FR2549907A1 - Compresseur de refrigeration hermetique - Google Patents

Abstract

COMPRESSEUR 10 A PISTON ALTERNATIF, COMPRENANT: UN MOYEN DE CORPS DEFINISSANT UN CYLINDRE; UN MOYEN DE PISTON DISPOSE EN VA-ET-VIENT A L'INTERIEUR DU CYLINDRE ET COMPORTANT UNE EXTREMITE COTE CULASSE ET UNE PARTIE DE LIAISON OPPOSEE QUI S'ETEND VERS L'EXTERIEUR ET COMPORTE UNE OUVERTURE; ET UN MOYEN DE CAME 132 DISPOSE A L'INTERIEUR DE L'OUVERTURE DU PISTON ET TRAVERSE PAR UNE OUVERTURE EXCENTRIQUE; ET UN VILEBREQUIN 82 ENTRAINE EN ROTATION, AYANT UNE PARTIE EXCENTRIQUE 128 DISPOSEE DE MANIERE MOTRICE A L'INTERIEUR DE L'OUVERTURE D'EXCENTRIQUE DANS LE MOYEN DE CAME; LE MOYEN DE CAME ET LA PARTIE EXCENTRIQUE ENTRAINANT DANS UN MOUVEMENT DE VA-ET-VIENT LE PISTON DE FACON QUE CE PISTON SOIT POSITIONNE EN UN ENDROIT CONTIGU A UN POINT MORT SUPERIEUR POUR UNE DUREE SUPERIEURE A CELLE QUI CORRESPONDRAIT A SON POSITIONNEMENT EN UN ENDROIT CONTIGU A UN POINT MORT INFERIEUR, PENDANT UN CYCLE NORMAL DU COMPRESSEUR.

Description

1. La présente invention concerne les compresseurs en général et,plus

particulièrement, des compresseurs de réfrigération alternatifs du type hermétiquement fermé On utilise des compresseurs hermétiques de ré5 frigération dans une vaste gamme d'applications industrielleset ménagères Dans toutes ces applications, les compresseurs doivent avoir un fonctionnement fiable pendant une durée prolongée, sans nécessiter d'entretien ou un faible entretien et d'une manière aussi économique que possible De manière à avoir un fonctionnement fiable, économique,exempt d'entretien pendant une longue durée, il est hautement souhaitable de concevoir le compresseur d'une

manière telle qu'on ait à fabriquer et assembler le nombre le plus faible possible de pièces et que le compres15 seur soit aussi compact que possible.

La présente invention prévoit un compresseur du type hermétiquement fermé, à piston alternatif, qui présente une solution unique à l'obtention des objectifs contradictoires définis ci-dessus Dans la présente invention, 20 le compresseur assemblé et le stator sont chacun supportés 2. indépendamment et directement par l'enveloppe extérieure, ce qui a pour effet d'éliminer les éléments de support séparés et aide aussi à simplifier l'assemblage De plus, le compresseur assemblé est conçude manière à utiliser l'enveloppe extérieure pour loger l'ensemble constitué par la culasse et la valve, la relation entre cet ensemble et

le corps du compresseur ayant pour effet d'éliminer presque entièrement la nécessité d'attaches séparées.

Un agencement d'entraînement par came unique, 10 simple et direct,est également prévu, qui présente un

perfectionnement important dans le rendement de fonctionnement du compresseur en fournissant une durée plus longue pour l'échappement du réfrigérant compressé du cylindre par rapport auxcompresseursemployant sensiblement des 15 agencements d'entraînement par étrier dits Scotch plus coapliqués.

De plus, le mécanisme d'entraînement par came est capable de fournir un plus grand temps de décharge avec un

Clément à came qui agit en axe de pied de bielle et bielle en combinaison, et qui est reçu à l'intérieur d'une 20 ouverture pratiquée dans le piston.

Ainsi, la taille maximum du compresseur peut être réduite de manière à ne pas être supérieure au diamètre du stator, ce qui a pour effet de permettre le placement de l'ensemble dans une enveloppe circulaire 25 relativement petite De plus, l'utilisation du piston et de la bielle en une pièce réduit encore le nombre de

pièces nécessaires ainsi que le temps d'assemblage.

Un silencieux de décharge perfectionné est également incorporé dans le présent compresseur qui com30 porte un orifice d'admission relié directement au logement du compresseur, ce qui a pour effet d'éliminer la nécessité du recours à une canalisation séparée pour acheminer les gaz de décharge à partir de la chambre de compression Le silencieux forme également une partie de l'enve35 loppe extérieure et, comme le compresseur est rigidement 3. supporté par l'enveloppe, il est possible de disposer

d'une liaison de sortie directe pour fournir du réfrigérant comprimé aux autres composants du système de -réfrigération.

Un procédé unique d'assemblage de la présente invention est également décrit, o le compresseur et le stator sont montés dans des sections d'enveloppe séparées

qui sont alors positionnées avec précision et fixées ensemble d'une manière telle qu'on évite sensiblement toute 10 déformation par le chauffage dû aux opérations de soudage.

Le procédé de montage comprend également un procédé de sé-lection d'un joint de culasse d'épaisseur appropriée pour assurer une étanchéité sûre de l'ensemble constitué par la culasse et la valve, vis-à-vis du corps du compres15 seur lors du montage à la presse de cet ensemble dans l'enveloppe. De manière à assurer une lubrification sûre et suffisante de la présente invention, un mode de réalisation incorpore une valve rotative qui place sélectivement 20 l'extrémité supérieure d'un canal d'huile s'étendant axialement en communication avec un carter sensiblement fermé de manière à créer une pression différentielle à l'intérieur du canal d'huile pour faciliter la circulation d'huile dans ce canal Dans un autre mode de réalisation, le 25 canal d'huile communique continuellement avec le carter qui est ventilé vers l'intérieur de l'enveloppe par l'intermédiaire d'ouvertures à clapet sensibles à la pression Ainsi, les faibles pressions cycliques résultant du

mouvement de va-et-vient du compresseur aident à facili30 ter la circulation d'huile dans le canal s'étendant axialement.

