BE1014779A3 - Regulateur de pression externe elevee a basse pression pour compresseur a volutes. - Google Patents

Abstract

Un régulateur de pression pour un compresseur à volutes pour établir une communication sélective entre l'aspiration (26) et la décharge (24) est positionné à l'extérieur du boîtier (19) du compresseur (21). De cette manière, le régulateur de pression est idéalement positionné pour traiter diverses pannes du système. Par exemple, une perte de charge, un fonctionnement inverse, une panne de ventilateur, etc.. sont tous traités de manière rapide et efficace. Le régulateur de pression peut être le régulateur de pression normal commandé par un dispositif (50) de commande du système qui commande également sélectivement la capacité. Le dispositif (50) de commande du régulateur de pression est modifié de telle sorte qu'il soit également actionnable pour ouvrir le régulateur de pression lorsqu'une panne du système est détectée.

Description

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   Régulateur de pression externe élevée à basse pression pour compresseur à volutes. 



  Arrière-plan de l'invention. 



   La présente invention concerne un régulateur de pression amélioré qui est utilisé pour traiter des problèmes de système dans un circuit de réfrigérant contenant un compresseur à volutes. 



   L'utilisation de compresseurs à volutes s'est largement répandue dans des applications de compression de réfrigérant. Dans un compresseur à volutes, un premier et un second éléments de volute ont chacun une base et une enveloppe généralement en spirale s'étendant de leurs bases respectives. Les enveloppes s'emboîtent pour définir des chambres de compression et un des éléments de volute est amené à orbiter par rapport à l'autre. Lorsque le premier élément de volute orbite, la dimension des chambres de compression diminue, comprimant le réfrigérant piégé. 



   Des compresseurs à volutes sont incorporés à des circuits de réfrigérant de sorte qu'un condenseur est typiquement positionné en aval du compresseur à volutes, qu'une soupape de détente est positionnée en aval du condenseur et qu'un évaporateur est positionné en aval de la soupape de détente. 



   Plusieurs situations apparaissant dans le circuit de réfrigérant peuvent provoquer des dommages potentiels au compresseur à volutes. En premier lieu, s'il y a une perte de charge (c'est-à-dire qu'une partie du réfrigérant s'est échappée), la pression d'aspiration 

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 du réfrigérant entrant dans le compresseur peut être plus basse que souhaitable. Cela peut amener le compresseur à comprimer le réfrigérant à une pression de décharge telle que le rapport de pression entre la pression d'aspiration et la pression de décharge soit inacceptablement élevé. Cela peut entraîner des températures élevées dans le compresseur, ce qui n'est pas souhaitable.

   D'autres situations qui peuvent conduire à des conditions non souhaitables dans un compresseur à volutes sont une panne de ventilateur ou d'autres pannes de composants dans le circuit de réfrigérant. De nombreux procédés ont été proposés pour traiter ces types de pannes. En général, ces procédés ont traité une seule panne potentielle au lieu d'une large plage de pannes. Un problème supplémentaire dans un compresseur à volutes apparaît lorsque le moteur du compresseur est mal câblé et fonctionnera à l'envers. Un compresseur à volutes fonctionnant à l'envers pompera le réfrigérant à partir de la conduite de décharge vers la conduite d'aspiration. Avec le réfrigérant quittant la conduite d'aspiration, une bonne partie du lubrifiant migrera souvent du compresseur. Tout cela n'est pas souhaitable. 



   Les compresseurs à volutes ont été munis de ce que l'on appelle des "régulateurs de pression" qui établissent sélectivement une communication entre une conduite de réfrigérant comprimé et une conduite d'aspiration. A titre d'exemple, les régulateurs de pression établiront souvent une communication entre les conduites d'aspiration et de décharge menant au compresseur et en partant. Typiquement, le régulateur de 

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 pression est positionné à l'intérieur du boîtier du compresseur. 



   Dans quelques compresseurs proposés, un régulateur de pression est positionné à l'extérieur du boîtier du compresseur pour établir sélectivement une communication entre la conduite d'aspiration de réfrigérant et un point plus comprimé. Ces régulateurs de pression ont été typiquement ouverts pour obtenir un réglage de la capacité ou une réduction de la quantité de réfrigérant qui est comprimée. 



