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Monsieur Lucien, Joseph VIVIER pour: Appareil à produire des variations de pression"
Pour produire dans un fluide une variation de pression, positive ou négative, on peut opérer soit dynamiquement au moyen d'une pompe, turbine ou appareil similaire,soit statiquement.
Dans ce dernier cas, si l'on veut en particu- lier obtenir une variation de pression négative, par exemple, on utilise généralement, un appareil conver- gent-divergent.
La présente invention a pour objet un appa- reil capable de créer statiquement , c'est-à-dire sans organe solide mobile, une variation de pression, posi- tive ou négative par la mouvement d'un fluide, ce mouvement étant produit par compression, ou poussée,
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de ce fluide, ou par aspiration dudit fluide.
Le dessin annexé montre aux fige 1 et 2 divers dispositifs connus et aux fig. 3 à 12 diverses applications du dispositif suivant l'invention.
La fig. 1 montre un système convergent-divergent.
La fig. 2 montre un dispositif à ajutages cylin- driques.
La fig. 3 montre un agencement destiné à faire le vide.
La fig. 4 se rapporte à un entraîneur de fluide.
La fige 5 montre un dispositif servant à l'amor- çage d'une pompe.
La fig. 6 montre un dispositif d'élévation d'eau..
La fig. 7 montre un dispositif de tirage.
La fig. 8 montre un dispositif de nettoyage par le vide.
La fig. 9 montre un dispositif pour l'alimenta- tion de moteurs à explosiononu à combustion interne.
La fig; 10 montre un dispositif de suralimenta- tion d'un moteur en air.
Les fig. 11 et 12 se rapportent à la ventilation de véhicules.
Sur la fig. 1 qui représente un appareil connu créant une -variation de pression par un fluide en motive- 'ment , on voit que le fluide 1 sort du convergent 2,pour pénétrer dans le divergent 3, avec un angle d'ouverture assez faible. Il en résulte qu'à la moindre variation du régime d'écoulement de la veina du fluide 1, ce fluide
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créateur de variations de pressions, n'épouse plus exacte- ment las parois du divergent 3, qu'il n'épouse d'ailleurs que pour un régime déterminé et le vide dans le conduit 4 ne peut être très élevé, malgré la dépense du fluide entrai- neur 1.
De plus, il résulte de l'existence d'un espace nuisible 3 dans le divergent, la possibilité de désarmorça- ges continuels, ce qui a lieu en pratique, la veineede fluide 1 n'étant jamais continuellement, ni exactement, Centrée sur l'axe du divergent 3.
On voit, immédiatement, que si l'on pouvait augmenter considérablement à la sortie du convergent, l'an- gle d'ouverture de la veiné du fluide 1, cette veine vien- drait s'appliquer plus exactement sur les parois du diver- gent et ceci pour une grande marge dans la variation du régime dcoulement de ce fluide permettant ainsi la sup- pression de l'espace nuisible 3a dans le divergent, donc, à dépense égale, un meilleur vide dans le conduit 4 et, enfin, la suppression des désamorçages, puisque aucun flui- de ne pourrait, en passant par l'espace nuisible 3a, péné- trer dans la chambre, ou le conduit 4, dans lequel on provoque le vide.
Enfin, on remarquera que si, au lieu de faire entraîner le fluide du conduit 4 par le fluide aspirateur 1, le long des parois du divergent 3, on pouvait arriver à produire cet entraînement, par et dans la masse même de ce fluide 1, le vide alors créé, serait, non seulement meilleur, puisque le contact entre les molécules du fluide 1 et les parois du divergent serait plus intime, mais encore
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serait aussi obtenu presque instantanément, d'où de .ombren-
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ses applications, jusqu'ici interdites, puisque le fluide entraîneur 1 agirait, non seulement par sa surface extérieu- re,mais encore, en même temps, par toute sa masse. Enfin, on voit que les pertes de charge seraient de plus, ainsi, diminuées.
On remarquera, de plus, que l'angle d'ouverture de la veine liquide du fluide aspirateur 1, à la suite du convergent, permet de rapprocher le divergent du convergent, donc de diminuer, encore, davantage, les pertes de force vive.
