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er3eotion,eaaents aux ohemiaéea, notamment pour @ véhicules terrestres et maritimes.
L'invention est relative aux cheminées pour l'évacua- tion de fumées, destinées à être exposées dans un vent relatif et notamment celles pour véhicules terrestres ou maritimes à moteurs thermiques (locomotives à vapeur, navires, etc...)
On connaît déjà les sorties de fumée constituées par un conduit de fumée cylindrique enveloppé par un carénage de section constante de forme plus ou moins elliptique se terminant à sa partie supérieure par une section plane, droite ou légèrement inclinée, et en général ouverte.
Un tel carénage est destiné à réduire, dans une cer- taine mesure, la résistance à l'avancement du conduit de fumée; de plus,il répond à des préoccupations d'ordre esthétique. Son influence sur l'écoulement de la fumée à la sortie du conduit est d'ailleurs néfaste dans les conditions où on l'applique habi- tuellement, car il se produit,en arrière du dit carénage, un tourbillon diffus ayant pour effet de rabattre la fumée en larges spires, ce qui,dans le cas d'un navire, est particulièrement ,gênant pour les passagers se trouvant sur les ponts arrière.
L'invention a pour but d'éviter cet inconvénient.
On connaît, en aérodynamique, la propriété qu'ont cer- tains carénages,et en particulier les ailes d'avion, de donner naissance vers leur extrémité libre, lorsqu'exposée à un vent relatif, à un tourbillon concentré dit marginal,dontla caracté- ristique essentielle est de présenter un noyau qui se trouve être le siège d'une dépression relativement importante (l'existence du
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tourbillon marginal est liée à l'existence d'une "circulation de la vitesse",au sens aérodynamique, autour des diférentes sec- tions du carénage).
L'invention consiste à créer au voisinage de l'extré- mité du conduit de fumée un tourbillon marginal dans le noyau duquel on opère le dégagement de la fumée qui, par suite, se trouve guidée, à la sortie du conduit de fumée, comme dans un tuyau rigide, par la gaine formée par le tourbillon
Suivant une forme de réalisation de l' invention, le conduit de fumée est entouré d'un carénage ayant la forme d'une demi-aile d'avion, de préférence d'allure trapézoïdale, dont l'emplanture forme la base du carénage et dont l'extrémité est amincie, de sorte qu'il se forme dans cette région, sous l'effet du vent relatif, un tourbillon marginal se développant, à la façon d'une véritable gaine substantiellement cylindrique et parallèle à la direction générale d'écoulement @ relatif des filets d'air.
Le ou les conduite de fumée débouchent dans la région où prend naissance le noyau du tourbillon.
Il y a lieu de noter que l'on devra chercher par tous les moyens à réaliser autour du bâtiment de navigation ou de l'engin de locomotion dépourvu de sa cheminée, un écoulement d'ensemble de l'air ambiant dans lequel les lignes de courant passant par la région de l'espace intéressée par le sommet de la cheminée ne viennent pas balayer lcs surfaces qu'on veut tenir à l'abri de la fumée.
De cette façon, la fumée sortante (dont la vitesse peut être inférieure, égale ou supérieure à celle du vent relatif) se trouvant littéralement gainée par le tourbillon ne viendra pas balayer les zones du pont situées entre la cheminée et la poupe du navire, par exemple, zones qui, dans le cas d'un pa- quebot,sont généralement aménagées en ponts promenades pour les passagers.
En outre, la forme profilée attribuée au carénage réduira la résistance à l'avancement causée par la partie en
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saillie de la cheminée.
Le carénage, compte tenu de ce qui vient d'être dit, peut être conçu suivant divers modes de réalisation différant notamment les uns des autres par les formes de leurs contours apparenta et de leurs profils.
Le dessin annexé représente schématiquement, à tttre d'exemples seulement sans aucun caractère limitatif, deux de ces modes de réalisation.
Les fig.l, 2 et 3 sont respectivement une élévation latérale, une élévation de face et une vue en plan, d'une chemi- née de navire établie conformément à un premier mode de réali- sation.
Les fig.4, 5 et 6 sont des vues correspàndabtes d'un autre mode de réalisation.
Sur le dessin, 1 est le conduit de fumée, 2 le carénage qui l'entoure. Ce carénage est symétrique biconvexe, son épaisseur maximum est de 15 à 30 % de la longueur, son maitre-couple se trouve environ à 30 % du bord d'attaque.
