WO 2004/040133 A3 IIIII!IIIIIH
For two-letter codes aiid other abbreviations, refer tú the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations " appearing al the begin-ning of each regular issue afilie PCT Gazelte.
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DISPOSITIVO DE ROTOR DE TORNILLO MEJORADO
SOLICITUDES DE PRIORIDAD
Esta solicitud reclama prioridad para las solicitudes de E. U. A. Nos. 10/283,421 y 10/283,422 de conformidad con 35 U. S. C. §§ 120, 365 (c), ambas presentadas el 29 de octubre, 2002.
DECLARACION CON RESPECTO A INVESTIGACION O DESARROLLO PATROCINADO A NIVEL FEDERAL
No aplica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
CAMPO DE LA INVENCION
Esta invención se refiere de manera general a dispositivos de rotor, y de manera particular a rotores de tornillo.
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DESCRIPCION DE LA TECNICA RELACIONADA
Los rotores de tornillo generalmente son conocidos por ser utilizados en compresoras, expansores, y bombas. Para cada una de estas aplicaciones, un par de rotores de tornillo tienen roscas y ranuras helicoidales que engranan unas con otras en un alojamiento. Para un expansor, un fluido de trabajo gaseoso presurizado ingresa a los rotores, se expande en el volumen a medida que el trabajo sale de al menos uno de los rotores, y es descargado a una presión más baja. Para una compresora, el trabajo se coloca en al menos uno de los rotores para comprimir el fluido de trabajo gaseoso. De manera similar, para una bomba, el trabajo se coloca en al menos uno de los rotores para bombear el líquido. El fluido de trabajo, ya sea gas o líquido, ingresa a través de una entrada en el alojamiento, es positivamente desplazado dentro del alojamiento a medida que los rotores giran en sentido contrario, y sale a través de una salida en el alojamiento. Los perfiles del rotor definen superficies de sellado entre los propios rotores, entre los rotores y el alojamiento, sellando así un volumen para el fluido de trabajo en el alojamiento. Los perfiles están tradicionalmente diseñados para reducir la fuga entre las superficies de sellado, y se da especial atención a la interfaz entre los rotores en donde las roscas y ranuras de un rotor respectivamente engranan con las ranuras y roscas del otro rotor. La interfaz de engranaje entre rotores debe ser diseñada de tal manera que 3
las roscas no se inmovilicen en las ranuras, y esto por lo regular ha dado como resultado diseños de perfil similares a engranajes. Sin embargo, un diente de engranaje se diseña principalmente para resistencia y para evitar la inmovilización a medida que los dientes engranan entre sí y no son necesariamente óptimos para el sellado circunferencial de rotores dentro de un alojamiento. Como se discutió anteriormente, las roscas deben proveer sellos entre los rotores y las paredes del alojamiento y entre los propios rotores, y existe una transición desde el sellado alrededor de la circunferencia del alojamiento y el sellado de los rotores. En esta transición, se forma un espacio entre las roscas de engranaje y el alojamiento, ocasionando fugas del fluido de trabajo a través del espacio en las superficies de sellado y que dan como resultado menos eficiencia en el sistema de rotor. Algunos diseños de perfil arqueados, que incluyen los diseños de diente enrollados en espiral previamente conocidos, mejoran el sello entre rotores al reducir al mínimo el espacio en esta región de transición. Sin embargo, muchos de estos perfiles todavía retienen el perfil de engranaje característico con dientes estrechamente separados alrededor de la circunferencia, dando como resultado un número de espacios en la región de transición que son respectivamente producidos por cada una de las roscas, y algunos diseños reducen al mínimo el número de roscas y ranuras y pueden tener solamente una sola rosca de tornillo con sección cuadrada y en V para cada uno de los rotores, pero estas roscas por lo regular tienen un perfil 4
amplio alrededor de las circunferencias de los rotores que también da como resultado espacios más grandes en la región de transición. Los perfiles de una sola rosca también pueden dar como resultado desequilibrios en los rotores cuando giran a altas velocidades y los perfiles de roscas múltiples permiten fugas entre las regiones de flujo de desplazamiento positivo limitadas por las roscas múltiples. Las fugas entre roscas múltiples en estos rotores también puede ser importante en diseños de la técnica anterior cuando la longitud del rotor se extiende más allá de un paso sencillo de las roscas. Muchos de los diseños de rosca de la técnica anterior utilizan roscas de paso múltiple y dan como resultado fuga adicional. Además, muchos de estos diseños se basan en curvas múltiples en una sección transversal a lo largo. Las curvas múltiples imponen restricciones de fabricación que impactan de manera adversa la capacidad de fabricar los rotores y mantener cerca las tolerancias entre los rotores.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Es debido a los problemas anteriores que se desarrolló la presente invención. La invención presenta un dispositivo de rotor de tornillo con roscas helicoidales sobre un rotor macho que se engrana con el número idéntico de ranuras helicoidales correspondientes en un rotor hembra. Los rotores de engranaje están montados de manera giratoria en un alojamiento y tienen un par de ejes entre los extremos del alojamiento. En un aspecto de la 5
invención, la configuración transversal de los rotores puede ser idéntica, es decir, rotores dobles. En otro aspecto de la invención, la configuración transversal de los rotores puede ser muy diferente. En cualquier caso, el dispositivo de rotor de tornillo tiene un número idéntico de roscas (N) y la torsión de la configuración transversal a lo largo de los ejes de rotor respectivos da como resultado una configuración helicoidal para cada rotor que se engrana con la configuración helicoidal del otro rotor. Por consiguiente, los rotores pueden ser generalmente referidos por tener pares de elementos helicoidales de engranaje. En otros aspectos de la invención, los pares de elementos helicoidales pueden ser, en la alternativa o en cualquier combinación, una rosca de fase desplazada y una ranura de fase desplazada correspondiente, un par de roscas trapezoidales de paso sencillo, o un par de roscas cóncavas/convexas de paso sencillo. Las roscas helicoidales de fase desplazada en el rotor macho se engranan con el número idéntico de ranuras helicoidales correspondientes de fase desplazada en el rotor hembra. En un aspecto de las roscas helicoidales de fase desplazada, la ranura helicoidal puede tener un perfil cóncavo de reducción que se engrana con un perfil convexo correspondiente de inserto de la rosca helicoidal. El perfil cóncavo de reducción corresponde a una ranura helicoidal que tiene un ancho axial que se estrecha radialmente en la periferia del rotor hembra. En otro aspecto de las roscas helicoidales de fase desplazada y ranuras correspondientes, estos pares de elementos helicoidales pueden tener el perfil de rosca trapezoidal, es decir, una línea 6
