WO2011151554A2 - Compresseur frigorifique à spirales - Google Patents

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WO2011151554A2
WO2011151554A2 PCT/FR2011/051087 FR2011051087W WO2011151554A2 WO 2011151554 A2 WO2011151554 A2 WO 2011151554A2 FR 2011051087 W FR2011051087 W FR 2011051087W WO 2011151554 A2 WO2011151554 A2 WO 2011151554A2
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valve
discharge
compressor
plate
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Pierre Ginies
Christophe Ancel
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Danfoss Commercial Compressors
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    • F04C23/008—Hermetic pumps

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor.
  • a scroll compressor comprises a first fixed scroll and a second scroll describing an orbital movement, each scroll having a plate from which extends a spiral, the two spirals being engaged one into the other and delimiting compression chambers of variable volume, the compression chambers having a volume which decreases progressively from the outside, where the refrigerant inlet, is inwardly.
  • the refrigerant is compressed due to the reduction of the volume of the compression chambers and conveyed to the center of the first and second volutes.
  • the compressed refrigerant exits centrally in the direction of a discharge chamber through a discharge conduit in the central portion of the first volute.
  • variable compression ratio scroll compressor comprising, on the one hand, refrigerant passage orifices formed in the plate of the fixed scroll and opening each respectively into one of the compression chambers and in the discharge chamber, and on the other hand bypass valves arranged on the surface of the fixed volute plate turned on the opposite side to the spirals and movable each between an open position allowing a fl uid of fluid refrigerating the corresponding compression chamber to the discharge chamber, and a closing position preventing refrigerant delivery from the corresponding compression chamber to the discharge chamber.
  • leaks of such by-pass valves can cause refrigerant leaks when the compressor is stopped, and thus a migration of a part of the refrigerant located in the high-pressure part of the compressor to the refrigerant. low pressure part of the compressor.
  • These leaks can cause a "washing" of the guide bearings of the drive shaft of the moving volute, which could lead to a lack of lubrication of the latter during the restart of the compressor, therefore to a degradation of the performance of that -this.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages, and advantageously it consists in providing a scroll compressor with a simple structure that is economical and compact, and which improves the performance of the compressor , while allowing a simple and easy assembly of a valve arrangement on the fixed scroll of the compressor.
  • the present invention relates to a scroll compressor comprising:
  • each volute comprising a plateau from which a spiral extends, the spirals of the fixed and mobile scrolls being engaged one inside the other and delimiting compression chambers of variable volume,
  • a discharge duct formed in the central part of the fixed scroll plate, comprising a first end opening into a central compression chamber and a second end intended to be placed in communication with a discharge chamber formed in the compressor,
  • a non-return device comprising:
  • a movable discharge valve between a closed position in which the discharge valve bears against the valve seat and closes the discharge opening, and a release position in which the discharge valve is away from the valve seat. and releases the discharge opening, the discharge valve being adapted to be moved into its release position when the pressure in the discharge pipe exceeds the pressure in the discharge chamber by a first predetermined value
  • At least one bypass passage comprising a first end opening into the discharge conduit at a location situated between the central compression chamber and the valve seat, and a second end opening into an intermediate compression chamber, and / or at least one bypass passage comprising a first end opening into the discharge conduit at a location between the central compression chamber and the valve seat, and a second end opening into a low pressure portion of the compressor, and
  • bypass valve between a closure position of the bypass passage preventing communication of the discharge conduit with the low pressure portion of the compressor or the intermediate compression chamber into which said bypass passage opens, and a position of liberation of the bypass passage allowing communication of the discharge pipe with the low pressure portion of the compressor or the intermediate compression chamber into which said bypass passage opens, the bypass valve being designed to be displaced in its release position when the pressure in the low pressure portion of the compressor or the intermediate compression chamber in which said bypass passage opens exceeds the pressure in the discharge conduit by a second predetermined value.
  • each bypass passage opens into the discharge pipe upstream of the valve seat on which is intended to rest the discharge valve makes it possible to limit the risk of leaks between the low pressure and high pressure parts of the compressor during the operation. stop the compressor, and thus improve the performance of the latter.
  • the compressor comprises a bypass passage, one end of which opens into the low pressure portion of the compressor, the latter is protected against any failure to connect the power supply son of the electric motor.
  • the bypass valve deforms elastically towards its position of and communicates the low pressure portion of the compressor with the discharge conduit.
  • bypass valve (s) is (are) upstream of the discharge valve allows the use of a high pressure / low pressure separation plate, and a simple and easy to install. an arrangement of valves on the fixed scroll of the compressor despite the presence of such a separator plate.
  • first and second predetermined values substantially correspond respectively to the control pressures of the discharge valve and the bypass valve.
  • the compressor comprises at least one bypass passage whose first end opens into an inner circumferential wall of the discharge conduit.
  • the compressor comprises at least one bypass passage comprising a bypass chamber, a first bypass pipe comprising a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber or the low-pressure portion of the compressor and a second end opening into the chamber. bypass, and a second bypass pipe comprising a first end opening into the bypass chamber and a second end opening into the discharge pipe.
  • the bypass valve is housed in the bypass chamber, and is preferably arranged to close the second end of the first bypass duct when it is in its closed position.
  • the compressor comprises an insert, mounted on the fixed scroll plate, defining at least partly the bypass chamber.
  • the first and second bypass ducts are formed in the fixed scroll plate.
  • the compressor comprises at least one bypass passage comprising a bypass duct having a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber or the low-pressure portion of the compressor and a second opening end in the discharge pipe.
  • the bypass duct is formed in the fixed scroll plate.
  • the bypass valve is housed in the discharge pipe, and is preferably arranged to close the second end of the bypass duct when it is in its closed position. Therefore, the mounting of the bypass valve is in no way impeded by the presence of any bell covering the fixed volute or sealing elements at the discharge pipe.
  • the anti-return device comprises a valve plate comprising the at least one discharge opening, and on which is formed the valve seat.
  • the valve plate is mounted on the fixed volute plate at the second end of the discharge pipe.
  • the compressor comprises at least one bypass passage having a bypass recess, formed in the surface of the flap plate turned towards the fixed volute plate side, opening into the duct discharge, and a bypass channel comprising a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber or the low-pressure portion of the compressor and a second end opening into the surface of the fixed volute plate turned on the side of the valve plate of the anti-return device, opposite the bypass recess.
  • the bypass channel is formed in the plateau of the fixed flight.
  • Each bypass recess is advantageously formed in the valve plate at a location farther from the center of the valve plate than the discharge opening.
  • the valve plate has a substantially disk-like shape, and each bypass recess is formed in the valve plate radially outside the discharge opening.
  • the compressor comprises at least one bypass valve in the form of an elastically deformable strip between a closed position of the corresponding bypass passage and a release position of the corresponding bypass passage.
  • the compressor comprises a valve plate disposed between the valve plate of the non-return device and the plate of the fixed volute, the valve plate comprising at least one bypass valve integral with said valve plate and formed under the fo rm ed an elastically deformable sipe between a closed position of the first end of the bypass channel and a release position of said first end.
  • the compressor comprises stop means arranged to limit the range of movement of the discharge valve and / or the bypass valve to its release position.
  • the bottom of the bypass recess advantageously forms an abutment surface arranged to limit the range of movement of the associated bypass valve to its release position.
  • the compressor comprises a separator plate, mounted on the fixed volute plate so as to surround the discharge pipe, delimiting at least part of the discharge chamber.
  • the valve plate is mounted on the separator plate.
  • the valve seat is made of material with the fixed volute plate and delimits the discharge opening.
  • Figure 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 is an exploded view, in perspective from above, of a valve arrangement of the compressor of Figure 1.
