Brevet 2476171 – Générateur de fumée – 1949

 

L’invention concerne des générateurs d’écrans de fumée et concerne plus particulièrement un générateur d’écran de fumée adapté à une utilisation sur un aéronef.

Dans la pratique actuelle, un écran de fumée est produit par un aéronef en alimentant une huile légère, telle que S.A. 20- ou 30, dans le collecteur d’échappement du moteur d’avion. L’huile est vaporisée et se condense en gouttelettes au contact de l’air après être sortie du tuyau d’échappement pour former l’écran de fumée désiré. Un contrôle précis de l’écran de fumée est difficile, voire impossible. cependant, en raison des variations de la quantité et de la température des gaz d’échappement occasionnés, par des variations de la puissance de sortie du moteur. i5 Un but de mon invention est de fournir un générateur d’écran de fumée qui ne dépende pas des variations de puissance de sortie du moteur d’avion et qui puisse être commandé avec précision et fonctionner efficacement dans toutes les conditions. Un autre objet de mon invention est de! fournir un générateur d’écran de fumée neuf et amélioré qui soit léger et efficace, et qui puisse facilement être installé sur un aéronef existant.

Un autre but de mon invention est de fournir un générateur de crible de fumée nouveau et amélioré qui compense automatiquement les variations de vitesse et d’altitude pour fournir des résultats uniformes pour toutes les vitesses et altitudes. D’autres objets et avantages apparaîtront au fur et à mesure de la description. Sur les dessins, la figure 1 est une vue en perspective d’un avion auquel une forme préférée de mon invention est appliquée; La figure 2 est une vue d’extrémité avant du générateur et des parties associées représentées sur la figure 1; La figure 3 est une coupe longitudinale partielle d’une forme de mon invention, et la figure 4 est une coupe longitudinale partielle d’une variante préférée de la forme représentée sur la figure 3.

Sur les figures 1 et 2, j’ai montré que mon générateur d’écran de novelsmoke est généralement indiqué par le caractère de référence 10 comme étant fixé par des entretoises diagonales 12 sous le fuselage 14 d’un aéronef conventionnel. Le générateur comprend en général un élément tubulaire 16 ayant une extrémité de sortie incurvée 18. Une coquille semi-cylindrique 22 est interposée entre le générateur et le dessous de l’avion pour empêcher le rayonnement thermique du générateur à la structure de l’avion.

Le générateur proprement dit est représenté plus clairement sur la figure 3 et comprend un cylindre 20 fournissant une chambre de combustion 24 dans laquelle de l’essence ou autre carburant liquide est pulvérisé par une buse 26. Une conduite 28 relie la buse 26 à la pompe PR ou à toute autre source appropriée de carburant sous pression. L’air pénètre dans la chambre de combustion 24 à travers une multiplicité d’ouvertures 30 <formées dans le cylindre 20, et cet air se mélange au carburant pulvérisé pour former un combustible: mélange qui est allumé par: un allumeur de type à étincelle 32 relié par câblage 34 avec. le système d’allumage du moteur de l’aéronef ou avec une bobine de démarrage et de déconnexion séparée et une source d’énergie électrique qui peut sembler la plus avantageuse pour toute installation particulière. Le cylindre 20 est entouré dans toute la partie. de sa longueur par un tube d’alimentation en air 36 auquel est fixée à son extrémité avant l’extrémité fixe 40 d’une vanne d’entrée d’air désignée généralement par référence: le caractère 42. a- évasement, partie attachée à l’extrémité avant du tube 36 et, a. L’élément d’obturation mobile 46 régule automatiquement la quantité (poids) d’air entrant dans l’entrée 44. Cet élément mobile 46 peut coulisser sur une tige de guidage stationnaire. 48 monté sur un doigt 50 s’étendant vers l’intérieur de l’élément fixe 40, un manchon de palier 52 étant de préférence prévu pour réduire l’usure et le frottement.

