BRPI1004871A2 - carcaÇa de compressor - Google Patents

Abstract

CARCAÇA DE COMPRESSOR. A presente invenção objetiva proporcionar uma carcaça (10) para um compressor hermético refrigerante que apresenta uma configuração construtiva capaz de, através de uma nova geometria em que a altura da tampa (1) é superior à altura do corpo (2), alcançar uma carcaça (10) estru- turalmente mais rígida. Esta nova configuração geométrica da carcaça (10) é capaz de proporcionar frequências de ressonâncias bem mais elevadas que o estado da técnica possibilitando assim uma redução do ruído emitido pelo compressor, bem como uma redução do custo produtivo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CARCAÇA DE COMPRESSOR".

A presente invenção refere-se a uma carcaça para um compres- sor hermético de refrigeração que apresenta uma configuração construtiva que permite um aumento das freqüências de ressonância, resultando, em termos produtivos, em uma atrativa manipulação do ruído gerado pelo com- pressor.

Descrição do Estado da Técnica

Sistemas de refrigeração domésticos, comerciais e automotivos costumam utilizar compressores herméticos. Tais compressores são dota- dos de uma carcaça que tem como função principal alojar hermeticamente o conjunto mecânico do compressor.

Adicionalmente, a carcaça do compressor tem também como funções, dentre outras, a de reservatório de óleo, reservatório de gás, bem como de atenuação do ruído gerado pelo conjunto mecânico do equipamento.

Usualmente a carcaça de um compressor hermético é confec- cionada em aço, sendo dividida estruturalmente em duas partes principais, a tampa e o corpo. Fazem também parte do conjunto que constitui a carcaça outros componentes menores, tais como a placa base para fixação do com- pressor ao sistema de refrigeração, o terminal hermético para conexões elé- tricas, o fence e os passadores de sucção, descarga de gás e processo.

O passador de processo tem a função de criar o vácuo e a carga de gás, bem como a inserção de óleo. Os passadores de sucção e descarga fazem a conexão do compressor com o sistema de refrigeração sendo o caminho de circulação do fluido refrigerante. Por sua vez, o fence é uma chapa metálica, usualmente soldada externamente à carcaça na região do terminal hermético e tem como função suportar e proteger os elementos elé- tricos. A representação da configuração de uma carcaça do estado da técni- ca é apresentada pela figura 1. Um dos principais objetivos dos fabricantes de compressores

para sistemas de refrigeração é, naturalmente, a redução do custo de pro- dução de um compressor objetivando também a diminuição do nível de e- missão de ruído que um compressor destes gera quando em trabalho.

Para alcançar tais objetivos existem, no entanto, limites. Por um lado procura-se aumentar a espessura das chapas que compõe o corpo e a tampa da carcaça, buscando geometrias que as tornem mais rígidas e, por outro lado, aplicam-se técnicas indiretas capazes de impedir que a excitação do conjunto mecânico do compressor chegue até a carcaça. Entre algumas dessas soluções pode-se identificar a aplicação de molas de suspensão ao conjunto e de filtros acústicos.

De todo o modo, a tecnologia e o desenvolvimento aplicados nas carcaças do estado da técnica para compressores herméticos mantêm uma configuração idêntica, isto é, a tecnologia do estado da técnica apre- senta sempre uma carcaça dotada de um corpo com altura superior à altura da tampa da carcaça proporcionando grandes áreas planas. Assim, não foi ainda possível alcançar uma tecnologia econômica e tecnicamente susten- tável que seja capaz de reduzir tanto o nível de ruído emitido pelo compres- sor, como o custo de produção. Objetivos da Invenção

É, portanto, um objetivo da presente invenção prover uma car- caça para um compressor hermético refrigerante que apresenta uma confi- guração construtiva capaz de, através de uma nova geometria em que a al- tura da tampa é superior à altura do corpo, alcançar uma carcaça estrutu- ralmente mais rígida.

É também um objetivo da presente invenção prover uma confi- guração geométrica da carcaça capaz de proporcionar freqüências de res- sonâncias bem mais elevadas que o estado da técnica possibilitando assim uma redução do ruído emitido pelo compressor.

É ainda um objetivo da presente invenção prover uma carcaça para um compressor hermético que possibilita uma redução do custo produ- tivo.

Breve Descrição da Invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados através da provisão de uma carcaça de compressor hermético para refrigeração com- preendendo uma tampa associada a um corpo sendo que a altura da tampa é superior à altura do corpo. Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente des- crita com base em exemplos de execução representados nos desenhos. As figuras mostram:

a figura 1 - é uma vista lateral de uma carcaça para compressor hermético do estado da técnica;

a figura 2 - é uma vista lateral de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;

a figura 3 - é uma vista em perspectiva de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;

a figura 4 - é uma vista em perspectiva do corpo de uma carca- ça para compressor hermético da presente invenção; a figura 5 - é uma vista em perspectiva da tampa de uma carca-

ça para compressor hermético da presente invenção;

a figura 6 - é uma vista em lateral da tampa de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção,

a figura 7 - é uma vista superior da tampa de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;

a figura 8 - é um gráfico comparativo das freqüências em função do número de modo entre uma carcaça do estado da técnica e uma carcaça da presente invenção. Descrição Detalhada das Figuras A presente invenção propõe um conceito de redução de ruído de

um compressor hermético mediante a transformação geométrica de uma carcaça 10 de compressor hermético.

