FR2780107A1

FR2780107A1 - Compresseur a spirale a circuit de lubrification des paliers

Info

Publication number: FR2780107A1
Application number: FR9907927A
Authority: FR
Inventors: Robert E Utter; David K Haller
Original assignee: Tecumseh Products Co
Current assignee: Tecumseh Products Co
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 1999-12-24
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: US6196814B1; FR2780108A1; AU749353B2; KR100326853B1; KR100326852B1; FR2780107B1; US6139294A; AU749375B2; KR20000006362A; CN1126871C; AU3577899A; CN1183330C; KR20000006363A; AU3577699A; CN1249403A; CA2275789C; KR100301327B1; KR100312909B1; AU3577999A; CA2275789A1

Abstract

Compresseur à spirale comprenant des éléments à spirale fixe et à mouvement orbital engagés réciproquement, dans lequel : un galet (82) est monté sur l'arbre-manivelle auquel est lié l'élément à spirale à mouvement orbital; un espace de réception d'huile (55) au voisinage du palier, reçoit l'huile; un passage (626) relie l'espace de réception d'huile (55) et un espace à pression intermédiaire entre les éléments à enroulement en développante fixe (68) et à mouvement orbital (76), l'huile étant fournie à l'espace à pression intermédiaire par l'espace de réception d'huile à travers le troisième passage (626).

Description

La présente invention concerne un compresseur spirale comprenant:une

chambre d'aspiration recevant du fluide essentiellement à la pression d'aspiration et une chambre de refoulement qui refoule le fluide essentiellement à la pression de refoulement; un premier élément à spirale

fixe ayant un élément à enroulement en développante fixe ve-

nant en saillie à partir d'une surface essentiellement plane; un élément à spirale à mouvement orbital ayant un élément à enroulement en développante effectuant un mouvement orbital, cet élément venant en saillie à partir d'une surface

essentiellement plane; les éléments à spirale fixe et à mou-

vement orbital étant engagés réciproquement; la paroi à en-

roulement en développante, fixe, venant en saillie vers la

surface essentiellement plane de l'élément à spirale à mouve-

ment orbital; et la paroi à enroulement en développante, à

mouvement orbital, venant en saillie vers la surface essen-

tiellement plane de l'élément à spirale fixe; les surfaces essentiellement planes étant parallèles l'une à l'autre; le mouvement orbital relatif des éléments à spirale comprimant le fluide entre les parois à enroulement en développante; les éléments à spirale engagés, communiquant pour le fluide avec la chambre d'aspiration et la chambre de refoulement; une chambre à pression intermédiaire étant définie en partie par l'un des éléments à spirale fixe et à mouvement orbital, la chambre à pression intermédiaire communiquant pour le

fluide avec une source à une pression comprise entre la pres-

sion d'aspiration et la pression de refoulement; les élé-

ments à spirale fixe et à mouvement orbital étant au moins en partie poussés l'un contre l'autre en contact d'étanchéité

axial par les forces induites par la pression du fluide ré-

gnant dans la chambre à pression intermédiaire; un réservoir d'huile, un moteur électrique, un arbre-manivelle faisant

coopérer le moteur et l'élément à spirale à mouvement orbi-

tal, l'arbre à manivelle ayant un passage longitudinal s'étendant longitudinalement à travers l'arbre; ce passage

longitudinal communiquant avec le réservoir d'huile et four-

nissant l'huile au réservoir; l'arbre-manivelle ayant un premier passage en communication de fluide avec le passage longitudinal; le premier passage s'étendant essentiellement latéralement par rapport au passage longitudinal jusqu'à la

surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle; un ga-

let étant monté sur la surface radialement extérieure de l'arbremanivelle; l'élément à spirale à mouvement orbital étant lié à l'arbremanivelle par le galet; le galet ayant

une surface périphérique intérieure et extérieure et un se-

cond passage qui le traverse, le premier et le second passage

communiquant de façon que l'huile du réservoir d'huile ali-

mente le galet sur toute sa surface périphérique par le pas-

sage longitudinal et le premier et le second passage ainsi

qu'un coussinet prévu entre la surface périphérique exté-

rieure du galet et l'élément à spirale à mouvement orbital; un espace de réception d'huile étant prévu au voisinage du palier, cet espace étant défini en partie par une surface prévue sur l'élément à spirale à mouvement orbital qui est opposé à la surface essentiellement plane, une surface axiale

du galet, en regard et une surface d'extrémité de l'arbre-

manivelle, l'huile étant fournie par le second passage à

l'espace de réception d'huile à travers le palier.

L'invention concerne notamment un compresseur à

spirale étanche et plus particulièrement les systèmes de lu-

brification des paliers de tels compresseurs à spirale.

Le document US-A-5 306 126 (Richardson) décrit de manière détaillée le fonctionnement d'un tel compresseur à

spirale encore appelé compresseur spiro-orbital.

Les compresseurs hermétiques caractéristiques du type compresseur à spirale comportent un mécanisme à spirale qui reçoit le fluide réfrigérant à la pression d'aspiration

pour le comprimer et le refouler à une pression de refoule-

ment plus élevée. De tels compresseurs à spirale s'utilisent de manière habituelle dans les systèmes de réfrigération, le conditionnement de l'air et autres systèmes de ce type. Ce mécanisme à spirale comporte un élément à spirale effectuant un mouvement orbital et un élément à spirale restant fixe;

il peut également comporter deux éléments à spirale qui tour-

nent l'un par rapport à l'autre. Les éléments à enroulement en développante sont prévus sur chaque élément à spirale et

se font face en étant imbriqués de manière orbitale pour for-

mer des poches de compression pendant le fonctionnement du compresseur. Les compresseurs à spirale ont différentes formes de réalisation comme par exemple des compresseurs côté haute

pression; dans ceux-ci, le volume interne du carter du com-

presseur et la bâche à huile de lubrification se trouvent

principalement à la pression de refoulement. L'arbre-

manivelle comporte un passage pour transférer axialement l'huile; ce passage pénètre dans la bâche et communique pour

le fluide avec différents points de lubrification du méca-

nisme de compresseur. Le passage de transfert axial d'huile peut arriver dans la bâche à travers l'arbre-manivelle ou par

un prolongement de celui-ci formant l'extrémité de cet arbre.

Lorsque la bâche à huile de lubrification est à la pression

de refoulement, l'huile peut être forcée de remonter à tra-

vers le passage à transfert d'huile jusqu'au mécanisme de

compression, au moins en partie sous l'influence de la pres-

sion des gaz réfrigérant de refoulement, exercée sur la sur-

face de l'huile contenue dans la bâche à huile. Cela nécessite l'existence d'une pression différentielle entre

l'huile de la bâche et l'huile distribuée aux points de lu-

brification. Les pompes à huile de différents types, telles que des pompes à effet centrifuge ou à déplacement positif facilitent également la remontée de l'huile à partir de la bâche à huile à travers le passage de transfert axial d'huile dans l'arbre-manivelle vers les différents points à lubrifier

dans le mécanisme du compresseur.

Il est généralement souhaitable de disposer d'un

moyen pour faire revenir l'huile, après lubrification du mé-

canisme de compresseur, immédiatement, dans la bâche à huile du compresseur plutôt que d'autoriser l'évacuation de l'huile avec le réfrigérant comprimé par le compresseur, à circuler avec le réfrigérant à travers le système de réfrigération et

revenir au compresseur pour être envoyée par le système ré-

frigérant avec les gaz à la pression d'aspiration. L'huile ainsi mise en circulation couvre la surface intérieure des échangeurs de chaleur, diminue leur rendement et peut même être piégée pendant une durée assez longue par les composants du système de réfrigération avant de revenir à la bâche d'huile du compresseur. Il est toutefois souhaitable qu'une

certaine quantité d'huile arrive sur les éléments à enroule-

ment en développante des spirales imbriquées pour les lubri- fier et faciliter leur étanchéité. L'huile fournie à l'espace compris entre les enroulements à développante des spirales

imbriquées est usuellement fournie par l'assemblage du com-

presseur avec du gaz comprimé. Il est souhaitable d'avoir un passage à travers lequel une faible quantité d'huile peut alimenter les éléments à enroulement en développante, des spirales imbriquées mais évite pratiquement le refoulement de quantités importantes d'huile avec les gaz comprimés par le compresseur. Il est également possible de faire revenir l'huile après que celle-ci aura lubrifié différents points du

mécanisme de compresseur pour permettre de réutiliser immé-

diatement la bâche d'huile.

De plus, dans certains cas, par exemple lors du

démarrage immédiat du compresseur, lorsque la pression du ré-

frigérant entre les enroulements à développante imbriqués est à une pression supérieure à la pression de refoulement, le

gaz réfrigérant peut s'échapper de l'intervalle entre les en-

roulements en développante des spirales imbriquées par des parties du système de lubrification qui sont usuellement à la pression de refoulement. Comme l'huile peut être évacuée de certaines surfaces à lubrifier par le réfrigérant, il est souhaitable de réaliser un chemin d'écoulement du réfrigérant d'évacuation de l'espace compris entre les enroulements en développante à spirales imbriquées par le passage mentionné

ci-dessus vers la chambre de pression de refoulement du com-

presseur qui ne provoque pas le passage du réfrigérant à tra-

vers les paliers qui peuvent rejeter l'huile.

La présente invention concerne un compresseur à spirale du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un troisième passage relie l'espace de réception d'huile à un

espace à pression intermédiaire entre les éléments à enroule-

ment en développante fixe et à mouvement orbital, l'huile étant fournie à l'espace à pression intermédiaire par l'espace de réception d'huile à travers le troisième passage, la chambre à pression intermédiaire et l'espace recevant

l'huile étant essentiellement sans communication de fluide.

Un compresseur à spirale selon un mode de réali-

sation de l'invention est prévu avec un passage d'huile dans

lequel l'arbre-manivelle fixé à son extrémité, par des orifi-

ces de communication percés de manière croisée dans le tou-

rillon et le galet. L'huile sortant des perçages croisés

lubrifie le palier du galet et s'écoule en partie pour remon-

ter à travers le palier jusqu'à la galerie d'huile définie par les surfaces supérieures adjacentes du tourillon et du galet ainsi que la surface tournée vers le haut du moyeu de

l'élément à mouvement orbital, logeant le galet et le tou-

rillon. L'huile de la galerie ou de la cavité est distribuée par un orifice ou un passage réalisé dans la plaque

d'extrémité de la spirale dans la partie à pression intermé-

diaire entre les enroulements. L'autre partie de l'huile dis-

tribuée par les perçages croisés descend à travers le palier à galet jusqu'aux galeries annulaires pour être distribuée par un orifice de retour à la pression de refoulement de la zone du compresseur qui comprend une bâche. Un autre ensemble

de trous à perçages croisés est prévu dans la partie de pa-

lier de l'arbre-manivelle qui fournit l'huile du passage réa-

lisé dans l'arbre jusqu'au palier principal de l'arbre.

En outre, un passage d'évacuation est formé par la surface cylindrique extérieure du tourillon et la surface du perçage recevant le tourillon. Cette évacuation permet au réfrigérant à pression intermédiaire qui peut être forcé à travers l'orifice de la plaque d'extrémité à spirale dans la galerie d'huile au-dessus du tourillon et du galet pendant

certaines conditions de fonctionnement, de s'écouler au tra-

vers dans une région qui permet le retour à la chambre à la pression de refoulement du gaz du compresseur, évitant que le réfrigérant qui s'échappe souffle l'huile du palier d'entraînement de la spirale ou rencontre le flux d'huile du

passage d'huile dans l'arbre-manivelle.

A cet effet, l'invention concerne un compresseur à spirale du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un troisième passage relie l'espace de réception d'huile et un

espace à pression intermédiaire entre les éléments à enroule-

l'huile étant essentiellement sans communication de fluide.

Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le palier est un premier palier et la surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle est une première surface

radialement extérieure de l'arbre-manivelle, et un qua-

trième passage permet au fluide de communiquer avec le pas-

sage longitudinal réalisé dans l'arbre-manivelle, - le quatrième passage s'étendant latéralement par rapport au passage longitudinal vers la seconde surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle porté radialement par un second coussinet autour de la seconde surface radialement

extérieure de l'arbre-manivelle, et l'huile alimente ce se-

cond palier à partir du passage longitudinal à travers le quatrième passage,

- le quatrième passage est en amont du premier passage sui-

vant le passage longitudinal, - une galerie d'huile annulaire adjacente au second palier, reçoit l'huile à partir du quatrième passage à travers le

second coussinet, cette galerie annulaire étant pratique-

ment hors de communication de fluide avec la chambre à pression intermédiaire, - la galerie d'huile annulaire communique pour le fluide avec la chambre à pression de refoulement, - le réservoir d'huile se trouve dans la chambre à pression de refoulement, - la galerie d'huile annulaire est en communication de fluide avec le second passage à travers le premier coussinet, - le premier et le second passage communiquent en permanence pour le fluide,

- le galet est limité en rotation par rapport à l'arbre-

manivelle, - le passage longitudinal traverse complètement la longueur de l'arbre-manivelle, ce passage longitudinal étant muni d'un bouchon pour limiter l'espace recevant l'huile,

- une galerie d'huile annulaire adjacente au palier, communi-

que pour le fluide avec la chambre de pression de refoule- ment. L'invention concerne également un compresseur à spirale ayant: - une chambre d'aspiration dans laquelle le fluide arrive à une pression pratiquement égale à la pression d'aspiration

et une chambre de refoulement qui refoule le fluide prati-

quement à la pression de refoulement, - un élément à spirale fixe ayant une paroi à enroulement en

développante fixe venant en saillie par rapport à une sur-

face essentiellement plane, - un élément à spirale à mouvement orbital ayant une paroi à

enroulement en développante effectuant un mouvement orbi-

tal, venant en saillie par rapport à une surface essentiel-

lement plane, les éléments à spirale fixe et à mouvement

orbital étant engagés réciproquement, la paroi à enroule-

ment en développante fixe étant tournée vers la surface

plane de l'élément à spirale à mouvement orbital et la pa-

roi à enroulement en développante, à mouvement orbital, ve-

nant en saillie vers la surface essentiellement plane de l'élément à spirale fixe,

- les surfaces essentiellement planes étant pratiquement pa-

rallèles l'une à l'autre et les éléments à spirale effec-

tuant un mouvement orbital relatif, comprimant le fluide entre les éléments à enroulement en développante, - les éléments à spirale, coopérant étant en communication de

fluide avec la chambre d'aspiration et la chambre de refou-

lement, un moteur électrique, un arbre-manivelle ayant une surface radialement extérieure et couplant en coopération le moteur et l'élément à spirale à mouvement orbital, - un galet étant monté sur la surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle,

- cet élément à spirale orbitale étant lié à l'arbre-

manivelle par le galet, - le galet ayant une surface périphérique intérieure et une surface périphérique extérieure, et un coussinet entre la surface de galet, périphérique extérieure et l'élément à spirale à mouvement orbital, - un espace, prévu de manière adjacente au coussinet, étant défini en partie par une surface prévue sur l'élément à

spirale à mouvement orbital en regard de la surface essen-

tiellement plane, une première surface du galet faisant

face axialement et une surface d'extrémité de l'arbre-

manivelle, compresseur à spirale caractérisé par:

- un passage reliant l'espace et un espace à pression inter-

médiaire entre les éléments à enroulement en développante à mouvement orbital et,

- un jeu longitudinal prévu entre la surface périphérique in-

térieure du galet et la surface radiale extérieure de l'arbre-manivelle, un passage étant formé entre l'espace à la pression intermédiaire et la chambre à la pression de refoulement à travers le passage précédent, cet espace et le jeu,

- du fluide à une pression supérieure à la pression de refou-

lement dans l'espace à pression intermédiaire ayant un che-

min de passage qui ne traverse pas le palier.

