Brevet 3940060 – Générateur d’anneau Vortex – 1976

Ayant ainsi décrit mon invention, ce que je prétends et que je désire obtenir par lettres patentes des États-Unis est:

1. Générateur de tourbillon vortex à utiliser pour dégager des obstacles atmosphériques dans leur chemin, ledit générateur de tourbillon comprenant un cylindre circulaire ayant une source de chaleur dans la base de celui-ci, un anneau entourant la partie supérieure dudit cylindre circulaire, et des moyens pour lever et abaisser rapidement ledit anneau à un taux de fréquence prédéterminé pour créer un tourbillon derrière celui-ci, ledit tourbillon étant fortement concentré pour un mouvement vers le haut rapide dégageant ainsi l’atmosphère sur des distances relativement grandes au-dessus du générateur de tourbillon.

2. Générateur de tourbillon selon la revendication 1, dans lequel ladite couronne est configurée en forme de profil aérodynamique.

3. Générateur de vortex selon la revendication 2, dans lequel les moyens pour élever et abaisser ledit anneau comprennent une chaîne entraînée par un moteur sur ledit cylindre circulaire pour élever périodiquement ledit anneau dans une position à l’extrémité supérieure ouverte dudit cylindre et une pluralité de ressorts pour abaissant rapidement ledit anneau.

4. Générateur de vortex selon la revendication 2, dans lequel les moyens pour élever et abaisser ledit anneau comprennent une pluralité de vérins hydrauliques à double effet reliés de manière fonctionnelle audit anneau, de sorte que l’introduction de fluide sous pression à une extrémité desdits vérins hydrauliques provoque ledit anneau d’aile pour se déplacer vers le haut et l’introduction de fluide sous pression à l’autre extrémité desdits cylindres hydrauliques provoque le déplacement rapide de ladite couronne d’aile vers le bas.

5. Générateur de tourbillon selon la revendication 2, dans lequel une source de lumière est positionnée dans l’extrémité inférieure dudit cylindre circulaire, ladite lumière brillant à travers l’atmosphère au-dessus dudit cylindre circulaire dégagé par ledit vortex servant ainsi de balise d’aéroport.

6. Générateur de tourbillon selon la revendication 2, dans lequel ledit cylindre circulaire fonctionne comme une cheminée et ledit générateur de vortex est attaché à sa partie supérieure, dégageant ainsi l’atmosphère pour permettre aux effluents de la cheminée d’atteindre des hauteurs relativement grandes après avoir été propulsés par le vortex.

CONTEXTE DE L’INVENTION

La présente invention concerne un dispositif de génération de tourbillons chauds de vorticité fortement concentrée et plus particulièrement l’invention concerne la fourniture d’un moyen de générer et de propulser des anneaux tourbillonnaires à travers une couverture nuageuse ou des obstacles atmosphériques pour créer une colonne d’air relativement pur. la lumière peut être projetée ou à travers laquelle les effluents des cheminées peuvent être propulsés.

Il est bien connu qu’il est plus dangereux d’atterrir à un moment où la visibilité est limitée, en particulier dans les conditions de faible plafond nocturne. Dans ces conditions défavorables, les balises actuellement disponibles doivent être extrêmement puissantes pour être vues par le pilote et la plupart du temps l’avion doit être amené à basse altitude avant que le contact visuel puisse être établi avec les feux sur la piste d’atterrissage.

Il serait très souhaitable de prévoir un moyen de pénétrer dans le plafond bas avec les balises de l’aéroport afin que le pilote puisse voir les contours de la piste de l’aéroport à des altitudes relativement élevées et ainsi guider l’aéronef dès le début de l’approche. Ainsi, on peut voir que les systèmes non cautionnés actuellement disponibles de lumières à haute intensité seraient significativement améliorés si la pénétration effective de la balise lumineuse pouvait être sensiblement augmentée. L’invention décrite ci-après a réalisé ce résultat souhaitable.

Considérant maintenant l’utilisation de l’invention sur une cheminée ou une cheminée, il convient de noter que les structures sont construites à de grandes hauteurs dans une tentative de transporter des effluents dans la haute atmosphère loin de la surface de la terre. Dans certaines zones, en particulier celles soumises à des inversions thermiques relativement fréquentes, les effluents sont souvent piégés dans la basse atmosphère et polluent la surface de la terre même s’ils sont rejetés à la sortie d’une cheminée de grande hauteur. Ainsi, il serait souhaitable de prévoir un moyen pour propulser les effluents dans la cheminée sur une plus grande distance avant d’être surmonté par la viscosité. De cette façon, des cheminées plus courtes pourraient être utilisées même les jours où leur utilisation entraînerait habituellement une pollution généralisée au niveau du sol. L’invention décrite ci-après montre un moyen pour réduire fortement la quantité de pollution au niveau du sol en permettant aux effluents de la cheminée de pénétrer dans les obstacles atmosphériques tels que les inversions thermiques.

