Compresseur à course libre à taux de compression élevé.
La présente invention concerne un compresseur à taux de comprossion élevé et à. course libre.
Dans ce type de compresseur, et particulièrement dans
/ ceux actionnés par un moteur linéaire électro-magnétique, et en particulier ceux qui ont le comportement des résonateurs forcés, le dimensionnement est établi pour un rapport de pression donné, appelé le rapport de pression nominal.
Dans certains compresseurs à moteur linéaire, ce rapport est celui pour lequel le système est à la résonance ; si ce rapport est très supérieur à 1, il est connu qu'avec ur aménagement classique de la plaque à clapets il y a.risque de chocs du piston en fin de course de refoulement et variation importante
de la fréquence propre, donc du rendement électrique si le compresseur fonctionne à un rapport de pression voisin de 1.
Certains moyens sont connus pour* pallier ces inconvénients, par exemple ceux décrits dans le brevet français
n[deg.] 1 007 910 du 14 avril 1948 ; dans ce cas, l'orifice de refoulement est obturé un peu avant le point mort côté culasse afin d'emprisonner dans le cylindre une quantité de fluide résiduel dont la compression absorbe l'énergie cinétique de l'équipage mobile. Le brevet français n[deg.] 2 158 583 du 31 août 1971 apporte une autre solution au problème en prévoyant, à l'aide du piston, l'obturation de l'orifice de refoulement situé sur le côté du cylindre. La détente du fluide assure alors un meilleur calage de l'angle
de phase entre tension électrique et mouvement du piston.
Avec une telle disposition, le volume de fluide résiduel au moment de l'obturation de l'orifice de refoulement reste constant. Si le dimensionnement de la machine est établi pour un grand rapport de pression, ce qui est, par exemple, le cas des compresseurs pour fluide frigorigène, ce volume est forcément faible et fixe car la section du piston est faible et la course- de refoulement commence près du point mort côté culasse ; l'expérience montre que dans ce cas l'énergie accumulable dans cet espace résiduel est insuffisante et la pression maximale excessive. Pour pallier cet inconvénient, la demande de brevet français
n[deg.] 74 04 637 du 12 février 1974 prévoit un volume de fluide résiduel variable par modification du point d'obturation de l'orifice de refoulement en fonction du rapport de pression du compresseur.
<EMI ID=1.1>
le cas des compresseurs d'air, il n'en est pas de même pour les compresseurs pour fluide frigorigène en raison de l'influence des variations de la pression d'admission.
La présente invention a pour but de réaliser un compresseur à taux de compression élevé qui ne présente pas les inconvénients précités.
Suivant l'invention, le* compresseur taux de compression élevé comprend au moins un piston mobile oscillant à course libre dans un cylindre muni d'orifices d'admission et d'échappement à clapets et des moyens d'actionnement des pistons et il est caractérisé en ce qu'il comprend deux pistons solidaires l'un de l'autre, et coopérant avec des cylindres distincts, l'échappement d'un premier cylindre étant relié à l'admission de l'autre, l'un au moins des cylindres comporte un matelas de fluide dans la chambre de compression entre le piston et le fond dudit cylindre.
Le dispositif matelas est particulièrement efficace puisque la course de refoulement est courte en raison du fractionnement de la compression en deux étages.
Dans une version préférée, le matelas est incorporé
au cylindre basse pression ; ceci augmente son efficacité en raison de la plus grande surface du piston basse pression..
On peut ainsi obtenir un taux de compression très élevé tout en gardant, au point de vue de l'élimination des chocs-, l'efficacité du matelas d'un compresseur à faible rapport de pression. Le résultat est obtenu avec une structure plus simple que celle rappelée en dernier lieu, puisque les orifices d'échappement sont fixes en position sur une paroi du cylindre.
Suivant une version préférée l'orifice de refoulement est situé sur la paroi latérale du cylindre et obturé par le déplacement du piston vers la fin de course, ce qui donne une solution technologiquement très simple.
Suivant une première réalisation particulière, les moyens d'actionnement comportent au moins un moteur linéaire al- ternatif, de préférence à fréquence synchrone. On peut ainsi réaliser, grâce à la correction de phase apportée par le matelas aux basses pressions de refoulement un compresseur électromagnétique
<EMI ID=2.1>
lorsqu'il fonctionne à basse pression.