Un ressort 54 pousse l’élément mobile 46 vers une butée réglable 56 portée dans une culasse 58 fixée à l’élément fixe 40. L’élément de soupape mobile 46 a une paire d’encoches irrégulières mais généralement en forme de V 60 qui coopèrent avec l’entrée. 44 pour contrôler l’admission d’air dans le tube 36. Les éléments de soupape 40 et 46 sont entourés par un nez en tôle 62 ayant une entrée de type piston 64. Lorsque l’avion se déplace dans l’air, l’impact de l’air sur la soupape L’élément 46 tend à déplacer cet élément de soupape vers l’arrière et à comprimer le ressort 54 en fonction de la vitesse à laquelle l’avion se déplace et du poids ou de la densité de l’air traversé par l’avion. admise malgré les changements de vitesse et d’altitude: cette valve est divulguée et revendiquée dans la demande de Williamn A. Marshall, Jr., numéro de série 577 377, déposée le 12 février 1944, maintenant brevet US 2 451 621.

Dans le mode de réalisation de la figure 3a, la taille de la soupape d’admission d’air est choisie qui fournit une plus grande quantité d’air que nécessaire pour la combustion du carburant délivré par la buse 26. La multiplicité des ouvertures 30 sont de préférence conçues de manière à l’air pour assurer la combustion complète du carburant, délivré par la buse 26 et l’excès d’air pénètre dans le cylindre 20 par une seconde série d’ouvertures 66 espacées, dans le sens de la longueur du cylindre 20 des ouvertures 30. L’excès d’air entrant par les ouvertures 66 dilue les produits de combustion évacués de la chambre de combustion, et en abaissent la température au-dessous du point d’allumage de l’huile qui est utilisée pour réaliser l’écran de fumée.

Un peu au-delà ou à droite des ouvertures d’air en excès 66 se trouvent une série de buses de pulvérisation d’huile 68 qui rejettent de l’huile dans les produits de combustion refroidis par l’air secondaire ou excédentaire.

Les buses 68 sont illustrées comme étant équidistantes dans une direction circonférentielle autour du cylindre 20 dans le but de donner une répartition sensiblement uniforme de l’huile dans les produits de combustion circulant dans le sens de la longueur dans le cylindre 20. Alors que ces produits de combustion ont été refroidis température d’inflammation de l’huile par l’entrée de l’air secondaire, ces produits de combustion sont assez chauds pour vaporiser l’huile. Dans le mode de réalisation représenté sur cette figure, les différentes buses 68 sont alimentées en huile par une pompe commune P ‘reliée par une conduite 70 à un réservoir approprié.

On comprendra que l’extrémité droite du cylindre 20 est de préférence courbée comme indiqué par le numéro de référence 18 sur la figure 1, bien que d’autres formes puissent être sélectionnées comme souhaité.

Lorsque l’huile vaporisée chaude sort de la sortie de cette partie incurvée 18 et entre en contact avec l’atmosphère relativement froide, l’huile vaporisée se condense en gouttelettes et crée un écran de fumée approprié et efficace. Mon générateur de roman n’est pas affecté par les variations des conditions de fonctionnement du moteur d’avion et étant entièrement indépendant de ce moteur, se prête à un contrôle précis et précis dans toutes les conditions de fonctionnement de l’avion pour fournir un écran de fumée de qualité uniforme et taille donnée du générateur.

Dans la figure 4, j’ai montré une forme de générateur d’écran de fumée quelque peu modifiée et préférée.

Ce mode de réalisation de mon invention utilise de préférence une soupape d’admission identique à la soupape 42 du mode de réalisation précédent sauf que dans la modification de la figure 4, une soupape d’air plus petite est utilisée pour délivrer uniquement de l’air suffisant pour assurer la combustion complète chambre 24 ‘par la buse 26. Sur la figure 4 l’organe 20’ comporte un seul groupe d’entrées d’air 30 ‘et ces entrées sont agencées pour fournir uniquement de l’air de combustion pour brûler le carburant délivré par la buse 26.

L’huile est pulvérisée dans les produits chauds de combustion en quittant la chambre de combustion 24 par des buses d’huile 68 ‘qui sont illustrées comme étant agencées en deux séries circonférentielles. Les produits de combustion sont au-dessus de la température d’inflammation de l’huile délivrée par les buses 68 ‘et tout air imbrûlé présent va brûler une quantité correspondante de l’huile délivrée par les buses 68’.

