Brevet FR2053251A1 — publié le 19710416

L'invention concerne la construction de compresseurs du type à aubes excentriques. Suivant l'invention, un compresseur à aubes excentriques comprend un rotor ayant un certain nombre d'aubes coulissantes 5 qui tourne autour d'un axe excentrique dans un cylindre d'un stator, ménageant un espace en forme de croissant divisé par les aubes en un certain nombre de chambres de travail, et possède des moyens pour envoyer de l'huile dans les chambres de travail et/ou dans l'entrée d'air de celles-ci depuis un collecteur d'huile en— 10 tourant la partie inférieure du stator, et est caractérisé en ce que l'air est envoyé par un certain nombre d'orifices de sortie répartis sur la longueur du stator dans une chambre qui s'étend vers le bas, en'des points répartis ^ur la longueur de celle-ci, à la surface de l'huile dans le collecteur, et présente une paroi 15 déflectrice opposée aux orifices de sortie et sur laquelle l'huile peut Stre déposée par l'air et peut s'écouler vers le bas dans le collecteur. La paroi déflectrice peut Stre constituée par une plaque partiellement cylindrique divisant une chambre annulaire autour 20 du atitor en des compartiments intérieur et extérieur qui communiquent l'un avec l'autre à leur base par un intervalle ou une ouverture dans la plaque et forment dans leur ensemble le collecteur d'huilé, tandis qu'au sommet ils ne communiquent l'un avec l'autre qu'à une première extrémité, le compartiment extérieur 25 ayant une sortie à l'extrémité opposée, ou seconde extrémité, de sorte que l'air comprimé du stator doit d'abord s'écouler longi-tudinalement le long du compartiment intérieur vers la première extrémité, où il est dévié et freiné pour s'écouler dans la direction opposée & travers le compartiment extérieur. 30 D'après un autre aspect de l'invention, un compresseur à aubes excentriques comprend un rotor ayant un certain nombre d'aubes coulissantes qui tourne autour d'un axe excentrique, dans un cylindre d'un stator ménageant un espace en forme de croissant divisé par les aubes en un certain nombre de chambres de travail, 35 et possède des moyens pour envoyer de l'huile dans les chambres de travail et/ou dans l'entrée d'air vers celles-ci depuis un collecteur entourant la partie inférieure du Btator, et est caractérisé en ce que le carter comprend une pièce moulée principale supportée à une extrémité par laquelle elle est reliée à un 40 moteur, et comprenant deux tunnels (ouverts à l'extrémité oppo 70 27970 s 2053251 sée ou extrémité d'entrée) à savoir un tunnel inférieur dans lequel est monté le stator et un tunnel supérieur qui contient un séparateur d'huile final ayant la forme d'un tube qui est accessible en enlevant un couvercle à l'extrémité "admission" du tnn-5 Del supérieur» Le séparateur d'huile final peut être en céramique. Le tunnel inférieur peut avoir à son extrémité d'entrée un couvercle amovible pour donner accès à une soupape de décharge fermant l'entrée quand la pression de refoulement dépasse une 10 valeur pré-déterminée. La boupape de décharge peut Stre commandée par une servo-valve située dans un alésage horizontal transversal à la base de la pièce moulée à son extrémité "admission" et qui réagit & la pression d'huile pour admettre cette pression, vers une surface de piston de la soupape de décharge. 15 En outre, le tunnel supérieur peut §tre fermé par un couver cle contenant une soupape à pression minimale à travers laquelle l'air comprimé est refoulé, et qui se ferme si la pression de refoulement tombe au-dessous d'une valeur donnée, pour empScher - -r ' , • ^ une continuation de la chute de cette pression. 