FR2971305A1

FR2971305A1 - Compresseur avec un systeme de gestion d'huile

Info

Publication number: FR2971305A1
Application number: FR1250758A
Authority: FR
Inventors: Pete Edward Ganster; Kanwal Bhatia; Jr Michael Gregory Theodore; Rodney James Callahan; Brian Robert Kelm
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2012-08-10
Also published as: US20120201697A1; US9163620B2; DE102012100720B4; GB2487823B; DE102012100720A1; GB201200740D0; DE102012100720A8; GB2487823A

Abstract

Compresseur (10) contenant un boîtier creux (12) comportant une chambre d'aspiration (20), une chambre d'évacuation (30) et une chambre à manivelle (38) formée dans celui-ci. Une première voie d'écoulement de fluide (22, 54, 55, 56) prévue dans le compresseur facilite l'écoulement du fluide de travail de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration. Une deuxième voie d'écoulement de fluide (22, 80) prévue dans le compresseur facilite l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et d'un fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide étant ouverte ou fermée de manière choisie par un manchon annulaire (58).

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne un compresseur. Cette invention concerne plus particulièrement un système de gestion de l'huile destinée à un compresseur. Les compresseurs déjà connus utilisés dans des systèmes de réfrigération et de climatisation tels que des compresseurs à came plate à déplacement variable, par exemple, comprennent habituellement un brouillard de lubrification en suspension dans un milieu gazeux réfrigérant. Ces compresseurs comprennent aussi une première voie qui permet une communication de réfrigérant entre une chambre à manivelle et une chambre d'évacuation, et une deuxième voie qui permet une communication de réfrigérant entre la chambre à manivelle et une chambre d'aspiration. Pendant le fonctionnement du compresseur, le brouillard d'huile lubrifie les pièces mobiles du compresseur. L'huile reste cependant en suspension dans le réfrigérant pendant son déplacement au cours de la réfrigération, et le système de climatisation peut limiter les performances et l'efficacité du système de réfrigération et de climatisation. Pour remédier à ces problèmes, on ajoute un séparateur d'huile dans le système de réfrigération et de climatisation. Un type de séparateur d'huile se trouve habituellement dans le système de réfrigération et de climatisation, entre le compresseur et un condenseur. Le séparateur d'huile fonctionne de manière à séparer l'huile en suspension du réfrigérant gazeux, si bien que l'huile est maintenue dans le compresseur et introduite dans la chambre d'aspiration. Ce type de séparateur d'huile nécessite un espace supplémentaire de confinement dans la chambre d'évacuation ou un composant externe séparé attaché au compresseur. Un second type de séparateur d'huile utilise la chambre à manivelle pour stocker l'huile, si bien que l'huile est maintenue dans le compresseur et non introduite dans la chambre d'aspiration. L'ajout de ce type de système de gestion de l'huile dans le système de réfrigération et de climatisation ne correspond cependant pas à d'autres conditions de fonctionnement du compresseur qui peuvent conduire à des problèmes de performances et de durabilité tels que le démarrage du remplissage de fluide, les opérations à haute température ou une lubrification inadéquate du -2- piston à hautes vitesses causée par un bourrage de l'huile dans la chambre à mamvelle du compresseur, par exemple. Il serait souhaitable de produire un compresseur à déplacement variable où les performances, l'efficacité et la durabilité du compresseur soient maximisées, et dont le coût de fabrication, le poids, la taille d'emballage et le temps d'assemblage soient les plus bas possibles. En conformité et en accord avec la présente invention, on a eu la surprise de découvrir un compresseur à déplacement variable dans lequel la performance, l'efficacité et la durabilité du compresseur sont maximisées et le coût de fabrication, le poids, la taille de l'emballage et le temps d'assemblage sont aussi bas que possible. Selon un mode de réalisation, le compresseur comprend : un boîtier creux comprenant une tête de cylindre ayant une chambre d'aspiration et un passage pour fluides formé dans celle-ci, un bloc-cylindre comportant au moins un trou cylindrique formé dans celui-ci et un carter, dans lequel une chambre à manivelle sensiblement étanche se trouve entre la tête de cylindre et le carter ; un arbre d'entraînement libre en rotation, disposé dans le carter et conçu pour s'étendre à travers celui-ci jusqu'au bloc-cylindre, l'arbre d'entraînement comprenant au moins un passage pour fluide formé dans celui-ci ; une première voie d'écoulement de fluide raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter un écoulement du fluide de travail de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide comprenant au moins un passage pour fluide formé dans l'arbre d'entraînement ; une deuxième voie d'écoulement de fluide raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et d'un fluide lubrifiant à partir de la chambre à manivelle vers la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide comprenant le passage de fluide formé dans la tête de cylindre ; et un manchon annulaire disposé de façon coulissante entre l'arbre d'entraînement et le bloc-cylindre, le manchon annulaire