Brevet FR2890417A1 — publié le 20070309

La présente invention concerne principalement un silencieux amélioré pour compresseur de fluides. L'invention concerne également une installation comprenant un tel silencieux et un véhicule automobile 5 comportant une telle installation. Les compresseurs, en particulier les compresseurs pneumatiques, génèrent de par leurs conceptions un volume sonore important. En effet, le niveau sonore du bruit de refoulement lors de l'échappement de l'air comprimé excédentaire mais également le niveau sonore du bruit d'aspiration lors de la montée en pression du système sont tels qu'une mise au point acoustique s'impose. Il est connu de l'état de la technique des 15 silencieux permettant d'abaisser les nuisances sonores au refoulement. Par exemple, la demande de brevet français 2 446 379 décrit un silencieux qui comporte plusieurs conduits capillaires parallèles permettant de réduire l'énergie d'expansion de l'air comprimé excédentaire. Aussi, la demande de brevet US 2005/0051382 décrit un silencieux qui comporte un matériau poreux disposé de façon que l'air comprimé le traverse au refoulement. Cependant, dans de tels systèmes, le flux d'air à l'aspiration passe également par les systèmes prévus pour abaisser le niveau sonore du refoulement ce qui entraîne une baisse de rendement du silencieux. Pour abaisser le volume sonore au refoulement mais également à l'aspiration, la demande de brevet britannique 768,597 décrit un système comportant un premier silencieux pour l'aspiration et un deuxième silencieux pour le refoulement dans chacun desquels des passages hélicoïdaux à géométrie sont prévus. Un tel système présente d'abord l'inconvénient majeur de nécessiter l'utilisation de deux silencieux. De plus, comme pour les systèmes décrits plus haut, le rendement d'un tel système n'est pas optimisé. 2890417 2 Le dispositif de l'invention permet de pallier les inconvénients précités en proposant un silencieux pour compresseur de fluides réduisant efficacement le volume sonore à l'aspiration et au refoulement tout en optimisant le rendement du silencieux et en utilisant des moyens simples à mettre en oeuvre. A cet effet, le dispositif de l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une entrée d'aspiration d'air atmosphérique, une sortie de refoulement d'air comprimé en excès et des moyens de passage du flux d'air atmosphérique dans le silencieux exclusivement à travers la dite entrée d'aspiration lors de la phase d'aspiration et du flux d'air comprimé en excès D vers l'extérieur du silencieux 1 exclusivement à travers la dite sortie de refoulement lors de la phase de refoulement. De préférence, lesdits moyens de passage comprennent un clapet déplaçable entre une position ouverte B autorisant l'entrée du flux d'air atmosphérique dans le silencieux à travers l'entrée d'aspiration sous l'effet de la pression d'appui de ce flux d'air C et une position fermée A interdisant la sortie du flux d'air comprimé provenant du compresseur à travers la dite entrée d'aspiration sous l'effet de la pression d'appui de ce flux d'air comprimé. Dans ce cas, il est possible de prévoir que le clapet est monté pivotant autour d'un axe de pivotement disposé au niveau de la face interne de la paroi du silencieux à proximité de l'entrée d'aspiration d'air atmosphérique. Avantageusement, les dits moyens de passage comprennent une couche de mousse disposée au niveau de la sortie de refoulement de façon que le flux d'air atmosphérique ne puisse pas pénétrer dans le silencieux par cette sortie de refoulement lors de la phase d'aspiration et de façon à réduire le niveau sonore engendré par la sortie de l'air comprimé excédentaire du silencieux lors de la phase de refoulement. En outre, la sortie de refoulement peut être située au niveau de la paroi latérale du silencieux et la face interne latérale du silencieux peut être couverte d'une couche de mousse maintenue fixe dans cette position par une grille tubulaire axiale solidaire des parois supérieure et inférieur du silencieux en définissant de cette façon une cavité centrale dans laquelle circule notamment le flux d'air atmosphérique depuis l'entrée d'aspiration d'air située au niveau de la paroi supérieure du silencieux jusqu'au raccord de communication entre le silencieux et le compresseur situé au niveau de la paroi inférieure du silencieux lors de la phase d'aspiration. De façon préférentielle, le silencieux de l'invention comprend un filtre à air à travers lequel circulent les flux d'air atmosphérique ou comprimé lors des phases respectives d'aspiration et de refoulement. Aussi, le compresseur peut être un compresseur à air pour suspensions de véhicule automobile. L'invention concerne également une installation comprenant un silencieux décrit précédemment ainsi qu'un véhicule automobile comprenant une telle installation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés qui représentent des exemples non limitatifs de réalisation du dispositif de l'invention et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du silencieux de l'invention représenté lors de la phase d'aspiration, et - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale 35 du silencieux de l'invention représenté lors de la phase de refoulement. 