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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PREPARATION DE COMBUSTIBLES.
La présente invention est relative à la production de oha- leur et d'énergie à l'aide de mélanges explosifs, et particuliè- rement à la préparation de mélanges explosifs de ce genre.L'in- vention a pour objet un procédé et un .,appareil de mélange qui assureront non seulement une combustion plus parfaite de combus- tibles d'usage courant,raais peuvent également être employés pour introduire et préparer, en vue d'une combustion efficace, n'impor- te lequel ou tous genres de combustibles et mélanges de combus- tibles (c'est-à-dire des combustibles solides,liquides,à l'état de vapeurs ou de gaz).
D'autres buts accessoires de la présente invention consis- tent :
10) A faire varier le rapport d'air et de combustibles dans le mélange pour obtenir un rapport économique avec n'importe quel Combustible ou tous combustibles utilises pour la combustion,en vue d'assurer le rendement le plus élevé en énergie dans sa re- lation avec une économie de combustible pour tout combustible particulier ou combinaison de combustibles.
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2 ) A prévoir une combinaison telle qu'un mélange conve- nable de combustible et de l'air se produit avant l'entrée de ce mélange dans les tubes de venturi.
3 ) A augmenter l'efficacité de la combustion en mélan- geant l'air ou autres gaz et le combustible de manière à pro- duire un effet d'ionisation et un rapport élevé d'air ionisé, de vapeurs ou de mélange de gaz.
4 ) A simplifier la, construction et à combiner les organes de manière que l'admission d'air ou de gaz,l'arrivée de combus- tible à la chambre de mélange et le volume de combustible mélan- gé fourni au moteur,soient contrôlés pa,r un dispositif d'étran- glement commun ou son équivalent.
Le but principal visé par la présente invention est réalisé en introduisant de l'air ou autre agent oxydant,sous la forme de courants ayant une direction déterminée,da.ns une chambre con- tenant une cloche de réglage du vide,cette chambre etcette clo- che étant conformées de façon à cha,nger la direction des cou- rants d'air pour assurer un frottement élevé et créer un vide réglable au-dessus de la cloche,du combustible étant en même temps introduit dans cet espace où règne le vide.La façon dont les buts auxiliaires visés par l'invention sont réalisés ressor- tira de la description détaillée donnée ci-après.
L'invention est représentée dans le dessin annexé,dans lequel
La Fig.I est une vue de côté d'ensemble du présent appareil,
La Fig. 2 est une vue de côté faite suivant un plan perpen- diculaire à celui de la Fig.I.
Les Fig.3 et 3a,prises conjointement,constituent une coupe verticale axiale du dispositif,faite suivant la ligne 3-3 de la Fig.I,certains des organes ou éléments intérieurs étant à des- sein représentés en détail.
La Fig.4 est une coupe horizontale faite suivant la ligne 4-4 de la Fig.3.
La Fig.5 est une coupe horizontale faite suivant la ligne 5-5 de la Fig.3.
En se reportant au dessin,pour plus de clarté et pour la
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simplification,on va d'abord décrire succinctement les orga- nes du présent dispositif,et ensuite un peu plus en détail, leurs fonctions et le fonctionnement du présent appareil dans son ensemble,
I désigne la cage du papillon, qui,à sa partie supérieure, présente toute forme désirée et appropriée de collerette pour le fixer au collecteur d'admission du moteur, 2 désigne la soupape d'étranglement ou papillon,representé en traits pleins dans la position fermée,et en lignes ponctuées dans la Fig.3 dans sa position complètement ouverte. 3 désigne l'axe du pa- pillon, 4 le levier de commande du papillon,5 et 8 les coussi- nets de l'axe 3,et 6 et 7 des écrous de serrage pour les dits coussinets.