étant positionnable de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide. Selon un autre mode de réalisation, le compresseur comprend : un boîtier creux contenant une tête de cylindre comportant une chambre d'aspiration et un passage pour fluides formé dans celle-ci, un bloc-cylindre comportant au moins un trou cylindrique formé dans celui-ci et un carter, -3- dans lequel une chambre à manivelle sensiblement étanche est formée entre la tête de cylindre et le carter, un arbre d'entraînement libre en rotation disposé dans le carter et conçu pour s'étendre à travers lui jusqu'au bloc-cylindre, l'arbre d'entraînement contenant au moins un passage pour fluides formé dans celui-ci ; un rotor couplé de manière fixe à l'arbre d'entraînement, dans lequel un mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement entraîne un mouvement de rotation du rotor ; un ensemble formant une plaque d'entraînement couplé au rotor, l'ensemble formant une plaque d'entraînement présentant un angle d'inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à un axe longitudinal de l'arbre d'entraînement ; une première voie d'écoulement de fluide raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter un écoulement du fluide de travail à partir de la chambre à manivelle jusqu'à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide contenant au moins un passage pour fluide formé dans l'arbre d'entraînement ; une deuxième voie d'écoulement de fluide raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter l'écoulement d'un mélange de fluide de travail et d'un fluide lubrifiant à partir de la chambre à manivelle vers la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide contenant le passage pour fluide formé dans la tête de cylindre ; et un manchon annulaire disposé de façon coulissante entre l'arbre d'entraînement et le bloc-cylindre, le manchon annulaire étant positionnable de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide, dans lequel le manchon annulaire est couplé de façon fonctionnelle à la plaque d'entraînement pour glisser d'une première position du manchon annulaire à une deuxième position du manchon annulaire, en réponse à une diminution de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant la plaque d'entraînement d'un maximum à un minimum, et pour glisser de la deuxième position du manchon annulaire jusqu'à la première position du manchon annulaire, en réponse à une augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant la plaque d'entraînement du minimum au maximum. Selon un autre mode de réalisation, le compresseur comprend : un boîtier creux contenant une tête de cylindre comportant une chambre d'aspiration et un passage pour fluide formé dans celle-ci, un bloc-cylindre comportant au moins un trou cylindrique formé dans celui-ci, et un carter, dans lequel une chambre à manivelle sensiblement étanche aux fluides est -4- formée entre la tête de cylindre et le carter ; un arbre d'entraînement libre en rotation disposé dans le carter et conçu pour s'étendre à travers lui jusqu'au bloc cylindre, l'arbre d'entraînement contenant au moins un passage pour fluide formé dans celui-ci ; un rotor couplé de manière fixe à l'arbre d'entraînement, dans lequel un mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement entraîne un mouvement de rotation du rotor ; un ensemble formant une plaque d'entraînement couplé au rotor, l'ensemble formant une plaque d'entraînement présentant un angle d'inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à un axe longitudinal de l'arbre d'entraînement ; une première voie d'écoulement de fluide raccordant la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter l'écoulement du fluide de travail à partir de la chambre à manivelle jusqu'à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide contenant au moins un passage pour fluide formé dans l'arbre d'entraînement ; une deuxième voie d'écoulement de fluide raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et d'un fluide lubrifiant à partir de la chambre à manivelle vers la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide contenant le passage pour fluide formé dans la tête de cylindre ; un manchon annulaire disposé de façon coulissante entre l'arbre d'entraînement et le bloc-cylindre, le manchon annulaire étant positionnable de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide, dans lequel le manchon annulaire est couplé de manière fonctionnelle à l'ensemble formant une plaque d'entraînement pour glisser d'une première position du manchon annulaire à une deuxième position du manchon annulaire en réponse à une diminution de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement d'un maximum à un minimum, et pour glisser de la deuxième position du manchon annulaire à la première position du manchon annulaire en réponse à une augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement du minimum au maximum, dans lequel la deuxième voie d'écoulement de fluide est fermée quand le manchon annulaire est dans la première position et ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans la deuxième position ; un élément d'écoulement constant raccordant de manière fluide la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration pour faciliter un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant à partir de la chambre à manivelle jusqu'à la chambre d'aspiration ; et un élément de lubrification