Ainsi, la présente invention fournit un compresseur nouveau et unique qui présente les avantages d'avoir un faible coût d'assemblage et une meilleure fia35 bilité grâce à la réduction sensible du nombre despièces 4. requises, d'une conception extrêmement compacte et d'une grande efficacité de fonctionnement, toutes ces qualités

ne pouvant être obtenues antérieurement avec des compresseurs de taille comparable.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels:

La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un compresseur à moteur hermétique selon la présente inven10 tion; La figure 2 est une vue en coupe du compresseur à moteur de la figure 1, la coupe étant prise le long de la ligne 2-2 de cette figure; La figure 3 est une vue en coupe du compresseur 15 à moteur représenté en figure 1, la coupe étant prise le long de la ligne 3-3 de cette figure; La figure 4 est également une vue en coupe du compresseur à moteur représenté en figure 1, la coupe étant prise le long de la ligne 4-4 de cette figure; La figure 5 est une vue en perspective du piston utilisé dans le compresseur de la figure 1; Les figures 6 à 13 sont des représentations schématiques illustrant la séquence de fonctionnement de l'ensemble d'entraînement incorporé dans le compresseur à mo25 teur hermétique de la figure 1, tous ces éléments étant en conformité avec la présente invention; La figure 14 est un graphique représentant le pourcentage de déplacement du piston en fonction d'un angle de déplacement du vilebrequin pour l'ensemble d'entra 30 nement incorporé dans la présente invention par rapport à d'autres agencements d'entraînement; La figure 15 est une vue partielle en coupe de la partie supérieure du vilebrequin du compresseur à moteur représenté en figure 1; La figure 16 est une courbe représentant les 5. fluctuations de la pression à l'intérieur du carter du compresseur de la figure 1 à la suite du mouvement alternatif du piston; La figure 17 est une vue partielle éclatée d'une 5 partie du compresseur assemblé de la figure 1, illustrant un procédé de sélection d'un joint de culasse pour celui-ci en conformité avec la présente invention; La figure 18 est une vue en coupe éclatée d'une partie du compresseur assemblé représenté en figure 1, illustrant le procédé de montage de sa partie supérieure en conformité avec la présente invention; La figure 19 est une vue en coupe éclatée du compresseur de la figure 1, illustrant le procédé de montage de ses sous-ensembles supérieur et inférieur, en conformi15 té avec la présente invention; La figure 20 est une vue en coupe partielle éclatée du compresseur de la figure 1, représentant le procédé de montage du silencieux de refoulement qui y est incorporé; La figure 21 est une vue partielle en coupe d'une partie d'un compresseur selon la présente invention représentant un autre moyen de ventilation de son carter; et La figure 22 est une vue partielle en coupe, à

grande échelle,de l'agencement de ventilation du carter 25 représenté en figure 21,1 a coupe étant prise selon la ligne 22-22 de cette figure.

En liaison maintenant avec les dessins et plus particulièrement avec les figures 1 à 15, on a représenté

dans ses grandes lignes par la référence 10 un compresseur 30 à moteur hermétique selon la présente invention.

Le compresseur 10 comprend une enveloppe extérieure 12, multi-pièce, hermétiquement fermée dans laquelle est supporte indépendamment un compresseur assemblé 14 entraîné par un moteur comportant un stator 16 et un ro35 tor 18.

6. L'enveloppe multi-pièce 12 comprend des sections de forme circulaire, généralement allongées, supérieure et inférieure 20 et 22, dont chacune comporte une partie de flasque s'étendant généralement radialement vers l'extérieur, 24 et 26, fixée respectivement généralement en aboutement A l'extrémité inférieure de la section cylindrique inférieure 22, est fixée une partie inférieure 28 qui incorpore une pluralité de pieds de montage 30, espacés circonférentiellement les uns des autres, solidaires de 10 cette partie et s'étendant généralement radialement vers

l'extérieur de cette partie.

Un silencieux de refoulement 32 est fixé à l'extrémité supérieure de la partie cylindrique supérieure et constitue la fermeture de l'extrémité supérieure de 15 l'enveloppe 12 Le silencieux 32 comprend un élément 34 de forme annulaire, comportant des rebords périphériques intérieur et extérieur 36 et 38 fixés de manière à chevaucher des parties de rebord radialement intérieur et extérieur 40 et 42 d'un élément inférieur 44 de manière à former entre eux une cavité annulaire 46 atténuant les

bruits Un élément de déflecteur en forme d'arc 48, ayant la forme générale en coupe d'un U est fixé à l'intérieur de la cavité 46 de manière à recouvrir une paire d'ouvertures d'entrée de gaz de décharge, espacées l'une de l'au25 tre, 50 et 52 au moyen d'une pluralité d'attaches filetées 54.

Comme on le voit le mieux en figure 1, les attaches filetées 54 fixeront l'élément inférieur 44 au compresseur 14 Le compresseur 14 comprend un corps principal 30 56 défini partiellement par des parties de flasque supérieur et inférieur de forme circulaire 58 et 60 qui sont interconnectées par une paire de parois latérales 62 et

64 s'étendant suivant une corde, sensiblement parallèles et symétriques, et une paroi de cylindre 66 s'étendant perpen35 diculairement à celles-ci.

