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Procédé et dispositifs pour la. réalisation d'un réacteur
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au moyen de. 1r ch;J.p")emel1t i,? S,-^¯. :5z:c''C L'invention pour objet un procède et des dispositifs
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pour la réalisation de me tours à réaction à échappe rient pul# satoire, d'une construction simple , .robuste et d'un rendement élevé.
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On connaît des propulseurs a réaction ':,i,S'û: sur le prin- cipe de l'échappèrent pulsatoire, dont la fréquence est syn-
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chrcnisée avec la fréquence acoustique d'un résonateur faisant office d'une chambre d'explosion, par exemple, d'après le brevet
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français 8ij,-:1.. 4t2 du 2 Avril 1338 au nom du même demandeur.
Dans une forme de réalisation particulière prévus par le brevet ci-dessus, deux obturateurs mobiles, déphasés d'une demi-longueur d'onde l'un par rapport à l'autre, sont disposas respectivement à l'entrée et à la sortie de la chambre, de fa- çon que l'échappement soit ouvert lorsque l'admission est fermée et vice-versa. Dans. ces conditions,
la phase de pression est suivie d'une phase de dépression acoustique à' intervalle d'une déni-longueur d'onde, l'échappement se produisant entre les deux phases en question.
Au moment où la pression acoustique arrive à son maximum, l'allumage produit une explosion du mé- lange carbure qui a pour effet un nouvel accroissement de la pression. Sur la courbe représentative de la variation de la pression en fonction du temps, cette nouvelle hausse de pression peut être figurée comme une pointa de montée rapide et de descente plus lente, superposée à la courbe sinusoïdale de la pression acoustique.
Comme le. réalisation pratique d'un tel propulseur peut se heurter à la difficulté d'assurer le refroidissement de l'ob- turateur d'échappement, on a proposé de supprimer cet obtura- teur on se contentant d'un obturateur à l'admission mais le rendement thermique est défectueux et la consommation de carbu- rant élevée.
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TlîlVE..'l'l',2ri< pour but d'éviter les difficultés du refroi- dissement de l'obturateur d'échappement tout Cia assurant au propulseur un rendement élevé et une faible consommation et en résout ce problème en conservant le principe de l'obtura-
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tion. alternative Ci... r6uuw.
LYw..'.:L. et à l'é.chc..))8,::e:ît mais en uti- lisant, peur réaliser cette obturation, le mouvaient de la chambre d'explosion, elle-même par rapport aux tubes d'admission.
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et d'échappement, à l'exclusion d'organes obturateurs Eicbilea
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dans cette chambre.
A cet effet, en utilisa une chambre d'ex-
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plçsion animée par rapport aux tubes d'admission et r ',';('\11a'"'''- ment, d'un 1¯.;.¯'t1'..i;:v'r de rotation ou d'oscillation autour .d'un axe ou encore plusieurs chambres qui "'auvent être animées d'un mouvement analogue de f cçon à se mettre alternativement on communication tantôt avec'le tube d'admission, tantôt avec le tube :, 1 'C, a- "Yi'" 'le-lt La vitesse de. propagation de la, '!'!'1;1e drus un t:1',3¯ïiG' C;.:' L.1"... d'air 1."" G ..,,..:ïî .....,-,.-t ,r! t!:,l1-'-'-"""- plus die vie que la }rc..-;;;i0n est plus fcrte, cette vitesse s 1alb!c dans le pro- pulseur considère a partir de l'allumage à masure que la pres- sion :.:..::
).1&ilte. mais elle n'atteint pas une valeur au s ai élevée que d..ns les mot ours à piston.
Une caractéristique complémentaire da l'invention, des- tindo à rariiedier à 1 inconvénient ci -dessus, consiste a acco- r la combustion en' associant a la ch'C::;'3 do combustion des doyens pour crder la turbulence du i s ..: . w> ; i 1 térieur de cette, chambre , afin mie les couches e,l':ê",.L1:..;.cia, c'li- Lr:: C:atl vitesse élevas pénètrent travers les couches non 1' A 1 +.' celles-ci, de telle sorifce qu'après un instant très. court toute la massa des gaz à l'intérieur
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de la Cil-¯ß11 (r-' , trouve enflammée.
