Dispositif compresseur à mouvement oscillant synchrone La présente invention concerne un dispo sitif compresseur à mouvement oscillant syn chrone. Ce dispositif pouvant être utilisé comme pompe pour liquides ainsi que pour la com pression de gaz.
Un but de l'invention est que le dispositif compresseur puisse fonctionner sans bruit, démarrer sans l'intermédiaire de relais compli qués et qu'il soit facilement démontable afin d'être éventuellement réparé à peu de frais.
Conformément à l'invention, le dispositif compresseur à mouvement oscillant synchrone, renfermé dans une cloche étanche, est carac térisé en ce qu'il comporte une plaque suspen due élastiquement dans la cloche, cette plaque étant reliée à des lames flexibles munies d'aimants permanents placés dans l'entrefer d'un circuit magnétique aussi porté par la plaque, des pistons reliés élastiquement aux lames coulissant dans des cylindres portés par ladite plaque, ces cylindres ayant des conduits d'admission munis de cloisons poreuses et de pièces poreuses de lubrification,
ces cylindres communiquant par des clapets avec une cham bre de refoulement dans laquelle débouche au moins un conduit de refoulement. Une forme de réalisation de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 en est une vue de côté, partie en coupe.
La fig. 2 en est une vue en élévation, par tie en coupe.
La fig. 3 est une coupe prise suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe prise suivant la ligne<I>IV-IV</I> de la fig. 3.
Le dispositif compresseur représenté au dessin est renfermé dans une cloche 1 qui est constituée d'une cuve 2, ouverte à sa partie supérieure, et d'une calotte 3 servant de cou vercle à ladite cuve 2.
Comme cela apparait à la fig. 1, la cuve 2 présente au moins deux pattes 4, 5 servant à la fixation du dispositif sur l'armature, par exemple, d'une armoire frigorifique.
La cuve 2 et la calotte 3 sont séparées l'une de l'autre par un joint élastique d'étan chéité 6 qui est serré, lorsque ces deux organes sont réunis par exemple au moyen de vis 7, permettant le montage et le démontage faciles de la cloche, notamment lorsque le dispositif compresseur doit être révisé ou réparé.
Comme cela apparait dans la suite de la présente description, l'ensemble du mécanisme du dispositif compresseur est suspendu à l'inté rieur de la calotte 3, ce qui permet d'avoir facilement accès à ce mécanisme en démontant simplement la cuve 2 qui a son fond utilisé comme réservoir de lubrifiant dont le niveau est normalement celui représenté et désigné par la référence 8 à la fig. 3.
9 et 10 désignent des tiges filetées vissées dans des taraudages de la calotte 3. Ces tiges servent de supports à des ressorts 11, 12 à la partie inférieure desquels est suspendue, par l'intermédiaire de tiges filetées et écrous 13, 14, une platine 15 servant de support à des pièces d'écartement 16, 17, sur les côtés laté raux desquelles sont fixées, par des goujons et écrous 18, des lames flexibles 19 et 20 confor mées toutes deux exactement de la même façon.
Les goujons et écrous 18, servant à la fixa tion des lames flexibles 19, 20, servent simul tanément au maintien d'une plaque métallique 21 dénommée ci-après tôle médiane qui est serrée entre les deux pièces d'écartement 16 et 17.
Des butées 22, constituées par les têtes de vis 23 (fig. 3), fixées aux pièces d'écartement 16, 17, sont entourées de garnitures élastiques 24 placées près des parois d'un évidement 25 formé dans le fond de la calotte 3, de façon à amortir les mouvements accidentels auxquels l'ensemble décrit ci-dessus pourrait être soumis dans certains cas particuliers, par exemple pendant le transport du réfrigérateur muni de ce dispositif compresseur.
L'extrémité inférieure de-la tôle médiane 21 porte également des garnitures élastiques 26 engagées dans une crapaudine 2a formée dans le fond de la cuve 2, de façon à permettre un certain déplacement de ladite tôle médiane et des organes qu'elle supporte, tout en limitant l'amplitude de ce déplacement et cela sans qu'il y ait de chocs violents.
