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"Procédé et dispositif de balayage, d'alimentation et de suralimentation des moteurs à combustion interne "
Il est connu d'utiliser un bélier aérodynamique, mis en marche par les gaz d'échappement du moteur, pour balayer, alimenter et suralimenter les moteurs à combustion interne.
Le but de la présente invention consiste à utiliser, pour communiquer à la colonne d'air qui se trouve dans le tube d'accumulation du bélier aérodynamique, et pour augmenter la vitesse d'écoulement de cette colonne d'air, en dehors ou à la place de l'effet d'aspiration de l'appareil à jet de gaz d'échappement, encore d'autres moyens. On peut en- visager comme moyens de ce genre, dans les avions, le vent dû à la marche et éventuellement le vent provoqué par l'hélice.
Dans les avions et autres véhicules rapides, on peut utiliser uniquement le vent dû à la marche pour animer d'un mouvement rapide la colonne d'air dans le tube d'accumulation, sans faire
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appel à l'effet d'aspiration de l'appareil à jet.
On obtient l'augmentation de la vitesse d'écoule- ment de l'air dans le tube d'accumulation par le fait qu'on dispose l'orifice d'entrée du tube d'accumulation contre le vent de la marche et en évasant cet orifice généralement en cône.
Le dispositif d'utilisation du vent dû à la mar- che peut être combiné avec l'appareil à jet qui fonctionne avec les gaz d'échappement du moteur de telle sorte qu'on puisse utiliser l'un ou l'autre des deux dispositifs, ou encore les deux dispositifs simultanément.
Pour l'utilisation pratique du bélier aérodyna- mique, il est toutefois important de réaliser une compression aussi élevée que possible de l'air d'alimentation, avec un écou - lement constant de cet air, ou au moins un écoulement qui ne com- porte que de faibles variations de la pression. Il est avanta- geux d'autre part que la compression se règle en fonction de l'altitude d'un avion par exemple d'une manière automatique, ou qu'on puisse régler le taux de compression par l'intervention du pilote.
Il est extrêmement important de porter l'air d'alimentation du moteur au moyen du bélier aérodynamique à une valeur aussi élevée que possible. On obtient ce résultat en utilisant un système de répartition, sous la forme d'un ti- roir tournant, déterminant de très faibles pertes de charge dans l'air à évacuer, c'est-à-dire un tiroir tournant qui ouvre et ferme très rapidement, ce qui nécessite un grand diamètre pour cet organe, c'est-à-dire un diamètre sensiblement plus grand qu.e celui du tube d'alimentation 14, et qui peut même être un multiple de ce dernier.
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On obtient un écoulement de l'air d'alimentation aussi régulier que possible, sans pertes, et ne comportant que de faibles variations de la pression en faisant déboucher plu- sieurs tubes d'accumulation dans un distributeur commun et en les faisant fonctionner de façon qu'ils se relayent suivant un rythme déterminé en fonction du mouvement de rotation du tiroir.
Les dessins joints représentent à titre d'exem- ple une exécution du bélier aérodynamique avec le fonctionnement précité, et son montage dans un avion.
La fig. 1 représente un exemple d'exécution pra- tique du dispositif en combinaison avec un moteur à combustion interne ; la fig. 2 est une coupe longitudinale du distri- buteur et du tube d'accumulation ; la. fige 3 est une coupe du distributeur suivant la ligne 1-1 de la fig.2; la fig. 4 est une coupe en travers du tube d'accu- mulation ; les fig. 5 et 6 sont des vues en élévation du tiroir tournant avec différentes variantes pour les évidements; la fige 7 est une vue du régulateur automatique ; la fig.8 est une coupe en travers du régulateur suivant la. ligne VIII-VIII; la. fig. 9 représente un avion muni du compresser dont le tube d'accumulation a été disposé dans le bord d'attaque de l'aile ; la fig. 10 est une coupe en travers d'une aile dont le bord d'attaque est exécuté sous la forme d'un tube d'accumulation. ;
la fig. Il représente un avion comportant un tube d'accumulation disposé à l'intérieur et sur le côté du fuselage ;
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Le dispositif de la fig. 1 comprend un moteur à combustion interne sur lequel est raccordé un éjecteur 1,2 qui est relié par un coude 3 au distributeur 5. Par suite de l'effet d'aspiration de l'éjecteur, l'air est aspiré à travers le tube d'accumulation 14 dans un tiroir tournant 11 où il est réparti de telle sorte qu'une certaine quantité d'air par- vienne dans l'éjecteur et une autre, à travers le tube 6, dans le moteur. Le tube d'accumulation 14 comporte une paroi longitu- dinale 13. Il peut être de section ronde ou quelconque. La divi- sion du tube d'accumulation peut s'effectuer en un nombre quel- conque de tubes individuels 15.