9 désigne un gicleur à eau,10 le guide de ce gi- cleur,II une tubulure d'admission d'eau,12 le corps de la sou- pape à eau,13 l'écrou de serrage de la soupape à eau,14 la sou- pape à pointeau à eau,16 une soupape automatique à eau comman- dant le gicleur,15 le ressort de la soupape à eau, et 21 le siè- ge de la soupape à eau,Les fonctions de cette soupape à eau se- ront indiquées ci-après.17 désigne un guide de soupape d'éva- cuation et une vis de réglage,18 la cage de la soupape de pur- ge, et 19 le corps et la tige de la soupape d'évacuation,20 dé- signe le ressort de la soupape d'évacuation,qui,en réalité, la fait agir comme une soupape de retenue automatique,
22 désigne ce qu'on appelle le corps de la chambre à clo- che,
et ce corps renferme les parties les plus importantes de 1' appareil suivant l'invention,comprenant les conduits d'admis- sion d'air,la cloche mobile,la chambre à vide et des passages, En se référant à ces éléments en detail,25 désigne la cloche de réglage du vide qui,comme représenté, est en métal plein et est en principe en forme de poire renversée,cette cloche com- portant un tube de réglage,26 qui la traverse et étant pourvue, à son extrémité supérieure,d'un bec de tuyère 23..La cloche peut également être creuse,si on le désire,le tube de réglage et le beo de tuyère étant alors fixés à ses extrémités supérieure et
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inférieure,et elle peut être faite en toute autre matière que du métal,
c'est-à-dire en une matière convenant le mieux au mélange particulier employé et au but visé. 24 désigne une bielle de commande du papillon et des gaz. 2'7 désigne un con- duit d'admission d'air,28 la cage et le siège de la soupape à air,29 la soupape à air,30 le ressort de la soupape à air,31 le guide de la soupape à air et le tube d'admission d'air,et 32 la vis de réglage du ressort de la soupape à air,vis par la- quelle la tension du ressort 30 peut-être réglée.
Le mouvement de la cloche ainsi que l'arrivée du combusti- ble s'effectuent de bas en haut, ou de derrière si le disposi- tif est placé horizontalement.A cet effet,33 désigne un carter, 34 une crémaillère circulaire ,,35 l'enveloppe de l'arbre de ren- voi,36 le coussinet de l'arbre de renvoi,37 un écrou de serrage pour ce coussinet,38 le levier de l'arbre de renvoi,39 la, poi- gnée de commande du papillon,40 l'arbre de renvoi,et 41 l'en- grenage,
Pour régler l'écoulement du combustible,les éléments sui- vants sont prévus :
50 désigne la soupape automatique à gaz, 51 le corps de cette soupape,49 la tubulure de raccordement du tuyau flexible à gaz,48 la soupape à pointeau à gaz commanda.nt l'admission,47 l'écrou de serrage de cette soupape à pointeau, 46 l'enveloppe de la soupape à, pointeau, 45 la. vis d'alignement de la soupape à, gaz,44 le manchon de la soupape à. gaz,43 un écrou de serrage de ce manchon,et 42 un écrou de serrage et de réglage pour le tube de réglage 26 de la cloche.
En se référant plus particulièrement aux fonctions de ces organes,on verra que le papillon 2 constitue l'élément princi- pal commandant l'admission de combustible dans le collecteur.
Ce papillon est lui-même commande par la bielle 24 reliée au levier 38 de l'arbre de renvoi et à la poignée 39 de commande du papillon, et qui constitue une forme désirée quelconque de commande mécanique,réalisée par exemple par un levier mû à la main,par un accélérateur actionné à l'aide du pied,etc..Le pa-
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pillon se déplace sur l'arbre 3, auquel il est fixé par des vis de serrage 52 et 53.Le levier 4 du papillon, en vue d'être actionné, est relié, à l'aide de la bielle 24,au levier 38 de 1' arbre de renvoi et à la poignée 39 de commande du papillon.Le gicleur à eau 9 et la tubulure d'admission II constituent des éléments importants.Le gicleur est fixé dans le guide 10,et 1' eau passe, par la tubulure II,
dans le corps de soupape 12 qui renferme la soupape à eau.L'ecrou de serrage 13 constitue un organe de commande et de réglage de la soupape à pointeau à eau 14 qui,à son tour,règle la quantité d'eau admise dans la soupape automatique à eau I6.Le ressort 15 commande l'action de la soupape à eau 16 et oppose une résistance à l'action de l'aspiration du moteur, afin d'ouvrir et de fermer la soupape automatique 16.Cette soupape 16 commande les quantités varia- bles d'eau ou de vapeur d'eau ajoutees au combustible intime- ment mélangé dans le corps du clapet d'étranglement,
au moyen d'une fine pluie d'eau ou de vapeur d'eau projetée à des vi- tesses variables.Il y a lieu de remarquer particulièrement que cette action est entièrement automatique étant due à l'aspira- tion du moteur et à la résistance opposée par le ressort 15 de la soupape 16 et dépendant de cette aspiration et de cette résistance.
