FR2598469A1

FR2598469A1 - Dispositif pour empecher la rotation en sens inverse des rotors a vis d'un compresseur a vis lors de l'arret de ce dernier, et ce compresseur.

Info

Publication number: FR2598469A1
Application number: FR8700572A
Authority: FR
Inventors: James C Tischer
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1987-11-13
Anticipated expiration: 2007-01-20
Also published as: GB8627034D0; GB2187509B; HK94392A; US4762469A; DE3642002C2; FR2598469B1; DE3642002A1; GB2187509A; CA1267396A; JPS62206285A; SG100692G; JPH076517B2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DESTINE A EMPECHER LES ROTORS A VIS DE TOURNER EN SENS INVERSE A L'INTERIEUR D'UN COMPRESSEUR A VIS. IL COMPORTE UN CORPS94 MOBILE A L'INTERIEUR DU COMPRESSEUR12 ENTRE UNE PREMIERE POSITION DANS LAQUELLE L'ECOULEMENT DU MELANGE D'HUILE ET DE GAZ COMPRIME SORTANT DE L'ORIFICE46 DE REFOULEMENT D'UNE CHAMBRE30 DE TRAVAIL EST LIBRE, ET UNE SECONDE POSITION DANS LAQUELLE CE CORPS EMPECHE LE REFLUX DU GAZ DE L'AVAL DE L'ORIFICE DE REFOULEMENT VERS L'INTERIEUR A TRAVERS LA CHAMBRE DE TRAVAIL DU COMPRESSEUR. DANS LA PREMIERE POSITION, LE CORPS FACILITE LA SEPARATION DE L'HUILE DU GAZ COMPRIME REFOULE, TANDIS QUE, DANS LA SECONDE POSITION, IL EMPECHE LES ROTORS A VIS32, 34 DE TOURNER EN SENS INVERSE A L'INTERIEUR DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL. DOMAINE D'APPLICATION: SYSTEMES DE REFRIGERATION.

Description

L'invention concerne d'une façon générale le domaine de la compression

d'un gaz dans un compresseur à vis rotatives à injection d'huile. L'invention concerne plus particulièrement l'empêchement de la rotation inverse à grande vitesse des rotors à vis sous l'effet du reflux du gaz de la partie à haute pression du circuit de réfrigération d'un compresseur à vis, à travers le compresseur, vers la partie à basse pression du circuit

lors de l'arrêt du compresseur.

Des compresseurs sont utilisés dans des systèmes de réfrigération pour élever la pression d'un gaz réfrigérant afin de la porter d'une pression d'aspiration à une pression plus élevée de refoulement qui permet l'utilisation finale du fluide réfrigérant pour réaliser 15 le refroidissement d'un milieu souhaité. De nombreux types de compresseurs, comprenant des compresseurs à mouvement alternatif, à volutes et à vis, sont utilisés dans des applications à la réfrigération. Les compresseurs à vis comportent des rotors à vis complémentaires mâle et femelle disposés à l'intérieur de la chambre de travail d'un corps de rotors afin de comprimer un gaz. La chambre de travail peut être caractérisée comme étant un volume ayant globalement la forme de deux alésages cylindriques parallèles sécants, présentant des tolérances étroites 25 avec lalIlongueur et le diamètre extérieurs des rotors à vis qu'ils logent. Le corps des rotors à vis présente des extrémités à basse et haute pression et présente respectivement des orifices d'aspiration et de refoulement. Les deux orifices d'aspiration et de refoulement sont en communication d'écoulement avec la chambre de travail du

corps à rotors.

Le gaz réfrigérant à la pression d'aspiration entre dans la chambre de travail du compresseur par l'intermédiaire de l'orifice d'aspiration à l'extrémité à basse pression du corps à rotorset s'y trouve enveloppé ô S ::: D;:::::: f : 000 :;:: ::': 0:: :: : 7: : :: :: : -0 15 E in..; :: :: : :: 7 :: -:

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dans une poche formée entre les rotors à vis complémentaires en rotation. Le volume de cette poche en forme de chevron diminue et la poche est déplacée vers l'extrémité à haute pression du compresseur pendant que les rotors tournent et engrènent à l'intérieur de la chambre de travail. Le gaz se trouvant dans cette poche est comprimé du fait de la diminution du volume qui le contient jusqu'à ce que la poche s'ouvre vers l'orifice de refoulement situé à l'extrémité à haute pression du compresseur. Lorsque la poche s'ouvre vers l'orifice de refoulement, le volume de la poche continue de diminuer et le gaz comprimé est refoulé à travers et vers l'extérieur de l'orifice de refoulement du corps des rotors.