  • Figure 3 is a top view of the valve arrangement of Figure 2.
  • Figure 4 is a bottom view of the valve arrangement of Figure 2.
  • Figure 5 is an exploded partial view, in perspective from below, of the valve arrangement of Figure 2.
  • Figure 6 is a sectional view of the valve arrangement of Figure 2.
  • Figure 7 is a sectional view of the fixed scroll of the compressor of Figure 1 equipped with the valve arrangement of Figure 2.
  • Figure 8 is a partial sectional view of a compressor according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 9 is a bottom view of the valve arrangement of the compressor of Figure 8.
  • Figure 10 is a partial sectional view of a compressor according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 1 1 is a partial view from above of a first embodiment of the compressor of Figure 10.
  • Figure 12 is a partial sectional view of a second alternative embodiment of the compressor of Figure 10.
  • Figure 13 is a partial sectional view of a third alternative embodiment of the compressor of Figure 10.
  • Figure 14 is a partial sectional view of a compressor according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 15 is a partial sectional view of the compressor of Figure 14.
  • Figure 1 depicts a scroll compressor with a vertical position.
  • the compressor according to the invention could occupy an inclined position, or a horizontal position, without its structure being significantly modified.
  • the compressor shown in FIG. 1 comprises a sealed enclosure delimited by a shell 2 whose upper and lower ends are respectively closed by a cover 3 and a base 4.
  • the assembly of this enclosure can be made in particular by means of weld seams.
  • the intermediate part of the compressor is occupied by a body 5 which delimits two volumes, a suction volume located below the body 5, and a compression volume d isposed above it.
  • the shell 2 comprises a refrigerant gas inlet 6 opening into the suction volume to achieve the supply of gas to the compressor.
  • the body 5 serves for mounting a compression stage 7 of the refrigerant gas.
  • This compression shelf 7 comprises a fixed volute 8 comprising a plate 9 from which extends a fixed spiral 10 facing downwards, and a mobile volute 1 1 comprising a plate 12 bearing against the body 5 and from which extends a spiral 13 facing upwards.
  • the two spirals 1 0 and 1 3 of the two volutes interpenetrate to provide compression chambers 14 of variable volume.
  • the compressor further comprises a discharge duct 1 5 formed in the central part of the fixed volute 8.
  • the discharge duct 1 5 comprises a first end end opening in the central compression chamber 14a and a second end intended to be placed in communication with a high-pressure discharge chamber 16 formed in the compressor enclosure.
  • the discharge chamber 16 is delimited in part by a separator plate 17 mounted on the plate 9 of the fixed volute 8 so as to surround the discharge conduit 15.
  • the compressor comprises a three-phase electric motor arranged in the suction volume.
  • the electric motor comprises a stator 18 in the center of which is disposed a rotor 19.
  • the rotor 19 is sol idaire d'u n drive shaft 20 whose upper end is offset in the manner of a crankshaft. This upper part is engaged in a portion 21 in the form of a sleeve, which comprises the movable scroll 1 1.
  • the drive shaft 20 drives the mobile volute January 1 in an orbital motion.
  • the lower end of the drive shaft 20 drives an oil pump 22 feeding, from oil contained in a housing 23 delimited by the base 4, an oil supply conduit 24 formed in the central portion of the drive shaft, the supply duct 24 being off-axis and extending over the entire length of the drive shaft 20.
  • the compressor comprises a non-return device 25.
  • the non-return device 25 comprises a disc-shaped flap plate 26 mounted on the plate 9 of the fixed scroll 8 at the second end of the discharge conduit 15.
  • the flapper plate 26 comprises a plurality of discharge openings 27 arranged to communicating the discharge conduit 15 and the discharge chamber 16, and a valve seat 28 formed on the surface of the valve plate 26 opposite the fixed volute 8 and surrounding the discharge openings 27.
  • the discharge openings 27 have a bean form, but could have another shape, for example a cylindrical shape.
  • the non-return device 25 also comprises a discharge valve 29 movable between a closed position in which the discharge valve 29 is pressed against the valve seat 28 and closes the discharge openings 27, and a release position in which the discharge valve 29 is remote from the valve seat 28 and releases the discharge openings 27.
  • the discharge valve 29 is designed to be moved into its release position when the pressure in the discharge pipe 15 exceeds the pressure in the chamber discharge device 16 of a first predetermined value corresponding substantially to the adjustment pressure of the discharge valve 29.
  • the discharge valve 29 is for example substantially annular.
  • the compressor also includes a retaining plate 30 mounted on the valve plate 26 and intended to serve as a stop for the discharge valve 29 when in its release position.
  • the retaining plate 30 comprises three bearing portions 30a intended to rest on the valve plate 26 and at least one through hole 31 arranged to allow a flow of refrigerant fluid from the discharge openings 27 to the delivery chamber 16.
  • the retaining plate 30 may comprise one or more through-holes 31, and each through-hole 31 may have, for example, a bean or cylindrical shape.
  • the compressor further comprises two bypass passages
  • Each bypass passage 32 is formed on the one hand by a bypass recess
  • bypass channel 34 formed in the plate 9 of the fixed scroll and comprising a first end opening into an intermediate compression chamber 14b and a second end opening into the surface of the plate 9 of the fixed scroll 8 turned on the side of the valve plate 26, opposite the corresponding bypass recess 33.
  • the compressor further comprises a bypass passage 35 formed on the one hand by a bypass recess 36 formed in the surface of the valve plate 26 turned on the side of the plate 9 of the fixed scroll 8, and opening into the discharge pipe 15, and secondly by a bypass channel 37 formed in the plate 9 of the fixed scroll and comprising a first end opening into a low-pressure portion of the compressor and a second end opening into the surface of the plate 9 of the scroll fixed 8 turned on the side of the valve plate 26, opposite the bypass recess 36.
  • a bypass passage 35 formed on the one hand by a bypass recess 36 formed in the surface of the valve plate 26 turned on the side of the plate 9 of the fixed scroll 8, and opening into the discharge pipe 15, and secondly by a bypass channel 37 formed in the plate 9 of the fixed scroll and comprising a first end opening into a low-pressure portion of the compressor and a second end opening into the surface of the plate 9 of the scroll fixed 8 turned on the side of the valve plate 26, opposite the bypass recess 36.
  • bypass recesses 33, 36 are identical and are respectively formed in the valve plate 26 at a location further from the center of the latter than the discharge openings 27.
  • the compressor further comprises a valve plate 38 disposed between the valve plate 26 of the non-return device 25 and the plate 9 of the fixed volute 8.
  • the valve plate 38 is substantially disk-shaped.
  • the valve plate 38 comprises three bypass valves 39 made of material with said valve plate 38 and each made in the form of an elastically deformable strip between a closed position of the first end of the corresponding branch channel and a release position of said first end.
  • the bypass valves 39 are preferably regularly distributed around the center of the valve plate 38, and extend for example substantially in a circular arc.
  • Each bypass valve 39 is adapted to be moved into its release position when the pressure in the low pressure portion of the compressor or the intermediate compression chamber 14b into which the corresponding bypass passage opens exceeds the pressure in the discharge pipe.
  • a second predetermined value substantially corresponding to the setting pressure of said bypass valve 39.
  • valve plate 26 advantageously forms a surface stop member arranged to imitate the movement amplitude of the associated bypass valve 39 towards its release position.
  • the valve plate 38 further comprises at least one through hole 40 arranged to allow refrigerant flow from the discharge conduit 15 to the discharge openings 27.
  • the valve plate 38 may include one or more through-holes. 40, and each passage opening 40 may have, for example, a bean or cylindrical shape.