de palier -5 servant à faciliter un écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant autour d'au moins un palier disposé dans le bloc-cylindre. Ce qui précède, ainsi que d'autres avantages de la présente invention, sera clairement compréhensible des spécialistes d'après la description détaillée suivante du mode préféré de réalisation considéré à la lumière des dessins annexés suivants. La figure 1 est une vue en coupe et en élévation d'un compresseur comprenant un système de gestion de l'huile conforme à un mode de réalisation de la présente invention, qui montre un manchon annulaire du système de gestion de l'huile dans une première position. La figure 2 est une vue en coupe et en élévation du compresseur représenté à la figure 1, qui montre le manchon annulaire du système de gestion de l'huile dans une deuxième position. La figure 3 est une vue en coupe et en élévation du compresseur illustré à la figure 1, comprenant un élément d'écoulement constant et un élément de lubrification de palier du système de gestion de l'huile. La figure 4 est une vue en perspective agrandie et latérale du manchon annulaire du système de gestion de l'huile représenté aux figures 1 à 3. La description détaillée suivante et les dessins annexés décrivent et illustrent un exemple de mode de réalisation de l'invention. La description et les dessins servent à permettre à un spécialiste de réaliser et d'utiliser l'invention, et ne visent pas à limiter la portée de l'invention de quelque manière que ce soit. La figure 1 montre un compresseur 10 du type à came plate à déplacement variable conforme à la présente invention. Le compresseur 10 comprend un boîtier cylindrique 12 contenant une tête 14 de cylindre, un bloc-cylindre 16 et un carter 18. La tête de cylindre 14 contient une chambre d'aspiration 20 formée dans celle-ci. Un orifice d'entrée (non représenté) et un conduit d'entrée associé (non représenté) permettent une communication fluide entre la chambre d'aspiration 20 et un composant externe (non représenté), tel qu'un évaporateur d'un système de chauffage, de ventilation et de climatisation, par exemple. Un passage pour fluide 22 est formé dans la tête de cylindre 14. Le passage pour fluide 22 est en communication fluide avec un trou central 27 formé dans le bloc-cylindre 16, par le biais d'une ouverture 24 formée dans une plaque 25 de soupape et -6- d'une cavité 26 formée dans le bloc-cylindre 16. Ce passage pour fluide 22, l'ouverture 24 et la cavité 26 raccordent de manière fluide le trou central 27 à la chambre d'aspiration 20 pour faciliter l'écoulement d'un fluide de travail (un réfrigérant par exemple) du trou central 27 à la chambre d'aspiration 20. La chambre d'aspiration 20 est aussi en communication fluide avec un ensemble de trous cylindriques 28 formés dans le bloc-cylindre 16 à travers un ensemble d'orifices d'aspiration à soupape (non représenté) formés dans la plaque porte-soupape 25. Chacun des trous cylindriques 28 est formé dans le bloc cylindrique 16 à un intervalle prédéterminé et disposé de manière périphérique autour d'un axe longitudinal A du compresseur 10. Chacun des trous cylindriques 28 est aussi en communication fluide avec une chambre d'évacuation 30 à travers un ensemble d'orifices d'évacuation 32 par des soupapes formés dans la plaque porte-soupape. Un orifice de sortie (non représenté) et un conduit associé de sortie (non représenté) permettent une communication fluide entre la chambre d'évacuation 30 et un composant externe (non représenté) tel qu'un condenseur de système de chauffage, de ventilation et de climatisation, par exemple. Un piston 34 est reçu de façon coulissante dans chacun des trous cylindriques 28. Comme on le voit, les pistons 34 sont couplés à un ensemble 36 formant une plaque d'entraînement par le biais de sabots 37. On comprendra que l'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement peut correspondre à tout ensemble formant une plaque d'entraînement voulu, tel qu'une came plate ou un plateau cylindrique, par exemple. Comme on le voit, l'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement présente globalement une forme circulaire et se trouve dans une chambre étanche à manivelle 38 formée par le bloc-cylindre 16 et le carter 18. L'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement contient une plaque annulaire 39 et un élément formant un moyeu 40 comportant une ouverture centrale 41 formée dans celui-ci. On comprendra que la plaque annulaire 39 et l'élément formant un moyeu 40 peuvent être formés séparément ou sous forme de structure intégrée si on le souhaite. La plaque annulaire 39 contient une paire de surfaces opposées, pratiquement planes 42 et une ouverture centrale 43 formée dans celle-ci. Au moins une partie de l'élément 40 formant un moyeu est reçue dans l'ouverture centrale 43 de la plaque -7- annulaire 39 et mécaniquement couplée à celle-ci pour former l'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement. L'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 est couplé mécaniquement à un rotor 44. Le rotor 44 est configuré pour varier d'un angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal A du compresseur 10. Le rotor 44 comprend une portion 45 d'arbre à extension extérieure comportant une ouverture 46 formée dans celle-ci. Comme on peut le voir, un axe de guidage 47 formé sur l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 