Brevet FR2895037A1 — publié le 20070622

Dispositif a clapets pour compresseur de fluide et compresseur de fluide L'invention concerne un dispositif a clapets pour compresseur de fluide et un compresseur de fluide notamment de fluide frigorigene. Dans les compresseurs de fluides alternatifs connus, une plaque a clapets est prevue de fagon a permettre ('admission du fluide vers un systeme de compression proprement dit (cylindre et piston) et le refoulement du fluide comprime, ceci a travers des orifices de la plaque fermes respectivement par des clapets d'aspiration et de refoulement. Les clapets sont generalement fixes a la plaque a clapets. Le clapet d'aspiration est fixe sur une des faces de la plaque a clapets et le clapet de refoulement est fixe sur I'autre face de la plaque a clapets generalement par des moyens distincts. Les clapets sont par exemple formes de lames en acier a ressort venant ouvrir ou fermer Ies orifices de la plaque a clapets selon les phases d'un cycle de fonctionnement du systeme de compression. Le cycle de fonctionnement enchaine habituellement des phases d'aspiration, de compression et de refoulement. Par ailleurs, les compresseurs rayonnent une energie acoustique non negligeable du fait d'une part des vibrations mecaniques engendrees notamment par le choc des clapets sur la plaque a clapet et, d'autre part, du bruit genere par I'ecoulement du fluide, notamment le bruit d'aspiration. Cette energie acoustique est genante quelle que snit ('application domestique ou commerciale. Dans les systemes connus, on essaie de diminuer les nuisances sonores par diverses dispositions attenuant les vibrations et par des silencieux attenuant les bruits d'ecoulement des fluides. Ces silencieux peuvent par exemple etre constitues par des chambres par ou transite le fluide refrigerant a ('entree et a la sortie du compresseur. Ces chambres ont des volumes et des sections de conduit d'entree et de sortie determines pour obtenir une attenuation optimum sur des bandes de frequences choisies car pergues comme genantes. Les silencieux sont effectivement determines pour intervenir sur les bandes de frequences : • les plus influentes sur le niveau acoustique global, • les plus genantes pour l'homme, • intervenant de fawn critique par phenomene de resonance avec d'autre source acoustique d'une application frigorifique. Le compresseur comporte en outre une culasse composee de deux chambres distinctes et contigues coiffant la plaque a clapets. Par rapport a la culasse chaque circuit, aspiration et refoulement comporte un dispositif en amont de la chambre aspiration et en aval de la chambre refoulement ayant une fonction de silencieux. Dans cette disposition, avant compression, le fluide traverse le silencieux d'aspiration avant d'atteindre la chambre d'aspiration. La culasse est par ailleurs rechauffee par le fluide refoule dans la chambre de refoulement. Pour eviter ce rechauffement on a tente de disposer la sortie du silencieux d'aspiration directement en contact avec la face superieure de la plaque a clapet par I'intermediaire d'un joint pour assurer I'etancheite de I'ecoulement et on a realise le silencieux dans un materiau isolant par exemple plastique. Par reduction des echanges thermiques cette disposition evite le rechauffage du fluide avant de penetrer dans le cylindre et participe a I'obtention des performances frigorifiques. Cependant, la presence du clapet de refoulement sur la face superieure de la plaque a clapet gene la mise en place du silencieux d'aspiration. Dans les compresseurs de petite puissance et de faible encombrement, le clapet de refoulement a generalement la forme d'un fer a cheval dont les extremites sont fixees sur la plaque a clapet et dont Ia partie centrale recouvre les orifices de refoulement. Les extremites du clapet reduisent I'espace disponible pour la mise en place et le contact entre la sortie du silencieux et la plaque a clapet. L'invention vise a pallier les problemes cites plus haut en modifiant la forme du clapet de refoulement pour liberer au maximum I'espace de la plaque a clapet situe au-dessus du cylindre. