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Compresseur autorégulateur applicable notamment aux machines frigorifiques,
L'objet de la présente invention est un compresseur de fluide électrique auto-régulateur applicable aux machines frigorifiques.
Oe compresseur est caractérisé par un ensemble formé par la partie mobile du compresseur et par un induit commandant cette partie, la masse de cet ensemble étant soumise à l'ac- tion d'un ressort, tel que la fréquence propre d'oscillation de cet ensemble soit à vide inférieure à celle que lui impose le courant périodique d'alimentation et égale à celle-ci lors- que la force nécessaire pour produire un certain taux de com- pression vient s'ajouter à celle ou ressort.
L'avantage de cette disposition est que la course de la partie mobile du compresseur (le piston par exemple croit automatiquement avec le taux de compressid
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Dans les appareils décrits jusqu'ici, la fréquence propre de l'ensemble de masses et du. ressort est réglée pour être en résonance avec la fréquence du courant d'alimentation.
Lorsque l'appareil fonctionne à vide, l'amplitude tend à pren- dre une valeur exce ssive et différents procédés ont été décrits pour éviter cet inconvénient. D'autre part, des procédés ont été décrits pour le réglage de la puissance en,cours de fonc- tionnement.
La présente invention permet d'obtenir automatique- ment ces résultats de la manière la plus simples
Le travail de compression produit dans le mouvement oscillation du système masse-force élastique non seulement un amortissement qui diminuerait la fréquence propre, mais encore une force qui dans la seconde moitié de la compression s'ajoute à celle de la lame élastique et qui, en conséquence, augmente la fréquence propre du système. Oe fait est conforme à la théo- rie fondamentale des oscillations harmoniques dont l'équation différentielle est d2 x = - K2x. dt2 la fréquence augmentant avec K.
Pour utiliser cette propriété suivant l'invention, on règle la fréquence propre des masses et de la force du ressort de manière que la fréquence propre du système soit notablement inférieure à celle que lui imprime le courant moteur. A vide, par exemple au début du fonctionnement, l'amplitude est petite à cause du désaccord de fréquences, mais elle augmente à mesure que le taux de compression s'élève, on arrivera enfin à la ré- sonance et en conséquence au maximum d'amplitude et de puissan- oe pour le taux de compression maximum prévu.
Dans l'application aux machines frigorifiques, on ob- tient le résultat suivant : :
Lorsque la température ambiante est relativement basse (15 cent. par ex.) la pression au condenseur est basse, le taux de compression faible et par suite l'amplitude est faible, d'où
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économie de l'usure de l'appareil et du oourant d'alimentation.
A mesure que la température ambiante s'élève, le taux de com- pression s'élève, l'amplitude également et l'on calcule la masse de manière que l'amplitude maximum se produise pour la température ambiante maximum prévue.
A titre d'exemple, on a représenté aux figures ci- dessous différentes formes d'exécution :
Les fig. 1, 2, 3 sont de s vues en élévation, de pro- fil et en plan de la première forme d'exécution.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en plan de deux varian- tes. les fig. 6, 7 et 8 sont des vues en élévation, de profil et en plan, d'une autre variante de la première forme d'exécution.
La fige 9 est une élévation d'un compresseur auto- régulateur suivant une variante.
La figé 10 est un plan correspondant.
Aux fige 1? 8 et 3, le compresseur comprend une pla- tine 11 sur laquelle sont fixées deux lames élastiques 1 et deux équerres 7 supportant le circuit magnétique feuilleté 5 d'un inducteur. Oe dernier comprend deux branches, portant les bobines 6 et un entrefer dans lequel s'engagent partiel- lement des aimants permanents mobiles fixés aux lames élasti- ques 1.
Des équerres fixées à l'inducteur supportent un cy- lindre 8 renfermant deux pistons 3 reliés symétriquement chacun par une biellette souple 4 à l'une des deux lames élastiques 1. En son milieu, le cylindre 8 présente une sou- pape d'aspiration 9 et une soupape de refoulement 100 Les masses 12 sont tarées de manière que la période propre des lames et des masses soit inférieure à celle que lui imprime le circuit magnétique 5.
Les bobines sont excitées en courant alternatif, de sorte que les armatures 2 subissent une at-
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attraction et une répulsion pour chaque période du courant et prennent un mouvement alternatif qui est communiqué aux pis- tons du compresseur et le fluide est aspiré par la soupape 9 et refoulé par la soupape 10,
La période propre des lames élastiques et des masses étant inférieure à celle du courant d'alimentation, l'ampli- tude re ste pe tite, mais elle augmente, comme expliqué ci- dessus à mesure que le taux de compression augmente.
