Brevet FR3155566A1 — publié le 20250523

Dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile, ledit dispositif comprenant un compresseur (2) dudit fluide et une machine électrique (4), ledit dispositif comprenant en outre un boîtier (6) accueillant ladite machine (4), ledit boîtier (6) étant configuré pour que ledit fluide traverse ladite machine (4) en vue d’un refroidissement de ladite machine (4), ladite machine (4) comprenant un arbre (26) d’entrainement du compresseur (2) autour d’un axe longitudinal (X), ledit axe longitudinal (X) étant destiné à se trouver à l’horizontal en conditions normales d’utilisation, ledit dispositif comprenant un organe (28), solidaire en rotation de l’arbre (26), pour agiter le fluide dans le boîtier (8). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile L’invention concerne un dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile, Dans ce domaine, il est connu des dispositifs de compression comprenant un compresseur du fluide et une machine électrique. Ladite machine comprend un arbre d’entrainement du compresseur. Ces dispositifs sont configurés pour que le fluide traverse la machine en vue d’un refroidissement de cette dernière avant de pénétrer dans le compresseur. Le fluide comprend une portion destinée à une lubrification des pièces mobiles du circuit qu’il parcourt. Dans le dispositif de compression, le fluide est susceptible de stagner et il existe alors un risque que la portion destinée à la lubrification se sépare du reste du fluide et ne soit plus entrainée dans le circuit. L’invention a pour objectif de pallier au moins en partie les inconvénients précédents et propose à cette fin un dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile, ledit dispositif comprenant un compresseur dudit fluide et une machine électrique, ledit dispositif comprenant en outre un boîtier accueillant ladite machine, ledit boîtier étant configuré pour que ledit fluide traverse ladite machine en vue d’un refroidissement de ladite machine, ladite machine comprenant un arbre d’entrainement du compresseur autour d’un axe longitudinal, ledit axe longitudinal étant destiné à se trouver à l’horizontal en conditions normales d’utilisation, ledit dispositif comprenant un organe, solidaire en rotation de l’arbre, pour agiter le fluide dans le boîtier. Grâce à l’organe pour agiter le fluide, le dispositif conforme à l’invention permet un mélange du fluide dans la zone où il est susceptible de stagner, à savoir le boîtier de la machine électrique, ce qui lui permet d’être homogénéisé et vaporisé pour être ensuite évacué du boîtier Préférentiellement, ledit organe pour agiter le fluide s’étend radialement vers l’extérieur de sorte à brasser une portion dudit fluide susceptible de s’accumuler en partie basse de ladite machine. Préférentiellement encore, ledit dispositif comprend une masse, ledit dispositif étant configuré pour que ladite masse permette un équilibrage de l’entrainement de l’arbre, ladite masse comprenant ledit organe pour agiter le fluide. De la sorte, un même organe, à savoir la masse, permet à la fois d’équilibrer ledit dispositif et d’agiter le fluide. On peut à ce sujet noter que la combinaison de la fonction d’agitation du fluide et de la fonction d’équilibrage est particulièrement adaptée en ce que la ou les formes choisies pour obtenir l’agitation contribueront nécessairement à l’équilibrage et ceci d’autant plus que leur extension radiale sera importante. Selon différentes caractéristiques supplémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément et qui forment autant de modes de réalisation de l’invention: ledit organe pour agiter le fluide présente une extrémité distale venant en vis-à-vis à un jeu près d’une paroi interne dudit boîtier, ladite pale est orientée de façon sensiblement radiale depuis ledit corps, ladite pale présente une section droite sensiblement constante, ladite masse comprend un corps d’équilibrage et ledit organe pour agiter le fluide, notamment ladite pale d’agitation du fluide, ledit corps est sensiblement plan, ledit corps est sensiblement orthogonal audit axe de rotation, ledit corps présente une forme selon une portion angulaire d’un anneau, ladite pale s’étend depuis ledit corps, ladite pale s’étend à partir d’un bord périphérique externe de ladite portion angulaire, ladite pale s’étend à partir d’une zone médiane dudit corps, selon une extension angulaire dudit corps, ladite pale s’étend à partir d’un point milieu dudit bord externe, ladite pale présente un angle d’inclinaison avec ledit corps de sorte que, le long dudit axe longitudinal, ladite pale s’éloigne d’un plan d’extension dudit corps depuis un bord proximal vers un bord distal de la pale, ladite machine comprend un rotor d’entrainement dudit arbre, ledit organe pour agiter le fluide, notamment ladite pale, est solidaire directement