ITBO990343A1 - Compressore rotativo a vite per gas refrigerante da utilizzare in un impianto di condizionamento o refrigerazione di piccola potenza . - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un compressore rotativo a vite per gas refrigerante da utilizzare in un impianto di condizionamento o refrigerazione di piccola potenza .

Sono ben conosciuti nella tecnica del condizionamento e della refrigerazione dei compressori rotativi comprendenti, in generale, una carcassa in cui sono contenuti un rotore maschio che ingrana con un rotore femmina. Tali compressori sono, però, utilizzati per movimentare grossi quantitativi di gas refrigeranti, come il Freon.

Per piccole potenze (3-7 HP) sono sempre stati utilizzati, invece, compressori di tipo alternativo, a causa delle problematiche inerenti all'adattamento dei compressori rotativi agli impianti aventi piccole potenze .

Uno dei problemi maggiori che si riscontrano durante la progettazione di un compressore rotativo adatto ad impianti di condizionamento o refrigerazione di potenza limitata, per esempio compresa fra 3 e 7 HP, è quello <’ >che si riferisce al riempimento ottimale del compressore in modo da avere dei rendimenti accettabili. Difatti, è risultata piuttosto laboriosa la fase d'innesco dell'aspirazione per compressori di piccola potenza che utilizzano velocità di rotazione del rotore maschio relativamente basse. Inoltre, se all'inizio dello stadio di aspirazione si hanno delle forti perdite di carico dovute ad una incorretta progettazione dei condotti di adduzione del gas refrigerante ai rotori del compressore, si produrrà una conseguente espansione del gas. Tutto ciò andrà a detrimento del fattore di riempimento del compressore e questo fenomeno si farà tanto più sentire quanto più piccole sono le masse di gas da movimentare. Tra l'altro, se non si realizzano correttamente i condotti di adduzione del gas refrigerante, i rotori maschio e femmina ed i condotti di scarico della miscela gas/lubrificante, si rischia che tali rotori funzionino quasi come dei ventilatori, rinviando verso i condotti di adduzione il gas che andrebbe invece aspirato.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un compressore rotativo a vite per gas refrigerante da utilizzare in un impianto di condizionamento o refrigerazione di piccola, potenza esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione è realizzato un compressore rotativo a vite per gas refrigerante da utilizzare in un impianto di condizionamento o refrigerazione di piccola potenza, come descritto e rivendicato nella rivendicazione 1.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano due forme di attuazione non limitative, in cui:

la figura 1 illustra una vista laterale del compressore oggetto della presente invenzione, in cui è possibile distinguere una carcassa esterna, ed il quale prevede tre corpi principali, nella fattispecie, un corpo rotori, un corpo di mandata ed un corpo di copertura laterale;

la figura 2 mostra una vista dall'alto del compressore di figura 1;

- la figura 3 illustra una vista frontale, secondo la freccia del compressore di figura 1;

- la figura 4 mostra, in una scala diversa, una sezione A-A longitudinale eseguita sul compressore rappresentato in figura 3;

- la figura 5 illustra una vista laterale di un rotore maschio appartenente al compressore di figura 1;

- la figura 6 illustra una vista frontale, secondo la freccia V2, del rotore maschio di figura 5;

la figura 7 mostra una vista laterale di un rotore femmina appartenente al compressore di figure 1;

- la figura 8 illustra una vista frontale, secondo la freccia V3, del rotore femmina di figura 7;

la figura 9 illustra una sezione A-A longitudinale (non in scala), della carcassa relativa al corpo rotori, separato dagli altri due corpi;

- la figura 10 illustra una vista frontale (non in scala) della carcassa relativa al corpo rotori di figura 9;

- la figura 11 illustra una sezione B-B trasversale (non in scala) eseguita sul compressore illustrato in figura 1 della carcassa relativa al corpo rotori di figura 9;

- la figura 12 mostra una regione di avvicinamento delle estremità dei denti del rotore maschio e del rotore femmina ad una cuspide della superficie interna della carcassa del corpo rotori;

- la figura 13 rappresenta una vista dall'alto del corpo di mandata;

la figura 14 rappresenta una vista frontale, secondo la freccia V4, del corpo di mandata rappresentato in figura 13;

- la figura 15 illustra una sezione C-C trasversale del corpo di mandata di figura 13;

la figura 16 illustra una vista laterale del corpo di copertura laterale,-la figura 17 illustra una sezione D-D longitudinale del corpo di copertura laterale di figura 16;

la figura 18 illustra una seconda forma di attuazione del compressore oggetto della presente invenzione, in cui è prevista una camera di separazione per sbattimento del liquido lubrificante dal gas refrigerante; ed infine

- la figura 19 mostra una sezione E-E longitudinale della seconda forma di attuazione illustrata in figura 19.

