Appareil destiné à produire des variations de pression d'au moins un fluide. La présente invention a pour objet un appareil destiné à produire des variations de pression d'au moins un fluide.
L'invention est caractérisée en ce que les variations de pression sont produites, non par un simple mouvement de trans lation comme il est connu; mais par un mouvement de rotation du fluide.
Pour produire dans un fluide une varia tion de pression, positive ou négative, on peut opérer soit au moyen d'une pompe, turbine ou appareil similaire, soit au moyen d'un appareil convergent-divergent.
Le dessin annexé montre aux fig. 1 et 2 divers dispositifs connus et aux fig, 3 à 12 diverses applications du dispositif sui vant l'invention données à titre d'exemples.
La fig. 1 montre un dispositif convergent- divergent; La fig. 2 montre un dispositif à aju tages cylindriques ; La fig. 3 montre un agencement destiné à faire le vide; La fig. 4 se rapporte à un entraîneur de fluide; La fig. 5 montre un dispositif servant à l'amorçage d'une pompe<B>;</B> La fig. 6 montre un dispositif d'élévation d'eau; La<B><I>fi g.</I></B> 7 montre un dispositif de tirage; La<B><I>fi</I> g.</B> 8 montre un dispositif de net toyage par le vide ;
La fig. 9 montre un dispositif pour l'alimentation de moteurs, à explosion ou combustion interne; La fig. 10 montre un dispositif de sura limentation d'un moteur en air; Les fig. 11 et 12 se rapportent à la ven tilation de véhicules.
Sur la fig. 1 qui représente un appareil connu créant une variation de pression par un fluide en mouvement, on voit que le fluide 1 sort du convergent 2, pour pénétrer dans le divergent 3, avec un angle d'ou verture assez faible. I1 en résulte qu'à la moindre variation du régime d'écoulement de la veine du fluide 1 ce fluide créateur de variations de pression n'épouse plus exacte ment les parois du divergent 3, qu'il n'épouse d'ailleurs que pour un régime dé terminé et le vide dans le conduit 4 ne peut être élevé, malgré la dépense du fluide entraîneur 1.
De plus, il résulte de l'exis tence d'un espace nuisible 3z dans le divergent, la possibilité de désamorçages continuels, ce qui a lieu en pratique, la veine du fluide 1 n'étant jamais continuellement, ni exacte ment, centrée sur l'axe du divergent 3.
On voit, immédiatement, que si l'on pouvait augmenter considérablement à la sortie du convergent, l'angle d'ouverture de la veine du fluide 1, cette veine viendrait s'appliquer plus exactement sur les parois du divergent et ceci pour une grande marge dans la variation du régime d'écoulement de ce fluide permettant ainsi la suppression de l'espace nuisible 3 a dans le divergent, donc, à dépense égale, un meilleur vide dans le conduit 4 et, enfin, la suppression des désamorçages, puisque aucun fluide ne pourrait, en passant par l'espace nuisible 3a, pénétrer dans la chambre, ou le conduit 4, dans lequel on provoque le vide.
Enfin, on remarquera que si, au lieu de faire entraîner le fluide du conduit 4 par le fluide aspirateur 1, le long des parois du divergent 3, on pouvait arriver à produire cet entraînement, par et dans la masse même de ce fluide 1, le vide alors créé serait non seulement meilleur, puisque le contact entre les molécules du fluide 1 et les parois du divergent serait plus intime, mais encore serait aussi obtenu presque ins tantanément, d'où de nombreuses applica tions jusqu'ici interdites, puisque le fluide entraîneur 1 agirait non seulement par sa surface extérieure, mais encore, en même temps, par toute sa masse. Enfin, on voit que les pertes de charge seraient de plus; ainsi, diminuées.
On remarquera, de plus, que l'angle d'ouverture de la veine liquide du fluide aspirateur 1, à la suite du convergent, per- met de rapprocher le divergent du conver gent, donc de diminuer encore davantage les pertes de force vive.
