PT1496254E

PT1496254E - Compressor estanque

Info

Publication number: PT1496254E
Application number: PT04020560T
Authority: PT
Inventors: Kenzo Matsumoto; Akira Hashimoto; Tsuyoshi Higuchi; Kazuaki Fujiwara; Dai Matsuura; Aritomo Sato; Manabu Takenaka
Original assignee: Sanyo Electric Co
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-11-08
Also published as: KR100716705B1; DE60034995T2; CN1279356A; CN1515797A; ES2286966T3; TW564285B; TW200305686A; DE60036037T2; ES2291785T3; DE60034995D1; EP1065376A2; KR100641255B1; DE60036037D1; CN1121557C; EP1496254A2; EP1496254B1; PT1065376E; KR20060099507A; EP1065376A3; TW552352B

Description

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

Descrição da técnica anterior

Este tipo de compressor rotativo estanque 100 convencional irá ser descrito tomando como referência as figuras 14 a 16. Em todos os desenhos, a referência numérica 101 designa um compartimento fechado, em cuja parte superior se encontra disposto um motor eléctrico (por exemplo, um motor de corrente contínua sem escovas) 102 enquanto elemento eléctrico e em cuja parte inferior está disposto um elemento compressor 103, cuja rotação é accionada pelo motor eléctrico 102. 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 abertura da extremidade superior é fechada acima da secção de cobertura 101A, a qual se constitui encaixando a secção de fecho terminal 101B na secção de cobertura 101A, que se pretende fechar por deposição a alta frequência ou semelhante, depois de se acomodar o motor eléctrico 102 e 2 o 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 constituído 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 constituído por um núcleo 174 do estator, configurado por sobreposição de várias placas metálicas do estator, de forma praticamente circular, e um enrolamento 107 do estator (bobina de accionamento) que cria um campo magnético rotativo para o rotor 105, unido a várias secções dentadas 175 formadas no perímetro interior do núcleo 174 do estator pelo método de enrolamento distribuído. Faz-se contactar a superfície periférica exterior do núcleo 174 do estator com a parede interior da secção de cobertura 101A do compartimento fechado 101 e fixa-se à mesma.

Neste caso, forma-se um conjunto de entalhes 176 na superfície periférica exterior do núcleo 174 do estator, sendo o entalhe 176 afastado da parede interior da secção de cobertura 101A de modo a formar uma passagem 177 em tal espaço. O elemento compressor 103 compreende 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 e as fases de tais secções excêntricas 111 e 112 derivam 180° entre si nas posições excêntricas. 3

As referências numéricas 113 e 114 designam um primeiro e um segundo rolo que rodam nos cilindros 109 e 110, respectivamente, e giram em tais cilindros por rotação das secções excêntricas 111 e 112. As referências numéricas 115 e 116 designam uma primeira e uma segunda armações, em que a primeira armação 115 forma entre si e a placa divisória 108 um espaço de compressão fechado para o cilindro 109 e simultaneamente a segunda armação 116 forma entre si e a placa divisória 108 um espaço de compressão para o cilindro 110. Além disso, a primeira armação 115 e a segunda armação 116 incluem, respectivamente, chumaceiras 117 e 118 que rodam em torno da secção inferior do veio de rotação 106. O documento JP 54 121405 A descreve um compressor deste tipo, o qual também se encontra especificado no preâmbulo da reivindicação 1.

As referências numéricas 119 e 120 designam silenciadores que são dispostos de forma a cobrir respectivamente a primeira armação 115 e a segunda armação 116. Faz-se observar 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 designa um tubo de derivação disposto no exterior do compartimento fechado 101 para comunicar com o interior do silenciador 120. A referência numérica 122 designa um tubo de descarga, disposto acima do compartimento fechado 101, e as referências numéricas 123 e 124 designam tubos de 4 admissão que conduzem aos cilindros 109 e 110. Além disso, a referência numérica 125 designa um terminal fechado que fornece energia, a partir do exterior do compartimento fechado 101, ao enrolamento 107 do estator 104 (o condutor eléctrico que liga o terminal fechado 125 ao enrolamento do estator 107 não está ilustrado). A referência numérica 126 designa 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 uma espessura entre 0,3 mm e 0,7 mm, com a forma ilustrada nas figuras 15 e 16, e por vedação das placas entre si para garantir uma estratificação integral.

Neste caso, a placa metálica do núcleo 126 do rotor é extraída da chapa de aço electromagnética, de tal forma que as secções de pólos salientes 128 a 131 constituam quatro pólos magnéticos, sendo que as referências numéricas 132 a 135 designam 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 designam ranhuras nas quais se insere um corpo magnético 145 (um íman permanente) . Tais ranhuras 141 a 144 correspondem às respectivas secções de pólos salientes 128 a 131 e formam um círculo concêntrico na parte exterior periférica do núcleo 126 do rotor, na direcção axial do veio rotativo 106.

