FR2687434A1 - Compresseur a haut rendement et a volume de reexpansion reduit. - Google Patents
Compresseur a haut rendement et a volume de reexpansion reduit. Download PDFInfo
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Abstract
a) Compresseur à haut rendement et à volume de réexpansion réduit. b) Compresseur caractérisé en ce qu'il comporte, sur le piston, des moyens de couronne annulaire (131) qui occupent pratiquement complètement l'orifice de décharge lorsque le piston se trouve dans sa position de point mort haut, ce qui permet ainsi de réduire le volume de réexpansion.
Description
"Compresseur à haut rendement et à volume de réexpansion réduit" La
présente invention concerne d'une façon générale un compresseur hermétique et, plus particulièrement, un compresseur comprenant: un bloc de cylindres et un dispositif de tête de cylindre définissant un orifice de décharge annulaire; une soupape de décharge montée sur le dispositif de tête de cylindre pour venir sur l'orifice de décharge; un10 piston muni d'une surface avant et d'une surface arrière, ce piston comportant un orifice d'aspiration traversant celui-ci de sa surface avant à sa surface arrière; un dispositif de soupape d'aspiration fixé au piston pour venir sur l'orifice d'aspiration de15 celui-ci; et des moyens d'entraînement destinés à faire aller et venir le piston à l'intérieur du bloc de cylindres. Les compresseurs hermétiques selon l'art antérieur général comprennent un carter hermétiquement étanche dans lequel est monté un mécanisme de compresseur Le mécanisme de compresseur peut comprendre un carter ou bloc de cylindres définissant, à l'intérieur de celui-ci, une chambre de compression dans laquelle du réfrigérant gazeux est comprimé puis
ensuite détendu.
Un inconvénient des formes de compresseurs selon l'art antérieur est qu'on laisse toujours un certain volume dans le cylindre lorsque le piston se trouve dans sa position de point mort haut Ce volume de gaz ne sort jamais du cylindre mais se trouve comprimé et redilaté de façon répétitive pendant le mouvement de va-et-vient du piston Ce volume de réexpansion provoque une perte d'énergie importante
dans le compresseur.
Un autre inconvénient des formes de soupapes des compresseurs selon l'art antérieur est que, à des taux de compression élevés, les soupapes de décharge sont bruyantes et ne se ferment pas suffisamment rapidement pour donner un bon rendement de fonctionnement L'utilisation de petits orifices de soupape de décharge dans ces compresseurs nécessite un soulèvement important de la soupape de décharge pendant le fonctionnement Plus l'amplitude de soulèvement de la soupape est grande, plus la fermeture de la soupape est lente car la soupape doit parcourir une distance plus longue pour se fermer Les soupapes à fermeture lente laissent passer un retour de fuites dans l'espace de compression pendant le fonctionnement, ce qui diminue le rendement du
compresseur.
De petits orifices de décharge provoquent également une grande chute de pression dans le fluide comprimé lorsque celui-ci passe à travers les orifices Cette chute de pression diminue le rendement
volumétrique du compresseur.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus liés aux compresseurs selon l'art antérieur en créant un dispositif de soupape d'aspiration muni d'une couronne annulaire formée sur le piston pour s'emboîter dans un orifice de décharge
de manière à réduire ainsi le volume de réexpansion.
L'orifice de décharge présente un périmètre de soupape de décharge agrandi pour réduire le soulèvement de la soupape de décharge de manière à augmenter ainsi la vitesse de fermeture de la soupape de décharge et à diminuer la chute de pression à travers l'orifice de décharge. D'une façon générale, l'invention utilise un piston effectuant un mouvement de va-et-vient à l'intérieur d'un bloc de cylindres Un dispositif de soupape d'aspiration est monté sur le piston Une couronne annulaire formée sur le piston s'emboîte dans un orifice de décharge annulaire pendant le mouvement de va-et-vient du piston pour réduire ainsi le volume
de réexpansion à l'intérieur de l'orifice de décharge.