Con riferimento alle figure 1-3 allegate, con 1 si è chiamato il compressore rotativo a vite per gas refrigerante oggetto della presente invenzione. Tale compressore 1 comprende una carcassa complessiva la e può essere idealmente scomposto in tre corpi. Più in particolare, il compressore 1 comprende un corpo rotori 2, un corpo di mandata 3 ed un corpo di copertura laterale 4 posti in serie l'uno rispetto all'altro e resi solidali l'uno all'altro tramite mezzi meccanici di fissaggio.

Nelle figure 1-3 si è mostrato anche un albero 5 di trasmissione del moto da un gruppo motore (non visibile) al compressore 1 rotativo a vite, un condotto di aspirazione 6 del gas refrigerante, un condotto di mandata 7 del gas refrigerante stesso dopo l'avvenuta compressione ed un condotto di iniezione 8 di un liquido atto a lubrificare i rotori, contenuti all'interno del corpo rotori 2, che ingranano l'uno con l'altro secondo modalità che vedremo meglio in seguito.

Sulla carcassa complessiva la è anche prevista una terna di piedini 9 esterni eventualmente provvisti di una relativa filettatura interna per facilitare il fissaggio dell'intero compressore 1 ad un telaio di supporto qualsiasi (non visibile).

Come mostrato in maggior dettaglio nelle figure 4-8, il gruppo rotori 2 comprende una relativa carcassa 10, la quale non è altro che è una porzione della carcassa complessiva la, all'interno della quale sono alloggiati un rotore maschio 11 ed un rotore femmina 12. Il rotore maschio 11 comprende, a sua volta, un corpo centrale 11a (figura 5) ed una pluralità di denti 11b ottenuti di pezzo con il corpo centrale 11a. Tali denti 11b, nel caso in esame, sono elicoidali ed in numero di cinque. Nella forma di attuazione illustrata, il rotore maschio 11 è ottenuto di pezzo anche con il citato albero 5 di trasmissione del moto e con un albero di appoggio 13, opposto all'albero 5 rispetto al rotore maschio 11 stesso. Ciascun dente 11b del rotore maschio 11 presenta un fianco passivo 14a ed un fianco attivo 14b. Ciascun dente 11b è inoltre atto ad ingranare, con modalità che vedremo meglio in seguito, un corrispondente vano 15a (figura 8) del rotore femmina 12. Nella forma di attuazione rappresentata nelle figure 4-8 l'angolo di avvolgimento di ciascun dente 11b è di 310°, mentre l'angolo di avvolgimento di ciascun dente 12b è di (1,2x310°).

Con particolare riferimento alle figure 7, 8, possiamo notare che anche il rotore femmina 12 è ottenuto di pezzo con due alberi di appoggio 16 e 17 posti da bande opposte rispetto al rotore femmina 12 stesso. Anche il rotore femmina 12 presenta un corpo centrale 12a su cui è ottenuta di pezzo una pluralità di denti I2b, anch'essi elicoidali ed in numero di sei nella forma di attuazione illustrata, i quali definiscono a due a due i citati vani 15a. Tali vani 15a sono anch'essi in numero di sei e sono atti ad essere ingranati, come è stato detto, dai denti 11b del rotore maschio 11 durante la fase di compressione del gas refrigerante. Anche per i denti 12b del rotore femmina 12 è possibile distinguere un fianco passivo 18a ed un fianco attivo 18b, il quale entra in contatto con un corrispondente fianco attivo 14b del dente 11b del rotore maschio 11, durante la citata fase di ingranamento.

Come mostrato in figura 4, gli alberi 5 e 13 ottenuti di pezzo con il rotore maschio 11 si appoggiano, ciascuno, su un rispettivo elemento di supporto 19, 20 a basso coefficiente di attrito. L'elemento -di supporto 19 è alloggiato in una relativa sede 21 ricavata sulla superficie interna 22 della carcassa 10 del gruppo rotori 2, mentre l'elemento di supporto 20 viene ospitato da una relativa sede 23 prevista nel corpo di mandata 3 (vedi anche le figure 14, 15).

Sempre con riferimento alla figura 4, possiamo notare che gli alberi 16, 17, che supportano il rotore femmina 12, sono alloggiati, almeno parzialmente, all'interno di rispettivi elementi di supporto 24, 25 a basso coefficiente di attrito.

