INTRODUCCIÓN:

El compresor como una máquina o dispositivo que toma aire con unas

determinadas condiciones y lo impulsa a una presión superior a la de entrada.

También se puede definir como una máquina de funcionamiento alternativo o

rotatorio que tiene por objeto la compresión de un fluido (aire generalmente) para

utilizar su fuerza de expansión debidamente regulada y transmitida al lugar más

idóneo.

Por lo general, los compresores se sitúan en compartimientos especiales, bien sea

en lugares apartados donde no puedan molestar por el ruido que producen al

trabajar o bien en el exterior de las instalaciones donde se halla el circuito si lo que

desea es conseguir un aire de mayor calidad, es decir con menos impurezas. Sin

embargo, también hay algunos tipos de compresores bastante silenciosos y otros

equipos que no necesitan estar en un lugar fijo, sino que pueden ser trasladados

con facilidad de un lugar a otro.

Compresores rotativos los compresores rotativos consiguen aumentar la presión

del aire mediante el giro de un rotor. El aire se aspira cuando el rotor gira en un

determinado sentido y después se comprime dentro de la cámara de compresión

que se origina en el compresor.

OBJETIVO:

El objetivo de la investigación es identificar las características y funcionamiento de

cada tipo de compresor rotativo.

DESARROLLO:

COMPRESORES TIPO PALETAS:

En el compresor rotativo a paletas el eje gira a alta

velocidad mientras la fuerza centrífuga lleva las paletas

hacia la carcasa (estator) de afuera. Por la carcasa

ovalada, continuamente entran y salen por canales en su

rotor. Este sistema es parecido a la bomba hidráulica a

paletas como la bomba utilizada en la dirección hidráulica

del auto.

Por la excentricidad de la cámara, los compartimientos llenos de aire entre paletas

se achican entre el orificio de entrada y el de salida, comprimiendo el aire.

El lubricante sella las paletas en el rotor y contra el anillo de la carcasa.

Características

Silencioso y pequeño

Flujo continuo de aire

Buen funcionamiento en frío

Sensibles a partículas y tierra

Fácil mantenimiento

Presiones y volúmenes moderados

Los cojinetes del rotor trabajan en un régimen de lubricación hidrodinámica

mientras las paletas frotan sobre el anillo de la carcasa en lubricación

hidrodinámica y límite.

Por lo que mucho del régimen de lubricación es límite, se requiere aceite

con aditivos AW (anti-desgaste) inyectado o pasado por conductos con el

aire. Típicamente se usa aceite hidráulico ISO (VG) 32, 46 o 68; aceite

hidráulico SAE 10W; o aceite de motor. Los aceites de motor tienen la

ventaja que absorben la humedad y condensado para llevarla con el aire,

(evitando chupar agua decantada en el fondo) pero la desventaja que un

exceso de humedad puede causar la precipitación de sus aditivos o

corrosión si el compresor queda parado mucho tiempo con aceite

contaminado.

Adicionalmente a la necesidad de aditivos anti desgaste, se requiere un

aceite de buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas, ya que

estos compresores pueden llegar a 200° C. Estas temperaturas requieren

un índice de viscosidad natural muy alto para mantener su viscosidad y

evitar cizallamiento. Cualquier depósito de barniz que resulta de la

oxidación del aceite puede llenar las ranuras del rotor, evitando el suave y

seguro movimiento de las paletas.

Por lo que la fuerza centrífuga gira las partículas de tierra hacia la carcasa y

el anillo (pista) de la carcasa, la vida útil depende mucho del filtro de aire, el

grosor de la película de aceite y la cantidad de aditivos AW.

La lubricación es a pérdida. Este aceite va con el aire y por ende es ideal

para sistemas de lubricación a goteo, lubricación neumática, etc.  

FUNCIONAMIENTO: Cuando la paleta obstruye el orificio de aspiración, la cámara A tiene un volumen

nulo y todo el espacio anular es la cámara B, que está llena de los vapores a la

presión de aspiración (figura a).

