Brevet FR2517757A1 — publié le 19830610

La présente invention est relative à un compresseur rotatif hermétique. D'une façon générale les compresseurs rotatifs pro- duisent moins de vibrations et ont une manivelle moins excen- trée par comparaison avec les compresseurs à mouvement alter- natif, et par conséquent ils sont bien adaptés pour réaliser des compresseurs hermétiques de petites dimensions Cependant les compresseurs rotatifs hermétiques classiques comportent un bloc-cylindre qui est considérablement découpé excepté pour des branches qui sont enfoncées dans la paroi interne du car- ter hermétique afin de réduire la consommation en matière pre- mière En conséquence le découpage diminue la rigidité de la plus grande partie du carter hermétique, à l'exception de la partie dans laquelle le bloc-cylindre est emmanché à force et ces découpes accentuent le bruit Ainsi, il n'a pas été pris de mesures suffisantes contre le bruit (voir brevet U S. 3 743 454). Cependz Fnt les compresseurs rotatifs hermétiques de la technique antérieure ont été miniaturisés avec succès dans une certaine mesure Néanmoins les compresseurs de ce type ont une hauteur hors tout qui est importante en raison du fait qu'un tel compresseur consiste essentiellement en un carter cylin- drique hermétique disposé verticalement, un moteur électrique emmanché à force dans le carter co-axialement à celui-ci et un dispositif rotatif de compression de l'agent réfrigérant dis- posé au-dessous du moteur (voir brevet U S précité No 3 743 454) En conséquence, il est difficile de fabriquer de façon compacte des climatiseurs, des congélateurs, des réfri- gérateurs dans lesquels doit être incorporé un tel compresseur. L'invention a en conséquence principalement pour but de réaliser un compresseur de petites dimensions et peu bruyant ayant une hauteur hors tout diminuée tout en présentant une capacité comparable à celle des machines classiques. Suivant l'invention il est prévu un compresseur rota- tif hermétique qui comprend un carter cylindrique hermétique disposé verticalement, un moteur électrique emmanché à force dans le carter dans une position co-axiale par rapport à celui- ci, un dispositif rotatif de compression de l'agent réfrigé- rant, entraîné par le moteur, ce dispositif de compression com- prenant un bloc-cylindre dont les surfaces supérieure et infé- rieure sont pourvues de plaques dtextrémité respectives,-ce bloc comportant une paroi latérale présentant une échancrure,- le carter ayant une paroi latérale à laquelle est fixée une borne pour alimenter le moteur en énergie électrique, et un espace délimité par ladite échancrure du bloc-cylindre et la surface interne du carter, cet espace étant adapté pour rece- voir des accessoires électriques devant être connectés à ladi- te borne, le bloc-cylindre étant emmanché à force et fixé dans le carter de telle sorte que la surface latérale du bloc soit en contact avec la paroi interne du carter excepté à l'empla- cement de ladite échancrure. Suivant une caractéristique de l'invention, la paroi latérale du bloc-cylindre d'un compresseur de réfrigérant pré- sente une échancrure pour recevoir des accessoires électriques connectés à une borne d'alimentation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le bloc-cylindre précité présente en plan une forme à peu près circulaire et est emmanché à force et fixé dans un carter her- métique de telle sorte que le bloc soit en contact avec la to- talité de la surface interne à l'exception de ladite échancru- re, grâce à quoi la hauteur hors tout du compresseur peut 9 tre diminuée et le bruit en m 9 me temps réduit. D'autres caractéristiques et-avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, pri- se en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue en plan d'un mode de réali- sation d'un compresseur rotatif hermétique suivant l'invention; la Fig 2 en est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne II-Il de la Fig 1; la Fig 3 est une vue en section transversale d'un autre mode de réalisation d'un compresseur rotatif hermétique suivant l'invention; _ la Fig 4 en est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne IV-IV de la Fig 3; la