s'engage en coulissant dans des parois formant l'ouverture 46 formée dans la portion 45 d'arbre du rotor 44. Le rotor 44 est couplé de manière fixe à un arbre d'entraînement 48 libre en rotation. L'arbre d'entraînement 48 est disposé de manière centrale dans le carter 18 et conçu pour s'étendre à travers celui-ci jusqu'au bloc-cylindre 16 du compresseur 10. L'arbre d'entraînement 48 représenté est soutenu en rotation par un roulement à rouleaux 50 à une première extrémité de celui-ci et par des butées 52 à une deuxième extrémité de celui-ci. L'arbre d'entraînement 48 est mécaniquement couplé à une source d'énergie (par exemple un moteur) par le biais d'une poulie (non représentée) qui amène l'arbre d'entraînement 48 à tourner. Un passage pour fluide 54 à extension axiale et un passage pour fluide 55 à extension radiale vers l'extérieur sont formés dans l'arbre d'entraînement 48. On comprendra que des passages supplémentaires à extension radiale vers l'extérieur (non représentés) peuvent être formés dans l'arbre d'entraînement 48 et raccordés au passage à extension axiale 54 comme on le souhaite. Les passages 54, 55 de l'arbre d'entraînement 48 sont en communication fluide avec un passage pour fluide 56 formé dans le rotor 44. On comprendra que des passages supplémentaires pour fluide (non représentés) peuvent se trouver dans le rotor 44 si on le souhaite. Le passage 56 pour fluide s'étend à partir d'une ouverture centrale (non représentée) formée dans le rotor 44 vers une surface radiale externe 57 de celui-ci. Les passages 54, 55, 56 pour fluide coopèrent pour donner une voie d'écoulement entre la chambre à manivelle 38 et le trou central 27 formé dans le bloc-cylindre 16. En conséquence, une première voie d'écoulement de fluide entre la chambre à manivelle 38 et la chambre d'aspiration 20 se trouve dans les passages 22, 54, 55 et 56 pour fluide, l'ouverture 24 de la plaque 25 porte-soupape et la cavité 26 du bloc- -8 cylindre 16, afin de faciliter l'écoulement du fluide de travail de la chambre à manivelle 38 à la chambre d'aspiration 20. Un manchon annulaire 58 libre en rotation comportant un trou 60 formé dans celui-ci entoure et apporte un soutien à l'arbre d'entraînement 48 le long d'un axe longitudinal de celui-ci. On comprendra que le manchon annulaire 58 peut avoir une forme et une taille quelconques, comme on le souhaite, par exemple présenter un diamètre d'alésage proche de 26 mm. Le manchon annulaire 58 est couplé à l'élément 40 formant un moyeu de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36. En particulier, le manchon annulaire 58 représenté est couplé à pivot à l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 par un ensemble d'axes 66 indiqués par des lignes discontinues aux figures 1 à 3. Les axes 66 sont reçus dans des ouvertures respectives 68, représentées à la figure 4, formées en opposition à la première extrémité du manchon annulaire 58 et des ouvertures alignées (non représentées) formées dans l'élément 40 formant un moyeu de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36. Un ressort 62 est placé autour d'une surface extérieure de l'arbre d'entraînement 48, entre une première extrémité du manchon annulaire 58 et le rotor 44. Un évidement annulaire 70 est formé dans le manchon annulaire 58 pour recevoir un lubrifiant tel qu'un fluide lubrifiant (de l'huile par exemple) disposé dans la chambre à manivelle 38 du compresseur 10, par exemple, pour y apporter une lubrification et pour limiter le frottement entre le manchon annulaire 58 et l'arbre d'entraînement 48. Dans un exemple non limitatif, le fluide lubrifiant disposé dans la chambre 38 à manivelle s'écoule le long d'une surface extérieure de l'arbre d'entraînement 48, entre le manchon annulaire 58 et l'arbre d'entraînement 48, et il est reçu dans l'évidement annulaire 70. Une surface externe 72 du manchon annulaire 58 comprend un traitement de surface tel qu'un revêtement 73, comme le montrent les figures 1 à 3, un traitement mécanique ou un traitement chimique, par exemple, afin de limiter le frottement entre le manchon annulaire 58 et le bloc-cylindre 16. Dans le cadre d'un exemple non limitatif, le revêtement 73 est une couche de matière telle que le Téflon®, par exemple. On comprendra toutefois qu'on peut employer tout matériau approprié pour le revêtement 73, comme on le souhaite. Le manchon annulaire 58 peut glisser axialement le long de l'arbre d'entraînement 48 pour être reçu en va-et-vient dans le trou central -9- 27 du bloc-cylindre 16. Une position du manchon annulaire 58 le long de l'arbre d'entraînement 48 correspond à l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36. En particulier, quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 est maximisé comme le montre la figure 1, le manchon annulaire 58 se trouve dans une première position. Inversement, quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 est au minimum comme le montre la figure 2, le manchon annulaire 58 se trouve dans une deuxième position. Une deuxième extrémité du manchon annulaire 58 vient en butée contre un des paliers de butée 52 quand le manchon annulaire 58 se trouve dans la deuxième position. Quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement est compris entre le maximum et le minimum, le manchon annulaire 58 se trouve dans une position intermédiaire entre la première position et la deuxième position.

