PT1065376E - Compressor hermético. - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO "COMPRESSOR HERMÉTICO" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção A presente invenção diz respeito a um compressor rotativo hermético que é montado, por exemplo, num sistema de ar condicionado ou numa máquina refrigeradora.

Descrição do estado da técnica

Este tipo de compressor rotativo hermético 100 será explicado com referência as figuras 14 a 16. Em todos os desenhos, a referência numérica 101 representa um compartimento fechado no qual um motor eléctrico (por exemplo um motor de corrente continua sem escovas) 102 é disposto como elemento eléctrico na parte superior e um elemento compressor 103, cuja rotação é accionada pelo motor eléctrico 102, está alojado na parte inferior. O compartimento fechado 101 apresenta uma estrutura bipartida composta por uma secção de cobertura cilíndrica 101A, cuja extremidade superior é aberta, e uma secção de fecho terminal 101B, cuja extremidade superior dispõe de uma abertura que é fechada acima da secção de cobertura 101A, sendo constituída pelo encaixe da secção de fecho terminal 101B na secção de cobertura 101A, a fim de ser fechada através de um sistema de deposição a alta frequência ou semelhante após o alojamento do motor 2 eléctrico 102 e do elemento compressor 103 na secção de cobertura 101A. Além disso, a parte inferior da secção de cobertura 101A do compartimento fechado 101 é um depósito de óleo B. O motor eléctrico 102 é composto por um estator 104, fixado na parede interior do compartimento fechado 101, e por um rotor 105, apoiado de forma a poder rodar em torno de um veio rotativo 106 no interior do estator 104. O estator 104 é composto por um núcleo do estator 174, configurado por sobreposição de várias placas metálicas do estator, de forma essencialmente circular, e um enrolamento do estator (bobina de accionamento) 107 que cria um campo magnético rotativo para o rotor 105, unido a várias secções dentadas 175 formadas no perímetro interior do núcleo do estator 174 pelo método de enrolamento distribuído. A superfície exterior periférica do núcleo do estator 174 é colocada em contacto com e fixada na parede interior da secção de cobertura 101A do compartimento fechado 101.

Neste caso, forma-se um conjunto de entalhes 176 na superfície exterior periférica do núcleo do estator 174, sendo o entalhe 176 afastado da parede interior da secção de cobertura 101A de modo a formar uma passagem 177 nesse espaço. O elemento compressor 103 inclui um primeiro cilindro rotativo 109 e um segundo cilindro rotativo 110, separados por uma placa divisória intermédia 108. As secções excêntricas 111 e 112, cuja rotação é accionada pelo veio rotativo 106, são unidas aos cilindros correspondentes 109 e 110, sendo as fases destas secções excêntricas 111 e 112 desviadas entre si a 180° nas 3 posições excêntricas.

As referências numéricas 113 e 114 representam um primeiro rolo e um segundo rolo que rodam nos cilindros 109 e 110, respectivamente, e giram nestes cilindros por rotação das secções excêntricas 111 e 112. As referências numéricas 115 e 116 representam uma primeira armação e uma segunda armação, sendo que a primeira armação 115 forma um espaço de compressão fechado para o cilindro 109 entre o próprio e a placa divisória 108, enquanto a segunda armação 116 forma simultaneamente um espaço de compressão para o cilindro 110 entre o próprio e a placa divisória 108. Além disso, a primeira armação 115 e a segunda armação 116 incluem, respectivamente, secções de rolamento 117 e 118, que rodam em torno da secção inferior do veio de rotação 106.

As referências numéricas 119 e 120 representam silenciadores dispostos de forma a cobrir a primeira armação 115 e a segunda armação 116, respectivamente. Deve salientar-se que o cilindro 109 comunica com o silenciador 119 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na primeira armação 115, e que o cilindro 110 comunica igualmente com o silenciador 120 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na segunda armação 116. A referência numérica 121 representa um tubo de derivação disposto no exterior do compartimento fechado 101 para comunicar com o interior do silenciador 120. A referência numérica 122 representa um tubo de descarga, disposto acima do compartimento fechado 101, e as referências numéricas 123 e 124 representam tubos de admissão que conduzem aos cilindros 109 e 110. Além 4 disso, a referência numérica 125 diz respeito a um terminal fechado que abastece energia a partir do exterior do compartimento fechado 101 para o enrolamento 107 do estator 104 (não está ilustrado o condutor eléctrico que liga o terminal fechado 125 ao enrolamento do estator 107). A referência numérica 126 representa um núcleo do rotor 105, que é obtido por sobreposição de várias placas metálicas do rotor extraídas a partir de uma chapa de aço electromagnética com espessura de 0,3 mm a 0,7 mm, com a forma apresentada nas figuras 15 e 16, e por vedação das placas entre si para garantir uma estratificação integral.

Neste caso, a placa metálica do núcleo do rotor 126 é extraída da chapa metálica electromagnética de forma a que as secções de pólos salientes 128 a 131 constituam quatro pólos magnéticos, sendo que as referências numéricas 132 a 135 representam secções côncavas dispostas de modo a formar secções de pólos salientes entre as respectivas secções de pólos salientes 128 a 131.

