WO2012080612A2 - Compresseur frigorifique à spirales - Google Patents

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WO2012080612A2
WO2012080612A2 PCT/FR2011/052785 FR2011052785W WO2012080612A2 WO 2012080612 A2 WO2012080612 A2 WO 2012080612A2 FR 2011052785 W FR2011052785 W FR 2011052785W WO 2012080612 A2 WO2012080612 A2 WO 2012080612A2
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Pierre Ginies
Mickael Bron
Dominique Gross
Stéphane WATTS
Franck Meynand
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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 sealed enclosure containing a fixed scroll and a moving scroll describing an orbital movement, each scroll having a plate from which a spiral extends, the spirals of the fixed and moving scrolls being engaged.
  • the compression chambers having a volume which decreases progressively from the outside, where the intake of refrigerant gas, inwards.
  • the refrigerant gas 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 gas exits centrally toward a discharge chamber through a discharge port in the fixed scroll.
  • this compressor may be of variable capacity and / or variable compression ratio.
  • 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 side opposite the spirals and movable each between an open position allowing a refrigerant discharge of the chamber of corresponding compression towards the discharge chamber, and a closed position preventing refrigerant delivery from the corresponding compression chamber to the discharge chamber.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the technical problem underlying the invention therefore consists in providing a scroll compressor with a simple and economical structure, which makes it possible to improve the performance of the compressor. while allowing a simple and easy installation of a non-return device on the fixed scroll of the compressor.
  • the present invention relates to a scroll compressor comprising:
  • each volute comprising a plate 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 separation plate sealingly mounted on the plate of the fixed scroll so as to allow relative movement between the separating plate and the fixed scroll in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor, the separating plate and the plateau of the fixed volute delimiting an intermediate volume
  • At least one bypass passage arranged to put the discharge chamber in communication with an intermediate compression chamber
  • each non-return device of the first type comprising a shut-off member movable between shut-off and release positions of the corresponding bypass passage, and designed to be moved to its release position when the pressure in the intermediate compression chamber into which the corresponding bypass passage opens out of the pressure in the return air chamber is predetermined
  • each non-return device of the first type comprising a housing disposed between the separating plate and the fixed scroll plate, the housing of each non-return device of the first type comprising a first portion mounted at least partially and in a sealed manner in a housing delimited by the plate separating and oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor, said housing in which is mounted the first portion of said housing opening into the discharge chamber.
  • each non-return device of the first type comprises a housing arranged to be mounted in a sealed manner in a housing delimited by the partition plate and oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor allows a simple and fast assembly of each non-return device of the first type, despite the presence of a separator plate.
  • the positioning of the different non-return devices of the first type can be carried out either by performing a pre-assembly of each non-return device of the first type in the corresponding housing defined by the separating plate before the insertion of the latter in the enclosure compressor, and then mounting said separator plate on the fixed scroll plate, either by mounting each non-return device of the first type on the fixed scroll plate to a predetermined position, and then arranging the different housing defined by the plate of separating against the corresponding non-return devices and moving the latter in the direction of the fixed scroll plate in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor until the insertion of each non-return device in the corresponding housing delimited by the plate of seperation.
  • intermediate compression chamber is understood to mean a compression chamber having a pressure between the pressure of the first compression chamber “known as the displacement catch” and the pressure of the last compression chamber opening into the discharge conduit.
  • each bypass passage extends at least partially through the separator plate.
  • the intermediate volume delimited by the separator plate and the fixed scroll plate is fluidly isolated from the discharge chamber.
  • each non-return device of the first type is mounted movably relative to the partition plate and / or to the fixed scroll plate in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor.
  • each bypass passage comprises a bypass duct formed in the fixed scroll plate and comprising a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber and a second end opening into the face of the fixed scroll plate turned towards the discharge chamber
  • the housing of each non-return device of the first type comprises a first refrigerant passage orifice arranged to fluidly connect the bypass duct corresponding to the discharge chamber
  • the closure member of each non-return device is movable between closing and releasing positions of the first refrigerant passage.
  • each non-return device is mounted inside the corresponding housing.
  • each non-return device is a non-return valve.
  • Each non-return valve is for example made in the form of an elastically deformable strip between its closed and release positions.
  • each non-return device of the first type delimits an internal volume and comprises a second refrigerant passage orifice arranged to fluidly connect the internal volume to the discharge chamber, the first passage orifice being arranged to fluidically connect the volume internal to the corresponding bypass duct.
  • each non-return device of the first type comprises a first portion mounted at least partially and in a sealed manner in a housing delimited by the separating plate and opening into the discharge chamber, each housing in which is mounted first. portion of the corresponding housing being oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor.
  • the second refrigerant passage of the housing of each non-return device of the first type is formed at least partially in the first portion of said housing and is arranged to open into the discharge chamber.
  • the first portion of the housing of each non-return device of the first type is slidably mounted substantially parallel to the axis of the compressor in the corresponding housing delimited by the separating plate.
  • the compressor comprises elastic means disposed between the separator plate and the housing of each non-return device of the first type, and arranged to urge said housing against the fixed scroll plate.
  • the elastic means comprise for example a helical spring.
  • each non-return device of the first type is movable relative to the plate of the fixed volute between a first position in which it bears in a sealed manner against the plate of the fixed volute, and a second position in which said housing is located at a distance from the fixed scroll plate and arranged to put in communication the corresponding branch duct with the intermediate volume defined by the retaining plate and the fixed scroll plate.
  • the first portion of the casing of each non-return device of the first type comprises a first tubular part turned towards the fixed volute plate, and a second tubular part extending the first tubular part and being of outer dimensions less than those of the first tubular portion, at least the second tubular portion of said first portion being sealingly mounted in corresponding housing defined by the separating plate.
  • each housing in which is mounted the first portion of the corresponding housing is delimited by a complementary tubular portion of the first tubular portion of said first portion and wherein is mounted said first tubular portion, and by a bottom wall extending to from the end of the tubular portion facing the discharge chamber and transversely to said tubular portion, the bottom wall having a mounting hole opening on the one hand in the discharge chamber and secondly in the tubular portion, the mounting hole having a shape complementary to the second tubular portion of said first portion and housing said second tubular portion.
  • the casing of each non-return device of the first type comprises a second portion mounted at least partially and in a sealed manner in a housing formed in the face of the tray of the fixed volute facing the discharge chamber.
  • the first refrigerant passage of the housing of each first type of non-return device is formed in the second portion of said housing and is arranged to open into the corresponding bypass conduit.
  • At least a portion of the second portion of the housing of each non-return device of the first type is force-fitted into the corresponding housing formed in the fixed-flight tray, and the first portion of said housing is slidably mounted in parallel. to the axis of the compressor in the corresponding housing delimited by the separating plate.
  • the second portion of the housing of each non-return device of the first type is slidably mounted parallel to the axis of the compressor in the corresponding recess formed in the fixed scroll plate, and the first portion of said housing is mounted in force. in the corresponding housing delimited by the separating plate.
  • the second portion of the casing of each first-acting non-return device is mounted parallel to the axis of the compressor in the corresponding recess formed in the fixed scroll plate, and the first portion of said casing is slidably mounted parallel to the axis of the compressor in the corresponding housing delimited by the separating plate.
  • the compressor comprises a support member sealingly mounted on the face of the plate of the fixed volute facing the discharge chamber, the support member defining at least one housing in which at least partially the housing of a non-return device of the first type is mounted.
  • the support member is mounted in a groove of complementary shape formed in the face of the plate of the fixed volute facing the discharge chamber.
  • the support member is for example ring-shaped.
  • the housing of each non-return device of the first type comprises a third fluid passage orifice arranged to fluidically connect the first through hole with the corresponding through opening.
