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Dispositif de chauffage applicable aux véhicules munis de moteurs a combustion.
On a déjà proposé des dispositifs de chauffage applica- bles à des véhicules tels que les automobiles, les canots, les avions, etc. munis de moteurs à combustion, dispositifs dans lesquels les gaz d'échappement traversent une chaudière servant
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produire de l'eau chaude ou de la vapeur d'eau. Le comparti- ment des passagers ou cabine du véhicule comporte des radiateurs qui sont chauffés par l'eau chaude ou par la vapeur d'eau pro- duites de la manière indiquée ci-dessus. Dans de tels disposi- tifs, on se heurte l'inconvénient qui résulte du fait que, lors du déplacement du véhicule, l'air léchant la chaudière refroidit considérablement l'eau chauffée par les gaz d'échappe- ment.
Il en résulte qu'il est impossible, dans des dispositifs de ce genre, de porter l'eau à une température suffisamment élevée pour assurer le chauffage.
Le dispositif de chauffage, établi conformément à la présente invention, obvie à l'inconvénient spécifié ci-dessus, en ce sens que la chaudière est disposée dans la conduite d'échappement du moteur et qu'en vue de réduire les pertes de chaleur dans l'eau, ladite chaudière est léchée par les gaz d'échappement.
Sur le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exem- ple seulement, plusieurs formes de réalisation du disposi- tif qui fait l'objet de la présente invention.
La fig. 1 représente un dispositif de chauffage instal- lé sur un véhicule automobile.
La fig. 2 représente schématiquement la chaudière et les conduites pour les gaz d'échappement.
Les fig. 5,4,5 et 6 représentent quatre formes de réalisation différentes de la chaudière (vue en coupe respecti- vement suivant les lignes A-B et C-D de la fig. 2).
Les fig. 7,7b et 8 représentent une/forme de réalisation
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d'une valve de by-pass pour les gaz d'échappement (coupe sui- vant la ligne E-F de la fig. 2).
Les fig. 9 à 16 représentent plusieurs formes de réalisation de radiateurs destinés la cabine des passagers.
Sur la fig. 1, on a désigné par 2 la chaudière. Les gaz d'échappement passent par le tuyau 1 et par la valve de by-pass 9, traversant la chaudire 2 dont ils échauffent l'eau, puis arrivent à l'air en empruntant le tube d'échappement ordin naire (ou librement à l'air dans les avions). L'eau chauffée dans la chaudière par les gaz d'échappement monte comme dans des installations de chauffage central existantes et arrive, par l'intermédiaire de la conduite montante 3, dans le radiateur
4. Le radiateur 4 cède la chaleur dans la cabine des passagers et l'eau refroidie retourne à la chaudière, par l'intermédiai- re de la conduite de retour 5.
Le dispositif de chauffage que l'on a représenté sur la fig. 1 est rempli au moyen du robinet
6 disposé la partie la plus basse de l'installation, ledit robinet pouvant être raccordé à une conduite d'eau à l'aide d'un tuyau flexible. Lors de l'introduction de l'eau, l'air s'échappe librement travers le vase d'expansion 7 (qui, dans cette forme de réalisation, peut également servir de chauffe- pieds), et par le trop-plein 8. Au lieu du va d'expansion 7 et du trop-plein 8, on peut disposer, entre la chaudire et le réfrigérant du moteur, un conduit de raccordement, de manière que la dilatation de l'eau chaude puisse s'effectuer par le réfrigérant et son trop-plein. Dans ce cas, il y a lieu de pré- voir une soupape à la partie la plus élevée du dispositif, c'est à-dire sur le radiateur.
Le remplissage du dispositif peut alons se faire par le réfrigérant.
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La fig. 2 représente la chaudière proprement dite qui doit être placée le plus près possible du moteur afin que les gaz d'échappement soient aussi peu refroidis que possible, jusqu'à leur arrivée la chaudière. On a désigné par 9 une valve de by-pass qui peut, par exemple, être établie de la manière représentée sur les fig. 7,7b et 8, cette valve ser- vant diriger les gaz d'échappement enlisement ou partielle- ment, soit vers la chaudière, soit vers la dérivation montée parallèlement à ladite chaudière. Cette valve de by-pass est reliée au tablier de la voiture de telle manière que le con- ducteur puisse en effectuer facilement le réglage.
On a représenté sur les fig. 3,4,5 et 6 plusieurs formes de réalisation de la chaudière.
Sur la fig. 3, l'eau contenue dans la chaudière 2 est chauffée de l'extérieur et de l'intérieur par les gaz d'échappement.
La chaudière proprement dite est placée dans un élargis- sement du tuyau d'échappement de façon que les gaz d'échappe- ment passent dans l'espace annulaire 11 et dans le tube central 12.
Sur la fig. 4, la chaudière est constituée par plu- sieurs tues 13 reliées les uns aux autres; la chaleur des gaz d'échappement est ainsi absorbée suivant une surface aussi grande que possible.
