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AERATEUR A ASPIRATION.
L'élément essentiel de cet aérateur est constitue (fig.l) par une Couronne à gorge munie d'ailettes sur son pourtour extérieur.
On voit en 1 b les côtés de la Couronne, en u le fond de la gorge et les ailettes en c c' c" etc...
Sur la figure 2, on voit la marche des filets d'air.
L'air vient buter en d contre le creux de la gorge u, y subit une déflection suivant f f' et est rejeté par dessous et par des- sus la couronne ; filets d'air poursuivent leur chemin suivant les flèches fl et f'l, ce qui détermine une aspiration puissante à l'inté- rieur de la Couronne, due à l'entraînement d'air suivant les flèches f2 et f'2.
Les ailettes c c' c"... de la Couronne ont surtout pour but d'empêcher que les filets d'air qui viennent buter contre le fond u, en d, puissent contourner la gorge au lieu de passer au-dessus et au- dessous de la Couronne.
La Couronne peut avoir toutes dimensions et proportions dé- sirées. La fig. 3 montre en A une Couronne haute et étroite, et en B une Couronne basse et allongée.
La gorge de la Couronne a été représentée jusqu'ici à section angulaire à côtés rectilignes, mais elle pourrait aussi bien avoir une section quelconque, par exemple polygonale, arrondie, et suivant tout profil désiré pourvu qu'il soit concave dans son ensem- ble. La fig. 4 représente en As à gauche, un exemple de gorge à sec- tion polygonale, à droite, à section circulaire ; et en B, à gauche, un exemple de gorge en forme de bobine à joues plates, et à droite de bo-
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bine à joues renflées.
En C est une Couronne dont le grand axe y y' est incliné par rap- port au plan général x x' de la Couronne.
La partie supérieure et la partie inférieure de la Couronne ne sont pas obligatoirement symétriques, l'une peut être plus développée que l'autre, ou avoir une forme différente pourvu que cette forme soit toujours concave dans son ensemble.
Sur une faible partie, la gorge de la Couronne peut même présenter de petites saillies, par exemple k (fig.4,D)- Cette figure re- présente des Couronnes légèrement dissymétriques (une demi-couronne à droi- te, une demi-couronne à gauche); de manière à conserver la distribution générale des filets d'air de la fig. 2. -
Il va de soi qu'on peut superposer dans un même aérateur plu- sieurs couronnes identiques ou différentes.
La fig. 5 en donne quelques exemples; on voit en A des Couronnes identiques ; en B elles sont de grandeurs différentes ; en C elles sont à la fois de grandeur et de types différents.
Vue en plan, la Couronne peut avoir d'autres formes que la for- me circulaire fig. 1; elle peut avoir une forme ovale, ou polygonale (rec- tangualire, carrée, triangulaire) ou enfin, être formée par une succession de parties courbes et de parties droites, ou polygonales. Les ailettes.±..±.' cu... peuvent ne boucher qu'une partie de la section de gorge 21 de la Cou- ronne ou au contraire déborder les bords de la Couronne.
La fig. 6 montre en A, de gauche à droite, des exemples d'ailet- tes en retrait, puis partielles, et enfin-débordantes. En B on voit un ex- emple d'ailettes inclinées,- et en C des exemples d'ailettes non radiales (tangentes, pliées, courbes, etc...)
Les ailettes débordantes peuvent servir à soutenir le chapeau p de l'aspirateur, (fig.7).
L'extrémité du conduit d'aération aboutissant à l'aérateur peut se trouver indifféremment en dessous de la Couronne,dans l'épaisseur de la Couronne, ou au-dessus d'elle.
La couronne pourrait même être placée en un point quelconque du conduit, celui-ci étant alors muni d'ouvertures (par exemple de fenêtres) en ce point. Exemple Fig. 8 C où le conduit est en maçonnerie.
L'aérateur peut se réduire, le cas échéant, à des tronçons de Couronnes soit isolés, soit juxtaposés, chaque tronçon pouvant même n'être formé que de un ou deux "lobes" seulement 'par "lobe" il faut entendre la partie entre deux ailettes consécutives, ces ailettes y comprises).