Sous sa partie médiane, la tôle 21 présente des pattes recourbées 27 (fig. 1 et 2), aux extrémités desquelles sont fixés des goujons 28 (fig. 1, 2 et 4) supportant "des paquets de tôles 29 et 30 constituant deux circuits magné tiques identiques présentant, comme cela ap paraît à la fig. 4, la forme de U dont les concavités sont en regard. Les branches des U, formés par les circuits magnétiques feuilletés 29 et 30, supportent respectivement des bobines inductrices 31, 32 et 33, 34 qui sont reliées entre elles comme cela est représenté en traits mixtes à la fig. 4.
Ces bobines sont destinées, comme cela est expliqué en détail ci-après, à être alimentées en courant alternatif à fréquence fixe.
Les lames élastiques 19 et 20 supportent, à leur partie inférieure, des pièces 35 et 36 maintenues par des boulons 37. Ces pièces sont fabriquées en métal conducteur amagné- tique et servent respectivement à enrober et à supporter des aimants permanents 38, 39, d'une part, et 40, 41 d'autre part.
Les aimants 38 à 41 sont, de préférence, des aimants anisotropiques, c'est-à-dire des aimants dont les micelles sont orientées dans le sens de la longueur.
Comme cela apparaît notamment à la fig. 4, les polarités des aimants enrobés dans la pièce 35 sont opposées, de même que les polarités des aimants enrobés dans la pièce 36. A titre d'exemple, l'aimant 38 peut avoir son pôle nord dirigé vers la pièce polaire 30a du circuit magnétique 30, tandis que l'aimant 39 a son pôle sud dirigé vers cette même pièce polaire. Les pôles sud et nord des aimants 38 et 39 sont, par suite, dirigés vers la pièce polaire 29a du circuit magnétique 29. De la même façon, les pôles sud et nord des aimants 40 et 41 sont dirigés vers la pièce polaire 30b du circuit magnétique 30, tandis que les pôles nord et sud de ces derniers aimants sont dirigés vers la pièce polaire 29b du circuit magnétique 29.
Bien entendu, la disposition des aimants peut être différente de celle indiquée, en parti culier, elle peut être opposée à celle-ci.
Des pièces pesantes, des rondelles ou autres éléments fabriqués de préférence en métal assez dense et désignés par les références 42, sont fixées en nombre variable sur chacune des pièces d'enrobage 35, 36 afin que la masse des éléments suspendus aux lames flexibles 19, 20 soit choisie, comme cela est expliqué en détail ci-après, de façon que la fréquence propre de vibration de ces lames soit inférieure à la fréquence du courant alternatif servant à alimenter les bobines 31 à 34 montées sur les branches des deux circuits magnétiques en forme de U, 29 et 30.
Comme cela apparaît notamment à la fig. 4, la largeur des pièces polaires 29a, 29b et 30a, 30b est plus grande que l'espace séparant les aimants permanents 38, 39, d'une part, et 40, 41, d'autre part, afin que le champ magnétique, produit par lesdits aimants 38 à 41, puisse se fermer lorsque le mécanisme est au repos.
L'entrefer séparant les pièces polaires des aimants est choisi très mince, afin de réduire les pertes dans l'air.
A leurs parties inférieures, les pièces d'en robage 35, 36 forment des pattes 43 (fig. 2, 3) auxquelles sont fixées, au moyen d'embouts filetés 44 par exemple, des tiges flexibles 45 fabriquées en cordes à piano servant à com mander des pistons 46 coulissant à l'intérieur de cylindres 47 formés dans deux culasses 48 et 49 fixées à la tôle médiane 21 au moyen de tirants 50.