20 D'autres caractéristiques et détails de l'invention ressor- tiront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple, d'un mode de réalisation spécifique, et faite avec référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe longitudinale, par 1-1 de la fi-25 gure 2, d'un compresseur du type à aubes excentriques. Le s figures 2 à 5 sont des coupes respectives par 2-2, 3-3, 4-4 et 5-5 de la figure 1. La figure 6 est une coupe d'une soupape La figure 7 est un plan montrant les orifices de refoule— 30 ment répartis sur la longueur du cylindre. L'invention peut Stre considérée comme un développement de celle qui a été décrite dans le brevet français R° 1.478.163. On décrira d'abord les éléments principaux du compresseur, puis on mentionnera les autres détails en liaison avec une des-35 cription du parcours suivi par l'ai* et par l'huile. Le compresseur comprend une pièce moulée principale 10 composée d'une partie inférieure cylindrique 11 et d'une partie supérieure généralement penta&~onale 12 qui constituent respectivement un tunnel inférieur et un tunnel supérieur. Le tunnel su-40 périeur contient un séparateur d'huile final 13 et est fermé, à 27970 3 2053251 une extrémité, ou extrémité moteur, à droite sur la figure 1, par un_couvercle supérieur 14, et à son extrémité opposée, ou extrémité d'admission, par un couvercle supérieur 15. Le tunnel inférieur a une partie de diamètre réduit du côté 5 admission et est occupé par un stator composite 16 comprenant un couvercle 17 du côté admission, un couvercle 18 du côté moteur, et entre eux un cylindre 19» L'assemblage est réalisé par des vis (non représentées) et les couvercles servent à fermer les deux extrémités du tunnel inférieur. Comme le montre la figure 10 2, le cylindre 19 a une section transversale extérieure un peu irrégulière mais est beaucoup plus petit que la partie correspondante du tunnel 11, de manière à laisser un espace annulaire irrégulier dont la partie inférieure forme un collecteur d'huile tandis que la partie supérieure forme une tubulure de refoule-15 ment. • D'après une caractéristique de l'invention, cet espace est divisé en une partie intérieure et une partie extérieure par un tube déflecteur cylindrique 21. • '• ' "•" • Dans le cylindre se trouve un rotor 24 ayant des fentes qui 20 contiennent des aubes 25 et en une pièce avec un arbre 26 monté par des paliers 27 et 28 dans les couvercles 17 'et 18, de sorte que le rotor tourne autour d'un axe excentriquevpar rapport à la surface intérieure du cylindre.'A l'extrémité admission se trouve un filtre à air 30 en papier ondulé monté entre un bouchon in-25 térieur 31 et un bouchon extérieur 32. ^ A son extrémité "moteur", le compresseur est monté sur une "lanterne" comprenant deux bagues 37 et 38 reliées par des entretoises en une pièce 39, et une troisième bague 46 reliée à la bague 38 par des entretoises en une pièce 47* Deux boulons 41 30 à section cruciforme traversent un certain nombre de bagues de refroidissement à huile 42 et sont fixés à la bague 38. L'arbre porte un ventilateur 44 pour aspirer de l'air à travers les intervalles entre les entretoises 39 et le refouler entre les bagues 42. Le ventilateur est entraîné par un accouplement 45 qui 35 est relié à l'arbre d'un moteur. Le moteur est boulonné à une bague 40 boulonnée elle-même à la bague 46 de la "lanterne". On va maintenant décrire d'autres détails du compresseur, conjointement avec une description du parcours suivi par l'air et l'huile. 40 L'air pénètre à l'extrémité "admission" par un étroit espa- 70 27970 4 2053251 ce annulaire 55 entre le bouchon extérieur 32 et la pièce moulée principale du carter 10 du compresseur, et s'écoule vers l'intérieur à travers le filtre 30 et une ouverture 56 du bouchon intérieur 31* Il traverse ensuite une soupape de décharge 57 ac-5 tionnée par un servo-mécanisme 58* Cette soupape est soumise à la pression qui règne dans la partie inférieure du collecteur d'huile, et de ce fait à la pression de refoulement, et lorsque cette pression s'élève, la soupape la transmet à la soupape de .. décharge et ferme cette dernière contre l'action de son ressort, 10 de manière à limiter ou à couper l'admission d'air vers le com-" - : . presseur. ; La soupape de décharge conduit à un orifice