diagonal entre los rotores de engranaje. La porción cóncava de la rosca cóncava-convexa se forma por una trayectoria del arco de mayor diámetro en la otra rosca de los rotores de engranaje, mientras que la curva convexa para los rotores de engranaje puede ser definida por una inclinación de las líneas diagonales junto con el diámetro y ángulo de arco de los arcos de mayor diámetro y menor diámetro de los rotores. Además, la longitud máxima de los rotores puede ser limitada a un paso sencillo de los pares de elementos helicoidales. Las características de la invención dan como resultado una ventaja de eficiencia y capacidad de fabricación mejoradas del dispositivo de rotor de tornillo. Otras características y ventajas de la presente invención, así como la estructura y operación de diversas modalidades de la presente invención, se describen a detalle a continuación con referencia a los dibujos anexos.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Los dibujos anexos, los cuales se incorporan y forman parte de la especificación, ilustran las modalidades de la presente invención y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos: La figura 1 ¡lustra una vista transversal axial de un dispositivo de rotor de tornillo de acuerdo con la presente invención;
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la figura 2A ilustra una vista transversal detallada de una nnodalidad del dispositivo de rotor de tornillo tomada a lo largo de la linea 2-2 de la figura 1 ; la figura 2B ilustra una vista transversal detallada de otra modalidad del dispositivo de rotor de tornillo a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1 ; la figura 3 ilustra una vista transversal detallada del dispositivo de rotor de tornillo tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 1 ; la figura 4 ilustra una vista transversal del dispositivo de rotor de tornillo tomado a lo largo de la línea 4-4 de la figura 1 ; la figura 5 ¡lustra un diagrama esquemático de una modalidad alternativa de la invención; la figura 6A ilustra una vista transversal detallada del dispositivo de rotor de tornillo tomado a lo largo de la línea 6-6 de la figura 2A; la figura 6B ilustra una vista transversal detallada del dispositivo de rotor de tornillo tomado a lo largo de la línea 6-6 de la figura 2B; la figura 7A ilustra una vista transversal axial de otra modalidad alternativa del dispositivo de rotor de tornillo de acuerdo con la presente invención; la figura 7B ilustra una vista transversal a lo largo del dispositivo de rotor de tornillo tomada a lo largo de la línea 7B-7B de la figura 7A. la figura 8 ilustra una vista transversal a lo largo de un dispositivo de rotor de tomillo de acuerdo con otro aspecto de la presente invención;
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la figura 9 ilustra una vista transversal del dispositivo de rotor de tornillo tomada a lo largo de la línea 9-9 de la figura 2; la figura 10 ilustra una vista isométrica de un par de rotores dobles para el dispositivo de rotor de tornillo; la figura 1 1 ilustra una vista transversal a lo largo del dispositivo de rotor de tornillo tomada a lo largo de la línea 1 1 -1 1 de la figura 9; la figura 12 ilustra la misma vista transversal a lo largo del dispositivo de rotor de tornillo ilustrado en la figura 1 1 después de que los rotores dobles han girado aproximadamente 90°; la figura 13A ¡lustra una vista transversal de una modalidad alternativa de rotor doble para el dispositivo de rotor de tornillo; la figura 13B ilustra una vista transversal a lo largo de la modalidad alternativa del rotor doble tomada a lo largo de la línea 13B-3B de la figura 13A; la figura 14A ilustra una vista transversal de otra modalidad alternativa del rotor doble para el dispositivo de rotor de tornillo; la figura 14B ilustra una vista transversal a lo largo de la modalidad alternativa del rotor doble tomada a lo largo de la línea 14B-14B de la figura 14A; y la figura 14C ilustra la misma vista transversal del dispositivo de rotor de tornillo ilustrado en la figura 14A después de que los rotores dobles han girado aproximadamente 60°.
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DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Haciendo referencia a los dibujos anexos en los cuales los números de referencia similares indican elementos similares, la figura 1 ilustra una vista esquemática transversal axial de un dispositivo de rotor de tornillo 1 0. El dispositivo de rotor de tornillo 10 generalmente incluye un alojamiento 2, un rotor macho 14, y un rotor hembra 16. El alojamiento 12 tiene un puerto de entrada 18 y un puerto de salida 20. El puerto de entrada 18 de preferencia está ubicado en el extremo de engranaje 22 del alojamiento 12, y el puerto de salida 20 está ubicado en el extremo opuesto 24 del alojamiento 12. El rotor macho 14 y rotor hembra 16 giran respectivamente alrededor de un par de ejes 26, 28 sustancialmente paralelos dentro de un par de orificios cilindricos 30, 32 que se extienden entre los extremos 22, 24. En la modalidad preferida, el rotor macho 14 tiene por lo menos un par de roscas helicoidales 34, 36, y el rotor hembra 16 tiene un par correspondiente de ranuras helicoidales 38, 40. El rotor hembra 16 gira en sentido contrario con respecto al rotor macho 14 y cada una de las ranuras helicoidales 38, 40 se engranan respectivamente en fase con cada una de las roscas helicoidales 34, 36. De esta manera, el fluido de trabajo fluye a través del puerto de entrada 18 y hacia el dispositivo de rotor de tornillo 10 en los espacios 39, 41 limitados por cada una de las roscas helicoidales 34, 36, el rotor hembra 16, y el orificio cilindrico 30 alrededor del rotor macho 14. Se apreciará que las ranuras helicoidales 38, 40 también definen espacios que 10
limitan el fluido de trabajo. Los espacios 39, 41 están cerrados desde el puerto de entrada 18 a medida que las roscas helicoidales 34, 36 y ranuras helicoidales 38, 40 se engranan en el puerto de entrada 18. Conforme el rotor hembra 16 y el rotor macho 14 continúan girando en sentido contrario, el fluido de trabajo es positivamente desplazado hacia el puerto de salida 20. El par de roscas helicoidales 34, 36 tienen un aspecto de fase desplazada que se describe particularmente con referencia a las figuras 2A, 2B y 3, las cuales muestran el perfil transversal del dispositivo de rotor de tornillo a través de la línea 2-2, el perfil bidimensional está representado en el plano perpendicular a los ejes de rotación 26, 28. El aspecto de fase desplazada también se discute más adelante con referencia a la figura 7A. La sección transversal del par de roscas helicoidales 34, 36 incluye un par de dientes correspondientes 42, 44 que limitan un sector sin dientes 46. La fase desplazada de las roscas helicoidales 34, 36 está definida por el ángulo ß del arco que subtiende el sector sin dientes 46 el cual depende del ángulo a del arco de cualquiera de los dientes 42, 44. En particular, para roscas helicoidales de fase desplazada, el sector sin dientes 46 debe tener un ángulo ß de arco que sea al menos dos veces el ángulo a del arco que subtiende cualquiera de los dientes 42, 44. La relación de fase desplazada entre el ángulo ß de arco y ángulo a de arco se define particularmente a través de la ecuación (1 ) a continuación.
