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Il Perfectionnements à la production de mélanges combus- tibles pour moteurs à carburateurs destinés à être alimentés par des combustibles lourds et dispositif utilisé Il.
Dans le fonctionnement des moteurs à carburateurs utilisant des combustibles lourds tels que des huiles de pétrole, de grandes difficultés ont été rencontrées pour obtenir une combustion complète du combustible , particulièrement dans les moteurs qui fonctionnent avec une charge variable tels que les moteurs d'automobiles ou les moteurs de bateaux. Un des résultats de ces diffi- cultés rencontrées est que le combustible non consumé pénètre et tombe dans le carter du moteur où il se mélan- ge avec l'huile lubrifiante pour la détériorer ce qui fait que la lubrification du moteur se trouve mal as su- rée; en outre, le fonctionnement du moteur n'est pas économique .
Pour obvier à cet inconvénient, des efforts
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ont été faits jusqu'ici pour récupérer l'huile par puri- fic&tion de celle-ci à partir de l'huile de pétrole; mais cela a conduit à des dispositifs compliqués.
La présente invention est relative à un procédé de production d'un mélange combustible pour Motours à carbu- rateur, moteurs destinés à être alimentés par des com- bustibles lourds tels que des huiles de pétrole; grâce % la présente invention, l'inconvénient de la dilution de l'huile dans le carter du moteur est empêchée et une économie notable de combustible est réalisée . Le procé- dé qui fait l'objet de l'invention est caractérisé essen- tiellement par le fait que l'air de combustion et le combustible gazéifié ou atomisé préalablement chauffé sont mélangés, avant leur entrée dans les cylindres du moteur, avec une quantité de vapeur,telle que la quanti- té d'eau vaporisée soit comprise entre un minimum de 15 % et un maximum de 500 % du volume du combustible liquide fourni dans le même temps.
Il est déjà connu d'introduire une petite qualtité de vapeur avec le combustible dans les cylindres du moteur, mais cette petite quantité de vapeur servait seulement, comme dans le cas bien connu d'introduction d'eau dans les cylindres, comme anti-détonant pour per- mettre une augmentation du taux de compression.
L'introduction d'eau sous la forme de vapeur et suivant les quantités extraordinairement grandes qui sont indiquées dans la présente invention permet de maintenir constant le rapport entre la quantité de com- bustible et l'air de combustion dans les cylindres et pour des charges sensiblement différentes, grâce à quoi l'allumage est assuré et les conditions de la combustion sont rendues favorables. Des essais ont montré que la combustion est si complète que, par exemple, avec, comme
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combustible, une huile de pétrole la totalité de la quantité de combustible introduit est consumée et qu'aucune dilution appréciable de l'huile dans le carter ne se produit.
Le fait que le rapport entre la quantité de combus- tible et l'air de combustion peut être maintenu constant a pour résultat qu'aux faibles charges, par exemple lors- que la quantité de combustible fournie diminue, une par- tie du volume du cylindre se remplit de vapeur. Il est possible, cependant, au lieu de fonctionner avec un rap- port constant entre l'air fourni et la vapeur ffournie, ce qui peut être de préférence obtenu de telle manière que l'air de combustion qui pénètre dans le moteur soit obligé d'entraîner de l'eau ou de la vapeur à partir d'un appareil de vaporisation tel qu'un échangeur de chaleur dans lequel les gaz d'échappement du moteur sont utilisés pour la vaporisation, de fournir l'eau au moyen d'un récipient spécial à flotteur ou d'introduire d'eau de quelque autre manière en quantité déterminée.
Dans les moteurs qui présentent une charge sensible- ment variable tels que les moteurs d'automobiles et de bateaux, on a constaté que le meilleur résultat était obtenu lorsque la quantité d'eau vaporisée en fonction- nement était comprise entre 25 et 150 % et de préférence entre 30)et 50 % du volume du combustible liquide fourni dans le même temps.
La grande quantité de vapeur produite fait proba- blement que la combustion est réalisée à une vitesse plus faible, ce qui donnerait en quelque sorte une oombustion à pression égale. On peut également considé- rer le moteur comme étant à la fois un moteur à combus- tion et un moteur à vapeur.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention et le
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dispositif qui permet de le mettre en oeuvre vont re décris plus en détail dans la description qui va sui- vre, description qui se rapporte à un moteur représenté à titre d'exemple sur le dessin annexé et muni d'un dispositif permettant de le faire fonctionner soit avec un combustible volatil, soit avec un combustible lourd,
La figure 1 montre la partie supérieure du moteur vu du c8té du carburateur;
La figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1;
La figure 3, enfin, montre un mode de réalisation modifié du moteur.
Sur les figures 1 et 2, le moteur est désigné par 1, le tuyau de distribution aux cylindres est désigné par 2 et la tubulure d'échappement est désignée par 3.