Résumé de l’invention

La présente invention propose un canon à nuage approprié pour une utilisation en tant que balise d’aéroport ou en tant que moyen pour dégager l’atmosphère pendant la libération d’effluents à travers une cheminée. La caractéristique de base du dispositif est un générateur de vortex qui comprend un anneau annulaire qui est accéléré de manière impulsive vers le bas et produit ainsi un anneau tourbillonnaire de départ circulaire avec un tourbillon très concentré. L’anneau est essentiellement un profil aérodynamique formé dans une forme circulaire. Il a été démontré que le vortex de départ derrière un tel dispositif contient une vorticité très concentrée et persiste donc sur de grandes distances.

En conséquence, un objet de l’invention est de fournir un canon de nuage capable de générer des anneaux tourbillonnants chauds de vorticité hautement concentrée.

Un autre but de l’invention est de fournir une balise d’aéroport dans laquelle des anneaux de vortex sont propulsés à travers une couverture nuageuse pour produire une colonne d’air relativement clair. Un fort faisceau de lumière est projeté le long de cette colonne et sert ainsi de balise pour positionner les aéronefs autour d’un aéroport en période de faible visibilité et surtout lorsque les instruments sont inopérants ou défectueux.

Encore un autre but de l’invention est de fournir un générateur d’anneau vortex approprié pour être fixé à une cheminée dans le but de propulser les effluents à une altitude plus élevée avant qu’ils ne se dispersent. Le nouveau processus de production produit un anneau tourbillonnaire de vorticité hautement concentrée qui permet à l’anneau d’être transporté à des altitudes beaucoup plus élevées avant d’être dispersé par viscosité.

Un autre objet de l’invention est de fournir un générateur de tourbillons vortex de vorticité hautement concentrée dans lequel les anneaux à température élevée peuvent être générés dans des tailles variables ne dépendant pas de la taille de la sortie où le fluide est expulsé.

Un autre objet de l’invention est de fournir un canon à nuage comprenant un générateur de tourbillons avec une balise d’aéroport pour le montage sur un camion, permettant son utilisation comme balise d’hélicoptère ainsi que d’autres opérations de service mobile à distance.

Un autre but encore de l’invention est de fournir un générateur de tourbillons comprenant un anneau en forme de profil circulaire qui est accéléré de manière impulsive vers le bas au moyen de ressorts, produisant ainsi un fort tourbillon de départ derrière lui.

Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d’autres deviendront plus apparents après avoir considéré la description suivante prise en conjonction avec les dessins annexés et les revendications annexées.

DESCRIPTION DES DESSINS

FIG. 1 est une vue de dessus de l’appareil selon l’invention;

FIG. 2 est une vue de côté du générateur d’anneau de vortex montrant l’anneau de forme et l’arrangement de ressort utilisé pour l’accélérer vers le bas pour créer le vortex;

FIG. 3 est une vue en coupe transversale du dispositif suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1;

FIG. 4 est une vue partiellement arrachée pour montrer les détails d’un mécanisme qui peut être utilisé pour élever l’anneau;

FIG. 5 est une vue de côté détaillée de la chaîne entraînée par moteur et du bras de support qui soulève l’anneau et le libère lorsqu’il atteint le sommet de sa course;

FIG. 6 est un moyen alternatif pour entraîner l’anneau avec de l’air comprimé ou de la vapeur;

FIG. 7 est une vue de détail de l’agencement de canal par lequel l’anneau d’aile est guidé;

FIG. 8 est une vue de dessus du générateur de vortex attaché à un dessus de cheminée;

FIG. 9 est une vue de côté du générateur de vortex attaché à un dessus de cheminée; et

FIG. 10 est une vue en coupe prise le long de la ligne 10-10 de la Fig. 8.