  • the plate of the fixed volute comprises a pressure equalization duct having a first end opening into the intermediate volume defined by the separating plate and the fixed volute plate and a second end opening into a volume of suction defined at least in part by the movable scroll and the face of the fixed scroll plate facing the moving volute.
  • the compressor comprises:
  • each non-return device of the second type comprising a shut-off member movable between shut-off and release positions of the corresponding injection passage, and designed to be moved into its release position when the pressure in the intermediate volume exceeds the pressure in the intermediate compression chamber into which the corresponding injection passage opens by a predetermined value.
  • the compressor comprises an annular support member
  • the latter advantageously delimits at least one housing in which is mounted a non-return device of the second type.
  • the compressor comprises sealing means disposed between the casing of each non-return device of the first type and the separating plate and / or between the casing of each non-return device of the first type and the tray of the fixed scroll.
  • the compressor comprises sealing means arranged between the separating plate and the plate of the fixed scroll.
  • Fig. 1 is a partial longitudinal section view of a scroll compressor according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2a is a view, on an enlarged scale, of a detail of the figure
  • Figure 2b is an enlarged view of a non-return device of the compressor of Figure 1.
  • Figure 3 is a partial longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a side view in longitudinal section of a scroll compressor according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a partial longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 6 is a partial longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 7 is a top view of a support member equipped with two non-return devices of the first type and a non-return device of the second type.
  • Figure 8 is a sectional view of the support member along the line VIN-VIN of Figure 7.
  • 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 Figure 1 comprises a sealed enclosure defined by a ferrule 2, the upper and lower ends are respectively closed by a lid 3 and u em base (not shown in Figure 1).
  • the assembly of this enclosure can be achieved in particular by means of welding beads.
  • the intermediate portion of the compressor is occupied by a body 4 for mounting a compression stage 5 of the refrigerant gas.
  • This compression stage 5 comprises a fixed volute 6 having a plate 7 from which extends a fixed spiral 8 facing downwards, and a mobile volute 9 having a plate 1 1 bearing against the body 4 and from which 'extends a spiral 12 turned upwards.
  • the two spirals 8 and 12 of the two volutes interpenetrate to provide compression chambers 13 to variable volume.
  • the compressor comprises an electric motor (not shown in the figures) comprising a rotor secured to a drive shaft 14 whose upper end is offset in the manner of a crankshaft. This upper part is engaged in a portion 15 in the form of a sleeve, which comprises the movable volute 9. During its driving in rotation by the motor, the drive shaft 14 drives the mobile volute 9 in an orbital motion.
  • an electric motor (not shown in the figures) comprising a rotor secured to a drive shaft 14 whose upper end is offset in the manner of a crankshaft. This upper part is engaged in a portion 15 in the form of a sleeve, which comprises the movable volute 9.
  • the drive shaft 14 drives the mobile volute 9 in an orbital motion.
  • the compressor comprises a separating plate 16 sealingly mounted on the plate 7 of the fixed volute 6.
  • the separating plate 16 is mounted on the plate 7 of the fixed volute 6 so as to allow relative movement between the separating plate and the fixed scroll 6 along the longitudinal axis A of the compressor.
  • the compressor comprises a first annular seal 17 mounted on the fixed scroll plate and arranged to cooperate with the outer edge of the separating plate, and a second annular seal 18 mounted on the fixed scroll plate and arranged to cooperate with the inner edge of the separator plate.
  • the compressor further comprises a discharge pipe 19 formed in the central part of the fixed volute 6.
  • the discharge pipe 19 comprises a first end opening into the central compression chamber 13a and a second end intended to be put in communication with a discharge chamber 21 at high pressure delimited by the compressor chamber, the fixed volute plate 6 and the separating plate 16.
  • the separating plate 16 is mounted on the plate 7 of the fixed scroll so as to surround the discharge conduit 19.
  • the separating plate 16 and the plate 7 of the fixed volute 6 delimit an intermediate volume 22 that is fluidly isolated from the discharge chamber 21.
  • the plate 7 of the fixed volute 6 comprises a pressure equalization duct 23 having a first end opening into the intermediate volume 22 delimited by the separating plate and the fixed volute plate, and a second end opening into a volume d suction 24 delimited by the body 4, the moving volute 9 and the face of the plate 7 of the fixed volute 6 facing the moving volute.
  • the compressor comprises a valve arrangement 25.
  • the valve arrangement 25 has a disk-shaped valve plate 26 mounted on the tray 7 of the fixed volute 6 at the second end of the discharge conduit 19.
  • the valve plate 26 comprises a plurality of valve openings 26.
  • Refo ument 27 arranged to communicate the discharge conduit 19 and the discharge chamber 21.
  • the valve arrangement 25 also comprises a discharge valve 28 movable between a closed position in which the discharge valve 28 closes the discharge openings 27, and a release position in which the discharge valve 28 releases the openings of the valve.
  • the discharge valve 28 is adapted to be moved into its release position when the pressure in the discharge pipe 19 exceeds the pressure in the return chamber 21 by a predetermined value corresponding substantially to the pressure.
  • the check valve 28 has, for example, substantially a disc shape.
  • the compressor also includes a retaining plate 29 mounted on the valve plate 26 and intended to serve as a stop for the discharge valve 28 when in its release position.
  • the retaining plate 29 comprises at least one through hole 31 arranged to allow a flow of refrigerant from the discharge openings 27 to the discharge chamber 21.
  • the retaining plate 29 is arranged to limit the stroke of the partition plate 16 relative to the plate 7 of the fixed scroll. Indeed, the lower face of the retaining plate forms a stop arranged to cooperate with the upper face of the separating plate.
  • the compressor further comprises two bypass passages 32 each arranged to place the discharge chamber 21 in communication with an intermediate compression chamber 13b.
  • Each bypass passage 32 comprises a bypass duct 33 formed in the fixed scroll plate and comprising a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber 13b and a second end opening into the face of the plate 7 of the fixed volute 6 turned to the discharge chamber 21.
  • the compressor further comprises two non-return devices 34 each associated with a bypass passage 32.
  • Each non-return device 34 comprises a housing 35 of generally cylindrical shape including a first portion 37 and a second portion 38 defining an internal volume 39.
  • the second portion 38 of the housing of each non-return device 34 has a disc shape, and comprises a first orifice refrigerant passage 40 opening into the internal volume 39 and arranged to fluidly connect the internal volume 39 to the corresponding branch conduit 33.
  • the first portion 37 of the housing of each non-return device 34 comprises a second refrigerant passage opening 41 opening into the internal volume 39 and arranged to fluidly connect the internal volume 39 to the delivery chamber 21.
  • the first portion 37 of the housing of each antirotor is 34 is advantageously formed by a first tubular portion 37a turned towards the second portion 38 of said housing, and a second tubular portion 37b extending the first tubular portion 37a and having a outer diameter less than ci ui of the first tubular portion.
  • the first and second tubular portions 37a and 37b delimit a shoulder 37c.
  • each non-return device 34 further includes a check valve 42 movable between closing and releasing positions of the first fluid port 40.
  • Each check valve 42 is adapted to be moved to its release position when the pressure is reached. in the intermediate compression chamber 13b in which opens the corresponding bypass passage 33 exceeds the pressure in the discharge chamber 21 by a predetermined value corresponding substantially to
  • each check valve 42 is preferably made in the form of an elastically deformable sipe between its closed and released positions.
  • each non-return device 34 further includes a retaining plate 43 intended to serve as a stop for the non-return valve 42 when in its release position.
