Contrepoids mince pour compresseur scellé.
Arrière-plan de l'Invention.
L'invention concerne un contrepoids amélioré pour un compresseur scellé, dans lequel le contrepoids est relativement mince, ce qui permet de raccourcir le boîtier de compresseur scellé entier.
Les compresseurs scellés sont utilisés dans de nombreuses applications de compression de réfrigérant. Dans ces applications, un boîtier scelle une unité de pompe de compresseur et un moteur pour entraîner l'unité de pompe. Typiquement, le moteur est maintenu dans une chambre qui se trouve à une pression d'aspiration telle que le moteur est refroidi. Un arbre est entraîné par le moteur pour entraîner au moins un élément de l'unité de pompe de compresseur.
Dans un type très populaire de compresseur moderne, l'unité de pompe est constituée de deux éléments de volute en déplacement orbital l'un par rapport à l'autre. Dans ce type de compresseur, connu sous le nom de compresseur à volutes, le premier et le second éléments de volute ont chacun une base et un enroulement généralement spiralé s'étendant depuis la base. Les enroulements spiralés s'interpénètrent pour définir des chambres de compression. L'arbre entraîne l'un des compresseurs à volutes en orbite par rapport à l'autre. Lorsque les deux éléments de volute se déplacent en orbite, la dimension des chambres de compression est réduite pour comprimer un réfrigérant piégé.
Historiquement, le contrepoids était contenu dans la géométrie des enroulements supérieurs du moteur et était pris en sandwich entre la boîte de manivelle et le stator du moteur.
Un compresseur à volutes exige qu'un contrepoids soit monté sur l'arbre. Historiquement, les contrepoids étaient des pièces relativement importantes qui s'étendaient sur une surface et une longueur axiale relativement grandes. Il est important qu'une partie du contrepoids, en particulier son centre de gravité, soit disposé vers le haut à proximité de la volute en orbite. Cela a eu pour conséquence qu'une quantité non souhaitée d'espace était nécessaire pour le contrepoids.
Résumé de l'invention.
Dans la forme de réalisation décrite de l'invention, le contrepoids est une pièce relativement mince. En particulier, le contrepoids a une partie de col relativement petite qui doit être reçue sur l'arbre et s'étendant vers le haut entre le moyeu de la boîte de manivelle et les enroulements supérieurs du stator jusqu'à une partie supérieure qui est également relativement mince. La distance sur laquelle la partie supérieure s'étend axialement est de préférence supérieure à deux fois l'épaisseur de la partie supérieure et, mieux encore, de plus de trois fois l'épaisseur. Mieux encore, la distance est supérieure à cinq fois l'épaisseur de la partie supérieure. Ce contrepoids relativement mince peut donc s'ajuster dans un espace relativement petit.
Comme cela sera montré dans les dessins, cela permet une réduction considérable de la longueur axiale requise du compresseur scellé.
Dans d'autres aspects de l'invention, l'utilisation du contrepoids relativement mince permet d'estamper le contrepoids. Une fois le contrepoids estampé, d'autres particularités peuvent être aisément obtenues en manipulant aisément la structure du contrepoids. A titre d'exemple, une contre-dépouille peut être formée dans le contrepoids de telle sorte que la partie supérieure s'oppose à l'écoulement de lubrifiant vers le haut le long du bord extérieur du contrepoids.
En outre, le bord supérieur peut être formé de manière à présenter un profil aérodynamique qui peut être façonné sur mesure afin d'aider à la circulation de l'huile ou du réfrigérant.
Ces particularités et d'autres particularités de l'invention seront mieux comprises dans la spécification et les dessins dont ce qui suit est une brève description.
Brève description des dessins.
La Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à volutes incorporé à la présente invention,
la Fig. 2 est une vue supérieure d'un contrepoids selon l'invention,
la Fig. 3A est une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3, comme montré sur la Fig. 2,
la Fig. 3B est une autre forme de réalisation, et
la Fig. 4 est une vue extérieure d'une partie du contrepoids selon l'invention.
Description détaillée d'une forme de réalisation préférée.
Un compresseur 20 est illustré dans la Fig. 1; il a une volute en orbite 22 et une volute en orbite fixe ou non orbitale 24. Comme cela est connu, un arbre
26 entraîne la volute orbitale 22 en orbite par rapport à la volute non orbitale. Un moteur 28 entraîne l'arbre.
La volute orbitale est entraînée en orbite par l'arbre rotatif en raison d'un accouplement qui provoque un mouvement orbital.
Un tube d'aspiration 30 s'étend dans un boîtier 32 qui scelle le moteur et le compresseur à volutes. Comme montré dans les dessins, une amélioration récente aux compresseurs scellés a été le déplacement du tube d'aspiration 30 vers le bas de telle sorte qu'il soit aligné axialement avec la partie du moteur.
L'invention prévoit l'incorporation du contrepoids 34 de telle sorte qu'il utilise mieux l'espace disponible entre une boîte de manivelle 35 qui supporte l'arbre 26 et la volute orbitale 22, et les enroulements supérieurs 37 du moteur 28. Comme on peut le remarquer à la Fig. 1, le contrepoids 34 est à même de mieux utiliser l'espace entre la boîte de manivelle 35 et les enroulements 37 et est donc à même de permettre une réduction considérable de la longueur globale du compresseur.
Comme on peut le remarquer à la Fig. 1, le long d'un axe défini par la rotation de l'arbre 26, le contrepoids 34 a des parties alignées axialement avec les enroulements 37 et avec la boîte de manivelle 35.
