Brevet FR2006552A1 — publié le 19691226

La présente invention se rapporte à des compresseurs rotatifs, et plus particulièrement, à une construction perfectionnée qui utilise une enveloppe enfermant intimement le carter du compresseur et formant une chambre. Le gaz d'évacuation chaud est transmis dans cette chambre et est mis en circulation sensible- ment sur toute la surface du carter du compresseur. Un des problèmes principaux rencontrés précédemment dans la fabrication de compresseurs rotatifs, en particulier dans ceux utilisés dans des dispositifs de réfrigération,est que les to sérances intimes entre le rotor et le cylindre peuvent Entre af bectées par des différences de température assez faibles entre une partie du carter et une autre partie de celui-ci. Dans un compresseur de vapeur de produit; de réfrigération, il existe une différence de température considérable entre le gaz dbqpiration et le gaz de refoulement et ceci seulement entrasse une tension thermique sur le carter du compresseur. s raina que toutes les parties du carter ne soient maintenues b une température assez uniforme, une différence de dilatation thermique peut modifier les dimensions de la chambre de compression par rapport à la dimension du rotor (et des ailette) en provoquant des tensions élevée. Dans certaines conditions, le grippage du rotor se produit et ceci entratne invariablement une panne du compresseur. On a trouvé que si le carter du coipresseur était enfermé dans une enveloppe et que le gaz d+êvacuation était transmis dans l'enveloppe, de manière telle que le gaz chaud soit uniformoment distribué autour du carter, celui-ci se trouvait maintenu à une température uniforme pour empocher ces tensions induite thermiquement. Bien que l'on connaisse dans la technique antérieu- re des compresseurs enfermés dans une enveloppe, la découverte qui assure un fonctionnement plus efficace du compresseur décrit ici est le rapport critique entre le volume disponible ou non oc coupe dans l'espace entouré par l'enveloppe et le volute total enfermé.Ce rapport doit titre approximativement compris entre 0,42 et 0,50 et de préférence il est d'environ 0,46. Alors que l'on ne comprend pas complètement la raison de cette relation critique, il apparat qutil y a un rapport entre le fait d'assurer la circulation adéquate de gaz autour du carter inférieur du compresseur et un effet d'atténuation de bruit qui diminue lorsque ce rapport augmente. Ce que l'on sait, c'est que dans l'intervalle de-0,42 à 0,50, on n'a pratiquement Jamais vu de problèmes importants de tension thermique, et les compresseurs ainsi construits fonctionnent de manière beaucoup moins bruyante que les conceptions précédemment connues. On doit comprendre que le terme "volume enfermé1, tel qu'u tilisé ici, signifie l'espace total entouré par l'enveloppe, et le terme "volume disponible" signifie le volume qui peut tre occupé par un fluide s'éèoulant dans le "volume enfermé", c'est-à-di- re non occupé par une matière ou un composant imperméable au fluide. C'est en conséquence un des principaux objets de la présente invention de fournir un compresseur rotatif perfectionné ayant une enveloppe entourant le carter intérieur du compresseur, cette enveloppe définissant une chambre dans laquelle le gaz dtéaeua- tion est transmis de manière telle que le gaz s'écoule uniform4- ment à la surface du carter intérieur du compresseur. D'autres objets et avantages de la présente invention apparattront d'après la description détaillée suivante, en relation avec les dessins ci-Joints dans lesquels t La figure 1 est une vue en coupe des parties étant brisées et partiellement en coupe transversale, d'un coipresseur construit selon des caractéristiques de la présente invention et, La figure 2 est une vue en coupe prise le long du plan de la ligne 2-2 sur la figure 1. En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, le compresseur selon des caractéristiques de la présente invention comprend un carter intérieur A contenant 11 ensemble de rotor B, et une enveloppe C entourant le compres- seur et étant fixde à la plaque de palier avant, fournissant une partie du carter intérieur. Le carter intérieur Â du compresseur comprend un manchon 10 ayant un alésage cylindrique 12 s'étendant à travers, une plaque de palier avant 14 et une plaque de palier arrière 16, toutes étant fixées par des vis à tette 17. L'ensemble de rotor B est re çu dans l'alésage de manchon 12 et comprend un rotor à fente 20 qui porte plusieurs palettes 22 à mouvement de va-et-vient et S tendant sensiblement radialement.L'axe du rotor 20 est décalé ou excentriquement agencé par rapport à l'axe de l'alésage 12 si bien que cet alésage, la plaque de palier avant 14, la plaque de palier arrière 16 et le rotor 20 coopèrent pour fournir une cham- bre ou cavité de compression 24 en forme de croissant, le rotor 20 étant entratné par l'arbre 28 qui est tourillonné dans un palier 30 supporté par la plaque de palier arrière 16 dans la partie évidée 32 et par un palier 34 supporté par la plaque de palier avant 14. Etant donné que l'exemple de réalisation préféré est spécialement adapté à Bon utilisation dans l'automobile le rotor du compresseur est entratné par une poulie 35 à courroie en V par l'intermédiaire d'un ensemble classique 36 d'embrayage électroma- gnktique. La poulie 35 est tourillonnée pour pouvoir tourner sur un palier 