É sabido que a eficiência de radiação de ruído da carcaça 10 de um compressor é maior nas freqüências de ressonância da mesma, e quan- to mais altas as freqüências do ruído, menor é a sensibilidade do ouvido humano a este ruído. Com base nesse conhecimento foi desenvolvida uma carcaça 10 capaz de proporcionar uma curva de freqüência efetivamente superior ao estado da técnica, alcançando-se desse modo um compressor hermético para refrigeração doméstica, comercial ou automotiva capaz de garantir condições de trabalho mais confortáveis ao usuário.

Muito embora se faça referência a aplicações para refrigeração doméstica e comercial, tal como geladeiras e freezers e à refrigeração au- tomotiva, tal como um ar condicionado, o campo de aplicação da presente invenção não se limita a estes exemplos, podendo ser aplicado em qualquer situação que faça uso de refrigeração por compressor hermético.

A presente invenção consiste em uma carcaça 10 metálica, pre- ferencialmente em aço, que apresente uma tampa 1 com altura superior ao corpo 2 da carcaça 10. Esta configuração pode também ser denominada por carcaça com perfil de solda baixo (vide figuras 2 e 3).

O perfil de solda baixo possibilita um aumento da rigidez estrutu- ral da carcaça 10, proporcionando assim um aumento das freqüências natu- rais da carcaça 10, reduzindo-se desta forma a potência sonora irradiada pela carcaça 10 do compressor. Esta configuração construtiva permite tam- bém uma redução de volume da carcaça 10 considerável, redução essa que permitirá obter um aumento do volume útil de refrigeração superior a 10%.

A configuração da carcaça 10 com perfil de solda baixo, até pela redução de seu volume pode, não obrigatoriamente, tornar necessária a re- posição de outros componentes da carcaça 10, tais como o terminal hermé- tico 4, o passador de sucção 3, o passador de processo 6 e o passador de descarga 7 apresentados na figura 1.

A presente invenção permite apresentar os tubos passador de sucção, passador de processo e passador de descarga de qualquer modo na carcaça 10. Isto significa que os tubos podem ser tanto apresentados no corpo 2 ou na tampa 1, podendo estar dispostos em qualquer região do cor- po 2 ou da tampa 1. A disposição dos passadores (não apresentados nas figuras referentes à presente invenção) vai depender das características de cada projeto.

Note-se que a configuração de carcaça 10 com perfil de solda baixo é aquela em que a altura da tampa (AT) é superior à altura do corpo (AC) do compressor, independentemente da posição dos acessórios, tais como o terminal hermético 4, os tubos passadores de sucção, descarga e processo e posicionamento da placa base 5, sendo que a placa base 5 pode ser associada tanto à tampa 1 como ao corpo 2 do compressor.

No tocante aos fabricantes de sistemas de refrigeração domésti-

ca, é comum usar-se um tamanho padronizado da placa base 5 do com- pressor cujas dimensões são aproximadamente 200 χ 100 mm . Pelo fato de a carcaça 10 de perfil de solda baixo permitir a já mencionada redução de seu volume, poder-se-ia utilizar uma placa base 5 menor, no entanto, tal so- lução conduziria a uma despadronização.

Em uma configuração preferencial, mas não obrigatória, a solu- ção encontrada para manter um menor volume da carcaça 10 é alcançada mantendo a dimensão padrão da placa base 5 e deslocando-se a carcaça para uma porção extrema da placa base 5 (vide figuras 2 e 3), deixando- se assim a maior quantidade de espaço disponível sobre a placa base 5 do lado do terminal hermético 4. Esta solução permite ainda a colocação dos componentes elétricos sobre a placa base 5. De todo o modo, vale notar que, tal como já referido, a placa base 5 pode ser associada tanto à tampa 1 como ao corpo 2 do compressor. Uma das grandes vantagens que se alcançou com a utilização

do novo perfil de solda baixo é a liberdade que a nova tampa 1 proporciona em termos de obtenção de uma geometria com freqüências de ressonâncias bem elevadas, permitindo assim uma redução expressiva na espessura da chapa sem aumento do nível de ruído do compressor. Interessa salientar que a forma da carcaça 10 vai depender das

características geométricas do compressor. A título de exemplo, a carcaça apresentada nas figuras 2, 3, 5, 6 e 7 apresenta uma geometria da tam- pa 1 próxima à de um ovo, com superfícies curvas sem grandes áreas pla- nas. Estas características geométricas promovem um aumento da rigidez de flexão da carcaça 10. De modo contrário, a geometria das carcaças do es- tado da técnica apresenta a tampa do compressor com grandes áreas pla- nas (vide exemplo na figura 1). Em termos de projeto, pode-se reduzir a espessura da chapa da carcaça 10, diminuindo o custo produtivo do material metálico que compõe a carcaça 10 sem qualquer comprometimento ao nível do ruído emitido pelo equipamento que fizer uso de um compressor hermético dotado de uma carcaça 10 com perfil de solda baixo.