As referências numéricas 141 a 144 representam ranhuras nas quais é inserido um corpo magnético 145 (um íman permanente). Estas ranhuras 141 a 144 correspondem às secções de pólos salientes 128 a 131 e estão formadas num círculo concêntrico na parte exterior periférica do núcleo do rotor 126, estendendo-se no sentido axial do veio rotativo 106.

Além disso, a referência numérica 146 representa um orifício formado no centro do núcleo do rotor 126 e no qual o veio rotativo 106 é ajustado por retracção. As referências numéricas 147 a 150 representam orifícios de 5 passagem com uma dimensão e forma que permitem a inserção dos rebites de vedação 151 adiante descritos. Estes orifícios de passagem 147 a 150 são formados de modo a ficarem associados aos lados interiores das ranhuras respectivas 141 a 144. Além disso, as referências numéricas 161 a 164 representam orifícios de passagem de ar que configuram passagens de óleo formadas entre os respectivos orifícios de passagem 147 a 150. Após a sobreposição das várias placas metálicas do rotor, estas são vedadas entre si para ficarem integradas, formando assim o núcleo do rotor 126.

Por outro lado, o corpo magnético 145 é constituído por um elemento magnético de terras raras, por exemplo um íman com base em praseodímio ou um íman com base em neodímio, cuja superfície é niquelada e cuja forma exterior é totalmente rectangular com uma secção transversal rectangular. O tamanho das ranhuras respectivas 141 a 144 permite a inserção do corpo magnético 145 através das mesmas.

As referências numéricas 166 e 167 representam elementos de rebordo planos unidos às extremidades superior e inferior do núcleo do rotor 126 e moldados numa forma essencialmente discóide utilizando um material não magnético, como aço inoxidável ou bronze. Os orifícios de passagem são formados do mesmo modo que os elementos de rebordo 166 e 167 em posições que correspondem aos orifícios de passagem 147 a 150.

Deve salientar-se que a referência numérica 172 representa uma placa separadora de óleo discóide unida ao rotor 105 de modo a ficar posicionada acima do elemento de rebordo 166 e que a referência numérica 173 se refere 6 a um contrapeso disposto entre a placa 172 e o elemento de rebordo 166.

Com esta configuração, quando o enrolamento 107 do rotor 104 do motor eléctrico 102 é activado, forma-se o campo magnético rotativo que acciona o rotor 105. A rotação do rotor 105 provoca a rotação excêntrica dos rolos 113 e 114 nos cilindros 109 e 110 através do veio rotativo 106, assim como a compressão de um gás de admissão absorvido dos tubos de admissão 123 e 124. O gás de alta pressão comprimido é libertado do cilindro 109 para o silenciador 119 através do orifício de comunicação e eliminado por um orifício de descarga não ilustrado, formado no silenciador 119, para o compartimento fechado 101. Por outro lado, o gás é libertado do cilindro 110 para o silenciador 120 através do orifício de comunicação e posteriormente eliminado para o compartimento fechado 101 através do tubo de derivação 121. O gás de alta pressão eliminado passa por uma folga no motor eléctrico 102 para chegar ao tubo de descarga 122 e sair para o exterior. Por outro lado, embora o gás contenha óleo, este óleo é separado pela placa 172 e outras antes de chegar ao tubo de descarga 122 e ser direccionado para o exterior pela força centrífuga. Além disso, flui para o depósito de óleo B através da passagem 177 e outras.

Conforme acima descrito, no compressor hermético rotativo convencional 100, uma vez que o enrolamento rotativo 107 que constitui o estator 104 do motor eléctrico 102 adopta o modo de enrolamento distribuído, o enrolamento do estator 107 sobressai, em grande parte, do 7 núcleo do estator 174 no sentido vertical, conforme ilustrado na Fig. 14. Como tal, a dimensão vertical do compartimento fechado 101 também é alargada, aumentando assim o tamanho geral do compressor rotativo hermético 100.

Além do mais, visto que a passagem do gás no interior do estator 104 com um enrolamento 107 em modo de enrolamento distribuído é estreita, conforme ilustrado na Fig. 15, a velocidade de circulação do gás torna-se elevada. Além disso, as extremidades superior e inferior das secções côncavas 132 a 135 do rotor 105 são fechadas pelos elementos de rebordo 166 e 167 ou pela placa 174, pelo que as secções côncavas 132 a 135 também não contribuem para a supressão da velocidade de circulação do gás.

Uma vez que é difícil separar o óleo quando a velocidade de circulação do gás é elevada, o óleo circula facilmente para fora do tubo de descarga 122. Adicionalmente, dado que o enrolamento do estator 107 sobressai da placa 172 conforme ilustrado na Fig. 14, a circulação do óleo para a passagem 177 é dificultada apesar da actuação da força centrífuga, reduzindo assim o efeito de separação do óleo.

Assim, deve ser assegurado um espaço grande no compartimento fechado 101 acima do enrolamento 107 do estator 104, conforme ilustrado na Fig. 14, no estado da técnica, o que também favorece o aumento do tamanho do compressor rotativo hermético 100.