  • each non-return device 34 is mounted sealingly on the one hand on the separating plate 16 and on the other hand on the plate 7 of the fixed volute 6. More precisely, the first portion 37 of the housing 35 of FIG. each non-return device 34 is slidably and sealingly mounted in a housing 44 of complementary shape delimited by the separating plate 1 6, oriented parallel to the longitudinal axis of the compressor and opening into the discharge chamber 21, as part of the second portion 38 of the housing 35 of each non-return device 34 is mounted in force and in a sealed manner in a housing 45 of complementary shape formed in the face of the plate 7 of the fixed volute 6 facing the discharge chamber, oriented parallel to the longitudinal axis of the compressor, and into which opens the branch conduit 33 corresponding.
  • Each housing 44 in which the first portion 37 of the corresponding housing 35 is mounted is delimited by a portion 44a complementary to the first tubular portion 37a of said first portion 37, and a bottom wall 44b extending transversely. to the tubular portion 44a from the end of the latter turned towards the discharge chamber.
  • the bottom wall 44b has a mounting hole 44c opening on the one hand into the delivery chamber 21 and on the other hand into the tubular portion 44a, the mounting orifice 44c having a shape complementary to the second tubular portion 37b of said first portion and housing said second tubular portion 37b.
  • the bottom wall 44b has an annular groove in which is mounted an annular seal arranged to cooperate with the first portion 37 of the corresponding housing.
  • each bypass passage 32 is formed on the one hand by the corresponding bypass conduit 33, and on the other hand by the first and second through-holes 40, 41 and the internal volume 39 of the device housing 35. antiretour 34 corresponding.
  • the movable scroll 9 is driven by the drive shaft 14 in an orbital motion, this movement of the moving scroll causing an admission and a compression of refrigerant in the compression chambers with variable volume 13.
  • each non-return valve 42 is subjected, on its side facing the plate 7 of the fixed volute 6, to a pressure lower than the pressure in the delivery chamber 21.
  • the non-return valves 42 are held in their closed position and thus isolate the intermediate compression chambers 13b into which the corresponding bypass passages 32 open.
  • the totality of the refrigerant compressed in the compression chambers 13 reaches the center of the spirals and escapes through the discharge pipe 19 towards the discharge chamber 21 by displacing the discharge valve 28 in its direction. release position, and finally flowing axially through the discharge openings 27 and the passage opening 31.
  • each non-return valve 42 may be subjected, on its face turned towards the plate 7 of the fixed volute 6, at a pressure greater than the pressure in the discharge chamber 21.
  • the non-return valves 42 deform elastically towards their release position and put in communication the intermediate compression chambers 13b in which the corresponding bypass passages 32 open out with the discharge chamber 21. This results in a discharge to the discharge chamber of a portion of the refrigerant compressed in the intermediate compression chambers 13b in which the bypass passages 32 open before this portion of the refrigerant reaches the center of the spirals.
  • FIG. 3 shows a compressor according to a second embodiment of the invention which differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the outer edge of the partition plate 16 cooperates sealingly with the inside wall of the cover 3, and in that that the first portion 37 of the housing 35 of each non-return device 34 is forcibly mounted in the corresponding housing 44 delimited by the separating plate 1 6, and the second portion 38 of said housing 35 is mounted flowing parallel to the axis of the compressor in the corresponding housing 45 formed in the plate 7 of the fixed volute 6.
  • the second portion 38 of each housing comprises on its outer surface, an annular groove in which is mounted an annular seal.
  • FIG. 4 shows a compressor according to a third embodiment of the invention which differs from that represented in FIG. 1 essentially in that the compressor comprises elastic means arranged to urge the housing of each non-return device 34 against the plate 7 of the fixed volute, and in that the second portion 38 of the housing 35 of each non-return device 34 is not mounted in a housing formed in the fixed scroll plate.
  • the elastic means comprise a helical spring 48 disposed around the second tubular portion 37b of the first portion 37 of the housing 35 of each non-return device 34, and respectively bearing against the corresponding bottom wall 44b and the corresponding shoulder 37c .
  • each non-return device 34 is movable relative to the plate 7 of the fixed volute 6 between a first position in which it bears tightly against the plate 7 of the fixed volute 6, and a second position in which said housing is located at a distance from the fixed volute plate and arranged to communicate the branch duct 33 corresponding to the intermediate volume 22 defined by the retaining plate 16 and the plate 7 of the fixed volute 6.
  • FIG. 5 shows a compressor according to a fourth embodiment of the invention which differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the second portion 38 of the housing 35 of each non-return device 34 is also slidably mounted parallel to the axis compressor in the corresponding housing 45 formed in the tray 7 of the fixed scroll 6.
  • Figures 6 to 8 show a compressor according to a fifth embodiment of the invention which differs from that shown in Figure 1 essentially in that the compressor comprises an annular support member 49 mounted in an annular groove 51 of complementary shape arranged in the face of the plate 7 of the fixed volute 6 turned towards the discharge chamber 21.
  • the protective body 49 delimits three regularly spaced cylindrical housings 52, two of which are intended to house a non-return device 34.
  • the support member 49 further comprises three through openings 53 each opening into one of the housings 52 formed in the support member 49.
  • the through openings 53 which open into the housings 52 intended to house a non-return device 34 are arranged to open into the corresponding bypass conduit 33.
  • the second portion 38 of each non-return device 34 comprises a first disk-shaped portion 38a extending substantially perpendicular to the longitudinal axis A of the co mp resse ur and a pa rt pa 38b extending substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor and from the first disk-shaped portion 38a.
  • the first disk-shaped portion 38a of the housing 35 of each non-return device 34 includes a third fluid passage 54 arranged to fluidically connect the first through-hole 40 with the corresponding through opening 53.
  • the compressor further comprises an injection passage 55 arranged to put in communication the intermediate volume 22 delimited by the separating plate 16 and the plate 7 of the fixed volute 6 with a chamber intermediate compression 13b.
  • the injection passage 55 comprises an injection conduit 56 formed in the plate 7 of the fixed flight 6 and comprising a first end opening into the corresponding intermediate compression chamber 1 3b and a second end opening into the annular groove 51 in view of a through opening 53.
  • the compressor also comprises a non-return device 57 of a second type associated with the injection passage 55.
  • the anti-return device 57 is mounted in a housing 52 formed in the support member 49.
  • the non-return device 57 comprises a housing 58 comprising a first portion 59 and a second portion 60.
  • the first portion 59 comprises a first disk-shaped portion 59a extending substantially perpendicular to the longitudinal axis A of the compressor and a second portion 59b extending substantially parallel to the longitudinal axis of the compressor and from the first disk-shaped portion 59a.
  • the first channel portion 59a comprises a first fluid passageway 61 which is fluently connected to the corresponding through opening 53.
  • the second portion 59b includes a second fluid passage orifice 62 fluidly connected to a third fluid passage orifice 63 formed in the second portion 60 and opening into the intermediate volume 22 delimited by the separating plate and the plate 7 of the fixed scroll 6.
  • the housing 58 further includes a check valve 64 movable between closing and releasing positions of the second fluid passage 62.
  • the check valve 64 is adapted to be moved to its release position when the pressure in the intermediate volume 22 exceeds the pressure in the intermediate compression chamber in which opens the corresponding injection passage 55 by a predetermined value.
  • the non-return valve 64 is advantageously made in the form of an elastically deformable strip between its closed and release positions.
  • injection passage 55 is formed partly on the one hand by the injection conduit 56, and on the other hand by the first, second and third passage orifices of the housing 58 of the non-return device 57.
  • the invention is not limited to the embodiments of this scroll compressor, described above as examples, it encompasses all variants.

