FR2736399A1 - Compresseur a volutes, muni d'un clapet de retenue d'aspiration - Google Patents
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Abstract
Compresseur à volutes caractérisé par un clapet de retenue (116) pour empêcher un écoulement inverse du réfrigérant à partir de la chambre d'aspiration pour revenir en arrière dans l'orifice d'aspiration, ce qui évite ainsi un mouvement orbital inverse de l'élément de volute orbitale, le clapet de retenue étant monté en pivotement sur l'élément de volute fixe et se trouvant disposé dans la chambre d'aspiration, ce clapet de retenue pivotant autour d'un point de pivot pour venir recouvrir complètement et de manière étanche l'orifice d'aspiration, afin d'empêcher complètement l'écoulement inverse du réfrigérant au moment d'une coupure du compresseur.
Description
La présente invention concerne un compresseur à vo-
lutes comprenant un élément de volute orbitale et un élément de
volute fixe comportant chacun une plaque d'extrémité et un en-
roulement de spirale, les enroulements de spirales étant emboî-
tés en prise pour définir entre eux des chambres de
compression; un orifice d'aspiration et un orifice de dé-
charge, l'orifice d'aspiration traversant l'élément de volute fixe; et une chambre d'aspiration formée entre les éléments de volutes, cette chambre d'aspiration étant en communication avec
l'orifice d'aspiration et cet orifice d'aspiration comportant une ouverture au voisinage de la chambre d'aspiration.
L'invention concerne d'une façon générale les com- presseurs à volutes hermétiques et, plus particulièrement, des clapets de retenue destinés à empêcher l'écoulement inverse du15 réfrigérant à travers le compresseur à volutes, cet écoulement inverse pouvant se produire lorsqu'on stoppe le fonctionnement du compresseur. Lorsque le fonctionnement du compresseur est
stoppé et lorsque l'élément de volute orbitale n'est plus en-
traîné de manière à effectuer son mouvement orbital autour de
l'élément de volute fixe, il se produit une différence de pres-
sion inverse conduisant à un écoulement de réfrigérant inverse qui pousse l'élément de volute orbitale pour l'entraîner en
sens inverse. Cela produit un bruit indésirable.
Le brevet U.S. N 5 088 905 (Beagle) décrit un cla-
pet de retenue pour compresseur à volutes, qui comprend un élé-
ment de soupape et un élément de support placé directement au voisinage de l'orifice de décharge de la volute pour empêcher le fonctionnement inverse de la volute au moment d'une coupure
du compresseur. Un problème associé à cette forme de réalisa-
tion est que, lorsque le clapet de retenue est placé à l'exté-
rieur du mécanisme de volutes, on entend un bruit indésirable à l'extérieur du compresseur. De plus, lorsque la soupape est
placée dans la chambre de décharge, le temps de réponse est dé-
favorablement affecté du fait du grand volume de gaz de dé-
charge associé à la chambre de décharge.
Le brevet U.S. N 4 560 330 (Muriyama et Cie) dé-
crit un compresseur à volutes comportant un clapet de retenue
de fluide poussé par un ressort, disposé dans un passage d'as-
#
piration de réfrigérant, et qui vient dans une position d'ou-
verture pendant le fonctionnement du compresseur de manière à
permettre au réfrigérant de communiquer, par un tuyau d'admis-
sion, avec la chambre d'aspiration définie par les éléments de volutes. Pendant une coupure du compresseur, le clapet de rete- nue de fluide passe dans une position de fermeture de manière à empêcher l'écoulement inverse du réfrigérant à partir de la chambre d'aspiration pour revenir en arrière dans le tuyau d'admission, ce qui évite ainsi une rotation en sens inverse de
l'élément de volute. Un problème associé à la forme de réalisa-
tion de Muriyama est que, pendant le démarrage du compresseur et pendant son fonctionnement, il faut dépenser de l'énergie pour agir contre la poussée du ressort pour ouvrir le clapet de
retenue et le maintenir ouvert. De plus, cette forme de réali-
sation est sensible à un coincement de la soupape de piston par
de la saleté.
Des problèmes associés aux ensembles de clapets de
retenue antérieurs comprennent un coût plus élevé lié à des en-
sembles complexes poussés par ressort et à pièces multiples, du
bruit généré par les clapets dans la chambre de décharge lors-
qu'ils se rabattent en place, un temps de réaction lent, et des rendements inférieurs, pour ne citer que quelques uns de ces problèmes. Le clapet de retenue d'aspiration pour compresseur
à volutes de la présente invention consiste d'une façon géné-
rale en un clapet léger de matière plastique ou de métal qui se place au voisinage de l'orifice d'aspiration dans le mécanisme de volutes du compresseur à volutes. Pendant le fonctionnement normal du compresseur à volutes, du réfrigérant à la pression
de décharge est déchargé par l'orifice de décharge, et du ré-
frigérant à la pression d'aspiration est aspiré dans le méca-
nisme de volutes par l'orifice d'aspiration. Le réfrigérant qui arrive agit sur le clapet en le faisant passer en position d'ouverture.