  Résumé de l'invention. 



   Dans la forme de réalisation de l'invention décrite, la Demanderesse positionne un régulateur de pression à l'extérieur du boîtier du compresseur. Le régulateur de pression est ouvert en réponse à une panne détectée du circuit de réfrigérant. De cette manière, le réfrigérant se déplaçant vers le compresseur est complété par du réfrigérant de décharge quittant l'orifice de décharge. 



   Dans une situation de rotation inverse, cela permettra au lubrifiant quittant le tube d'aspiration de retourner rapidement au tube de décharge, comme cela sera mieux expliqué ci-dessous. Dans une situation de perte de charge, cela fournira du réfrigérant supplémentaire en plus de la quantité inférieure de réfrigérant menant dans le tube d'aspiration. Cela atténuera une grande partie de l'effet indésirable de la situation de perte de charge. Cet aménagement présentera des avantages pour de nombreuses autres pannes du système. En outre, le positionnement des commandes et du régulateur de pression à l'extérieur de la gaine du 

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 boîtier rendra le remplacement ou la réparation de ces composants relativement délicats beaucoup plus simple que s'ils étaient positionnés à l'intérieur de la gaine du boîtier. 



   En résumé, l'utilisation selon l'invention d'un régulateur de pression situé hors du boîtier du compresseur en combinaison avec la commande selon l'invention offre un certain nombre de précieux avantages. 



   Ces caractéristiques ainsi que d'autres caractéristiques de l'invention pourront être mieux comprises à la lecture de la spécification et du dessin ci-annexés, dont ce qui suit est une brève description. 



  Brève description des dessins. 



   La figure unique est une vue schématique d'un circuit de réfrigérant incorporé à l'invention. 



  Description détaillée d'une forme de réalisation préférée. 



   La Fig. 1 illustre un circuit de réfrigérant 20 selon l'invention ayant un compresseur à volutes 21 avec un ensemble de pompe 22. Un orifice de décharge 24 et un orifice d'aspiration 26 sont ménagés à l'intérieur du boîtier 19 du compresseur, comme cela est connu. 



  Comme on le sait typiquement, l'intérieur du boîtier du compresseur 19 est fermé hermétiquement contre les fuites de fluide. Le réfrigérant d'aspiration passe typiquement sur le moteur électrique 29. En outre, une chambre supérieure 100 communiquant avec l'orifice 24 est séparée de la chambre inférieure par une plaque de séparation 31. Comme on le sait typiquement, depuis l'orifice de décharge 24, le réfrigérant passe dans un 

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 condenseur 28 à travers un passage 27. Un ventilateur 30 refroidit le réfrigérant à l'intérieur du condenseur 28, éliminant ainsi la chaleur du réfrigérant. Le réfrigérant refroidi passe ensuite dans une soupape de détente 31 où il est dilaté. A partir de la soupape de détente 31, le réfrigérant passe dans un évaporateur 32. 



  L'évaporateur refroidit un environnement qui doit être refroidi et le réfrigérant est à nouveau chauffé. De l'évaporateur 32, le réfrigérant retourne par un passage 34 à l'orifice d'aspiration 26. C'est une simplification exagérée d'un circuit de réfrigérant et de nombreux éléments supplémentaires peuvent être incorporés. 



  Cependant, pour la compréhension de l'invention, ce qui précède suffira pour une description d'un circuit de réfrigérant typique. 



   Comme illustré, une conduite de contournement 36 positionnée à l'extérieur du boîtier 19 met sélectivement en communication les conduites 27 et 34. 



  La conduite de contournement 36 comprend une soupape 38 qui peut être actionnée par un dispositif de commande de soupape 40. Un certain nombre de capteurs, tels qu'un capteur de pression de décharge 42, un capteur de pression d'aspiration 44 et un capteur 46 associé au moteur 29 peuvent être incorporés au circuit. En outre, le dispositif de commande 50 reçoit des signaux non seulement des capteurs 42,44 et 46, mais également du ventilateur 30. On comprendra que les emplacements précités des capteurs sont purement des exemples. Tout emplacement capté susceptible de fournir une indication de panne au sein du circuit du réfrigérant peut être incorporé à l'invention et utilisé pour actionner la 

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 soupape 38 par le biais du dispositif de commande 40.