Dans une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de tête de cylindre est fixé directement au bloc de cylindres Il n'y a pas de plaque de soupape intermédiaire classique entre la tête de cylindre et le bloc de cylindres Une plaque de siège de soupape est fixée au dispositif de tête de cylindres et s'emboîte à l'intérieur de l'alésage du cylindre pour former un côté du siège de soupape de décharge La soupape de décharge fixée au dispositif de tête de cylindre vient se caler dans le même plan que le bord du bloc de cylindres entourant l'alésage du cylindre, et que la plaque de siège de soupape Ce calage coplanaire de la soupape de décharge se produit lorsque cette soupape de décharge recouvre l'orifice de décharge en venant s'appuyer contre le bloc de cylindres et la plaque de siège de soupape Ce calage coplanaire permet d'obtenir une grande surface de soupape de décharge Aucun joint d'étanchéité de tête n'est utilisé dans la présente invention car ce joint d'étanchéité ne permettrait pas d'obtenir le calage coplanaire de la soupape de décharge sur le bloc de cylindres comme cela est nécessaire pour obtenir un
bon rendement de fonctionnement.
Un avantage du compresseur selon la présente invention est qu'il ne nécessite aucune plaque de soupape classique en permettant ainsi le calage coplanaire de la soupape de décharge contre le bloc de cylindres Cette utilisation du calage de la soupape de décharge contre le bloc de cylindres permet d'obtenir un grand périmètre de siège en permettant ainsi aux soupapes de décharge de fonctionner avec un plus petit soulèvement de ces soupapes Un petit soulèvement de chaque soupape permet à cette soupape de fonctionner à un rythme plus rapide à des vitesses de gaz plus faibles car la soupape se déplace sur un trajet moins long Une fermeture plus rapide de la soupape augmente la vitesse de pompage et le rendement
du compresseur à des taux de compression élevés.
L'augmentation de surface de la soupape de décharge réduit également la chute de pression à travers
l'orifice de décharge.
Un autre avantage du compresseur selon la présente invention est de réduire le volume de réexpansion du fait que la couronne annulaire remplit pratiquement complètement l'orifice de décharge lorsque le piston se trouve dans sa position de point mort haut En réduisant le volume de réexpansion, on diminue le travail perdu du compresseur en augmentant
par conséquent son rendement.
Un autre avantage encore du compresseur selon la présente invention est qu'il ne nécessite aucun joint d'étanchéité de tête entre le bloc de cylindres et le dispositif de tête de cylindre Cette forme de réalisation réduit le nombre de pièces du compresseur tout en permettant également un calage coplanaire de la soupape de décharge par rapport au
bloc de cylindres.
Les différentes caractéristiques décrites ci-dessus se combinent toutes pour donner un compresseur hermétique fonctionnant en douceur et sans
bruit avec un excellent rendement.
Ainsi, la présente invention concerne, sous une forme de réalisation de celle-ci, un compresseur comprenant: un bloc de cylindres et un dispositif de tête de cylindre définissant un orifice de décharge annulaire; une soupape de décharge montée sur le dispositif de tête de cylindre pour venir sur l'orifice de décharge; un piston muni d'une surface avant et d'une surface arrière, ce piston comportant un orifice d'aspiration traversant celui-ci de sa surface avant à sa surface arrière; un dispositif de soupape d'aspiration fixé au piston pour venir sur l'orifice d'aspiration de celui-ci; et des moyens d'entraînement destinés à faire aller et venir le piston à l'intérieur du bloc de cylindres, compresseur caractérisé en ce qu'il comporte, sur le piston, des moyens de couronne annulaire qui occupent pratiquement complètement l'orifice de décharge lorsque le piston se trouve dans sa position de point mort haut, ce qui
permet ainsi de réduire le volume de réexpansion.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de couronne annulaire comprennent une couronne circulaire formée sur la tête de piston de manière à venir en contact de glissement
avec le bloc de cylindres.