d'admission '59 s*ouvrant à travers le couvercle 17 dans un espace en forme, de croissant 60 ménagé entre le'cylindre 19 et le rotor 24» qui est, 15 naturellement, divisé en chambres de travail séparées par les aubes 25. Lorsque le rotor, tourne^ le volume de chaque chambre ' de travail est réduit pour-comprimer>l'air qui's'y trouve, pen- . dant que cet espace tourne vers.une série d'orifices de refoulement 61 (figures 2 et 7).11 existe quatre'de ces orifices de re-20 foiilement/ s'étendent en ligne sur toute la longueur du cylindre. ' Comme mentionné plus haut, la moitié inférieure de l'espace approximativement annulaire entre .le stator et le tunnel inférieur dans la partie principale du carter forme un collecteur qui est rempli d'huile à peu près jusqu'au niveau de l'axe. Comme la par-25 tie supérieure de cet espace communique avec les orifices de refoulement et est par conséquent à la pression de'refoulement, la totalité de l'huile est soumise à la pression de refoulement, qui peut, par exemple, Ôtre de l'ordre de 7 bars. Comme décrit ci-dessous, l'huile est admise dans les chambres de travail du corn— 30 presseur en un point où ellqfest partiellement comprimée, par exemple à une pression de 2 bars, et cette différence de pression maintient une circulation de l'huile à travers le réfrigérant et le:-reste du système de graissage, de refroidissement et d'étan-chéité. 35 Ainsi, à partir du fond du collecteur, l'huile descend dans un passage vertical 70, suit un passage longitudinal 71 et les rainures d'un des boulons 41 dans les bagues 42. Chacune de celles-ci a la forme d'une bague creuse et plate bloquée en un point de manière à laisser un canal en forme de "C" à une extrémité du-40 quel l'huile est admis*, et depuis l'extrémité opposée duquel 70 27970 2053251 elle est acheminée vers un autre des boulons 41. Elle s'écoule le long de ce dernier vers un filtre à huile 75 et de là remonte dans un passage vertical 76 (figure 5) qui débouche dans une rainure annulaire 77 dans la périphérie du couvercle 18 (figure 1). 5 Entrant dans cette rainure près de son extrémité inférieure, elle s'écoule en rond vers un point voisin de son extrémité supérieure et de là s'écoule verB l'intérieur à travers un passage radial 78 pour graisser le palier 28 de l'extrémité "moteur". Le passage 78 communique également avec une galerie longitudinale 10 79 depuis laquelle un certain nombre de petits passages radiaux 80 débouchent dans la chambre de travail en un point auquel, comme déjà indiqué, la pression pourrait 8tre d'environ 2 bars. .A son extrémité "admission", la galerie .79 communique avec un passage radial 81 conduisant au palier 27 pour le graisser. 15 Ainsi, de l'huile est envoyée continuellement dans l'air emprisonné dans les chambres de travail ainsi que dans les pa-~ . liera, afin de rendre étanche, de refroidir et de lubrifier le compresseur. ...-l/,- Le mélange d'air et d'huile sort par les orifices de refou-„ 20 lement 61. Comme déjà décrit/une partie du tube déflecteur 21 est directement opposée aux orifices de refoulement, de sorte ^que le mélange d'air et d'huile se heurte contre lui et dépose une partie appréciable de l'huile sur sa Burface intérieure. Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que cette 25 huile n'est pas obligée de se déplacer avec l'air vers une extré-. ;. mité d'une galerie de refoulement mais peut immédiatement s'écou-; 1er vers le bas dans une direction circonférentielle sur l'intérieur du tube déflecteur. En fait, le tube se présente sous la forme d'une bande de métal cintrée en cylindre avec une fente en-30 tre ses extrémités, et est maintenu en place sur une bride 22 par une attache "jubilee" 23. Ainsi, le tube déflecteur présente à sa base une fente longitudinale s'étendant sur toute sa longueur et à travers laquelle l'huile peut passer. Cependant ceci est sans importance, car il est clair que la totalité de l'espace inté-35 rieur et extérieur du tube, au-dessous du niveau de l'axe, est occupé par une réserve d'huile. Entretemp8, l'air s'écoule longitudinalement le long de l'intérieur du tube déflecteur vers l'extrémité "admission" où il est ouvert. A ce point, il subit un changement de direction et un 40 changement de vitesse lorsqu'il émerge dans la.partie supérieure 70 27970 « 2053251 - * de la partie principale du carter du compresseur, où il s'écoule longitudinalement dé l'extrémité "admission" à l'extrémité "moteur" de la partie supérieure du tunnel à l'extérieur du tube déflecteur. 