Além disso, a referência numérica 146 designa um orifício formado no centro do núcleo 126 do rotor, no qual o veio rotativo 106 é encaixado por retracção. As referências numéricas 147 a 150 designam orifícios de 5 passagem com dimensões e formas que permitem a inserção dos rebites de vedação 151 adiante descritos. Estes orifícios de passagem 147 a 150 são formados de tal modo que fiquem associados ao interior das respectivas ranhuras 141 a 144. Além disso, as referências numéricas 161 a 164 designam orifícios de ar que configuram passagens de óleo formadas entre os respectivos orifícios de passagem 147 a 150. Após a sobreposição das correspondentes 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 à base de praseodímio ou um íman à base de neodímio, cuja superfície é niquelada e cuja forma exterior é totalmente rectangular com uma secção transversal rectangular. O tamanho das respectivas ranhuras 141 a 144 permite a inserção do corpo magnético 145 através das mesmas.

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

Faz-se observar que a referência numérica 172 designa uma placa discóide de separação de óleo unida ao rotor 105 de tal modo que fique posicionada acima do elemento de rebordo 166 e que a referência numérica 173 designa um 6 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, ocorrendo a compressão de um gás de admissão absorvido a partir dos tubos de admissão 123 e 124. O gás comprimido a elevada pressão é libertado do cilindro 109 para o silenciador 119 através do orifício de comunicação e é eliminado a partir de um orifício de descarga, não ilustrado, formado no silenciador 119, para o compartimento fechado 101. Por outro lado, o gás é libertado a partir do cilindro 110 para o silenciador 120, através do orifício de comunicação, e posteriormente eliminado para dentro do 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 encaminhado para o exterior pela força centrífuga. Além disso, flui para o depósito de óleo B através da passagem 177 e outras.

Conforme se descreveu antes, no compressor estanque 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 7 enrolamento 107 do estator sobressai, em grande parte, do núcleo 174 do estator no sentido vertical, tal como ilustrado na Fig. 14. Como tal, a dimensão vertical do compartimento fechado 101 também é alargada, aumentando assim o tamanho geral do compressor rotativo estanque 100.

Além do mais, visto que a passagem do gás no interior do estator 104 que possui 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 suprimir/reduzir a velocidade de circulação do gás.

Uma vez que é difícil fazer a separação do óleo quando a velocidade de circulação do gás é elevada, o óleo circula facilmente para fora do tubo de descarga 122. Além disso, 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, da técnica anterior, o que também favorece o aumento do tamanho do compressor rotativo estanque 100.

Por outro lado, de modo a acelerar a circulação descendente do óleo, em direcção ao depósito de óleo B, é necessário formar uma passagem de retorno de óleo 177 com as 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, sendo reduzida a resistência de uma parte do compartimento fechado 101 com a qual o núcleo do estator 174 não está em contacto. Em consequência, 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 comparativamente com o fluxo na parede interior do compartimento fechado 101. 0 documento US-A-5 800 150 descreve um compressor estanque com apoio de amortecimento de vibrações. O compressor estanque inclui um compartimento de vedação, um mecanismo de compressão que está alojado no compartimento de vedação e introduz o gás comprimido no seu interior para comprimir o gás comprimido e uma armação que apoia e fixa o mecanismo de compressão. Está prevista uma secção em que o mecanismo de compressão e a armação são contíguos, contendo uma secção sólida de amortecimento de ondas de propagação que amortece a propagação de vibrações através da alteração súbita da secção transversal da secção de contiguidade. O documento EP-A-0 823 771 diz respeito a um motor com um núcleo do estator de tipo dividido. 9

DESCRIÇÃO ABREVIADA DA INVENÇÃO

Os objectivos da presente invenção são concretizados através de um compressor rotativo estanque de acordo com a reivindicação independente 1. As reivindicações subordinadas descrevem outros avanços vantajosos da presente invenção. 0 compressor rotativo estanque de acordo com a presente invenção acomoda um elemento eléctrico e um elemento de compressão rotativo num compartimento fechado, em que o elemento de compressão rotativo compreende: uma placa divisória intermédia; um primeiro e um segundo cilindros em ambos os lados da placa divisória intermédia; um veio rotativo com secções excêntricas cujos ângulos de rotação derivam entre si a 180° e que se prolonga na direcção axial do compartimento fechado que se pretende ligar ao elemento eléctrico; rolos fixados nas secções excêntricas do veio rotativo para girarem nos cilindros e chumaceiras para fechar as aberturas dos respectivos cilindros; e o elemento eléctrico compreende: um estator que possui um enrolamento de estator e está fixado ao compartimento fechado e um rotor que é suportado pelo veio rotativo e que pode girar no interior do estator, sendo o gás que este primeiro cilindro emite descarregado no elemento eléctrico e o gás que o segundo cilindro emite descarregado no sentido circunferencial do compartimento fechado, num espaço existente entre o enrolamento do estator e o elemento de compressão rotativo.

Além disso, existe um tubo de derivação para direccionar o gás emitido pelo segundo cilindro para a 10 secção exterior do compartimento fechado.

