Compresseur à mouvement oscillant entretenu électromagnétiquement, contenu dans une enceinte étanche La présente invention est relative à un compresseur contenu dans une enceinte étan che.
Ce compresseur est à mouvement oscillant entretenu électromagnétiquement.
L'invention a pour but de créer un com presseur de constitution particulièrement sim ple et robuste, pouvant être utilisé seul ou par groupes montés en parallèle ou en série. Cette dernière disposition permet notamment d'ali menter, par exemple, trois compresseurs iden tiques en courant monophasé ou en courant triphasé.
Du fait de sa constitution particulière, le compresseur suivant l'invention peut être faci lement révisé ou réparé sans qu'il soit néces saire d'avoir à effectuer des démontages im portants.
Conformément à l'invention, le compresseur comporte une lame flexible de support d'au moins une armature magnétique placée dans l'entrefer d'un circuit magnétique comprenant deux éléments symétriques identiques et com prenant des bobines alimentées en courant alternatif produisant un champ également alter natif faisant osciller ladite lame flexible afin qu'une pièce qui sert à relier la lame à l'arma ture magnétique commande le mouvement d'un piston coulissant dans un cylindre -porté. ainsi que les différents autres organes fixes du compresseur, par une platine reliée à des élé ments élastiques.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, trois formes d'exécution et une variante du compresseur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe-élévation longitu dinale de la première forme.
La fig. 2 est une élévation latérale corres pondant à la fig. 1, mais vue suivant la ligne<I>I-1</I> de cette dernière figure.
La fig. 3 est une coupe transversale prise suivant la ligne<I>1I1-111</I> de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe-élévation semblable à la fig. 1 représentant la seconde forme d'exé cution.
La fig. 5 est une coupe analogue à la fig. 4, mais tournée de 900.
La fig. 6 est un plan correspondant aux fig. 4 et 5, la partie gauche d'un des éléments du compresseur étant coupée.
La fig. 7 est une coupe, à plus grande échelle, prise suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe partielle à plus grande échelle illustrant une variante de réa- lisation du circuit magnétique du compresseur des figures précédentes.
La fig. 9 est une coupe-élévation de la troi sième forme d'exécution du compresseur, cette coupe étant prise suivant la ligne IX-IX de la fig. 10.
La fig. 10 est une coupe à plus petite échelle prise suivant la ligne X-X de la fi-. 9. La fig. 11 est une coupe prise suivant la ligne<I>XI-XI</I> de la fig. 10.
Le compresseur représenté au dessin est entièrement renfermé dans une enceinte close étanche 1 qui est délimitée par une platine 2 sur l'un des côtés de laquelle est fixée, au moyen de vis et écrous 3, une coquille 4 pou vant, par exemple, avoir la forme représentée.
L'enveloppe ainsi constituée est reliée à un bâti 5, présentant la forme d'un cadre, au moyen de ressorts 6 ou autres éléments élas tiques appropriés destinés à amortir les vibra tions auxquelles l'enveloppe est soumise pendant le fonctionnement du mécanisme compresseur, afin que ces vibrations ne soient pas transmises à l'appareil réfrigérateur, par exemple, dans lequel est monté ce compresseur.
La platine 2, qui est destinée à supporter l'ensemble des organes, porte, à sa partie supé rieure, une potence 7 à l'extrémité de laquelle est fixée, au moyen de vis et écrous 8 par exemple, une lame flexible 9 dont l'extrémité inférieure porte une pièce 10 fabriquée de pré férence en métal conducteur de l'électricité, mais amagnétique, dans laquelle sont enrobés deux aimants permanents 1l et 12 qui sont placés de façon que leurs polarités respectives soient opposées l'une à l'autre. Ces polarités peuvent, par exemple, être celles figurées à la fig. 3 où les lettres N désignent les pôles nord et les lettres S les pôles sud.
La pièce 10, maintenant et enrobant les aimants 11, 12, dont seules les extrémités po laires sont apparentes, forme à sa partie infé rieure une patte 13 à laquelle est fixé un organe de liaison 14 servant à relier cette patte à une tige souple 15, en corde à piano par exemple, dont l'extrémité libre est solidaire d'un pis- ton 16 comportant une garniture en forme de coupelle fabriquée en matière souple, afin que cette garniture puisse être déformée comme cela est expliqué ci-après.
