FR3114623A1 - Compresseur à spirales ayant un système d’injection d’huile - Google Patents
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Abstract
Le compresseur à spirales (1) comporte une unité de compression (6) ayant une pluralité de chambres de compression (15) ; et un système d’injection d’huile (33) configuré pour injecter de l’huile dans l’unité de compression (6), le système d’injection d’huile (33) comportant un réservoir d’huile (34) ayant un niveau d’huile constant et muni d’une ouverture de sortie d’huile calibrée (36), et un agencement de siphon d’huile (47) configuré pour recevoir l’huile s’écoulant à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36), l’agencement de siphon d’huile (47) comportant un trajet d’écoulement de siphon (48) ayant une entrée communiquant avec un volume à basse pression du compresseur à spirales (1) et une sortie communiquant avec une admission des chambres de compression (15), le compresseur à spirales (1) étant configuré de sorte qu’une grande quantité du fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales (1) passe à travers le trajet d’écoulement de siphon (48) avant d’atteindre l’unité de compression (6) et de sorte qu’une grande quantité de l’huile reçue dans l’agencement de siphon d’huile (47) soit fournie aux chambres de compression (15) par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon (48). Figure 3
Description
Domaine de l’invention
La présente invention se rapporte à un compresseur à spirales, et en particulier à un compresseur frigorifique à spirales.
Arrière-plan de l’invention
Un compresseur à spirales comporte généralement :
- un carter hermétique muni d’une entrée d’aspiration configurée pour alimenter le compresseur à spirales en fluide frigorigène à comprimer,
- une unité de compression ayant une pluralité de chambres de compression et étant configurée pour comprimer le fluide frigorigène fourni par l’entrée d’aspiration, et
- un arbre d’entraînement configuré pour entraîner une volute orbitante de l’unité de compression dans un mouvement orbital.
Lorsqu’un tel compresseur à spirales fonctionne à basse vitesse de compresseur et/ou à basse pression d’aspiration, la quantité d’huile circulant avec le fluide frigorigène dans le compresseur à spirales et vers l’unité de compression est faible, et donc le Rapport de Circulation d’Huile (OCR, qui correspond au rapport entre le débit massique d’huile et le débit massique total (huile + fluide frigorigène) dans le système frigorifique) est également faible. Un tel faible transport d’huile peut entraîner des problèmes de performance de compresseur en raison d’une mauvaise étanchéité des chambres de compression et d’une mauvaise lubrification de diverses parties du compresseur à spirales et peut entraîner une augmentation des températures de refoulement, car une quantité insuffisante d’huile est fournie aux chambres de compression.
Lorsqu’un tel compresseur à spirales fonctionne à vitesse de compresseur élevée et/ou à pression d’aspiration élevée, l’OCR et la quantité d’huile transportée par le fluide frigorigène vers l’unité de compression sont élevés. Un tel transport d’huile important peut entraîner des problèmes de lubrification pour le compresseur à spirales en raison d’un manque d’huile dans le compresseur à spirales, car trop d’huile est fournie par le compresseur à spirales dans les composants et tuyaux de système frigorifique, et peut entraîner des problèmes de performance de système frigorifique, car trop d’huile dans le système frigorifique réduit l’échange d’énergie thermique dans les échangeurs de chaleur dudit système frigorifique qui sont situés en aval du compresseur à spirales (étant donné que les gouttelettes d’huile contenues dans le fluide frigorigène ont tendance à être déposées sur les échangeurs de chaleur et forment une couche d’huile sur ces derniers).
Afin de surmonter lesdits inconvénients, il est connu de doter le compresseur à spirales d’un système d’injection d’huile spécifique configuré pour injecter de l’huile dans l’unité de compression.
Le document US 8,449,276 B2 montre en particulier un compresseur à spirales comportant un système d’électrovanne relié à une pompe à huile et configuré pour commander l’injection d’huile dans les chambres de compression sur la base de la vitesse de compresseur.
Un système similaire est divulgué dans le document US 9,377,013 B2, dans lequel le système d’électrovanne est remplacé par une partie de raccord et par des conduites d’injection et de retour d’huile réglées.
Le document US 5,174,740 montre un réservoir d’huile formé sur la surface supérieure de la plaque de base de volute fixe. Le réservoir d’huile est destiné à fournir de l’huile dans un passage de gaz d’aspiration par l’intermédiaire d’un agencement de soupape actionné par la différence entre la pression d’aspiration et la pression de refoulement.
Cependant, les systèmes d’injection d’huile divulgués dans l’art antérieur susmentionné sont complexes et coûteux.
Un objet de la présente invention consiste à fournir un compresseur à spirales amélioré qui peut surmonter les inconvénients rencontrés dans les compresseurs à spirales classiques.
Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un compresseur à spirales permettant une commande améliorée de l’OCR dans toutes les conditions de fonctionnement, à des coûts inférieurs à ceux dans l’art antérieur. Cela signifie notamment éviter les systèmes de tuyauterie et de soupape compliqués ou les agencements de commande électronique pour l’injection d’huile dans l’unité de compression.