Au moment d'une coupure du compresseur, la diffé-
rence de pression entre l'orifice de décharge et l'orifice
d'aspiration pousse le mécanisme de volutes pour lui faire ef-
fectuer un mouvement orbital en sens inverse lorsque le réfri-
gérant tente de passer de l'orifice de décharge et des chambres de compression vers l'orifice d'aspiration. A moins qu'on l'en empêche, le mécanisme de volutes effectue un mouvement orbital
dans ce sens inverse en produisant un bruit d'enroulement indé-
sirable. La présente invention a pour but d'empêcher cela de la manière la plus effective et la plus efficace. Lorsque le ré- frigérant passe de l'orifice de décharge à la chambre d'aspira- tion, et à travers l'orifice d'aspiration, ce réfrigérant agit sur le clapet pour le faire passer dans une position de ferme-10 ture en bloquant ainsi l'écoulement inverse du réfrigérant à travers l'orifice d'aspiration, et en empêchant le mouvement orbital inverse du mécanisme de volutes. Le réfrigérant à la
pression de décharge et le réfrigérant contenu dans les cham-
bres de compression des volutes agit sur le mécanisme de volu-
tes en amenant l'élément de volute orbitale à se séparer radialement de l'élément de volute fixe. Lorsque les éléments de volutes ne sont plus scellés l'un à l'autre, le réfrigérant peut fuir à travers les spirales des éléments de volutes, et la pression à l'intérieur du mécanisme de volutes atteint son
équilibre.
En plaçant le clapet dans la chambre d'aspiration, là o le volume est faible comparativement au volume de la chambre de décharge, on optimise la sensibilité du clapet à un
changement d'écoulement du réfrigérant. Il en résulte une ré-
ponse améliorée du clapet pendant une coupure du compresseur.
De plus, la forme et la construction du clapet améliorent sa
sensibilité. Le clapet présente une grande surface courbe géné-
ralement rectangulaire par laquelle il vient en contact avec le
débit de réfrigérant. Le clapet présente une section transver-
sale mince et ce clapet est léger par rapport à sa grande sur-
face. Cette configuration permet au clapet de répondre
rapidement à un changement du sens d'écoulement du réfrigérant.
Dans une forme de réalisation, le clapet est monté
en pivotement sur l'élément de volute fixe par une tige de pi-
vot qui est emboîtée à la presse dans un trou de réception pré-
vu dans l'élément de volute fixe. Dans un ensemble de mécanisme
de volutes, l'enroulement en spirale de l'élément de volute or-
bitale est emboîté dans l'enroulement en spirale de l'élément de volute fixe. Le clapet de la présente invention est monté
sur l'élément de volute fixe directement au voisinage d'un ori-
fice d'entrée d'aspiration de réfrigérant. Le clapet est dispo-
sé dans une chambre d'aspiration qui est définie par les éléments de volutes emboîtés. Un avantage associé à la présente invention est qu'en disposant le clapet dans la chambre d'aspiration formée dans la cavité de volutes, on réduit le bruit produit pendant
le fonctionnement du clapet.
Un autre avantage associé à la présente invention est que, du fait du volume relativement petit associé à la
chambre d'aspiration des volutes, on obtient un temps de réac-
tion plus rapide du clapet.
Un autre avantage encore de la présente invention vient de sa structure peu compliquée qui ne nécessite qu'un
clapet, une tige de pivot et des modifications d'usinage sim-
ples de la volute fixe.
Dans une forme de réalisation, l'invention fournit un compresseur à volutes comportant un élément de volute orbi-
tale et un élément de volute fixe munis chacun d'une plaque
d'extrémité et d'un enroulement en spirale faisant saillie per-
pendiculairement sur la plaque d'extrémité. Les éléments de vo-
lutes sont assemblés de façon que les enroulements viennent en
face l'un de l'autre et soient mutuellement en prise pour défi-
nir entre eux des chambres de compression qui sont formées pen-
dant le fonctionnement du compresseur. Le compresseur à volutes comprend un appareil destiné à produire le mouvement orbital de l'élément de volute orbitale par rapport à l'élément de volute
fixe. Pendant le mouvement orbital de l'élément de volute orbi-
tale, les éléments de volutes aspirent du réfrigérant dans une
chambre de compression, par un orifice d'aspiration, et déchar-
gent le réfrigérant d'une chambre de compression en le faisant sortir par un orifice de décharge. Le mouvement orbital produit
une diminution progressive des volumes des chambres de compres-
sion lorsque ces chambres progressent le long des éléments de volutes vers l'orifice de décharge.