Dans tous les appareils connus, créant, stati- quement comme indiqué par exemple fig. 1, un vide par exem- ple le fluide aspirateur se déplace d'an mouvement de trans- lation unfforme ou varié; il en est, de même, du fluide aspiré.
Le principe de l'appareil suivant l'invention, consiste à imprimer,dans les buts indiqués plus haut, au fluide modificateur de pressions, non pas un mouvement de translation comme ml est connu jusqu'à ce jour, mais un mouvement de rotation. Il peut en être de même pour le fluide aspiré.
L'expérience montre, en effet, que:
La substitution, dans le même but, d'un fluide créateur de modifications de pression et qui est en mouve- ment de rotation, à un fluide, simplement en mouvement de translation, permet d'obtenir, avec la même énergie dépen- sée, un vide au moins dix fois plus grand et dans certains cas bien davantage.
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Ponr atteindre le but indiqué, on place par exemple, à l'intérieur dn conduit contenant le fluide
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créateur de variation de pression, une surface hélicoïdale, ou une hélice, ou des hélices,soit partant du centre des tubes dans lesquels passe la fluide modificateur de pres- sion, soit disposées en saillie sur la paroi des dits tubes, surfaces hélicoïdales ou hélices qui peuvent être, soit à pas constants, soit à pas variables, variant pro- gressivement ou non, croissants ou décroissants dans le sens choisi, à modifications commandées ou automatiques,; tout ceci sans changer le principe de l'invention , mais, en modifiant seulement, les formes de réalisation.
Les formes des tubes dans lesquels circule seul le fluide dréateur de variation de pression et, aussi, les formes des tubes dans lesquels circule le mélange des fluides identiques ou non peuvent varier, C'est ainsi que les tubes associés peuvent être convergents, divergents (fig. 1) ou cylindriques (fig.2) par exemple. En effet, le fonctionnement de l'appareil à vide n'est plus basé sur l'assemblage d'un convergent et d'nn divergent, mais sur un mouvement particulier d'un fluide qui crée, par son mou- vement spécial, même, des variations de pressions, positi- ves ou négatives.
C'est ainsi qu'au lieu de deux tubes, l'un convergent, l'autre divergent, on peut employer deux tbes cylindriques, à condition de placer dans les cylin- dres, ou l'un des cylindres, comme indiqué, un dispositif hélicoïdal imprimant un mouvement de rotation au fluide qui crée, par son mouvement spécial, des variations de pression.
On peut aassi, d'ailleurs, combiner le principe du mouvement de rotation du fluide créateur de variations @
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de pression, avec le phénomène d'aspiration connu/ dû à l'assemblage d'an convergent-divergent.
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En particulier, la combinaison convergent-cylin- dre, le convergent étant muni d'une hélice, comme indique plus haut, est à retenir spécialement pour son grand ren- dement, que permet d'obtenir des variations de pression de l'ordre de vingt à vingt cinq fois, par exemple, plus con- sidérable que les dispositifs non munis d'hélices,seuls actuellement connus (exemple: les convergents-divergents ou convergents-cylindres bien connus avec fluide à seul mouvement de translation ).
Naturellement, l'appareil, suivant l'invention créateur de variations de pression, positives ou négatives, peut être employé pour des fluides divers, quelconques et- pour des températures également quelconques. C'est ainsi que l'on peut, dans des buts divers, refroidir ou chauffer le ou les fluides en mouvement de rotation.
Il est à remarquer que le mouvement de rotation du fluide créateur de variations de pression peut être pro- duit dynamiquement au lieu de l'être statiquement, c'est-à- dire que'ce mouvement de rotation au lieu d'être produit par des hélices ou surfaces hélicoïdales solides, fixes, (imprimant, au dit fluide ce mouvement de rotation:'.) peut être produit par un des ensembles connus de pales ou con- duits en mouvement, mais alors placés au centre du tube 'd'accès, ensemble qui reçoit un fluide en mouvement de translation et donne, à la sortie , un fluide en mouvement de rotation lequel crée, à ce moment.les variations de pression.
Sur la fig. 3, l'appareil est du genre des trom- pes; dans ces appareils le fluide créateur de dépressions par exemple, est, généralement, de l'eau (ou de l'air par
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exemple?- apàs pression, envoyé dans le convergent 5 muni d'une hélice 6, paii dans le divergent 7O Ce froide crée,
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grâce à son mouvement de rotation, un entraînement de l'autre fluide se trouvant dans la chambre 8, qui communi- que par le conduite avec la chambre où l'on veut créer un vide.