Selon l’invention, un tel compresseur à spirales comporte :
- un carter hermétique muni d’une entrée d’aspiration configurée pour alimenter le compresseur à spirales en fluide frigorigène à comprimer,
- une unité de compression ayant une pluralité de chambres de compression et étant configurée pour comprimer le fluide frigorigène fourni par l’entrée d’aspiration,
- un arbre d’entraînement configuré pour entraîner une volute orbitante de l’unité de compression selon un mouvement orbital, et
- un système d’injection d’huile qui est configuré pour injecter de l’huile dans l’unité de compression, le système d’injection d’huile comportant un réservoir d’huile qui a un niveau d’huile constant et qui est muni d’une ouverture de sortie d’huile calibrée, le système d’injection d’huile comportant en outre un agencement de siphon d’huile configuré pour recevoir l’huile s’écoulant à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée, l’agencement de siphon d’huile comportant un trajet d’écoulement de siphon configuré pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée, le trajet d’écoulement de siphon ayant une entrée communiquant avec un volume à basse pression du compresseur à spirales et une sortie communiquant avec une admission des chambres de compression, le compresseur à spirales étant configuré de sorte qu’au moins 50%, avantageusement au moins 70%, et par exemple au moins 80%, du fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales à travers l’entrée d’aspiration passe à travers le trajet d’écoulement de siphon avant d’atteindre l’unité de compression et de sorte que toute l’huile, ou sensiblement toute l’huile, reçue dans l’agencement de siphon d’huile soit fournie aux chambres de compression par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon.
Une telle configuration du système d’injection d’huile fournit un débit massique d’huile constant aux chambres de compression, indépendamment des conditions de fonctionnement et/ou de la vitesse de compresseur, puisque le réservoir d’huile fournit un débit massique d’huile constant à l’agencement de siphon d’huile et presque toute l’huile provenant du réservoir d’huile est fournie aux chambres de compression.
Il en résulte un OCR relativement élevé à basse vitesse/basse pression d’aspiration, assurant une bonne étanchéité des chambres de compression et un OCR relativement faible à vitesse élevée/pression d’aspiration élevée, évitant un excès d’huile dans le système frigorifique et assurant de bonnes conditions de lubrification pour le compresseur à spirales.
De plus, un tel système d’injection d’huile peut être réalisé par seulement de petites modifications dans la conception de compresseur existante et quelques parties supplémentaires, ce qui limite le coût de fabrication du compresseur à spirales selon la présente invention.
Par conséquent, le système d’injection d’huile selon la présente invention permet de fournir un compresseur à spirales qui est moins coûteux à fabriquer, tout en assurant une commande améliorée de l’OCR dans toutes les conditions de fonctionnement.
Le compresseur à spirales peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le trajet d’écoulement de siphon comporte une partie de siphon ayant une section transversale en forme de U et configurée pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’injection d’huile est configuré pour commander la quantité d’huile fournie aux chambres de compression du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales est configuré de sorte que tout le fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales à travers l’entrée d’aspiration passe à travers le trajet d’écoulement de siphon avant d’atteindre l’unité de compression.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales est configuré de sorte que toute l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée soit fournie aux chambres de compression par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon, c’est-à-dire transportée par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon jusqu’aux chambres de compression.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le réservoir d’huile est configuré pour collecter l’huile fournie au système d’injection d’huile à partir d’un carter d’huile pendant le fonctionnement du compresseur à spirales.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la volute orbitante est supportée par et en contact coulissant avec un agencement de support agencé dans le carter hermétique, le réservoir d’huile étant défini par l’agencement de support. Avantageusement, l’agencement de support est réalisé en une seule pièce.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le réservoir d’huile est formé au fond d’une chambre interne de l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de sortie d’huile calibrée débouche dans la chambre interne de l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de sortie d’huile calibrée est formée directement dans une plaque de fond de l’agencement de support ou dans un élément de bouchon séparé inséré dans un trou prévu dans la plaque de fond.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’injection d’huile comporte en outre un conduit de retour d’huile comportant un orifice d’entrée d’huile débouchant dans le réservoir d’huile et un orifice de sortie d’huile, l’orifice d’entrée d’huile étant positionné de manière à définir le niveau d’huile constant du réservoir d’huile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’orifice de sortie d’huile du conduit de retour d’huile est relié fluidiquement au carter d’huile et est configuré pour renvoyer une partie de l’huile contenue dans le réservoir d’huile vers le carter d’huile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le conduit de retour d’huile est fixé à l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’injection d’huile comporte en outre un canal d’alimentation en huile relié fluidiquement à un carter d’huile et s’étendant sur au moins une partie de la longueur de l’arbre d’entraînement, le canal d’alimentation en huile étant configuré pour alimenter le réservoir d’huile en huile provenant du carter d’huile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le carter d’huile est situé au fond du carter hermétique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’injection d’huile comporte en outre une pompe à huile configurée pour alimenter le canal d’alimentation en huile en huile provenant du carter d’huile.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte une partie de base entourant, et par exemple entourant de manière étanche, une partie de moyeu de l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de base a une forme de plaque.