Gli elementi di supporto 24, 25 sono ospitati, ciascuno, all'interno di una relativa sede 26, 27. Mentre la sede 27 si trova sulla superficie interna 22 della carcassa 10, la sede 27 è ricavata nel corpo di mandata 3 (vedi anche le figure 14, 15).

L'albero 5 è provvisto di una sede per linguette 5a per l'accoppiamento con un gruppo motore (non visibile). La tenuta del sistema è assicurata dalla presenza di un primo anello 28, di tipo Seeger, e da un secondo anello 29 di tenuta, entrambi posti dalla parte dell'albero 5. L'albero 13 invece è supportato, oltre che dal già citato elemento di supporto 20, da una coppia di cuscinetti a sfere 30, 31 alloggiati, a loro volta, all'interno di una sede 3la ricavata nel corpo di copertura laterale 4 (vedi anche le figure 16 e 17). I cuscinetti 30, 31 sono stretti, l'uno sull'altro ed entrambi contro una faccia del corpo di mandata 3, da una ghiera 32 filettata internamente avvitata su una porzione 33 di estremità, anch'essa filettata, dell'albero 13.

L'albero 17 di supporto del rotore femmina 12, oltre ad essere supportato dal citato elemento di supporto 25, è anche sostenuto da un cuscinetto a sfere 34 alloggiato, a sua volta all'interno di una sede 34a ricavata nel corpo di copertura laterale 4 (vedi figure 16 e 17). Il cuscinetto 34 è stretto su una superficie del corpo di mandata 3 da una ghiera 36 filettata internamente che si avvita su una porzione 37, anch'essa filettata, di estremità dell'albero 17. Evidentemente, anche le ghiere 33 e 36 sono alloggiate nelle rispettive sedi 31a e 34a del corpo 4 insieme ai rispettivi cuscinetti 30, 31 e 34.

Come si evince dall'osservazione di figura 4, i tre corpi 2, 3, 4 sono resi solidali l'uno all'altro per il tramite di otto viti 38 delle quali solo due sono visibili in figura 4. Ciascuna vite 38 è provvista di una testa 38a ed un gambo 38b almeno parzialmente filettato.

Durante il montaggio dei tre corpi 2, 3, 4 l'uno all'altro, l'operatore fa passare il gambo 38b di una qualsiasi vite 38, dapprima, attraverso un corrispondente foro passante 39 previsto su una flangia 40 di accoppiamento del corpo 4 (figure 16, 17), mentre fa appoggiare la testa 38a sulla superficie esterna di tale flangia 40. Il gambo 38b, dopo aver attraversato un corrispondente foro passante 41 del corpo 3 (vedi anche le figure 14, 15) viene avvitato in una corrispondente foro cieco filettato 42 previsto sulla carcassa 10 del corpo 2 (vedi anche figura 9).

Si è così ottenuto il desiderato bloccaggio a pacco dei corpi 2, 3, 4 l'uno agli altri.

Come mostrato sempre in figura 4, i due rotori 11, 12 presentano un rispettivo asse X1 X2 di simmetria longitudinale che corrono parallelamente l'uno all'altro.

Il rotore maschio 11 presenta un diametro esterno Dem (figure 5, 6) che individua un cerchio esterno in cui sono circoscritte le estremità dei denti 11b, ed un diametro interno Dr di un cerchio interno di rotolamento, il quale passa dal fondo dei vani individuati da coppie di denti 11b adiacenti.

Per consentire l'ingranamento del rotore maschio 11 con il rotore femmina 12, quest'ultimo è stato realizzato con un diametro esterno Def, che passa dall'estremità dei denti I2b (figure 7, 8), uguale al citato diametro di rotolamento Dr. In questo modo le estremità dei denti 12b del rotore femmina 12 sfiorano il fondo di ciascun vano posto tra due denti 11b adiacenti del rotore maschio 11.

In altre parole, durante l'accoppiamento del rotore maschio 11 con il rotore femmina 12 i denti 11b del rotore maschio 11 si inseriscono tra i vani 15a del rotore femmina 12, mentre ciascun fianco attivo 14b del rotore maschio 11 viene man mano in contatto con i rispettivi fianchi attivi 18b del rotore femmina 12, in modo da trasmettere il moto dal rotore maschio 11 al rotore femmina 12.

Come detto in precedenza, per consentire una buona lubrificazione durante l'accoppiamento tra i due rotori 11, 12, si invia un flusso continuo di un liquido lubrificante al corpo rotori 2 attraverso il citato condotto 8.