2890417 4 En référence aux figures 1 et 2, le silencieux 1 comprend une enveloppe cylindrique 2 de longueur L qui s'étend selon un axe longitudinal XX', dont la paroi supérieure 4 est pourvue d'une entrée d'aspiration d'air 3 et dont la paroi inférieure 5 comporte un raccord de communication 6 vers le compresseur 16 dans l'axe de l'entrée d'aspiration 3. Par ailleurs, une sortie de refoulement d'air comprimé en excès 7 est prévue au niveau de la paroi 10 latérale 8 de l'enveloppe 2. Les entrées d'aspiration d'air 3 et sortie de refoulement d'air 4 sont tubulaires et présentent des sections respectives qui sont ajustées en fonctions des pertes de charge désirées. Comme représenté sur ces figures, une couche de mousse 9 qui est en appui contre la face interne 8a de la paroi latérale 8 de l'enveloppe 2 en s'étendant longitudinalement depuis la paroi supérieure 4 jusqu'à la paroi inférieure 5 de l'enveloppe 2, est maintenue fixe dans cette position par une grille de forme tubulaire 10 axialement disposée dans le silencieux 1 en étant solidairement fixée, par exemple par soudage, aux parois respectivement supérieure 4 et inférieure 5 de l'enveloppe 2. La mousse utilisée est de type filtre à air, c'est- à-dire une mousse à cellules ouvertes. La densité de cette mousse est fonction soit de sa nature intrinsèque, soit de son écrasement. Dans l'invention, la densité est ajustée en fonction de la perte de charge requise. La grille de forme tubulaire 10 de section S définit dans le silencieux 1 une cavité centrale cylindrique de circulation des flux de fluides 11 dont l'extrémité supérieure 12 est délimitée par la partie centrale de la paroi supérieure 4 de l'enveloppe 2 pourvue de l'entrée d'aspiration d'air 3 et dont l'extrémité inférieure 13 est délimitée par la partie 2890417 5 centrale de la paroi inférieure 5 de l'enveloppe 2 pourvue du raccord de communication 6 avec le compresseur 16. La grille 10 permet de maintenir la mousse plaquée contre la face interne 8a de la paroi latérale 8 de l'enveloppe 2 sans jeu afin d'éviter toutes fuites acoustiques. Elle permet également de respecter la section S en maintenant la mousse. La grille 10 est par ailleurs, et de préférence très "aérée" afin d'impliquer la mousse dans l'atténuation de l'onde acoustique (phase compression clapet ouvert) dans le canal de section S. Par grille très "aérée", on entend une grille dont 15 la surface percée est supérieure à 50 % de la surface totale. La grille 10 peut comporter des ouvertures en formes de trous ronds, carré, ou éventuellement sous forme de fentes. Cette grille 10 est réalisée en métal ou en matière plastique. Le silencieux de l'invention 1 comporte en outre un clapet 14 monté rotatif autour d'un axe de pivotement R1 disposé au niveau de la face interne 4a de la paroi supérieure 4 de l'enveloppe à proximité de l'entrée d'aspiration d'air 3. Le clapet 14 peut ainsi pivoter depuis une position de fermeture A, représentée en figure 2, jusqu'à une position d'ouverture de cette entrée B représentée en figure 1. La longueur 1 du clapet 14 est telle que lorsque le clapet 14 est en position de fermeture A aucun flux d'air de peut sortir ni entrer par l'entrée d'aspiration 3 et que lorsque le clapet 14 est en position d'ouverture B, un flux d'air peut pénétrer dans le silencieux 1 en passant par cette entrée d'aspiration 3. 2890417 6 Par ailleurs, la position d'ouverture B est telle que sous l'action de la pression d'un flux d'air provenant du compresseur 16 (du bas vers le haut sur les figures), le clapet 14 bascule depuis sa position d'ouverture B jusqu'à sa position de fermeture A comme il sera décrit plus loin. Enfin, le silencieux 1 comprend également un filtre à air 15 qui est situé dans la cavité centrale 11 au niveau de la paroi inférieure 5 de l'enveloppe 2 à la sortie du raccord en communication 6 avec le compresseur 16 et à travers lequel circule les flux de gaz entrant dans et sortant du compresseur 16. Le fonctionnement du silencieux de l'invention est décrit ci-après. Lors de la phase d'aspiration représentée sur la figure 1, la pression du flux d'air entrant C pousse le clapet 14 en position d'ouverture B et ce flux d'air C traverse la cavité centrale 11 depuis l'entrée d'aspiration 3 jusqu'au raccord en communication 6 en passant à travers