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de base comporte une surface inférieure qui repose contre un capot de moteur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales comporte un moteur électrique couplé à l’arbre d’entraînement et configuré pour entraîner en rotation l’arbre d’entraînement autour d’un axe de rotation, le moteur électrique comportant un rotor et un stator qui est disposé autour du rotor. Avantageusement, le capot de moteur est configuré pour couvrir le moteur électrique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le stator comporte un empilement de stator et des bobinages de stator enroulés sur l’empilement de stator, les bobinages de stator définissant un bobinage d’extrémité de stator supérieur et un bobinage d’extrémité de stator inférieur, le capot de moteur étant configuré pour couvrir le bobinage d’extrémité de stator supérieur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de base comporte en outre une chambre de siphon qui est ouverte vers le haut et qui définit partiellement le trajet d’écoulement de siphon, et définit avantageusement partiellement une partie inférieure du trajet d’écoulement de siphon, la chambre de siphon étant configurée pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée, et en particulier pour collecter l’huile reçue par le trajet d’écoulement de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de base comporte en outre, sur au moins une partie de sa circonférence, des sections de paroi s’étendant vers le haut et définissant la chambre de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de siphon est agencée dans un espace défini entre deux parties radialement en saillie de l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte en outre une partie de canal de siphon ayant une partie de paroi inférieure qui fait saillie dans la chambre de siphon, la chambre de siphon et la partie de canal de siphon définissant au moins partiellement le trajet d’écoulement de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de siphon et la partie de paroi inférieure de la partie de canal de siphon définissent la partie de siphon du trajet d’écoulement de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales est configuré de sorte que le niveau d’huile dans la partie de siphon soit maintenu inférieur au bord inférieur de la partie de paroi inférieure de la partie de canal de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de canal de siphon est agencée dans l’espace.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de canal de siphon comporte une paroi de guidage qui s’étend sensiblement verticalement et qui comporte la partie de paroi inférieure et une partie de paroi supérieure, la partie de paroi supérieure définissant partiellement la sortie du trajet d’écoulement de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de canal de siphon comporte en outre une paroi déflectrice faisant saillie à partir d’une surface externe de la paroi de guidage et définissant partiellement l’entrée du trajet d’écoulement de siphon. Avantageusement, la paroi déflectrice a une surface inférieure qui est concave.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de canal de siphon comporte en outre une paroi d’extrémité supérieure qui s’étend vers l’extérieur à partir d’un bord supérieur de la partie de paroi supérieure. Avantageusement, la paroi d’extrémité supérieure s’étend radialement par rapport à l’axe de rotation de l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de base et la partie de canal de siphon sont distinctes et séparées l’une de l’autre. Cependant, la partie de base et la partie de canal de siphon peuvent être réalisées en une seule pièce (par exemple par impression 3D).
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte en outre des parties de chicane agencées dans des espaces additionnels formés entre des parties radialement en saillie de l’agencement de support, chacune des parties de chicane s’étendant entre l’agencement de support et le carter hermétique de manière à bloquer l’écoulement de fluide frigorigène vers les chambres de compression, de sorte que tout le fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales à travers l’entrée d’aspiration soit forcé à s’écouler à travers la chambre de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les parties de chicane sont intégrées à l’agencement de support, et peuvent être réalisées en une seule pièce avec l’agencement de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte en outre une chambre de réception configurée pour collecter l’huile s’écoulant à partir du réservoir d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de réception est prévue sur la partie de base.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de réception est située verticalement sous l’ouverture de sortie d’huile calibrée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de réception fait face à l’ouverture de sortie d’huile calibrée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de réception est ouverte vers le haut.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte en outre un passage d’alimentation en huile reliant fluidiquement la chambre de réception à la chambre de siphon, le passage d’alimentation en huile étant configuré pour permettre à l’huile collectée dans la chambre de réception de s’écouler dans la chambre de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage d’alimentation en huile est prévu sur la partie de base.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte en outre une ouverture d’égalisation de pression débouchant dans la chambre de réception, l’ouverture d’égalisation de pression étant configurée pour assurer un équilibre de pression entre la chambre de réception et le volume à basse pression du compresseur à spirales.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture d’égalisation de pression est prévue sur une paroi de chambre s’étendant vers le haut et définissant la chambre de réception. Avantageusement, l’ouverture d’égalisation de pression est prévue sur un bord supérieur de la paroi de chambre.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales est un compresseur à spirales à vitesse variable ou un compresseur à spirales à vitesse fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de support comporte en outre un trou traversant débouchant dans la chambre interne de l’agencement de support et reliant fluidiquement la chambre interne à un espace externe défini par l’agencement de support et le carter hermétique, le trou traversant étant configuré pour assurer un équilibre de pression entre la chambre interne et le volume à basse pression du compresseur à spirales.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte une pluralité de trajets d’écoulement de siphon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, chacun des trajets d’écoulement de siphon est configuré pour recevoir une partie de l’huile s’écoulant à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée du réservoir d’huile.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le réservoir d’huile est muni de plusieurs ouvertures de sortie d’huile calibrées, chacun des trajets d’écoulement de siphon étant configuré pour recevoir l’huile s’écoulant à travers une ouverture respective des ouvertures de sortie d’huile calibrées.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte une pluralité de chambres de réception configurées chacune pour collecter l’huile s’écoulant à partir du réservoir d’huile à travers une ouverture respective des ouvertures de sortie d’huile calibrées.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’agencement de siphon d’huile comporte une chambre de réception commune configurée pour collecter l’huile s’écoulant à partir du réservoir d’huile à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée.