Sur la fig. 4 on a représenté un dispositif ap- plicable aux appareils d'évaporation, de concentration et de séchage sous vide, aux installations frigorifiques à va- peur d'eau, aux électeurs d'air, avec et sans condensation intermédiaire, aux éjecteurs d'amorçage et de vidangera la mise sous vide rapide de certaines capacités (turbines,- condenseurs par exemple). La vapeur arrive par le conduit 10 à l'hélice 11 et s'éloigne, en entraînant dans le con- duit 12, le fluide quelconqae, à entraîner, venant du con- duit 13.
Le dispositif de la fig. 5 permet l'amorçage des pompes centrifuges et des siphons. Avec ce dispositif on peut amorçer rapidement et avec efficacité les pompes centrifuges, tout en ayant une dépense de vapeur moindre qu'avec les éjecteurs ordinaires et une élévation d'eau plus importante : le fluide injecté sous pression dans le conduit 14, arrive à la trompe 15 et passe par lthélice 16 qui lui imprime un mouvement de rotation. Le fluide sort par le conduit 17. Au moment où le mélange liquide- fluide sort, on arrête le fonctionnement de la trompe et la pompe centrifuge 18, amorcée,élève le liquide du ré- servoir 19 par le conduit 20,
Le dispositif delà fige 6 permet d'élever l'eau contenue dans les puits-fosses, réservoirs, etc...de vider ou remplir des réservoirs, d'élever ou transvaser des liquides.
Le fluide sous pression arrive par le conduit 21 à l'hélice 22, et celle-ci lui fait prendre un mouve-
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ment de rotation. Grâce à ce mouvement, le lyqnide à entraîner est aspiré et passe du. réservoir,¯2 . par le 6
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conduit 24, au conduit 25 dans lequel il est refoulé.
L'excellent rendement de la nouvelle trompe, grâce au mouvement de rotation indiqué, permet son applica- tion dans des cas où le système à trompe ordinaire (avec mouvement de translation seulement du fluide) ne peut suffire: par exemple soit dans les cas où l'on doit avoir une dépression supérieure à 30 m/m d'eau, avec la même énergie dépensée, soit dans les cas où l'on doit obtenir une dépression au moins égale à ce chiffre, en utilisant une force de ventilation moindre. L'utilisation du nou- veau procédé entraînant une économie de force motrice et donnant un plus grand rendement permet de résoudre ces pro- blèmes.
Les fluides (par exemjble gaz dans le cas de chemi- nées) arrivant par le conduit, 26, (fig. 7) passent dans le conduit 27, mais une partie, de ces gaz par exemple, est, grâce au ventilateur 28, commandé par le motedr 29 par exemple, aspirée dans le conduit 30 dans lequel a été pré- cisément placée- l'hélice 31 destinée à donner à ces fluides le mouvement de rotation voulu et déjà indiqué. A la sortie du conduit 30, les fluides (gazeux par exemple) animés d'nn mouvement de rotation, provoquent donc une aspiration beaucoup plus grande des autres fluides (gazeux par exemple) arrivant en 32 par le conduit 27. De là, les fluides mélan- gés sont évacués par le conduit 32.
La fig. 8 montre un aspirateur de poussière fonc- tionnant sur courant d'eau; un courant d'eau passe par le robinet 33 et arrive à l'héllée 34 qui lui imprime un mouvement de rotation. L'eau passe de là dans le conduit 35, arrive au brise-jet 36 et à l'évier 37 par exemple,
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créant an vide dans le tuyau 38 enroulé, partiellement, sur le toubbar 393 donc dans la boîte de poussière 40, à chi-
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canes, par exemple, ou à liquide antiseptique, et, par conséquent, également dans le conduit 41 et aux orifices 42 d'aspiration, placés, par exemple, dans les poils d'une brosse.
vans la plupart des appareils servant à mélanger intimement un comburant et un combustible, par exemple de l'air, et de l'essence, l'on constate qu'aux petites vi- tesses par suite de la différence de densité et de l'iner- tie de l'air et de l'essence, il y a un manque d'essence et aux grandes vitesses un excès d'essence.