Un orifice d'aspiration de réfrigérant est formé dans l'élément de volute fixe et une chambre d'aspiration est formée entre les éléments de volutes de façon que cette chambre
d'aspiration soit en communication avec l'orifice d'aspiration.
Un clapet de retenue est utilisé pour empêcher un écoulement inverse du réfrigérant à partir de la chambre d'aspiration pour revenir en arrière dans l'orifice d'aspiration au moment d'une coupure du compresseur. Le clapet de retenue empêche ainsi un mouvement orbital inverse de l'élément de volute orbitale. Le
clapet de retenue est monté en pivotement sur l'élément de vo-
lute fixe et se trouve disposé dans la chambre d'aspiration. Le
clapet de retenue pivote pour venir dans une position d'ouver-
ture permettant la communication du réfrigérant arrivant par l'orifice d'aspiration, pour qu'il pénètre dans la chambre
d'aspiration pendant le fonctionnement du compresseur. Le cla-
pet de retenue pivote autour d'un point de pivot pour venir dans une position de fermeture de manière à recouvrir complète- ment l'orifice d'aspiration lorsque le réfrigérant commence à s'écouler à partir de la chambre d'aspiration pour revenir en arrière dans l'orifice d'aspiration pendant une coupure du com- presseur.20 Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - le clapet de retenue pivote entre une position
d'ouverture et une position de fermeture, et l'angle formé en-
tre ces positions d'ouverture et de fermeture est compris entre environ 35 degrés et 55 degrés; - le clapet de retenue s'ouvre en pivotant dans la direction dans laquelle l'élément de volute orbitale effectue son mouvement orbital; - l'orifice d'aspiration est formé dans une paroi latérale de l'élément de volute fixe;
- le clapet de retenue comprend un clapet, une bu-
tée de limitation de position et une tige de pivot, le clapet
pivotant autour de la tige de pivot entre une position d'ouver-
ture et une position de fermeture, en étant formé de façon que, dans la position de fermeture, le clapet recouvre complètement et de manière étanche l'orifice d'aspiration, et que, dans la
position d'ouverture, le clapet de retenue permette la communi-
cation du réfrigérant pour passer de l'orifice d'aspiration dans la chambre d'aspiration, la tige de pivot étant supportée par l'élément de volute fixe; - la tige de pivot comprend un arbre et une tête,
le clapet comportant un collier s'étendant axialement pour re-
cevoir l'arbre, ce collier ayant un diamètre légèrement supé- rieur au diamètre de l'arbre pour permettre ainsi au clapet de pivoter librement autour de l'arbre, l'élément de volute fixe comportant un alésage pour recevoir l'arbre, la tige de pivot étant emboîtée à la presse dans le trou pour former le point de
pivot, la volute fixe fournissant ainsi un support de pivote- ment pour le clapet de retenue, la tête de la tige étant posi-
tionnée à l'extrémité opposée de l'arbre par rapport au trou, cette tête limitant le mouvement axial du clapet pour empêcher ainsi le clapet de glisser hors de l'arbre;15 - l'orifice d'aspiration est formé à travers une paroi extérieure verticale de l'élément de volute fixe, la pa-
roi comportant une surface intérieure courbe, l'orifice d'aspi- ration comportant une ouverture formée sur l'intérieur de la surface courbe, le clapet étant courbé de façon que, lorsque le20 fonctionnement du compresseur est coupé, le clapet pivote pour
venir dans la position de fermeture et s'engage contre la sur-
face courbe, l'orifice d'aspiration étant ainsi complètement
recouvert et fermé de manière étanche pour empêcher l'écoule-
ment inverse du réfrigérant et le mouvement orbital inverse du compresseur à volutes; - le clapet de retenue comprend un clapet courbe rectangulaire comportant une face avant, une face arrière, un bord supérieur et un bord inférieur, chacune des faces avant et arrière présentant une surface d'au moins trois fois la surface de l'un ou l'autre du bord supérieur et du bord inférieur, le réfrigérant agissant sur les faces avant et arrière du clapet de retenue pour produire ainsi le pivotement de ce clapet de retenue; - le clapet de retenue est réalisé dans l'un d'un
groupe comprenant l'aluminium, la matière plastique et l'acier.
