Brevet FR2848265A1 — publié le 20040611

COMPRESSEUR A MECANISME DE SOUPAPE DE REFOULEMENT. La présente invention concerne un compresseur à mécanisme de soupape de refoulement. La présente invention concerne des compresseurs et en particulier comprenant un mécanisme de soupape de refoulement intégré dans le compresseur. Par exemple, un climatiseur utilise souvent un compresseur ainsi dénommé multicylindres ayant une pluralité d'alésages de cylindre et un mécanisme de soupape de refoulement correspondant à chacun des alésages de cylindre. En tant que mécanisme de soupape de 10 refoulement, divers types de mécanismes sont proposés. Un exemple de ces types de mécanisme est décrit dans la publication de demande de modèle d'utilité japonais N0 H6 - 25576 (JP 6 - 25576 U) et comprend une plaque porte-soupape ayant une pluralité de trous de refoulement communiquant avec les alésages du 15 cylindre, respectivement. Sur un côté de sortie de chacun des trous de refoulement, une soupape de refoulement en forme de plaque flexible est en chevauchement avec la plaque porte-soupape. La soupape de refoulement en forme de plaque présente des extrémités dans une première direction parallèle à la plaque porte20 soupape. Une des extrémités est fixée à la plaque porte-soupape. Une autre des extrémités est mobile dans une direction hors de la plaque porte-soupape avec une flexion de la soupape de refoulement en forme de plaque. En outre, le mécanisme de soupape de refoulement comporte un 25 portesoupape ayant une surface de maintien pour limiter la flexion de la soupape de refoulement en forme de plaque. La surface de maintien du porte-soupape est inclinée par rapport à une seconde direction parallèle à la plaque porte-soupape et perpendiculaire à la première direction. Par rapport à la première direction, la surface de maintien de 30 portesoupape est inclinée et définit une surface incurvée. La surface incurvée présente sensiblement le même rayon de courbure au niveau d'une quelconque partie dans la seconde direction. Le mécanisme de soupape de refoulement mentionné ci-dessus est efficace dans la suppression du bruit du compresseur si la distance 35 depuis la plaque porte-soupape vers la surface de maintien du portesoupape est réduite. Dans ce cas, toutefois, le champ mobile de la soupape de refoulement en forme de plaque, c'est-à-dire, la quantité de soulèvement de la soupape est limitée pour être petite. Cela peut résulter en une hausse de la perte de pression à un débit élevé et une hausse de pression interne dans chacun des alésages de cylindre, conduisant à une surcompression. D'un autre côté, si la distance depuis la plaque porte-soupape vers la surface de maintien du porte-soupape est augmentée, la surcompression est évitée mais l'effet de suppression du bruit du compresseur est insuffisant. Un objet de la présente invention est donc de proposer un compresseur dans lequel un bruit est supprimé et dans lequel la surcompression est évitée. Un autre objet de la présente invention est de proposer un compresseur ayant un mécanisme de soupape de refoulement dans 15 lequel un champ mobile de soupapes est petit en fonctionnement normal et est automatiquement et régulièrement augmenté à un débit élevé. Selon la présente invention, il est proposé un compresseur ayant un mécanisme de soupape de refoulement qui comprend une plaque 20 porte-soupape ayant un trou de refoulement communiquant avec un cylindre, une soupape de refoulement en forme de plaque et étant flexible, ladite soupape de refoulement en forme de plaque ayant une partie fixe fixée à la plaque porte-soupape et une partie mobile s'étendant depuis la partie fixe dans une première direction parallèle à 25 la plaque porte-soupape, ladite partie mobile faisant face à une extrémité de sortie du trou de refoulement, et un dispositif de retenue de soupape ayant une surface incurvée faisant face à et espacée de la partie mobile et adaptée pour limiter le mouvement de la partie mobile, la surface incurvée ayant une pluralité de pièces différentes en rayon de 30 courbure les unes des autres dans une seconde direction parallèle à la plaque porte-soupape et perpendiculaire à la première direction. La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un compresseur multicylindres ayant un mécanisme de soupape de refoulement selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie illustrant schématiquement une pièce caractéristique d'un compresseur selon la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'un mécanisme de soupape de refoulement illustré sur la figure 2; la figure 4 est une vue en plan de la totalité du dispositif de retenue de soupape utilisé dans le mécanisme de soupape de refoulement illustré sur la figure 3; la figure 5 est une vue en plan d'un porte-soupape comme partie du dispositif de retenue de soupape illustré sur la figure 3; et les figures 6A à 6E sont des vues en coupe partielle (y