En raison des tolérances extrêmement étroites entre les rotors du groupe de rotors à vis et les éléments du compresseur qui coopèrent pour définir la chambre de travail dans laquelle les rotors sont disposés, l'agencement des paliers par lequel le groupe de rotors est monté à l'intérieur de la chambre de travail est essentiel pour le fonctionnement et la durée de vie du compresseur. Les paliers d'un compresseur à vis sont soumis à de fortes charges axiales et radiales qui peuvent varier notablement de l'extrémité à basse pression du compresseur vers l'extrémité à haute pression. La protection et la lubrification des paliers des rotors est donc d'une importance primordiale dans la conception de compresseurs à vis tournantes. Etant donné que les orifices d'aspiration et de refoulement des compresseurs à vis sont en clapetset sont constitués d'ouvertures pratiquement libres débouchant dans et sortant de la chambre de travail du compresseur, le jeu de rotors à l'intérieur de la chambre de travail est exposé, en fonctionnement, au gaz à haute pression se trouvant en aval de l'orifice de refoulement du compresseur. De plus, le gaz en cours de compression dans une poche formée entre les rotors porte contre la paroi extrême à haute pression de la chambre de travail, produisant une poussée supplémentaire sur les rotors dans la direction de l'extrémité à basse pression de compresseur. Une forte poussée axiale s'exerce donc, en cours de fonctionnement, sur le jeu de rotorsd'un compresseur à vis dans le sens allant de l'extrémité à haute pression du compresseur vers l'extrémité à basse pression. L'agencement des paliers du

compresseur doit compenser cette force axiale.

A l'arrêt du compresseur, le reflux du gaz sous 10 haute pression à partir du c8té à haute pression d'un système de réfrigération, par l'intermédiaire de l'orifice ouvert de refoulement du compresseur,vers le c8té à basse pression du système, s'il peut se produire, provoque une rotation en sens inverse à grande vitesse, à l'intérieur 15 de la chambre de travail, des rotors à vis qui ne sont plus entratnés. Cette rotation en roue libre des rotors peut atteindre des vitesses supérieures à la vitesse maximale nominale de rotation du jeu de rotors et des paliers des rotors. De plus, l'afflux résultant du gaz 20 sous haute pression provenant de l'aval à travers le compresseur vers le côté à basse pression du système peut entratner un à-coup de pression dans le côté à basse pression'du système, tel qu'il risque d'apparattre momentanément, à l'extrémité d'aspiration du compresseur, 25 une pression plus élevée que celle existant à l'extrémité de refoulement du compresseur. Cette situation peut provoquer un nouvel à-coup de pression et de gaz de la partie constituant normalement le côté à basse pression du système vers celle constituant normalement le coté à haute pression du système pour tenter d'équilibrer les pressions du système, et il peut en résulter en outre l'application de forces axiales inhabituelles et anormalement élevées sur le jeu de rotors à vis et de paliers de rotors, en sens opposé à celui normalement prévu et supporté pendant le fonctionnement. Autrement dit, une force axiale est amenée à porter sur le jeu de rotors à vis et sur les paliers dans lesquels les rotors sont montés, dans le sens dirigé vers l'extrémité à haute pression de la chambre de travail du compresseur. Le fait que l'on permette l'apparition d'une telle rotation en sens inverse à grande vitesse des rotors et des pressions transitoires qui en résultent peut aboutir à plusieurs résultats fâcheux. Ces résultats comprennent, entre autres, l'apparition précitée d'une poussée axiale sur le jeu de rotors, dans un sens dans lequel elle n'est pas compensée ou supportée au degré de la poussée axiale normale s'exerçant à l'intérieur du rotor. En outre, une défaillance mécanique possible risque de se produire du fait que les rotors atteignent des vitesses dépassant les vitesses nominales de rotation. De plus, la plupart, sinon la totalité, des circuits de lubrification des paliers de compresseurs à vis sont basés sur l'établissement d'une pression en aval du compresseur pour entratner l'huile lubrifiante vers les paliers des rotors. La rotation à grande vitesse en sens inverse du jeu de rotors et le développement momentané de pressions élevée en amont de la chambre de travail, si on les laisse apparattre, peuvent théoriquement provoquer une aspiration de l'huile à partir des paliers ou, dans tous les cas, empêcher son arrivée aux paliers,

avec des résultats pouvant être catastrophiques.

Le nombre et la complexité des dispositifs brevetés de paliers de compresseurs à vis et/ou de lubrification de paliers illustrent le besoin actuel en un dispositif peu coteux, peu compliqué, permettant de protéger et de simplifier l'agencement des paliers et/ou

-.: - la lubrification des paliers dans des compresseurs à vis.