Por outro lado, de modo a acelerar a circulação do óleo para baixo, em direcção ao depósito de óleo B, é necessário formar uma passagem de retorno de óleo 177 de dimensões suficientes. Porém, quando se aumenta o tamanho de um entalhe 176, a zona de contacto entre a superfície periférica exterior do núcleo do estator 174 e o compartimento fechado 101 (secção de cobertura 101A) torna-se mais pequena e a resistência de uma parte do compartimento fechado 101 com a qual o núcleo do estator 174 não está em contacto é reduzida. Por conseguinte, ocorre uma situação em que o compartimento fechado 101 é dobrado para dentro na zona do entalhe 176. Assim, é possível considerar a formação do orifício de passagem na secção periférica exterior do núcleo do estator 174, independentemente do entalhe, mas o óleo não fluirá tão facilmente para baixo como em comparação com o fluxo na parede interior do compartimento fechado 101. O documento US-A-5 800 150 descreve um compressor hermético com apoio de amortecimento de vibrações. O compressor hermético inclui um compartimento de vedação, um mecanismo de compressão alojado no compartimento de vedação que introduz o gás comprimido no seu interior para a compressão do gás comprimido, e uma armação que apoia e fixa o mecanismo de compressão. É prevista uma secção onde o mecanismo de compressão e a armação são contíguos, contendo uma secção de amortecimento de ondas de propagação sólidas que amortece a propagação de vibrações através da alteração súbita da secção transversal da secção de contiguidade.

No documento EP-A-0 823 771 é descrito um motor. Este motor inclui um núcleo do estator com vários dentes e entalhes entre os dentes, um enrolamento aplicado nos dentes por volta simples e um rotor que contém vários imanes permanentes, rodado e accionado através da 9 utilização de um binário de relutância em associação com um binário magnético. Rodando os dentes assim divididos com uma volta simples, é aumentada a taxa de ocupação do enrolamento nos entalhes.

RESUMO DA INVENÇÃO

De forma a solucionar os problemas técnicos acima descritos em relação ao estado da técnica, um dos objectivos da presente invenção é conseguir separar o óleo do gás sem problemas, reduzindo simultaneamente o tamanho do compressor rotativo hermético.

Este e outros objectivos da presente invenção são concretizados através de um compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação independente 1. As reivindicações subordinadas descrevem outros avanços vantajosos da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo hermético de acordo com uma forma de execução à qual é aplicada a presente invenção; A Fig. 2 é uma vista em corte transversal plana do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 1; A Fig. 3 é uma vista plana que ilustra um núcleo do estator e um núcleo do rotor do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 1; A Fig. 4 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um rotor do compressor rotativo hermético 10 ilustrado na Fig. 1; A Fig. 5 é uma vista inferior do rotor do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 1; A Fig. 6 é uma vista superior do rotor do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 1; A Fig. 7 é uma vista em corte longitudinal lateral ampliada que ilustra uma parte do motor eléctrico do compressor rotativo hermético ilustrado na 1; A Fig. 8 é uma vista que ilustra a relação entre a altura geral do compressor rotativo hermético e uma quantidade de descarga de óleo quando Ll e L2 na Fig. 1 são alterados; A Fig. 9 é uma vista em corte transversal ampliada que ilustra uma parte do motor eléctrico de um compressor rotativo hermético de acordo com outra forma de execução da presente invenção; A Fig. 10 é uma vista em corte transversal plana de um compressor rotativo hermético de acordo com outra forma de execução da presente invenção; A Fig. 11 é uma vista plana que ilustra um núcleo do estator e um núcleo do rotor do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 10; A Fig. 12 é uma vista em corte longitudinal lateral de um compressor rotativo hermético de acordo com outro exemplo que não faz parte das reivindicações; A Fig. 13 é uma vista que ilustra um valor de ruido quando SH e T na Fig. 12 são alterados; A Fig. 14 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo hermético convencional; A Fig. 15 é uma vista em corte transversal plana do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 14; 11 A Fig. 16 é uma vista plana que ilustra um núcleo do estator e um núcleo rotativo do compressor rotativo hermético ilustrado na Fig. 14.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA FORMA DE EXECUÇÃO PREFERENCIAL

Seguidamente, as formas de execução de acordo com a presente invenção serão descritas de forma mais pormenorizada com referência aos desenhos em anexo. A Fig. 1 é uma vista seccional lateral longitudinal de um compressor C ao qual a presente invenção é aplicada. Neste desenho, a referência numérica 1 representa um compartimento fechado no qual um motor eléctrico 2, que funciona como elemento eléctrico, é alojado na parte superior e um elemento compressor 3, cuja rotação é accionada pelo motor eléctrico 2, é alojado na parte inferior. 0 compartimento fechado 1 apresenta uma estrutura bipartida composta por uma secção de cobertura cilíndrica IA, cuja extremidade superior é aberta, e uma secção de fecho terminal 1B para fecho da extremidade superior que abre a secção de cobertura IA. Além disso, o compartimento fechado 1 é constituído pelo encaixe da secção de fecho terminal 1B na secção de cobertura IA, a fim de ser fechada através de um sistema de deposição a alta frequência ou semelhante após o alojamento do motor eléctrico 2 e do elemento compressor na secção de cobertura IA. Além disso, uma parte inferior da secção de cobertura IA do compartimento fechado 1 funciona como depósito de óleo B. 0 motor eléctrico 2 é um motor de corrente contínua 12 sem escovas do chamado tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos e composto por um estator 4, fixado numa parede interior do compartimento fechado 1, e por um rotor 5, rotativamente apoiado em torno de um veio rotativo 6 na parte interior do estator 4. 0 estator 4 inclui um núcleo do estator 74, formado pela sobreposição de várias placas metálicas (placas de aço-silicio) , de forma essencialmente circular, e um enrolamento do estator (bobina de accionamento) 7 que cria um campo magnético rotativo para o rotor 5.

