo magnético del imán permanente del pistón libre.

Compresor de gases lineal.

Sector de la técnica

El compresor está encuadrado en la sección de la mecánica, específicamente, el sector de la conversión de energía eléctrica a energía mecánica para la compresión de gases. Por ejemplo para refrigeración.

Objetivo

Simplificar el sistema de fabricación. Facilitar el mantenimiento del propio compresor. Evitar elementos proclives al desgaste, por lo tanto aumentar la vida útil del compresor. Producir energía térmica con un mayor rendimiento al evitar múltiples puntos de rozamiento de los compresores actuales. Evitar el uso de elementos lubricantes, haciendo que la vida útil de los gases, a comprimir, se alarguen Aumentar el rendimiento en la compresión de gases.

Estado de la técnica

Actualmente existen varios tipos de compresores:

Alternativos, Rotativos, Tornillos y Scrolls.

Todos estos compresores tienen perdidas por rozamientos en sus componentes mecánicos y necesitan aceite para su lubricación. Además están movidos por un motor eléctrico que también, tiene un rendimiento específico. Este último tiene unas perdidas por rozamiento y perdidas en el campo magnético giratorio. Al sumar todas las perdidas, del compresor, obtenemos un rendimiento máximo, aproximado, de un 80%.

La presente invención trata de un compresor lineal que evita la suma perdidas por rozamiento mecánicos debido al movimiento circular del compresor y a las perdidas por rozamientos del motor eléctrico. También evita la necesidad del uso de lubricantes.

Descripción

Para una mejor comprensión utilizamos el siguiente esquema simple, que es meramente descriptivo y no limitativo dado que la cantidad de elementos variaran dependiendo del diseño final elegido. Que dependerá de potencias, volúmenes, temperaturas, etc de diseño.

La presente invención comprende básicamente del recinto del compresor (2) y un control electrónico (3) del compresor.

El recinto del compresor comprende una parte estática (4) y una parte dinámica (5).

La parte estática (4) del compresor comprende:

Un recinto de presión hueco (10), que puede ser de diferentes formas (por ejemplo: cilindrico, cúbico, etc.), (Fig. 2 y 3) donde se aspira y comprime el gas.

Fuera del recinto hueco (10) y en cada extremo se encuentran al menos una tapa de cierre del recinto de presión (14) en cada extremo en los que se están comprendidos dos electroimanes (uno por cada cierre), que comprenden al menos, dos bobinas (7A) y (7B) y dos núcleos ferromagnético (6A) y (6B), uno en cada extremo. La tapa de cierre también (14) comprende cuatro válvulas: dos de admisión (8A) y (8B), una en cada extremo. Dos de escape (9A) y (9B), también una a cada extremo. Con la misión de permitir la entrada y salida de gas al interior de cada cámara (A) y (B) del recinto de presión (10). Estas válvulas pueden ser electrónicas (11), mecánicas o de cualquier otro tipo.

La parte dinámica del compresor, (5) comprende:

Al menos un imán permanente (12) que se encuentra en el interior de un encapsulado (13) que puede desplazarse en el interior del cilindro hueco (10) de forma que divida el cilindro en dos cámaras (A y B).

En estas cámaras (A ó B) se ira comprimiendo el gas al reducirse el espacio o se aspirara al ir aumentando el volumen de las cámaras.

El sistema puede usar una de las cámaras o las dos para la compresión de gases. Evidentemente la cantidad de válvulas de entrada y salida dependerá de la utilización de una o mas cámaras.

Las válvulas de admisión y escape pueden ser electrónicas, sincronizadas con los pulsos transmitidos a los electroimanes, para poder ajustar en cada momento los volúmenes, velocidades, presiones, etc., tanto de entrada como de salida. De esta forma obtener el máximo rendimiento en regímenes diferentes de funcionamiento.

La sucesión de los hechos comprende lo siguientes pasos básicos:

En el instante T0 la bobina (7A) generara un campo magnético que es orientado por el núcleo ferromagnético (6A). Al tener este campo la misma dirección que el campo del imán (12) estos se atraerán mutuamente, comprimiendo el gas que se encuentra en la cámara (A). Por otro lado se aspirara el gas hacia la cámara (8). Estando previamente abierta, la válvula de entrada (8B).

En el instante T1 se abrirá la válvula de salida (9A) permitiendo la salida del gas comprimido en la cámara (A).