7. Comme représenté en figure 4, la paroi de cylindre 66 comprend des surfaces en forme d'arc 68 et 70 à ses extrémités opposées qui sont conçues de manière à s'accoupler avec la périphérie intérieure de la section supérieure d'enveloppe 20 et coopérer avec la partie inférieure de flasque 60 et l'élément inférieur 44 du silencieux 32 pour définir un carter sensiblement fermé Un cylindre définissant un alésage 72 s'étend à travers la paroi cylindricque 66 qui est placée en relation opposée diamétrique10 ment coaxiale avec un alésage diamétrique élargi 74 défini par les parois latérales 62, 64 et les parties supérieure

et inférieure de flasque 58 et 60, respectivement.

La partie inférieure de flasque 60 comporte une partie solidaire 76 ayant la forme générale d'un cône, dé15 finissant une ouverture 78 qui est destinée à recevoir un palier allongé à gradins 80 à l'intérieur duquel est monté en rotation un vilebrequin 82 Comme on le voit en figure 1, le palier 80 comprend un épaulement de butée axiale 84 venant en contact avec un épaulement annulaire 86 formé sur le vilebrequin 82 Une ouverture 88 de diamètre relativement grand s'étend à travers le flasque 58 et est placée coaxialement à l'ouverture 78 et permet la rotation d'un contrepoids 90 monté à la presse sur une partie en prolongement du vilebrequin 82 = Un piston 94 est animé d'un mouvement de va-etvient à l'intérieur du cylindre 72 et comprend une partie de liaison formée en une pièce, de forme irrégulière, ayant pour fonction de relier de façon motrice le piston 94 au vilebrequin 82 qui comprend une paire de parties de parois latérales 96 et 98, espacées, allongées, généralement parallèles, dont les surfaces extérieures ont un profil cylindrique pour être appariées à la paroi latérale de l'alésage à grand diamètre 74 à l'intérieur du logement du compresseur de manière à supporter latéralement 35 et guider le mouvement de va-et-vient du piston 94 Une 8. paire de bras incurvés 100, 102, s'étend vers l'arrière et respectivement vers le haut et vers le bas entre les parois latérales 96 et 98, dont les surfaces extérieures ont également un contour cylindrique et sont destinées à venir en contact apparié avec les parois latérales de l'alésage 74 de manière à faciliter encore le support et

le guidage du piston 94 dans son mouvement de va-et-vient.

Une partie de bande en forme d'arc 104 s'étend entre les bras intermédiaires 100 et 102 des parois latérales 9 C et 10 98, et coopère avec les parois 96 et 98 pour définir une surface d'appui 106 d'un diamètre relativement grand destinéeà interconnecter de manière motrice le piston 94 au vilebrequin 82 La partie de bande 104 peut être relativement étroite de manière à réduire le poids du piston 94 15 sans sacrifier la fiabilité car elle s'étend autour du c 5té non chargé de la partie de liaison De même, comme la charge latérale dirigée verticalement qui s'exerce sur le

piston 94 est relativement petite, les bras 100 et 102 peuvent avoir une section sensiblement inférieure à celle des 20 parois latérales 96 et 98.

Ure plaqcue assemblée formant clapet 108 et une culasse sont placées en se chevauchant sur l'extrémité radialement extérieure du cylindre 72 Comme on le voit le mieux en figure 4, la surface radialement extérieure 112 25 de la culasse 110 a une forme en arc omplémentaire de la forme de la section supérieure de l'enveloppe et est conçue pour être maintenue contre le logrent du coepresseur, ce cu ne nécessite aucune attache séparée De plus, comme on peut le voir,la plaque 108 s'étend suivant une corde entre les 30 parois latérales de -le partie d'enveloppe 20 et coore avec la culasse 110 pour sensiblement éviter les fuites entre le carter et la partie intérieure inférieure de l'enveloppe extérieure 12 Compris à l'intérieur de la culasse 110 se trouvent une chambre d'aspiration 114 qui -communique avec 35 le compartiment moteur via une ouverture pratiquée dans son 9. extrémité inférieure pour fournir du gaz d'aspiration au cylindrique 72 et une chambre de décharge 116 pour recevoir le gaz de refoulement provenant du cylindre 72 et l'acheminer I travers des ouvertures 50 et 52 du silen5 cieux de refoulement 32 Naturellement, la plaque formant clapet comprend des orifices appropriés et clapetspour commander le courant de fluide lorsqu'il entre

dans le cylindre 72 et en sort.

L Te stator 16 du moteur est conçu pour être monté à la presse ou emmanché par retrait thermique et être supporté seulement par la section inférieure d'enveloppe 22 et par conséquent a une forme en coupe généralement rectangulaire, avec ses angles 118 ayant des rayons de manière à être appariés aux parois latérales de la sec15 tion inférieure d'enveloppe 22 De façon à éviter des contraintes anormales et une déformation éventuelle de la forme de la section 22, des encoches de libération de contrainte 122 sont pratiquées dans la périphérie du stator à chacune des intersections entre les parties à rayon et 20 les parois latérales planes Les espaces 122 qui se trouvent ainsi formes entre le stator 16 et la section

d'enveloppe 22 entre les surfaces 118 permettent la circulation du gaz d'aspiration de manière à refroidir le moteur, entrant dans l'orifice d'aspiration 124 de la sec25 tion d'enveloppe 22.