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif a clapets pour compresseur de fluide, comprenant une plaque a clapets percee d'au moins un orifice de refoulement du fluide, un clapet de refoulement situe sur une face de la plaque a clapets, le clapet de refoulement permettant d'obturer le ou les orifices de refoulement, caracterise en ce que le clapet de refoulement comporte deux bras, les deux bras etant solidaires en une premiere extremite de chacun, le ou les orifices de refoulement etant obtures chacun par un bras au niveau des secondes extremites des bras, en ce que le clapet de refoulement est fixe a la plaque a clapets au niveau des premieres extremites et en ce que les deux bras peuvent se mouvoir librement Fun de I'autre pour ouvrir et fermer le ou les orifices de refoulement. Avantageusement, la plaque a clapets est percee de deux orifices de refoulement obture chacun par un des bras du clapet de refoulement. Neanmoins, on peut realiser un compresseur de petite cylindree dont la plaque a clapet ne comporte qu'un seul orifice de refoulement. Mais meme pour un tel compresseur, on utilisera de preference le clapet developpe pour un compresseur dont la plaque a clapet comporte deux orifices de refoulement. Cela permet de standardiser les approvisionnements. Un seul clapet peut titre utilise pour toute une gamme de compresseurs. Dans cette gamme on trouvera des compresseurs dont la plaque a clapet est percee d'un ou plusieurs orifices de refoulement. Cela permet egalement de standardiser le procede de fabrication de la gamme de compresseur. Par exemple, les moyens de fixation du clapet pourront titre mis en oeuvre sans changement dans les differents compresseurs de la gamme. L'invention a egalement pour objet un compresseur de fluide comprenant un dispositif a clapets tel que decrit plus haut et un silencieux d'aspiration par lequel le fluide est introduit dans un orifice d'aspiration de la plaque a clapet, caracterise en ce que le silencieux d'aspiration comporte une pipe en contact avec la plaque a clapet par I'intermediaire d'un joint de culasse, le fluide etant introduit dans ('orifice d'aspiration par la pipe. Un avantage de I'invention est lie au fait que les deux bras peuvent se mouvoir librement I'un de I'autre pour ouvrir et fermer le ou les orifices de refoulement. Cette liberte de mouvement permet a chaque bras de n'ouvrir ('orifice de refoulement qu'il recouvre que Iorsque la pression de fluide au niveau de ('orifice atteint une valeur donnee. La liberte de mouvement evite egalement tout lien entre les deux bras du clapet de refoulement. Un tel lien reduirait la place disponible sur la plaque a clapet pour la mise en place d'un silencieux d'aspiration. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaitront a la lecture de la description detaillee d'un mode de realisation donne a titre d'exemple, description illustree par le dessin joint dans lequel : Ia figure 1 represente en vue eclatee une partie d'un compresseur ; la figure 2 represente une vue eclatee d'un dispositif a clapet ; Ia figure 3 represente une vue eclatee d'un dispositif a clapet sur 5 lequel vient se monter un silencieux d'aspiration. Par souci de clarte, les memes elements porteront les memes reperes dans les differentes figures. La figure 1 represente un dispositif a clapet 1 destine a etre monte sur un systeme de compression comportant par exemple un piston se 10 deplarant dans un cylindre. Sur la figure 1, le systeme de compression n'est pas represents. Le dispositif a clapet 1 comporte une plaque a clapets 2 comportant par exemple deux orifices d'aspiration 3 et par exemple deux orifices de refoulement 4 permettant a un fluide de penetrer et de sortir du 15 cylindre. Un joint de plaque a clapet 5 assure I'etancheite entre la plaque a clapets 2 et une surface plane du systeme de compression. Le joint de plaque a clapet 5 comporte une ouverture 6 ayant sensiblement la forme d'une section plane du cylindre. Le dispositif 1 comporte en outre une culasse 7 coiffant la plaque 20 a clapets 2 et dans laquelle sont menagees des chambres d'aspiration et de refoulement. La chambre d'aspiration menagee dans la culasse 7 est occupee par la pipe 36 du silencieux 35 qui conduit le fluide a comprimer vers les orifices d'aspiration 3 et la chambre de refoulement evacue le fluide comprime sortant des orifices de refoulement 4 hors du systeme de 25 compression. Un joint de culasse 8 assure I'etancheite de la culasse 7 par rapport a une premiere face 9 de la plaque a clapets 2 et plus precisement I'etancheite de la chambre refoulement. Le joint de culasse 8 assure egalement I'etancheite entre un silencieux 35 et les orifices d'aspiration 3. 