Groupe moteur électrique-compresseur à piston tournant pour appareil frigorifique. La présente invention a pour objet un groupe moteur électrique-compresseur à pis ton tournant pour appareil frigorifique, qui est caractérisé en ce qu'il comporte une sou pape auxiliaire commandée électromagnétique ment par le courant du moteur électrique pour mettre en .communication le côté aspira tion du compresseur avec la haute pression tant que le moteur n'a pas atteint une cer taine vitesse, afin de décharger le compres seur et faciliter ainsi le démarrage du groupe.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du groupe moteur électrique-compresseur à piston tour nant faisant l'objet de l'invention.
Fig. 1 en est une coupe axiale.
Fig. 2 une vue en plan avec arrachement partiel, la partie supérieure contenant le mo teur électrique étant supposée enlevée.
Fig. 3 est une vue en coupe schématique suivant III-III montrant le compresseur. Fig. 4 est un schéma électrique.
Le groupe représenté comprend une enve loppe formée de deux parties 1, 2 présentant deux brides entre lesquelles est interposé un joint d'étanchéité 3. et qui sont figées l'une à l'autre au moyen de vis 4, de manière à ce que l'ensemble délimite une chambre étanche 5.
La partie 1 présente, sur sa périphérie, des ailettes de refroidissement 6. De même, la partie inférieure 2 présente, sur sa p6ri- phérie, des ailettes de refroidissement 7.
Le compresseur, du type désigné sous le terme générique de compresseur à piston tournant, se trouve disposé dans la partie 2. A strictement parler, ce compresseur, comme on le verra plus loin, est à piston oscillant. Le moteur électrique, du type à cage d'écu reuil suivant le cas représenté, se trouve dans la, partie supérieure 1. L'arbre de ce moteur et de ce compresseur tourne autour d'un axe commun qui est vertical lorsque l'appareil se trouve dans la position de travail repré senté sur la fig. 1.
La partie 2 présente, dans sa région infé rieure, un orifice 8 d'entrée des gaz prove nant de l'évaporateur non représenté. La par- tic 1 présente, dans sa région supérieure, un orifice 9 de départ des gaz ou vapeurs al lant au condenseur, également non repré senté.
Le compresseur représenté comprend un corps 10, à l'intérieur duquel est ménagé un évidement cylindrique dans lequel oscille le piston, également. cylindrique 11. Ce piston est pourvu d'une palette 12 coulissant dans une rainure 13 d'une pièce 14 constituant une rotule cylindrique pivotant dans le corps 10. Le mouvement. d'oscillation du piston 11 est imparti à celui-ci par un excentrique 15 calé sur l'arbre 16.
Le piston 11 fait constamment contact avec la. paroi intérieure du corps 10, suivant une génératrice commune. Cette ligne de con tact se déplace dans le sens de la flèche 17 indiquant le sens de rotation de l'arbre 16. On voit facilement en examinant la fi-. 3 que le piston 11 avec sa palette 12 déter mine constamment, à l'intérieur de la cham bre qui le contient, deux cellules 18,, 19@ à vo lume variable.
Deux flasques 20, 21 sont fixés aux deux extrémités du corps 10. L'ensemble de ces flasques et du corps 10 est fixé, au moyen de vis 22, à un bossage 23, prévu dans le fond de la partie inférieure 2.
Les gaz provenant de l'orifice 8 pénètrent dans la cellule 18 par un orifice d'admission 24, après avoir traversé une soupape automa tique d'admission 25. Les gaz comprimés dans la cellule 19 s'échappent. de celle-ci par un conduit d'échappement 26 prévu dans le flasque supérieur 20. Le conduit. 26 est com mandé par une soupape automatique 2.7 s'ou vrant lorsque la pression dans la cellule 19 atteint. une valeur déterminée. fonction de la pression dans la chambre 5. Le conduit. 26 débouche. lorsque la soupape 27 est levée, dans la partie de la chambre étanche 5 située entre le compresseur et le moteur électrique.
Un conduit auxiliaire 28, commandé par une soupape 29, permet de mettre en commu nication la cellule 19 avec la partie de la chambre 5 située entre le compresseur et le moteur. A cet effet, la soupape 29 est com- mandée éleatromagnétiquement par un élec tro-aimant 30 ouvrant cette soupape lorsqu'il est excité. Cet électro-aimant 30 est disposé en série avec l'enroulement inducteur 31 du moteur -électrique; il est établi de manière à ouvrir la soupape 29 tant que l'intensité qui le traverse dépasse une certaine valeur, c'est à-dire tant que le moteur électrique n'a pas atteint. une certaine valeur fixée d'avance.
