Disposición de aspiración para un compresor de refrigeración.

Una disposición de aspiración para un compresor de refrigeración del tipo que incluye:

- una envuelta hermética (10) que soporta un tubo de entrada de aspiración (15) provisto de una boquilla de salida (15a) abierta al interior de la envuelta (10) y a través de la que un flujo de fluido refrigerante, conteniendo al menos una de fases gas y líquido, es expulsado al interior de la envuelta;

- un bloque de cilindro (11) montado en el interior de la envuelta (10) y que define una cámara de compresión (CC) con un extremo cerrado por una chapa de válvula (13) y por una cabeza 14);

- un silenciador de aspiración (20) montado en el bloque de cilindro (11) y que incorpora externamente: un tubo de admisión (21) provisto de una boquilla de entrada (22) girada al tubo de entrada de aspiración (15); y un tubo de salida (23) en comunicación con la cámara de compresión (CC), donde la boquilla de entrada (22) del tubo de admisión (21) se ha dispuesto fuera de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15), caracterizándose la disposición porque la boquilla de entrada (22) del tubo de admisión (21) está dispuesta junto a la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15) y girada a alguna de una dirección (A), que es ortogonal al eje de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) y a una región de dicha proyección axial que está colocada delante de la boquilla de entrada (22), y de una dirección (B) inclinada en relación al eje (X) de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15) y a una región interior de la envuelta (10) para admisión del flujo de fluido refrigerante y que se define entre la boquilla de salida (15a) y la boquilla de entrada (22), admitiendo la boquilla de entrada (22), en la condición de subpresión en su interior, la fase gaseosa, si existe en el flujo de fluido refrigerante, mientras que la fase líquido, si existe en el flujo de fluido refrigerante, es dirigida a una región de la envuelta (10) fuera de la boquilla de entrada (22).

Disposición de aspiración para un compresor de refrigeración Campo La invención se refiere a una disposición de aspiración de un compresor de refrigeración del tipo que incluye una envuelta hermética que soporta un tubo de entrada de aspiración provisto de una boquilla de salida abierta al interior de la envuelta y a través de la que un flujo de fluido refrigerante, conteniendo al menos una de las fases gas y líquido, es expulsado al interior de la envuelta, un bloque de cilindro montado en el interior de la envuelta y que define una cámara de compresión con un extremo cerrado por una chapa de válvula y por una cabeza, un silenciador de aspiración montado en el bloque de cilindro y que incorpora externamente un tubo de admisión provisto de una boquilla de entrada girada al tubo de entrada de aspiración, y un tubo de salida en comunicación con la cámara de compresión, donde la boquilla de entrada del tubo de admisión se ha dispuesto fuera de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida del tubo de entrada de aspiración.

Antecedentes Los compresores de refrigeración herméticos (de tamaño pequeño o medio) , como los usados en general en aparatos de refrigeración domésticos, también se usan en otros sistemas de refrigeración como, por ejemplo, máquinas de hacer cubos de hielo. En tales sistemas, la descongelación periódica de un evaporador del sistema de refrigeración se lleva a cabo por el fluido refrigerante propiamente dicho en forma de gas calentado, que sale por la descarga del compresor.

En un sistema de refrigeración (de tamaño pequeño o medio) , el retorno de líquido refrigerante en el sistema de aspiración es común debido a la vaporización incompleta del líquido refrigerante. En este caso, si no se coloca un dispositivo de separación de líquido en el circuito de refrigeración, el compresor se puede dañar. Las causas más comunes del retorno de líquido son: una excesiva carga de refrigerante en el sistema de refrigeración; una inadecuada refrigeración del evaporador; y una regulación incorrecta del dispositivo de expansión. El fenómeno de retorno de líquido es más intenso en compresores comerciales de alta capacidad y temperatura de evaporación baja.