L'invention a pour objet principal d'empêcher la rotation en sens inverse, à grande vitesse, des rotors à vis dans un compresseur à vis sous l'effet du reflux du gaz, précédemment comprimé, dans et à travers la chambre

de travail du compresseur après l'arrêt de ce dernier.

L'invention a également pour objet d'empêcher le dévaloppement d'une poussée axiale sur le jeu de rotors et sur les paliers dans lesquels le jeu de rotors est monté, dans un compresseur à vis, en sens opposé au sens de la poussée axiale exercée sur le jeu de rotors lors d'un fonctionnement en charge normal du compresseur. L'invention a également pour objet de faciliter et de simplifier la conception de l'agencement des paliers dans un compres10 seur à vis en évitant la présence d'un dispositif conçu spécialement pour compenser la poussée axiale en sens opposé à celui dans lequel s'exerce la poussée axiale lors du fonctionnement normal, à l'intérieur d'un compresseur à vis. L'invention a également pour objet de prolonger la distribution de l'huile vers l'agencement des paliers dans un compresseur à vis après l'arrêt du compresseur, en particulier pendant que le jeu de rotors tourne en roue libre jusqu'à s'arrêter à la suite de l'arrêt du compresseur. L'invention a aussi pour objet de faciliter la 20 séparation de l'huile du mélange d'huile et de gaz déchargé d'un compresseur à vis à injection d'huile en communiquant un changement de direction en douceur au mélange afin de faciliter l'arrêt de l'entraînement de l'huile tout en minimisant la chute de pression dans le gaz refoulé. Enfin, l'invention a pour objet de faciliter l'arrivée de l'ensemble à valve coulissante, dans un compresseur à vis, en position de déchargement complet

à la suite de l'arrêt du compresseur.

Les objets de l'invention sont réalisés par la disposition d'un corps à profil aérodynamique en aval de et en alignement avec l'orifice de refoulement ou le passage de refoulement à l'intérieur d'un ensemble à compresseur à vis dans un circuit de réfrigération. Dans une première position ou position de retrait, le corps de 35 valve permet le refoulement ou déchargement libre du 4. - e, t

mélange gaz comprimé-huile d'un compresseur à vis à injection d'huile dans un circuit de réfrigération.

Le corps de valve est éloigné de l'orifice ou passage de refoulement sous l'effet de la force vive du mélange 0 5 refoulé du compresseur jusqu'à ce qu'il porte contre une butée. Une surface à profil aérodynamique du corps de valve fait face au mélange refoulé du compresseur et dévie ce mélange auquel elle communique ainsi une composante de vitesse radiale. Ce changement de direction, lui-même, facilite l'arrêt de l'entratnement du liquide en le séparant du mélange. De plus, cette déviation facilite la distribution du mélange d'une manière avantageuse vers un séparateur centrifuge d'huile tout en minimisant la chute de pression dans la partie du mélange

constituée de gaz réfrigérants comprimés.

Le corps de valve est monté de façon coulissante sur une tige de manière que, à la suite de l'arrêt du compresseur, le reflux initial du gaz sous haute pression,. en aval de la section comprenant le compresseur, vers le 20 côté à basse pression du système, en passant par l'orifice de refoulement du compresseur et la chambre de travail, entratne le corps de valve dans l'orifice ou passage de refoulement pour arrêter sensiblement ce reflux dès qu'il s'amorce. Les pressions régnant dans le système s'équilibrent alors à une vitesse beaucoup plus basse et: 00 l'afflux de gaz sous haute pression revenant à travers la chambre de travail du compresseur et la rotation résultante, en sens inverse et à grande vitesse, des rotors sont empêchés. Dans les systèmes o le piston de commande de la valve coulissante est soumis à la pression de refoulement et est rappelé vers la position de déchargement par cette pression, le maintien de la pression dans le côté à haute pression du système après l'arrêt du compresseur facilite et assure le mouvement de la valve coulissante vers la position de déchargement à l'intérieur :.