Dans tous les appareils connus, créant, statiquement comme indiqué par exemple fig. 1, un vide par exemple le fluide aspira teur se déplace d'un mouvement de transla tion uniforme ou varié<B>;</B> il en est de même du fluide aspiré.
Le principe de l'appareil suivant l'inven tion consiste à imprimer, dans les buts in diqués plus haut, au fluide modificateur de pression non pas un mouvement de trans lation comme il est connu jusqu'à ce jour, mais un mouvement de rotation. Il peut en être de même pour le fluide aspiré.
L'expérience montre en effet que La substitution, dans le même but, d'un fluide créateur de modifications de pression et qui est en mouvement de rotation, à un fluide, simplement en mouvement de trans lation, permet d'obtenir, avec la même éner gie dépensée, un vide au moins dix fois plus grand et dans certains cas bien da vantage.
Pour atteindre le but indiqué, on place, par exemple, à l'intérieur du conduit con tenant le fluide créateur de variation de pression, une surface hélicoïdale, ou une hélice, ou des hélices, soit partant du centre des tubes dans lesquels passe le fluide modificateur de pression, soit disposées cri saillie sur la paroi desdits tubes, surfaces hélicoïdales ou hélices qui peuvent être, soit à pas constants, soit à pas variables, variant progressivement<B>ou non;</B> croissants ou dé croissants dans le sens choisi, à modifica tions commandées ou automatiques ; tout ceci sans changer le principe de l'invention, mais en modifiant seulement les formes de réalisation.
Les formes des tubes dans lesquels cir cule seul le fluide créateur de variation de pression et aussi les formes des tubes dans lesquels circule le mélange des fluides iden tiques ou non peuvent varier. C'est ainsi que les tubes associés peuvent être con- vergents, divergents (fig. 1) ou cylindriques (fig.2), par exemple. En effet, le fonctionne ment de l'appareil à vide n'est plus basé sur l'assemblage d'un convergent et d'un divergent, mais sur un mouvement parti culier d'un fluide qui crée, par son mou vement spécial même, des variations de pression, positives ou négatives.
C'est ainsi qu'au lieu de deux tubes, l'un convergent, l'autre divergent, on peut employer deux tubes cylindriques, à condition de placer dans les cylindres, ou l'un des cylindres, comme indiqué, un dispositif hélicoïdal im primant un mouvement de rotation au fluide qui crée, par son mouvement spécial, des variations de pression.
On peut aussi, d'ailleurs, combiner le principe du mouvement de rotation du fluide créateur de variations de pression, avec le phénomène d'aspiration connu dû à l'assem blage d'un convergent-divergent.
En particulier, la combinaison conver- gent-cylindre, le convergent étant muni d'une hélice, comme indiqué plus haut, est à re tenir, spécialement pour soir grand rende ment, qui permet d'obtenir des variations de pression de l'ordre de vingt à vingt cinq fois, par exemple, plus considérable que les dispositifs non munis d'hélices, actuellement connus (exemple: les convergents-divergents ou couvergents-cylindres bien connus avec fluide à seul mouvement de translation).
Naturellement, l'appareil, suivant l'inven tion créateur de variations de pression, posi tives ou négatives, peut être employé pour des fluides divers, quelconques et pour des températures également quelconques. C'est ainsi que l'on peut, dans des buts divers, refroidir ou chauffer le ou les fluides eu mouvement de rotation.
Il est à remarquer que le mouvement de rotation du fluide créateur de variations de pression peut être produit dynamiquement au lieu de l'être statiquement, c'est-à-dire que ce mouvement de rotation au lieu d'être produit par des hélices. ou surfaces héli coïdales solides, fixes (imprimant audit fluide ce mouvement de rotation) peut être produit par un des ensembles connus de pales ou conduits en mouvement, mais alors placé au centre du tube d'accès, ensemble qui reçoit un fluide en mouvement de translation et donne, à la sortie, un fluide en mouve ment de rotation lequel crée, à ce moment; les variations de pression.
