Brevet FR2004779A1 — publié le 19691128

La présente invention se rapporte en général à des compresseurs à produit de réfrigération et, plus particulièrement, à un séparateur d'huile perfectionné pour un compresseur rotatif à palettes coulissantes. 5 Comme on le décrit dans le brevet américain n* 3.258.198, un des problèmes les plus importants que l'on rencontre dans la conception d'un compresseur de réfrigération est celui de l'enlèvement efficace de lrhuile ou d'autre lubrifiant entraîné dans le gaz d'évacuation. Comme l'huile est partiellement miscible 10 avec le produit de réfrigération, un certain écoulement à travers l'orifice est inévitable. Cependant, de grandes quantités d'huile s'écoulant avec le produit de réfrigération tendent à réduire la transmission de chaleur dans le condenseur et i'évaporateur. Se plus, dans certaines conditions, il est possible que le compres-15 seur manque totalement d'huile, 6e qui peut entraîner une panne du compresseur. En conséquence, des moyens tels que ceux décrits dans le brevet cité ci-dessus ont été prévus pour former d'abord la coa-lescence de l'huile et puis la retirer du courant de gaz de sor-20 tie. Alors que le séparateur d'huile décrit dans le brevet cité ci-dessus s'est révélé utile dans certaines applications, la construction formant le bujet de la présente invention s'est révélée supérieure sous de nombreux aspects. Non seulement le séparateur d'huile fonctionne de manière plus efficace dans une gamme large 25 de réglage de capacitésmais l'unité de séparateur peut être adaptée dans un espace plus petit. Ceci a clairement un avantage dans des applications aux automobiles où la dimension et le poids sont sévèrement limités. Sans la présente invention, le carter du compresseur est 30 entouré dans une enveloppe, de sorte que l'espace entre le carter et l'enveloppe fournit une chambre dans laquelle le gaz d'évacuation chaud est transmis. Un séparateur de coaleseence s'étend en travers de l'enveloppe pour définir deux chambres de chaque côté du milieu séparateur. Le .gaz d'évacuation est dirigé dans la pre-35 mière chambre entre le milieu et l'extrémité de l'enveloppe, de sorte qu'il se détend dans le grand volume à partir d'un tube le connectant à l'extrémité d'évacuation. Le gaz est dirigé contre l'extrémité de l'enveloppe, et la chute de vitesse accompagnant sa libération dans le plus grand volume tend à libérer l'huile con-40 tenue dans le gaz. Comme le gaz est dévié depuis l'extrémité de 69 08932 2 2004779 l'enveloppe et s'écoule vers la canalisation d'évacuation, le gaz balaie sensiblement toute la surface du milieu de coalescence. L'huile retenue sur le milieu de coalescence est drainée Jusqu'au bac d'huile. La canalisation'd'évacuation s'étend bien dans l'en-5 veloppe, de sorte que le gaz doit changer de.direction très brusquement, En conséquence, tpute huile restante est séparée du courant de gaz et le gaz d'évacuation relativement exempt d'huile sort par la canalisation d'évacuation. L'utilisation efficace de la surface à travers laquelle K> le gaz balaie dans son passage à travers le milieu de coalescence permet un séparateur beaucoup plus petit que celui qui serait normalement exigé pour manipuler le même volume. Oh doit comprendre qu'il est virtuellement impossible de séparer toute l'huile du gaz de décharge, mais la construction décrite ici s'est révélée 15 plus efficace que les dispositifs précédemment connus. C'est en conséquence un objet principal de la présente invention de prévoir un compresseur rotatif de réfrigération qui comprend un séparateur d'huile efficace et compact. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un 20 séparateur d'huile qui est spécialement adapté à l'utilisation dans un compresseur rotatif à palettes coulissantes qui emporte, de par sa nature, davantage d'huile dans le courant de gaz d'éva-cuation qu'un compresseur classique à mouvement de va-et-vient. Des objets et avantages supplémentaires apparaîtront 2 5 d'après la description détaillée suivante en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels i La figure 1 est Une vue d'un compresseur, des parties étant éclatées ou partiellement en coupe, le compresseur étant construit selon des caractéristiques de la présente invention," et 30 La figure 2 est une vue en coupe prise le long du plan de la ligne 2-2 de la figure 1. En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, le compresseur construit selon des caractéristiques de la présente invention comprend une enveloppe A eon-35 tenant l'ensemble de rotor B, et un boîtier extérieur C entourant le compresseur et fixé à la plaque de palier avant qui fournit ainsi une partie de ce boîtier. L'enveloppe A du compresseur comprend un carter 10 ayant un alésage cylindrique 12 s'étendant à travers, une plaque .de support 