  • valve plate 38, the valve plate 26 and the retaining plate 30 are secured to each other by means of a screw 41 passing through orifices formed in the central parts thereof and a nut 42.
  • these three plates and the discharge valve 29 form a compact valve arrangement that can be easily mounted on the plate 9 of the fixed volute 8.
  • This valve arrangement can be mounted on the plate of the fixed volute 8 for example to using three fastening screws passing through orifices formed in the three plates and screwed into tapped holes in the plate 9 of the fixed scroll 8.
  • the movable scroll 11 When the scroll compressor according to the invention is started, the movable scroll 11 is driven by the drive shaft 20 in an orbital motion, this movement of the moving scroll causing an admission and a refrigerant compression in compression chambers with variable volume 14.
  • each bypass valve 39 intended to close off a bypass passageway 32 opening into one of the compression chambers 14 is subjected to a pressure on its face facing the plate 9 of the fixed volute 8. less than the pressure in the discharge duct 15.
  • said bypass valves 39 are maintained in their closed position and thus isolate the compression chambers 1 4 in which the corresponding bypass passages 32 open.
  • the totality of the refrigerant compressed in the compression chambers 14 reaches the center of the spirals and escapes through the discharge duct 15 towards the discharge chamber 1 6 by flowing out. through the through holes 40 and the discharge openings 27, then moving the discharge valve 29 in its release position, and finally by flowing axially through the through holes 31 and radially through the spaces defined between the fixing portions 30a.
  • the compressor design ratio corresponds to the compression ratio imposed by the operating conditions, and thus the compressor's "actual" compression ratio is maintained at its maximum value.
  • each bypass valve 39 intended to close a bypass passage 32 opening into one of the compression chambers 14 can being subjected, on its side turned towards the plate 9 of the fixed volute 8, to a pressure greater than the pressure in the delivery conduit 15.
  • said by-pass valves 39 are deformed elastically towards their release position and put into communication the compression chambers 14 in which the corresponding bypass passages 32 open out with the discharge conduit 1 5 formed in the fixed volute 8. This thus results in a discharge towards the discharge pipe 15 of a part of the fluid compressed refrigerant in the compression chambers 14 in which the bypass channels 33 open before this part of the fluid refrigerant does not reach the center of the spirals.
  • bypass valve 39 intended to close the bypass passage 35 opening into the low pressure portion of the compressor is subjected, on its side facing the plate 9 of the fixed volute 8, to a pressure greater than the pressure in the discharge duct 15.
  • said bypass valve 39 deforms elastically towards its position
  • Figures 8 and 9 show a second embodiment of the invention which differs from that shown in Figures 1 to 7 in that the valve plate 38 is substantially annular, and in that the retaining plate 30 has only one through hole 31.
  • FIG. 10 represents a third embodiment of the invention which differs from that shown in FIGS. 1 to 7 essentially in that the compressor comprises two bypass passages 32 each comprising a bypass duct 45 formed in the plate 9 of the fixed scroll 8 and having a first end opening into an intermediary compression chamber 14b and a second end opening into the inner circumferential wall 46 of the discharge duct 15, and in that the flap plate 26 is mounted on the separating plate 17.
  • the compressor comprises two bypass valves 39 housed in the discharge duct 15 and each produced in the form of an elastically deformable strip between a closed position of the second end of the pipe of the pipe. corresponding derivation 45 and a release position of the second end of the corresponding branch duct 45.
  • each bypass valve 39 may be screwed onto the inner circumferential wall 46 of the discharge pipe 15.
  • the compressor further comprises a substantially S-shaped holding member 47 whose ends are arranged to cooperate each with one of the bypass valves 39 so as to maintain position these.
  • a substantially S-shaped holding member 47 whose ends are arranged to cooperate each with one of the bypass valves 39 so as to maintain position these.
  • Each portion 48 of the holding member 47 situated along one of the bypass valves 39 forms an abutment surface limiting the amplitudes of movement of the associated bypass valve.
  • the holding member 47 is designed to press the bypass valves 39 against the inside wall 46 of the delivery pipe 15.
  • the ends of the holding member 47 are ground idarized by the bypass valves 39, for example by welding. These arrangements further facilitate the installation of bypass valves.
  • the discharge duct 15 comprises an annular groove 49 in which the bypass valves 39 are arranged.
  • the annular groove 49 could, however, be replaced by two local lines located in The fl ow valves would be arranged respectively.
  • the two bypass valves 39 are slidably mounted on a rod 51 inserted into the ends of the bypass ducts 45 opening into the discharge duct 15, and the rod 54 comprises means resilient, such as a coil spring 55, interposed between the two bypass valves 39 and designed to sol icify each bypass valve to its closed position.
  • FIGS. 14 and 15 show a fourth embodiment of the invention which differs from that shown in FIGS. 1 to 7 essentially in that the valve seat 28 comes from the material with the plate 9 of the fixed scroll 8 and defines a discharge opening 27, and in that the compressor comprises two bypass passages 32 each having a bypass chamber 52, a first bypass pipe 53, formed in the plate 9 of the fixed scroll 8, comprising a first end opening in the corresponding intermediate compression chamber 14b and a second end opening into the bypass chamber 52, and a second bypass pipe 54, formed in the fixed scroll plate, comprising a first end opening into the bypass chamber 52 and a second end opening into the inner circumferential wall 46 of the discharge pipe 15, upstream of the Valve seat 28.
  • the bypass chambers 52 of the two bypass passages are merged as shown in Figure 14, but could for example be distinct from each other.
  • the compressor comprises on the one hand an insert 56 mounted on the plate 9 of the fixed scroll between the latter and the separating plate 1 7, the insert 56 partially delimiting the bypass chamber 52, and secondly by two bypass valves 39 housed in the bypass chamber 52 and each made in the form of an elastically deformable strip between a shutter position of the second end of the first branch conduit 53 corresponding and a release position of the second end of the first branch 53 corresponding branch.
  • the two bypass valves 39 are integral with each other and are fixed on the plate 9 of the fixed volute by a fixing screw 60.
  • At least one of the bypass ducts 53 could be opened in a low-pressure portion of the compressor, or the compressor could further comprise a bypass passage connected to the low-pressure portion of the compressor.

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Abstract

Ce compresseur comprend une volute fixe (8) et une volute mobile (11) comportant chacune un plateau (9, 12) équipé d'une spirale(10, 13), les spirales délimitant des chambres de compression de volume variable(14), un conduit de refoulement (15) ménagé dans le plateau (9) de la volute fixe (8), une ouverture de refoulement (27) agencée pour mettre en communication le conduit de refoulement (15) et une chambre de refoulement(16),un dispositif antiretour comprenant un siège de clapet (28) entourant l'ouverture de refoulement (27), et un clapet de refoulement (29) mobile entre des positions d'obturation et de libération de l'ouverture de refoulement (27). Le compresseur comprend au moins un passage de dérivation (32) comprenant une première extrémité débouchant dans le conduit de refoulement (15) à un emplacement situé entre la chambre de compression centrale (14a) et le siège de clapet (28), et une seconde extrémité débouchant dans une chambre de compression intermédiaire(14b) ou dans une portion à basse pression du compresseur, et au moins un clapet de dérivation (39) mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage de dérivation (32, 35).

Description

Compresseur frigorifique à spirales
La présente invention concerne un compresseur frigorifique à spirales.
De façon connue, un compresseur frigorifique à spirales comprend une première volute fixe et une seconde volute décrivant un mouvement orbital, chaque volute comportant un plateau à partir duquel s'étend une spirale, les deux spirales étant engagées l'une dans l'autre et délimitant des chambres de compression de volume variable, les chambres de compression ayant un volume qui diminue progressivement de l'extérieur, où se fait l'admission de fluide frigorigène, vers l'intérieur.
