Compresseur. On sait que les compresseurs, du type comprenant un piston monté excentriquement sur l'arbre moteur, qui présentent bien des avantages sur les compresseurs à piston à mouvement rectiligne alternatif, ont cepen dant l'inconvénient d'une grande difficulté d'exécution provenant, d'une part,
cl-e la né cessité de jeux extrêmement faibles entre leurs parties en mouvement relatif, qui se dilatent sous l'effet de l'élévaI@an de. la tem pérature ensuite du fonctionnement, et, d'au tre part, de= l'obligation d'assurer un grais sage suffisant, ces deux conditions d'étau- chéité et @de graissage étant plus ou moins antagonistes.
lie défaut d'étanchéité est spécialement sensible dans les petits compresseurs de ce type, tels que ceux employés dans les appa reils frigorifiques ménagers, ainsi qu'on peut le constater en mesurant le vide qu'ils pro duisent à l'aspiration. On a par exemple constaté, avec un @compresseur ordinaire de ce type pompant de l'anhydride sulfureux, que ce vide est,d-e 99,04% lorsque le refoule ment se fait dans l'atmosphère, et que ce vide tombe à 27,
5 % lorsque la pression de refou- leinent atteint 3,5 atmosphères.
Or, on comprend facilement qu'une mau vaise étamchéité diminue le rendement volu métrique et augmente les pertes internes; au trement dit, un compresseur avec un haut de gré d'étanchéité aura, toutes choses égales d'ailleurs, un bon rendement volumétrique et un bon rendement général, et on pourra ainsi l'agencer de façon qu'il soit d'un encombre ment et d'un poids réduits.
La présente invention a pour objet un compresseur du type comprenant un piston monté .excentriquement sur l'arbre moteur, et a pour but d'améliorer l'étanchéité aux joints de ce :compresseur, afin d'obtenir un bon ren dement volumétrique.
A cet effet, le compresseur selon l'inven tion est caractérisé en ce qu'il présente au moins une chambre limitée par le piston et par au moins une partie fixe avec laquelle ce piston est en contact, et un dispositif pour amener un liquide dans cette chambre, au moins, un organe étant disposé dans ladite chambre et tournant avec l'arbre de façon à mettre -en rotation rapide le liquide qui s'y trouve et le chasser, par l'effet de la force centrifuge<B>-dû</B> à cette rotation, dans les joints entre ce piston et cette partie fixe,
le tout ayant pour but d'assurer l'étanchéité de ces joints et d'obtenir ainsi un bon rendement volumétrique -du compresseur.
Le compresseur selon l'invention pourrait notamment être un compresseur d'installation frigorifique.
Le liquide entrant en premier lieu en con- sid6ration pour parfaire l'étanchéité est évi demment un lubrifiant, par exemple de l'huile de graissage; en effet, en utilisant un lubrifiant, on pourra obtenir en même temps un bon graissage.
Le dessin représente, à titre -d'exemple; une forme d'exécution, du compresseur objet de l'invention, :destinée -à être montée dans un appareil frigorifique. de ménage: La fig. 1 est une, coupe _ verticale axiale de cette forme d'exécution, et la fig: 2 est une vue en plan de celle-ci,' sa partie supérieure étant enlevée.
Le compresseur représenté comprend un arbre 1 entraîné par un moteur (non repré senté) dont le bâti 2 est fixé au carter 3 du compresseur. L'arbre 1, qui peut être d'une seule pièce avec l'arbre du moteur, tourne autour de l'axe 4. Un excentrique 5 est cla- veté -en 6 sur cet arbre 1, lequel porte aussi deux masses 7 d'équilibrage de l'excentrique 5.
Les parties 1, 5 et 7 tournent solidaire ment.
Un piston 8 est monté .sur l'excentrique 5 qui peut tourner par rapport à ce piston. Ce piston porte une palette 9 faisant corps ._ avec lui .et coulissant dans un logement 10 d'une rotule 11 de forme cylindrique circulaire mon tée dans une cavité 12 d'une enveloppe 13 de forme générale cylindrique à l'intérieur .de la quelle se déplace lepiston.
