Brevet FR2519094A1 — publié le 19830701

2519094- La présente invention se rapporte à un compresseur du type en spirale, et plus particulièrement à la constitu- tion du passage d'aspiration des gaz dans un compresseur du type en spirale. On sait bien que les compresseurs du type en spirale ont été utilisés comme compresseurs pour comprimer de l'air, un fluide réfrigérant et autres Les figures 1 A à D des dessins joints indiquent des éléments constitutifs fondamentaux ainsi que le mode de fonctionnement d'un compresseur de ce type Sur les dessins, le repère 1 désigne une spirale stationnaire, le repère 2 une spirale 4 mobile, le repère 3 unorifice d'évacuation et le repère des chambre de compression, et O montre un point défini sur la spirale stationnaire 1 et 0 ' est un point défini sur la spirale mobile 2, sur les dessins O est adapté au centre de la spirale stationnaire 1 et O ' est à un point sur un lieu le long duquel la spirale mobile 2 tourne autour du centre O Les spirales stationnaire et mobile 1 et 2 sont chacune constituées d'un enroulement de la même configuration qui, comme on le sait bien, peut être un dévelcpement ou une combinaison d'arcs de cercle ou analogues bien que sur les dessins on ait supposé que c'était un développement. Le fonctionnement du compresseur ayant la constitu- tion ci-dessus est comme on le connatt bien, et comme suit Sur les figures 1 A à D, la spirale stationnaire 1 est stationnaire par rapport à l'espace et la spirale mobile 2 effectue un mouvement de rotation autour d'un point défini O ou le centre de la spirale stationnaire 1, sans que son attitude par rapport à l'espace soit modifiée et en maintenant un contact de son enroulement avec celui de la spirale stationnaire 1 comme on peut le voir Ainsi, la spirale mobile 2 effectue le mouvement de rotation séquen- tiellement comme on peut le voir sur les figures 1 A à D désignées par 00, 900, 1800 et 270 , respectivement. Grâce au mouvement de rotation de la spirale mobile 2, les chambres de compression 4,dont chacune a la forme sensible- ment d'un croissant entre les enroulements constituant 2519 Q 94 les spirales stationnaire et mobile 1 et 2 respectivement, diminuent graduellement en volume donc les gaz admis dans les chambres de compression 4 sont continuellement et séquentiellement comprimés et évacués par l'orifice d'évacuation 3 Pendant ce processus, la distance entre les points O et 0 ' des figures 1 A à D est maintenue constante, la distance 00 ' étant formulée par 00 '1 ô t o a est la distance entre les enroulements et t est l'épaisseur de l'enroulement, a correspondant au pas de J'enroulement. La figure 2 montre maintenant un exemple d'un compresseur conventionnel du type en spirale, en réprésen- tation en coupe transversale, o sont montées les spirales 1 et 2 de la figure 1, en tant que composant principaux. Sur la figure 2, le repère 1 désigne une spirale station- naire, le repère 2 est une spirale mobile, le repère 23 est un vilebrequin vertical, 4 désigne des chambres de compression, 5 est un châssis o sont montées lesspirales 1 et 2, 6 est un accouplement de Oldham pour soumettre la spirale mobile 2 à un mouvement de rotation, 7 est un rotor de moteur maintenant le vilebrequin 3, 8 est un stator de moteur, 9 est un premier moyen d'équilibrage, 10 est un second moyen d'équilibrage, les moyens d'équili- brage 9,10 étant fixés au rotor 7, 11 est une enveloppe renfermant hermétiquement les éléments ci-dessus, 12 est un tube d'aspiration débouchant à la partie inférieure de l'enveloppe 11, 13 est un tube d'évacuation connecté à la spirale stationnaire 1, 14 est un intervalle d'air formé entrq Ie rotor 7 et le stator 8, 15 représente des passages d'aspiration qui sont formés dans le châssis 5 et 16 est une fosse d'huile au fond de l'enveloppe 11. La spirale mobile 2, s'ajuste dans la spirale stationnaire 1, la première étant connectée au vilebrequin 3 qui s'ajuste dans le châssis 5, le châssis 5 et la spirale stationnaire 1 étant fixés l'un à l'autre par des boulons ou analogues (non représentés Jetà-l'accouple- ment de Oldham est placé entre la spirale mobile 2 et le châssis 5 Le rotor 7 du moteur est connecté au vilebrequin 3 par un ajustage à pression au analogue, et les premier et second moyens d'équilibrage 9 et 10 sont fixés au rotor 7 du moteur à ses extrémités supérieure et inférieure, respectivement, par des vis ou analogues (non représentées) Le châssis 5 et le stator 8 du moteur sont fixés solidement à l'enveloppe 11 par un ajustage à pression ou analogue. Le fonctionnement de ce compresseur est bien connu et est comme suit: Lors de l'écoulement d'un courant électrique à travers le stator 8 du moteur, un couple de rotation est