Son bord avant est incliné du bas vers le haut et de l'e- vapt vers l'arrière, son bord arrière est sensiblement vertical; les deux sont raccordée par une ligne rectiligne inclinée du haut vers le bas et de l'avant vers l'arrière dans l'exemple des fige 1,2 et 3,et par une ligne courbe convexe dans l'exemple des fig.
4,5 et 6.
Le conduit de fumée 1 débouche,comme on l'a indiqué pré- cédemment, dans la région où se détache le noyau du tourbillon marginal occasionné par le vent relatif.Toutefois,pour n'alimen- ter en fumée que la région intérieure de la gaine tourtillonnaire, on a intérêt à déterminer le débouché 3 du conduit de fumée par l'intersection du cerénage 2 et d'un cylndre de révolution de génératricesparallèles à la vitesse du vent relatif théorique et de diamètre sensiblement égal à celui du noyau générateur du tourbillon marginal (diamètre compris entre le 1 8 et le 1/20 de la corde moyenne de la demi-aile).
Il Y a lieu de noter que l'effet de concentration de la
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fumée est d'autant plus intense que le tourbillon est lui-même plue intense,c'est-à-dire lorsque la direction du vent relatif .'est pas contenue dans le plan de symétrie du carénage.
C'est là,d'ail- leurs,le cas général pour un- bateau ou une locomotive,par exemple, par suite de la composante introduite par le vent naturel.Cependant l'incidence crcissant, le tourbillon se détruit à partir d'une va- leur limite de l'ordre de 25 ,sauf dispositifs spéciaux pour main- tenir au-delà de cette incidence une "circulation" autour de l'aile (fentes,aileron à fente, déflecteurs, soufflage au aspiration de la couche limite du carénage).
Un dispositif à fentes a été représenté en 4 sur les fig 1,2 et 3 (Les surfaces 4 ont été figurées en traits mixtes sur la fig.3 pour laisser apparaître le carénage principal).
Le conduit de fumée est représenté en 5i le carénage en 6,les surfaces auxiliaires servant à former les fentes antérien- res en 7 et l'aileron à fente en 8.
La section 'droite du carénage de la oheminée est bicon- vexe symétiique,son épaisseur maximum est de 20 % dela longueur à 30 % du bord d'attaque. Le carénage est coupé à sa partie arrière etest prolongé par un aileron 8 orientable qui règne sur environ les 3 4 de laheuteur du carénage. L'articulation de cet aileron est placée de telle sorte qu'en braquant l'aileron dans un sens ou dans l'autre une fente se produise entre le bord arrière du carénage et le bord antérieur de l'aileron.
En élévation le bord d'attaque du carénage et le bord de fuite de l'aileron sont rectilignes et verticaux sur la plus gran- de partie de leur longueur et sont réunis par une ligne circulaire de sorte que le carénage dans sa partie supérieure a en élévation un contour circulaire.
Comme le montrent les fig.4 et 5 le carénage est aminci à sa partie supérieure, sa section droite étant déformée homothé- tiquement. Une telle disposition peut conduire suivant lerr dimen- sions de la section du conduit de sortie des fumées, à renfler le sarénage, de façon à conserver la forme circulaire de la partie eu- @
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périeure du contour apparent.
L'aileron à fente lorsqu'il est braqué constitue un dis- positif hypersurtentateur qui vient compléter l'effet de la fente avant. Il permet donc de prolonger l'existence du tourbillon mare nal dans le domaine des grandes incidences. Il prévient aussi le rabattement de la fumée à l'incidence de 90 , rabattement qui se produit toujours aveo une cheminée à carénage sans fentes, à une telle incidence.
La manoeuvre de l'aileron peut être commandée par un mo- teur asservi à une girouette.
Enfin, pour le fonctionnement de la cheminée, à l'arrêt ou par un vent relatif nul, on peut éventuellement prévoir,dans la gaine 8, un débouché supplementaire du conduit l,le dit débouché, que l'on contrôle à l'aide d'un registre, permettant d'évacuer la fumée selon une direction verticale.
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 réalisa- tion de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au aontraire, toutes les variantes, notamment : - celles où les profils de carénage a seraient dissymétriques, - et celles où les dispositions ci-dessus mentionnées seraient ap- pliquées à une cheminée montée pivotante sur une installation fixe de façon à pouvoir s'orienter convenablement en fonction de la direction du vent relatif.