La fige 8 donne un exemple d'utilisation de tels tronçons.
On voit, en A, une toue d'aération en maçonnerie fermée à sa partie supé- rieure mais pourvue de fenêtres latérales q. Ces fenêtres sont munies de tronçons de couronnes en B.
Au contraire, en C, on utilise une Couronne complète comme aé- rateur-aspirateur.
La fig. 8bis correspond au cas où l'ouverture d'aération est annulaire et continue, comme cela a lieu notamment sur les navires utili- sant pour la ventilation un conduit annulaire entourant la cheminée afin
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de bénéficier du tirage naturel dû à la chaleur de la cheminée.
Sur la fig, 8bis, la cheminée du navire est en m m1 m2 m3, le conduit annulaire en q q1 q2 q3, sa paroi extérieure en n n1 n2 n3 et un pare-pluie en !? p'. On voitque la ,Couronne est placée en ab, a'b', devant l'ouverture annulaire de sortie, comme représenté sur la figure.
Le fait que la Couronne, vue en plan, peut avoir une forme rec- tangulaire et que, de plus, elle admet des "solutions de continuité", per- met de se servir de la toiture même d'un édifice pour réaliser économique- ment un puissant aérateur. La fig. 9 en donne un exemple.
Lorsque la toiture est suffisamment inclinée (ou lorsqu'on peut se contenter d'un dispositif moins efficace)les parties inférieures de la
Couronne b b') et bl b'1) peuvent être constituées par un simple prolonge- ment des deux pentes du toit ( t t' et tl t'1).
Une application de l'aérateur est l'amélioration de tirage des cheminées soumises à un vent relatif violent mais d'orientation sensiblement constante; tel est le cas notamment des cheminées de locomotives, de navires, etc...
La fig. 10 montre en A et B cette application sur une locomoti- ve : en al bl, a'l b'1, est un élément de Couronne; en C on voit l'applica- tion aux chemines de navires, où le tronçon en question est placé en a 2 b2 a'2 b'2. Dans cette dernière figure le tronçon est représenté (ce qui est préférable) surmontant une première Couronne aspirante a b, a'b' complète, qui suit tout le pourtour du bord supérieur de la cheminée.
Bien entendu, tous les aérateurs décrits plus haut peuvent être munis de chapeaux ou toits quelconques, sans pour cela sortir de 1' invention.
Quelques dispositifs particuliers de chapeaux, ou d'autres organes empêchant l'entrée de la pluie, vont être décrits ci-après parce qu'ils donnent les meilleurs résultats avec l'aérateur en question; cer- tains permettent même d'augmenter sa puissance aspirante comme il sera dit au cours de ce qui va suivre.
Sur la figure 11A on voit en e e', ou en el e'l, un manchon' de forme générale tronconique dont la base a un diamètre supérieur à l' ouverture du conduit d'aération ou de la cheminée.
Le manchon peut avoir diverses sections longitudinales et être fixé à la Couronne au conduit, ou aux deux (voir fig. 11B et C.)
Un second dispositif d'étanchéité consiste à prévoir un chapeau !? p' complété d'anneaux,ou collerettes, i placés entre la Couronne et le chapeau (fig.12). De tels anneaux améliorent en même temps l'aspiration.
La fig. 12 montre un ensemble déduit de ce qui précède et donnant d'excellents résultats tant comme puissance aspirante que comme étanchéité.
La fig. 15 donne exemple d'un Aspirateur à chapeau et colle- rette du genre de la fig.12 mais avec deux collerettes i i' et il i'i, se recouvrant pour l'étanchéité à la pluie horizontale et même légèrement remontante, et aux embruns.,Ce modèle est particulièrement prévu pour la Marine .
Dans le cas des exemples des fig. 8B et 8C, des anneaux (ou
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collerettes) tels que .1 i' pourraient être placés extérieurement à la tour, à la hauteur voulue au-dessus des Couronnes. Les formes et les dimensions de ces anneaux ou collerettes ne sont pas limitées.