Grâce à cette soupape auxiliaire commandée électromagnétiquement, le côté "aspiration" du compresseur, c'est-à-dire la cellule 18, est mis en communication directe avec la. cham bre 5 pendant. toute la phase de démarrage, ce qui décharge le compresseur. La ferme ture automatique de la soupape 29 au mo ment oii le moteur a.
atteint une vitesse voi sine de celle de régime, met alors le compres seur dans les conditions de marche normale, tandis que le moteur possède un couple suf fisant pour pouvoir accepter cette charge sans inconvénient. Grâce à ce dispositif de démarrage déchargeant complètement le mo teur électrique lors de sa mise en marche, on peut employer, pour enh.raîner le compresseur, un moteur de dimensions réduites au strict minimum, c'est-à-dire calculé non pas pour la surcharge de la phase de démarrage, mais pour la marche de régime.
Dans une variante, on pourrait mettre les cellules 18 et 19 en communication permanente pendant la pé riode de démarrage.
L'armature de l'électro-aimant 30 est so lidaire non seulement de la soupape 29, mais également d'une pièce isolante 3.92 venant agir sur un commutateur 33@ de manière à. le fer mer lors de l'excitation de cet électro-aimant. Ce commutateur 33 a pour effet de mettre en circuit la phase auxiliaire 34 du moteur pen dant la période de démarrage et. de la mettre hors circuit en même temps que la. soupape 29 ferme le conduit 28.
Grâce à cette dispo sition, la capacité 35 en série avec l'enroule ment de la phase auxiliaire, ne travaille que pendant le démarrage du moteur; ceci per met d'utiliser un condensateur moins encom brant et de coût moins élevé que dans le cas où ce condensateur resterait constamment sous tension pendant le fonctionnement du groupe.
Les trois bornes 36, 3.7 et 38 du moteur électrique ont été indiqués schématiquement en 36', 37' et 3-8l' sur la fig. 4.
Le moteur électrique est fixé dans la partie 1 du corps du groupe, de manière à séparer la chambre 5 en deux régions ne com muniquant entre elles que par l'espace an nulaire 39 constitué par l'entrefer existant entre son rotor 40 et son stator 41. Le rotor 40 présente une surface extérieure lisse dans le cas particulier représenté, où il s'agit d'un moteur d'induction à cage d'écureuil. La surface intérieure cylindrique du stator 41 présente une série de rainures 42 s'étendant suivant des génératrices de. cette surface, ces rainures se trouvant entre les pôles, à l'en droit des cales 45 placées dans les encoches 43 .contenant l'enroulement inducteur 44.
Les gaz sortant du compresseur doivent donc pas ser dans l'entrefer 39 du moteur pour ga gner la sortie 9. Lors de leur passage dans cet entrefer, ces gaz sont soumis à une cen trifugation énergique par suite de leur en traînement partiel par le rotor, lequel tourne à une vitesse relativement élevée, par exem ple 3000 tours par minute. Cette centrifuga tion a pour effet de produire la séparation mécanique de l'huile de graissage du com presseur qu'ils ont entraînée avec eux et con tiennent en suspension.
Les gouttelettes d'huile ainsi centrifugées sont projetées contre la surface intérieure du stator et s'ac cumulent dans les rainures 42 constituant un guidage ramenant cette huile par gravité dans la partie inférieure de la chambre 5 où elle est collectée. En effet, l'intérieur de la partie 2 constitue un bain d'huile 46 entou rant le compresseur.
II est clair que le dispositif de séparation mécanique de l'huile des gaz constituant l'agent frigorifique par centrifugation au moyen du rotor pourrait tout aussi bien exis ter sans que le compresseur soit disposé dans la même chambre que le moteur .'électrique et sans que ce compresseur et ce moteur soient coaxiaux.
Le moteur électrique pourrait être d'un type différent de celui représenté. Le com presseur pourrait aussi être un compresseur à piston tournant d'un type différent de ce lui indiqué sur le dessin.
Rotating piston electric motor-compressor unit for refrigeration equipment. The present invention relates to a rotary electric motor-compressor unit for refrigeration apparatus, which is characterized in that it comprises an auxiliary valve controlled electromagnetically by the current of the electric motor to put the suction side into communication. operation of the compressor with high pressure until the motor has reached a certain speed, in order to unload the compressor and thus facilitate the starting of the unit.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the electric motor-tower piston compressor unit forming the subject of the invention.
Fig. 1 is an axial section.
Fig. 2 a plan view partially cut away, the upper part containing the electric motor being supposed to be removed.
Fig. 3 is a schematic sectional view along III-III showing the compressor. Fig. 4 is an electrical diagram.
The group shown comprises an envelope formed of two parts 1, 2 having two flanges between which is interposed a seal 3 and which are fixed to one another by means of screws 4, so that the assembly defines a sealed chamber 5.
Part 1 has, on its periphery, cooling fins 6. Likewise, the lower part 2 has, on its periphery, cooling fins 7.
The compressor, of the type designated by the generic term of rotary piston compressor, is located in part 2. Strictly speaking, this compressor, as will be seen below, has an oscillating piston. The electric motor, of the squirrel cage type according to the case shown, is located in the upper part 1. The shaft of this motor and of this compressor rotates around a common axis which is vertical when the apparatus is in the working position shown in fig. 1.
