Compresseur à spirale

Un compresseur à spirale, également appelé compresseur spiro-orbital, est un type de compresseur mécanique destiné à comprimer de l'air ou des fluides réfrigérants[1]. Ces équipements se rencontrent notamment dans des climatisations, des réfrigérateurs, voire la construction automobile et les pompes à vide. Ce principe a été breveté par le français Léon Creux en 1905[2] comme moteur rotatif à vapeur avec deux spirales co-orbitales[3]. Il repose sur deux pales imbriquées qui peuvent être des spirales d'Archimède, des développantes ou des courbes hybrides[4]^,[5]^,[6]^,[7]^,[8]. L'une des spirales est souvent fixe tandis que l'autre orbite autour de l'axe central sans tourner afin de comprimer des poches de fluide entre les spirales. Le mouvement orbital peut être communiqué par un arbre décentré mais il est indispensable d'empêcher la spirale de tourner sur elle-même. Une autre réalisation du dispositif consiste à faire orbiter les deux spirales de manière synchrone autour d'axes décalés. Les fuites sont évitées à l'aide de joints autour de l'axe, tandis que certains compresseurs à spirale fonctionnent sur le principe des pompes péristaltiques avec une enveloppe interne lubrifiée pour éviter les problèmes d'abrasion entre les surfaces.

• Exemple de compresseur à spirale
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  L'air est aspiré par l'entrée extérieure.
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  Le déplacement orbital de la spirale pousse l'air vers l'intérieur.
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  L'air comprimé est expulsé par la sortie intérieure.

Illustration du fonctionnement d'un compresseur à spirale.

Ce type de compresseurs présente plusieurs avantages. Leur rendement isentropique tend à être meilleur que celui des compresseurs alternatifs lorsqu'ils fonctionnent dans les conditions pour lesquelles ils sont conçus[9] car leur rendement global n'est pas affecté par le fonctionnement d'une valve de sortie, mais cet avantage tend à disparaître lorsqu'ils opèrent à pression élevée. Leur rendement volumique est proche de 100 % car le volume de fluide restant dans le compresseur à la fin de chaque cycle est moindre que celui des compresseurs alternatifs. Ils ont peu de pièces en mouvement et sont par conséquent plus fiables, et permettent des réalisations sensiblement plus compactes[10].