Ainsi, lors du mouvement orbital de la première volute, le fluide frigorigène est comprimé du fait de la diminution du volume des chambres de compression et véhiculé jusqu'au centre des première et seconde volutes. Le fluide frigorigène comprimé sort en partie centrale en direction d'une chambre de refoulement par l'intermédiaire d'un conduit de refoulement ménagé dans la partie centrale de la première volute.
Afin d'améliorer les performances d'un tel compresseur en fonction des saisons, et plus particulièrement en fonction de la demande en froid, il est connu de réal iser des compresseurs à capacité variable et/ou à taux de compression variable.
Le document US 5 855 475 décrit un compresseur frigorifique à spirales à taux de compression variable comprenant d'une part des orifices de passage de fluide frigorigène ménagés dans le plateau de la volute fixe et débouchant chacun respectivement dans l'une des chambres de compression et dans la chambre de refoulement, et d'autre part des clapets de dérivation disposés sur la surface du plateau de la volute fixe tournée du côté opposé aux spirales et mobiles chacun entre une position d'ouverture permettant un refou l em ent de fl u ide frigorig èn e d e la chambre de compression correspondante vers la chambre de refoulement, et une position de fermeture empêchant le refoulement de fluide frigorigène de la chambre de compression correspondante vers la chambre de refoulement.
Lorsque l'un des clapets de dérivation est soumis, sur sa face tournée vers le plateau de la volute fixe, à une pression inférieure à la pression dans la chambre de refoulement, ledit clapet est maintenu dans sa position de fermeture et isole la chambre de compression correspondante de la chambre de refoulement. Il en résulte que le taux de compression du compresseur est maintenu à sa valeur maximale.
Lorsque l'un des clapets de dérivation est soumis, sur sa face tournée vers le plateau de la volute fixe, à une pression supérieure à la pression dans la cham bre de refou lement, ledit clapet se déforme élastiquement vers sa position d'ouverture et met en communication la chambre de compression correspondante avec la chambre de refoulement. Il en résulte ainsi un refoulement vers la chambre de refoulement d'une partie du fluide frigorigène comprimé dans les chambres de compression dans lesquelles débouchent les orifices de passage avant que cette partie du fluide frigorigène ne parvienne jusqu'au centre des spirales.
La présence de tels orifices de passage et de tels clapets de dérivation permet de diminuer, en fonction des saisons, le taux de compression de chaque chambre de compression, et de ce fait éviter une surcompression du flu ide frigorigène. Ces d ispositions permettent ainsi d'améliorer le rendement énergétique du compresseur.
La présence de tels orifices de passage et de tels clapets de dérivation permet également de diminuer les efforts mécaniques exercés sur les volutes et l'arbre d'entraînement de la volute mobile, et donc d'augmenter la fiabilité du compresseur.
Cependant, l'installation de tels clapets de dérivation sur la surface supérieure de la volute fixe d'un compresseur peut s'avérer difficile, voire impossible, notamment lorsque l'accès à la partie supérieure de la volute fixe est entravé par l'existence d'une cloche de séparation haute pression / basse pression recouvrant la volute fixe ou par la présence d'éléments d'étanchéité au niveau du conduit de refoulement.
En outre, des défauts d'étanchéité de tels clapets de dérivation peuvent induire, lors de l'arrêt du compresseur, des fuites de fluide frigorigène et donc une migration d'une partie du fluide frigorigène situé dans la partie haute pression du compresseur vers la partie basse pression du compresseur. Ces fuites peuvent provoquer un « lavage » des paliers de guidage de l'arbre d'entraînement de la volute mobile, ce qui pourrait conduire à un défaut de lubrification de ces derniers lors du redémarrage du compresseur, donc à une dégradation des performances de celui-ci.
De plus, lorsque le moteur électrique destiné à entraîner en rotation l'arbre d'entraînement d'un tel compresseur est un moteur triphasé, un défaut de branchement des fils d'alimentation d'un tel moteur provoque une inversion du sens de rotation de ce dernier, et par conséquent une inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement de la volute mobile. Cette inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement génère, du fait de la structure des spirales des volutes fixe et mobile, une dépression au centre de ces spirales entraînant un rapprochement des volutes fixe et mobile, et donc une augmentation des efforts de frottement entre ces dern ières. De tels efforts de frottement provoquent une surchauffe et une usure des deux volutes et un échauffement prohibitif du moteur susceptibles d'entraîner une dégradation du compresseur si le défaut de branchement n'est pas détecté suffisamment tôt.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvén ients, et de man ière avantageuse el le consiste à fournir un compresseur frigorifique à spirales qui soit de structure simple, économique et compacte, et qui permette d'améliorer les performances du compresseur, tout en permettant un montage simple et aisé d'un agencement de clapet sur la volute fixe du compresseur.
A cet effet , la présente invention concerne un compresseur frigorifique à spirales comprenant :
- une volute fixe et une volute mobile décrivant un mouvement orbital, chaque volute comportant un plateau à partir duquel s'étend une spirale, les spirales des volutes fixe et mobile étant engagées l'une dans l'autre et délimitant des chambres de compression de volume variable,
- un conduit de refoulement, ménagé dans la partie centrale du plateau de la volute fixe, comprenant une première extrémité débouchant dans une chambre de compression centrale et une seconde extrémité destinée à être mise en communication avec une chambre de refoulement ménagée dans le compresseur,
- au moins une ouverture de refoulement agencée pour mettre en communication le conduit de refoulement et la chambre de refoulement,
- un dispositif antiretour comprenant :
- un siège de clapet entourant l'ouverture de refoulement, et
- un clapet de refoulement mobile entre une position d'obturation dans laquelle le clapet de refoulement prend appui contre le siège de clapet et obture l'ouverture de refoulement, et une position de libération dans laquelle le clapet de refoulement est éloigné du siège de clapet et libère l'ouverture de refoulement, le clapet de refoulement étant conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le conduit de refoulement dépasse la pression dans la chambre de refoulement d'une première valeur prédéterminée,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un passage de dérivation comprenant une première extrémité débouchant dans le conduit de refoulement à un emplacement situé entre la chambre de compression centrale et le siège de clapet, et une second e extrémité débouchant dans une chambre de compression intermédiaire, et/ou au moins un passage de dérivation comprenant une première extrémité débouchant dans le conduit de refoulement à un emplacement situé entre la chambre de compression centrale et le siège de clapet, et une seconde extrémité débouchant dans une portion à basse pression du compresseur, et
- au moins u n clapet de dérivation mobile entre une position d'obturation du passage de dérivation empêchant la mise en communication du conduit de refoulement avec la portion à basse pression du compresseur ou la chambre de compression intermédiaire dans laquelle débouche ledit passage de dérivation, et une position de libération du passage de dérivation autorisant la mise en communication du conduit de refoulement avec la portion à basse pression du compresseur ou la chambre de compression intermédiaire dans laquelle débouche ledit passage de dérivation, le clapet de dérivation étant conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la portion à basse pression du compresseur ou la chambre de compression intermédiaire dans laquelle débouche ledit passage de dérivation dépasse la pression dans le conduit de refoulement d'une seconde valeur prédéterminée.
Le fait que chaque passage de dérivation débouche dans le conduit de refoulement en amont du siège de clapet sur lequel est destiné à reposer le clapet de refoulement permet de limiter les risques de fuites entre les parties basse pression et haute pression d u compresseur lors de l'arrêt du compresseur, et donc d'améliorer les performances de ce dernier.