 

Cuando la paleta ha pasado ya por el orificio de aspiración, disminuye el volumen

de la cámara B y los vapores se comprimen. Simultáneamente, aumenta el

volumen de la cámara A y se llena de nuevo con el gas de aspiración (figura b).

 

Con el giro del rotor, la cámara B va disminuyendo y va aumentando la presión del

gas, hasta que alcanza la presión de descarga, que hace que se abra el orificio de

descarga (figura c). El gas comprimido escapa por él, hasta que la paleta pasa por

el punto de tangencia entre rotor y estator, estando ahora la cámara A totalmente

llena de gas de aspiración y siendo inexistente la cámara B (nuevamente figura a).

Cuando la paleta pase por el orificio de aspiración, empieza un nuevo ciclo.

 

Los compresores como el descrito, que se llaman mono celulares (con una única

paleta), permiten una sola aspiración y una descarga por cada vuelta.

Si se quiere aumentar, bajo las mismas dimensiones, la cilindrada es necesario

multiplicar el número de cámaras de compresión, o sea, el número de paletas.

La solución más sencilla se obtiene con dos paletas diametralmente opuestas

(compresores bicelulares). Por extensión, con múltiples paletas se obtienen los

compresores multicelulares.

 

COMPRESORES DE TORNILLO: 

Este tipo de compresores, también denominados rotatorios helicoidales, constan

de un cuerpo y dos largos engranajes helicoidales, o tornillos, en contacto que

giran en sentido contrario.

Uno de ellos es el motriz o primario, también llamado macho, y tiene su lateral

dividido en cuatro lóbulos de perfil semicircular. El otro tornillo, el secundario o

hembra, es desplazado por el primero y presenta en su lateral seis canales o

gargantas que se corresponden con los lóbulos del tornillo macho. 

El refrigerante procedente del evaporador queda atrapado en los espacios

existentes entre los canales del tornillo secundario o hembra, girando con él y

comprimiéndose a medida que avanza hacia la salida, ya que el volumen

disponible entre las ranuras que dejan los tornillos va disminuyendo

gradualmente. 

Este tipo de compresores se utilizan para capacidades frigoríficas superiores a la

150000 Kcal/h.

FUNCIONAMIENTO: Los dos tornillos tienen perfiles que se conjugan, uno formando los lóbulos (rotor

macho), y el otro las gargantas (rotor hembra).

 

Durante la rotación, el contacto de los perfiles se desplaza a lo largo del eje de la

máquina, creando así una descarga axial del fluido comprimido dentro de una

garganta por el lóbulo correspondiente.

 

La garganta juega, muy aproximadamente, el papel de un cilindro cuyo volumen

se reduce progresivamente, mientras que el lóbulo realiza la función del pistón

hasta que la rotación del tornillo lo lleva frente a la boca de descarga, permitiendo

que el fluido comprimido se escape por la tubería de descarga.

Una característica esencial de los compresores de tornillo es la ausencia de toda

válvula, tanto de descarga como de aspiración.

En estos compresores, más aún si cabe que en el resto, la lubricación es muy

exigente. 

Presentan ciertas ventajas:

Ausencia de válvulas de aspiración y descarga; poco sensibles, pues, a los

golpes de líquido.

Su rendimiento es elevado

La regulación es, en general, continua desde el 10 al 100%.

Ocupan poco espacio

Poseen gran fiabilidad, un reducido coste de mantenimiento y un largo

intervalo entre revisiones.

 

Tradicionalmente, los compresores de tornillo se han venido utilizando en usos

industriales, pero en los últimos años, se han comenzado a aplicar en máquinas

de pequeña y mediana potencia. En las máquinas pequeñas, el accionamiento se

hace, en general, a través del tornillo hembra.

COMPRESORES ROTATIVOS DE LÓBULOSLos compresores de lóbulos tienen dos rotores simétricos en paralelo

sincronizados por engranajes.

CARACTERÍSTICAS

Producen altos volúmenes de aire seco a relativamente

baja presión.

Este sistema es muy simple y su funcionamiento es

muy parecido a la bomba de aceite del motor de un auto

donde se requiere un flujo constante.

Tienen pocas piezas en movimiento.