Selon une autre caractéristique encore de
l'invention, la couronne est conique.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le dispositif de soupape d'aspiration comprend une soupape d'aspiration en forme de disque, un élément de guidage, et un élément de retenue de soupape flexible, cet élément de guidage reliant le piston à l'élément de retenue de soupape et la soupape d'aspiration glissant sur l'élément de guidage pour venir se caler de manière étanche sur l'orifice d'aspiration. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le dispositif de tête de cylindre comprend une tête de cylindre à laquelle est fixé un dispositif de soupape de décharge comportant une plaque de siège de soupape et une soupape de décharge, cette soupape de décharge étant disposée entre la plaque de siège de soupape et la tête de cylindre, la soupape de décharge venant se caler contre le bloc de cylindres et la plaque de siège de soupape pendant la course d'aspiration du piston, le dispositif de tête de cylindre étant fixé directement au bloc de cylindres, et la plaque de siège de soupape formant un orifice de décharge annulaire avec le bloc de
cylindres.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le bloc de cylindres et le dispositif de tête de cylindre sont fixés l'un à l'autre sans joint d'étanchéité de tête entre les deux, ce qui permet ainsi d'obtenir un calage coplanaire de la soupape de décharge entre le bloc de cylindres et le dispositif
de soupape de décharge.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, les parties du dispositif de tête de cylindre qui viennent en contact avec le bloc de
cylindres, sont soumises à un meulage de finition.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention la tête de cylindre comprend des parties de nervures faisant corps avec celle-ci et placées au voisinage de la soupape de décharge pour maintenir
cette soupape de décharge dans la position convenable.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le bloc de cylindres et le dispositif de tête de cylindre sont fixés l'un à l'autre sans joint d'étanchéité de tête entre les deux, ce qui permet d'obtenir un calage coplanaire de la soupape de décharge entre le bloc de cylindres et le dispositif
de soupape de décharge.
La présente invention concerne également, 1 o sous une autre forme, un compresseur comprenant un bloc de cylindres, chaque cylindre comportant un alésage de cylindre contenant un piston Des moyens d'entraînement sont compris dans le compresseur pour faire aller et venir le piston à l'intérieur de l'alésage de cylindre On utilise un dispositif de tête de cylindre comprenant une tête de cylindre à laquelle est fixé un dispositif de soupape de décharge comportant une plaque de siège de soupape et une soupape de décharge de façon que la soupape de décharge soit montée entre la plaque de siège de soupape et la tête de cylindre La soupape de décharge est calée contre le bloc de cylindres et la plaque de siège de soupape pendant la course d'aspiration du piston Le dispositif de tête de cylindre est fixé au bloc de cylindres de façon que la plaque de siège de soupape forme un orifice de décharge annulaire avec le bloc de cylindres Le bloc de cylindres et le dispositif de tête de cylindre sont fixés ensemble sans joint d'étanchéité de tête entre les deux, ce qui permet le calage coplanaire de la soupape de décharge entre le bloc d'écartement et le dispositif de soupape
de décharge.
La présente invention concerne encore sous une autre forme, un compresseur comprenant un bloc de cylindres munis chacun d'un alésage de cylindre, cet alésage de cylindre comportant une paroi périphérique
intérieure et un piston effectuant un mouvement de va-
et-vient à l'intérieur de l'alésage de cylindre Un dispositif de tête de cylindre fixé directement aux blocs de cylindres pour venir sur l'alésage de cylindre, comprend une soupape de décharge fixée à une partie en saillie munie d'une surface périphérique extérieure, de manière à former ainsi un orifice de décharge annulaire dans l'alésage de cylindre entre la l 1 paroi périphérique intérieure et la surface périphérique extérieure La soupape de décharge vient s'appuyer contre le bloc de cylindres de façon que cette soupape de décharge soit calée dans le même plan
que le bloc de cylindres et la partie en saillie.
L'invention sera décrite en détails ci-après en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur mettant en oeuvre la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe du compresseur de la figure 1, la coupe étant effectuée suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et observée dans la direction des flèches; et la figure 3 est une vue en coupe agrandie du bloc de cylindres et du dispositif de tête de cylindre de la figure 1, cette vue représentant plus particulièrement les dispositifs d'aspiration et de
soupape de décharge.
Dans un exemple de réalisation de l'invention représenté sur les dessins et plus particulièrement à la figure 1, un dispositif de compresseur 10 comporte un carter repéré d'une façon générale par la référence 12 Ce carter comporte une partie supérieure 14 et une partie inférieure 18 Les deux parties du carter sont fixées hermétiquement l'une à l'autre par exemple par soudure ou par brasure Une collerette de monture 20 est soudée à la partie inférieure 18 pour monter le compresseur dans une position dressée verticalement A l'intérieur du carter hermétiquement étanche 12 est monté un moteur électrique repéré d'une façon générale par la référence 22, ce moteur comportant un stator 24 et un rotor 26 Le stator est muni d'enroulements 28 Le rotor 28 est percé d'une ouverture centrale 30 dans laquelle un vilebrequin 32 est fixé par un emboîtement en force Une boîte à bornes 34 est montée dans la partie inférieure 18 du carter 12 pour permettre le branchement du compresseur à une source de puissance électrique extérieure Le dispositif de compresseur 10 comprend également un carter d'huile 36 situé dans la partie de fond 18 Un tube de prélèvement d'huile à force centrifuge 40 est emboîté à la presse dans un contre-trou 42 de l'extrémité du vilebrequin 32 Le tube de prélèvement d'huile 40 est de construction classique et comprend une palette verticale (non
représentée) enfermée dans celui-ci.