I - - 'I

de l'ensemble du compresseur. En outre, le maintien de la pression en aval du compresseur assure la distribution continue d'huile vers des emplacements importants à l'intérieur du compresseur pendant que les rotors tournent en roue libre jusqu'à l'arrêt. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemple nullement limitatif sur lesquels: - la figure I est une coupe longitudinale d'un 10 compresseur à vis travaillant dans des conditions de charge partielle dans un circuit de réfrigération; - la figure 2 est une coupe longitudinale partielle de l'ensemble à compresseur de la figure 1 montrant la position des éléments de cet ensemble lorsque 15 le compresseur est à la fois arrêté et sans charge; - la figure 3 est une coupe longitudinale partielle de la zone d'entrée de la section à séparateur d'huile de l'ensemble à compresseur de la figure I; - la figure 4 est une vue partielle en perspec20 tive du corps anti-rotation selon l'invention; et - la figure 5 est une coupe suivant la ligne -5 de la figure I. En référence d'abord à la figure 1, un système de réfrigération comprend un ensemble à compresseur 25 vis 12 qui est constitué d'une section 14 à compresseur et d'une section 16 à séparateur d'huile. Le système 10 de réfrigération comprend en outre, de façon typique, un condenseur 18, un détendeur 20 et un évaporateur 22. Un gaz réfrigérant comprimé, duquel de l'huile a été séparée, 30 est dirigé de la section 16 à séparateur d'huile de l'ensemble à compresseur 12 vers le condenseur 18 o il est condensé et devient un liquide à haute pression, basse température. Le fluide réfrigérant est dirigé du condenseur 18 vers le détendeur 20 o il devient un liquide à basse pression, basse température du fait du processus de détente. Le liquide réfrigérant à basse pression, basse température entre ensuite dans l'évaporateur 22 o il est vaporisé et devient un gaz à basse pression, basse température, avant d'être renvoyé à la section 14 à compresseur. La section à compresseur 14 comprend un corps 24 de rotors qui définit une zone d'aspiration 26 dans laquelle le gaz réfrigérant vaporisé, à basse pression, arrive de l'évaporateur 22. Le corps 24 de rotors définit 0 également un orifice 28 d'aspiration par lequel un tel

gaz est admis vers une chambre 30 de travail du compresseur.

Des rotors à vis 32 et 34 sont logés dans la chambre 30 de travail. Un moteur 36 entratne un arbre 38 sur lequel est monté l'un, mené, des rotors 32 et 34. La zone 26 d'aspiration de la forme préférée de réalisation comprend les zones secondaires 40 et 42 d'aspiration qui sont toutes en communication d'écoulement à l'intérieur du corps 24 des rotors. Le corps 24 présente également une ouverture 44 débouchant dans la zone secondaire 42

d'aspiration et dont la fonction sera décrite ci-après.

Le corps 24 de rotors présente en outre un orifice 46 de refoulement par lequel un gaz réfrigérant comprimé est refoulé de la chambre 30 de travail. Une valve coulissante 48 est disposée à l'intérieur du corps 25 24 de rotors et coopère avec lui pour définir une chambre de travail. La valve ou soupape coulissante 48 peut être déplacée axialement par rapport aux rotors 32 et 34 à l'intérieur du corps 24 des rotors. Dans la position illustrée sur la figure 1, la chambre 30 de travail est en communication d'écoulement avec la zone secondaire de la zone d'aspiration 26, ainsi qu'avec cette zone d'aspiration 26 par l'intermédiaire de l'orifice 28 d'aspiration. La soupape coulissante 48 peut être déplacée entre une première position dans laquelle la 35 face extrême 50 à basse pression de la soupape porte contre une butée 52 faisant partie du corps 24 des rotors à une seconde position, illustrée sur la figure 2, dans laquelle le degré auquel les rotors 32 et 34 sont exposés à la zone secondaire 40 d'aspiration est maximal. 5 Lorsque la face extrême 50 à basse pression de la soupape 48 porte contre la butée 52 du corps 24 des rotors, toute communication d'écoulement direct entre la chambre 30 de travail et la zone secondaire 40 d'aspiration est empêchée et le compresseur travaille à pleine charge. 10 Dans la position illustrée sur la figure 1, la soupape coulissante 48 est dans une position intermédiaire représentant une position dans laquelle le compresseur travaille en charge partielle. Le degré auquel les rotors 32 et 34 sont exposés à la zone secondaire 40 d'aspiration détermine 15 le volume de gaz qui est comprimé entre les rotors et,

par conséquent, la charge imposée au compresseur.

En référence à présent aux deux figures I et 2, la section 16 à séparateur d'huile comprend un élément centrifuge 54 séparateur d'huile disposé à l'intérieur d'un corps hermétique 56 de carter d'huile. Dans la forme préférée de réalisation, un corps 58 de palier définissant un passage 60 de refoulement est disposé entre l'orifice 46 de refoulement du corps 24 des rotors et l'élément séparateur 54. Ce dernier définit une entrée 62 en commu25 nication d'écoulement avec le passage 60 du corps 58 de palier et il comprend une paroi perméable 64 qui coopère avec une enveloppe cylindrique intérieure 66 et une rampe 68 pour définir un passage hélico!dal entre l'entrée 62

et une sortie 70 du corps 56 du carter.