Ainsi, comme décrit précédemment, le compresseur 10 comprend un compresseur assemblé 14 qui est supporté directement et fixé à l'intérieur d'une section supérieure d'enveloppe 20 et un stator 16 qui est supporté directement et fixé à l'intérieur d'une section inférieure d'enveloppe 22 en étant totalement indépendant de la précédente De manière à entrainer le compresseur assemblé

14, le rotor 18 est monté à la presse ou emmanché par rétrécissement thermique sur l'extrémité inférieure du vile35 brequin 82 et positionné à l'intérieur de l'alésage cen-

10.

tral 126 du stator 16.

Un agencement d'entraînement à came unique est

employé dans le compresseur 10 de manière à transformer les forces d'entraînement rotatoires conférées au vilebrequin 5 82 par le moteur en mouvement de va-et-vient du piston.

Cet agencement permet au cylindre et t la culasse d'être maintenus à l'intérieur des contours généralement cylindriques définis par le stator tout en permettant un temps plus

grand pour l'échappement des gaz de décharge que cela peut 10 être tpsqeant obtenu avec des comeandes de piston par bielle sensiblement rls loncruae ou des aaencemen N à étrier dit Sc-tch.

Comane représenté en figure 1, le vilebrequin 82 ccrprend un excentrique 128 qui est reçu à l'intérieur d'une ouverture pour

excentrique 130 d'un élément à came 132, lequel est re15 çu à son tour à l'intérieur de l'alésage 106 du piston 94.

Le fonctionnement de cet agencement d'entrainement par came est illustré et expliqué en liaison avec les figures 6 à 13 Comme représenté en figure 6, le piston 94 se trouve au point mort inférieur Dans cette position, l'axe de rotation 134 de la came 132, l'axe 136 de l'excentrique de vilebrequin 128 et l'axe 138 de rotation du vilebrequin 82 seront tous en alignement le long de la ligne de déplacement du piston 94, avec l'axe 134 de la came étant le plus éloigné du cylindre 72 et l'axe 136 de l'excen25 trique 128 entre l'axe 134 de la came 132 et l'axe 138 du vilebrequin 82 Pendant que le vilebrequin 82 est entrainé en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, comme on le voit dans la figure, l'axe 136 de l'excentrique 128 est déplacé latéralement pour sortir de l'alignement Com30 me l'élément à came 132 est empêché de se déplacer latéralement par le piston 94, il sera initialement entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour tenir compte de ce déplacement latéral de l'excentrique 128 du vilebrequin Alors que le vilebrequin 82 con35 tinue sa rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, 11. l'élément de came 132 tournera dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'un déplacement latéral maximum de L'axe 136 de l'excentrique 128 ait été atteint, ce qui, comme représenté en figure 8, se produit 5 a un angle de rotation de 90 au-delà du point mort inférieur A ce point, l'élément de came 132 inversera son sens de rotation et commencera à tourner dans le sens des aiguilles d'une -montre car le déplacement latéral de l'axe 136 de l'excentrique 128 diminuera Ainsi, tant l'excen10 trique de manivelle 128 que l'élément A cama 132 tourneront dans la même direction jusqu'à ce que le déplacement latéral oppose maximum de l'axe 136 soit atteint, ce qui se produit à un angle de 90 après le point mort supérieur (voir figure 12) L'angle réel de déplacement 8 de l'élément 132 est lié aux amplitudes relatives des rayons respectifs R 1 et R 2 par la formule suivante R 1 sin O = R 1 étant le rayon entre l'axe 138 du vilebrequin 82 et l'axe 136 de l'excentrique 128 et R 2 le rayon entre l'axe 20 134 de l'élément à came 132 et l'axe 136 de l'encentrique 128 Ainsi, tant que R 2 est supérieur à O et Ri inférieur à R 2 (ce qui doit être une obligation car l'axe 136 de l'excentrique 128 ne peut pratiquement être placé sur la périphérie de l'élément 132), l'élément de came 132 tour25 nera d'un angle inférieur à 180 De manière à maintenir

une charge latérale sur le piston 94 et par conséquent les pertes par frottement à des niveaux raisonnables,on pense qu'il est preférable de choisir R 2 égal à au moins 1,75 R 1 30 ou plus.

En liaison maintenant avec la figure 14, o le pourcentage de déplacement du piston est tracé en fonction du déplacement angulaire du vilebrequin pour diverses formes de liaison d'entraînement, on peut voir que la durée (qui est directement proportionnelle aux degrés

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12. de rotation du vilebrequin) pendant laquelle le piston se trouve à 75 , ou au-delà, du déplacement maximum ( 100 % correspondant au point mort supérieur) est sensiblement supérieure à celle qu'on rencontre avec un agencement d'entraîfnement classique avec bielle relativement courte, et de fait est aussi sensiblement supérieure à ce qu'on peut obtenir avec des bielles relativement longues ou le mouvement à simple harmonique d'un mécanisme à étrier dit scotch ("SYM") Par conséquent, on remarquera que l'utilisation de cet agencement d'entraînement à came permet une durée sensiblement plus grande, au cours de lacuelle les gaz d'échappement peuvent être expulses de la chambre de compression, tout en permettant des cotes maximum du com Epresseur et de la culasse celles-ci étant mesurées 15 suivant la ligne de déplacement du piston, en ne les ayant pas supérieures au diamètre du stator, ce qui permet l'utilisation d'une enveloppe extérieure circulaire de taille minimum. De manière à assurer le graissage du compres20 seur 10, un carter d'huile 140 est prévu au fond de la partie inférieure d'enveloppe 22, dans lequel s'étend une partie extrême conique d'un tube 142 de prélèvement d'huile L'extrémité supérieure du tube 142 a une forme cylindrique et est fixée à l'extrémité inférieure du vilebre25 quin 82 autour de laquelle elle peut tourner Comme cela est connu dans l'art, la force centrifuge s'exerçant sur le lubrifiant à l'intérieur du tube de prélèvement 142 par suite de sa rotation provoquera le pompage vers le haut du lubrifiant dans un orifice décalé radialement, s'étendant axialement 144,qui est prévu dans le vilebrequin 82 Des canaux respectifs s'étendant généralement radialement vers l'extérieur 146 et 148 communiquant avec le canal axial 144 acheminent le lubrifiant vers le palier principal 80 et vers la surface d'appui entre l'ex35 centrique de vilebrequin 128 et l'élémentde came 132 De 13. manière à lubrifier l'interface entre l'élémentde came

132 et le piston 94, une paire de canaux espacés circonférentiellement 150 et 152 s'étendent vers l'extérieur, à travers l'élément de came 132, comme représenté en fi5 gure 4.

