FR3116868A1 - Scroll compressor with discharge port baffle - Google Patents
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Abstract
Le compresseur à spirales (1) comporte une enveloppe de compresseur (2) ayant une sortie de refoulement (4) ; une volute fixe (7) comprenant une plaque de base fixe (11) et un passage de refoulement (16) formé dans la plaque de base fixe (11) et doté d’un orifice de refoulement (17) débouchant dans un volume de pression de refoulement (18) défini par l’enveloppe de compresseur (2) et la volute fixe (7) ; et un déflecteur (29) agencé dans le volume de pression de refoulement (18), recouvrant l’orifice de refoulement (17) et délimitant une ouverture de refoulement (31) située en regard de la sortie de refoulement (4), le déflecteur (29) étant configuré pour forcer un flux de gaz frigorigène comprimé sortant de l’orifice de refoulement (17) à passer d’une direction axiale à une direction radiale et étant configuré pour diriger ledit flux de gaz frigorigène comprimé vers la sortie de refoulement (4). Figure 2 The scroll compressor (1) is provided with a compressor casing (2) having a discharge outlet (4); a fixed volute (7) comprising a fixed base plate (11) and a discharge passage (16) formed in the fixed base plate (11) and provided with a discharge orifice (17) opening into a pressure volume discharge (18) defined by the compressor casing (2) and the fixed volute (7); and a deflector (29) arranged in the discharge pressure volume (18), covering the discharge orifice (17) and delimiting a discharge opening (31) located opposite the discharge outlet (4), the deflector (29) being configured to force a flow of compressed refrigerant gas exiting the discharge port (17) from an axial direction to a radial direction and being configured to direct said flow of compressed refrigerant gas towards the discharge outlet (4). Figure 2
Description
Domaine de l’inventionField of invention
La présente invention se rapporte à un compresseur à spirales doté d’un déflecteur agencé dans un volume de pression de refoulement délimité par une volute fixe et une enveloppe de compresseur.The present invention relates to a scroll compressor having a baffle arranged in a discharge pressure volume bounded by a fixed volute and a compressor shell.
Arrière-plan de l’inventionBackground of the invention
Le document JP 07189966 A montre un compresseur à spirales doté d’un dispositif déflecteur agencé dans un volume de pression de refoulement et configuré pour changer la direction d’un flux de gaz frigorigène comprimé émergeant des chambres de compression d’une direction parallèle à l’axe longitudinal du compresseur à spirales à une direction orthogonale à l’axe longitudinal du compresseur à spirales. En guidant le flux de gaz frigorigène comprimé vers les parois latérales du volume de pression de refoulement, un impact direct du gaz frigorigène comprimé sur la surface de paroi d’extrémité supérieure de l’enveloppe de compresseur est évité. Par conséquent, un bruit de pulsation est réduit.Document JP 07189966 A shows a scroll compressor with a deflector device arranged in a discharge pressure volume and configured to change the direction of a flow of compressed refrigerant gas emerging from the compression chambers from a direction parallel to the pressure volume. longitudinal axis of the scroll compressor to a direction orthogonal to the longitudinal axis of the scroll compressor. By guiding the flow of compressed refrigerant gas to the side walls of the discharge pressure volume, direct impingement of the compressed refrigerant gas on the upper end wall surface of the compressor shell is avoided. Therefore, pulse noise is reduced.
Lorsqu’un raccord de refoulement est formé dans la paroi d’extrémité supérieure de l’enveloppe de compresseur, le gaz frigorigène comprimé est soumis à des changements supplémentaires dans sa direction d’écoulement avant de quitter le volume de pression de refoulement. Cela conduit à une chute de pression significative dans le gaz frigorigène comprimé.When a discharge connection is formed in the upper end wall of the compressor shell, the compressed refrigerant gas is subjected to additional changes in its flow direction before leaving the discharge pressure volume. This leads to a significant pressure drop in the compressed refrigerant gas.
Le document US 2019/0195224 A1 divulgue un compresseur à spirales doté d’un silencieux fixé à la plaque de base de volute fixe et recouvrant un orifice de refoulement formé dans la partie centrale de la volute fixe. Ici également, un écoulement direct de gaz frigorigène comprimé vers la paroi d’extrémité supérieure de l’enveloppe de compresseur est évité. Cependant, cette solution conduit à nouveau à une chute de pression accrue dans le gaz frigorigène comprimé, car plusieurs changements de la direction de flux de gaz frigorigène comprimé se produisent, avant que le gaz frigorigène comprimé ne quitte la chambre de silencieux à travers un trou de refoulement et s’écoule vers la sortie de refoulement de l’enveloppe de compresseur.US 2019/0195224 A1 discloses a scroll compressor having a silencer attached to the fixed scroll base plate and covering a discharge port formed in the central part of the fixed scroll. Here too, a direct flow of compressed refrigerant gas to the upper end wall of the compressor shell is avoided. However, this solution again leads to an increased pressure drop in the compressed refrigerant gas, because several changes of the compressed refrigerant gas flow direction occur, before the compressed refrigerant gas leaves the muffler chamber through a hole. discharge outlet and flows to the discharge outlet of the compressor shell.
