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BREVET D'INVENTION. "Perfectionnements apportés aux silencieux tels que ceux pour moteurs à combustion interne, notamment à ceux pour véhicules profilés".
L'invention est relative aux silencieux) l'erpression "silencieux" désignant, de façon générale, les organes que 1?on disposes par exemple, soit sur la tubulure d'échappement, soit sur la tubulure d'admission, des moteurs à combustion interne,(qu'ils soient à explosion ou à injection), ou en bout du canon des armes à feu, dans le but d'atténuer les oscillations de pression génératrices de bruit tout en freinant le moins possible le mouvement d'ensemble des gaz; et elle concerne plus particulièrement, parmi ces organes, ceux pour les moteurs des véhicules profilés terrestres et aériens.
On a jusquà présent surtout eu recours ,pour établir les si** lencieux, à des chicanes ou à des milieux discontinus, destinés à provoquer l'amortissement des ondes sonores par des pertes de charge, créées sur le courant principal ou en dérivation, grâce auxquelles l'énergie relative des pressions et dépressions,était progressivement absorbée.
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Malheureusement, ces pertes de charge ont comme effet de freiner l"écoulement des gaz traversant les silencieux, ce qui est défavorable à la marche des moteurs.
On a également proposé d'utiliser, pour établir des silencieux, le phénomène ci-après exposé.
Si l'on constitue un tuyau d'orgue par une matière poreuse perméable, d'épaisseur et de densité convenables, on constate qu'il est impossible de faire vibrer la colonne d'air incluse, bien que la perte de charge nécessaire à l'écoulement de l'air soit égale à celle du tube plein correspondant. L'écoulement à travers une matière poreuse s'effectue en effet avec une vitesse négligeable et selon un processus sensiblement isotherme, malgré la détente, en raison de la résistance de frottement que rencontre l'air dans les vacuoles de toutes petites dimensions.
C'est ainsi que l'on a réalisé des silencieux en revêtant la paroi interne d'un tube avec des matières poreuses ou bourres diverses dans le but de provoquer un écoulement allant des zones mobiles de pression jusqu'aux zones mobiles de dépression, effet qui entraînerait une égalisation des pressions locales.
Mais deux faits s'opposent à l'obtention d'un bon résultat avec de tels silencieux.
D'une part, la longueur du train d'onde à amortir est très grande, devant l'épaisseur de la matière qui doit être parcourus avec réflection sur la paroi.
D'autre part, la réflection sur la paroi met cette dernière en mouvement et le bruit se propage au travers.
L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces inconvénients...
Elle consiste, principalement, pour établir les organes du genre en question, à disposer sur le parcours des gaz un passage dont partie au moins de la paroi soit constituée par une cloison en matière poreuse et à prévoir, dans une enceinte appropriée, un espace libre en regard de la face externe de cette cloison poreuse,
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en
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certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en marne temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions et elle vise plus particulièrement encore;' et ce à ttre de produits industriels nouveaux, les organes du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations fixes ou mobiles, notamment les véhicules profilée comportant de tels organes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication..
La fig. l, de ce dessin, montre, en coupe longitudinale, un silencieux d'échappement établi conformément à un mode de réalisation de l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale partielle, à plus grande échelle, de ce même appareil.
La fig. 3 montre, semblablement à la fig. 1, un silencieux établi conformément à un autre mode de réalisation de l'invention.
Les fig,. 4 et 5 montrent, à plus grande échelle, en coupe radiale et en coupe transversale, une variante d'exécution d'un certain élément des susdits silencieux.
La fig. 6 montre, semblablement à la figé @, uhe autre variante d'exécution du même élément.
La fig. 7 montre, en vue par en-dessous à petite échelle, une voiture automobile profilée munie. conformément à l'invention, de deux si- lencieux d'échappement.
La fig. 8: enfin, montre, à plus grande échelle, la partie inférieure d'une coupe verticale selon VIII-VIII de la susdite voiture.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se
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proposant, par exemple rétablir un silencieux destiné à être monté en bout de la tubulure d'échappement 1 du moteur d'un véhicule automobile, on a'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On dispose, en prolongement de la tubulure 1, un passage dont partie au moins de la paroi soit constituée par une cloison en une matière poreuse, d'épaisseur, de densité et de texture convenables et on prévoit, dans une enceinte appropriée, un espace libre en regard de la face externe de cette cloison
Avantageusement, on donne à la partie poreuse dudit passage une longueur au moins égale à la longueur d'onde du train d'onde à amortir.
Da même, on donne à cette cloison une forme tubulaire de façon à réaliser un conduit poreux 2 prolongeant la tubulure 1.