compris des vues latérales) du porte-soupape, prises le long des lignes VIa-VIa, 10 VIb- VIb, VIc-VIc, VId-VId, et VIe-VIe sur la figure 5, respectivement. En faisant tout d'abord référence à la figure 1, il est décrit un compresseur multicylindres (ci-après désigné simplement par " compresseur ") ayant un mécanisme de soupape de refoulement selon un mode de réalisation de la présente invention. Le compresseur illustré sur la figure 1 comprend un boîtier 1. Le boîtier 1 comprend un logement généralement cylindrique 3 faisant partie intégrante d'un bloc cylindres 2 formé au niveau de ses extrémités, et une plaque de fond avant généralement en forme de disque 4 se fermant et s'ouvrant au niveau de l'autre extrémité du 2 0 logement 3. Le bloc cylindres 2 et la plaque de fond avant 4 sont proposés avec des trous débouchants 5 et 6, respectivement. Une fusée 9 supportée de manière rotative par des paliers 7 et 8 est insérée à travers les trous débouchants 5 et 6. Dans une chambre à manivelle 10 définie entre le bloc cylindres 2 et la plaque de fond avant 4, est disposé 25 un rotor 11 fixé à la fusée 9. Au rotor 1 1, un plateau cyclique 13 est fixé par le biais d'un mécanisme à charnière 12. Le plateau cyclique 13 présente une surface de paroi intérieure 14 apte à coulisser en contact avec la fusée 9. Par le mécanisme de charnière 12, le plateau cyclique 13 est mobile selon un 30 angle d'inclinaison par rapport à la fusée 9. Au plateau cyclique 13, une came plate 16 couplée à une pluralité de tiges de piston 15 par des joints d'accouplement à billes est installée à travers les paliers 17 et 18. Le plateau cyclique 13 présente un embossage central 20 et une bague d'équilibrage 21 fixée à celui-ci. La bague d'équilibrage 21 pivote avec le 35 plateau cyclique 13. La came plate 16 est interposée et serrée entre le plateau cyclique 13 et la bague d'équilibrage 21. Le bloc cylindres 2 a une pluralité d'alésages de cylindre, par exemple, sept alésages de cylindre (un seul étant illustré sur la figure) 22 formés autour de la fusée 9 à des intervalles prédéterminées les uns des autres. Un piston 23 est inséré à l'intérieur de chaque alésage de 5 cylindre 22. La tige de piston 15 est reliée par un joint d'accouplement à billes à une partie de maintien 24 du piston 23. En outre, une tige de guidage 25 parallèle à la fusée 9 est disposée dans la chambre à manivelle 10. La tige de guidage 24 présente une extrémité et l'autre extrémité supportée de manière 10 rotative par le bloc cylindres 2 et la plaque de fond avant 4, respectivement. La tige de guidage 24 est serrée par une partie de serrage 26 de la came plate 16. Ainsi, la came plate 16 est empêchée d'effectuer une rotation (rotation autour de son propre axe) et exécute un mouvement vacillant seul. De manière supplémentaire, en faisant référence à la figure 2 illustrant schématiquement une partie caractéristique du compresseur multicylindres mentionné ci-dessus, la description est la suivante. Le bloc cylindres 2 présente une face d'extrémité axiale à laquelle un ensemble porte-soupape 27 et une tête de cylindre 28 sont 20 accouplés par l'intermédiaire d'un boulon 29 ou équivalent. L'ensemble porte- soupape 27 comprend une plaque porte-soupape 31, une pluralité de clapets d'aspiration en forme de plaque 32 (un seul étant illustré sur la figure) constitués en un matériau flexible, une pluralité de soupapes de refoulement en forme de plaque 33 (un seul étant illustré sur la 25 figure) constitué en un matériau flexible, de joints statiques 34 et 35, et un dispositif de retenue de soupape 36 pour limiter la courbure des soupapes de refoulement en forme de plaque 33. Les clapets d'aspiration 32, les soupapes de refoulement 33, les joints statiques 34 et 35 et le dispositif de retenue de soupape 36 sont fixés au porte30 soupape 31 par l'intermédiaire d'un boulon 37 et d'un écrou 38. La plaque porte-soupape 31 présente une pluralité de trous d'aspiration 41 (un seul étant illustré sur la figure) et, une pluralité de trous de refoulement 42 (un seul étant illustré sur la figure). Chacun des trous d'aspiration 41 et chacun des trous de refoulement 42 correspondent à 35 chacun des alésages de cylindre 22 et communiquent chacun avec un alésage de cylindre 22. Les clapets d'aspiration en forme de plaque 32 et la soupape de refoulement en forme de plaque 33 sont disposés en correspondance face à face aux trous d'aspiration 41 et aux trous de refoulement 42. Le dispositif de retenue de soupape 36 sera ultérieurement décrit en détail. La tête de cylindre 28 présente une chambre d'aspiration 43 et 5 une chambre de refoulement 44. La chambre d'aspiration 43 est formée le long de la périphérie de la tête de cylindre 28 et peut communiquer avec la totalité des trous d'aspiration 41 avec une action des clapets d'aspiration en forme de plaque 32. La chambre de refoulement 44 est formée au niveau d'une zone centrale de la tête