Un passage pour fluide 80 formé dans le bloc-cylindre 16 est doté d'une dérivation, afin de faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant entre la chambre à manivelle 38 et la chambre 20 d'aspiration. En conséquence, une deuxième voie d'écoulement de fluide entre la chambre à manivelle 38 et la chambre 20 d'aspiration est créée par les passages pour fluides 22 et 80, par l'ouverture 24 de la plaque porte-soupape 25 et par la cavité 26 du bloc-cylindre 16, afin de faciliter un écoulement du fluide de travail à partir de la chambre à manivelle 38 vers la chambre 20 d'aspiration. Le passage pour fluide 80, et donc la deuxième voie d'écoulement pour fluide, est ouvert et fermé de manière choisie par le manchon annulaire 58 qui glisse axialement le long de l'arbre d'entraînement 48. En particulier, quand le manchon annulaire 58 est dans la première position apparaissant à la figure 1, une entrée du passage 80 est entièrement fermée. Inversement, quand le manchon annulaire 58 est dans la deuxième position représentée à la figure 2, l'entrée du passage 80 est entièrement ouverte. Quand le manchon annulaire 58 est dans la position intermédiaire, l'entrée du passage 80 est entièrement ouverte, entièrement fermée ou au moins en partie ouverte. Dans le compresseur 10, un élément à écoulement constant 88 représenté à la figure 3 peut servir à faciliter un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide de lubrification à partir de la chambre à manivelle 38vers la chambre 20 d'aspiration. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément à écoulement constant 88 correspond à un -10- évidement pratiqué dans le bloc-cylindre 16, formant un creux entre le manchon annulaire 58 et le bloc-cylindre 16. On comprendra que l'élément à écoulement 88 constant peut correspondre à un évidement pratiqué dans le manchon annulaire 58 formant le creux entre le manchon annulaire 58 et le bloc-cylindre 16 si on le souhaite. Le creux facilite un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle 38 au passage pour fluide 80 et à la chambre 20 d'aspiration. On comprendra que l'évidement peut être formé dans le bloc-cylindre 16 ou dans le manchon annulaire 58 par un moyen quelconque souhaité, par exemple par coulée dans le bloc-cylindre 16 ou dans le manchon annulaire 58 puis par usinage dans le bloc-cylindre 16 ou dans le manchon annulaire 58 après coulée de celui-ci, par exemple. Dans le compresseur 10, un élément 86 de lubrification de palier représenté à la figure 3 peut servir à faciliter l'écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant autour des paliers de butée 52 pour leur lubrification. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément 86 de lubrification de palier correspond à un évidement formé dans le bloc-cylindre 16. On comprendra que l'évidement peut être formé par un moyen quelconque voulu tel que par coulée dans le bloc-cylindre 16 ou usinage dans le bloc-cylindre après coulée préalable, par exemple. Pendant le fonctionnement du compresseur 10, la source d'énergie externe fait tourner l'arbre d'entraînement 48. La rotation de l'arbre d'entraînement 48 amène, en conséquence, le rotor 44 à tourner avec l'arbre d'entraînement 48. Quand le rotor 44 tourne, le raccordement entre l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et le rotor 44 amène l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 à tourner. La rotation de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 amène les pistons 34 à adopter un mouvement de va-et-vient à l'intérieur des trous cylindriques 28. Alors que les pistons 34 sont amenés à se déplacer vers une position basse de point mort, la pression au sein des trous cylindriques 28 est inférieure à la pression au sein de la chambre d'aspiration 20. En conséquence, les orifices d'aspiration à soupape sont amenés à s'ouvrir, ce qui amène le fluide de travail à s'écouler à partir de la chambre d'aspiration 20 à travers les orifices d'aspiration à soupape, et jusqu'aux trous cylindriques 28.

Quand les pistons 34 sont amenés à se déplacer vers une position haute de point mort, le fluide de travail présent au sein des trous cylindriques 28 est comprimé. Quand la pression régnant dans les trous cylindriques 28 est -11- amenée à dépasser la pression régnant dans la chambre 30 d'évacuation, les orifices 32 d'évacuation à soupape sont amenés à s'ouvrir et le fluide de travail comprimé est amené à s'écouler à travers les orifices 32 d'évacuation à soupape vers la chambre 30 d'évacuation.

De plus, quand les pistons 34 sont amenés à se déplacer vers la position haute de point mort, la pression au sein des trous cylindriques 28 est amenée à dépasser une pression régnant dans la chambre à manivelle 38. Quand les pistions 34 sont amenés à se déplacer vers la position basse de point mort, la pression au sein des trous cylindriques 28 est inférieure à la pression régnant dans la chambre à manivelle 38. En conséquence, quand les pistions 34 adoptent un mouvement de va-et-vient, la pression régnant dans la chambre 30 d'évacuation est supérieure à la pression au sein 38 de la chambre 38 à manivelle, laquelle est supérieure à la pression régnant dans la chambre 20 d'aspiration. Ces différences de pression entre la chambre 30 d'évacuation, la chambre à manivelle 38 et la chambre 20 d'aspiration amènent le fluide de travail et le fluide lubrifiant à s'écouler dans la chambre 38 à manivelle et à s'y mélanger. La différence de pression entre la chambre à manivelle 38 et la chambre 20 d'aspiration amène le mélange à s'écouler dans le passage 56 formé dans le rotor 44. La rotation du rotor 44 produit une force centrifuge exercée sur le mélange. La densité du fluide lubrifiant est supérieure à celle du fluide de travail. Les différences de caractéristiques physiques entre le fluide de travail et le fluide lubrifiant, et la force centrifuge exercée sur le mélange entraînent une séparation du fluide lubrifiant du fluide de travail.

Comme le fluide lubrifiant présente une densité supérieure à celle du fluide de travail, le fluide lubrifiant est amené à refluer dans la chambre à manivelle 38. Simultanément, le fluide de travail continue à s'écouler à travers la première voie d'écoulement de fluide jusqu'à la chambre 20 d'aspiration.