30 Le dispositif 1 comporte un clapet d'aspiration 10 situe sur une seconde face 11 de la plaque a clapets 2. La seconde face 11 est opposee a la premiere face 9. Le clapet d'aspiration 10 obture les orifices d'aspiration 3 lorsque la pression regnant dans le cylindre est superieure a la pression regnant dans le silencieux 35 au niveau d'une pipe d'aspiration 36 du 35 silencieux 35. Au contraire, le clapet d'aspiration 10 s'ouvre pour laisser le fluide penetrer dans le cylindre du systeme de compression non represents lorsque la pression qui y regne est inferieure a la pression regnant dans le silencieux 35 au niveau de la pipe d'aspiration 36. Le clapet d'aspiration 10 a la forme d'une lame plane sensiblement parallele a la seconde face 11 de la plaque a clapets 2. Le dispositif 1 comporte egalement un clapet de refoulement 15 situe sur la premiere face 9 de la plaque a clapets 2. Le clapet de refoulement 15 obture les orifices de refoulement 4 lorsque la pression regnant dans le cylindre est inferieure a la pression regnant dans la culasse, au niveau de la chambre de refoulement. Au contraire, le clapet de refoulement 15 s'ouvre pour laisser le fluide sortir du cylindre du systeme de compression non represents lorsque la pression qui y regne est superieure a la pression regnant dans la culasse 7 au niveau de la chambre de refoulement. Le clapet de refoulement 15 a la forme d'une lame plane sensiblement parallele a la premiere face 9 de la plaque a clapets. Avantageusement, pour limiter le deplacement du clapet de refoulement, le dispositif comporte une butee 16. Le dispositif 1 comporte des moyens 17 pour positionner et fixer le clapet de refoulement 15 sur la premiere face 9 de la plaque a clapets 2 ainsi que positionner le clapet d'aspiration 10 sur la seconde face 11 de la plaque a clapets 2. Les moyens 17 sont par exemple formes par des rivets. La figure 2 represente plus en detail les clapets 10 et 15 ainsi que la plaque a clapet 2. Le clapet de refoulement 15 a la forme d'une fourche et comporte deux bras 20 et 21 solidaires en une premiere extremite, respectivement 22 et 23, de chacun. Les orifices de refoulement 4 sont obtures chacun par un bras 20 ou 21 au niveau de secondes extremites, respectivement 24 et 25 des bras 20 et 21. Le clapet de refoulement 15 est fixe a la plaque a clapets 2 au niveau des premieres extremites 22 et 23 par les rivets 17 non representes sur la figure 2. Les deux bras 20 et 21 peuvent se mouvoir librement I'un de I'autre pour ouvrir et fermer les orifices de refoulement 4. Les deux bras sont uniquement relies par une partie 26 du clapet de refoulement 15. la partie 26 est situee entre les deux rivets 17 et reste immobile lors de I'ouverture et de la fermeture du clapet de refoulement 15. Les bras 20 et 21 forment les parties actives du clapet de refoulement 15 ayant par exemple la forme d'une lame recouvrant les orifices de refoulement 4 pour les obturer Iorsque la pression de fluide regnant dans le cylindre est inferieure a Ia pression regnant dans la culasse 7 au niveau de la chambre de refoulement. A I'inverse, Iorsque la pression regnant dans le cylindre est superieure a la pression regnant dans la culasse 7 au niveau de Ia chambre de refoulement, les bras 20 et 21 se deforment pour ouvrir Ies orifices de refoulement 4. Avantageusement, les bras 20 et 21 sont sensiblement rectilignes et ne s'etendent pas au-del& des orifices de refoulement 4. Cela permet d'optimiser la masse du clapet de refoulement 15 au juste necessaire. En effet, le fait de reduire la masse du clapet de refoulement 15 permet de reduire son inertie et, par le fait, le temps de reponse lors des mouvements (ouverture ou fermeture) du clapet de refoulement 15. La deformation des bras 20 et 21 est limitee par la butee 16. Cette butee 16 a sensiblement la meme forme que le clapet de refoulement 15 , a savoir celle d'une fourche. Les rivets 17 fixent egalement la butee 16 dans sa partie centrale 29. Comme le clapet de refoulement 15, la butee comporte deux bras 30 et 31 se developpant de part et d'autre de la partie centrale 29 et se plapant au-dessus des deux bras, respectivement 20 et 21, du clapet de refoulement 15. La butee 16 est realisee de fawn massive de maniere a ne sensiblement pas se deformer. L'extremite libre de chaque bras 30 et 31 de la butee 16 est Iegerement distante des bras 20 et 21 du clapet de refoulement 15 de fawn a permettre la deformation du clapet de refoulement 15 sous la pression du fluide dans les orifices de refoulement 4. L'ouverture maximum du clapet de