Suivant une deuxième réalisation particulière de l'invention, les moyens d'actionnement comprennent un seul moteur linéaire agencé pour comprimer au moins un ressort, et ce ressort
<EMI ID=3.1>
la compression du fluide.
Suivant une troisième réalisation particulière de l'invention, les moyens d'actionnement comprennent deux moteurs linéaires montés en opposition de phase et agencés pour conférer aux pistons un mouvement alternatif.
Suivant une réalisation préférée de l'invention, les .clapets des orifices d'au moins un des cylindres d'admission sont annulaires, disposés au fond des cylindres respectifs, et montés librement dans des moyens de guidage et de butée.
On évite ainsi l'emploi du ressort, le mouvement des clapets résultant, par force d'inertie, des vibrations du bâti.
D'autres particularités de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre.
Aux dessins annexa donnés à titre d'exemple non limitatif : <EMI ID=4.1>
- la figure 2 est une vue schématique d'une seconde réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique d'une troisième réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue schématique d'une quatrième réalisation de l'invention <EMI ID=5.1>
bile assure le premier étage de compression et le volume 7 engen-
<EMI ID=6.1>
sion. Les sections respectives sont calculées de manière que les
<EMI ID=7.1>
étage. L'aspiration du premier étage ainsi que celle du second étage constituent une deuxième particularité de l'invention. Dans
<EMI ID=8.1>
l'équipage mobile, m sa masse et M celle du corps ; cette oscillation est en opposition de phase avec le mouvement de l'équipage mobile, en sorte que tout élément lié au corps est soumis à des forces d'inertie que l'on met à profit sur les clapets d'as-
<EMI ID=9.1>
nage du point mort en fin de course d'aspiration. Ainsi, le ressort de rappel sur le siège de chaque clapet d'aspiration peut être supprimé d'où simplification technologique et réduction des espaces morts nuisibles, particulièrement avantageuse, pour ce cas d'application où la détente de l'air résiduel est mise à profit. Pour une bonne exploitation des forces d'inertie agissant sur chaque clapet, une limitation de la levée à une valeur très . inférieure à l'amplitude d'oscillation a du corps est nécessaire ;
<EMI ID=10.1>
clapet d'aspiration 9 du type annulaire, est guidé sur son diamètre extérieur et vient en butée sur un anneau déformable 10 du genre circlip logé dans une gorge pratiquée dans le cylindre du premier étage 11. La construction adoptée pour l'aspiration du
<EMI ID=11.1>
jours de type annulaire, est prisonnier dans un rivet 13 ayant une doubla fonction, celle de guidage de clapet par le diamètre intérieur de celui-ci et celle de butée. La disposition des ori-
<EMI ID=12.1> préférence avec un refoulement latéral, le second étage ayant un aménagement classique dans la disposition des clapets.
L'orifice de refoulement 14 de l'étage basse-pression est disposé et dimensionné de façon telle que, lorsque le piston 8a, dans sa course de compression, obture la moitié de cet orifice, la secticn résiduelle de l'orifice soit supérieure à la section de passage offerte par le clapet 14a, en position ouverte. Pour parve-
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1>
déplacement du piston (figure 5).
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
disposition permet de faire coïncider la phase de refoulement du premier étage avec la phase d'aspiration du deuxième étage, ce qui évite l'interposition d'un volume tampon entre les deux étages.
La figure 3 représente une variante de réalisation avec <EMI ID=18.1>
même c8té de l'équipage mobile avec une disposition du compresseur analogue à celle de la figure 1.
<EMI ID=19.1> de la figure 3, mais avec les deux étages disposés de part et d'au- tre des noyaux magnétiques 3a, 3b.
REVENDICATIONS
1. Compresseur à taux de compression élevé comprenant au moins un piston mobile oscillant à course libre dans un cylindre muni d'orifices d'admission et d'échappement à clapets et des moyens d'actionnement des pistons, caractérisé en ce qu'il comprend deux pistons solidaires l'un de l'autre et coopérant avec des cylindres distincts, l'échappement d'un premier cylindre étant relié à l'admission de l'autre, l'un au moins des cylindres comporte un matelas de fluide dans la chambre de compression entre le piston et le fond dudit cylindre.