Compresseur pour fluide frigorigène La présente invention a pour objet un compres seur pour fluide frigorigène.
Dans de tels compresseurs, qui sont utilisés no tamment dans l'industrie des réfrigérateurs, on évite le plus souvent l'emploi d'articulations ou de liaisons bielle-manivelle, entre l'organe moteur vibrant et l'organe mené constitué par le piston, du fait des dimensions relativement petites de ces différents or ganes, ce qui conduirait à réaliser des articulations extrêmement fragiles qui seraient vite détériorées et qui seraient en outre la cause de bruits.
Four remédier à cet inconvénient dans les com presseurs ou pompes fonctionnant comme indiqué ci-dessus, le piston est généralement relié à l'organe qui l'entraîne au moyen d'une tige souple en corde à piano de faible section, afin que cette tige soit dé formée élastiquement pendant le fonctionnement et que le piston, qui doit décrire une trajectoire recti- ligne, ne soit pas trop influencé.
Cette disposition, qui donne des résultats relati vement satisfaisants, présente néanmoins différents inconvénients.
Lorsque la puissance à transmettre au piston de vient importante, la tige de liaison doit avoir une sec tion suffisante pour s'opposer à tout risque de flam bage, ce qui peut avoir pour effet d'entraîner des défauts d'étanchéité ou de nuire à la bonne conserva tion des pièces en mouvement. De plus, les mouve ments d'oscillation auxquels le piston est soumis ont pour effet de détériorer à la longue la garniture d'étanchéité dont il est muni.
La présente invention vise à remédier à ces dif férents inconvénients.
Conformément à l'invention, le compresseur pour fluide frigorigène, comportant un piston commandé par une lame élastique soumise à un mouvement vibratoire entretenu électromagnétiquement, est ca ractérisé en ce que le piston est déplacé dans un cylindre arqué délimitant une cavité en forme de segment de tore dont le rayon de courbure est ap proximativement égal à la longueur d'un rayon re liant son axe théorique au centre de courbure moyen de la lame.
Une forme d'exécution et deux variantes de l'ob jet de l'invention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe élévation partielle du compresseur. La fig. 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle, illustrant une variante. La fig. 3 est une coupe partielle, à plus grande échelle, montrant une variante de la liaison entre le piston et sa patte de support.
Le compresseur représenté à la fig. 1 est un com presseur oscillant à commande électromagnétique. Ce compresseur est renfermé dans un boîtier étanche 1 fermé au moyen d'un couvercle 2.
3 désigne un support des différents organes du compresseur, ce support 3 étant relié au boîtier 1 par des ressorts 4, afin que les vibrations qui sont trans mises, pendant le fonctionnement, au support 3 cons tituant le corps du compresseur, soient affaiblies et ne soient en conséquence que peu ou pas percepti bles à l'extérieur dudit boîtier 1.
Le support 3 est relié par des pièces de liaison S, 6 à une lame souple 7, en acier à ressort par exem ple, qui supporte une pièce amagnétique 8 contenant intérieurement des aimants permanents 9.
Les ai- mants permanents 9, dont les axes sont parallèles, sont disposés de façon que leurs polarités soient op posées, puis qu'au repos, c'est-à-dire dans la posi tion représentée au dessin, les extrémités de ces ai mants faisant saillie de la pièce 8 soient placées dans les intervalles séparant les trois pôles formés respec tivement par deux éléments identiques d'un circuit magnétique, non apparents au dessin, portés par le support 3.
La partie magnétique du compresseur peut d'ail leurs être réalisée de façons différentes.
La partie inférieure de la pièce 8 forme une patte 10 traversée par une pièce de fixation 11 d'une tige de liaison 12 servant à relier la patte 10 à un piston 13 qui est mû alternativement lorsque le compres seur est en fonctionnement, du fait du mouvement dans lequel la pièce 8 est entraînée lors de l'excita tion, au moyen d'un courant alternatif de fréquence déterminée, du circuit magnétique inducteur dont les aimants 9 constituent les éléments induits.