Ces avantages ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description suivante compte tenu des dessins ci-joints représentant, à titre d’exemple non limitatif, un mode de réalisation d’un compresseur à spirales selon l’invention.
La description détaillée suivante d’un mode de réalisation de l’invention est mieux comprise lorsqu’elle est lue conjointement avec les dessins annexés étant, toutefois, entendu que l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation spécifique divulgué.
Description détaillée de l’invention
La décrit un compresseur à spirales 1 selon un mode de réalisation de l’invention occupant une position verticale.
Le compresseur à spirales 1 comporte un carter hermétique 2 muni d’une entrée d’aspiration 3 configurée pour alimenter le compresseur à spirales 1 en fluide frigorigène à comprimer, et d’une sortie de refoulement 4 configurée pour refouler le fluide frigorigène comprimé.
Le compresseur à spirales 1 comporte en outre un agencement de support 5 fixé au carter hermétique 2, et une unité de compression 6 disposée à l’intérieur du carter hermétique 2 et supportée par l’agencement de support 5. L’unité de compression 6 est configurée pour comprimer le fluide frigorigène fourni par l’entrée d’aspiration 3. L’unité de compression 6 comporte une volute fixe 7, qui est fixe par rapport au carter hermétique 2, et une volute orbitante 8 supportée par et en contact coulissant avec une surface de palier de butée 9 prévue sur l’agencement de support 5. Selon le mode de réalisation représenté sur les dessins, l’agencement de support 5 est réalisé en une seule pièce.
La volute fixe 7 comporte une plaque de base fixe 11 ayant une face inférieure orientée vers la volute orbitante 8, et une face supérieure opposée à la face inférieure de la plaque de base fixe 11. La volute fixe 7 comporte également un enroulement en spiral fixe 12 faisant saillie à partir de la face inférieure de la plaque de base fixe 11 vers la volute orbitante 8.
La volute orbitante 8 comporte une plaque de base orbitante 13 ayant une face supérieure orientée vers la volute fixe 7, et une face inférieure opposée à la face supérieure de la plaque de base orbitante 13 et montée coulissante sur la surface de palier de butée 9. La volute orbitante 8 comporte également un enroulement en spiral orbitant 14 faisant saillie à partir de la face supérieure de la plaque de base orbitante 13 vers la volute fixe 7. L’enroulement en spiral orbitant 14 de la volute orbitante 8 s’engrène avec l’enroulement en spiral fixe 12 de la volute fixe 7 pour former une pluralité de chambres de compression 15 entre eux. Chacune des chambres de compression 15 a un volume variable qui diminue de l’extérieur vers l’intérieur, lorsque la volute orbitante 8 est entraînée pour orbiter par rapport à la volute fixe 7.
Le compresseur à spirales 1 comporte en outre un moteur électrique 16, qui peut être un moteur électrique à vitesse variable, disposé en dessous de l’agencement de support 5. Le moteur électrique 16 a un rotor 17 et un stator 18 disposé autour du rotor 17. Le stator 18 comporte un empilement de stator 19, également appelé noyau de stator, et des bobinages de stator enroulés sur l’empilement de stator 19. Les bobinages de stator définissent un bobinage d’extrémité de stator supérieur 21 qui est formé par les parties des bobinages de stator s’étendant vers le haut à partir d’une face d’extrémité axiale supérieure de l’empilement de stator 19, et un bobinage d’extrémité de stator inférieur 22 qui est formé par les parties des bobinages de stator s’étendant vers le bas à partir d’une face d’extrémité axiale inférieure de l’empilement de stator 19.
En outre, le compresseur à spirales 1 comporte un arbre d’entraînement 23 qui est vertical et qui peut tourner autour d’un axe de rotation A. L’arbre d’entraînement 23 est couplé au rotor 17 du moteur électrique 16 de sorte que le moteur électrique 16 soit configuré pour entraîner en rotation l’arbre d’entraînement 23 autour de l’axe de rotation A. L’arbre d’entraînement 23 est particulièrement configuré pour entraîner la volute orbitante 8 dans un mouvement orbital lorsque le moteur électrique 16 est actionné.
L’arbre d’entraînement 23 comporte, au niveau de son extrémité supérieure, une partie d’entraînement 24 qui est décalée par rapport à l’axe longitudinal de l’arbre d’entraînement 23, et qui est partiellement montée dans une partie de moyeu orbitante 25 prévue sur la volute orbitante 8. La partie d’entraînement 24 est configurée pour coopérer avec la partie de moyeu orbitante 25 pour entraîner la volute orbitante 8 dans des mouvements orbitaux par rapport à la volute fixe 7 lorsque le moteur électrique 16 est actionné.