Son lubricados en general en el régimen de lubricación

hidrodinámica aunque algunas partes son lubricadas

por salpicadura del aceite. A veces los rodamientos o

cojinetes pueden estar lubricados por grasas. 

COMPRESOR TIPO SCROLL

Se puede considerar como la última generación de los compresores rotativos de

paletas, en los cuáles éstas últimas han sido sustituidas por un rotor en forma de

espiral, excéntrico respecto al árbol motor, que rueda sobre la superficie del

estator, que en lugar de ser circular tiene forma de espiral concéntrica con el eje

motor.

La superficie de contacto entre ambas espirales se establece en el estator (en

todas sus generatrices) y en el rotor también en todas sus generatrices. Como se

puede comprobar, hay otra diferencia fundamental respecto a los compresores

rotativos de paletas, y es la de que la espiral móvil del rotor no gira

solidariamente con este último, sino que sólo se traslada con él paralelamente a sí

misma.

En cuanto al funcionamiento, este tipo de compresores se basa en que las celdas

o cámaras de compresión de geometría variable y en forma de hoz, están

generadas por dos caracoles o espirales idénticas, una de ellas, la superior que

está fija (estator), en cuyo centro está situada la lumbrera de escape, y la otra

orbitante (rotor), estando montadas ambas frente a frente, en contacto directo una

contra la otra.

La espiral fija y la móvil cuyas geometrías se mantienen en todo instante

desfasado un ángulo de 180º, merced a un dispositivo anti rotación, están

encajadas una dentro de la otra de modo que entre sus ejes hay una

excentricidad, para conseguir un movimiento orbital del eje de la espiral móvil

alrededor de la espiral fija.

EL FUNCIONAMIENTO SE PUEDE DESCOMPONER EN LAS TRES FASES SIGUIENTES:- Aspiración: En la primera órbita (360º), en la parte exterior de las espirales se

forman y llenan completamente de vapor a la presión P1 dos celdas.

- Compresión: En la segunda órbita (360º), se produce la compresión a medida

que dichas celdas disminuyen de volumen y se acercan hacia el centro de la

espiral fija, alcanzándose al final de la segunda órbita, cuando su volumen es V2 y

la presión de escape P2.

- Descarga: En la tercera y última órbita, puestas ambas celdas en comunicación

con la lumbrera de escape, tiene lugar la descarga (escape) a través de ella.

El campo de utilización está encaminado a los pequeños desplazamientos (aire

acondicionado y bomba de calor en viviendas) para potencias frigoríficas

comprendidas entre 5 y 100 kW.

Otro agente significativo son las pérdidas mecánicas por rozamiento, la

inexistencia de juntas y segmentos en los compresores Scroll, característica

común también a los helicoidales, hace que las pérdidas mecánicas por

rozamiento en este tipo de compresores, sean más bajas en comparación con las

que se producen en los compresores alternativos.

VENTAJAS DEL COMPRESOR SCROLL• Buen rendimiento volumétrico.

• Inexistencia de espacio muerto perjudicial.

• Ausencia de válvulas de admisión.

• Adaptabilidad axial y radial muy buena.

• Elevada fiabilidad de funcionamiento

• Excelente nivel sonoro.

INCONVENIENTES DEL COMPRESOR SCROLL• Limitación de fabricar compresores Scroll de tamaños pequeños.

• Presión de escape baja.

CONCLUSIÓN:

El compresor es una dispositivo que sirve para succionar el aire en la entrada y

aumentar su presión en la salida, en este caso se habló de los compresores

rotativos a comparación con los de embolo los rotativos son menos ruidosos, y

utilizan menos piezas móviles y su mantenimiento es más barato, a este tipo de

compresores entra la categoría de compresores de desplazamiento positivo ya

que Sus características principales son las altas presiones y el bajo volumen que

mueven y Se utilizan principalmente donde se requieren altas presiones o

volúmenes de aire reducidos como es el caso de los aires acondicionados. Existe

varios tipos de compresores ya que cada uno tiene sus propias aplicaciones en las

que son más eficientes para ello se tiene que analizar las características, sus

ventajas y desventajas y así elegir su aplicación adecuada.