Cette enveloppe est fermée par un couvercle supérieur 14 etpar un couvercle inférieur 15 prés.enta.nt chacun un palier 16, respectivement 17;pour l'arbre 1.- Les deux couvercles 14 et 15 présentent de_s sail lies 18 par lesquelles. ils sont figés, à l'aide d'écrous 19 et de boulons 20, à des consoles 21 solidaires du carter 3.
Comme on le voit à la-fig 1, le piston 8 est .évidé. Il présente une portée annulaire 22, entourant .l'excentrique 5 et reliée par un dis que annulaire plein à une partie 23 cylindri que, par la surface externe de laquelle il agit sur le gaz à aspirer et comprimer. Le piston 8 comporte donc deux chambres. si tuées de part et d'autre du disque central et fermées par les; couvercles 14 et 15, respecti vement avec lesquels les faces. d'extrémité du piston 8 sont en contact.
Dans chacune. ,de ces chambres tourne l'une des. masses d'équi librage 7. Las masses d'équilibrage 7 présen tent chacune des canaux 24.
L'arbre 1 présente une rainure hélicoï dale 25 aboutissant à ses extrémités dans des rainures annulaires 26, respectivement 27. La rainure 26 communique par un trou 28 avec l'intérieur du carter 3 et la. rainure 27 par un trou 29 avec L'intérieur du bâti 2.
Le carter 3 est rempli d'huile 30 et constitue ainsi une réserve de ce liquide, lequel remplit égale ment les .chambres du piston 8, qui forme ainsi un récipient pour ce liquide.
Un orifice 31 d'admission de gaz est mé nagé dans le carter 3 et aboutit à une -cham bre 32 dans laquelle se trouve un clapet 33. Cette chambre 32 communique, par un ori fice 34, avec la cellule 35 à volume variable située entre le piston 8 -et l'enveloppe 13. Un orifice d'échappement 36 est ménagé. dans le couvercle 14 et communique, d'une part, avec l'autre cellule 37, et, d'autre part, avec l'in térieur du bâti 2, par l'intermédiaire d'un clapet 38.
Le fonctionnement du compresseur repré senté est le suivant: Lorsque l'arbre 1 tourne dans le sens de la flèche 39, entraînée par le moteur non repré sente, qui est de préférence un moteur électri que, l'excentrique 5 communique au piston 8, qui est retenu par la palette 9 engagée dans la rotule 11, un mouvement oscillant à Pinté- rieur de l'enveloppe 13. Ce mouvement a pour effet de faire varier périodiquement le vo lume des cellules 35 et 37 entre pratiquement zéro et une valeur maximum.
Dans 1a posi tion des organes, qui est représentée au des sin, ces deux cellules 35 et 37 ont le même volume. La cellule-35 tendra, sous l'effet de la rotation de l'arbre 1 dans le .sens de .la flèche 39, à augmenter de volume jusqu'au momant\.où son volume sera maximum, alors que la cellule 37 tendra à diminuer jusqu'au moment où son ,volume sera nul,
ce qui aura lieu lorsque l'arbre 1 aura effectué un demi- tour par rapport à la position représentée. La somme des volumes des deux cellules est pratiquement -constante;
lorsque l'une des cellules a' un volume nul, l'autre a la forme d'une lunule, le gaz emprisonné dans cette lunule est chassé par la piston 8 à travers l'orifice -d'échappement 36 et la cellule 35 augmente de volume en aspirant du gaz par l'orifice d'admission 31. Lors de la rotation de l'arbre 1, l'huile 30 se trouvant en réserve dans le carter 3 pé nètre dans les -chambres du piston 8 en pas sant par le trou 28, la rainure annulaire 26 et la rainure hélicoïdale 25, \l'excès d'huile quittant la rainure 25 par la rainure 2 7 et le trou 29.
L'huile se trouvant dans les chambres du piston 8 est mise en rotation par les masses d'équilibrage 7 qui tournent dans ces cham bres à la .même vitesse que l'arbre 1. Cette vitesse peut atteindre, par exembre, 3000 tours à la minute. L'huile se trouvant dans ces chambres est donc soumise à l'action de la force centrifuge et est, de ce fait, chassée entre, d'une part, la partie 23 du piston et, d'autre part, les couvercles 14 et 15 et l'enve loppe 13.