En outre, lorsque le compresseur comprend un passage de dérivation dont l'une des extrémités débouche dans la portion à basse pression du compresseur, ce dernier est protégé contre tout défaut de branchement des fils d'alimentation du moteur électrique. E n effet, en cas d 'inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement de la volute mobile et d'apparition d'une dépression au centre des spirales, le clapet de dérivation se déforme élastiquement vers sa position de l ibération et met en commun ication la portion à basse pression du compresseur avec le conduit de refoulement. Ces dispositions évitent ainsi un rapprochement des volutes fixe et mobile, et donc une surchauffe et une usure de ces dernières et un échauffement prohibitif du moteur susceptibles d'entraîner une dégradation du compresseur qui pourrait n u ire à ses performances.
De plus, le fait que le(s) clapet(s) de dérivation se situe(nt) en amont du clapet de refoulement permet l'emploi d'une plaque de séparation haute pression / basse pression , et u n montage simple et aisé d'un agencement de clapets sur la volute fixe du compresseur malgré la présence d'une telle plaque de séparation.
I I convient d e noter q u e l es prem ière et second e valeurs prédéterminées correspondent sensiblement respectivement aux pressions de réglage du clapet de refoulement et du clapet de dérivation.
De préférence, le compresseur comprend au moins un passage de dérivation dont la première extrémité débouche dans une paroi circonférentielle interne du conduit de refoulement.
Avantageusement, le compresseur comprend au moins un passage de dérivation comportant une chambre de dérivation, un premier conduit de dérivation comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans la chambre de dérivation, et un deuxième conduit de dérivation comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de dérivation et une seconde extrémité débouchant dans le conduit de refoulement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le clapet de dérivation est logé dans la chambre de dérivation, et est de préférence agencé pour obturer la seconde extrémité du premier conduit de dérivation lorsqu'il se trouve dans sa position d'obturation.
Selon une variante de réalisation de l'invention, le compresseur comprend un insert, monté sur le plateau de la volute fixe, délimitant au moins en partie la chambre de dérivation. De préférence, les premier et second conduits de dérivation sont ménagés dans le plateau de la volute fixe.
Selon un mode de réal isation de l'invention , le compresseur comprend au moins un passage de dérivation comprenant un conduit de dérivation comportant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans le conduit de refoulement.
De préférence, le conduit de dérivation est ménagé dans le plateau de la volute fixe. Avantageusement, le clapet de dérivation est logé dans le conduit de refoulement, et est de préférence agencé pour obturer la seconde extrémité du conduit de dérivation lorsqu'il se trouve dans sa position d'obturation. De ce fait, le montage du clapet de dérivation n'est en aucun cas entravé par la présence d'une éventuelle cloche recouvrant la volute fixe ou d'éléments d'étanchéité au niveau du conduit de refoulement.
De façon avantageuse, le dispositif antiretour comporte une plaque à clapet comprenant l'au moins une ouverture de refoulement, et sur laquelle est ménagé le siège de clapet. Selon un mode de réalisation de l'invention, la plaque à clapet est montée sur le plateau de la volute fixe au niveau de la seconde extrémité du conduit de refoulement.
Selon u n mode de réal isation de l' invention , le compresseur comprend au moins un passage de dérivation comportant un évidement de dérivation, ménagé dans la surface de la plaque à clapet tournée du côté du plateau de la volute fixe, débouchant dans le conduit de refoulement, et un canal de dérivation comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans la surface du plateau de la volute fixe tournée du côté de la plaque à clapet du dispositif antiretour, en regard de l'évidement de dérivation.
De préférence, le canal de dérivation est ménagé dans le plateau de la vol ute fixe. Chaque évidement de dérivation est avantageusement ménagé dans la plaque à clapet à un emplacement plus éloigné du centre de la plaque à clapet que l'ouverture de refoulement. De préférence, la plaque à clapet présente sensiblement une forme de disque, et chaque évidement de dérivation est ménagé dans la plaque à clapet radialement à l'extérieur de l'ouverture de refoulement Avantageusement, le compresseur comprend au moins un clapet de dérivation réalisé sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation du passage de dérivation correspondant et une position de libération du passage de dérivation correspondant.
De façon avantageuse, le compresseur comprend une plaque porte-clapet disposée entre la plaque à clapet du dispositif antiretour et le plateau de la volute fixe, la plaque porte-clapet comprenant au moins un clapet de dérivation venant de matière avec ladite plaque porte-clapet et réalisé sous l a fo rm e d 'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation de la première extrémité du canal de dérivation et une position de libération de ladite première extrémité.
De préférence, le compresseur comprend des moyens de butée agencés pour limiter l'amplitude de mouvement du clapet de refoulement et/ou du clapet de dérivation vers sa position de libération.
Le fond de l'évidement de dérivation forme avantageusement une surface de butée agencée pour limiter l'amplitude de mouvement du clapet de dérivation associé vers sa position de libération.
De façon avantageuse, le compresseur comprend une plaque de séparation, montée sur le plateau de la volute fixe de manière à entourer le conduit de refoulement, délimitant au moins en partie la chambre de refoulement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la plaque à clapet est montée sur la plaque de séparation.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le siège de clapet vient de matière avec le plateau de la volute fixe et délimite l'ouverture de refoulement.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à t itre d ' exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce compresseur.
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur selon une première forme d'exécution de l'invention.
Figure 2 est une vue éclatée, en perspective de dessus, d'un agencement de clapet du compresseur de la figure 1 .
Figure 3 est une vue de dessus de l'agencement de clapet de la figure 2. Figure 4 est une vue de dessous de l'agencement de clapet de la figure 2.
Figure 5 est une vue partielle éclatée, en perspective de dessous, de l'agencement de clapet de la figure 2.
Figure 6 est une vue en coupe de l'agencement de clapet de la figure 2.
Figure 7 est une vue en coupe de la volute fixe du compresseur de la figure 1 équipé de l'agencement de clapet de la figure 2.
Figure 8 est une vue partielle en coupe d'un compresseur selon une deuxième forme d'exécution de l'invention.
Figure 9 est une vue de dessous de l'agencement de clapet du compresseur de la figure 8.
Figure 10 est une vue partielle en coupe d'un compresseur selon une troisième forme d'exécution de l'invention.
Figure 1 1 est une vue partielle de dessus d'une première variante de réalisation du compresseur de la figure 10.
Figure 12 est une vue partielle en coupe d'une seconde variante de réalisation du compresseur de la figure 10.
Figure 13 est une vue partielle en coupe d'une troisième variante de réalisation du compresseur de la figure 10.
Figure 14 est une vue partielle en coupe d'un compresseur selon une quatrième forme d'exécution de l'invention.
Figure 15 est une vue partielle en coupe du compresseur de la figure 14.
Dans la description qui suit, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références dans les différentes formes d'exécution.
La figure 1 décrit un compresseur frigorifique à spirales occupant une position verticale. Toutefois, le compresseur selon l'invention, pourrait occuper une position inclinée, ou une position horizontale, sans que sa structure soit modifiée d'une manière significative.
Le compresseur représenté à la figure 1 comprend une enceinte étanche délimitée par une virole 2 dont les extrémités supérieure et inférieure sont fermées respectivement par un couvercle 3 et une embase 4. L'assemblage de cette enceinte peut être réalisé notamment au moyen de cordons de soudure. La partie intermédiaire du compresseur est occupée par un corps 5 qui délimite deux volumes, un volume d'aspiration situé en dessous du corps 5, et un vol ume de compression d isposé au-dessus de celui-ci. La virole 2 comprend u ne entrée de gaz frigorigène 6 débouchant dans le volume d'aspiration pour réaliser l'amenée de gaz au compresseur.
