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Dispositif silencieux pour échappement de motears à. ex- plosion pour avions ou autres applications.
Cette invention a pour objet an dispositif silen- ciexu pour échappement de moteurs à explosion pour avions ou autres applications.
On a déjà, proposé de rassembler les gaz d'échappa- ment des moteurs à explosion montes sur les voitures automobiles les avions, ballons dirigeables ou autres, dans es récipients collecteurs munis, ou non, de chicanes, de façon à' accélérer le refroidissement de ces gaz et réduire leur hcor sur l'air ambiant.
Les
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Les dispositifs proposés à cet effet n'ont pas permis, toute- fois, (L'obtenir le résultat cherché, aussi bien en raison de la contre-pression importante qu'ils déterminent à l'échappement du moteur, ainsi que de la fragilité des appareils, que de leur poids et de leur encombrement.
Le dispositif d'après l'invention qui remédie à ces inconvénients, comporte la combinaison avec les tubulures d'échappement des divers cylindres, convenablement manies d'ai- lettes appropriées (Le- refroidissement et de renforcement de bases directrices aboutissant en direction tangentielle dans un canal annulaire ménagé entre deux tubes ou chemises concen- triques, la chemise extérieure étant baignée par l'air ambiant, tandis que la chemise intérieure reçoit an courant d'air déter- miné par la vitesse de marche, ledit canal annulaire étant muni, en regard de chaque tubulure d'échappement, d'une surface de guidage hélicoidale de saillie progressivement décroissante et de pas approprié correspondant sensiblement à l'inclinaison des tubulures sur l'axe du canal dans le but de provoquer à la sortie de chaque cylindre,
un mouvement tourbillonnant des gaz d'échappement obligeant ceux-ci à lécher aussi bien la surface intérieure, que la surface extérieure du canal annulaire, des dispositifs de sécurité étant prévus pour empêcher la détério- ration de l'appareil par des explosions tardives, tandis que, d'autre part, an système de montage a été prévu avec une grande simplicité, pour permettre aisément le démontage et la visite de l'appareil.
Suivant une autre forme d'exécution du silencieux la tubulure de sortie des gaz est ménagée à l'extrémité avant ou arrière, en tout point voulu du silencieux, et la conduite d'échappement des gaz dans l'atmosphère présentant en coupe ;transversale
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transversale toute forme appropriée, de préférence annulaire, est munie sur ses parois intérieure ou extérieure, ou à la fois sur ses parois Intérieure et extérieure d'orifices d'échappement en tout nombre approprié combinas chacun avec un volet diectue ou déflecteur, dans le but d'assurer ainsi d'une manière effica- ce, le refroidissement des gaz d'échappement et l'extinction des flammes que peuvent comporter encore ces gaz à leur sortie du silencieux.
Dans les dessins annexés qui représentent à titre d'exemple de réalisation de l'invention des formes d'eé cution de dispositif silencieux desint à être monté sur un avion :
Fig. 1 est une coupe transversale de l'ap- pareil-avec une tubulired d'un cylhnre;
Figs. 2 et 3 sont deux élévanton du silen- cieux suivant des plans différnts
Fig. 3 comportant des arrachements pour mon- trer la disposition da cylindre intérieure fig 4 est une vue d'ensemble en élévation longitudinale avec coupe partielle d'une variante du silencieux avec sa conduite d'échappement;
Fig. 5 est une vue en plan du silencieux de fig. 4 seul; ,
Fig 6 est une vue en bout d'avant du silen- cieux vu de gauche en fig. 4
Figs. 7 et 8 sont des détails.
Sur chaque cylindre 1 du moteur non repré- senté, est montée une tubulure d'échappemetn 2 (Figs. 1 à 3) munie de nervures 3 destinées à assurer le refroidissement des gaz, ainsi qu'à renforcer mécaniquement ladite tubulre pour permettre le support convenable du dispositif silencieux. Les nervures 3 seront de préférence prises dans la masse, de faon à empêcher toute dislocation que pourraient proudite les échauf- fements
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fements et refroidissements répétés.