Ángulo ß de arco 2* Ángulo de arco (1 ) 1 1
Como se ilustra en las figuras 2A y 2B, el ángulo entre el segmento oa de línea recta y segmento ob de línea recta, que subtiende el diente 42, es el ángulo a de arco. De acuerdo con la definición de fase desplazada arriba provista, el ángulo ß de arco del sector sin dientes 46 se debe extender desde el segmento ob de línea recta hacía por lo menos el segmento oa' de línea recta, lo cual correspondería a dos veces el arco del ángulo a de arco, el multiplicador mínimo de fase desplazada siendo dos (2) en la ecuación 1 . En la modalidad preferida, el ángulo ß de arco del sector sin dientes 46 extiende aproximadamente cinco veces el ángulo a de arco al segmento oa" de linea recta, correspondiendo a un multiplicador de fase desplazada de cinco (5). En consecuencia, se pueden ajusfar potencialmente otros dos dientes adicionales en lados opuestos del rotor macho 14 entre los dientes 42, 44 cumpliendo aún la relación de fase desplazada con el multiplicador mínimo de fase desplazada de dos (2). Para equilibrar el rotor macho 14, es preferible tener una separación radial igual de los dientes. No es necesario un número par de dientes debido a que un número impar de dientes también se puede separar igualmente alrededor del rotor macho 14. Además, el número de dientes que se pueden ajustar alrededor del rotor macho 14 no está particularmente limitado por la modalidad preferida. Generalmente, el ángulo ß de arco es proporcionalmente mayor al ángulo a de arco de acuerdo con el multiplicador de fase desplazada. En consecuencia, el ángulo ß de arco del sector sin dientes 46 puede disminuir proporcionalmente a cualquier disminución en el 12
ángulo de arco de los dientes 42, 44, permitiendo así que se agreguen más dientes al rotor macho 14 mientras se mantiene la relación de fase desplazada. Cualquiera que sea el número de dientes en el rotor macho 14, el rotor hembra tiene un número correspondiente de ranuras helicoidales. Por consiguiente, las ranuras helicoidales 38, 40 tienen un aspecto de fase desplaza que corresponde a aquel de las roscas helicoidales 34, 36. Por lo tanto, el rotor hembra tiene el mismo número de ranuras helicoidales 38, 40 que el número de roscas helicoidales 34, 36 en el rotor macho y el ángulo de hélice de las ranuras helicoidales 38, 40 está opuesto al ángulo de hélice de las roscas helicoidales 34, 36. En la modalidad preferida, cada una de las ranuras helicoidales 38, 40 de preferencia tiene un perfil cóncavo de reducción 48 y anchos correspondientes axiales que se estrechan radialmente desde ubicaciones entre el menor diámetro 50 y mayor diámetro 52 hacia el mayor diámetro 52 en la periferia del rotor hembra 16. El perfil cóncavo de reducción radial 48 incluye el segmento de línea jk que se extiende radialmente entre el diámetro menor 50 y el diámetro mayor 52 en una línea recta desde el eje 28, el segmento de línea Im que se extiende radialmente entre el diámetro menor 50 y el diámetro mayor 52, y un arco Ij de diámetro menor que se extiende circunferencialmente entre los segmentos de línea jk, Im. El segmento de línea jk es sustancialmente perpendicular al diámetro mayor 52 en la periferia del rotor hembra 16, y el segmento de línea Imn de preferencia tiene un radio Im combinado con un segmento recto mn. En particular, el radio Im está entre 13
el segmento recto mn y arco Ij de diámetro menor y el segmento recto mn hace intersección con el diámetro mayor 52 en un ángulo F exterior agudo, dando como resultado un ángulo F de reducción definido por la ecuación (2) a continuación. Angulo F de Reducción = Angulo Recto (90°) - Angulo F Exterior, (2) El ángulo F de reducción radial y el ángulo sustancialmente perpendicular en lados opuestos del perfil cóncavo de reducción 48 da como resultado el ancho axial de estrechamiento radial en la periferia del rotor hembra 16. En la modalidad preferida, las ranuras helicoidales 38, 40 están opuestas entre sí alrededor del eje 28 de manera que el segmento de línea jk para cada una del par de ranuras helicoidales 38, 40 está directamente en línea una con otra a través del eje 28. Por consiguiente, en la modalidad preferida, el segmento de línea kjxj'k' es recto. En la modalidad preferida de la presente invención, el dispositivo de rotor de tornillo 10 opera como una compresora de tornillo en un fluido de trabajo gaseoso. Cada una de las roscas helicoidales 34, 36, también puede incluir un sello de laberinto distal 54, y una tira obturadora 56 también se puede acuñar dentro del sello de laberinto distal 54. El sello de laberinto distal 54 también se puede formar a través de un número de estrías en la punta de las roscas helicoidales (no mostradas). Cuando opera como una compresora de tornillo, el dispositivo de rotor de tornillo 10 de preferencia incluye una válvula 58 que se comunica operativamente con el puerto de salida 20. En la modalidad preferida, la válvula 58 es una placa de sincronización de presión 14
60 unida y que gira con el rotor macho 14 y está ubicada entre el rotor macho 14 y el puerto de salida 20. Como se ilustra particularmente en la figura 4, la placa de sincronización de presión 60 tiene un par de cortes 62, 64 que se abren consecutivamente hacia el puerto de salida 20. Entre los cortes 62, 64, la placa de sincronización de presión 60 forma límites adicionales 66, 68 para los espacios 39, 41 respectivamente. A medida que el rotor macho 14 gira en sentido contrario con el rotor hembra 16, los límites 66, 68 ocasionan que el volumen en los espacios 39, 41 disminuya e incremente la presión del fluido de trabajo. Posteriormente, conforme los cortes 62, 64 pasan respectivamente sobre el puerto de salida 20, el fluido de trabajo presurizado es empujado fuera de los espacios 39, 41 y los espacios 39, 41 continúan disminuyendo en volumen hasta que la parte inferior de las roscas helicoidales 34, 36 respectivas pasa sobre el puerto de salida. La figura 5 ilustra una modalidad alternativa del dispositivo de rotor de tornillo 10 que solamente tiene una rosca helicoidal 34 que se engrana con la ranura helicoidal 38 correspondiente y preferiblemente tiene una válvula 58 en el puerto de salida 20. Como se ¡lustra en la figura 5, la válvula 58 puede ser una válvula de láminas 70 unida al alojamiento 12. En esta modalidad, se pueden agregar pesas al rotor macho 14 y rotor hembra 16 para balanceo. La ranura helicoidal 38 puede tener el perfil cóncavo de reducción 48 antes descrito, y el rotor macho 14 nuevamente gira en sentido contrario con respecto al rotor hembra 16.