On décrira ci-après, des exemples de réalisation de l'invention en référence au dessin annexe dans lequel
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la. figura 1 contre trois léf.r'',rz::lWc. 3 se rapportant la f:iÔL10 "hase du. meuve aient '1-ic.Ci 1.'w des gf¯3; la figure 2 montra un réacteur aune soûle chambre rota- tive représente en coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de. la chambre;
la figura 3 montre la dénie réacteur en coupe, selon un
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plan passant par l'axe i .^é'.--ho" 1 la figure 4 montre un réacteur à trois chantres d'expla- sion, représente en coupe selon un plan perpendiculaire à l'aies de retation;
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la figure 5 estune coupe transversale schématique de ils deux plans parallèles d'un réacteur avec moyens pour accélérer le. combustion; et la figure 6 est une coupe axiale, schématique correspondant la figure 5.
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:. la figura 1, la OO1).1"'0e lre):î.":iscmtc en fonction du temps la variation de la -vitesse 8.. l'admission; la courbe 2 repré- sente de même la variation de la .""'''' "" l' -'1" dons 1 r. chambre d'explosion; la courbe 3 représente enfin la variation, de vi- tesse à l'échappement.
Le réacteur'représente, au.: figures 2 et 3 est constitué par une botte 4 qui est ajourne pour permettre le. circulation de l'air de refroidissement et est nunie d'un tube d'admission
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5 et d'un tube d'échappement 6..:'.. l fint0rieur de la boîte se trouve une chambre mobile 7 pouvant tourner autour de son axe 8 et munie sur les côtés, ' c.'.13i¯.i.E.'' û :..3 de refroidissement 9 et, dans son plus grand diamètre, d'une ceintura usinée 10 ;
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dans laquelle ont 1C:TI,.J un orifice ovle if qui remplit ici le mène rôle qu'une lumière d'admission ou d'échappement d'un
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EloteLtr 8c.. den::: temps.
La surface intérieure de la boîte 4 est usinée, dans la région en r G e': i: d de la ceinture 1C, de façon, 8'.. ménager, en- tre elle-même et cette ceinture 10, un Jeu aussi faible que
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possible pour assurer une bonne .-'- .' Ch6l' -'--;!; mais tout de même suffisant pour permettre un. glissement respectif sans frotte- ment des deux surf'.ces usinées.
La boîte 4 est munie, en outre, d'une bougie 12 reliée
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à un dispositif 3' a ï t?ae non représente au. dessin; au lieu d'une bougie à étincelles, on pourrait utiliser une bougie à résistance
D'autre part, le réacteur doit être muni d'un disposi- tif d'alimentation, par exemple d'un, carburateur monte sur la tube d'admission et non représente au dessins.
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Le mouvement de rotation, de la chambre est, soit comman- dé de l'extérieur, soit provoque par la réaction oblique des-
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g d'6ch?eQent. Ds es denier cas, la direction du départ du- tube d'échappement peut être inclinée par report s, la direction radiale concis indiqué au dessin, co qui est suffisant
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pour provoquer une Ll te:rOt.,,.'tl.Ci?. La vitesse de rotation- doit être constante et synchronisés uvec la fréquence acoustique da la chambre, compte, tenu de la température des gaz d'échap- pement.
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On comprendra-qu'en ces d f.è'.l'torct..tiCi1, 11 : : .1 I, te;xr 8ll- tomatique doit pouvoir liniter la vitesse de rotation
Le fonctionnement du réacteur s'effectue comme indiqué ci-après. On souffle du mélange carbura dans l'admission 5 âpres avoir mis la chambre en rotation.
Lorsque la lumière
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11 se place en fs.es clli tube d' :.d!:1issi::1:1. :J le mélange carbura s'engouffre drus la chambre 7. Le commencement de l'ouverture
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de l'admission correspond 41.1 -Oi.tl'G W dE,'s trois courbes de la figure 1, tandis que la fermeture de l'admission et 1' allumage se produisent au point B; la pression monte alors brutalement
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et l"'''ve-",,'''''-'''G de Lc''''-'-)-''e'1e''-'- se -'-'-"'OA,.;t au 0)"'-; .,,-'.
