Brevet FR2844313A1 — publié le 20040312

Domaine de l'invention La présente invention concerne les compresseurs spiro orbitaux et plus particulièrement un écran d'huile pour diriger et séparer l'huile du fluide sous pression d'aspiration entrant dans le compres5 seur. Etat de la technique En général un compresseur spiro-orbital comporte un boîtier de compresseur avec un tube de gaz d'aspiration dont l'extrémité de sortie est dans le boîtier. Le fluide sous pression d'aspiration arrivant 10 dans le compresseur est un mélange d'huile et de réfrigérant qui traverse l'extrémité de sortie du tube de gaz d'aspiration pour arriver dans le boîtier du compresseur. Le tube de gaz d'aspiration est habituellement écarté de l'entrée d'aspiration du mécanisme de compression pour éviter qu'une quantité importante d'huile entraînée par le réfrigérant 15 d'entrée n'arrive dans le mécanisme de compression. Dans certains compresseurs, le mélange huile et gaz réfrigérant se répartit dans le boîtier s'il n'est pas dirigé vers une partie spéciale du compresseur au moment de son arrivée dans le boîtier du compresseur. Le mélange huile et réfrigérant vient alors en contact avec 20 les différents composants du compresseur placés dans le palier, le contrepoids et le moteur. Une difficulté liée à la dispersion du mélange d'huile et de réfrigérant arrivant dans le boîtier du compresseur est que le fluide passant sur le moteur risque de le refroidir insuffisamment. En outre 25 une partie de l'huile entraînée par le réfrigérant doit en être séparée pour éviter qu'une quantité importante d'huile n'arrive dans le mécanisme de compression avec le gaz réfrigérant à la pression d'aspiration. L'huile entraînée s'accroche aux éléments du compresseur lorsque l'huile vient en contact avec ceux-ci et l'huile goutte éventuellement 30 dans la bâche à huile au fond du boîtier. Toutefois la rotation du vilebrequin, du contrepoids et du moteur fait que l'huile arrivée sur ces éléments est projetée vers l'intérieur du boîtier du compresseur. Cela retarde d'autant la récupération de l'huile car il faut un certain temps à l'huile de se regrouper et de couler dans la bâche à huile. Habituellement on installe un panneau à écran d'huile à l'intérieur du boîtier du compresseur situé essentiellement au-dessus du tube à gaz d'aspiration. Un exemple de panneau d'écran d'huile est donné dans le document US 5 055 010 LOGAN. L'écran est fixe à la 5 surface intérieure du boîtier par exemple par soudure projetée. Lorsque le mélange réfrigérant et l'huile pénètrent dans le boîtier du compresseur, ce mélange arrive en contact avec l'écran d'huile. L'huile du mélange s'accroche à l'écran et se recueille sur celui-ci. Puis l'huile ainsi recueillie descend dans la bâche à huile du boîtier du compresseur. Une 10 partie importante du réfrigérant alors pratiquement sans entraîner d'huile arrive dans l'entrée d'aspiration du mécanisme de compression. Une partie plus faible du réfrigérant est dirigée vers le bas par-dessus le moteur pour le refroidir. Une difficulté des écrans d'huiles utilisés jusqu'à présent S5 est d'être un composant séparé du compresseur ce qui augmente le cot du compresseur. En outre le cot de l'ensemble augmente puisque l'écran d'huile doit être fixé à la surface intérieure du boîtier. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un écran 20 d'huile plus efficace pour diriger le fluide sous pression d'aspiration, entrant et séparer l'huile du fluide. Exposé de l'invention La présente invention concerne un compresseur spiroorbital hermétique ayant une surface d'écran d'huile faisant corps avec 25 le palier de vilebrequin du compresseur. La surface formant écran d'huile est placée au-dessus de la sortie du tube de gaz d'aspiration installé dans le boîtier et débouchant dans celui-ci. Un mélange d'huile et de gaz réfrigérant à la pression d'aspiration arrive dans le boîtier du compresseur à travers le tube de gaz d'aspiration et vient en contact 30 avec la surface formant écran d'huile. Une partie importante de l'huile du mélange s'accroche à la surface formant écran d'huile et se sépare du gaz. L'huile qui se recueille à la surface de l'écran d'huile goutte dans la bâche à huile formée dans la partie inférieure du boîtier du compresseur. Une partie du réfrigérant séparé de l'huile est dirigée par 1 1- la surface formant écran d'huile à l'entrée du mécanisme de compression et par-dessus le moteur pour refroidir le moteur. La présente invention concerne un compresseur hermétique avec un boîtier logeant un moteur