Le dispositif suivant la fig. 9 obvie à cet inconvénient: une dépression 43,proportionnelle à la vi- tesse de rotation du moteur, s'exerce sur la buse d'air 44 du gicleur 45. Dans cette buse se trouve placée une surface hélicoïdale 46. L'air entraîné dans la buse 44, aspire par dépression, l'essence 47.
Aux faibles régimes du moteur, l'air entraîné à travers la buse 41, grâce à la dépression 43,produit lui-même, une dépression destinée à entraîner l'essence 47.
Mais, par suite, du mouvement de rotation imprimé à cet air par la surface hélicoïdale 46, cette dépression devient infiniment plus forte que celle actuellement obtenue par les moyens usuels (translation).Or, à mesure que la rota- tion du moteur s'accélère,la surface hélicoïdale 46, du fait du mouvement de rotation qu'elle imprime à l'air,dans la buse 44 et à la sortie de celle-ci, produit une perte de charge variant dans le même sens que cette accélération .
Cette perte de charge croissant avec l'accélération du mo- teur se traduit, finalement ,par une variation du rapport
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essence- ' du mélange. air
Mais cette perte de charge est telle que, tout en donnant, à tout régime d'accélération du moteur, le volume essence-air qui luj convient, elle en fait varier automa- tiquement la composition, en modifiant le rapport essence air de telle façon que la valeur de ce rapport soit, sensible- ment en raison inverse de la valeur de la force d'aspira- tion du moteur, suivant une progression dont on est maître, donc finalement, de la vitesse de ce dernier.Cette proprié- té se traduit donc, en fin de compte, par une diminution suivant une loi dont on est maître de la richesse du mélan- ge au fur et à mesure de l'augmentation de l'accélération positive du. moteur.
-La combinaison des deux phénomènes suivants: diminution du rapport essence, et diminution proportionnée air chaque instant, à l'augmentation du volume du mélange air-essence débité, qui est lai-même proportionnel à l'ac- célération du moteur, donc à la demande du moteur à chaque instant, conduit à une correction automatique, augmente le débit d'essence aux petites vitesses de rotation et suppri- me l'excès d'essence aux grandes vitesses de idtation du moteur, donne de plus, en définitite, de bien meilleurs reprises, un meilleur rendement, et, enfin, permet d'obtenir une pulvérisation infiniment plus parfaite et plus fine que tout autre système connu., tout en créant un .ange plus homogène et en réalisant une économie d'essence.
Naturellement, dans les réalisations ci-dessus, indiquées à titre d'exemple, les rapports des dimensions
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des différents organes peuvent varier. C'est ainsi que le diamètre de la buse d'air 44 peut être égal, 'au diamètre intérieur 48,du gicleur 45 ou plus petit par exemple.
Il est évident que la surface hélicoïdale 46 peut être mobile autour d'un axe vertical passant par l'axe même de la buse 44 et que l'on peut soit laisser tourner cette surface d'un certain angle de 360 -, à volonté, soit la laisser tourner de plus de 360 autour de son axe en freinant à volonté ce mouvement.
Sur la fig. 10, on utilise le phénomène de rotation du fluide, déjà indiqué,pour comprimer un autre fluide: Exemple, de l'air dirigé sur un carburateur, en utilisant la dépression produite en 49; l'air ainsi entraîné s'ajou- te à celui passant par la section 50, surface minimum, du cône convergent 51.
Le mouvement.de rotation du fluide produit dans le convergent 51 par l'hélice 56, permet de compri- mer l'air s'engouffrant par la section maximum du cône convergent 51, sans réflexion produisant des contre-pres- sions, comme il s'en produit le plus souvent dans un cô- ne convergent, ou les molécules d'air viennent frapper la paroi du cône et sont réfléchies vers le centre, créant ainsi une zone de remous.
En raison de la rotation forcée du fluide, la force centrifuge non seulement maintient contre la paroi dés molécules d'air venant frapper celle-ci mais encore la zone centrale elle-même vient se comprimer sur la couche déjà appliquée contre les parois (fig. 10);'
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arrivant ainsi eéanir en une veine 53 fortement com- primée dans la section minimum du cône convergent où
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la détente se fait en 54.