('1 Du et l'ouverture de l'échappement se produit au peint 0* Du point C au point .. , on assiste sur la. courbe 2 à une baisse de pres- sion provoquée par 1' échappement des gaz dont la vitesse atteint
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son maximum (courbe 3) entre les d31.1;;: points. L lC1;':vertire. de l'admission se produit au point /## Si la vitesse d'c.' !Y'.:"i:t',.1(i1 est bien réglée, le point dei t correspondre au .'LcliCla(11 dC pression, autrement dit, au maximum, de. dépression.
A. partir de ce moment f le mélange irt.:is s'engouffre dans la chambre 7 avec une vitesse d'autant plus élevée que la dépression, étair plus forte.
Un quart de période d'onde après le maximum de vitesse d'admission de la courbe 1, la courbe 2 présente le maximum, de pression acoustique, coïncidant avec l'allumage au point
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Di suivi d'un accroissement brutal de pression entre Bl et suivi d'un accroissement brutal de pression entre
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C1, où se produit l'ouverture d'échappement et ainsi de suite.
Le même phénomène se reproduit à chaque période d'ende.
La figure 2 représente le réacteur dans la position, du Maximum de pression qui coïncide avec le début de 1 pement (point C ou C1 de la figure 1).
Au débuta 33 la' mise en marche du réacteur, il n'y a pas de dépression drus la chambre et de ce fait le remplissage est moins bon et l'explosion plus faible que les explosions suivantes, ..près que loues tours de la chambre,
.le mouvement vibratoire s'amplifie cornue on le remarque sur les courbas et la dépression devient suffisante pour assurer le remplissage..
Le réceteur peut alors fonctionner sur place sans qu'on ait besoin de souffler dedans.
Il est évident que, lorsque le réacteur est monte sur un aéronef, le souffle dû à l'avancement améliore le remplis- sage.
Si l'on veut encore daventage améliorer le rendement du réacteur, on -peut y adjoindre soit un compresseur mécanique d'un type usuel, soit un dispositif d'utilisation directe de l'énergie des gaz d'échappement pour comprimer l'air à l'ad- mission
Le réacteur suivant la figure 4 est constitue par une ' capacité 13,
divisée en trois chambres rotatives 14, 15 et 16 à l'aide d'un volet 17 à trois branches tournant autour de son axe.
Le volet peut être creux et comporter des conduits 18 pour la circulation du liquide refroidisseur (du métal à basse température de fusion par exemple), le mouvement de circula- tion du liquide étant assure par la force centrifuge à l'aide d'un dispositif non représente au dessin, ou par un autre moyen connu .
Ce réacteur fonctionne suivant le même principe que le réacteur décrit précédemment avec Ici seule différence qu'il y ici trois chambres ainsi que trois orifices (faisant fonction
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de la lumière 11 du dispositif précédant) qui sont constitues par les intervalles entre les trois branches du volet 17,
ce qui fait qu'ily a par tour trois admissions et trois échappe- ments se chevauchant partiellement du fait- que l'admission ou l'échappement commence pour chaque chambre avant de se terminer pour la chambreprécédente.
Ceci risque de provoquer dans le fonctionnement une cer- taine perturbation pouvant ontrainer une baisse du rendement, du fait que les gaz de la chambre dont l'échappement commence pourraient pénétrer partiellement dans la chambre dont l'échap- pement est. sur le point de se terminer et cela en raison du vide partiel qui règne dans cette dernière.
Tour éviter cet inconvénient, on a divisa l'entrée du tube d'échappement en deux ou plusieurs canaux parallèles à l'aide de parois guides dans le genre de celle indiquée en 19 au dessin. Pour éviter la perturbation à l'admissino, on a prévu des parois guides analogues 20 qui empêchent la mise en communication directe de deux chambres voisines.
Les moyens peur créer la turbulence, destinée à accé- lérer la combustion,peuvent être réalisés de diverses façons.
Selon une forme de réalisation, la turbulence est créée dans le conduit d'admission qui contient une eu plusieurs parois hélicoïdales destinées à communiquer au gaz admis un mouvement de rotation rapide qui continue à l'intérieur de la chambre de combustion à une vitesse pouvant dépasser 100 m. à la seconde, alors que la vitesse de propagation de la flamme dans le gaz interte ne serait que de quelques mètres 8. la se- conde. Divers déflecteurs prévus dans la partie tournante, meuvent augmenter encore efficacement la turbulence et accé- lérer davantage la combustion.