Além do mais, o elemento eléctrico compreende um núcleo do estator que constitui o estator e diversas secções dentadas e secções entalhadas no núcleo do estator, sendo constituído por um motor de um tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos que enrola directamente o enrolamento do estator em torno das correspondentes secções dentadas, utilizando as secções entalhadas.

DESCRIÇÃO ABREVIADA DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo estanque de acordo com uma forma de execução à qual se aplica a presente invenção; A Fig. 2 é uma vista em corte transversal plana do compressor rotativo estanque 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 estanque ilustrado na Fig. 1; A Fig. 4 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um rotor do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 1; A Fig. 5 é uma vista inferior do rotor do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 1; A Fig. 6 é uma vista superior do rotor do compressor rotativo estanque 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 estanque ilustrado na 1; 11 A Fig. 8 é uma vista que ilustra a relação entre a altura geral do compressor rotativo estanque e uma quantidade de descarga de óleo quando LI 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 estanque de acordo com outra forma de execução da presente invenção; A Fig. 10 é uma vista em corte transversal plana de um compressor rotativo estanque 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 estanque ilustrado na Fig. 10; A Fig. 12 é uma vista em corte longitudinal lateral de um compressor rotativo estanque de acordo com outro exemplo que não faz parte das reivindicações; A Fig. 13 é uma vista que ilustra um valor de ruído quando SH e T na Fig. 12 são alterados; A Fig. 14 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo estanque convencional; A Fig. 15 é uma vista em corte transversal plana do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 14; A Fig. 16 é uma vista plana que ilustra um núcleo do estator e um núcleo rotativo do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 14; A Fig. 17 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo estanque de acordo com outra variante da presente invenção; A Fig. 18 é uma vista em corte transversal plana do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 19 é uma vista plana que ilustra um núcleo do 12 estator e um núcleo rotativo do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 20 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um rotor do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 21 é uma vista inferior do rotor do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 22 é uma vista superior do rotor do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 23 é uma vista em corte longitudinal lateral ampliada que ilustra uma parte do tubo de derivação do compressor rotativo estanque ilustrado na Fig. 17; A Fig. 24 é uma vista que ilustra o nivel de pressão sonora de um ruido gerado por um compressor rotativo estanque; A Fig. 25 é uma vista em corte longitudinal lateral que ilustra um compressor rotativo convencional e A Fig. 26 é um vista que explica um modo de ressonância colunar de um espaço existente na parte inferior do motor eléctrico do compressor rotativo estanque.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA FORMA DE EXECUÇÃO PREFERENCIAL

Seguidamente, descrever-se-ão as formas de execução de acordo com a presente invenção de forma mais pormenorizada, tomando como referência os desenhos em anexo. A Fig. 1 é uma vista em corte lateral longitudinal de um compressor C ao qual se aplica a presente invenção. Neste desenho, a referência numérica 1 designa um compartimento fechado no qual um motor eléctrico 2, que 13 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 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-silício), 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 14 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 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) .

Faz-se observar que a relação dimensional entre o estator 4 e o compartimento fechado 1 será descrita neste documento.

Faz-se contactar a superfície periférica exterior do núcleo do estator 74 com a parede interior da secção de cobertura IA do compartimento fechado 1 e fixa-se à mesma. Neste caso, um conjunto de entalhes 76 (seis no presente exemplo) obtidos por recorte da circunferência em forma de arco é formado na superfície periférica 15 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 adiante se descreverá.

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 180° entre si.

As referências numéricas 13 e 14 designam 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 segunda 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, chumaceiras 17 e 18 que rodam em torno da secção inferior do veio de rotação 6.

As referências numéricas 19 e 20 designam silenciadores montados de forma a cobrir a primeira armação 15 e a segunda armação 16, respectivamente. Faz-se observar que o cilindro 9 comunica com o silenciador 19 através de um orificio de comunicação, não ilustrado, formado na primeira armação 15, e que o cilindro 10 16 também comunica com o silenciador 20 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na segunda armação 16. Neste exemplo, 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 designa 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 designa um terminal fechado que fornece energia a partir do exterior do compartimento fechado 1 para o enrolamento 7 do estator 4 (o condutor eléctrico que liga o terminal fechado 25 ao enrolamento do estator 7 não está ilustrado). A referência numérica 26 designa um núcleo do rotor 5, que é obtido por sobreposição de várias placas metálicas do rotor extraídas a partir de uma chapa de aço electromagnética com uma espessura entre 0,3 mm e 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 designam 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 designam ranhuras 17 nas quais é inserido um corpo magnético 45 (um iman permanente). Estas ranhuras correspondem às secções de pólos salientes 28 a 31 e estão formadas num circulo 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 designa 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 do mais, as referências numéricas 61 a 64 designam orifícios de ar que configuram 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 iman com base em praseodímio ou um iman 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 designam elementos de rebordo planos unidos às extremidades superior e inferior do núcleo do rotor 26. Estes elementos são 18 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).

De igual modo, 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.

