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Dispositif d'échappement des gaz de moteurs à explosion et autres,
La grande vitesse de régime des moteurs à explosion moder- nes, particulièrement des moteurs à deux temps et de ceux des turbines, ne laisse plus qu'un temps très court pour l'échappe- ment, qui de ce fait.,, ne peut être complet 0 On est donc con - duit à Intensifier le balayage des gaz dans la chambre d'explo- sion. D'autre part les tuyauteries, toujours trop restreintes pour éviter soit leur encombrement soit les effets de la pres- sion atmosphérique, s'opposent à la sortie des gaz et absorbent ainsi une partie appréciable de la puissance développée, ce qui diminue notablement l'énergie utilisable.
De là provient la nécessité de déterminer une aspiration dans les tuyauteries d'évacuation et de créer un vide aussi grand que possible autour de l'orifice du ou des tubes d'échap-
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pement.
La. présente invention a pour objet un dispositif d'échappe- ment des gaz de moteurs à explosion et autres, caractérisé par des orifices disposés autour de surfaces ou de solides de formes convenablement étudiées d'après les lois aérodynamiques et ani- més d'une certaine vitesse absolue par rapport au fluide ambiant, ces orifices étant disposés en des points où l'écoulement des filets du fluide ambiant crée une dépression maximum de manière à faciliter la sortie des gaz carburés ou détendus dans les me- teurs ou dans tout autre lieu .
Un autre objet de l'invention qui se rapporte plus parti- culièrement à tous appareils aériens, munis de surfaces portan- tes et actionnés à l'aide de moteurs à combustion interne, con- siste à faire aboutir le collecteur d'échappement d'au moins un moteur à l'intérieur d'une aile d'avion, soit entre le bord d'at taque et le longeron avant, espace formant chambre de détente des gaz, soit que ledit collecteur constitue lui-même au moins un longeron d'aile, formant chambre de détente des gaz et placé dans la position du maximum de dépression, les gaz échappant ensuite dans l'un et l'autre cas à l'air ambiant par des.orifices prati- qués sur la face dorsale de l'aile et parallèlement aux longerons,
à la position du maximum de dépression pour un profil d'aile don- né dans le but de créer une répartition judicieuse de la masse gazeuse, tout en assurant le réchauffage de; l'aile .
Lorsqu Ion a intérêt à conserver intacte la structure inté- rieure de l'aile, tout en utilisant la propriété recherchée de son maximum de dépression,, le dispositif, conformément à l'in- vention, consiste à faire aboutir le collecteur d'échappement à la face dorsale de l'aile en longeant extérieurement son profil et à le faire pénétrer dans au moins une chambre de détente des gaz d'échappement dont la paroi inférieure peut être constituée par la face dorsale del'aile et dont la paroi supérieure, conve- nablement profilée, possède elle-même une ligne de maximum de dépression sur laquelle sont percés les orifices d'évacuation
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des gaz à 11 air ambiant.
La présente invention a également pour objetde prévoir à l'extrémité du collecteur d'échappement d'un moteur des perfo- rations en des endroits convenablement choisis, en vue de l'ob- tention d'un silence maximum et d'une répartition judicieuse de la masse gazeuse, ainsi que de pourvoir ladite extrémité d'un manchon plein mobile et manoeuvré par tout dispositif approp- rié, le déplacement du manchon étant destiné à régler l'échap- pement des gaz par les orifices dont il a été question plus haut et à modifier le bruit de l'échappement
Enfin., l'invention est caractérisée par l'obturation des orifices pratiqués sur la partie dépressionnaire du profil à 1' aide d'un volet mobile maintenu etcommandé par tout moyen ap- proprié,
dans le but de faire varier l'échappement des gaz à 1' air ambiante notamment en vue de modifier son bruito
La description qui suit., ainsi que le dessin schématique annexée donné à titre d'exemple, se rapportent à cinq formes dl exécution de l'objet de la présente invention
La figol représente une vue longitudinale d'une première forme d'exécution du dispositif avec échappement à l'intérieur d'un corps fuselé
La fige,2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de fig.l.
La fig.3 représente schématiquement une deuxième forme d'exécution du dispositif appliqué au cas particulier d'un avion.
La figo4 montre une troisième forme d'exécution du dis-- positif avec les tubes d'échappement disposés à l'extérieur du corps fuselés La fig.5 ene st une vue de 18 avant
Une quatrième forme d'exécution du dispositif est repré- sentée en fig.6 qui est une vue de face d'un avion avec coupe partielle dans la face dorsale de l'allée
La fig.7 en est une coupe longitudinale suivant la ligne 7-7 de fig.6, représentant un profil d'aile aménagée pour rece- voir un collecteur d'échappement.
