Brevet FR3129693A1 — publié le 20230602

Le compresseur à spirales comprend une coque de compresseur ayant une sortie de refoulement ; une volute orbitante ; une volute fixe comprenant un passage de refoulement (16) ; un volume de pression de refoulement (17) défini au moins partiellement par la coque de compresseur et la volute fixe (7) ; un agencement de silencieux de refoulement (21) fixé à la volute fixe (7) et agencé dans le volume de pression de refoulement (17), l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprenant un premier élément tubulaire (28) pourvu d’une entrée de silencieux (29) reliée fluidiquement au passage de refoulement (16), une chambre de détente (33) reliée fluidiquement à un volume interne du premier élément tubulaire (28), et un deuxième élément tubulaire (35) comprenant une ouverture d’entrée débouchant dans la chambre de détente (33) et une ouverture de sortie reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement (17). Figure 5 Un compresseur à spirales pourvu d’un agencement de silencieux de refoulement Domaine de l’invention L’invention se rapporte à un compresseur à spirales pourvu d’un silencieux agencé dans un volume de pression de refoulement délimité par une volute fixe et une coque de compresseur. Arrière-plan de l’invention De façon connue, un compresseur à spirales comprend : - une coque de compresseur ayant une sortie de refoulement, - une volute orbitante agencée à l’intérieur de la coque compresseur et comprenant une plaque de base orbitante et un enroulement en spirale orbitant s’étendant à partir de la plaque de base orbitante, - une volute fixe agencée à l’intérieur de la coque de compresseur et comprenant une plaque de base fixe et un enroulement en spirale fixe s’étendant à partir de la plaque de base fixe, les enroulements en spirale fixe et orbitant définissant, avec les plaques de base fixe et orbitante, des chambres de compression, la volute fixe comprenant en outre un passage de refoulement qui est formé dans la plaque de base fixe, et - un volume de pression de refoulement défini au moins partiellement par la coque de compresseur et la volute fixe, et étant relié fluidiquement au passage de refoulement. Une grande partie du bruit acoustique émis par un tel compresseur à spirales est due à l’écoulement de gaz frigorigène comprimé depuis la volute fixe dans le volume de pression de refoulement, typiquement formé dans la partie supérieure de la coque de compresseur. Pour résoudre ce problème, des silencieux acoustiques sont connus pour être agencés dans le volume de pression de refoulement du compresseur à spirales pour amortir le bruit acoustique émis à travers la partie de coque supérieure. Le document US5667371 divulgue un compresseur à spirales avec un ensemble de silencieux comprenant un silencieux perforé et un capuchon supérieur entourant le silencieux perforé et étant fixé à une paroi de séparation agencée à l’intérieur de la coque de compresseur entre un volume d’aspiration et un volume de pression de refoulement. Des ouvertures formées dans le capuchon supérieur font communiquer le gaz frigorigène comprimé, qui a totalement traversé les perforations du silencieux, avec une chambre de refoulement du compresseur à spirales. Le document CN106194755 divulgue un compresseur à spirales avec un ensemble de silencieux fixé à la plaque d’extrémité fixe d’une volute fixe, l’ensemble de silencieux comprenant une chambre de détente communiquant avec un orifice de refoulement de la volute fixe et un tuyau de refoulement. L’ensemble de silencieux comprenant en outre une cavité fermée communiquant avec une partie perforée du tuyau de refoulement. Cependant, tout en fournissant un amortissement amélioré du bruit acoustique par diffusion, réflexions et interférence des ondes sonores, de tels ensembles de silencieux présentent des restrictions d’écoulement et des pertes de pression accrues et influencent ainsi le rendement global du compresseur à spirales de manière négative. Un objet de la présente invention est de fournir un compresseur à spirales amélioré, qui peut surmonter les inconvénients rencontrés dans des compresseurs à spirales conventionnels. Un autre objet de la présente invention est de fournir un compresseur à spirales avec un agencement de silencieux de refoulement agencé dans le volume de pression de refoulement du compresseur à spirales, assurant une atténuation acoustique améliorée sans diminuer le rendement du compresseur. Selon l’invention un tel compresseur à spirales comprend : - une coque de compresseur ayant une sortie de refoulement, - une volute orbitante agencée à l’intérieur de la coque de compresseur et comprenant une plaque de base orbitante et un enroulement en spirale orbitant s’étendant à partir de la plaque de base orbitante, - une volute fixe agencée à l’intérieur de la coque de compresseur et comprenant une plaque de base fixe et un enroulement en spirale fixe s’étendant à partir de la plaque de base fixe, les enroulements en spirale fixe et orbitant définissant, avec les plaques de base fixe et orbitante, des chambres de compression, la volute fixe comprenant en outre un passage de refoulement qui est formé dans la plaque de base fixe, - un volume de pression de refoulement défini au moins partiellement par la coque de compresseur et la volute fixe, - un agencement de silencieux de refoulement fixé à la volute fixe, et en particulier à la plaque de base fixe, et agencé dans le volume de pression de