Suivant d'autres caractéristiques avantageuses: - la seconde surface axiale du galet comporte une partie en dépouille entourant radialement la surface extérieure de l'arbre-manivelle et se trouvant entre le jeu et le canal, ce jeu et ce canal communiquant par fluide à travers la partie en contre dépouille,

- l'élément à spirale à mouvement orbital comporte une gale-

rie d'huile annulaire adjacente au palier, et communiquant pour le fluide avec la chambre de refoulement, ce chemin s'ouvrant dans la galerie d'huile annulaire, - la jonction de la seconde surface axiale du galet et la surface périphérique intérieure du galet comportent une partie en dépouille, dans laquelle s'ouvre le canal, - le palier est à une pression d'huile qui est au moins la pression de refoulement, une partie de l'huile alimentant

le palier étant reçue dans cet espace, et au moins une par-

tie de cette huile étant transportée de cet espace vers

l'espace à pression intermédiaire par un passage, de ma-

nière à lubrifier la paroi à enroulement par développante, fixe et celle effectuant un mouvement orbital, - une galerie annulaire d'huile adjacente au palier, reçoit une partie de l'huile fournie au palier par communication

de fluide avec la chambre de refoulement.

La présente invention sera décrite ci-après de

manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les-

quels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un compresseur à spirale selon la présente invention,

- la figure 2 est une vue de dessus de l'intérieur du boî-

tier du compresseur à spirale de la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail, à échelle agrandie, partiellement coupée, d'un premier mode de réalisation d'une structure d'étanchéité entre l'élément à spirale fixe et l'élément de châssis du compresseur de la figure

1,

- la figure 4 est une vue de dessous de l'élément à spirale fixe du compresseur de la figure 1, - la figure 5 est une vue de dessus de l'élément à spirale fixe de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe partielle du moyen d'assemblage de l'élément à spirale fixe de la figure 4, - la figure 7 est une autre vue en coupe partielle de l'élément à spirale fixe de la figure 4, - la figure 8 est une vue en coupe de l'élément à spirale fixe selon la ligne de coupe 8-8 de la figure 5, - la figure 9 est une vue partielle à échelle agrandie de la

partie la plus centrale de la paroi en développante à spi-

rale de l'élément à spirale fixe de la figure 4, - la figure 10 est une vue de dessous de l'élément à spirale à mouvement orbital du compresseur à spirale de la figure 1, - la figure 11 est une vue en plan de l'élément à spirale à mouvement orbital selon la figure 10, - la figure 12 est une vue en coupe partielle de l'élément à spirale à mouvement orbital de la figure 10, montrant la partie de moyeu intérieure avec un passage axial d'huile, - la figure 13 est une vue de dessus, à échelle agrandie de la partie centrale de la paroi en développante à spirale de l'élément à spirale à mouvement orbital de la figure , - la figure 14 est une vue en coupe de l'élément à spirale à

mouvement orbital de la figure 10, le long de la ligne 14-

14 de la figure 11, - la figure 15 est une vue en coupe partielle agrandie de

côté de l'élément à spirale à mouvement orbital de la fi-

gure 10, montrant un passage axial d'huile, - la figure 16 est une vue partielle en coupe, à échelle

agrandie, d'un premier mode de réalisation d'un joint pla-

cé entre l'élément à spirale à mouvement orbital et le pa-

lier principal ou châssis du compresseur à spirale de la figure 1, - la figure 17 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie d'un second mode de réalisation d'un joint placé entre l'élément à spirale à mouvement orbital et le palier principal ou châssis du compresseur à spirale de la figure 1,

- la figure 18 est une vue de dessus d'un mode de réalisa-

tion d'un joint placé entre la périphérie extérieure de l'élément à spirale fixe et le palier principal ou châssis d'un compresseur à spirale, - la figure 19 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie montrant une variante de la structure d'étanchéité selon la figure 3, - la figure 20 est une vue en perspective de dessus d'un

premier mode de réalisation d'un anneau d'Oldham du com-

presseur à spirale selon la figure 1, - la figure 21 est une vue en perspective de dessous de l'anneau d'Oldham de la figure 20, - la figure 22 est une vue de dessus de l'anneau d'Oldham de la figure 20, l! - la figure 23 est une première vue de côté de l'anneau d'Oldham de la figure 20, - la figure 24 est une seconde vue de côté de l'anneau d'Oldham de la figure 20, - la figure 25 est une vue de dessus d'un second mode de réalisation de l'anneau d'Oldham du compresseur à spirale de la figure 1,

- la figure 26 est une vue en coupe de l'ensemble du com-

presseur de la figure 1 coupé selon la ligne 26-26 au ni-

veau de la liaison de type Oldham et de la cavité de

l'élément à spirale fixe, hachurée, recevant cette liai-

son, - la figure 27 est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'une valve de refoulement de l'assemblage de valve anti- retour de refoulement du compresseur à spirale de la figure 1, - la figure 28 est une vue de côté, gauche, de l'élément de valve de refoulement de la figure 27,

- la figure 29 est une vue de face d'un premier mode de réa-

lisation d'un élément de retenue de clapet de refoulement pour l'assemblage de clapet anti-retour de refoulement du compresseur de la figure 1, - la figure 30 est une vue de dessus de l'élément de retenue du clapet de refoulement de la figure 29, - la figure 31 est une vue de gauche de l'élément de retenue du clapet de refoulement de la figure 29, la figure 32 est une vue en bout d'une broche à ressort à enroulement d'un mode de réalisation de l'assemblage à clapet anti- retour de refoulement, - la figure 33 est une vue de face d'une broche à ressort à enroulement selon la figure 32, - la figure 34 est une vue de côté d'un coussinet de palier

d'un mode de réalisation de l'assemblage à clapet anti-

retour de refoulement, - la figure 35 est une vue de dessus d'un second mode de réalisation d'un élément de clapet de refoulement de l'assemblage à clapet anti-retour de refoulement, - la figure 36 est une vue arrière de l'élément de clapet de refoulement de la figure 35, - la figure 37 est une vue de droite de l'élément de clapet de refoulement selon la figure 35, la figure 38 est une vue en plan d'un troisième mode de réalisation d'un élément de clapet de refoulement destiné à l'assemblage à clapet anti-retour de refoulement, - la figure 39 est une vue arrière de l'élément à clapet de refoulement de la figure 38, - la figure 40 est une vue de droite de l'élément à clapet de refoulement selon la figure 38, la figure 41 est une vue en coupe de l'élément à spirale fixe du compresseur de la figure 1 montrant un mode de

réalisation d'un assemblage à clapet anti-retour de refou-

lement, - la figure 42 est une vue en coupe de l'élément à spirale fixe du compresseur de la figure 1 avec une variante de

réalisation de l'assemblage à clapet anti-retour de refou-

lement,

- la figure 42 est une vue de face d'un second mode de réa-

lisation d'un élément de retenue de clapet de refoulement pour l'assemblage à clapet anti-retour de refoulement du compresseur de la figure 1, - la figure 44 est une vue de gauche de l'élément de retenue du clapet de refoulement de la figure 43, - la figure 45 est une vue de dessus de l'élément de retenue du clapet de refoulement de la figure 43,

- la figure 46 est une vue de côté d'un premier mode de réa-

lisation d'un mécanisme de déviation de flux de gaz de re-

foulement,

- la figure 47 est une vue de dessus du mécanisme de dévia-

tion du flux de gaz de refoulement de la figure 46, - la figure 48 est une vue de face du mécanisme de déviation du flux de gaz de refoulement de la figure 46,

- la figure 49 est une vue de côté d'un second mode de réa-

lisation d'un mécanisme de déviation de flux de gaz de re-

foulement,

- la figure 50 est une vue de dessus du mécanisme de dévia-

tion de flux de gaz de refoulement de la figure 49, - la figure 51 est une vue de face du mécanisme de déviation de flux de gaz de refoulement de la figure 49, - la figure 52 est une vue de côté d'un troisième mode de réalisation d'un mécanisme de déviation de flux de gaz de refoulement,

- la figure 53 est une vue de dessus du mécanisme de dévia-

tion de flux de gaz de refoulement de la figure 52, - la figure 54 est une vue de face du mécanisme de déviation de flux de gaz de refoulement de la figure 52, - la figure 55 est une vue de côté de l'arbre-manivelle du compresseur à spirale de la figure 1,

- la figure 56 est une vue de côté coupée de l'arbre-

manivelle de la figure 55, selon la ligne de coupe 56-56, - la figure 57 est une vue de dessous de l'arbre-manivelle de la figure 55, - la figure 58 est une vue de dessus de l'arbre-manivelle de la figure 55, - la figure 59 est une vue de côté partielle agrandie de l'arbre-manivelle de la figure 55 montrant le canal d'huile de forme toroidale ou galerie, associé au système de graissage du compresseur de la figure 1, - la figure 60 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie de la partie supérieure de l'arbre-manivelle de la figure 55, - la figure 61A est une vue de dessous du galet excentrique du compresseur à spirale de la figure 1, - la figure 61B est une vue de côté du galet excentrique de la figure 61A, - la figure 61C est une vue de côté du galet excentrique de la figure 61B, selon la ligne 61C-61C,

- la figure 62 est une vue en coupe de côté du galet excen-

trique de la figure 61A coupé selon la ligne 62-62, - la figure 63A est une première vue en coupe partielle à

échelle agrandie de l'assemblage du compresseur de la fi-

gure 1, - la figure 63B est une seconde vue en coupe à échelle agrandie, partielle, d'un second assemblage du compresseur de la figure 1, - la figure 64 est une vue de bout, partielle, de l'assemblage du compresseur de la figure 63A coupé selon la ligne 64-64, - la figure 65 est une première vue en coupe partielle de la partie inférieure du compresseur à spirale de la figure 1 montrant un premier mode de réalisation d'une pompeà huile à déplacement positif, - la figure 66 est une seconde vue en coupe partielle de la pompe à huile à déplacement positif de la figure 65,

- la figure 67 est une vue de dessous du compresseur à spi-

rale de la figure 1, dont le palier inférieur et la pompe ont été enlevés, - la figure 68 est une vue éclatée de l'extrémité inférieure du palier inférieur et de l'assemblage formant la pompe à huile à déplacement positif de la figure 65,

- la figure 69 est une vue en coupe, de côté, du palier in-

férieur et du boîtier de pompe de l'assemblage formant la pompe à huile à déplacement positif de la figure 65, - la figure 70 est une vue en coupe partielle agrandie de la partie inférieure du boîtier de pompe de la figure 69, - la figure 71 est une vue en coupe partielle agrandie de la partie supérieure du palier inférieur de la figure 69, - la figure 72 est une vue en coupe partielle agrandie du

boîtier de la pompe à huile de la figure 69 montrant l'en-

trée de la pompe à huile, - la figure 73 est une vue de dessous du palier inférieur et du palier de la pompe à huile de la figure 69, - la figure 74 est une vue de dessus de la palette de la pompe à huile de la figure 68, la figure 75 est une vue de côté de la palette de pompe de la figure 74, la figure 76 est une vue de dessus de la plaque à port d'inversion de la pompe à huile de la figure 68, - la figure 77 est une vue de droite de la plaque à port d'inversion de la figure 76, - la figure 78 est une vue de dessous de la plaque à port d'inversion de la figure 76, - la figure 79 est une vue en perspective de dessous de la plaque à port d'inversion de la figure 76, - la figure 80 est une vue de côté, éclatée, d'un second

mode de réalisation d'une pompe à huile à déplacement po-

sitif, - la figure 81 est une vue en coupe de la pompe à huile de la figure 80, à l'état assemblé, - la figure 82 est un diagramme des forces du mécanisme élastique radial à bras oscillant, - la figure 83 est un graphique montrant les courbes de la force de contact des flancs en fonction de la variation du rayon du mouvement orbital résultant du décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle, pour des forces tangentielles de gaz variant de 45 kg à 450 kg, - la figure 84 est un graphique montrant la valeur de la force d'étanchéité des flancs en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle pour différentes valeurs de la force tangentielle du gaz, dans le cas d'un décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle égal à 0,35 mm, - la figure 85 est un graphique montrant les valeurs de la variation de la force tangentielle du gaz suivant l'angle de l'arbre-manivelle pour un compresseur soumis à une forte charge, - la figure 86 est un graphique montrant la force d'étanchéité au niveau des flancs en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle pour un décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle égal à 0,70 mm pour une variation de la force tangentielle du gaz représentée à la figure 85,

- la figure 87 est un graphique montrant les valeurs calcu-

lées de sommet à sommet de la courbe de variation du cou-

ple de charge appliqué à l'arbre-manivelle en fonction de l'angle de cet arbre-manivelle pour différentes valeurs de

décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-

manivelle,

- la figure 88 est un graphique montrant les valeurs calcu-

lées de sommet à sommet de la variation de couple de charge appliquée à l'arbre-manivelle en fonction de l'angle d'élasticité radial pour différentes valeurs de décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre- manivelle, - la figure 89 est une vue de dessus du compresseur de la figure 1, selon la ligne 89-89 de cette figure montrant le décalage entre l'axe du centre de l'arbre-manivelle et l'axe de la spirale fixe, la figure 90 est une vue de dessus du compresseur de la figure 1 selon la ligne 90-90 de cette figure, montrant l'axe de l'élément à spirale fixe, la figure 91 est une vue de dessous du compresseur de la figure 1 selon la ligne 91-91 de celle-ci, montrant l'axe de l'élément à spirale fixe,

- la figure 92 est une vue partielle de dessous, très agran-

die, du compresseur de la figure 91, montrant le décalage entre l'axe de l'arbre-manivelle et l'axe de la spirale

fixe.