Dans le carter 12 de la forme de réalisation de la figure 1 est également logé un mécanisme de tête de bielle à coulisse repéré d'une façon générale par
la référence 44 Une description complète d'une forme
de compresseur de base à tête de bielle à coulisse est donnée dans le document U S A 4 838 769 incorporé
expressément ici par référence.
Le mécanisme de compresseur 44 comprend un carter ou bloc de cylindres 46 comportant un certain nombre de pattes de monture 48 auxquelles le stator 24 du moteur est fixé de manière à former un intervalle
d'air annulaire 50 entre le stator 24 et le rotor 26.
Le bloc de cylindres 46 comprend également une collerette de monture périphérique 52 supportée axialement par une saillie annulaire 54 de la partie centrale 16 du carter La partie inférieure du bloc de cylindres 46 et la collerette de monture 52 servent à diviser l'intérieur du carter 12 en une chambre supérieure dans laquelle est monté le mécanisme de compresseur 44, et une chambre inférieure dans laquelle est monté le moteur 22 Un passage 236 traverse la collerette 52 pour assurer une communication entre l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure du carter 12, de manière à permettre le retour de l'huile de lubrification et l'égalisation de la pression de décharge dans tout
l'intérieur du carter.
Le mécanisme de compresseur 44, comme illustré dans la forme préférée de réalisation, se présente sous la forme d'un compresseur à tête de bielle à coulisse à piston de va-et-vient Plus précisément, le bloc de cylindres 46 comprend quatre cylindres disposés radialement, dont deux sont représentés à la figure 1 et appelés cylindre 56 et cylindre 58 Les quatre cylindres disposés radialement débouchent et sont en communication avec une cavité d'aspiration centrale 60 définie par la paroi cylindrique intérieure 62 du bloc de cylindres 46 Un trou-guide relativement grand 64 est formé dans la surface supérieure 66 du bloc de cylindres 46 Les divers éléments du compresseur, y compris le vilebrequin, sont montés en passant par le trou-guide 64 Un couvercle supérieur tel qu'un palier à cage 68 est monté sur la surface supérieure du bloc de cylindres 46 au moyen d'un certain nombre de boulons passant à travers le palier 68 et se vissant dans la surface supérieure 66 Lorsque le palier 68 est monté sur le bloc de cylindres 46, un joint torique d'étanchéité 72 isole la cavité d'aspiration 60 d'un il espace de pression de décharge 74 défini par
l'intérieur du carter 12.
Le vilebrequin 32 est monté en rotation dans le bloc de cylindres 46 et passe à travers une cavité d'aspiration 60 Ce vilebrequin 32 comprend une partie de contrepoids 90 et une partie d'excentrique 92 opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe central de rotation du vilebrequin 32, de manière à s 'équilibrer l'une l'autre Le poids du vilebrequin 32 et du rotor 26 est supporté par une surface de butée
93 du bloc de cylindres 46.
La partie d'excentrique 92 est couplée en fonctionnement, par un mécanisme de tête de bielle à
coulisse 94, aux divers dispositifs de pistons de va-
et-vient correspondants aux quatre cylindres radiaux du bloc de cylindres 46 et montés en fonctionnement dans ces cylindres Comme illustré à la figure 1, les dispositifs de pistons 96 et 98 représentatifs des quatre dispositifs de pistons montés en fonctionnement dans le dispositif de compresseur 10, sont associés
respectivement aux alésages de cylindres 56 et 58.