5 A l'extrémité "moteur" du tunnel, l'air remonte par un pas sage incliné 84 dans l'intérieur du séparateur final 13* Celui-ci a simplement la forme d'un tube en céramique muni d'une rondelle 85 et d'une plaque d'extrémité 86, et est maintenu en place par un boulon 87 et un écrôu 88. 10 En comparant la présente construction avec celle du brevet antérieur mentionné plus haut, on notera que l'utilisation d'un séparateur tubulaire de ce type simplifie grandement la construc-""rv" tion du compresseur, étant donné que le séparateur final n'exige " pas une conformation compliquée du tunnel dans lequel il est si-15 tué. le séparateur est accessible en enlevant le couvercle 15» ^ la suite de quoi l'écrou 88 peut Stre enlevé et le filtre retiré. Fendant le fonctionnement, 1'air s'écoule vers 1'extérieur à travers le séparateur-sur toute sa périphérie, dans le couvercle 15, et l'huile s'accumule sur sa surface extérieure et s'égoutte vers , o. " le bas du tunnel supérieur. Le couvercle 15 contient une soupape à pression miniauile 89 pour assurer que même si la charge n'impose pas de contre-pression, .la pression de refoulement ne tombe jamais au dessous d'un certain minimum, de façon à maintenir la circulation d'huile. Depuis la soupape à pression minimale, l'air 25 est refoulé latéralement à travers un accouplement de sortie non représenté. Entretemps, l'huile recueillie au fond du tunnel supérieur s'écoule le long d'un passage tangentiel 92 vers un orifice de retour d'huile 93 décrits plus complètement dans le brevet anté-30 rieur précité et représentés sur la figure 3* Depuis l'orifice 93» l'huile B'écoule vers l'axe à travers un passage (non représenté) dans le couvercle de l'extrémité "admission" et se mélange à l'air qui est aspiré à travers la soupape de décharge. Toute huile s'écoulant au-delà des paliers est ramenée vers 35 l'emplacement approprié, à la pression d'aspiration, à travers des conduits 95 (figure 1). En outre, une soupape consistant en une plaque appliquée par un ressort sur un certain nombre de petits trous communique avec une chambre de travail de la pompe, de sorte que si la pres-40 sion dans la chambre de travail, du fait d'un excédent d'huile 70 27970 7 2053251 dans celle-ci, dépasse la pression de refoulement, la soupape peut s'ouvrir et réduire cette pression. En outre, une soupape de sécurité 97 (figure 4) située dans la partie supérieure du collecteur d'huile permet à tout excédent de .pression de s'échap-5 per. En pluB, une soupape de réduction de vide 98 (figure 6) communique avec l'admission d'air, de manière à réduire le vide qui peut être produit lorsque la soupape de décharge se ferme, afin d'éviter le bruit connu sous le nom de "sifflement de vide". Il est clair que l'ensemble décrit est d'une construction 10 de base relativement simple, logée dans un .carter principal moulé avec deux tunnels parallèles, les organes auxquels il faut avoir accès étant accessibles depuis*l'extrémité "admission". Ainsi, la soupape de décharge 57 est accessible à l'extrémité "admission" par enlèvement des bouchons 31 et 32 et du filtre en 15 papier 30. De même, la soupape 89 est accessible dans le couvercle supérieur de l'extrémité "admission". Le gervo-mécanisme 58 s'étend dans une direction horizontale :transversaletravers la partie inférieure de .1'. extrémité "admission4%de; la partie princi-- pale, et est aussi facilement accessible. , r ^rv'- r- V 20 Comme déjà décrit, le séparateur_d'huile -final complet 13 peut être enlevé simplement en enlevant le "couvercle 15 et en - dévissant 1 'écrou 88. 