BE1015352A3 - Orifices d'injection d'un economiseur s'etendant a travers un enroule ment en volute. - Google Patents
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Abstract
Un compresseur à volutes (11) est muni d'orifices (25) d'injection d'un économiseur ,s'étendant à travers l'enroulement (24,42) d'un des éléments en volute (22,40). De préférence, lesdits orifices (25) sont formés via un enroulement "hybride" d'épaisseur variable. L'autre élément en volute (40,22) est muni de rainures (46). L'injection de fluide de l'économiseur se déroule à un moment du cycle orbital, lorsque l'orifice d'injection (25) et les rainures (46) correspondantes sont alignés. Cepandant, lorsque le cycle orbital continue, l'orifice d'injection (25) n'est plus aligné avec la rainure (46); L'injection est alors terminée. Cela permet un réglage simple et précis du flux du fluide de l'économiseur dans les chambres de compression (50).
Description
<Desc/Clms Page number 1> Orifices d'injection d'un économiseur s'étendant à travers un enroulement en volute. Domaine de l'invention. La présente invention concerne la mise en place d'orifices d'injection d'un économiseur à travers l'enroulement d'un des éléments en volute dans un compresseur à volutes. Etat de la technique antérieure. L'utilisation de compresseurs à volutes se répand de plus en plus largement dans des applications de compression de réfrigérant. Comme on le sait, une paire d'éléments en volute présente une base ayant un enroulement généralement en spirale s'étendant depuis la base. Typiquement, une volute est non orbitale et l'autre volute orbite par rapport à la volute non orbitale. L'enroulement de la volute orbitale vient en contact avec l'enroulement de la volute non orbitale pour sceller et définir des chambres de compression. Les chambres de compression sont déplacées vers un orifice de décharge central lorsque la volute orbitale achève son cycle orbital. A l'origine, les compresseurs à volutes avaient tendance à avoir des enroulements relativement minces. Plus récemment, on a développé ce que l'on appelle des enroulements "hybrides" dont l'épaisseur varie sur leur longueur. Les systèmes réfrigérants utilisent de plus en plus un cycle économiseur dans lequel se déroule un processus d'échange de chaleur supplémentaire et une partie du réfrigérant est renvoyée vers le compresseur. <Desc/Clms Page number 2> En un point intermédiaire du cycle de compression, ce réfrigérant est injecté dans les chambres de compression du compresseur via une conduite d'économiseur et, ensuite, dans des orifices d'injection internes. Cela a l'effet d'augmenter à la fois la capacité et l'efficacité du système. Le concepteur du compresseur à volutes cherche à localiser les orifices d'injection internes de manière à maximiser les bénéfices d'efficacité et de capacité comme mentionné ci-dessus. Les orifices de l'économiseur étaient formés à travers la base de la volute non orbitale pénétrant dans les chambres de compression. Typiquement, l'injection se produisait à travers des orifices d'injection de l' économiseur en un point du cycle de compression où le réfrigérant est coupé de l'aspiration pour définir une première chambre de compression. Après le point de coupure, les orifices d'injection continuent à communiquer avec les chambres de compression pendant une période significative du cycle. La pression à l'intérieur de la chambre de compression, alors qu'elle est relativement faible initialement, augmente donc rapidement. Cette augmentation de la pression à l'intérieur des chambres de compression fait que le réfrigérant est repompé dans la conduite d'économiseur. Cela produit ce que l'on appelle des pertes de pompage et, par suite, une efficacité réduite du compresseur, ce qui n'est pas souhaité. Résumé de l'invention. Dans une forme de réalisation décrite de l'invention, du fluide de l'économiseur est injecté dans <Desc/Clms Page number 3> les chambres de compression à travers des orifices formés à l'intérieur de l'enroulement d'un des éléments en volute. Mieux encore, les orifices d'injection sont