L'enveloppe cylindrique intérieure 66 comprend une enceinte de pression 72 dans laquelle sont disposés un piston 74 et un ressort 76. Le piston 74 et l'enceinte de pression 72 coopèrent pour définir une chambre 78 de pression qui est capable d'une communication d'écoulement 35 sélective avec l'ouverture 44 du corps 24 des rotors ou

20 25 30 35

avec une zone de carter 80 du séparateur d'huile 16 par l'intermédiaire d'une ouverture 82 ménagée dans le corps hermétique 56 du carter. La chambre 78 de pression est mise en communication d'écoulement avec l'ouverture 44 et la zone secondaire 42 d'aspiration par l'ouverture d'une électrovalve 84, ou avec la zone 80 du carter par l'ouverture d'une électrovalve 86. L'enveloppe 66 comporte un chapeau d'extrémité 88 qui définit l'ouverture 90 par laquelle la face du piston 74, opposéeà la face qui définit en partie la chambre 78, est maintenue constamment en communication d'écoulement avec la partie restante de l'intérieur de l'élément séparateur d'huile 54.

Des aubes de turbulence 92 et un corps antirotation 94 sont également disposés à l'intérieur de l'élément séparateur 54. Comme décrit plus complètement ci-après, le corps 94 est monté de façon coulissante sur une tige ou galette 96 qui relie le piston 74 se trouvant à l'intérieur de la section 16 à séparateur d'huile à la soupape coulissante 48 se trouvant à l'intérieur du corps 24 des rotors. On appréciera que, lorsque le piston 74 se déplace à l'intérieur de l'enceinte 72 de pression, la soupape coulissante 48 est déplacée de façon correspondante à l'intérieur du corps 24 des rotors et, en outre, que le mouvement de la tige 96 n'affecte pas, en lui-même, le mouvement du corps 94.

En référence aux figures 3, 4 et 5, des goujons 98, qui sont fixés au corps 94 et qui peuvent coulisser dans des trous 100 du chapeau d'extrémité 88, empêchent le corps 94 de tourner autour de la biellette 96. On voie en outre qu'une surface d'appui 104 qui, comme illustré sur les figures, est une surface plate située sur le corps 58 de palier, empêche une collerette 102 du corps 94 de se déplacer vers le passage 60 de refoulement au-delà de la position illustrée sur les figures 2 et 3. De la même manière, l'arrivée en butée d'une surface arrière 106 du 1l corps 94 sur des sièges 108 des zones de turbulence 92, empêche le corps 94 de se déplacer vers l'ouverture 90 du chapeau d'extrémité 88 au-delà de la position illustrée sur la figure 1. De cette manière, on maintient un inter5 valle entre la surface arrière 106 du corps 94 et le chapeau d'extrémité 88 afin d'empêcher constamment l'obturation de l'ouverture 90 du chapeau d'extrémité 88 pour maintenir une communication d'écoulement entre un côté du piston 74 et la partie restante de l'intérieur de l'élément séparateur 10 54. La face arrière 106 du corps 94 est plate, tandis que la face 110 du corps 94, tournée vers l'intérieur du

passage 60 de refoulement, présente un profil aérodynamique.