Neste caso, são dispostas seis secções dentadas 75 no perímetro interior do núcleo do estator 74 e formadas secções entalhadas 78 abertas para o interior e na vertical entre as secções dentadas 75. Além disso, é formada uma secção de fecho terminal 75a aberta ao longo da superfície exterior do rotor 5 na extremidade da secção dentada 75. Quando o enrolamento do estator 7 é directamente enrolado em torno das secções dentadas 75 utilizando o espaço das secções entalhadas 78, os pólos magnéticos do estator 4 são formados por um método designado por enrolamento serial concentrado, constituindo assim o estator 4 de quatro pólos e seis entalhes.

Graças à adopção de um motor de corrente contínua sem escovas do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos como motor eléctrico 2, a dimensão da parte saliente do enrolamento do estator 7 a partir do núcleo do estator 74 no sentido vertical pode ser consideravelmente reduzida em comparação com o estado da técnica (Fig. 14). Além disso, visto que zona transversal da secção entalhada 78 do núcleo do estator 74 também 13 fica maior, conforme ilustrado na Fig. 3, a folga G, que é formada no interior do estator 4 e que o atravessa no sentido vertical conforme ilustrado na Fig. 2, é bastante aumentada em comparação com o estado da técnica (Fig. 15) .

Deve salientar-se que a relação dimensional entre o estator 4 e o compartimento fechado 1 será descrita mais adiante neste documento. A superfície periférica exterior do núcleo do estator 74 entra em contacto com e é fixada na parede interior da secção de cobertura IA do compartimento fechado 1. Neste caso, um conjunto de entalhes 76 (seis nesta forma de execução) obtidos por recorte da circunferência em forma de arco é formado na superfície periférica exterior do núcleo do estator 74, sendo que os entalhes 76 são afastados da parede interior da secção de cobertura IA de modo a constituir a passagem de retorno do óleo 77, conforme será descrito adiante.

Por outro lado, o elemento compressor rotativo 3 é equipado com um primeiro cilindro rotativo 9 e um segundo cilindro rotativo 10, separados por uma placa divisória intermédia 8. As secções excêntricas 11 e 12, cuja rotação é accionada pelo veio rotativo 6, são unidas aos cilindros correspondentes 9 e 10, sendo as posições excêntricas destas secções excêntricas 11 e 12 desviadas entre si a 1800.

As referências numéricas 13 e 14 representam um primeiro rolo e um segundo rolo, que rodam nos cilindros correspondentes 9 e 10 e giram nos cilindros 9 e 10 por rotação das secções excêntricas 11 e 12. As referências numéricas 15 e 16 dizem respeito à primeira e à segunda 14 armação, sendo que a primeira armação 15 forma um espaço de compressão fechado do cilindro 9 entre o próprio e a placa divisória 8, enquanto a segunda armação 16 forma igualmente um espaço de compressão fechado do cilindro 9 entre o próprio e a placa divisória 8. Além disso, a primeira armação 15 e a segunda armação 16 incluem, respectivamente, secções de rolamento 17 e 18 que rodam em torno da secção inferior do veio de rotação 6.

As referências numéricas 19 e 20 representam silenciadores montados de forma a cobrir a primeira armação 15 e a segunda armação 16, respectivamente. Deve salientar-se que o cilindro 9 comunica com o silenciador 19 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na primeira armação 15, e que o cilindro 10 também comunica com o silenciador 20 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na segunda armação 16. Nesta forma de execução, a parte inferior do interior do silenciador 20 comunica com a parte superior do silenciador 19 através de um orifício de comunicação 79 que atravessa os cilindros 9 e 10 e a placa divisória 8. A referência numérica 22 representa um tubo de descarga disposto na parte superior do compartimento fechado 1, sendo os tubos de admissão 23 e 24, respectivamente, ligados aos cilindros 9 e 10. Além disso, a referência numérica 25 diz respeito a um terminal fechado que abastece energia a partir do exterior do compartimento fechado 1 para o enrolamento 7 do estator 4 (não está ilustrado o condutor eléctrico que liga o terminal fechado 25 ao enrolamento do estator 7). A referência numérica 26 representa um núcleo do 15 rotor 5, que é obtido por sobreposição de várias placas metálicas do rotor extraídas a partir de uma chapa de aço electromagnética com espessura de 0,3 mm a 0,7 mm, com a forma apresentada nas figuras 2 e 3 e por vedação das placas entre si para garantir uma estratificação integral.

Neste caso, a placa metálica do núcleo do rotor 26 é extraída da chapa metálica electromagnética de forma a que as secções de pólos salientes 28 a 31 constituam quatro pólos magnéticos, sendo que as referências numéricas 32 a 35 representam secções côncavas dispostas de modo a formar secções de pólos salientes entre as respectivas secções de pólos salientes 28 a 31.

As referências numéricas 41 a 44 representam ranhuras nas quais é inserido um corpo magnético 45 (um íman permanente). Estas ranhuras correspondem às secções de pólos salientes 28 a 31 e estão formadas num círculo concêntrico que se estende no sentido axial do veio rotativo 6 na parte exterior periférica do núcleo do rotor 26.

