BRPI0903956A2 - processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores e refrigeradores - Google Patents

Abstract

Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores e refrigeradores, caracterizado por um conjunto de procedimentos para preparação de aparelhos refrigeradores e compressores herméticos antes da colocação de gás refrigerante, que melhoram em muito a eficiência energética e a vida útil de compressores de refrigeração . Ainda, com acréscimo de um tubo de processo na parede lateral do compressor hermético ou semi-hermético um tubo de cobre, de aço, ou qualquer material adequado, que é fixado horizontalmente na parede lateral do compressor hermético, na sua parte mais baixa, ou fixado verticalmente no fundo central do compressor com sua extremidade saindo horizontalmente do compressor. Também, possui mecanismos adicionais no conjunto de compressão que modificam e melhoram em muito o processo de refrigeração.

Description

Processo e equipamento para melhorar eficiência decompressores e refrigeradores. Relatório descritivo circunstanciado doinvento. Refere-se o presente invento um conjunto de mecanismos móveis epeças fixas , que se introduzidas em compressores para refrigeração, bemcomo se introduzidas no processo de preparação de refrigeradores (e/ouaparelhos de ar-condicionado, bebedouros, etc...) melhorará em muito ofuncionamento desses equipamentos, diminuindo-se assim o consumo deenergia elétrica, bem como; tornando-se mais rápido a obtenção de frio (i.é.obtenção de baixa temperatura), também aumentando-se a vida útil dessesequipamentos, diminuindo-se o custo de manutenção (técnicos emrefrigeração, reconhecem que; por exemplo, aparelhos refrigeradores queficam muito tempo desligados, criam ferrugem por dentro, no compressor ,esse problema será eliminado com uso do nosso invento, objeto dapresente patente), também possibilitará fabricar-se compressor com, menorruído (portanto, mais silencioso), menor tamanho, menor peso e menorquantidade de matéria prima, entre outros benefícios que advirão se se usarnosso invento, ora apresentado e descrito, que é o objeto da presentepatente de invenção.

Nos desenhos que acompanham e integram o presente relatório, afigura 1 (FIG.1), apresenta uma vista lateral normal de um compressorcomumumente usado para refrigeração, onde o número 5 indica a base (ou"pés" do compressor), o n# 6 indica o corpo do compressor e o n#7 indica atampa do compressor. Ainda na mesma figura 1 , os tubos 25, 26 e 27indicam tubos de passagem de gás refrigerante, onde 25 é chamado "tubopara processo" (ou, por onde se insere e/ou retira-se gás refrigerante nomomento de preparação do refrigerador). O n# 26 é o tubo onde se solda atubulação de alta pressão do refrigerador (também chamado "tubo dedescarga"), o n# 27 indica o tubo de sucção (ou tubo de retorno do gás, dageladeira para o compressor, iniciando-se assim "cada novo ciclo"). O n# 8é um tubo que não existe na atual tecnologia, mas que estamosintroduzindo-o, sendo uma das reivindicações da presente patente.Na figura 1, o tubo indicado pelo n# 8 integra o compressor, (assimcomo, os outros três, n#25, n#26 e n#27 ). Observe-se que o tubo n# 8 estáinstalado na parte lateral inferior do compressor, onde a parte mais baixa daparede do tubo, praticamente encosta no reservatório de óleo lubrificante .

Assim, o n# 3 indica o nível do óleo no reservatório (quando o compressorestá em repouso), o η # 4 indica este reservatório.

Cientificamente, tem-se que o gás refrigerante possui baixa densidade(bem menor que o ar atmosférico). Assim, o operador que preparar orefrigerador, será instruído para realizar um processo diferente de inserçãode gás. Pois, atualmente , antes de colocar gás no sistema, apenas faz-sevácuo, ligando-se uma bomba de vácuo no tubo de processo (ver n#25 , dodesenho figura 1) , assim "supostamente", ou equivocadamente, pensando-se que assim se está retirando a umidade e o ar existente no interior dosistema (i.é. no interior do compressor e nas tubulações).

Nosso processo, propõe ( e reinvidica) iniciar a colocação de gás ,fazendo-se um processo prévio de descontaminação, para retirada de "todoo ar" ainda existente no sistema interno. Desta forma, a operação decolocação de gás em compressores , em geladeiras e também em botijõesde gás (sejam gases refrigerantes, ou gás-combustível como em botijão degás de cozinha, ou botijão de gás refrigerantes para revenda no varejo)doravante serão realizadas utilizando-se nossa tecnologia de retirada préviade todo o ar contido no interior do recipiente (entendendo-se como recipienteo bujão, botijão, compressor hermético, tubulação de geladeira, etc...). Oprocesso específico de colocação de gás em geladeira (ar concionado eaparelhos correlatos, seguirá basicamente as seguintes etapasseqüenciais:

1) terá o processo prévio de vácuo (para retirada de umidade interna).

