Brevet FR2532731A1 — publié le 19840309

i La présente invention concerne un groupe motocom- presseur hermétique pour un dispositif de réfrigération mécanique ou un dispositif analogue, et elle porte plus par- ticulièrement sur une structure de silencieux perfectionnée du compresseur, à l'intérieur du carter fermé hermétique- ment. Le groupe motocompresseur hermétique comprend de façon générale un ensemble moteurcompresseur qui comporte un moteur muni d'un châssis, et un carter hermétique dans lequel l'ensemble moteur-compresseur est supporté au moyen d'un certain nombre de ressorts hélicoïdaux ayant chacun une extrémité accouplée au châssis et l'autre extrémité accou- plée à l'intérieur du carter Un raccord d'entrée est fixé à la paroi du carter hermétique pour introduire un gaz réfrigérant à basse température dans le carter hermétique, et un raccord de sortie ou d'évacuation est fixé à la paroi du carter et est relié au silencieux d'évacuation par un conduit tubulaire Du fait que le gaz évacué est relative- ment chaud, à cause de l'opération de compression, il est généralement souhaitable de réduire au minimum le transfert de chaleur vers le gaz aspiré, afin de maintenir un rende- ment volumétrique élevé. Le rendement volumétrique du compresseur est le rapport entre le volume réel de gaz pompé et le volume cal- culé du cylindre, et divers facteurs affectent le rendement volumétrique L'un des facteurs qui affectent le rendement volumétrique réel, dans la condition dans laquelle la pression élevée et la pression basse du compresseur sont maintenues constantes, est la température du gaz qui doit être aspiré dans le cylindre La densité d'un gaz à tempéra- ture élevée est faible, ce qui fait que lorsque le cylindre est empli par le gaz à température élevée, la quantité de gaz, en poids, est très faible, ce qui réduit la capacité de pompage réelle. Diverses tentatives ont été faites pour satisfaire l'exigence précédente Conformément à certaines structures proposées, la sortie du raccord d'aspiration, qui traverse la paroi du carter hermétique et est fixé à cette paroi, est placée aussi près que possible de l'orifice d'aspiration du silencieux d'aspiration, ou est réunie à l'orifice d'aspira- tion de façon que le gaz réfrigérant soit introduit directe- ment dans le silencieux d'aspiration à partir du raccord d'aspiration, afin de réduire au minimum la conduction de chaleur dans le carter hermétique (voir le brevet U S. 4 242 056) Dans une autre structure de l'art antérieur, le silencieux d'aspiration et le silencieux d'évacuation sont disposés séparément du cylindre, pour éviter que le gaz réfrigérant soit chauffé dans l'opération d'aspiration dans le cylindre (voir les brevets U S 3 411 705, 3 480 206 et 3 600 110) Ces configurations ne sont pas très efficaces pour parvenir à un rendement volumétrique élevé, du fait que le gaz aspiré qui est introduit dans la chambre d'aspiration est légèrement chauffé par le gaz de décharge chaud Dans un compresseur de l'art antérieur, une culasse est montée au sommet de la plaque à valves et contient la chambre d'aspira- tion et la chambre d'évacuation, qui sont séparées par une paroi transversale Du fait que la chambre d'évacuation est chauffée à une température relativement élevée par le gaz réfrigérant chaud qui est évacué hors du cylindre, à cause de l'opération de compression du réfrigérant, et du fait que le gaz réfrigérant à basse température qui provient du raccord d'aspiration et qui est introduit dans le silencieux d'aspi- ration et est conduit vers une chambre d'aspiration est chauffé et aspiré dans le cylindre, la culasse classique est moins favorable en ce qui concerne le rendement volumétrique et le compresseur correspondant ne peut donc pas parvenir à un rendement élevé. Le gaz réfrigérant qui est comprimé dans le cylin- dre est évacué vers le silencieux d'évacuation, par l'inter- médiaire de la