En el instante T2 se cerrara la válvula de salida (9A). La bobina (7A) cambia la dirección del campo magnético debido al cambio de polaridad provocado por el control electrónico (3) que controlara el momento ideal para su apertura. Esta variación provocara que la bobina repela al imán (12) y desplazara la parte dinámica (13) hacia el otro extremo (8). Y se abrirá la válvula de entrada de gases (8A) permitiendo la entrada del gas en la cámara (A).

En el instante T3 la bobina (7B) generara un campo magnético que será conducido por el núcleo ferromagnético (6B). Al tener este campo la misma dirección que el campo del imán (12) estos se atraerán mutuamente, comprimiendo el gas que se encuentra en la cámara (8) y aspirando, a la vez, el gas hacia la cámara (A).

En el instante T4 se abrirá la válvula de salida (9B) permitiendo la salida del gas comprimido en la cámara (8). En el instante T5 se cerrara la válvula de salida (9B) y se abrirá la válvula de entrada de gases (8B) permitiendo la entrada del gas en la cámara (8). La bobina (7B) cambia la dirección del campo magnético debido al cambio de polaridad provocado por el control electrónico (3) que controlara el momento ideal para su apertura. Esta variación provocara que la bobina repela al imán (12) y desplazara a la parte dinámica (13) hacia el otro extremo (A).

Estos hechos se repetirán continuamente con la velocidad que el controlador (3) determine, dependiendo del régimen de funcionamiento requerido por la instalación en cada instante.

Descripción de dibujos

1 - Compresor

2 - Recinto del compresor

3 - Control electrónico

4 - Parte estática

- Parte dinámica

6 - Núcleo ferromagnético

7 - Bobina de inducción

8 - Electroválvula de entrada de gases

9 - Electroválvula de salida de gases

- Recinto de presión

11 - Solenoide de la válvula

12 - Imán permanente

13 - Encapsulado de imanes permanentes

14 - Tapa de cierre del recinto de presión

1. Dispositivo compresor de gases lineal que comprende una parte estática (4) y una parte dinámica (5).

A - La parte estática (4) del compresor, comprende:

Un recinto de hueco (10) con dos tapas de cierre (14) donde se alojan válvulas admisión (8A) y (8B) y escape de gases (9A) y (9B), que están comprendidas en las tapas (14) de cierre. En cada extremo se encuentran al menos dos bobinas (7A) y (7B) enrolladas en dos núcleos ferromagnéticos (6A) y (6B), uno en cada tapa de cierre (14) del recinto de presión (10).

B - La parte dinámica del compresor, (5) comprende al menos un imán permanente (12) que se encuentra en el interior de un encapsulado (13) que puede desplazarse en el interior del cilindro hueco (10) que forma un pistón libre. Este pistón genera dos cámaras de compresión en el interior del recinto de presión.

C - Y un control (3) electrónico.

2. Dispositivo compresor de gases lineal según reivindicación 1 caracterizado porque el recinto del compresor (2) comprende una parte dinámica (5) y una parte estática (4).

3. Dispositivo compresor de gases lineal según reivindicación 1 caracterizado porque el control o controles electrónicos (3) comprende al menos sistemas electrónicos que permiten el control de la apertura y cierre de las válvulas de entrada (8) y salida (9) de gases, la conmutación de las bobinas de inducción (7) y todos los sensores necesarios para ajustar presiones, caudales, temperaturas, etc.

4. Dispositivo compresor de gases lineal según reivindicación 1 caracterizado porque la parte estática (4) comprende al menos dos núcleo ferromagnéticos (6) y cada una de ellas comprende dos o más bobinas de inducción (7). De una o más válvulas de entrada de gases (8), una o más válvulas de salida de gases (9), dos o más solenoides para la apertura de las válvulas (11) de gases. De un recinto de presión (10) y dos tapas de cierre (14) del recinto de presión (10). Estas ultimas fabricadas en material no ferromagnético y de muy bajo rozamiento, como por ejemplo teflón.

5. Dispositivo compresor de gases lineal según reivindicación 2 caracterizado porque la parte dinámica (5) comprende al menos un imán permanente (12) y un encapsulado de los imanes (13) que forman el pistón de movimiento libre dentro del recinto de presión.

6. Dispositivo compresor de gases lineal según reivindicación 4 caracterizado porque la parte estática (4) comprende al menos dos núcleos ferromagnéticos (6) caracterizados porque se encuentra axialmente enfrentados y colocados en cada cierre (14) de cada extremo del recinto hueco, fabricado en material no ferromagnético.