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

Com tal 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 19 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. 0 gás entra em contacto com a placa 72 para ser direccionado para o exterior pela força centrífuga. 0 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 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, os orifícios de passagem de ar 61 a 62, as secções entalhadas 81 dos elementos de rebordo 66 e 67 e os orifícios de passagem de ar 82 no motor eléctrico 2, a velocidade de circulação ascendente do gás fica relativamente lenta. Sendo assim, é possível separar facilmente o gás e o óleo.

Além disso, 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 20 na parede interior do compartimento fechado 1 para continuar a fluir para a passagem 77.

Consequentemente, não é necessário assegurar a existência de um espaço amplo para a separação do óleo no compartimento fechado 1, sendo possível reduzir o tamanho do motor eléctrico 2 propriamente dito, assim como a dimensão total do compressor rotativo estanque C.

Neste caso, assumindo uma distância Ll 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, no caso de se modificar a relação L1/(L1+L2) de várias formas, então a Fig. 8 ilustra uma altura total L do compressor rotativo estanque 1 e uma quantidade de descarga de óleo a partir do tubo de descarga 22. Faz-se observar que cada valor é designado sob a forma de relação quando a altura total L do compressor rotativo estanque 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 contínua sem escovas, cada valor é apresentado no caso do compressor rotativo estanque 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 L1/(L2+L2) é igual a 0,3, a altura total L é reduzida para 77% em relação à do compressor rotativo estanque com motor de corrente alternada, mas a quantidade de descarga de óleo aumenta para 90% (o 21 compressor rotativo estanque convencional 100 com motor de corrente continua também apresenta uma quantidade de descarga de óleo de 90%).

Quando o espaço no compartimento fechado acima do estator 4 é aumentado e Ll/(LI +L2) é igual a 0,6, a altura total L torna-se igual à do compressor rotativo estanque 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 estanque 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 a quantidade de descarga de óleo, mantendo simultaneamente uma altura do compressor rotativo estanque igual à da técnica anterior. 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 22 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% no exemplo.

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 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.

Além disso, 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 23 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.

Faz-se observar 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 compressor rotativo estanque 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. Faz-se observar 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 24 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 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 ruído. Embora exista um método para aumentar a altura da secção de fecho terminal 1B de modo a reduzir o ruído, este não pode ser adoptado devido ao aumento desvantajoso da altura do compressor rotativo estanque C. O 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 o presente exemplo acima descrito, no compressor rotativo estanque para alojamento do elemento eléctrico e do elemento compressor rotativo accionado pelo veio rotativo ligado ao elemento eléctrico no 25 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 excelente de separação do óleo.

Consequentemente, não é necessário garantir um espaço 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 estanque.

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 26 A altura do compressor rotativo estanque 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, possivel reduzir a quantidade de descarga de óleo, mantendo simultaneamente uma altura do compressor rotativo estanque 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 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 27 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.

Além disso, nos casos em que o compartimento fechado é composto por uma secção de cobertura, na qual a 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 ruído.

Além disso, uma vez que a zona de passagem no estator 28 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. Seguidamente, descrever-se-á o compressor rotativo estanque de acordo com uma outra variante de acordo com a presente invenção.

Neste caso explicar-se-á este tipo de compressor rotativo estanque 300, tomando como referência as Figs. 25 e 26. Nestas figuras, as referências numéricas iguais designam peças iguais ou semelhantes às da Fig. 14. Nesta estrutura, o gás comprimido a lata pressão é eliminado a partir do cilindro 109 para o silenciador 109 para dentro do compartimento fechado 101 superior (direcção do motor eléctrico 102) . Por outro lado, o gás é eliminado a partir do cilindro 110 para dentro do silenciador 120 através do orifício de comunicação, é libertado para o silenciador 119 através do orifício de passagem 179 e é eliminado pelo orifício de descarga 183 do silenciador 119 para dentro do compartimento fechado superior 101. O gás a alta pressão descarregado atravessa a fenda no motor eléctrico 102 para ir ter ao tubo de descarga 122 e ser eliminado para o exterior. Por outro lado, embora o óleo esteja contido no gás, é separado pela placa 172 e por outros elementos antes de chegar ao tubo de descarga 122, sendo encaminhado para o exterior pela força centrífuga. O óleo passa ainda pela passagem 177 e semelhantes fluindo até ao banco de óleo B.

Desta forma, neste tipo de compressor rotativo estanque 300, visto que o gás descarregado a partir do cilindro 109 localizado no lado superior e o gás emitido a partir do cilindro 110 localizado no lado inferior são 29 eliminados a partir do silenciador 119 para o espaço no compartimento fechado 101 existente no lado inferior do motor eléctrico 102, com as suas fases desviadas entre si a 180°, então a ressonância colunar é excitada e gera-se uma onda na direcção circunferencial do cilindro do compartimento fechado 101. A Fig. 26 mostra o modo de ressonância colunar no lado inferior do motor eléctrico 102. Na figura, os símbolos ®, © e ® designam as ondas nos modos primário e secundário nas posições ®, © e © indicadas na Fig. 9, sendo a pressão na zona indicada a tracejado na figura superior à pressão nas zonas restantes.