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La modalidad alternativa también ilustra otro aspecto del dispositivo de rotor de tornillo 10 de la invención. En esta modalidad, la longitud del dispositivo de rotor de tornillo 10 está limitada a un paso sencillo de la rosca helicoidal 34 y ranura 38. El paso de un tornillo generalmente se define como la distancia desde cualquier punto en una rosca de tornillo hasta un punto correspondiente en la siguiente rosca, medido paralelo al eje y en el mismo lado del eje. El dispositivo de rotor de tornillo 10 particular ilustrado en la figura 5 tiene una rosca sencilla 34 y ranura correspondiente 38. Por lo tanto, un paso sencillo de la rosca 34 y ranura 38 requiere una torsión helicoidal completa de 360° de la rosca 34 y ranura correspondiente 38. La presente invención apunta hacia dispositivos de rotor de tornillo 10 que tienen el número idéntico de roscas y ranuras (N), y la torsión helicoidal requerida para proveer el paso sencillo está simplemente definida por el número de roscas y ranuras (N = 1 , 2, 3, 4, ...) de acuerdo con la siguiente ecuación (3). Torsión helicoidal de paso sencillo = 3607N (3) Desde luego, se apreciará que aunque la longitud del dispositivo de rotor de tornillo 10 está limitada a un paso sencillo, la longitud de paso puede ser modificada al alterar el ángulo de hélice de las roscas y ranuras. La longitud de paso incrementa a medida que se empina el ángulo de hélice. El dispositivo de rotor de tornillo 10 ilustrado en la figura 1 tiene un par de roscas 34, 36 y un par correspondiente de ranuras helicoidales 38, 40 (N=2). Por lo tanto, un paso sencillo de estos rotores solamente requiere una torsión helicoidal de 180° (36072). Sin embargo, es evidente que el dispositivo de 16
rotor de tornillo 10, como se ilustra en la figura 1 , tiene una longitud ligeramente superior a dos pasos. Por lo tanto, para la longitud determinada de los rotores, el ángulo de hélice para las roscas y ranuras tendría que incrementar para que los rotores tengan una longitud de paso sencillo. Por ejemplo, las figuras 7A y 7B ilustran un dispositivo de rotor de tornillo 10 que tiene un par de roscas 34, 36 y par correspondiente de ranuras helicoidales 38, 40 que están limitadas a una torsión helicoidal de 180°C. Por consiguiente, las figuras 7A y 7B ilustran particularmente longitudes de rotor que están limitadas al paso sencillo de las roscas 34, 36 y ranuras 38, 40. El dispositivo de rotor de tornillo 10 ilustrado en la figura 7A también incorpora la relación de fase desplazada en su diseño. El ángulo entre el segmento oa de línea recta y segmento ob de línea recta, que subtiende el diente 42, es el ángulo a de arco. De acuerdo con la definición de fase desplazada antes provista, el ángulo ß de arco del sector sin dientes 46 se debe extender desde el segmento ob de línea recta hacia por lo menos el segmento oa' de línea recta, lo cual correspondería a dos veces el arco del ángulo a de arco, siendo el multiplicador mínimo de fase desplazada dos (2) en la ecuación 1 . Como se ilustra particularmente en la figura 3, la rosca helicoidal 34 preferiblemente tiene un perfil convexo de inserto 72 que se engrana con el perfil cóncavo de reducción 48 de la ranura helicoidal 38. El perfil convexo de inserto 72 tiene un segmento de diente" 74 que se extiende radialmente desde el arco ab de diámetro menor. El segmento de diente 74 está subtendido por 17
el ángulo a de arco y se define adicionalmente con la ecuación (4) a continuación de acuerdo con el ángulo T de arco para el arco ab de diámetro menor. Ángulo a del Arco > Ángulo T del Arco (4) La relación de fase desplazada definida para un par de roscado también se puede aplicar al rotor macho 14 con el roscado sencillo 34, de tal manera que el sector no dentado 46 debe tener un ángulo ß del arco que es al menos el doble del ángulo a del arco del roscado helicoidal sencillo 34. La circunferencia del rotor macho 14 es de 360°. Por lo tanto, el ángulo ß del arco para el sector no dentado 46 debe ser por lo menos 240° y el ángulo del arco no puede ser mayor de 120°. Similarmente, para el par de roscados 34, 36, 60° es el ángulo a del arco máximo que puede satisfacer el multiplicador de fase desplazada mínimo de dos (2) y 30° es el ángulo a del arco máximo que puede satisfacer el multiplicador de fase desplazada de cinco (5) para la modalidad preferida. Para los propósitos prácticos, es probable que sólo los rotores de diámetro grande puedan tener un multiplicador de fase desplazada de 50 (ángulo a del arco máximo de 3o) y que los puntos de fabricación puedan limitar los multiplicadores más altos. El rotor macho 14 y el rotor hembra 16 cada uno tiene un eje central respectivo 76, 78. Los ejes 76, 78 son montados en forma giratoria dentro del alojamiento 12 a través de los cojinetes 80 y sellos 82. El rotor macho 14 y el rotor hembra 16 se unen entre sí a través de un par de engranes que giran en sentido contrario 84, 86 que están unidos 18
respectivamente a los ejes 76, 78. El eje central 76 del rotor macho 14 tiene un extremo que se extiende fuera del alojamiento 12. Cuando el dispositivo de rotor de tornillo 10 opera como un compresor, el eje 76 gira provocando que gire el rotor hembra 14. El rotor macho 14 provoca que el rotor hembra 16 gire en sentido contrario a través de los engranes 84, 86, y que los roscados helicoidales 34,36 engranen con las ranuras helicoidales 38, 40. Como ya se describió, el sello de laberinto distal 54 ayuda al sellado entre cada uno de los roscados helicoidales 34, 36 en el rotor macho 14 y el orificio cilindrico 30 en el alojamiento 12. De manera similar, como se ilustra particularmente en la figura 3, los sellos axiales 88 se pueden formar en el alojamiento 12 a lo largo de toda la longitud del orificio cilindrico 32 para ayudar a sellar en la periferia del rotor hembra 16. Conforme el rotor hembra 14 y el rotor macho 16 están en transición entre el engranaje con otro y respectivamente sellando alrededor del alojamiento 12, una pequeña separación 90 se forma entre el rotor macho 14, el rotor hembra 16 y el alojamiento 12. Los rotores 14, 16 ajustan en el alojamiento 12 con tolerancias de cierre. Como ya se discutió, la modalidad preferida del dispositivo de rotor de tornillo 10 se diseña para operar como un compresor. El dispositivo de rotor de tornillo 10 también se puede usar como un expansor. Cuando actúa como un expansor, el gas que tiene una presión más alta que la presión ambiental ingresa el dispositivo de rotor de tomillo 10 a través del puerto de salida 20, siendo opcional la válvula 58. La presión del gas aplica presión para 19