Tra i due rotori 11, 12 è possibile individuare anche una linea di rotolamento Ri (figura 4) che è tangente contemporaneamente al cerchio di diametro Def relativo al rotore femmina 12 e al cerchio di rotolamento di diametro Dr del rotore maschio 11.

Sulla superficie esterna della carcassa 10 del gruppo rotori 2 è prevista, inoltre, una porzione spianata 43 posta in corrispondenza del condotto di aspirazione 6. Tale porzione spianata 43 è provvista di una pluralità di sedi filettate 44 tali da consentirne un agevole collegamento per avvitamento con un tubo di alimentazione (non illustrato) provvisto di una flangia di accoppiamento.

Come mostrato nelle figure 2, 3, un piano P ideale passa dal centro C del condotto di aspirazione 6 perpendicolarmente alla porzione spianata 43. Questo piano P ideale è, inoltre, parallelo sia all'asse X1 del rotore maschio 11, che all'asse X2 del rotore femmina 12. Su questo piano P ideale giace, tra l'altro, la già citata linea di rotolamento Ri .

Sulla superficie interna 22 della carcassa 10 relativa al corpo rotori 2 è prevista inoltre una regione tridimensionale che definisce una prima camera di aspirazione 45 (vedi in particolare la figura 4). Tale prima camera di aspirazione 45 appare all'esterno come una specie di rigonfiamento della carcassa 10, rigonfiamento definito lateralmente, ed in proiezione, da due linee l1, l2 (figure 1, 2). La prima camera di aspirazione 45 internamente alla carcassa 10 è delimitata, oltre che dalla citata porzione della superficie interna 22, da un piano di compressione Pc ideale (figura 4) su cui si appoggiano delle rispettive estremità 46, 47 del rotore maschio 11 e del rotore femmina 12, e dalle superfici esterne dei due rotori 11, 12 la cui traccia in proiezione è rappresentata in figura 9 sotto forma di rispettive linee 13, 14.

Inoltre, la prima camera di aspirazione 45 ha un andamento spaziale sostanzialmente elicoidale essendo stata conformata in modo tale da seguire sostanzialmente l'andamento spaziale delle eliche dei denti 11b e 12b, come testimoniato dalla presenza delle citate linee l1, l2 sulla carcassa 10 (figure 1, 2).

Come mostrato in figura 14, il corpo di mandata 3 presenta una luce di mandata 48 su una sua faccia 49. Tale luce di mandata 48 è in comunicazione fluida con il citato condotto di mandata 7 e viene coperta e scoperta periodicamente dal passaggio di estremità 50, 51, relative, rispettivamente, ai rotori 11, 12 (figura 4). La forma della luce di mandata 48 viene ottenuta con metodi noti partendo dalla geometria dei rotori 11, 12. Inoltre, l'ampiezza di tale luce di mandata 48 in rapporto a quella del condotto di aspirazione 6 è determinata dal tipo di gas che deve essere compresso nel compressore 1.

Continuando la similitudine precedente, anche dal punto di vista dello scarico del gas compresso, il compressore 1 può essere assimilato ad un motore a due tempi la cui luce di mandata 48 viene aperta e chiusa ciclicamente dal passaggio davanti ad essa dell'estremità 50 del rotore 11 e dell'estremità 51 del rotore 12.

Tali estremità 50, 51 si appoggiano alla faccia 49 del corpo di mandata 3, in modo tale che i due rotori il, 12 possono essere pensati come costretti tra il citato piano di compressione Pc, contenuto all'interno del corpo 2, da una parte, e la faccia 49 del corpo 3, dall'altra.

In uso, il gas refrigerante entra all'interno della carcassa 10 attraverso il condotto di aspirazione 6 e sotto forma di filetti fluidi sostanzialmente paralleli al piano P. All'interno di tale carcassa 10 i filetti fluidi di gas refrigerante vengono dapprima divaricati dall'azione dei due rotori 11, 12, i quali, ingranando tra loro, ruotano in senso opposto l'uno rispetto all'altro. Dopo la suddetta fase di divaricazione dei filetti fluidi, realizzata proprio in corrispondenza della zona di congiunzione del condotto di aspirazione 6 con la superficie interna 22 della carcassa 10, il gas refrigerante lambisce la porzione 22a (figure 4, 9) della superficie 22, trascinato dal movimento rotativo dei due rotori 11, 12. In corrispondenza del piano di compressione Pc inizia la fase di compressione del gas refrigerante da parte dei rotori 11, 12, i quali, oltre a comprimerlo, lo trascinano, secondo un senso di avanzamento individuato da una freccia F (figura (4), verso la luce 48 (figura 14) e quindi verso il condotto di mandata 7 in comunicazione con un dispositivo utilizzatore (non visibile).