ou indirectement du rotor, ledit organe pour agiter le fluide, notamment ladite pale, est rapporté directement ou indirectement sur une face latérale dudit rotor, ladite masse d’équilibrage est rapportée sur ledit rotor, ledit compresseur est un compresseur à spiral, ladite machine électrique comprend un moteur électrique et un système de commande dudit moteur, ledit dispositif est configuré pour que ledit fluide passe au travers dudit moteur en vue d’un refroidissement dudit moteur et dudit système de commande, ledit boîtier comporte une cloison de séparation d’un premier et d’un deuxième compartiment dudit boîtier, ledit moteur est logé dans ledit premier compartiment, ledit système de commande est logé dans ledit deuxième compartiment, ladite machine est configurée pour que ledit fluide soit en contact avec ladite cloison, ledit premier compartiment est situé entre ledit compresseur et ledit deuxième compartiment le long dudit axe longitudinal, ledit organe pour agiter le fluide et/ou ladite masse sont située en vis-à-vis dudit compresseur. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés parmi lesquels : FIG. 1 illustre de façon schématique selon un plan de coupe longitudinale un exemple de dispositif conforme à l’invention ; FIG. 2 illustre de façon schématique en perspective un rotor d’une machine électrique du dispositif de la FIG. 1 . Il faut tout d’abord noter que les termes amont et aval employés dans la description qui suit se réfèrent au sens de circulation du fluide considéré. Par ailleurs, les termes « premier », « deuxième », « troisième », … sont uniquement utilisés pour distinguer les composants concernés entre eux et ne présage ni d’un ordre ni d’une éventuelle importance desdits composants. Comme illustré à la FIG. 1 , l’invention concerne un dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile. Ledit fluide comprend, par exemple, un fluide réfrigérant et un fluide de lubrification. Ledit fluide réfrigérant est formé, notamment, d’un hydrofluorocarbure, tel que celui connu sous le nom de R-134a. En variante, il s’agit, notamment, du fluide connu sous le nom de R1234yf ou encore de dioxyde de carbone, aussi connu sous le nom de R744. Ledit dispositif comprend un compresseur 2 dudit fluide et une machine électrique 4. Ledit dispositif comprend en outre un boîtier 6 accueillant ladite machine électrique 4, voire ledit compresseur 2. Ledit boitier 6 s’étend selon un axe longitudinal X, destiné à se trouver à l’horizontal en conditions normales d’utilisation. Dans le mode de réalisation illustré, ladite machine électrique 4 comprend un moteur électrique 8 et un système 10 de commande dudit moteur 8. Ladite machine électrique 4, notamment ledit moteur 8, comprend un arbre 26 d’entrainement du compresseur 2 autour de l’axe longitudinal X. Ladite machine électrique 4, notamment ledit moteur 8, comprend un stator 60 et/ou un rotor 62. Le rotor 62 entraine ledit arbre 26 en rotation. Ledit rotor 62 est ici interne et le stator 60 est externe. L’arbre 26 est lié au rotor 62 sans degré de liberté. Ledit arbre 26 et ledit rotor 62 sont concentriques. Ledit arbre 26 passe à l’intérieur du rotor 62 le long de l’axe longitudinal X. Ledit boîtier 6 est configuré pour que ledit fluide traverse ladite machine électrique 4 en vue d’un refroidissement de ladite machine électrique 4. Plus précisément, ici, ledit dispositif est configuré pour que ledit fluide passe au travers dudit moteur 8 en vue d’un refroidissement dudit moteur 8 tout en permettant en outre un refroidissement dudit système de commande 10. Ledit boîtier 6 comporte ici une cloison 12 de séparation d’un premier et d’un deuxième compartiment 14a, 14b dudit boîtier 6. Ledit moteur 8 est logé dans ledit premier compartiment 14a. Ledit système de commande 10 est logé dans ledit deuxième compartiment 14b. Ladite machine électrique 4 est configurée pour que ledit fluide soit en contact avec ladite cloison 12, en particulier avant de traverser ledit moteur 8. De la sorte, par échange de chaleur à travers ladite cloison 12, ledit fluide refroidit ledit système de commande 10. Pour favoriser un tel échange, ledit système de commande 10 est préférentiellement fixé sur ladite cloison 12 et/ou en relation d’échange thermique avec ladite cloison 12. Ledit premier compartiment 14a est situé, par exemple, entre ledit compresseur 2 et ledit deuxième compartiment 14b le long dudit axe longitudinal X. Ledit boîtier 6 définit ici un logement 16 formant ledit premier compartiment et accueillant de façon contigüe ledit compresseur 2. Ledit dispositif comprend, par exemple, un premier couvercle 18 fermant ledit logement 16 en étant rapporté sur ledit boîtier 6. Ledit dispositif comprend ici un deuxième couvercle 20 fermant ledit deuxième compartiment 14b en étant rapporté sur ledit boîtier 6. Ledit boîtier 6 est, par exemple, de