La turbulence dans la chambre d'explosion pourrait être obtenue par l'aménagement d'une entrée tangentielle plus par- ticulièrement lorsque la chambre ne tourne pas.
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Selon une autre réalisation, la turbulence est obtenue pr l'adjonction d'une chambre de combustion préalable, de faibles dimensions,à l'intérieur de laquelle les gas s'enflam- ment trs vite en provoquant un accroissement de pression qui provoque l'irruption.rapide des gaz enflammés dans la chambre principale dès que.la communication entre les deux chambres sa trouve établie.
Selon une troisième réalisation, un compresseur souffle, dans la chambre de combustion, soit de l'air, soit du mélange carbure, à la cadence d'explosions de la chambre et de façon quo la maximum de souffle coïncide avec l'allumage.
L'appareil, représenta aux figures 5 et6 du dessin, pré- sente à titre d'exemple, une combinaison des trois réalisa- tions anvisagées plus particulièrement ci-dessus pour créer la turbulence destinée à accélérer la combustion dans la cyam- bre d'un pulsoréacteurx.
à titre d'exemple, on a indique en 21 la chambre mobile qui tourne dans un boîtier fixe 22 comportant la tubulure d'admis- sion 25 et la tubulure d'échappement 24.- l'intérieur de la tubulure 23 des parois hélicoïdales 25 impriment à l'air admis un mouvement hélicoïdal et un ou plusieurs déflecteurs 26 à l'intérieur de la' chambre 21 concourent à l'obtention du même effet.
En outre, on a adjoint, au pulsoréacteur représente, un compresseur 27 dont le piston 28 actionne par l'arbre de la chambre 21 aspire par la soupape 29 le mélange frais à travers un carburateur (non représente) pour le refouler par la soupape 3C dans une petite chambre. 31 munie d'un système d'allumage:
résistance (non représenté) et communiquant avec la chambre 21 par un ou plusieurs orifices 32 ménagés dans la partie 22 dès que ces orifices se trouvent découverts par la chambre quand la lumière 33 de cette chambre vient en face d'eux.
Le fonctionnement de cet appareil des figures 5 et 6
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s'effectue comme indique ci-après. Quand le piston 28, monte, la soupape d'admission 29 est ouverte et l'air carbure est aspire dans le cylindre du compresseur 27.
Lors ou 'ensuite le piston 28 descend, la soupape 29 estfermée mais la soupape d'échappé ment 30 du compresseur ne s'ouvre qu'à proximité du point mort bas pour l'obtention d'une compression préalable importante. Dès l'ouverture de cette soupape 30, le mélange pénètre rapidement dans la chambre 31 où il s'enflamme tandis que la soupape 30 se ferme en isolant la chambre 31 du cylindre 27 quand le piston 28 arrive à son' point mort bas,
En même 'temps les orifices 32 sont découverts et la flamme de la chambre 31 pénètre avec une gronda vitesse dans la chambre d'explosion 21 du puis or secteur. Les orifices'32. sont aventa-
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i1'G. orientes dcns des directions' divergentes pour eue la flamme pénètre comme l'indiquent les floches de telle sorte qu'en une fraction, de seconde très faible toute la masae de
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",,"'7 de, 1--- chrnl'1''''''' '?1 !,,;,<O. t-ouve '0>;"';:'1"'''''1' l'l,Çe 3 as .de la. chambre 21 se trouve enflammée.
5 1 v .y '1) I G tp T 1;; S 1) Réacteur À ÇC'1 ."\ 1,,"'''' -'- pulsatoire avec au moins .une C'tlrl'I'ù'''r.> d, 1(\",,1"''''''-;0'1' ".Y!'l)-"""" ""'.L'+Ol"-1"+-f...r;c'.>'+ 0 1 !'tc;1.'C'L chambre d'explosion -b -"";""-.\,1 v\..i< .. : C,-,i¯!. <6.J" - (.k ""''''.Á-¯-- .... e a. ''> C ., TI"') ''>1'':> "-, caractérisée par le fait que chaque chambre rl tc.')l Cc,1." "1 est <:"YI-.L" r;1'e d'un mouvement relatif r rapport a u:z tubes d'admission et d'échappé ment et comporta une ouverture amenée alternativement par ce mouvement tantôt en face du
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tube # cG.t'.-^->:jl. et t1.têt en face du tube ( C,.12" il' e41 ¯? v,