Quando tal ressonância colunar é excitada, o ruído de baixa frequência, entre 600 Hz e 1,6 kHz, aumenta, conforme indicado pelo tracejado na Fig. 24. Este ruído de baixa frequência pode transmitir-se através do compartimento fechado 101, aumentando consideravelmente o ruído durante o funcionamento.

Sendo assim, adopta-se uma estrutura tal que o tubo de derivação 121 seja ligado ao exterior do compartimento fechado 101, conforme ilustrado na Fig. 14, e se faça comunicar a extremidade inferior do tubo de derivação 121 com o silenciador inferior 120 através do orifício de passagem 179, abrindo-se simultaneamente a extremidade superior do tubo de derivação 121 para a superfície da parede interior do compartimento fechado 101 superior, por cima do elemento de compressão rotativo 103.

Com esta estrutura pretende-se descarregar o gás libertado a partir do cilindro inferior 110 para dentro do compartimento fechado 101, na direcção circunferencial do cilindro do compartimento fechado 101, utilizando o 30 tubo de derivação 121, e assim provocar a colisão do gás com a onda estacionária na direcção circunferencial do lado inferior do motor eléctrico 102 para assim romper a onda estacionária. No entanto, uma vez que o enrolamento 107 de estator que constitui o estator 104 do motor eléctrico 102 convencional é do tipo de enrolamento distribuído, então o enrolamento 107 de estator forma uma projecção relativamente grande a partir do núcleo do estator 174, na direcção vertical, conforme ilustrado nas Figs. 25 e 26.

Assim, tomando em consideração o raio de curvatura do tubo de derivação 121, conforme ilustrado na Fig.14, a sua extremidade superior é aberta para a superfície exterior do enrolamento 107 do estator, que se projecta em sentido descendente, a partir do motor eléctrico 102, e o gás é eliminado em sentido circunferencial na direcção do enrolamento 107 de estator, assim fazendo com que a onda estacionária circunferencial não se rompa. Faz-se observar que o tracejado na Fig. 24 indica a estrutura da Fig. 14 e que o som de baixa frequência é, na realidade, mais elevado na estrutura da Fig. 25.

Seguidamente, tomando como referência as figuras 17 a 24, descrever-se-á a variante do compressor rotativo estanque de acordo com a presente invenção que pode reduzir eficazmente o ruído do compressor rotativo estanque. A Fig. 17 é uma vista em corte longitudinal lateral do compressor rotativo estanque C ao qual se aplica a presente invenção. Nesta figura, a referência numérica 201 designa um compartimento fechado cilíndrico, em cuja parte superior se encontra disposto um motor eléctrico 202, enquanto elemento eléctrico, e em cuja 31 parte inferior está disposto um elemento compressor 203, cuja rotação é accionada pelo motor eléctrico 202. O compartimento fechado 201 apresenta uma estrutura bipartida composta por uma secção de cobertura cilíndrica 201A, cuja extremidade superior é aberta, e uma secção de fecho terminal 201B para fechar a abertura da extremidade superior da secção de cobertura 201A, a qual se constitui acomodando o motor eléctrico 202 e o elemento compressor 203 na secção de cobertura 201A e encaixando depois a secção de fecho terminal 201B na secção de cobertura 201A, que se pretende fechar por deposição a alta frequência ou semelhante. Além disso, a parte inferior da secção de cobertura 201A do compartimento fechado 201 é um depósito de óleo 200B. O motor eléctrico 202 é um motor de corrente continua sem escovas do chamado tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos e composto por um estator 204, fixado numa parede interior do compartimento fechado 201, e por um rotor 205, que está fixado a um veio rotativo 206 que se prolonga na direcção axial do cilindro do compartimento fechado 201 e que pode rodar em torno do veio rotativo 206 na parte interior do estator 204. O estator 204 inclui um núcleo do estator 274, formado pela sobreposição de várias placas metálicas (placas de aço-silício) , de forma essencialmente circular, e um enrolamento do estator (bobina de accionamento) 207 que cria um campo magnético rotativo para o rotor 205.

Neste caso, são dispostas seis secções dentadas 275 no perímetro interior do núcleo do estator 274 e formadas secções entalhadas 278, abertas para o interior e na vertical, entre as secções dentadas 275. Além disso, são 32 formadas secções de fecho terminal 275A abertas ao longo da superfície exterior do rotor 205 na extremidade da secção dentada 275. Quando o enrolamento do estator 207 é directamente enrolado em torno das secções dentadas 275, utilizando o espaço das secções entalhadas 278, os pólos magnéticos do estator 204 são formados por um método designado por enrolamento directo concentrado, constituindo assim o estator 204 de quatro pólos e seis entalhes.