Chaque tubulure 2 est suivie d'une base 4 éventuellement munie de nervures de refroidissement qui vient se raccorder tangentiellement à la paroi extérieure 5 du silen- cieux, laquelle paroi est constituée, de préférence, par un cylindre en tôle de longueur et de diamètre appropirés A l'in- térieur du cylindre 5, est disposé un tube concentrique 6, par exemple en tôle, présentant à son extrémité avant dans le sens du mouvement indiqué par la flèche F, en figs. 2 et 3, une partie évasée 7 facilitant 1'introduction de l'air, tandis que son extrémité postérieure se termine en une trompe 8.
A chacune de ces extrémités, le tube intérieur 6 est relié aux cylindres extérieurs 5, d'une part, par une rangée de rivets 9 et, d'autre part, par une soudure autogène reliant les bords extrêmes 10 des parties cylindriques 4-5, de façon à assurer, d'une manière efficace, l'assemblage rigide et étanche de ces éléments.
En regard de chacune des buses d'échappement 4, est disposée une'nervure 11 de forme hélicoïdale, fixée sur le tube intérieur 5 sur lequel elle s'enroule, ladite nervure présentant, dans le sens radial, une largeur qui va en décrois- sant depuis son extrémité avant 12 (fig.2) jusqu'à son extré- mité postérieure 13.
Une bride 14 est ménagée à l'extrémité posté- rieure de l'enveloppe tubulaire pour l'évacuation des gaz brûlés et en un point approprié de la partie avant de cette enveloppe tubulaire, est disposée une soupape de sûreté 15 de toute disposition appropriée.
Des perforations 16 convenablement groupées sont disposées sur le tube intérieur 6 dans le pr ent de cha- que buse 4
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Sur la bride 14 peut venir se fixer an tuyau d'évacuation non représente, entraînant à toute distance voulue les résidus des gaz brûles ,et on pourrait éventuellement, mena' ger dans cette conduite supplémentaire, un dispositif appro- prié, connu coun empêchant la propagation de la flamme et qui sera constitue, de préférence, par un ou plusieurs fais- ceaux de lamelles de disposition appropriée.
Le fonctionnement est le suivant :
Des gaz chauds qui constituent le résidu de la. combustion dans le cylindre, sortant de ces cylindres par les tubulures d'échappement 2 subissent, dans ces tubulures, un refroidissement important, grâce à la disposition des ner- vures 3. Ces gaz à température convenablement abaissée,arri- vent en direction inclinée par les buses 4, dans la chambre annulaire réservée entre l'enveloppe extérieure 5 et le tube intérieur concentrique 6.
Ils rencontrent sur leur parcours, à la sortie de chaque.buse 4,l'extrémité avant 12 de la nerva- re ou rampe hélicoïdale !1 correspondante de pas approprié et de saillie décroissante qui communiquent aux gaz d'échappemet
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un mouvement combiné d'avancement et de giration, n obl3:gent lesdits gaz à venir en contact, à la fois avec,l'enveloppe ex- térieure 5, et avec le tube intérieur 6, pour assurer un re- froidissement énergique de ces gaz. Le pas' de chaque nervure ou rampe hélicoïdale, sera appropire à la nature et à la puis- sànce du moteur.
Pour fixer les idées, on peut mentionner ici
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que, pour un moteur de 500 chs9act, on a obtenu des résultats satisfaisants-en.donnant ux nervures b,é7.,ocda.ssR an pas de s A 150, les nervures s'6tenàant sur un tour et ùemi du 'be in- térieur 6. Toutefo3scomme 1µé montre le lep cylindres sont groupés de façon à jumeler leu alure d'échap pement '
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pement,' la nervure ou rampe hélicordale 11, s'étend sur deux tours et demi environ,pour guider successivement les échappe- ments de ces deux cylindres.
Si, pour une raison quelconque, il se produit une explosion dans le pot d'échappement ou silencieux, le clapet 15 ménagé dans la partie avant de ce silencieux, se sou lève pour permettre l'évacuation des gaz formés par cette ex- plosion et empêcher toute détérioration des-enveloppes tuba- laires 5-6.
