ITFI930002A1 - Compressore per apparecchi frigoriferi, specialmente domestici. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un compressore per apparecchi frigoriferi, specialmente domestici.

Sono noti compressori comprendenti un cilindro fisso il cui corrispondente pistone ? azionato da albero collegato ad un organo motore a mezzo di un biellismo, per trasformare il moto rotatorio dell'albero in moto lineare alternativo del pistone .

Ma questi noti compressori, durante il funzionamento, trasmettono alla relativa struttura di supporto vibrazioni derivanti principalmente dai carichi inerziali applicati alle masse dotate di moto alternativo e dallo sbilanciamento dinamico delle masse rotanti associate all'albero motore. Queste vibrazioni possono provocare una forta diminuzione della resistenza meccanica degli elementi ai quali si trasmettono, principalmente per la fatica strutturale cui questi elementi risultano cosi sottoposti. Per tale motivo, ? necessario applicare agli organi di supporto di guesti noti compressori uno o pi? elementi per lo smorzamento delle vibrazioni, il che comporta una maggiore complessit? costruttiva delle macchine ed un aumento del tempo di fabbricazione. Inoltre, i detti compressori a pistoni sono rumorosi, eppertanto la loro applicazione nella compressione dei fluidi operatori degli apparecchi frigoriferi di tipo domestico comporta l'inquinamento acustico degli ambienti in cui essi sono installati, ci? che risulta essere particolarmente fastidioso, specialmente nelle ore notturne.

Sono altres? noti compressori volumetrici rotativi del tipo a lobi e del tipo a palette.

Pi? particolarmente, sono conosciuti compressori a lobi del tipo Roots e del tipo Ellyot Lysholm.

I primi si compongono, essenzialmente, di due rotori bilobi affiancati e controrotanti i guali sono alloggiati in una camera statorica solidale al basamento della macchina. Il profilo dei lobi ? generalmente a forma di epicicloide. La compressione della carica immessa si realizza prevalentemente per effetto della resistenza offerta dal fluido soffiato in precedenza.

Ma i detti compressori Roots presentano l'inconveniente di essere molto costosi, specialmente per l'estrema precisione richiesta nella costruzione dei rotori. Inoltre, il loro campo di funzionamento ottimale ? limitato a rapporti di compressione dell'ordine di 1.3 - 1.5, al di fuori del quale il rendimento adiabatico della compressione ? inferiore a 0.6.

I compressori del tipo Elliott Lysholm comprendono due rotori elicoidali affiancati a tre lobi angolarmente equidistanti, nei quali si realizza contemporaneamente il trasporto assiale e la compressione della carica secondo una trasformazione politropica prossima a quella adiabatica ideale. Il campo di funzionamento entro il quale il rendimento adiabatico della compressione ? superiore a 0.7 ? pi? ampio di quello dei compressori Roots, ma le difficolt? di fabbricazione dei rotori comportano un costo di produzione eccessivo, il che rende queste macchine inadatte alla realizzazione dei frigoriferi di tipo domestico .

E' pure noto che i compressori a palette, per esempio del tipo Centric, comprendono un tamburo eccentrico rispetto ad una camera statorica fissa, il quale supporta pi? palette oscillanti vincolate ad un mozzo centrale solidale al tamburo. La rotazione del mozzo provoca quella delle palette e cos? l'aspirazione e la succesiva compressione del fluido nelle cavit? che via via si formano tra lo statore ed il tamburo durante la detta rotazione. Ma l'elevato costo di fabbricazione di questi noti compressori a palette ne rende sconveniente 1 'applicazione nella compressione dei fluidi per impianti e singoli apparecchi frigoriferi domestici. Oltre a ci? sta il fatto che, dopo un periodo di funzionamento minore di quello normalmente richiesto nel settore dei compressori per apparecchi frigorigeri, si verifica una cospicua diminuzione della tenuta laterale delle palette per effetto dell'usura delle parti accoppiate in moto relativo.