forzar la rotación del rotor macho 14 y el rotor hembra 16. Conforme el gas se expande en los espacios 39, 41 , se extrae trabajo a través del extremo del eje 76 que se extiende fuera del alojamiento 12. La presión en los espacios 39, 41 disminuye conforme el gas se mueve hacia el puerto de entrada 18 y sale a presión ambiente en el puerto de entrada 18. El dispositivo de rotor de tornillo 10 puede operar con un fluido de trabajo gaseoso y también se puede usar como una bomba para un fluido de trabajo líquido. Para los líquidos de bombeo, una válvula también se puede usar para prevenir que el fluido se regrese al rotor. Las figuras 6A y 6B ilustran una vista transversal detallada de las ranuras helicoidales y roscados helicoidales de las figuras 2A y 2B, respectivamente. Estas vistas ilustran las diferencias entre un perfil de roscado de tornillo con sección entre cuadrada y en V 92 y otra característica de la presente invención, un perfil de roscado trapecial 94. Entre el diámetro menor 50 y el diámetro mayor 52 del rotor hembra, el perfil de roscado de tornillo con sección entre cuadrada y en V 92 de la ranura helicoidal 38 incluye una línea cóncava 96 y una línea sustancialmente recta 98 opuesta a esta. El perfil roscado trapecial 94 también incluye una línea cóncava 96 pero es particularmente definida por una línea recta diagonal 100. Sobre el rotor macho, el roscado de tornillo con sección entre cuadrada y en V 92 del roscado helicoidal 34 también se encuentra entre los diámetros mayor y menor e incluye un par de curvas convexas opuestas. En comparación, el perfil roscado trapecial 94 tiene una línea recta diagonal 102 que es paralela y 20
que está en tolerancia cercana con la línea recta diagonal correspondiente 100 en la ranura helicoidal 38. En el ejemplo particular ilustrado por la figura 6B, una curva convexa 104 es opuesta a la línea recta diagonal 102. Las figuras 7A y 7B particularmente ilustran el dispositivo de rotor de tornillo 10 de acuerdo a diversos aspectos de la presente invención, incluyendo las líneas rectas diagonales paralelas 100, 102 del perfil roscado trapecial 94, los roscados helicoidales de fase desplazada 34, 36, y el diseño de paso sencillo de los rotores macho y hembra 14, 16 dentro del alojamiento 12. Con respecto al ejemplo particular ilustrado en la figura 7B, el perfil roscado trapecial 94 incluye una curva cóncava 104 opuesta de la línea recta diagonal 102. Se puede apreciar que los beneficios de la presente invención se pueden lograr con tolerancias de fabricación, tales como en las líneas rectas diagonales paralelas 100, 102. En particular, las tolerancias en las líneas rectas diagonales paralelas 100, 102 pueden permitir un radio ligero de curvatura entre las líneas diagonales y los diámetros mayor y menor y una divergencia extremadamente ligera en el paralelismo. Se podrá apreciar que las tolerancias de fabricación pueden depender del tipo de material que se usa, tales como metales, cerámicas, plásticos y materiales mixtos de los mismos y dependiendo del procedimiento de fabricación, tales como el trabajo en máquina, extrusión, fundición y combinaciones de los mismos. La figura 8 ilustra una vista esquemática transversal axial de otro aspecto de la presente invención con respecto al dispositivo de rotor de tornillo 1 0. Como con el dispositivo de rotor de tornillo 10 descrito 21
anteriormente, el dispositivo de rotor de tornillo 10 generalmente incluye un alojamiento 1 12 y un par de rotores 1 14, 1 16 que tienen un puerto de entrada 1 18 y un puerto de salida 120. El puerto de entrada 1 18 preferiblemente se localiza en el extremo de engranaje 122 del alojamiento 1 12, y el puerto de salida 120 se localiza en el extremo opuesto 124 del alojamiento 1 12. Los rotores 1 14, 1 16 se engranan conforme giran en sentido contrario respectivamente alrededor de un par de ejes sustancialmente paralelos 126, 1 28 dentro de un par de orificios cilindricos 130, 132 que se extiende entre los extremos 122, 124. Generalmente, cada uno de los rotores 1 14, 1 16 tiene un número idéntico (N) de roscados helicoidales, y en la modalidad preferida de este aspecto de la presente invención, cada uno de los rotores 1 14, 1 16 tiene un par de roscados helicoidales 134, 1 36. Cada uno de los roscados helicoidales 134, 136, preferiblemente tiene un lado convexo 138 y un lado cóncavo 140. Debido a que los rotores 1 14, 1 16 giran en sentido contrario con respecto uno con otro, los roscados helicoidales 134, 136 en uno de los rotores 1 14 se engranan respectivamente en fase con los roscados helicoidales 134, 136 en el otro rotor 1 16. De esta manera, el fluido de trabajo fluye a' través del puerto de entrada 1 18 y en el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 en los espacios 139, 141 unido en cada lado de los roscados helicoidales 134, 136, los orificios cilindricos 130, 132, y los extremos 122, 124 del alojamiento 1 12. Los espacios 139, 141 alternativamente son abiertos y cerrados del puerto de entrada 1 18 conforme los roscados helicoidales 134, 136 se engranan.
