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On connaît des compresseurs électriques à pistons oscillants dans lesquels un système à pistons est mis en oscillation au moyen d'un actionnement oscillant électrique; le système oscillant étant synchronisé, jusqu'à la résonance ou à peu près la résonance, par rapport à la fréquence d'excitation, et ce, par l'intermédiaire de ressorts mécaniques et en tenant compte de l'expansion de l'espace nuisible.
La particularité de ces systèmes connus jusqu'à présent est que l'amplitude des oscillations croit lorsque la différence de pression décroît, étant donné que l'actionnement électrique vise à une extension de l'amplitude lors de la décharge et en raison de l'énergie en excès; il en découle que le système "induit-pistons" a tendance à buter contre le fond du cylindreAfin d'éliminer ce désavantage, on a proposé des fonds de cylindre amovibles et des matelas de gaz formés par dépassement de la coulisse ou par inversion. D'une part ces dispositifs ne remplissent par leur fonction avec toutes les conditions de service, et d'autre part, ils entraînent des désavantages au point de vue construction et la formation de 'bruits.
Dans le système conforme à l'invention décrit ci-après, tous ces désavantages sont éliminés, tout en permettant une construction des plus simples, du fait que le volume des chambres de compression prévues est beaucoup plus grand que le volume qui correspondrait à la capacité de travail disponible. De ce fait, dans'-le cylindre il subsiste toujours un volume de gaz résiduel qui se modifie avec les conditions du service, qui n'influence pas sensiblement le débit et qui est toujours sous une pression de refoulement.
L'énergie d'expansion du gaz résiduel couvre entièrement ou partiellement l'énergie oscillatoire du système oscillant "induit-piston" de manière que l'énergie oscillatoire décroisse déjà avant qu'une course inadmissible soit atteinte en raison du refoulement partiel du volume de gaz résiduel, de façon que la fréquence propre se réduise jusqu'au moment où il se manifeste une dissonance qui imprime de force une tendance dé- croissante à l'amplitude, et ce, en raison du manque d'énergie oscillatoire.
Deux formes d'exécution, données à titre d'exemple non limitatif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquéls :
La fige 1 est une coupe longitudinale d'un compresseur à pistons oscillants, sans ressort auxiliaire pour le système oscillant.
La fige 2 est une coupe longitudinale d'un compresseur à pistons oscillants avec ressorts auxiliaires pour le système oscillant.
La fige 3 est une vue frontale du compresseur des figs. 1 et 2.
La fige 4 est un schéma du fonctionnement du compresseur.
Lorsqu'il s'agit d'un compresseur suivant la fige 1, les deux moitiés 1 et 2 de l'enveloppe (fige 3) sont reliées par les vis 3 et entourent le stator d'un actionnement électrique oscillant qui est constitué par une bobine d'exci- tation 4, les raccords au courant 5, 5a et la masse ferromagnétique 6 en faisant partie. Dans les prolongements cylindriques de ces moitiés d'enveloppe sont usinées les voies de mouvement pour les pistons 7 et 8 qui sont reliés l'un à l'autre par une tige de piston 9. Sur cette tige de piston est fixé l'induit 10, constitué par des disques d'aimant permanent, du système magnétique de manière qu'au moyen des impulsions alternatives de la bobine d'excitation 4, reliée à une source de courant alternatif, tout le système "induit-pistons" 7, 8, 9, 10 puisse être mis en oscillation.
Le fond des pistons creux 7 et 8, emboutis sur la tige de piston creuse 9, est muni d'une série de lumières 11, lla disposées en cercle et qui sont recouvertes par des soupapes d'aspiration 12, 12a consti- tuées par de petites lames de ressort à queue, centrées sur le fond des pistonso Les cylindres sont obturés par des brides 13,13a qui portent, à l'intérieur, les soupapes de pression du type connu, qui se terminent dans la tubulure de pression 14, 14a et qui sont fixées au moyen des vis 15, 15a (figo 3) sur l'en- veloppe 1, 2. La tubulure d'aspiration commune 16 débouche latéralement dans l'enveloppe.