formés à travers l'enroulement de la volute non orbitale, ce qui est nettement préférable dans un profil "hybride" qui est tel qu'il ait des épaisseurs variables sur sa longueur. L'élément en volute, qui ne reçoit pas les orifices d'injection dans son enroulement, a de petites rainures formées dans le plancher de sa plaque de base. Lorsque l'orifice est aligné avec ces rainures, le flux de l'économiseur est injecté dans la chambre de compression. Cependant, une fois que la volute orbitale s'est déplacée de sorte que l'orifice ne soit plus aligné avec la rainure, la plaque de base opposée ferme l'orifice. De cette manière, le concepteur du compresseur à volutes est à même de régler aisément le temps de "marche/arrêt" pour l'injection de l'économiseur dans la chambre de compression. Les rainures peuvent être formées à un endroit tel que les orifices de l'économiseur soient fermés avant que ne se produisent des pertes de pompage significatives. En d'autres termes, les rainures peuvent être formées de sorte que l'orifice d'injection de l'économiseur soit ouvert pendant une courte période de temps et qu'il n'y ait pas de reflux dans les orifices lorsque la pression à l'intérieur des poches de compression augmente. Ces caractéristiques ainsi que d'autres caractéristiques de l'invention pourront être mieux comprises à la lecture de la spécification et des <Desc/Clms Page number 4> dessins suivants, dont ce qui suit est une brève description. Brève description des dessins. La Fig. 1 est une vue schématique d'un cycle réfrigérant incorporant un compresseur à volutes et un cycle économiseur, la Fig. 2A est une vue avant de la volute non orbitale de l'invention, la Fig. 2B est une vue de la face arrière de la volute non orbitale, la Fig. 3 représente la face avant de la volute orbitale, la Fig. 4A représente un point du cycle du compresseur à volutes selon l'invention, la Fig. 4B représente un point ultérieur, et la Fig. 4C représente encore un autre point ultérieur. Description détaillée d'un mode de réalisation. La Fig. 1 illustre un système réfrigérant (10) ayant un compresseur (11), un évaporateur (16), une soupape d'expansion (14) et un condenseur (12). Comme montré, un échangeur de chaleur (18) de 1' économiseur communique par une conduite d' injection (20) d'économiseur retournant vers le compresseur (11). Comme représenté dans la Fig. 2A, une volute non orbitale (22) qui fait partie du compresseur (11) de la Fig. 1 comprend un enroulement (24), qui est de préférence "hybride" comme montré ayant une épaisseur variable le long de sa direction périphérique. <Desc/Clms Page number 5> Des orifices d'injection (25) sont formés à travers l'enroulement (24). Les orifices d'injection (25) peuvent avoir une taille variable. En outre, les orifices d'injection (25) sont formés de préférence dans une partie de l' enroulement (24) qui n'est pas celle de son épaisseur minimale. Des parties d'enroulement plus épaisses offrent une épaisseur supplémentaire telle qu'un orifice d'injection (25) de taille suffisante puisse être formé à travers l'enroulement (24) sans compromettre l'intégrité structurelle de l'enroulement (24) . La base (26) de la volute non orbitale (22) porte également un orifice de décharge (28), comme cela est connu. La Fig. 2B représente l'arrière de la volute non orbitale (22). Comme montré, une face arrière (30) comprend un passage (32) qui communique avec le passage (20) de l'économiseur, comme cela est connu. Une rainure (34) communique via les entrées (36) et (38) avec les orifices d'injection (25) représentés sur les Fig. 4A, 4B et 4C. Comme cela est connu, le fluide passe du passage (20) dans le passage (32), la rainure (34), et communique via les entrées (36) et (38) avec les orifices d'injection (25). Comme exemple, se référer au brevet U.S. n 6 142 753. Comme montré dans la Fig. 3, une volute orbitale (40) comprend un enroulement (42) qui a également la forme hybride et qui s'étend depuis une base (43). La base (43) comprend des rainures (44) et (46) découpées dans la base (43). Comme montré dans la Fig. 4A, au