70 27970 8 2053251 •••■ 1. Compresseur à aubes excentriques comprenant un rotor muni d'un certain nombre'-d^àubes coulissantes, qui tourne autour d'un axe excentrique dans un cylindre d'un stator, ménageant un 5 espace en forme de croissant divisé par les aubes en un certain nombre de chambres de travail, et ayant des moyens pour envoyer de l'huile dans les chambres de travail et/ou dans l'entrée d'air de celles-ci depuis un collecteur d'huile entourant la partie inférieure du stator, et caractérisé en ce que l'air est envoyé à 10 travers un certain nombre d'orifices de sortie :répartis sur la longueur du stator dans une chambre qui s'étend vers le bas, en des points répartis sur la longueur de celle-ci, à la surface de l'huile dans le ,collecteur, et présente une paroi déflectrice opposée-aux orifices de sortie et sur laquelle l'huile peut Ôtre 15 .déposée par l'air et peut s'écouler en s'égouttant dans le col-Vu - lecteur. v. •- 2. Compresseur suivant la revendication 1,'caractérisé en ce 7 que la paroi déflectrice est constituée par une plaque partiellement cylindrique divisant une chambre annulaire autour du stator 20 en des compartiments intérieur et extérieur qui communiquent l'un avec l'autre à leur base par un intervalle ou une ouverture dans la plaque et forment dans leur^ensemble le collecteur d'huile, tandis qu'au sommet ils ne.communiquent l'un avec l'autre qu'à une première extrémité, le compartiment extérieur ayant une sor-25 tie à l'extrémité opposée ou seconde extrémité, de sorte que l'air comprimé venant du stator doit d'abord s'écouler longitudinale-ment le long du compartiment intérieur vers la première extrémité, où il est dévié et freiné pour s'écouler dans la direction opposée à travers le compartiment extérieur. 30 3. Compresseur à aubes excentriques comprenant un rotor muni d'un certain nombre d'aubes coulissantes, qui tourne autour d'un axe excentrique dans un cylindre d'un stator, ménageant un espace en forme de croissant divisé par les aubes en un certain nombre de chambres de travail, et ayant des moyens pour envoyer de l'hui-35 le dans les chambres de travail et/ou dans l'entrée d!air de celles-ci depuis un collecteur d'huile entourant la partie inférieure du stator, et caractérisé en ce que le carter comprend une pièce moulée principale supportée à une extrémité par laquella elle est reliée à un moteur, et comprenant deux tunnels (ouverts 40 à l'extrémité "admission"), à savoir un tunnel inférieur dans le 70 27970 9 2053251 quel est monté le stator et un tunnel supérieur qui contient un séparateur d'huile final ayant la forme d'un tube qui est accessible en enlevant un couvercle à l'extrémité "admission" du tunnel supérieur. 5 4. Compresseur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le séparateur d'huile final est en céramique. 5. Compresseur suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4i caractérisé en ce que le tunnel inférieur possède à son extrémité "admission" un couvercle amovible pour donner accès à 10 une soupape de décharge qui ferme l'admission lorsque la pression de refoulement dépasse une valeur pré-déterminée. 6. Compresseur suivant la revendication 5» caractérisé en ce que la soupape de décharge est commandée par une servo-valve située dans un alésage horizontal transversal à la base du car- '15 ter à son extrémité "admission" et qui réagit à la pression de l'huile pour admettre cette pression vers une surface de piston de la soupape de décharge. - 7. Compresseur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le tunnel supérieur est fermé par 20 un couvercle contenant une soupape à pression minimale à travers laquelle l'air comprimé est refoulé et qui se ferme si la pression de refoulement tombe au dessous d'une valeur dnnnée, afin d'empêcher la continuation de la chute.de la pression.