L’arbre d’entraînement 23 comporte également une partie guidée supérieure 26 adjacente à la partie d’entraînement 24 et une partie guidée inférieure 27 opposée à la partie guidée supérieure 26, et le compresseur à spirales 1 comporte en outre un palier principal supérieur 28 prévu sur l’agencement de support 5 et configuré pour guider en rotation la partie guidée supérieure 26 de l’arbre d’entraînement 23, et un palier principal inférieur 29 configuré pour guider en rotation la partie guidée inférieure 27 de l’arbre d’entraînement 23. Le compresseur à spirales 1 comporte également un palier de moyeu de volute orbitante 31 prévu sur la volute orbitante 8 et agencé pour coopérer avec la partie d’entraînement 24 de l’arbre d’entraînement 23.
Le compresseur à spirales 1 comporte également un capot de moteur 32 configuré pour couvrir le bobinage d’extrémité de stator supérieur 21.
De plus, le compresseur à spirales 1 comporte un système d’injection d’huile 33 configuré pour injecter de l’huile dans l’unité de compression 6.
Le système d’injection d’huile 33 comporte un réservoir d’huile 34 qui a un niveau d’huile constant. Avantageusement, le réservoir d’huile 34 est défini par l’agencement de support 5. L’agencement de support 5 comporte en particulier une chambre interne 35 dans laquelle la partie d’entraînement 24 de l’arbre d’entraînement 23 et la partie de moyeu orbitante 25 prévue sur la volute orbitante 8 sont reçues, et le réservoir d’huile 34 est formé au fond de la chambre interne 35. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le réservoir d’huile 34 s’étend autour de l’arbre d’entraînement 23.
Le réservoir d’huile 34 est muni d’une ouverture de sortie d’huile calibrée 36 qui débouche dans la chambre interne 35 de l’agencement de support 5. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36 est formée dans un élément de bouchon séparé 37 inséré dans un trou 38 prévu dans une plaque de fond 39 de l’agencement de support 5. Cependant, selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36 peut être formée directement dans la plaque de fond 39 de l’agencement de support 5.
Le système d’injection d’huile 33 comporte en outre un canal d’alimentation en huile 41 formé dans l’arbre d’entraînement 23 et s’étendant sur toute la longueur de l’arbre d’entraînement 23. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le canal d’alimentation en huile 41 débouche dans une face d’extrémité supérieure 42 de l’arbre d’entraînement 23 qui est orientée vers la volute orbitante 8.
Le canal d’alimentation en huile 41 est configuré pour être alimenté en huile provenant d’un carter d’huile 43 défini par le carter hermétique 2, et par exemple situé au fond du carter hermétique 2, et est configuré pour alimenter le réservoir d’huile 34 en huile provenant du carter d’huile 43. Selon un mode de réalisation de l’invention, le système d’injection d’huile 33 peut comporter une pompe à huile configurée pour alimenter le canal d’alimentation en huile 41 en huile provenant du carter d’huile 43.
Le système d’injection d’huile 33 comporte également un conduit de retour d’huile 44 fixé à l’agencement de support 5 et comportant un orifice d’entrée d’huile 44.1 débouchant dans le réservoir d’huile 34. L’orifice d’entrée d’huile 44.1 est avantageusement positionné verticalement pour définir un niveau d’huile maximal dans le réservoir d’huile 34 et, ainsi, pour définir le niveau d’huile constant du réservoir d’huile 34. La hauteur d’huile h dans le réservoir d’huile 34 est représentée sur la . Le conduit de retour d’huile 44 comporte en outre un orifice de sortie d’huile 44.2 débouchant à l’extérieur du réservoir d’huile 34 et étant décalé verticalement par rapport à l’orifice d’entrée d’huile 44.1. L’orifice de sortie d’huile 44.2 est avantageusement relié fluidiquement au carter d’huile 43 et configuré pour renvoyer une partie de l’huile contenue dans le réservoir d’huile 34 vers le carter d’huile 43.
Le système d’injection d’huile 33 comporte en outre un agencement de siphon d’huile 47 configuré pour recevoir l’huile s’écoulant à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36.
L’agencement de siphon d’huile 47 comporte en particulier un trajet d’écoulement de siphon 48 configuré pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile 47 à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36. Le trajet d’écoulement de siphon 48 a une entrée 48.1 communiquant avec un volume à basse pression V du compresseur à spirales 1 et une sortie 48.2 communiquant avec une admission E des chambres de compression 15. Le trajet d’écoulement de siphon 48 comporte en outre une partie de siphon 48.3 ayant une section transversale en forme de U et étant située entre l’entrée 48.1 et la sortie 48.2. La partie de siphon 48.3 est particulièrement configurée pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile 47. Un flux de fluide frigorigène F s’écoulant à travers le trajet d’écoulement de siphon 48 est schématisé sur la .
