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BREVET D'INVENTION
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"Perfectionnement:,> apportés aux dispositifs extincteurs d'un bruit se propageant dans un fluide en écoulement, notamment aux silencieux pour moteurs à combustion interne et armes à feu". Faisant l'objet d'une demande de brevet d'invention en @r@nce en date du 9 août 1944.
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Société dite : "SOCIETE 3IV.aL" S ."1. 146, boulevard HauSSnH.1.m1 PRIS(Deine) FRANCE
L'invention est relative aux dispositifs extincteurs d'un bruit se propageant dans un fluide en écoulement et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement parmi ces dispositifs les silencieux pour filateurs à combustion interne et armes à èu.
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Elle a pour but, ,arLlout, de rendre tels, ces dispositifs que leur efficacité, soit plus grande que jusqu'à présent. Elle consiste) principalement, à constituer les disposi-
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tifs du genre en question par une capacité dont au moins partie #.ifiecte la forme d'une surface du second ordre présentant au n'.o.l1S un foyer où se trouve situé le dés .ruché du fluide devant tr:mer:,ar le 4ii<J;Jo>;1tif, l'orifice de sortie .1,adit fluide hors .le cette capacité étant disposé en une zone telle que au Moins certaines des ondes sonores prenait naissance Fü susdit débouche et r -fléchies par la susdite surface ne rencontrent pas ladite zone.
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Elle C011:1.,te, mise part cette disposition principale;
en certaines autres dispositions qui s'utilisent en @@@@ temps et dont il @@@a plus explicitement parlé ci-après, notamment en une seconde disposition consistant '- constituer les dispositifs du genre en question par une capacité présentant une surface interne telle que au moins certaines des ondes sonores prenant naissance au débouche du fluide devant traverser cette capacité et s'étant réfléchies sur la susdite surface interne convergent sur un élément, de préférence, en une matière absorbant le son, propre à les intercepter.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations fixée et mobiles, notamment
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les moteurs et les armes & feu, comportant de 'talc 3ispositi: s.
Et elle pourra, de toute façon, etr... bien cornpricie, L l'ai de du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-!)'!1-
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nexés, lesquels complément et les>;irn, sont bien entendu donnes sur-
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tûut Ï titre d'indication.
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Les . 1 à 12, de ces dessins, montrent schématiqueusnt des 3iloï.cietL": ,l' c:h::t.l.1peIT:ent étc.ùlis c{JnfOr!!l:;II3nt s. autant de modes de réalisation de l'invention.
La fi,;,. 13, enfin, représente, un silencieux pour ,;:,n,s à feu =tii.>ii, lui aussi cO;11orcJcn'8nt h l'invention.
:3210ï1 ]. 'inv81Lioy et plus p8.rticalièrement selon celui de ses rude. j.'application, ainsi, que selon C8',.X Je.. i:10::1e5 de réalisation de ::.>C3 diverse.'. parties, .::.UXq:'181;s il semble Cj,..'11. jr ait lieu j'accorder 1::1 préférence, se \r(1)Ob':U1.t, pu:' C,-':Ke::!le...' tÛ7¯lr un silencieux d'échappement po,n"" :.oteilr à. ccr:l)'a9tion interne ( 1;. explosions ou allu- ...-r: p'-t)' CUIr11):..'"'8ssion, b deu,.. ou quatre te::¯¯t:s) on s'y prend corme .¯.ait u:t lé "acon analojuo.
C:Á COj-it:..t-"{(3 (:596I1i,l2ilel.!CÜt ce dispositif par une capacité In dont au f:oin!3 partie affecte int'ria;zre:::e¯wt la. forme d'une ur:':ce :.a .eCO!,.4 Gr-jrG' lj!':':.:1tJú-Luj,t 1;..J. woi.n#3 un foyer.
Cn pli#ce =, ce io yer le débouche A des gaz J' 6chPl?el'[el1t dans ladite c=1=.xcinisl.
t on situe l'orifice de sortie B desdits gaz hors de cette n.êr,la ca; ucité un une one telle que au ;,oins certaines des ondes sonores prenant naissance en A et réfléchies par la susdite Juriace lu seccd ordre ne 1 '-,co',aren';, pas cette zone.
De rirénC8, en outre, on provoit un 'jcran propre a inter- ¯:8I' jeilcs 1,e.; ondes SGrlr6S q;;.i., issues de iiy rencontreraient la ,s'aia z:3, ,,,,,Or,, 1'"flexion 3ur la surfuce du setondor.àre, si cet (;r8.;l (l 't..Ai0t .i.t 33.