L’huile restante sera vaporisée et le mélange de produits de combustion et d’huile vaporisée sera déchargé dans l’atmosphère à travers la sortie incurvée 18 ‘. Dès que l’huile vaporisée atteint l’atmosphère relativement froide, cette huile se condense en gouttelettes et forme un écran de fumée efficace.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, très peu, voire aucun, d’air en excès est délivré à la chambre de combustion de sorte que la quantité d’huile brûlée est maintenue à un minimum. Afin d’éviter la combustion de l’huile lorsqu’elle frappe l’atmosphère, la quantité d’huile délivrée par les buses 68 ‘est suffisante pour réduire la température du mélange d’huile vaporisée et de produits de combustion en dessous de la température de combustion de l’huile.

On comprendra que mon invention n’est pas limitée aux détails particuliers représentés et décrits, mais peut prendre de nombreuses autres formes et que mon invention inclut toutes les variantes et modifications apparaissant dans les revendications annexées.

Je revendique: 1. Un générateur d’écran de fumée pour aéronef, comprenant une chambre de combustion, une buse d’alimentation en carburant de ladite chambre, un vérin d’alimentation en air de ladite chambre lorsque l’aéronef est en mouvement, des moyens de contrôle d’alimentation en air une quantité d’air uniforme pour toutes les vitesses et altitudes de fonctionnement de l’aéronef, des moyens pour introduire de l’huile dans les produits de combustion évacués de ladite chambre de combustion et des moyens pour introduire de l’air dans lesdits produits de combustion huile avant d’y introduire l’huile.

2. Générateur d’écran de fumée pour véhicule comprenant un cylindre formant chambre de combustion, des moyens d’alimentation en carburant de ladite chambre de combustion, un vérin d’alimentation en air de ladite chambre de combustion, une soupape de commande pour maintenir une alimentation en air uniforme malgré les variations du véhicule. des moyens pour pulvériser un combustible, produit fumigène dans des produits de combustion quittant ladite chambre de combustion, des moyens pour introduire un excès d’air dans lesdits produits de combustion pour abaisser la température desdits produits de combustion en dessous de la température d’inflammation de ladite matière, et des moyens fournissant une sortie à travers laquelle le mélange de produits de combustion, d’air en excès et de matière produisant de la fumée est délivré à l’atmosphère.

3. Générateur d’écran de fumée pour aéronef comprenant des moyens pour fournir une chambre de combustion, des moyens pour alimenter en combustible et air, des moyens pour amorcer la combustion dans ladite chambre de combustion, des moyens pour introduire un liquide fumigène dans les produits de combustion créés dans ladite combustion une chambre de vaporisation, des moyens pour attacher ledit générateur à un aéronef, et un blindage interposé entre ledit générateur et ledit aéronef pour réduire le rayonnement thermique dudit générateur audit aéronef.

4. Générateur d’écran de fumée de la classe décrite comprenant un élément tubulaire ayant une extrémité cylindrique fermée formant une chambre de combustion et une extrémité de sortie incurvée communiquant avec l’atmosphère, des moyens pour délivrer du carburant et de l’air à ladite chambre de combustion, des moyens pour allumer le carburant et une quantité d’air non sensiblement supérieure à la quantité requise pour brûler efficacement ledit combustible J0 dans ladite chambre pour produire des produits de combustion qui sont évacués dudit tube par ladite extrémité de sortie, et des buses interposées entre ladite chambre de combustion et ladite extrémité de sortie pour délivrer du liquide, un matériau produisant de la fumée dans lesdits produits de combustion en quantités suffisantes pour réduire la température de l’adjuvant en dessous de la température d’inflammation dudit matériau.

5. Générateur d’écran de fumée de la classe décrite, comprenant un tube ayant une extrémité cylindrique fermée formant une chambre de combustion et une extrémité de sortie incurvée à travers laquelle les produits de combustion formés dans ladite chambre sont déchargés dans l’atmosphère, des moyens pour fournir du carburant et de l’air un moyen de mise à feu dudit mélange, des moyens entre ladite chambre de combustion et ladite extrémité de sortie pour introduire un milieu de refroidissement dans les produits de combustion quittant ladite chambre de combustion pour en réduire la température, et des moyens pour introduire un combustible, un matériau produisant de la fumée dans ledit tube entre ledit dernier moyen nommé et ladite extrémité de sortie.