Quand le fonctionnement du compresseur 10 est amorcé par la rotation de l'arbre d'entraînement 48, la pression régnant dans la chambre 20 d'aspiration chute temporairement et rapidement. En conséquence, la pression au sein de la chambre à manivelle 38 est supérieure à la pression régnant dans la chambre 20 d'aspiration, ce qui amène l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et la longueur de la course des pistons 34 à diminuer. Quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 diminue, le manchon -12 annulaire 58 se positionne à la deuxième position, comme le montre la figure 2, ce qui ouvre entièrement l'entrée du passage 80 pour fluide. En conséquence, une quantité maximale du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant s'écoule à partir de la chambre à manivelle 38, jusqu'à la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, puis dans la chambre 20 d'aspiration. Quand les pistions 34 sont amenés à se déplacer vers la position basse de point mort donc, le mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant est reçu dans les trous cylindriques 28. Le mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant lubrifie les pistons 34 en facilitant un effet d'étanchement entre les pistons 34 et les trous cylindriques 28. L'effet d'étanchement restreint l'écoulement du mélange des trous cylindriques 28 à la chambre à manivelle 38. Alors que le fonctionnement du compresseur 10 se poursuit et que le mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant s'écoule de la chambre à manivelle 38 à la chambre 20 d'aspiration, la différence de pression entre la pression régnant dans la chambre à manivelle 38 et la pression au sein de la chambre d'aspiration 20 diminue progressivement. Ainsi, l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et la longueur de course des pistons 34 augmente progressivement. Quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 augmente du minimum au maximum (c'est-à-dire lors de l'opération de déplacement complet du compresseur 10), le manchon annulaire 58 est amené à se déplacer de la deuxième position à la position intermédiaire, puis jusqu'à la première position représentée à la figure 1. En conséquence, le manchon annulaire 58 glisse de la deuxième position qui ouvre entièrement l'entrée du passage pour fluide 80, à la position intermédiaire, puis jusqu'à la première position qui ferme entièrement l'entrée du passage 80 pour fluide en limitant l'écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant à partir de la chambre à manivelle 38, jusqu'à la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, jusqu'à la chambre 20 d'aspiration. Pendant l'augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 du minimum au maximum, on atteint un premier angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et un deuxième angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36. Au premier angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque -13- d'entraînement 36, le manchon annulaire 58 est amené à se déplacer d'une ouverture complète de l'entrée du passage pour liquide 80 à l'ouverture partielle de l'entrée du passage pour fluide 80. En conséquence, une quantité réduite du mélange de fluide de travail et de fluide lubrifiant s'écoule de la chambre à manivelle 38 dans la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, puis dans la chambre 20 d'aspiration. Pour le deuxième angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36, le manchon annulaire 58 est amené à se déplacer d'une ouverture partielle de l'entrée du passage pour fluide 80 à une fermeture complète de l'entrée du passage pour fluide 80, et à limiter l'écoulement de l'écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant s'écoulant depuis la chambre à manivelle 38, jusqu'à la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, puis jusqu'à la chambre d'aspiration 20.

Une fois que le compresseur 10 a fonctionné en déplacement complet pendant une durée appropriée, une charge appliquée au compresseur 10 est réduite. La réduction de la charge appliquée au compresseur 10 amène la pression régnant dans la chambre d'aspiration 20 à diminuer. La diminution de la pression au sein de la chambre d'aspiration 20 amène le différentiel de pression entre la pression régnant dans la chambre à manivelle 38 et la pression au sein de la chambre d'aspiration 20 à augmenter. En conséquence, l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et la longueur de la course des pistons 34 sont amenés à diminuer du maximum au minimum (c.-à-d. une opération de petit déplacement du compresseur 10). Comme on l'a déjà décrit, quand l'angle d'inclinaison de l'ensemble 36 formant une plaque d'entraînement est au minimum, le manchon annulaire 58 se trouve dans la deuxième position qu'illustre la figure 2 en ouvrant entièrement l'entrée du passage pour fluides 80. En conséquence, la quantité maximale du mélange de fluide de travail et de fluide lubrifiant s'écoule de la chambre à manivelle 38 jusqu'à la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, puis jusqu'à la chambre d'aspiration 20. Pendant la diminution de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 du maximum au minimum, le deuxième angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et le premier angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 sont atteints. Pour le -14 deuxième angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36, le manchon annulaire 58 est amené à se déplacer d'une fermeture complète de l'entrée du passage pour fluide 80 à une ouverture partielle de l'entrée du passage pour fluide 80. En conséquence, une quantité accrue du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant s'écoule dans la chambre à manivelle 38, jusqu'au deuxième passage d'écoulement de fluide et à travers celui-ci, puis jusqu'à la chambre d'aspiration 20. Pour le premier angle prédéterminé d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36, le manchon annulaire 58 est amené à se déplacer d'une ouverture partielle de l'entrée du passage pour fluide 80 à une ouverture complète de l'entrée du passage pour fluide 80. En conséquence, la quantité maximale du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant s'écoule à partir de la chambre à manivelle 38 jusqu'à la deuxième voie d'écoulement de fluide et à travers celle-ci, puis dans la chambre d'aspiration 20. Quand le compresseur 10 est amené à fonctionner entre l'opération de déplacement complet et l'opération de petit déplacement, l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 et la longueur de la course des pistons 34 sont compris entre le maximum et le minimum. En conséquence, le manchon annulaire 58 se trouve à une position intermédiaire entre la première position et la deuxième position. En fonction de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36 entre le maximum et le minimum, du premier angle prédéterminé d'inclinaison et du deuxième angle prédéterminé d'inclinaison, l'entrée du passage pour fluide 80 est entièrement ouverte, entièrement fermée ou partiellement ouverte. En option, le mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant peut être amené à s'écouler à partir de la chambre à manivelle 38 à travers l'élément à écoulement constant 88 jusqu'à la chambre d'aspiration 20 quel que soit l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement 36. De plus, le mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant peut être amené à s'écouler de la cavité 26 formée dans le bloc-cylindre 16 jusqu'à l'élément de lubrification de palier 86 et à travers celui-ci, et autour des paliers 52 de poussée, afin de leur apporter une lubrification. D'après la description qui précède, un spécialiste de la technique peut facilement discerner les caractéristiques essentielles de cette -15 invention et sans s'éloigner de l'esprit et la portée de celle-ci, réaliser de nombreuses variations et modifications de l'invention en vue de l'adapter à divers usages et conditions.