Fig 5 est une vue de dessous de la paroi infé- rieure de la Fig 4, et la Fig 6 en est une vue en section suivant la li- gne VI-VI de la Fig 5. Les modes de réalisation préférés de l'invention se- ront décrits dans la suite en référence aux dessins annexés. En se référant tout d'abord aux Fig 1 et 2, on a représenté un compresseur rotatif hermétique C qui comprend un carter cy- lindrique 1 fermé hermétiquement ayant une paroi supérieure 2 et une paroi inférieure 3, ou fond, dans ses parties supérieure et inférieure respectivement Un moteur électrique 4 et un dis- positif 5 pour comprimer un agent réfrigérant sont emmanchés à force dans le carter 1 de manière que leurs axes soient pa- rallèles à l'axe central du carter Un tuyau 7 d'aspiration de réfrigérant, un tuyau 8 d'évacuation et une borne 9 pour l'alimentation du moteur 4 en énergie électrique sont fixés a la paroi latérale 6 du carter Le dispositif 5 de compres- sion présente en plan une forme à peu près circulaire, et il consiste en un bloc en forme de cylindre 12 comportant un cy- lindre 13, des plaques d'extrémité 14 et 15 respectivement, fixées sur les surfaces d'extrémité du cylindre 13, un organe rotatif 19 et une aube 21 Le bloc 12 comporte une échancrure de réception 10 qui est destiné à recevoir des appareils élec- triques, c'est-à-dire un conducteur 24 et un connecteur 23 Le bloc 12 comporte en outre des trous 11, ila et llb de forme elliptique, qui le traversent et qui sont percés verticalement, les axes longitudinaux des ellipses étant situés dans le sens circonférentiel du carter Un arbre d'entra nement 18 est monté rotatif au moyen de portées 16 et 17 et transmet une force de rotation du moteur 4 à l'organe rotatif 19 afin d'entraîner ce- lui-ci en rotation à l'intérieur du cylindre 13 L'aube 21 est sollicité contre la périphérie de l'organe rotatif 19 au moyen d'un ressort 20 afin de diviser le volume intérieur du cylin- dre 13 en deux chambres, l'une pour l'aspiration et l'autre 25177-57 pour i'évacuation. Dans le compresseur rotatif hermétique C ainsi ccmes- truit, le bloc-cylindre 12 du dispositif 5 de compression de l'agent réfrigérant présente une forme à peu prés circulaire, considéré en plan, et présente les trous 11, lia et llb dans des positions appropriées et en conséquence il peut être em- manché à force dans le carter étanche i de manière qu'il puis- se être amené en contact avec à peu près toute la surface in- terne de la paroi latérale 6 Par suite, la partie de la paroi du carter i pouvant constituer un résonateur est diminuée et le bruit produit par le compresseur est notablement réduit sans qu'il soit-nécessaire de prévoir un matériau augmentant la rigidité du bloc 12 ou du carter 1 En outre, les trous mé- nages dans le bloc accélèrent le retour de l'huile et amxlc- rent la dissipation de chaleur De plus, la borne 9 pour ali- menter le moteur en énergie électrique, qui est montée sur la paroi latérale 6 du carter 1 et les appareils électriques asso- ciés sont disposés de façon appropriée en utilisant l'espace entouré par le moteur 4, l'échancrure de réception lÈ du bloc 12 et la paroi inférieure 3 du carter 1 La hauteur du com- presseur peut ainsi être diminuée, contribuant ainsi à la ia- niaturisation du compresseur. Comme on l'a décrit plus haut, le compresseur C com- porte le carter étanche, dont la rigidité est accrue et dimi- nue notablement le bruit produit par le compresseur De plus, l'agencement approprié de la borne d'alimentation diminue la hauteur totale du compresseur, de telle sorte que ce dernier peut être fabriqué sous forme compacte sans réduire sa capa- cité. Les Fig 3 et 4 représentent un autre exemple d'un compresseur rotatif hermétique suivant l'invention D'une fa- çon particulière, le compresseur-l OOC comprend un carter cy- lindrique hermétique 101 ayant une paroi latérale cylindrique , une paroi supérieure 102 fermant l'ouverture supérieure de la paroi latérale et une paroi inférieure 102 ' fermant l'ouverture inférieure de cette même paroi latérale Un moteur électrique 103 et un dispositif 104 pour comprimer l'agent ré- frigérant sont emmanchés à force ou par retrait dans le carter 101 de manière que leurs