Le carburateur, dans son ensemble, est désigné par 4 et sa chambre à flotteur par 5. Le tuyau d'admission d'air au carburateur (air qui peut être chauffé préala- blement si on le désire) est désigné par 6.
Dans la conduite d'admission entre le carburateur 4 et le tuyau de distribution 2 est placé un échangeur de chaleur 7 dans lequel le mélange combustible fourni au moteur est chauffé par les gaz d'échappement dudit moteur. Dans l'exemple représenté, l'échangeur de chaleur comporte un tube intérieur 8 qui est relié à une de ses extrémités au carburateur 4 et, à son autre extré- mité, au tuyau de distribution 2; ledit échangeur compor- te également une enveloppe extérieure 9 entourant le tu- be 8, de façon qu'entre eux soit formé un espace 10 dans lequel les gaz d'échappement passent à partir de la tubu- lure d'échappement 3 à travers des ouvertures 11.
Après que les gaz d'échappement chauds se sont écoulés autour du tube 8 et en contact avec ce tube, ils revienne nt par un tuyau de dérivation 12 à la conduite d'échappement.
Des registres peuvent être prévus dans la conduite d'é-
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chappement 5 et dans le tuyau 12 de façon que toute la quantité des gaz d'échappement ou une partie plus ou moins grande de ceux-ci, suivant le désir, puisse être amenée dans le tuyau 12, ce dernier pouvant être également)complètement fermé,-par exemple si, pour une raison ou pour une autre, il était désirable de fajre fonctionner le moteur avec un combustible volatil seule- ment, cas dans lequel il n'est pas besoin de chauffer préalablement ou de vaporiser le mélange combustible.
Dans l'exemple représenté, le même carburateur 4 et la même chambre à flotteur 5 sont utilisés à la fois pour le combustible volatil et pour le combustible lourd. Le conduit d'alimentation pour le combussible volatil, par exemple l'essence, est désigné par 13, tandis que le conduit d'alimentation pour le combustible lourd, tel que l'huile de pétrole, est désigné par 14.
Les conduits 13 et 14 débouchent dans un boisseau de robinet 15 qui, à son tour, est en communication avec la chambre à flotteur 5 par un conduit 16. Le robinet est un robinet à trois voies qui peut être manoeuvré au moyen d'une poignée 17 suivant le combustible désiré.
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Pour faciliter la gazéification ou l'atomisation du combustible lourd, ce dernier est chauffé avant d'être introduit dans le carburateur. Le chauffage préalable est, de préférence, effectué par une partie 14a du tuyau 14 qui s'étend à l'intérieur de la tubulure d'échappement 3.
La vapeur est aspirée dans les cylindres d'une ma- nière telle qu'elle pénètre dans ceux-ci mélangée avec l'air de combustion et avec le combustible gazéifié ou atomisé. Dans l'exemple considéré, ce résultat est obte- nu par le fait que la vapeur est introduite dans le carburateur 4 au moyen d'un tuyau 20. Dans le tuyau 20 est prévu un robinet 21 de réglage ou de suppression
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qui peut être actionné au moyen d'un axe 22, par exemple à partir du siège du conducteur d'une automobile. Pour faciliter la formation de vapeur partir de l'eau, il est préférable de réchauffer préalablement l'eau à l'aide des gaz d'échappement avant que ladite eau soit introduite dans le carburateur; ce résultat est obtenu par exemple, par une partie 20a du tuyau 20 qui s'étend à l'intérieur du conduit d'échappement 3.
Le réchauffage prâlable est de préférence , poussé assez loin pour que la température de l'eau s'approche de la température de vaporisation; en outre, un dispositif mécanique peut être prévu pour introduire l'eau dans le carburateur à un état finement divisé.
Après que l'air a été mélangé dans le carburateur avec le combustible et avec l'eau, le mélange est aspi- ré à travers l'échangeur de chaleur 7 dans lequel la va- porisation se poursuit en même temps que la température augmente de telle façon que la totalité ou pratiquement la totalité de l'eau soit introduite dans les cylindres sous la forme de vapeur en même temps que le combustible qui est de même soigneusement vaporisé, gazéifié ou ato- misé. Pour faciliter la dissipation de la chaleur et pour obtenir un mélange plus intime et une bonne atomi- sation du mélange combustible, on a prévu des chicanes ou une plaque de dispersion 23 ou un autre organe analo- gue dans le tube 8 immédiatement derrière le carburateur, ledit organe étant prévu pour provoquer une certaine turbulence du mélange combustible.
Le moteur décrit est mis en marche avec un combus- tible volatil; après que le moteur a pris une tempéra- ture convenable-;, le robinet 15 est manoeuvré pour le fonctionnement avec le combustible lourd; en outre, le robinet 21 paur l'eau est ouvert. La manoeuvre du robi- net 15 au moins et également, de préférence, celle du r.
