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Electeur à fluides gazeux.
La présente invention a pour objet des éjecteurs à fluides gazeux et, notamment, des échappements de locomotives.
Les éjecteurs à fluides gazeux comprennent généralement quatre parties, convenablement dimensionnées et disposées les unes par rapport aux autres, savoir: -la tuyère, qui émet le fluide moteur, -le convergent, par lequel pénètre le fluide induit, -le mélangeur dans lequel se mélangent le
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fluide moteur e t le fluide induit, -enfin.. le divergent ou diffuseur, par lequel s'échappe le mélange gazeux en transformait la plus grande partie possible -de sa@force vive en pression
Dans les échappements de locomotives, en raison de la faible hauteur dont on dispose entre le pied d'échappement,- sur lequel se fixe la tuyère,,., et la limite supérieure dugabarit,
le diffuseur est à peu près inexistant et a un rôle à peu près nul.
D'autre part, avec les formes circulaires des buses et des tuyères, le mélangeur est devenu de plus en plus médiocre, à mesure que, pour suivre l'accroissement de la puissance des locomotives, on devait augmenter les sections offertes à l'écoulement des fluides gazeux, car les surfaces de contact des fluides en jeu croissent moins vite que les sections d'écoulement.
Les recherches entreprises pour augmenter le tirage des locomotives sans augmenter la contrepression dans les cylindres (ou pour diminuer la contrepression sans diminuer le tirage) ont conduit à diverses solu- tions, mais, dans tous les cas les buses ont conservé la forme d'une surface de révolution cylindrique ou conique, les tuyères 'présentant toujours une certaine symétrie par rapport à l'axe des buses.
La présente invention a pour objet un électeur ayant une nouvelle forme de tuyè re et de buae permettant: le) d'augmenter la surface de contact du jet de vapeur et des . gaz de la combustion, en vue d'améliorer le fonctionnement du mélangeur,, 2*) d'accroftre, dans les cheminées à buse conique, le rapport des sections des ori-
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fiées de sortie et d'entrée du diffuseur, en vue d'augmonter le rendement propre de cet organe.
A cet effet, suivant la présente invention, on utilise une tuyère à orifices long et étroit émettant un jet moteur en forme de lame mince offrant une grande surface de contact aux gaz à éjecter; et l'on combine avec cette tuyère une buse allongée qui épouse en quelque sorte, mais à une distance convenable en hauteur et en largeur, le jet moteur étant supposé vertical, la forme de l'orifice de la tuyère; les parois de ladite buse sont parallèles au jet émis par la tuyère,, ou, préférablement., légèrement évasées en forme de divergent, elles se raccordent dams tous les cas à une embase convenablement épanouie.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple pu , rement indicatif et nullement limitatif un mode de réslisetion de la présente invention.
La fig, 1 est une vue en coupe verticale et la fig. 2 une vue schématique montrant la projection sur un plan horizontal du périmètre intérieur de la tuyère et du périmètre intérieur minimum de la buse.
La fige 3 est une vue analogue à la fig. 2 monOrant une variante.
Les figs, 4 et 5 sont des vues analogues res- pectivement aux figures 1 et 8 montrant une deuxième variante.
La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 1 montrant une autre variante.
Les échappements représentés comportent une tuyère 1 qui dirige le jet de fluide moteur 4 dans l'axe
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d'une buse 2, de section droite légèrement conique, et raccordée à une embase élargie 5 qui débouche dans l'en... ceinte où se trouvent les gaz à éjecter.
Suivant l'invention la ssctiori plane 7 du péri* mètre intérieur de la tuyère a une très grande longueur L par rapport à son épaisseur u et la section plane S du périmètre intérieur minimum de la buse épouse la forme de celui de la tuyère.
Un calcul très simple montre que si l'on compare un tel échappement à un échappement circulaire dont la section de tuyère est la même, la surface de contact du jet de vapeur et des gaz du premier sera considérablement plus grande que celle du second, et, également, que la section du col de la buse du- premier sera plus grande que celle du col de la buse du second, en. supposant une même distance i en plan castre la lèvre de la tuyère et le col de la buse.
L'échappement suivent l'invention dormera dose le double résultat 'suivant:
1 ,- une amélioration de rendement grâce à l'augmentation considérable de la surface de contact du jet de vapeur et des gaz à évacuer;
2 ,- une diminution fort intéressante du. travail à fournir 'Par l'échappement.
A ces avantages pourra, d'ailleurs, s'ajouter celui, non. moins important, d'une amélioration du rendement du diffuseur, si l'échappement en comporte un; le calcul permet. de le vérifier facilement.
On aura donc toujours intérêt à prendre L aussi grand que possible, et, si le tirage est trop énergique,
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on augmentera u ce qui aura pour effet de réduire la contrepression dans les cylindres et procurera un nouveau gain de puissance. on pourra d'ailleurs, si cela est plus commode pour des raisons de construction, utiliser en. parallèle n échappements à tuyère de longueur L au lieu d'un seul @ échappement à tuyère de longueur L.
On pourra aussi taire déboucher deux, ou plus de deux tuyères lamellaires dans une même buse, comme représenté aux figures 4: et 5.
Enfin on pourra réaliser des échappement lamel- laires à étages multiples, comme représenté à la tige 6.
L'échappement lamellaire peut être rendu, varia- blet c'est-à-dire qu'on peut faire varier la section du jet de vapeur et par suite sa vitesse, par l'un des moyens connus qui ont été utilisés pour rendre variables les échappements circulaires, soit en modifiant, la largeur du jet lamellaire, en rapprochant ou écartant les lèvres de la tuyère,, soit en obturant plus ou moins l'orifice de celle-ci.
On peut, en particulier, rendre les lèvres mobiles, en les constituant par des lames métalliques flexibles donnant an repos l'ouverture de tuyère la plus large à réaliser, et susceptibles d'être rapprochées par simple pression extérieure de butées susceptibles d'être rapprochées ou écartées simultanément par un dis- positif mécanique quelconque.
Dans tout ce qui précède, on a supposé que le jet de vapeur était constitué par une lame mince d'épais seur uniforme. Mais il va de soi qu'on pourra sans changer
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très sensiblement le rendement, faire varier légèrement l'épaisseur du: jet d'une extrémité à. l'autre de la tuyère.
On pourra également, tout en. laissant à l'orifiée de la tuyère une même surface et une même longueur L entre les bords extremes, et, par conséquent, sans rien changer à la cheminée, donner à cet orifice un plus grand périmètre et, par suite, donnée au jet une plus grande surface de contact avec les gaz, an moins au voisinage de la tuyère.
Ce résultat s'obtiendra aisément, soit en. substituant à des lèvres droites des lèvres sinueuses, telles que celles de la tuyère dont l'orifice est repré- sente en 9 fig. 3, soit en substituant à un orifice unique une série d'orifices de faible section, de forme d'ailleurs quelconque (circulaire, carrée, rectangulaire ou autre) formant une ligne discontinue.
REVENDICATIONS
1 Un éjecteur à fluides gazeux et plus spécialement un échappement de locomotive comportant une tuyère émettent le fluide moteur dans une buse d'échappement dont la forme épouse en. quelque sorte celle de la tuyère, caractérisé en. ce que la tuyère comporte un ori- fice long et étroit et, que, par suite, la buse a une forme oblongue.
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