Lorsqu'une reprise brusque du moteur se produit ou que, pour une raison quelconque, l'afflux des gaz d'échappe- ment arrivant dans le silencieux, présente une tension élevée, ces gaz s'échappent partiellement, par les perforations 16 ménagées dans le tube intérieur 6.
On disposera, de préférence, dans la paroi exté- rieure 5 et,dans le prolongement des'tubulures d'échappement 4, un orifice d'échappement libre pour chaque tubulure, les divers orifices étant obturés par des clapets ou soupapes de toute disposition convenable, à charnières, à coulisses, ou autres, munis d'une commande commune aboutissant à portée du con- ducteur de l'appareil, en permettant ainsi à ce conducteur, d'augmenter,dans certaines circonstances, la puissance de son moteur en court-circuitant le silencieux. Les orifices ainsi ménagés seront, de préférence, munis de tubulures contenant des dispositifs pare-flammes, constitués cotrane indiqué plus hatu pr des faisceaux de lamelles refidisseuses convenablement mainte- nues en position.
La disposition des tubulures 4 par rapport à l'en- veloppe extérieure 5, pourra varier suivant les besoins, ces tubulures étant, toutefois, de préférence ménagées à la partie / supérieure
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supérieure dudit cylindre, de façon à commencer, autant que possible, par le hat le mouvement de rotation des gaz, dans la chambre annulaire existant entre les envelop- pes tabulaires 5-6
On pourra, disposer à l'intérieur de l'en.. veloppe 5, tout nombre voulu de tubes tels que 6, en leur, donnant un diamètre convenable. On pourra aussi revêtir l'enveloppe 5 d'une chemise extérieure maintenue ou non à distance convenable.
Le tube intérieur 6 pourrait être relié à la conduite d'aspiration d'air des carburateurs, de façon à permettre l'alimentation de ces carburateurs avec de l'air chaud sans mélange avec des gaz brûles, par exemple en hiver, en vue (L'augmenter le rendement du 4 moteur.. On pourra, bien entendu, disposer un régulateur permettant de déterminer, suivant les besoins,la quantité d'air chaud envoyé au carbu. ratear.
Les dimensions du silencieux pourront, bien entendu, varier suivant les besoins et suivant la puissance du moteur. Ce silencieux pourra, en coupe transversale, pré- senter, au lieu de la sectioh circulaire indiquée, toute forme voulue appropriée, ovale,hexagonale, ou polygonale, et on pourrait munir l'enveloppe extérieure 5, aussi bien que le tube intérieur 6, d'ailettes longitudinales destinées être léchées par l'air pour augmenter encore le refroidisse- ment des gaz circulant dans la chambre annulaire du silen- cieux.
Dans la forme de figs .4 à 8, la bride 14 de sortie des gaz brûlés, est ramenée à l'extrémité avant du silencieux et le tuyau d'évacuation présente cohme le montre fig. 4, la forme d'une chambre annulaire 17 convenablement fixée
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' fixée à l'enveloppe extérieure 5 du silencieux de toute manière appropriée. La paroi intérieure 18 de cette chambre comporte un grand nombre de perforations 19 dont chacune est munie d'un volet directeur 20 convenablement incliné.
Comme on le voit plus particulièrement en fig. 7, cette disposition est obtenue en découpant seulement sur trois côtés chacune des perforations 19 puis en relevant ou repliant la languette ainsi découpée qui constitue le vo- let directeur 20 Ces volets sont inclinés sur l'arrière comme on le voit en fig. 7, de façon 4 constituer pour cha- cane des perforations 19, munies de volets 20, autant de dispositifs aspirateurs sous l'effet,d'une part, de la vi- tesse de l'avion en vol et,d'autre part, du courant d'air produit par )'hélice.
Grâce à cette disposition, les gaz d'échap- pement qui ont déjà subi dans le silencieux un fort refroi- dissement sont soumis à leur sortie de ce silencieux, à une détente dans la chambre formée par la réunion de la bride 14 du silencieux et de la bride 21 du dispositif d'évacuation.
