Dispositif d'insonorisation d'un compresseur à organe moteur oscillant à commande électromagnétique La présente invention est relative à un dispositif d'insonorisation d'un compresseur à organe moteur oscillant à commande électromagnétique.
Les compresseurs de ce genre sont utilisés dans de nombreuses branches de la technique et notam ment comme compresseurs de fluide frigorigène dans des appareils réfrigérateurs.
Les avantages obtenus par l'application de ces compresseurs sont bien connus, notamment en ce qui concerne leur rendement frigorifique.
L'un des inconvénients essentiels de ces compres seurs concerne la difficulté qu'il y a à les rendre silencieux, ce qui est dû principalement à leur mode de fonctionnement. Ces appareils émettent des sons constitués par les, différentes harmoniques du son fon, damental dont la fréquence est celle du secteur, soit, en général, 50 Hz.
Certaines de ces harmoniques peuvent se trouver considérablement amplifiées par des résonances acoustiques au point de devenir gênantes.
Des dispositifs absorbants constitués par des ma tériaux fibreux ou poreux ont été maintes fois dé crits en vue d'applications diverses et, notamment, en vue de la réduction du bruit des compresseurs frigo rifiques. Leur efficacité, relativement faible, s'étend plus ou moins sur toute la gamme du spectre des fréquences acoustiques. Ces dispositifs agissent sim plement ";par dissipation non sélective de l'énergie acoustique qui se trouve ainsi transformée en chaleur.
Le dispositif qui fait l'objet de la présente inven tion est, au contraire, essentiellement sélectif et son efficacité est alors considérable dans une bande étroite de fréquence ; c'est pourquoi il convient tout particulièrement à l'élimination d'une harmonique déterminée. Le dispositif mis en aeuvre fonctionne, en principe, sans dissipation d'énergie, mais il est entendu qu'il peut, en pratique, assurer un certain amortissement par dissipation d'énergie.
Selon l'invention, le dispositif d'insonorisation d'un compresseur à organe moteur oscillant à com mande électromagnétique, renfermé dans une en ceinte close, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un résonateur disposé à l'intérieur de ladite enceinte, les dimensions de ce résonateur étant dé terminées pour qu'il résonne en accord avec une vibration nuisible à absorber.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe-élévation d'un compres seur frigorifique, équipé d'une première forme de réalisation.
La fig. 2 est une coupe montrant un résonateur. La fig. 3 est une coupe-élévation d'une variante. Les fig. 4 à 8 sont des coupes-élévations, à plus petite échelle, illustrant différentes variantes.
Les fig. 9 et 10 sont des coupes-élévations sché matiques montrant une autre variante.
La fig. 1 montre un compresseur vibrant à com mande électromagnétique qui comporte un corps 1 auquel est relié un équipage mobile 2 par l'intermé diaire d'une lame vibrante 3.
L'équipage mobile comprend des armatures ma gnétiques 4 placées dans un champ magnétique alter natif engendré dans un circuit magnétique non repré senté et porté par le corps 1. Ce dernier supporte, en outre, un ou des cylindres 5 dans lesquels coulisse un piston 6 relié à l'équipage mobile.
L'ensemble du compresseur décrit succinctement ci-dessus est suspendu élastiquement, au moyen de ressorts 7, à l'intérieur d'un boîtier 8 fermé par un couvercle 9. Comme cela est facilement compréhensible, lors que les armatures magnétiques 4 sont excitées, l'équi page mobile 2 est animé d'un mouvement alternatif de fréquence déterminée correspondant à la fréquen ce du courant alternatif utilisé pour l'alimentation des enroulements du circuit magnétique non représenté.
Dans le cas le plus général, la fréquence des vi brations de l'équipage mobile est de 50 périodes/ seconde, cela notamment lorsque les armatures ma gnétiques 4 sont constituées par des aimants perma nents. Dans certains cas, cette fréquence pourrait être de 100 périodes/seconde.