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Abstract

Ce compresseur comprend une volute fixe (6) et une volute mobile (9) comportant chacune un plateau (7, 11) équipé d'une spirale (8, 12), les spirales délimitant des chambres de compression (13) de volume variable, une plaque de séparation (16) montée de manière étanche sur le plateau (7) de la volute fixe (6) de façon à autoriser un mouvement relatif entre la plaque de séparation et la volute fixe, une chambre de refoulement (21) délimitée par la plaq ue de séparation et l'enveloppe étanche. Le compresseur comprend également un passage de dérivation (32) agencé pour mettre en communication la chambre de refoulement (21) avec une chambre de compression intermédiaire (13b), et un dispositif antiretour (34) comprenant un organe d'obturation mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage de dérivation, et un boîtier (35), disposé entre la plaque de séparation (16) et le plateau (7) de la volute fixe, comportant une première portion montée de man ière étanche dans un logement (44) délimité par la plaque de séparation (16) et orienté parallèlement à l 'axe longitudinal (A) du compresseur.

Description

Compresseur frigorifique à spirales
La présente invention concerne un compresseur frigorifique à spirales.
De façon connue, un compresseur frigorifique à spirales comprend une enceinte étanche contenant 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, les chambres de compression ayant un volume qui diminue progressivement de l'extérieur, où se fait l'admission de gaz frigorigène, vers l'intérieur.
Ainsi, lors du mouvement relatif orbital des première et seconde volutes, le gaz 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 gaz frigorigène comprimé sort en partie centrale en direction d'une chambre de refoulement par l'intermédiaire d'un orifice de refoulement ménagé dans la volute fixe.
Afin d'améliorer les performances d'un tel compresseur en fonction des saisons, et plus particulièrement en fonction de la demande en froid, ce compresseur peut être 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 refoulement de fluide frigorigène de 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 press ion dans l a ch am bre d e 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 conditions de fonctionnement, le taux de compression de chaque chambre de compression, et de ce fait éviter une surcompression du fluide frigorigène. Ces dispositions permettent ainsi d'améliorer le rendement énergétique du compresseur.
Afin de diminuer les efforts mécaniques exercés sur la volute fixe, et donc sur la volute mobile et l'arbre d'entraînement de la volute mobile, il est connu de monter une plaque de séparation sur la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement de telle sorte que ladite chambre de refoulement soit délimitée au moins en partie par l'enceinte étanche du compresseur et la plaque de séparation. La présence d'une telle plaque de séparation permet ainsi d'augmenter la fiabilité du compresseur.
De plus, afin d'améliorer encore la fiabilité du compresseur, il est connu de monter la plaque de séparation mobile par rapport à la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du compresseur.
L'installation de clapets de dérivation, tels que décrits dans le document US 5 855 475, sur la surface supérieure de la volute fixe d'un compresseur équ ipé d'une plaque de séparation s'avère difficile, voire impossible, du fait que l'accès à la surface supérieure de la volute fixe est entravé par la présence de la plaque de séparation.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.
Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un compresseur frigorifique à spirales qui soit dé structure simple et économique, et qui permette d'améliorer les performances du compresseur, tout en permettant un montage simple et aisé d'un dispositif antiretour sur la volute fixe du compresseur.
A cet effet , la présente invention concerne un compresseur frigorifique à spirales comprenant :
- une enceinte étanche contenant 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,
- une plaque de séparation montée de manière étanche sur le plateau de la volute fixe de façon à autoriser un mouvement relatif entre la plaque de séparation et la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du compresseur, la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe délimitant un volume intermédiaire,
- une chambre de refoulement délimitée au moins en partie par la plaque de séparation et l'enveloppe étanche,
caractérisé en ce que le compresseur comprend en outre :
- au moins un passage de dérivation agencé pour mettre en communication la chambre de refoulement avec une chambre de compression intermédiaire,
- au moins un dispositif antiretour d'un premier type associé à un passage de dérivation, chaque dispositif antiretour du premier type comprenant un organe d'obturation mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage de dérivation correspondant, et conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la chambre de compression intermédiaire dans laquelle débouche le passage de dérivation correspondant d épasse l a press ion da ns l a ch am bre d e refou l em ent d ' u ne va l eu r prédéterminée, chaque dispositif antiretour du premier type comportant un boîtier disposé entre la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comportant une première portion montée au moins partiellement et de manière étanche dans un logement délimité par la plaque de séparation et orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur, ledit logement dans lequel est montée la première portion dudit boîtier débouchant dans la chambre de refoulement. Le fait que chaque dispositif antiretour du premier type comporte un boîtier agencé pour être monté de manière étanche dans un logement délimité par la plaque de séparation et orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur permet un montage simple et rapide de chaque dispositif antiretour du premier type, et ce malgré la présence d'une plaque de séparation.
En effet, le positionnement des différents dispositifs antiretour du premier type peut être effectué soit en réalisant un pré-montage de chaque dispositif antiretour du premier type dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation avant l'insertion de cette dernière dans l'enceinte du compresseur, puis en montant ladite plaque de séparation sur le plateau de la volute fixe, soit en montant chaque dispositif antiretour du premier type sur le plateau de la volute fixe à une position prédéterminée, puis en disposant les différents logements délimité par la plaque de séparation en regard des dispositifs antiretour correspondants et en déplaçant cette dernière en direction du plateau de la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du compresseur jusqu'à l'insertion de chaque dispositif antiretour dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation.
Il en résulte un montage simple et rapide de chaque dispositif antiretour du prem ier type, et ce malgré la présence d'une plaque de séparation.
On entend par chambre de compression intermédiaire une chambre de compression présentant une pression comprise entre la pression de la première chambre de compression « dite de prise de cylindrée » et la pression de la dernière chambre de compression débouchant dans le conduit de refoulement.
De façon préférentielle, chaque passage de dérivation s'étend au moins en partie à travers la plaque de séparation.
Avantageusement, le volume intermédiaire délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe est isolé fluidiquement de la chambre de refoulement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est monté mobile relativement à la plaque de séparation et/ou au plateau de la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du compresseur. De préférence, chaque passage de dérivation comporte un conduit de dérivation ménagé dans le plateau de la volute fixe et comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante et une seconde extrémité débouchant dans la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comporte un premier orifice de passage de fluide frigorigène agencé pour relier fluidiquement le conduit de dérivation correspondant à la chambre de refoulement, et l'organe d'obturation de chaque dispositif antiretour est mobile entre des positions de fermeture et de libération du premier orifice de passage de fluide frigorigène.
De façon préférentielle, l'organe d'obturation de chaque dispositif antiretour est monté à l'intérieur du boîtier correspondant.
De préférence, l'organe d'obturation de chaque dispositif antiretour est un clapet antiretour. Chaque clapet antiretour est par exemple réalisé sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre ses positions d'obturation et de libération.
Avantageusement, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type délimite un volume interne et comporte un deuxième orifice de passage de fluide frigorigène agencé pour relier fluidiquement le volume interne à la chambre de refoulement, le premier orifice de passage étant agencé pour relier fluidiquement le volume interne au conduit de dérivation correspondant.
De façon avantageuse, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comporte une première portion montée au moins partiellement et de manière étanche dans un logement délimité par la plaque de séparation et débouchant dans la chambre de refoulement, chaque logement dans lequel est montée la première portion du boîtier correspondant étant orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur.