Graças à adopção de um motor de corrente continua sem escovas do tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos, tal como o motor eléctrico 202, a dimensão do enrolamento do estator 207 que se projecta a partir do núcleo do estator 274, no sentido vertical, pode ser consideravelmente reduzida em comparação com a técnica anterior (Figs. 14 e 15) . Além disso, tal como ilustrado na Fig. 19, visto que a zona transversal da secção entalhada 278 do núcleo do estator 274 também fica maior, conforme ilustrado na Fig. 19, a folga 200G, que é formada no interior do estator 204 e que o atravessa no sentido vertical, conforme ilustrado na Fig. 18, é bastante aumentada em comparação com a técnica anetrior (Fig. 15). A superfície periférica exterior do núcleo do estator 274 é colocada em contacto com e fixada na parede interior da secção de cobertura 201A do compartimento fechado 201. Neste caso, forma-se um conjunto de entalhes 276 (seis posições na forma de execução), obtidos por entalhe da circunferência em forma de corda, na superfície exterior periférica do núcleo do estator 274, sendo os entalhes 276 afastados da parede interior 33 da secção de cobertura 201A de modo a formar uma passagem 277 de retorno do óleo que irá ser descrita adiante.

Por outro lado, o elemento de compressão rotativa 203 inclui um primeiro cilindro rotativo 209 e um segundo cilindro rotativo 210, separados por uma placa divisória intermédia 208. As secções excêntricas 211 e 212, cuja rotação é accionada pelo veio rotativo 206, são unidas aos cilindros correspondentes 209 e 210, sendo as fases destas secções excêntricas 211 e 212 desviadas entre si a 180° nas posições excêntricas.

As referências numéricas 213 e 214 designam um primeiro rolo e um segundo rolo que rodam nos cilindros 209 e 210, respectivamente. Tais rolos giram nestes cilindros 209 e 210 por rotação das secções excêntricas 211 e 212. As referências numéricas 215 e 216 designam uma primeira armação e uma segunda armação. A primeira armação 215 forma um espaço de compressão fechado para o cilindro 209 entre o próprio e a placa divisória intermédia 208, enquanto a segunda armação 216 forma simultaneamente um espaço de compressão fechado para o cilindro 210 entre o próprio e a placa divisória intermédia 208. Além disso, a primeira armação 215 e a segunda armação 216 incluem, respectivamente, chumaceiras 217 e 218, que rodam em torno da secção inferior do veio de rotação 206.

As referências numéricas 219 e 220 designam silenciadores dispostos de forma a cobrir a primeira armação 215 e a segunda armação 216, respectivamente. Faz-se observar que o cilindro 209 comunica com o silenciador 219 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na primeira armação 215, e que o 34 cilindro 210 comunica igualmente com o silenciador 220 através de um orifício de comunicação, não ilustrado, formado na segunda armação 216. O interior do silenciador superior 220 comunica com o silenciador superior 219 através de um orifício de passagem 279 que atravessa os cilindros 209 e 210 e a placa divisória intermédia 208.

Além disso, existem aberturas 201C e 201C na parede lateral da secção de cobertura 201A na zona lateral do cilindro 209 e também na parede lateral da secção de cobertura 201A na zona lateral da extremidade inferior do enrolamento de estator 207, conforme ilustrado na Fig. 23. Há uma abertura da extremidade superior 221A e uma abertura da extremidade inferior 221B do tubo de derivação 221 que são inseridas nas aberturas 201C do lado exterior do compartimento fechado 201, soldadas e fixadas à secção de cobertura 201A. A abertura 221B da extremidade inferior do tubo de derivação 221 comunica com o interior do silenciador 220 através do orifício de passagem 279 no cilindro 209 e a extremidade inferior da abertura 221A da extremidade superior está posicionada por baixo da superfície da extremidade inferior do enrolamento de estator 207 do estator 204. É assim mais desejável que a abertura 221A da extremidade superior se forme na zona lateral completamente por baixo do enrolamento de estator 207 dentro do limite do raio de curvatura do tubo de derivação 221. A referência numérica 222 designa um tubo de descarga, disposto acima do compartimento fechado 201, e as referências numéricas 223 e 224 designam tubos de admissão que conduzem aos cilindros 209 e 210. Além 35 disso, a referência numérica 225 diz respeito a um terminal fechado que fornece energia a partir do exterior do compartimento fechado 201 para o enrolamento 207 do estator 204 (não está ilustrado o condutor eléctrico que liga o terminal fechado 225 ao enrolamento do estator 207) . A referência numérica 226 designa um núcleo do rotor 205. Este 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 18 e 19, e por vedação das placas entre si para garantir uma estratificação integral.

Neste caso, a placa metálica do núcleo do rotor 226 é extraída da chapa metálica electromagnética de forma a que as secções de pólos salientes 228 a 231 constituam quatro pólos magnéticos, sendo que as referências numéricas 232 a 235 designam secções côncavas dispostas de modo a formar secções de pólos salientes entre as respectivas secções de pólos salientes 228 a 231.

As referências numéricas 241 a 244 designam ranhuras nas quais é inserido um corpo magnético 245 (um iman permanente). Estas ranhuras correspondem às secções de pólos salientes 228 a 231 e estão formadas num círculo concêntrico na parte exterior periférica do núcleo do rotor 226, prolongando-se no sentido axial do veio rotativo 206.