40 avant 14 et une plaque de support arrière 16, lesquelles sont 69 08932 3 2004779 fixées par des vis à tête 17. L'ensemble de rotor B est reçu dans l'alésage 12 du carter et comprend un rotor à fentes 20 qui porte plusieurs palettes 22 à mouvement de va-et-vient, s'étendant sensiblement radialement. Ce rotor axial 20 est décalé ou excentri-5 quement agencé par rapport à l'axe de l'alésage 12 de sorte que l'alésage, la plaque de support avant 14, la plaque de support arrière 16 et le rotor 20 coopèrent pour fournir une chambre ou cavité de compression 24 en forme de croissant. Le rotor 20 est entraîné, par l'arbre 28 qui est tourillonné dans un palier 30 sup-10 porté par la plaque arrière de support 16 dans la partie évidée 32 et un palier 34 supporté par la plaque de support avant 14. Etant donné que l'exemple de réalisation préféré est spécialement adapté à l'utilisation dans les automobiles, le rotor de compresseur est entraîné par une poulie à courroie trapézoïdale 35 15 par un ensemble classique d'embrayage, électromagnétique 36. La poulie 35 est tourillonnée pourpouvoir tourner sur un roulement 37» dont le .chemin de roulement intérieur est porté sur un prolongement axial 38 de la plaque de support avant 14» et est agencée pour être reliée en entraînement avec la courroie de ventilateur du mo-20 teur ou la courroie d'entraînement d'accessoires (non représentée). Le prolongement 38 de la plaque de support avant est pourvu d'un joint 40 s'engageant dans un bossage 42 sur l'arbre d'entraînement pour empêcher la perte de produit de réfrigération et de lubrifiant à travers le palier de tourillon de la plaque avant. 25 Le gaz d'aspiration provenant de 1'évaporateur (non repré senté), est admis à un passage 43 formé dans la plaque de support av.ant 14. La plaque-de support avant et la plaque de support arrière sont pourvues d'évidements 44-» généralement en forme de croissant (un seul étant représenté,sur la figure 2) pour admettre 30 un gaz d'aspiration dans l'étage d'aspiration de la cavité de compresseur 24. Les évidements sont interconnectés de manière fluide par un canal 46 dans le corps de carter 10. Lorsque le rotor est entraîné dans le sens de la flèche (figure 2), le gaz d'aspiration est emprisonné entre deux palettes 3 5 et emporté en avant.vers la surface d'évacuation. Ce faisant, le volume entre les palettes adjacentes est réduit en entraînant ainsi une augmentation correspondante de pression du gaz. Un ensemble de valve d'évacuation 50 est placé dans la zone d'évacuation. Le gaz passe à travers une série d'orifices 52 dans le corps 40 de carter 10, ces orifices étant recouverts par une valve d'éva 69 08932 4 2004779 cuation 53, du type à lame, qui est maintenue en place par an arrêt ou protection de valve 54. Un élément de couvercle 56 fournit une voie pour le gaz de décharge afin qu'il s'écoule, ce canal se terminant dans un tube ou conduite 58 fixé à l'extrémité du cou— 5 vercle 56 de manière telle que la totalité du gaz doive s'éeôuler à travers le tube 58. Le tube 58 s'étend à travers le séparateur d'huile D (qui sera décrit plus en détail ci-dessous) jusque dans la surface entourée par l'enveloppe extérieure G. Le gaz d'évacuation est finalement transmis à un tube d'évacuation 70 fixé à 10 un raccord 72 dans l'enveloppe extérieure C. L'huile, qui se rassemble dans une partie de bae 60 dans la partie inférieure de l'enveloppe, est mise en circulation à travers un dispositif de lubrification. L'huile est amenée à s'écouler à travers un tube de prise 62, ayant un filtre 64 vers une 15 série de passages dans les plaques de support avant et arrière et le corps de carter. Les détails de ce dispositif ne sont pas nécessaires à une compréhension complète de la présente invention. Un aspect important de la présente invention se rapporte à la construction du séparateur d'huile et la relation entre le sé-20 parateur D vers le compresseur et la canalisation d'évacuation de gaz. Comme on le voit bien sur la figure 1, l'élément de séparateur comprend un oorps en matière perméable 80, par exemple un corps constitué de fibres métalliques à mailles grossières telles qu'utilisées dans un tampon de récurage, qui est maintenu entre 25 des éléments de retenue ou de support 82. Les éléments "de support, dans l'élément illustré sur les dessins, comprennent deux éléments du genre écran fabriqués à partir de fil métallique lourd. La périphérie du séparateur a le mime contour que celle de l'enveloppe pour que ses bords se montent contre le diamètre intérieur 4e 30 l'enveloppe extérieure C, l'enveloppe étant connectée à la périphérie de la plaque de support avant par une série de vis à tfcte 74 pour fournir un assemblage étanche au fluide entre l'enveloppe et la plaque de support avant. L'élément est fixé à une certaine distance du