A sa partie inférieure, le support 3 porte ou forme une calotte 14 sur laquelle est fixée une pièce 15 dénommée ci-après bloc cylindre.
Comme cela apparaît au dessin, le bloc cylindre 15 et la calotte 14 délimitent une chambre 16 dans laquelle le fluide est transvasé pendant la course de compression du piston 13, cette chambre 16 étant reliée, au moyen de conduits non représentés, au circuit récepteur du compresseur, circuit qui peut notamment être celui d'un appareil réfrigérateur.
Le bloc cylindre 15 comporte un cylindre 17 de section intérieure circulaire mais de direction longitu dinale arquée, de façon que ce cylindre ,présente une courbure semblable à la trajectoire décrite par le piston 13 lorsqu'il est entraîné lors de ]':excitation du circuit magnétique inducteur.
De cette façon, le cylindre 17 délimite une cavité en forme de segment de tore dont le rayon de courbure est approximative ment égal à la longueur d'un rayon reliant son axe théorique au centre de courbure moyen de la lame 7.
La forme particulière conférée aux parois du cy lindre 17 permet de relier le piston 13 à la pièce 11 au moyen d'un dispositif à flexibilité limitée consti tué par une tige 12 semi-rigide, telle qu'une corde à piano, de relativement grande section. Cette dispo sition permet d'éviter ou de réduire les risques de flambage de la tige 12 lorsque cette dernière trans met au piston 13 des efforts importants.
Suivant la forme d'exécution représentée à la fig. 1, le bloc cylindre 15 est par exemple fabriqué en, fonte et le cylindre 17 est usiné en le montant sur une machine dont le chariot, supportant ce bloc cy lindre, décrit, au fur et à mesure de l'usinage réalisé au moyen d'un outil tournant, une trajectoire prédé- terminée.
La rectification et le polissage des parois du cy lindre 17 sont ensuite effectués au moyen d'un outil à polir, tel qu'une olive en caoutchouc durci.
La partie du bloc cylindre 15, qui se trouve en fermée dans la chambre 16, supporte, par l'intermé- diaire d'une plaque perforée 18, fixée par exemple par des vis 19, une tige 20 à l'extrémité de laquelle est montée une soupape 21.
Comme cela apparaît en particulier à la fig. 3, la soupape 21 est fabriquée exactement de la même façon que le piston 13. Ces deux derniers organes comportent une coupelle métallique 22 servant au maintien d'une coupelle 23 en caoutchouc synthéti que dont les parois latérales sont coniques et vont en s'amincissant de façon que lesdites coupelles 23 appuient contre les parois du cylindre seulement par leur bord périphérique extrême.
La coupelle 23 du piston forme clapet d'aspiration pendant la course d'admission de ce piston et garniture d'étanchéité pendant sa course de refoulement.
Les coupelles métalliques 22 sont conformées de façon qu'elles laissent libre, entre leurs bords exté rieurs et le cylindre, un espace annulaire de relati vement grande section. La section du cylindre 17 étant partout la même, la coupelle 23 du piston est soumise à des déformations très faibles et, de plus, les déformations qu'elle subit, notamment au mo ment de la course d'aspiration pour permettre au fluide contenu dans le boitier 1 d'entrer dans le cy lindre 17, sont réparties de façon homogène sur toute sa périphérie,
puisque la trajectoire de ce piston cor respond approximativement à la courbure des parois du cylindre.
Il en résulte que de très faibles déformations de la coupelle 23 du piston 13 permettent néanmoins un très bon remplissage du cylindre 17.
Etant donné que la pression, qu'exerce sur la pa roi du cylindre le bord périphérique de la coupelle 23 de la soupape, est également faible, le transvasement depuis le cylindre 17 jusqu'à la chambre 16 s'effec tue dès que la pression dans ce cylindre 17 com mence à dépasser celle régnant dans la chambre 16.
Il s'ensuit que ce transvasement a lieu pendant une fraction relativement grande de la course de com- pression du piston 13 et qu'en conséquence la vitesse de passage du fluide entre le bord de la soupape et la paroi du cylindre demeure toujours faible.