Les pistons 46 comportent des garnitures en matière souple, en caoutchouc synthétique par exemple, qui sont conformées de façon qu'elles se serrent contre la paroi des cylindres 47 pendant la course de compression et qu'elles s'écartent des parois de ces cylindres pendant la course d'aspiration, ce mouvement d'écar tement étant facilité du fait de la forme tron conique qu'ont les extrémités 47a des cylindres 47. Ces cylindres sont fermés par des capu chons en matière souple 51, en caoutchouc synthétique par exemple, qui présentent des ouvertures médianes pour le passage des tiges de piston 45 qui sont serrées par les bords de ces capuchons afin d'assurer l'étanchéité.
Les capuchons 51 (fig. 1, 2, 3) présentent des conduits d'amenée du fluide frigorigène à comprimer. Ces conduits sont reliés à des tubes 52 et 52a qui communiquent tous deux avec la partie inférieure d'une cartouche 53. Cette cartouche présente la forme d'un cylindre et comporte intérieurement une garniture mé tallique 54 en forme de couronne qui délimite une chambre annulaire 55 et qui supporte un élément tubulaire 56 en matière poreuse, en bronze fritté par exemple.
La chambre annulaire 55 est en commu nication avec l'intérieur d'un conduit 57 (fig. 1 et 2) qui est relié, à son autre extrémité, à l'évaporateur, par exemple, du circuit de l'appareil réfrigérateur alimenté par le dispositif compresseur décrit ci-dessus.
La lubrification des pistons 46 coulissant dans les cylindres 47 est assurée au moyen de pièces 58 également en matière frittée qui sont disposées au-dessous desdits cylindres 47 en étant maintenues par un des tirants 50, de telle façon que leur partie inférieure baigne en permanence dans la nappe d'huile 8 conte nue dans le fond de la cuve 2.
Des trous capillaires, non représentés, sont percés dans les parois des cylindres 47, de façon à être obturés par la partie supérieure des pièces en matière frittée 58. De cette façon, l'huile contenue dans le fond de la cuve 2 monte par capillarité à l'intérieur des pièces 58 en étant filtrée avec une finesse qui est fonction de la granulation desdites pièces 58.
Le trou capillaire pratiqué dans les parois des cylindres 47 est, de cette façon, constam ment rempli d'huile, de sorte qu'une goutte lette d'huile, ou autre lubrifiant, est aspirée à l'intérieur des cylindres à chaque course d'as piration des pistons 46, ces gouttelettes d'huile étant refoulées, en même temps que le fluide comprimé, d'ans une chambre 59 (fig. 3) d6li- mitée entre les deux culasses 48, 49 puis par un conduit 60 (fig. 1, 2 et 3) vers le condenseur de l'appareil réfrigérateur. Le fluide sous basse pression venant de l'évaporateur de l'appareil réfrigérateur et arrivant par le conduit 57 est, par conséquent, chargé d'huile.
Cette huile, en même temps que le fluide frigorigène sous basse pression, est admise à l'intérieur de la chambre annulaire 55 de la cartouche 53 (fig. 1).
La garniture métallique 54 en forme de couronne a pour effet de séparer du fluide frigorigène l'huile qui s'écoule le long de ses parois et qui retourne dans le fond de la cuve 2 par un orifice pratiqué dans la cartouche 53 à la partie inférieure de la chambre annulaire 55.
Au contraire le fluide frigorigène passe au- dessus de la couronne 54, entre à l'intérieur de l'élément tubulaire 56 en métal fritté, le tra verse en état filtré et est ainsi admis à la partie inférieure de la cartouche 53, à partir de laquelle il est aspiré par les tubes 52 et 52a dans chacun des deux cylindres 47, lorsque les pistons 46 effectuent leur course d'aspiration.
Le mouvement des pistons 46 est com mandé de la façon suivante.
Lorsque les bobines 31 à 34 sont alimentées en courant alternatif, à un instant t donné, la polarité de la pièce polaire 30b est, par exem ple, nord (fig. 4), celle de la pièce polaire 29b sud, celle de la pièce polaire 30a également sud et celle de la pièce polaire 29a nord.