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.An object of the present invention is to provide an improved scroll compressor which can overcome the disadvantages encountered in conventional scroll compressors.
Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un compresseur à spirales avec un rendement amélioré en réduisant les pertes de pression dans le volume de pression de refoulement.Another object of the present invention is to provide a scroll compressor with improved efficiency by reducing pressure losses in the discharge pressure volume.
Un autre objet de la présente invention consiste également à réduire le bruit acoustique émis par l’enveloppe de compresseur.Another object of the present invention is also to reduce the acoustic noise emitted by the compressor envelope.
Selon l’invention, un tel compresseur à spirales comporte :According to the invention, such a scroll compressor comprises:
- une enveloppe de compresseur ayant une sortie de refoulement,- a compressor envelope having a discharge outlet,
- une volute orbitante agencée à l’intérieur de l’enveloppe de compresseur et comprenant une plaque de base orbitante et un enroulement en spirale orbitant s’étendant à partir de la plaque de base orbitante,- an orbiting scroll arranged inside the compressor casing and comprising an orbiting base plate and an orbiting spiral winding extending from the orbiting base plate,
- une volute fixe agencée à l’intérieur de l’enveloppe de compresseur et comprenant une plaque de base fixe et un enroulement en spirale fixe s’étendant à partir de la plaque de base fixe, les enroulements en spirale fixe et orbitant définissant, avec les plaques de base fixe et orbitante, des chambres de compression, la volute fixe comprenant en outre un passage de refoulement qui est formé dans la plaque de base fixe et qui est doté d’un orifice de refoulement débouchant dans un volume de pression de refoulement défini au moins partiellement par l’enveloppe de compresseur et la volute fixe, et- a stationary scroll arranged within the compressor casing and comprising a stationary base plate and a stationary scroll wrap extending from the stationary base plate, the stationary and orbiting scroll wraps defining, with the fixed and orbiting baseplates, compression chambers, the fixed volute further comprising a discharge passage which is formed in the fixed baseplate and which has a discharge port opening into a discharge pressure volume defined at least partially by the compressor shell and the stationary scroll, and
- un déflecteur agencé dans le volume de pression de refoulement, le déflecteur recouvrant l’orifice de refoulement et délimitant au moins partiellement une ouverture de refoulement située en regard de la sortie de refoulement de l’enveloppe de compresseur, le déflecteur étant configuré pour forcer un flux de gaz frigorigène comprimé sortant de l’orifice de refoulement à passer, et avantageusement à passer facilement, d’une direction axiale à une direction radiale et étant configuré pour diriger, et en particulier pour guider, ledit flux de gaz frigorigène comprimé vers la sortie de refoulement.- a deflector arranged in the discharge pressure volume, the deflector covering the discharge orifice and at least partially delimiting a discharge opening located opposite the discharge outlet of the compressor casing, the deflector being configured to force a flow of compressed refrigerant gas emerging from the discharge orifice to be passed, and advantageously to be passed easily, from an axial direction to a radial direction and being configured to direct, and in particular to guide, said flow of compressed refrigerant gas towards the discharge outlet.
Puisque le déflecteur s’étend sur l’orifice de refoulement et est configuré pour diriger le flux de gaz frigorigène comprimé vers la sortie de refoulement, un impact direct du flux de gaz frigorigène comprimé sur une paroi d’extrémité supérieure de l’enveloppe de compresseur est évité et le gaz frigorigène comprimé n’est pas soumis à plusieurs changements de sa direction d’écoulement avant de quitter le volume de pression de refoulement, ce qui réduit sensiblement les pertes de pression dans le volume de pression de refoulement tout en supprimant les pulsations et les ondes de résonance entre l’enveloppe de compresseur et l’orifice de refoulement.Since the baffle extends over the discharge port and is configured to direct the flow of compressed refrigerant gas to the discharge outlet, a direct impact of the flow of compressed refrigerant gas on an upper end wall of the compressor is bypassed and the compressed refrigerant gas is not subjected to several changes in its flow direction before leaving the discharge pressure volume, thereby substantially reducing pressure losses in the discharge pressure volume while suppressing pulsations and resonance waves between the compressor shell and the discharge port.
Par conséquent, le comportement acoustique et le rendement du compresseur à spirales selon la présente invention sont sensiblement améliorés par rapport au comportement acoustique et au rendement des compresseurs de l’art antérieur. Particulièrement, de grandes améliorations (jusqu’à – 4 dB) ont été observées, en particulier pour les fréquences à 2,5 kHz.Consequently, the acoustic behavior and the efficiency of the scroll compressor according to the present invention are significantly improved compared to the acoustic behavior and the efficiency of the compressors of the prior art. Particularly, large improvements (up to – 4 dB) have been observed, especially for frequencies at 2.5 kHz.