le filtre à air 15 et en s'engageant vers le compresseur 16. Lors de cette phase d'aspiration, le volume sonore est considérablement réduit de par la longueur L du silencieux et la présence conjointe de la couche de mousse 9 et de la grille 10. Par ailleurs, du fait de la configuration du dispositif de l'invention, la perte de charge en aspiration est très faible ce qui améliore les performances du compresseur 16. Lors de la phase de refoulement représentée sur la figure 2, le flux d'air comprimé en excès D pénètre dans le silencieux par le raccord en communication 6, traverse le filtre à air 15 et pousse le clapet 14 en position fermée A ce qui oblige ce flux d'air comprimé D à sortir du silencieux 1 par la sortie de refoulement 7 en traversant la grille 10 et la couche de mousse 9. Lors de cette phase de refoulement, le volume sonore est considérablement réduit de par la présence de la grille 10 et de la couche de mousse 9 que le flux d'air comprimé traverse. Par ailleurs, du fait de la configuration du dispositif, la perte de charge est importante lors de cette phase de refoulement du fait de la présence conjointe de la grille 10 et de la couche de mousse 9 que le flux d'air comprimé traverse, ce qui améliore les performances du silencieux. La section D permet aussi de régler la perte de charge désirée. Ainsi, le silencieux de l'invention permet, en séparant les flux d'aspiration C et de refoulement D, de réduire le volume sonore engendré par ces deux flux C,D tout en limitant la perte de charge à l'aspiration et en favorisant la perte de charge au refoulement, ce dont il résulte un système relativement silencieux présentant dans le même temps un meilleur rendement. 8 REVENDICATIONS 1. Silencieux (1) monté sur un compresseur (16) de fluides, caractérisé en ce qu'il comprend une entrée d'aspiration d'air atmosphérique (3), une sortie de refoulement d'air comprimé en excès (7) et des moyens de passage (14, 9, 10) du flux d'air atmosphérique (C) dans le silencieux (1) exclusivement à travers la dite entrée d'aspiration (3) lors de la phase d'aspiration et du flux d'air comprimé en excès (D) vers l'extérieur du silencieux (1) exclusivement à travers la dite sortie de refoulement (7) lors de la phase de refoulement. 2. Silencieux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de passage (14) comprennent un clapet (14) déplaçable entre une position ouverte (B) autorisant l'entrée du flux d'air atmosphérique (C) dans le silencieux (1) à travers l'entrée d'aspiration (3) sous l'effet de la pression d'appui de ce flux d'air (C) et une position fermée (A) interdisant la sortie du flux d'air comprimé (D) provenant du compresseur (16) à travers la dite entrée d'aspiration (3) sous l'effet de la pression d'appui de ce flux d'air comprimé (D). 3. Silencieux selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet (14) est monté pivotant autour d'un axe de pivotement (R1) disposé au niveau de la face interne (4a) de la paroi (4) du silencieux (1) à proximité de l'entrée d'aspiration d'air atmosphérique (3) . 4. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dits moyens de passage (14,9,10) comprennent une couche de mousse (10) disposée au niveau de la sortie de 2890417 9 refoulement (7) de façon que le flux d'air atmosphérique (C) ne puisse pas pénétrer dans le silencieux (1) par cette sortie de refoulement (7) lors de la phase d'aspiration et de façon à réduire le niveau sonore engendré par la sortie de l'air comprimé excédentaire du silencieux (1) lors de la phase de refoulement. 5. Silencieux selon la revendication 4, caractérisé en ce que la sortie de refoulement (7) est située au niveau de la paroi latérale (8) du silencieux (1) et en ce que la face interne latérale (8a) du silencieux (1) est couverte d'une couche de mousse (9) maintenue fixe dans cette position par une grille tubulaire axiale (10) solidaire des parois supérieure (4) et inférieur (5) du silencieux (1) en définissant de cette façon une cavité centrale (11) dans laquelle circule notamment le flux d'air atmosphérique (C) depuis l'entrée d'aspiration d'air (3) située au niveau de la paroi supérieure (4) du silencieux (1) jusqu'au raccord de communication entre le silencieux et le compresseur (16) situé au niveau de la paroi inférieure (5) du silencieux (1) lors de la phase d'aspiration. 6. Silencieux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre à air (15) à travers lequel circule les flux d'air atmosphérique (C) ou comprimé (D) lors des phases respectives d'aspiration et de refoulement. 7. Silencieux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compresseur (16) est un compresseur à air pour suspensions de véhicule automobile. 8. Véhicule automobile équipé d'un silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.