Inoltre, la prima camera di aspirazione 45 è conformata in modo tale che, in ingresso, il gas refrigerante subisce delle accelerazioni tali da innescare esso stesso il voluto effetto pompante.

L'innesto dell'effetto pompante avviene quando si è raggiunto un determinato numero di giri, che dipende dal tipo di gas refrigerante. Per i gas refrigeranti più comuni questo effetto ha inizio intorno ai 2500 g/min.

Come mostrato nelle figure 9, 11, la prima camera di aspirazione 45 comincia sul piano di compressione Pc, dalla parte del rotore 11, partendo da un punto C1 definito da un angolo a. Tale angolo a è stato ottenuto sul piano Pc ideale partendo da un raggio r1, di valore sostanzialmente uguale a Dem/2 (figure 5, 6), di congiunzione tra l'asse X1 del rotore 11 (figura 11) con una cuspide 50a presente sulla superficie interna 22 della carcassa 10. Questa cuspide 50a si estende longitudinalmente per l'intera lunghezza del corpo rotori 2 lungo una direzione individuata dagli assi X1, X2.

E' stato calcolato che, per un angolo di avvolgimento dei denti 11b elicoidali del rotore 11 di 310°, l'angolo a è uguale a 70°.

In definitiva si è trovato che, per un angolo di avvolgimento dei denti 11b del rotore 11 compreso tra 270° e 350°, l'angolo a è compreso tra 50° e 80°.

Analogamente, è possibile definire, dalla parte del rotore 12, un punto C2 di inizio della prima camera dei aspirazione 43. Il punto C2 è individuato, sempre sul piano Pc, da un certo angolo β. Questo angolo β è stato ottenuto partendo da un raggio r2, di valore sostanzialmente uguale a Def/2 e quindi a Dr/2, di congiunzione dell'asse X2 del rotore 12 (figura 11) con la cuspide 50a.

Per il citato angolo di avvolgimento dell'elica del rotore femmina 12 uguale a (1,2x310°) si ha un angolo β uguale a 55°.

Si è trovato che, per un angolo di avvolgimento dei denti 12b del rotore 12 compreso tra (1,2x270°) e (1,2x350°), l'angolo β è compreso tra 45° e 65°.

Sìa detto per inciso che, sulla superficie 22 interna alla carcassa 10, oltre alla già citata cuspide 50a viene realizzata una seconda cuspide 51a (figure 10, 11) opposta alla prima, che si estende longitudinalmente per una porzione soltanto della lunghezza del corpo rotori 2 sempre lungo una direzione individuata dagli assi X1, X2.

Come mostrato in figura 12, per far sì che non vi siano aree di by-pass del gas refrigerante, le quali, con compressori 1 a bassa potenza, farebbero in modo che tale gas refrigerante venisse risospinto all'indietro verso il condotto di aspirazione 6, gli spigoli estremi dei denti 11b e 12b sono fatti in modo da ridurre il più possibile una regione tridimensionale 52 di avvicinamento di tali spigoli estremi dei denti 11b, 12b con la cuspide 50, oppure, rispettivamente, con la cuspide 51.

Pertanto, prendendo le mosse da un punto It ideale contenuto, sul piano del foglio, all'interno della regione 52 e conoscendo l'andamento sostanzialmente bicilindrico della superficie 22 interna, è possibile tracciare, con tecniche note, dapprima i profili bidimensionali dei denti 11b, 12b per poi svilupparli nello spazio.

Inoltre, per migliorare il riempimento dell'interno della carcassa 10 è stata prevista, in maniera inventiva, una seconda camera di aspirazione 53 situata spazialmente dalla parte opposta, rispetto al piano di compressione Pc ideale, alla citata prima camera di aspirazione 45.

Pertanto, una parte del gas refrigerante aspirato dal condotto 6 viene inviata verso la seconda camera di aspirazione 53 e compressa secondo il citato senso di avanzamento secondo la freccia F (figura 4).