On a remarqué que les mécanismes à commande électromagnétique du genre de celui décrit ci-dessus engendrent des ondes sonores audibles qui sont par suite gênantes, notamment lorsque de tels mécanis mes sont utilisés dans des locaux d'habitation, com me c'est le cas lorsqu'ils sont mis en couvre dans des appareils réfrigérateurs. Ces ondes sonores sont dues principalement à la variation périodique de la pres sion dans le boîtier 8 et dans les canalisations, ce qui découle du mode de fonctionnement particulier des mécanismes vibrants du genre décrit.
Une étude détaillée des ondes sonores émises par ces mécanismes montre que la vibration fondamen tale n'est pas gênante dans la plupart des, cas et, en particulier, lorsque cette vibration fondamentale est de 50 périodes/seconde, mais par contre, ce sont certaines des harmoniques qui engendrent des sons audibles.
Dans le cas particulier d'un compresseur frigo rifique, du genre de celui décrit ci-dessus, dont la vibration fondamentale est de 50 périodes/seconde, l'étude a fait ressortir que la neuvième harmonique se trouvait amplifiée au ,point de constituer la raie do minante dans le spectre du bruit émis à l'extérieur.
Afin d'atténuer le bruit, on s'arrange, de manière connue, à effectuer le transvasement du fluide à com primer depuis une enceinte de grandes dimensions jusqu'à l'intérieur du cylindre. Pour cela, on utilise l'intérieur du boîtier 8 comme chambre d'aspiration.
En outre, pour amortir les bruits,au refoulement, on prévoit en arrière de la soupape die refoulement 10 une chambre 11 de volume important par rapport à celui du cylindre, afin que cette capacité agisse com me un filtre acoustique interposé entre le cylindre de compression et le circuit de refoulement.
Ces mesures d'usage courant sont toutefois insuf fisantes pour ramener les bruits à un niveau accep table.
Dans le dispositif décrit on dispose, pour affaiblir aussi complètement que possible les bruits engen drés, des résonateurs 12 sur un support 13 lui-même relié au corps 1 du compresseur, comme cela est représenté, ou à l'une des parois internes. du boîtier 8 et/ou de son couvercle 9.
Les résonateurs 12 sont, de préférence, constitués comme indiqué par les fig. 2 et 3.
Suivant la fig. 2, l'organe résonnant est formé par un tube métallique 121 fermé en 14 à une extré- mité et ouvert à son autre extrémité. La longueur de ce tube est approximativement égale au quart de la longueur d'onde à absorber, de sorte qu'il constitue un tube dit quart-d'onde, bien connu en soi.
Etant donné que la fréquence propre des résona teurs est susceptible de varier sensiblement avec la vitesse du son dans le fluide frigorigène, celle-ci étant fonction de la température à l'intérieur de l'enceinte, étant donné, par ailleurs, que la fréquence d'excita- tion imposée par le secteur peut être considérée comme invariable,
étant donné enfin que les résona teurs n'ont leur maximum d'efficacité que lorsque leur fréquence propre est très voisine de la fréquence d'excitation, on conçoit que le fonctionnement cor rect d'un dispositif, suivant la fig. 2, par exemple, ne pourra être obtenu que dans un domaine assez étroit de température.
Pour pallier cet inconvénient, l'organe résonnant est, de préférence, constitué comme à la fig. 3, sui vant laquelle plusieurs tubes résonnants 122, 12s ... 12, analogues à celui de la fig. 2, mais de longueurs progressivement décroissantes, sont assemblés en batterie de manière qu'ils entrent en résonance pour des fréquences différentes. L'ensemble fonctionne alors convenablement quelle que soit la température du fluide frigorigène.
Dans ce qui précède, on n'a considéré que l'em ploi de tubes quart-d'onde ; toutefois, il est bien évi dent, comme l'enseignent les théories acoustiques, qu'il est possible aussi d'utiliser des tubes ouverts dits demi-onde, c'est-à-dire dont la longueur est égale, en principe, à la moitié de la longueur d'onde de l'harmonique à laquelle ils doivent répondre.
Un tube de cette sorte est représenté à la fig. 4 sur laquelle il est désigné par la référence 12a. Lorsque l'emplacement dont on dispose est exigu, il est possible de cintrer un tube demi-onde qui. pré sente alors l'aspect représenté à la fig. 5 suivant la quelle ce tube est désigné par la référence 12a1.