Le compresseur à spirales 1 est particulièrement configuré de sorte que tout le fluide frigorigène, ou sensiblement tout le fluide frigorigène, fourni au compresseur à spirales 1 à travers l’entrée d’aspiration 3 passe à travers le trajet d’écoulement de siphon 48 avant d’atteindre l’unité de compression 6 et de sorte que toute l’huile, ou sensiblement toute l’huile, reçue dans l’agencement de siphon d’huile 47 (par l’intermédiaire de l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36) soit fournie aux chambres de compression 15 par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon 48. Cependant, le compresseur à spirales 1 peut éventuellement être configuré de sorte qu’au moins 50% du fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales 1 à travers l’entrée d’aspiration 3 passe à travers le trajet d’écoulement de siphon 48 avant d’atteindre l’unité de compression 6 et de sorte que toute l’huile, ou sensiblement toute l’huile, reçue dans l’agencement de siphon d’huile 47 (par l’intermédiaire de l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36) soit fournie aux chambres de compression 15 par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon 48.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, l’agencement de siphon d’huile 47 comporte une partie de base 49 qui entoure, et par exemple entoure de manière étanche, une partie de moyeu 51 de l’agencement de support 5 et qui peut avoir une forme de plaque. Avantageusement, la partie de base 49 est située au-dessus du capot de moteur 32 et comporte une surface inférieure qui repose contre le capot de moteur 32. La surface inférieure de la partie de base 49 peut par exemple être fixée de manière étanche contre le capot de moteur 32. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, un premier joint torique 52 est interposé entre la partie de base 49 et la partie de moyeu 51 et un deuxième joint torique 53 est interposé entre la partie de base 49 et le capot de moteur 32.
En raison de la présence des premier et deuxième joints toriques 52, 53, l’OCR ambiant dans le compresseur à spirales est avantageusement réduit. De plus, le premier joint torique 52 aide ici à l’assemblage du compresseur à spirales, étant donné que le premier joint torique 52 permet d’assembler la partie de base 49 et l’agencement de support 5 en tant que sous-ensemble. En outre, grâce aux premier et deuxième joints toriques 52, 53, l’écoulement de fuite de palier à travers le palier principal supérieur 28 est guidé vers une zone inférieure du compresseur à spirales, de sorte que l’huile soit conduite vers le carter d’huile 43 et non vers l’unité de compression 6.
La partie de base 49 comporte une chambre de réception 54 configurée pour collecter l’huile s’écoulant à partir du réservoir d’huile 34 à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36. Avantageusement, la chambre de réception 54 est ouverte vers le haut et est située verticalement sous l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36. En d’autres termes, la chambre de réception 54 fait face à l’ouverture de sortie d’huile calibrée 36.
La partie de base 49 comporte en outre une ouverture d’égalisation de pression 50 débouchant dans la chambre de réception 54 et configurée pour assurer un équilibre de pression entre la chambre de réception 54 et le volume à basse pression V du compresseur à spirales 1. L’ouverture d’égalisation de pression 50 est prévue sur une paroi de chambre 54.1 s’étendant vers le haut et définissant la chambre de réception 54. Avantageusement, l’ouverture d’égalisation de pression 50 est prévue sur un bord supérieur de la paroi de chambre 54.1, et définit un jeu d’égalisation de pression entre l’agencement de support 5 et la partie de base 49.
La partie de base 49 comporte en outre, sur au moins une partie de sa circonférence, des sections de paroi s’étendant vers le haut et définissant une chambre de siphon 55 qui est ouverte vers le haut et qui définit partiellement une partie inférieure du trajet d’écoulement de siphon 48. La chambre de siphon 55 est particulièrement configurée pour collecter l’huile reçue par le trajet d’écoulement de siphon 48 et provenant du réservoir d’huile 34. La chambre de siphon 55 peut être agencée dans un espace 56 défini entre deux parties radialement en saillie 57 de l’agencement de support 5.
L’agencement de siphon d’huile 47 est configuré de sorte que si le niveau d’huile augmente dans la chambre de siphon 55, alors la vitesse du fluide frigorigène au-dessus de la surface d’huile libre augmente également. Par conséquent, pendant le fonctionnement du compresseur à spirales, la vitesse du fluide frigorigène augmentera particulièrement jusqu’à un niveau suffisamment important pour transporter l’huile contenue dans la chambre de siphon 55 jusqu’à l’unité de compression 6.
La partie de base 49 comporte également un passage d’alimentation en huile 58 qui relie fluidiquement la chambre de réception 54 à la chambre de siphon 55, et qui est configuré pour permettre à l’huile collectée dans la chambre de réception 54 de s’écouler dans la chambre de siphon 55. Avantageusement, le passage d’alimentation en huile 58 est incliné par rapport à la verticale et débouche respectivement dans une partie inférieure de la chambre de réception 54 et dans la chambre de siphon 55.