Un exemple de réalisation d'un compresseur spiro-orbital ou à spirale est représenté dans les dessins. Il s'agit d'un compresseur 20, d'axe vertical, qui ne correspond qu'à un

exemple de réalisation non limitatif de l'invention.

Selon la figure 1, le compresseur à spirale 20 se compose d'un corps 22 formé d'une partie supérieure 24, d'une

partie centrale 26 et d'une partie inférieure 28. Une va-

riante de réalisation de la partie centrale 26 et de la par-

tie inférieure 28 peut être un élément unique formant le

boîtier. Les parties de boîtier 24, 26, 28 sont scellées her-

métiquement et elles sont réunies par des procédés tels que le soudage ou le brasage. L'élément de boîtier inférieur 28

sert également de bride de montage pour installer le compres-

seur 20 en position verticale. La présente invention

s'applique également à des montages de compresseurs horizon-

taux. Le boîtier ou corps 22 loge un moteur électrique 32, un

arbre-manivelle 34 monté dans un palier inférieur 36, un mé-

canisme à spirale 38. Le moteur électrique 32 comprend un

stator 40 et un rotor 42 avec un orifice 44 recevant l'arbre-

manivelle 34. L'huile recueillie dans la bâche à huile ou ré-

* servoir 46 constitue une source d'huile. Cette huile est as-

pirée par la pompe à huile 48 à déplacement positif par l'entrée 50 pour être évacuée de la pompe 48 dans un passage d'huile 52, inférieur. L'huile de graissage passe le long des passages 52, 54 pour alimenter les paliers ou coussinets 57, 59 et arriver entre les spirales en développante, imbriquées,

comme cela sera décrit ultérieurement.

Le mécanisme de compresseur à spirale 38 comprend de manière générale un élément à spirale 56, fixe, un élément à spirale 58 orbital et un élément de châssis de support 60, principal. L'élément à spirale 56 est fixé solidairement à l'élément de châssis principal de support 60 par un ensemble de vis ou d'éléments 62. L'élément à spirale 56 comprend une plaque d'extrémité 64, généralement plane, ayant une surface frontale 66 essentiellement plane, une paroi latérale 67 et un élément de paroi fixe en développante 68 qui descend de la

surface 66 dans la direction axiale. L'élément à spirale or-

bital 58 ou élément à spirale à mouvement orbital se compose de manière générale d'une plaque d'extrémité, plane, 70 ayant une surface arrière essentiellement plane 72 et une surface supérieure 74 essentiellement plane ainsi qu'un élément de

paroi en spirale ou à enroulement en développante 76 remon-

tant axialement par rapport à la surface 74 du dessus. Lors-

que le compresseur 20 est coupé de l'alimentation, la surface arrière 72 de la plaque à mouvement orbital 70 coopère avec l'élément de palier principal ou support 60 par une surface

de butée 78.

Le mécanisme à spirale 38 est composé de

l'élément à spirale fixe 56 et de l'élément à spirale à mou-

vement orbital 58; ces deux éléments sont imbriqués pour que

la paroi en spirale fixe 68 et la paroi en spirale à mouve-

ment orbital 76 coopèrent. Pour garantir le fonctionnement correct, les surfaces frontales 66, 74 et les parois 68, 76 sont réalisées pour que lorsque l'élément à spirale fixe 56 et l'élément à spirale à mouvement orbital 58 sont poussés

axialement l'un contre l'autre, les bords supérieurs des pa-

rois en spirale 68, 76 viennent de manière étanche contre la

surface frontale opposée respective 74, 66. Pendant le fonc-

tionnement du compresseur, la surface arrière 72 de l'élément à spirale à mouvement orbital 58 s'écarte axialement de la surface de poussée 78 selon les tolérances d'usinage strictes

et le degré de mouvement axial autorisé de l'élément à spi-

rale à mouvement orbital 58 vers l'élément à spirale à mouve-

ment fixe 56.

Sur le dessus de l'arbre-manivelle 34, le tou-

rillon 61 de cet arbre reçoit un galet cylindrique 82 compor-

tant un mécanisme de bielle de suspension 80. Selon la figure

61A, le galet 82 comporte un perçage axial 84, décalé, rece-

vant le tourillon 61 et un perçage axial décalé 618 qui re-

çoit une broche de blocage 83; cette dernière est logée de manière à pénétrer partiellement dans le perçage 620 réalisé dans la face axiale supérieure de la partie de palier

d'arbre-manivelle 606 (figure 56). Le galet 82 peut légère-

ment pivoter autour du tourillon 61; son mouvement relatif est limité par l'axe de blocage 83 logé avec du jeu dans le perçage 618 du galet (figure 61C). Lorsque l'arbre-manivelle

34 est entraîné en rotation par le moteur 32, le galet cylin-

drique 82 et l'anneau d'Oldham 93 obligent l'élément à spi-

rale 58 à effectuer un mouvement orbital par rapport à l'élément à spirale fixe 56. De cette manière, le mécanisme de suspension 80 fonctionne comme un mécanisme à élasticité radiale pour favoriser le contact étanche entre les flancs de la paroi en spirale 68, fixe, et ceux de la paroi en spirale

76 à mouvement orbital.

Lorsque le compresseur 20 fonctionne, du fluide réfrigérant à la pression d'aspiration arrive par le tube d'aspiration 86 (figure 2) logé de manière étanche dans un contre-perçage 88 (figures 4, 8) dans l'élément à spirale fixe 56. Le tube d'aspiration 86 est monté de manière étanche

dans le contre-perçage 88 avec interposition d'un joint tori-

que 90 (figure 8). L'orifice d'aspiration 88, prévu dans l'élément à spirale fixe 56, reçoit le tube d'aspiration 86 et le joint torique annulaire 90 dans une gorge pour assurer une étanchéité correcte du tube d'aspiration 86 et de l'élément à spirale fixe 56. Le tube aspirant 86 est fixé au

compresseur 20 par un adaptateur de tube d'aspiration 92 bra-

sé ou soudé sur le tube d'aspiration 86 et sur l'ouverture 94 du boîtier 22 (figure 2). Le tube d'aspiration 86 comporte un passage de réfrigérant 96 à la pression d'aspiration à tra-

vers lequel le fluide réfrigérant arrive d'un système de ré-

frigération (non représenté) ou d'autres tels systèmes dans la chambre à pression d'aspiration 98 définie par l'élément à

spirale fixe 56 et l'élément de châssis 60.

Le réfrigérant à la pression d'aspiration chemine le long du passage d'aspiration 96 et arrive dans la chambre d'aspiration 98 pour être comprimé par le mécanisme à spirale 38. Pendant que l'élément à spirale à mouvement orbital 58 effectue son mouvement par rapport à l'élément à spirale fixe 56, le fluide réfrigérant de la chambre d'aspiration 98 est pris pour être comprimé dans les volumes fermés définis par

la paroi en spirale fixe 68 et la paroi orbitale 76.

L'élément à spirale orbital 58 poursuit son mouvement orbital et déplace les volumes de réfrigérant, radialement vers l'intérieur en direction de l'orifice de sortie 100. A mesure que les volumes ou poches de réfrigérant progressent le long des parois en spirale à développante 68, 76 vers l'orifice de

sortie ou de refoulement 100, leur volume diminue progressi-

vement, ce qui augmente la pression du réfrigérant. Cette augmentation de pression interne de la spirale se traduit par une force axiale agissant vers l'extérieur et cherchant à

écarter les éléments en spirale. Lorsque cette force de sépa-

ration axiale devient excessive, elle peut soulever les bords des parois en spirale en développante par rapport aux plaques adjacentes produisant une fuite de réfrigérant comprimé des

poches et une perte de rendement. Au moins une force de pous-

sée axiale décrite ci-après est appliquée contre la partie arrière de l'élément à spirale orbital pour vaincre la force de séparation axiale dans la spirale et maintenir les poches

de compression. Toutefois, si la force de poussée axiale de-

vient excessive, elle se traduit par des pertes de rendement.

Ainsi, toutes les forces agissant sur la spirale doivent être prises en compte lorsqu'on conçoit un compresseur qui doit

fournir une force de poussée axiale suffisante mais non ex-

cessive. A la fin du cycle de compression dans la spirale, le fluide réfrigérant est évacué à la pression de sortie par l'orifice de sortie ou de refoulement 100 qui traverse la

plaque frontale 64 de l'élément à spirale fixe 56 et le cla-

pet anti-retour 102. Pour évacuer plus rapidement le réfrigé-

rant à haute pression de l'intervalle entre les parois en spirale, la surface 66 de l'élément à spirale fixe 56 peut comporter une cavité en forme de rognon 101 comme le montre la figure 9; cette cavité est munie d'un orifice de sortie 100. En variante, et pour la même fonction, la surface 74 de l'élément à spirale orbital 58' peut comporter une cavité en

forme de rognon 101' comme le montre la figure 11. Le réfri-

gérant est expulsé de l'intervalle entre les parois en spi-

rale par l'orifice de sortie 100 dans la chambre collectrice

de sortie 104; cette dernière est définie par la surface in-

térieure du mécanisme 106 qui dévie le flux de gaz de refou-

lement et la surface supérieure 108 de l'élément à spirale

fixe 56. Le réfrigérant comprimé est introduit dans la cham-

bre 110 du boîtier pour en sortir par le tube d'évacuation

112 (figure 2) dans le système de réfrigération ou de condi-

tionnement d'air utilisant le compresseur 20.

Pour expliciter la relation entre les différents fluides aux différentes pressions qui peuvent se produire à

l'intérieur du compresseur 20 pendant le fonctionnement nor-

mal, on examinera ci-après l'exemple du compresseur dans un

système de réfrigération caractéristique. Lorsque le réfrigé-

rant traverse un système de réfrigérant classique pendant le

cycle de réfrigération normal, le fluide pris dans le com-

presseur à la pression d'aspiration subit une modification de la charge associée à la variation du système. Lorsque la charge augmente, la pression d'aspiration du fluide d'entrée augmente; lorsque la charge diminue, la pression

d'aspiration diminue. Comme le fluide qui entre dans la spi-

rale et les éventuelles poches de compression formées dans la

spirale sont à la pression d'aspiration, lorsque cette pres-

sion d'aspiration varie, elle modifie la pression du fluide

dans les poches de compression. Ainsi, la pression intermé-

diaire du réfrigérant dans les poches de compression augmente et diminue selon la pression d'aspiration. La variation de

pression d'aspiration se traduit par une variation correspon-

dante des forces de séparation axiales dans la spirale. Lors- que la pression d'aspiration diminue, les forces de

séparation axiales dans la spirale diminuent et le niveau né-

cessaire pour la force de poussée axiale servant à maintenir la spirale dans son intégrité diminue. En résumé, il s'agit d'une situation dynamique au cours de laquelle l'enveloppe active du compresseur peut être modifiée par la pression d'aspiration. Etant donné que la force d'élasticité axiale dépend des poches de compression et ainsi des chemins de

fluctuation de la pression d'aspiration, on maintient une en-

veloppe active efficace pour le compresseur 21. L'amplitude

actuelle des forces élastiques axiales est en partie détermi-

née par la position de l'orifice 85 (figure 12) et par le vo-

lume de la chambre 81.

La chambre annulaire 81 est délimitée à la sur-

face arrière 72 de l'élément à spirale orbital 58 et la sur-

face supérieure du palier 60. La chambre annulaire 81 définit une cavité à pression intermédiaire qui communique par l'orifice 85 avec le fluide des poches de compression formées

dans le jeu de spirale. Le fluide dans les poches de compres-

sion est à une pression intermédiaire entre la pression de sortie et la pression d'aspiration. Bien que les propriétés des surfaces de contact de l'huile et/ou les propriétés

d'étanchéité naturelles puissent être suffisantes pour assu-

rer l'étanchéité, dans le mode de réalisation représenté, les joints continus 114, 116 qui peuvent être réalisés de manière

annulaire comme représenté, isolent la cavité de pression in-

termédiaire 81 par rapport aux volumes radialement adjacents qui sont respectivement à la pression d'aspiration et à la pression de refoulement. Le joint 114 a une longueur beaucoup

plus grande dans la direction périphérique que le joint 116.

Selon la figure 12, l'orifice, le passage ou le conduit 85, prévus dans la partie de plaque 70 de l'élément à spirale à mouvement orbital 58, réalisent une communication de fluide entre les poches de compression et la cavité de pression intermédiaire 81. Bien que ce montage particulier

soit décrit ici, il ne constitue qu'un exemple non limitatif.