Le contrepoids 34 a une partie de col 36 qui est montée sur l'arbre 26. En outre, le contrepoids a une partie 38 s'étendant vers le haut. La partie 38 s'étendant vers le haut déplace le centre de gravité vers le haut depuis la partie de col 36. Ainsi, même si le contrepoids est monté vers le bas dans la longueur du moteur, le centre de gravité est plus proche vers le haut de la volute orbitale 22, qui est la source du déséquilibre. Cela permet d'utiliser un contrepoids inférieur plus léger pour équilibrer le contrepoids supérieur. Tout le système de contrepoids a donc un poids réduit.
Comme on le remarquera à la Fig. 2, le contrepoids 34 a sa partie supérieure 38 s'étendant entre deux extrémités périphériques 40 et 42. Dans la forme de réalisation préférée, ces extrémités sont espacées d'environ 90 degrés. En outre, une partie de transition 44 est formée selon un angle entre la partie de col 36 et la partie supérieure 38 à laquelle elle mène. Un orifice central 46 est ajusté sur l'arbre 26.
Un avantage principal du contrepoids de métal mince estampé de l'invention est que l'orifice 46 est à même d'avoir une tolérance dimensionnelle lâche en raison de la ductilité du matériau. L'orifice fléchira lorsqu'il est forcé sur l'arbre 26 et, par suite, une commande de tolérance étroite n'est pas nécessaire. Cela permet une réduction considérable des coûts.
Comme montré sur la Fig. 3A, la partie de col 36 a la partie 46 s'étendant vers le bas qui est reçue sur l'arbre et une partie en oreille 48 s'étendant vers l'extérieur. La partie en oreille 48 mène dans la partie de transition 44, comme on peut le voir dans la Fig. 2. Un bord externe 50 de la partie supérieure 38 est défini à l'emplacement radialement le plus vers l'extérieur et axialement le plus vers le haut du contrepoids. Comme on peut le remarquer à la Fig. 1, la partie 50 s'étend radialement vers l'extérieur au-dessus des enroulements 37 du moteur.
Comme montré dans une autre forme de réalisation 51 à la Fig. 3B, une contre-dépouille 52 peut être formée sur la partie supérieure 38. La contredépouille 52 comprend une première section 61 s'étendant radialement vers l'extérieur et une section 62 s'étendant à nouveau vers l'intérieur. Une extrémité supérieure 63 de la partie supérieure 38 s'étend radialement vers l'extérieur de la section 62. La contre-dépouille 52 s'opposera au "fluage" ou à une ascension du lubrifiant le long de la paroi du contrepoids. Cela permettra de mieux régler l'écoulement du lubrifiant. Dans une autre particularité qui ressort des Fig. 3A et 3B, le contrepoids est relativement mince. Comme on peut le remarquer, la partie supérieure s'étend sur une distance qui est de plus de deux fois, de préférence trois fois, l'épaisseur de la partie supérieure.
En outre, mieux encore, la partie supérieure s'étend sur une longueur axiale qui est supérieure à cinq fois l'épaisseur de la partie supérieure. Dans une forme de réalisation préférée, la partie supérieure s'étend axialement sur une distance qui est de 38,15 mm, tandis que la partie supérieure a une épaisseur de 7,137 mm. Le contrepoids relativement mince est à même d'offrir un modèle très compact qui est susceptible de s'ajuster dans les conditions d'espace étroit d'un compresseur axialement de hauteur réduite.
Comme montré sur la Fig. 4, dans une autre caractéristique, le bord extérieur 50 de la partie supérieure peut être formé pour créer un profil aérodynamique A. Une extrémité 54 du bord extérieur 50 peut être disposé vers le bas par rapport à l'extrémité opposée 56. Comme montré, le bord ne s'étend pas le long d'une ligne droite, mais est de préférence incurvé. Au cours de la rotation, ce profil aérodynamique règlera l'écoulement de fluides à l'intérieur du compresseur scellé. Le profil aérodynamique peut être utilisé pour améliorer la circulation de gaz et d'huile ou pour régler l'écoulement de gaz d'aspiration.
Le contrepoids est de préférence estampé dans un métal approprié, de préférence de l'acier.
Une forme de réalisation préférée de l'invention a été décrite, mais un expert en la technique admettra que certaines modifications entrent dans le cadre de l'invention. C'est pour cette raison que les revendications suivantes seront étudiées afin de déterminer la véritable portée et le véritable contenu de l'invention.
REVENDICATIONS
l.- Compresseur (20) comprenant une unité de pompe de compresseur montée à une extrémité et un moteur
(28) pour entraîner ladite unité de pompe de compresseur, ledit moteur (28) entraînant un arbre (26), ledit arbre (26) étant monté pour entraîner au moins une partie de ladite unité de pompe de compresseur, caractérisé en ce qu'un contrepoids (34) est monté sur ledit arbre (26), ledit contrepoids (34) étant positionné entre un bord supérieur dudit moteur (28) et un bord inférieur de ladite unité de pompe de compresseur, ledit contrepoids (34) étant relativement mince, et ledit contrepoids (34) ayant une partie de col
(36) montée sur ledit arbre (26), et une partie supérieure (38) s'étendant vers le haut depuis ladite partie de col (36) en direction de ladite unité de pompe de compresseur, ladite partie supérieure (38) s'étendant sur moins de 360[deg.] de circonférence autour d'un axe de rotation dudit arbre (26), et ladite partie supérieure
(38) s'étendant axialement depuis ladite partie de col
(36) sur une longueur qui est de plus de deux fois l'épaisseur de ladite partie supérieure (38).