De manière à assurer une fourniture convenable de lubrifiant on a prévu, particulièrement aux surfaces supérieuresd'appui de came, un canal de ventilation 154 qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la 10 surface extérieure de l'excentrique de vilebrequin 128 à travers l'axe jusqu'au sommet du canal 144, contigu mais légèrement au-dessous de l'extrémité supérieure de l'élémentde came 132 Une encoche 156 est pratiquée au bord supérieur de la surface d'appui dans l'élément de 15 came 132 et s'étend circonférentiellement sur environ , en étant symétriquement disposée autour de l'axe de déplacement du piston 94 et sur le côté non chargé de la surface d'appui (c'est-a-dire le côté opposé au cylindre 72) Ainsi, alors que le vilebrequin 82 fait tourner 20 l'excentrique 128,le canal 154 communiquera périodiquement avec l'encoche 156 de manière à ventiler le canal s'étendant axialement 144 vers le carter pendant la partie de déplacement du piston au cours de laquelle la pression dans le carter se trouve égale ou inférieure à 25 sa pression moyenne Cette action soumettra ainsi l'extrémité supérieure du canal axial d'huile 144 à une pression relativement faible, aidant au déplacement du lubrifiant dans le canal axial 144 Comme le canal d'évent 154 s'étend à travers l'axe de rotation du vilebrequin, il est peu probable que du lubrifiant sera entraîné dans le

carter pendant le fonctionnement normal.

De manière à éviter une accumulation de lubrifiant dans le carter, par suite de fuites en provenance des paliers et/ou de lubrifiants qui pourraient être

entranés dans le canal 154 ainsi que pour éviter une pres-

14. sion excessive dans le carter, une ouverture de retour de lubrifiant 158 est pratiquée dans le flasque inférieur 60 du logement 56 du compresseur De préférence, une encoche ou évidement relativement petit 160 est pratiquée, entourant le côté carter de l'ouverture 158, de manière à définir

un carter de recueil.

De façon à minimiser le mélange de lubrifiant avec le gaz d'aspiration pendant son retour au carter de recueil, un tube 162 de préférence en matériau plastique s'étend 10 vers le bas à partir de l'ouverture 158 Une légère cambrure est conférée de manière à positionner la partie inférieure du tube 162 contre l'enveloppe 20 et son ouverture inférieure directement au-dessus de l'un des canaux 122 entre le stator 16 et la section d'enveloppe 22. 15 Comme représenté, l'extrémité inférieure du tube 162 sera coupée suivant un certain angle pour faciliter encore

l'acheminement du lubrifiant de retour contre l'enveloppe extérieure 20 et l'éloigner du gaz d'aspiration.

De préférence, l'ouverture 158 et le tube 162 auront un diamètre minimum nécessaire pour tenir compte du débit requis, d'o il résulte qu'un différentiel minimum de pression peut être maintenu entre le carter et

la partie inférieure de l'enveloppe De plus, le tube 162 sera relativement long par rapport à son diamètre de ma25 nière à obtenir une fuite à impédance dynamique relativement élevée.

La présente invention envisage également un procédé unique et nouveau grâce auquel les divers composants peuvent être assemblés rapidement et facilement pour former un compresseur à moteur efficace et compact La première étape de montage du compresseur o 10 consiste à finir par usinage le corps du compresseur et le diamètre extérieur du palier principal Une fois que cette opération a été exécutée, le palier principal 80 est emmanché à force dans l'alésage 78 du logement 56 du compresseur Ensuite, 15. le diamètre intérieur du palier 80 est usiné aux tolérances finales, afin de positionner les surfaces d'appui formées en relation concentrique avec le logement 56 du compresseur. Le piston 94 est ensuite inséré dans le cylindre 72 dans l'alésage 74 de diamètre relativement grand du logement du compresseur, après quoi un sous- ensemble comprenant le vilebrequin 82, l'élémentde came 132 et le contrepoids 90 est inséré dans les alésages respectifs 10 88 et 106 du logement du compresseur et la partie à tige

du piston 94.

L'étape suivante consiste à monter la plaque 108 et la culasse 110 dans le logement 56 du compresseur Dans ce but et pour assurer un volume de reexpansion minimum 15 entre le piston et la plaque, il est tout d'abord nécessaire de faire avancer le piston 94 jusqu'au point mort haut, endroit auquel le piston sera en saillie sur une légère distance P, au- delà de la surface 164 du logement 56 Cette distance P est alors mesurée et ajoutée à un jeu désiré prédéterminé 20 à assurer entre le sommet du piston 94 et la plaque 108 (typiquement de l'ordre de 1,5 mm) Cette somme fournit l'épaisseur G requise du joint 166 à placer entre

le logement 56 et la plaque 108.