:"'¯..1-¯<"D'\;i'21:!elt, ..¯:¯1.2, que l'crü1 ;j'],-5V:1.S8 existe ou non, (1:': r':rCt un :;c.%?5.;. écr:"1.\1 7 . T'e : J 1:n.terc#¯,<ter les c'ndes S77':rCâ qui, 5,-'lJJ;;3 de ,1; #.* 1.iT'i;:'8T':l.¯e:Yt. }irGcter.e!t vers la susdite zone <ii, l'on u u. ¯.'t l.1r'.;vLl ce 5eco:1J. àcit;a lequel peut, :1:n3 certain-? cas, être co7', é avec le p'rei;;ier Gcr.::,üi. susvisé.
Ijw B.trfc'; :1te:'n de la :'i,9i7.'i,e Cuj3C7¯t et 7u0t;zl::l:lent la susdite .3,,ri"l:c ,1;1 second ordre ainbi (1Ue le Sllr.f;C83 des S',lS.lj 1:;3 écr ns :#1;.iL .le l:'1fL:'ei10e établies ¯,tJr une !:iutire propre 1. absorber le son telle que .le 1':àr.ij,<nte, de la laine de verre, de la paille de fer ou fo,1±c Ó.."tn) !tatière de préférence non cot,arin:ée présentant de bonnes qualité.'-, d'inaonorisation.
De telles nt:.ère3 sont bien connues et leur ,t:l'¯ tïol1.t; : !v,r7t '.tu préconise'? pour úta111ir do.3 r>vto7..nnt:, de 1;;.1.: .j , ,; cL!;:l.i.) ..:-,8!.!,ey..t par üX0n.:lle. ae3 dispositions venant d'être exposées peuvent bien entendu %tre !j.:'l..se3 en '12,:,-/r8 :le 11:lltiples ft1çCns et t},ot:ili1lnent on peut choisir, C..l.rà,.,: ¯;iraàC9 du second ordre ..10:5 surfaces .:le :'éVOll.ti,i.0i7 J.ont la i-,0- ..r: l,r.o so't L'PIe c,.irie du :'eonli.' degré ou ,le, c;:.:i:1.:1rl;..; Jd 11-\ li.r:;c:".ciC8 .it une ':;cL.l)lal)lt courbe.
:'elcn 1;'. ?ij. 1, la capacité 1 affecte 1:±rieùre>.<ent la forme d'.L' '2 lipsoi'de le ;,.v!1',zcicil ¯ a l'un des foyers Fi duquel est situé le Jsboucbé A. .:± (1"i, couc-es les ondes sonores élises en A convergent, .i I';:5 r i.L;;1,,i0il, ">J..3t;;C(}iJ foyer ,,1P2- L'orifice de ..ortie B est placé t;.1 u.'. point écarts Je ce second foyer ; il est '.VYY7t::es.iS,.lüt.-'kit situé a l'extrémité du ;r'"i1d axe de l'ellipsoïde du coté du foyer F2. Ici le prer..ier .écr,n sus,,-i:.2 n'a pas été prévu. (u8.nt au second écran il est constitué par le tube 7:n:a portant le débouché " débouché qui est ici tourné du côté opposé au foyer F2.
Le dispositif représenté par la fig. 2 est identique au précédent 8, ceci près que le débouché A est tourné vers le foyer FS. Les deux
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écrans susvisés sont combinés en un élément unique 2 interposé entre le débouchéAet l'orifice B, cet élément présentant les dimensions vou- lues pour remplir les fonctions assignées aux susdits écrans. De pré- férence, l'élément 2 est situé au foyer F2. Il a alors, comme effet supplémentaire, d'intercepter toutes les ondes sonores qui, issues de A se sont réfléchies sur la surface de l'ellipsoïde. Cet élément 2 peut par exemple affecter la forme d'une sphère ayant son centre en Fa et de diamètre tel qu'elle cache B à A.
Ledit élément aura cepen- dant avantageusement la forme représentée sur la figure, d'un corps profilé de révolution tournant sa pointe arrière vers l'orifice B, ce grâce à quoi le silencieux réalisé ne comporte aucun rebroussement ni changement brusque dans le trajet des gaz d'échappement.
Selon la fig. 3, la capacité 1 affecte intérieurement la forme d'un cylindre à section elliptique limité par des faces ter- minales planes perpendiculaires aux génératrices du cylindre. Les propriétés des coniques restant les mêmes en projection plane, le dispositif se comporte exactement ainsi que celui faisant l'objet de la fig. 2. L'élément 2 est ici un cylindre dont la directrice est semblable à la génératrice de l'élément 2 de la précédente figure. Le débouché A affecte la forme'd'une fente disposée selon le lieu des foyers F1 des différentes sections droites de la capacité 1.
Selon la fig. 4, la capacité 1 affecte intérieurement la forme d'une sphère au centre C de laquelle est disposé le débouché A. L'élément 2 masque ce débouché à l'orifice B qui est prevu sur la surface de la sphère. Avantageusement cet élément tourne vers le centre C une surface en forme de calotte sphèrique également de cen- tre C. Ainsi, les ondes sonores émises par A ne pourront accèder à l'orifice B.