Le guide 17 et la vis de reglage montés dans la cage 1 du papillon servent à guider la soupape d'évacuation automatique 19.Cette vis règle la tension du ressort 20 de la soupape 19.
Il y a lieu de remarquer que la soupape d'évacuation 19 consti- tue un dispositif automatique de sécurité dans la cage I du pa- pillon, afin d'empêcher tout retour de flamme qui pourrait au- trement se produire.Cette soupape d'évacuation automatique 19 est le point le plus sensible dans la cage 1 du papillon,et elle s'ouvre immédiatement lorsqu'il se produit une contrepres- sion,un retour de flamme,ou des explosions anormales.La tension ou pression contre' laquelle la soupape 19 doit agir est déter- minée en réglant la tension du ressort 20.
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Le bec de tuyère 23 attaché à la cloche 25, et le tube de réglage 26 constituent les moyens par lesquels le gaz ou les éléments combustibles sont introduits da.ns la chambre de la cloche délimitée par le corps 22,cette chambre étant la chambre de mélange de l'air et du gaz.La bielle 24,reliée a.u levier 4 du papillon et au levier 28 de l'a.rbre de renvoi, constitue un organe de commande des gaz qui synchronise 1' admission et le débit de gaz et de combustible en assurant une action de commande sur la source de combustible,à l'en- droit de la soupape automatique 50, du fait que cette bielle est reliée au levier 38 de l'arbre de renvoi,
La cloche 25 de réglage du vide a principalement pour fonction de constituer une surface contre et sur laquelle vient frapper l'air admis par les conduits 27,
afin de produire le vide et des courants tourbillonnants dans la chambre déli- mitée par le corps 22.Cette cloche est régla,ble,ce qui permet de modifier l'écoulement la turbulence et les endroits par les- quels les courants tourbillonnants passent dans le vide.L'ac- tion de cette cloche est entièrement automatique,et à cette dernière sont fixés le bec de tuyère 23 et le tube de réglage 26, qui constituent les moyens par lesquels la cloche 25 peut être réglée automatiquement,ce tube étant µ son tour actionné par la crémaillère circula,ire 34.
Le tube 26 de réglage de la cloche est également réglable indépendamment de la commande du papillon, en desserrant l'écrou de serra,ge 42 (Fig. 3a), ce qui permet de faire tourner la crémaillère circulaire 34 vers le haut ou vers le bas sur le tube 26 et,après ce régla.ge,de la verrouiller à nouveau en position en resserrant l'écrou 42.