chambre d'évacuation qui se trouve dans la culasse Le silencieux d'évacuation est généralement monté sur la culasse qui est fixéeau cylindre et recouvre une face d'extrémité de ce dernier (voir le brevet U S 3 698 840). Lorsque le carter hermétique est de forme sphérique, pour mieux atténuer le bruit, une extrémité supérieure de la culasse tend à rencontrer une surface de paroi intérieure du carter hermétique, ce qui est un inconvénient qu'on-ne peut supprimer qu'en augmentant la taille du carter hermétique, pour obtenir un groupe motocompresseur hermétique désiré. L'invention procure un groupe motocompresseur her- métique comprenant un carter destiné à recevoir un gaz réfrigérant par un raccord d'aspiration, un moteur et un compresseur ayant un piston et un cylindre, ce moteur et ce compresseur étant montés dans le carter de façon élasti- que, une plaque de culasse montée au sommet du cylindre et comportant un trou d'aspiration et un trou d'évacuation, ou une plaque à valves montée au sommet du cylindre et compor- tant un trou d'aspiration, une valve d'aspiration, un trou d'évacuation et une valve d'évacuation, un silencieux d'aspiration constitué par une matière isolante au point de vue thermique, qui comporte un orifice d'aspiration et un tuyau de liaison, cet orifice d'aspiration se trouvant près de l'extrémité ouverte du raccord d'aspiration, tandis que le tuyau de liaison est disposé entre le silencieux d'aspi- ration et la plaque de culasse ou la plaque à valves, et est directement relié au cylindre par le trou d'aspiration de la plaque de culasse ou de la plaque à valves. Conformément à l'invention, un gaz réfrigérant qui est introduit dans le carter hermétique par le raccord d'aspiration est dirigé directement dans une extrémité supé- rieure du cylindre du compresseur, par le -silencieux d'aspi- ration, à une température basse, pour minimiser l'influence des sources de chaleur dans le carter hermétique, ce qui augmente la capacité de réfrigération du groupe motocom- presseur hermétique. Le silencieux d'évacuation consiste en une plaque de métal découpée et en une pièce entôle mise en forme qui sont soudées sur leurs bords périphériques, ce qui est une structure qu'on peut fabriquer aisément et économiquement. Même lorsque le carter hermétique est de forme sphérique, pour avoir de meilleures caractéristiques d'atténuation du bruit, il n'est pas nécessaire d'augmenter la taille de ce carter, du fait que le silencieux d'évacua- tion ne rencontre pasle carter, ce qui permet de donner une taille réduite et une forme sphérique au groupe motocom- presseur hermétique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective, avec cer- taines parties arrachées, d'un groupe motocompresseur hermé- tique conforme à l'invention; - La figure 2 est une vue en perspective éclatée du groupe motocompresseur hermétique représenté sur la figure 1; La figure 3 est une vue en plan éclatéeet partiel- lement arrachée d'un silencieux d'aspiration dans le groupe motocompresseur hermétique de la figure 2; La figure 4 est une coupe verticale partielle d'une partie du groupe motocompresseur hermétique qui est représenté sur la figure 1; et Les figures 5 (A) et 5 (B) sont respectivement des vues en plan et de face, en élévation, d'un silencieux d'évacuation dans le groupe motocompresseur hermétique représenté sur la figure 2. Un groupe motocompresseur hermétique 1 conforme à l'invention comprend une combinaison 5 d'un compresseur 3 et d'un moteur 4 qui sont assemblés ensemble et sont dispo- sés respectivement au-dessus et au-dessous d'un châssis 2 qui comporte deux pieds de support 2 b, 2 c La combinaison moteur-compresseur 5 est supportée de façon élastique par trois ressorts hélicoïdaux 7, 8, 9 dans un carter herméti- que 6 de configuration pratiquement sphérique, formé par une calotte supérieure 6 a et une calotte inférieure 6 b. Le compresseur 3 comprend un cylindre 