Claims

REVENDICATIONS1. Compresseur (10) comprenant : un boîtier creux (12) contenant une tête de cylindre (14) comportant une chambre d'aspiration (20) et un passage pour fluide formé dans celle-ci, un bloc-cylindre (16) comportant au moins un trou cylindrique (27) formé dans celui-ci et un carter (18), dans lequel une chambre à manivelle (38) sensiblement étanche est formée entre la tête de cylindre et le carter ; un arbre d'entraînement (48) libre en rotation disposé dans le carter (18) et conçu pour s'étendre à travers lui jusqu'au bloc-cylindre (16), l'arbre d'entraînement contenant au moins un passage pour fluide (54, 55) formé dans celui-ci ; une première voie d'écoulement de fluide (22, 54, 55, 56) raccordant la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement de fluide de travail de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide contenant ledit au moins un passage pour fluide (54, 55) formé dans l'arbre d'entraînement (48) ; une deuxième voie d'écoulement de fluide (22, 80) raccordant la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide contenant le passage pour fluide (22) formé dans la tête de cylindre ; et un manchon annulaire (58), disposé à coulissement entre l'arbre d'entraînement (48) et le bloc-cylindre (16), le manchon annulaire pouvant être positionné de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide.
2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble formant une plaque d'entraînement présentant un angle d'inclinaison par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal de l'arbre d'entraînement.
3. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième voie d'écoulement de fluide est fermée quand le manchon-17 annulaire se trouve dans une première position et que l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement est maximisé.
4. Compresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième voie d'écoulement de fluide est ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans une deuxième position et que l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement est réduit à son minimum.
5. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième voie d'écoulement de fluide est partiellement ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans une position intermédiaire et que l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement est compris entre un minimum et un maximum.
6. Compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon annulaire est couplé en cours de manière opérationnelle à l'ensemble formant une plaque d'entraînement pour glisser d'une première position du manchon annulaire à une deuxième position du manchon annulaire, en réponse à une diminution de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement, et de la deuxième position du manchon annulaire à la première position du manchon annulaire en réponse à une augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement.
7. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon annulaire contient un évidement annulaire formé dans une surface intérieure de celui-ci, en vue d'y recevoir un lubrifiant, ce lubrifiant apportant une lubrification au manchon annulaire et à l'arbre d'entraînement et limitant le frottement entre ceux-ci.
8. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon annulaire contient un traitement de surface servant à limiter le frottement entre le manchon annulaire et le bloc-cylindre.
9. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément d'écoulement constant servant à faciliter un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration.
10. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de lubrification de palier servant à faciliter un écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant autour d'au moins un palier disposé dans le bloc-cylindre.-18-
11. Compresseur (10) comprenant : un boîtier creux (12) contenant une tête de cylindre (14) comportant une chambre d'aspiration (20) et un passage pour fluide formé dans celle-ci, un bloc-cylindre (16) comportant au moins un trou cylindrique (27) formé dans celui-ci et un carter (18), dans lequel une chambre à manivelle (38) sensiblement étanche est formée entre la tête de cylindre et le carter ; un arbre d'entraînement (48) libre en rotation disposé dans le carter (18) et conçu pour s'étendre à travers lui jusqu'au bloc-cylindre (16), l'arbre d'entraînement contenant au moins un passage pour fluide (54, 55) formé dans celui-ci ; un rotor couplé fixement à l'arbre d'entraînement (48), dans lequel un mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement provoque un mouvement de rotation du rotor ; un ensemble formant une plaque d'entraînement (36) couplé au rotor, cet ensemble formant une plaque d'entraînement présentant un angle d'inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à un axe longitudinal de l'arbre d'entraînement ; une première voie d'écoulement de fluide (22, 54, 55, 56) raccordant de manière fluide la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement de fluide de travail de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide contenant ledit au moins un passage pour fluide formé (54, 55) dans l'arbre d'entraînement (48) ; une deuxième voie d'écoulement de fluide (22, 80) raccordant de manière fluide la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide contenant le passage pour fluide (22) formé dans la tête de cylindre ; et un manchon annulaire (58), disposé de façon coulissante entre l'arbre d'entraînement (48) et le bloc-cylindre (16), le manchon annulaire pouvant être positionné de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide, le manchon annulaire étant couplé de manière opérationnelle à l'ensemble formant une plaque d'entraînement pour glisser d'une première position du manchon annulaire à une deuxième position du manchon annulaire en réponse à une diminution de l'angle-19- d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement d'un maximum à un minimum, et pour glisser de la deuxième position du manchon annulaire à la première position du manchon annulaire en réponse à une augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement du minimum au maximum.
12. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la deuxième voie d'écoulement de fluide est fermée quand le manchon annulaire se trouve dans la première position.
13. Compresseur selon la revendication 12, caractérisé en ce 10 que la deuxième voie d'écoulement de fluide est ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans la deuxième position.
14. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la deuxième voie d'écoulement de fluide est partiellement ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans une position intermédiaire et 15 que l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement est compris entre le minimum et le maximum.
15. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le manchon annulaire contient un évidement annulaire formé dans une surface intérieure de celui-ci, en vue d'y recevoir un lubrifiant, ce lubrifiant 20 permettant la lubrification du manchon annulaire et de l'arbre d'entraînement et limitant le frottement entre ceux-ci.
16. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le manchon annulaire contient un traitement de surface servant à limiter le frottement entre le manchon annulaire et le bloc-cylindre. 25
17. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément à écoulement constant servant à faciliter un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration.
18. Compresseur selon la revendication 11, caractérisé en ce 30 qu'il comprend en outre un élément à de lubrification de palier servant à faciliter l'écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant autour d'au moins un palier disposé dans le bloc-cylindre.
19. Compresseur (10) comprenant : un boîtier creux (12) contenant une tête de cylindre (14) 35 comportant une chambre d'aspiration (20) et un passage pour fluide formé dans celle-ci, un bloc-cylindre (16) comportant au moins un trou cylindrique (27) formé dans celui-ci et un carter (18), dans lequel une-20- chambre à manivelle (38) sensiblement étanche est formée entre la tête de cylindre et le carter ; un arbre d'entraînement (48) libre en rotation disposé dans le carter (18) et conçu pour s'étendre à travers lui jusqu'au bloc-cylindre (16), l'arbre d'entraînement contenant au moins un passage pour fluide (54, 55) formé dans celui-ci ; un rotor couplé fixement à l'arbre d'entraînement (48), dans lequel un mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement provoque un mouvement de rotation du rotor ; un ensemble formant une plaque d'entraînement (36) couplé au rotor, cet ensemble formant une plaque d'entraînement présentant un angle d'inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à un axe longitudinal de l'arbre d'entraînement ; une première voie d'écoulement de fluide (22, 54, 55, 56) raccordant de manière fluide la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement de fluide de travail de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la première voie d'écoulement de fluide contenant au moins un passage pour fluide (54, 55) formé dans l'arbre d'entraînement (48) ; une deuxième voie d'écoulement de fluide (22, 80) raccordant de manière fluide la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20) pour faciliter l'écoulement d'un mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration, la deuxième voie d'écoulement de fluide contenant le passage pour fluide (22) formé dans la tête de cylindre ; un manchon annulaire (58), disposé de façon coulissante entre l'arbre d'entraînement (48) et le bloc-cylindre (16), le manchon annulaire pouvant être positionné de manière choisie pour ouvrir et pour fermer la deuxième voie d'écoulement de fluide, le manchon annulaire étant couplé en opération à l'ensemble formant une plaque d'entraînement pour glisser d'une première position du manchon annulaire à une deuxième position du manchon annulaire en réponse à une diminution de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement d'un maximum à un minimum, et pour glisser de la deuxième position du manchon annulaire à la première position du manchon annulaire en réponse à une augmentation de l'angle d'inclinaison de l'ensemble formant une plaque d'entraînement du minimum au maximum, la deuxième voie pour fluide étant fermée-21 quand le manchon annulaire se trouve dans la première position et ouverte quand le manchon annulaire se trouve dans la deuxième position ; un élément à écoulement constant (88) raccordant la chambre à manivelle (38) à la chambre d'aspiration (20), en vue de faciliter un écoulement constant du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant de la chambre à manivelle à la chambre d'aspiration ; et un élément de lubrification de palier (86) servant à faciliter l'écoulement du mélange du fluide de travail et du fluide lubrifiant autour d'au moins un palier disposé dans le bloc-cylindre.
20. Compresseur selon la revendication 19, caractérisé en ce que le manchon annulaire contient un évidement annulaire formé dans une surface intérieure de celui-ci, en vue d'y recevoir un lubrifiant, ce lubrifiant permettant la lubrification du manchon annulaire et de l'arbre d'entraînement et limitant le frottement entre ceux-ci, et un traitement de surface servant à limiter le frottement entre le manchon annulaire et le bloc- cylindre.