Le piston 16 coulisse dans un cylindre 17 dont la culasse 18 est fixée, au moyen de vis 19, à la partie inférieure de la plaque 2 qui présente un évidement 20 dans lequel est refoulé le fluide comprimé par le piston 16 après qu'il a déformé les bords souples d'une soupape 21 fermant complètement le cylindre 17, cette soupape étant maintenue par une plaquette perforée 22, de préférence rigide, afin que le fluide comprimé ne déplace jamais la soupape 21, mais déforme simplement ses bords périphériques souples.
Le cylindre 17 présente, à sa partie anté rieure, une partie tronconique 23 permettant au fluide, à comprimer à l'intérieur du cylindre, d'entrer plus facilement dans ce dernier lorsque le piston 16 se trouve placé près de son point mort extérieur.
La pièce 10 sert également à supporter, au moyen d'un goujon 24, des rondelles de ta- rage 25 destinées à conférer à l'ensemble mo bile, constitué par la lame élastique 9, la pièce 10, les aimants 11, 12, le piston 16 et ses organes de liaison, une fréquence propre de vibrations déterminée.
26 et 27 (fig. 1 et 3) désignent deux élé ments identiques constitués de tôles magné tiques empilées de façon à former deux paquets semblables qui sont fixés, au moyen de vis 28 (fig. 3) à la platine 2.
Les éléments 26, 27 forment respective ment des noyaux magnétiques 29 sur lesquels sont enfilées des bobines 30 et 31 dont les enroulements sont branchés en série et ali mentés en courant alternatif de fréquence fixe.
La largeur des pièces polaires des noyaux magnétiques 29 est choisie de façon à être légèrement plus grande que l'espace séparant les deux aimants permanents 11, 12, afin que les lignes de force issues de ces derniers puis sent se fermer par ces pièces polaires lorsque le dispositif est au repos dans la position repré sentée au dessin. En effet, comme cela appa raît à la fig. 3, les lignes de force issues du pôle nord de l'aimant 11 passent par la pièce polaire du noyau 29 pour rejoindre le pôle sud de l'aimant 12. De même, le pôle nord de ce dernier aimant, qui est en regard de la pièce polaire de l'autre noyau magnétique 29, a ses lignes de force qui sont dirigées vers le pôle sud de l'aimant 11.
Lorsque les bobines 30, 31 sont alimen tées en courant alternatif, à un instant t, les pièces polaires des noyaux magnétiques 29 ont, par exemple, des polarités nord et sud, de sorte que l'aimant 12 est attiré et que l'ai mant 11 est repoussé.
Le champ magnétique issu des noyaux magnétiques 29 peut ainsi se fermer à travers l'aimant 12 et la plaque 2.
A l'instant<I>t</I> -I- <I>A t</I> la polarité des pièces polaires des noyaux 29 est inverse à celle indi quée au dessin, de sorte que c'est l'aimant 11 qui est attiré et l'aimant 12 repoussé, le champ magnétique se fermant de la- même façon que décrit ci-dessus à travers l'aimant 11 et la plaque 2.
Comme cela ressort de ce qui précède, le champ magnétique est, à tout moment, fermé et, de plus, il se ferme dans le sens pour lequel l'aimantation des aimants permanents 11, 12 tend à être augmentée.
Le mouvement alternatif auquel les aimants 11, 12 sont soumis est transmis par la pièce 10 à la lame 9 qui vibre, par suite, en synchro nisme avec la fréquence du courant alternatif d'alimentation des bobines 30, 31.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, la fréquence propre de l'ensemble mobile est déterminée à l'avance et est choisie de façon à être légèrement inférieure à celle du courant d'alimentation, afin que le compresseur ne fonctionne pas en résonance, mais seulement en synchronisme, pour que l'amplitude du mouvement dans lequel le piston 16 est en traîné n'atteigne pas une grandeur excessive qui risquerait de le faire buter contre la sou pape 21.
Comme cela apparaît clairement, lorsque le piston 16 est déplacé vers l'extérieur du cylindre 17, son bord périphérique souple tend à se resserrer en permettant au fluide sous basse pression contenu dans l'enceinte 1 d'entrer dans le cylindre 17.