Part 2 has, in its lower region, an inlet 8 for the gases coming from the evaporator, not shown. Part 1 has, in its upper region, an outlet 9 for the gases or vapors going to the condenser, also not shown.
The compressor shown comprises a body 10, inside which is formed a cylindrical recess in which the piston also oscillates. cylindrical 11. This piston is provided with a pallet 12 sliding in a groove 13 of a part 14 constituting a cylindrical ball pivoting in the body 10. The movement. oscillation of the piston 11 is imparted to the latter by an eccentric 15 wedged on the shaft 16.
The piston 11 constantly makes contact with the. inner wall of body 10, along a common generatrix. This contact line moves in the direction of arrow 17 indicating the direction of rotation of shaft 16. It is easy to see by examining the fi. 3 that the piston 11 with its pallet 12 deter mine constantly, inside the chamber which contains it, two cells 18 ,, 19 @ variable volume.
Two flanges 20, 21 are fixed to the two ends of the body 10. All of these flanges and the body 10 is fixed, by means of screws 22, to a boss 23, provided in the bottom of the lower part 2.
The gases coming from the orifice 8 enter the cell 18 through an intake orifice 24, after having passed through an automatic intake valve 25. The gases compressed in the cell 19 escape. thereof by an exhaust duct 26 provided in the upper flange 20. The duct. 26 is controlled by an automatic valve 2.7 which opens when the pressure in the cell 19 is reached. a determined value. function of the pressure in the chamber 5. The duct. 26 opens. when the valve 27 is raised, in the part of the sealed chamber 5 located between the compressor and the electric motor.
An auxiliary duct 28, controlled by a valve 29, makes it possible to put the cell 19 in communication with the part of the chamber 5 situated between the compressor and the engine. To this end, the valve 29 is controlled eleatromagnetically by an electromagnet 30 which opens this valve when it is energized. This electromagnet 30 is arranged in series with the inductor winding 31 of the electric motor; it is established so as to open the valve 29 as long as the current passing through it exceeds a certain value, that is to say as long as the electric motor has not reached. a certain value fixed in advance.
By virtue of this electromagnetically controlled auxiliary valve, the “suction” side of the compressor, that is to say the cell 18, is placed in direct communication with the. room 5 during. the entire start-up phase, which unloads the compressor. The automatic closing of valve 29 when the engine a.
reaches a speed close to that of operating speed, then puts the compressor in normal operating conditions, while the engine has sufficient torque to be able to accept this load without inconvenience. Thanks to this starting device completely discharging the electric motor when it is started, it is possible to use, to drive the compressor, a motor of dimensions reduced to the strict minimum, that is to say calculated not to the overload of the start-up phase, but for the operating mode.
In a variant, the cells 18 and 19 could be put in permanent communication during the start-up period.
The armature of the electromagnet 30 is solidaire not only of the valve 29, but also of an insulating part 3.92 which acts on a switch 33 @ so as to. the iron sea during the excitation of this electromagnet. This switch 33 has the effect of switching on the auxiliary phase 34 of the motor during the starting period and. switch it off at the same time as the. valve 29 closes the conduit 28.
Thanks to this arrangement, the capacitor 35 in series with the winding of the auxiliary phase, only works during the starting of the engine; this makes it possible to use a capacitor which is less bulky and of less cost than in the case where this capacitor remains constantly under voltage during the operation of the group.
The three terminals 36, 3.7 and 38 of the electric motor have been shown schematically at 36 ', 37' and 3-8l 'in fig. 4.
The electric motor is fixed in part 1 of the body of the group, so as to separate the chamber 5 into two regions communicating with each other only by the annular space 39 formed by the air gap existing between its rotor 40 and its stator. 41. The rotor 40 has a smooth outer surface in the particular case shown, where it is a squirrel cage induction motor. The cylindrical inner surface of the stator 41 has a series of grooves 42 extending along generatrices of. this surface, these grooves being between the poles, in line with the wedges 45 placed in the notches 43 .containing the inductor winding 44.
The gases leaving the compressor must therefore not be in the air gap 39 of the engine to prevent the outlet 9. As they pass through this air gap, these gases are subjected to energetic cen trifugation as a result of their partial dragging by the rotor. , which rotates at a relatively high speed, for example 3000 revolutions per minute. This centrifugation has the effect of producing the mechanical separation of the lubricating oil from the compressor which they have carried with them and hold in suspension.
The oil droplets thus centrifuged are projected against the internal surface of the stator and accumulate in the grooves 42 constituting a guide bringing this oil by gravity into the lower part of the chamber 5 where it is collected. In fact, the interior of part 2 constitutes an oil bath 46 surrounding the compressor.
It is clear that the device for the mechanical separation of the oil from the gases constituting the refrigerating agent by centrifugation by means of the rotor could just as well exist without the compressor being placed in the same chamber as the electric motor and without. that this compressor and this motor are coaxial.
The electric motor could be of a different type from that shown. The compressor could also be a rotary piston compressor of a different type from that shown in the drawing.