De même que la cloche de réglage du vide,le conduit d'ad- mission d'air 27 constitue un élément important,Comme représenté ce conduit affecte la forme d'un disque aya.nt une épaisseur d'environ 18 millimètres et percé de trous disposés suivant quatre cerclls conoentriques.Dans une disposition appropriée,
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la rangée située la plus à l'intérieur peut comporter 48 trous ayant le diamètre d'un foret ? 51;la seconde rangée à partir du centre peut comporter 42 trous, la troisième ran- gée 45 tours, et la rangée la plus à l'extérieur 48 trous,les trous de ces trois dernières rangées ayant le diamètre d'un foret N 4S.I1 est entendu que toutes ces dimensions peuvent être modifiées sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Les deux rangées intérieures de trous sont alignées de maniè- re que les courants d'air qui les traversent viennent frapper la partie inférieure ou allant en s'évasant de la cloche 25, tandis que les deux rangées extérieures de trous sont ali- gnées de façon que les courants d'air qui les'traversent frap- pent normalement,suivant un courant circulaire,contre les pa- rois coniques convergentes intérieures du corps 22.L'air ve- nant ainsi frapper oontre les surfaces coniques respectives crée des remous et des courants rotatifs d'air se déplaçant à une très grande vitesse et attirés,dans l'espace existant au-dessus de la cloche 25 et où règne le vide,par l'aspica- tion créée par le moteur,et comme le combustible est également attiré vers le haut en même temps,
"la turbulence dans le vide" est produite,ce que le demandeur considère comme ayant été le premier à avoir trouvé,et comme constituant un moyen per- mettant d'obtenir un mélange combustible finement divisé et extrêmement efficace,et de l'ioniser.Il y a lieu d'indiquer ici que l'analyse du mélange et des produits de la combustion obtenus par cette appareil d'ionisation,indiquerait l'élimi- nation complète de l'oxyde de carbone, une combustion aussi parfaite que possible, et,par suite,une très grande augmenta- tion de la puissance et de la vitesse du moteur pour la même consommation de combustible,En outre, par suite de la combus- tion parfaite, des essais effectués aveo des moteurs de type courant pendant des périodes de temps très longues, montrent que les parois des cylindres,les têtes des pistons,les pointes
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des bougies d'allumage,
et tous les autres organes qui sont ordinairement plus ou moins recouverts de carbone du fait d' une combustion imparfaite,sont absolument nets et propres et exempts de toutes matières étrangères.De plus la présence d' ozone est manifeste dans la chambre à vide délimitée par le corps 22 au-dessus de la cloche 25,et il y a lieu de remarquer que la forme de cette dernière et des parois de l'enveloppe est telle qu'un frottement maximum estproduit par les cou- rants d'air, de sorte que l'on estime que l'air et le mélange sont non seulement ionisés,mais ozonisés,et que non seulement le combustible est très finement subdivisé et intimement mé- langé par la turbulence de l'air dans le vide,
mais que l'effet oxydant de l'oxygène de l'air sur le combustible est fortement augmenté.Ceci est en outre démontré par le fait que la coinbus- tion est instantanée,uniforme et pratiquement complète,et cela à un point tel que l'on se propose d'établior un moteur à deux temps pour ce carburateur,moteur destiné à remplir toutes les fonctions du moteur à quatre temps actuel.Les produits de la combustion étant neutres, ils ne nécessitent pas le balayage complet qui est nécessaire dans un moteur à, quatre temps.
Une cage et un siège de soupape à air 28 sont attachés au corps 22 de la chambre de la cloche,et renferment une sou- pape à air 29 qui est commandée par un ressort 30 et, au moyen de la traction du ressort dont l'action est automatique et in- dépendante de l'aspiration du moteur,règle le volume d'air in- troduit dans le carburateur par les conduits d'admission d' a.ir 27.