Le mécanisme de tête de bielle à coulisse 94 comprend un bloc glissant 100 percé d'un alésage cylindrique 102 dans lequel la partie d'excentrique 92 est montée en rotation Le mécanisme de tête de bielle à coulisse 94 comprend également une paire d'éléments d'accouplement 104 et 106 qui coopèrent avec le bloc glissant 100 pour transformer le mouvement orbital de
la partie d'excentrique 92 en un mouvement de va-et-
vient des quatre dispositifs de pistons montés radialement Par exemple, la figure 1 représente l'élément d'accouplement 106 couplé aux dispositifs de pistons 96 et 98 de la présente invention de façon que, lorsque le dispositif de piston 96 se trouve dans sa position de point mort bas, le dispositif de piston
98 soit dans sa position de point mort haut.
Un contrepoids 190 est fixé à la partie supérieure de l'arbre 32 au moyen d'un boulon de montage à centre décalé 192 Un trou extrudé 194 passant à travers le contrepoids 190 est aligné avec le passage d'huile axial 174 qui débouche dans le haut du vilebrequin 32, de manière à former un orifice de
sortie de l'huile pompée dans le carter d'huile 36.
Une partie extrudée 196 du contrepoids 190 pénètre légèrement dans le passage 174 ce qui permet, en association avec le boulon 192, d'aligner convenablement le contrepoids 190 par rapport à la
partie d'excentrique 92.
En se référant de nouveau aux dispositifs de pistons 96 et 98 de la présente invention, chaque dispositif de piston comprend un élément de piston 108 destiné à aller et venir dans un alésage de cylindre
pour comprimer le gaz réfrigérant contenu dans celui-
ci L'élément de piston 108 comprend un segment de piston annulaire 110 Des orifices d'aspiration 112 passant à travers l'élément de piston 108 de sa surface avant 118 vers sa surface arrière 119, permettent au gaz d'aspiration se trouvant dans la cavité d'aspiration 60, de pénétrer dans le cylindre
56 du côté compression du piston 108.
Un dispositif de soupape d'aspiration 114 est associé à chaque dispositif de piston et sera maintenant décrit en se référant au dispositif de piston 96 représenté à la figure 3 Le dispositif de soupape d'aspiration 114 comprend une soupape d'aspiration en forme de disque plat 116 qui, dans sa position de fermeture, recouvre les orifices d'aspiration 112 sur la surface supérieure 118 de l'élément de piston 108 La soupape d'aspiration 116 s'ouvre et se ferme sous l'effet de sa propre inertie lorsque le dispositif de piston 96 va et vient dans le cylindre 56 Plus précisément, la soupape d'aspiration 116 se déplace le long d'un élément de guidage cylindrique 120 et se trouve limitée dans sa course vers la position d'ouverture, par un élément de
retenue de soupape annulaire flexible 122.
Comme illustré à la figure 3, l'élément de retenue de soupape 122, la soupape d'aspiration 116 et l'élément de guidage 120 sont fixés à la surface supérieure ou avant 118 de l'élément de piston 108 par un boulon fileté 124 muni d'un bouton de tête 128 Le boulon fileté 124 vient se visser dans un trou fileté 126 de l'élément d'accouplement 106 pour fixer le dispositif de piston 96 à celui-ci Comme indiqué, pour la fixation du dispositif de piston 98 à l'élément d'accouplement 106, une cavité annulaire 130 est formée sur l'élément d'accouplement correspondant de façon qu'un bossage 132 vienne se loger dans la cavité 130 pour produire un engagement d'alignement
efficace entre les deux.
Sur la surface supérieure 118 de l'élément de piston 108 se trouve un couronne annulaire telle qu'une couronne circulaire 131 selon une forme de réalisation de la présente invention, cette couronne circulaire remplissant pratiquement complètement l'orifice de décharge annulaire 136 lorsque le dispositif de piston 96 se trouve dans sa position de point mort haut La couronne circulaire 131 s'emboîte et s'adapte dans l'orifice de décharge 136 pour réduire le volume de réexpansion de l'alésage de cylindre 56 et réduire la consommation de puissance du compresseur 10 De préférence, la couronne circulaire 131 est située sur le diamètre extérieur de l'élément de piston 108 pour former le plus grand périmètre de soupape de décharge possible La couronne circulaire 131 définit un espace en creux 133 dans lequel vient
se loger le dispositif de soupape d'aspiration 114.