Sur la fig. 3, l'appareil est du genre des trompes ; dans ces appareils le fluide créateur de dépressions par exemple est, généralement, de l'eau (ou de 'l'air par exemple) sous pression, envoyé dans le con vergent 5 muni d'une hélice 6, puis dans le divergent 7. Ce fluide crée, grâce à son mouvement de rotation, un entraînement de l'autre fluide se trouvant dans la chambre 8, qui communique par le conduit 9 avec la chambre où l'on veut créer un vide.
Sur la fig. 4, on a représenté un dispo sitif applicable aux appareils d'évaporation, de concentration et de séchage sous vide, aux installations frigorifiques à vapeur d'eau, aux éjecteurs d'air, avec et sans condensa tion intermédiaire, aux éjecteurs d'amorçage et de vidange, à la mise sous vide rapide de certaines capacités (turbines-condenseurs par exemple). La vapeur arrive par le con duit 10 à 1\hélice 11 et s'éloigne en entraî nant dans le conduit 12, le fluide quel conque, à entraîner, venant du con duit 13.
Le dispositif de la fig. 5 permet l'amorçage des pompes centrifuges et des siphons. Avec ce dispositif on peut amorcer rapidement et avec efficacité les pompes centrifuges, tout en ayant une dépense de vapeur moindre qu'avec les éjecteurs ordi naires et une élévation d'eau plus impor tante. Le fluide injecté sous pression dans le conduit 14, arrive à la trompe 15 et passe par l'hélice 16, qui lui imprime un mouvement de rotation. Le fluide sort par le conduit 17. Au moment où le mélange liquide-fluide sort, on arrête le fonctionne ment de la trompe et la pompe centrifuge 18, amorcée, élève le liquide du réservoir 19 par le conduit 20.
Le dispositif de la fig. 6 permet d'élever l'eau contenue dans les puits-fosses, réser voirs, etc., de vider ou remplir des réser voirs, d'élever ou transvaser des liquides. Le fluide sous pression arrive par le conduit 21 à l'hélice 22, et celle-ci lui fait prendre un mouvement de rotation. Grâce à ce mouvement, le liquide à entraîner est aspiré et passe du réservoir 23, par le conduit 24, au conduit 25 dans lequel il est refoulé.
L'excellent rendement de la nouvelle trompe, grâce au mouvement de rotation indiqué, permet son application dans des cas où le système à trompe ordinaire (avec mou vement de translation seulement du fluide) ne peut suffir. Les fluides (par exemple gaz dans le cas de cheminées) arrivant par le conduit 26 (fig. 7) passent .dans le conduit 27, mais une partie de ces gaz par exemple est, grâce au ventilateur 28, commandé par le moteur 29 par exemple, aspirée dans le 'conduit 30 dans lequel a été précisément placée l'hélice 31 destinée à donner à ces fluides le mouvement de rotation voulu et déjà indiqué.
A la sortie du conduit 30, les fluides (gazeux par exemple) animés d'un mouvement de rotation provoquent donc une aspiration beaucoup plus grande des autres fluides (gazeux par exemple) arrivant en 32 par le conduit 27. De là, les fluides mélan gés sont évacués par le conduit 32.
La fig. 8 montre un aspirateur de pous sière fontionnant sur courant d'eau- un cou rant d'eau passe par le robinet 33 et arrive à l'hélice 34 qui lui imprime un mouve ment de rotation. L'eau passe de là dans le conduit 35, arrive au brise-jet 36 et à l'évier 37 par exemple, créant un vide dans le tuyau 38 enroulé, partiellement, sur le tambour 39, donc dans la boîte de poussière 40,à chicanes, par exemple, ou à liquide antiseptique, et, par conséquent, également dans le conduit 41 et aux orifices 42 d'as piration, placés, par exemple, dans les poils d'une brosse.
Dans la plupart des appareils servant à mélanger intimement un comburant et ni) combustible, par exemple de l'air, et de l'essence, l'on constate qu'aux petites vites ses par suite de la différence de densité et de l'inertie de l'air et de l'essence, il y a un manque d'essence et aux grandes vitesses un excès d'essence.