   Si les dispositifs de commande 40 et 50 sont représentés séparés, ils pourraient évidemment constituer un seul dispositif de commande. On peut utiliser tout type de dispositif de commande qui convienne pour assurer les fonctions de l'invention, comme décrit ci-dessus et ci- dessous. 



   A présent, si le rapport des pressions aux niveaux des capteurs 42 et 44 est supérieur à ce qui est souhaité, si les conditions indiquent que le ventilateur 30 est en panne, si le capteur 46 ou un autre capteur devait indiquer que le moteur 29 est entraîné en sens inverse ou si une autre panne appropriée du système est identifiée, la soupape 38 est amenée à s'ouvrir et à établir sélectivement une communication entre les passages 27 et 34. Lorsque les passages 27 et 34 sont en communication, du réfrigérant circulant dans le tube d'aspiration 26 est ajouté. De cette manière, la quantité de réfrigérant introduite dans l'ensemble de pompe 22 du compresseur sera augmentée et le rapport de pression ne sera pas aussi élevé, ce qui a pour effet de réduire les dégâts potentiels au compresseur ou à d'autres éléments du circuit du réfrigérant 20.

   Dans le cas d'une rotation inverse du moteur 29, la communication sélective des passages 27 et 34 servira le but opposé. En rotation entraînée à l'envers, du réfrigérant est aspiré dans l'orifice de décharge 24 et entraîné à l'extérieur de l'orifice d'aspiration 26. Le réfrigérant quittant l'orifice d'aspiration 26 aura tendance à contenir du lubrifiant. Il n'est pas souhaitable de continuer à faire fonctionner le 

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 compresseur 21 lorsque la quantité de lubrifiant diminue. Par suite, en raccordant les conduites 27 et 34, la Demanderesse produit un court-circuit pour le retour du lubrifiant, de sorte qu'il est rapidement ramené dans le compresseur 21. 



   Si le dispositif 46 de commande du moteur est représenté pour détecter l'apparition d'une rotation inverse, de nombreux autres procédés d'identification d'une situation de rotation inverse peuvent être utilisés. Le capteur 46 est représenté de manière purement schématique. Souvent, la situation du réfrigérant à l'entrée et à la sortie est utilisée pour prédire la rotation inverse. 



   Le régulateur de pression et la conduite de régulation de pression peuvent également être utilisés pour la commande de la capacité, comme dans l'utilisation standard d'un régulateur de pression. En outre, le positionnement de ce régulateur de pression et des dispositifs de commande supplémentaires pour contrôler les pannes du système à l'extérieur du boîtier simplifiera la réparation ou l'entretien de ces dispositifs de commande et des soupapes. Si ces composants étaient montés à l'intérieur de la gaine du compresseur, ils seraient plus difficiles à réparer ou à entretenir. 



   Si l'on a décrit une forme de réalisation préférée de l'invention, un expert en la technique reconnaîtra que certaines modifications entrent dans le cadre de l'invention. C'est pour cette raison que les revendications suivantes seront étudiées pour déterminer la portée et le contenu réels de l'invention.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS 1.- Compresseur à volutes (21) comprenant : un premier élément de volute ayant une base et une enveloppe généralement en spirale s'étendant de ladite base et un second élément de volute ayant une base et une enveloppe généralement en spirale s'étendant à partir de ladite base; un arbre destiné à l'entraînement dudit second élément de volute pour le faire orbiter par rapport audit premier élément de volute et un moteur (29) destiné à l'entraînement dudit arbre; un boîtier (19) fermé hermétiquement destiné à renfermer lesdits premier et second éléments de volute, ledit arbre et ledit moteur (29);

   un tube d'aspiration (26) destiné à la distribution d'un réfrigérant d'aspiration dans ledit boîtier (19) fermé hermétiquement et un tube de décharge (24) destiné à prélever un réfrigérant comprimé dans lesdits premier et second éléments de volute et à distribuer ledit réfrigérant comprimé dans un emplacement en aval ;