Le compresseur à spirales peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.The scroll compressor may also include one or more of the following features, taken alone or in combination.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage de refoulement s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal du compresseur à spirales.According to one embodiment of the invention, the discharge passage extends substantially parallel to the longitudinal axis of the scroll compressor.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage de refoulement est configuré pour relier fluidiquement les chambres de compression au volume de pression de refoulement.According to one embodiment of the invention, the discharge passage is configured to fluidically connect the compression chambers to the discharge pressure volume.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’orifice de refoulement est prévu au niveau d’une partie centrale de la plaque de base fixe de la volute fixe.According to one embodiment of the invention, the discharge port is provided at a central part of the fixed base plate of the fixed volute.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la sortie de refoulement est prévue sur un capuchon supérieur de l’enveloppe de compresseur. Avantageusement, la sortie de refoulement est prévue sur une paroi latérale dudit capuchon supérieur.According to one embodiment of the invention, the discharge outlet is provided on a top cap of the compressor casing. Advantageously, the discharge outlet is provided on a side wall of said top cap.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur a une forme de coude.According to one embodiment of the invention, the deflector has an elbow shape.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur est fixé sur la plaque de base fixe de la volute fixe.According to one embodiment of the invention, the deflector is fixed to the fixed base plate of the fixed volute.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur est fixé à une face de plaque de base de la plaque de base fixe à l’opposée des chambres de compression.According to one embodiment of the invention, the deflector is attached to a baseplate face of the fixed baseplate opposite the compression chambers.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur comporte une première extrémité fixée de manière étanche à la plaque de base fixe de la volute fixe, et une deuxième extrémité délimitant au moins partiellement l’ouverture de refoulement.According to one embodiment of the invention, the deflector comprises a first end fixed in leaktight manner to the fixed base plate of the fixed volute, and a second end at least partially delimiting the discharge opening.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première extrémité du déflecteur est fixée de manière étanche à la plaque de base fixe de la volute fixe à proximité de l’orifice de refoulement.According to one embodiment of the invention, the first end of the deflector is fixed in a sealed manner to the fixed base plate of the fixed volute close to the discharge orifice.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de refoulement débouche dans le volume de pression de refoulement à une distance de séparation prédéterminée de la sortie de refoulement pour permettre la communication entre le flux de gaz frigorigène comprimé et le volume de pression de refoulement.According to one embodiment of the invention, the discharge opening opens into the discharge pressure volume at a predetermined separation distance from the discharge outlet to allow communication between the flow of compressed refrigerant gas and the pressure volume of repression.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales comporte en outre un ensemble de clapet anti-retour de refoulement fixé à la sortie de refoulement de l’enveloppe de compresseur et configuré pour empêcher un reflux de fluide frigorigène depuis un tube externe d’un système de réfrigération dans le volume de pression de refoulement, lorsque le compresseur à spirales s’arrête.According to one embodiment of the invention, the scroll compressor further includes a discharge check valve assembly attached to the discharge outlet of the compressor shroud and configured to prevent backflow of refrigerant from a tube of a refrigeration system in the discharge pressure volume, when the scroll compressor stops.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble de clapet anti-retour de refoulement comprend un boîtier de clapet tubulaire ayant une ouverture d’entrée débouchant dans le volume de pression de refoulement et une ouverture de sortie débouchant à l’extérieur de l’enveloppe de compresseur et configurée pour être reliée fluidiquement au tube externe d’un système de réfrigération.According to one embodiment of the invention, the discharge check valve assembly includes a tubular valve housing having an inlet opening leading into the discharge pressure volume and an outlet opening leading outside of the compressor shell and configured to be fluidly connected to the outer tube of a refrigeration system.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de refoulement est située en regard de l’ouverture d’entrée du boîtier de clapet tubulaire et est située à une distance d’espacement prédéterminée de l’ouverture d’entrée du boîtier de clapet tubulaire.According to one embodiment of the invention, the discharge opening is located opposite the inlet opening of the tubular valve housing and is located at a predetermined spacing distance from the inlet opening of the housing of tubular valve.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un rapport entre la section transversale de l’ouverture d’entrée et la section transversale de l’ouverture de refoulement est compris entre 0,8 et 1,2, et par exemple entre 0,9 et 1,1. En d’autres termes, l’ouverture d’entrée du boîtier de clapet tubulaire et l’ouverture de refoulement sont de taille similaire.According to one embodiment of the invention, a ratio between the cross section of the inlet opening and the cross section of the discharge opening is between 0.8 and 1.2, and for example between 0. 