Malgré l'ajustage très étroit de ces parties, de. l'huile pénètre dans les cellules 35 et 37; elle vient garnir les joints entre le pis ton 8 et les organes 13, 14 et 15; en particu lier un coin d'huile jouant le rôle d'obtura teur est entretenu, devant le piston entre sa surface cylindrique et la surface cylindrique de l'enveloppe 13 et obture les fuites qui pourraient -se produire le long de l'arête théo rique de contact entre la surface cylindrique de la partie 23 du piston et la surface cylin drique de la partie 23 du piston et la surface cylindrique interne de l'enveloppe 13.
La projection de l'huile entre le piston 8 et les couvercles 14 et 15 est encore facilitée par les canaux 24. Comme on le comprend: les films d'huile qui garnissent les joints en tre les organes du compresseur effectuant un mouvement relatif entre eux et séparent en particulier les cellules de pressions différen tes, s'opposent, grâce à leur viscosité et leur adhérence, au retour des gaz comprimés ou en voie de compression.
En ce qui concerne l'étanchéité entre le piston et les couvercles 14, 15, elle est rendue excellente grâce au fait que l'huile est chas sée en quelque sorte sous pression grâce à l'action de la force centrifuge agissant sur elle dans les chambres du piston.
Des vésicules d'huile peuvent être entraî nées par le gaz comprimé et s'échapper par le clapet 38, elles, retomberont dans le carter 3 ou seront centrifugées par le rotor du mo teur électrique, qui les chassera contre son bâti; cette huile s'écoulera à nouveau dans le carter 3.
Des mesures faites sur un compresseur conforme à l'exemple qui vient d'être décrit, ont donné les résultats suivants: Le vide à l'aspiration était de 99,8 %, lors que le refoulement se faisait dans l'atmo- sphère; ce vide se maintenait. à<B>99,8%</B> lors que la pression de refoulement augmentait jusqu'à 3,5 atmosphères. Ces résultats sont excellents comparés à ceux obtenus précé demment avec un compresseur ordinaire de ce type.
En outre, l'évidement du piston 8 allège le poids des masses en mouvement et permet de loger les masses d'équilibrage 7; le com presseur représenté ne vibre donc pas et peut tourner à de grandes vitesses.
Diverses modifications peuvent être ap portées à la forme d'exécution décrite et re présentée. Par exemple, les rainures de l'ar bre 1 au lieu d'être hélicoïdales pourraient être droites, la circulation d'huile créée par la force ,centrifuge étant suffisante. Ces rainu res, au lieu d'être ménagées dans l'arbre 1 pourraient l'être dans les paliers 16 et 17.
Les chambres pour l'huile limitées par le piston et les couvercles au lieu d'être formées au moyen d'évidement du piston 8 pourraient être ména gées entièrement ou en partie dans les couver cles 14 et 15, des organes (masse d'équilibrage ou autres organes tels que des palettes par exemple) étant disposés pour mettre cette huile en rotation et la chasser dans les joints à garnir, sous l'effet de la force centrifuge qu'elle subit.
Dans l'exemple décrit, les chambres con tenant l'huile mise en rotation -sont mobiles, étant -disposées entièrement dans le piston; dans le cas où ses chambres seraient ména gées entièrement dans les couvercles, elles se raient fixes. Dans le cas où ces chambres seraient ménagées partiellement dans le pis ton et partiellement dans les couvercles. elles seraient alors partiellement mobiles et par tiellement fies.
Le compresseur décrit offre l'avantage d'assurer une étanchéité au moins égale à celle que l'on peut réaliser dans, les compres seurs similaires connus au prix d'une préci sion extraordinaire de l'usinage garantissant le micron. On voit facilement que, dans le compresseur décrit, le degré de précision de la construction est tout à fait courant,
ce qui évite l'inconvénient du renchérissement con sidérable qui est la conséquence de la haute précision nécessitée dans certains compres seurs rotatifs connus.
Compressor. It is known that compressors, of the type comprising a piston mounted eccentrically on the motor shaft, which have many advantages over reciprocating rectilinear piston compressors, however have the drawback of a great difficulty of execution resulting from, Firstly,
cl-e the need for extremely small clearances between their parts in relative movement, which expand under the effect of the elevation of. then the operating temperature and, on the other hand, the obligation to ensure sufficient lubrication, these two sealing and greasing conditions being more or less antagonistic.
