Brevet FR2601082A1 — publié le 19880108

t a présente invention concerne un dispositif de lubrification d'un compresseur. Dans les compresseurs hermétiques d'un fluide frigorigène, de l'huile est aspirée à partir d'une réserve par 5 une pompe de lubrification, afin d'assurer la lubrification du compresseur Il est bien. connu que, si l'huile se trouvant dans la réserve est amenée à former de 1 écume ou de la mousse, on obtient une réduction du bruit émis par le compresseur. Par conséquent une roue, réalisée généralement 10 sous la forme de palettes, a été placée sur le tube de prélèvement du lubrifiant afin de produire de la mousse et de réduire par conséquent le bruit du compresseur. Cependant dans chaque particule. de fluide en rotation il existe un gradient de pression centrifuge qui équilibre l'accélération 15 centripète du fluide. Si le fluide comporte deux composants dont l'un est plus dense que l'autre, le fluide moins dense est forcé en direction de l'axe de rotation tandis que le fluide le plus dense est forcé vers l'extérieur. Par exemple lorsque l'huile d'un compresseur est amenée à former de la 20 mousse au moyen d'une roue, des bulles de frigorigène qui sont piégées dans l'huile, tendent à s'accumuler au centre de la roue. Ainsi la présence de palettes a réduit la quantité d'huile pompée et à l'occasion il peut se produire une défaillance du compresseur par suite d'une lubrification 25 inadéquate. La cause apparente d'une telle lubrification inadéquate est l'accumulation de vapeur de frigorigène à proximité de l'orifice d'entrée de la pompe, ce qui empêche l'écoulement de l'huile vers l'extrémité du tube de prélèvement si bien que l'huile n'est plus fournie aux paliers. Un fluide tournant enfermé dans un carter non rotatif présente, en plus de sa rotation primaire, à savoir un tourbillon primaire dans un plan horizontal, une faible rotation secondaire ou un tourbillon secondaire dans un plan vertical qui tend à mélanger le fluide,se trouvant à proxi35 mité du centre, avec le fluide voisin des parois externes. Des particules de fluide proches du fond du carter ne sont pas entraînées en rotation par suite des effets de la couche limite et elles sont par conséquent aspirées en direction du 2 2 6 2601082 centre par le gradient de pression centrifuge, en déplaçant ainsi d'autres particules vers le haut et vers l'extérieur. Ainsi, dans un plan en élévation passant par le centre d'une roue contenue dans un récipient, le fluide se trouvant dans 5 la partie droite du récipient tourne dans le sens des aiguilles d'une montre tandis que le fluide se trouvant dans la partie gauche tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ce tourbillon secondaire peut être utilisé pour mélanger effectivement la mousse et l'huile dans un O10 compresseur et pour accroître ainsi la quantité d'huile s'écoulant en direction du centre du récipient, en prévoyant une région étendue à proximité du fond de l'enveloppe, laquelle empêche que le fluide ne tourne. La présente invention vise un écran qui augmente le 15 tourbillon secondaire en créant une région dans laquelle l'huile qui ne tourne pas. est aspirée radialement en direction du centre -de l'enveloppe sous l'effet d'un gradient de pression centrifuge. en déplaçant ainsi la mousse à partir de la région centrale de la roue. Un but de la présente invention est d'accroître le débit d'huile en direction des paliers d'un compresseur tout en maintenant la présence de mousse dans son enveloppe. Un autre but de la présente invention est d'empêcher la stratification du mélange huile-mousse dans l'enveloppe 25 du compresseur. Un autre but de la présente invention est d'accrottre le tourbillon de recirculation qui existe naturellement dans l'enveloppe d'un compresseur, afin d'accroître le débit d'huile en direction des paliers du compresseur. Un autre but de la présente invention est de fournir un agencement à écran pour l'enveloppe d'un compresseur qui-soit économique à fabriquer, d'une construction simple et qui mélange efficacement la mousse et l'huile dans un compresseur. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure i est une vue en coupe axiale d'une représentation schématique du dispositif de lubrification d'un compresseur hermétique d'un frigorigène à arbre vertical, avec une pompe à huile centrifuge à un seul étage et un écran suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe de l'écran représenté sur la figure 1, faite suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe partielle du com10 presseur hermétique d'un frigorigène de la figure 1 montrant une variante d'exécution de l'écran. La figure 4 est une vue en coupe partielle du compresseur hermétique d'un friqorigène de la figure 1 montrant une sutre variante d'exécution de l'écran. La figure 5 est une vue en coupe partielle du compresseur hermétique d'un frigorigène de la figure 1 montrant une autre variante d'exécution de l'écran. La figure 6 est une vue en coupe de l'écran représenté sur la figure 5, faite suivent la ligne VI-VI de la 20 figure 5. Si on se réfère à la figure 1, on voit que cette figure représente un vilebrequin 10 d'un compresseur de frigorigène 28 qui est supporté verticalement par une plaque de poussée 30 et qui est entraîné en rotation autour d'un 25 axe à une certaine vitesse angulaire, illustrée par la flèche supérieure, par l'intermédiaire d'un moteur non représenté. Un tube de prélèvement 40 est engagé à force dans un alésage 12 du vilebrequin 10 qui est coaxial avec l'axe de rotation de ce vilebrequin 10, et il s'étend à travers la 30 plaque de poussée 30, en dessous de la surface 50 d'une réserve d'huile 55. Le tube de prélèvement 40 comporte un orifice d'entrée 42 communiquant avec son alésage 44 afin de fournir de l'huile, à partir de la réserve 55, à l'alésage 12, o des forces centrifuges tendent à diriger l'huile 35 radialement vers l'extérieur, vers et dans un conduit radial 14, afin de fournir cette huile aux parties qui exigent une lubrification, tandis que le gaz frigorigène entraîné et séparé passe à travers le conduit axial 16 pour être mis à l'échappement. Une roue 60 comportant des palettes 61 et 62 est emboîtée à force sur le tube de prélèvement 40 et elle est située en dessous du niveau supérieur 50 de la réserve d'huile 55. Du fait que la roue 60 est placée sur le tube de 5 prélèvement 40 au-dessus d'un écran 20, comme il est illustré sur la figure 1, la rotation du vilebrequin 10, du tube de prélèvement 40 et de la roue 60 se traduit par la mise en rotation de la masse du mélange huile-mousse. L'écran 20 qui est fixé au fond de l'enveloppe 25 du compresseur 28, dans 10 la réserve d'huile 55, forme une région proche du fond de la réserve d'huile, dans laquelle l'huile n'est pas entraînée en rotation mais est aspirée en direction du centre de la réserve d'huile 55 sous l'effet du gradient de pression centrifuge, en déplaçant ainsi le mélange huile-mousse à 15 partir du centre de la réserve. Ainsi la stratification du mélange huile-mousse dans la réserve d'huile 55, qui empêche qu'une quantité suffisante d'huile de lubrification ne soit fournie aux paliers, est éliminée par suite de l'augmentation du tourbillon secondaire dans l'enveloppe et par l'ac20 croissement du débit d'huile en direction des paliers, tout en maintenant la présence de mousse, pour améliorer l'atténuation sonore, dans l'enveloppe 25 du compresseur. Comme on peut le voir sur la figure 2, la forme en croix de l'écran 20, constitué de plaques verticales fixées au fond de 25 l'enveloppe, modifie le tourbillon primaire radial en un moment axial, ainsi qu'il est illustré par la flèche, et par conséquent l'huile est aspirée en direction du centre de l'enveloppe, en déplaçant la mousse à partir du tube de prélèvement 40, au centre de la réserve d'huile 55. Si l'écran 20 des figures 1 et 2 est modifié de manière à donner l'écran 120 de la figure 3, lequel comporte une plaque plane 121 espacée du fond de l'enveloppe 25, l'huile se trouvant en dessous de la plaque plane 121 et qui n'est pas entraînée en rotation, est alors aspirée en direc35 tion du centre de l'enveloppe sous l'effet d'un gradient de pression, ainsi qu'il est illustré par les flèches, et elle pénètre dans l'orifice d'entrée 42 du tube de prélèvement 40. Si l'écran 20 des figures 1 et 2 est modifié pour donner l'écran 220 de la figure 4, lequel comporte une pluralité de tubes 221 fixés à proximité du fond de