Le dispositif suivant la fig. 9 obvie à cet inconvénient: une dépression 43, pro portionnelle à la vitesse de rotation du moteur, s'exerce sur la buse d'air 44 du gicleur 45. Dans cette buse se trouve placée une surface hélicoïdale 46. L'air entraîné dans la buse 44 aspire, par dépression, l'essence 47.
Aux faibles régimes du moteur, l'air en traîné à travers la buse 41, grâce à la dé pression 43, produit lui-même une dépres sion destinée à entraîner l'essence 47. Mais, par suite du mouvement de rotation imprimé à cet air par la surface hélicoïdale 46, cette dépression devient infiniment plus forte que celle actuellement obtenue par les moyens usuels (translation). Or, à mesure que la rotation du moteur s'accélère, la surface hélicoïdale 46, du fait du mouvement de rotation qu'elle imprime à l'air, dans la buse 44 et à la sortie de celle-ci, produit une perte de charge variant dans le même sens que cette accélération. Cette perte de charge croissant avec l'accélération du mo teur se traduit, finalement, par une variation du rapport
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du mélange.
Mais cette perte de charge est telle que, tout en donnant, à tout régime d'accéléra tion du moteur, le volume essence-air qui lui convient, elle en fait varier automatique ment la composition, en modifiant le rap port
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de telle façon que la valeur de ce rapport soit sensiblement en raison inverse de la valeur de la force d'aspiration du moteur, suivant une progression dont on est maître, donc finalement, de la vitesse de ce dernier. Cette propriété se traduit donc, en fin de compte, par une diminution suivant une loi dont on est maître de la richesse du mélange au fur et à mesure de. l'augmentation de l'accélération positive du moteur.
La combinaison des deux phénomènes suivants : diminution du rapport
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et diminution proportionnée à chaque istant, à l'augmentation du volume du mélange air- essence débité, qui est lui-même proportion nel à l'accélération du moteur, donc à la demande du moteur à chaque instant, con duit à une correction automatique, augmente le débit d'essence aux petites vitesses de rotation et supprime l'excès d'essence aux grandes vitesses de rotation du moteur, donne de plus, en définitive, de bien meil leures reprises, un meilleur rendement, et, enfin, permet d'obtenir une pulvérisation in finiment plus parfaite et plus fine que tout autre système connu, tout en créant un mélange plus homogène et en réalisant une économie d'essence.
Naturellement dans les réalisations ci- dessus, indiquées à titre d'exemple, les rap ports des dimensions des différents organes peuvent varier. C'est ainsi que le diamètre de la buse d'air 44 peut être égal au dia mètre intérieur 48 du gicleur 45 ou plus petit pal- exemple.
Il est évident que la surface hélicoïdale 46 peut être mobile autour d'un axe vertical passant par l'axe même de la buse 44 et que l'on peut soit laisser tourner cette sur face d'un certain angle de moins de<B>360",</B> à volonté, soit la laisser tourner de plus de 360 autour de son axe en freinant à volonté ce mouvement.
Sur la fig. 10, on utilise le phénomène de rotation du fluide, déjà indiqué, pour comprimer un autre fluide: Exemple de l'air dirigé sur un carburateur, en utilisant la dépression produite en 49 ; l'air ainsi en traîné s'ajoute à celui passant par la sec tion 50, surface minimum, du cône con vergent 51.
Le mouvement de rotation du fluide pro duit dans le convergent 51 par l'hélice 56, permet de comprimer l'air s'engouffrant par la section maximum du cône convergent fil, sans réflexion produisant des contre-pres- siens, comme il s'en produit le plus souvent dans un cône convergent, oiz les molécules d'air viennent frapper la paroi du cône et sont réfléchies vers le centre, créant ainsi une zone de remous.
En raison de la rota tion forcée du fluide, la force centrifuge non seulement maintient contre la paroi les mo lécules d'air venant frapper celle-ci, mais encore la zone centrale elle-même vient se comprimer sur la couche déjà appliquée contre les parois (fig. 10) arrivant ainsi à se réunir en une veine 53 fortement com primée dans la section minimum du cône convergent où la détente se fait en 54.