Cet espace en creux 133 permet à l'élément de piston 108 de s'engager contre la plaque de siège de soupape de décharge 140 En plaçant ainsi le dispositif d'aspiration 114 sur l'élément de piston 108 en même temps que la couronne circulaire 131, on supprime pratiquement complètement tout le volume de
réexpansion à l'intérieur de chaque cylindre.
Le dispositif de tête de cylindre 160 comprend une tête de cylindre 134 munie d'un certain nombre de parties de nervures 162 qui servent d'éléments de retenue de soupape pour la soupape de décharge 142 Le dispositif de tête de cylindre 160 comporte également une partie de moyeu centrale 164 à laquelle est fixé le dispositif de soupape de décharge 138. Le dispositif de soupape de décharge 138, comme indiqué à la figure 3, comprend une partie en saillie ou plaque de siège de soupape 140, et une soupape de décharge annulaire plate 142 fixée à la partie de moyeu centrale 164 par un rivet 144 La soupape de décharge 142 est placée dans une position intermédiaire entre la plaque de siège de soupape 140 et la tête de cylindre 134 La plaque de siège de soupape 140 est centrée à l'intérieur de l'alésage de cylindre 56 et présente un plus petit diamètre que celui-ci La plaque de siège de soupape 140 comprend une paroi périphérique extérieure 145 qui définit le
côté intérieur de l'orifice de décharge annulaire 136.
La paroi périphérique intérieure 146 de l'alésage de cylindre 56 définit le côté extérieur de l'orifice de décharge 136 La plaque de siège de soupape 140 comprend également une partie contre-percée 143 ddestinée à reevoir le rivet 144 La partie contre percée de la plaque de siège de soupape 140 reçoit le bouton de tête de boulon 128 du piston lorsque le dispositif de piston 96 se trouve dans sa position de
point mort haut.
La surface supérieure 166 de la plaque de siège de soupape 140 est adjacente à la soupape de décharge 142 pour permettre le calage coplanaire On effectue le calage coplanaire en appliquant de manière étanche la soupape de décharge 142 à plat contre la surface supérieure 166 de la plaque de siège de soupape 140 et de la surface associée 147 du bloc de cylindres 46 Ce calage coplanaire permet d'obtenir un fonctionnement plus rapide et une durée de vie plus
longue de la soupape.
La présente construction permet à la couronne circulaire 131 du dispositif de piston 96 de s'emboîter dans l'orifice de décharge 136 et de réduire ainsi le volume de réexpansion L'orifice de décharge annulaire 136 est plus grand que les orifices de décharge classiques du fait qu'il n'y a pas de plaque de soupape classique et que l'orifice présente une circonférence égale à celle de l'alésage de cylindre 56 Le dispositif de tête de cylindre 160 forme avec le bloc de cylindres 46 l'orifice de décharge 136 L'agrandissement de l'orifice de décharge 136 réduit la chute de pression à travers cet orifice en permettant ainsi d'obtenir un rendement volumétrique plus élevé et une consommation de
puissance plus faible.
La soupape de décharge 142 vient se caler dans une disposition coplanaire contre la plaque d'adaptateur 140 et le bloc de cylindres 46 La surface de fixation 147 du bloc d'écartement 150 est soumise à un meulage de finition plat, avec des tolérances très précises, pour donner à la soupape de décharge 142 un siège plat pendant la course
d'aspiration du piston.
La tête de cylindre 134 comprend une surface
de fixation 148 soumise à un meulage de finition plat.
La tête de cylindre 134 est reliée au bloc de cylindres 46 par des boulons 149 comme indiqué à la figure 2 La surface de fixation 147 du bloc de cylindres 46 et la surface de fixation 148 de la tête de cylindre 134 sont scellées l'une à l'autre sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un joint d'étanchéité, du fait que ces surfaces présentent un degré de planéité très élevé La surface de fixation 147 et la surface de fixation 148 sont toutes deux soumises à un meulage de finition En particulier, on n'utilise aucun joint d'étanchéité de tête car un tel joint d'étanchéité entre le bloc d'écartement 150 et la tête de cylindre 134, empêcherait le calage coplanaire de la soupape de décharge 142 Un joint d'étanchéité de tête augmenterait également le nombre
de pièces du dispositif de compresseur.