Le corps 5 sert au montage d'un étage de compression 7 du gaz frigorigène. Cet étag e d e com press ion 7 comprend une volute fixe 8 comportant un plateau 9 à partir duquel s'étend une spirale fixe 10 tournée vers le bas, et une volute mobile 1 1 comportant un plateau 12 prenant appui contre le corps 5 et à partir duquel s'étend une spirale 13 tournée vers le haut. Les deux spirales 1 0 et 1 3 des deux volutes s'interpénétrent pour ménager des chambres de compression 14 à volume variable.
Le compresseur comprend en outre un conduit de refoulement 1 5 ménagé dans la partie centrale de la volute fixe 8. Le conduit de refoulement 1 5 comprend u ne prem ière extrém ité débouchant dans l a chambre de compression centrale 14a et une seconde extrémité destinée à être mise en communication avec une chambre de refoulement 16 à haute pression ménagée dans l'enceinte du compresseur. La chambre de refoulement 16 est délimitée en partie par une plaque de séparation 17 montée sur le plateau 9 de la volute fixe 8 de manière à entourer le conduit de refoulement 15.
Le compresseur comprend un moteur électrique triphasé disposé dans le volume d'aspiration. Le moteur électrique comprend un stator 18 au centre duquel est disposé un rotor 19.
Le rotor 19 est sol idaire d'u n arbre d'entraînement 20 dont l'extrémité supérieure est désaxée à la façon d'un vilebrequin. Cette partie supérieure est engagée dans une partie 21 en forme de manchon, que comporte la volute mobile 1 1 . Lors de son entraînement en rotation par le moteur, l'arbre d'entraînement 20 entraîne la volute mobile 1 1 suivant un mouvement orbital.
L'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 20 entraîne une pompe à huile 22 alimentant, à partir d'huile contenue dans un carter 23 délimité par l'embase 4, un conduit d'alimentation en huile 24 ménagé dans la partie centrale de l'arbre d'entraînement, le conduit d'alimentation 24 étant désaxé et s'étendant sur toute la longueur de l'arbre d'entraînement 20.
Comme montré plus particul ièrement sur les figures 2 et 6, le compresseur comprend un dispositif antiretour 25. Le dispositif antiretour 25 comporte une plaque à clapet 26 en forme de disque montée sur le plateau 9 de la volute fixe 8 au niveau de la seconde extrémité du conduit de refoulement 15. La plaque à clapet 26 comprend une pluralité d'ouvertures de refoulement 27 agencées pour mettre en communication le conduit de refoulement 15 et la chambre de refoulement 16, et un siège de clapet 28 ménagé sur la surface de la plaque à clapet 26 opposée à la volute fixe 8 et entourant les ouvertures de refoulement 27. Les ouvertures de refoulement 27 présentent une forme de haricot, mais pourraient présenter une autre forme, par exemple une forme cylindrique.
Le dispositif antiretour 25 comporte également u n clapet de refoulement 29 mobile entre une position d'obturation dans laquelle le clapet de refoulement 29 prend appu i contre le s iège d e clapet 28 et obture les ouvertures de refoulement 27, et une position de libération dans laquelle le clapet de refoulement 29 est éloigné d u siège de clapet 28 et libère les ouvertures de refoulement 27. Le clapet de refoulement 29 est conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le conduit de refoulement 15 dépasse la pression dans la chambre de refoulement 16 d'une première valeur prédéterminée correspondant sensiblement à la pression de réglage du clapet de refoulement 29. Le clapet de refoulement 29 est par exemple sensiblement annulaire.
Le compresseur comprend également une plaque de retenue 30 montée sur la plaque à clapet 26 et destinée à servir de butée pour le clapet de refoulement 29 lorsqu'il est dans sa position de libération. La plaque de retenue 30 comprend trois portions d'appui 30a destinées à reposer sur la plaque à clapet 26 et au moins un orifice de passage 31 agencés pour permettre un écoulement de flu ide frigorigène des ouvertures de refoulement 27 vers la chambre de refoulement 16. La plaque de retenue 30 peut comprendre un ou plusieurs orifices de passage 31 , et chaque orifice de passage 31 peut présenter par exemple une forme de haricot ou cylindrique.
Le compresseur comprend en outre deux passages de dérivation
32 (un seul passage de dérivation 32 est visible sur les figures). Chaque passage de dérivation 32 est formé d'une part par un évidement de dérivation
33 (montré plus particulièrement sur la figure 5) ménagé dans la surface de la plaq ue à clapet 26 tou rnée du côté du plateau 9 de la volute fixe 8, et débouchant dans le conduit de refoulement 15, et d'autre part par un canal de dérivation 34 ménagé dans le plateau 9 de la volute fixe et comprenant une prem ière extrém ité débouchant dans une chambre de compression intermédiaire 14b et une seconde extrémité débouchant dans la surface du plateau 9 de la volute fixe 8 tournée du côté de la plaque à clapet 26, en regard de l'évidement de dérivation 33 correspondant.
Le compresseur comprend en outre un passage de dérivation 35 formé d'une part par un évidement de dérivation 36 ménagé dans la surface de la plaque à clapet 26 tournée du côté du plateau 9 de la volute fixe 8, et débouchant dans le conduit de refoulement 15, et d'autre part par un canal de dérivation 37 ménagé dans le plateau 9 de la volute fixe et comprenant une première extrémité débouchant dans une portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans la surface du plateau 9 de la volute fixe 8 tournée du côté de la plaque à clapet 26, en regard de l'évidement de dérivation 36.
De préférence, les évidements de dérivation 33, 36 sont identiques et sont respectivement ménagés dans la plaque à clapet 26 à un emplacement plus éloigné du centre de cette dernière que les ouvertures de refoulement 27.
Le compresseur comprend de plus une plaque porte-clapet 38 disposée entre la plaque à clapet 26 du dispositif antiretour 25 et le plateau 9 de la volute fixe 8. La plaque porte-clapet 38 présente sensiblement une forme de disque.
La plaque porte-clapet 38 comprend trois clapets de dérivation 39 venant de matière avec ladite plaque porte-clapet 38 et réalisés chacun sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation de la première extrémité du canal de dérivation correspondant et une position de libération de ladite première extrémité. Les clapets de dérivation 39 sont de préférence régulièrement répartis autour du centre de la plaque porte-clapet 38, et s'étendent par exemple sensiblement en arc de cercle.
Chaque clapet de dérivation 39 est conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la portion à basse pression du compresseur ou la chambre de compression intermédiaire 14b dans laquelle débouche le passage de dérivation correspondant dépasse la pression dans le condu it de refoulement 15 d'une seconde valeur prédéterminée correspondant sensiblement à la pression de réglage dudit clapet de dérivation 39.
II convient de noter que le fond de chaque évidement de dérivation
33, 36 ménagé dans la plaque à clapet 26 forme avantageusement une surface de butée agencée pou r l im iter l 'ampl itude de mouvement d u clapet de dérivation 39 associé vers sa position de libération.
La plaque porte-clapet 38 comprend en outre au moins un orifice de passage 40 agencé pour permettre un écoulement de fluide frigorigène du conduit de refoulement 15 vers les ouvertures de refoulement 27. La plaque porte-clapet 38 peut comprendre un ou plusieurs orifices de passage 40, et chaque orifice de passage 40 peut présenter par exemple une forme de haricot ou cylindrique.
Avantageusement, la plaque porte-clapet 38, la plaque à clapet 26 et la plaque de retenue 30 sont solidarisées entre elles par l'intermédiaire d'une vis 41 traversant des orifices ménagés dans les parties centrales de ces dernières et d'un écrou 42. Ainsi, ces trois plaques et le clapet de refoulement 29 forment un agencement de clapet compact pouvant être aisément monté sur le plateau 9 de la volute fixe 8. Cet agencement de clapet peut être monté sur le plateau de la volute fixe 8 par exemple à l'aide de trois vis de fixation traversant des orifices ménagés dans les trois plaques et vissées dans des trous taraudés ménagés dans le plateau 9 de la volute fixe 8.