9 and 1.1. In other words, the inlet opening of the tubular valve housing and the outlet opening are of similar size.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de refoulement et l’ouverture d’entrée sont configurées de sorte qu’une majeure partie du gaz frigorigène comprimé quittant l’orifice de refoulement de la volute fixe est fournie directement dans l’ouverture d’entrée du boîtier de clapet tubulaire. Une telle configuration de l’ensemble de clapet anti-retour de refoulement et du déflecteur permet de réduire les pertes de pression dans le flux de gaz frigorigène comprimé.According to one embodiment of the invention, the discharge opening and the inlet opening are configured such that a major portion of the compressed refrigerant gas leaving the fixed scroll discharge port is supplied directly into the inlet opening of the tubular damper housing. Such a configuration of the discharge check valve and baffle assembly helps reduce pressure losses in the compressed refrigerant gas stream.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage de refoulement comporte une partie de paroi présentant une partie de surface convexe incurvée dirigée vers la sortie de refoulement, et avantageusement vers l’ensemble de clapet anti-retour de refoulement et en particulier vers l’ouverture d’entrée du boîtier de clapet tubulaire.According to one embodiment of the invention, the discharge passage comprises a wall portion having a curved convex surface portion directed towards the discharge outlet, and advantageously towards the discharge check valve assembly and in particular towards the inlet opening of the tubular valve housing.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur et la partie de surface convexe incurvée du passage de refoulement définissent une structure de surface lisse. Une telle configuration du déflecteur et du passage de refoulement permet de réduire encore les pertes de pression. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation de fluides frigorigènes à faible densité, par exemple des fluides frigorigènes à faible PRP, car un débit volumique accru est nécessaire pour maintenir une puissance frigorifique donnée.According to one embodiment of the invention, the baffle and the curved convex surface portion of the discharge passage define a smooth surface structure. Such a configuration of the deflector and of the discharge passage makes it possible to further reduce pressure losses. This is particularly important when using low density refrigerants, e.g. low GWP refrigerants, as an increased volume flow is required to maintain a given cooling capacity.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le déflecteur comporte une partie de paroi supérieure présentant une partie de surface déflectrice interne qui est concave et incurvée, la partie de surface déflectrice interne étant dirigée vers la sortie de refoulement. Une telle configuration du passage de refoulement permet de réduire encore les pertes de pression dans le flux de gaz frigorigène comprimé.According to one embodiment of the invention, the deflector comprises an upper wall part having an internal deflecting surface part which is concave and curved, the internal deflecting surface part being directed towards the discharge outlet. Such a configuration of the discharge passage makes it possible to further reduce the pressure losses in the flow of compressed refrigerant gas.
Le déflecteur peut être fabriqué sous forme de composant métallique fritté, pressé, poinçonné, usiné ou moulé. De préférence, le déflecteur est réalisé sous la forme d’un composant en plastique moulé ou imprimé en 3D.The baffle can be fabricated as a sintered, pressed, punched, machined, or cast metal component. Preferably, the deflector is made as a molded or 3D printed plastic component.
Avantageusement, le déflecteur est fixé à la volute fixe à l’aide de vis ou de boulons. Cependant, d’autres procédés appropriés, par exemple le soudage, le brasage, l’emboutissage ou le collage peuvent être appliqués pour fixer le déflecteur à la volute fixe.Advantageously, the deflector is fixed to the fixed volute using screws or bolts. However, other suitable processes, for example welding, brazing, stamping or gluing can be applied to attach the deflector to the fixed volute.
Ces avantages ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description suivante compte tenu des dessins ci-joints qui représentent, à titre d’exemple non limitatif, des modes de réalisation d’un compresseur à spirales selon l’invention.These advantages as well as others will appear on reading the following description taking into account the attached drawings which represent, by way of non-limiting example, embodiments of a scroll compressor according to the invention.
La description détaillée qui suit de plusieurs modes 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 aux modes de réalisation spécifiques divulgués.The following detailed description of several embodiments of the invention is best understood when read in conjunction with the accompanying drawings, it being, however, understood that the invention is not limited to the specific embodiments disclosed.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
La
Le compresseur à spirales 1 comporte une enveloppe de compresseur 2 dotée 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. La sortie de refoulement 4 est avantageusement prévue sur une paroi latérale d’un capuchon supérieur de l’enveloppe de compresseur 2.The scroll compressor 1 comprises a compressor envelope 2 provided with a suction inlet 3 configured to supply the scroll compressor 1 with the refrigerant to be compressed, and a discharge outlet 4 configured to discharge the compressed refrigerant. The discharge outlet 4 is advantageously provided on a side wall of an upper cap of the compressor casing 2.