6. Générateur d’écran de fumée pour aéronef comprenant une chambre de combustion, une buse de distribution de carburant à ladite chambre, un vérin d’alimentation en air de ladite chambre lorsque l’aéronef est en mouvement, des moyens de contrôle de l’alimentation en air pour délivrer une quantité uniforme de pour toutes les vitesses et altitudes de fonctionnement de l’aéronef, une pluralité de buses espacées pour introduire de l’huile dans les produits de combustion évacués de ladite chambre de combustion, et des moyens pour introduire un milieu de refroidissement dans lesdits produits de combustion température d’inflammation de l’huile avant d’y introduire l’huile.

7. Un générateur d’écran de fumée pour aéronef, comprenant un élément tubulaire, signifie autre qu’un moteur d’aéronef pour fournir des produits chauds de combustion audit élément tubulaire, des moyens pour introduire un matériau combustible produisant de la fumée dans lesdits produits de combustion, ledit tube ayant un sortie d’évacuation à travers laquelle lesdits produits de combustion sont évacués dans l’atmosphère, et moyens d’introduction d’un milieu de refroidissement dans lesdits produits de combustion pour empêcher la combustion dudit matériau produisant de la fumée dans ledit tube et après décharge dans l’atmosphère.

8. Procédé de création d’un brouillard d’huile comprenant les étapes consistant à introduire un flux d’un mélange air-combustible dans un brûleur, brûlant ledit mélange dans ledit brûleur pour créer des produits de combustion ayant une température supérieure au point d’éclair de l’huile de brouillard, amener lesdits produits de combustion au-dessous du point d’éclair de ladite huile de brouillard et augmenter leur volume, introduire ladite huile de brouillard dans le courant d’air mélangé et les produits de combustion de sorte que l’huile de brouillard se vaporise et émette le mélange d’air, les produits de combustion et l’huile de brouillard dans l’atmosphère provoquant le refroidissement du mélange et la condensation de l’huile de brouillard sous forme de gouttelettes.

9. Procédé de création d’un brouillard d’huile comprenant les étapes d’introduction d’un courant de mélange d’air combustible dans un brûleur, brûlant ledit mélange dans ledit brûleur, le rapport de l’air dans ledit mélange étant tel que l’oxygène y soit presque complètement évacué la combustion, les produits de combustion ayant une température supérieure au point d’éclair de l’huile de brouillard, introduisant ladite huile de brouillard dans le flux de produits de combustion, provoquant le refroidissement du mélange de produits de combustion et d’huile de brouillard par vaporisation mélange de produits de combustion et d’huile de brouillard dans l’atmosphère, dans lequel la vapeur d’huile de brouillard se condense en gouttelettes.

10. Générateur d’écran de fumée pour aéronef comprenant des moyens formant chambre de combustion, moyens d’alimentation en carburant de ladite chambre, moyens d’alimentation en air de combustion de ladite chambre lorsque l’aéronef est en mouvement, moyens d’introduction d’huile dans les produits de combustion évacués de ladite chambre de combustion, et des moyens pour introduire de l’air supplémentaire dans lesdits produits de combustion pour refroidir lesdits produits de combustion en dessous de la température d’inflammation de l’huile avant d’y introduire l’huile.

LYNN A. WILLIAMS, JR.

RÉFÉRENCES CITÉES Les références suivantes sont consignées dans le dossier 30 de ce brevet: BREVETS DES ÉTATS-UNIS Numéro 818.256 1.106.965 1.296.226 1.665.267 2.048.997 2.070.038 2.154.002 2.173.756 2.418.098 Numéro 799.422 832.933 Nom Date Kemp ———- le 17 avril. 1906 Palmer ———– 11 août 1914 Stow ——_____ _ 4 mars 1919 Jernberg _________ 10 avril 1928 Collins ———- – 28 juillet 1936 Batt – _——– _ 9 février 1937 Kerrick -________ 11 avril 1939 Kronenberg —— 19 septembre 1939 Ruff —– — – 25 mars 1947 BREVETS ETRANGERS Pays Date France ———— 4 avril 1936 France ———— 11 juillet 1938