L’agencement de siphon d’huile 47 comporte en outre une partie de canal de siphon 59 qui est agencée dans l’espace 56 et qui est distincte et séparée de la partie de base 49. La partie de canal de siphon 59 est avantageusement fixée à l’agencement de support 5. Avantageusement, la chambre de siphon 55 et la partie de canal de siphon 59 définissent au moins partiellement le trajet d’écoulement de siphon 48.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la partie de canal de siphon 59 comporte une paroi de guidage 61 qui s’étend sensiblement verticalement et qui comporte une partie de paroi inférieure 62 qui fait saillie dans la chambre de siphon 55 et une partie de paroi supérieure 63 qui est située au-dessus de la chambre de siphon 55 et qui définit partiellement la sortie 48.2 du trajet d’écoulement de siphon 48. Avantageusement, la chambre de siphon 55 et la partie de paroi inférieure 62 de la partie de canal de siphon 59 définissent la partie de siphon 48.3 du trajet d’écoulement de siphon 48, et le passage d’alimentation en huile 58 débouche dans la chambre de siphon 55 verticalement au-dessus du bord inférieur de la partie de paroi inférieure 62. Le compresseur à spirales 1 est particulièrement configuré de sorte que le niveau d’huile dans la partie de siphon 48.3 soit maintenu inférieur au bord inférieur de la partie de paroi inférieure 62 pendant le fonctionnement du compresseur à spirales 1. L’agencement de siphon d’huile 47 est configuré de sorte que, pour toutes les vitesses de compresseur, un niveau d’huile dans la chambre de siphon 55 soit maintenu pour garantir que presque toute l’huile reçue dans l’agencement de siphon d’huile 47 sera transportée vers l’unité de compression 6 avec le débit de gaz frigorigène en faisant varier la distance entre la surface d’huile libre et le bord inférieur de la partie de paroi inférieure 62 de la partie de canal de siphon 59. À basse vitesse de compresseur et donc à faible débit de fluide frigorigène, un niveau d’huile relativement élevé sera maintenu, de sorte que la vitesse de fluide frigorigène au niveau du bord inférieur de la partie de paroi inférieure 62 soit suffisamment importante pour transporter l’huile contenue dans la chambre de siphon 55 vers l’unité de compression 6. À une vitesse de compresseur élevée et un débit de gaz frigorigène élevé, un niveau d’huile inférieur dans la chambre de siphon 55 suffit à garantir que l’huile est transportée vers l’unité de compression 6.
La partie de canal de siphon 59 comporte en outre une paroi déflectrice 64 faisant saillie vers l’extérieur à partir d’une surface externe de la paroi de guidage 61 et définissant partiellement l’entrée 48.1 du trajet d’écoulement de siphon 48. Avantageusement, la paroi déflectrice 64 a une surface inférieure qui est concave.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la partie de canal de siphon 59 comporte en outre une paroi d’extrémité supérieure 65 qui s’étend vers l’extérieur à partir d’un bord supérieur de la paroi de guidage 61 et qui bloque l’écoulement de fluide frigorigène vers les chambres de compression 15. Avantageusement, la paroi d’extrémité supérieure 65 s’étend radialement par rapport à l’axe de rotation A de l’arbre d’entraînement 23.
L’agencement de siphon d’huile 47 comporte en outre des parties de chicane 66, par exemple trois, agencées dans des espaces additionnels 67 formés entre des parties radialement en saillie 57 de l’agencement de support 5. Chacune des parties de chicane 66 est avantageusement fixée à l’agencement de support 5. Cependant, les parties de chicane 66 et l’agencement de support 5 peuvent également être réalisés en une seule pièce.
Chacune des parties de chicane 66 s’étend entre l’agencement de support 5 et le carter hermétique 2 pour bloquer l’écoulement de fluide frigorigène vers les chambres de compression 15, de sorte que tout le fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales 1 à travers l’entrée d’aspiration 3 soit forcé à s’écouler à travers la chambre de siphon 55 avant d’atteindre l’unité de compression 6.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de support 5 peut en outre comporter un trou traversant 68 débouchant dans la chambre interne 35 de l’agencement de support 5 et reliant fluidiquement la chambre interne 35 à un espace externe 69 défini par l’agencement de support 5 et le carter hermétique 2, le trou traversant 68 étant configuré pour assurer un équilibre de pression entre la chambre interne 35 et le volume à basse pression V du compresseur à spirales 1.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d’exemple non limitatif, mais, au contraire, elle englobe tous les modes de réalisation de celle-ci.