Le compresseur à spirales 1 comporte en outre un agencement de support 5 fixé à l’enveloppe de compresseur 2, et une unité de compression 6 disposée à l’intérieur de l’enveloppe de compresseur 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 à l’enveloppe de compresseur 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.The scroll compressor 1 further comprises a support arrangement 5 fixed to the compressor casing 2, and a compression unit 6 arranged inside the compressor casing 2 and supported by the support arrangement 5. The compressor unit 6 is configured to compress the refrigerant supplied by the suction inlet 3. The compressor unit 6 comprises a fixed volute 7, which is fixed with respect to the compressor casing 2, and a orbiting volute 8 supported by and in sliding contact with a thrust bearing surface 9 provided on support arrangement 5.
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 spirale fixe 12 faisant saillie de la face inférieure de la plaque de base fixe 11 vers la volute orbitante 8.The fixed volute 7 comprises a fixed base plate 11 having a lower face facing the orbiting volute 8, and an upper face opposite the lower face of the fixed base plate 11. The fixed volute 7 also comprises a fixed spiral winding 12 protruding from the underside of the fixed base plate 11 towards the orbiting volute 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 spirale orbitant 14 faisant saillie de la face supérieure de la plaque de base orbitante 13 vers la volute fixe 7. L’enroulement en spirale orbitant 14 de la volute orbitante 8 s’engrène avec l’enroulement en spirale 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 de manière à orbiter par rapport à la volute fixe 7.The orbiting volute 8 comprises an orbiting base plate 13 having an upper face facing the fixed volute 7, and a lower face opposite the upper face of the orbiting base plate 13 and slidably mounted on the thrust bearing surface 9. The orbiting scroll 8 also has an orbiting spiral wrap 14 projecting from the top face of the orbiting base plate 13 towards the fixed scroll 7. The orbiting spiral wrap 14 of the orbiting scroll 8 meshes with the orbiting scroll 8. fixed spiral 12 of the fixed volute 7 to form a plurality of compression chambers 15 between them. Each of the compression chambers 15 has a variable volume which decreases from outside to inside, when the orbiting volute 8 is driven so as to orbit with respect to the fixed volute 7.
La volute fixe 7 comprend en outre un passage de refoulement 16 qui est formé dans une partie centrale de la plaque de base fixe 11 et qui est relié de manière fluidique aux chambres de compression 15. Le passage de refoulement 16 s’étend parallèlement à l’axe longitudinal du compresseur à spirales 1, et est doté d’un orifice de refoulement 17 débouchant dans un volume de pression de refoulement 18 défini par l’enveloppe de compresseur 2 et la volute fixe 7. Par conséquent, le passage de refoulement 16 est configuré pour relier de manière fluidique les chambres de compression 15 au volume de pression de refoulement 18.The fixed volute 7 further comprises a discharge passage 16 which is formed in a central part of the fixed base plate 11 and which is fluidly connected to the compression chambers 15. The discharge passage 16 extends parallel to the longitudinal axis of the scroll compressor 1, and is provided with a discharge port 17 opening into a discharge pressure volume 18 defined by the compressor shell 2 and the fixed volute 7. Consequently, the discharge passage 16 is configured to fluidly connect the compression chambers 15 to the discharge pressure volume 18.
En outre, le compresseur à spirales 1 comporte un arbre d’entraînement 19 qui s’étend verticalement et qui est configuré pour entraîner la volute orbitante 8 selon un mouvement orbital, et un moteur d’entraînement électrique 21, qui peut être par exemple un moteur d’entraînement électrique à vitesse variable, couplé à l’arbre d’entraînement 19 et configuré pour entraîner en rotation l’arbre d’entraînement 19 autour d’un axe de rotation A.Further, the scroll compressor 1 has a drive shaft 19 which extends vertically and which is configured to drive the orbiting scroll 8 in orbital motion, and an electric drive motor 21, which may for example be a variable speed electric drive motor, coupled to the drive shaft 19 and configured to drive the drive shaft 19 in rotation about an axis of rotation A.
Le compresseur à spirales 1 comporte en outre un ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 fixé à la sortie de refoulement 4 et relié de manière fluidique au volume de pression de refoulement 18. L’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 est particulièrement configuré pour empêcher un reflux de fluide frigorigène depuis un côté haute pression d’un système de réfrigération, dans le volume de pression de refoulement 18, lorsque le compresseur à spirales 1 s’arrête.The scroll compressor 1 further includes a discharge check valve assembly 22 attached to the discharge outlet 4 and fluidly connected to the discharge pressure volume 18. The discharge check valve assembly 22 is particularly configured to prevent backflow of refrigerant from a high pressure side of a refrigeration system into the discharge pressure volume 18 when the scroll compressor 1 shuts down.