En fonctionnement, un gaz réfrigérant est introduit par aspiration dans la chambre de travail 30 en passant 15 par l'orifice 28 d'aspiration sous l'effet de la rotation et de l'engrènement des rotors 32 et 34 dont l'un est entraîné dans un sens prédéterminé par le moteur 36. Lorsque le moteur 36 est en marche, au moins une partie du gaz réfrigérant aspiré vers l'intérieur de la chambre 30 de 20 travail en passant par l'orifice 28 d'aspiration est comprimée et refoulée par l'intermédiaire de l'orifice 38 de refoulement, quelle que soit la position de la soupape coulissante 48. Comme illustré sur la figure 1, le gaz réfrigérant comprimé est refoulé de la chambre 30 25 de travail en passant par l'orifice 36 de refoulement dans le passage 60 de refoulement du corps 58 de palier. Bien que cela ne soit pas illustré, de l'huile provenant du carter 80 est injectée dans la chambre 30 de travail pendant que le compresseur est en marche. L'huile du carter 80 est essentiellement à la pression de refoulement lorsque l'ensemble du compresseur est en fonctionnement du fait de la perméabilité de la paroi 64 de l'élément séparateur 54. L'huile provenant du carter 80 est en outre utilisée pour lubrifier les paliers et les zones des paliers dans lesquels les extrémités des arbres des rotors 32 et 34 sont montées dans l'ensemble à compresseurs. Cette huile de lubrification est ventilée vers l'intérieur de la chambre de travail du compresseur après avoir traversé les paliers et les zones des paliers. De plus, de l'huile est prélevée sélectivement dans le carter 80 par l'intermédiaire de l'électrovalve 86, lorsqu'elle est ouverte, et pénètre dans la chambre 78 de pression afin de provoquer un mouvement du piston 74 et un mouvement correspondant de la soupape coulissante 48 dans le corps 24 10 des rotors. Lorsque l'on souhaite déplacer la soupape coulissante afin de décharger le compresseur, la chambre 78 de pression est évacuée par l'intermédiaire de l'électrovalve 84 vers l'intérieur de la zone secondaire 42 d'aspiration du corps 24 des rotors. Il apparaft aisément 15 que ce qui est déchargé de l'orifice 46 de refoulement du corps 24 des rotors est un gaz réfrigérant comprimé, fortement chargé de l'huile qui arrive à l'intérieur de la chambre de travail à partir des nombreux points décrits ci-dessus. Le mélange d'huile et de gaz réfrigérant refoulé de la section 14 à compresseur entre dans la partie 16 à séparateur d'huile en passant par l'entrée 62 et porte immédiatement sur la face profilée 110 du corps anti-rotation 94. Cet impact sert initialement à éloigner 25 le corps 94 de l'orifice 46 de refoulement jusqu'à ce que la face arrière 106 porte contre les sièges 108 des aubes de turbulence 92. Pendant que le refoulement du mélange huile-gaz réfrigérant se poursuit, le corps 94 reste appliqué contre les sièges 108 et dans la position illustrée sur la figure 1 sous l'effet de la force du mélange refoulé de la chambre de travail de la section à compresseur. La zone autour de l'entrée 62 de l'élément séparateur d'huile 54 est saturée d'huile pendant que le mélange refoulé porte contre la face profilée 110 du corps 94. En conséquence, le corps 94 coulisse aisément _p sur la tige 96. Une faible fuite au-delà du corps 94, par l'intervalle entre la tige 96 et le trou défini par le corps 94 dans lequel passe la tige 96, n'est pas préjudiciable. Un ajustement relativement libre entre la tige 96 et le corps 94 est donc possible et assure le coulissement

aisé du corps 94 sur la tige 96.

Le mélange de gaz réfrigérant et d'huile arrivant dans l'entrée 62 de l'élément séparateur d'huile 54 est forcé, par une interaction avec la face profilée 110 du corps 94, à subir une transition en douceur d'un écoulement essentiellement axial vers un écoulement combiné axial et radial à l'intérieur de l'élément séparateur 54. Le mélange arrive ainsi sur les zones de turbulence 92 qui lui confèrent un mouvement de rotation ou de tourbillonnement dans un sens 15 prédéterminé, le corps 94 lui ayant déjà communiqué une composante radiale de vitesse. Ce mélange préalablement mis en tourbillonnement est ensuite introduit dans le passage hélicoTdal défini à l'intérieur de l'élément séparateur 54 par la rampe 68, la paroi perméable 64 et 20 l'enveloppe intérieure 66. Les changements de direction, progressifs et en douceur, communiqués au mélange sont intentionnels et minimisent la chute de pression du gaz réfrigérant comprimé pendant le processus de séparation d'huile. Lorsque le mélange sous haute pression se déplace 25 à travers l'élément séparateur 54, la force centrifuge développée dans le mélange par suite de son trajet d'écoulement provoque une migration radiale vers l'extérieur de la partie liquide plus lourde du mélange, à l'intérieur de l'élément séparateur, et son passage à travers la paroi 30 perméable 64. Le gaz duquel l'huile a été séparée continue de se déplacer à travers l'élément séparateur et sort de

l'enceinte hermétique 56 en passant par la sortie 70.

L'huile séparée est déposée dans le carter 80 de l'enceinte

hermétique 56.

A la suite de l'arrêt du compresseur, c'est-à-dire 1 4 lorsque l'alimentation du moteur 36 est coupée et que les rotors ne sont plus entrafnés, le gaz sous haute pression se trouvant à l'intérieur et en aval de l'élément séparateur 54 tend à refluer par l'entrée 62, le passage de refoulement 60 et l'orifice de refoulement 46 du corps 24

des rotors vers l'intérieur de la chambre de travail 30.

Ce reflux du gaz, s'il n'est pas empêché, provoque un entrafnement des rotors en sens opposé à celui dans lequel ils sont entratnés par le moteur 36 -et à des vitesses pouvant atteindre des valeurs élevées inacceptables. Les rotors peuvent tourner en roue libre dans un sens quelconque lorsqu'ils ne sont plus entratnés par le moteur 36. Le reflux initial de ce gaz sortant de l'élément séparateur d'huile 54 déplace cependant le corps 94 le long de la tige 96 vers la section à compresseur jusqu'a ce que la collerette 102 du corps 94 porte contre le siège 104, obturant efficacement l'entrée 62 et empêchant la poursuite du reflux. On appréciera que le temps demandé pour que les cotés à haute pression et à basse pression du système de réfrigération 20 s'équilibrent est ainsi prolongé, tandis que la rotation

des rotors en sens inverse, à grande vitesse, est empêchée.