La grande flexibilité de la coupelle 23 de la sou pape a pour effet que le fluide sous pression contenu dans la chambre 16 applique, dès le début de la course d'aspiration du piston 13, cette coupelle con tre la paroi du cylindre, en assurant ainsi une étan chéité totale, ce qui évite tout retour de fluide depuis la chambre 16 jusqu'au cylindre 17 pendant la course d'aspiration du piston, comme cela se produit fré quemment dans les machines à clapet automatique.
Un autre avantage de la disposition décrite réside dans le fait que l'espace nuisible, en fin de course de compression, est extrêmement réduit puisque le piston 13 est placé parallèlement à la soupape 21, lorsqu'il atteint son point mort en fin de course de compression. De plus, la forme de la soupape étant semblable à celle du piston, ce dernier l'emboite en partie, ce qui réduit encore le volume de l'espace nui sible.
La fig. 2 illustre une variante de la disposition décrite ci-dessus en référence à la fig. 1.
Suivant cette variante, le cylindre 17 est consti tué par un tube 24. Le tube 24 est directement noyé dans le bloc cylindre 15.
Pour fabriquer le bloc cylindre de la fig. 2, il est avantageux de procéder de la façon suivante: Le tube 24, qui peut par exemple être fabriqué en acier Martin, est tout d'abord calibré et traité de façon qu'il présente une surface appropriée sur ses parois destinées à constituer celles du cylindre. Ce tube est ensuite cintré sur une machine appropriée suivant un rayon de courbure voulu. L'opération de cintrage du tube est de préférence effectuée en rem plissant tout d'abord ce dernier, afin qu'il n'y ait pas de risques d'ovalisation du tube.
Ces opérations préliminaires étant effectuées, le tube est ensuite tronçonné, puis sa paroi interne est rectifiée, durcie et amenée aux cotes définitives.
Cette dernière opération est effectuée, par exem ple, en enfonçant dans le segment de tube découpé une bille en carbure de tungstène dont le diamètre est égal à celui que doit avoir le cylindre terminé. L'utilisation d'une bille en carbure de tungstène per met d'obtenir un .très bon état de surface et, du fait de l'action de matriçage qu'exerce la bille sur ce tube pendant son enfoncement, les parois de ce dernier sont durcies en même temps qu'elles sont rectifiées.
Le segment de tube arqué ainsi obtenu est ensuite enrobé dans le bloc cylindre 15 fabriqué en alliage léger ou à base de Zn, tel que celui connu sous le nom de Zamac. Ce bloc cylindre est moulé sous pres sion directement sur le segment de tube 24, cette opé ration de moulage étant effectuée en atmosphère réductrice, afin que la paroi interne du tube 24 ne risque pas d'être oxydée.
Une dernière opération de fabrication consiste en un glaçage des parois internes du tube 24, ce glaçage pouvant par exemple être effectué par une machine à mouvement pendulaire supportant une olive en caoutchouc dont la trajectoire est confondue avec le rayon de courbure du tube 24.
La fig. 3 montre une variante de la liaison entre le piston 13 et la patte 10 de la pièce 8 contenant les aimants. Cette disposition permet d'annihiler com plètement les risques de flambage de la tige 12, nor malement employée, tout en conférant à la transmis- tion du mouvement depuis la patte 10 jusqu'au pis ton 13 une certaine souplesse.
Suivant la fig. 3, le piston 13 est porté par une tige 25 qui présente un filet 26 et une queue 27 de forme conique dont l'extrémité 27a est arrondie et durcie par un traitement approprié. L'extrémité 27a de la queue 27 est destinée à prendre appui dans le fond d'un évidement 28 que présente la pièce 11 traversant la patte 10. Cette pièce 11 présente aussi un filet 29.
Les filets 26 et 29 sont utilisés pour le vissage des spires terminales d'un ressort 30 qui est monté de façon que sa partie comprise entre les filets 28 et 29 soit sous tension, afin que l'.extrémité 27a de la queue 27 soit toujours appliquée contre le fond de l'évidement 28.