de cylindre 28 et peut 10 communiquer avec la totalité des trous de refoulement 42 avec une action de la soupape de refoulement en forme de plaque 33. La chambre d'aspiration 43 et la chambre de refoulement 44 sont reliées aux deux extrémités d'un circuit de réfrigération (non illustré) par l'intermédiaire d'un orifice d'aspiration et d'un orifice de refoulement (non illustrés). En outre, chacun des pistons 23 est proposé avec une pluralité de garnitures de piston 45 en contact de frottement avec l'alésage de cylindre 12. Au niveau d'une partie centrale du bloc cylindres 2, une soupape de commande 40 pour commander la communication entre la chambre à manivelle 10 et la chambre d'aspiration 43 est disposée telle 20 qu'illustrée sur la figure. Dans le compresseur mentionné ci-dessus, quand le piston 23 se déplace vers le bas sur la figure 2, un fluide ou un réfrigérant est aspiré à travers l'orifice d'aspiration à l'intérieur de la chambre d'aspiration 43 et s'écoule depuis la chambre d'aspiration 43 vers le trou d'aspiration 25 41, ouvrant le clapet d'aspiration en forme de plaque 32, devant être aspiré dans l'alésage de cylindre 22. A ce moment, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 est fermée. Ensuite, le piston 23 se déplace vers le haut sur la figure 2. Ensuite, un réfrigérant comprimé est délivré depuis l'alésage de cylindre 30 22 à travers le trou de refoulement 42, ouvrant la soupape de refoulement en forme de plaque 33, devant être refoulé à l'intérieur de la chambre de refoulement 44 tel qu'indiqué par une flèche 46. A ce moment, le clapet d'aspiration en forme de plaque 32 est fermé. Le réfrigérant circule à travers le circuit de réfrigération. En faisant référence aux figures 3 et 4 en plus de la figure 2, une description de la soupape de refoulement 33 et du dispositif de retenue de soupape 36 sera effectuée. Tel qu'illustré sur la figure 3, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 présente une partie fixe 33a fixée à la plaque portesoupape 31, une partie mobile 33b s'étendant depuis la partie fixe 33a dans une première direction Ai parallèle au porte-soupape 31 et faisant 5 face à une extrémité de sortie du trou de refoulement 42. Pendant la suspension de fonctionnement du compresseur, la partie mobile 33b est amenée en contact avec le porte-soupape 31 pour couvrir le trou de refoulement 42. Pendant le fonctionnement du compresseur, la partie mobile 33b vient de manière répétée en contact et hors de contact avec 10 le porte- soupape 31 suivant le mouvement de va-et-vient du piston 23. Telle qu'illustrée sur la figure 4, le dispositif de retenue de soupape 36 présente une partie fixe 52 prévue avec un trou débouchant 51 pour l'insertion du boulon 37, et un nombre prédéterminé de parties de réception de soupape 53 en saillie radialement vers l'extérieur depuis 15 la partie fixe 52. Le nombre prédéterminé correspond au nombre d'alésages de cylindre 22 et dans ce cas, est égal à sept. Chacune des parties de réception de soupape 53 s'étend dans une position correspondant aux trous de refoulement 42, comme la soupape de refoulement en forme de plaque 33. Chaque partie de réception de 20 soupape 53 présente une surface plane 53a parallèle au porte-soupape 31 et chevauchant la partie fixe 33a de soupape de refoulement en forme de plaque 33, et une partie incurvée 53b faisant face à et espacée de la partie mobile 33b de soupape de refoulement en forme de plaque 33. La surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53 sert 25 de limite aux mouvements de la partie mobile 33b de soupape de refoulement en forme de plaque 33. Une combinaison de la plaque porte-soupape 31, d'une soupape de refoulement en forme de plaque 33 et de la partie de réception de soupape 53 est référencée en tant que mécanisme de soupape de refoulement. En faisant de plus référence aux figures 5 et 6A à 6E, une description sera effectuée de la forme de la surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53. Sur les figures 6A à 6E, les rayons ra, rb, rc, rd et re de courbure de la surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53 sont 35 différents les unes des autres et sont conçus pour avoir la relation suivante: ra > rb > rc > rd > re. En particulier, la surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53 présente une pluralité de parties différentes selon le rayon de courbure les unes des autres dans la seconde direction A2 parallèle à la plaque porte-soupape 31 et perpendiculaire à la première direction 5 AI sur la figure 5. Ces rayons de courbure sont graduellement changés entre la valeur maximale (ra) au niveau d'une extrémité de la surface incurvée 53b dans la seconde direction A2 sur la figure 5, c'est-à-dire, au niveau d'une première extrémité 54, et la valeur minimale (re) au niveau de l'autre extrémité, c'est-à-dire, une seconde extrémité 55. Un 10 rayon de courbure supérieur de la surface incurvée 