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La fig.8 montre une cinquième forme d'exécution du disposi- tif suivant une coupe longitudinale d'une aile d'avion avec col- lecteur d'échappement extérieur au profil.
La fig.9 représente une vue partielle en élévation de l'ex- trémité d'un collecteur d'échappement avec manchon mobile d'obtu- ration. La fig.10 en est uns vue de profil du coté de la sortie des gaz
La fig.ll montre une coupe partielle en élévation de la pa- roi extérieure de la chambre de détente des gaz avec volets mobi- les d'obturation.
Le dispositif qui fait l'objet de la présente description est essentiellement constitué (Fig.l et 2) par un corps fuselé 1 engendré par la rotation dtun profil d'aile d'avion judicieuse- ment choisi, autour d'un axe passant par ses deux extrémités.Ce corps étant animé d'une certaine vitesse absolue dans le sens de la flèche 6 par rapport à 11 air, au gaz et au liquide ambiant re- jette le fluide, loin de lui suivant une ligne représentée par les courbes 2. Il en résulte qu'un vide se forme dans l'espace! com- pria entre les courbes 2 et le corps fuselé 1.
Le tube d'échappement 4 du moteur débouchant dans le corps fuselé et à sa partie antérieure, ce dernier joue en somme le rô- le d'un pot d'échappement, dont l'intérieur communique avec le fluide ambiant par les ouvertures figurées en 5 sur les figures
1 et 2, Or., l'emplacement de ces ouvertures est choisi de telle sorte qu'il coïncide avec le point où la déviation du fluide est maximum ainsi que le montre l'allure des courbes 2. Il s'ensuit qu'il va se produire à l'intérieur du pot d'échappement 1 une dépression et partant une aspiration dans la tubulure d'échappe- ment 4.
Cette aspiration sétendra à la chambre d'explosion et au cylindre à chaque ouverture de la soupape d'échappement:. On réali- se bien ainsi un balayage du cylindre au moment voulu et les gaz sont en outre expulsés sans tassage dans un emplacement où la -Pression est très inférieure à celle de l'ambiance.
La forme extérieure du corps fuselé., c'est-à-dire celle de
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sa génératrice variera suivant la densité moyenne du milieu d'uti- lisation et la vitesse absolue habituelle, quant à la section,que nous avons représentée circulaire par commodité sur nos figures, elle peut affecter toute autre forme qui serait indiquée par l' expérience ou les exigences du montage. De même, les orifices(5) peuvent avoir un autre contour que celui du dessin et leur nombre est quelconque .
.Dans le cas du montage sur un avion., fig.3, le dispositif est simplifié par le fait que l'aile constitue une forme parfaite pour la création de la dépression et de l'aspiration que nous re- cherchons .On pourra donc se contenter d'amener l'orifice du tu- be dléchappement 4 à la position voulue 5, c' est-à-dire au point de la face dorsale de l'aile où la déviation des filets d'air at- teimt son maximums La fig.3 montre un moteur 8 muni d'un collec- teur de gaz 9 prolongé d'un tube d'échappement 4 qui traverse 1' aile 7 afin d'échapper en 5 au point voulu. Le gens de marche de l'aile est indiqué par la flèche 6.
On pourrait aussi, par analo- gie avec le cas précédent,, échapper directement dans l'aile et ménager sur une ligne parallèle au bord d'attaquée à la mêmedis- tance de celui-ci que le point 5 les orifices nécessaires dont le nombre et la dimension peuvent varier
Dans certains cas, il peut être impossible d'échapper à l'in- térieur du corps fuselée si celui-ci sert par exemple de réser - voir d'eau en même temps. Les figo4 et 5 montrent l'agencement du dispositif dans ces conditions. Le tube d'échappement 4 est fermé à son extrémité contre le corps fuselé et se divise en tubes se- condaires 10 qui suivent des génératrices du corps fuselé jusqu'à leur embouchure dais 1'ambiance aux points 11 qui correspondent à la dépression maximum.
Sur ces figures 4 et 5, on a disposé quatre tubes semi-circulaires, mais leur quantité aussi bien que leur forme peut varier suivant les besoins. De même, en emploiera un corps fuselé unique auquel aboutira un tube collecteur ou bien au contraire on placera un corps fuselé indépendant à chaque é- chappement individuel.
