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Carburateur.
Il est difficile, en employant des carburateurs connus à ce jour, de former avec le carburant et l'air comburant un mélange combustible assurant une bonne utilisation tant qua- litativement que quantitativement. dont
Dans les temps/on dispose pour préparer le carburant il n'est pas possible d'utiliser exclusivement la volatilisa- tion de celui-ci, bien que les carburateurs à surface établis sur ce principe soient parvenus à de bons résultats quant à la
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consomma-tion de carburant. Il est nécessaire que le mélange combustible soit formé de particules de carburant aussi fines que possible en suspension dans l'air comburant.
A cet effet et jusqu'à ce jour on a presque exclusivement employé comme force de subdivision mécanique l'effet de choc de courant d'air aspiré, comme par exemple dans tous les carburateurs com- portant des dispositifs de pulvérisation. Cette subdivision mécanique a permis de construire des carburateurs qui fonc- tionnent parfaitement avec l'essence et le benzol, quoique la consommation de carburant soit plus forte que dans le cas des carburateurs à surface.
Ce qui empêche aussi d'utiliser plus complètement le carburant grâce à une meilleure formation du mélange est le long trajet, impliquant de fortes possibilités de condensa- tion, que le mélange doit parcourir, parce qu'il faut un cer- tain temps pour que le carburant se subdivise et se mélange, et la conduite d'aspiration doit jouer le rôle de réservoir d'alimentation.
La présente invention permet d'améliorer la subdivision du carburant par des forces autres que celle du courant d'air, ce qui rend possible un abaissement de la consommation de car- burant ainsi que des frais de fonctionnement du moteur à com- bustion interne du fait que l'on réduit les trajets d'aspira- tion, et par suite la condensation, et qu'on augmente le degré d'admission dans le moteur.
D'autre part, le mélange se formant dans de meilleures conditions, la consommation de carburant ne peut que diminuer.
En outre, les frais de fonctionnement se trouvent d'une façon générale diminués parce qu'on peut utiliser aussi des combustibles moins coûteux, comme les huiles de goudron,etc.
Sous ce rapport, l'objet de la présente invention réalise une amélioration qualitative du mélange. Mais du point de vue quantitatif également, c'est à dire sous le rapport de l'affec- tation de la quantité convenable de combustible à l'air combu- @
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rant, la présente invention assure des avantages, car elle renonce délibérément à la pulvérisation du combustible par le moyen de l'air comburant aspiré.
Comme preuve de ce fait on peut considérer la simplicité du réglage de tout moteur à gaz, où l'on fixe une fois pour toutes les sections de passage res- pectives de l'air et du gaz, le réglage possible portant dès lors sur le degré d'admission au moyen d'un papillon sans que soit modifié le dosage du mélange de gaz et d'air puisque les mêmes lois régissent leurs vitesses d'écoulement respectives.
Tel n'est pas le cas pour le carburateur à pulvérisation.
Alors que l'air afflue dans le carburateur d' après la relation parabolique c. Q2 - H, c désignant un facteur qui dépend de la section, de la viscosité, etc.... la quantité qui s'écoule par unité de temps et H la dépression, l'écoulement du combustible est régi par une loi approximative: ci (q - c2) Q, = H. Comme H, la dépression, a la même valeur pour l'air et pour le carburant, et à cause du membre c2 - Q de l'équation, il ne se produit jamais une complète concordance pour toutes les grandeurs de H.
C'est pourquoi dans tous les carburateurs à pulvérisation, on s'efforce de compenser .ces erreurs par des buses de correction, de l'air de freinage, etc. sans que le but soit cependant complètement atteint car on ne dispose jamais que d'une force, celle de la dépression.
Comme la présente invention donne le moyen de pulvériser le carburant par d'autres forces, il est possible de prélever ce carburant pulvérisé dans une chambre à gaz tout comme dans un moteur à gaz, le réglage s'opérant alors de même que pour ce dernier.
L'invention grâce à laquelle on réalise les avantages susindiqués se rapporte à un carburateur pour moteurs à combustion interne dans lequel on tire parti de ce fait, connu en tant que phénomène physique, que les liquides légers se pulvérisent sous l'action de vibrations. Suivant l'invention, la fréquence
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de ce mouvement vibratoire sera utilement portée jusque dans la zone des ondes ultrasonores, si bien qu'il se produit une pulvérisation du carburant qui atteint presque la limite moléculaire.
Il se forme ainsi un brouillard analogue à une fumée, suspendu dans l'air environnant, très faiblement sujet à se condenser et d'une finesse telle qu'examinées à l'ultra-microscope dans de l'air calme les petites gouttelettes décrivent dans leur chute de vifs mouvements de zigzag qu'on doit considérer comme effet des chocs moléculaires entre l'air et les gouttelettes.
Ce phénomène de la pulvérisation presque moléculaire de liquides est certes connu en soi, mais son application aux carburateurs est nouv elle et présente quant à l'utilisation du carburant dans le moteur à combustion interne des avantages importants si l'on considère également que la grosseur d'une goutte produite par l'effet d'aspiration est à celle d'une gouttelette formée par la voie ultrasonore à. peu près comme 1:10.000
La subdivision du carburant en gouttelettes aussi minuscules ne pouvait pas se produire jusqu'à ce jour dans les carburateurs connus. L'utilisation du combustible devient ainsi, suivant l'invention, véritablement idéale, car la surface totale du carburant offerte à l'oxydation devient extrêmement grande.