Ensuite, on mesure le diamètre A du logement sui25 vant une ligne s'étendant généralement transversalement au sens de déplacement du piston 94 De plus, on mesure la largeur maximum B du logement 56 dans le sens de déplacement du piston A ce chiffre B, on ajoute l'épaisseur G du joint 166, l'épaisseur C de la plaque 108 et 30 l'épaisseur maximum D de la culasse 110 Cette somme (G + B + C + D) est alors soustraite de la cote A De façon à assurer une action de fixation serrée, il est souhaitable que la cote hors-tout du compresseur 14 dans le sens de déplacement du piston soit légèrement supérieure au diamètre A Par conséquent, on ajoute un chiffre prédéter-

16. miné,typiquement 1,5 mmi, à la différence entre A et G + B + C + D Le résultat est l'épaisseur requise T du joint 168 qui doit être placée entre la plaque 108 et la

culasse 110.

Maintenant que l'on a choisi l'épaisseur requise di joint, l'ensemble à clapet est monté sur le logement en insérant d'abord l'axe de clapet é lame et les axes de positionnement (non représentés) dans des ouvertures appropriées pratiquées dans la surface 164 du

E logement 56 Le joint 16 E est alors placé sur le lonnt positinné par les axes,puis la plaque 10 S avec la iame d'aspirati.

et le clapet Les axes du clapet de décharge, le clapet de décharge et la pièce d'appui (non représentée) sont alors montés sur la plaque 108 opération que l'on fait suivre par 15 l'installation du joint 168 La culasse 110 est alors placée sur le logement 56, l'ensemble résultant fixé est

emmanché ' la presse dans la section supérieure d'envelope 20.

Le stator 16 est enfoncé dans la section inférieure d'enveloppe 22, puis les deux sections d'enveloppe sont 20 prêtes à être reliées De façon à positionner avec précision le vilebrequin 82 dans sa relation coaxiale vraie avec l'alésage de réception de rotor pratiquée dans le stator 16, un mandrin de positionnement 170 est inséré dans l'alésage entre le stator 16 et le vilebrequin 82 De manière à 25 procéder à un ajustement pour obtenir un alignement correct du vilebrequin 82, un léger jeu peut exister entre les flasques respectifs 24 et 26 autour de la totalité ou d'une partie de la périphérie des sections respectives d'enveloppe 20 et 22 Ensuite, on soude par points les

flasques 24 et 25 aux cotés opposés, l'ensemble étant indexé à 900 et les flasques 24 et 26 soudés de nouveau aux côtés cppos 6 S de manière à bloquer l'ensemble en position.

On soude alors la totalité des périphéries des flasques.

Une rondelle de poussée 172 et son organe de re35 tenue 174 sont montés sur le vilebrequin 82,après quoi le 17.

rotor 18 est emmanché par rétrécissement thermique.

Le tube de prélèvement d'huile 142 est comprimé sur le

vilebrequin et le fond 28 de l'enveloppe est alors soudé à l'extrémité inférieure de la section inférieure d'enve5 loppe 22.

Ensuite, on positionne une paire de joints annulaires 176 et 178 autour de chacun des canaux de refoulement 50 et 52 débouchant vers l'extérieur a partir du flasque supérieur 58 du logement 56 du compresseur,

après quoi la section inférieure 44 du silencieux de refoaulement 32 y est fixé par une pluralité de boulons 54.

Le dàflecteur 48 du silencieux est alors fixé à l'ensemble par des écrous 180, opération qui est suivie du montage de la section supérieure 34 du silencieux, à la 15 suite de quoi, les sections supérieure et inférieure du

silencieux sont simultanément soudées ensemble et à l'extrémité supérieure de la section supérieure d'enveloppe 20.

Les parties centrales des sections 34 et 44 du silencieux sont alors soudées ensemble, à la suite de quoi l'ensemble 20 est terminée.

Le compresseur résultant constitue alors un compresseur à moteur hermétique d'un assemblage facile, extrêmement compacte, nécessitant un nombre minimum de

pièces et seulement trois attaches séparées pour la met25 tre dans son état de fonctionnement.

En liaison maintenant avec les figures 21 et 22, on a représenté une alternative à la valve rotative décriteci-dessus qui est utilisée pour faciliter le pompage d'huile vers les paliers Dans ce mode de réalisation, 30 un second canal d'évent s'étendant axialement, 182,de plus petit diamètre est prévu comme continuation disposée radialement vers l'intérieur du canal 144 et débouchant vers l'extérieur par l'intermédiaire du sommet du vilebrequin de manière à placer le canal 144 en communication continue avec le carter De façon à maintenir la pression

18 2549907

à l'intérieur du carter à la pression d'aspiration, ou au-dessous de cette pression, à l'intérieur du compartiment moteur, une paire d'ouvertures 184 et 186 sont pratiquées dans le flasque inférieur 60 du logement 56 avec 5 une valve 188 à lame répondant à la pression fixée à une extrémité pour recouvrir ces ouvertures Ainsi, alors que le piston 94 revient vers le carter lors d'une course d'aspiration, l'augmentation résultante de la pression dans le carter s'échappera par les ouvertures 184, 186. 10 Ensuite, alors que le piston 94 s'éloigne du carter lors de la course de compression, la valve 18 & se fermera et la pression résultante tombera dans le carter De plus, tout excès d'huile dans le carter sera aussi ramené par des ouvertures et par conséquent un élément de dêflec15 teur 190 est prévu pour diriger cette huile en retour vers le carter 140 après passage dans le canal 122 entre l'enveloppe 22 et le stator 16, ce qui a pour effet de minimiser le mélange du lubrifiant et du gaz aspiré De préférence, les ouvertures 184 et 186 seront relative20 ment grandes de façon à former une certaine surface en coupe pour la ventilation du carter,ce -i peut devenir important dans le cas o la valve de libération de pression du silencieux s'ouvre et provoque l'échappement du

gaz de décharge dans le carter.

