Pietre miliari: Compressori per la refrigerazione

Refrigerazione a cilindro di ammoniaca Frick montata su un telaio di macchina a vapore verticale esistente, 1882.

Dopo il successo iniziale nel settore delle macchine frigorifere della Ice and Cold Machine Co. di De La Vergne e Charles Ball, diverse altre aziende si lanciarono presto nello sviluppo e nella produzione di compressori frigoriferi. La più importante di queste fu la Frick Company, un'affermata azienda produttrice di motori a vapore e macchinari agricoli con sede a Waynesboro, Pennsylvania, fondata da George Frick nel 1853.

Il reparto refrigerazione della Frick Company ebbe origine intorno al 1881, quando un certo signor Jariman o un certo signor Ferguson, di Baltimora, nel Maryland, presentarono un progetto di macchinari a George Frick, e in seguito vennero costruiti impianti per diverse aziende in quella città. L'anno successivo, il signor Ferguson lavorò a un nuovo progetto per un compressore con cilindro di ammoniaca da utilizzare come macchina frigorifera, i cui progetti furono mostrati anche al signor Frick.

Nel 1882 Frick entrò nel campo delle macchine frigorifere costruendo un cilindro compressore ad ammoniaca che fu montato sul telaio di una macchina a vapore verticale esistente, azionata da una macchina a vapore orizzontale ad accoppiamento diretto, come mostrato in Fig. 1. Frick costruì alcune di queste macchine per Ferguson e poi iniziò a produrle per conto proprio nel 1883. La prima macchina frigorifera Frick completa, mostrata in Fig. 2, aveva due cilindri ad ammoniaca con alesaggio di 305 mm (12 pollici) e corsa di 406 mm (16 pollici) con un cilindro a vapore tra di essi. Funzionava a 50-55 giri al minuto e sviluppava 25 tonnellate di refrigerazione. (Una tonnellata di refrigerazione è l'effetto di raffreddamento ottenuto sciogliendo una tonnellata di ghiaccio ogni 24 ore.) Il successo dei suoi primi compressori ad ammoniaca stimolò la domanda e la Frick Company, a metà degli anni '80 del XIX secolo, sviluppò un'intera linea di grandi macchine frigorifere, azionate dalle nuove macchine a vapore Corliss di Frick.

Primo compressore frigorifero Frick .

Più o meno nello stesso periodo, nel 1882, la Weiser & Vilter Manufacturing Co. di Milwaukee, Wisconsin, progettò e costruì un compressore frigorifero orizzontale a doppio effetto. La Weiser & Vilter era stata fondata nel 1867 da Peter Weiser. Ernst Vilter entrò a far parte dell'azienda nel 1871 e all'inizio degli anni '80 del XIX secolo divenne un importante produttore di macchine a vapore. Weiser riconobbe i vantaggi di un compressore orizzontale a doppio effetto in un'epoca in cui quasi tutte le macchine allora costruite erano di tipo verticale a semplice effetto. La prima macchina fu installata nel birrificio Cream City di Milwaukee. La Weiser & Vilter crebbe rapidamente producendo compressori frigoriferi a vapore e macchine a vapore Corliss per fabbriche di ghiaccio, caseifici, birrifici e industrie di confezionamento di carne e pesce. Dopo che i figli di Vilter acquistarono le azioni della Weiser, l'azienda fu riorganizzata come Vilter Manufacturing Company. Oltre a costruire grandi macchine, intorno al 1889, Vilter sviluppò anche una macchina frigorifera "a piccolo modello" azionata da un motore a vapore con valvola a cassetto sullo stesso letto opposto al compressore, come mostrato nella Fig. 3. Queste macchine compatte da 80 a 100 giri al minuto, con diametri del cilindro di ammoniaca da 5 a 8 pollici (da 127 a 203 mm) e corse da 8 o 10 pollici (da 203 a 254 mm), fornivano refrigerazione alle aziende più piccole.

York brevettò il compressore per ammoniaca composta St. Clair, 1892.

Nel 1885, WG Lock, un ingegnere di Sydney, in Australia, brevettò un compressore composto per ammoniaca, costituito da due stadi affiancati ad alta e bassa pressione a semplice effetto. I brevetti che coprivano l'idea furono rilasciati già nel 1867, ma la tecnologia Lock, utilizzata con una macchina prodotta dalla York Manufacturing Co., apportò notevoli miglioramenti. York brevettò questo modello con il nome di macchina St. Clair nel 1892, come mostrato in Fig. 4. La York Manufacturing Co. era stata fondata a York, in Pennsylvania, nel 1874, e aveva costruito la sua prima macchina per il ghiaccio per un cliente del Mississippi nel 1885. Entro il 1897, York aveva venduto o interrotto la produzione di tutte le altre linee di prodotti, concentrandosi esclusivamente sulle macchine per la produzione di ghiaccio e la refrigerazione, diventando in seguito leader anche nelle apparecchiature HVAC.

Sebbene York, Frick, Vilter, De La Vergne e la Ball's Ice and Cold Machine Co. fossero tra i primi e più importanti produttori di compressori frigoriferi, nel decennio del 1880 emersero molti altri produttori per soddisfare la crescente domanda di macchine per la produzione di ghiaccio e refrigerazione meccanica in birrifici, macellerie, caseifici, hotel, ristoranti, navi a vapore e molte altre attività. Nel 1891, la rivista "Industrial Refrigeration" conteneva annunci pubblicitari di non meno di 30 produttori statunitensi di macchine per la produzione di ghiaccio e la refrigerazione.

York brevettò il compressore per ammoniaca composta St. Clair, 1892.

Verso la fine degli anni '90 del XIX secolo, aumentò la domanda di compressori frigoriferi di dimensioni più piccole, con componenti più leggeri e funzionanti a velocità più elevate, per sistemi di refrigerazione di capacità moderata destinati ad alberghi, ristoranti, ospedali e vari impianti industriali. Poiché l'energia del vapore non era sempre disponibile, furono introdotti altri tipi di azionamento. Il primo compressore azionato da motore elettrico a corrente continua a collegamento diretto di Frick fu costruito all'inizio del XX secolo. Queste macchine adattabili aprirono la strada all'ampia accettazione della refrigerazione meccanica.