Le joint torique 118 est prévu entre l'élément à spirale fixe 56 et le châssis 60; ces deux éléments séparent

le côté d'évacuation et le côté d'aspiration du compresseur.

Selon la figure 3, l'élément à spirale fixe 56 et le châssis

comportent des surfaces de butée axiale 120, 122 respecti-

ves. En plus de l'engagement en butée des surfaces 120, 122 des surfaces radiales 124, 126 de l'élément à spirale fixe 56

et du châssis 60 on a un mouvement de coulissement. Le châs-

sis 60 comporte une surface annulaire axiale 128 et une spi-

rale fixe 56 avec une surface axiale échelonnée 130 qui fait face à la surface 128 du châssis. Le châssis 60 comporte une lèvre annulaire extérieure 132 qui remonte à partir de la surface 128 mais ne s'étend pas aussi loin que la surface de butée 130 du rouleau fixe. Les surfaces 126, 128, 130 et la surface intérieure de la lèvre 132 définissent une chambre à quatre côtés recevant un joint torique O, 118, classique. Le joint torique 118 est fabriqué en un matériau d'étanchéité classique comme par exemple du caoutchouc EPDM ou un matériau

analogue. Le joint torique 118 est en contact avec les surfa-

ces 128, 130 qui l'écrasent; en d'autres termes, le joint torique présentant la configuration décrite ci-dessus de la spirale fixe et des surfaces de châssis et du joint 118 est un assemblage à joint axial. Dans l'assemblage de l'élément à spirale fixe 56 relié au châssis, on place un joint torique 118 sur la surface 128 du châssis en le tenant en place par

la lèvre 132; l'enroulement fixe est assemblé à cette sur-

face. Comme les surfaces 120, 122 sont en butée, et que le joint 118 est écrasé entre les deux surfaces 128 et 130, les parties d'aspiration et de refoulement du compresseur sont

séparées sans communication entre elles.

La figure 18 montre une variante de structure

d'étanchéité comportant un joint torique 118' avec un ensem-

ble d'oeillets 134 sur sa périphérie intérieure; selon la fi-

gure 19, ce joint assure l'étanchéité entre l'élément à spirale fixe 56' et le châssis 60'. Les oeillets entourent des vis 62 (figure 1) reliant l'élément à spirale 56' au châssis '. Dans cette variante de réalisation, l'élément de spirale fixe 56' présente une surface axiale 120' qui bute contre la surface axiale 122' du châssis 60'. La surface radiale 124' du châssis 60' rencontre légèrement la surface radiale 126' de l'élément à spirale fixe 56'. L'élément à spirale fixe 56' comporte un gradin annulaire définissant une surface axiale '; le châssis 60' comporte une surface tronconique 128', à gradin annulaire. Lorsque l'élément à spirale fixe 56' est

assemblé au châssis 60', les oeillets 134 se trouvant posi-

tionnés de manière appropriée autour des trous recevant les vis 62, on met l'anneau torique 118' en contact étanche avec

la surface radiale extérieure 136 et la surface axiale annu-

laire 130' du châssis 156' et avec la surface tronconique 128' du châssis 60'. Il apparaît ainsi que cette variante de montage d'étanchéité utilise le joint torique à la fois dans son contact d'étanchéité axiale et radiale par rapport à

l'élément à spirale fixe et au châssis.

Les figures 20 à 24 montrent un mode de réalisa-

tion d'une liaison de type Oldham utilisée dans un compres-

seur 20. L'anneau d'Oldham 93 placé entre l'élément à signal

fixe 56 et l'élément à signal orbital 58, comporte deux pai-

res de pattes allongées 204, 206; 208, 210 qui sort en saillie des faces axialement opposées 224, 226 du dispositif de liaison Oldham. Chacune des pattes de couplage 204, 206, 208, 210 a une section rectangulaire et les pattes de chaque

paire sont alignées dans une direction commune.

Selon la figure 22, les pattes 204, 206 d'une

paire sont alignées dans une direction en général perpendicu-

laire à la direction d'alignement des pattes 208, 210 de l'autre paire. Selon la figure 26, la partie en creux 202 et l'anneau de couplage Oldham 93 sont tous deux représentés de façon ombrée par les lignes d'orientation perpendiculaires;

les parties qui se chevauchent de la partie en forme de cavi-

té 202 et de l'anneau de couplage Oldham 93 sont ainsi om-

brées selon un motif contrôlé, formé des lignes d'ombre

respectives, situées au-dessus. Les figures 41, 42 et 91 mon-

trent également la cavité 202 de l'enroulement fixe 56. Comme

représenté à la figure 26, l'élément à spirale fixe 56 com-

porte des côtés radiaux sensiblement opposés, munis de cavi-

tés ou de fentes 212, 214 logeant en coulissement des pattes

de couplage Oldham 204, 206.

Comme le montre également la figure 6, les fentes allongées 212, 214 ont une direction parallèle au plan 220 le long duquel est dirigé le perçage du tube d'aspiration 88. De façon générale le plan 220 est perpendiculaire au plan 222;

ce dernier est le plan de l'élément à spirale à mouvement or-

bital 58 qui bascule sous l'effet du couple de basculement le plus grand. Comme cela apparait à la figure 26, l'élément de spirale à mouvement orbital 58 comporte une paire de cavités ou de formes 216, 218, allongées, recevant en coulissement les pattes 208, 210. Il est clair que l'élément à spirale à mouvement orbital 58 est bloqué sur l'élément à spirale fixe 56 par l'anneau d'Oldham 93 de façon à ne pas effectuer de rotation relative. Au lieu de cela, l'élément à spirale 58

effectue, de manière excentrée, un mouvement orbital par rap-

port à l'élément à spirale fixe 56; ce mouvement orbital est guidé par les pattes 204, 206, 208, 210 coulissant dans les cavités 212, 214, 216, 218. Il est à remarquer que la figure 26 montre les pattes 204, 206 qui prennent respectivement place à une extrémité des fentes associées 121, 214 (comme

cela est présenté dans cette mise en place); la surface pé-

riphérique extérieure de l'anneau de couplage Oldham 93 sur le côté du plan 222 correspondant à l'orifice d'aspiration 88

(côté droit en bas à la figure 26) se conforme très étroite-

ment à la paroi intérieure radiale adjacente 206 des cavités

202. De la même manière, les pattes 204, 206 prennent respec-

tivement place à l'extrémité opposée des fentes respectives 212, 214 (cette position n'est pas représentée) et la surface périphérique extérieure de l'anneau de couplage Oldham 93, du côté du plan 222 opposé à celui de l'orifice d'aspiration (côté supérieur gauche de la figure 26), vient épouser très étroitement la paroi intérieure radiale adjacente 203 de la

cavité 202. Il est ainsi clair que la cavité 202 est étroite-

ment adaptée pour recevoir le mouvement alternatif de la liaison Oldham 93 suivant l'axe 240; ces liens restent dans

le plan 220 et l'espace nécessaire à l'anneau de couplage Ol-

dham est réduit au minimum.

Selon les figures 20-24, auxquelles il est de nouveau fait référence, chaque face axiale opposée 224, 226 de l'anneau d'Oldham 93 comporte des surfaces formant des pa- tins 228-236. Ces surfaces 228a, 232a, 234a, 236a se trouvent sur la face 224; sur sa face opposée, directement en dessous et avec des formes correspondantes aux surfaces des patins du côté 224, l'anneau d'Oldham 93 a des surfaces correspondantes 228b, 230b, 232b, 234b, 236b. Dans chacune des figures 20-25,

les surfaces formant des patins sont tracées de façon hachu-

rée ou ombrée pour montrer leur forme générale et leur posi-

tion. La figure 25 montre une variante d'anneau d'Oldham 93' qui est pratiquement identique à l'anneau d'Oldham 93 sauf que cette variante est obtenue par un procédé de frittage d'une poudre métallique et non par un procédé d'usinage d'un élément en métal. On voit que la principale caractéristique

de l'anneau d'Oldham 93' est que les surfaces de matière en-

tourant chacune des pattes sont légèrement plus grandes que

dans le cas précédent.

Selon la figure 1, on voit que l'anneau d'Oldham 93, 93' est placé entre l'élément à spirale fixe 56 et

l'élément à spirale à mouvement orbital 58. De même la sur-

face 74 de l'élément à spirale à mouvement orbital 58 peut être une partie de surface périphérique de contour 205 à l'extérieur de la surface 76, en regard du côté inférieur 226 de l'anneau d'Oldham 93, 93'. De même, la zone en creux 202

de l'élément à spirale fixe 56 présente une surface 238 tour-

née vers le bas (figure 91) qui se trouve en regard de la face supérieure 224 de l'anneau d'Oldham 93, 93'. Les patins

228-236 des faces opposées de l'anneau d'Oldham 93, 93' tou-

chent en coulissement les surfaces 205, 238. Selon les figu-

res 22, 25, les surfaces de patins 228a, 228b ont des parties

qui se trouvent en regard des côtés opposés du plan 220.

Les figures 22, 24, 25 montrent un axe 240 qui passe au milieu de l'épaisseur de l'anneau d'Oldham 93, 93' et se situe dans le plan 220. Pendant le fonctionnement du

compresseur, l'élément à spirale à mouvement orbital 58 bas-

cule dans le plan 222, autour d'un axe dans le plan 220 pa-

rallèles à l'axe 240. L'élément à spirale 58 bascule dans le

plan 222, et la partie extérieure de la surface 74 sera pous-

sée alternativement en contact avec les parties de surface formant patins sur la face 226 de l'anneau d'Oldham 93, 93',

seulement sur les faces opposées du plan 220. Selon les figu-

res 1, 22, 24, 25, pendant que l'élément à spirale orbital 58 bascule dans le plan 222, dans le sens des aiguilles d'une

montre, selon la figure 24, autour d'un axe généralement pa-

rallèle à l'axe 240 et au plan proche 220; une partie de surface 205 se soulève et vient en butée de contact avec l'anneau d'Oldham 93, 93' rencontrant les pattes 234b, 236b

et une partie de 228b. Cet effet pousse les surfaces de pa-

tins de côté opposé 234a, 236a et une partie de 228a (tous du

côté gauche du plan 220 aux figures 22, 25) en contact de bu- tée contre la partie de surface axiale adjacente 238 de la zone en creux

202 de la spirale fixe. Inversement, pendant que l'élément à spirale à mouvement orbital 58 bascule dans le plan 222 dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre selon la figure 24 autour d'un axe généralement

parallèle à l'axe 240 et au plan proximal 220, la partie ra-

dialement opposée de la partie de surface 205 remonte et

vient en contact de butée avec l'anneau d'Oldham en rencon-

trant les patins 230b, 232b et une partie de 228b. Cet effet pousse les surfaces de patins de côté opposé 230a, 232a et une partie de 228a (tous du côté droit du plan 220 selon les figures 22, 25) en contact d'appui avec la surface axiale de

la partie adjacente 238 dans la cavité de spirale fixe 202.

Le basculement de l'élément à spirale à mouvement orbital 58

dans le plan 222 correspond à l'oscillation entre les mouve-

ments dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens

contraire décrit ci-dessus pendant le fonctionnement du com-

presseur. On voit ainsi que le mouvement de l'anneau d'Oldham 93, 93' est aligné sur la surface de support 205 de l'élément à spirale à mouvement orbital en évitant son basculement. Il est clair, en référence à la figure 26, que la surface 205 de l'élément à spirale à mouvement orbital est soutenue par la liaison de type Oldham à des emplacements qui s'opposent aux valeurs maximales des couples de basculement oscillants de la spirale à mouvement orbital, évitant ainsi les ondulations de

l'élément à spirale à mouvement orbital.

Lors de l'arrêt du compresseur, l'élément à spi-

ral à mouvement orbital 58 n'est plus entraîné selon un mou- vement orbital par le moteur 32 et l'arbre-manivelle 34 et peut se déplacer librement en fonction de la pression des gaz

appliquée sur cet élément; il s'agit de la pression diffé-

rentielle entre celle de l'orifice de sortie ou de refoule-

ment 100 et l'orifice d'aspiration 88. De plus, lors de l'arrêt du compresseur, la pression différentielle existant entre le fluide de la chambre d'évacuation et celui de l'élément à spirale, est à une pression inférieure à celle de la chambre de refoulement. Comme les deux volumes cherchent

une pression d'équilibre, il y a un écoulement inverse de ré-

frigérant fluide de la chambre de décharge dans l'élément à

spirale. Cette pression différentielle agit, sans en être em-

pêchée, sur l'élément à spirale à mouvement orbital 58 pour lui faire effectuer un mouvement orbital inverse par rapport à l'élément à spirale fixe 56. Ce mouvement orbital inverse

produit un passage de réfrigérant dans l'orifice de refoule-

ment 100, dans la direction inverse pour sortir par l'orifice d'aspiration 88 et arriver dans le système réfrigérant. Ce problème de l'inversion de la rotation de l'élément à spirale pendant l'arrêt du compresseur a été longtemps associé au

compresseur à spirale. Pour éviter cela, il est prévu un cla-

pet 102 utilisant le passage de fluide la chambre de sortie

dans l'élément à spirale pour fonctionner comme clapet anti-

retour passant rapidement en position d'obturation couvrant

l'orifice de sortie. On évite ainsi le mouvement orbital in-

verse et on arrive plus rapidement à l'équilibre.

Les figures 1, 27-45 montrent différents compo-

sants et modes de réalisation d'un clapet anti-retour 102, 102' applicables au compresseur 20. Chacun de ces modes de

réalisation comporte un clapet pivotant, métallique ou plas-

tique, léger, placé au voisinage ou directement sur l'orifice de sortie 100 dans l'élément à spirale fixe 56; ce clapet

est tenu en place par un élément de retenue 310, 324. Les fi-

gures 27, 28; 35-37; 38-40 montrent des variantes d'éléments à clapet 302, 302', 302. L'élément à clapet peut

soit avoir des oreilles de pivot 309 ou un perçage 322 rece-

vant une broche de ressort 320 avec des garnitures 318. Cha-

que oreille 309 ou garniture 318 est logée dans une cavité de palier 318, 318' de l'élément à clapet de retenue ou clapet anti-retour.