Préférentiel lement, le deuxième orifice de passage de fluide frigorigène du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est ménagé au moins partiellement dans la première portion dudit boîtier et est agencé pour déboucher dans la chambre de refoulement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première portion du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est montée coulissante sensiblement parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation. De préférence, le compresseur comprend des moyens élastiques disposés entre la plaque de séparation et le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type, et agencés pour solliciter ledit boîtier contre le plateau de la volute fixe. Les moyens élastiques comportent par exemple un ressort hélicoïdal.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est mobile par rapport au plateau de la volute fixe entre un première position dans laquelle il prend appui de manière étanche contre le plateau de la volute fixe, et une deuxième position dans laquelle ledit boîtier est situé à distance du plateau de la volute fixe et agencé pour mettre en communication le conduit de dérivation correspondant avec le volume intermédiaire délimité par la plaque de retenue et le plateau de la volute fixe. Ces dispositions permettent d'assurer, dans des conditions de fonctionnement non optimales (c'est-à-d ire lorsque la pression dans la chambre de compression intermédiaire correspondante atteint une valeur très élevée), un débit de fu ite en d irection du vol ume intermédiaire, qui est généralement relié à un volume d'aspiration à basse pression, ce qui permet de limiter les efforts mécaniques exercés sur les différents paliers guidant l'arbre d'entraînement de la volute mobile, et donc d'améliorer encore la fiabilité du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première portion du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comporte une première partie tubulaire tournée du côté du plateau de la volute fixe, et une deuxième partie tubulaire prolongeant la première partie tubulaire et étant de dimensions extérieures inférieures à celles de la première partie tubulaire, au moins la deuxième partie tubulaire de ladite première portion étant montée de manière étanche dans logement correspondant délimité par la plaque de séparation. Ces dispositions empêchent un déplacement du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type au-delà de la plaque de séparation.
Avantageusement, chaque logement dans lequel est montée la première portion du boîtier correspondant est délimité par une portion tubulaire complémentaire de la première partie tubulaire de ladite première portion et dans laquelle est montée ladite première partie tubulaire, et par une paroi de fond s'étendant à partir de l'extrémité de la portion tubulaire tournée vers la chambre de refoulement et transversalement à ladite portion tubulaire, la paroi de fond comportant un orifice de montage débouchant d'une part dans la chambre de refoulement et d'autre part dans la portion tubulaire, l'orifice de montage présentant une forme complémentaire de la deuxième partie tubulaire de ladite première portion et logeant ladite deuxième partie tubulaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comporte une deuxième portion montée au moins partiellement et de manière étanche dans un logement ménagé dans la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement.
De préférence, le premier orifice de passage de fluide frigorigène du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est ménagé dans la deuxième portion dudit boîtier et est agencé pour déboucher dans le conduit de dérivation correspondant.
Selon une première alternative, au moins une partie de la deuxième portion du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est montée en force dans le logement correspondant ménagé dans le plateau de la vol ute fixe, et la première portion dudit boîtier est montée coulissante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation.
Selon une deuxième alternative, la deuxième portion du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est montée coulissante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant ménagé dans le plateau de la volute fixe, et la première portion dudit boîtier est montée en force dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation.
Selon une troisième alternative, la deuxième portion du boîtier de chaq u e d ispositif antiretou r d u prem ier type est montée cou l issante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant ménagé dans le plateau de la volute fixe, et la première portion dudit boîtier est montée coulissante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant délimité par la plaque de séparation.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le compresseur comprend un organe de support monté de manière étanche sur la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement, l'organe de support délimitant au moins un logement dans lequel est monté au moins partiellement le boîtier d'un dispositif antiretour du premier type. De préférence, l'organe de support est monté dans une rainure de forme complémentaire ménagée dans la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement. L'organe de support est par exemple de forme annulaire. L'organe de support comporte avantageusement, au niveau de chaque logement dans lequel est monté un d ispositif antiretour du prem ier type, une ouverture traversante débouchant dans le logement correspondant et agencée pour mettre en communication ledit logement avec le conduit de dérivation correspondant.
Selon ce mode de réalisation de l'invention, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comporte un troisième orifice de passage de fluide agencé pour relier fluidiquement le premier orifice de passage avec l'ouverture traversante correspondante.
De façon avantageuse, le plateau de la volute fixe comporte un conduit d'égal isation de pression comportant une première extrémité débouchant dans le volume intermédiaire délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe et une deuxième extrémité débouchant dans un volume d'aspiration délimité au moins en partie par la volute mobile et la face du plateau de la volute fixe tournée vers la volute mobile.
De façon préférentielle, le compresseur comporte :
- a u mo i ns u n passage d'injection agencé pour mettre en communication le volume intermédiaire délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe avec une chambre de compression intermédiaire, et
- au moins un dispositif antiretour d'un deuxième type associé à un passage d'injection, chaque dispositif antiretour du deuxième type comprenant un organe d'obturation mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage d'injection correspondant, et conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le volume intermédiaire dépasse la pression dans la chambre de compression intermédiaire dans laquelle débouche le passage d'injection correspondant d'une valeur prédéterminée.
Lorsque le compresseur comporte un organe de support annulaire, ce dernier délimite avantageusement au moins un logement dans lequel est monté un dispositif antiretour du deuxième type.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le compresseur comprend des moyens d'étanchéité disposés entre le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type et la plaque de séparation et/ou entre le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type et le plateau de la volute fixe. Ces dispositions permettent d'assurer un montage étanche de chaque dispositif antiretour, et ce malgré d'éventuels défauts d'alignement entre les différents logements destinés à recevoir les boîtiers des dispositifs antiretour.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le compresseur comprend des moyens d'étanchéité disposés entre la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d 'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce compresseur frigorifique à spirales.
F ig u re 1 est u n e vu e partielle en coupe longitudinale d'un compresseur frigorifique à spirales selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Figure 2a est une vue, à l'échelle agrandie, d'un détail de la figure
1 .
Figure 2b est une vue, à l'échelle agrandie, d'un dispositif antiretour du compresseur de la figure 1 .
Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un compresseur frigorifique à spirales selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Figure 4 est u n e vu e pa rtielle en coupe longitudinale d'un compresseur frigorifique à spirales selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un compresseur frigorifique à spirales selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Figure 6 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un compresseur frigorifique à spirales selon un cinquième mode de réalisation de l'invention.
Figure 7 est une vue de dessus d'un organe de support équipé de deux dispositifs antiretour du premier type et d'un dispositif antiretour du deuxième type.
Figure 8 est une vue en coupe de l'organe de support selon la ligne VIN-VIN de la figure 7.
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 u n couvercl e 3 et u ne em base (non représentée sur la figure 1 ). 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 4 servant au montage d'un étage de compression 5 du gaz frigorigène. Cet étage de compression 5 comprend une volute fixe 6 comportant un plateau 7 à partir duquel s'étend une spirale fixe 8 tournée vers le bas, et une volute mobile 9 comportant un plateau 1 1 prenant appui contre le corps 4 et à partir duquel s'étend une spirale 12 tournée vers le haut. Les deux spirales 8 et 12 des deux volutes s'interpénétrent pour ménager des chambres de compression 13 à volume variable.
Le compresseur comprend un moteur électrique (non représenté sur les figures) comportant un rotor solidaire d'un arbre d'entraînement 14 dont l'extrémité supérieure est désaxée à la façon d'un vilebrequin. Cette partie supérieure est engagée dans une partie 15 en forme de manchon, que comporte la volute mobile 9. Lors de son entraînement en rotation par le moteur, l'arbre d'entraînement 14 entraîne la volute mobile 9 suivant un mouvement orbital.
Le compresseur comprend une plaque de séparation 16 montée de manière étanche sur le plateau 7 de la volute fixe 6. La plaque de séparation 16 est montée sur le plateau 7 de la volute fixe 6 de manière à autoriser un mouvement relatif entre la plaque de séparation et la volute fixe 6 selon l'axe longitudinal A du compresseur. Afin d'assurer l'étanchéité entre la plaque de séparation 16 et la volute fixe 6, le compresseur comprend un premier joint annulaire 17 monté sur le plateau de la volute fixe et agencé pour coopérer avec le bord externe de la plaque de séparation, et un deuxième joint annulaire 18 monté sur le plateau de la volute fixe et agencé pour coopérer avec le bord interne de la plaque de séparation.