cours du cycle de fonctionnement du compresseur à volutes (11), <Desc/Clms Page number 6> la volute orbitale (40) se déplacera par rapport à la volute non orbitale (22) de sorte que la base (43) de l'enroulement (24) de la volute orbitale (40) coulisse par-dessus le bout (23) de l'enroulement (24) de la volute fixe (22). Comme montré dans la Fig. 4A, l' orifice d' injection (25) ne communique pas encore avec la rainure (46). A ce stade, il n'y a pas d'injection de fluide de l'économiseur dans la chambre de compression (50) du fait que le passage (25) est fermé par la base (43) . Au fur et à mesure que le mouvement orbital continue et comme montré dans la Fig. 4B, l'orifice d'injection (25) s' alignera avec la rainure (46) . A ce stade, le fluide de l'économiseur passera de l'orifice (25) dans la rainure (46) et, ensuite, de la rainure (46) dans la chambre de compression (50). Comme montré dans la Fig. 4C, avec une faible quantité de mouvement supplémentaire, l'orifice (25) n'est plus aligné avec la rainure (46). De nouveau, la face (43) de la volute orbitale (40) ferme à présent le passage (25). Le fluide de l'économiseur ne sera plus injecté dans cette chambre de compression (50). De cette façon, le concepteur d'un compresseur à volutes (11) est à même de régler la synchronisation et la quantité d'injection de fluide dans les chambres de compression (50). Ce réglage permet une augmentation significative de l'efficacité de fonctionnement en réduisant les pertes de pompage tout en optimisant la quantité de fluide injecté. Si une forme de réalisation préférée de l'invention a été décrite, un expert en la technique <Desc/Clms Page number 7> reconnaîtra que certaines modifications entrent dans le cadre de l'invention. C'est pour cette raison qu'il convient d'étudier les revendications suivantes pour déterminer la vraie portée et le contenu réel de l'invention.
Claims (10)
1.- Compresseur à volutes (11) comprenant : un premier élément en volute (22) ayant une base (26) et un enroulement (24) généralement en spirale s'étendant à partir de ladite base (26); un second élément en volute (40) ayant une base (43) et un enroulement (42) généralement en spirale s'étendant à partir de sa base (43), ledit second élément en volute (40) étant entraîné pour orbiter par rapport audit premier élément en volute (22) et lesdits enroulements (24,42) desdits premier et second éléments en volute (22,40) s'emboîtant pour définir des chambres de compression (50) ;
et un passage (20) d'un économiseur apte à transmettre un fluide de l'économiseur dans un boîtier pour ledit compresseur à volutes (11), ledit passage (20) de l'économiseur communiquant avec un passage d'alimentation dans un desdits premier et second éléments en volute (22, 40), ledit passage d'alimentation communiquant avec au moins un orifice d' injection (25), ledit au moins un orifice d' injection (25) étant formé pour s'étendre à travers ledit enroulement (24,42) dudit un desdits premier et second éléments en volute (22,40) et l'autre desdits premier et second éléments en volute (22,40) étant formé avec au moins une rainure (46) dans ladite base (26,43) pour être aligné sélectivement avec ledit au moins un orifice d'injection (25) lorsque ledit second élément en volute (40)
orbite par rapport audit premier élément en volute
<Desc/Clms Page number 9>
(22) pour régler l'injection de fluide de l'économiseur dans lesdites chambres de compression (50).
2.- Compresseur à volutes (11) selon la revendication 1, dans lequel il y a une paire d'orifices d'injection (25).
3.- Compresseur à volutes (11) selon la revendication 1, dans lequel il y a deux paires d' orifices d' injection (25).
4. - Compresseur à volutes (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un orifice d'injection (25) s'étend à travers ledit enroulement (24) dudit premier élément en volute (22).
5. - Compresseur à volutes (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits enroulements (24,42) desdits premier et second éléments en volute (22,40) ont une épaisseur non uniforme le long d'une direction périphérique.