La division en trois est parti- culiérement avantageuse. Les tubes individuels débouchent dans un tube d'aspiration commun 16 qui est cylindrique ou faiblement conique. A l'autre extrémité, les tubes d'accumulation se conti- nuent par des coudes 17 tournés vers l'extérieur, dont les em- bouchures s'ouvrent et se ferment au moyen du tiroir tournant 11 dont le diamètre est grand, comme il a déjà été indiqué ci-dessus.
Le tiroir tournant 11 comporte dans le cas pré- sent deux fentes superposées décalées dans le sens du cercle (fig. 2 et 3) et qui débouchent dans des conduits annulaires 22 et 23 qui sont mis en communication avec le moteur ou avec l'éjec- teur 2 de ce moteur ( par exemple sur les fig. 9,11 et 12). Les conduits annulaires 22 et 23 peuvent aussi être exécutés en for- me de diffuseurs, à la façon des ventilateurs. Dans les fentes 20 et 21 on a monté des segments d'un aubage 26 de turbine (Fig.3), afin de commander et d'entraîner le tiroir tournant 11 au moyen de l'air aspiré au travers. Suivant la longueur des fentes 20 et 21 et la hauteur différente de ces fentes, les volumes d'air qui parviennent dans le carburateur ou l'éjecteur sont différents.
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Les fig. 5 et 6 représentent des vues en éléva- tion du tiroir tournant 11, dans chacune desquelles le tiroir comporte un. évidement supérieur et un. évidement inférieur 20 et 21 dans lesquels se trouvent les aubages 26 de turbine au moyen desquels on fait tourner le tiroir tournant 11. Dans le tiroir tournant de la fig. 5, on a disposé entre les deux évide- ments 20 et 21 des pièces intermédiaires pleines, d'une largeur égale à a, qui ferment complètement pour un court instant cha- cune des deux embouchures des tubes d'accumulation lorsque le tiroir 11 tourne, et qui produisent par ce moyen une impulsion de compression dans le tube d'accumulation 14.
Les évidements sont disposés sur la fig. 6 sans pièces intermédiaires fermées ou pleines. En conséquence, il y a toujours l'une des embouchures des conduits d'air du tube d'accumulation qui est ouverte, de sorte que l'air contenu dans le tube d'accumulation reste constamment en mouvement, étant donné qu'il s'écoule constamment à travers l'un des deux évide- ments du tiroir tournant soit vers le moteur, soit vers l'éjec- teur. Sous l'effet du jeu de fonctionnement du tiroir tournant il ne se produit plus, dans le tube d'accumulation, des impul- sions proprement dites., mais simplement des variations de la pression par une accélération et une diminution périodiques de la vitesse en fonction de la puissance absorbée ou fournie par la colonne d'air qui se meut dans le tube d'accumulation.
Quand on utilise des tiroirs tournants dont les évidements ne s.ont pas répartis par moitiés sur le pourtour comme sur la fig. 6, le volume d'air qui s'écoule dans les deux conduits annulaires ne se divise pas non plus par moitiés, et on peut le doser exactement en fonction de la valeur du rapport entre les dimensions des deux évidements.
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L'air qui s'écoule à la sortie du tube d'accu- mulation et à travers le distributeur rapidement vers les con- duites d'admission de l'air ou du mélange dans le moteur est porté lentement, dans la conduite d'admission, par suite de l'effet du diffuseur, ou bien rapidement, dans les cylindres du moteur, sous l'action du choc ou de l'impulsion de compres- sion, à une pression statique, et il est possible également que les deux phénomènes de compression lente et de compression rapide agissent simultanément.
Dans cetains cas, l'air comprimé pourrait s'échauf- fer trop fortement. Dans ce cas, on monterait un réfrigérant entre le compresseur et le carburateur.