12 qui est fixé au châssis 2 par deux vis 10, 11, un piston 12 ', entraîné par une tete de piston à fentes et disposé de façon coulissante dans le cylindre 12, et une structure de plaque à valves, 13, fixée sur une face d'extrémité ouverte 12 a du cylindre 12 pour fermer l'extrémité ouverte, et com- prenant une valve d'aspiration 14 destinée à ouvrir et à fermer un trou d'aspiration 13 a, et une valve d'évacuation destinée à ouvrir et à fermer un trou d'évacuation 13 b. Le compresseur 3 comporte également un silencieux d'évacua- tion 21 qui comporte une plaque découpée 211 montée au moyen de vis 17, 18, 19, 20 sur la structure de plaque à valves 13, de façon à couvrir la face d'extrémité ouverte 12 a du cylin- dre 12, avec interposition d'un joint 16 entre la plaque 211 et la structure de plaque à valves 13; et un silencieux d'aspiration 23 consistant en une matière isolante au point de vile thermique, qui est monté sur le cylindre 12 au moyen d'une vis 22 Le silencieux d'aspiration 23 comporte un tuyau de liaison 231, ayant pratiquement une forme en U, qui- est ajusté dans un trou d'aspiration 213 de la plaque décou- pée 211 et/ou un trou d'aspiration 13 d de la plaque à valves 13. Le moteur 4 comprend de façon générale un stator 24, un rotor 25 et un arbre tournant 26 qui traverse le rotor et qui est monté de façon tournante dans un palier 2 a dans le châssis 2, de façon à entraîner le compresseur 3 Le stator 24 comporte une extrémité de bobinage supérieure 27 qui comprend un c 8 té bas 27 a et un c 8 té haut 27 b Le châssis 2 et le compresseur 3 sont montés sur le stator 24 du côté bas 27 a de l'extrémité de bobinage supérieure 27,, afin de réduire la hauteur de la combinaison moteur-compres- seur 5, comme le montre la figure 1 Une plaque de support 28, de forme courbe, est disposée sur le stator 24 de façon à entourer le côté haut 27 b de l'extrémité de bobinage supé- rieure 27, et la plaque de support 28 comporte un pied de support 28 a Les extrémités supérieures des ressorts héli- coidaux 7, 8 et 9 sont ajustées sur les pieds de support respectifs 28 a, 2 b, 2 c, avec interposition de douilles res- pectives 29, 30, 31, en résine synthétique, et les extrémi- tés inférieures des ressorts sont respectivement ajustées sur trois éléments de retenue 32, 33, 34 qui sont montés dans la calotte inférieure 6 b La combinaison moteur-com- presseur 5 est ainsi supportée en trois points dans le car- ter 6. Comme le montre la figure 2, deux raccords d'aspi- ration et d'évacuation 42, 43 sont fixés à la calotte infé- rieure 6 b du carter 6 La calotte inférieure 6 b comporte un connecteur hermétique 35 qui est entouré par une plaque de connecteur 36 fixée à une surface extérieure de la calotte inférieure 6 b La plaque de connecteur 36 est constituée par une plaque de métal pliée qui comprend une patte supérieure 363 munie d'encoches 361, 362, une patte inférieure 366 com- portant des trous de verrouillage 364, 365, et un crochet en saillie 369 dans sa paroi 367 Un capot de connecteur 37, moulé en une seule pièce en résine synthétiquecomporte une ouverture 37 a dans une face d'extrémité et il est muni d'une paire de saillies de verrouillage 371, 372 qui sont disposées sous l'ouverture 37 a et peuvent pénétrer respectivement dans les trous de verrouillage 364, 365 formés dans la plaque de connecteur 36 Le capot de connecteur 37 comporte également trois saillies 373, 374, 375 sur sa face supérieure Un ressort en fil métallique en forme de U, 38, est retenu par les saillies 373, 374, 375 et il comporte des extrémités courbées 381, 382 qui sont déformées élastiquement par les saillies 374, 375, en direction l'une de l'autre, et qui sont respectivement logées dans les encoches 361, 362 Un relais de démarrage 39, qui comporte une thermistance à coefficient de température positif (non représentée), peut être montée par emboîtement sur le connecteur hermétique 