L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en

unités métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle

est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à 1 'homme de l'art.

19.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1 Compresseur à piston alternatif, comprenant: un moyen de corps définissant un cylindre; un moyen de piston disposé en va-et-vient à l'intérieur du cylindre et comportant une extrémité côté culasse et une partie de liaison opposée qui s'étend vers l'extérieur et comporte une ouverture; un moyen de came disposé à l'intérieur de l'ou10 verture du piston et traversé par une ouverture excentrique; et un vilebrequin entraîné en rotation, ayant une partie excentrique disposée de manière motrice à l'intérieur de l'ouverture d'excentrique dans le moyen de 15 came; le moyen de came et la partie excentrique entraînant dans un mouvement de va-et-vient le piston de façon que ce piston soit positionné en un endroit contigu à un point mort supérieur pour une durée supérieure à 2 Q celle qui correspondrait à son positionnement en un endroit contigu à un point mort inférieur, pendant un cycle

normal du compresseur.

2 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 1, o le moyen de came peut tourner autour 25 d'un premier axe et le vilebrequin est entraîné en rotation autour d'un second axe; la partie excentrique et le moyen de came

étant disposés avec le second axe toujours placé entre l'extrémité côté culasse du piston et le premier axe.

3 Compresseur à piston alternatif selon les

revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de

came oscille suivant un angle inférieur à 180 .

4 Compresseur à piston alternatif selon les

revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'axe de 35 la partie excentrique est placé à une distance R 1 du se-

20. cond axe et à une distance R 2 du-premier axe, et o R est supérieur & R.

-,

Compresseur à piston alternatif selon la revendication 4, caractériséen ce que R 2 est supérieur à O et R 1 est inférieur a urayon du moyen de came. *À À 6 Compresseur à pistqn alternatif selon les

revendications 4 ou 5, 'caractérisé en ce que le sinus du déplacement angulaire maximum du noyen de came est

égal à R 1 divisé par R 2 d 7 Compresseur à pis irnat it;ton les

revendications 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu

R 2 > ( 1,75 R 1).

8 Compresseur à piston alternatif selon les revendications 4-6 ou 7, caractérisé en ce que le dépla15 cement maximum du piston est égal à 2 R 1.

9 Compresseur à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé en ce que le piston et la partie de liaison forment une même

pièce. 10 Comprepseur à piston alternatif selon l'une quelconque des k ndidcations 1 à 9, caractérisé en ce que la partie de liaison comprend des surfaces de guidage coopérant avec des parties du moyen de corps pour résister au mouvement du piston transversalement à son sens de

déplacement alternatif.

11 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les surfaces de guidage sont placées au bout de l'extrémité côté

culasse opposée au piston.

12 Compresseur à piston alternatif selon l'une

quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce

qu'il comprend en outre une enveloppe extérieure et un moyen de moteur fonctionnant pour entraîner le vilebrequin, le compresseur étant supporté à l'intérieur de l'envelop35 pe et par celle-ci, le moyen de moteur comprenant un sta-

21.

tor supporté _ linftrieur et par l'enveloppe indépendamment du compresseur et en étant espacé de celui-ci.

13 Compresseur à piston alternatif selon ia revendication 12 caractérisé en ce qu'il com5 prend en outre une culasse, l'enveloppe comprenant un moyen unique pour maintenir la culasse sur le moyen de corps;

14 Compresseur à piston alternatif selon les revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'enC) veloppe extérieure comprend des première et seconde sections fixées ensemble, le compresseur étant totalement

supporté par la première section et le stator l'étant

par la seconde section.

Compresseur a piston alternatif selon 15 les revendications 12, 13 ou 14, caractérisé en ce que le

moyen de moteur comprend un rotor supporté en rotation

à l'intérieur du stator par le compresseur.

16 Compresseur à piston alternatif selon les revendications 12-14 ou 15, caractérisé en ce

que le compresseur est emnanché en force à l'intérieur de

l'enveloppe extérieure.

17 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 12,caractérisé en ce qu'il comprend en outre une culasse et un ensemble à clapet, le moyen de corps, la culasse et l'ensemble à clapet étant supportés à l'intérieur de l'enveloppe seulement par contact par friction avec les parois latérales de l'enveloppe, cette enveloppe formant également le moyen unique de maintien

de la culasse et de l'ensemble à clapet dans la relation 30 assemblée avec le moyen de corps.

18 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 17,caractérisé en ce qu'il est généralement cylindrique et vient en contact avec les parois latérales de l'enveloppe sur sensiblement la totalité de sa 35 circonférence.

22. 19 Compresseur à piston alternatif selon les

revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il a un diamètre sensiblement égal au diamètre du stator.

Compresseur à piston alternatif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de silencieux de ref-oulement fixé en partie sur lui-même et au moyen de corps par des attaches, ces attaches é tant les seules attaches employées dans le compresseur. 21 Compresseur à piston alternatif selon l'une

quelconque des revendications 12 à 19, caractérisé en ce

qu'il comprend en outre un silencieux de refoulement constituant une paroi extrême de l'enveloppe.

22 Compresseur à piston alternatif selon la re15 vendication 21, caractérisé en ce que le silencieux de refoulement comprend: un premier élément de plaque ayant des parties de flasque intérieure et extérieure annulaires, espacées radialement, qui s'étendent dans une relation généralement 20 parallèle et concentrique; et un second élément de plaque en forme d'anneau, ayant des flasques périphériques intérieur et extérieur annulaires, radiaux, fixés en relation de chevauchement avec les parties de flasque intérieure et extérieure du premier élément de plaque de manière à définir entre elles une cavité annulaire d'atténuation de bruit; les flasques radialement extérieurs des premier et second éléments de plaque étant fixes à une extrémité

de l'enveloppe et fermant cette extrémité.