Le calage coplanaire de la soupape de décharge 142 permet d'obtenir un périmètre de soupape de décharge maximum en réduisant ainsi le soulèvement de la soupape de décharge pour obtenir une soupape de
décharge plus silencieuse et à fermeture plus rapide.
Une fermeture plus rapide de la soupape de décharge augmente la vitesse de pompage et le rendement du
compresseur à des taux de compression élevés.
La combinaison du remplissage de l'orifice de décharge 136 par la couronne circulaire 131, et du grand périmètre de la soupape de décharge coplanaire, permet d'obtenir un compresseur à plus haut rendement
dans toutes les conditions de fonctionnement.
En se référant maintenant à la figure 2, celle-ci représente la partie supérieure du mécanisme de compresseur 44 pour mieux illustrer le système de soupape décrit Plus précisément, la figure 2 représente en outre le passage de liaison 156 de la figure 1 sous une forme constituée d'un certain nombre d'alésages 230 associés à chaque dispositif de cylindremonté radialement, de manière à assurer la communication entre l'espace de décharge 154 se trouvant à l'intérieur du couvercle de tête de cylindre 134, et la chambre de silencieux supérieure 158 La figure 2 représente également une ouverture d'entrée d'aspiration 232 formée dans le bloc de cylindres 46 pour assurer la communication entre l'extérieur de ce bloc de cylindres et la cavité
d'aspiration 60 formée dans celui-ci.
En cours de fonctionnement, le dispositif de piston 96 doit effectuer un mouvement de va-et-vient à l'intérieur de l'alésage de cylindre 56 Lorsque le dispositif de piston 96 se déplace de sa position de point mort bas à sa position de point mort haut pendant sa course de compression, la soupape d'aspiration glissant sur l'élément de guidage 120 doit glisser, du fait de sa propre inertie, sur
l'orifice d'aspiration 112 de manière à fermer celui-
ci Lorsque le dispositif de piston 96 se déplace vers le dispositif de tête de cylindre 160, le réfrigérant gazeux se trouvant dans l'alésage de cylindre 56 doit être comprimé et poussé de force à travers l'orifice de décharge 136 pour passer de l'autre côté de la soupape de décharge 142 puis à travers l'espace de décharge 154 de manière à sortir dans le carter de compresseur 12 Lorsque l'élément de piston 108 atteint sa position de point mort haut, la couronne circulaire 131 doit occuper pratiquement complètement l'orifice de décharge 136 en réduisant ainsi le volume de réexpansion L'élément de retenue de soupape d'aspiration 122 et la tête de bouton 128 se trouvant sur l'élément de guidage 120, doivent s'emboîter dans la partie contre-percée 143 du dispositif de soupape de décharge 138 La plaque de siège de soupape 140 doit s'emboîter complètement dans l'espace en creux 133 de l'élément de piston 108 pour réduire encore le
volume de réexpansion.
Lorsque l'élément de piston 108 atteint sa position de point mort haut et commence une course d'aspiration, la soupape d'aspiration 116 doit être projetée vers l'avant sur l'élément de guidage 120 jusqu'à ce qu'elle vienne buter contre l'élément de retenue de soupape d'aspiration 122 A ce moment, le fluide à la pression d'aspiration provenant de la cavité d'aspiration centrale 60, doit commencer à
remplir l'alésage de cylindre 56.
Lorsque l'élément de piston 198 commence sa course d'aspiration, la soupape de décharge 142 doit se fermer en assurant l'étanchéité de l'orifice de décharge 136 La soupape de décharge 142 doit former un joint d'étanchéité coplanaire contre la surface supérieure 166 de la plaque de siège de soupape 140 et
la surface associée 147 du bloc de cylindres 46.
L'élément de piston 108 doit poursuivre son chemin jusqu'à sa position de point mort bas et revenir en sens inverse en laissant la soupape d'aspiration 116 poursuivre son chemin vers l'avant sur l'élément de guidage 120 en fermant de manière étanche l'orifice d'aspiration 112 La course d'aspiration est maintenant terminée et une nouvelle
course de compression recommence.
Dans une variante de construction du compresseur selon la présente invention, s'il n'est pas possible de soumettre la surface de fixation 147 à un meulage de finition du fait du matériau utilisé pour le bloc de cylindres, on peut utiliser un joint
d'étanchéité de tête de cylindre modifié.