35. Un relais de surcharge 30 comporte un rebord 40 a et est mon- té dans une pièce annulaire 412 qui est elle-même montée sur le relais de démarrage 39. Le silencieux d'aspiration 23 qui est monté sur le compresseur 3 comprend des premier et second bottiers 23 a, 23 b séparés par un plan qui s'étend perpendiculairement à un axe du tuyau de liaison en forme de U, 231 Comme le mon- tre la figure 3, le premier bottier 23 a, qui est moulé d'une seule pièce, comprend le tuyau de liaison en U, 231, une chambre d'expansion 244, une patte 232 destinée à la fixation au cylindre 12, un orifice d'aspiration 234 qui comporte une patte 233 à son extrémité proximale, et un déflecteur d'huile 235 destiné à éviter que l'huile éjectée par un trou de dis- tribution d'huile 26 a, à une extrémité de l'arbre 26, soit aspirée par l'orifice d'aspiration 234 Le premier boitier 23 a comprend également un rebord 236 dans une ouverture 23 c de ce bottier Une plaque de cloisonnement séparée 238 est positionnée sur le rebord 236 et elle comporte un trou de communication 238 a et un trou d'huile 238 b, pour évacuer l'huile de la chambre de silencieux à résonance 237 que la plaque de cloisonnement 238 définit dans le second boîtier 23 b Le second boitier comporte des déflecteurs d'huile 239, 240 et une ouverture 23 d qui est définie par une structure à double-paroi, comprenant une fente dans laquelle s'ajuste une lèvre limitant l'ouverture 23 c du premier boîtier 23 a. La structure à double paroi comprend une paroi intérieure 241 qui a pour fonction de retenir la plaque de cloisonne- ment 238 disposée sur le rebord ou l'épaulement 236 dans le premier bottier 23 a Un capuchon 242 ferme une ouverture 243 destinée à recevoir un noyau pour définir le tuyau de liai- son en U, 231 L'orifice d'aspiration 234 du premier bol- tier 23 a comporte une extrémité ouverte 234 a qui est biseautée parallèlement à un orifice de sortie 42 a du raccord d'aspiration 42, pour permettre une circulation aisée du gaz réfrigérant, comme le montre la figure 4. L'extrémité ouverte 234 a de l'orifice d'aspiration 234 et l'orifice de sortie 42 a du raccord d'aspiration 42 sont séparés par une certaine distance, suffisamment faible pour que le silencieux d'aspiration 23 puisse aspirer le gaz réfrigérant avec un rendement élevé L'orifice d'aspiration 234 est séparé du carter 6 par une distance suffisamment grande pour éviter une résonance due à des sons pulsés qui se produisent au moment de l'aspiration du gaz réfrigérant, et l'extrémité du raccord d'aspiration 42 fait saillie dans le carter 6 sur une distance suffisamment courte pouif éviter que le raccord d'aspiration 42 rencontre le moteur 4 Les premier et second boîtiers 23 a, 23 b sont mutuellement ajus- tés au niveau de leurs ouvertures 23 c, 23 d et ils sont mutuellement accouplés, par exemple par un adhésif, de façon que la plaque de cloisonnement 238 définisse la chambre de silencieux 237 dans le second bottier 23 b. Le silencieux d'évacuation 21 comprend également une pièce en forme de cuvette 212, formée d'un seul tenant par emboutissage et brasée ou soudée à la plaque de métal décou- pée 211 La plaque de métal découpée 211 comporte un trou 215 dans lequel un élément de limitation 214 constitue un pont qui fait fonction de butée évitant une flexion excessi- ve de la valve d'évacuation 15 La pièce en forme de cuvette 212 comporte une chambre de valve d'évacuation 216 et deux chambres d'atténuation du son, 217, 218, avec des passages de section réduite 219, 220 qui assurent la communication entre la chambre de valve d'évacuation 216 et les chambres d'atténuation du son 217, 218, et un rebord périphérique 221 qui est maintenu contre la plaque de métal découpée 211. L'existence des passages incorporés 219, 220 fait qu'il n'est pas nécessaire de réaliser séparément ces passages, comme dans la structure classique Le rebord 221 a une sur- face plane