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Conforme los rotores 1 14 continúan girando en sentido contrario, el fluido de trabajo es desplazado positivamente hacia y a través del puerto de salida 120. Los rotores de engranaje 1 14, 1 16 preferiblemente son rotores dobles, como se describe con referencia a las figuras 9 y 10. En particular, los rotores 114, 1 16 son dobles por naturaleza debido a que tienen una forma transversal cóncava/convexa idéntica 142 en el plano perpendicular a los ejes de rotación 126, 128. Los rotores 1 14, 1 16 giran en sentido contrario entre sí y se engranan sin bloquearse debido a que sus roscados 134, 136 tienen ángulos de hélice de giro opuesta 144. La forma cóncava/convexa 142 generalmente incluye un arco de diámetro mayor 146, un arco de diámetro menor 148, y curvas cóncava y convexa entre los arcos de diámetro mayor y menor 146, 148. Las curvas cóncava y convexa respectivamente corresponden a los lados cóncavo y convexo 140, 138 de los roscados helicoidales 134, 136. La curva cóncava 140 en cada uno de los rotores 1 14, 1 16 preferiblemente se define por la trayectoria del arco de diámetro mayor 146 en uno otro de los rotores 1 14, 116, respectivamente, y la curva convexa 140 preferiblemente tiene un radio que disminuye de manera continua desde el radio del diámetro mayor 146 al radio del diámetro menor 148. Conforme los rotores 1 14, 1 16 giran en sentido contrario, el radio de la curva conexa 140 en uno de los rotores 1 14, 1 16 disminuye mientras el radio de la curva convexa idéntica 140 en uno otro de los rotores 1 16, 1 14 respectivamente se incrementa, manteniendo de esta manera los roscados helicoidales 134, 136 en proximidad más cercana entre sí entre los ejes de rotación 126, 128. En la 23
modalidad preferida de este aspecto de la presente invención, el diámetro mayor de los rotores 1 14, 1 16 aproximadamente es el doble que el diámetro menor de los rotores 1 14, 116. De acuerdo a la presente invención y como se describe haciendo referencia a las figuras 1 1 y 12, las tolerancias más estrechas entre los roscados helicoidales 134, 136 se pueden mantener al definir la línea de proximidad más cercana entre estos de acuerdo a una forma roscada trapecial 1 50. En particular, la forma roscada trapecial 150 incluye líneas diagonales rectas paralelas 152 que se expanden casi toda la longitud del alojamiento 1 12, solamente con una abertura ligera 154 entre los rotores 114, 1 16 y los extremos 122, 124 del alojamiento 1 12. La forma roscada trapecial 150 también incluye un par de líneas cóncavas yuxtapuestas 156 entre las líneas diagonales rectas paralelas 1 52. Aunque es posible que las líneas diagonales recta paralelas 152 se expandan la longitud del alojamiento 1 12, tal diseño puede crear un borde extremadamente agudo entre los roscados helicoidales 134, 136 y los orificios cilindricos 130, 132. Debido a que los rotores 114, 1 16 giran en sentido contrario, se produce un diferencial de presión en cualquier lado de los roscados helicoidales 134, 136 y un borde agudo entre los roscados helicoidales 134, 136 crean un efecto Venturi que incrementa la fuga en la región entre los roscados helicoidales 134, 136 y los orificios cilindricos 130, 132. Por lo tanto, la forma roscada trapecial 150 también incluye preferiblemente dos pares de líneas rectas 158, 160 que se localizan entre las líneas diagonales paralelas rectas 152 y las líneas cóncavas 24
yuxtapuestas 156. Las líneas rectas 158, 160 pueden ser bastante cortas y aún mejorar el sellado entre los roscados helicoidales 134, 136 y los orificios cilindricos 130, 132. En la modalidad preferida de este aspecto de la presente invención, las líneas diagonales rectas paralelas 152 son más de tres veces debido a que las líneas rectas 158, 160 se combinan. Las líneas rectas 158, 160 son sustancialmente paralelas a los ejes de rotación 126, 128 y se desvían una de otra. Además, las líneas rectas 158, 160 preferiblemente tienen la misma longitud. Generalmente, la curva conexa 140 para cada uno de los rotores 1 14, 1 16 se define por la pendiente 162 de las líneas diagonales rectas paralelas 152 y por los diámetros 164, 166 y ángulos del arco 168, 170 de los diámetros mayor y menor 172, 174, respectivamente. En las figuras 13A y 3B, los ángulos del arco 168, 170 se incrementan. Al incrementar los ángulos del arco 168, 170, la longitud de las líneas rectas 158, 160 y las líneas diagonales rectas paralelas 152 se incrementan y disminuyen respectivamente de acuerdo al ángulo de hélice 144, provocando de esta manera que la pendiente 162 de las líneas rectas paralelas 152 cambie. Como se ilustra particularmente en la figura 8, el par de rotores 1 14, 1 16 tiene un eje central respectivo 176, 178 en cada una de estas modalidades. Los ejes 176, 178 son montados en forma giratoria dentro del alojamiento 1 12 a través cojinetes 180 y sellos 182. Los rotores 1 14, 1 16 preferiblemente están unidos entre sí, a través de un par de engranes184, 186 que giran en sentido contrario y que son unidos respectivamente a los ejes 25
176, 178. El eje central 176 de uno de los rotores 1 14 tiene une extremo que se extiende fuera del alojamiento 1 12. Cuando el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 opera como un compresor, el eje 176 gira provocando que el rotor correspondiente 1 4 gire. El rotor accionado 114 provoca que el otro rotor 1 16 gire en sentido contrario a través de los engranes 184, 186 y que los rotores 1 14, 116 se engranen entre sí. Aunque cada uno de los rotores 14, 16 tiene un número idéntico (N) de roscados helicoidales, el número particular de los roscados helicoidales 134, 36 puede variar. Por ejemplo, las figuras 14A, 14B y 14C muestran rotores 1 4, 116 que tienen cada uno tres roscados helicoidales 188, 190, 192. Como en la modalidad preferida para este aspecto de la invención, estos rotores 1 14, 1 16 tienen un perfil roscado trapecial 150. Como se ilustra en la figura 14C, el radio de la curva convexa 140 en uno de los rotores 1 14, 1 16 disminuye mientras el radio de la curva convexa idéntica 140 en uno otro de los rotores 1 16, 1 14 respectivamente se incrementa conforme los rotores 1 14, 1 16 giran en sentido contrario, manteniendo así los roscados helicoidales 134, 136 en proximidad más cercana uno con otro entre los ejes de rotación 126, 128. Para el balance de cada uno de los rotores 14, 16 en sus ejes respectivos 174, 178, se prefiere que tenga roscados helicoidales múltiples 134, 136, aunque se podrá apreciar que también se puede usar un roscado helicoidal sencillo. En la modalidad preferida de la presente invención, el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 opera como un compresor de tornillo en un fluido de 26