Lorsque le compresseur fonctionne, le fluide ré-

frigérant arrive à la pression d'aspiration par le tuyau d'aspiration 86. Ce dernier est logé de manière étanche dans un contre-perçage 88 de l'élément à spirale fixe 56 et il communique avec la chambre 98 dans laquelle règne la pression d'aspiration; cette pression est définie par l'élément à spirale fixe 56 et l'élément de châssis 60. Le réfrigérant à

la pression d'aspiration est comprimé par le mécanisme à spi-

rale 38. L'élément à spirale 58 à mouvement orbital se dé-

place suivant un mouvement orbital par rapport à l'élément à spirale fixe 56 et le fluide réfrigérant de la chambre d'aspiration 98 se comprime entre la paroi en spirale fixe 68 et la paroi en spirale à mouvement orbital 76 pour transférer radialement vers l'intérieur, en direction de l'orifice de sortie 100, des poches dont le volume décroit progressivement

et dont la pression de réfrigérant augmente ainsi.

Le fluide réfrigérant à la pression de sortie est évacué vers le haut à travers l'orifice de sortie 100; le fluide exerce une force d'ouverture contre la force arrière

306 de l'élément de clapet 302, 302', 302 pour déplacer ce-

lui-ci ou le laisser en position d'ouverture. Le réfrigérant est expulsé dans le collecteur de sortie ou chambre 104 tel que défini par le mécanisme de déviation d'écoulement de gaz de décharge 106 et la surface supérieure 108 de l'élément à spirale fixe 56. Le flux de gaz de sortie, comprimé, arrive du mécanisme de déviation dans la chambre 110 et de là, le

gaz sort par le tube de sortie 112 pour arriver dans un sys-

tème de réfrigération équipé du compresseur 20.

Le clapet de retenue ou anti-retour 102, 102' évite le passage inverse du réfrigérant lors de l'arrêt du

compresseur et ainsi le mouvement orbital inverse du méca-

nisme à spirale 38.

Selon les figures 42-45 le dispositif à clapet de retenue 102 se compose d'un clapet rectangulaire 302 ayant une face avant 304, une face arrière 306 et une partie for- mant pivot 308, un élément de butée 324 pour le clapet, des paliers 318 et une broche élastique 320. La surface arrière

306 est tournée vers l'orifice d'évacuation 100 dont la sur-

face est de préférence plus grande. La broche 320traverse un orifice 322 de la partie de pivot 308 et elle est montée dans des garnitures de palier 318 aux extrémités opposées de

l'élément de clapet ou plus simplement clapet 302; les bri-

des radiales des garnitures 318 sont adjacentes à l'élément de clapet. Les garnitures 318 sont montées à rotation dans

des cavités de paliers 316 de côté opposé de l'élément de bu-

tée 324. Pendant le fonctionnement du compresseur, le réfri-

* gérant agit sur la face avant et la face arrière 304, 306, faisant pivoter le clapet 302 par rapport à la butée 324; cette dernière est fixée par rapport à l'élément à spirale 56. La butée 324 vient par- dessus et autour du clapet; elle comporte deux montants 312 qui peuvent être fixés à l'élément à spirale fixe, par exemple par des vis. Dans le montage, la broche élastique 320 est logée dans un perçage 322 du clapet

302 et les paliers 318 sont fixés aux extrémités de la bro-

che. La butée est placée au-dessus du clapet et les deux pa-

liers sont reçus dans les deux cavités; les deux extensions de montage sont positionnées au voisinage des perçages de

montage prévus dans la surface supérieure de l'élément à spi-

rale fixe 56. Le dispositif à clapet est ainsi bloqué sur l'élément à spirale fixe par les deux vis de montage. Les

clapets 302' (figures 35-37) et 302 (figures 38-40) compor-

tent des paliers faisant corps ou des pattes 309 et pas de broche à ressort; dans chaque cas on peut utiliser une butée

310 ou 324 comme cela a été décrit.

Le clapet 302 est poussé contre la butée de cla-

pet 314, 314' par la force développée par le réfrigérant de sortie sur la face arrière 306. En particulier, le clapet 302

n'est pas bistable et tend à revenir sous l'effet de la gra-

vité dans sa position fermée si le réfrigérant de refoulement force en agissant sur la surface arrière 306. Pendant l'arrêt

du compresseur, le réfrigérant dans la chambre 110 à la pres-

sion de décharge du compresseur se déplace vers la chambre à la pression d'aspiration 98 à travers le port d'évacuation 100. L'orifice de passage 326, prévu dans la butée de clapet 314, permet au réfrigérant de traverser la butée 314 et

d'agir de nouveau contre une grande surface de la face fron-

tale 304 du clapet 202, l'obligeant à pivoter rapidement vers le port de sortie au contact de la surface périphérique 108 de l'élément à spirale fixe 56 pour que la face avant 304 couvre et assure pratiquement l'étanchéité de l'ouverture du port de sortie 100. L'orifice de passage 326 évite le collage du clapet sur la butée, ce qui pourrait se produire pendant le fonctionnement du compresseur. On évite de cette manière que le réfrigérant ne circule en sens inverse de la chambre du boitier à la pression de décharge vers le chambre d'aspiration 98 et à travers le passage d'aspiration 96. Un clapet anti-retour de sortie utilisant un élément de retenue de clapet 310 fonctionne de façon similaire; la butée 314' forme une surface importante pour la face avant de clapet 304 exposée au gaz d'évacuation s'écoulant en sens inverse lors de l'arrêt du compresseur. L'interface de la garniture de la face 304, avec la butée 314, 314', en vis-à-vis, assurent un

meilleur fonctionnement à l'usure du clapet.

Lorsque la chambre 110 du boîtier est effective-

ment fermée de manière hermétique vis-à-vis de la chambre d'aspiration 98, cela élimine la pression différentielle en évitant le mouvement orbital inverse de l'élément à spirale à mouvement orbital 58. Le réfrigérant sous pression contenu

dans les chambres de compression de la spirale, entre les pa-

rois de développante de spirale imbriquées, agit sur le méca-

nisme à spirale 38 si bien que les parois en développante ou en spirale, de l'élément à spirale à mouvement orbital 58 se séparent radialement des parois en spirale de l'élément à spirale fixe 56. Comme les éléments à spirale 56, 58 ne sont

plus étanches l'un par rapport à l'autre, le réfrigérant con-

tenu dans les intervalles peut fuir à travers les parois 68, 76 et la pression dans le mécanisme à spirale 38 atteint son équilibre. Pendant le fonctionnement normal du compresseur à spirale, le réfrigérant à la pression de sortie est évacué par le port d'évacuation et produit ainsi le mouvement du

clapet de contrôle d'évacuation dans sa position d'ouverture.

Un ressort de polarisation (non représenté) peut être prévu pour éviter le fonctionnement cyclique du clapet anti-retour de sortie, qui produirait le battement dû aux pulsations de

pression se produisant pendant le fonctionnement du compres-

seur. Selon la figure 1, le mécanisme de déviation du flux de gaz de sortie 106 est fixé solidairement à l'élément à spirale fixe 56 et entoure la saillie annulaire 402 de l'élément à spirale fixe. Les figures 46, 47, 48 montrent un premier mode de réalisation du mécanisme de déviation du flux

de gaz de sortie.

Les figures 49, 50, 51 montrent un second mode de

réalisation du mécanisme de déviation du flux de gaz.

Les figures 52, 53, 54 montrent un troisième mode de réalisation du mécanisme de déviation de flux de gaz. Le mécanisme de déviation de flux de gaz peut être fixé soit à l'élément à spirale fixe par sertissage de l'ensemble ou de

parties seulement de la périphérie inférieure 404 d'une cavi-

té annulaire prévue dans la saillie annulaire 402. En va-

riante, on peut former une série d'encoches dans la saillie

annulaire pour permettre de réaliser une série de parties ré-

trécies suivant la périphérie inférieure du mécanisme de dé-

viation d'écoulement gazeux. D'autres moyens tels qu'une imbrication, des saillies de verrouillage, etc... peuvent s'utiliser pour bloquer le mécanisme de déviation de flux de

gaz à l'élément à spirale fixe.

Comme le montre un troisième mode de réalisation, le mécanisme de déviation de débit de gaz 106 (figure 53) peut comporter plusieurs orifices 414 alignés sur un ensemble d'orifices coniques 416 prévu dans la surface de l'élément à spirale fixe 108 (figure 5); le mécanisme de déviation de gaz est fixé à l'élément à spirale fixe par des moyens de

fixation filetés (non représentés).

Pendant le fonctionnement du compresseur, le fluide réfrigérant comprimé du port de sortie 100 est forcé à travers le clapet de décharge 102 et dans la chambre

d'évacuation 104 définie par la surface intérieure du méca-

nisme de déviation de flux de gaz et la surface supérieure 108 de l'élément à spirale fixe. Le mécanisme de déviation de

flux de gaz 106 peut être positionné pour que le gaz de re-

foulement sortant de la chambre de sortie 106 passe à travers la sortie 406, par l'intervalle 408 (figures 1, 2) entre le boîtier 22, l'élément à spirale fixe 56 et le châssis 60 et

en outre par la chambre formant boîtier 110, le long du che-

min 411 pour s'écouler de manière optimale par-dessus et au-

tour du dispositif protecteur de surcharge de moteur 41 attaché aux enroulements de stator 410. Ainsi, le mécanisme de déviation de gaz assure une protection supplémentaire du moteur en évitant que les gaz d'évacuation chauds n'arrivent

directement sur le dispositif protecteur de surcharge.

Comme le montre le mode de réalisation des figu-

res 49 à 51, le mécanisme de déviation de flux de gaz 406' peut comporter un capot 412 tourné vers le bas pour diriger le refoulement vers la sortie en direction de l'intervalle de

sortie 408.

Il est à remarquer que le dispositif à clapet de retenue de refoulement ou clapet anti-retour 102 est orienté vers la sortie du mécanisme de déviation de gaz de façon que

lorsque le clapet est ouvert, la face frontale 304 est expo-

sée à l'arrivée inverse du gaz à la pression de sortie de la chambre 110 vers la chambre 104 à travers la sortie 408, au moment de l'arrêt du compresseur, pour faciliter la fermeture

rapide du clapet.

Le compresseur à spirale selon la figure 1 com-

porte une chambre de pression intermédiaire 81 qui reçoit le gaz réfrigérant à une pression intermédiaire; le gaz pousse l'élément à spirale à mouvement orbital 58 élastiquement dans la direction axiale avec l'élément à spirale fixe 56. La

chambre à pression intermédiaire 81 est délimitée par la sur-

face de l'élément à spirale à mouvement orbital 58 et le pa-

lier principal du châssis 60 situé entre une paire de joints annulaires 114, 116; ces joints sont respectivement logés dans des gorges 502, 504 prévues dans les surfaces axiales tournées vers le bas 72, 506 de l'élément à spirale à mouve- ment orbital 58 et ils viennent en contact de glissement avec

les surfaces d'interface du châssis 60.

Selon les figures 1, 10 et 14, la chambre à pres-

sion intermédiaire 81 est définie de manière générale comme volume annulaire entre un gradin du châssis 60 et la partie

de moyeu 516 descendant de l'élément à spirale, orbital, 58.

Les joints 114 et 116 assurent respectivement l'étanchéité pour la pression intermédiaire entre la région soumise à la pression d'aspiration et la région soumise à la pression

d'évacuation de l'huile.

La figure 12 montre que la partie de moyeu 516

descendant de l'élément à spirale à mouvement orbital 58 pré-

sente une surface radiale extérieure 508 qui rejoint la sur-

face plane 72. La surface 508 s'étend à partir de la surface 72 vers la surface axiale 506 la plus éloignée du fond de la partie de moyeu 516. La surface radiale 508 comporte une

gorge annulaire 510, large, avec une surface annulaire supé-

rieure 512. L'ouverture 85 va de la surface 512 à la surface

74 au niveau de laquelle cette ouverture débouche dans la ré-

gion de pression intermédiaire, entre les parois en spirale de l'élément à spirale, fixe, et celui à spirale à mouvement

orbital. Selon la figure 12, l'ouverture 85 peut être un sim-

ple passage droit qui fait un certain angle entre la surface 512 et la surface 74. En variante, l'ouverture 85 peut être formée d'un premier perçage axial (non représenté) partant de la surface 74 parallèlement à la surface 508 pour arriver dans une partie de moyeu 516, radialement à l'intérieur de la

gorge 510 et rejoignant un perçage radial traversant (non re-

présenté) partant du premier perçage dans la surface radiale

de la gorge 510. Pour faciliter la fabrication, il est préfé-

rable de n'avoir qu'une seule ouverture, inclinée comme celle

représentée à la figure 12.

La figure 17 montre que le joint 116 placé dans

la rainure 504 glisse sur la surface 514 du châssis 60 en re-

gard de la surface 506 de la partie de moyeu 516. La partie de surface 506, radialement à l'intérieur de la gorge 504, c'est-à-dire à droite selon la figure 17, est à la pression

d'évacuation; cette partie est normalement remplie d'huile.

Selon la figure 17, le joint 116 a une forme générale à sec-

tion en C avec une partie extérieure 518 et une partie inté-

rieure 520 dans le canal annulaire prévu dans la partie extérieure 518 et tourné radialement vers l'intérieur. La

partie de joint extérieur 518 peut être en polytétrafluoré-

thylène (PTFE) ou autre matériau à faible friction, qui per-

met de réaliser un contact à faible friction avec la surface

514. L'intérieur de la partie de joint intérieur 520 est ex-

posé à l'huile, à la pression de sortie qui déploie le joint 516 pour qu'il s'étende axialement et radialement vers l'extérieur dans la gorge 504, réalisant le contact d'étanchéité entre les surfaces d'étanchéité du joint 116, la surface supérieure et la surface inférieure de la rainure 504

et la surface 514 du châssis.