Au contraire, dans son déplacement vers la soupape 21, les bords souples du piston 16 se resserrent contre la paroi interne de ce cylindre en comprimant le fluide qui s'échappe lorsque sa pression est suffisante pour produire la déformation du bord souple de la soupape 21, ce qui lui permet d'entrer dans l'évide ment 20 de la plaque 2 d'où il est dirigé, par un conduit 32, vers le condenseur de l'appareil réfrigérateur.
Les bobines 30 et 31 sont alimentées en courant alternatif au moyen de conducteurs 33 (fig. 1) qui traversent, comme cela est repré senté, la plaque 2 de la même façon que le conduit 32 et un conduit 35 servant à amener dans l'enceinte 1 le fluide à comprimer.
Etant donné que toutes les pièces du compresseur sont portées par la platine 2, il est extrêmement simple d'avoir accès à ces pièces, puisqu'il suffit de démonter la coquille 4 sans que les connexions aient à être défaites, ce qui rend particulièrement aisées les révisions et réparations qui peuvent être jugées néces saires.
Suivant la seconde forme d'exécution du compresseur représentée aux fig. 4 à 7, la demi-coquille 4, qui était précédemment fixée directement sur la platine 2, est reliée par son bord périphérique à une seconde demi-coquille 4', afin que ces deux demi-coquilles forment une enceinte étanche.
Les différents organes constitutifs du com presseur sont, de la même façon qu'aux fig. 1 à 3, montés sur la platine 2 qui est supportée, à l'intérieur de l'enceinte délimitée par les demi-coquilles 4 et 4', au moyen d'éléments élastiques 34 qui la relient, par l'intermédiaire de pattes 4" (fig. 6 et 7), à la demi-coquille 4.
Afin de permettre un démontage facile du compresseur, les différentes canalisations d'ame née et de sortie du fluide à comprimer, ainsi que les conduits électriques désignés par 36, traversent tous la demi-coquille 4 afin qu'il ne soit pas nécessaire de démonter des con nexions pour avoir accès aux pièces mobiles du compresseur. 37 (fig. 4 et 5) désigne des colonnettes qui sont disposées à l'intérieur de l'enceinte 1 entre les demi-coquilles 4 et 4', ces colonnettes pas sant dans des trous de grand diamètre 38 (fi-. 5) de la plaque 2.
Le rôle des colonnettes 37 est d'empêcher que les différents éléments du compresseur ne puissent venir buter contre les parois des demi- coquilles, notamment lorsque ce compresseur est déplacé pour être monté dans un réfrigé rateur et que ce dernier est transporté d'un endroit à un autre.
Des garnitures élastiques 39 (fig. 5) sont disposées autour des colonnettes 37 à leur partie située à l'intérieur des ouvertures 38 de la platine 2 afin d'amortir les chocs qui peu vent se produire entre cette platine et lesdites colonnettes.
Etant donné le mode de suspension parti culier du compresseur à l'intérieur de l'enve loppe qui l'entoure, il peut être disposé à plat, comme cela apparaît au dessin, ce qui permet de le loger dans un emplacement exigu, en dessous d'une armoire de réfrigérateur par exemple.
La fig. 8 représente une variante de réali sation du circuit magnétique, dans laquelle les paquets de tôle 26, 27 constituant le circuit magnétique sont découpés de façon à former respectivement deux noyaux magnétiques 40, 41 sur lesquels sont montées des bobines 42, 43.
L'armature ne comporte plus dans ce cas qu'un aimant permanent 44 enrobé de la même façon que précédemment dans la pièce 10 en métal amagnétique, mais conducteur de l'élec tricité, cet aimant comportant, de plus, des joues 45 et 46 en fer doux dont la largeur est choisie de façon qu'au repos ces joues soient placées très près des pièces polaires des différents noyaux magnétiques 40 et 41 afin que le flux issu de l'aimant puisse se fermer même lorsque le compresseur n'est pas en fonctionnement.
Dans la forme de réalisation représentée aux fig. 9 à 11, l'ensemble du compresseur est suspendu élastiquement au moyen de ressorts 50 à l'intérieur d'une coquille 51 qui est tra- versée par les différentes canalisations d'arrivée et de refoulement du fluide et qui est fermée par un couvercle 52 dont la forme est choisie de façon que son bord marginal 53 replié pé nètre à l'intérieur de la coquille 51 à laquelle il est ensuite soudé en 54, ce qui permet d'as surer une étanchéité absolue à l'enveloppe ainsi constituée.