configuration cylindrique. Ledit compresseur 2 est, par exemple, un compresseur à spiral. Il comprend une pièce fixe 40 et une pièce mobile 42. Lesdites pièces 40, 42 définissent chacune un logement en spirale. Ladite pièce mobile 42 et ladite pièce fixe 40 coopèrent entre elles de sorte que leur logement en spirale définissent mutuellement des poches successives entre au moins une entrée 44 et une sortie 46 dudit compresseur 2. Ladite pièce mobile 42 est entrainé en rotation par ledit arbre 26 de sorte que le fluide passe d’une poche à l’autre tout en étant progressivement comprimé. Ledit compresseur 2 présente ici plusieurs orifices d’aspiration 44 du fluide, de préférence deux orifices d’aspiration, situés à une périphérie du compresseur 2, et/ou un orifice de sortie 46, par exemple situé dans une partie centrale fixe du compresseur 2. Lesdits orifices d’aspiration 44 permettent au fluide de pénétrer entre les pièces fixe et mobile 40, 42 pour être progressivement comprimé tout en étant entrainé vers la partie centrale du compresseur 2 d’où il sort par ledit orifice de sortie 46. Pour cela, ladite pièce mobile 42 présente un axe de rotation X’ décalée radialement par rapport à l’axe longitudinal X. Ledit axe de rotation X’ de la pièce mobile 42 tourne ainsi autour dudit axe de rotation X de l’arbre 26. Ladite pièce mobile 42 est en outre montée selon une liaison pivot sur ledit arbre 26 de sorte à être libre en rotation autour de son propre axe de rotation X’. Ledit dispositif comprend en outre une pièce intermédiaire 48, montée libre en rotation autour de l’arbre 26, pour guider la pièce mobile 42, selon le mouvement désiré, dans la pièce fixe 40. Compte-tenu des asymétries apportées par la pièce mobile 42, un tel mouvement génère un phénomène de balourd susceptible de provoquer des vibrations. Pour limiter ce phénomène, ledit dispositif comprend avantageusement, une masse 34, ledit dispositif étant configuré pour que ladite masse 34 permette un équilibrage de l’entrainement de l’arbre 26. Une telle masse 34 permet en particulier d’équilibrer la rotation de l’arbre 26 lors de la rotation de la pièce mobile 42 du compresseur 2. Cela sera évoqué à nouveau plus loin en relation avec un aspect particulier de l’invention. Ledit dispositif présente une entrée 22 dudit fluide dans ledit logement 16, notamment située au niveau dudit boîtier 6, et/ou une sortie 24 dudit fluide, notamment située au niveau dudit premier couvercle 18. Le fluide pénètre de la sorte dans le logement 16 par ladite entrée 22, à basse pression, traverse axialement ledit moteur 8 puis ledit compresseur 2 dans lequel il pénètre par les orifices d’aspiration 44 et ressort par l’orifice de sortie 46 pour ressortir, à haute pression, par ladite sortie 24. Selon l’invention, ledit dispositif comprend un organe 28, solidaire en rotation de l’arbre 26, pour agiter le fluide dans le boîtier 6. Ledit organe 28 pour agiter le fluide permet de la sorte de l’homogénéiser dans une zone, à savoir le boîtier 6, dans laquelle ledit fluide est précisément susceptible de stagner. Avantageusement, ledit organe 28 pour agiter le fluide s’étend radialement vers l’extérieur de sorte à brasser une portion dudit fluide susceptible de s’accumuler en partie basse de ladite machine. Dans les figures, l’arbre 26 est dans une position angulaire où l’organe 28 pour agiter le fluide passe au fond du boîtier 6, précisément dans la zone en cause. Ledit organe 28 pour agiter le fluide présente avantageusement une extrémité distale 29 venant en vis-à-vis à un jeu près d’une paroi interne 30 dudit boîtier 6 pour un brassage le plus complet possible. Comme cela est plus visible à la FIG. 2 , ledit organe 28 pour agiter le fluide comprend, par exemple, une pale 32 d’agitation du fluide. Elle présente une portion droite 32a, parallèle audit axe longitudinal X, prolongé, par une portion inclinée 32b, faisant un angle par rapport à un plan orthogonal audit axe longitudinal X. Plus généralement, ladite pale 32 est orientée selon une composante essentiellement radiale. Elle présente ici une section droite sensiblement constante lui conférant une forme de tige ou de doigt. La forme de la pale 32 décrite plus haut est particulièrement avantageuse puisque la simplicité de sa configuration, notamment de poids, de forme et/ou d’orientation, lui permet de limiter les risques de générer à son tour un phénomène de balourd. Elle est en outre facile à fabriquer. Préférentiellement, ladite masse 34 comprend ledit organe 28 pour agiter le fluide. Ainsi, selon cet aspect de l’invention, un même organe, à savoir la masse 34, permet à la fois d’équilibrer ledit dispositif et d’agiter le fluide. Ledit organe 28 pour agiter le fluide et le reste de la masse sont configurés pour que, pris en combinaison, ils présentent la fonction de compensation de balourd souhaitée. Ladite