Le compresseur comprend en outre un conduit de refoulement 19 ménagé dans la partie centrale de la volute fixe 6. Le conduit de refoulement 19 comprend une première extrémité débouchant dans la chambre de compression centrale 13a et une seconde extrémité destinée à être mise en commun ication avec une chambre de refoulement 21 à h a u te pression délimitée par l'enceinte du compresseur, le plateau de la volute fixe 6 et la plaque de séparation 16. La plaque de séparation 16 est montée sur le plateau 7 de la volute fixe de manière à entourer le conduit de refoulement 19.
La plaque de séparation 16 et le plateau 7 de la volute fixe 6 délimitent un volume intermédiaire 22 isolé fluidiquement de la chambre de refoulement 21 . Le plateau 7 de la volute fixe 6 comporte un conduit d'égalisation de pression 23 comportant une première extrémité débouchant dans le volume intermédiaire 22 délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe, et une deuxième extrémité débouchant dans un volume d'aspiration 24 délimité par le corps 4, la volute mobile 9 et la face du plateau 7 de la volute fixe 6 tournée vers la volute mobile.
Le com presseu r com prend u n agencement de clapet 25.
L'agencement de clapet 25 comporte une plaque à clapet 26 en forme de disque montée sur le plateau 7 de la volute fixe 6 au niveau de la seconde extrémité du conduit de refoulement 19. La plaque à clapet 26 comprend une pluralité d'ouvertures d e refo u l e m e n t 27 agencées pour mettre en communication le conduit de refoulement 19 et la chambre de refoulement 21 .
L'agencement de clapet 25 comporte également un clapet de refoulement 28 mobile entre une position d'obturation dans laquelle le clapet de refoulement 28 obture les ouvertures de refoulement 27, et une position de libération dans laquelle le clapet de refoulement 28 libère les ouvertures de refoulement 27. Le clapet de refoulement 28 est conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le conduit de refoulement 19 dépasse l a pression da ns l a ch am bre de refou lement 21 d'une valeur prédéterminée correspondant sensiblement à la pression de réglage du clapet de refou lement 28. Le clapet de refou lement 28 présente par exemple sensiblement une forme de disque.
Le compresseur comprend également une plaque de retenue 29 montée sur la plaque à clapet 26 et destinée à servir de butée pour le clapet de refoulement 28 lorsqu'il est dans sa position de libération. La plaque de retenue 29 comprend au moins un orifice de passage 31 agencé pour permettre un écoulement de fluide frigorigène des ouvertures de refoulement 27 vers la chambre de refoulement 21 . La plaque de retenue 29 est agencée pour limiter la course de la plaque de séparation 16 par rapport au plateau 7 de la volute fixe. En effet, la face inférieure de la plaque de retenue forme une butée agencée pour coopérer avec la face supérieure de la plaque de séparation.
Le compresseur comprend de plus deux passages de dérivation 32 agencés chacun pour mettre en communication la chambre de refoulement 21 avec une chambre de compression intermédiaire 13b. Chaque passage de dérivation 32 comporte un conduit de dérivation 33 ménagé dans le plateau de la volute fixe et comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante 13b et une seconde extrémité débouchant dans la face du plateau 7 de la volute fixe 6 tournée vers la chambre de refoulement 21 .
Le compresseur comprend en outre deux dispositifs antiretour 34 associé chacun à un passage de dérivation 32.
Chaque dispositif antiretour 34 comporte un boîtier 35 dé forme générale cylindrique comprenant une première portion 37 et une deuxième portion 38 délimitant un volume interne 39. La deuxième portion 38 du boîtier de chaque dispositif antiretour 34 présente une forme de disque, et comprend un premier orifice de passage de fluide frigorigène 40 débouchant dans le volume interne 39 et agencé pour relier fluidiquement le volume interne 39 au conduit de dérivation 33 correspondant. La première portion 37 du boîtier de chaque dispositif antiretour 34 comporte un deuxième orifice de passage de fluide frigorigène 41 débouchant dans le volume interne 39 et agencé pour relier fluidiquement le volume interne 39 à la chambre de refoulement 21 . La première portion 37 d u boîtier d e chaq ue d ispos itif antiretou r 34 est avantageusement formée par une première partie tubulaire 37a tournée du côté de la deuxième portion 38 dudit boîtier, et une deuxième partie tubulaire 37b prolongeant la première partie tubulaire 37a et présentant un diamètre extérieur inférieur à cel u i de la prem ière partie tubulaire. Les première et deuxième parties tubulaires 37a et 37b délimitent un épaulement 37c.
Le boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 comporte en outre un clapet antiretour 42 mobile entre des positions de fermeture et de libération du premier orifice de passage de fluide 40. Chaque clapet antiretour 42 est conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la chambre de compression intermédiaire 13b dans laquelle débouche le passage de dérivation 33 correspondant dépasse la pression dans la chambre de refoulement 21 d'une valeur prédéterminée correspondant sensiblement à la pression de réglage dud it clapet antiretour 42. En outre, chaque clapet antiretour 42 est avantageusement réal isé sous la forme d 'une lamelle élastiquement déformable entre ses positions d'obturation et de libération.
Le boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 comporte en outre une plaque de retenue 43 destinée à servir de butée pour le clapet antiretour 42 lorsqu'il est dans sa position de libération.
Le boîtier 35 de chaque d ispositif antiretour 34 est monté de manière étanche d'une part sur la plaque de séparation 16 et d'autre part sur le plateau 7 de la volute fixe 6. Plus précisément, la première portion 37 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est montée coulissante et de manière étanche dans un logement 44 de forme complémentaire délimité par la plaque de séparation 1 6, orienté parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur et débouchant dans la chambre de refoulement 21 , tand is qu'une partie de la deuxième portion 38 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est montée en force et de manière étanche dans un logement 45 de forme complémentaire ménagé dans la face du plateau 7 de la volute fixe 6 tournée vers la chambre de refoulement, orienté parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur, et dans lequel débouche le conduit de dérivation 33 correspondant.
Chaque logement 44 dans lequel est montée la première portion 37 d u boîtier 35 correspondant est dél im ité par une portion tu bu laire 44a complémentaire de la première partie tubulaire 37a de ladite première portion 37, et par une paroi de fond 44b s'étendant transversalement à la portion tubulaire 44a à partir de l'extrémité de cette dernière tournée vers la chambre de refoulement. La paroi de fond 44b comporte un orifice de montage 44c débouchant d'une part dans la chambre de refoulement 21 et d'autre part dans la portion tubulaire 44a, l 'orifice de montage 44c présentant une forme complémentaire de la deuxième partie tubulaire 37b de ladite première portion et logeant ladite deuxième partie tubulaire 37b.
Afin d'assurer l'étanchéité entre la première portion 37 de chaque boîtier 35 et la plaque de séparation 1 6, la paroi de fond 44b comporte une gorge ann ulaire dans laq uel le est monté u n joint an nulaire agencé pour coopérer avec la première portion 37 du boîtier correspondant.
Il doit être noté que chaque passage de dérivation 32 est formé d'une part par le conduit de dérivation 33 correspondant, et d'autre part par les premier et deuxième orifices de passage 40, 41 et le volume interne 39 du boîtier 35 du dispositif antiretour 34 correspondant. 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 9 est entraînée par l'arbre d'entraînement 14 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 13.