produit dans le rotor 7 du moteur qui fait tourner le vilebrequin 3 Par conséquent, bien que la spirale mobile 2 commence à tourner autour de la spirale stationnaire 1, comme sa rotation est empêchée par l'accouplement de Oldham 6, la spirale mobile 2 tourne par rapport à la spirale stationnaire 1 et elle coopère pour comprimer un fluide en se basant sur le principe de compression qui a été décrit ci-dessus en se référant aux figures 1 A à D, la spirale mobile 2 accomplissant un mouvement excentrique de rotation par rapport à la spirale stationnaire 1, l'équilibre statique et dynamique de la spirale mobile 2 étant effectué par les premier et second moyens d'équili- brage 9 et 10. Ainsi, quand le compresseur fonctionne, le gaz, en tant que fluide d'utilisation, est aspiré par le tube d'aspiration 12 comme cela est montré par les flèches en traits pleins sur la figure 2, et après son passage à travers les passages d'écoulement tels que l'intervalle d'air 14 formé entre le rotor 7 du moteur et le stator 8 du moteur et autres, et après avoir refroidi le moteur, il est aspiré dans les chambres de compression 4 par les passages d'aspiration 15 formés dans le châssis 5 par une partie d'aspiration 4 a des chambres de compression 4, o il est comprimé et est évacué par le tube d'évacua- tion 13. Comme on peut le voir sur la flgure 2 par les flèches en pointillé, l'huile de lubrification est amenée aux parties se déplaçant relativement d'un tourillon 2 a formé entre le vilebrequin 3 et la spirale mobile 2 et des tourillons 3 b et 3 c formés entre le vilebrequin 3 et le châssis 5 ainsi que la partie se déplaçant sous la poussée 2 b qui est formée entre la spirale mobile 2 et le châssis 5 par la force centrifuge de la fosse à huile 16 du fait que le vilebrequin 3 esttraversé d'un passage excentrique axial 3 a et que son extrémité inférieure est plongée dans l'huile de lubrification accumulée dans la fosse à huile 16;, l'huile de lubrification fuyant par les parties respectives de déplacement e& ramenée à la fosse 16 par la gravité à travers l'intervalle d'air 14 entre le stator 8 du moteur et le rotor 7 du moteur. Dans le compresseur conventionnel du type à spi- rale ayant la construction ci-dessus décrite, le lubrifiant fuyant par les parties respectives 2 a, 3 b, 3 c et 2 b de déplacement, est aspiré dans la chambre de compression 4 en même temps que le gaz aspiré sans retourner vers la fosse à huile 16 et par conséquent il est évacué hors du compresseur par le tube d'évacuation 13 Par conséquent, le lubrifiant dans la fosse à huile 16 se dessèche et donc cela provoque des troubles aux parties se déplaçant 2 a, 3 b, 3 c et 2 b du fait d'un grippage Afin d'empêcher la perte du lubrifiant, on prévoit nécessairement un séparateur d'huile qui est coûteux Alternativement, si le gaz d'aspiration est adapté à être aspiré directement dans les chambres de compression 4 sans passer par l'intervalle d'air 14, le lubrifiant peut être empêché d'être aspiré en même temps que le gaz, mais cela amène une autre difficulté parce que le moteur ne peut être refroidi par le gaz aspiré. La présente invention a pour objet un compresseur du type à spirale permettant d'éliminer les défauts d'un compresseur conventionnel du type ci-dessus décrit. La présente invention a pour autre objet un compresseur du type à spirale permettant au gaz aspiré de refrddir le moteur du compresseur et en même temps pouvant efficacement séparer l'huile de lubrification dans le compresseur afin que les problèmes du grippage des parties ae déplaçant relativement dans le compresseur soient empêchés. Selon la présente invention, un compresseur du type en spirale est prévu, qui comprend une partie de compression et un moteur pour l'entraîner, les deux étant reçus dans une enveloppe au-dessus et en dessous respecti- vement, la partie de compression étant composée de spirales stationnaire et mobile, chacune ayant un enroulement et qui sont associées l'une à l'autre pour former des chambres de compression entre elles, avec, dans l'enveloppe entre la partie de compression et le moteur, un châssis en forme de disque qui présente un espace creux en communication avec un tube d'aspiration qui est agencé afin de traverser l'enveloppe, l'espace creux étant en communication avec un espace formé dans l'enveloppe en dessous du moteur à travers l'intervalle d'airfonueerrele stator et le rotor du moteur, et l'espace en dessous du moteur est en communication avec l'orifice d'aspiration de la partie de compression à travers un espace formé entre le moteur et la surface interne de l'enveloppe. La présente invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: les figures 1 A à D sont des schémas indiquant un