2) coloca-se um pouco de gás no sistema, sob pressão deaproximadamente 1/4 ou Vi da pressão normal de trabalho, para issousando-se a tubulação normal de processo (ver n# 25 da fig. 1). O gás paraesta etapa inicial pode ser o mesmo gás de trabalho, ou pode ser qualquergás inerte (também chamado gases-raros, como por exemplo: Argônio,xenônio, criptônio, etc...).

3) Esperar um tempo de aproximadamente meia-hora (i.é. deixar o"sistema descansar"), para que o ar mais pesado se acomode no fundo,acima do óleo.

4) Através do "tubo de descontaminação", ver n#8 e n#2 , retirar o arque está sob pressão no fundo do interior do sistema , pois abrindo-se o"tubo de descontaminação", sairá sob pressão um pouco do gás refrigerantee todo o ar atmosférico, que está na parte mais baixa do sistema (visto queo ar atmosférico é mais pesado que o gás refrigerante) . Contudo, aoperação de abertura do tubo-de-descontaminação, deve ser rápida, oucontrolada, para não permitir que a pressão caia a zero. Isto é: é necessáriofechar o tubo-de-descontaminação rapidamente, para que fique umapressão residual (ainda que pequena) no interior do sistema. Pois, não poderetornar ar para o interior do sistema.

5) Lacrar (amassando e soldando) a saída do "tubo dedescontaminação".

6) completar a carga de gás.

Observação importante: Antes de operar com gás refrigerante, énecessário retirar todo ar atmosférico existente nas mangueiras, medidoresde pressão (manifold), etc... Curiosamente e infelizmente, isso não é feitonormalmente por fabricantes e oficinas de consertos de aparelhosrefrigeradores.

O termo acima descrito como "tubo de descontaminação", é um termocriado por nós (por ocasião e necessidade da presente patente). Assim, este"tubo de descontaminação" específico, não existe nos compressores pararefrigeração do atual estado-da-técnica .

Assim, para continuação e regularização dos procedimentos acima,para corrigir a quantidade exata de gás que deve entrar no sistema, pode-seusar como alternativas, por exemplo: a) medir o peso e o volume daquantidade de ar que saiu do sistema pelo "tubo de descontaminação", ecompensar este peso e volume , no peso e volume do gás refrigerante queserá introduzido. Ou1 b) medir a pressão do sistema , regulando-a no lado debaixa e de alta-pressão. Ou1 c) efetuando-se os diversos procedimentos deajustes de quantidade de gás no interior do sistema de refrigeração.

O novo processo para refrigeração de alta eficiência, ora descrito decolocação de gás nos sistemas herméticos de refrigeração livre de quaisquercontaminação, serve para todos os tipos de gás, por exemplo: R134-A ,R600, etc... Assim,obtém-se melhores resultados quanto menos miscível(i.é. quanto menos misturável) for o gás refrigerante utilizado com aratmosférico.

Para escapar da necessidade de usar nossa tecnologia de tubo-de-descontaminação, fabricantes de aparelhos de refrigeração e/ou oficinas deconsertos tentarão usar um artifício não aconselhável, de não acrescentar otubo-de-descontaminação, mas tão somente criar uma saída controlável dogás no tubo-de-processo (ver fig. 1 , n#25, já existente nos compressores doatual-estado-da-técnica), isso é desaconselhável porque : sendo que o ar émais pesado que gás refrigerante e/ou gases nobres então o ar atmosfériconão sairá e permanecerá no fundo do recipiente. Contudo,a presente patentetambém reivindica processo de retirada do ar pelo tubo de processo(permitindo saída de ar misturado a "um pouco" de gás refrigerante,mantendo pressão residual dentro do sistema, antes de completar a cargade gás).

Na fig. 1 o tubo de descontaminação, sua parte que fica aparente,está indicado pelos números 1 e 2 , donde n# 1 indica o ponto onde o tubotoca a parede do compressor e n# 2 indica o corpo do tubo-de-descontaminação . Contudo, o comprimento total desse tubo deve ser atépróximo ao centro do compressor. Pois, junto às paredes verticais internasdo compressor, pode conter gás refrigerante.

O tubo-de-descontaminação mostrado na Fig 1 , está horizontal epenetra na parede lateral inferior do compressor. Contudo, também essetubo-de-descontaminação poderia sair verticalmente do fundo central docompressor e por curvatura sair horizontalmente.