refoulement 15 est obtenue Iorsque les bras 20 et 21 du clapet de refoulement viennent en contact avec les bras 30 et 31 de la butee 16. Dans la variante representee, chaque bras 20 et 21 recouvre un orifice de refoulement 4. Lorsqu'on realise un compresseur de plus petite cylindree, ii est possible de reutiliser le clapet de refoulement 15 et la butee 16 en ne redeveloppant que la plaque a clapet qui pourra ne comporter qu'un seul orifice de refoulement 4. Le deuxieme orifice 4 est simplement obture et Ie bras recouvrant I'orifice obture ne se souleve pas tors du fonctionnement du compresseur. Seul I'autre bras assure I'obturation de I'orifice existant. Le silencieux d'aspiration 35 comporte une pipe 36 en contact avec la plaque a clapet 2 uniquement par I'intermediaire du joint de culasse 8, le fluide etant introduit dans les orifices d'aspiration 3 par la pipe 36. Avantageusement, les orifices d'aspiration 3 sont sensiblement situes entre les orifices de refoulement 4. Les orifices d'aspiration 3 et de refoulement 4 doivent titre situes au-dessus du cylindre pour permettre au fluide d'y penetrer et d'en ressortir. Le cylindre a generalement une section circulaire. Ce qui impose pour les orifices 3 et 4 d'etre inscrit dans un cercle de la plaque a clapet 2. En mettant en oeuvre ('invention, dans sa configuration particuliere ou les orifices d'aspiration 3 sont situes entre les orifices de refoulement 4, on peut augmenter la section de passage du fluide au maximum possible dans la limite du cercle de la plaque a clapet 2. Une autre limite est neanmoins imposee par la presence du joint de culasse 8 assurant I'etancheite entre la pipe 36 et les orifices d'aspiration 3. Le joint de culasse 8 est plaque contre la face 9 de la plaque a clapet 2 par la culasse 7. Une partie 40 du joint de culasse 8 s'etend entre les orifices d'aspiration 3 et de refoulement 4. Avantageusement, le silencieux d'aspiration 35 est positionne directement sur la plaque a clapet 2 par I'intermediaire du joint de culasse 8.20 REVENDICATIONS 1. Dispositif a clapets pour compresseur de fluide, comprenant une plaque a clapets (2) percee d'au moins un orifice de refoulement (4) du fluide, un clapet de refoulement (15) situe sur une face (9) de la plaque a clapets (2), le clapet de refoulement (15) permettant d'obturer le ou Ies orifices de refoulement (4), caracterise en ce que le clapet de refoulement (15) comporte deux bras (20, 21), les deux bras (20, 21) etant solidaires en une premiere extremite (22, 23) de chacun, le ou les orifices de refoulement (4) etant obtures chacun par un bras (20, 21) au niveau des secondes extremites (24, 25) des bras (20, 21), en ce que le clapet de refoulement (15) est fixe a la plaque a clapets (2) au niveau des premieres extremites (22, 23) et en ce que les deux bras (20, 21) peuvent se mouvoir librement run de I'autre pour ouvrir et fermer le ou les orifices de refoulement (4). 2. Dispositif a clapets selon la revendication 1, caracterise en ce 15 que la plaque a clapets (2) est percee de deux orifices de refoulement (4). 3. Dispositif a clapets selon selon la revendication 2, caracterise en ce que la plaque a clapet (2) est percee d'au moins un orifice d'aspiration (3) sensiblement situe entre les orifices de refoulement (4). 20 4. Dispositif a clapets selon rune des revendications precedentes, caracterise en ce qu'iI comporte une butee (16) permettant de limiter le deplacement du clapet de refoulement (15), et en ce que la butee (16) comporte deux bras (30, 31) sensiblement paralleles aux bras (20, 21) du 25 clapet de refoulement (15). 5. Dispositif a clapets selon rune des revendications precedentes, caracterise en ce que les bras (20, 21) sont sensiblement rectilignes et ne s'etendent pas au-dela des orifices de refoulement (4). 6. Compresseur de fluide comprenant un dispositif a clapets selon rune des revendications precedentes et un silencieux d'aspiration (35) par Iequel le fluide est introduit dans un orifice d'aspiration (3) de la plaque a clapet (2), caracterise en ce que le silencieux d'aspiration (35) comporte une 30pipe (36) en contact avec la plaque a clapet (2) par I'intermediaire d'un joint de culasse (8), le fluide etant introduit dans l'orifice d'aspiration (3) par la pipe (36). 7. Compresseur selon la revendication 6, caracterise en ce que le silencieux d'aspiration (35) est positionne directement sur la plaque a clapet (2) par I'intermediaire d'un joint de culasse (8).