principe de fonctionnement d'un compresseur du type en spirale la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur conventionnel du type en spirale; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation du compresseur du type en spirale selon l'invention. On se refèrera maintenant à la figure 3 des dessins joints o on peut voir un mode de réalisation de la présente invention en vue en coupe longitudinale et o des parties identiques ou semblables à celles d'un compresseur conventionnel tel que représenté sur la figure 2, portent les mêmes chiffres de référence que sur la figure 2. Comme on peut le voir sur la figire 3, un châssis supporte non seulement en sa partie centrale un vile- brequin 3, mais il supporte également à sa partie périphérique inférieure 5 a, un stator 8 de moteur à sa partie extrême supérieure par ajustage de force ou analogue et le châssis 5 luimême est monté dans une enveloppe hermétique 11 avec la partie périphérique externe 5 b du châssis 5 ajustéede force dans l'enveloppell ouamslogue. Un tube d'aspiration 12 traverse l'enveloppe 11 pour être directement connecté au châssis 5 afin d'être en communication avec la partie supérieure d'une chambre de moteur qui est formée entre l'intérieur du châssis 5 et le stator 8 du moteur, un orifice d'aspiration 15 de la partie de compression étant prévu sur le pourtour externe d'une spirale stationnaire 1 Un certain nombre de passages d'écoulement 17 sont prévus à la partie en aboutement de la partie périphérique externe 5 b du châssis 5 avec le pourtour interne de l'enveloppe 11 afin que les passages d'écoulement 17 mettent l'orifice d'aspiration 15 de la partie de compression en communication avec la partie inférieure de la chambre du moteur. Ainsi, avec un compresseur selon la présente invention,comme on peut le voir sur la figure 3 par les flèches en traits pleins, le gaz d'aspiration est guidé du tube d'aspiration 12 à la partie supérieure de la chambre du moteur entre l'intérieur du châssis 5 et la partie supérieure du stator 8 du moteur, et de là il s'écoule à travers un intervalle d'air 14 formé entre le rotor 7 et le stator 8 du moteur, jusqu'à la partie inférieure de la chambre du moteur, pour remonter ensuite après changement de la direction de déplacement sur 1800. A ce point, on notera que l'huile de lubrification ayant fui des parties se déplaçant relativement 2 a, 3 b, 3 c, et 2 b, s'écoule vers le bas comme le montrentles flèches en pointillé, en même temps que le gaz aspiré s'écoule également vers le bas comme le montre les flèches en trait plein Le gaz, après passage à travers les passages de communication 17, est guidé vers les chambres de compression 4 par l'orifice d'aspiration 15 au moyen d'une partie d'aspiration 4 a Le lubrifiant ayant fui des parties se déplaçant relativement est piégé avec le gaz d'aspiration qui est aspiré par le tube d'aspiration 12 et il descend le long de l'intervalle d'air 14, pour être éjecté lorsque le gaz d'aspiration change de direc- tion sur 1800 à la partie inférieure du moteur, et le lubrifiant retourne alors à la fosse huile. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Compresseur du type en spirale caractérisé en ce qu'il comprend une partie de compression composée d'une spirale stationnaire ( 1) et d'une spirale mobile ( 2), chacune ayant un enroulement et étant associée afin de former entre elles des chambres de compression ( 4), un moyen formant moteur ( 7,8) pour entraîner ladite spirale mobile, une enveloppe ( 11) contenant ladite partie de compression et ledit moyen formant moteur, un châssis ( 5) séparant l'intérieur de ladite enveloppe en partie de compression et chambre du moteur contenant ledit moyen formant moteur, ledit châssis contenant une partie supérieure de ladite chambre du moteur, un orifice d'aspiration ( 12) pour amener un gaz d'aspiration dans la- dite partie supérieure de ladite chambre du moteur, et un passage de gaz d'écoulement ( 17) pour guider le gaz d'aspiration de la partie supérieure de la chambre de moteur à la partie d'aspiration de la partie de compression. 2 Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage d'écoulement de gaz comprend la partie supérieure de la chambre du moteur, un intervalle d'air annulaire formé entre le stator et le rotor du moyen formant moteur en communication avec la partie supérieure, un espace de forme annulaire formé entre le pourtour interne de ladite enveloppe et l'extérieur dudit stator dudit moyen formant moteur en communication avec ledit intervalle annulaire d'air, et des passages de communication formés dans ledit ch&ssis pour connecter ledit espace de forme annulaire avec ledit orifice d'aspiration de ladite partie de compression.