The sealing defect is particularly noticeable in small compressors of this type, such as those used in household refrigerating appliances, as can be seen by measuring the vacuum which they produce on the suction side. For example, it has been observed, with an ordinary compressor of this type pumping sulfur dioxide, that this vacuum is, d-e 99.04% when the discharge is made in the atmosphere, and that this vacuum drops to 27,
5% when the discharge pressure reaches 3.5 atmospheres.
Now, it is easily understood that a bad tininess decreases the volumetric efficiency and increases the internal losses; in other words, a compressor with a high level of tightness will have, all other things being equal, a good volumetric efficiency and a good general efficiency, and we can thus arrange it so that it is unencumbered reduced weight.
The present invention relates to a compressor of the type comprising a piston mounted .excentrically on the motor shaft, and its aim is to improve the seal at the joints of this: compressor, in order to obtain a good volumetric efficiency.
To this end, the compressor according to the invention is characterized in that it has at least one chamber limited by the piston and by at least one fixed part with which this piston is in contact, and a device for bringing a liquid into the piston. this chamber, at least, one member being arranged in said chamber and rotating with the shaft so as to put -in rapid rotation the liquid which is therein and expel it, by the effect of centrifugal force <B> - due </B> to this rotation, in the joints between this piston and this fixed part,
the whole aiming to ensure the tightness of these joints and thus to obtain a good volumetric efficiency of the compressor.
The compressor according to the invention could in particular be a refrigeration installation compressor.
The liquid entering first into consideration for perfecting the seal is obviously a lubricant, for example lubricating oil; in fact, by using a lubricant, good lubrication can be obtained at the same time.
The drawing represents, by way of example; one embodiment of the compressor which is the subject of the invention: intended to be mounted in a refrigeration appliance. household: Fig. 1 is an axial vertical section of this embodiment, and Fig: 2 is a plan view thereof with its upper part removed.
The compressor shown comprises a shaft 1 driven by a motor (not shown), the frame 2 of which is fixed to the casing 3 of the compressor. The shaft 1, which may be in one piece with the motor shaft, rotates around the axis 4. An eccentric 5 is keyed -in 6 on this shaft 1, which also carries two masses 7 d '' eccentric balancing 5.
Parts 1, 5 and 7 run together.
A piston 8 is mounted on the eccentric 5 which can rotate relative to this piston. This piston carries a pallet 9 integral with it .and sliding in a housing 10 of a ball 11 of circular cylindrical shape mounted in a cavity 12 of a casing 13 of generally cylindrical shape inside .de the which moves the piston.
This envelope is closed by an upper cover 14 etpar a lower cover 15 pres.enta.nt each a bearing 16, respectively 17; for the shaft 1.- The two covers 14 and 15 have de_s sail lies 18 by which. they are fixed, using nuts 19 and bolts 20, to consoles 21 integral with the housing 3.
As can be seen in Fig 1, the piston 8 is empty. It has an annular bearing surface 22, surrounding the eccentric 5 and connected by a solid annular disk to a cylindrical part 23, by the external surface of which it acts on the gas to be sucked and compressed. The piston 8 therefore has two chambers. if killed on either side of the central disc and closed by; covers 14 and 15, respectively with which the faces. end of piston 8 are in contact.
In each. , of these chambers turns one of the. balancing weights 7. The balancing weights 7 each have channels 24.
The shaft 1 has a helical groove 25 terminating at its ends in annular grooves 26, respectively 27. The groove 26 communicates through a hole 28 with the interior of the housing 3 and the. groove 27 by a hole 29 with the interior of the frame 2.
The casing 3 is filled with oil 30 and thus constitutes a reserve of this liquid, which also fills the chambers of the piston 8, which thus forms a container for this liquid.
A gas inlet 31 is formed in the housing 3 and ends in a -cham ber 32 in which is a valve 33. This chamber 32 communicates, through an ori fice 34, with the variable-volume cell 35 located between the piston 8 and the casing 13. An exhaust port 36 is provided. in the cover 14 and communicates, on the one hand, with the other cell 37, and, on the other hand, with the interior of the frame 2, by means of a valve 38.
The operation of the compressor shown is as follows: When the shaft 1 rotates in the direction of arrow 39, driven by the motor not shown, which is preferably an electric motor, the eccentric 5 communicates to the piston 8, which is retained by the pallet 9 engaged in the ball 11, an oscillating movement inside the casing 13. This movement has the effect of periodically varying the volume of cells 35 and 37 between practically zero and a maximum value. .
