Appareil pour la production d'un jet d'eau conoïdal La présente invention a pour objet un appareil pour la production d'un jet -d'eau conoïdal, dans lequel au moins un conduit d'amenée d'eau sous pression aboutit à un corps creux muni de moyens de sortie de l'eau et dont la surface périphérique interne présente une forme de révolution.
Cet appareil est caractérisé en ce que ledit con duit débouche dans ce corps creux suivant une direction admettant une composante tangentielle et en un endroit situé à distance de l'une des parois limitant axialement ce corps creux,
laquelle paroi est perforée suivant l'axa de la surface périphéri- que, en ce que ledit corps creux contient un organe tubulaire disposé suivant ledit axe,
.en ce que au moins une ouverture est ménagée dans chacune dies parties terminales de cet organe, et en ce que celui- ci est disposé de manière qu'il communique avec l'atmosphère par l'ouverture de son bout le plus voisin de la paroi perforée,
de sorte que l'eau mise en rotation par ladite surface de révolution pénètre dans cet organe tubulaire par l'ouverture du bout opposé pour y prendre un mouvement à composante axiale en s'y déplaçant jusqu'à son échappement dans l'atmosphère.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue de face de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe suivant le plan 11-11 de la fig. 1.
La fig. 3 est une construction géométrique et schématique explicative du fonctionnement. La fig. 4 est une vue en coupe partielle mon trant la deuxième forme d'exécution, la coupe étant de même espèce que la fig. 2, à échelle double.
La fig. 5 est une construction géométrique ex plicative.
L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 comprend un corps creux 3 de forme générale cylindrique dans lequel aboutit un conduit 2 d'amenée d'eau sous pression suivant une direction admettant une composante tangentielle à la surface périphérique interne 3a du
corps creux, parallèlement aux parais 3b et 3c qui limitent ce corps axialement, et en un endroit situé à distance de la paroi 3b.
Suivant l'axe A de ce corps est disposé un or gane tubulaire 5 monté dans un canon 3d solidaim de la paroi 3b qui est perforée axialement d'un trou 4. Près de son bout opposé à cette paroi, cet organe 5 présente quatre ouvertures 6 de -sa paroi latérale cylindrique.
Avec la valeur de la vitesse de l'eau V à l'en trée, ces éléments déterminent le fonctionnement partiellement représenté par les figures schématiques 3 et 5.
Les chocs obliques et successifs de l'eau con- tre la surface 3a déterminent une rotation .de ses particules autour de l'axe A clans laquelle ales parti cules extérieures à l'organe 5 ont toutes des vitesses <RTI
ID="0001.0161"> admettant chacune une composante tangentielle et une .composante .axiale dirigée vers l'axe A.
L'exis- tence de la vitesse V supposant un, état de régime établi avec évacuation de d'eau ,par le seul orifice 4, l'organe 5 est constamment plein, .au. moins en par tie,
d'une eau qui y pénètre plus ou moins oblique ment par les ouvertures 6 et qui y prend un mou- veinent à composante axiale en s'y déplaçant vers le trou 4.
Le bord de ce trou est représenté en plan et en perspective dans les fig. 3 et 5. Treize points <I>a,</I> d, a" ... de sa circonférence sont considérés comme atteints par autant de paiticudes d'eau qui, libérées dans Patmosphàre, tendent à ;
s'y déplacer en digne droite suivant la direction d'une vitesse r qu'elles ont à leur sortie de l'orifice.
On voit en fig. 5 da composante w parallèle à l'axe A et le parallélogramme de sa composition avec la vitesse tangentielle v ainsi qu'avec des vites ses tangentielles v' et v" plus petites parce qu'étant celles de particules d'eau émergeant de points b et c plus proches de l'axe que le point a du bord de l'orifice. On
peut en effet admettre que la compo- sante parallèle à l'axe est pratiquement la même pour toutes ces particules tandis que les composan- tes tangentielles de leurs vitesses sont proportionnel les à leurs distances de l'axe.