Le fonctionnement du compresseur à spirales va maintenant être décrit.
Lorsque le compresseur à spirales selon l'invention est mis en marche, la volute mobile 1 1 est entraînée par l'arbre d'entraînement 20 suivant un mouvement orbital, ce mouvement de la volute mobile provoquant une admission et une compression de fluide frigorigène dans les chambres de compression à volume variable 14.
Dans des conditions de fonctionnement optimales, chaque clapet de dérivation 39 destiné à obturer un passage de dérivation 32 débouchant dans l'une des chambres de compression 14 est soumis, sur sa face tournée vers le plateau 9 de la volute fixe 8, à une pression inférieure à la pression dans le conduit de refoulement 15. Ainsi, lesdits clapets de dérivation 39 sont maintenus dans leur position d'obturation et isolent par conséquent les chambres de compression 1 4 dans lesquelles débouchent les passages de dérivation 32 correspondants.
De ce fa it , la total ité d u fluide frigorigène comprimé dans les chambres de compression 14 parvient j usq u'au centre des spirales et s'échappe par le conduit de refoulement 15 en direction de la chambre de refoulement 1 6 en s'écoulant à travers les orifices de passage 40 et les ouvertures de refoulement 27, puis en déplaçant le clapet de refoulement 29 dans sa position de libération, et enfin en s'écoulant axialement à travers les orifices de passage 31 et radialement à travers les espaces délimités entre les portions de fixation 30a.
En conséquence, dans des conditions de fonctionnement optimales, l e ta ux d e co m p ress ion « de conception » du compresseur correspond au taux de compression imposé par les conditions de fonctionnement, et de ce fait le taux de compression « réel » du compresseur est maintenu à sa valeur maximale.
Dans des cond itions de fonctionnement imposant un taux de compression pl us faible que le taux de compression « de conception » du compresseur, chaque clapet de dérivation 39 destiné à obturer un passage de dérivation 32 débouchant dans l'une des chambres de compression 14 peut être soumis, sur sa face tournée vers le plateau 9 de la volute fixe 8, à une pression supérieure à la pression dans le conduit de refoulement 15. Dans ce cas de figure, lesdits clapets de dérivation 39 se déforment élastiquement vers leur position de libération et mettent en communication les chambres de compression 14 dans lesquelles débouchent les passages de dérivation 32 correspondants avec le conduit de refoulement 1 5 ménagé dans la volute fixe 8. Il en résulte ainsi un refoulement vers le conduit de refoulement 15 d'une partie du fluide frigorigène comprimé dans les chambres de compression 14 dans lesquelles débouchent les canaux de dérivation 33 avant que cette partie du fluide frigorigène ne parvienne jusqu'au centre des spirales.
Ces dispositions permettent de diminuer le taux de compression de c h a q u e ch a m b re d e co m p res s i o n , et d o n c d u co m p re ss e u r . Une surcompression d u fl u ide frigorigène est de ce fait évitée, ce qui permet d'améliorer le rendement énergétique du compresseur et de limiter l'usure de ce dernier.
E n ca s d'un défaut de branchement des fils d'alimentation du moteur électrique provoquant une inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement 20 de la volute mobile et la génération d'une dépression au centre des spirales 1 0, 1 3, le clapet de dérivation 39 destiné à obturer le passage de dérivation 35 débouchant dans la portion à basse pression du compresseur est soumis, sur sa face tournée vers le plateau 9 de la volute fixe 8, à une pression supérieure à la pression dans le conduit de refoulement 15. Ainsi, ledit clapet de dérivation 39 se déforme élastiquement vers sa position de l ibération et met en com m un ication la portion à basse press ion du compresseur avec le conduit de refoulement 15. Ces dispositions évitent un rapprochement des volutes fixe et mobile, et donc une surchauffe de ces dernières susceptible d'entraîner une dégradation du compresseur si le défaut de branchement n'est pas détecté suffisamment tôt.
Les figures 8 et 9 représentent une deuxième forme d'exécution de l'invention qui diffère de celle représentée sur les figures 1 à 7 en ce que la plaque porte-clapet 38 est sensiblement annulaire, et en ce que la plaque de retenue 30 ne comporte qu'un seul orifice de passage 31 .
La fig ure 10 représente une troisième forme d'exécution de l'invention qui diffère de celle représentée sur les figures 1 à 7 essentiellement en ce que le compresseur comprend deux passages de dérivation 32 comprenant chacun un conduit de dérivation 45 ménagé dans le plateau 9 de la volute fixe 8 et comportant une première extrémité débouchant dans une ch am bre de com pression i ntermédiaire 14b et une seconde extrémité débouchant dans la paroi circonférentielle interne 46 du conduit de refoulement 15, et en ce que la plaque à clapet 26 est montée sur la plaque de séparation 17.
Selon ce mode de réal isation , le compresseur comprend deux clapets de dérivation 39 logés dans le conduit de refoulement 15 et réalisés chacu n sous la forme d 'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation de la seconde extrém ité du condu it de dérivation 45 correspondant et une position de libération de la seconde extrémité du conduit de dérivation 45 correspondant.
Chaque clapet de dérivation 39 peut par exemple être fixé par vissage sur la paroi circonférentielle interne 46 du conduit de refoulement 15.
Selon une variante de réal isation représentée sur la figure 1 1 , le compresseur comprend en outre un organe de maintien 47 sensiblement en forme de S dont les extrémités sont agencées pour coopérer chacune avec l'un des clapets de dérivation 39 de manière à maintenir en position ces derniers. Ainsi, selon cette variante de réalisation, il n'est pas nécessaire de fixer les clapets de dérivation 39 sur le plateau 9 de la volute fixe 8, ce qui simplifie le montage du compresseur.
Chaque portion 48 de l'organe de maintien 47 située le long de l'un des clapets de dérivation 39 forme une surface de butée limitant les amplitudes de mouvement du clapet de dérivation associé. De préférence, l'organe de maintien 47 est conçu pour plaquer les clapets de dérivation 39 contre la paroi interne 46 du conduit de refoulement 15.
Avantageusement, les extrémités de l'organe de maintien 47 sont sol idarisées aux clapets de dérivation 39, par exemple par soudure . Ces dispositions facilitent encore le montage des clapets de dérivation.
Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 12, le conduit de refoulement 15 comprend une gorge annulaire 49 dans laquelle sont disposés les clapets de dérivation 39. La gorge annulaire 49 pourrait toutefois être rem pl acée pa r deux ra i n u res local isées dans l esq uel l es seraient respectivement disposés les clapets de dérivation.
Selon une autre variante de réalisation représentée sur la figure 13, les deux clapets de dérivation 39 sont montés coul issant sur une tige 51 insérée dans les extrémités des conduits de dérivation 45 débouchant dans le conduit de refoulement 15, et la tige 54 comprend des moyens élastiques, tels qu'un ressort hélicoïdal 55, interposés entre les deux clapets de dérivation 39 et conçus pou r sol l iciter chaq ue clapet de dérivation vers sa position d'obturation.