Un chapeau pp' quelconque peut être entouré d'un ou plusieurs anneaux (fig.13,A): à gauche, il y a un seul anneau i et à droite, plusieurs j1 j2 j3.
En figure 13B, le chapeau et les anneaux ont une section arron- die afin de présenter un ensemble plus aérodynamique.
De tels modèles conviennent plus particulièrement aux véhicules à marche rapide tels que chemins de fer, autos, etc..
Les anneaux tels que j j1 et même le chapeau p ± peuvent porter des ailettes analogues à c c' c". (fig. 1, 6 et 7), afin d'augmenter encore la puissance aspirante.
La fig. 14 en donne des exemples. On voit en A, à gauche, une ailette placée sur un chapeau p p' et, à droite, une ailette c' s'étendant à la fois sur le chapeau et sur un anneau j'. En B l'ailette est placée sur l'anneau collerette i' interposé entre le chapeau et la Couronne.
Lorsque l'aérateur se trouve très rapproché de la toiture comme cela est généralement le cas sur les voitures de chemins de fer à cause des exigences du gabarit, il devient possible de simplifier l'appareil.
La figure 16 montre en A un -aérateur aérodynamique (chapeau se- lon 13B) placé sur le toit .1 t' d'une voiture de chemin de fer au-dessus de 1' ouverture tl t'l. Le bord inférieur 2 de l'anneau extérieur du chapeau 3 des- cend ici jusqu'au niveau du bord supérieur 4 de la Couronne (il pourrait même le dépasser comme en 5, car ces aérateurs doivent rester étanches même pour une pluie horizontale et ses embruns).
La proximité du toit du wagon crée une seconde Couronne qui est limitée par la paroi d de la base (ou embase) de l'aspirateur, la paroi e de la collerette de fixation de l'appareil sur la toiture et la partie voi- sine de la toiture; pour utiliser cette nouvelle Couronne comme Couronne d'aération on supprime le tronc de cône inférieur b b' de la Couronne ab, a'b'. Le profil de la Couronne de l'aérateur est alors constitué par les parois a d e t et a' d' e' t'. On obtient ainsi un aspirateur aussi puis- sant, mais plus simple (Fig. 16B).
Quant aux ailettes, bien qu'on puisse, en principe, les faire descendre jusqu'à -la toiture, il est préférable de les arrêter à une certai- ne distance de celle-ci car, au ras du toit, les couches d'air subissent- un talentissement sensible de vitesse, de sorte que les ailettes risqueraient en cet endroit de diminuer la puissance aspirante de l'appareil.
Les divers modes de réalisation de l'aérateur peuvent se combiner entre eux de toutes manières voulues, sans pour cela seortir de l'invention.
En particulier, lorsqu'il s'agit de tronçons de Couronnes, ou de lobes de Couronnes, ils peuvent indifféremment être disposés horizontalement, obliquement, ou verticalement, et groupés ou assemblés de toutes façons dé- sirées.
Les dessins n'ont été donnés qu'à titre d'exemple pour la clar- té des explications et ne sont nullement limitatifs.
Les aérateurs décrits sont prévus, en principe pour le tirage
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des cheminées et la ventilation des locaux, mais-ils'peuvent recevoir tou- tes autres applications.
Ainsi, au lieu d'être placés dans l'air, ils pourraient être places dans touts autres fluides, (gazeux ou liquides), par exemple être plogés dans la mer où l'agitation des vagues provoquerait, également, une aspiration uti- lisée de toute manière adéquate.
Les aérateurs peuvent être construits en tous matériaux.
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SUCTION AERATOR.
The essential element of this aerator is constituted (fig.l) by a crown with groove provided with fins on its external periphery.
We see in 1 b the sides of the crown, in u the bottom of the throat and the fins in c c "etc ...
In Figure 2, we see the progress of the air streams.