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La fige 2 ne se distingue de la fig. 1 que par le fait que les res- sorts 23, 24 formant partie du système oscillant, sont disposés entre le système "induit-pistons" 17, 18, 19, 20 et l'enveloppe 21, 22.
La fig. 4 représente un schéma du fonctionnement du présent compres- seur; les positions des pistons étant -portées en abcisses et les pressions en ordonnées. Etant donné que le compresseur représenté en tant qu'exemple est à double action, le schéma du second cylindre est l'image enantiomorphe de celui représenté; comme d'habitude, on suppose un piston excessivement mince et les deux chambres de cylindre sont représentées comme faisant suite l'une à l'autre.
Le repère H représente la course la plus longue du système oscillant jusqu'au contact avec le fond du cylindre, H est la course prévue dans chaque cas, so2 est la longueur du volume de gaz résiduel comprimé à la pression de refoulement et subsistant dans le cylindre et qui couvre toute ou partie de l'énergie oscil- latoire, so1 est la longueur du volume d'aspiration qui correspond à la capacité d'actionnement, # s1 est la longueur entre le point mort inférieur et le débùt de la compression et tient compte également des pertes inévitables dues à des inétanchéités, la pénétration de chaleur, etc..
Avec ces longueurs (relatives) la section transversale du cylindre doit être choisie de manière que l'énergie d' expansion du volume de gaz résiduel compense, dans le cas de résonances, soit totalement (sans suspension additionnelle mécanique par ressorts), soit partiel- lement (avec suspension additionnelle mécanique par ressorts), l'énergie oscil- latoire dépendant de la course et de la masse oscillante, A2x est l'énergie d'expansion qui existe dans chaque cas et Aest le travail utile du compresseur; s2 est le volume utile comprimé et refoulé.
Le fonctionnement de la disposition suivant la fige 1 est le suivant: Lorsque la'bobine d'excitation 4 est appliquée à une source de courant alterna- tif, l'induit 10 avec les pistons 7 et 8 est mis en oscillation. Les soupapes d'aspiration 12 et 12a s'ouvrent alternativement et le gaz circule par l'inter- médiaire de la tubulure d'aspiration 16 et les lumières 11 et lla du fond des pistons jusque dans les chambres de course 25 et 25a. Ici le gaz est comprimé et refoulé par l'intermédiaire des soupapes de pression et des tubulures 14 et 14a.
Etant donné que conformément à ce qui est dit plus haut les chambres'de course sont plus grandes que celles qui correspondraient à la capacité de tra- vail disponible, la totalité du volume ne peut pas être refoulée puisque la capacité de travail est insuffisante et il subsiste donc dans chaque cylindre chaque fois un résidu de gaz qui, en raison de son expansion en retour, agit en tant qu'énergie oscillatoire pour le système oscillant. Si, ainsi que représenté par exemple à la fige 1, on ne prévoit pas une suspension des pistons, l'énergie de ce volume résiduel doit avoir une importance telle que dans le cas de réso- nances, l'énergie oscillatoire soit couverte.
Dans ce cas particulier, le vo- lume des chambres de course (surface du cylindre x course) doit donc être choisi d'une importance telle que malgré l'expansion en retour du volume résiduel néces- saire à l'énergie oscillatoire, une quantité telle de gaz frais puisse être as- pirée, comprimée et refoulée que cette quantité corresponde à la capacité de travail. A vrai dire, en théorie ces conditions n'existent que pour une condition de service bien déterminée, choisie dans chaque cas et qui répond exactement aux conditions de résonance pour le système oscillant.