Sur la fig. 10 lit) tube 55 placé dans le centre de l'épanouissement du cône d'air a pour but de régulariser et d'annuler les remous d'air pouvant se produire dans le centre du cône.
L'air arrivant à l'hélice 56 par pression par exemple, entre en rotation grâce à cette hélice, passe par le col minimum 50 et après avoir aspiré le fluide par l'espace annulaire compris entre le col 50 du con vergent 51 et le col 57 du divergent 58, il il se dirige, par le conduit 59, vers le car burateur, soi) mouvement de translation étant facilité par son propre mouvement d'épanouissement dû à son mouvement de rotation.
La fig. 11 montre un dispositif qui peut s'appliquer à un système d'aération, à com pression et dépression, ou à compression seulement, ou à dépression seulement. Il est applicable notamment à l'aération des véhicules. à déplacement de sens unique, aération des automobiles, carlingues d'avion, etc.
On procède par envoi d'air dans le véhi cule ou par aspiration d'air de celui-ci, ou par les deux moyens, alternativement, ou successivement, ou simultanément. Dans cette application, le déplacement de l'air se passe comme décrit précédemment: Soit Lui fonc tionnement par compression et dépression (fig. 11). trie légère partie de l'air, en rotation, est dirigée dans le cône central 60 produisant ainsi une dépression dans la chambre 61 en relation avec l'intérieur du véhicule, dépression facilitée du fait de l'aspiration produite par l'action de l'air extérieur sur la surface 62, de forme appropriée.
Cet air, en rotation, produit aussi une compression dans la chambre 63 et le conduit 64, également en relation avec l'intérieur du véhicule. Au lieu de cette double action, d'envoi et d'aspiration d'air l'intérieur d'un véhicule, en des points différents, grâce au mouvement de rotation de l'air, on peut se contenter, évidemment, d'une action unique de compression ou d'as piration. On peut, par exemple, s'en tenir, évidemment, à l'envoi d'air à l'intérieur du véhicule où, à l'aspiration d'air pris dans le véhicule. Ces appareils peuvent être mobiles sur un pied, avec girouette de direction, pour être applicables aux véhicules se dé plaçant dans tous les sens.
La fig. 12 donne un exemple d'un ap pareil aspirateur-compresseur qui peut être utilisé sur des wagons par exemple ou sur des véhicules allant, successivement, dans des sens différents et qui ne nécessite pas la mobilité autour d'un axe verticale par exemple. Sur cet figure, l'air mis en rota tion, par son passage le long de l'hélice 65 dans le cône 66, est envoyé, en partie, dans le tuyau 67 et, de là, dans le véhicule. Une autre partie passe dans le conduit 68, puis de là dans le divergent 69 et, re prenant son mouvement de rotation, grâce â l'hélice 65, produit une nouvelle aspira tion de l'air dans le conduit 70.
Si le vé hicule se déplace en sens inverse, les phénoménes d'aspiration et de compression sont inversés en sens, mais demeurent les mêmes en grandeur.
Il existe évidemment des quantités d'autres applications : les précédentes n'ont été indiquées qu'à titre d'exemple; en par ticulier, l'appareil peut se placer sur le sommet des cheminées ordinaires pour ac tiver le tirage, etc. Enfin, on doit remarquer que le dispositif hélicoïdal ou une partie de celui-ci peut être mobile autour d'un axe coïncidant par exemple avec celui ou ceux des tubes con vergents, divergents ou cylindriques. Une telle liberté donnée au dispositif hélicoïdal quel qu'il soit, permet de faire varier la vitessse du mouvement de rotation du fluide passant par cette hélice. On peut donc en modifiant la vitesse de rotation par freinage ou autrement obtenir de nouvelles applica tions du dispositif.
On pourra aussi employer des surfaces hélicoïdales déformables sous l'action des charges variables du fluide de façon à, créer ainsi automatiquement un pas variable exactement adapté é, chaque charge. Cette déformation ou variation de pas pourra encore être produite à, volonté par tous moyens appropriés.