The air abuts at d against the hollow of the throat u, undergoes a deflection along f f 'and is rejected from below and above the crown; air streams continue their way following arrows fl and f'l, which determines a powerful suction inside the Crown, due to the entrainment of air following arrows f2 and f'2.
The main purpose of the fins cc 'c "... of the Crown is to prevent the air streams which abut against the bottom u, at d, from being able to bypass the throat instead of passing over and over. below the crown.
The Crown can have any desired size and proportion. Fig. 3 shows in A a high and narrow crown, and in B a low and elongated crown.
The crown groove has hitherto been represented in angular section with rectilinear sides, but it could equally well have any section, for example polygonal, rounded, and according to any desired profile provided that it is concave as a whole. . Fig. 4 shows in As on the left, an example of a groove with a polygonal section, on the right, with a circular section; and in B, on the left, an example of a groove in the form of a coil with flat cheeks, and on the right of bo-
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bine with swollen cheeks.
At C is a Crown whose major axis y y 'is inclined with respect to the general plane x x' of the Crown.
The upper part and the lower part of the crown are not necessarily symmetrical, one can be more developed than the other, or have a different shape, provided that this shape is always concave as a whole.
On a small part, the crown groove may even present small protrusions, for example k (fig. 4, D) - This figure represents slightly asymmetrical Crowns (a half-crown on the right, a half-crown crown on the left); so as to maintain the general distribution of the air streams of FIG. 2. -
It goes without saying that several identical or different crowns can be superimposed in the same aerator.
Fig. 5 gives some examples; we see in A identical Crowns; in B they are of different sizes; in C they are both of different sizes and types.
Seen in plan, the crown can have other shapes than the circular shape fig. 1; it can have an oval or polygonal shape (rectangular, square, triangular) or finally, be formed by a succession of curved parts and straight parts, or polygonal. The fins. ± .. ±. ' cu ... may only block part of the groove section 21 of the Crown or, on the contrary, overflow the edges of the Crown.
Fig. 6 shows in A, from left to right, examples of recessed fins, then partial, and finally overflowing. In B we see an example of inclined fins, - and in C examples of non-radial fins (tangent, bent, curved, etc.)
The protruding fins can be used to support the vacuum cleaner cap p, (fig. 7).
The end of the air duct leading to the aerator can be either below the crown, in the thickness of the crown, or above it.
The crown could even be placed at any point of the duct, the latter then being provided with openings (for example windows) at this point. Example Fig. 8 C where the duct is masonry.
The aerator can be reduced, where appropriate, to sections of Crowns either isolated or juxtaposed, each section being able to even be formed of only one or two "lobes" only 'by "lobe" must be understood the part between two consecutive fins, including these fins).
Fig. 8 gives an example of the use of such sections.
We see, at A, a masonry ventilation duct closed at its upper part but provided with side windows q. These windows are fitted with sections of B-crowns.
On the contrary, in C, a complete crown is used as the ventilator-vacuum cleaner.
Fig. 8a corresponds to the case where the ventilation opening is annular and continuous, as occurs in particular on ships using for ventilation an annular duct surrounding the chimney in order to
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to benefit from the natural draft due to the heat of the fireplace.
In fig, 8bis, the ship's chimney is in m m1 m2 m3, the annular duct in q q1 q2 q3, its outer wall in n n1 n2 n3 and a rain screen in!? p '. It can be seen that the Crown is placed at ab, a'b ', in front of the annular outlet opening, as shown in the figure.
The fact that the Crown, seen in plan, can have a rectangular shape and that, moreover, it admits "solutions of continuity", makes it possible to use the roof of a building itself to achieve economic- a powerful aerator. Fig. 9 gives an example.
When the roof is sufficiently inclined (or when a less efficient device can be satisfied) the lower parts of the
Crown b b ') and bl b'1) can be formed by a simple extension of the two roof slopes (t t' and tl t'1).
One application of the aerator is to improve the draft of chimneys subjected to a relative violent wind but with a substantially constant orientation; this is the case in particular with chimneys of locomotives, ships, etc.