carter de compresseur par des vis à tête 84 ou 35 autres dispositifs de fixation qui sont fixés à des bossages 86 s'étendant axialement depuis la plaque de palier arrière 16. Le gaz s'écoulant à travers l'ensemble de valve d'évaeua-tion 50 est limité- par le couvercle 56 qui est fixé au carter de compresseur et forme un passage s'étendant axialement ver» 40 l'extrémité de l'enveloppe. L'extrémité du couvercle est raccordé 69 08932 e; 2004779 au tube 58 qui passe à travers l'élément de séparateur et pénètre dans une première chambre 90 définie entre l'élément de séparateur et l'extrémité de l'enveloppe. Le tube d'évacuation 70 s'étend à travers l'enveloppe extérieure et se termine dans un 5 point approximativement au centre de l'enveloppe dans la chambre 92 sur le côté opposé de l'élément de séparateur. On a trouvé que le gaz de décharge tend à tourbillonner très rapidement en provoquant la turbulence et le gel de l'huile retenue dans le bac si la canalisation d'évacuation est placée à un point autre 10 que le centre de l'enveloppe. FONCTIONNEMENT On décrira maintenant le fonctionnement du séparateur d'huile, le gaz d'évacuation chaud, avec le lubrifiant entraîné, passe à travers l'ensemble de valve d'évacuation 50 et s'écoule 15 à vitesse élevée à travers le tube 58 dans la chambre 90. lorsqu'il atteint la chambre 90, la vitesse est grandement réduite par suite de sa libération dans un volume beaucoup plus grand. Le gaz frappe l'extrémité de l'enveloppe C et change de direction, de sorte que certaines des plus fortes gouttelettes d'huile 20 adhèrent à la paroi de l'enveloppe extérieure et s'écoulent vers ■ le bas dans la cuve. Le gaz s'écoule alors vers l'avant du compresseur en traversant le séparateur d'huile D et, durant cet écoulement, les plus faibles gouttelettes sont réunies sur le tampon perméable 80. Après être passé à travers le séparateur, le gaz 2 5 est à nouveau amené à changer de direction pour passer hors du tube d'évacuation de gaz 70 où il s'écoule vers le condenseur (non représenté)» En changeant de direction, des quantités supplémentaires d'huile sont séparées avant que le gaz ne sorte par la canalisation d'évacuation. 30 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 69 08932 6 2004779- REVENDICATIONS 1 - Compresseur comprenant une enveloppe ayant une cavité de compression, des orifices d'aspiration et d'évacuation s'ouvrant dans la cavité de compression et un rotor dans la cavité de com- 5 pression, adapté pour comprimer un fluide gazeux introduit à travers l'orifice d'aspiration et pour l'évacuer à travers l'orifice d'évacuation sous une pression plus élevée, et une enveloppe extérieure fermée entourant l'enveloppe, caractérisé en ce qu'on prévoit un milieu de coalescence perméable au gaz divisant l'en-10 veloppe en une première et une seconde chambres de manière telle que l'enveloppe soit placée totalement dans une chambre, des moyens pour transmettre le gaz d'évacuation directement de l'orifice d'aspiration dans l'autre chambre et une conduire de gaz d'évacuation ayant son extrémité d'entrée placée dans la première 15 chambre et, de ce fait, le gaz transmis dans la première chambre doit s'écouler à travers le milieu pour atteindre cette entrée. 2 - Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de gaz d'évacuation a une extrémité d'entrée placée sensiblement au centre de la première chambre. 20 3 - Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite de gaz d'évacuation s'étend dans l'enveloppe extérieure dans une direction généralement parallèle au plan principal du milieu de coalescence. 4 - Compresseur selon la revendication 1, 2 ou 3 » caractérisé 25 en ce que le milieu de coalescence perméable au gaz est agencé dans l'enveloppe extérieure pour que ses bords marginaux se conforment intimement au diamètre intérieur de l'enveloppe extérieure, le milieu de coalescence étant espacé de l'extrémité de l'enveloppe pour fournir une cloison séparant l'espace entouré par 30 l'enveloppe extérieure en une première et une seconde chambres, de manière telle que l'enveloppe soit placée totalement dans la chambre, un passage de fluide connectant l'orifice d'aspiration de compresseur avec l'autre chambre pour transmettre le gaz d'évacuation directement de l'orifice d'aspiration dans la 35 chambre, et une conduite de gaz d'évacuation ayant son extrémité d'entrée placée dans la première chambre ; de ce fait, le gaz transmis dans la. première chambre doit s'écouler à travers le milieu de coalescence pour atteindre l'entrée. 69 08932 7 2004779 5 - Compresseur selon la revendication 4-, caractérisé en ce que le milieu de coalescence comprend un tampon généralement plat, formé de mailles métalliques poreuses et d'éléments rigides en grillage à mailles ouvertes engageant les faces opposées de 5 ce tampon.