Brevet FR2496241A1 — publié le 19820618

COMPRESSEUR FRIGORIFIQUE HERMETIQUE. La présente invention est relative à un compresseur frigorifique hermétique comportant au moins un étage de compression mû par un moteur électrique. La plupart des compresseurs frigorifiques de modèles ménagers, commerciaux et industriels qui utilisent comme gaz frigorigène des dérivés chlorofiuorés des hydrocarbures sont d'un type hermétique ou semihermétique, c'est-à-dire que l'ensemble des organes moteur et ceux qui sont entraînés par le moteur se trouvent dans une enveloppe étanche à des fuites de gaz frigorigène. L'une des caractéristiques importantes d'un compresseur frigori- fique est son efficacité qui doit être la plus élevée possible. Un but de la présente invention est d'augmenter notablement celle- ci en prévoyant des moyens pour surpresser et augmenter l'énergie cinétique du gaz, -disposés avant l'étage de compression du gaz proprement dit, à l'intérieur de l'enveloppe du compresseur. On sait d'autre part que le gaz frigorigène aspiré dans un compres- seur peut apporter accidentellement des gouttellettes de fluide frigori- gène de sorte que si des précautions ne sont pas prises pour les éliminer, elles risquent d'endommager l'ensemble culasse, joints, clapets d'aspi- ration, etc.. qui sont disposés à l'entrée des chambres de compression. Un autre but de la présente invention est de prévenir un tel danger en procédant à l'élimination des gouttelettes de fluide frigorigène avant leur arrivée aux clapets d'aspiration du gaz. Ces compresseurs hermétiques, notamment ceux de type ménager, doivent être aussi silencieux que possible. Il est donc indispensable de réduire autant que possible les bruits du moteur et ceux dus à la circulation du gaz frigorigène. C'est pourquoi un autre but de l'invention est la réduction de leur niveau sonore. Les problèmes soulevés précédemment ont été résolus très écono- miquement dans un compresseur frigorifique hermétique selon la présente invention, comprenant à l'intérieur d'une enveloppe métallique de forme allongée un moteur électrique dont le rotor est accouplé à un vilebrequin disposé dans le sens de la longueur de l'enveloppe, qui entraîne des moyens de compression destinés à comprimer un gaz frigorigène, comprenant une chambre d'aspiration, délimitée par des faces axiales du rotor et du stator du moteur et par un capot recouvrant ces faces axiales, cette chambre communiquant par un orifice d'aspi- ration avec le volume de gaz de l'enveloppe, par une tubulure de refoulement avec l'entrée des moyens de compression, et comportant une turbine centrifuge qui est solid&aie de la face axiale du rotor. On notera qu'une partie du bobinage du stator est logée dans la chambre d'aspiration et qu'elle est disposée concentriquement à la turbine centrifuge. D'autre part il est prévu que l'orifice d'aspiration est aligné sur l'axe de rotation de la turbine centrifuge. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre Indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure unique représente une vue schématique en coupe verti- cale du compresseur frigorifique hermétique selon l'invention. Le compresseur est logé dans une enveloppe 10 métallique de forme allongée. La partie inférieure qui sert à le fixer est constituée par une cuve et sa partie haute par un couvercle, tous les deux ayant une forme sensiblement semi-cylindrique. La cuve et le couvercle sont soudés ensemble par leurs bords et de façon que l'enveloppe soit étanche à des fuites de gaz frigorigène remplissant l'enveloppe 10. Le moteur électrique, constitué d'un rotor 13 et d'un stator 19, est placé dans la partie supérieure de Penveloppe 10, au-dessus d'un corps 12 en fonte du compresseur. Son rotor 13 est accouplé à un vilebrequin 14 qui est -disposé dans le sens de la longueur de Penveloppe ta. Celui-ci entraîne dans un mouvement rectiligne alternatif deux pistons 15 et 16 dans des cylindres alimentés par le gaz frigorigène à basse pression arrivant dans l'enveloppe 10 par une tubulure d'entrée 17 située à mi- hauteur de Penveloppe 10. Ces pistons 15 et 16 compriment le gaz pour le porter à haute pression. Le vilebrequin 14 et le moteur ont été décalés par rapport à l'axe longitudinal de l'enveloppe pour pouvoir loger un réservoir 18 à haute pression qui sert de silencieux de refoulement. Ce réservoir est monté entre le stator 19 du moteur et la paroi de l'enveloppe 10, et il est muni d'une tubulure de refoulement 20 du gaz comprimé. Les problèmes soulevés dans le préambule ont été résolus en prévoyant une chambre d'aspiration 21 du côté des laces axiales 22 et 23 du rotor 13 et du stator 19. Cette chambre 21 est