In the position of the organs, which is shown in the figures, these two cells 35 and 37 have the same volume. The cell-35 will tend, under the effect of the rotation of the shaft 1 in the direction of the arrow 39, to increase in volume until the moment \. When its volume will be maximum, while the cell 37 will tend to decrease until the moment when its volume will be zero,
this will take place when the shaft 1 has made a half turn relative to the position shown. The sum of the volumes of the two cells is practically constant;
when one of the cells has zero volume, the other has the shape of a lunula, the gas trapped in this lunula is expelled by the piston 8 through the exhaust port 36 and the cell 35 increases volume by sucking in gas through the inlet 31. During rotation of the shaft 1, the oil 30 in reserve in the crankcase 3 enters the chambers of the piston 8 through the hole 28, the annular groove 26 and the helical groove 25, the excess oil leaving the groove 25 through the groove 27 and the hole 29.
The oil in the chambers of the piston 8 is rotated by the balancing masses 7 which rotate in these chambers at the same speed as the shaft 1. This speed can reach, for example, 3000 revolutions at the minute. The oil in these chambers is therefore subjected to the action of centrifugal force and is, therefore, driven between, on the one hand, the part 23 of the piston and, on the other hand, the covers 14 and 15 and envelope 13.
Despite the very tight fit of these parts, de. the oil enters cells 35 and 37; it comes to line the joints between the pis ton 8 and the organs 13, 14 and 15; in particular, an oil wedge playing the role of a shutter is maintained, in front of the piston between its cylindrical surface and the cylindrical surface of the casing 13 and closes any leaks which could occur along the theo edge contact between the cylindrical surface of part 23 of the piston and the cylindrical surface of part 23 of the piston and the internal cylindrical surface of the casing 13.
The projection of the oil between the piston 8 and the covers 14 and 15 is further facilitated by the channels 24. As can be understood: the films of oil which line the seals between the components of the compressor effecting a relative movement between them and in particular separate cells of different pressures, are opposed, by virtue of their viscosity and their adhesion, to the return of compressed gases or in the process of compression.
As regards the tightness between the piston and the covers 14, 15, it is made excellent thanks to the fact that the oil is pushed out in a way under pressure thanks to the action of the centrifugal force acting on it in the piston chambers.
Oil vesicles can be entrained by the compressed gas and escape through the valve 38, they will fall back into the casing 3 or will be centrifuged by the rotor of the electric motor, which will drive them against its frame; this oil will flow back into the sump 3.
Measurements made on a compressor in accordance with the example which has just been described gave the following results: The suction vacuum was 99.8%, when the discharge was in the atmosphere; this vacuum was maintained. to <B> 99.8% </B> when the head pressure increased to 3.5 atmospheres. These results are excellent compared to those obtained previously with an ordinary compressor of this type.
In addition, the recess of the piston 8 lightens the weight of the moving masses and makes it possible to house the balancing masses 7; the compressor shown therefore does not vibrate and can rotate at high speeds.
Various modifications can be made to the embodiment described and shown. For example, the grooves of the shaft 1 instead of being helical could be straight, the circulation of oil created by the force, centrifugal being sufficient. These grooves, instead of being made in the shaft 1, could be made in the bearings 16 and 17.
The chambers for the oil limited by the piston and the covers instead of being formed by means of the recess of the piston 8 could be provided entirely or in part in the covers 14 and 15, of the components (balancing mass or other members such as paddles for example) being arranged to put this oil in rotation and drive it into the seals to be packed, under the effect of the centrifugal force to which it is subjected.
In the example described, the chambers containing the rotating oil -are mobile, being -disposed entirely in the piston; in the event that its chambers are left entirely in the lids, they will become fixed. In the event that these chambers are formed partially in the pis ton and partially in the lids. they would then be partially mobile and partially reliable.
The compressor described offers the advantage of ensuring a seal at least equal to that which can be achieved in similar known compressors at the cost of extraordinary machining precision guaranteeing the micron. It is easily seen that, in the compressor described, the degree of precision of the construction is quite common,
which avoids the drawback of the considerable increase in cost which is the consequence of the high precision required in certain known rotary compressors.