On voit qu e les résul tantes r,' et r" correspondant .aux points <I>b</I> et c d'un même rayon R sont moins inclinées que la résul tante r, vitesse d'une particule extéuieure du jet d'eau 10 dont la forme générale, au moins au départ de l'orifice et -abstraction faite de la pesanteur, est celle d'un hyperboloïde de révolution.
De même qu'on voit les droites r diverger les unes des autres vers le bas, la nappe continue for mée au départ tend à se rompre et à se subdiviser en gouttelettes à mesure que son diamètre augmente au détriment de son épaisseur. Enfin,
on s'explique que le jet d'eau obtenu ne soit pas formé d'une seule napps de gouttelettes, vu que, :à chaque inclinaison des résultantes r' et r" de la fig. 5, pourrait corres pondre une .autre nappe conoïdale à l'intérieur de la plus grande en diamètre. La circonférence C tracée en fig. 3 est purement imaginaire et d'un diamètre arbitraire ;
elle définit seulement le plan horizontal jusqu'auquel on considère le jet de douche 10 dirigé vers le bas et que la pesanteur contribue à déformer en diminuant son évasement qu'elle aug- menterait au contraire @si le jet était dirigé vers le haut,<B>ce</B> qui peut être le cas lorsqu'il est utilisé comme élément décoratif de jardin.
Le rapport -des vitesses v et w à la sortie déter mine, avec la pente des résultantes extérieures r, le degré général d'évasement du jet au voisinage de sa sortie. A partir d'une certaine valeur de la vitesse V, déterminée par une vanne non représentée du conduit 2, ce rapport est constant.
Une augmentation de cette vitesse ou de la pression dans le tuyau 2 augmente le débit du jet sans modifier sa forme exté rieure.
Dans la deuxième forme l'exécution représen tée par la fig. 4, l'orifice de sortie de d'eau, désigné par 8, est un trou pratiqué dans un fond que pré sente un organe tubulaire 5a dont le bout opposé 6a est ouvert et est séparé de la paroi 3c par un espace 9.
Le trou axial 4a du fond 3b est fait dans un bossage interne 3<B>d</B> de ce fond et présente un filetage intérieur 3f dans lequel se visse un filetage extérieure 7 de l'extrémité de l'organe 5a. Comme dans l'exemple de la fig. 2, le conduit d'amenée 2 de l'eau débouche pratiquement tangentiellement à la paroi<I>3a et</I> est situé à la distance D de la paroi <I>3b.</I>
L'appareil décrit peut évidemment être cons- truit en toute matière rigide convenable, métallique ou synthétique. L'organe intérieur 5, 5a pourrait être venu d'une seule pièce avec le fond 3b ou avec le fond 3c lorsqu'il présente les trous latéraux 6.
La paroi périphérique pourrait être plus ou moins coni- que. L'arrivée tangentielle du conduit 2 peut être masquée par une enveloppe contenant le corps 3 et un coude du conduit tel que celui-ci sorbe radia lement de cette enveloppe.
Apparatus for the production of a conoidal water jet The present invention relates to an apparatus for the production of a conoidal water jet, in which at least one pressurized water supply duct terminates in a hollow body provided with water outlet means and the inner peripheral surface of which has a shape of revolution.
This apparatus is characterized in that said duct opens into this hollow body in a direction admitting a tangential component and at a location located at a distance from one of the walls axially limiting this hollow body,
which wall is perforated along the axis of the peripheral surface, in that said hollow body contains a tubular member arranged along said axis,
.in that at least one opening is provided in each of the end parts of this member, and in that the latter is arranged so that it communicates with the atmosphere by the opening of its end closest to the perforated wall,
so that the water rotated by said surface of revolution enters this tubular member through the opening of the opposite end to take on a movement with an axial component while moving there until it escapes into the atmosphere.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the apparatus forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a front view of the first embodiment.
Fig. 2 is a section taken along the plane 11-11 of FIG. 1.
Fig. 3 is a geometric and schematic construction explaining the operation. Fig. 4 is a partial sectional view showing the second embodiment, the section being of the same kind as FIG. 2, double scale.
Fig. 5 is an explanatory geometric construction.