23 Compresseur à piston alternatif selon les

revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que le silencieux de refoulement comprend d'autre part une ouverture de décharge et un élément perforé fixé en relation de chevauchement avec l'ouverture d'entrée de la décharge.

24 Compresseur à piston alternatif selon la 23. revendication 23, caractérisé en ce que l'élément perforé a en coupe la forme générale d'un U et s'étend circonférentiellement à l'intérieur de la cavitéo Compresseur à piston alternatif selon l'une

quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce

qu'il comprend en outre un moyen de moteur pour entraîner le vilebrequin et comporte un stator et un rotor, le

rotor étant supporté seulement par le compresseur en relation espacée de coopération vis-à-vis du stator.

26 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une enveloppe extérieure renfermant le comppresseur et ayant un carter de lubrifiant contenant une 15 quantité de lubrifiant dans sa partie inférieure et une ouverture d'admission de gaz d'aspiration traversant une de ses parois latérales; un logement dans l'enveloppe définissant un carter sensiblement fermé; et

un moyen de canal pour acheminer le lubrifiant du carter au compresseur, ce moyen de canal comportant une ouverture d'évent débouchant dans le carter.

27 Compresseur à piston alternatif selon la revendication 26, caractérisé en ce que le moyen de canal 25 s'étend axialement à travers le vilebrequin.

28 Compresseur à piston alternatif selon les

revendications 26 ou 27, caractérisé en cequ'il comprend

en outre un moyen de clapet pour placer sélectivement l'évent en communication avec le carter lorsque le carter 30 se trouve à une pression minimum à la suite du mouvement

alternatif du piston, de manière à faciliter ainsi la circulation de lubrifiant à travers le moyen de canal jusqu'au compresseur.

29 Compresseur à piston alternatif selon les 35 revendications 26 ou 27, caractérisé en ce qu'il comprend

C 24. en outre une ouverture s'étendant entre le carter et l'intérieur de l'enveloppe, et un moyen de clapet répondant à la pression pour fermer cette ouverture lorsque la pression régnant dans le carter est inférieure à la pression régnant dans cet intérieur. Procédé de montage d'un compresseur à moteur hermétique comprenant une enveloppe extérieure, un logement de compresseur définissant un cylindre, un piston animé d'un mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre, 10 une culasse, un ensemble à clapet, un vilebrequin pour entraîner le piston, et un moyen de moteur coaportant un stator et un rotor pour entraîner en rotation le vilebrequin, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) l'assemblage du piston et du vilebrequin et leur montage dans le logement; (b) le placement de l'ensemble à clapet et de la culasse sur le logement de manière à surplomber le cylin-dre et former un compresseur assemblé; (c) l'emnanchement en force du compresseur assemblé dans une partie de l'enveloppe, cet enveloppe agissant pour maintenir l'ensemble à clapet et la culasse en relation assemblée vis-à-vis du logement; et

(d) l'enmmanchement en force du stator du moteur 25 dans une autre partie de l'enveloppe.

31 Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que les parties d'enveloppe sont initialement séparées,et en ce que les étapes (a) à (d) sont exécutées alors que les parties d'enveloppe sont séparées, puis 30 les parties d'enveloppe sont fixées ensemble 32 Procédé de montage d'un compresseur à moteur hermétique comprenant un compresseur assemblé fixé à l'intérieur d'une première section d'enveloppe et un stator de moteur fixé à l'intérieur d'une seconde section 35 d'enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes 25. suivantes: (a) le placement de la seconde section d'enveloppe sur un mandrin ayant une partie se montant étroitement à l'intérieur d'un alésage de réception de rotor dans le sta- or? (b) le placement d'une rextrémité de la première section d'enveloppe en relation axialement aligné avec une extrémité de la seconde section d'enveloppe, la première section d'enveloppe ayant un vilebrequin s'étendant 10 vers l'extérieur a partir de ladite extrémité; (c) le positionnement précis du vilebrequin à l'intérieur d'un alésage pratiqué dans le mandrin et le déplacement des sections d'enveloppe en relation assemblée, le mandrin pouvant fonctionner pour positionner avec pré15 cision le vilebrequin en relation coaxiale précise avec l'alésage du stator; (d) le soudage par points des extrémités des première et seconde sections d'enveloppe en une pluralité d'emplacements pour bloquer ces sections ensemble avec le vilebrequin dans une relation coaxiale alignée par rapport à l'alésage; et

(e) puis le soudage de la périphérie de l'enveloppe afin de sceller ensemble ses extrémités.

33 Procédé selon la revendication 32, caracté25 risé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire d'assemblage ultérieur d'un rotor au vilebrequin.

34 Procédé selon les revendication 32 ou 33, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la formation de flasques s'étendant radialement vers l'extérieur sur les extrémités des première et seconde sections d'enveloppe, ces flasques agissant pour empêcher la déformation des sections d'enveloppe résultant du chauffage pendant

le soudage des sections ensemble.

Procédé selon les revendications 32, 33 ou 35 34, caractérisé en ce que les extrémités sont initialement

26. soudées par points sur leurscôtésdiamétralement opposés,

et cela d'une manière sensiblement simultanée.

36 Procédé selon les revendications 32, 33 ou

34, caractérisé en ce que les extrémités sont ensuite soudées par points de nouveau sur leurs côtés diamétralement opposes, disposés à environ 90 des points de soudure initiaux.