Dans des conditions de fonctionnement optimales, chaque clapet antiretour 42 est soumis, sur sa face tournée vers le plateau 7 de la volute fixe 6, à une pression inférieure à la pression dans la chambre de refoulement 21 . Ainsi, les clapets antiretour 42 sont maintenus dans leur position d'obturation et isolent par conséquent les chambres de compression intermédiaires 13b dans lesquelles débouchent les passages de dérivation 32 correspondants.
De ce fait, la totalité du fluide frigorigène comprimé dans les chambres de compression 13 parvient jusqu'au centre des spirales et s'échappe par le conduit de refoulement 19 en direction de la chambre de refoulement 21 en déplaçant le clapet de refoulement 28 dans sa position de libération, et enfin en s'écoulant axialement à travers les ouvertures de refoulement 27 et l'orifice de passage 31 .
Da n s d es con d it io n s d e fonctionnement non optimales, par exemple en demi-saison, lors d'un démarrage ou encore lors d'un dégivrage du compresseur, chaque clapet antiretour 42 peut être soumis, sur sa face tournée vers le plateau 7 de la volute fixe 6, à une pression supérieure à la pression dans la chambre de refoulement 21 . Dans ce cas de figure, les clapets antiretour 42 se déforment élastiquement vers leur position de libération et mettent en communication les chambres de compression intermédiaires 13b dans lesquelles débouchent les passages de dérivation 32 correspondants avec la chambre de refoulement 21 . Il en résulte ainsi un refoulement vers la chambre de refoulement d'une partie du fluide frigorigène comprimé dans les chambres de compression intermédiaires 13b dans lesquelles débouchent les passages de dérivation 32 avant que cette partie du fluide frigorigène ne parvienne jusqu'au centre des spirales.
La figure 3 représente un compresseur selon un deuxième mode de réal isation de l'invention qui d iffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement en ce que le bord extérieur de la plaque de séparation 16 coopère de manière étanche avec la paroi intérieure du couvercle 3, et en ce que la première portion 37 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est montée en force dans le logement 44 correspondant délimité par la plaque de séparation 1 6, et la deuxième portion 38 dudit boîtier 35 est montée coul issante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement 45 correspondant ménagé dans le plateau 7 de la volute fixe 6. Afin d'assurer l'étanchéité entre la deuxième portion 38 de chaque boîtier 35 et le plateau 7 de la volute fixe 6, la deuxième portion 38 de chaque boîtier comporte, sur sa surface extérieure, une gorge annulaire dans laquelle est monté un joint annulaire.
La figure 4 représente un compresseur selon un troisième mode de réalisation de l'invention qui diffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement en ce que le compresseur comprend des moyens élastiques agencés pour solliciter le boîtier de chaque dispositif antiretour 34 contre le plateau 7 de la volute fixe, et en ce que la deuxième portion 38 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 n'est pas monté dans un logement ménagé dans le plateau de la volute fixe.
De préférence, les moyens élastiques comportent un ressort hélicoïdal 48 disposé autour de la deuxième partie tubulaire 37b de la première portion 37 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34, et prenant appui respectivement contre la paroi de fond 44b correspondante et l'épaulement 37c correspondant.
Selon ce mode de réalisation, le boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est mobile par rapport au plateau 7 de la volute fixe 6 entre un première position dans laquelle il prend appui de manière étanche contre le plateau 7 de la volute fixe 6, et une deuxième position dans laquelle ledit boîtier est situé à distance du plateau de la volute fixe et agencé pour mettre en communication le conduit de dérivation 33 correspondant avec le volume intermédiaire 22 délimité par la plaque de retenue 16 et le plateau 7 de la volute fixe 6.
Ainsi, lorsque le boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est soumis, sur sa face tournée vers le plateau 7 de la volute fixe 6, à une force supérieure à la résultante des forces appliquées sur les faces antagonistes dudit boîtier, ledit boîtier se déplace à distance du plateau 7 de la volute fixe 6 de m an ière à m ettre en com m u n ication le cond u it de dérivation 33 correspondant avec le volume intermédiaire 22. La figure 5 représente un compresseur selon un quatrième mode de réalisation de l'invention qui diffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement en ce que la deuxième portion 38 du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est également montée coulissante parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant 45 ménagé dans le plateau 7 de la volute fixe 6.
Les figures 6 à 8 représentent un compresseur selon un cinquième mode de réalisation de l'invention qui diffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement en ce que le compresseur comprend un organe de support 49 annulaire monté dans un rainure annulaire 51 de forme complémentaire ménagée dans la face du plateau 7 de la volute fixe 6 tournée vers la chambre de refoulement 21 . L'organ e de su pport 49 délimite trois logements cylindriques 52 régul ièrement espacés dont deux sont destinés à loger un dispositif antiretour 34.
L'organe de su pport 49 comporte en outre trois ouvertures traversantes 53 débouchant chacune dans l'un des logements 52 ménagés dans l'organe de support 49. Les ouvertures traversantes 53 qui débouchent dans les logements 52 destinés à loger un dispositif antiretour 34 sont agencées pour déboucher dans le conduit de dérivation 33 correspondant.
Selon ce cinquième mode de réalisation, le deuxième portion 38 de chaque dispositif antiretour 34 comporte une première partie en forme de disque 38a s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal A d u co m p resse u r et un e d e uxi èm e pa rt ie 38b s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur et à partir de la première partie en forme de disque 38a. La première partie en forme de disque 38a du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 comporte un troisième orifice de passage de fluide 54 agencé pour relier fluidiquement le premier orifice de passage 40 avec l'ouverture traversante 53 correspondante.
Il doit être noté que, selon ce cinquième mode de réalisation, seule la deuxième partie tubulaire 37b du boîtier 35 de chaque dispositif antiretour 34 est montée coulissante dans le logement 45 correspondant délimité par la plaque de séparation 16, ledit logement étant uniquement formé par un orifice de montage 44c ménagé dans la plaque de séparation 16.
Le compresseur comporte en outre un passage d'injection 55 agencé pour mettre en communication le volume intermédiaire 22 délimité par la plaque de séparation 16 et le plateau 7 de la volute fixe 6 avec une chambre de compression intermédiaire 13b. Le passage d'injection 55 comporte un conduit d'injection 56 ménagé dans le plateau 7 de la vol ute fixe 6 et comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire correspondante 1 3b et une deuxième extrémité débouchant dans la rainure annulaire 51 en regard d'une ouverture traversante 53.
Le compresseur comporte également un dispositif antiretour 57 d'un deuxième type associé au passage d'injection 55. Le dispositif antiretour 57 est monté dans un logement 52 ménagé dans l'organe de support 49.
Le dispositif antiretour 57 comporte un boîtier 58 comprenant une prem ière portion 59 et une deuxième portion 60. La première portion 59 comporte une première partie en forme de disque 59a s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal A du compresseur et une deuxième partie 59b s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du compresseur et à partir de la première partie en forme de disque 59a. La prem ière partie en forme de d isque 59a com porte u n prem ier orifice de passage de fl u ide 61 rel ié flu id iquement avec l'ouverture traversante 53 correspondante. La deuxième partie 59b comporte un deuxième orifice de passage de fluide 62 relié fluidiquement avec un troisième orifice de passage de flu ide 63 ménagé dans la deuxième portion 60 et débouchant dans le volume intermédiaire 22 délimité par la plaque de séparation et le plateau 7 de la volute fixe 6.
Le boîtier 58 comporte en outre un clapet antiretour 64 mobile entre des positions de fermeture et de libération du deuxième orifice de passage de fluide 62. Le clapet antiretour 64 est conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le volume intermédiaire 22 dépasse la pression dans l a cham bre de com pression interméd ia ire dans laquelle débouche le passage d'injection 55 correspondant d'une valeur prédéterminée. En outre, le clapet antiretour 64 est avantageusement réalisé sous la forme d'une lamelle élastiquement déformable entre ses positions d'obturation et de libération.