Le maintien prolongé de la pression en aval de l'entrée 62 de l'ilément séparateur d'huile 54 assure en outre que la distribution de l'huile vers les paliers précités des arbres des rotoïs et la chambre de travail du compresseur se poursuit immédiatement après l'arrêt du compresseur, car c'est la pression élevée, développée et maintenue dans la section 16 à séparateur d'huile qui, en fonctionnement,

entratne l'huile du carter 80 vers ses points d'utilisation 30 à l'intérieur de l'ensemble à compresseur.

Le maintien de la pression dans la section 16 à séparateur d'huile, lors de l'arrêt, aide également le ressort 76 à rappeler la soupape coulissante 48 vers la position de déchargement à l'intérieur du corps 24 des 35 rotors et comme illustré sur la figure 2. A la suite de l'arrêt du compresseur, l'électrovalve 84 s'ouvre

automatiquement afin d'évacuer la chambre de pression 78.

La pression régnant à l'intérieur du séparateur d'huile 16 porte sur lamême face du piston 74 que le ressort 76. 5 Lorsque le corps 94 bouche l'entrée 62 afin d'empêcher l'afflux du gaz revenant par l'entrée 62 vers le côté à basse pression du système 10, la pression retenue à l'intérieur de l'élément séparateur d'huile 54 agit sur le piston 74 conjointement avec le ressort 76, ce qui a pour résultat un déplacement de la soupape coulissante 48 vers la position de déchargement dans le corps 24 des rotors. Une fois que le corps 94 bouche l'entrée 62, la soupape 48 n'est elle-même plus siuse à l'action de la pression de refoulement régnant dans l'orifice de refou15 lement et le mouvement de la soupape vers la position de

déchargement montrée sur la figure 2 est assure.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

I. Dispositif pour empêcher la rotation inverse des rotors à vis d'un compresseur à vis (12) lors de l'arrêt de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (94) placé en aval de l'orifice (46) de refoulement du compresseur et mobile par rapport à cet orifice entre une première position dans laquelle le gaz comprimé peut s'écouler librement de l'orifice de refoulement, tandis que le compresseur est en marche, et une seconde position 10 dans laquelle le reflux du gaz par ledit orifice de refoulement, à partir de l'aval du compresseur, est empêché, le dispositif comportant également des moyens (96) de montage du corps afin qu'il puisse se déplacer entre les

première et seconde positions.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps présente une surface profilée (110) et est monté sur les moyens de montage afin que la

surface profilée soit tournée vers l'intérieur de l'écoulement de gaz refoulé dudit compresseur, la surface 20 profilée déviant le gaz refoulé qui porte sur elle.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps est monté de façon à pouvoir coulisser sur lesdits moyens de montage et peut être placé dans ladite première position sous l'effet de la force vive du gaz refoulé dudit compresseur lorsque ce dernier est en marche, et peut être placé dans la seconde position sous l'effet de la force vive de l'écoulement du gaz refoulé qui reflue vers l'orifice de refoulement du

compresseur lors de l'arrêt de ce dernier.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de mQntage comprennent une tige (96) et en ce que la surface profilée du corps est symétrique autour d'un axe, le corps présentant un alésage

qui coïncide avec l'axe de symétrie de la surface profilée 35 et dans lequel passe ladite tige.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (98) destinés à empêcher le corps de tourner sur la tige.
6. Dispositif selon la revendication 5, carac5 térisé en ce que le corps présente une surface d'appui (104) située du même côté du corps que ladite face profilée.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesmoyensempêchant la rotation comprennent 10 au moins une goupille (98) fixée au corps et mobile avec

ce dernier lorsqu'il coulisse sur ladite tige.
8. Ensemble à compresseur à vis disposé dans un système de réfrigération, caractérisé en ce qu'il comporte une section (14) à compresseur à injection d'huile, comprenant un corps (24) de rotors à vis définissant une chambre (30) de travail et un orifice (46) de refoulement en communication d'écoulement avec la chambre de travail, ladite section à compresseur comprenant en outre deux rotors à vis complémentaires (32, 34) montés 20 de façon à pouvoir tourner dans la chambre de travail, l'orifice de refoulement du compresseur recevant un mélange d'huile et de gaz comprimé par la rotation des rotors dans un sens prédéterminé à l'intérieur de la chambre de travail lorsque la section à compresseur est en marche, l'ensemble 25 comprenant également une section (16) à séparateur d'huile en communication d'écoulement avec l'orifice de refoulement de 'a section à compresseur; et des moyens selon la revendication 1 disposés en aval de l'orifice de refoulement de la section à compresseur pour empêcher les rotors de tourner en 30 sens opposé audit sens prédéterminé sous l'effet du reflux du gaz, précédemment comprimé, de l'aval dudit orifice de refoulement vers et à travers ladite chambre de travail à