E' anche noto un compressore rotativo a cilindrata variabile, degli stessi titolari, il quale comprende almeno un rotore principale con una o pi? corone di cilindri e relativi pistoni liberi, un collare in forma di capsula cilindrica ruotante attorno ad un asse parallelo ed eccentrico rispetto a quello del rotore, un albero solidale al rotore, mezzi di distribuzione del fluido ai cilindri, in cui le basi dei pistoni sono provviste di mezzi per consentirne il rotolamento sulla parete interna del collare, in maniera che durante la rotazione del rotore principale si realizzi un moto lineare alternativo di ciascun pistone nel relativo cilindrico per ottenere l'aspirazione e rispettivamente la compressione del fluido.

Ma il rendimento meccanico di questa nota macchina, alle velocit? angolari tipiche dei compressori per frigoriferi, ? basso, essenzialmente per l'attrito tra le parti in movimento relativo.

Lo scopo principale della presente invenzione ? quello di eliminare i predetti inconvenienti.

A questo risultato si ? pervenuti, in conformit? dell'invenzione, adottando l'idea di realizzare un compressore comprendente

- un primo rotore, il cui asse di rotazione ? coassiale all'albero di un organo motore ed il quale rotore comprende una camera cilindrica sviluppate ortogonalmente al detto albero, nella quale ? alloggiato scorrevole un pistone;

un secondo rotore, affiancato al primo ed eccentrico rispetto all'albero motore, il quale ? provvisto di mezzi per il collegamento tra il detto secondo rotore e il piede del detto pistone;

mezzi per la distribuzione del fluido da comprimere al detto cilindro;

mezzi per l'espulsione del fluido stato compresso .

I vantaggi che derivano dalla presente invenzione consistono essenzialmente in ci? che ? possibile realizzare la compressione di un fluido con un rendimento volumetrico molto elevato, cio? sostanzialmente uguale a quello di una macchina a pistoni di uguale cilindrata, ma con un rendimento meccanico globale molto maggiore; che un compressore secondo l'invenzione ? di fabbricazione semplice, economico ed affidabile anche dopo un uso prolungato; che non richiede alcuna manutenzione delle parti interne; che ? silenzioso; che l'ampiezza delle vibrazioni prodotte durante il funzionamento ? molto contenuta, eppertanto la struttura di supporto del compressore non ? assoggettata ad affaticamento.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche dell'invenzione saranno pi? e meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e con l'aiuto degli annessi disegni, dati quale esemplificazione pratica del trovato, ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.l rappresenta schematicamente la vista in sezione longitudinale di un compressore in conformit? dell'invenzione, nell'assetto di aspirazione del fluido da comprimere;

- la Fig.2 rappresenta la sezione secondo A-A di Fig.1 .

Ridotto alla sua struttura essenziale e con riferimento alle figure degli annessi disegni, un compressore in conformit? dell'invenzione comprende un primo rotore (1) il cui asse di rotazione ? coassiale ad un albero (10) collegato ad un organo motore ed il quale comprende a sua volta una camera cilindrica (11) sviluppata in direzione ortogonale al detto albero (10) e nella quale ? alloggiato un pistone (12). Il piede (13) del detto pistone (12) ? collegato ad un elemento (20) radialmente sporgente dal corpo di un secondo rotore (2) a mezzo di uno spinotto cilindrico (3) folle, parallelo all'albero (10): il detto secondo rotore (2) essendo affiancato al primo (1) ed eccentrico rispetto all'albero motore (10).

In conformit? dell'invenzione, il detto cilindro (11) ? provvisto di una valvola (14) per l'ammissione del fluido da comprimere e rispettivamente, di una valvola (15) per l'espulsione del fluido stato compresso. Le dette valvole (14, 15) sono associate ad una testa (6) con un condotto (4) di aspirazione il quale ? prolungato passante entro l'albero (10) ed un elemento statorico (7) di supporto del rotore (2) e dell'albero (10), e con un condotto (5) di scarico del fluido stato compresso.

Vantaggiosamente, in conformit? dell'invenzione, le dette valvole (14, 15) sono del tipo a lamelle.