Claims (16)
- Compresseur à spirales (1) comportant :
- un carter hermétique (2) muni d’une entrée d’aspiration (3) configurée pour alimenter le compresseur à spirales (1) en fluide frigorigène à comprimer,
- une unité de compression (6) ayant une pluralité de chambres de compression (15) et étant configurée pour comprimer le fluide frigorigène fourni par l’entrée d’aspiration (3),
- un arbre d’entraînement (23) configuré pour entraîner une volute orbitante (8) de l’unité de compression (6) selon un mouvement orbital,
- un agencement de support (5) agencé dans le carter hermétique (2), la volute orbitante (8) étant supportée par et en contact coulissant avec l’agencement de support (5), et
- un système d’injection d’huile (33) qui est configuré pour injecter de l’huile dans l’unité de compression (6), le système d’injection d’huile (33) comportant un réservoir d’huile (34) qui a un niveau d’huile constant et qui est muni d’une ouverture de sortie d’huile calibrée (36), le système d’injection d’huile (33) comportant en outre un agencement de siphon d’huile (47) configuré pour recevoir l’huile s’écoulant à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36), l’agencement de siphon d’huile (47) comportant un trajet d’écoulement de siphon (48) configuré pour recevoir l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile (47) à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36), le trajet d’écoulement de siphon (48) ayant une entrée (48.1) communiquant avec un volume à basse pression (V) du compresseur à spirales (1) et une sortie (48.2) communiquant avec une admission (E) des chambres de compression (15), le compresseur à spirales (1) étant configuré de sorte qu’au moins 50% du fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales (1) à travers l’entrée d’aspiration (3) passe à travers le trajet d’écoulement de siphon (48) avant d’atteindre l’unité de compression (6) et de sorte que toute l’huile, ou sensiblement toute l’huile, reçue dans l’agencement de siphon d’huile (47) soit fournie aux chambres de compression (15) par le fluide frigorigène passant à travers le trajet d’écoulement de siphon (48). - Compresseur à spirales (1) selon la revendication 1, dans lequel le réservoir d’huile (34) est défini par l’agencement de support (5).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 2, dans lequel le réservoir d’huile (34) est formé au fond d’une chambre interne (35) de l’agencement de support (5).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36) est formée directement dans une plaque de fond (39) de l’agencement de support (5) ou dans un élément de bouchon séparé (37) inséré dans un trou (38) prévu dans la plaque de fond (39).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le système d’injection d’huile (33) comporte en outre un conduit de retour d’huile (44) comportant un orifice d’entrée d’huile (44.1) débouchant dans le réservoir d’huile (34) et un orifice de sortie d’huile (44.2), l’orifice d’entrée d’huile (44.1) étant positionné de manière à définir le niveau d’huile constant du réservoir d’huile (34).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système d’injection d’huile (33) comporte en outre un canal d’alimentation en huile (41) relié fluidiquement à un carter d’huile (43) et s’étendant sur au moins une partie de la longueur de l’arbre d’entraînement (23), le canal d’alimentation en huile (41) étant configuré pour alimenter le réservoir d’huile (34) en huile provenant du carter d’huile (43).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte une partie de base (49) entourant une partie de moyeu de l’agencement de support (5).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 7, dans lequel la partie de base (49) comporte une surface inférieure qui repose contre un capot de moteur (32).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la partie de base (49) comporte en outre une chambre de siphon (55) qui est ouverte vers le haut et qui définit partiellement le trajet d’écoulement de siphon (48), la chambre de siphon (55) étant configurée pour recevoir de l’huile fournie à l’agencement de siphon d’huile (47) à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 9, dans lequel la chambre de siphon (55) est agencée dans un espace (56) défini entre deux parties radialement en saillie (57) de l’agencement de support (5).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte en outre une partie de canal de siphon (59) ayant une partie de paroi inférieure (62) qui fait saillie dans la chambre de siphon (55), la chambre de siphon (55) et la partie de canal de siphon (59) définissant au moins partiellement le trajet d’écoulement de siphon (48).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte en outre des parties de chicane (66) agencées dans des espaces additionnels (67) formés entre des parties radialement en saillie (57) de l’agencement de support (5), chacune des parties de chicane (66) s’étendant entre l’agencement de support (5) et le carter hermétique (2) de manière à bloquer l’écoulement de fluide frigorigène vers les chambres de compression (15), de sorte que tout le fluide frigorigène fourni au compresseur à spirales (1) à travers l’entrée d’aspiration (3) soit forcé à s’écouler à travers la chambre de siphon (55).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte en outre une chambre de réception (54) configurée pour collecter l’huile s’écoulant à partir du réservoir d’huile (34) à travers l’ouverture de sortie d’huile calibrée (36).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 13, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte en outre un passage d’alimentation en huile (58) reliant fluidiquement la chambre de réception (54) à la chambre de siphon (55), le passage d’alimentation en huile (58) étant configuré pour permettre à l’huile collectée dans la chambre de réception (54) de s’écouler dans la chambre de siphon (55).
- Compresseur à spirales (1) selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l’agencement de siphon d’huile (47) comporte en outre une ouverture d’égalisation de pression (50) débouchant dans la chambre de réception (54), l’ouverture d’égalisation de pression (50) étant configurée pour assurer un équilibre de pression entre la chambre de réception (54) et le volume à basse pression (V) du compresseur à spirales (1).
- Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel l’agencement de support (5) comporte en outre un trou traversant (68) débouchant dans la chambre interne (35) de l’agencement de support (5) et reliant fluidiquement la chambre interne (35) à un espace externe (69) défini par l’agencement de support (5) et le carter hermétique (2), le trou traversant (68) étant configuré pour assurer un équilibre de pression entre la chambre interne et le volume à basse pression (V) du compresseur à spirales (1).
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