la suite de l'arrêt du compresseur.
9. Ensemble à compresseur selon la revendication 35 8, caractérisé en ce que les moyens destinés à empêcher les rotors de tourner à la suite de l'arrêt du compresseur comprennent un corps (94) pouvant être disposé dans l'ensemble à compresseur dans une première position dans laquelle l'écoulement du mélange de gaz et d'huile sortant de l'orifice de refoulement est libre lorsque le compresseur est en marche, et dans une seconde position dans laquelle le reflux du gaz précédemment comprimé et refoulé dudit compresseur, vers l'intérieur de la chambre de travail du

compresseur, est empêché.
10. Ensemble à compresseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les rotors sont entra1nés dans ledit sens prédéterminé par un moteur (36) lorsque ce dernier est alimenté, les rotors pouvant tourner librement en sens opposé audit sens prédéterminé lorsque 15 l'alimentation du moteur est coupée, le corps pouvant être placé dans la première position sous l'effet de la force vive du mélange gaz-huile refoulé du compresseur lorsque le moteur est alimenté, et pouvant être placé dans la seconde position sous l'effet de la force vive du reflux initial du gaz à partir de l'aval de l'orifice de refoulement, lequel reflux provoque un écoulement

revenant vers l'orifice de refoulement lorsque l'alimentation du moteur est coupée.
11. Ensemble à compresseur selon la revendi25 cation 10, caractérisé en ce que le corps présente une surface profilée symétrique (110) tournée vers l'intérieur du mélange gaz-huile produit par le compresseur et refoulé en passant par ledit orifice de refoulement lorsque le

moteur est alimenté.
12. Ensemble à compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la section à séparateur d'huile comprend un élément centrifuge (54) séparateur d'huile avec lequel la surface profilée du corps coopère afin que l'impact du mélange gaz-huile refoulé dudit compresseur, sur ladite surface profilée du corps, dirige ledit mélange vers l'intérieur de l'élément séparateur d'une manière facilitant la séparation de l'huile dudit

mélange dans ledit élément séparateur.
13. Ensemble à compresseur selon la revendication 12, caractérisé en ce que corps définit un alésage centré sur l'axe de symétrie de la surface profilée, le corps pouvant coulisser entre les première et seconde positions

sur une tige (96) passant dans cet alésage.
14. Ensemble à compresseur selon la revendi10 cation 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (98) destinés à empêcher le corps de tourner

autour de la tige.
15. Ensemble à compresseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément centrifuge 15 séparateur d'huile définit une entrée (62) et comporte plusieurs aubes de turbulence (92) juxtaposées à ladite entrée, et en ce que le corps, dans ladite première position, se loge dans ledit élément séparateur afin qu'une composante radiale de vitesse soit communiquée 20 par le corps au mélange refoulé de ladite section à

compresseur avant son arrivée sur les aubes de turbulence.
16. Ensemble à compresseur selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une soupape coulissante (48) disposée de façon à pouvoir 25 se déplacer dans la section à compresseur, et un piston (74) de commande de la soupape coulissante, disposé de façon à pouvoir se déplacer dans la section à séparateur d'huile, la soupape et le piston étant reliés par ladite tige sur laquelle le corps est disposé afin qu'un mouve30 ment du piston dans la section à séparateur d'huile provoque un mouvement correspondant de la soupape coulissante dans ladite section à séparateur d'huile, le mouvement du corps sur la tige étant indépendant du mouvement

de la tige qui se produit en réponse à un mouvement du 35 piston de commande.
17, Ensemble à compresseur selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'une face du piston de commande est en communication d'écoulement avec l'intérieur de l'élément séparateur, que le corps soit dans sa première 5 ou dans sa seconde position, de manière que, à la suite de l'arrêt du compresseur, la pression régnant à l'intérieur de la section à séparateur d'huile et sur le piston soit maintenue, tandis que les pressions du système s'équilibrent

autrement que par l'intermédiaire de l'orifice de refouleJ0 ment du compresseur.
18. Ensemble à compresseur selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens empêchant la rotation du corps comprennentau moins une goupille (98) fixée au corps et mobile avec ce dernier pendant qu'il coulisse 15 sur ladite tige, la goupille étant maintenue de façon que

son mouvement soit uniquement parallèle à ladite tige.