Le guide de la soupape à, air etle tube de réglage d'ad- mission d'air 51 sont fixés au conduit d'admission d'air 27 en son centre, et, à son extrêmité opposée, le tube 31 est fixé à la crémaillère circulaire 34.Le tube 31 est indépendant de l'action de la cloche 25 de réglage du vide et maintient en place le conduit 27 qui se déplace le long de ce tube 32.La
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vis de réglage 32 assure la commande manuelle,mécanique et au- tomatique de la soupape à air 29, par suite de son action sur le ressort 30 de cette soupape à air,
Le carter 33 renferme le dispositif à crémaillère et pignon 34,35,36 et 37.La crémaillère circulaire 34 actionne le tube 26 de réglage de la cloche, le conduit d'admission d'air 27,la cloche 25 de réglage du vide,et la soupape automatique à gaz 50,
et constitue la commande automatique principale pour effectuer le réglage des zones ou aires où règne le vide,et assurer l'écoulement de l'air et l'admission de gaz dans le corps 22 de la chambre de la cloche.La crémaillère 34 est ac- tionnée de la manière suivante :
l'enveloppe 35 de l'arbre de renvoi porte le coussinet 36,l'écrou de serrage 37 et l'arbre de renvoi 40, et elle est solidement reliée au carter 33 par une rondelle 57.Le levier 38 fait tourner l'arbre de renvoi 40 qui porte la roue d'engrenage 41 en prise avec la crémail- lère 34 et déplaçant cette dernière vers le haut et vers le bas,actionnant ainsi le conduit à air 27,la cloche 25 et la soupape automatique à gaz 50.Le levier 38 est fixé à la poi- gnée 39 de commande du papillon et à la bielle 24, ce levier transmettant le mouvement au papillon et à la bielle 24 et étant actionné par la poignée 39,qui constitue la commande manuelle,mécanique ou automatique de l'appareil à ioniser au moyen de la roue d'engrenage 41 et de la crémaillère 34, qui transmet le mouvement de la poignee 39 au papillon 2,à la soupape 4 gaz 50,
au conduit d'admission d'air 27,et à la clo- che 25,et synchronise également ces commandes à l'aide de la bielle 34.L'extrémité non filetée de la vis 45 d'alignement de la soupape à gaz 50 entre dans une fente ménagée dans le côté de cette dernière et la maintient en alignement pendant son déplacement dans l'enveloppe 51.Sous ce rappart, l'écrou de serrage 47, par son réglage,commande l'action de la soupape à pointeau à gaz 48:
Le combustible entre dans l'appareil à ioniser par la tubulure 49.La soupape automatique à gaz 50,étant atta-
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chée au tube 26,est actionnée par le mouvement transmis, à partir de la poignée 39,par la crémaillère 34 et le pi- gnon 41,et elle se déplace dans l'enveloppe 51,permet tant l'entrée graduelle de gaz dans le tube 26.L'enveloppe 51 renferme le dispositif de soupape automatique à, ga,z 43,44, 45,46 et 50.
Le manchon 54 guide et aligne le tube 26 de régla.ge de la cloche dans son déplacement à travers l'enveloppe 51, permettant ainsi le réglage extérieur manuel,mécanique ou automatique de la cloche 25.Le manchon 54 est pourvu d'une garniture et est attaché à la vis 55. Le siège 56 du ressort de la soupape à air est un siège mobile sur lequel le res- sort 30 se déplace en créant une tension dont l'action est automatique et dépend de l'aspiration du moteur,en régla.nt le volume d'air introduit dans le carburateur.
Succinctement décrit,le fonctionnement de ce disposi- tif est le suivant:
Le gaz ou autre fluide combustible entre par la tu- bulure 49 et a,rrive à la soupape automatique à gaz 50.L'écou- lernent est réglé par le dispositif de soupape apointeau, 46, 47 et 48.En règlant la soupape à pointeau 48,toute quantité désirée de gaz peut être introduite dans la, chambre de mélan- ge.Le gaz passe alors par la soupape 50, en empruntant l'ori- fice ménagé dans la, paroi latérale de l'enveloppe, il passe ensuite à, travers le tube 26,et arrive au bec de tuyère 23 de la cloche 25, bec de tuyère par lequel il estdistribué dans la chambre délimitée par le corps 22.L'air entre dans le car- burateur par la soupape 29,il passe à travers le conduit 27,
frappe alors contre la cloche 25 et les surfaces intérieures du corps 22,où il est soumis! une turbulence et tend à, créer un vide partiel par suite des angles particuliers d'incidence et de réflexion produite par la forme de la. cloche 25 le long de laquelle il s'écoule.Ce .vide partiel s'ajoute au vide par- tiel régnant dans la charabre supérieure et produit par l'as-
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piration du moteur,mais il ne doit pas être oonf ondu avec lui Le vide ainsi créé attire le combustible du beo de tuyère 23 et l'aspire dans son tourbillon où il est agité et intimement mélangé avec le courant d'air, jusque, ce qu'il soit projeté hors du courant tourbillonnant dans la partie supérieure ré- trécie du corps 22.