6. - Cycle réfrigérant comprenant : un compresseur à volutes (11) ayant un premier et un second éléments en volute (22,40) ayant chacun une base (26,43) et un enroulement (24,42) généralement en spirale s'étendant de ladite base (26, 43), lesdits enroulements (24,42) généralement en spirale s'emboîtant pour définir des chambres de compression (50), ledit second élément en volute (40)
<Desc/Clms Page number 10>
étant entraîné pour orbiter par rapport audit premier élément en volute (22), au moins un orifice (25) d'injection de l'économiseur étant formé à travers ledit enroulement (24,42) d'un desdits premier et second éléments en volute (22,40) et l'autre desdits premier et second éléments en volute (22,40) étant muni d'une rainure (46) dans sa base (26,43) pour être aligné sélectivement avec ledit au moins un orifice d'injection (25)
au cours d'une partie du cycle orbital dudit second élément en volute (40) pour régler l'injection de fluide de l'économiseur à travers ledit orifice d'injection (25) dans des chambres de compression (50) définies par lesdits enroulements (24,42) desdits premier et second éléments en volute (22, 40); un condenseur (12) en aval dudit compresseur (11), un élément d'expansion (14) en aval dudit condenseur (12) et un évaporateur (16) en aval dudit dispositif d'expansion (14) ;
et un échangeur de chaleur (18) de l'économiseur apte à transmettre de manière sélective une partie d'un réfrigérant en aval dudit condenseur (12) avec retour vers ledit compresseur (11), ledit échangeur de chaleur (18) de l'économiseur apte à transmettre de manière sélective un réfrigérant de l'économiseur à travers un passage (20) qui, à son tour, communique avec ledit au moins un orifice d'injection (25) dans ledit enroulement (24,42) dudit un desdits premier et second éléments en volute (22, 40) .
7. - Cycle réfrigérant selon la revendication 6, dans lequel ledit orifice (25)
<Desc/Clms Page number 11>
d'injection de l'économiseur est formé à travers ledit enroulement (24) dudit premier élément en volute (24).
8. - Cycle réfrigérant selon la revendication 6, dans lequel il y a une paire d'orifices (25) d'injection de l'économiseur et une paire desdites rainures (46).
9. - Cycle réfrigérant selon la revendication 7 ou 8, dans lequel il y a deux paires d'orifices (25) d'injection de l'économiseur et deux paires desdites rainures (46).
10. - Compresseur à volutes (11) comprenant : un premier élément en volute (22) ayant une base (26) et un enroulement (24) généralement en spirale s'étendant à partir de ladite base (26); un second élément en volute (40) ayant une base (43) et un enroulement (42) généralement en spirale s'étendant à partir de ladite base (43), ledit second élément en volute (40) étant entraîné pour orbiter par rapport audit premier élément en volute (22) et lesdits enroulements (24,42) desdits premier et second éléments en volute (22,40) s'emboîtant pour définir des chambres de compression (50) et dans lequel lesdits enroulements (24,42) desdites première et seconde volutes (22,40) ont une forme hybride de sorte qu'elles aient une épaisseur non uniforme le long d'une direction périphérique ;
un passage (25) d'un économiseur apte à transmettre un fluide de l'économiseur dans un boîtier
<Desc/Clms Page number 12>
pour ledit compresseur à volutes (11), ledit passage (25) de l'économiseur communiquant avec un passage d'alimentation dans ledit premier élément en volute (22), ledit passage d'alimentation communiquant avec au moins un orifice d'injection (25), ledit orifice d'injection (25) étant formé pour s'étendre à travers ledit enroulement (24) dudit premier élément en volute (22) et ledit second élément en volute (40) étant formé avec au moins une rainure (46) dans sa base pour être aligné sélectivement avec ledit orifice d' injection (25) lorsque ledit second élément en volute (40) orbite par rapport audit premier élément en volute (22) pour régler l'injection de fluide de l'économiseur dans lesdites chambres de compression (50).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20110228 |