Lorsqu'on s'écarte de cette condition de: service qui intéresse avantageusement le cas normal (lorsqu'il s'agit de machines réfrigérantes, par exemple la température déterminée de l'é- vaporateur èt du condenseur), il se manifeste des dissonances entre la fréquence d'actionnement et la fréquence propre du système oscillant, étant donné que lors d'une amplitude croissante des oscillations, l'énergie oscillatoire croit sui- vant le carré de l'amplitude, tandis que la quantité de gaz résiduel et, par conséquent,également l'énergie d'expansion en retour disponible dans chaque cas, décroissent ce qui fait que l'amplitude des oscillations ne peut pas dépas- ser une valeur déterminée ce qui écarte absolument tout risque que le piston bute contre les fonds du cylindre.
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En ce qui concerne la circulation du gaz, le fonctionnement du com- presseur suivant la fige 2 est en principe le même que celui de la fige 1, toute- fois ici on prévoit des ressorts auxiliaires 23 et 24 qui sont de dimensions telles que lors de la marche à vide,la fréquence propre par rapport à la fré- quence d'excitation des masses oscillantes soit réduite au point que l'actionne- ment électrique ne soit plus capable d'atteindre une amplitude inadmissible en raison de cette dissonance.
Des valeurs avantageuses sont obtenues, par exemple, si environ 50% de l'énergie oscillatoire sont couverts par les ressorts et 50% par les résidus de gaz, toutefois ces conditions peuvent varier vers la limite supérieure ou vers la limite inférieure suivant l'exécution de tout le disposi- .tif (course, masse oscillante, fréquence).Les chambres de course sont ici éga- lement plus importantes que celles qui correspondraient à la capacité d'action- nement, de manière qu'en cas de résonances, les quantités de gaz résiduel subsis- tant chaque fois dans les cylindres, et les ressorts auxiliaires couvrent absolu- ment l'énergie oscillatoire du système oscillant. Toute la fonction physique est identique à celle de la fig. 1, sauf qu'ici le résidu de gaz et les ressorts coopèrent.
Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, l'exécution du compresseur conforme à l'invention est en principe possible sans prévoir une suspension méca- nique par ressorts, toutefois la disposition conforme à l'invention d'une sus- pension auxiliaire mécanique par ressorts offre l'avantage que les chambres-de course peuvent être légèrement plus petites par rapport à celles de la suspension au gaz pureo
Le système oscillant représenté ici en tant qu'exemple n'est évidem- ment pas limité au système d'actionnement électrique représenté, mais il est également possible d'utiliser à cette fin tout autre actionnement oscillant électrique ou électromagnétique.
La lubrification des cylindres et des pistons est effectuée d'une manière usuelle et courante dans la pratique. Lorsqu'il s'agit de compresseurs de réfrigération, le lubrifiant peut être ajouté au moyen réfrigérant ou il peut être introduit séparément; à cette fin il est possible de prévoir les rainures circulaires 26, 26' (fig. 2) qui sont remplies d'un lubrifiant appropriéo
REVENDICATIONS.
1.- Compresseur électrique à pistons oscillants dans lequel un sys- tèmes "induit-pistons" librement mobile est mis en oscillation, caractérisé en ce que le volume des chambres de compression prévues est plus grand que le volume qui correspondrait à la capacité de travail disponible et en ce qu'un volume de gaz résiduel qui se modifié avec les conditions de service, qui n'influence pas sensiblement le débit et qui est toujours sous une pression de refoulement, subsiste chaque fois dans le cylindre et dont l'énergie d'expansion couvre toute ou partie de l'énergie oscillatoire pour le système oscillant "induit- pistons";
l'énergie oscillatoire décroissant déjà avant qu'une course inadmissi- ble soit atteinte, et ce, en raison du refoulement partie du volume de gaz ré- siduel,(de manière que la fréquence propre des masses oscillantes se réduise par rapport à la fréquence d'excitation jusqu'au moment où il se manifeste une dissonance qui imprime de force une tendance décroissante à l'amplitude puisque l'énergie oscillatoire fait défaut.
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