On peut bien sûr utiliser d'autres types de tubes et notamment, comme le montre la fig. 6, des tubes dits double quart-d'onde constitués par un tube demi onde 12a à la partie médiane desquels est placé un bouchon 15.
Comme cela apparaît à la fig. 7, un tube double quart-d'onde peut aussi être conformé en fer à che val, un bouchon 151 étant placé au milieu de la par tie arrondie de ce tube.
La fig. 8 montre un autre tube double quart- d'onde dans lequel on n'utilise plus de bouchon, mais dans ce cas, ce tube est écrasé en 16 à sa partie médiane.
Bien que cela ne soit pas représenté, la longueur des branches du fer à cheval formé par le tube dou ble quart-d'onde peut être légèrement différente afin de répondre à des fréquences également différentes.
Les fig. 9 et 10, enfin, illustrent une autre réali sation suivant laquelle l'organe résonnant est cons titué par un boîtier 17 fermé par un couvercle 18 présentant des perforations 19. Les dimensions de ce boîtier ainsi que celles des perforations sont évi demment déterminées par le calcul, à la manière d'une caisse de résonance, suivant la longueur d'onde du son qui doit être absorbé.
La fig. 10 montre une réalisation voisine de celle de la fig. 9, dans laquelle les perforations multiples sont remplacées par un ou plusieurs segments de tu bes, de longueurs déterminées, traversant le cou vercle.
The present invention relates to a soundproofing device for a compressor with an electromagnetically controlled oscillating motor member.
Compressors of this kind are used in many branches of the art and in particular as refrigerant compressors in refrigeration apparatus.
The advantages obtained by the application of these compressors are well known, in particular with regard to their cooling efficiency.
One of the essential drawbacks of these compressors concerns the difficulty in making them silent, which is mainly due to their mode of operation. These devices emit sounds made up of the different harmonics of the fundal sound, the frequency of which is that of the mains, that is, in general, 50 Hz.
Some of these harmonics can be considerably amplified by acoustic resonances to the point of becoming annoying.
Absorbent devices made of fibrous or porous materials have been described many times with a view to various applications and, in particular, with a view to reducing the noise of refrigeration compressors. Their relatively low efficiency extends more or less over the entire range of the acoustic frequency spectrum. These devices act simply "by non-selective dissipation of the acoustic energy which is thus transformed into heat.
The device which is the subject of the present invention is, on the contrary, essentially selective and its efficiency is then considerable in a narrow frequency band; this is why it is particularly suitable for the elimination of a given harmonic. The device used operates, in principle, without energy dissipation, but it is understood that it can, in practice, ensure a certain damping by energy dissipation.
According to the invention, the soundproofing device of a compressor with an oscillating motor member with electromagnetic control, enclosed in a closed enclosure, is characterized in that it comprises at least one resonator arranged inside said enclosure. , the dimensions of this resonator being determined so that it resonates in accordance with a harmful vibration to be absorbed.
Embodiments of the subject of the invention are shown, by way of non-limiting examples, in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a sectional elevation of a refrigeration compressor, equipped with a first embodiment.
Fig. 2 is a section showing a resonator. Fig. 3 is a sectional elevation of a variant. Figs. 4 to 8 are sectional elevations, on a smaller scale, illustrating different variants.
Figs. 9 and 10 are diagrammatic elevations showing another variation.
Fig. 1 shows a vibrating compressor with electromagnetic control which comprises a body 1 to which a mobile unit 2 is connected by the intermediary of a vibrating blade 3.
The mobile equipment comprises magnetic armatures 4 placed in a native alter magnetic field generated in a magnetic circuit not shown and carried by the body 1. The latter also supports one or more cylinders 5 in which a piston 6 slides. connected to the mobile crew.
The entire compressor described briefly above is resiliently suspended, by means of springs 7, inside a housing 8 closed by a cover 9. As is easily understood, when the magnetic armatures 4 are excited, the mobile equi page 2 is driven by an alternating movement of determined frequency corresponding to the frequency of the alternating current used for supplying the windings of the magnetic circuit, not shown.
In the most general case, the frequency of vibrations of the moving unit is 50 periods / second, this in particular when the magnetic reinforcements 4 are formed by permanent magnets. In some cases, this frequency could be 100 periods / second.