Les figures 14 et 15 représentent une quatrième forme d'exécution d e l ' i nvention q u i d iffère d e celle représentée s u r l e s fi g u res 1 à 7 essentiellement en ce que le siège de clapet 28 vient de matière avec le plateau 9 de la volute fixe 8 et délimite une ouverture de refoulement 27, et en ce que le compresseur comprend deux passages de dérivation 32 comportant chacun une chambre de dérivation 52, un premier condu it de dérivation 53, ménagé dans le plateau 9 d e l a volute fixe 8, comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire 14b correspondante et une seconde extrémité débouchant dans la chambre de dérivation 52, et u n deuxième condu it de dérivation 54, ménagé dans le plateau de la volute fixe, comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de dérivation 52 et une seconde extrémité débouchant dans la paroi circonférentielle interne 46 du conduit de refoulement 15, en amont du siège de clapet 28. Il doit être noté que les chambres de dérivation 52 des deux passages de dérivation sont confondues comme cela est représenté sur la figure 14, mais pourrait par exemple être distincte l'une de l'autre.
Selon ce mode de réalisation, le compresseur comporte d'une part un insert 56 monté sur le plateau 9 de la volute fixe entre ce dernier et la plaque de séparation 1 7, l'insert 56 délimitant en partie la chambre de dérivation 52, et d'autre part deux clapets de dérivation 39 logés dans la chambre de dérivation 52 et réalisés chacun sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation de la seconde extrémité du premier conduit de dérivation 53 correspondant et une position de libération de la seconde extrém ité du premier conduit de dérivation 53 correspondant.
De préférence, les deux clapets de dérivation 39 sont solidaires l'un de l'autre et sont fixés sur le plateau 9 de la volute fixe par un vis de fixation 60.
Selon une variante de réalisation, au moins l'un des conduits de dérivation 53 pourrait être débouché dans une portion à basse pression du compresseur, ou le compresseur pourrait comprendre en outre un passage de dérivation relié à la portion à basse pression du compresseur.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce compresseur frigorifique à spirales, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Compresseur frigorifique à spirales comprenant :
- une volute fixe (8) et une volute mobile (1 1 ) décrivant un mouvement orbital, chaque volute comportant un plateau (9, 12) à partir duquel s'étend une spirale (1 0, 1 3), les spirales des volutes fixe et mobile étant engagées l'une dans l'autre et délimitant des chambres de compression de volume variable (14),
- un conduit de refoulement (15), ménagé dans la partie centrale du plateau (9) de la vol ute fixe (8), comprenant une première extrémité débouchant dans une chambre de compression centrale (14a) et une seconde extrémité destinée à être mise en communication avec une chambre de refoulement (16) ménagée dans le compresseur,
- au moins une ouverture de refoulement (27) agencée pour mettre en communication le conduit de refoulement (15) et la chambre de refoulement
(16),
- un dispositif antiretour (25) comprenant :
- un s iège d e clapet (28) entourant l'ouverture de refoulement (27), et
- un clapet de refoulement (29) mobile entre une position d'obturation dans laquelle le clapet de refoulement prend appui contre le siège de clapet (28) et obture l'ouverture de refoulement (27), et une position de libération dans laquelle le clapet de refoulement est éloigné du siège de clapet et libère l'ouverture de refoulement, le clapet de refoulement (29) étant conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le conduit de refoulement (15) dépasse la pression dans la chambre de refoulement (16) d'une première valeur prédéterminée,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un passage de dérivation (32) comprenant une première extrémité débouchant dans le conduit de refoulement (15) à un emplacement situé entre la chambre de compression centrale (14a) et le siège de clapet (28), et une seconde extrémité débouchant dans une chambre de compression intermédiaire (14b), et
- au moins un clapet de dérivation (39) mobile entre une position d 'obturation d u passage de dérivation (32) empêchant la mise en communication du conduit de refoulement avec la chambre de compression intermédiaire (14b) dans laquelle débouche ledit passage de dérivation, et une position de l ibération du passage de dérivation (32) autorisant la mise en communication du conduit de refoulement avec la chambre de compression intermédiaire (14b) dans laquelle débouche led it passage de dérivation, le clapet de dérivation (39) étant conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la chambre de compression intermédiaire (14b) dans laquelle débouche ledit passage de dérivation dépasse la pression dans le conduit de refoulement (15) d'une seconde valeur prédéterminée.
2. Compresseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un passage de dérivation (35) comprenant une première extrémité débouchant dans le conduit de refoulement (15) à un emplacement situé entre la chambre de compression centrale (14a) et le siège de clapet, et une seconde extrémité débouchant dans une portion à basse pression du compresseur, et
- au moins un clapet de dérivation (39) mobile entre une position d'obturation du passage de dérivation (35) empêchant la mise en communication du conduit de refoulement avec la portion à basse pression du compresseur, et une position de l ibération du passage de dérivation (35) autorisant la mise en communication du conduit de refoulement avec la portion à basse pression du compresseur, le clapet de dérivation (39) étant conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la portion à basse pression du compresseur dépasse la pression dans le conduit de refoulement (15) d'une seconde valeur prédéterminée.
3. Compresseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un passage de dérivation (32) dont la première extrémité débouche dans une paroi circonférentielle interne (46) du conduit de refoulement (15).
4. Com presseu r selon l' u n e d e s revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un passage de dérivation (32) comportant une chambre de dérivation (52), un premier conduit de dérivation (53) comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire (14b) correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans la chambre de dérivation (52), et un deuxième conduit de dérivation (54) comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de dérivation (52) et une seconde extrémité débouchant dans le conduit de refoulement (15).
5. Compresseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet de dérivation (39) est logé dans la chambre de dérivation (52), et est de préférence agencé pour obturer la seconde extrémité du premier conduit de dérivation (53) lorsqu'il se trouve dans sa position d'obturation.
6. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un passage de dérivation (32) comprenant un conduit de dérivation (45) comportant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire (14b) correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans le conduit de refoulement (15).
7. Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le clapet de dérivation (39) est logé dans le conduit de refoulement (15), et est de préférence agencé pour obturer la seconde extrémité du conduit de dérivation (45) lorsqu'il se trouve dans sa position d'obturation.
8. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif antiretour (25) comporte une plaque à clapet (26) comprenant l'au moins une ouverture de refoulement (27), et sur laquelle est ménagé le siège de clapet (28).
9. Compresseur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un passage de dérivation (32) comportant un évidement de dérivation (33, 36), ménagé dans la surface de la plaque à clapet (26) du dispositif antiretour tournée du côté du plateau (9) de la volute fixe (8), débouchant dans le conduit de refoulement (15), et un canal de dérivation (34) comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire (14b) correspondante ou la portion à basse pression du compresseur et une seconde extrémité débouchant dans la surface du plateau (9) de la volute fixe (8) tournée du côté de la plaque à clapet (26) du dispositif antiretour, en regard de l'évidennent de dérivation (33, 36).
10. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un clapet de dérivation (39) réalisé sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation du passage de dérivation correspondant et une position de libération du passage de dérivation correspondant.
11. Compresseur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque porte-clapet (38) disposée entre la plaque à clapet (26) du dispositif antiretour et le plateau (9) de la volute fixe (8), la plaque porte- clapet (38) comprenant au moins un clapet de dérivation (39) venant de matière avec ladite plaque porte-clapet et réalisé sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre une position d'obturation de la première extrémité du canal de dérivation et une position de libération de ladite première extrémité.
12. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de butée (30, 33, 36) agencés pour limiter l'amplitude de mouvement du clapet de refoulement (29) et/ou du clapet de dérivation (39) vers sa position de libération.
13. Compresseur selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que le fond de l'évidement de dérivation (33, 36) forme une surface de butée agencée pour limiter l'amplitude de mouvement du clapet de dérivation (39) associé vers sa position de libération.
14. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de séparation (17), montée sur le plateau (9) de la volute fixe (8) de manière à entourer le conduit de refoulement (15), délimitant au moins en partie la chambre de refoulement (16).
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