Un joint d'étanchéité de tête contre-percé peut être intercalé entre la surface de fixation 147 et la surface de fixation 148 Ce joint d'étanchéité doit présenter une surface contre-percée plus longue que celle de la soupape de décharge 142 pour éviter toute limitation du mouvement de la soupape 147 La soupape de décharge 147 doit continuer de former un joint d'étanchéité coplanaire contre le bloc de
cylindres 46 et la plaque de siège de soupape 140.
Il est évident que le système de soupape décrit ici peut s'appliquer à d'autres types de compresseurs que les compresseurs à tête de bielle à coulisse Ce nouveau système de soupape peut être utilisé dans des compresseurs à pistons de va-et-vient aussi bien simples que doubles La présente invention doit réduire le volume de réexpansion et augmenter la vitesse de la soupape de décharge dans ces
compresseurs.
Claims (2)
1 ) Compresseur comprenant: un bloc de cylindres ( 46) et un dispositif de tête de cylindre ( 160) définissant un orifice de décharge annulaire ( 136); une soupape de décharge ( 142) montée sur le dispositif de tête de cylindre pour venir sur l'orifice de décharge; un piston ( 96, 98) muni d'une surface avant ( 118) et d'une surface arrière ( 119), ce piston comportant un orifice d'aspiration ( 112) traversant celui-ci de sa surface avant à sa surface arrière; un dispositif de soupape d'aspiration ( 114) fixé au piston pour venir sur l'orifice d'aspiration de celui-ci; et des moyens d'entraînement ( 22, 32, 92) destinés à faire aller et venir le piston à l'intérieur du bloc de cylindres, compresseur caractérisé en ce qu'il comporte, sur le piston, des moyens de couronne annulaire ( 131) qui occupent pratiquement complètement l'orifice de décharge lorsque le piston se trouve dans sa position de point mort haut, ce qui permet ainsi de réduire le volume de réexpansion. ) Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de couronne annulaire ( 131) comprennent une couronne circulaire formée sur la tête de piston ( 118) de manière à venir en contact
de glissement avec le bloc de cylindres.
3 ) Compresseur selon la revendication 2,
caractérisé en ce que la couronne ( 131) est conique.
) Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de soupape d'aspiration ( 114) comprend une soupape d'aspiration en forme de disque ( 116), un élément de guidage ( 120), et un élément de retenue de soupape flexible ( 122), cet élément de guidage reliant le piston à l'élément de retenue de soupape et la soupape d'aspiration glissant sur l'élément de guidage pour venir se caler
de manière étanche sur l'orifice d'aspiration.
V) Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de tête de cylindre ( 160) comprend une tête de cylindre ( 134) à laquelle est fixé un dispositif de soupape de décharge ( 138) comportant une plaque de siège de soupape ( 140) et une soupape de décharge ( 142), cette soupape de décharge étant disposée entre la plaque de siège de soupape et la tête de cylindre, la soupape de décharge venant se caler contre le bloc de cylindres ( 46) et la plaque de siège de soupape pendant la course d'aspiration du piston ( 96), le dispositif de tête de cylindre étant fixé directement aux bloc de cylindres, et la plaque de siège de soupape ( 140) formant un orifice de décharge annulaire ( 136) avec le bloc de cylindres. ) Compresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bloc de cylindres ( 46) et le dispositif de tête de cylindre ( 160) sont fixés l'un à l'autre sans joint d'étanchéité de tête entre les deux, ce qui permet ainsi d'obtenir un calage coplanaire de la soupape de décharge ( 142) entre le bloc de cylindres et le dispositif de soupape de
décharge ( 138).
) Compresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties du dispositif de tête de cylindre ( 160) qui viennent en contact avec le bloc de cylindres, sont soumises à un meulage de
finition.
) Compresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tête de cylindre ( 134) comprend des parties de nervures ( 162) faisant corps avec celle-ci et placées au voisinage de la soupape de décharge pour maintenir cette soupape de décharge dans
la position convenable.
) Compresseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bloc de cylindres ( 46) et le dispositif de tête de cylindre ( 160) sont fixés l'un à l'autre sans joint d'étanchéité de tête entre les deux, ce qui permet d'obtenir un calage coplanaire de la soupape de décharge ( 142) entre le bloc de cylindres ( 46) et le dispositif de soupape de décharge
( 138).
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