On @@nistitue alors simplement le susdit espace libre par une chambre annulaire 3 entourant le susdit conduit 2 et communiquant avec l'atmosphère par l'une de ses extrémités au moins (de préférence du coté par lequel les gaz sortent du conduit.2), chambre que l'on délimite par une paroi 4, par exemple en tôle dtacier, disposée à une certaine distance (quelques centimètres) du conduit 2 et s'étendant sur toute la longueur de ce dernier.
Le fonctionnement d'un tel silencieux est alors le suivant.
Si A est une onde de pression et B l'onde de dépression suivante (fig. 1), ces ondes se déplaçant dans le sens de la flèche F, on conçoit, si l'on suppose ce train d'onde arrêté, que, en regard de A, l'excès de pression provoque le passage à très faible vitesse, accompagné d'une détente, d'une certaine quantité de gaz à travers la paroi poreuse. Ce gaz s'émule alors vers la sortie sans avoir mis en branle la paroi 4 puisque la vitesse et les pressions sont négligeables.
En face de l'onde de dépression B, c'est le contraire qui se produit (mais 4 un degré moindre car, dans les échappements qui fournissent des ondes balistiques, les pressions sont plus fortes que les dépressions) et une certaine quantité de gaz passe de la chambre 3 dans l'intérieur du conduit 2.
La résultante de ces écoulements de gaz au travers de la cloison poreuse est un débit à vitesse très réduite vers l'orifice par lequel
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la chambre 3 communique avec l'atmosphère.
On conçoit que, si l'onde est en mouvement, le degré d'atténuation qu'elle subira dépendra du temps qu'elle mettra à parcourir le conduit 2, donc de la longueur dudit conduit; il dépendra en outre des particularités physiques de la cloison poreuse.
En ce qui concerne la longueur du conduit 2, on la déterminera par exemple expérimentalement Elle pourra être égale à plusieurs lon- gueurs d'onde.
En ce qui concerne maintenant la cloison poreuse, on lui donnera, soit une épaisseur constante, soit une épaisseur allant en décroissant dans le sens de l'écoulement. Cette épaisseur dépendra d'ailleurs de la nature même de la cloison porsuse.
De nombreux produits pourront servir à l'établissement de ladite cloison.
Elle pourra, par exemple, être faite en bourre de quartz filé, amené à une densité convenable déterminée expérimentalement.
Il faudra alors, ainsi que dans tous les cas où la matière utilisée ne présentera pas par elle-même une rigidité suffisante, armer la cloison poreuse par au moins deux t8les perforées 5, 6 (fig. 2), ou par des toiles métalliques, disposées de part et d'autre de ladite cloison.
On pourra également utiliser des copeanx métalliques, par exemple d'acier inoxydable, comprimés en cartouche et maintenus de façon appropriée.
On pourra encore constituer le conduit 2 par un empilage de plaquettes annulaires laissant entre elles des passages de faible section ou constituant des labyrinthes.
Ces plaquettes pourront par exemple comporter des rainures circulaires 7 (fig. 4) et être maintenues écartées les unes des autres de quelques dixièmes de millimètre par des bossages appropriés.
Elles pourraient aussi affecter la forme d'emboutis 8 à ondulations annulaires (fig. 6) disposés entre des plaquettes planes 9, des fuites légères étant alors ménagées entre les éléments 8 et 9.
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De toute façon, ces plaquettes pourront être maintenues en les place par des tiges longitudinales 10 (fig. 5) /traversant et assurant leur serrage.
On pourra, si on le désire et notamment si les vacuoles ou fentes doivent être relativement grandes pour ne pas être obturées trop vite par les produits de la combustion ou les suies, combiner plusieurs dispo- sitifs tel que celui venant d'être décrit, en disposant concentriquement plusieurs conduits poreux 2', 2" (fig. 3), les débouchés des chambres 3', 3" pouvant alors être tous groupés concentriquement à celui du conduit 2.
Le même phénomène, mais atténué, se produit alors dans le deuxième étage, et ainsi de suite.
Quel que soit leur mode de réalisation, les silencieux venant d'être décrits peuvent être disposés, soit en ligne droite, par exemple sous une voiture, soit, selon tout contour approprié.
C'est ainsi que lorsqu'ils devront être appliqués à des véhicules profilés, ils pourront être façonnés de façon à. suivre une ligne de cou- rant autour d'une carène 11 (fig. 7). On pourra alors les encastrer en partie (fig. 8) dans cette carène.
En suite de quoi, on obtient de toute façon, des silencieux dont le fonctionnement et les avantages ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer, à leur sujet, dans aucune expli" cation complémentaire.
Comme il va de soi et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'ap- plication, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant plus particulièrement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment, celles où le conduit 2 ne serait poreux que par places, soit selon sa longueur, soit selon des zones délimitées par des génératrices.