Il doit être noté que le passage d'injection 55 est formé en partie d'une part par le conduit d'injection 56, et d'autre part par les premier, deuxième et troisième orifices de passage du boîtier 58 du dispositif antiretour 57. 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 enceinte étanche contenant une volute fixe (6) et une volute mobile (9) décrivant un mouvement orbital, chaque volute (6, 9) comportant un plateau (7, 1 1 ) à partir duquel s'étend une spirale (8, 12), les spirales des volutes fixe et mobile étant engagées l'une dans l'autre et délimitant des chambres de compression (13) de volume variable,
- une plaque de séparation (16) montée de manière étanche sur le plateau (7) de la volute fixe (6) de façon à autoriser un mouvement relatif entre la plaque de séparation et la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (A) du compresseur, la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe délimitant un volume intermédiaire (22),
- une chambre de refoulement (21 ) délimitée au moins en partie par la plaque de séparation et l'enveloppe étanche,
caractérisé en ce que le compresseur comprend en outre :
- au moins un passage de dérivation (32) agencé pour mettre en communication la chambre de refoulement (21 ) avec une chambre de compression intermédiaire (13b),
- au moins un dispositif antiretour (34) d'un premier type associé à un passage de dérivation, chaque d ispositif antiretour du premier type comprenant un organe d'obturation (42) mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage de dérivation correspondant, et conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans la chambre de compression intermédiaire (13b) dans laquelle débouche le passage de dérivation correspondant (32) dépasse la pression dans la chambre de refoulement d'une valeur prédéterminée, chaque dispositif antiretour du premier type comportant en outre un boîtier (35) disposé entre la plaque de séparation (16) et le plateau (7) de la volute fixe, le boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type comportant une première portion (37) montée au moins partiellement et de manière étanche dans un logement (44) délimité par la plaque de séparation (16) et orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal (A) du compresseur, ledit logement (44) dans lequel est montée la première portion (37) dudit boîtier débouchant dans la chambre de refoulement
2. Compresseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le boîtier (35) de chaq ue dispositif antiretour (34) du prem ier type est monté mobile relativement à la plaque de séparation (16) et/ou au plateau (7) de la volute fixe selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du compresseur.
3. Compresseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque passage de dérivation (32) comporte un conduit de dérivation (33) ménagé dans le plateau (7) de la volute fixe et comprenant une première extrémité débouchant dans la chambre de compression intermédiaire (13b) correspondante et une seconde extrémité débouchant dans la face du plateau de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement (21 ), en ce que le boîtier (35) de chaque dispositif antiretour du premier type comporte un premier orifice de passage de fluide frigorigène (40) agencé pour relier fluidiquement le conduit de dérivation correspondant (33) à la chambre de refoulement, et en ce que l'organe d'obturation (42) de chaque dispositif antiretour est mobile entre des positions de fermeture et de libération du premier orifice de passage de fluide frigorigène (40).
4. Compresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier (35) de chaque dispositif antiretour (34) du premier type délimite un volume interne (39) et comporte un deuxième orifice de passage de fluide frigorigène (41 ) agencé pour relier fluidiquement le volume interne (39) à la chambre de refoulement (21 ), le premier orifice de passage (40) étant agencé pour relier fluidiquement le volume interne au conduit de dérivation correspondant (33).
5. Compresseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième orifice de passage de fluide frigorigène (41 ) du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est ménagé au moins partiellement dans la première portion (37) dudit boîtier et est agencé pour déboucher dans la chambre de refoulement (21 ).
6. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première portion (37) du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est montée coulissante sensiblement parallèlement à l'axe du compresseur dans le logement correspondant (44) délimité par la plaque de séparation (16).
7. Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compresseur comprend des moyens élastiques (48) disposés entre la plaque de séparation (16) et le boîtier (35) de chaque dispositif antiretour (34) du premier type, et agencés pour solliciter ledit boîtier contre le plateau de la volute fixe.
8. Compresseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier (35) de chaque dispositif antiretour (34) du premier type est mobile par rapport au plateau (7) de la volute fixe entre un première position dans laquelle il prend appui de manière étanche contre le plateau de la volute fixe, et une deuxième position dans laquelle ledit boîtier est situé à distance du plateau de la volute fixe et agencé pour mettre en communication le conduit de dérivation correspondant (33) avec le volume intermédiaire (22) délimité par la plaque de retenue et le plateau de la volute fixe.
9. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la première portion (37) du boîtier de chaque dispositif antiretour (34) du premier type comporte une première partie tubulaire (37a) tournée du côté du plateau de la volute fixe, et une deuxième partie tubulaire (37b) prolongeant la première partie tubulaire et étant de dimensions extérieures inférieures à celles de la première partie tubulaire, au moins la deuxième partie tubulaire de ladite première portion étant montée de manière étanche dans logement correspondant (44) délimité par la plaque de séparation.
10. Compresseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque logement (44) dans lequel est montée la première portion (37) du boîtier correspondant est d él i m ité pa r u ne portion tu bu l a i re (44a) complémentaire de la première partie tubulaire (37a) de ladite première portion et dans laquelle est montée ladite première partie tubulaire, et par une paroi de fond (44b) s'étendant à partir de l'extrémité de la portion tubulaire tournée vers la chambre de refoulement et transversalement à ladite portion tubulaire, la paroi de fond comportant un orifice de montage (44c) débouchant d'une part dans la chambre de refoulement (21 ) et d'autre part dans la portion tubulaire (44a), l'orifice de montage présentant une forme complémentaire de la deuxième partie tubulaire de ladite première portion et logeant ladite deuxième partie tubulaire.
1 1 . Compresseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le boîtier (35) de chaque dispositif antiretour (34) du premier type comporte une deuxième portion (38) montée au moins partiellement et de manière étanche dans un logement (45) ménagé dans la face du plateau (7) de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement.
12. Compresseur selon la revendication 1 1 en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le premier orifice de passage de fluide frigorigène (40) du boîtier de chaque dispositif antiretour du premier type est ménagé dans la deuxième portion (38) dudit boîtier et est agencé pour déboucher dans le conduit de dérivation correspondant (33).
13. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 6 e t 9, caractérisé en ce que le compresseur comprend un organe de support (49) monté de manière étanche sur la face du plateau (7) de la volute fixe tournée vers la chambre de refoulement, l'organe de support délimitant au moins un logement (52) dans lequel est monté au moins partiellement le boîtier (35) d'un dispositif antiretour (34) du premier type.
14. Compresseur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le plateau (7) de la volute fixe comporte un conduit d'égalisation de pression (23) comportant une première extrémité débouchant dans le volume intermédiaire (22) délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe et une deuxième extrémité débouchant dans un volume d'aspiration (24) délimité au moins en partie par la volute mobile (9) et la face du plateau de la volute fixe tournée vers la volute mobile.
15. Compresseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que le compresseur comporte :
- au moins un passage d'injection (55) agencé pour mettre en commun ication le volume intermédiaire (22) délimité par la plaque de séparation et le plateau de la volute fixe avec une chambre de compression intermédiaire (13b), et
- au moins un dispositif antiretour (57) d'un deuxième type associé à un passage d'injection, chaque dispositif antiretour du deuxième type comprenant un organe d'obturation mobile entre des positions d'obturation et de libération du passage d'injection correspondant, et conçu pour être déplacé dans sa position de libération lorsque la pression dans le volume intermédiaire (22) dépasse la pression dans la chambre de compression intermédiaire (13b) dans laquelle débouche le passage d'injection correspondant (55) d'une valeur prédéterminée.
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