La présente invention sera décrite ci-après de ma-
nière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représen-
tés sur les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale du compresseur à volutes de la présente invention; - la figure 2 est une vue de dessous de l'élément
de volute fixe du compresseur à volutes de la figure 1, repré-
sentant le clapet de retenue d'orifice d'aspiration de la pré-
sente invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de l'élément de volute fixe de la figure 2, représentant en coupe transversale le clapet de retenue d'orifice d'aspiration; - la figure 4 est une vue en perspective du clapet d'orifice d'aspiration de la figure 2;
- la figure 4a est une vue en perspective d'une va-
riante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration de la figure 4; la figure 5a est une vue de dessous partielle de la volute fixe de la figure 2, représentant le clapet d'orifice d'aspiration dans une variante de réalisation; - la figure 5b est une vue en coupe transversale partielle de l'élément de volute fixe, représentant la variante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration de la figure 5a;
- la figure 5c est une vue en perspective de la va-
riante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration de la figure 5a; la figure 6a est une vue de dessous partielle de l'élément de volute fixe, représentant le clapet d'orifice d'aspiration dans une seconde variante de réalisation;
- la figure 6b est une vue en coupe transversale partielle de l'élément de volute fixe de la figure 6a, repré-
sentant la seconde variante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration; et35 - la figure 6c est une vue en perspective de la se-
conde variante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration
de la figure 6a.
Les parties correspondantes sont indiquées par les mêmes références dans toutes les différentes vues. Les exemples représentés ici illustrent un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et ces exemples ne doivent pas être considérés comme limitant d'une manière quelconque la portée de l'inven- tion. Dans un exemple de réalisation de l'invention tel que celui représenté dans les dessins, un compresseur à volutes
est représenté sous une forme de réalisation qui n'est four-
nie qu'à titre d'exemple ne devant pas limiter l'invention. Les lettres de brevet U.S. 5 306 126 déposées par le mandataire de la présente invention et incorporées ici à titre de référence,
donnent une description détaillée du fonctionnement du compres-
seur à volutes qui est compatible avec la présente invention.
En se référant maintenant à la figure 1, celle-ci représente un compresseur à volutes 20 comportant un carter 22 constitué d'une partie supérieure 24, d'une partie centrale 26 et d'une partie inférieure 28. Dans une variante de forme, la
partie centrale 26 et la partie inférieure 28 peuvent être com-
binées pour former un élément de carter inférieur d'une seule
pièce. Les parties de carter 24, 26 et 28 sont scellées hermé-
tiquement et fixées ensemble par des processus tels qu'une sou-
dure ou une brasure. Une collerette de monture 30 est fixée à la partie de carter inférieure 28 pour monter le compresseur 20 dans une position debout verticalement. A l'intérieur du carter 22 se trouvent un moteur électrique 32, un vilebrequin 34 et un mécanisme de volutes 38. Le moteur 32 comprend un stator 40 et
un rotor 42 percé d'une ouverture 44 dans laquelle vient se lo-
ger le vilebrequin 34. L'huile reçue dans un carter d'huile 46
est collectée dans une coupelle à huile 48 par un tube collec-
teur d'huile centrifuge 50. L'huile est ensuite mise en commu-
nication par des passages 52 et 54 permettant de la distribuer
pour qu'elle remplisse la chambre 55 et le puits 57.
Le mécanisme de compresseur à volutes 38 comprend d'une façon générale un élément de volute fixe 56, un élément
de volute orbitale 58 et un élément de châssis de support prin-
cipal 60. L'élément de volute fixe 56 est fixé à l'élément de châssis de support principal 60 par une pluralité de boulons de montage 62. L'élément de volute fixe 56 comprend d'une façon générale une plaque de face plate 64, une surface de face 66,
une paroi latérale 67 et un enroulement de spirale fixe 68 fai-
sant saillie axialement vers le bas sur la surface 66. Lorsque le compresseur 20 est dans un mode de coupure d'alimentation,
la surface arrière 72 de la plaque de volute orbitale 70 s'en-
gage contre l'élément de châssis de support principal 60 par une surface de palier de butée 78. L'élément de volute orbitale 58 comprend d'une façon générale une plaque de face plate 70, une surface arrière 72, une surface de face supérieure 74 et un enroulement de spirale orbitale 76 faisant saillie axialement
vers le haut sur la surface supérieure 74.