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Dans la quatrième forrne d'exécution, les collecteurs d'é- chappement des gaz 11, llt (Fig.6 et 7) du moteur 12 d'un avion 15 pénètrent en 14,,1:1' dans l'aile 15, à proximité de la paroi intérieure du longeron avant 16,, auquel ils sont fixés à distan- ce par tous moyens appropriés et longent cette paroi sur uhe cer- taine distance dans des directions opposées, vers les extrémités de l' aile 15.
Les collecteurs 11, 11' sont percés d'orifices (17,17'près de leurs extrémités, permettant aux gaz de la combustion de se détendre dans le bec avant 18 de l'aile 15 ,
La face dorsale 19 de l'aile 15 est percée d'ouvertures 20, sur une ligne parallèle au longeron avant 16, et correspondant au maximum de dépression du profil d'aile adopté, ouvertures par les- quelles les gaz sont évacués avec énergie, selon un principe bien connu en aérodynamique .
Il peut arriver., dans certains cas., que l'espace compris entre le bord d'attaque 21 (fig.8) etle longeron avant 22 d'une aile 23 ne puissent ;pas servir de chambre de détente des gaz, lor- sque, par exemple, cet espace est occupé par un réservoir des- sence 24.Il est alors nécessaire, dans cette cinquième forme d' exécution conforme à l'invention, de détourner le collecteur 11 du chemin décrit dans la quatrième forme d'exécution et de la faire longer la surface dorsale 25 de l'aile 23, à partir du bord d'attaque 21, au moyen d'un isolement convenable,, et de le faire pénétrer dans une chambre de détente 26,forniée par la surface dorsale 23 et un capotage 27, ayant sensiblement la mène courbure que la portion d'aile qu'il recouvre,
Des Orifices 28 sont per- cés dans le capotage 27, parallèlement au longeron 22, dans la région du maximum de dépression du profil d'aile correspondant.
Le collecteur 1-1,est percé de trous 29 près de son extrémité 30, dans le butde rendre silencieux l'échappement des gaz .
Le tube d'échappement peut aussi être constitué par un lon- geron d'aile convenablement emménagé .
On peut 'être amené dans chacunedes formes d'exécution dé @rite à faire varier l'ouverture des orifices percés à la péri-
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phérie du collecteur d'échappement dans son extrémité située ,à 1' intérieur de la chambre de détente des gaz.
A cet effet, le collecteur d'échappement 11 (fig.9) comporte un manchon plein 31, pouvant coulisser sur ledit collecteur et portant des tourillons 32, sur lesquels on peut adapter tout sys- tème de commande approprié à la manoeuvre du manchon 61,qui est susceptible de se placer,, par exemple, dans la position 33 figu.-. rée en traits mixtes,5 de manière à obturer un certain nombre d' orifices 34 percés dans le collecteur 11.
Ce dernier dispositifde réglage permet en outre., dans cer- tains casa de modifier le bruit de l'échappement des gaz.
On peut également modifier l'ouverture d'extrémité du col- lecteur d'échappement 11, en lui donnant une section biaise 35 et en l'obturant au moyen d'une cloison de fond 36 (Fig.10) adap.- tée par tout moyen approprié et percée d'ouvertures37,en vue d' atténuer le bruit provoqué par l'échappement des gaz.
On peut enfin être amené à faire varier l'échappement des gaz à l'air ambiant dans la chambre de détente.
Dans ce but, une plaque mobile 38(fig.11),coulissant dans les rainures 39,fixées à l'intérieur des parois extérieures 40 de la chambre de détente,, vient obturer les orifices 41 qui sont percés sur la partie dépressionnaire du profil d'aile adopté. La plaque 38 est munie d'un tourillon 42.. servant de guide à un le- vier de commande 43,oscillant autour de la charnière 44 et per- mettant à la plaque 38 de prendre la position de fermeture des orifices 41, indiqués en pointillé sur la Fig.11.
La disposition décrite présente l'avantage d'un échappe- ment silencieux et d'une répartition judicieuse de la masse gazeu- se* Elle pe@met également.,, dans certains cas,, de modifier le bruit de l'échappement des gaz o
Elle a, en outre/) l'avantage de réchauffer l'aile, procédé dont les avantages sont connus et qui a pour conséquence d'empê- cher d'une part,? la formation des glaces et d'augmenter d'autre part le recul de la couche limiteo Le dispositif qui fait l'objet de la présente invention est applicable aux moteurs à explosion
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d'automobile, de motocyclette, d'aviation et de canots automobi- les,
aux foyers de machine à vapeur ainsi qu'à leur cylindre et d'une façon générale à tous usages pour lesquels il est utile de créer un appel d'ait ou une dépression en vue de susciter une aspiration .
R É S U M É.
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