53b signifie une plus petite distance depuis la plaque porte- soupape 31. Pendant le fonctionnement du compresseur en mode normal, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 est déplacée à l'intérieur d'un champ mobile entre le porte-soupape 31 et la première extrémité 15 54 de la surface incurvée 53b pour ouvrir et fermer l'orifice de refoulement 42. Dans ce cas, l'opération est exécutée dans un état o le champ mobile de soupape de refoulement en forme de plaque 33 est petit. Ainsi, la suppression du bruit est réalisée. D'un autre côté, pendant le fonctionnement du compresseur à un 20 grand débit, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 est amenée en contact avec la première extrémité 54 de la surface incurvée 53b et est tordu le long de la surface incurvée 53b. A ce moment, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 est autorisée à s'ouvrir jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec la seconde extrémité 55 de la 25 surface incurvée 53b au maximum. Ainsi, la soupape de refoulement en forme de plaque 33 présente un champ substantiellement mobile entre la plaque porte-soupape 31 et la seconde extrémité 55 de la surface incurvée 53b et ouvre et ferme le trou de refoulement 42. Dans ce cas, le fonctionnement est exécuté dans un état o le champ mobile de 30 soupape de refoulement en forme de plaque 33 est grand et la surcompression est évitée. Ainsi, l'effet est équivalent en ce que sensiblement la hauteur de la partie de réception de soupape 53 est automatiquement et régulièrement changée selon l'état de fonctionnement du compresseur pour réaliser un état optimal. Tel que décrit ci-dessus, la première extrémité 54 de la surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53 définit un champ mobile minimal de soupape de refoulement en forme de plaque 33 alors que la seconde extrémité 55 définie un champ mobile maximal de soupape de refoulement en forme de plaque 33. Dans les présentes, le rapport de champ mobile minimal et de champ mobile maximal tombe de préférence dans une gamme de 1,5 à 3,0. La forme de la surface incurvée 53b de la partie de réception de soupape 53 peut être modifiée de diverses manières. Par exemple, la surface incurvée 53b peut revêtir une forme ayant une partie de forme conique ou une forme obtenue en tordant un plan plat. Le compresseur mentionné ci-dessus est normalement actionné 10 dans un état o le champ mobile de la soupape est petit. A un grand débit, le champ mobile de la soupape est automatiquement et régulièrement augmenté. Ainsi, il est possible de réaliser l'effet de suppression de bruit et d'empêcher le problème de surcompression. REVENDICATIONS 1. Compresseur ayant un mécanisme de soupape de refoulement, caractérisé en ce qu'il comprend: une plaque porte-soupape (31) ayant un trou de refoulement (42) communiquant avec un cylindre, une soupape de refoulement en forme de plaque (33), flexible, ladite soupape de refoulement en forme de plaque (33) ayant une partie (33a) fixée à la plaque porte-soupape (31) et une partie mobile (33b) s'étendant depuis la partie fixe (33a) dans une première direction (Ai) parallèle à la plaque porte-soupape (31), ladite partie mobile faisant face i 0 à une sortie du trou de refoulement (42) ; et un dispositif de retenue de soupape (36) ayant une surface incurvée (53b) faisant face à et espacée de la partie mobile (33b) et adaptée pour limiter le mouvement de la partie mobile, la surface incurvée (53b) ayant une pluralité de parties différentes en rayon de 15 courbure les unes des autres dans une seconde direction (A2) parallèle à la plaque porte-soupape (31) et perpendiculaire à la première direction (A1). 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface incurvée (53b) présente une première et une seconde extrémités 20 (54, 55) en face l'une de l'autre dans la seconde direction (A2), le rayon de courbure variant graduellement pour avoir une valeur maximale au niveau de la première extrémité et pour avoir une valeur minimale au niveau de la seconde extrémité. 3. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la 25 première extrémité (54) de la surface incurvée (53b) définit un champ mobile minimal de la partie mobile (33b), la seconde extrémité (55) de la surface incurvée (53b) définissant un champ mobile maximal de la partie mobile (33b), le rapport entre le champ mobile maximal et le champ mobile minimal étant prévu entre 1,5 et 3,0. 4. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface incurvée (53b) varie régulièrement entre la première et la seconde extrémités (54, 55). 5. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface incurvée (53b) présente une partie avec une forme conique. 6. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue de soupape (36) présente une surface plane parallèle à la plaque porte-soupape (31) et chevauchant la partie fixe de soupape de refoulement en forme de plaque (33).