DESCRIPTION D’UN MODE DE REALISATION PREFERE

En se référant maintenant aux dessins, les Fig. Les figures 1, 2 et 3 illustrent un mode de réalisation du générateur d’anneau vortex de canon à nuage qui est particulièrement utile en tant que balise d’aéroport. L’invention comprend un cylindre circulaire 13 contenant une source de chaleur entourée d’un anneau circulaire 15 monté sur un mécanisme qui accélère de manière impulsive l’anneau 15 vers le bas ou vers l’avant en termes de la section transversale du profil aérodynamique de l’anneau 15. L’accélération vers le bas est accomplie par quatre ressorts 17 situés sur la circonférence de l’anneau 15.

L’anneau 15 est porté vers le haut par un mécanisme approprié et lors de sa libération, il descend rapidement et crée un fort vortex de départ derrière lui. La vorticité dans le noyau de ce vortex est très concentrée et le vortex se déplace rapidement vers le haut. Une chaîne de vortex ainsi produite provoque l’élévation de l’air chaud produit par la source de chaleur, par exemple un brûleur à gaz, dans une colonne au-dessus du corps. Une lampe située au centre de la source de chaleur brille à travers la colonne d’air clair ainsi produite. En outre, différentes couleurs de lampes peuvent être utilisées pour distinguer différentes balises.

Certains détails des mécanismes utilisés pour élever l’anneau 15 en position sont montrés sur les Fig. 4, 5, 6 et 7. Sur les Fig. 4 et 5, le mécanisme est essentiellement une chaîne entraînée par un moteur 19 avec un bras porteur 21 attaché. Chaque bras de support 21 est attaché de manière articulée à la chaîne 19 et attrape l’un des bras de support 23 de l’anneau 15 à sa position la plus basse. L’anneau 15 est ainsi levé jusqu’à ce que la roue 25 sur le bras porteur 21 atteigne le sommet de la butée 27, moment auquel le bras 21 s’éloigne et l’anneau 15 descend rapidement, générant le tourbillon derrière lui. La fréquence du processus de génération peut être réglée en ajustant la vitesse de l’entraînement par chaîne.

Un procédé alternatif d’entraînement de l’anneau 15 est représenté sur la Fig. 6. Dans ce cas, la force d’entraînement est fournie par du gaz comprimé ou de la vapeur. Pour élever l’anneau 15, un gaz à haute pression est introduit à travers l’orifice 29 et l’introduction du gaz dans l’orifice 31 abaisse l’anneau 15. Un détail de la piste 33 pour l’un ou l’autre mécanisme d’entraînement est montré sur la Fig. 7.

L’appareil peut également être appliqué à l’extrémité d’une cheminée et déplacé de manière impulsive vers le bas ou vers l’avant en termes de section transversale du profil aérodynamique de l’anneau 15 pour générer un tourbillon de départ qui continue ensuite vers le haut, provoquant les effluents de cheminée à faire la même chose. Le dispositif est représenté sur les Fig. 8, 9 et 10. L’anneau 15 est placé avec son bord d’attaque dirigé vers le bas. Les ressorts 17 sont attachés au bord d’attaque à quatre positions comme représenté sur la Fig. 10. L’anneau 15 est levé et relâché périodiquement pour générer des anneaux tourbillonnaires.

Il convient de noter que le canon à nuage décrit ci-dessus, qu’il soit utilisé comme balise d’aéroport ou sur une cheminée, peut être construit alternativement en montant l’anneau annulaire 15 à l’intérieur du cylindre circulaire 13 ou de la cheminée. Le mécanisme d’entraînement est essentiellement le même, sauf qu’il est monté à l’intérieur du cylindre.

Bien que l’invention ait été illustrée dans les dessins annexés et décrite dans la spécification précédente en termes de modes de réalisation préférés de celle-ci, l’invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation ou aux configurations particulières mentionnées. Il apparaîtra à l’homme de l’art que mon invention produit un anneau vortex ayant une vorticité très concentrée et que l’anneau vortex est beaucoup plus chaud que l’anneau classique qui est produit par une impulsion de pression sur une ouverture circulaire. Le procédé classique de production d’anneaux de vortex permet au fluide dans l’ouverture circulaire de se mélanger au fluide ambiant pendant la formation du jet. En outre, le processus de formation se déroule sur une échelle de longueur approximativement égale à l’échelle de longueur de l’ouverture. Par conséquent, la bague conventionnelle n’a ni la vorticité concentrée ni les caractéristiques de coeur à haute température du générateur de vortex selon mon invention.

Il doit être compris que divers changements, modifications et substitutions, en particulier en ce qui concerne les détails de construction, peuvent être faits dans l’agencement des divers éléments sans s’écarter du véritable esprit et de la portée des revendications annexées.