relativement large qui permet de braser ou de souder la pièce en forme de cuvette 212 sur la plaque de métal découpée 211, avec une résistance de fixation accrue. Un tuyau 222 s'étend à partir du la chambre de silencieux 218 et est branché à un conduit d'évacuation 44 et au raccord d'évacuation 43 fixé à la calotte inférieure 6 b du carter 6, pour évacuer le gaz réfrigérant hors du compres- seur vers le circuit de réfrigération. Le groupe motocompresseur hermétique 1 conforme à l'invention convient à l'utilisation dans une machine de réfrigération de petite taille, un climatiseur, un réfrigé- rateur, un congélateur, etc La combinaison moteur-compres- seur 5 avec le compresseur 3 au-dessus du châssis 2 et le moteur 4 audessous du châssis 2 est supportée de façon élastique par les ressorts 7, 8, 9 à l'intérieur de la calotte 6, hermétique et pratiquement sphérique Le silen- cieux d'aspiration 23 en matière isolante au point de vue thermique, et le silencieux d'évacuation 22 constitué par une plaque de métal découpée et par la pièce en forme de cuvette, sont montés sur le compresseur 3 Le raccord d'aspiration 42 traverse le carter 6 et est fixé à la paroi de ce dernier L'orifice d'aspiration 234 du silencieux d'aspiration 23 s'étend face à l'orifice de sortie 42 a du raccord d'aspiration 42 et il est équipé du tuyau de liai- son 231 dont l'extrémité distale est ajustée dans le trou d'aspiration 213 dans la plaque de métal découpée 211 et/ou dans la plaque à valves 13 qui ferme la face d'extrémité ouverte 12 a du cylindre 12 du compresseur 3 Un gaz réfri- gérant à basse température qui est introduit dans le carter 6 par le raccord d'aspiration 42 peut être dirigé à l'inté- rieur du cylindre 12 en réduisant au minimum l'influence des sources de chaleur Le gaz réfrigérant qui se trouve dans le silencieux d'aspiration 23 est isolé au point de vue thermique et il est maintenu à -une température basse du fait que le silencieux d'aspiration 23 consiste en une matière isolante au point de vue thermique, comme une résine synthé- tique, ayant un pouvoir d'isolation thermique accru Le gaz réfrigérant est évacué du silencieux d'aspiration 23 par le tuyau de liaison 231 qui conduit directement à l'intérieur du cylindre 12 Par conséquent, le gaz réfrigérant à basse température peut être acheminé-du raccord d'aspiration 42 jusqu'au cylindre 12 dans lequel ce gaz réfrigérant à basse température est comprimé La quantité du gaz réfrigérant qui circule est donc augmentée, ce qui donne un meilleur rende- ment pour le groupe motocompresseur hermétique Le silen- cieux d'évacuation 21 est d'une structure simple du fait qu'il ne comprend que la plaque de métal découpée 211 et la pièce en forme de cuvette 212, réalisée par emboutissage, qui sont brasés ensemble Le silencieux d'évacuation 21 est fixé par la plaque à valves 13 (définissant les sièges de valve) et par le joint 16 à la face d'extrémité ouverte 12 a du cylindre 12, ce qui donne une structure plus minc\e que si on utilisait la culasse classique Même lorsque le carter hermétique 6 a une forme pratiquement sphérique, pour donner de meilleures caractéristiques d'atténuation du bruit, il n'y a aucun risque que le silencieux d'évacuation 21 heurte la surface de paroi intérieure du carter 6 Le carter 6 peut donc avoir une forme pratiquement sphérique et une petite taille, ce qui fait que le groupe motocompresseur-hermétique 1 a une petite taille et produit peu de bruit. La matière isolante au point de vue thermique qu'on peut utiliser pour le silencieux d'aspiration doit consister de préférence en résine de téréphtalate de polybutylène ou en résine de téréphtalate de polyéthylène, le sulfure de polyphénylène étant particulièrement préféra- ble Les plaques de culasse qui constituent le silencieux d'évacuation sont en fer ayant par exemple une épaisseur d'environ 3,2 mm. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Groupe motocompresseur hermétique caractérisé en ce qu'il comprend: un carter ( 6) destiné à recevoir un gaz réfrigérant par un raccord d'aspiration ( 42), un moteur ( 4) et un compresseur ( 3) comportant un piston ( 12 ') et un cylindre ( 12), ce moteur et ce compresseur étant montésde façon élastique dans le carter ( 6), une plaque de culasse ( 211) montée au sommet du cylindre et comportant un trou d'aspiration ( 213) et un trou d'évacuation ( 215) et un silencieux d'aspiration ( 23) constitué par une matière iso- lante au point de vue thermique, comportant un orifice d'aspiration ( 234) et un tuyau de liaison ( 2317), cet orifi- ce d'aspiration étant placé près de l'extrémité ouverte ( 42 a) du raccord d'aspiration ( 42), tandis que le tuyau de liaison ( 231) est disposé entre le silencieux d'aspiration ( 23) et la plaque de culasse ( 211) et est directement relié au cylindre ( 12) par le trou d'aspiration de la pla- que de culasse. 2 Groupe motocompresseur hermétique caractérisé en ce qu'il comprend: un carter ( 6) destiné à recevoir un gaz réfrigérant par un raccord d'aspiration ( 42), un moteur ( 4) et un compresseur ( 3) comportant un piston ( 12 ') et un cylindre ( 12), ce moteur et ce compresseur étant montés de façon élastique dans le carter ( 6), une plaque à valves montée au sommet du cylindre et comportant un trou d'aspira- tion, une valve d'aspiration ( 14), un trou d'évacuation et une valve d'évacuation ( 15), et un silencieux d'aspiration ( 23) constitué par une matière isolante au point de vue thermique, et qui comporte un orifice d'aspiration ( 234) et un tuyau de liaison ( 231), cet orifice d'aspiration étant *disposé près de l'extrémité ouverte ( 42 a) du raccord d'aspiration ( 42), tandis que le tuyau de liaison ( 231) est disposé entre le silencieux d'aspiration ( 23) et la plaque à valvesen étant directement relié au cylindre ( 12), par le trou d'aspiration de la plaque à valves. 3 Groupe motocompresseur hermétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de culasse ( 211) comportant un trou d'aspiration ( 213) et un trou d'évacuation ( 215) consiste en une plaque de métal estampée ( 211) qui forme une chambre de valve d'évacuation ( 216) en étant soudée à une pièce en forme de cuvette ( 212). 4 Groupe motocompresseur hermétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque à valves comportant un trou d'aspiration et un trou d'évacuation est constituée par une plaque de métal estampée ( 211) qui forme une chambre de valve d'évacuation ( 216), en étant soudée avec une pièce en forme de cuvette ( 212). Groupe motocompresseur hermétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou d'évacuation ( 215) de la plaque de culasse comporte un élément limiteur ( 214) qui évite une flexion excessive de la valve d'évacua- tion ( 15). 6 Groupe motocpmpresseur hermétique selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la chambre de valve d'évacuation ( 216) est reliée à une chambre d'atténuation du son ( 217), de faible profondeur, comportant des rebords, et la chambre de valve d'évacuation ( 216) et la chambre d'atténuation du son ( 217) sont consti- tuées par une seule plaque de t 8 le mise en forme. 7 Groupe motocompresseur hermétique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tuyau de liaison ( 231) à peu près une forme en U. 8 Groupe motocompresseur hermétique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le silencieux d'aspiration ( 23) contient une chambre d'expansion ( 244). 9 Groupe motocompresseur hermétique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre d'expan- sion ( 244) est divisée par une plaque de cloisonnement for- mant deux types de chambresde silencieux ( 273, 244). Groupe motocompresseur hermétique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter ( 6) est constitué par un carter hémisphérique supérieur ( 6 a) et par un carter hémisphérique inférieur ( 6 b).