Les aimants permanents 1l et 12, dont les polarités sont opposées, comme cela apparaît en particulier à la fig. 11, sont munis à leurs extrémités, qui font saillie de part et d'autre de la pièce de support 10 qui les enrobe, de pièces polaires 55 fabriquées par exemple en fer doux.
Les aimants<B>11.</B> et 12 sont destinés à être déplacés de façon alternative dans l'entrefer d'un circuit magnétique 56 qui comporte deux éléments identiques 57, 58, fabriqués au moyen de tôles magnétiques empilées les unes sur les autres et fixées par tous moyens appropriés à la platine 2, qui comporte ou forme, à cet effet, des pattes 59 (fig. 10).
Dans certains cas, il est avantageux, pour éviter les pertes magnétiques, que les éléments 57, 58 soient isolés magnétiquement de la pla tine 2.
Chacun des éléments du circuit magnétique présente deux pôles latéraux 60, 61, 60a, 61a (fig. 3) et un pôle médian 62, 62a. La largeur des pôles médians 62, 62a est choisie de façon qu'elle soit sensiblement égale à l'espace sépa rant les deux aimants permanents<B>11,</B> 12, dont la largeur, ou tout au moins celle des pièces polaires 55, est déterminée pour que ces ai mants interceptent à la fois les pôles médians 62, 62a et respectivement les pôles latéraux 60, 60a et 61, 61a.
La largeur des pôles latéraux 60,<B>61</B> et 60a, 61a est moindre que celle des pôles mé dians 62, 62a.
63 et 64 désignent deux bobines qui sont enfilées respectivement sur les pôles médians 62 et 62a. Les bobines 63, 64 sont destinées à être alimentées directement en courant alterna tif et sont branchées de façon que les polarités qu'elles déterminent sur les pôles médians 62, 62a soient opposées à un temps déterminé. Comme cela ressort de la description qui précède, lorsque le compresseur est au repos et qu'en conséquence les aimants 11 et 12 sont placés comme indiqué à la fig. 11, les lignes de force du champ de polarisation per manent qu'ils créent se ferment à travers les deux éléments 57, 58 du circuit magnétique, les lignes de force passant à la fois par les pôles médians 62, 62a et par les pôles laté raux 60, 61 et 60a, 61a.
Lorsque, au contraire, les bobines 63, 64 sont alimentées en courant alternatif, pour la première alternance de ce courant, le champ produit se ferme, par exemple par le pôle mé dian 62, le pôle latéral 61, l'aimant 12, le pôle latéral 61a, le pôle médian 62a et l'ai mant 11.
Comme cela apparaît dans ce cas, les ai mants et, par suite, la lame 9 et le piston 16 sont déplacés dans le sens de la flèche f1 (îig. 10). Le champ magnétique passant par les aimants est dirigé dans le même sens que celui de ces aimants et, par suite, ces derniers ne risquent pas d'être désaimantés.
A l'alternance suivante du courant alterna tif, le champ produit se ferme par le pôle médian 62, le pôle latéral 60, l'aimant 11, le pôle latéral 60a, le pôle médian 62a et l'ai mant 12. Les deux aimants sont en consé quence déplacés dans le sens contraire à celui de la flèche f,, mais également dans le sens pour lequel les lignes de force issues du champ alternatif se dirigent dans le même sens que les lignes de force issues du champ constant de polarisation et il s'ensuit que les aimants ne risquent jamais d'être désaimantés.
Un autre avantage de cette forme d'exécu tion réside dans le fait qu'en cas de surintensité du courant d'alimentation, notamment au dé marrage, certaines des lignes de force peuvent passer par les pièces polaires 55 sans traverser les aimants qui sont ainsi protégés, même lors que leur mouvement est retardé par rapport aux alternances du courant alternatif.
Il est possible de monter en série, en les accolant éventuellement les uns aux autres, plusieurs des compresseurs tels que celui décrit ci-dessus. Cette disposition est particulièrement intéressante, notamment dans le cas de réseaux d'alimentation en courant triphasé, ce qui per met d'utiliser trois compresseurs montés, par exemple, en étoile.