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robinet 21 peuvent être effectuées au moyen d'un régu- lateur fonctionnant automatiquement par exemple au moyen d'un dispositif thermostatique.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figu- re 3, les organes correspondants ont été désignés par les mêmes nombres de référence que sur les figures 1 et 2..Dans le cas présent, l'échangeur de chaleur 7 est relié, du côté de l'entrée, à la tubulure déchappement par un tuyau 25 qui, si on le désire, peut être muni d'un papillon 26, grâce auquel l'écoulement des gaz d'é- chappement à travers l'échangeur de chaleur peut être supprimé ou être contrôlé. Les parties 14a et 20a, pour le chauffage préalable, parties prévues dans les tuyaux 14 et 20 sont disposées dans le.tuyau de dériva- tion 12.
Dans le mode de réalisation considéré, on a prévu des chambres à flotteur distinctes pour le combustible lourd et pour le combustible volatil. En outre, on a disposé une chambre à flotteur pour l'eau, celle-ci étant aspirée à partir de la dite chambre dans le carburateur de la même manière que le combustible. Ces trois cham- bres à flotteur sont formées dans une enveloppe commune à flotteur 27 divisée en trois parties. Un dispsitif de manoeuvre peut être actionné au moyen d'une poignée 28 pour fermer ou -pour ouvrir la communication entre les chambres à flotteur et le carburateur, de telle manière, par exemple, que, lorsque l'alimentation en essence est supprimée, l'alimentation en combustible lourd et en eau soit ouverte.
Si on le désire, le dispositif de manoeuvre peut être actionné au moyen d'un régulateur agissant d'une façon automatique et fonctionnant par exemple suivant la température de l'échanceur de cha- leur 7.
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Le chauffage préalable de l'eau et du combustible est poussé assez loin pour que l'eau au moins soit amenée à une température voisine de la température de vaporisation, mais il ne doit pas être suffisamment in- tense pour que cette température de vaporisation soit dépassée, ceci dans le but d'empêcher la formation de vapeur dans les deux chambres à flotteur et pour s'assu- rer qu'un liquide et non pas un mélange incontrôlable de liquide et de vapeur s'échappe des chambres à flo t- teur à travers les gicleurs.
Les parties 20a et 14a des tuyaux à eau et à combustible respectivement,parties qui sont disposées dans la tubulure d'échappement, peuvent être réglées par rapport à la longueur de ladite tubulure de telle manière que le degré de chauf- fage préalable du combustible et (ou) de l'eau puisse être modifié.
Il est évidemment que,dans les dispositifs dé- crits, la vapeur est aspirée pendant toute la période d'aspiration, L'invention n'est pas cependant limitée à ce cas puisqu'on a constaté que, dans certains cas ou pour d'autres types de moteurs, il était avantageux d'amener la vapeur aux cylindres pendant seulement une partie de la période d'aspiration .
La vaporisation de l'eau peut évidemment avoir lieu dans une certaine mesure à. l'intérieur du carburateur ordinaire 4 qui peut être muni, si on le désire, d'un dispositif de chauffage; mais, d'une façon générale, il parait préférable d'amener l'eau atomisée à travers un dispositif de chauffage spécial derrière le carbura- teur comme, par exemple , dans le mode de réalisation représenté . D'autre part, il est également possible d'amener l'eau chauffée préalablement directe::lent à l'échangeur de chaleur 7, de façon qu'elle n'ait pas
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besoin de passer par le carburateur 4.
Dans certaines circonstances, l'effet surprenant auquel , comme l'ont montré des essais, on arrive avec un combustible lourd particulièrement avec une huile de pétrole parait pou- voir être obtenu avec d'autres combustibles également par exemple avec du gaz de gazogène , du gaz de houille, etc.., et également avec des combustibles liquides vola- tils;c'est pourquoi l'invention ne doit pas être consi- dérée comme étant limitée aux moteurs fonctionnant avec des combustibles lourds seulement.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de production de mélange combustible pour moteurs à carburateur destinés à être alimentés avec des combustibles lourds, tels que des huiles de pétrole, procédé caractérisé par le fait que l'air de combustion et le combustible gazéifié ou atomisé préalablement chauf- fésont mélangés, avant d'être introduits dans les cy- lindres du moteur, avec une quantité de vapeur telle que la quantité d'eau vaporisée soit égale à ,au mains, 15 % du combustible liquide fourni dans le même temps.
2. Procédé tel que celui revendiqué sous 1) et appliqué aux moteurs à charge variable, tels que les moteurs d'automobile, procédé caractérisé par le fait que la quantité d'eau vaporisée, pendant le fonctionne- ment, est comprise entre 25 % et 150 % , et de préféren- ce entre 30 % et 50 % environ, du volume de combustible liquide fourni dans le même temps.
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