masse 34 comprend avantageusement un corps d’équilibrage 52 et ladite pale d’agitation du fluide 32. Ledit corps 52 est, par exemple, sensiblement plan et/ou orthogonal audit axe de rotation X. Ledit corps 52 présente ici une forme selon une portion angulaire d’anneau, notamment une forme de demi-anneau s’étendant angulairement sur 180°. Ledit corps 52 présente une épaisseur fonction du balourd à compenser. Ladite pale 32 s’étend depuis ledit corps 52. Plus précisément, ici, ladite pale 32 s’étend à partir d’un bord périphérique externe 54 de ladite portion angulaire et, encore plus précisément, à partir d’une zone médiane dudit corps 52, selon une extension angulaire dudit corps 52. Autrement dit, ladite pale 32 s’étend à partir d’un point milieu dudit bord externe 54. Ladite pale 32 présente avantageusement un angle d’inclinaison avec ledit corps 52 de sorte que, le long dudit axe longitudinal, ladite pale 32 s’éloigne d’un plan d’extension dudit corps depuis une extrémité proximale 56 vers l’extrémité distale 29 de la pale 32. Ledit organe 28 pour agiter le fluide est solidaire, directement ou indirectement, du rotor 62. Il peut de la sorte être plus facilement configuré que s’il était issu de l’arbre 26 car le rotor 62 a un diamètre plus large que ledit arbre 26. Ledit organe 28 pour agiter est avantageusement rapportée, directement ou indirectement, sur une face latérale 64 dudit rotor 62. Dans le mode de réalisation illustré, ladite masse d’équilibrage 34 est rapportée sur ledit rotor 62, notamment ladite face latérale 64, par un contact plan sur plan. Ladite masse d’équilibrage 34 est, par exemple, rivetée sur ladite face latérale 64. Si l’on se reporte de nouveau à la FIG. 1 , on constate que ledit organe 28 pour agiter le fluide et/ou ladite masse 34 sont situés en vis-à-vis dudit compresseur 2. Ils sont donc du côté du moteur 8 opposé à celui se trouvant dans un fond du logement 16. Ledit dispositif est configuré pour que ladite pale 32 tourne en vis-à-vis du stator 60. Plus précisément, ici, ledit dispositif est configuré pour que ladite pale 32 tourne dans une cavité annulaire définie intérieurement par un flanc latéral 70 de ladite pièce intermédiaire 48, extérieurement par ladite paroi interne 30 du boîtier 70 et latéralement, d’une part, par le stator 60 et d’autre part, par une paroi transversale 72 ladite pièce intermédiaire 48. Dispositif de compression d’un fluide, notamment pour système de chauffage, ventilation et/ou conditionnement d’air, en particulier d’un véhicule automobile, ledit dispositif comprenant un compresseur (2) dudit fluide et une machine électrique (4), ledit dispositif comprenant en outre un boîtier (6) accueillant ladite machine (4), ledit boîtier (6) étant configuré pour que ledit fluide traverse ladite machine (4) en vue d’un refroidissement de ladite machine (4), ladite machine (4) comprenant un arbre (26) d’entrainement du compresseur (2) autour d’un axe longitudinal (X), ledit axe longitudinal (X) étant destiné à se trouver à l’horizontal en conditions normales d’utilisation, ledit dispositif comprenant un organe (28), solidaire en rotation de l’arbre (26), pour agiter le fluide dans le boîtier (8). Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit organe (28) pour agiter le fluide s’étend radialement vers l’extérieur de sorte à brasser une portion dudit fluide susceptible de s’accumuler en partie basse de ladite machine (4). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit organe (28) pour agiter le fluide présente avantageusement une extrémité distale (29) venant en vis-à-vis, à un jeu près, d’une paroi interne (30) dudit boîtier (6). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit organe (28) pour agiter le fluide comprend une pale (32) présentant une section droite sensiblement constante. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif comprend une masse (34), ledit dispositif étant configuré pour que ladite masse (34) permette un équilibrage de l’entrainement de l’arbre (26), ladite masse (34) comprenant ledit organe (28) pour agiter le fluide Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ladite masse (34) comprend un corps d’équilibrage (52) et ledit organe (28) pour agiter le fluide. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit corps (52) est sensiblement plan et/ou sensiblement orthogonal audit axe de rotation (X). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7 dans lequel ledit corps (52) présente une forme selon une portion angulaire d’un anneau. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 dans lequel ladite machine (4) comprend un rotor (62) d’entrainement dudit arbre (26), ladite masse d’équilibrage (34) étant rapportée sur ledit rotor (62). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 dans lequel ladite masse (34) est située en vis-à-vis dudit compresseur (2).