La fig. 5 représente la forme de réalisation la plus simple d'une chaudière. Dans cette forme de réalisation l'eau n'est chauffée que de l'extérieur.
La fig. 6 représente une chaudière en étoile présentant
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également une grande surface pour absorber la chaleur.
Dans toutes ces formes de réalisation la chaudière, léchée par les gaz d'échappement, est l'abri de l'air ex- térieur qui, lors du déplacement du véhicule, déterminerait le fefroidissement rapide de l'eau.
Des essais ont montré que la forme de réalisation re- présentée sur la fig. 5 est suffisante dans la plupart des véhicules et notamment dans les avions, pour porter l'eau la température nécessaire dans un temps relativement court. La chaudière peut également être disposée en biais dans l'élar- gissement du tube d'échappement afin que le point le plus élevé de ladite chaudière soit disposé vers le raccord de la conduite montante 3 ce qui détermine la circulation de l'eau. D'autre part, on peut disposer autour de la chaudière 2, une spirale allongeant le chemin des gaz le long de la chaudière.
Toutes les chaudières comportent des fonds en pointe afin de présenter le minimum de résistance aux gaz d'échappe- ment.
Le radiateur, disposé dans la cabine des passagers pour la chauffer, est construit de mainëre à présenter une grande surface et à avoir une petite capacité en eau. Dans la plupart des cas, notamment dans les automobiles, le radiateur peut être disposé de telle manière qu'il existe une différence de niveau suffisante pour provoquer une circulation par thermo- siphon, de la chaudière au radiateur. Dans les cas où cette possibilité n'existe pas, la circulation nécessaire peut être obtenue à l'aide d'une pompe. Cette pompe peut être entraînée
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par le moteur ou, dans les avions, au moyen d'une hélice disposée dans un emplacement approprié.
Les radiateurs sont prévus pour chaque cas d'espèce, suivant la disposition du véhicule et sont, pour cette raison, construits horizontalement ou verticalement suivant les con- ditions locales.
Lesconduites d'eau ainsi que la chaudière proprement dite peuvent être mises l'abri d'un refroidissement extérieur au moyen d'une enveloppe calorifuge.
La fig. 9 représente un radiateur tubulaire qui peut être fixé contre la paroi. L'eau chaude de la chaudière arrive par la conduite montante 3, abandonne sa chaleur dans les tubes 14, puis s'écoule dans la chaudire par la conduite de retour 5, pour être chauffée à nouveau.
La prise 15 est prévue pour l'adulation d'un vase d'ex- pansion. Lorsque la chaudière est reliée au réfrigérant du moteur, cette prise est surmontée d'une soupape pour éva- cuer l'air au moment où l'on remplit le dispositif par le réfrigérant. ,
Les fig. 10,15, 11 et 16 représentent des formes de réalisation semblables.
Les fig. 12,13 et 14 représentent un radiateur hori- zontal analogue en principe à celui représenté sur la fig. 10.
Dans les autobus, c'est-à-dire dans les grands compar- timents à voyageurs, on dispose plusieurs radiateurs qui sont alimentés par la même chaudière. Dans ce cas, les dimensions de la chaudière sont naturellement proportionnées IL/, 'importance
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de l'installation. Cette remarque s'applique également aux grands avions et aux canots à moteur.
Lorsque le réfrigérant du moteur n'est pas utilisé com- fixer un tel vase sous le capot du moteur, me vase d'expansion, on peut, dans les automobiles,/ contre la parclose et le relier au dispositif de chauffage. Dans ce cas, on peut parfaitement disposer sur le tablier un thermo- mètre qui indique au conducteur la température de l'eau.
Revendications.
1. Dispositif de chauffage applicable aux véhicules munis de moteurs à combustion, dispositif comportant, d'une part, une chaudière chauffée par les gaz d'échappement et, d'autre part, des radiateurs disposés dans le compartiment des passagers et alimentés par la chaudière précitée.
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Heating device applicable to vehicles equipped with combustion engines.
Heating devices applicable to vehicles such as automobiles, canoes, airplanes, etc. have already been proposed. fitted with combustion engines, devices in which the exhaust gases pass through a boiler serving
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produce hot water or steam. The passenger compartment or cabin of the vehicle has radiators which are heated by hot water or by water vapor produced in the manner indicated above. In such devices, the drawback is encountered which results from the fact that, when the vehicle is moving, the air licking the boiler considerably cools the water heated by the exhaust gases.
As a result, it is impossible, in devices of this kind, to bring the water to a sufficiently high temperature to ensure heating.
The heater, established in accordance with the present invention, obviates the drawback specified above, in that the boiler is arranged in the exhaust duct of the engine and in order to reduce heat loss in the engine. water, said boiler is licked by the exhaust gases.
The accompanying drawing shows, by way of example only, several embodiments of the device which is the object of the present invention.
Fig. 1 shows a heating device installed on a motor vehicle.
Fig. 2 schematically shows the boiler and the pipes for the exhaust gases.
Figs. 5, 4, 5 and 6 show four different embodiments of the boiler (respectively sectional view along lines A-B and C-D in fig. 2).