Além disso, a referência numérica 246 designa um orifício formado no centro do núcleo do rotor 226 e no qual o veio rotativo 206 é ajustado por retracção. As referências numéricas 247 a 250 designam orifícios de 36 passagem com uma dimensão e forma que permitem a inserção dos rebites de vedação 251 adiante descritos. Estes orifícios de passagem são formados de modo a ficarem associados aos lados interiores das ranhuras respectivas 241 a 244. Além disso, as referências numéricas 261 a 264 designam orifícios de passagem de ar que configuram passagens de óleo formadas entre os respectivos orifícios de passagem 247 a 250. Após a sobreposição das várias placas metálicas do rotor, estas são vedadas entre si para ficarem integradas, formando assim o núcleo do rotor 226.

Por outro lado, o corpo magnético 245 é constituído por um elemento magnético de terras raras, por exemplo um íman à base de praseodímio ou um íman à base de neodímio, cuja superfície é niquelada e cuja forma exterior é totalmente rectangular com uma secção transversal rectangular. O tamanho das ranhuras respectivas 241 a 244 permite a inserção do corpo magnético 245 através das mesmas.

As referências numéricas 266 e 267 designam elementos de rebordo planos unidos às extremidades superior e inferior do núcleo do rotor 226, os quais são constituídos por um placa feita de um material não magnético, tal como alumínio ou uma resina. Nestes membros 266 e 267, as secções entalhadas 281 são formadas em posições que correspondem às secções côncavas 232 a 235, de modo a obterem sensivelmente a mesma forma do núcleo do estator 226, sendo formados orifícios de passagem de ar 282 idênticos em posições que correspondem aos orifícios de passagem de ar 261 a 264 (Fig. 21).

Além disso, são formados orifícios de passagem em 37 relação aos elementos de rebordo 266 e 267, em posições que correspondem aos orifícios de passagem 247 a 250.

Faz-se observar que a referência numérica 272 designa uma placa separadora de óleo discóide unida ao rotor 205 de modo a ficar posicionada acima do elemento de rebordo 266 e que a referência numérica 273 se refere a um contrapeso disposto entre a placa 272 e o elemento de rebordo 266 (ver figuras 20 e 22).

Com a estrutura descrita antes, quando o enrolamento 207 do estator 204 do motor eléctrico 202 é activado, forma-se o campo magnético rotativo que acciona o rotor 205. A rotação do rotor 205 provoca a rotação excêntrica dos rolos 213 e 214 nos cilindros 209 e 210 através do veio rotativo 206, assim como a compressão de um gás de admissão absorvido dos tubos de admissão 223 e 224. O gás de alta pressão comprimido é libertado do cilindro superior 209 para o silenciador 219 através do orifício de comunicação e posteriormente eliminado a partir dos orifícios de descarga 283 formados no silenciador 219, para o compartimento fechado superior 201 (na direcção do motor eléctrico 4) (indicado por uma seta a traço interrompido na Fig. 23). Por outro lado, o gás é libertado do cilindro 210 para o silenciador 220 através do orifício de comunicação e passa através do orifício de passagem 279. Depois o gás entra parcialmente no silenciador 219 para ser eliminado através dos orifícios de descarga 283, mas a parte restante do gás entra pela abertura da extremidade inferior 221B no tubo de derivação 221 para ser eliminada pela abertura da extremidade superior 221A para o espaço existente no lado inferior do motor eléctrico 202 (o 38 espaço entre o motor eléctrico 202 e o elemento de compressão rotativo 203) na direcção circunferencial do cilindro do compartimento fechado 201.

Neste caso, visto que pelo menos metade da abertura da extremidade superior 221 do tubo de derivação 221 se encontra por baixo do enrolamento 207 de estator, então o gás eliminado pela abertura 221A da extremidade superior colide directamente com a onda estacionária na direcção circunferencial que será gerada, ao fim de pouco tempo, no espaço existente no lado inferior do motor eléctrico 202.

Isto pode romper eficazmente a onda estacionária circunferencial gerada no espaço dentro do compartimento fechado 201, entre o motor eléctrico 202 e o elemento de compressão rotativo 203, evitando assim a excitação de ressonância colunar. Sendo assim, é possivel reduzir o ruido de baixa frequência que se produz devido à excitação da ressonância colunar e é possivel reduzir significativamente o ruído do compressor rotativo estanque C.

Faz-se observar que o gás eliminado a partir do cilindro 210 é encaminhado para o silenciador 219 e para o tubo de derivação 221, mas a presente invenção não fica limitada desta forma, podendo o gás ser encaminhado apenas para o tubo de derivação 221.