Selon les figures 14, 16, la surface plane 72 de l'élément de spirale à mouvement orbital 58 est munie d'une

gorge annulaire 502 recevant le joint 114. Le joint 114 com-

porte une partie extérieure 522 ayant un canal en forme de C ouvert radialement vers l'intérieur et une partie intérieure 524 logée dans le canal en forme de C. Le canal en forme de C de la partie 522 s'ouvre radialement vers l'intérieur pour rester exposé à la pression de fluide intermédiaire dans la chambre de pression intermédiaire 81 qui pousse le joint 114 radialement vers l'extérieur dans la gorge 502 et axialement vers l'extérieur contre les surfaces axiales opposées de la gorge 502 et la surface 78 du châssis 60 contre lequel s'applique en coulissement le joint 114. La partie de joint extérieur 522 peut être en PTFE ou autre matière à faible

coefficient de frottement, ce qui permet un contact de glis-

sement à faible frottement avec la surface 78. La partie de joint intérieur 74 peut être la pièce Parker FS16029 ayant une section tubulaire. Les gorges 504, 502 peuvent comporter

des joints 114, 116 à section classique comme ceux représen-

tés aux figures 16, 17. Cela signifie que la forme de la sec-

tion du joint 114 peut être adaptée pour se monter dans la gorge 504. Inversement, la forme de la section du joint 116 peut permettre son installation dans la gorge 502. La pres-

sion dans la chambre de pression intermédiaire 81 peut se ré-

guler à l'aide d'une vanne comme celle décrite dans le

document US 09/042.092 du 13/3/98.

Selon la figure 1, le support principal ou châs-

sis 60 comporte une partie de palier principal 602 descen-

dant, munie d'un palier 59 proprement dit recevant le tourillon 606 de l'arbre-manivelle 34 porté radialement. Le tourillon 606 de l'arbremanivelle comporte un perçage radial

608 (figures 55, 56) rejoignant la surface extérieure du tou-

rillon 606 au passage d'huile supérieur 54 à l'intérieur de l'arbremanivelle. Une partie de l'huile arrivant dans le passage 54 traverse le perçage traversant 608 pour lubrifier le palier 59. L'huile qui s'écoule à travers le perçage 08 et le palier 59 peut descendre le long de la face extérieure du tourillon 610 pour être répartie radialement par la rotation

du contre-poids 614 et revenir ensuite à la bâche 46. Du per-

çage traversant 608 l'huile peut également remonter le long du perçage 59 et le long du côté extérieur du tourillon 606

et arriver dans la galerie d'huile annulaire 610; cette der-

nière communique avec une chambre de boîtier 110 et la bâche 46 à travers le passage 612 du châssis 60. Le passage 612 est

orienté dans le châssis 60 pour que la rotation du contre-

poids 614 entraîne la prise et la projection de l'huile arri-

vant du passage traversant 612 pour disperser cette huile du côté radial du compresseur à l'opposé de l'entrée du tube d'évacuation 112. Cette ouverture d'extrémité 732 du passage d'huile 714 est scellée par le bouchon 616 qui est à fleur avec la surface d'extrémité du tourillon 61 ou légèrement en deçà. Le passage d'huile radial 622 du galet 82 et le

passage d'huile radial 624 du tourillon 61 communiquent réci-

proquement (figure 61C) bien que le galet 82 puisse pivoter

légèrement au-dessus du tourillon 61, son mouvement de pivo-

tement est limité par les côtés du perçage 618 rencontrant les côtés de la broche de limitation 83. L'huile résiduelle s'écoule à travers le passage d'huile 54 de l'arbre-manivelle et passe au-delà du perçage traversant 608 pour arriver dans les passages d'huile de communication 622, 624 pour lubrifier le palier 57. Comme le passage d'huile 54 est orienté suivant un angle par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 34, le passage d'huile 54 forme une sortie de pompe centrifuge d'huile qui peut servir en combinaison avec l'assemblage de

pompe 48 placé dans la bâche à huile 46, comme cela sera dé-

crit ultérieurement. La pression d'huile qui atteint les pas-

sages radiaux d'huile 608, 624 est ainsi supérieure à la

pression de l'huile dans la bâche 46, cette dernière corres-

pondant pratiquement à la pression de sortie. L'huile qui

traverse le palier 57 peut remonter dans l'espace de récep-

tion d'huile (ou galerie) 55 (figures 15, 63B) qui communique avec une région à pression intermédiaire entre les éléments à

spirale à travers le passage d'huile 626. L'huile dans la ga-

lerie d'huile 55 est évacuée à la pression de refoulement et revient à travers le passage 626 du fait de la différence de

pression entre la galerie 55 et la région de pression inter-

médiaire comprise entre les spirales. L'huile reçue entre les spirales intermédiaires à travers le passage 626 permet de refroidir les enroulements en spirale, d'en assurer l'étanchéité et de les lubrifier. L'huile résiduelle s'écoule le long du palier 57 en descendant dans la galerie d'huile annulaire 632 et cette dernière communique à son tour avec la

galerie d'huile annulaire 610 (figure 1).

Comme cela apparaît le mieux à la figure 64, le

perçage axial 84 du galet 82 n'est pas parfaitement cylindri-

que et laisse, le long d'un côté radial, un jeu 633 entre ce côté du perçage et le côté cylindrique adjacent du tourillon 61 qui le traverse. Le jeu 633 fait partie d'un passage

d'évacuation qui, si les conditions de pression intermédiai-

res entre les parois en spirale sont supérieures à la pres-

sion de sortie, évite le retour du gaz à travers le coussinet 57. En se référant maintenant au chemin de passage représenté

par les flèches 635 à la figure 63, si la pression intermé-

diaire est supérieure à la pression de sortie, par exemple

pendant le démarrage du compresseur, on peut évacuer le ré-

frigérant à travers le passage 626 dans la galerie d'huile 55 et à travers le jeu 633, entre le perçage 84 et la surface extérieure du tourillon 61 dans la région définie par la par- tie à dégagement 628 de la surface axiale inférieure du galet

82 autour du perçage 84 et du tourillon 61. Cette région com-

munique avec une fente radiale 630 prévue dans la surface axiale inférieure du galet 82. Cela permet l'évacuation du réfrigérant qui peut couler dans la galerie d'huile annulaire 632 et revenir à la chambre de boîtier 110 du compresseur à travers le passage 612 du châssis 60. Ainsi, l'évacuation du

réfrigérant pendant l'opération de démarrage évite que la ga-

lerie d'huile 55 ne se mette en pression jusqu'à un point qui

limiterait l'écoulement d'huile du coussinet 57 ou, comme in-

diqué ci-dessus, le passage de l'huile du coussinet 57 avec

l'évacuation du réfrigérant pendant le démarrage du compres-

seur. Selon les figures 14, 15 et 63, la surface 636 tournée vers le bas de l'élément à spirale, orbital, à l'intérieur de la cavité centrale de la partie de moyeu 516 comporte une courte saillie cylindrique ou " bouton " 634 qui

est en saillie du côté tourné vers le bas, sur approximative-

ment 2 à 3 mm à partir de la surface 636. Le bouton 634 selon un mode de réalisation a un diamètre de l'ordre de 10 à 15 mm et sa surface axiale vient contre les parties des surfaces

axiales hautes du tourillon 61 et/ou du galet 62; ces surfa-

ces sont en général alignées l'une sur l'autre. Le bouton 634 assure la fonction d'un tourillon de charge locale et/ou de galet 82 pour minimiser le contact par frottement sur toute la surface axiale supérieure du galet et du tourillon; il sert ainsi de palier de type crapaudine. L'interface entre le bouton 634 et le tourillon 61 et/ou le galet 82 est proche de

l'axe de la partie de moyeu 516 et du galet 82, là o la vi-

tesse relative entre le bouton, le tourillon et le dispositif

à galet est la plus faible, ce qui réduit l'usure au minimum.

La pompe à huile 48, de type à déplacement posi-

tif, prévue à l'extrémité inférieure de l'arbre-manivelle 34, pénètre dans la bâche à huile 46 définie par le boîtier de compresseur 22. Un premier mode de réalisation d'une pompe à huile est présenté aux figures 65-79; un seconde mode de

réalisation constituant une variante est représenté aux figu-

res 80, 81. Dans le premier mode de réalisation représenté dans les vues en coupe partielle des figures 65, 66, la pompe à déplacement positif 48 est prévue sensiblement à l'extrémité inférieure 702 de l'arbre-manivelle 34 en étant

portée par un palier extérieur 36.

La pompe est formée d'un corps de pompe à huile

704, d'une palette 706 qui peut être réalisée en matière mou-

lée par injection comme par exemple du Nylatron GS (marque

déposée), d'une plaque ou disque à orifice d'inversion circu-

laire 708, d'une surface axiale supérieure plane en contact de glissementavec la surface inférieure de la palette 706, de la broche de rétention 710, de la rondelle ondulée 713, de la plaque de retenue circulaire 715 et de la bague élastique 712. Les composants de la pompe sont logés dans le corps de pompe 704 dans l'ordre présenté à la figure 68; la rondelle ondulée 713 pousse les éléments de la pompe en contact de compression les uns avec les autres. Une gorge annulaire est

prévue à l'extrémité inférieure du corps de pompe pour rece-

voir la bague élastique 712. La fente 714 (selon les figures 55-57) est prévue à l'extrémité inférieure 702 de l'arbre 34

et reçoit la palette rotative 707; cette palette a une lon-

gueur supérieure au diamètre de l'extrémité inférieure de

l'axe 702; elle est entraînée en rotation par l'arbre-

manivelle. La palette glisse d'un côté à l'autre dans la fente et rencontre la surface du cylindre de pompe 716 formé par le corps de pompe 704. Comme cela apparaît le mieux aux

figures 65 et 73, le cylindre de pompe 716 excentré a un dia-

mètre supérieur à la partie 709 du palier 36. De plus, la li-

gne d'axe du cylindre de pompe 716 est décalée par rapport à la ligne d'axe de l'arbre-manivelle 34 et au passage d'huile

axial inférieur 52.

La partie de diamètre 709 du palier 36 est légè-

rement plus grande en diamètre que l'extrémité d'axe infé-

rieur 702 et laisse ainsi un faible jeu permettant à l'huile

de s'échapper de la pompe 48 comme cela sera décrit ultérieu-

rement, pour lubrifier la partie de palier inférieure 719 de l'arbre 34 soutenue radialement par la partie de tourillon 717 et axialement par la surface 726 du palier 36. Pendant la rotation de l'arbre 34, la palette 706 effectue un mouvement de va-et-vient dans la fente 714 de l'arbre et ses extrémités opposées 744, 746 (figures 74, 75)

glissent sur la paroi cylindrique du cylindre de pompe 716.

Les extrémités opposées 744, 746 facilitent le fonctionnement multidirectionnel de la palette 706. En variante, la palette

peut également être constituée par un ressort (non représen-

té) en son milieu ou être réalisée en deux pièces dont les deux extrémités sont reliées par un ressort intermédiaire, constituant une pièce séparée (non représentée). Le ressort intermédiaire pousse les extrémités de la palette vers l'extérieur en direction de la surface intérieure du corps de pompe pour un fonctionnement plus efficace et plus serré de la pompe. De telles variantes de réalisation assurent une

meilleure étanchéité des extrémités de palette 744, 746 con-

tre la paroi cylindrique du cylindre de pompe 716 réduisant ainsi les fuites de la pompe. Cependant la pompe fonctionne

avec un certain degré de fuite, pour lubrifier le palier in-

férieur 36. Au-delà de la palette 706 qui tourne dans le cy-

lindre de pompe 716, l'huile de fuite remonte à travers le faible jeu entre la partie d'arbre inférieur 702 et la partie

709 du palier 36, constituant une source d'agent de lubrifi-

cation du tourillon et des paliers d'appui au-dessus. Ainsi, le palier inférieur 36 du compresseur 20 est lubrifié par l'huile de fuite de la pompe 48 plutôt que par l'huile pompée

à travers le passage 52 à l'extrémité inférieure de l'arbre.

Selon la figure 66, l'huile de la bâche 46 arrive dans la pompe par l'orifice d'entrée 50 o elle est soumise à

l'action de la surface latérale de la palette rotative 706.

La palette pousse l'huile dans l'entrée en forme d'ancre 718

dans la surface axiale supérieure plane de la plaque à ori-

fice d'inversion 708; sous l'effet de la diminution du vo-

lume, l'huile est obligée de passer par le port de sortie d'inversion 720, central, et de remonter, par l'entrée du passage axial d'huile 722, et les parties en forme de rognons

750, 752 des côtés de la palette 706. En fait, la forme ex-

centrée de la pompe et l'action de la palette rotative font que la sortie du port central 720 est à une pression infé- rieure à celle de l'entrée en forme d'ancre. La forme d'ancre de la plaque du port d'inversion permet le pompage efficace quel que soit le sens de rotation de l'arbre-manivelle, pour l'huile autorisée à arriver dans l'entrée 718, sensiblement au voisinage des deux extrémités de la forme d'ancre. Ainsi, de l'huile est fournie aux différents points de lubrification

du compresseur même en cas de rotation inverse du compres-

seur, après l'arrêt. Le canal de la broche de rétention péri-

phérique 711 est prévu dans la surface axiale inférieure plane de la plaque à orifice d'inversion 708 pour recevoir en coulissement la broche de rétention 710. La broche 710 est fixée par rapport au corps de pompe retenu dans l'encoche 754 de la paroi cylindrique du cylindre 716 (figures 68, 73) sous

l'entrée de pompe 50. Cela permet le repositionnement en ro-

tation de la plaque à port d'inversion pour un fonctionnement multidirectionnel, les surfaces d'extrémité opposées du canal

711 étant mises en butée avec la broche 710 lorsque l'arbre-

manivelle 34 change de sens de rotation. La plaque à port 708

présente ainsi une première et une seconde position de rota-

tion, opposées.