refoulement, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement comprend un premier élément tubulaire pourvu d’une entrée de silencieux reliée fluidiquement au passage de refoulement, une chambre de détente reliée fluidiquement à un volume interne du premier élément tubulaire, et un deuxième élément tubulaire comprenant une ouverture d’entrée débouchant dans la chambre de détente et une ouverture de sortie reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement. Une telle configuration de l’agencement de silencieux de refoulement, et en particulier la fourniture d’une part d’un premier élément tubulaire pourvu d’une entrée de silencieux et d’autre part d’une chambre de détente reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement à travers un deuxième élément tubulaire, fournit un amortissement amélioré du bruit acoustique (par diffusion, réflexions et interférence des ondes sonores) tout en réduisant les pertes de pression dans l’agencement de silencieux de refoulement. Par conséquent, le comportement acoustique et le rendement du compresseur à spirales selon la présente invention sont sensiblement améliorés par rapport au comportement acoustique et au rendement des compresseurs à spirales de l’art antérieur. Le compresseur à spirales peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement s’étend sur le passage de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend une pluralité de pattes de fixation qui sont fixées à la volute fixe, par exemple par utilisation de vis ou de boulons. Cependant, d’autres procédés appropriés, par ex. le soudage, le brasage ou le collage peuvent être appliqués pour fixer l’agencement du silencieux de refoulement à la volute fixe. Selon un mode de réalisation de l’invention, la coque de compresseur comprend un capuchon supérieur, et l’agencement de silencieux de refoulement est agencé dans le volume de pression de refoulement de sorte qu’un jeu soit défini entre le capuchon supérieur et une surface supérieure de l’agencement de silencieux de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire et le deuxième élément tubulaire s’étendent sensiblement parallèlement l’un à l’autre. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire et/ou le deuxième élément tubulaire s’étend(ent) sensiblement verticalement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire a une section transversale circulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément tubulaire a une section transversale circulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire comprend une première partie de paroi tubulaire adjacente à l’entrée de silencieux et délimitant une chambre d’entrée, et une deuxième partie de paroi tubulaire comprenant des orifices débouchant dans la chambre de détente. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire comprend une première extrémité ouverte définissant l’entrée de silencieux et une deuxième extrémité ouverte qui est éloignée de l’entrée de silencieux et qui est reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément tubulaire comprend une première extrémité ouverte définissant l’ouverture d’entrée et une deuxième extrémité ouverte définissant l’ouverture de sortie. Selon un mode de réalisation de l’invention, la deuxième extrémité ouverte du premier élément tubulaire débouche dans le volume de pression de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de sortie du deuxième élément tubulaire débouche dans le volume de pression de refoulement. Ainsi, le deuxième élément tubulaire fait communiquer fluidiquement la chambre de détente avec le volume de pression de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend une chambre de sortie pourvue d’une sortie de silencieux débouchant dans le volume de pression de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, la sortie de silencieux débouche dans le volume de pression de refoulement à une distance de séparation prédéterminée de la sortie de refoulement pour permettre la communication entre le volume de pression de refoulement et un écoulement de gaz frigorigène comprimé sortant de la sortie de silencieux. Selon un mode de réalisation de l’invention, la sortie de silencieux est dirigée vers la sortie de refoulement prévue sur la coque de compresseur. De plus, un écoulement plus régulier et direct depuis l’agencement de silencieux de refoulement vers la sortie de refoulement avec des turbulences et des pertes de pression minimisées est créé, ce qui contribue à améliorer le rendement du compresseur à spirales. En outre, l’écoulement de gaz frigorigène comprimé relativement chaud et pulsé est empêché de frapper directement la surface interne du capuchon supérieur de la coque de compresseur, réduisant ainsi le bruit acoustique et la température de surface externe dudit capuchon supérieur. Selon un mode de réalisation de l’invention, la deuxième extrémité ouverte du premier élément tubulaire débouche dans la chambre de sortie. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de sortie du deuxième élément tubulaire débouche dans la chambre de sortie. Ainsi, le deuxième élément tubulaire fait communiquer fluidiquement la chambre de détente avec la chambre de sortie. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément tubulaire est au moins partiellement agencé dans la chambre de sortie. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend une paroi de fond, une paroi latérale et une paroi intermédiaire, la chambre de détente étant délimitée par la paroi de fond, la paroi latérale, le premier élément tubulaire et la paroi intermédiaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de sortie est située au-dessus de la chambre de détente. Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi de fond et/ou la paroi intermédiaire s’étend(ent) sensiblement horizontalement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément tubulaire est prévu sur la paroi intermédiaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément tubulaire fait saillie depuis une face supérieure de la paroi intermédiaire, et s’étend en particulier vers le haut depuis la face supérieure de la paroi intermédiaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire s’étend vers le bas depuis une face inférieure de la paroi intermédiaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la paroi latérale de l’agencement de silencieux de refoulement a une forme globalement cylindrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément tubulaire fait saillie depuis une face inférieure de la paroi de fond. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend une paroi supérieure, la chambre de sortie étant délimitée par la paroi supérieure, la paroi latérale et la paroi intermédiaire, la paroi intermédiaire séparant la chambre de détente et la chambre de sortie. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend un corps de silencieux comprenant la paroi de fond, la paroi supérieure, la paroi latérale et la paroi intermédiaire. Avantageusement, la paroi intermédiaire est agencée à l’intérieur d’un volume interne du corps de silencieux. Selon un mode de réalisation de l’invention, la chambre de détente est annulaire et entoure le premier élément tubulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur à spirales comprend en outre une partie intermédiaire qui relie fluidiquement le passage de refoulement formé dans la volute fixe à l’entrée de silencieux de manière continue. De telles dispositions évitent les turbulences et les pertes de pression du gaz frigorigène comprimé entre la volute fixe et l’agencement de silencieux de refoulement, et contribuent à augmenter le rendement global du compresseur à spirales. Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie intermédiaire est agencée dans le passage de refoulement. Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie intermédiaire comprend une partie de guidage de fluide frigorigène ayant une surface circonférentielle interne qui converge vers l’entrée de silencieux et qui est configurée pour guider un écoulement de gaz frigorigène comprimé, s’écoulant à travers le passage de refoulement, vers l’entrée de silencieux. Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie intermédiaire comprend une partie de montage dans laquelle est montée, par exemple montée de manière étanche, une partie d’extrémité inférieure du premier élément tubulaire, et en particulier de la première partie de paroi tubulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie intermédiaire a une forme annulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement est réalisé d’un seul tenant. Selon un mode de réalisation de l’invention, le silencieux de refoulement est fabriqué en un matériau polymère compatible avec le fluide de frigorigène et l’huile lubrifiante utilisés dans le compresseur à spirales, et qui résiste aux températures de refoulement atteintes dans les conditions de fonctionnement du compresseur à spirales. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement est réalisé par des procédés de moulage ou de fabrication additive. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de silencieux de refoulement comprend des structures de renforcement, par ex. des nervures de renforcement, prévues sur une surface externe d’au moins une partie de silencieux de l’agencement de silencieux de refoulement, par ex. sur des surfaces externes de la paroi supérieure, de la paroi de fond et/ou de la paroi latérale, pour minimiser davantage les vibrations de ladite au moins une partie de silencieux et la transmission de bruit acoustique vers l’extérieur de la coque de compresseur. Ces avantages ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description suivante au vu du dessin annexé représentant, à titre d’exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d’un compresseur à spirales selon l’invention. La description détaillée suivante d’un mode de réalisation de l’invention est mieux comprise lorsqu’elle est lue conjointement avec les dessins annexés étant entendu, cependant, que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques divulgués. La est une vue en coupe longitudinale d’un compresseur à spirales selon un premier mode de réalisation de l’invention. La est une vue en coupe longitudinale d’un agencement de silencieux de refoulement du compresseur à spirales de la . La est une vue de face de l’agencement de silencieux de refoulement de la . La est une vue en perspective de l’agencement de silencieux de refoulement de la . La est une vue agrandie d’un détail de la . La est une vue en coupe longitudinale partielle d’un compresseur à spirales selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Compresseur à spirales (1) comprenant : - une coque de compresseur (2) ayant une sortie de refoulement (4), - une volute orbitante (8) agencée à l’intérieur de la coque de compresseur (2) et comprenant une plaque de base orbitante (13) et un enroulement en spirale orbitant (14) s’étendant à partir