l'enveloppe 25, l'huile est alors aspirée à travers les tubes 220, ainsi 5 qu'il est illustré par les flèches, vers le centre de l'enveloppe, pour pénétrer dans l'orifice 42 du tube de prélèvement 40, puisque la seule force exercée sur le fluide est une force due à un gradient de pression entre le centre et la paroi de l'enveloppe. Si l'écran 20 de la figure 1 et 2 est modifié pour donner l'écran 320 des figures 5 et 6, lequel comporte une pluralité de canaux 321 formés dans le fond de l'enveloppe 25, l'huile est aspirée dans les canaux 321, ainsi qu'il est représenté par les flèches, en direction du centre de l'en15 veloppe, pour pénetrer dans l'orifice 42 du tube de prélèvement 40, puisqu'aucune force angulaire ne s'exerce sur le fluide et que seule agit une force due à la différence de pression du fluide. D'après ce qui précède on peut voir que l'huile qui 20 ne tourne pas, à proximité du fond de l'enveloppe, est aspirée en direction du centre sous l'effet du gradient de pression centrifuge, en déplaçant ainsi la mousse à partir du centre de l'enveloppe. Ce mélangeage de la mousse et de l'huile dans le compresseur par le tourbillon secondaire 25 améliore également l'atténuation sonore dans le mélange huile-mousse du fait que la mousse est dispersée plus régulièrement dans toute l'enveloppe. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de lubrification à huile et de suppression de bruit pour un compresseur de frigorigène com5 prenant une réserve d'huile (55), un vilebrequin (10) tournant autour d'un axe et définissant une pompe à huile centrifuge, un tube (40) de prélèvement d'huile s'étendant dans la réserve d'huile (55) et fixé au vilebrequin (10), coaxislement avec son axe de rotation, et pouvant tourner avec le 10 vilebrequin (10) autour de cet axe, en formant un ensemble unitaire, caractérisé en ce qu'il comprend une roue (60) montée axialement sur le tube de prélèvement (40), dans la réseve d'huile (55), si bien que, par suite de la rotation du vilebrequin (10), la roue (40) provoque la production de 15 mousse dans l'huile et la création d'un tourbillon primaire horizontal et d'un tourbillon secondaire vertical, la mousse étant ainsi forcée en direction de l'axe tandis que l'huile est forcée en direction de l'extérieur de la réserve d'huile (55), et un écran (20,120,220,320) monté dans la partie 20 inférieure de la réserve d'huile (55) et définissant un passage pour l'écoulement de l'huile si bien que le tourbillon secondaire vertical amène l'huile voisine de l'extérieur de la réserve d'huile (55) à s'écouler dans ce passage défini en direction de l'axe, afin de déplacer la mousse. 2.- Dispositif de lubrification à huile et de suppression de bruit suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'écran (20) est constitué par une pluralité de plaques verticales fixées au fond de la réserve d'huile si bien que l'huile se trouvant dans le tourbillon primaire 30 horizontal est transformée en huile ayant un moment radial et s'écoulant en direction de l'axe. 3.- Dispositif de lubrification à huile et de suppression de bruit suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'écran (120) comprend une plaque plane horizon35 tale (121) espacée du fond de la réserve d'huile (55) si bien que l'huile se trouvant dans le tourbillon primaire horizontal est transformée en huile ayant un moment radial et s'écoulant en direction de l'axe. 4.- Dispositif de lubrification à huile et de suppression de bruit suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'écran (220) est constitué par une pluralité de tubes (221) fixés au fond de la réserve d'huile, perpendicu5 lairement à l'axe, si bien que l'huile se trouvant dans le tourbillon primaire horizontal est transformée en huile ayant un moment radial et s'écoulant en direction de l'axe. 5.- Dispositif de lubrification à huile et de suppression de bruit suivant la revendication 1 caractérisé en 10 ce que l'écran (320) est constitué par une pluralité de canaux (321) formés dans le fond de la réserve d'huile (55), perpendiculairement à l'axe, si bien que l'huile se trouvant dans le tourbillon primaire horizontal est transformée en huile ayant un moment radial et s'écoulant en direction de 15 l'axe.