Além disso, a referência numérica 46 representa um orifício formado no centro do núcleo do rotor 26 e no qual o veio rotativo 6 é ajustado por retracção.

As referências numéricas 47 a 50 dizem respeito a orifícios de passagem com uma dimensão que permite a inserção de rebites de vedação 51, adiante descritos, através dos mesmos. Estes orifícios são formados de acordo com o lado interior dos entalhes correspondentes 41 a 44.

Além disso, as referências numéricas 61 a 64 representam orifícios de passagem de ar que configuram 16 passagens de óleo formadas entre os respectivos orifícios de passagem 47 a 50. Após a sobreposição das placas metálicas do rotor correspondentes, estas são vedadas entre si para ficarem integradas, formando assim o núcleo do rotor 26.

Por outro lado, o corpo magnético 45 é composto por um material magnético de terras raras, por exemplo um íman com base em praseodímio ou um íman com base em neodímio, cuja superfície é niquelada e cuja forma exterior é totalmente rectangular com uma secção transversal rectangular. O tamanho das ranhuras respectivas 41 a 44 permite a inserção do material magnético 45 através das mesmas.

As referências numéricas 66 e 67 representam elementos de rebordo planos unidos às extremidades superior e inferior do núcleo do rotor 26. Estes elementos são compostos por um material não magnético, como aço inoxidável ou bronze. Nestes membros, as secções entalhadas 81 são formadas em posições que correspondem às secções côncavas 32 a 35, de modo a obterem sensivelmente a mesma forma do núcleo do estator 26, sendo formados orifícios de passagem de ar 82 idênticos em posições que correspondem aos orifícios de passagem de ar 61 a 64 (Fig. 5).

Além disso, são formados orifícios de passagem em relação aos elementos de rebordo 66 e 67, em posições que correspondem aos orifícios de passagem 47 a 50.

Deve salientar-se que a referência numérica 72 representa uma placa separadora de óleo discóide unida ao rotor 5 de modo a ficar posicionada acima do elemento de rebordo 66 e que a referência numérica 73 se refere a um 17 contrapeso disposto entre a placa 72 e o elemento de rebordo 66 (ver figuras 4 e 6).

Com esta estrutura, quando o enrolamento 7 do estator 4 do motor eléctrico 2 é activado, forma-se o campo magnético rotativo que acciona o rotor 5. A rotação do rotor 5 provoca a rotação excêntrica dos rolos 13 e 14 nos cilindros 9 e 10 através do veio rotativo 6, assim como a compressão de um gás de admissão absorvido dos tubos de admissão 23 e 24. O gás de alta pressão comprimido é libertado do cilindro 9 para o silenciador 19 através do orifício de comunicação e posteriormente eliminado a partir dos orifícios de descarga 83 (Fig. 7), formados no silenciador 19, para o compartimento fechado superior 1. Por outro lado, o gás é libertado do cilindro 10 para o silenciador 20 através do orifício de comunicação para entrar no silenciador 19 através dos orifícios de passagem 79 e posteriormente eliminado dos orifícios de descarga 83 para o compartimento fechado superior 1.

Conforme indicado pelas setas da Fig. 7, o gás de alta pressão libertado passa pela folga G do estator 4 do motor eléctrico 2 ou pela folga entre o núcleo do estator 74 e o rotor 5, as secções côncavas 32 a 35 do núcleo do rotor 26, os orifícios de passagem de ar 61 a 62, os entalhes 81 dos elementos de rebordo 66 e 67 e os orifícios de passagem de ar 82 para se deslocar para cima. O gás entra em contacto com a placa 72 para ser direccionado para o exterior pela força centrífuga. O gás é libertado pelo tubo de descarga 22 e o óleo circula para baixo através da passagem 77 para voltar a ser alimentado para o depósito de óleo B na parte inferior do 18 compartimento fechado 1.

Deste modo, dada a formação de uma folga G relativamente grande no estator 2 ou nas secções côncavas 32 a 35 do núcleo do rotor 26, nos orifícios de passagem de ar 61 a 62, nas secções entalhadas 81 dos elementos de rebordo 66 e 67 e nos orifícios de passagem de ar 82 no motor eléctrico 2, a velocidade de circulação do gás que se desloca para cima é relativamente reduzida. Como tal, a separação do gás e do óleo torna-se simples.

Adicionalmente, uma vez que o motor é do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos, a dimensão da parte do enrolamento do estator 7 que se projecta para cima a partir do núcleo do estator 74 torna-se mais pequena em comparação com o estado da técnica. Assim, o óleo enviado para fora a partir da placa 72 desloca-se facilmente para além do enrolamento do estator 7 e bate na parede interior do compartimento fechado 1 para continuar a fluir para a passagem 77.

Consequentemente, não é necessário garantir um espaço amplo para a separação do óleo no compartimento fechado 1, sendo possível conseguir uma redução do tamanho do motor eléctrico 2 propriamente dito, assim como da dimensão total do compressor rotativo hermético C.