L’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 comporte un boîtier de clapet tubulaire 23 inséré dans la sortie de refoulement 4 de l’enveloppe de compresseur 2 et fixé hermétiquement à la sortie de refoulement 4. Le boîtier de clapet tubulaire 23 a une première partie d’extrémité 23.1 agencée à l’intérieur du volume de pression de refoulement 18 et dotée d’une ouverture d’entrée 24 débouchant dans le volume de pression de refoulement 18, et une deuxième partie d’extrémité 23.2 agencée à l’extérieur de l’enveloppe de compresseur 2 et dotée d’une ouverture de sortie 25 débouchant à l’extérieur de l’enveloppe de compresseur 2 et configurée pour être reliée fluidiquement au système de réfrigération. Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 6, la deuxième partie d’extrémité 23.2 du boîtier de clapet tubulaire 23 agit comme un raccord pour relier le tube externe du système de réfrigération.The discharge check valve assembly 22 includes a tubular valve housing 23 inserted into the discharge outlet 4 of the compressor shell 2 and sealed to the discharge outlet 4. The tubular valve housing 23 has a first end part 23.1 arranged inside the discharge pressure volume 18 and provided with an inlet opening 24 opening into the discharge pressure volume 18, and a second end part 23.2 arranged at the exterior of the compressor casing 2 and provided with an outlet opening 25 opening outside the compressor casing 2 and configured to be fluidly connected to the refrigeration system. According to the embodiments shown in Figures 1 to 6, the second end part 23.2 of the tubular valve housing 23 acts as a fitting to connect the external tube of the refrigeration system.
L’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 comporte en outre un siège de clapet 26 situé dans le boîtier de clapet tubulaire 23 et formé au niveau de la surface interne du boîtier de clapet tubulaire 23. Le siège de clapet 26 est annulaire et s’étend autour de l’ouverture d’entrée 24. Avantageusement, le siège de clapet 26 est prévu sur la première partie d’extrémité 23.1.The discharge check valve assembly 22 further includes a valve seat 26 located within the tubular valve housing 23 and formed at the inner surface of the tubular valve housing 23. The valve seat 26 is annular and extends around the inlet opening 24. Advantageously, the valve seat 26 is provided on the first end part 23.1.
L’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 comporte également un organe de clapet 27 agencé dans le boîtier de clapet tubulaire 23 et mobile entre une position fermée (voir
L’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 comprend en outre un élément de sollicitation 28, tel qu’un élément ressort, configuré pour solliciter l’organe de clapet 27 vers la position fermée.The discharge check valve assembly 22 further includes a biasing member 28, such as a spring member, configured to bias the valve member 27 toward the closed position.
Le compresseur à spirales 1 comporte également un déflecteur 29 agencé dans le volume de pression de refoulement 18 et recouvrant l’orifice de refoulement 17. Le déflecteur 29 peut être fabriqué sous forme de composant métallique fritté, pressé, poinçonné, usiné ou moulé. Cependant, le déflecteur 29 est de préférence réalisé sous la forme d’un composant plastique moulé ou imprimé en 3D.The scroll compressor 1 also includes a baffle 29 arranged in the discharge pressure volume 18 and covering the discharge port 17. The baffle 29 can be manufactured as a sintered, pressed, punched, machined or cast metal component. However, deflector 29 is preferably made as a molded or 3D printed plastic component.
Le déflecteur 29 comporte une première extrémité 29.1 fixée de manière étanche à la face supérieure de la plaque de base fixe 11 de la volute fixe 7 et située à proximité de l’orifice de refoulement 17, et une deuxième extrémité 29.2 délimitant au moins partiellement une ouverture de refoulement 31 située en regarde de la sortie de refoulement 4 de l’enveloppe de compresseur 2 et l’ouverture d’entrée 24. Selon les modes de réalisation représentés sur les figures, l’ouverture de refoulement 31 est délimitée par la plaque de base fixe 11 de la volute fixe 7 et la deuxième extrémité 29.2 du déflecteur 29. Cependant, l’ouverture de refoulement 31 peut par exemple être entièrement délimitée par la deuxième extrémité 29.2 du déflecteur 29.The deflector 29 comprises a first end 29.1 fixed in leaktight manner to the upper face of the fixed base plate 11 of the fixed volute 7 and located close to the discharge orifice 17, and a second end 29.2 at least partially delimiting a discharge opening 31 located opposite the discharge outlet 4 of the compressor casing 2 and the inlet opening 24. According to the embodiments shown in the figures, the discharge opening 31 is delimited by the plate fixed base 11 of the fixed volute 7 and the second end 29.2 of the deflector 29. However, the discharge opening 31 can for example be entirely delimited by the second end 29.2 of the deflector 29.
Avantageusement, le déflecteur 29 est fixé à la volute fixe 7 à l’aide de vis ou de boulons. Cependant, d’autres procédés appropriés, par exemple la soudure, le brasage, l’ajustement serré ou le collage peuvent être appliqués pour fixer le déflecteur 29 à la volute fixe 7.Advantageously, the deflector 29 is fixed to the fixed volute 7 using screws or bolts. However, other suitable methods, for example welding, brazing, interference fitting or gluing can be applied to attach the deflector 29 to the fixed volute 7.