Algunos compresores (véase las figuras 1 y 1A) presentan una aspiración abierta, es decir, un tubo de entrada de aspiración 1, dispuesto a través de una pared de una envuelta 2, se abre al interior de ésta última. Con esta construcción, el fluido refrigerante, en forma de gas, que llega al tubo de entrada de aspiración 1, es admitido al interior de la envuelta hermética 2 del compresor y llevado desde el entorno interno de la envuelta 2 al interior de un silenciador de aspiración 3 y, desde allí, al interior de la cámara de compresión del compresor. En estos compresores conocidos, el silenciador acústico de aspiración 3 está dispuesto en el interior de la envuelta hermética 2, espaciado y encima del tubo de entrada de aspiración 1. Esta disposición de aspiración permite que el fluido refrigerante, en forma de gas, sea calentado durante su permanencia en el interior de la envuelta 2, debido a su contacto con componentes calientes del compresor, antes de ser llevado al interior del silenciador de aspiración 3 y, posteriormente, al interior de la cámara de compresión. El calentamiento del fluido refrigerante en el interior de la envuelta 2 presenta el inconveniente de reducir la capacidad volumétrica de bombeo y, en consecuencia, la eficiencia energética del compresor. Un ejemplo de esta construcción se presenta en JP2008-267365, en la que el flujo admitido en el interior de la envuelta 2, a través de la boquilla de salida 1a del tubo de entrada de aspiración 1, es desviado por la cabeza, antes de llegar a la boquilla de entrada 4 del tubo de admisión 5 del silenciador de aspiración 3, que está colocado espaciado de la boquilla de salida 1a del tubo de entrada de aspiración 1.

También se conocen compresores de aspiración directa (véase la figura 1B) , en los que el fluido refrigerante, en forma de gas, que vuelve al compresor por el tubo de entrada de aspiración 1, es dirigido integralmente al interior del silenciador de aspiración 3, sin ser admitido al interior de la envuelta hermética 2. En este tipo de disposición de aspiración, el fluido refrigerante es llevado a la cámara de compresión, a través del tubo de entrada de aspiración 1 y a través del silenciador de aspiración 3, sin ser sometido a los componentes calientes del compresor de la disposición de aspiración abierta y, así produce una eficiencia energética más alta del compresor.

Sin embargo, una disposición de aspiración directa (figura 1B) solamente puede ser usada en aplicaciones en las que no hay riesgo de que el fluido refrigerante, en estado líquido, sea admitido a la cámara de compresión del compresor. No obstante, en algunos sistemas de refrigeración como los usados en máquinas de hacer cubos de hielo, una operación de descongelación para quitar el hielo que se acumula en la región del evaporador deberá ser realizada periódicamente mediante la operación del compresor. En este tipo de operación de descongelación, se realiza una inversión en el circuito del fluido refrigerante en el sistema de refrigeración, de modo que el gas refrigerante comprimido y calentado por el compresor sea dirigido a una entrada del evaporador y no a una entrada del condensador, como durante la operación normal de un ciclo de refrigeración convencional.

Durante la operación de descongelación, en la que el sistema de refrigeración se somete a inversión de ciclo, el fluido refrigerante se condensa al menos parcialmente en el evaporador, pasa a la fase líquido, y es devuelto al

compresor. El sistema de refrigeración permanece operando en el ciclo invertido durante un cierto período de tiempo, hasta que se logra el grado de descongelación deseado. Una vez logrado el grado de descongelación, el sistema de refrigeración opera de manera convencional, dirigiéndose el fluido refrigerante en la fase gas y comprimido por el compresor a la entrada del condensador.

El fluido refrigerante en la fase líquido que sale del evaporador y vuelve al compresor durante la operación de descongelación, tiene que ser desviado del recorrido de aspiración normal para evitar que sea comprimido por el cilindro del compresor y produzca una presión interior alta y daños consiguientes en las válvulas, juntas estancas y otras partes del compresor. Por lo tanto, no es posible utilizar una aspiración directa en estas aplicaciones.