trabajo gaseoso. Cuando se opera como un compresor de tomillo, el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 preferiblemente incluye una válvula 194 en comunicación fluida operativa con el puerto de salida 120. Como se describe particularmente en la patente de E.U.A. No.6, 599,1 12, que es por tanto incorporada para referencia aquí, la válvula 194 puede ser una placa de sincronización de presión unida a, y que gira con uno de los rotores. La válvula 194 alternativamente puede ser una válvula de láminas unida al alojamiento 1 12. Se podrá apreciar que la válvula 194 puede ser de otros tipos de válvulas accionadas por presión y accionadas mecánicamente. Un sistema de control por computadora (no mostrado) se puede usar para controlar la válvula 194 con accionadores basados en entradas de sensores. Además, también se puede usar una válvula en el control de la entrada de fluido en el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 a través del puerto de entrada 1 18. El dispositivo de rotor de tornillo 1 10 también se puede usar como una expansor. Cuando actúa como un expansor, el gas que tiene una presión mayor que la presión ambiente entra en el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 a través de un puerto de salida 120. Un sistema de válvulas se puede usar para controlar la expansión del gas a través del dispositivo de rotor de tornillo 1 10. La presión del gas empuja la rotación de los rotores 1 14, 116. Conforme el gas se expande en los espacios alternantes 139, 141 se extrae trabajo a través del extremo del eje 176 que se extiende fuera del alojamiento 1 12. La presión en los espacios 139, 141 disminuye conforme el gas se mueve hacia el puerto de entrada 1 18 y sale a presión ambiental en el 27
puerto de entrada 1 18. El dispositivo de rotor de tornillo puede operar con fluido de trabajo gaseoso y también se puede usar como una bomba para un fluido de trabajo líquido. Para los líquidos de bombeo, se puede utilizar una válvula para prevenir que el fluido regrese al rotor. La presente invención generalmente se refiere a dispositivos de rotor de tornillo 1 10 que tienen rotores 1 14, 1 16 con el número idéntico de roscados (N), un perfil roscado trapecial 150 y una longitud que es aproximadamente igual o inferior al paso sencillo 196 de los roscados helicoidales 134, 136. El paso de un tornillo generalmente se define como la distancia desde cualquier punto en un roscado de tornillo a un punto correspondiente en el siguiente roscado, medido en paralelo al eje y en el mismo lado del eje. Cada modalidad del dispositivo de rotor de tornillo 1 10 se ilustra en las figuras 8 a 13 teniendo un par de roscados helicoidales 134, 136. Por lo tanto, una torsión helicoidal de 180° de los roscados helicoidales 134, 136 produce un paso sencillo de los roscados helicoidales 134, 136. En comparación, la modalidad del dispositivo de rotor de tornillo 10 ilustrada en las figuras 14A, 14B y 14C tiene tres roscados helicoidales 188, 190, 192. Por lo tanto, una torsión helicoidal de 120° de los roscados helicoidales 188, 190, 192 produce un paso sencillo de los roscados helicoidales 188, 190, 192. En general, la torsión helicoidal requerida para proveer el paso sencillo se define meramente por el número de roscados helicoidales de acuerdo a la ecuación (3) anterior.
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En cada una de las modalidades mostradas en las figuras 8 a 14, los rotores 114, 1 16 son dobles, teniendo una forma transversal cóncava/convexa idéntica 142 en el plano perpendicular al eje de rotación 126, 128. Sin embargo, el dispositivo de rotor de tomillo 1 10 también puede tener rotores 1 14, 116 que no son dobles aunque los rotores 1 14, 1 16 pueden continuar teniendo el número idéntico de roscados (N), un perfil de roscado trapecial 150, y una longitud que no es mayor de aproximadamente un paso sencillo 196. Como se discutirá posteriormente con detalle, la figura 7A ¡lustra un ejemplo de tal diseño en donde uno de rotores 14, 16 tiene un par de roscados helicoidales con diferentes formas transversales cóncava/convexa diferentes 106, 107. Como se ilustra en la figura 7B, las formas transversales cóncava/convexa diferentes 106, 107 resultan en diferentes perfiles en sentido longitudinal 108, 109 para los rotores 14, 16. En comparación, el perfil en sentido longitudinal en cada una de las otras modalidades es la misma forma, siendo solamente invertido con respecto uno con otro. Por supuesto, se podrá apreciar que aunque la longitud del dispositivo de rotor de tornillo 1 10 se limita a aproximadamente un paso sencillo 196 de los roscados helicoidales 134, 136, la longitud del paso se puede cambiar al alterar el ángulo de hélice 144 de los roscados helicoidales 134, 136. La longitud del paso se incrementa conforme el ángulo de hélice 144 se inclina. Además, para los rotores que tienen diámetro dado, el ángulo de hélice 144 se inclinará conforme el número de roscados se incrementa. Por ejemplo, la modalidad de roscado triple ilustrada en la figura 14A tiene 29
diámetros mayor y menor iguales que la modalidad de roscado doble ilustrada en la figura 9; y estas modalidades tienen aproximadamente el mismo ángulo del arco para los diámetros mayor y menor. Por lo tanto, aunque ambas de estas modalidades tienen una forma roscada trapecial 150 con aproximadamente la misma pendiente 162, los rotores 1 14, 1 16 en estas modalidades no tienen el mismo ángulo de hélice 144 debido a que en la modalidad de roscado triple tiene una torsión helicoidal de 180° mientras que la modalidad de roscado doble tiene solamente una torsión helicoidal de 120°. Por lo tanto, la modalidad de roscado triple tiene un ángulo de hélice muy inclinado 144 en comparación con la modalidad de doble roscado. Como se discutió anteriormente, los diámetros 164, 166 y los ángulos del arco 168, 170 de los diámetros mayor y menor 172, 174, respectivamente también son variables. Se podrá apreciar que más de dos rotores se pueden usar también de acuerdo a la presente invención y que los rotores pueden tener diámetros mayores y menores diferentes. Además, se podrá apreciar que los ejes de los rotores no necesariamente necesitan ser paralelos con respecto uno con otro; aunque se prefiere que los ejes estén en el mismo plano. Por lo tanto, de acuerdo a diversos aspectos de la presente invención expuestos en las reivindicaciones que siguen y descritos en la presente, el dispositivo de rotor de tornillo 1 10 puede tener diseños alternos. Las modalidades anteriores ilustran el dispositivo de rotor de tornillo 10, 110 de acuerdo a diversos aspectos de la presente invención. Los rotores 14, 16, 14, 1 16 generalmente se ajustan dentro del alojamiento 12, 30