Selon la figure 5, la capacité 1 affecte intérieurement la forme d'un paraboloïde de révolution fermé à sa base par un fond plan circulaire 3. Le débouché A est situé au foyer de ce paraboloïde et l'orifice B au centre du susdit fond plan. L'élément 2 interposé entre A et B tourne vers A une face plane. Les ondes sonores issues de A et réfléchies par le paraboloïde sont dirigées parallèlement à l'axe de ce dernier contre le fond 3 ou l'élément 2 et leur résidu (après ab- sorption partielle) est renvoyé de façon à reconverjer au foyer F après nouvelle réflexion sur la surface parabolique.
L'orifice B au lieu d'être situé au centre du fond 3 pour- rait aussi être constitué par une fente annulaire prévue à la péri- phérie de ce fond et à laquelle les bords même du paraboloïde masque- raient le débouché A ainsi qu'indiqué en pointillé sur le dessin.
Selon les fig. 6 à 8, la surface interne de la capacité 1 est celle du corps commun à deux solides de révolution de préférence coaxiaux ayant chacun pour génératrice uhe courbe du second ordre.
Dans le cas de la figure 6, ces deux solides de révolu- tion sont des paraboloïdes, identiques ou non, l'un de foyer Fl et l'autre de foyer F2, se rencontrant selon un cercle D. Tonte onde so- nore issue de A et frappant le paraboloïde de foyer F converge en F2 après deux réflexions. En F2 est disposé un élément 2 semblable à celui de la fig. 2. De plus, en regard du débouché @ est placé un obstacle 4, de preférence profilé, masquant ledit débouché au cercle D, cet obstacle pouvant toutefois être supprimé si le débou- ché A, au lieu d'être tourné vers le foyer F2 etait orienté @u cô- té opposé de la façon pravue à la fig. 1.
Dans le cas des fig. 7 et 8 l'un au moins des soliles de révolution est un demi-hyperboloïde dont l'un des foyers est confon- du avec un foyer de l'autre solide qui est, soit un ellipsoïde (fig. 7), soit un second demi-hyperboloïde (fig. 8).
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Selon la fig. 7,le débouché A est placé au foyer F1, commun au demi-hyperbolorde considéré et à l'ellipsoïde.
On se trouve alors pratiquement ramené au cas de la figure 4 puisque toutes les ondes issues de A reviendront en F. Il suffira alors de placer l'orifice B en une zone quelconque de la paroi de la capacité 1 en prévoyant un élément 2 pour empêcher l'accès à l'orifice B de- ondes dirigées directement vers cet orifice. Cet orifice B sera par exemple constitué par une fente annulaire disposée selon le cercle D ou les deux solides de revolution se rencontrent et l'élément 2 consistera en un anneau 5 masquant à cette fente le débouché A.
Selon la fig. 8 le débouché A est encore placé au foyer F1 commun au,, demi-hyperboloïdes qui se rencontrent selon un cercle D. Ici encore toutes les ondes issues de A reviennent en F1di l'orifice B est disposé sur l'axe commun des hyperboloïdes, un élément 2 per exemple plan masquera à la fois.le débouché A au cercle D et à l'orifice B.
De toute façon, au lieu de se borner à faire jouer à l'élément 2 le rôle d'écran envisagé plus haut, on peut avanta- @ousement 10 constituer par un corps creux dont l'une au moins de,. faces interne et externe affecte au moins pour partie, la forme d'une surface du econd ordre homofocale à la surface du second ordre définie haut et qui est présentée intérieurement par la capacité 1. Ce corps creux présente une ouverture limitée par un contour E et cette ouverture est tournée vers le débouché A.
Dans le cas de la fig. 9, la capacité 1 présente intérieurement la forme d'un ellipsoïde et les faces interne et externe de l'élément 2 sont également des ellipsoïdes homofocaux au pré- cédent. Ce contour B est ici prévu dans un plan normal à la ligne des foyers F1 F2 et situé de préférence plus près du foyer F1 (débouché A) que de l'autre foyer.
Cela etant, on conçoit que, si l'orifice B est situé vers le sommet de la capacité 1 situé du coté du foyer F2, les gaz d'échappement devront, pour parvenir à cet orifice, passer entre la surface interne de la capacité 1 et la surface externe de l'élément 2. Issues de A (F1), les ondes sonores s'engageant entre ces deux surfaces subiront donc entre lesdites surfaces un nombre considérable de réflexions grâce auxquelles elles seront éteintes avant de parvenir à. l'orifice B, ces ondes sonores suivant de toute façon des trajets dont les prolongements passent par l'un des foyers F1 et F2 et dont l'angle d'incidence sur les surfaces en regard se rapproche d'autant plus de 90 que les points d'incidence se rapprochent eux-mêmes davantage des sommets en regard des ellipsoïdes.
