Brevet FR2637653A1 — publié le 19900413

La présente invention a pour objet un ensemble de compression du type comprenant une chambre à l'intérieur de laquelle se déplace un piston solidaire d'un système bielle-manivelle, ledit piston déterminant une chambre supérieure et une chambré inférieure, la chambre supérieure étant coiffée d'une culasse supérieure comportant un porte-clapets. Des compresseurs de ce type sont connus de longue date. Dans les compresseurs classiques, on utilise pour la compression la partie haute du compresseur, qui comporte essentiellement ladite chambre supérieure et la culasse, l'ensemble bielle-manivelle évoluent dans un milieu lubrifiant liquide, dans la chambre intérieure. Ces dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, le dispositif est par nature déséquilibré dynamiquement entre la phase de montée et de descente du piston dans la mesure ou règne dans la chambre supérieure une pression de 10 à 12 bars, tandis que la chambre inférieure est à la pression atmosphérique. Ceci conduit à générer des vibrations ainsi qu'à une usure des différentes pièces ainsi sollicitées. Par ailleurs, la présence obligée d'un milieu lubrifiant liquide entraine un certain nombre de contraintes de maintenance pour la surveillance des niveaux. Il y a, par ailleurs, obligatoirement passage de lubrifiant dans l'air, donc pollution. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un ensemble de compression du type comprenant une chambre à l'intérieur de laquelle se déplace un piston solidaire d'un système bielle-manivelle, ledit piston déterminant une chambre supérieure et une chambre inférieure, la chambre supérieure étant coiffée d'une culasse supérieure comportant un porte-clapets, caractérisé en ce que la chambre inférieure est munie d'une culasse inférieure associée permettant l'admission et le refoulement sous pression an dehors de la chambre inférieure de l'air ambiant aspiré, l'ensemble bielle-manivelle évoluant dans un espace sec par l'utilisation de lubrifiants solides et/ou de matériaux associés adéquats. Grâce à cette conception, on utilise l'air véhiculé par le piston dans la chambre inférieure, qui était Jusqu'a présent inutilisée. on peut ainsi récupérer une pression, par exemple de l'ordre de deux atmosphères suivant les volumes aménagés dans la partie basse du compresseur qui peut être utilisée à plusieurs fins, par exemple - fonction de compresseur classique basse pression, - alimentation en premier étage du compresseur principal, - refroidissement de la culasse supérieure, Les lubrifiants solides utilisés pourront être par exemple du graphite ou du bisulfure de molybdène. Les matériaux en mouvement seront de manière générale des matériaux revêtus tels que aluminium revêtu par anodisation dure, chronique. Le guidage du piston sera effectué par des matériaux composites et les segments seront également en matériaux composites. On comprendra mieux l'invention å l'aide de la description faite ci-après d'un mode de mise en oeuvre, en référence & la figure annexée qui est une vue schématique en coupe longitudinale d'un ensemble de compression conforme à l'invention. L'ensemble de compression comporte, de manière classique : - un cylindre (f) ; - un piston (2) évoluant verticalement à l'intérieur de celui-ci ; - un ensemble bielle(3 > -manivelle (4). Le piston (2) détermine à l'intérieur du cylindre (1) une chambre supérieure (S) et une chambre inférieure (6), lesdites chambres étant bien entendu de volumes variables, liés à la position du piston dans le cylindre. De manière habituelle; la chambre supérieure (5) est coiffée d'une culasse supérieure (7) de structure classique, munie en particulier d'un porte-clapets non représenté. On délivre ainsi une pression qui peut être de l'ordre de 10 v 12 bars. Conformément à l'invention, on prévoit d'associer å la chambre inférieure une culasse inférieure (8 > comportant un clapet d'entrée d'air ambiant (9) et un clapet de refoulement (10) de l'air ainsi comprimé dans la chambre inférieure lors de la descente du piston (2). Selon un mode de mise en oeuvre, l'air comprimé ainsi généré est transmis par une conduite (11) vers la partie chaude de la culasse supérieure (7) en vue du refroidissement de celle-ci. Après passage dans la culasse1 cet air ainsi réchauffé est rejeté à l'extérieur de l'enceinte (12). REVENDICATIONS 10 Ensemble de compression du type comprenant une chambre à l'intérieur de laquelle se déplace un piston (2) solidaire d'un système bielle-manivelle t3). ledit piston déterminant une chambre supérieure (5) et une chambre inférieure (6), la chambre supérieure étant coiffée d'une culasse supérieure (7)-comportant un porte-clapets, caractérisé en ce que la chambre inférieure (6) est munie d'une culasse inférieure (8) associée permettant l'admission et le refoulement sous pression en dehors de la chambre inférieure de l'air ambiant aspiré, l'ensemble bielle-manivelle (3) évoluant dans un espace sec par l'utilisation de lubrifiants solides et/ou de matériaux associés adéquats. 20 Ensemble de compression sélon la revendication 1, caractérisé en ce que la culasse inférieure t8) comporte un clapet d'entrée d'air ambiant (9) et un clapet de refoulement (10) de l'air ainsi comprimé dans la chambre inférieure lors de la descente du piston (2). 30 Ensemble de compression selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'air comprimé généré est transmis par une conduite t vers la partie chaude de la culasse supérieure t7) en vue du refroidissement de celle-ci, cet air ainsi réchauffé étant ensuite rejeté à l'extérieur de l'enceinte i12) après passage dans ladite culasse. 40 Ensemble de compression selon l'une quelconque des revendications 1à 3 caractérisé en ce que les matériaux en mouvement sont des matériaux revêtus tels que aluminium revêtu par anodisation dure, chromique, que le guidage du piston est effectué par des matériaux composites et que les segments sont également en matériaux composites. 50 Ensemble de compression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lubrifiants solides sont du graphite ou du bisulfure de molybdène.