Selon les modes de réalisation représentés sur les figures, le déflecteur 29 a une forme de coude et comporte une partie de paroi supérieure 32 ayant une partie de surface déflectrice interne qui est concave et incurvée et qui est dirigée vers la sortie de refoulement 4.According to the embodiments shown in the figures, the deflector 29 has an elbow shape and comprises an upper wall part 32 having an internal deflecting surface part which is concave and curved and which is directed towards the discharge outlet 4.
Le déflecteur 29 est configuré pour diriger un flux de gaz frigorigène comprimé sortant de l’orifice de refoulement 17 vers la sortie de refoulement 4, et en particulier vers l’ouverture de sortie 25 du boîtier de clapet tubulaire 23. Le déflecteur 29 est également configuré pour forcer ledit flux de gaz frigorigène comprimé à passer facilement d’une direction axiale à une direction radiale, par rapport à l’axe longitudinal du compresseur à spirales.The baffle 29 is configured to direct a flow of compressed refrigerant gas exiting the discharge port 17 towards the discharge outlet 4, and in particular towards the outlet opening 25 of the tubular valve housing 23. The baffle 29 is also configured to cause said flow of compressed refrigerant gas to easily change from an axial direction to a radial direction, with respect to the longitudinal axis of the scroll compressor.
Selon les modes de réalisation représentés sur les figures, l’ouverture de refoulement 31 est située en regard de l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23 et débouche dans le volume de pression de refoulement 18 à une distance de séparation prédéterminée D1 de la sortie de refoulement 4 et est située à une distance d’espacement prédéterminée D2 de l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23, pour permettre la communication entre le flux de gaz frigorigène comprimé et le volume de pression de refoulement 18, et pour faciliter le montage de l’ensemble de clapet anti-retour de refoulement 22 par rapport au déflecteur 29. La distance d’espacement prédéterminée D2 est comprise entre 2 et 40 mm, et avantageusement entre 10 et 30 mm. Cependant, l’ouverture de refoulement 31 et l’ouverture d’entrée 24 sont configurées de sorte qu’une majeure partie du gaz frigorigène comprimé quittant l’orifice de refoulement 17 de la volute fixe 7 est fournie directement dans l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23.According to the embodiments shown in the figures, the discharge opening 31 is located opposite the inlet opening 24 of the tubular valve housing 23 and opens into the discharge pressure volume 18 at a predetermined separation distance D1 from the discharge outlet 4 and is located at a predetermined spacing distance D2 from the inlet opening 24 of the tubular valve housing 23, to allow communication between the flow of compressed refrigerant gas and the pressure volume of outlet 18, and to facilitate mounting of the outlet check valve assembly 22 relative to the deflector 29. The predetermined spacing distance D2 is between 2 and 40 mm, and advantageously between 10 and 30 mm. However, the discharge opening 31 and the inlet opening 24 are configured so that a major part of the compressed refrigerant gas leaving the discharge port 17 of the fixed scroll 7 is supplied directly into the opening of inlet 24 of the tubular valve housing 23.
Un rapport entre la section transversale de l’ouverture d’entrée 24 et la section transversale de l’ouverture de refoulement 31 est compris entre 0,8 et 1,2, et avantageusement entre 0,9 et 1,1, de sorte que l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23 et l’ouverture de refoulement 31 sont de taille similaire.A ratio between the cross section of the inlet opening 24 and the cross section of the discharge opening 31 is between 0.8 and 1.2, and advantageously between 0.9 and 1.1, so that the inlet opening 24 of the tubular valve housing 23 and the discharge opening 31 are of similar size.
Selon le mode de réalisation représenté sur la
Cependant, selon des variantes de modes de réalisation de l’invention, le passage de refoulement 16 peut comporter une partie de paroi 33 définie par un chanfrein (voir
Le fonctionnement du compresseur à spirales 1 sera maintenant décrit.The operation of the scroll compressor 1 will now be described.
Lorsque le compresseur à spirales 1 selon l’invention est mis en marche, la volute orbitante 8 est entraînée par l’arbre d’entraînement 19 suivant un mouvement orbital, ce mouvement de la volute orbitante 8 provoquant une admission et une compression de fluide frigorigène dans les chambres de compression 15. Le gaz frigorigène comprimé sort vers le volume de pression de refoulement 18 via le passage de refoulement 16 et l’orifice de refoulement 17 formé dans la partie centrale de la volute fixe 7, est guidé vers l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23 par le déflecteur 29, déplace l’organe de clapet 27 dans la position ouverte contre la force de sollicitation exercée par l’élément de sollicitation 28, puis s’écoule à travers le boîtier de clapet tubulaire 23 et l’ouverture de sortie 25 du boîtier de clapet tubulaire 23.When the scroll compressor 1 according to the invention is started, the orbiting volute 8 is driven by the drive shaft 19 following an orbital movement, this movement of the orbiting volute 8 causing an admission and a compression of refrigerant in the compression chambers 15. The compressed refrigerant gas exits to the discharge pressure volume 18 via the discharge passage 16 and the discharge port 17 formed in the central part of the fixed volute 7, is guided towards the opening 24 of the tubular valve housing 23 by the baffle 29, moves the valve member 27 into the open position against the biasing force exerted by the biasing member 28, and then flows through the valve housing tubular 23 and the outlet opening 25 of the tubular valve housing 23.