axes soient parallèles à l'axe central du carter Un tuyau 106 d'aspiration de l'agent réfrigérant, un tuyau 107 de refoulement et une borne d'alimentation en éner- gie électrique pour le moteur 103 emmanchés à force dans la paroi latérale 105 Le dispositif de compression 104 consiste en un bloc-cylindre 112 ayant un cylindre 113, des plaques d'ex- trémité supérieure et inférieure 114 et 115 respectivement mon- tées sur les extrémités du cylindre 113, un organe rotatif 118 et une aube 121 Le bloc 112 comporte une échancrure de récep- tion 109 pour un accessoire électrique Le bloc 112 comporte en outre des trous circulaires aplatis 111, llla et Jlb qui s'étendent verticalement et qui le traversent, les axes longi- tudinaux des ellipses étant agencés suivant la circonférence du -carter Un arbre d'entrainement ll est monté rotatif dans des portées 116 et 117 ménagées sur les plaques d'extrémité respectives 114 et 115 et il transmet une force de rotation du moteur 103 à l'organe rotatif 119 pour entraîner celui-ci en rotation dans le cylindre 113 L'aube 121 est sollicitée élas- tiquement et maintenue en contact étanche avec la périphérie de l'organe rotatif 119 au moyen d'un ressort 120 afin de di- viser l'espace intérieur du cylindre 113 en deux chambres, l'une pour l'aspiration et l'autre pour ltévacuation La paroi inférieure 102 ' comporte des nervures 143, 144 et 145 de ren- forcement qui rayonnent depuis le centre et elle comporte éga- lement des portions 142 repliées vers le haut permettant de souder la paroi inférieure 102 ' à la surface interne de la pa- roi latérale 105. On décrira maintenant comment circule l'agent réfri- gérant gazeux L'agent réfrigérant gazeux qui est aspiré dans le cylindre 113 par l'intermédiaire du tuyau d'aspiration 106 est comprimé par la rotation de l'organe rotatif 119 et il est ensuite évacué dans un silencieux d'échappement 124 à travers un trou d'évacuation 122 et un ciapet de décharge 123 qui sont prévus dans la plaque d'extrémité 114 L'agent réfrigérant pas- se ensuite par des trous percés dans la plaque d'extrémité 114, le bloccylindre 112 et la plaque d'extrémité 115 et il est ensuite dirigé vers un silencieux d'échappement auxiliaire 125 pour amortir le bruit L'agent réfrigérant traverse alors un trou 126 et un passage 127 qui est délimité entre la plaque d'extrémité 114 et le bloc 112, et il est évacué dans un espa- ce 128 à l'intérieur du carter hermétique. L'agent réfrigérant gazeux qui a été aspiré dans le cylindre et comprimé par le dispositif de compression 104 et dont les bruits de pulsation ont été atténués au moyen des si- lencieux d'échappement 124 et 125 décrits ci-dessus contient encore une grande quantité de gouttelettes d'huile Ainsi, l'a- gent réfrigérant est déplacé vers le haut à travers un entrefer 129 dans le moteur et un intervalle 130 formé entre le moteur 103 et le carter 101 pour séparer les gouttelettes d'huile qui est alors renvoyée dans une bâche d'huile 131 du carter L'a- gent réfrigérant est alors distribué par le tuyau d'évacuation 107 jusqu'à un système externe à cycle réfrigérant (non repre- senté) sous la forme d'un gaz comprimé. Si un tuyau adiabatique 133 est introduit dans un pas- sage 132 qui relie le tuyau d'aspiration 106 au cylindre 113 pour empècher l'agent réfrigérant s'écoulant dans le cylindre 113 de surchauffer le réfrigérant aspiré lors du processus de compression, le rendement de la compression du dispositif 4 sera amélioré et le compresseur sera particulièrement bien ap- proprié en particulier pour constituer un compresseur d'agent réfrigérant à basse température, par exemple pour un réfrigé- rateur En outre, si le silencieux d'échappement 124 est une cuvette qui est formée par forgeage, et si la cuvette est fi- xée rigidement au cylindre 113 au moyen d'une vis (non repré- sentée), le compresseur produit moins de bruit par comparaison avec un compresseur équipé d'un pot d'échappement ou silencieux qui est fabriqué à partir d'une feuille de t 8 le par formage. Du fait que le compresseur rotatif 10 OC comporte le trou d'évacuation 122 et le clapet de décharge 123 pour éva- cuer le réfrigérant comprimé dans le cylindre 113, tout d'a- bord