Onde ottenere dei riempimenti ancora migliori, la seconda camera di aspirazione 53, che presenta una forma sostanzialmente assimilabile a quella di una coppia di anelli incrociati tra loro, viene realizzata in modo tale che il suo punto d'inizio C3 sul piano Pc ideale sia spostato di un angolo γ ottenuto da una rotazione oraria di un raggio r3, di valore sostanzialmente uguale a Dem/2, perpendicolare all'asse X3 del rotore 11 (figura 11) . Si viene così a creare una prima zona di ritardo 53a dalla parte del rotore maschio 11 necessaria a migliorare il riempimento del corpo 2. Senza questa prima zona di ritardo 53a, a causa delle alte velocità di rotazione dei rotori 11, 12, si potrebbero creare delle sacche di depressione all'interno del corpo 2 tali da risospingere il gas refrigerante di nuovo verso il condotto di aspirazione 6, anziché verso il condotto di mandata 7. In altre parole la prima zona di ritardo 53a viene definita angolarmente dall'angolo ε che separa il citato punto Cx dal citato punto C3.

Per raggiungere lo stesso obbiettivo, anche il punto di fine C4 della seconda camera di aspirazione 53 sul piano Pc viene spostato di un angolo δ in senso orario rispetto ad un raggio r4 perpendicolare all'asse X2 del rotore 12 (figura 11). Si definisce in questo modo una seconda zona di ritardo 53b, individuata da un angolo λ che dà la distanza del citato punto C2 dal citato punto C4 .

Si è trovato sperimentalmente che i risultati migliori per un compressore 1 ad aria, il quale rappresenta il gas più sfavorevole da comprimere, si ottengono quando l'angolo γ è compreso tra 25° e 35°, e quando l'angolo δ è compreso tra 5° e 15°.

Per il compressore rotativo 1 secondo la presente invenzione si sono ottenuti rendimenti compresi tra 0,87 e 0,90, comparabili, quindi,·con quelli di compressori rotativi aventi dimensioni e potenze maggiori.

Per rimpicciolire quanto più possibile l'area di by-pass 52 si sono realizzati dei denti 12b del rotore femmina 12 aventi un raggio di arrotondamento estremamente ridotto.

Inoltre, per ridurre quanto più possibile i giochi tra i rotori 11, 12 e la superficie interna 22, sul fianco attivo 18b di ciascun dente 12b del rotore femmina 12 si è prevista una zona 54 (figura 8) rivestita con una materiale a .basso coefficiente di attrito, tipo TEFLON, depositato attraverso un processo galvanico. Tale zona 54 ha uno spessore compreso tra 0,03mm e 0,07 mm, ed è definito in una corona circolare compresa tra un diametro massimo Dmax = 0,716 Dem ed un diametro minimo Dmin = 0,65 Dem.

Per il rivestimento, invece, del rotore maschio 11 si è utilizzato un bombardamento ionico con un composto a base di nitruro di titanio depositato per mezzo di un processo PVD (Physical Vapor Deposition), ciò che ha reso la sua superficie esterna estremamente dura.

L'accoppiamento dei denti 11b ricoperti di nitruro di titanio con le zone 54 dei denti 12b fa in modo che si abbia il contemporaneo assestamento del sistema e la riduzione dei suddetti giochi.

Nelle figure 18, 19 si è rappresentata una forma di attuazione alternativa rispetto a quella descritta con riferimento alle figure 1-17.

Anche per questa seconda forma di attuazione si è cercato di mantenere gli stessi numeri di riferimento utilizzati per la prima forma di attuazione.

La differenza sostanziale tra la prima e la seconda forma di attuazione consiste nel fatto che per quest'ultima la flangia del corpo di copertura laterale 3 si è ingrandita in modo tale da poterci attaccare una camera di separazione 4a del gas refrigerante dal liquido lubrificante.

Anche in questa forma di attuazione il gas refrigerante ed il liquido lubrificante vengono immessi all'interno della carcassa 10 tramite, rispettivamente, il condotto di aspirazione 6 ed il condotto di iniezione 8.

La miscela gas refrigerante/liquido lubrificante, già compressa nel corpo rotori 2, viene inviata al corpo 4 per il tramite del consueto condotto di mandata 7 e di un tubo 55 ad esso collegato. Questa miscela viene immessa all'interno della camera di separazione 4a attraverso una luce 56 posta su una parete laterale della camera 4a stessa. La camera 4a è inoltre provvista di una luce 57 di mandata del gas compresso e depurato, almeno in parte, dal liquido lubrificante che, a causa dei vortici che si sono creati all'interno della camera 4a, si deposita per gravità sul fondo della camera 4a stessa. Tale liquido lubrificante, tramite un tubicino di pescaggio 58, che passa attraverso una ulteriore luce 59 eseguita sempre sulla camera 4a, viene inviato di nuovo, per mezzo di un condotto 60, al condotto di iniezione 8 e quindi rimesso in circolo.