La rondelle d'appui de palier inférieur 724 s'appuie sur la surface de poussée du palier inférieur ou épaulement 726 constituant une surface d'appui en poussée pour l'arbre-manivelle 34. La fuite d'huile du mécanisme de pompe 48 remonte ainsi à travers l'interface entre l'extrémité inférieure 702 de l'arbre et la partie de palier

inférieure 709 comme cela a été décrit ci-dessus, pour four-

nir de l'huile de graissage à l'interface entre la surface d'appui d'arbre 726 et la rondelle de poussée 724 ainsi que la partie de tourillon 719 de l'arbre et la partie de palier 717 recevant le tourillon. Des rainures (non représentées) sont prévues dans la rondelle de poussée 724 pour faciliter

la distribution de l'huile de graissage au niveau de la sur-

face d'appui 726. De plus, on peut avoir des fentes (non re-

présentées) dans le corps de pompe pour faciliter la fuite d'huile du mécanisme de pompe vers la surface de poussée. De

même, on peut avoir une fente, une surface plate ou une par-

tie en relief 728 (figures 55, 56) dans la partie de tou- rillon d'arbre 719 pour compléter la lubrification de rotation des interfaces avec le palier inférieur recevant le tourillon. De cette manière, la fuite de la pompe, (pompe primaire), passe le long du passage d'huile axial suivant

l'arbre-manivelle, en assurant à la fois le graissage de ro-

tation et le graissage d'appui des surfaces de palier infé-

rieur. Le flux d'huile distribué par la pompe principale est

ainsi concentré vers les destinations au-delà de l'arbre-

manivelle. La pompe constitue un moyen de lubrification du

palier inférieur du compresseur autorisant des tolérances re-

lativement libres des interfaces du corps de pompe et de

l'arbre ainsi qu'un usinage simple de l'arbre-manivelle.

Selon la figure 1, la pompe à huile 48 fait re-

monter l'huile le long du passage axial inférieur 52 et du passage décalé supérieur 54 pour l'huile. La configuration du décalage du passage supérieur 54 crée un effet de pompage centrifuge supplémentaire du flux d'huile primaire de la pompe. L'ouverture supérieure 732 du passage 54 comporte un bouchon 616. Une partie du flux d'huile à travers le passage

54 est évacuée par le passage radial 608 de la partie de tou-

rillon 606 (figures 55, 56) pour arriver dans le palier 59.

La partie restante du flux d'huile à travers le passage 54 est évacuée à travers le passage radial 624 du tourillon 61 et le passage radial communiquant 622 du galet 82; cette

huile est fournie au palier ou coussinet 57 (figure 63B).

L'huile remonte le long du palier ou coussinet 57 et passe

par la galerie d'huile 55 définie par les surfaces supérieu-

res du tourillon 61 et du galet excentrique 82 et la surface 636 de l'élément à spirale à mouvement orbital 58. L'huile fournie à la spirale arrive par le passage axial 626 réalisé

dans l'élément à spirale à mouvement orbital.

La pompe à huile 48', selon le second mode de

réalisation tel que représenté par la vue éclatée de la fi-

gure 80 et de la vue en coupe de la figure 81, fonctionne pratiquement comme celle décrite ci-dessus mais sa structure

est différente pour s'appliquer à des compresseurs sans pa-

* lier inférieur. La pompe à huile 48' comporte un ressort an-

ti-rotation 738 fixé au boîtier 22 du compresseur ou d'autres supports fixes. Le ressort 738 porte le corps de la pompe à

huile 704' axialement dans le boîtier 22 et le bloque en ro-

tation par rapport au prolongement d'axe 740 qui comprend un passage d'huile intérieur axial 742, en étant fixé à

l'extrémité inférieure de l'arbre-manivelle (non représenté).

La fente 714' comme la fente 714 de l'arbre-manivelle 34 com-

portent un prolongement d'arbre 740; une palette 706' cou-

lisse dans la fente suivant un mouvement alternatif; la palette est entraînée en rotation par la fente, comme cela a été décrit ci-dessus. Au lieu de la rondelle ondulée 713, de la plaque de retenue 715 et de la bague élastique 712, la pompe 48' peut comporter en variante une rondelle élastique fendue 712' pour pousser les éléments de pompe en compression

l'un contre l'autre. La pompe 48 peut être modifiée de ma-

nière similaire. La palette 706', la plaque à orifice

d'inversion 708' et la broche de rétention 710' sont prati-

quement identiques aux parties correspondantes du premier mode de réalisation de la pompe; cette pompe 48' fonctionne

comme celle décrite ci-dessus.

Quoique cela ne soit pas décrit ci-dessus, les

spécialistes remarqueront que les pompes 48, 48' sont appli-

cables à un compresseur à spirale mais qu'elles peuvent éga-

lement être adaptées à d'autres applications comme par

exemple des compresseurs à piston(s) rotatif(s) ou à pis-

ton(s) alternatif(s).

Le compresseur 20 peut comporter un axe 802 à

spirale fixe, décalé et un axe d'arbre-manivelle S. Ce déca-

lage influence le bras de la manivelle et l'angle d'élasticité radiale pour aplatir les variations du cycle du couple de l'arbre-manivelle et la force d'étanchéité entre les flancs des cloisons des spirales. Le compresseur peut être intégré soit dans un mécanisme à élasticité radiale à bloc coulissant soit dans les modes de réalisation décrits

ci-dessus, dans un mécanisme à élasticité radiale à bras os-

cillant. La nomenclature suivante sera utilisée dans la

description:

e rayon du mouvement orbital (excentricité) b distance entre l'axe P du tourillon 61 et le centre de masse O du tourillon à mouvement orbital, d distance entre l'axe P du tourillon 61 et le centre du bras oscillant excentrique de masse R, r distance entre l'axe P du tourillon 61 et l'axe S de l'arbre-manivelle 34, D décalage entre l'axe-enveloppe à spirale fixe et la ligne d'axe de l'arbre-manivelle, F force, M masse, O centre de la spirale à mouvement orbital et centre de gravité, P axe du tourillon 61, R ligne d'axe du centre de gravité, S axe de l'arbre-manivelle 34 et axe de rotation,

RPM tours par minute.

Indices b bras oscillant étanchéité des flancs ib inertie du lien oscillant P broche d'entraînement s spirale à mouvement orbital tg gaz, tangentiel rg gaz, radial tp broche excentrée, tangentielle

rp broche excentrée, radiale.

Symboles grecs 8 angle (phase) de jeu radial axe d'oscillation du décalage angulaire de la masse

angle de l'arbre-manivelle.

Trois avantages importants distinguent les com-

presseurs à spirale selon l'invention des autres compresseurs de gaz, à savoir le silence de fonctionnement, la possibilité de pomper du liquide et un rendement énergétique élevé. Le compresseur à spirale est avantageux par rapport à un com- presseur à mouvement alternatif ou rotatif car il ne subit pas d'usure mécanique par l'arrivée du liquide. Cela provient de ce que les spirales comportent un mécanisme d'élasticité

radiale permettant aux spirales de se dégager en cas de com-

pression de liquide, le compresseur fonctionnant alors prati-

quement comme une pompe. Les mécanismes à élasticité radiale

caractéristique répartissent également la force d'entraîne-

ment en une force tangentielle pour équilibrer les forces de friction et de compression et une composante radiale pour créer la plage de contact entre les enroulements et ainsi

l'étanchéité entre les poches de compression.

Un autre avantage est une variation plus douce du couple de l'arbremanivelle pendant que le gaz de compression

est réparti dans les multiples poches avec seulement deux ou-

vertures pour chaque cycle de l'arbre-manivelle. Le couple de l'arbremanivelle est directement proportionnel à la force de compression et le bras du couple, c'est-à-dire la distance entre le vecteur représentant la force de compression et l'axe de rotation de l'arbre-manivelle. Un moyen pour niveler

encore plus la variation de couple de l'arbre-manivelle con-

siste à prévoir une distance variable par rapport au vecteur avec une valeur minimale pour la distance qui coïncide avec la force de compression maximale. Toutefois, une augmentation correspondante de la variation de la force d'étanchéité peut

se produire. Le mécanisme élastique à liaison radiale os-

cillante permet de niveler cette variation.

Un mécanisme à élasticité radiale est souvent utilisé dans des compresseurs à spirale ayant un bloc plus léger. La possibilité pour la version du bloc coulissant de

réduire la variation de couple dans les compresseurs à enrou-

lement est donnée dans l'équation 1 ci-dessous. Le bloc cou-

lissant permet à la spirale à mouvement orbital de déplacer

le centre de gravité pendant la rotation de l'arbre-

manivelle. Un effet latéral du centre de ce mouvement est que la force centrifuge et ainsi la force de scellement du flanc

radial varie avec l'angle de l'arbre-manivelle.

Le mécanisme élastique radial considéré dans la présente étude est tout aussi oscillant que décrit ci-dessus

par rapport aux modes de réalisation représentés. Le dia-

gramme des forces de ce lien oscillant est représenté à la

figure 82.

L'équilibre des forces dans la direction X et dans la direction Y ainsi que les couples par rapport à l'axe

d'enroulement orbital O (figure 82) sont donnés par les équa-

tions 1-3 suivantes: Fx = 0 = Fi, - F -Ff - Fp + Fib * Cos(a) (1) E Fy = 0 = Ft - F - Frg +Fib * Smn(a) (2) Fi, M *(2*7c*RPM/60)2*e Fb =Mb *(2 *7 *RPM/60)2 *e2 +((d-b) *Cos( _-))2 Mo =0=F*p*b*Cos(O)-FpFrg*b*Sin(O)+Fib*e*Sin(a) (3) La spirale fixe peut être translatée physiquement selon un décalage définissant un lieu représenté à la figure

82. En conséquence, le rayon orbital (excentricité) peut va-

rier suivant l'angle de l'arbre-manivelle.

Selon les figures 89, 90, comme le montre l'équation 1, l'axe 802 de la spirale fixe avec un décalage D par rapport au centre S de l'arbremanivelle, engendre une variation de la force de contact des flancs seulement à cause de la variation de la force centrifuge. Le bras oscillant crée un effet supplémentaire. La force centrifuge change de la même manière la force d'étanchéité au niveau des flancs, avec un décalage positif respectif qui augmente la distance entre le centre de masse O de la spirale à mouvement orbital et l'axe de rotation S de l'arbre-manivelle, ce qui augmente

la force de contact des flancs. Toutefois, le décalage D en-

tre la spirale fixe, positive, et le centre de l'arbre-

manivelle, engendre une augmentation de l'angle d'élasticité

radiale 0. L'augmentation de l'angle d'élasticité radiale di-

minue la force de contact des flancs à cause de la composante radiale de la force d'entraînement. Ainsi, le mécanisme à liaison oscillante présente un effet compensatoire qui lui

est propre.

Le décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle (que l'on suppose suivant la ligne (e) de

la figure 82) modifie l'angle d'élasticité radiale. Le ta-

bleau 1 montre la relation entre le décalage et l'angle

d'élasticité radiale.

TABLEAU 1

Décalage (mm) -3,5 -2,8 -2,1 -1,4 -0,7 0 +0,7 +1,4 +2,1 +2,8 +3,5 Angle d'élasticité -14,1 -10,2 -6,8 -3,8 -1,1 1,4 3,7 5,9 8,0 10,0 12,0 (degrés) La figure 83 est un graphique représentant les valeurs de la force de contact des flancs, en fonction de la variation du rayon du mouvement orbital liée au décalage des valeurs instantanées différentes de la force tangentielle du

gaz obtenue en résolvant les équations 1-3.(Ce graphique uti-

lise pour les forces l'unité lbf = 0,454 kg) La figure 83 montre la force de contact des flancs pour une force tangentielle du gaz qui varie de 45 à 450 kg. La force radiale du gaz est supposée égale à 10 % de la valeur de la force tangentielle du gaz. Les autres valeurs numériques substituées dans l'équation 1-3 correspondant à un compresseur caractéristique à quatre spirales. La variable

sur l'axe X représente le décalage de la spirale fixe. Un dé-

calage positif correspond au déplacement de l'axe de la spi-

raie à mouvement orbital par rapport à l'axe de l'arbre-

manivelle. Les équations 1-3 montrent que les variations suivantes ont des effets opposés: 1) en général une augmentation de la force tangentielle du gaz augmente la force d'étanchéité des flancs, 2) une augmentation des forces centrifuges de la spirale à mouvement orbital et de la liaison oscillante augmente la

force d'étanchéité entre les flancs.

Les courbes de la figure 83 montrent également que le décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle influence la force d'étanchéité des flancs suivant l'amplitude de la force tangentielle du gaz. Pour une force tangentielle inférieure à 180 kg, la force de contact des flancs augmente par l'augmentation du rayon du mouvement orbital. Pour une force tangentielle du gaz supérieure à kg, la force de contact des flancs diminue en fonction de l'augmentation du rayon du mouvement orbital. On a ainsi une variation négligeable de la valeur de la force d'étanchéité des flancs pour une force tangentielle du gaz de 180 kg. Pour

un décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-

manivelle égal à -2,6 mm, la force de contact des flancs est constante. La valeur du rayon (e) du mouvement orbital varie

avec l'angle de l'arbre-manivelle selon une fonction sinusoi-

dale. La force d'étanchéité du flanc représentée à la figure

83, en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle, est re-

présenté à la figure 84 pour un décalage (D) (0,35 mm) entre

la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle.

L'excentricité de la spirale à mouvement orbital est une

fonction de l'angle du vilebrequin et se calcule de la ma-

nière suivante: e () =D*sin ()

dans cette formule, est l'angle de l'arbre-manivelle.