de la plaque de base orbitante (13), - une volute fixe (7) agencée à l’intérieur de la coque de compresseur (2) et comprenant une plaque de base fixe (11) et un enroulement en spirale fixe (12) s’étendant à partir de la plaque de base fixe (11), les enroulements en spirale fixe et orbitant (12, 14) définissant, avec les plaques de base fixe et orbitante (11, 13), des chambres de compression (15), la volute fixe (7) comprenant en outre un passage de refoulement (16) qui est formé dans la plaque de base fixe (11), - un volume de pression de refoulement (17) défini au moins partiellement par la coque de compresseur (2) et la volute fixe (7), - un agencement de silencieux de refoulement (21) fixé à la volute fixe (7) et agencé dans le volume de pression de refoulement (17), dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprend un premier élément tubulaire (28) pourvu d’une entrée de silencieux (29) reliée fluidiquement au passage de refoulement (16), une chambre de détente (33) reliée fluidiquement à un volume interne du premier élément tubulaire (28), et un deuxième élément tubulaire (35) comprenant une ouverture d’entrée débouchant dans la chambre de détente (33) et une ouverture de sortie reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement (17). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier élément tubulaire (28) comprend une première partie de paroi tubulaire (28.1) adjacente à l’entrée de silencieux (29) et délimitant une chambre d’entrée (31), et une deuxième partie de paroi tubulaire (28.2) comprenant des orifices (32) débouchant dans la chambre de détente (33). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier élément tubulaire (28) comprend une première extrémité ouverte définissant l’entrée de silencieux (29) et une deuxième extrémité ouverte qui est éloignée de l’entrée de silencieux (29) et qui est reliée fluidiquement au volume de pression de refoulement (17). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 3, dans lequel la deuxième extrémité ouverte du premier élément tubulaire (28) débouche dans le volume de pression de refoulement (17). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’ouverture de sortie du deuxième élément tubulaire (35) débouche dans le volume de pression de refoulement (17). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprend une chambre de sortie (34) pourvue d’une sortie de silencieux (36) débouchant dans le volume de pression de refoulement (17). Compresseur à spirales (1) selon les revendications 3 et 6, dans lequel la deuxième extrémité ouverte du premier élément tubulaire (28) débouche dans la chambre de sortie (34). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l’ouverture de sortie du deuxième élément tubulaire (35) débouche dans la chambre de sortie (34). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la sortie de silencieux (36) est dirigée vers la sortie de refoulement (4) prévue sur la coque de compresseur (2). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le deuxième élément tubulaire (35) est au moins partiellement agencé dans la chambre de sortie (34). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprend une paroi de fond (24), une paroi latérale (26) et une paroi intermédiaire (27), la chambre de détente (33) étant délimitée par la paroi de fond (24), la paroi latérale (26), le premier élément tubulaire (28) et la paroi intermédiaire (27). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 11, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprend une paroi supérieure (25), la chambre de sortie (34) étant délimitée par la paroi supérieure (25), la paroi latérale (26) et la paroi intermédiaire (27), la paroi intermédiaire (27) séparant la chambre de détente (33) et la chambre de sortie (34). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel la chambre de détente (33) est annulaire et entoure le premier élément tubulaire (28). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant en outre une partie intermédiaire (38) qui relie fluidiquement le passage de refoulement (16) formé dans la volute fixe (7) à l’entrée de silencieux (29) de manière continue. Compresseur à spirales (1) selon la revendication 14, dans lequel la partie intermédiaire (38) est agencée dans le passage de refoulement (16). Compresseur à spirales (1) selon la revendication 14 ou 15, dans lequel la partie intermédiaire (38) comprend une partie de guidage de fluide frigorigène (38.1) ayant une surface circonférentielle interne qui converge vers l’entrée de silencieux (29) et qui est configurée pour guider un écoulement de gaz frigorigène comprimé, s’écoulant à travers le passage de refoulement (16), vers l’entrée de silencieux (29). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 14 à 16, dans lequel la partie intermédiaire (38) comprend une partie de montage (38.2) dans laquelle est montée une partie d’extrémité inférieure du premier élément tubulaire (28). Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) est réalisé d’un seul tenant. Compresseur à spirales (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel l’agencement de silencieux de refoulement (21) comprend des structures de renforcement (37) prévues sur une surface externe d’au moins une partie de silencieux de l’agencement de silencieux de refoulement (21), pour minimiser davantage les vibrations de ladite au moins une partie de silencieux et la transmission de bruit acoustique vers l’extérieur de la coque de compresseur (2).