L'ensemble de ces brides forme en quelque sorte une chambre de répartition qui oblige les gaz d'échappement $. se répan- dre dans la totalité de la chambre annulaire 17 et à trouver leur chemin vers l'air libre vers l'extérieur par les per- forations 19 qui sont régulièrement réparties dans la paroi intérieure 18 de cette chambre annulaire.
Sous l'effet du courant d'air produit par la vitesse de l'avion et par la rotation de l'hélice, les gaz d'échappement sont aspirés vers l'extérieur en subissant en même temps un refroidissement qui assure leur extinction complète. D'autre part, grâce à cette division extrême des gaz d'échappement,les divers filets gazeux s'échappant par les perforations 19 viennent par chacune de ces perforations en très faible quantité, en contact avec le violent courant d'aire extérieur qui détermine leur extinction et leur entrai-
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nement au fur et à mesure que ces filets gazeux abouchent des orifices formés par les perforations 19
Pour empêcher d'une manière encore plus certai- ne toute 'visibilité de flammes ou de lueurs,
la chambre annu
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laire à'évacuation 17 est continuée vers l'arriére dans le sens du mouvement dindiqué par les flèches en fig. 4, par an fourreau cylindrique 23 qui empêche toute visibilité latérale. Il y a
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lieu, cllailleurs de remarquer que si une rougeav pouvait subi sister à la sortie des perforations 19 et des vôlets airec- teurs ZO, ladite rongeur ne por.ra,i,t¯ tre visible gue pour un observateur placé exactement dans l'axe de la'chambre anna- laire bzz, c' e s-â-d, re éans'l'axe longi traînai de l'avion pour- tat le dispositif silencieux.
" Les perforatic>na 19'avec les volets directeurs 20 pourront µtre ménagés, soit seulement dans la paroi inté- rieare bzz àe la chambre annulaire àlévacgjtionI7, soit dans la paroi extérieure 22 (le-cette c.4ambre,' soit encore comme indiqué en figs. 6 et 8, à la fois dans la paroi intérieure 18 et dans-la partie (Le la paroi extérieure 22 située du côté opposé au moteur 1.
Dans la formed'exécution représentée, les perforations 19 ont une forme rectangulaire, ainsi que les
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volets directeurs,30, meµs,,on pourrit bien e-uten4ti d,onmerrâ ces perforations toute section appropriée, triangalaire, carrée, circulaire, polygonale qu-autr-o, les voleta 20 pré- sentant ou non, la même forme et la téJe dlmenaldn gâe les perforationa. Ces volets pourront, bei ¯ eneid ére rappor- tés sur les orifices, lesdits volets pouvant aahe ce easét're- formés par exemple par des aortes (Le nervures çlrcglnxo-a con- tinaes inclinées sur l'axe. On pour;ait- aussi garnir les per- Torat-lons 19 ae toile métallique ae Url n appropeten-' dant
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dant à s'opposer au passage des flammes.
La chambre 17 pourra présenter toute forme et toute dimension voulues. On pourrait la diviser en deux ou plusieurs sections reparties sur la longueur du silencieux 5 ou encore lui donner une longueur égale à celle de ce silen- cieux.
Les formes d'exécution décrites et représentées s'appliquent à un moteur fixe avec cylindres en ligne. Pour les moteurs avec cylindres en étoiles, le silencieux sera re- courbe'en forme de couronne, l'entrée d'air du tube intérieur étant ménagée par exemple à 1a partie supérieure de cette couronne et la sortie à la partie inférieure, ou bien, on pourrait encore supprimer le tube intérieur 6 et disposer dans l'enveloppe extérieure 5, des canaux transversaux disposés dans le sens du mouvement et constituant des surfaces de re- froidissement supplémentaires pour les gaz d'échappement.
L'invention s'applique aux moteurs à explosion de toute nature, plus particulièrement aux moteurs montés sur les appareils aériens, avions, et dirigeables.
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