Inoltre, per lo svuotamento completo della camera 4a dal liquido lubrificante è previsto sul suo fondo un foro 62 provvisto di un tappo 63 svitabile.

Nella seconda forma di attuazione mostrata nelle figure 18, 19 la separazione immediata del liquido lubrificante dal gas·refrigerante nella camera 4a ed in corrispondenza del compressore 1 stesso comporta una semplificazione considerevole dell'impianto di trattamento delle miscela gas refrigerante/liquido lubrificante posto a valle del compressore 1.

I vantaggi del presente dispositivo sono i seguenti :

riempimento ottimizzato dell'interno della carcassa 10 relativa al corpo rotori 2;

- rimpicciolimento delle regioni di by-pass 52 per impedire il ritorno del gas refrigerante verso il condotto di aspirazione 6;

- eliminazione dei giochi tra i rotori 11, 12 e tra questi rotori 11, 12 e la superficie interna 22 del corpo rotori 2;

- rendimenti compresi tra 0,87 e 0,90, comparabili, quindi con quelli di compressori rotativi aventi dimensioni maggiori; ed infine

per quanto riguarda la seconda forma di attuazione, separazione immediata del liquido lubrificante dal gas refrigerante in corrispondenza del compressore 1 stesso, con relativa semplificazione dell'impianto di trattamento delle miscela gas refrigerante/liquido lubrificante posto a valle del compressore 1.

Claims (29)