vers le moteur 103, ainsi que le silencieux d'échappement 124 qui remplit l'espace 136 qui est formé par le rotor 134 et le bobinage 135 du moteur et le bloc-cylindre 112, il diminue le bruit, assisté en ceci par l'effet d'isolation du bruit ap- porté par le bobinage Le nouveau compresseur présente ainsi l'avantage de produire moins de bruit par comparaison avec les compresseurs rotatifs classiques de ce type. Dans la construction décrite ci-dessus, si le diamètre interne D du carter hermétique 101 est choisi supérieur à trois fois le diamètre interne d du cylindre 113, la hauteur H de l'empilage du moteur 103 peut être prévue inférieure au dia- m'tre interne D et le diamètre du rotor 134 peut être prévu plus grand de façon que le couple d'entraînement nécessaire soit obtenue En outre, l'espace 136 est suffisamment grand. Ces facteurs conduisent eux-mêmes à fixer le silencieux d'é- chappement 124 sur la plaque d'extrémité 114, le silencieux d'échappement assurant la diminution nécessaire du bruit et permettant de réduire la hauteur du compresseur. En outre, le compresseur l OOC utilise l'espace qui est entouré par l'ensemble du pot d'échappement 124 et du mo- teur 103, l'échancrure 109 dans le bloc cylindre pour rece- voir les accessoires électriques et la paroi supérieure 102 du carter hermétique pour disposer la borne 108 d'alimentation en énergie électrique du moteur 103 On peut par conséquent réaliser un compresseur hermétique de hauteur-réduite et de petites dimensions en utilisant des accessoires électriques pour compresseurs qui sont disponibles dans le commerce sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des organes de petites dimen- sions conçus spécialement pour le compresseur suivant l'in- vention. Si le montage de la borne le nécessite, le bobinage du stator du moteur peut être formé en partie avec une ouverture de réception 137 pour assurer une distance d'isola- tion suffisante entre la borne 108 et le bobinage 135 De mê- me si la partie dans laquelle est montée la borne 138 est conformée de manière que la contrainte de serrage due au car- ter cylindrique puisse être relâchée, l'application d'une con- trainte excessive au cylindre 113 après l'emmanchement à for- ce du bloc-cylindre 112 et la déformation de la forme du cy- lindre 13 sont ainsi empêchées Il en résulte qu'il est possi- ble de fabriquer le bloc-cylindre en fonte grise de moulage, par forgeage par exemple. Le compresseur rotatif hermétique l OOC peut ainsi avoir une hauteur moindre en raison de l'agencement rationnel du pot d'échappement du dispositif de compression, le moteur et les accessoires électriques produisent moins de bruit et permet- tent de réduire le volume du compresseur sans diminution de la capacité. On remarquera que les-trous ménagés dans le bloc-cy- lindre peuvent-avoir des formes différentes de celles des modes de réalisation'précédents Par exemple ils peuvent 4 tre circu- laires ou peuvent être des fentes. Ltéchancrure dans le bloc-cylindre du compresseur ro- tatif hermétique nouveau est prévue non seulement pour ltins- tallation des organes électriques reliés à la borne dtalimen- tation en énergie électrique du moteur, tel qu'un conducteur du moteur, et des connecteurs pour le conducteur et-pour la borne, mais également pour assurer un intervalle d'isolement approprié En raison de l'échancrure décrite, une partie de la paroi interne du carter n'est pas en contact et soutenue par un organe quelconque Il est préférable que le rapport de la partie de l'échancrure à la totalité de la circonférence de la paroi interne soit limité à environ 15 %. De plus, on comprendra que l'échancrure peut être prévue dans la petite portion de la paroi latérale de la face supérieure ou de la face inférieure du cylindre et au cas o cette échancrure est réalisée dans la paroi latérale du cylin- dre, la périphérie complète de la paroi intérieure du carter est en contact avec le cylindre. R E V E N D I C AT I O N S 1 Compresseur rotatif hermétique caractérisé en ce qu'il comprend un carter cylindrique hermétique vertical ( 1, 101), un moteur électrique ( 4, 103) emmanché à force dans le carter dans une position co-axiale par rapport à