Con el fin de evitar que el fluido refrigerante líquido entre en la cámara de aspiración, algunas construcciones de compresor (en concreto, las destinadas a aplicación comercial y que pueden ser sometidas a retorno de líquido durante la operación) presentan el silenciador de aspiración 3 provisto de una entrada de boquilla de fluido refrigerante 4 espaciada de la boquilla de salida 1a del tubo de entrada de aspiración 1, boquilla de salida 1a que se abre al interior de la envuelta del compresor 2.

En la solución presentada en JP2005-133707, el silenciador acústico de aspiración presenta un tubo de admisión de fluido refrigerante espaciado del extremo interior del tubo de entrada de aspiración. El tubo de admisión presenta una boquilla de entrada de fluido refrigerante alineada sustancialmente con el extremo interior del tubo de entrada de aspiración y conformada para incorporar un deflector definido para mejor admisión de fluido refrigerante gaseoso recibido a través del tubo de entrada de aspiración. No obstante, durante la aspiración, la espaciación entre el extremo interior del tubo de entrada de aspiración y la boquilla de entrada del tubo de admisión del silenciador acústico de aspiración no es suficiente para evitar que aceite o fluido refrigerante en la fase líquido entre más al interior del compresor, dañando por ello éste último.

En muchas construcciones de compresor hermético (véase la figura 1) a usar en máquinas de hacer cubos de hielo o en otras aplicaciones en las que hay el riesgo de que fluido refrigerante líquido vuelva a la cámara de compresión, el tubo de entrada de aspiración 1 se coloca espaciado de la boquilla de entrada de refrigerante gas 4 en el silenciador de aspiración 3, por lo general uno enfrente de otro en el interior de la envuelta 2, según la disposición de aspiración abierta. En este tipo de disposición de montaje, aunque se elimina el riesgo de que vuelva fluido refrigerante líquido al interior de la cámara de compresión, no se evita la pérdida de eficiencia energética del compresor debido al calentamiento del fluido refrigerante, puesto que éste último es admitido al interior de la envuelta hermética 2 antes... [Seguir leyendo]

1. Una disposición de aspiración para un compresor de refrigeración del tipo que incluye:

-una envuelta hermética (10) que soporta un tubo de entrada de aspiración (15) provisto de una boquilla de salida (15a) abierta al interior de la envuelta (10) y a través de la que un flujo de fluido refrigerante, conteniendo al menos una de fases gas y líquido, es expulsado al interior de la envuelta;

- un bloque de cilindro (11) montado en el interior de la envuelta (10) y que define una cámara de compresión (CC) 10 con un extremo cerrado por una chapa de válvula (13) y por una cabeza 14) ;

- un silenciador de aspiración (20) montado en el bloque de cilindro (11) y que incorpora externamente: un tubo de admisión (21) provisto de una boquilla de entrada (22) girada al tubo de entrada de aspiración (15) ; y un tubo de salida (23) en comunicación con la cámara de compresión (CC) , donde la boquilla de entrada (22) del tubo de 15 admisión (21) se ha dispuesto fuera de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15) , caracterizándose la disposición porque la boquilla de entrada (22) del tubo de admisión (21) está dispuesta junto a la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15) y girada a alguna de una dirección (A) , que es ortogonal al eje de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) y a una región de dicha proyección axial que está colocada delante de la boquilla de 20 entrada (22) , y de una dirección (B) inclinada en relación al eje (X) de la proyección axial del contorno de la boquilla de salida (15a) del tubo de entrada de aspiración (15) y a una región interior de la envuelta (10) para admisión del flujo de fluido refrigerante y que se define entre la boquilla de salida (15a) y la boquilla de entrada (22) , admitiendo la boquilla de entrada (22) , en la condición de subpresión en su interior, la fase gaseosa, si existe en el flujo de fluido refrigerante, mientras que la fase líquido, si existe en el flujo de fluido refrigerante, es dirigida a una región de la envuelta (10) fuera de la boquilla de entrada (22) .

2. La disposición de aspiración expuesta en la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla de entrada (22) del tubo de admisión (21) tiene un contorno tangente al contorno del flujo de fluido refrigerante.