Para se ter uma noção da capacidade de redução da espessura da chapa da carcaça 10 observe-se o exemplo que se segue. Carcaças do estado da técnica que fazem uso de chapas com espessura que varia de 2,7 mm a 3,5 mm foram substituídas por carcaças 10 com perfil de solda baixo com espessura de chapa de substancialmente 2,0 mm. A presente invenção permitiu, nesses casos, uma redução da espessura da chapa de 26% a 42%. Vale salientar que a presente invenção tem aplicabilidade com qual- quer espessura de chapa.

Alternativamente, pode-se utilizar uma carcaça 10 com perfil de solda baixo e manter a espessura padrão das carcaças do estado da técni- ca. Desse modo, alcança-se uma carcaça 10 que, pela geometria propícia à geração de freqüências bem mais elevadas que no estado da técnica, é ca- paz de promover uma redução ao nível do ruído emitido pelo compressor, promovendo um conforto para o seu usuário. Com a presente invenção foi possível manter em carcaças 10 com chapas de 2,00 mm, níveis de ruído equivalentes a compressores do estado da técnica que fazem uso de carca- ças com chapa de 3,0mm.

Assim, a presente invenção permite obter carcaças 10 para compressores herméticos que para uma mesma espessura da chapa das carcaças do estado da técnica garante uma irradiação mais reduzida de ruí- do ou, alternativamente, permite manter o mesmo nível de ruído irradiado para espessura de chapas menores.

A figura 3 mostra um gráfico modal comparativo das freqüências em função do número de modo entre uma carcaça do estado da técnica e uma carcaça 10 da presente invenção. É facilmente identificável que os mo- dos de vibração da carcaça 10 de perfil baixo apresentem freqüências bem mais altas que as da carcaça do estado da técnica, o que naturalmente se traduz na capacidade de irradiar menor ruído do compressor. A altura da tampa 1 superior à altura do corpo 2 permite configurar uma geometria da tampa 1 com freqüência de ressonância pelo menos 15% superiores que o estado da técnica.

Para além das vantagens já mencionadas, a redução do volume

ocupado pelo compressor quando aplicado em um sistema de refrigeração, permite um aumento de 10% a 20% da área útil de refrigeração.

As vantagens são enormes por possibilitarem a construção de um sistema de refrigeração com maior volume útil para refrigeração, com menor irradiação de ruído e a um custo de produção mais reduzido.

Tendo sido descrita uma modalidade preferida, deve-se enten- der que o âmbito da presente invenção abrange outras variações possíveis, que são limitadas apenas pelo teor das reivindicações anexas, que incluem os equivalentes possíveis.

Claims (13)

1. Carcaça (10) de compressor hermético para refrigeração compreendendo uma tampa (1) associada a um corpo (2), caracterizada pelo fato de que a altura da tampa (1) é superior à altura do corpo (2).

2. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de o corpo (2) ser associado a uma placa base (5).

3. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de a carcaça (10) estar disposta em uma região substancialmente extrema da placa base (5).

4. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de o terminal hermético (4) estar associado ao corpo (2) do compressor.

5. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de o terminal hermético (4) estar associado à tampa (1) do compressor.

6. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de o terminal hermético (4) estar disposto em uma região que se encontra sobre a placa base (5).

7. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de um passador de sucção, um passador de processo e um passador de descarga estarem dispostos alea- toriamente na carcaça (10).

8. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de um passador de sucção, um passador de processo e um passador de descarga estarem dispostos na tampa (1).

9. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as rei- vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de um passador de sucção, um passador de processo e um passador de descarga estarem dispostos no corpo.

10. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a altura da tampa (1) superior à altura do corpo (2) permite configurar uma geometria da tampa (1) com freqüência de ressonâncias pelo menos 15% superiores a uma car- caça (10) com altura da tampa (1) inferior à altura do corpo (2).

11. Carcaça (10) de compressor hermético de acordo com as reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a tampa (1) é associa- da ao corpo (2) por meio de um processo de união.

12. Carcaça de compressor hermético (10) de acordo com as reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a tampa (1) é associa- da ao corpo (2) por meio de solda.

13. Carcaça de compressor hermético (10) de acordo com as reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que a carcaça é constituída por aço.