   en ce qu'il comprend une conduite de contournement (36) positionnée à l'extérieur dudit boîtier (19) et mettant en communication sélective ledit tube de décharge (24) et ledit tube d'aspiration (26) et une soupape (38) qui s'ouvre sélectivement sur ledit passage de contournement (36), ladite soupape (38) qui s'ouvre sélectivement étant munie d'un dispositif de commande (50) de sorte que ladite soupape (38) soit ouverte lorsqu'une panne du <Desc/Clms Page number 9> système est détectée dans un circuit de réfrigérant associé audit compresseur à volutes (21).
2. 2.- Compresseur à volutes (21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que des capteurs de pression d'aspiration (44) et de pression de décharge (42) sont associés auxdites conduites d'aspiration et de pression de décharge (26,24) et mis en communication avec ledit dispositif de commande (50) de telle sorte que ledit dispositif de commande (50) puisse identifier lesdites pannes.
3. 3. - Circuit de réfrigérant (20) comprenant : un compresseur à volutes (21) comprenant un premier élément de volute ayant une base et une enveloppe généralement en spirale s'étendant de ladite base et un second élément de volute ayant une base et une enveloppe généralement en spirale s'étendant de ladite base, un arbre destiné à l'entraînement dudit second élément de volute pour le faire orbiter par rapport audit premier élément de volute et un moteur (29) destiné à l'entraînement dudit arbre, un boîtier (19) fermé hermétiquement destiné à renfermer lesdits premier et second éléments de volute, ledit arbre et ledit moteur (29), un tube d'aspiration (26) destiné à la distribution d'un réfrigérant d'aspiration dans ledit boîtier (19) fermé hermétiquement et un tube de décharge (24)

   destiné à prélever un réfrigérant comprimé dans lesdits premier et second éléments de volute et à distribuer ledit réfrigérant comprimé à un emplacement en aval, caractérisé en ce qu'une une conduite de contournement (36) est positionnée à l'extérieur dudit boîtier (19) et mettant en communication sélective ledit <Desc/Clms Page number 10> tube de décharge (24) et ledit tube d'aspiration (26) et une soupape (38) qui s'ouvre sélectivement sur ledit passage de contournement (36), ladite soupape qui s'ouvre sélectivement étant munie d'un dispositif de commande (50) de telle sorte que ladite soupape (38) soit ouverte lorsqu'une panne du système est détectée;

   un condenseur (28) étant positionné en aval de ladite conduite de contournement (36), ledit condenseur (28) communiquant avec une soupape de détente (31), ladite soupape de détente (31) communiquant avec un évaporateur (32), ledit évaporateur (32) étant positionné en amont dudit passage de contournement (36), et ladite panne étant une panne d'un composant à l'intérieur dudit circuit de réfrigérant (20).
4. 4.- Circuit de réfrigérant (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs de pression d'aspiration et de décharge (42,44) sont associés auxdites conduites de pression d'aspiration et de décharge (26,24) et sont mis en communication avec ledit dispositif de commande (50) de sorte que ledit dispositif de commande (50) puisse identifier lesdites pannes.
5. 5.- Procédé de commande d'un circuit de réfrigérant (20) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (1) on met en #uvre un circuit de réfrigérant (20) comprenant un compresseur à volutes (21) ayant un tube d'aspiration (26) menant dans une gaine de boîtier refermée (19) et un tube de décharge (24) menant depuis ladite gaine, et une conduite de <Desc/Clms Page number 11> contournement (36) raccordant ledit tube d'aspiration (26) audit tube de décharge (14) à l'extérieur de ladite gaine, ladite conduite de contournement (36) comprenant une soupape de contournement (38) qui s'ouvre sélectivement, un condenseur (28) positionné en aval dudit tube de décharge (24), une soupape de détente (31) positionnée en aval dudit condenseur (28) et un évaporateur (32) positionné en aval de ladite soupape de détente (31) ;

   et (2) on surveille ledit circuit de réfrigérant pour identifier des pannes de système et on ouvre ladite soupape de contournement (36) si une panne du système est identifiée.