It has been noticed that electromagnetic control mechanisms of the type described above generate audible sound waves which are therefore annoying, in particular when such mechanisms are used in living quarters, as is the case. when placed in covers in refrigerator appliances. These sound waves are mainly due to the periodic variation of the pressure in the housing 8 and in the pipes, which results from the particular mode of operation of vibrating mechanisms of the type described.
A detailed study of the sound waves emitted by these mechanisms shows that the fundamental vibration is not disturbing in most cases and, in particular, when this fundamental vibration is 50 periods / second, but on the other hand, they are certain. harmonics that generate audible sounds.
In the particular case of a refrigeration compressor, of the kind described above, whose fundamental vibration is 50 periods / second, the study showed that the ninth harmonic was amplified to the point of constituting the dominant line in the spectrum of noise emitted outside.
In order to attenuate the noise, arrangements are made, in a known manner, to transfer the fluid to be compressed from a large enclosure to the interior of the cylinder. For this, the interior of the housing 8 is used as a suction chamber.
In addition, to dampen noise, on discharge, a chamber 11 of large volume relative to that of the cylinder is provided behind the discharge valve 10, so that this capacity acts as an acoustic filter interposed between the compression cylinder. and the discharge circuit.
These commonly used measures are, however, insufficient to reduce noise to an acceptable level.
In the device described, in order to attenuate the noises generated as completely as possible, resonators 12 are placed on a support 13 which is itself connected to the body 1 of the compressor, as shown, or to one of the internal walls. the housing 8 and / or its cover 9.
The resonators 12 are preferably formed as indicated in FIGS. 2 and 3.
According to fig. 2, the resonant member is formed by a metal tube 121 closed at 14 at one end and open at its other end. The length of this tube is approximately equal to a quarter of the wavelength to be absorbed, so that it constitutes a so-called quarter-wave tube, well known per se.
Given that the natural frequency of the resonators is liable to vary appreciably with the speed of sound in the refrigerant, this being a function of the temperature inside the enclosure, given, moreover, that the frequency excitation imposed by the sector can be considered as invariable,
finally given that the resonators have their maximum efficiency only when their natural frequency is very close to the excitation frequency, it will be understood that the correct operation of a device, according to FIG. 2, for example, can only be obtained in a fairly narrow temperature range.
To overcome this drawback, the resonant member is preferably made as in FIG. 3, following which several resonant tubes 122, 12s ... 12, similar to that of FIG. 2, but of progressively decreasing lengths, are assembled in battery so that they enter into resonance for different frequencies. The assembly then operates properly whatever the temperature of the refrigerant.
In the foregoing, only the use of quarter-wave tubes has been considered; however, it is obvious, as acoustic theories teach, that it is also possible to use so-called half-wave open tubes, that is to say whose length is equal, in principle, to half the wavelength of the harmonic to which they must respond.
A tube of this kind is shown in fig. 4 on which it is designated by the reference 12a. When the space available is cramped, it is possible to bend a half-wave tube which. then presents the appearance shown in FIG. 5 according to which this tube is designated by the reference 12a1.
It is of course possible to use other types of tubes and in particular, as shown in FIG. 6, so-called double quarter-wave tubes consisting of a half-wave tube 12a in the middle part of which a plug 15 is placed.
As it appears in fig. 7, a double quarter-wave tube can also be shaped as a horseshoe, a stopper 151 being placed in the middle of the rounded part of this tube.
Fig. 8 shows another double quarter-wave tube in which the plug is no longer used, but in this case this tube is crushed at 16 at its middle part.
Although not shown, the length of the branches of the horseshoe formed by the double quarter-wave tube may be slightly different in order to respond to equally different frequencies.
Figs. 9 and 10, finally, illustrate another embodiment according to which the resonant member is constituted by a housing 17 closed by a cover 18 having perforations 19. The dimensions of this housing as well as those of the perforations are obviously determined by the calculation, like a resonance box, according to the wavelength of the sound to be absorbed.
Fig. 10 shows an embodiment similar to that of FIG. 9, in which the multiple perforations are replaced by one or more segments of tu bes, of determined lengths, crossing the neck.