A ce moment,la soupape automatique à eau 16 s'ouvre et projette une fine pluie d'eau dans le combusti- ble qui est maintenant intimement melangé avec l'air,Le volu- me de cette fine pluie ou vapeur d'eau ainsi introduit dans le combustible est réglé par l'action automatique de soulève- ment et d'abaissement de la soupape automatique à eau 16,ainsi que par le réglage à la main du dispositif de pulvérisation d'eau à soupape à pointeau 11,12,13 et 14.Lorsque ce dispo- sitif est réglé, la quantité d'eau ajoutée au combustible par l'action automatique de la soupape 16 dépend des impulsions du moteur, de sorte qu'on peut satisfaire ainsi automatique- ment aux besoins variables dus aux variations de marche du moteur,
Le dispositif de pulvérisation d'eau fonctionne comme suit:
Après que l'eau a été distribuée par la soupape à poin- teau 14,elle passe,par un conduit ménage dans le guide 10, jusqu'à la tige de la soupape 16,et descend à travers ce sys- tème par un canal représenté entre la tige de la soupape 16 et le guide 10 (voir Fig.4), jusqu'à ce qu'elle passe finale- ment par des ouvertures qui sont pratiquées à des distances inégales les unes des autres dans la tige de la soupape 16 et monte,±-- un canal ménagé dans la dite tige,jusqu'à une petite chambre formée dans le guide de soupape 10.De cette chambre, l'eau passe, @@@ le gicleur 9, dans la cage I du papillon,où elle est introduite à l'état de fine pluie ou de vapeur,on cornpren- dra que cette fine pluie d'eau, ou vapeur d'eau, a pour but d' introduire des éléments supplementaires (hydrogène et oxygène)
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dans le combustible intimement mélangé, augmentant ainsi en- core da.vantage sa volatilité ou ses propriétés explosives). ou les deux.Immédiatement après avoir reçu cette fine pluie d'eau,le combustible passe,par le papillon 2, dans le collec- teur du moteur,et de là dans le ou les cylindres pour y être immédiatement utilisé.Il doit se produire une ionisation com- plète du mélange juste avant son entrée dans le ou les cylin- dres,et sa réduction complète par suite de l'explosion se produisant dans ces derniers.
Le principe de la présente invention consiste en ce qu'en dirigeant convenalement des courants d'air dans une chambre de forme convenable,et en assurant une arrivée de com- bustible dans cette chambre au point voulu,on peut créer un vide partiel et produire des oourants tourbillonnants qui dé- termineront le mélange parfa.it et l'ionisation du combustible et de l'air dans ce vide partiel,par turbulence dans ce der- nier.Le mélange est également plus parfait que celui pouvant être obtenu par les moyens connus jusqu'ici ou simplement par des moyens mécaniques,et en raison du frottement,de l'élec- @ trification,et d'autres causes qui ont été indiquées,
il se produit une ionisation et une ozonisation par lesquelles il se manifeste da.ns le mélange même une a.ction intérieure qui tend à le rendre uniforme et permet d'obtenir,en majeure par- tie sinon complètement,un mélange explosif parfaitement ho- mogène.Les principes qui ont ainsi été découverts ne sont pas encore complètement compris du demandeur, mais il les a décrits ici de son mieux,ainsi que le meilleur mode de réal- lisation qu'il connaisse,permettant leur mise en oeuvre, Il est entendu que la présente invention n'est pas limitée aux détails des dispositions décrites ici, et que des modifi- cations d'importance secondaire peuvent être apportées a.u mécanisme ainsi qu'au mode de fonctionnement,sans sortir pour cela du cadre de l'invention.