The apparatus shown in Figs. 1 and 2 comprises a hollow body 3 of generally cylindrical shape into which ends a conduit 2 for supplying pressurized water in a direction admitting a component tangential to the internal peripheral surface 3a of the
hollow body, parallel to the walls 3b and 3c which limit this body axially, and at a place located at a distance from the wall 3b.
Along the axis A of this body is disposed a tubular or gane 5 mounted in a 3d cannon solidaim of the wall 3b which is axially perforated with a hole 4. Near its end opposite this wall, this member 5 has four openings 6 of its cylindrical side wall.
With the value of the water speed V at the inlet, these elements determine the operation partially represented by schematic figures 3 and 5.
The oblique and successive impacts of the water against the surface 3a determine a rotation of its particles around the axis A in which all the particles external to the member 5 all have speeds <RTI
ID = "0001.0161"> each admitting a tangential component and an .axial component directed towards the axis A.
The existence of the speed V assuming a steady state with evacuation of water, through the single orifice 4, the member 5 is constantly full, .au. less in part,
a water which penetrates there more or less obliquely through the openings 6 and which takes an axial component movement there while moving towards the hole 4.
The edge of this hole is shown in plan and in perspective in FIGS. 3 and 5. Thirteen points <I> a, </I> d, a "... of its circumference are considered to be affected by as many paiticudes of water which, released in the atmosphere, tend to;
move there in a dignified straight line following the direction of a speed r that they have at their exit from the orifice.
We see in fig. 5 da component w parallel to the axis A and the parallelogram of its composition with the tangential speed v as well as with its tangential speeds v 'and v "smaller because they are those of water particles emerging from points b and c closer to the axis than the point a of the edge of the orifice.
can indeed admit that the component parallel to the axis is practically the same for all these particles while the tangential components of their velocities are proportional to their distances from the axis.
We see that the resultants r, 'and r "corresponding to the points <I> b </I> and c of the same radius R are less inclined than the resultant r, velocity of an external particle of the jet of water 10 whose general shape, at least at the start of the orifice and -abstraction made of gravity, is that of a hyperboloid of revolution.
Just as the straight lines r diverge from each other downwards, the continuous sheet formed at the start tends to break up and to subdivide into droplets as its diameter increases to the detriment of its thickness. Finally,
it is understandable that the water jet obtained is not formed of a single layer of droplets, since: at each inclination of the resultants r 'and r "of FIG. 5, another layer could be laid. conoidal inside the larger in diameter The circumference C plotted in Fig. 3 is purely imaginary and of arbitrary diameter;
it only defines the horizontal plane up to which we consider the shower jet 10 directed downward and that gravity contributes to deforming by reducing its flaring that it would on the contrary increase @if the jet were directed upward, < B> ce </B> which may be the case when used as a decorative garden element.
The ratio of the speeds v and w at the outlet determines, with the slope of the external resultants r, the general degree of flaring of the jet in the vicinity of its outlet. From a certain value of the speed V, determined by a valve (not shown) of the pipe 2, this ratio is constant.
An increase in this speed or in the pressure in the pipe 2 increases the flow rate of the jet without modifying its external shape.
In the second form, the execution shown in FIG. 4, the water outlet orifice, designated by 8, is a hole made in a bottom that presents a tubular member 5a, the opposite end 6a of which is open and is separated from the wall 3c by a space 9.
The axial hole 4a of the base 3b is made in an internal boss 3 <B> d </B> of this base and has an internal thread 3f into which an external thread 7 of the end of the member 5a is screwed. As in the example of fig. 2, the water supply duct 2 opens out practically tangentially to the wall <I> 3a and </I> is located at a distance D from the wall <I> 3b. </I>
The apparatus described can of course be constructed from any suitable rigid material, metallic or synthetic. The inner member 5, 5a could have come in one piece with the bottom 3b or with the bottom 3c when it has the side holes 6.
The peripheral wall could be more or less conical. The tangential arrival of the duct 2 can be masked by an envelope containing the body 3 and an elbow of the duct such that the latter sorbs radially from this envelope.