1 12 de. acuerdo a tolerancias cerradas, tales como el espacio 90, 154 discutido anteriormente, y se debe apreciar que los beneficios de la presente invención se pueden lograr dentro de tolerancias de fabricación, tales como en las líneas rectas diagonales paralelas 52 del perfil roscado trapecial 150. En particular, las tolerancias en las líneas rectas diagonales paralelas 152 pueden permitir un radio ligero de curvatura entre las líneas diagonales y los diámetros mayor y menor y una divergencia extremadamente ligera en el paralelismo. Se podrá apreciar que las tolerancias de fabricación pueden variar dependiendo del tipo de material que se usa, tales como metales, materiales cerámicos, plásticos y materiales mixtos de los mismos, y dependiendo del procedimiento de fabricación, tal como el trabajo en máquina, extrusión, fundición y combinaciones de los mismos. De la descripción detallada de cada una de las modalidades anteriores, se podrá apreciar que la forma transversal de los rotores puede ser diferente o idéntica, es decir rotores dobles. A pesar que el dispositivo de rotor de tornillo 10, 110 de la presente invención tiene un número idéntico de roscados (N) y que la torsión de la forma transversal a lo largo de los ejes del rotor respectivos 26, 28, 126, 128 resultan en una forma helicoidal para cada rotor que está engranado con la forma helicoidal del otro rotor. En consecuencia, los rotores generalmente se pueden referir por tener pares de elementos helicoidales de engranaje, es decir, 34 & 38, 36 & 40, 134 & 134, 136 & 136.
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Como se discutió en detalle anteriormente, los pares de elementos helicoidales pueden ser, en la alternativa o en cualquier combinación, un roscado de fase desplazada y una ranura de fase desplazada correspondiente, un par de roscados trapeciales de un solo paso, o un par de roscados cóncavo/convexo de un solo paso. En particular, los roscados helicoidales de fase desplazada en el rotor macho engranan con el número idéntico de ranuras helicoidales de fase desplazada correspondientes en el motor hembra. En un aspecto de los roscados helicoidales de fase desplazada, la ranura helicoidal puede tener un perfil cóncavo de reducción que engrana con un perfil convexo de reducción correspondiente del roscado helicoidal. El perfil cóncavo de reducción corresponde a una ranura helicoidal que tiene una anchura axial más estrecha radialmente en la periferia del rotor hembra. En otro aspecto de los roscados helicoidales de fase desplazada y ranuras correspondientes, estos pares de elementos helicoidales pueden tener el perfil roscado trapecial, es decir, una línea diagonal entre los rotores de engranaje. La porción cóncava del roscado cóncavo-convexo se forma por una trayectoria del arco del diámetro mayor en el roscado diferente de los rotores de engranaje, mientras que la curva convexa para los rotores de engranaje se puede definir por una pendiente de las líneas diagonales junto con el diámetro y el ángulo del arco de los arcos de diámetro mayor y menor del rotor. Además, la longitud máxima de los rotores se puede limitar a un paso sencillo de los pares de elementos helicoidales.
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La sección transversal del roscado helicoidal de fase desplazada, en cualquier plano perpendicular a uno del par de ejes, que tiene un sector dentado y no dentado. El sector es sub-extendido por el ángulo del arco que es mayor proporcionalmente que el ángulo del arco del diente, es decir, por el multiplicador de fase desplazada. El perfil del diente es un arco de diámetro menor y un segmento dentado que se extiende radialmente a un arco de diámetro mayor en tolerancia cercana con el alojamiento. El multiplicador de fase desplazada es por lo menos dos. La sección transversal del par de roscados trapeciales de paso sencillo, en una sección transversal en sentido longitudinal del par de rotores de engranaje mediante un plano que se extiende entre el par de ejes, tiene líneas diagonales paralelas rectas y un par de líneas cóncavas opuestas. La longitud de los rotores de engranaje aproximadamente es igual a un paso sencillo de los roscados trapeciales de paso sencillo. La sección transversal de los roscados cóncavo/convexo de paso sencillo, en un plano perpendicular a uno de los pares de ejes, tiene un arco de diámetro mayor, un arco de diámetro menor, y ambos una curva cóncava y convexa entre estos. La curva cóncava en cada uno de rotores de engranaje se define por una trayectoria del arco de diámetro mayor en el otro de los rotores de engranaje, y la curva convexa para cada uno de los rotores de engranaje se define por diversos aspectos de los rotores, incluyendo la pendiente de las líneas diagonales rectas paralelas y el diámetro y ángulo del arco del arco de diámetro mayor y el arco de diámetro menor. Como con el 33
roscado trapecial de paso sencillo, la longitud de los rotores de engranaje es aproximadamente igual a un paso sencillo de los roscados cóncavo/convexo de paso sencillo. En vista de lo anterior, se podrá observar que diversas ventajas de la invención se pueden lograr. Las modalidades son elegidas y descritas con el propósito de explicar mejor los principios de la invención y su aplicación practica permite de esta manera a los expertos en la técnica utilizar de una mejor manera la invención en diversas modalidades y con diversas modificaciones como sea adecuado para el uso particular contemplado. Como diversas modificaciones se pueden realizar en las construcciones y métodos de la presente, descritos e ilustrados sin desviarse del campo de la invención, se pretende que toda la materia contenida en la descripción anterior o mostrada en los dibujos anexos se deba interpretar como ilustrativa y no como limitativa. Así, la amplitud y alcance de la presente invención no se debe limitar por ninguna de las modalidades ejemplares discutidas anteriormente, sino se deben definir solamente de acuerdo con las siguientes reivindicaciones anexas a esta y sus equivalentes.