Deve-se observar também que o tubo-de-descontaminação é reto,diferentemente dos tubos normais , ou existentes, que estão indicados pelosnúmeros 25, 26 e 27 e são curvos. A presente patente reivindica tubos retos(não curvos, para todos os tubos do compressor), isso para evitar que nasoperações de solda, escorra líquidos da solda para o interior do compressor,ou para o interior do tubo (por exemplo, em solda oxi-acetilênica, usa-se umproduto de limpeza junto com o material fundente e esse produto de limpezaescorre sob efeito do fogo, ou calor da solda). O produto de limpeza parasolda oxi-acetilênica é um contaminante do gás refrigerante e por isso deveser banido do ambiente interno do compressor (principalmente, em soldasfeitas em oficinas de refrigeração, considera-se que um pouco de produtosempre ficará no interior, mas deve ser diminuída sua quantidade ao menorpossível).

Na Fig. 2 , está mostrado outro avanço importante, mostra-se umconjunto de peças de um compressor normal o n# 54 é um enrolamento (oubobinas) do motor elétrico n#55 é o estator, n#50 é o bloco (ou base) queagrega as peças, n#51 é a camisa (ou cilindro) onde trabalha o pistão,observe-se que este cilindro, no nosso invento é duplo (ou simétrico)indicados pelos n#51 (lado direito) e n#62 (lado esquerdo). Os n# 52e n# 63indicam conjunto placa e válvula para compressão, n#53 e n#65 indicamtampas (ou cabeçotes), que são presas por parafusos ao respectivo cilindro.

Ainda na FIG. 2 o n#57 indica um eixo central com excêntrico, quefunciona como um virabrequim, que movimenta os pistões (um dos doispistões simétricos está indicado pelo n# 66 (ver FIG. 3). O n#60 indica umdos mancais, o outro mancai está indicado pelo n#58 que gira em torno doeixo 57, são dois mancais (um sobre o outro) onde cada um movimenta oseu respectivo pistão, cada mancai deste está ligado à biela, por um pinopassante fixador,ou por um grampo externo . O n#61 é uma biela (temosduas, naturalmente) , que é liga ao mancai ao pistãos . 56 indica um ôco,dentro do bloco, assim, o gás comprimido sob pressão na câmara decompressão antes de ir para tubulação, passará por esse ôco (que funcionacomo cãmara-auxiliar de compressão e descompressão, melhorando umpouco o processo de refrigeração). Cada conjunto pistão-câmara(simétricos) descarrega o gás comprimido para sua respectiva câmaraauxiliar (ou ôco).

O n#59 indica uma arruela delgada (p. ex. com espessura de 0,1 mm,0,2 mm ou 0,3 mm) de plástico ou metal duro, colocada entre os doismancais. Cuja função é aliviar o momento mecânico, que tende criar forçacontrária à rotação do mancai sobre o eixo.

Na FIG. 4 (página 3 da folha de desenhos) acrescentou-se os tubosde passagem do gás. O n# 80 é um tubo de saída gás de uma câmara e on# 81 é outro correspondente. O tubo 81 sai de uma câmara de compressãoe entra na peça n#83 , para donde também está o gás saído da outrocâmara, assim ambos os gases saem pelo tubo n# 80, donde sai o gáscomprimido do compressor e retorna para o orifício de entrada (ou sucção)indicado pelo n#67 e n#64 , do desenho FIG. 2.

A FIG. 5 é uma vista de cima do conjunto mostrado na FIG. 4 (naparte de cima da folha de desenhos número 3).

Na folha de desenhos 4 , mostra-se o conjunto descritoanteriormente, agora dentro do corpo hermético, cuja numeração das peçascorresponde a descrição feita anteriormente. A FIG. 6 mostra-se o corpohermético aberto (isto é sem a tampa, que será soldada ao corpo) o conjuntomontado no bloco, também chamada "base", está apoiada sobre quatromolas, encaixadas em suportes soldados à parede interna do corpohermético. Essas quatro molas, são montadas formando um retângulo, emcujos vértices estão os suportes. A FIG. 7 mostra o conjunto com arespectiva tampa hermética. O n#85 indica o ponto de junção dos dois tubosde gás sob pressão (indicados por 80 e 81, ver FIG. 6, e FIG. 4 na página 3),que saem da câmara de compressão . Observe que agora está mostradauma alternativa/saída diferente agora o tubo 81 não vai para peça (encaixeou "pulmão") indicadopor 83, mas saí direto para o tubo de descarga(n#86). Assim, nesta alternativa ambos os tubos que saem das suasrespectivas câmaras vão se encontrar no tubo de descarga. A presentepatente reivindica ambos as formas de saída dos tubos de pressão.

Nesta Fig. 6 (página 4) não está mostrado o tubo-de-descontaminação descrito nas páginas iniciais (ver FIG. I n# 1 e n# 2respectivamente base e corpo do tubo-de-descontaminação). Mas, tãosomente mostra como é o compressor do atual estado-da-técnica (com seustubos de processo n#88, de descarga 86 e de sucção 87). A FIG. 7 mostra aforma da tampa, com duas "bundas" simétricas para melhor alojar nossosistema/ invento, de duas câmaras de compressão simétricas.