Le mécanisme de volutes 38 est assemblé de façon que l'élément de volute fixe 56 et l'élément de volute orbitale 58 soient emboîtés en prise pour que l'enroulement fixe 68 et
l'enroulement orbital 76 s'emboîtent l'un dans l'autre en fonc-
tionnement. Pour assurer un fonctionnement convenable du com-
presseur, les surfaces de face 66 et 74 ainsi que les enroulements 68 et 76 sont fabriqués de façon que lorsque l'élément de volute fixe 56 et l'élément de volute orbitale 58
sont poussés de force axialement l'un vers l'autre, les extré-
mités des enroulements 68 et 76 s'engagent de manière étanche
contre les surfaces de face opposées respectives 66 et 74. Pen-
dant le fonctionnement du compresseur, la surface arrière 72 de l'élément de volute orbitale 58 se trouve espacée axialement de
la surface de butée 78 suivant des tolérances d'usinage stric-
tes et suivant l'amplitude du mouvement axial permis de l'élé-
ment de volute orbitale 58 vers l'élément de volute fixe 56. Un mécanisme de manivelle excentrique 80, monté sur le sommet du vilebrequin 34, consiste en un galet cylindrique 82 muni d'un alésage axial décalé 84. Lorsque le vilebrequin 34 est entraîné
en rotation par le moteur 32, le galet cylindrique 82 et un an-
neau de Holdam produisent le mouvement orbital de l'élément de
volute orbitale 58 par rapport à l'élément de volute fixe 56.
De cette manière, le mécanisme de manivelle excentrique 80
fonctionne comme un mécanisme conventionnel de conformation ra-
diale à liaison basculante, pour produire l'engagement d'étan-
chéité entre l'enroulement fixe 68 et l'enroulement orbital 76. Lorsque le compresseur 20 est en fonctionnement, du fluide réfrigérant à la pression d'aspiration est introduit par le tube d'aspiration 86 qui est reçu de manière étanche dans un contre-trou 88 de l'élément de volute fixe 56. L'étanchéité du tube d'aspiration 86 par rapport au contre-trou 88 est assistée par l'utilisation d'un joint torique 90. Le tube d'aspiration
86 est fixé au compresseur 20 par un adaptateur de tube d'aspi-
ration 92 qui est brasé ou soudé au tube d'aspiration 86 et à l'ouverture 94 du carter 22. Le tube d'aspiration 86 fournit un passage de réfrigérant à la pression d'aspiration 96 par lequel le fluide réfrigérant est mis en communication pour passer d'un système de réfrigérant à une chambre de pression d'aspiration 98 qui est définie par l'élément de volute fixe 56 et l'élément
de châssis 60. Comme représenté à la figure 2, l'orifice d'as-
piration 100 de l'élément de volute fixe 56 reçoit le tube
d'aspiration 86 et le joint torique annulaire 90 venant se lo-
ger dans la rainure 102, pour assurer l'étanchéité convenable
du tube d'aspiration 86 par rapport à la volute fixe 56.
Le réfrigérant à la pression d'aspiration passe le long du passage d'aspiration 96, sort par l'ouverture 104 de l'orifice d'aspiration et pénètre dans la chambre d'aspiration 98 pour être comprimé par le mécanisme de volutes 38. Lorsque l'élément de volute orbitale 58 est entraîné dans un mouvement orbital par rapport à l'élément de volute fixe 56, le fluide
réfrigérant se trouvant à l'intérieur de la chambre d'aspira-
tion 98 est capturé et forme des poches closes de réfrigérant
comprimé, comme défini par l'enroulement fixe 68 et l'enroule-
ment orbital 76. Lorsque l'élément de volute orbitale 58 pour-
suit son mouvement orbital, cela fait progresser les poches de
réfrigérant radialement vers l'intérieur en direction de l'ori-
fice de décharge 106. Lorsqu'on fait ainsi progresser les po-
ches de réfrigérant le long des enroulements de volutes 68 et 76 vers l'orifice de décharge 106, les volumes de ces poches de réfrigérant sont progressivement diminués, ce qui produit une
augmentation de la pression du réfrigérant. Le fluide réfrigé-
rant à la pression de décharge est déchargé vers le haut par l'orifice de décharge 106, et se trouve mis en communication
par la plaque de face 64 de l'élément de volute fixe 56. Le ré-
frigérant est expulsé dans une chambre de tranquillisation de décharge 108 définie par la partie de carter supérieure 24 et la surface supérieure 110 de l'élément de volute fixe 56. Le réfrigérant comprimé est introduit dans la chambre de carter 112 de laquelle il sort par le tube de décharge 114 pour passer dans un système de réfrigération dans lequel le compresseur 20
est incorporé.