Va da s? che il volume delle camera (11) di compressione pu? essere prestabilito a piacere, in relazione alla portata del fluido da comprimere. In conformit? dell'invenzione, ? pure previsto di invertire il senso di rotazione dell'albero (10). E' anche vantaggiosamente previsto che le dette valvole (14) e (15) ed i relativi condotti (4) e (5) possono essere invertiti.

In ogni caso, il condotto (5) di scarico del fluido stato compresso pu? essere orientato a piacere rispetto alla testa (6) del predetto cilindro (11). Vantaggiosamente, il rotore (1) ? provvisto di un'asola (16) parallela all'asse della camera (11) per consentire l'insediamento della sporgenza (20) del secondo rotore (2) durante la rotazione dell'albero (10).

Il funzionamento del compressore descritto ? il seguente .

In condizioni di regime operativo, la rotazione dell'albero (10) provoca la contemporanea rotazione del primo rotore (1) e, a mezzo dello spinotto (3) rigidamente collegato con esso, del secondo rotore (2). Poich? il rotore (2) ruota ecccentricamente rispetto all'albero (10), si realizza un moto traslatorio alternativo tra il pistone (!2) ed il rotore (1)? Il pistone (12) risulta cosi movimentato alternativamente lungo la direzione del proprio asse attraverso lo spinotto (3) che ? collegato collegato all'elemento radiale (20) del secondo rotore (2). Ci? provoca, nella fase di allontanamento del pistone (12) dalla testa (6) della camera (11), l'aspirazione del fluido attraverso il condotto (4) e la valvola (14) e rispettivamente, nella fase di avvicinamento del pistone (12) alla testa (6) della camera (11), la compressione del fluido stato aspirato.

In pratica i particolari di esecuzione possono comungue variare in maniera equivalente nella forma, dimensioni, disposizione degli elementi, natura dei materiali impiegati, senza p?eraltro uscire dall'ambito dell'idea di soluzione adottata e perci? restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Compressore per apparecchi frigoriferi, specialmente domestici, caratterizzato dal fatto che comprende: - un primo rotore (1), il cui asse di rotazione ? coassiale all'albero (10) di un organo motore ed il quale comprende una camera cilindrica (11) sviluppata ortogonalmente al detto albero (10) nella quale ? alloggiato scorrevole un pistone (12); - un secondo rotore (2), affiancato al primo ed eccentrico rispetto all'albero motore (10), il quale ? supportato da un elemento statorico (7) ed ? provvisto di mezzi di collegamento tra il detto secondo rotore (2) ed il piede (13) del detto pistone (12); mezzi per la distribuzione del fluido da comprimere alla detta camera (11), con un condotto (4) e con una valvola (14) di ammissione in corrispondenza della camera (11); mezzi per l'espulsione del fluido stato compresso, con un condotto (5) e con una valvola (15) di scarico in corrispondenza della camera (11) .
2. 2) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi di collegamento tra il detto secondo rotore (2) ed il piede (13) del detto pistone (12) comprendono uno spinotto cilindrico (3) passante folle entro il piede (13) del pistone (12) ed un elemento (20) radialmente sporgente dal corpo del secondo rotore (2) .
3. 3) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette valvole (14, 15) sono associate ad una testa (6) con il condotto (4) di aspirazione del fluido da comprimere e con il condotto (5) di espulsione del fluido stato compresso .
4. 4) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette valvole (14, 15) sono del tipo a lamelle.
5. 5) Compressore secondo le rivendicazioni 1 e 3 caratterizzato dal fatto che il detto condotto (4) di aspirazione del fluido ? prolungato passante entro l'albero motore (10) ed il detto elemento statorico (7).
6. 6) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il senso di rotazione del detto albero motore (10) ? invertibile.
7. 7) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette valvole (14, 15) e relativi condotti (4, 5) sono invertibili.
8. 8) Compressore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il detto condotto (5) di espulsione del fluido stato compresso ? orientabile a piacere rispetto all'asse della detta camera (11).
9. 9) Compressore secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che il detto primo rotore (1) ? provvisto di un'asola (16) parallela all'asse della camera (11) per consentire il passaggio dell'elemento radiale (20) del detto secondo rotore ( 2 )