Neste caso, partindo do princípio que existe uma distância LI entre a extremidade superior do enrolamento do estator 7 do motor eléctrico 2 e a superfície inferior da parede superior da secção de fecho terminal 1B do compartimento fechado 1 e uma dimensão vertical L2 do enrolamento 7 do estator 4 do motor eléctrico 2, se o cálculo Ll/(L1+L2) for alterado de várias formas, a Fig. 8 ilustra uma altura total L do compressor rotativo 19 hermético 1 e uma quantidade de descarga de óleo a partir do tubo de descarga 22. Deve salientar-se que cada valor é representado sob a forma de relação quando a altura total L do compressor rotativo hermético convencional, utilizando um motor de corrente alternada como motor eléctrico, é determinada em 100 e a quantidade de descarga de óleo é determinada em 100.

Além disso, no que se refere ao motor de corrente continua sem escovas, cada valor é apresentado no caso do compressor rotativo hermético 100 ilustrado na Fig. 14.

Como é possível observar no desenho, quando o espaço no compartimento fechado 1 acima do estator 4 é comprimido e Ll/(L2+L2) é igual a 0,3, a altura total L é reduzida para 77% em relação à do compressor rotativo hermético com motor de corrente alternada, mas a quantidade de descarga de óleo aumenta para 90% (o compressor rotativo hermético convencional 100 com motor de corrente contínua também apresenta uma quantidade de descarga de óleo de 90%).

Quando o espaço no compartimento fechado acima do estator 4 é aumentado e Ll/(Ll +L2) é igual a 0,6, a altura total L torna-se igual à do compressor rotativo hermético com motor de corrente alternada (100%), mas a quantidade de descarga de óleo é reduzida para 8%.

Por conseguinte, cada uma das dimensões é ajustada de modo a obter 0,3 < Ll/(L1+L2) < 0,6 nesta forma de execução. Em resultado, a altura do compressor rotativo hermético C pode ser consideravelmente reduzida, mantendo, ao mesmo tempo, uma quantidade de descarga de óleo a partir do compartimento fechado 1 igual à do estado da técnica, sendo, do mesmo modo, possível reduzir 20 a quantidade de descarga de óleo, mantendo simultaneamente uma altura do compressor rotativo hermético igual à do estado da técnica. A coluna inferior na Fig. 8 mostra uma relação de uma zona de passagem livre (a zona de passagem que comunica no sentido vertical) X da parte do estator 4 à qual são adicionadas a zona de passagem 77 e a folga G em relação a uma zona transversal periférica interior Y do compartimento fechado 1.

Ou seja, X = zona de passagem 77 + zona da folga G Y = zona transversal interior do compartimento fechado 1 Relação da coluna inferior na Fig. 8 = X / Y x 100 (%)

Quando o espaço no compartimento fechado 1 acima do estator 4 é reduzido para baixar a relação da altura total L para 77%, a quantidade de descarga de óleo torna-se igual ou inferior (inferior à do motor de corrente alternada) à do estado da técnica caso a relação acima descrita não seja inferior a 3,8%. Como tal, a relação acima referida é ajustada para um valor não inferior a 3,8% na presente forma de execução.

Em particular, a zona de passagem da folga G é ajustada de modo a ficar mais larga do que a passagem 77, sendo que, no exemplo da Fig. 2, a área da folga G é de 266,4 milímetros quadrados, enquanto a área da passagem 77 é de 246,0 milímetros quadrados.

Aqui, a Fig. 9 apresenta outra forma de execução do rotor 5. Neste caso, os orifícios de passagem 84 que atravessam o núcleo do rotor 26 e os elementos de rebordo 66 e 67 no sentido vertical são formados em relação ao núcleo do rotor 26 em posição que correspondem às partes superiores dos orifícios de descarga 83 do silenciador 21 19. Consequentemente, uma vez que o gás libertado pelos orifícios de descarga 83 flui facilmente para os orifícios de passagem 61 a 64, conforme ilustrado pelas setas Fig. 9, e se desloca para cima, a velocidade do fluxo de gás pode ser ainda mais reduzida, melhorando assim o isolamento do óleo.

Adicionalmente, as figuras 10 e 11 ilustram outra forma de execução do estator 4. Neste caso, os entalhes 76, formados em seis posições na superfície periférica exterior do núcleo do estator 74, têm uma forma seccional com uma dobra estreita para o lado periférico exterior do estator 4 e uma forma côncava, na qual o lado interior é alargado elipticamente. A superfície exterior periférica do núcleo do estator 74, exceptuando a parte dobrada, é configurada de modo a entrar em contacto com a parede interior da secção de cobertura 1B do compartimento fechado 1.

Assim, visto que uma passagem 77 com uma forma seccional estreita no lado periférico exterior do estator 4 e larga no lado interior é formada no entalhe 76, a zona de contacto do estator 4 e o compartimento fechado 1 podem ser alargados, sem deixar de assegurar a zona espaçosa da passagem de retorno do óleo 77. Especialmente, uma vez que também é possível reduzir uma posição da área da secção que não está em contacto, é evitado o inconveniente de virar o compartimento fechado 1 para o interior.

Deve salientar-se que o óleo pode circular facilmente para baixo na parede interior porque a passagem 77 comunica com a parede interior da secção de cobertura 1B. A Fig. 12 mostra outra forma de execução do 22 compressor rotativo hermético C de acordo com a presente invenção. Neste caso, um tubo de derivação 21 é disposto na parte exterior do compartimento fechado 1, sendo que este tubo de derivação 21 liga o orifício de passagem 79 ao espaço no compartimento fechado 1 abaixo do motor eléctrico 2. Consequentemente, o gás libertado para o silenciador 20 também circula no tubo de derivação 21 e é eliminado a partir da saída da extremidade superior para o lado inferior do motor eléctrico 2 no sentido horizontal. Deve salientar-se que, no desenho, as referências numéricas dizem respeito aos mesmos elementos ilustrados na Fig. 1 e que a relação dimensional entre LI e L2 é ajustada de forma idêntica à da Fig. 1.