L'orifice B pourra être situé, ou bien, comme figuré en traits pleins, au sommet de la capacité 1 ou bien et mieux, comme représenté, en traits pointillés, en B1, c'est-à-dire en une position légèrement désaxée laissant subsister la paroi de la capacité 1 à, l'endroit où cette paroi rencontre le grand axe des ellipsoïdes.
On peut ici, comme dans le cas de la figure 1, tourner le .ébouché A du côté opposé au foyer F2et, quelle que soit la disposition de ce débouché, prévoir, à ce dernier foyer, un élément 2', par exemple sphérique, propre à intercepter les ondes réfléchies vers le foyer F2 par la surface interne de l'élément 2.
Dans le cas de la figure 10, le dispositif est agencé ainsi que selon la fig. 9, à ceci près que le débouché A est
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disposé au foyer F2 situé au fond de l'élément creux 2, un élé- ment 2", par exemple shp#rique, étant prévu au foyer F1 pour inter- cepter les ondes émanant du débouché A et réfléchies par les sur- faces ellipsoïdes concaves.
Dans le cas de la fig. 11, la capacité 1 affecte la forme d'une sphère et l'élément creux 2 celle d'une sphère plus petite, concentrique à la précédente et amputée d'une calotte limitée par une parallèle E. Le débouché A est au centre commun C des susdites sphères. Quant à l'orifice B, il est de préférence situé, dans la paroi de la capacité 1 sur le diamètre passant par le point C et par le centre du cercle E, du .côté opposé audit centre par rapport au point C. Ici toute onde sonore émanant de A frappe les parois sphériques sensiblement normalement et, dans l'espace compris entre l'élément 2 et la capacité 1, le nombre des réflexions que devrait subir une onde pour parvenir à l'orifice B est pratiquement infini.
Enfin, l'élément creux unique des fig. 9 à 11 peut être remplacé par une pluralité d'éléments 2, 2 , 2 , etc... en forme de corps creux dont l'une au moins des faces interne et externe de chacun affecte au moins en partie la forme d'une surface du se- cond ordre homofocale à la surface du second ordre présentée inté- rieurement par la capacité 1, un orifice de sortie B, B , B étant prévu pour chaque espace délimité par deux surfaces homofocales en regard.
C'est ainsi que selon la fig. 12, le dispositif est agencé ainsi que selon la fig. 9, mais l'élément 2' de cette dernière figu- re est remplacé par un élément 2 , à l'intérieur duquel est situé un troisième élément 2 , ces éléments 2 ; 2 répondant, chacun, par rapport à la face interne concave de.l'élément qui l'entoure à la définition donnée plus haut pour l'élément 2 par rapport à la face interne de la capacité 1. Les contours E, E ; E limitant les éléments 2, 2 , 2 , sont tous tournés vers le foyer F1, où se trou- ve placé le débouché A, et ces contours sont de préférence situés d'autant plus près de ce foyer F1 que leur-diamètre est plus petit.
L'orifice B est situé comme selon la fig. 9 et des orifices B , B sont prévus respectivement dans le fond des éléments 2 et 2 . On conçoit qu'un tel appareil, tout en présentant les propriétés acous- tiques de ceux décrits antérieurement, n'opposera à l'écoulement des gaz d'échappement qu'une résistance très réduite.
Bien entendu les dispositifs décrits comme étant de révolu- tion, en référence aux figures 4 à 12, pourraient aussi bien être établis comme celui faisant l'objet de la fig. 3, de telle façon que leurs organes soient des eylindressyant pour directrices les tracés des différentes figures 4 à 12 susvisées.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses, modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment : celles où les surfaces du second ordre susvisées seraient rem- placées par un assemblage de surfaces par exemples planes ou déve- loppables dont l'effet global serait pratiquement le même que celui de la surface théorique, des assemblages de petites facettes planes ou de tranches de surfaces coniques pouvant fort bien constituer des miroirs à ondes sonores donnant une netteté d'image sonore suffisante, quitte à donner à l'élément 2 des dimensions plus gran- des, pour que l'effet visé soit obtenu ;
celles où l'invention serait appliquée à des silencieux d'as-
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piration de moteurs, le abouche A étant alors l'orifice de sortie de l'air 'hors de la capacité 1 vers le moteur ; et celles où l'invention serait appliquée à des silencieux pour armes à feu (auquel cas un passage pour le projectile doit, bien entendu, être ménagé en regard du débouché A, qui est ici l'orifice du tube de l'arme) lesquels pourraient aussi être agencés en même temps de façon à former frein de bouche en dirigeant vers l'arrière les gaz sortant par le débouché B ainsi, par exemple, que montré par la fig. 13 qui n'est qu'une variante de la fige 5.