et un mécanisme de compres5 sion. Le moteur et le mécanisme de compression coopèrent. Le mécanisme de compression est fixé à un palier de vilebrequin ayant une surface formant écran faisant corps avec lui. Un tube d'aspiration comporte une extrémité de sortie dans le boîtier avec au moins une partie de la surface formant écran pratiquement alignée avec l'extrémité de 10 sortie. Un mélange d'huile et de gaz réfrigérant arrive dans le boîtier par le tube d'aspiration et rencontre la surface formant écran de façon que l'huile se sépare du mélange. La présente invention concerne également un compresseur hermétique avec un boîtier logeant un moteur et un mécanisme de 15 compression. Le moteur et le mécanisme de compression coopèrent. Un palier de vilebrequin est monté dans le boîtier entre le mécanisme de compression et le moteur. Une surface formant écran fait corps avec le palier de vilebrequin et le mélange huile et gaz réfrigérant introduit dans le boîtier rencontre la surface formant écran de sorte que l'huile se 20 sépare du mélange. La présente invention concerne également un procédé pour séparer un mélange d'huile et de gaz réfrigérant arrivant dans un compresseur hermétique et ayant un boîtier logeant un moteur. Un palier de vilebrequin est monté au-dessus du moteur et un mécanisme de 25 compression coopère avec le moteur. Le procédé consiste à aspirer le gaz réfrigérant entraîné avec l'huile dans le compresseur à travers un tube de gaz d'aspiration installé dans le boîtier et à diriger le gaz réfrigérant entraîné avec l'huile en contact avec la surface formant écran, cette surface faisant corps avec le palier de vilebrequin et l'huile s'accrochant 30 à la surface formant écran et au réfrigérant pour être dirigé sur le moteur installé dans le boîtier de compresseur et le mécanisme de compression. L'un des avantages de l'invention est que la surface formant écran d'huile fait corps avec le palier de vilebrequin ce qui réduit 35 le nombre de composants du compresseur. Un autre avantage de l'invention est que l'étape d'assemblage par soudage de l'écran à la surface intérieure du boîtier du compresseur est supprimé ce qui réduit le cot de montage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un compresseur selon l'invention. - la figure 2 est une vue en perspective d'un palier du compresseur de 10 la figure 1, - la figure 3 est une vue en plan du palier de vilebrequin de la figure 2 monté dans le boîtier du compresseur. Dans la description des dessins on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes pièces dans les différentes vues. 15 Bien que les dessins représentent un mode de réalisation de l'invention, ceux-ci ne sont pas nécessairement à l'échelle et certaines caractéristiques sont représentées de manière exagérée pour mieux présenter et expliquer l'invention. Description détaillée de l'invention Selon la figure 1, un compresseur spiro-orbital hermétique 10 comprend un boîtier 12 formé d'une enveloppe principale 14, d'un couvercle supérieur 16, d'un couvercle inférieur 17 et d'une embase 18. Le couvercle 16 est soudé à la ligne 15 à l'extrémité supérieure de l'enveloppe principale 14 et à la plaque de séparateur 21. L'embase 25 18 comporte un support annulaire 19 pour recevoir le compresseur 10 dans une orientation essentiellement verticale. L'embase 18 est soudée en 15 à l'extrémité inférieure du couvercle inférieur 17 lui-même soudé à l'enveloppe principale 14. Une plaque de séparation 21 divise le boîtier 12 en une 30 chambre de refoulement 90 et une chambre d'aspiration sous pression 94 recevant le moteur 20 dans l'enveloppe principale 14 en y étant par exemple bloquée ou frettée. Le moteur 20 comprend un stator 24 entourant un rotor 26. Le rotor 26 est muni d'un orifice central 28 recevant l'arbre moteur 30, imbriqué dans celui-ci 30 est monté à rotation dans 35 un palier déporté 36 fixé à l'extrémité inférieure de l'enveloppe princi- pale 14 par imbrication. L'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement 30 est montée à rotation dans un orifice 34 formé dans un palier 32 installé de manière fixe sur la face supérieure 23 du stator 24. L'extrémité supérieure de l'arbre 30 coopère avec un mécanisme de 5 compression 22 installé au-dessus du palier 32 par des vis 40. L'arbre d'entraînement 30 tourne avec le rotor 26 pour entraîner le mécanisme de compression 22 qui comprime le fluide réfrigérant dans ce mécanisme. Le compresseur 17 est un compresseur spiro-orbital avec 10 un mécanisme de compression 22 formé d'une spirale fixe 