En raison de la configuration du déflecteur 29, de la partie de paroi 33 du passage de refoulement 16 et de l’ouverture d’entrée 24 du boîtier de clapet tubulaire 23, les pertes de pression dans le gaz frigorigène comprimé sont considérablement réduites, ce qui améliore considérablement le rendement et la performance du compresseur à spirales 1.Due to the configuration of the baffle 29, the wall portion 33 of the discharge passage 16 and the inlet opening 24 of the tubular valve housing 23, the pressure losses in the compressed refrigerant gas are considerably reduced, which which significantly improves the efficiency and performance of the scroll compressor 1.
Lorsque le compresseur à spirales 1 selon l’invention s’arrête, l’élément de sollicitation 28 sollicite l’organe de clapet 27 vers la position fermée, ce qui empêche le fluide frigorigène à haute pression de retourner vers le volume de pression de refoulement 18.When the scroll compressor 1 according to the invention stops, the biasing element 28 biases the valve member 27 towards the closed position, which prevents the high pressure refrigerant from returning to the discharge pressure volume. 18.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d’exemple non limitatif, mais au contraire elle englobe tous les modes de réalisation correspondants.Of course, the invention is not limited to the embodiments described above by way of non-limiting example, but on the contrary it encompasses all the corresponding embodiments.
Claims (12)
- une enveloppe de compresseur (2) ayant une sortie de refoulement (4),
- une volute orbitante (8) agencée à l’intérieur de l’enveloppe de compresseur (2) et comprenant une plaque de base orbitante (13) et un enroulement en spirale orbitant (14) s’étendant à partir de la plaque de base orbitante (13),
- une volute fixe (7) agencée à l’intérieur de l’enveloppe de compresseur (2) et comprenant une plaque de base fixe (11) et un enroulement en spirale fixe (12) s’étendant à partir de la plaque de base fixe (11), les enroulements en spirale fixe et orbitant (12, 14) définissant, avec les plaques de base fixe et orbitante (11, 13), des chambres de compression (15), la volute fixe (7) comprenant en outre un passage de refoulement (16) qui est formé dans la plaque de base fixe (11) et qui est doté d’un orifice de refoulement (17) débouchant dans un volume de pression de refoulement (18) au moins partiellement défini par l’enveloppe de compresseur (2) et la volute fixe (7), et
- un déflecteur (29) agencé dans le volume de pression de refoulement (18), le déflecteur (29) recouvrant l’orifice de refoulement (17) et délimitant au moins partiellement une ouverture de refoulement (31) située en regard de la sortie de refoulement (4) de l’enveloppe de compresseur (2), le déflecteur (29) étant configuré pour forcer un flux de gaz frigorigène comprimé sortant de l’orifice de refoulement (17) à passer d’une direction axiale à une direction radiale et étant configuré pour diriger ledit flux de gaz frigorigène comprimé vers la sortie de refoulement (4).Scroll compressor (1) comprising:
- a compressor envelope (2) having a discharge outlet (4),
- an orbiting scroll (8) arranged inside the compressor casing (2) and comprising an orbiting base plate (13) and an orbiting spiral winding (14) extending from the base plate orbiting (13),
- a fixed scroll (7) arranged inside the compressor casing (2) and comprising a fixed base plate (11) and a fixed spiral winding (12) extending from the base plate stationary (11), the stationary and orbiting spiral windings (12, 14) defining, together with the stationary and orbiting base plates (11, 13), compression chambers (15), the stationary volute (7) further comprising a discharge passage (16) which is formed in the fixed base plate (11) and which has a discharge port (17) opening into a discharge pressure volume (18) at least partially defined by the compressor casing (2) and the fixed volute (7), and
- a deflector (29) arranged in the discharge pressure volume (18), the deflector (29) covering the discharge orifice (17) and at least partially delimiting a discharge opening (31) located opposite the outlet discharge port (4) of the compressor shell (2), the baffle (29) being configured to force a flow of compressed refrigerant gas exiting the discharge port (17) to pass from an axial direction to a direction radial and being configured to direct said flow of compressed refrigerant gas towards the discharge outlet (4).
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