37, dont la bague ou chemin de roulement intérieur est porté sur un prolongement axial 38 de la plaque de palier avant 14 et agencé en vue d'une liaison d'entratnement avec la courroie de ventiiatéur du moteur ou la courroie d'entrainement d'acces soirs (non représentée).Le prolongement 38 de la plaque de palier avant est pourvu d'un joint 40 s'engageant dans un épaulement 42 sur l'arbre d'entratnement pour empocher la perte de produit de réfrigération et de lubrifiant à travers le palier de tourillonnement de la plaque avant. Le gaz d'aspiration provenant de l'évaporateur (non représenté) est admis dans un passage 43 formé dans la plaque de palier avant 14. La plaque de palier avant et la plaque de palier arrière sont pourvues d'évidements 44 généralement en forme croissant (un seul est représenté sur la figure 2) pour admettre le gaz d'aspiration dans l'étage d'aspiration de la chambre de compression 24. Les évidements sont interconnectés par fluide par un canal 46 dans le corps du carter 10. Lorsque le rotor est entraSnd dans le sens de la flèche (figure 2), le gaz d'aspiration est pris entre deux palettes et emporté vers la surface d'évacuation. Ce faisant, le volume entre les palettes adjacentes est réduit en entratnant ainsi une augmentation correspondante de la pression du gaz. Un ensemble de valve d'aspiration 50 est placé dans la zone d'évacuation. Le gaz passe à travers une série d'orifices 62 dans le corps du carter 10, ces orifices étant couverts par une valve d'évacuation 53 du type à lame, qui est maintenue en place par une protection ou arrOt de valve 54. Un élément de couvercle 56 fournit un canal pour l'écoulement du gaz d'évacuation, ce canal se terminant dans un tube ou conduite 58 fixé à l'extrémité du couvercle 56 de manière telle que tout le gaz doive sortir par le tube 58. Le tube 58 tra verse le séparateur d'huile D (qui sera décrit plus en détails ci d?ss et pénètre dans la surface entourée par 11 enveloppe C. Ce gaz d'évacuation est finalement transmis à un tube d'évacuation 36 fixé dans un raccord 72 dans l'enveloppe C. L'huile qui se rassemble dans une partie de bac 60 dans la partie inférieure de l'enveloppe, est mise en -circulation à travers un système de lubrification. L'huile est amenée à s'écouler à travers un tube de prise 62 ayant un filtre 64, vera une série de passages dans les plaques de palier avant et arrière et le corps du carter0 Les détails de ce système ne sont pas nécessaires à une compréhension parfaite de la présente invention. Comme on l'a indiqué ci-dessus, une caractéristique importante de la présent. invention concerne la relation entre le volume total enfermé parl'enveloppe C et le volume libre ou non occupé compris dans la chambre définie par l'enveloppe. Un compresseur réel construit selon la conception des figures 1 et 2 avait un vo- lume total enfermé de 2,20 dm3 et un volume libre de 1,78 ds3, le rapport entre le volume libre et le volume total étant 0,46. Il a été établi qu'une marge raisonnable était permise pour que la gam- me de ce rapport puisse aller de 0,42 à 0,50. Une autre oonsiddration importante est que ce rapport critique de volume assure aussi une configuration assez compacte du compris seur, tout en permettant encore une circulation libre du gaz d'- vacuation chaud sensiblement sur toute la surface du carter int6- rieur du compresseur. Une compeption compacte est souhaitable dans des applications aux automobiles où le gabarit bas du capot limite l'espace disponible dans le compartiment du moteur. La présente invention n'eat pas limitée aux exemples de réa- lisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront b l'homme de l'art. REVENI CÂT IONS 1 - Compresseur du type comprenant un carter ayant un cylindré prévu à l'intérieur, un rotor reçu dans ce cylindre et adapté pour comprimer un fluide introduit dans ce dernier, des moyens définissant un orifice d'évacuation fournissant une communication entre le cylindre et l'extérieur du carter et une enveloppe généralement cylindrique entourant ce carter pour fournir une chambre dans laquelle le gaz d'évacuation est transmis, ce gaz étant mis en circulation sensiblement sur toute la surface du carter, lequel compresseur étant caractérisé en ce que le rapport entre le volume libre dans l'enveloppe et le volume total enfermé par l'enveloppe est compris entre 0,42 et 0,50. 2 - Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport est approximativement 0,46. 3 - Compresseur rotatif selon la revendication 1 ou 2 comprenant un carter comportant une plaque de palier avant, un cylindre et une plaque de palier arrière, un ensemble de rotor tourillonné dans les plaques de paliers avant et arrière, renfermant un rotor à palettes reçu dans le cylindre et adapté pour comprimer un fluide introduit à l'intérieur, une enveloppe généralement cylindrique fixée à la plaque de palier avant et entourant le carter, cette enveloppe ayant une extrémité ouverte engagée de manière étanche avec la plaque de palier avant et une extrémité fermée espacée de la plaque de palier arrière, ce compresseur étant caractérisé en ce qu'il renferme des moyens pour transmettre le gaz d'évacuation du cylindre dans l'espace défini entre le carter et l'enveloppe et, en particulier, en ce que le rapport entre le volume libre à l'intérieur de l'enveloppe et le volume total enfermé par l'enveloppe est approximativement 0,46.