42 et d'une spirale mobile ou orbitale 44. La spirale fixe 42 et la spirale mobile 44 ont des plaques planes 46,50 respectivement avec des enroulements de spirale 48, 52 en saillie de ces plaques. Lorsque la spirale fixe 42 et la spirale mobile 44 sont assemblées, les spires 48,52 sont imbriquées et 15 créent un ensemble de chambres de compression 54 entre elles. La spirale mobile 44 est placée entre le palier de vilebrequin 32 et la spirale fixe 42 de façon que la surface arrière 56 de la plaque 52 de la spirale mobile soit en contact avec la surface de poussée 58 du palier 32. Un moyeu annulaire 60 est en seuil de la surface arrière 56 de la plaque 20 50. Ce moyeu comporte une cavité 62 recevant un palier 64 et un galet 66. Le moyeu 60, le palier 64 et le galet 66 sont logés dans une cavité 65 formée par le palier 32. Le palier 64 entoure le galet 66 qui est muni d'un orifice 67 pour recevoir l'excentrique 68 faisant corps avec l'extrémité de l'arbre d'entraînement 30 de manière à coupler dans le 25 sens de l'entraînement, le mécanisme de compression 22 et l'arbre d'entraînement 30. Pour le fonctionnement du compresseur 10, le moteur 20 est alimenté électriquement de manière classique par rotation du rotor 26 et de l'arbre d'entraînement 30. Le gaz réfrigérant sous pression est 30 aspiré dans la chambre de pression 94 délimitée par la plaque de séparateur 21 et le boîtier 12 du compresseur pour alimenter le mécanisme de compression 22 comme cela sera décrit ensuite. Pendant la rotation de l'arbre d'entraînement 30, la spirale mobile 44 tourne par rapport à la spirale fixe 42. Le mouvement orbital de la spirale mobile 44 modifie 35 le volume des chambres de compression 54 de façon à comprimer le ré- frigérant gazeux sous pression d'entrée à une pression de refoulement plus élevée. Le gaz comprimé refoulé sort du mécanisme de compression 22 par l'orifice de refoulement 88 réalisé dans la plaque plane 46 de la spirale fixe 42. Le gaz à la pression de refoulement arrive dans la 5 chambre de refoulement 90 formée entre le couvercle d'extrémité 16 et la sortie du compresseur 10 par le tube de gaz de sortie 92 pour alimenter le système de réfrigération non représenté. Selon les figures 2 et 3, le palier 32 comprend un corps principal 69 avec un orifice 34 et une cavité 65. Un ensemble de bran10 ches 70 sont réparties à la périphérie du corps principal 69 et s'étendent vers le bas par rapport à celui-ci. Les branches 70 sont reliées au corps principal 69 par des voiles 71 s'étendant radialement du corps principal 69. A la partie supérieure 73 les branches 70 dépassent légèrement de la surface de poussée 58 du corps principal 69 et com15 portent des surfaces planes 72 avec des orifices 74. Lorsque le compresseur 10 est assemblé, la spirale fixe 42 du mécanisme de compression 22 est en contact avec les surfaces planes 72. Les vis 40 servent à relier l'élément fixe 42 et les orifices 64 du palier 32 en retenant la spirale mobile 44 entre le palier et l'élément fixe et ainsi le mé20 canisme de compression 22 au palier 32. La partie inférieure 75 des branches 70 descend au-delà de l'extrémité inférieure de la partie de palier principale 69 du palier 32 et comporte des surfaces planes 76 (figure 1) en contact avec la surface supérieure 23 du stator 24. Les branches 70 sont fixées au stator 24 selon un procédé approprié. L'un de ces 25 procédés peut consister à utiliser des vis que l'on fait passer en remontant sur toute la longueur du stator 24 pour venir dans les branches 70. Les branches 70 sont allongées de manière à écarter le mécanisme de compression 22 au-dessus du moteur 20. Selon les figures, de façon intégrale avec le palier 32 en30 tre une paire de branches adjacentes 70 on a une surface formant écran d'huile 78. Le bord supérieur de la surface formant écran d'huile 78 est pratiquement à niveau avec les surfaces planes 72 des branches adjacentes 70 entres lesquelles on a l'écran 78. L'écran d'huile 78 descend d'une distance prédéterminée pour se placer au-dessus de 35 l'extrémité de sortie 82 d'un tube à gaz d'aspiration 80 (figure 3) monté dans le boîtier 12 du compresseur. Un mélange d'huile et de réfrigérant traverse l'extrémité de sortie 82 en entrant dans le compresseur 10 et vient en contact avec la surface 84 de l'écran d'huile 78. Lorsque le mélange rencontre la surface 84, l'huile entraînée par le réfrigérant 5 s'accroche à l'écran d'huile 78. L'huile se recueille sur la surface 84 et goutte éventuellement dans le moteur 20. L'huile descend autour du moteur 20 jusque dans la bâche à huile 86 (figure 1) à l'extrémité inférieure du boîtier 12. Une faible partie de réfrigérant à la pression d'aspiration, pratiquement sans huile est dirigée vers le bas par-dessus 10 le moteur 20 pour le refroidir. La partie restante du réfrigérant gazeux à pression d'aspiration remonte dans les chambres de compression 54 du mécanisme de compression 22 pour être comprimée à la pression de refoulement. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de 15 réalisation décrits ci-dessus mais permet de multiples variantes. REVEND I CATI O NS ) Compresseur spiro-orbital comprenant: - un boîtier, - un moteur monté dans le boîtier, - un mécanisme de compression monté dans le boîtier et couplé de façon à coopérer avec le moteur, - un palier auquel est fixé le mécanisme de compression, - une surface formant écran faisant corps avec le palier, - un tube d'aspiration ayant une extrémité de sortie dans le boîtier et 10 au moins une partie de l'écran est pratiquement alignée avec l'extrémité de sortie, dans lequel un mélange de gaz réfrigérant et d'huile arrive dans le boîtier par un tube d'aspiration, ce mélange rencontrant la surface formant écran 15 pour que l'huile se sépare du mélange. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 1, dans lequel le gaz réfrigérant dont on a séparé l'huile est dirigé par l'écran vers le 20 moteur. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 1, dans lequel le gaz réfrigérant dont on a séparé l'huile est dirigé par la surface for25 mant écran vers le mécanisme de compression. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile séparée du mélange huile et gaz réfrigérant se recueille sur la 30 surface formant écran et l'huile collectée descend dans une bâche à huile formée dans le boîtier. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier a un ensemble de branches de supports et la surface formant écran est réalisée entre une paire de branches de supports adjacents. ) Compresseur spiro-orbital comprenant: - un boîtier, - un moteur monté dans le boîtier, - un mécanisme de compression monté dans le boîtier et couplé de façon à coopérer avec le moteur, - un palier monté dans le boîtier entre le mécanisme de compression 10 et le moteur, - une surface formant écran faisant corps avec le palier, dans lequel un mélange d'huile et de gaz réfrigérant introduit dans le boîtier rencontre la surface écran et l'huile y est séparée du mélange. 15 ) Compresseur spiro- orbital hermétique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' il comporte un tube d'aspiration ayant une extrémité de sortie dans le boîtier, cette sortie débouchant dans le boîtier, la surface formant écran 20 étant placée au-dessus de l'extrémité de sortie et le mélange étant introduit dans le boîtier à travers le tube d'aspiration. 8 ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le gaz réfrigérant dont on a séparé l'huile est dirigé par la surface formant écran vers le moteur. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le gaz réfrigérant dont on a séparé l'huile est dirigé par la surface formant écran vers le mécanisme de compression. ) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'huile séparée du mélange, gaz réfrigérant et huile, se recueille sur la surface formant écran et l'huile collectée descend vers la bâche à huile formée dans le boîtier. 110) Compresseur spiro-orbital hermétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le palier comportant un ensemble de branches de support, la surface formant écran étant réalisée en une seule pièce avec le palier entre une paire de branches de supports adjacents. 10 ) Procédé de séparation d'un mélange huile et gaz réfrigérant arrivant dans un compresseur hermétique ayant un boîtier avec un moteur monté dans le boîtier, un palier monté au-dessus du moteur et un mécanisme de compression coopérant avec le moteur, 15 caractérisé en ce qu' on aspire le gaz réfrigérant entraîné avec l'huile dans le compresseur à travers un tube d'aspiration de gaz monté dans le boîtier et on dirige le gaz réfrigérant entraîné avec l'huile en contact avec une surface formant écran faisant corps avec le palier, l'huile s'accrochant à 20 la surface formant écran et le réfrigérant étant dirigé sur le moteur installé dans le boîtier du compresseur et dans le mécanisme de compression. ) Procédé selon la revendication 12, 25 caractérisé en ce que l'huile recueillie sur la surface formant écran coule jusque dans la bâche à huile formée dans la partie inférieure du boîtier du compresseur.