Contudo, para além da ilustração da Fig. 1, partindo do princípio que, neste caso, a altura do volume do núcleo 74 do estator 4 corresponde a SH e que a distância entre o núcleo do estator 74 e o rebordo inferior (com a referência 1BB) da secção de fecho terminal 1B é T, cada dimensão é ajustada de modo a obter a seguinte expressão: 0,15 < T / SH < 0,5

Aqui, visto que o número de secções entalhadas do motor do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos é pequeno, a oscilação do binário é elevada, assim como a vibração do motor. A vibração do motor é transmitida para o compartimento fechado 1 e propagada para o exterior sob a forma de ruído, enquanto a vibração do compartimento fechado 1 se torna elevada à medida que a distância T entre o núcleo do estator 74 e a parte inferior da secção de fecho terminal 1BB se torna maior.

Esta situação é ilustrada na Fig. 13. Ou seja, entende-se que o nível da pressão do ruído aumenta quando 23 a distância T se torna maior e é atingido um valor T/SH = 1. Assim, o ajuste da gama dimensional desta forma de execução pode suprimir a vibração do compartimento fechado 1 e reduzir o ruido. Embora exista um método para aumentar a altura da secção de fecho terminal 1B de modo a reduzir o ruido, este não pode ser adoptado devido ao aumento desvantajoso da altura do compressor rotativo hermético C. 0 limite inferior 0,15 é determinado na gama estrutural prática. Além disso, esta relação dimensional pode, naturalmente, ser aplicada à forma de execução ilustrada na Fig. 1.

De acordo com a presente invenção acima descrita, no compressor rotativo hermético para alojamento do elemento eléctrico e do elemento compressor rotativo accionado pelo veio rotativo ligado ao elemento eléctrico no compartimento fechado, visto que o elemento eléctrico é constituído pelo motor do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos contendo: o estator fixado na parede interior do compartimento fechado; o rotor rotativamente apoiado pelo veio rotativo no lado interior do estator; o núcleo do estator que compõe o estator; um conjunto de secções dentadas e secções entalhadas formadas no núcleo do estator; e o enrolamento do estator directamente enrolado em torno das secções dentadas respectivas utilizando as secções entalhadas, a adopção deste motor do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos pode reduzir a dimensão da parte saliente do enrolamento do estator a partir do núcleo do estator, permitindo assim um efeito de separação do óleo.

Consequentemente, não é necessário garantir um espaço 24 amplo para a separação do óleo no compartimento fechado, sendo possível conseguir uma redução do tamanho do elemento eléctrico propriamente dito, assim como da dimensão total do compressor rotativo hermético.

Especialmente nos casos em que o elemento compressor rotativo se encontra alojado na parte inferior do compartimento fechado; o elemento eléctrico é disposto acima do elemento anterior; o tubo de descarga é unido à parede superior do compartimento fechado; a distância entre a extremidade superior do enrolamento do estator do elemento eléctrico e a superfície inferior da parede superior é LI e a dimensão vertical do estator do elemento eléctrico é L2, é possível obter o seguinte cálculo quando todas as dimensões são ajustadas de modo a satisfazer a expressão abaixo indicada. 0,3 < Ll/ (L1+L2) <0,6 A altura do compressor rotativo hermético pode ser consideravelmente reduzida, mantendo, ao mesmo tempo, uma quantidade de descarga de óleo a partir do compartimento fechado igual à do estado da técnica, sendo, do mesmo modo, possível reduzir a quantidade de descarga de óleo, mantendo simultaneamente uma altura do compressor rotativo hermético igual à do estado da técnica.

Além disso, o rotor inclui o núcleo rotativo, as secções côncavas formadas ao longo da superfície periférica exterior do núcleo rotativo no sentido vertical e os elementos de rebordo unidos às extremidades superior e inferior do núcleo rotativo, sendo que as secções entalhadas são formadas em relação aos elementos de rebordo em posições que correspondem às secções côncavas do núcleo rotativo. Assim, os elementos de 25 rebordo não interferem com a subida do gás através das secções côncavas do núcleo rotativo, podendo a velocidade do fluxo de gás ser reduzida para melhorar o isolamento do óleo.

Além disso, vista a formação de orifícios de descarga nos silenciadores do elemento compressor rotativo e de orifícios de passagem que se estendem tanto para a extremidade superior como inferior do rotor em posições correspondentes às partes superiores dos orifícios de descarga, o gás libertado pelos orifícios de descarga pode fluir facilmente através dos orifícios de passagem do rotor para circular para cima. Tal pode contribuir para uma maior redução da velocidade do fluxo de gás para melhorar o isolamento do óleo.