A ce moment, le champ magnétique, tendant à se fermer entre les pièces polaires 29b, 30b, d'une part, et 29a, 30a, d'autre part, a pour effet d'attirer les aimants 40 et 38, de sorte que les lames élastiques 20 et 19 sont déplacées dans le même sens, ainsi que les pistons 46 qui effectuent, de cette façon, leur course de compression.
A l'alternance suivante du courant alter natif d'alimentation des bobines 31 à 34, la polarité des pièces polaires des circuits magné tiques 29 et 30 est opposée à celle indiquée ci-dessus, de sorte que ce sont les aimants 39 et 41 qui sont attirés et que, pat suite, les lames élastiques et les pistons sont déplacés dans le sens contraire à celui considéré ci- dessus, ce qui correspond à la course d'aspi ration des pistons.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, la masse des organes suspendus aux lames flexi bles 19 et 20, ainsi que le coefficient d'élasti cité de ces dernières, sont choisis de façon que leur fréquence propre, lorsque le compresseur fonctionne à vide, c'est-à-dire lorsque la pres sion de refoulement est faible, au moment du démarrage par exemple, soit inférieure à celle du courant alternatif d'alimentation des bo bines.
Ceci a pour effet que les lames flexibles et, par suite, les pistons oscillent à une fré quence égale à celle du courant alternatif d'ali mentation sans, toutefois, que les équipages mobiles, constitués par ces lames flexibles et les organes qu'elles supportent, soient en ré sonance avec le courant d'alimentation, ce qui conduirait à un mouvement vibratoire dont l'amplitude serait très grande et risquerait de détériorer les pièces mobiles du compresseur.
Au fur et à mesure que la pression de refoulement du fluide comprimé par les pis tons l'élève, c'est-à-dire lorsque le compresseur est en fonctionnement depuis un certain temps, l'élasticité du fluide comprimé croit et cette élasticité s'ajoute à celle des lames flexibles 19, 20, de sorte que la fréquence résultante obte nue est plus élevée et que, par suite, les équi pages mobiles se rapprochent du point de résonance en améliorant ainsi le rendement du compresseur ainsi que son facteur de puissance (cos. (P).
Les pièces d'enrobage 35 et 36 en métal conducteur mais amagnétique, en alliage d'alu- minium par exemple ou en laiton, ont pour effet de permettre la circulation de courants induits, dus à l'action d'un champ démagnéti sant qui est produit, notamment, lors de phéno mènes transitoires ayant lieu au démarrage du compresseur. Les courants induits créent un flux qui s'oppose au flux démagnétisant, de sorte que les aimants se trouvent protégés d'une désaimantation qui serait nuisible à la bonne marche du compresseur.
Afin que l'ensemble décrit ci-dessus soit convenablement refroidi, la chambre 59 (fig. 3), dans laquelle le fluide comprimé par les pis tons 46 est refoulé, communique avec un tube 61, dont l'extrémité libre est branchée à la sortie d'un circuit de dérivation du dispositif condenseur de l'appareil réfrigérateur.
De cette façon, du fluide liquide condensé est amené en permanence à l'intérieur de la chambre 59, en passant éventuellement par des canaux 62 pratiqués à l'intérieur des culasses 48 et 49, de façon que ce fluide, en présence des pièces chaudes du compresseur, se vaporise, ce qui a pour effet qu'il absorbe, du fait de son chan gement d'état, un nombre de calories corres pondant à celui qui est nécessaire pour produire cet effet.
Comme cela apparait aux dessins, les conducteurs électriques servant à l'alimentation des bobines 31 à 34 traversent la cloche 1 par sa calotte 3 ainsi que tous les conduits servant à amener et à refouler le fluide, de sorte qu'il est facile de retirer la cuve 2 sans aucun démontage particulier en permettant ainsi un accès facile aux différents éléments du mécanisme.