La figure 84 montre la variation de la force d'étanchéité des flancs pour un angle de l'arbre-manivelle de plusieurs fois la valeur de la force tangentielle des gaz pour un angle d'élasticité radiale O égal à un décalage de 0,35 mm. La force d'étanchéité des flancs est inversement proportionnelle à la force tangentielle du gaz. Toutefois, l'effet du décalage change qualitativement lorsqu'on augmente la force du gaz tangentielle. Pour un choix optimum de l'angle de phase, le décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-manivelle diminue la force d'étanchéité

maximale et augmente la force d'étanchéité minimale. Cet ef-

fet sélectif apparaît le mieux pour l'angle de phase repré-

senté à la figure 84, c'est-à-dire un angle d'arbre-manivelle

de l'ordre de 180 .

Par exemple, la variation de la force tangen-

tielle du gaz en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle se détermine pour un compresseur à spirale travaillant dans des

conditions de charge élevées. Une telle variation est repré-

sentée à la figure 85. La force radiale du gaz Frg pour cette situation correspond à environ 10 % de la force tangentielle

moyenne du gaz Ftg.

La figure 86 montre la force d'étanchéité des flancs en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle pour un décalage entre la spirale fixe et le décalage du centre de l'arbre-manivelle D égal à 0,7 mm et une variation de la

force tangentielle du gaz est représentée à la figure 85.

Huit valeurs différentes de la variation de la phase entre le décalage et la pression sont prises en compte. Cette figure

montre l'effet du décalage donné à titre d'exemple à la fi-

gure 84, pour la variation tangentielle du gaz représentée à

la figure 85. La force d'étanchéité des flancs est inverse-

ment proportionnelle à la variation de la force tangentielle du gaz. La variation de la force d'étanchéité des flancs peut être réduite pour un angle de phase d'environ 90 . La figure 87 montre les valeurs calculées du couple en fonction de

l'angle de l'arbre-manivelle.

Pour une meilleure compréhension de l'effet du

décalage entre la spirale fixe et le centre de l'arbre-

manivelle sur la variation du couple, on a tracé les varia-

tions de maximum à maximum à la figure 88 pour différentes

valeurs de décalage en fonction de l'angle de phase.

A la figure 88 on peut déterminer, pour une cer-

taine plage d'angles de phase de décalage, la zone correspon-

dant à l'écrasement de la variation du couple du vilebrequin.

On obtiendra ensuite, à partir de la figure 86, l'angle spé-

cifique pour minimiser la variation de la force d'étanchéité

du flanc.

La description précédente a été faite pour que

l'effet de la spirale fixe sur le décalage du centre de la

manivelle soit plus complexe que dans le cas d'un bras os-

cillant plutôt que dans le cas d'un bloc coulissant. Il appa-

rait que la force centrifuge a un effet opposé par rapport à l'angle d'élasticité radiale sur le flanc d'étanchéité. Un

choix adéquat du décalage de la spirale fixe réduira la va-

riation de couple et en même temps la variation de la force de contact des flancs. Cela implique une valeur réduite de la force de contact maximale des flancs pendant que le flanc de contact minimum sera suffisant pour assurer l'étanchéité. La valeur inférieure du moyen engendrant la force d'étanchéité maximale est inférieure à la charge de frottement, ce qui donne une occasion de réaliser un compresseur plus efficace

et plus silencieux que les compresseurs à spirale, connus.

Claims

R E V E N D I C A T I ON S

1 ) Compresseur à spirale (20) comprenant:

- une chambre d'aspiration (98) recevant du fluide essentiel-

lement à la pression d'aspiration et une chambre de refou-

lement (110) qui refoule le fluide essentiellement à la pression de refoulement, - un premier élément à spirale fixe (56) ayant un élément à enroulement en développante fixe (68) venant en saillie à partir d'une surface essentiellement plane (66),

- un élément à spirale à mouvement orbital (58) ayant un élé-

ment à enroulement en développante (76) effectuant un mou-

vement orbital, cet élément venant en saillie à partir d'une surface essentiellement plane (74), - les éléments à spirale fixe et à mouvement orbital étant engagés réciproquement, - la paroi à enroulement en développante, fixe, venant en saillie vers la surface essentiellement plane de l'élément à spirale à mouvement orbital, et

- la paroi à enroulement en développante, à mouvement orbi-

tal, venant en saillie vers la surface essentiellement plane de l'élément à spirale fixe (56),

- les surfaces essentiellement planes (66, 74) étant parallè-

les l'une à l'autre, - le mouvement orbital relatif des éléments à spirale (56, 58) comprimant le fluide entre les parois à enroulement en développante (68, 76), - les éléments à spirale (56, 58) engagés, communiquant pour

le fluide avec la chambre d'aspiration et la chambre de re-

foulement, - une chambre à pression intermédiaire (81) étant définie en

partie par l'un des éléments à spirale fixe (56) et à mou-

vement orbital (58), la chambre à pression intermédiaire (81) communiquant pour le fluide avec une source à une pression comprise entre la pression d'aspiration et la pression de refoulement, - les éléments à spirale fixe et à mouvement orbital (56, 58) étant au moins en partie poussés l'un contre l'autre en contact d'étanchéité axial par les forces induites par la

pression du fluide régnant dans la chambre à pression in-

termédiaire, - un réservoir d'huile (46), un moteur électrique (32), un arbre-manivelle (34) faisant coopérer le moteur et l'élément à spirale à mouvement orbital, l'arbre à mani- velle (34) ayant un passage longitudinal (52, 54) s'étendant longitudinalement à travers l'arbre, - ce passage longitudinal communiquant avec le réservoir d'huile (46) et fournissant l'huile au réservoir, - l'arbre-manivelle (34) ayant un premier passage (624) en communication de fluide avec le passage longitudinal,

- le premier passage (624) s'étendant essentiellement latéra-

lement par rapport au passage longitudinal (52, 54) jusqu'à la surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle

(34),

- un galet (82) étant monté sur la surface radialement exté-

rieure de l'arbre-manivelle (34), - l'élément à spirale à mouvement orbital (58) étant lié à l'arbre-manivelle (34) par le galet (82), - le galet (82) ayant une surface périphérique intérieure et extérieure et un second passage (622) qui le traverse, le premier et le second passage communiquant de façon que l'huile du réservoir d'huile (46) alimente le galet (82)

sur toute sa surface périphérique par le passage longitudi-

nal et le premier et le seconde passage ainsi qu'un coussi-

net (57) prévu entre la surface périphérique extérieure du galet (82) et l'élément à spirale à mouvement orbital (58), - un espace de réception d'huile (55) prévu au voisinage du palier, cet espace étant défini en partie par une surface

(636) sur l'élément à spirale à mouvement orbital (58) op-

posé à la surface essentiellement plane, une surface axiale

du galet, en regard et une surface d'extrémité de l'arbre-

manivelle (34), l'huile étant fournie par le second passage à l'espace de réception d'huile à travers le palier, caractérisé en ce que - un troisième passage (626) relie l'espace de réception d'huile (55) à un espace à pression intermédiaire entre les éléments à enroulement en développante fixe et à mouvement

orbital (68, 76), l'huile étant fournie à l'espace à pres-

sion intermédiaire par l'espace de réception d'huile à tra-

vers le troisième passage (626), la chambre à pression

intermédiaire et l'espace recevant l'huile étant essentiel-

lement sans communication de fluide. 2 ) Compresseur à spirale selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le palier est un premier palier et la surface radialement

extérieure de l'arbre-manivelle (34) est une première sur-

face radialement extérieure de l'arbre-manivelle, et un quatrième passage (608) permet au fluide de communiquer

avec le passage longitudinal (52, 54) réalisé dans l'arbre-

manivelle (34), - le quatrième passage (608) s'étend latéralement par rapport

au passage longitudinal (54) vers la seconde surface radia-

lement extérieure de l'arbre-manivelle (34) porté radiale-

ment par un second coussinet (59) autour de la seconde surface radialement extérieure de l'arbre-manivelle (34), et l'huile alimente ce second palier à partir du passage

longitudinal (54) à travers le quatrième passage (608).

) Compresseur à spirale selon la revendication 2, caractérisé en ce que le quatrième passage (608) est en amont du premier passage

suivant le passage longitudinal.

4 ) Compresseur à spirale selon la revendication 2, caractérisé par

une galerie d'huile annulaire (610) adjacente au second pa-

lier, l'huile arrivant dans cette galerie annulaire à partir du quatrième passage (608) à travers le second coussinet

(59), cette galerie annulaire étant pratiquement hors de com-

munication de fluide avec la chambre à pression intermédiaire

(81).

) Compresseur à spirale selon la revendication 4, caractérisé en ce que la galerie d'huile annulaire (610) communique pour le fluide

avec la chambre à pression de refoulement.

6 ) Compresseur à spirale selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réservoir d'huile se trouve dans la chambre à pression de refoulement. 7 ) Compresseur à spirale selon la revendication 4, caractérisé en ce que la galerie d'huile annulaire (610) est en communication de fluide avec le second passage (622) à travers le premier

coussinet (57).

8 ) Compresseur à spirale selon la revendication 1, caractérisé en ce que

le premier et le second passage (622) communiquent en perma-

nence pour le fluide.

9 ) Compresseur à spirale selon la revendication 8, caractérisé en ce que

le galet (82) est limité en rotation par rapport à l'arbre-

manivelle (34).

10 ) Compresseur à spirale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage longitudinal traverse complètement la longueur de l'arbremanivelle (34), ce passage longitudinal étant muni

d'un bouchon (616) pour limiter l'espace recevant l'huile.

11 ) Compresseur à spirale selon la revendication 1, caractérisé en ce que

une galerie d'huile annulaire (632) adjacente au palier, com-

munique pour le fluide avec la chambre de pression de refou-

lement.

12 ) Compresseur à spirale (20) ayant:

- une chambre d'aspiration (98) dans laquelle le fluide ar-

rive à une pression pratiquement égale à la pression

d'aspiration et une chambre de refoulement (110) qui re-

foule le fluide pratiquement à la pression de refoulement, - un élément à spirale fixe (56) ayant une paroi à enroule-

ment en développante fixe (68) venant en saillie par rap-

port à une surface essentiellement plane (66),

- un élément à spirale à mouvement orbital (58) ayant une pa-

roi à enroulement en développante (76) effectuant un mouve-

ment orbital, venant en saillie par rapport à une surface essentiellement plane (74), les éléments à spirale fixe et à mouvement orbital (56, 58) étant engagés réciproquement, la paroi à enroulement en développante (68) fixe étant

tournée vers la surface plane de l'élément à spirale à mou-

vement orbital (58) et la paroi à enroulement en dévelop-

pante, à mouvement orbital (76), venant en saillie vers la surface essentiellement plane de l'élément à spirale fixe (56),

- les surfaces essentiellement planes (66, 74) étant prati-

quement parallèles l'une à l'autre et les éléments à spi-

rale effectuant un mouvement orbital relatif, comprimant le fluide entre les éléments à enroulement en développante,

- les éléments à spirale (56, 58), coopérant étant en commu-

nication de fluide avec la chambre d'aspiration et la cham-

bre de refoulement, un moteur électrique (32), un arbre-

manivelle (34) ayant une surface radialement extérieure et couplant en coopération le moteur et l'élément à spirale à mouvement orbital, - un galet (82) monté sur la surface radialement extérieure de l'arbremanivelle,

- cet élément à spirale orbitale étant lié à l'arbre-

manivelle par le galet, - le galet (82) ayant une surface périphérique intérieure et une surface périphérique extérieure, et un coussinet (57) entre la surface de galet, périphérique extérieure et l'élément à spirale à mouvement orbital (58), - un espace (55), prévu de manière adjacente au coussinet (57), étant défini en partie par une surface (636) prévue sur l'élément à spirale à mouvement orbital en regard de la

surface essentiellement plane, une première surface du ga-

let (82) faisant face axialement et une surface d'extrémité de l'arbremanivelle, caractérisé par

- un passage (626) reliant l'espace (55) et un espace à pres-

sion intermédiaire entre les éléments à enroulement en dé-

veloppante à mouvement orbital et,

- un jeu longitudinal (633) prévu entre la surface périphéri-

que intérieure du galet (82) et la surface radiale exté-

rieure de l'arbre-manivelle (34), un passage étant formé entre l'espace à la pression intermédiaire et la chambre à la pression de refoulement à travers le passage précédent, cet espace et le jeu,

- du fluide à une pression supérieure à la pression de refou-

lement dans l'espace à pression intermédiaire ayant un che-

min de passage qui ne traverse pas le palier.

13 ) Compresseur à spirale selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' une seconde surface axiale du galet comporte un canal (630)

traversant les surfaces périphériques intérieure et exté-

rieure du galet, et l'évacuation se faisant le long du canal.

14 ) Compresseur à spirale selon la revendication 13, caractérisé en ce que la seconde surface axiale du galet (82) comporte une partie

en dépouille (628) entourant radialement la surface exté-

rieure de l'arbre-manivelle et se trouvant entre le jeu et le canal, ce jeu et ce canal communiquant par fluide à travers

la partie en contre dépouille.

) Compresseur à spirale selon la revendication 13, caractérisé en ce que

l'élément à spirale à mouvement orbital (58) comporte une ga-

lerie d'huile annulaire (632) adjacente au palier, et commu-

niquant pour le fluide avec la chambre de refoulement, ce

chemin s'ouvrant dans la galerie d'huile annulaire.

16 ) Compresseur à spirale selon la revendication 13, caractérisé en ce que la jonction de la seconde surface axiale du galet (82) et la

surface périphérique intérieure du galet comportent une par-

tie en dépouille (628), dans laquelle s'ouvre le canal. 17 ) Compresseur à spirale selon la revendication 12, caractérisé en ce que le palier est à une pression d'huile qui est au moins la pression de refoulement, une partie de l'huile alimentant le palier étant reçue dans cet espace, et au moins une partie de cette huile étant transportée de cet espace vers l'espace à pression intermédiaire par un passage, de manière à lubrifier

la paroi à enroulement par développante, fixe et celle effec-

tuant un mouvement orbital.

18 ) Compresseur à spirale selon la revendication 17, caractérisé par

une galerie annulaire d'huile (632) adjacente au palier, re-

cevant une partie de l'huile fournie au palier par communica-

tion de fluide avec la chambre de refoulement.