Além disso, um conjunto de passagens côncavas que se estendem tanto para a extremidade superior como inferior é formado na superfície periférica exterior do estator em intervalos predeterminados, sendo que cada passagem apresenta uma forma transversal de modo a ser estreita no lado periférico exterior do estator e larga no lado interior, e sendo que a superfície periférica exterior das outras partes que não compõem a passagem está em contacto com a parede interior do compartimento fechado. Assim, é possível alargar a zona de contacto do estator e do compartimento fechado, garantindo simultaneamente a passagem larga de retorno do óleo, sendo a zona onde não existe contacto reduzida numa posição para evitar inconvenientes como a deformação do compartimento fechado.

Adicionalmente, nos casos em que o compartimento fechado é composto por uma secção de cobertura, na qual a 26 extremidade que aloja o elemento eléctrico e o elemento compressor rotativo é aberta, e por uma secção de fecho terminal que fecha a abertura da secção de cobertura, a altura do volume do núcleo do estator para o elemento eléctrico é determinada como SH e a distância entre o núcleo do estator e o rebordo da secção de fecho terminal é determinada como T, é possível obter o seguinte cálculo quando todas as dimensões são ajustadas de modo a satisfazer a seguinte expressão. 0,15 < T / SH < 0,5

Mesmo com oscilações do binário elevadas e com a adopção de um motor do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos com tendência para vibração elevada, é possível suprimir a vibração do compartimento fechado propriamente dito e reduzir o ruido.

Além disso, uma vez que a zona de passagem no estator é ajustada para um valor não inferior a 3,8% da zona transversal interior do compartimento fechado, é possível uma maior redução da quantidade de descarga de óleo.

Lisboa, 27.08.2007

Claims (6)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Compressor rotativo hermético com um elemento eléctrico e um elemento compressor rotativo (3) accionado por um veio rotativo (6) ligado ao referido elemento eléctrico num compartimento fechado (1), caracterizado pelo facto de o referido elemento eléctrico ser composto por um motor (2) do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos e que inclui: um estator (4) fixado numa parede interior do referido compartimento fechado (1); um rotor (5) apoiado rotativamente pelo referido veio rotativo (6) no lado interior do referido estator (4); um núcleo do estator (74) que constitui o referido estator (4) e que dispõe de um conjunto de secções dentadas (75) e de secções entalhadas (78) , formadas no referido núcleo do estator (74); e um enrolamento do estator (7), enrolado directamente em torno de cada uma das referidas secções dentadas (75) utilizando as referidas secções entalhadas (78) em cada lado da secção dentada (75) respectiva; no qual, quando o referido elemento compressor rotativo (3) é alojado numa parte inferior do referido compartimento fechado (1); o referido elemento eléctrico é disposto acima do referido elemento compressor rotativo (3); os tubos de descarga (22) são unidos na parede superior do referido compartimento fechado (1); no qual, quando a distância entre a extremidade superior do referido enrolamento do estator (7) do referido elemento eléctrico e a superfície inferior da parede superior do 2 referido compartimento fechado (1) corresponde a Ll; e a dimensão vertical do referido enrolamento do estator (7) do referido elemento eléctrico corresponde a L2, o ajuste é efectuado numa gama 0,3 < Ll/(L1+L2) < 0,6; no qual um conjunto de passagens côncavas que se estendem tanto para a extremidade superior como inferior é formado na superfície periférica exterior do referido estator (4) em intervalos predeterminados, sendo que cada passagem apresenta uma forma transversal de modo a ser estreita no lado periférico exterior do referido estator (4) e larga no lado interior, e sendo que a superfície periférica exterior das outras partes que não compõem a passagem está em contacto com a parede interior do compartimento fechado (1).

2. Compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação 1, no qual o referido rotor (5) inclui: um núcleo do rotor (26); secções côncavas (32-35) formadas ao longo da superfície periférica exterior do referido núcleo do rotor (26) no sentido vertical; e elementos de rebordo (66, 67), unidos às superfícies das extremidades superior e inferior do referido núcleo do rotor (26) , sendo formadas secções entalhadas (81) nos referidos elementos de rebordo (66, 67) em posições que correspondem às referidas secções côncavas (32-35) do referido núcleo do rotor (26) .

3. Compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que inclui ainda orifícios de descarga (83), formados num silenciador (19) do referido elemento compressor rotativo (3) e orifícios de passagem 3 que se estendem às extremidades superior e inferior do referido rotor (5), sendo formados em posições que correspondem às partes superiores dos referidos orifícios de descarga (83) do referido rotor (5).

4. Compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação 1, no qual o referido compartimento fechado (1) inclui uma secção de cobertura aberta (IA) que aloja, numa das extremidades, o referido elemento eléctrico e o referido elemento compressor rotativo (3) e uma secção de fecho terminal (1B) que fecha a referida abertura da referida secção de cobertura (IA), e no qual, partindo do princípio de que a espessura de volume do referido núcleo (74) do referido estator (4) do referido elemento eléctrico corresponde a SH e que a distância entre o referido núcleo do estator (74) e o rebordo da referida secção de fecho terminal (1B) corresponde a T, o ajuste é efectuado numa gama 0,15 < T/SH < 0,5.

5. Compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação 1, no qual uma zona de passagem é disposta no referido estator (4) e ajustada para um valor não inferior a 3,8% de uma área transversal interior do referido compartimento fechado (1).

6. Compressor rotativo hermético de acordo com a reivindicação 5, no qual a área de uma folga no referido estator (4) é ajustada para um valor superior à área de uma passagem entre o referido estator (4) e o referido compartimento fechado (1). Lisboa, 27.08.2007