Le mécanisme de volutes 38 est muni d'un ensemble
de clapet de retenue 116 destiné à empêcher l'écoulement in-
verse du réfrigérant au moment d'une coupure du compresseur, pour éviter ainsi le mouvement orbital inverse du mécanisme de volutes 38. L'ensemble de clapet de retenue 116 comprend un clapet courbe rectangulaire 132 comportant une face avant 118,
une face arrière 119, un bord supérieur 121 et un bord infé-
rieur 123. Dans une forme de réalisation, les faces avant et arrière 118 et 119 ont une surface d'au moins trois fois la
surface de l'un ou l'autre du bord supérieur 121 et du bord in-
férieur 123. Le réfrigérant agit sur les faces avant et arrière
118 et 119 pour faire ainsi pivoter le clapet 132.
Pendant le fonctionnement normal du compresseur, il apparaît dans la chambre d'aspiration 98 une différence de pression négative produite par la différence entre la pression associée au réfrigérant se trouvant à la pression d'aspiration
à l'orifice d'aspiration 100, et la pression associée au réfri-
gérant se trouvant à la pression de décharge plus élevée à l'orifice de décharge 106. Cette condition de pression négative conduit à l'entrée d'un courant de réfrigérant à la pression d'aspiration arrivant du tube 96 par l'orifice d'aspiration 100 et pénétrant dans la chambre d'aspiration 98. Le réfrigérant qui arrive agit sur la face avant 118 de l'ensemble de clapet
de retenue 116 et le pousse en position d'ouverture pour per-
mettre ainsi la communication du réfrigérant avec le mécanisme de volutes 38. Lorsque l'ensemble de clapet de retenue 116 se trouve dans la position d'ouverture, une butée de limitation de
position 120 s'engage contre la paroi intérieure 122 de l'élé-
ment de volute fixe 56, en limitant ainsi la plage de mouvement de l'ensemble de clapet de retenue 116. Le clapet de retenue 116 est maintenu dans cette position d'ouverture stable pendant
le fonctionnement normal du compresseur.
Au moment d'une coupure du compresseur, l'élément de volute orbitale 58 n'est plus entraîné dans son mouvement orbital normal par le moteur 32 et le vilebrequin 34, de sorte que cet élément de volute orbitale est libre de se déplacer en réponse aux conditions ambiantes, comprenant la différence de
pression entre l'orifice de décharge 106 et l'orifice d'aspira-
tion 100. Si elle n'est pas empêchée, cette différence de pres-
sion agit sur l'élément de volute orbitale 58 pour lui faire effectuer un mouvement orbital en sens inverse par rapport à
l'élément de volute fixe 56. Ce mouvement orbital inverse con-
duit à un écoulement du réfrigérant en sens inverse à partir de
l'orifice de décharge 106 pour sortir par l'orifice d'aspira-
tion 100.
Ce problème de rotation inverse de la volute orbi-
tale pendant une coupure du compresseur, a depuis longtemps été
associé aux compresseurs à volutes. L'ensemble de clapet de re-
tenue 116 est destiné à éviter ce problème. Pendant une coupure du compresseur, il apparaît dans la chambre d'aspiration 98 une condition de pression positive entraînant le réfrigérant vers et hors de l'orifice d'aspiration 100. Le réfrigérant agit sur
la grande surface de la face arrière 119 du clapet 132 en fai-
sant pivoter celui-ci autour de la tige de pivot 124, et s'en-
gage contre la paroi intérieure 122 de façon que la face avant
118 recouvre et ferme de manière complètement étanche l'ouver-
ture 104 de l'orifice d'aspiration. De cette manière, on empê-
che le réfrigérant de s'écouler en sens inverse à partir de la chambre d'aspiration 98 pour passer à l'intérieur et à travers
le passage d'aspiration 96. Cependant, comme l'orifice d'aspi-
ration 100 est efficacement fermé de manière étanche par rap-
port à la chambre d'aspiration 98, la différence de pression
est efficacement supprimée en empêchant ainsi le mouvement or-
bital inverse de l'élément de volute orbitale 58. Le réfrigé-
rant à la pression de décharge et le réfrigérant contenu dans les chambres de compression des volutes, agissent sur le méca-
nisme de volutes 38 en amenant l'élément de volute orbitale 58
à se séparer radialement de l'élément de volute fixe 56. Lors-
que les éléments de volutes 56 et 58 ne sont plus scellés l'un à l'autre, le réfrigérant contenu dans ceux-ci peut s'échapper à travers les enroulements 68 et 76 des éléments de volutes, de sorte que la pression à l'intérieur du mécanisme de volutes 38
atteint son équilibre.
* En se référant maintenant aux figures 3 et 4, l'ar-
bre 128 de la tige de pivot 130 est emboîté à la presse dans le
contre-trou 126 qui est percé dans l'élément de volute fixe 56.