obtenue en recouvrant ces faces axiales par un capot 24 qui a de préférence une forme sensiblement semicylindrique et dont le bord périphérique 25 est maintenu jointif avec celui du stator 19. Cette chambre 21 coîfmunique par un orifice d'aspiration 26 avec le volume de, l'enveloppe 10, et par une tubulure de refoulement 27 avec l'entrée des deux cylindres à piston et 16. Le gaz frigorigène arrivant par la tubulure d'entrée 17 est aspiré à travers l'orifice 26 par une turbine centrifuge 28 qui est montée sur la face axiale 22 du rotor 13. Cette turbine 28 et la carcasse du rotor 13 sont moulés de préférence ensemble en un seul bloc. L'axe de rotation de la turbine 28 est aligné sur celui du vilebrequin 14 fixé au rotor 13 et également sur Porifice d'aspiration 26 pour pouvoir aspirer le gaz au centre de la turbine. On peut remarquer qu'une partie du bobinage électrique 29 du stator 19 dépasse la faxe axiale 22 de l'armature du stator 19 et s'avance dans la chambre 21 concentriquement à la turbine 28. De cette façon si le gaz frigorigène arrivant par la tubulure d'entrée 17 contient acciden- tellement des gouttelettes de fluide frigorigène celles-ci sont aspirées avec le gaz et projetées par la turbine 28 en rotation sur la partie chaude du bobinage électrique 29 entourant la turbine 2U. A leurs contacts les gouttelettes se volatilisent en gaz frigorigène. Par conséquent il ne subsiste plus aucun risque d'endommager l'ensemble culasse 30 placé à l'entrée des cylindres à pistons 15 et 16. Le gaz frigorigène ayant acquis une énergie cinétique supplé- mentaire dans la chambre d'aspiration 21 arrive en état surpressé par la tubulure de refoulement 27 dans la partie basse pression du couvre culasse 31. De là il alimente les cylindres à pistons 15 et 16. Le gaz mis en mouvement par la turbine balaye et refroidit à son passage les surfaces axiales 22 et 23 du rotor 13 et du stator 19. Cependant il faut ajouter à celà qu'une certaine quantité de gaz frigorigène aspiré dans la chambre par la turbine 28 est poussé dans l'entrefer 32 du rotor 13 et du stator 19 ce qui contribue à refroidir les surfaces réciproques de ces derniers. Une fois franchi l'entrefer 32, le gaz sort entre les deux faces axiales opposées aux précédentes du rotor 13 et du stator 19 et contourne des extrémités du bobinage sortant de la face axiale opposée à la précédente du stator 19 pour se mélanger au gaz frais arrivant par la tubulure d'entrée 17 dans l'enceinte de l'enveloppe. Par sa disposition judicieuse autour de la turbine 28, la chambre d'aspiration 21 fait également fonction de silencieux en réduisant vers Pextérieur les différents bruits internes dus notamment à la circulation du gaz aspiré. Les améliorations techniques selon la présente invention peuvent être évidemment appliquées, non seulement à un compresseur de type frigorifique, mais également à toutes sortes de compresseurs ou machines de compression fonctionnant avec d'autres gaz et dans lesquels il existe des problèmes analogues à ceux exposés dans le préambule. REVENDICATIONS 1. Compresseur frigorifique hermétique comprenant à l'intérieur d'une enveloppe (10) métallique de forme allongée un moteur électrique. dont le rotor (13) est accouplé à un vilebrequin (14), disposé dans le sens de la longueur de l'enveloppe (10), qui entraîne des moyens de compres- sion (15) destinés à comprimer un gaz frigorigène, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'aspiration (21), délimitée par des faces axiales (22, 23) du rotor (13) et du stator (19) du moteur, et par un capot (24) recouvrant ces faces axiales, cette chambre (21) communiquant par un orifice d'aspiratrion (26) avec le volume de gaz de renveloppe (10) , par une tubulure de refoulement (27) avec l'entrée des moyens de compres- sion (15), et comportant une turbine centrifuge (28) qui est solidaire de la face axiale (22) du rotor (13). 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du bobinage (29) du stator (19) est logée dans la chambre d'aspiration (21) et qu'elle est disposée concentriquement à la turbine centrifuge (28). 3. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration (26) est aligné sur l'axe de rotation de la turbine centrifuge (28). 4. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'aspiration (21) communique en outre par l'entrefer (32) du moteur électrique avec le volume de l'enveloppe (10) 5. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carcasse du rotor (13) et la turbine centrifuge (28) sont formées ensemble en un seul bloc moulé. 6. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord périphérique (25) du capot (24) est jointif avec celui du stator (19) .