Além disso, o gás eliminado no compartimento fechado 201 passa por cada passagem no motor eléctrico 202 para ser libertado pelo tubo de descarga 222 para o exterior. Além do mais, o óleo é separado pela placa 272 e reencaminhado para o banco de óleo 200B através da passagem 277. 39

De acordo com a presente invenção, no compressor rotativo estanque para acomodar o elemento eléctrico e o elemento de compressão rotativo, em que o elemento de compressão rotativo compreende: uma placa divisória intermédia; um primeiro cilindro e um segundo cilindro rotativos existentes nos dois lados da uma placa divisória intermédia; o veio rotativo com as secções excêntricas com ângulos de rotação desviados entre si a 180° e que se prolongam na direcção axial do compartimento fechado que se pretende ligar ao elemento eléctrico; rolos fixados nas secções excêntricas do veio rotativo para girarem nos cilindros e chumaceiras para fechar as aberturas dos respectivos cilindros; e o elemento eléctrico compreende: um estator que possui um enrolamento de estator e está fixado ao compartimento fechado e um rotor que é suportado pelo veio rotativo e que pode girar no interior do estator, sendo o gás que este primeiro cilindro emite descarregado no elemento eléctrico e o gás que o segundo cilindro emite descarregado no sentido circunferencial do compartimento fechado, num espaço existente entre o enrolamento do estator e o elemento de compressão rotativo. Sendo assim, a onda estacionária na direcção circunferencial, que será gerada no espaço existente dentro do compartimento fechado entre o elemento eléctrico e o elemento de compressão rotativo, pode ser rompida pela descarga de gás a partir do segundo cilindro, evitando assim a excitação da ressonância colunar.

Em consequência, é possível reduzir o som de baixa frequência emitido devido à excitação da ressonância colunar e assim reduzir significativamente o ruído do 40 compresor. Em particular, quando se liga o tubo de derivação, que transporta o gás descarregado proveniente do segundo cilindro, ao exterior do compartimento fechado, tal como descrito na reivindicação 2 da presente invenção, então o gás eliminado a partir do segundo cilindro pode ser libertado entre o elemento eléctrico e o elemento de compressão rotativo, no sentido circunferencial. Além disso, quando o elemento eléctrico é constituído pelo motor de tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos e visto que é possível reduzir a dimensão de projecção do enrolamento do estator do núcleo do estator, então é seguramente possível provocar a colisão entre o gás proveniente do segundo cilindro com a onda estacionária, no sentido circunferencial, com o raio de curvatura permitido pelo tubo de derivação, evitado assim eficazmente a excitação da ressonância colunar. Além do mais, adoptando um motor desse tipo, também é possível reduzir o tamanho global do compressor rotativo estanque.

Lisboa, 25/10/2007 41

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO A presente listagem de referências citadas pela requerente é apresentada meramente por razões de conveniência para o leitor. Não faz parte da patente de invenção europeia. Embora se tenha tomado todo o cuidado na compilação das referências, não é possível excluir a existência de erros ou omissões, pelos quais o IEP não assume nenhuma responsabilidade.

Patentes de invenção citadas na descrição • JP 54121405 A [0007] • US 5800150 A [0025] • EP 0823771 A [0026]

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Compressor rotativo estanque (C) com um elemento eléctrico (2) e um elemento compressor rotativo (3) num compartimento fechado (1), em que o referido elemento de compressão rotativo (3) compreende: uma placa divisória intermédia (8); um primeiro e um sequndo cilindros (9, 10) em ambos os lados da placa divisória intermédia (8); um veio rotativo (6) com secções excêntricas (11, 12) cujos ânqulos de rotação derivam entre si a 180° e que se prolonqa na direcção axial do referido compartimento fechado (1) que se pretende ligar ao referido elemento eléctrico (2); rolos (13, 14) fixados nas referidas secções excêntricas (11, 12) do referido veio rotativo (6) para girarem nos referidos cilindros (9,10) e chumaceiras (17, 18) para fechar as respectivas aberturas dos referidos cilindros (9, 10); e o referido elemento eléctrico (2) compreende: um estator (4) que possui um enrolamento (7) de estator e está fixado ao referido compartimento fechado (1) e um rotor (5) que é suportado pelo referido veio rotativo (6) e que pode girar no interior do referido estator (4), caracterizado pelo facto de o gás libertado pelo referido primeiro cilindro (9) ser descarregado na direcção do referido elemento eléctrico (2) e o gás libertado pelo referido segundo cilindro (10) ser descarregado do sentido circunferencial do referido compartimento fechado (1), num espaço existente entre o referido enrolamento (7) do estator e o referido elemento de compressão rotativo (3) . 2

2. Compressor rotativo estanque (C) de acordo com a reivindicação 1, em que existe um tubo de derivação (21) para direccionar o gás emitido pelo referido segundo cilindro (10) que está ligado ao exterior do referido compartimento fechado (1).

3. Compressor rotativo estanque (C) de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que o referido elemento eléctrico (2) compreende um núcleo (74) do estator que constitui o referido estator (4) e diversas secções dentadas (75) e secções entalhadas (41, 42, 43, 44) no núcleo do estator (74), sendo constituído por um motor de um tipo de enrolamento concentrado com pólos magnéticos formado por enrolamento directo de um enrolamento (7) do estator em torno de cada uma das referidas secções dentadas, utilizando as referidas secções entalhadas (41, 42, 43, 44). Lisboa, 25/10/2007