Sur la fig. 10 un tube 55 placé dans le centre de ltépanouissement du cône d'air a pour but de régu- lariser et d'annuler les remous d'air pouvant se pro- duire dans le centre du cône.
L'air arrivant à l'hélice 56 par pression par exemple, entre en rotation grâce à cette hélice, passe par le col minimum 50 et après avoir aspiré le fluide par l'espace annulaire compris entre le col 50 du convergent
51 et le col 57 du divergent 58, il se dirige, par le conduit 59, vers le carburateur, son mouvement de trans- lation étant facilité par son propre mouvement d'épanouis- sement dû. à son mouvement de rotation.
La fig. 11 montre un dispositif qui peut s'appli- quer à un système d'aération, à compression et dépression , ou à compression seulement, ou à dépression seulement, Il est applicable, notamment à l'aération des véhicules à déplacement de sens unique, aération des automobiles, car- lingues d'avions, etc...
On procède par envoi d'air dans le véhicule ou par aspiration d'air de celui-ci, on 'par les deux moyens, alternativement, ou successivement , ou simultané- ment. Dans cette application, le déplacement de l'air se passe comme décrit précédemment Soit un fonctionnement par compression et dépression (fig.
11).Une légère partie de l'air,en rotation, est dirigée dans le cône central 60 produisant ainsi une dépression dans la chambre 61 en re- lation avec l'intérieur du véhicule, dépression facilitée du fait de l'aspiration produite par l'action de l'air extérieur sur la surface 62, de forme appropriée, Cet air, en rotation, produit aussi, une compression /dans la cham-
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bre 63 et le conduit 64,également en relation avec linn- térieur du véhicule, Au lieu de cette double action,d'en- voi et d'aspiration d'air à l'intérieur d'un géhicule, en des points différents,gree au mouvement de rotation de l'air, on peut se contenter, évidemment, d'une action unique de compression ou d'aspiration.
On peut, par exemple,s'en tenir, évidemment, à l'envoi d'air à l'intérieur du véhi- cule ou à l'aspiration d'air pria dans le véhicule. Ces appareils peuvent être mobiles sur un pied, avec girouette de direction, pour être applicables aux véhicules se dé- plaçant dans tous les sans.
La fig. 12 donne un exemple d'un appareil aspirateur-compresseur qui peut être utilisé, sur des wagons, par exemple ou sur des véhicules allant, succes- sivement, dans des sens diff'érents et qui ne nécessite pas la mobilité autour d'un axe vertical par exemple. Sur cette figure, l'air mis en rotation,par son passage le long de l'hélice 65 dans le cône 66, est envoyé en partie,dans le tuyau 67 et, de là, dans le véhicule. Une aure partie pas- se dans le conduit 68, puis de là dans le divergent 69 et, reprenant son mouvement de rotation, grâce à l'hélice 65, produit une nouvelle aspiration de l'air dans le conduit 70. Si le véhicule se déplace.;. en sens inverse, les phéno- mènes d'aspiration et de compression sont inversés en sens, mais demeurent les mêmes en grandeur.
Il existe évidemment des quantités d'autres ap- plications ; les précédentes n'ont été indiquées qu'à titre d'exemple; en particulier, l'appareil peut se placer sur le sommet des cheminées ordinaires pour acti-
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ver le tirage, etc..
Enfin, on doit remarquer que le dispositif hélicoïdal ou. une partie de celui-ci peut etre mobile autour d'un axe coincidant par exemple avec celui ou ceux des tubes convergents, divergents ou cylindriques.
Une telle liberté donnée au dispositif hélicoïdal quel qu'il soit, permet de faire varier la vitesse du mouvement de rotation du fluide passant par cette héli- ce. On peut donc en modifiant la vitesse de rotation par freinage ou autrement, obtenir de nouvelles appli- cations du dispositif.
On pourra aussi employer des surfaces hélicoïda- les déformables sous l'action des charges variables du fluide de façon à créer ainsi automatiquement un pas va- riable exactement adapté à chaque charge. Cette déforma- tien ou Tariation de pas pourra encore être produite à volonté par tous moyens appropriés.
REVENDICATIONS
1 Appareil créateur de varistions de pression de fluides, caractérisé en ce que les variations de pres- sion sont produites, non par un simple mouvement de translation comme il est connu, mais par un mouvement de rotation du ou des fluides.