On peut remplacer les aimants 2 par de s masses de fer doux. Celles-ci sont alors attirées deux fois par période et la vibration aura une fréquence double de celle du courant d'alimentation, le phénomène d'autorégulation se produisant de la même façon.
A la fig. 4, les aimants permanents ont été remplacés par des éleotroaimants bobinés et alimentés par un courant con- tinu ou alternatif redressé. Le fonctionnement est le même qu'avec des aimants permanents.
A la fig. 5, on a prévu deux inducteurs séparés agis- sant sur une armature qui, au repos, est complètement engagée dans l'entrefer. Ces armatures peuvent être munies d'un bobi- nage en court-circuit et fonctionner comme un moteur à répul- sion, les armatures faisant une oscillation complète par pério- de du courant alternatif. Pour permettre le démarrage, on dis- posera parallèlement aux armatures, en dehors de l'axe de cel- les-ci, deux petits aimants permanents.
Ces bobinages peuvent être alimentés en courant conti- nu ou redressé, ou, ce qui revient au même, les armatures peu- vent être remplacées par des aimants permanents. Dans ce cas, le fonctionnement est le suivant t Chaque période du courant n'imprime qu'une demi-oscillation aux armatures, la fréquence de la vibration sera la moitié de oelle du courant d'alimenta- tion et les masses 12 devront être telles que la fréquence pro- pre des lames soit inférieure à la moitié de celle du courant
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d'alimentation.
Les fig. 6, 7 et 8 montrent une autre variante de la première forme d'exécution. L'inducteur est formé par un aimant permanent 13 entre les pôles duquel sont disposées les armatures mobiles 14 fixées aux extrémités de deux lames flexibles 15 aptes à entrer en vibration. Les armatures 14 portent chacune une bobine 16 destinée à recevoir le courant périodique d'alimentation. Le cylindre et les deux pistons sont disposés comme dans la première forme d'exécution, les pistons étant reliés aux extrémités des lames flexibles 15.
Dans la disposition suivant la fig. l, les aimants permanents servant d'armatures mobiles se trouvent par suite du mouvement oscillant plus ou moins engagés dans le circuit magnétique portant la bobine d'alimentation. Lorsque les ai- mants sont engagés au maximum, à fin de course, ils produi- sent dans le circuit magnétique une certaine induction qui diminue à mesure que les aimants s'éloignent, à la demi-période suivante. Mais le flux est toujours de même sens et, en consé- quence, sa variation à travers les bobines et, par suite, la force électromotrice induite demeurent relativement faibles.
Les fig. 9 et 10 représentent une disposition qui a pour effet de créer, à travers les bobines, un renversement du sens du flux d'induction produit par les aimants et d'obte- nir ainsi une force électromotrice induite aussi élevée que possible. A cet effet, il est prévu deux lames élastiques por- tant chacune deux aimants permanents dont les axes magnétiques sont parallèles et de sens contraire s et qui viennent s'intro- duire successivement, à chaque demi-période, dans le circuit magnétique inducteur.
Chacune des lames élastiques 21 porte à son extré- mité deux aimants permanents 22 et 23, dont les axes sont parallèles, mais de sens contraire. Le circuit magnétique 24 est disposé de telle façon que les deux aimants 22 s'intro-
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duisent simultanément dans le circuit magnétique, puis dans la demi-période suivante, les deux aimants 23. Les axes magnéti- ques de ces aimants étant de sens contraire, le flux se trou- ve renversé à travers les bobines d'où induction d'une force électromotrice élevée et augmentation de la puissance et du ren- dement de l'appareil.
Un autre avantage pratique est que les aimants sont toujours sollicités dans le sens où le flux produit par les bobi- ne* tend à augmenter le flux qui les traverse, c'est-à-dire à augmenter leur aimantation. La désaimantation par surintensité accidentelle dans les inducteurs est donc impossible.
Il est clair que d'autres variantes pourront être en- core conçues dans le cadre de l'invention, avec au moins un pis- ton vibrant sous l'action d'un dispositif électromagnétique et la réaction d'un organe élastique jouissant de la propriété au- torégulatrioe faisant l'objet de l'invention.
Oes compresseurs ont l'avantage de pouvoir, grâce à leur simplicité, fonctionner sans surveillance, avec une sécu- rité beaucoup plus grande que les compresseurs entraînés par moteur électrique à collecteur ou à induction.