Na folha de desenhos 5, apresenta-se vista-de-frente (ver FIG. 8) evista-de-cima (ver FIG. 9) dos dois mancais sobrepostos (na Fig. 3, página2, este mancai está indicado pelo n# 60), aqui apresenta-se separadamenteeste mancai, montado sobre o eixo, para melhor entendimento. Observe queos furos indicados pelos n#95 e n#96 que são opção de encaixe à biela porpinos (opcionalmente poder-se-ia usar grampo externo) , servem comoreferência de que estão na mesma linha horizontal, mesmo tendo-se osmancais sobrepostos (assim tem-se os dois pistões simétricos , alinhados àmesma altura vertical e mesmo alinhamento horizontal) . Ainda no desenhoFIG. 8 (folha de desenho 5) o número 59 indica a arruela delgada feita dematerial duro (plástico ou aço) , que fica entre os dois mancais sobrepostos(conforme já explicada acima, na folha 6/7 linha 3).

O n# 97 indica uma base no eixo, que apóia os mancais (que melhoraa durabilidade , mas pode opcionalmente, ser dispensada essa base).

Claims (10)

1. - Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressorese refrigeradores, caracterizado por um tubo de cobre, de aço, denominadotubo-de-descontaminação, ou qualquer material adequado, que é fixadohorizontalmente na parede lateral do compressor hermético, na sua parte maisbaixa, ou fixado verticalmente no fundo central do compressor com suaextremidade saindo horizontalmente do compressor , para retirada de aratmosférico residual, com saída simultânea de um pouco de gás refrigerante,mantendo-se gás sob pressão no interior do sistema, livre de ar atmosférico,para posteriormente completar-se a carga de gás.

2. - Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressorese refrigeradores, caracterizado por processo padrão, conforme descrito norelatório anexo, de colocação de gás refrigerante em sistemas de refrigeração,em compressores comuns , sem tubo-de-descontaminação, que previamenteretira o ar atmosférico existente no interior do sistema, abrindo-se o tubo deprocesso, para saída de gás com ar, objetivando retirar gás que contém resíduode ar, permitindo assim a permanência de gás refrigerante mais puro, livre deexcesso de ar atmosférico contaminante, , para posteriormente completar-se acarga de gás.

3. - Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressorese refrigeradores, caracterizado por compressor hermético ou semi-herméticoque possui os tubos de processo, de sucção, de descarga e o tubo-de-descontaminação saindo retos horizontalmente, sem curvatura, do corpo docompressor.

4. - Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressorese refrigeradores, caracterizado por bloco de ferro fundido ou outro material, queagrega cilindros e dois pistões separados simetricamente, que formam duascâmaras de compressão posicionadas simetricamente, sendo que os doispistões se movimentam horizontalmente pela ação de rotação de um eixovertical no centro, entre os dois pistões , sendo que os pistões são ligados aoeixo de rotação por duas bielas e dois mancais independentes, um sobre ooutro, sendo que este bloco agregador dos pistões e do motor elétrico, ésuspenso sobre quatro molas formando um retângulo, para impedir e/ou reduzirque a vibração e ou trepidação desse conjunto se transmita para o aparelhorefrigerador.

5.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por um jogo de dois mancais sobrepostos, cujasconexões às respectivas bielas estão na mesma linha horizontal.

6.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por uma arruela lisa e delgada, feita de materialduro, que é colocada entre os dois mancais independentes, sendo que essesmancais são sobrepostos em torno do eixo do motor , sendo que esses doismancais independentes tem a função de ligar cada pistão ao eixo através desuas respectivas bielas.

7.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por dois tubos de cobre , aço ou outro material,que saem de suas respectivas câmaras de compressão de gás sendo que o finalde um dos tubos é ligado ao inicio do outro, pelo uso de um pulmão queconcentra a duas saídas de fluído, sendo que o outro tubo irá levar o fluído até otubo de descarga que sai do compressor.

8.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por dois tubos de cobre , aço ou outro material,que saem de suas respectivas câmaras de compressão de gás, sendo que ambos osfinais de cada tubo convergem para se encontrar no tubo de descarga de fluído,que sai do compressor.

9.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por uma carcaça hermética que contém o blococom as duas câmaras simétricas, cujo bloco está em quatro molas formandoum retângulo ou quadrado, sendo que a tampa superior desta carcaçahermética, tem forma de duas "bundas" simétricas , cujo interior aloja o blococom as duas câmaras simétricas.

10.- Processo e equipamento para melhorar eficiência de compressores erefrigeradores, caracterizado por dois pistões que se movimentam em vai-e-vem, estando ambos na mesma linha de ação, com os centros do pistãoalinhados na mesma linha central do movimento, também estando no mesmoalinhamento os centros das respectivas bielas de cada pistão.