Fig. 10 shows in A and B this application on a locomotive: in al b1, a'l b'1, is a Crown element; in C we see the application to ship's chimneys, where the section in question is placed in a 2 b2 a'2 b'2. In this last figure the section is shown (which is preferable) surmounting a first complete suction ring a b, a'b ', which follows the entire circumference of the upper edge of the chimney.
Of course, all the aerators described above can be provided with any caps or roofs, without departing from the invention.
Some particular devices of caps, or other members preventing the entry of rain, will be described below because they give the best results with the aerator in question; some even make it possible to increase its suction power, as will be explained in what follows.
In FIG. 11A we see at e e ', or in el e'l, a sleeve' of generally frustoconical shape, the base of which has a diameter greater than the opening of the ventilation duct or of the chimney.
The sleeve may have various longitudinal sections and be attached to the Crown to the conduit, or to both (see fig. 11B and C.)
A second sealing device consists of providing a cap !? p 'completed with rings, or collars, i placed between the crown and the cap (fig. 12). At the same time, such rings improve suction.
Fig. 12 shows an assembly deduced from the foregoing and giving excellent results both as suction power and as sealing.
Fig. 15 gives an example of a vacuum cleaner with a hat and collar of the kind shown in fig. 12 but with two flanges ii 'and il i'i, covering each other for sealing against horizontal and even slightly rising rain, and against spray ., This model is particularly intended for the Navy.
In the case of the examples of FIGS. 8B and 8C, rings (or
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collars) such that .1 i 'could be placed outside the tower, at the desired height above the crowns. The shapes and dimensions of these rings or flanges are not limited.
Any pp 'hat can be surrounded by one or more rings (fig. 13, A): on the left, there is a single ring i and on the right, several j1 j2 j3.
In FIG. 13B, the cap and the rings have a rounded section in order to present a more aerodynamic whole.
Such models are more particularly suitable for fast moving vehicles such as railways, cars, etc.
The rings such as j j1 and even the cap p ± can have fins similar to c c "(fig. 1, 6 and 7), in order to further increase the suction power.
Fig. 14 gives examples. We see at A, on the left, a fin placed on a cap p p 'and, on the right, a fin c' extending both on the cap and on a ring j '. At B the fin is placed on the collar ring i 'interposed between the cap and the crown.
When the aerator is located very close to the roof as is generally the case with rail cars because of the requirements of the template, it becomes possible to simplify the apparatus.
Figure 16 shows at A an aerodynamic aerator (cap according to 13B) placed on the roof of a railway car above the opening tl. The lower edge 2 of the outer ring of the hat 3 descends here to the level of the upper edge 4 of the crown (it could even exceed it as in 5, because these aerators must remain waterproof even for horizontal rain and its spray).
The proximity of the roof of the wagon creates a second ring which is limited by the wall d of the base (or base) of the vacuum cleaner, the wall e of the flange for fixing the device on the roof and the neighboring part. of the roof; to use this new crown as a ventilation crown, the lower truncated cone b b 'of the crown ab, a'b' is removed. The profile of the crown of the aerator is then formed by the walls a d e t and a 'd' e 't'. The result is an equally powerful, but simpler vacuum cleaner (Fig. 16B).
As for the fins, although we can, in principle, make them descend to the roof, it is preferable to stop them at a certain distance from it because, flush with the roof, the layers of air undergo a sensitive talent speed, so that the fins in this place could reduce the suction power of the device.
The various embodiments of the aerator can be combined with one another in any desired manner, without thereby departing from the invention.
In particular, when it comes to sections of Crowns, or of lobes of Crowns, they can indifferently be arranged horizontally, obliquely, or vertically, and grouped or assembled in any manner desired.
The drawings have been given only by way of example for clarity of explanation and are in no way limiting.
The aerators described are intended, in principle for the draft
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chimneys and ventilation of the premises, but they can accommodate all other applications.
Thus, instead of being placed in the air, they could be placed in all other fluids, (gaseous or liquid), for example being plunged into the sea where the agitation of the waves would also cause a suction used in any adequate manner.
The aerators can be made of any material.