Figs. 7,7b and 8 represent an / embodiment
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a by-pass valve for the exhaust gases (cut along line E-F in fig. 2).
Figs. 9 to 16 show several embodiments of radiators intended for the passenger cabin.
In fig. 1, the boiler was designated by 2. The exhaust gases pass through pipe 1 and by-pass valve 9, passing through boiler 2, the water of which they heat, then arrive in the air via the ordinary exhaust tube (or freely through air in planes). The water heated in the boiler by the exhaust gases rises as in existing central heating systems and flows through the riser 3 into the radiator
4. The radiator 4 transfers the heat to the passenger cabin and the cooled water returns to the boiler, via the return pipe 5.
The heating device shown in FIG. 1 is filled by means of the tap
6 arranged the lowest part of the installation, said tap can be connected to a water pipe using a flexible pipe. When the water is introduced, the air escapes freely through the expansion tank 7 (which, in this embodiment, can also serve as a foot heater), and through the overflow 8. Instead of the expansion valve 7 and the overflow 8, a connecting duct can be arranged between the boiler and the engine coolant, so that the hot water can be expanded by the coolant. and its overflow. In this case, a valve should be provided at the highest part of the device, that is to say on the radiator.
The filling of the device can alons be done by the refrigerant.
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Fig. 2 shows the actual boiler, which must be placed as close as possible to the engine so that the exhaust gases are cooled as little as possible, until they reach the boiler. A bypass valve is designated by 9 which can, for example, be set up as shown in FIGS. 7, 7b and 8, this valve serving to direct the stuck or partially exhausted exhaust gases, either towards the boiler or towards the bypass mounted parallel to said boiler. This bypass valve is connected to the apron of the car in such a way that the driver can easily adjust it.
There is shown in FIGS. 3,4,5 and 6 several embodiments of the boiler.
In fig. 3, the water contained in the boiler 2 is heated from the outside and from the inside by the exhaust gases.
The actual boiler is placed in a widening of the exhaust pipe so that the exhaust gases pass through the annular space 11 and into the central tube 12.
In fig. 4, the boiler is made up of several blocks 13 connected to each other; the heat of the exhaust gases is thus absorbed over as large an area as possible.
Fig. 5 shows the simplest embodiment of a boiler. In this embodiment the water is only heated from the outside.
Fig. 6 represents a star-shaped boiler with
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also a large surface to absorb heat.
In all of these embodiments the boiler, licked by the exhaust gases, is shielded from the outside air which, when the vehicle is moving, would determine the rapid cooling of the water.
Tests have shown that the embodiment shown in FIG. 5 is sufficient in most vehicles and in particular in airplanes, to bring the water to the necessary temperature in a relatively short time. The boiler can also be arranged at an angle in the widening of the exhaust tube so that the highest point of said boiler is placed towards the connection of the riser 3, which determines the circulation of the water. On the other hand, it is possible to arrange around the boiler 2, a spiral extending the path of the gases along the boiler.
All boilers have peaked bottoms in order to present the minimum resistance to exhaust gases.
The radiator, placed in the passenger cabin to heat it, is constructed from mainstream to have a large surface and to have a small water capacity. In most cases, especially in automobiles, the radiator can be arranged so that there is a sufficient level difference to cause thermosiphon circulation from the boiler to the radiator. In cases where this possibility does not exist, the necessary circulation can be obtained using a pump. This pump can be driven
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by the engine or, in airplanes, by means of a propeller arranged in a suitable location.
The radiators are designed for each case, depending on the arrangement of the vehicle and are, for this reason, constructed horizontally or vertically depending on local conditions.
The water pipes as well as the boiler itself can be protected from external cooling by means of a heat-insulating jacket.
Fig. 9 shows a tubular radiator which can be fixed against the wall. The hot water from the boiler arrives through the riser pipe 3, gives up its heat in the tubes 14, then flows into the boiler through the return pipe 5, to be heated again.
The socket 15 is intended for the adulation of an expansion tank. When the boiler is connected to the engine coolant, this outlet is surmounted by a valve to evacuate the air when filling the device with the coolant. ,
Figs. 10, 15, 11 and 16 show similar embodiments.
Figs. 12, 13 and 14 show a horizontal radiator similar in principle to that shown in FIG. 10.
In buses, that is to say in large passenger compartments, there are several radiators which are fed by the same boiler. In this case, the dimensions of the boiler are naturally proportioned IL /, 'importance
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of the installation. This also applies to large airplanes and motor boats.
When the engine coolant is not in use, include such a vessel under the engine hood, the expansion vessel, in automobiles, / against the glazing bead and connect it to the heater. In this case, it is perfectly possible to place a thermometer on the apron which indicates the temperature of the water to the driver.
Claims.
1. Heating device applicable to vehicles fitted with combustion engines, device comprising, on the one hand, a boiler heated by the exhaust gases and, on the other hand, radiators arranged in the passenger compartment and supplied by the above-mentioned boiler.