Un collier axial 130 du clapet 132 entoure l'arbre 128 de la tige de pivot 124 et se trouve supporté en pivotement par cet arbre 128. Le diamètre de l'arbre 128 est légèrement inférieur
au diamètre intérieur du collier 130, ce qui permet un mouve-
ment libre du clapet 132 autour de la tige de pivot 124. Une tête 134 est formée sur l'arbre 128 pour limiter le mouvement axial du clapet 132 et pour maintenir le clapet en alignement convenable de manière à recouvrir l'ouverture 104 de l'orifice d'aspiration. Le clapet 132 est de préférence réalisé soit en matière plastique soit en aluminium. La figure 4a illustre une variante de réalisation du clapet d'orifice d'aspiration 132 de
la figure 4.
En se référant maintenant aux figures 5a, 5b et 5c, l'élément de volute fixe 56 est muni de l'ensemble de clapet de
retenue 116 destiné à empêcher l'écoulement inverse du réfrigé-
rant au moment d'une coupure du compresseur. Pendant le fonc-
tionnement normal du compresseur et au moment d'une coupure du compresseur, le réfrigérant agit sur les faces avant et arrière 118 et 119 de manière à faire pivoter le clapet 132 autour de
la tige de pivot 124, respectivement entre une position d'ou-
verture et une position de fermeture. Du fait de la différence de pression négative apparaissant dans la chambre d'aspiration
98 pendant le fonctionnement normal du compresseur, le réfrigé-
rant est amené à s'écouler à partir de l'orifice d'aspiration pour passer dans la chambre d'aspiration 98. Le réfrigérant qui arrive, vient frapper la face avant 118 du clapet 132 en
faisant pivoter celui-ci dans le sens des aiguilles d'une mon-
tre autour de la tige de pivot 124, ce qui permet la communica-
tion du réfrigérant avec le mécanisme de volutes 38. Pendant le
fonctionnement du compresseur, une butée de limitation de posi-
tion 120 s'engage contre la paroi intérieure 122 de l'élément de volute fixe 56, ce qui limite le mouvement de pivotement de
l'ensemble de clapet de retenue 116.
Au moment d'une coupure du compresseur comme décrit
ci-dessus, il apparaît dans la chambre d'aspiration 98 une con-
dition de pression positive qui pousse le réfrigérant à se dé-
placer en sens inverse pour passer de la chambre d'aspiration
98 vers l'orifice d'aspiration 100. Ce mouvement inverse du ré-
frigérant agit sur la face arrière 119 du clapet 132 en faisant ainsi pivoter celui-ci autour de la tige de pivot 124 pour que le clapet 132 s'engage contre la paroi intérieure 122 de façon que la face avant 118 recouvre l'ouverture 104 de l'orifice
d'aspiration et ferme celle-ci de manière complètement étanche.
La condition de pression positive est effectivement supprimée,
ce qui empêche le mouvement orbital en sens inverse de l'élé-
ment de volute orbitale 58. L'élément de volute orbitale 58 se
sépare radialement de l'élément de volute fixe 56, ce qui sup-
prime la différence de pression à l'intérieur du mécanisme de volutes 38. Bien que la structure décrite aux figures 5a, 5b et c fonctionne essentiellement de la même manière que la struc- ture décrite aux figures 1 à 4, la configuration de l'ensemble de clapet 116 et le procédé de montage du clapet dans la volute
fixe 56, sont différents. La volute fixe 56 est munie d'une ca-
vité 140 et d'une paroi intérieure 122 dans laquelle vient se loger le collier tubulaire 130 du clapet 132. Le clapet 132 est maintenu en place de manière pivotante par la tige de pivot 124 qui vient se loger dans l'ouverture formée par le collier 130,
et qui est disposée dans le contre-trou 126 formé dans l'élé-
ment de volute fixe 56. La tige de pivot 124 est munie d'une tête 134 ou autre moyen de retenue, pour empêcher le mouvement
axial du clapet 132.
En se référant maintenant aux figures 6a, 6b et 6c, celles-ci représentent le clapet 132 dans une seconde variante
de réalisation qui fonctionne essentiellement comme les premiè-
res formes de réalisation du clapet décrites ci-dessus. L'élé-
ment de volute fixe 56 est muni d'une cavité 140 dans laquelle vient se loger le prolongement 144 du bras de pivot. Le clapet 132 est maintenu en place de manière pivotante par la tige de pivot 124 qui, dans une forme de réalisation, peut être une
tige de ressort, et qui est disposée dans le contre-trou 126 et le collier 130 de manière à empêcher le mouvement axial du cla-5 pet 132 et à permettre le mouvement de pivotement du clapet 132 pour passer de la position d'ouverture à la position de ferme-
ture.