Pour le réglage de la puissance ou du débit du compresseur en fonction de l'altitude de l'avion, on peut régler le volume d'air aspiré par l'éjecteur, par exemple en disposant un orifice commandé à la main ou automatiquement dans le tube de jonction 50 (fig.9, 11 et 12) entre le compresseur et l'éjecteur, ou au contraire on peut évacuer l'air comprimé, juste avant qu'il parvienne au carburateur, et à travers un orifice réglable prévu dans le tube 53, à l'air libre. En amont du carburateur 54 (fig. 7 et 8), on a disposé un tube cylindri- que 55, muni de fentes longitudinales 56, par dessus lequel on a monté un manchon 57, muni de fentes, et pouvant tourner.
Le manchon 57 peut être réglé soit à la main au moyen d'organes quelconques de transmission et par un mouvement de rotation de façon que le débit d'air qui s'échappe ait une valeur déter- minée, soit automatiquement en fonction de l'altitude de l'avion, par exemple sous l'action d'un dispositif semblable à un ba- romètre anéroïde.
Sur la membrane 59 de la boîte 58 du baromètre
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(fig. 7 et 8) est fixée une crémaillère 60 qui s'engage dans un segment denté 61 prévu sur le manchon 57. Sous l'action des va- riations de la pression atmosphérique, la membrane fait tourner le segment 61 jusque dans la position qui convient. Lorsque la pression atmosphérique est élevée, comme au voisinage du sol, on maintient les fentes 56 ouvertes, pour qu'un grand volume d'air puisse s'écouler et que le moteur ne soit pas alimenté à l'excées. Quand l'altitude augmente, les fentes se ferment lentement sous l'action de la dilatation de l'air contenu dans la boîte 58. Le moteur reçoit à toutes les altitudes, par le dispositif de suralimentation, la même quantité d'air de com- bustion, ou d'oxygène.
Le dispositif de réglage représenté sur les figs. 7 et 8 peut également être monté sur le tube 50 (fig. 9, 11 et 12) de telle sorte que le volume d'air aspiré par l'éjec- teur dans le bélier aérodynamique soit porté à la valeur cor- recte par l'aspiration du volume d'air frais réglé de cette façon.
On peut aussi remplacer le manchon tournant par un manchon mobile dans le sens de l'axe longitudinal, et dont la commande s'effectue d'une manière analogue à celle du manchon tournant.
Le montage du bélier aérodynamique dans un avion peut s'effectuer de différentes façons. Le boîtier du tiroir est généralement à proximité du moteur, et le système 62 du tube d'accumulation qui est en communication (fig.6) avec ce tiroir est reporté dans le bord d'attaque de l'aile, ou bien le bord d'attaque constitue lui-même le tube d'accumulation, comme le montre la fig. 10. L'embouchure d'entrée du vent dû à la, marche est sur le coté du tube et est généralement munie de tôles directrices 63 (fig. 9) semblables à des aubes de turbine.
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L'éjecteur 64 est disposé contre le fuselage et est mis en communication au moyen du tube 50 avec le boîtier du tiroir tournant.
Les fig. 11 et 12 représentent selon la présente invention un tube d'accumulation qui suit à l'intérieur ou à l'extérieur la paroi du fuselage, mais qui peut également s'écar- ter de cette paroi en suivant cependant la direction de l'axe longitudinal du fuselage. Le tube d'accumulation est recourbé au voisinage du plan fixe arrière et est disposé dans le bord d'attaque de ce plan, pour se continuer en une embouchure 67 munie de tôles directrices 66 servant à recueillir et à dévier le vent dû à la marche.
Sur la fig. 13, le tube d'accumulation est re- porté dans le fuselage dans le sens de l'axe longitudinal de ce dernier, et comporte à l'extrémité avant une embouchure 69 également munie de tôles directrices 66 et orientée contre le vent dû à la marche. Dans ce cas également, l'éjecteur est dis- posé sur le côté du fuselage et est relié par le tube 50 au boîtier du tiroir tournant.
On peut monter deux ou plusieurs béliers aérodyna- miques les uns à la suite des autres, de telle sorte que l'air comprimé dans le premier bélier parvienne dans le tube d'accumu- lation du second et y soit comprime à nouveau, et ainsi de suite.
On peut aussi utiliser des béliers aérodynamiques dans lesquels on utilise le vent dû à la marche ou à l'hélice en combinaison avec un ou plusieurs béliers fonctionnant avec les gaz d'échappement du moteur.
Dans les avions qui volent à très grande altitude, on conduit l'air comprimé dans le bélier aérodynamique dans une cabine résistant à la pression, pour y maintenir une pression constante.