1. R IV E N D I CA Z IO N I 1. Compressore (1) rotativo a vite per gas refrigerante per piccole potenze, compressore (1) comprendente una carcassa (la.) provvista di un condotto di aspirazione (6) e di un condotto di mandata (7), detta carcassa (la) prevedendo, inoltre, una superficie interna (22) e comprendendo al suo interno un rotore maschio (11), presentante un asse (Xi longitudinale di simmetria, ed un rotore femmina (12), presentante un asse (X2) longitudinale di simmetria, detti rotori (11, 12) prevedendo, a loro volta, rispettivi denti elicoidali (11b, 12b); il compressore (1) essendo caratterizzato dal fatto che: la linea d'ingranamento (Ri di detto rotore maschio (11) con detto rotore femmina (12) giace sostanzialmente su un piano (P) di mezzeria di detto condotto di aspirazione (6), detto piano (P) passando dal centro (C) di detto condotto di aspirazione (6) ed essendo parallelo contemporaneamente a detti assi (X1, X2) , e dal fatto che almeno una porzione (22a) della superficie interna (22) della carcassa (la) è conformata seguendo l'andamento del profilo esterno di detti denti elicoidali (11b, 12b), per individuare una prima camera di aspirazione (45), in modo tale da minimizzare, in detta prima camera di aspirazione (45), le perdite di carico del gas refrigerante durante il suo flusso verso detti rotori (11, 12), e per massimizzare, di conseguenza, il riempimento, in gas refrigerante, di detta carcassa (la).
2. 2. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 1, in cui detta prima camera di aspirazione (45) segue l'andamento spaziale elicoidale di detti rotori (11, 12) fino ad incontrare un piano di compressione (Pc) ideale interno a detta carcassa (la).
3. 3. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 2, in cui, dalla parte del rotore (11), un punto (C) di intersezione di detta prima camera di aspirazione (45) con detto piano di compressione (Pc) ideale si trova distanziato di un angolo (a) da una cuspide (50a) presente all'interno di detta superficie (22).
4. 4. Compressore come rivendicato alla rivendicazione 3, in cui, per un angolo di avvolgimento dei denti (11b) del rotore (11) compreso tra 270° e 350°, detto angolo (a) è compreso tra 50° e 80°.
5. 5. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 2, in cui, dalla parte del rotore (12), un punto (C2) di intersezione di detta prima camera di aspirazione (45) con detto piano di compressione (Pc) ideale si trova distanziato di un angolo (β) da una cuspide (50a) presente all'interno di detta superficie (22).
6. 6 . Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 5, in cui, per un angolo di avvolgimento dei denti (12b) del rotore (12) compreso tra (1,2x270°) e (1,2x350°), detto angolo (β) è compreso tra 45° e 65°.
7. 7. Compressore (1) come . rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, in cui una estremità (46) di detto rotore maschio (11) ed una estremità (47) di detto rotore femmina (12) si appoggiano su detto piano di compressione (Pc) ideale.
8. 8. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 7, in cui vi è inoltre una seconda camera di aspirazione (53).
9. 9. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 8, in cui detta seconda camera di aspirazione (53) è situata posteriormente a detta prima camera di aspirazione (45) rispetto a detto piano (Pc) ideale.
10. 10. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 9, in cui, mediante una proiezione di detta seconda camera di aspirazione (53) su detto piano di compressione (Pc) ideale, si individuano un punto (C3) ed un punto (C4).
11. 11. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 10, in cui detto punto (C3) è spostato di un angolo (γ) rispetto ad un raggio (r3) , perpendicolare ad un asse (X1) di simmetria longitudinale di detto rotore maschio (11).
12. 12. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 11, in cui detto angolo (γ) è compreso tra 25° e 35°.
13. 13. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 10, in cui detto punto (C4) è spostato di un angolo (δ) rispetto ad un raggio (r4) , perpendicolare ad un asse (X2) di simmetria longitudinale di detto rotore femmina (12).
14. 14. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 13, in cui detto angolo (δ) è compreso tra 5° e 15°.
15. 15. Compressore (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto compressore (1) comprende un corpo rotori (2), un corpo di mandata (3) ed un corpo di copertura laterale (4) fissati l'uno agli altri tramite mezzi meccanici di fissaggio (38).
16. 16. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 15, in cui detto corpo rotori (2) comprende, a sua volta, un condotto di iniezione (8) di un liquido lubrificante.
17. 17. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 15, in cui detto rotore maschio (11) e detto rotore femmina (12) sono contenuti all'interno di detto corpo rotori (2).
18. 18. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 15, in cui detto rotore maschio (11) è ottenuto di pezzo con due rispettivi alberi (5, 13), mentre detto rotore femmina (12) è ottenuto di pezzo con due rispettivi alberi (16, 17).
19. 19. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 18, in cui detto albero (5) è supportato da un elemento di supporto (19) a basso coefficiente di attrito, mentre detto albero (13) è supportato da un elemento di supporto (20) a basso coefficiente di attrito e da una coppia di cuscinetti (30, 31) bloccati per mezzo di una ghiera (32).
20. 20. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 19, in cui detto elemento di supporto (19) è alloggiato in una sede (21) interna alla carcassa (10) di detto corpo rotori (2), detto elemento di supporto (20) è alloggiato in una sede (23) prevista in detto corpo di mandata (3), e la coppia di cuscinetti (30, 31) e la ghiera (32) sono alloggiati in una sede (31a) prevista in detto corpo di copertura laterale (4).
21. 21. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 18, in cui detto albero (16) è supportato da un elemento di supporto (24) a basso coefficiente di attrito, mentre detto albero (17) è supportato da un elemento di supporto (25) a basso coefficiente di attrito e da un cuscinetto (34) bloccato per mezzo di una ghiera (36).
22. 22. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 21, in cui detto elemento di supporto (24) è alloggiato in una sede (26) interna alla carcassa (10) di detto corpo rotori (2), detto elemento di supporto (25) è alloggiato in una sede (27) prevista in detto corpo di mandata (3), ed il cuscinetto (34) e la ghiera (36) sono alloggiati in una sede (34a) 'prevista in detto corpo di copertura laterale (4).
23. 23. Compressore (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un fianco attivo (18b) di ciascun dente (12b) di detto rotore femmina (12) è ricoperto, almeno parzialmente, con un materiale a basso coefficiente di attrito, tipo TEFLON, depositato mediante un processo galvanico.
24. 24. Compressore (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i denti (11b) di detto rotore maschio (11) sono ricoperti con un composto a base di nitruro di titanio depositato con un metodo PVD .
25. 25. Compressore (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'estensione di una regione (52) definita dall'avvicinamento di un qualsiasi dente (11b) e di un qualsiasi dente (12b) ad una delle due cuspidi (50, 51) è limitata in modo da evitare la creazione di zone di by-pass del gas refrigerante.
26. 26. Compressore (2) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il diametro esterno (Def) di detto rotore (12) è uguale al diametro di rotolamento (Dr) .
27. 27. Compressore (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 15-26, in cui è prevista inoltre una camera (4a) per la separazione del liquido lubrificante dal gas refrigerante.
28. 28. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 27, in cui la miscela gas refrigerante/liquido lubrificante è addotta a detta camera (4a) tramite una luce (56) laterale.
29. 29. Compressore (1) come rivendicato alla rivendicazione 28, in cui il liquido lubrificante, depositatosi sul fondo di detta camera (4a), viene riciclato verso detto condotto di iniezione (8).