Claims (9)
1 ) Compresseur à volutes (20) comprenant un élément de volute
orbitale (58) et un élément de volute fixe (56) comportant cha-
cun une plaque d'extrémité (64, 70) et un enroulement de spi-
rale (68, 76), les enroulements de spirales étant emboîtés en prise pour définir entre eux des chambres de compression; un
orifice d'aspiration (100) et un orifice de décharge (106), l'orifice d'aspiration traversant l'élément de volute fixe; et une chambre d'aspiration formée entre les éléments de volutes,10 cette chambre d'aspiration étant en communication avec l'ori-
fice d'aspiration et cet orifice d'aspiration comportant une ouverture (104) au voisinage de la chambre d'aspiration; caractérisé par un clapet de retenue (116) pour empêcher un écoulement inverse du réfrigérant à partir de la chambre d'aspiration pour revenir en arrière dans l'orifice d'aspiration, ce qui évite ainsi un mouvement orbital inverse de l'élément de volute orbitale, le clapet de retenue étant monté en pivotement sur l'élément de
volute fixe et se trouvant disposé dans la chambre d'aspira-
tion, ce clapet de retenue pivotant autour d'un point de pivot
pour venir recouvrir complètement et de manière étanche l'ori-
fice d'aspiration, afin d'empêcher complètement l'écoulement
inverse du réfrigérant au moment d'une coupure du compresseur.
2 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le clapet de retenue (116) pivote entre une position d'ouver-
ture et une position de fermeture, et l'angle formé entre ces positions d'ouverture et de fermeture est compris entre environ
35 degrés et 55 degrés.
3 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le clapet de retenue (116) s'ouvre en pivotant dans la direc-
tion dans laquelle l'élément de volute orbitale effectue son
mouvement orbital.
4 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration (100) est formé dans une paroi latérale
(122) de l'élément de volute fixe (56).
5 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet de retenue (116) comprend un clapet (132), une butée de limitation de position (120) et une tige de pivot (124), le clapet pivotant autour de la tige de pivot entre une position
d'ouverture et une position de fermeture, en étant formé de fa-
çon que, dans la position de fermeture, le clapet recouvre com-
plètement et de manière étanche l'orifice d'aspiration (100),
et que, dans la position d'ouverture, le clapet de retenue per-
mette la communication du réfrigérant pour passer de l'orifice d'aspiration dans la chambre d'aspiration, la tige de pivot
étant supportée par l'élément de volute fixe (56).
6 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige de pivot (124) comprend un arbre (128) et une tête
(134), le clapet (132) comportant un collier s'étendant axiale-
ment (130) pour recevoir l'arbre, ce collier ayant un diamètre
légèrement supérieur au diamètre de l'arbre pour permettre ain-
si au clapet de pivoter librement autour de l'arbre, l'élément de volute fixe (56) comportant un alésage (126) pour recevoir l'arbre, la tige de pivot étant emboîtée à la presse dans le trou pour former le point de pivot, la volute fixe fournissant ainsi un support de pivotement pour le clapet de retenue (116), la tête de la tige étant positionnée à l'extrémité opposée de l'arbre par rapport au trou, cette tête limitant le mouvement axial du clapet pour empêcher ainsi le clapet de glisser hors
de l'arbre.
7 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que
l'orifice d'aspiration (100) est formé à travers une paroi ex-
térieure verticale (67) de l'élément de volute fixe (56), la paroi comportant une surface intérieure courbe (122), l'orifice
d'aspiration comportant une ouverture (104) formée sur l'inté-
rieur de la surface courbe, le clapet (132) étant courbé de fa-
çon que, lorsque le fonctionnement du compresseur est coupé, le
clapet pivote pour venir dans la position de fermeture et s'en-
gage contre la surface courbe, l'orifice d'aspiration étant ainsi complètement recouvert et fermé de manière étanche pour empêcher l'écoulement inverse du réfrigérant et le mouvement
orbital inverse du compresseur à volutes.
8 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le clapet de retenue (116) comprend un clapet courbe rectangu-
laire (132) comportant une face avant (118), une face arrière
(119), un bord supérieur (121) et un bord inférieur (123), cha-
cune des faces avant et arrière présentant une surface d'au
moins trois fois la surface de l'un ou l'autre du bord supé-
rieur et du bord inférieur, le réfrigérant agissant sur les fa-
ces avant et arrière du clapet de retenue pour produire ainsi
le pivotement de ce clapet de retenue.
9 ) Compresseur à volutes (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet de retenue (116) est réalisé dans l'un d'un groupe
comprenant l'aluminium, la matière plastique et l'acier.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20080331 |