celui-ci, un dispositif rotatif ( 5, 104) de compression d'un agent réfrigé- rant, entraîné par le moteur, ce dispositif de compression com- portant un bloc cylindre ( 12, 112) ayant une paroi latérale pré-. sentant une échancrure ( 10, 109), les faces supérieure et infé- rieure du cylindre étant pourvues de plaques d'extrémité supé- rieure et inférieure, respectivement, le carter ayant une pa- roi latérale ( 6, 105) à laquelle est fixée une borne ( 9, 108) pour alimenter le moteur en énergie électrique, un espace déli- mité par ladite échancrure du bloc-cylindre et la surface in- terne du carter, cet espace étant adapté pour recevoir des ac- cessoires électriques devant être connectés à ladite borne, le bloccylindre ( 12, 119) étant emmanché à force et fixé dans le carter ( 1, 101) de telle sorte qu'à peu près toute la surface latérale du bloccylindre soit en contact avec la paroi interne du carter excepté à l'emplacement de ladite échancrure ( 10, 109). 2 Compresseur rotatif hermétique, caractérisé en ce qu'il comprend un carter cylindrique hermétique vertical ( 1, 101), un moteur électrique ( 4, 103), emmanchés à force coaxia- lement dans le carter, un dispositif rotatif ( 5, 104) de com- pression d'un agent réfrigérant, entrainé par le moteur, ce dispositif compresseur comportant un bloc-cylindre ayant en plan une forme a peu près circulaire, un cylindre ménagé dans ce bloc-cylindre, les faces supérieure et inférieure de ce cy- lindre étant pourvues de plaques d'extrémité supérieure et in- férieure, respectivement, le diamètre externe de la plaque su- périeure étant inférieur au diamètre interne du bobinage, le bloc-cylindre étant emmanché à force et fixé au carter, de tel- le façon que toute la surface latérale du bloc soit amenée en contact avec la paroi interne du carter et que la plaque d'ex- trémité supérieure soit disposée dans un espace délimité par le rotor, le stator du moteur électrique et le bloc-cylindre. 3 Compresseur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque d'extrémité supérieure ( 114) comporte un silencieux d'échappement ( 124). 4 Compresseur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque d'extrémité inférieure comporte un silencieux d'échappement. Compresseur suivant la revendication 3, caracté- risé en ce que la plaque d'extrémité inférieure ( 115) comporte un silencieux d'échappement auxiliaire ( 125) et en ce qu'un passage pour assurer le passage de l'agent réfrigérant gazeux du silencieux d'échappement ( 124) monté sur la plaque d'extrés mité supérieure ( 114) dans le silencieux d'échappement auxi- liaire ( 125) monté sur la plaque d'extrérnlité inférieure ( 115) est assuré par des trous qui sont percés à travers la plaque d'extrémité supérieure, le bloc-cylindre ( 112) et la plaque d'extrémité inférieure ( 115) de telle sorte que les silencieux d'échappement communiquent l'un avec l'autre. 6 Compresseur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que le bloc-cylindre ( 12, 112) comporte une pluralité de trous ( 11, la, llb, 111, illa, illb) qui sont percés verticalement dans la face interne dçe la périphérie du bloc-cylindre. 7 Compresseur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que le carter cylindrique ( 101) étanche vertical comprend une paroi latérale cylindrique ( 101), une plaque supérieure ( 102) fermant l'ouverture supé- rieure de ladite paroi latérale et une plaque inférieure ( 102 ') fermant l'ouverture inférieure de ladite paroi latérale, la paroi inférieure ( 102 ') ayant à peu près la forme d'un disque muni de nervures de renforcement ( 143, 144) ou des parties re- pliées ( 142) soudées sur la surface interne de la paroi laté- rale ( 105) cylindrique. 8 Compresseur suivant l'une quelconque des revendi- il cations 1 et 2, caractérisé en ce que le carter cylindrique hermétique vertical comprend une paroi latérale cylindrique$ une paroi supérieure obturant l'ouverture supérieure de la paroi latérale, et une paroi inférieure ou fond obturant l'ou- verture inférieure de la paroi latérale, ce fond comportant des nervures de renforcement, ainsi que des parties repliées vers le haut, soudées à la surface interne de la paroi laté- rale cylindrique.