L'emploi d'huiles lourdes peu coûteuses se trouve ainsi assuré et le réglage peut s'effectuer d'après les principes qui valent pour le moteur à gaz.
Suivant l'invention, les vibrations destinées à pulvériser le carburant sont utilement engendrées au moyeh d'une plaque recouverte de carburant ou à l'aide d'un autre agent transmettaht des ondes vibratoires.
Dans la réalisation du carburateur, on constituera utilement au moyen d'un solide vibrant à une fréquence ultrasonore, par exemple un cristal électriquement excité, la paroi d'une chambre à carburant dans la-quelle celui-ci sera maintenu à un niveau déterminé par des dispositifs connus; à très faible dis-
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tance au-dessus ou au-dessous du plan de carburant sera disposée une plaquette percée de trous, ou un organe analogue, interdisant aux vibrations ultrasonores l'accès d'une chambre de mélange annexe, auquel cas, afin d'intensifier l'action produite et de tirer parti d'un effet de vague, le plan decarburant peut se trouver placé au voisinage du foyer du cristal évidé à la meule sensiblement à la forme paraboloïde.
On concentre ainsi l'action des vibrations ultrasonores sur une plage limitée au voisinage ou même à la surface du plan de carburant et non seulement on utilise l'effet dispersif de l'ultrason pour obtenir la désagrégation du carburant mais on utilise également la particularité propre à l'ul- tra,son d'amener le liquide à bouillonner ou à former des vagues.
Dtautre part, grâce à la réalisation du carburateur suivant l'invention, on évite que les ondes ultrasonores puissent exercer un effet coagulant sur le mélange de carburant et d'air, car la chambre de mélange se trouve abritée contre l'action des ondes ultrasonores.
Le carburateur suivant l'invention est utilement pourvu d'un réglage du fait que le carburant réduit en brouillard est mélangé avec de l'air comme dans un bec Bunsen puis est aspiré dans le cylindre après avoir franchi un papillon d'étranglement du mélange, les trajets parcourus en aspiration demeurant courts.
Suivant l'invention, le niveau de carburant est utilement maintenu constant au-dessus du dispositif vibratoire au moyen d'un système à flotteur.
On peut également réaliser l'objet de l'invention en prévoyant une chambre de mélange de laquelle le carburant, réduit en brouillard extrêmement fin, par suite d'une liaison entre la chambre de mélange et l'air extérieur, liaison dont la section est un peu plus faible que celle de la buse à gaz, peut être aspiré au-delà de la soupape à gaz.
Quant au dispo-
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sitif, pour le réglage du carburateur suivant l'invent i on
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peut utilement le réaliser en reliant une valve d'air servant à admettre l'air au comburant avec un organe servant à régler l'admission d'un mélange ultra-riche et ininflammable de carbu- rant et d'air et avec une soupape d'air permettant la formation de ce mélange ; dans le cas de ce mode d'exécution l'organe ré- glant l'admission du mélange et la soupape d'admission d'air constituent en même temps une soupape de retenue protégeant la chambre de mélange.
Ce mode de réalisation suivant l'invention assure la forma- tion d'un mélange de gaz et d'air constant aussi bien dans la buse à gaz que dans la chambre d'aspiration dans toutes les positions du régulateur et empêche le brouillard de carburant de s'échapper vers l'extérieur, tandis qu'elle permet en même temps la disposition d'une chambre de mélange relativement spé- cieuse remplie uniquement de gouttelettes de carburant finement divisées que ne peut atteindre aucun retour de flamme et qui, même au cas où il s'en produirait un, se trouve soustraite à la pression.
La fig. I du dessin ci-annexé représente schématiquement un exemple d'exécution de l'objet de l'invention.
La fige 2 étant un schéma de montage électrique.
La fig. 3 montre en coupe une forme d'exécution du carbu- rateur.
La fig. 4 est une vue de bout de la fig. 3 et
La fig. 5 une coupe transversale suivant la ligne a-b de la fig. 5.
La fig. 6 est une coupe longitudinale et une vue par le dé dessus d'untail. Enfin,
La fig. 7 est une coupe à échelle agrandie d'un détail de la fig. 3.
Dans le cas de la forme d'exécution suivant la fig. I on a disposé sur un bloc moteur 1 la conduite de mélange de gaz et d'air 2 dans laquelle un papillon 3 permet de régler le degré d'admission au moteur. L'entrée de l'air comburant par la fen-
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te 4 est réglable au moyen d'une valve 5. Le gaz est aspiré de la chambre 6 par la conduite 7. Un clapet de retenue 8 interdit le passage de retours de flamme éventuels.
Dans le fond de la chambre 6 se trouve un dispositif vibratoire 9, par exemple ainsi que le montre la figure, une plaque de quartz accordée de manière qu'elle vibre à raison de 300.000 périodes par seconde, ou encore des cristaux, ou bien des dispositifs percuteurs purement mécaniques. Au-dessus de cette plaque de quartz 9 on introduit au moyen d'un dispositif à flotteur 10 du combustible II qui, pulvérisé par les vibrations, remplit sous forme d'un brouillard finement divisé la chambre 6 et qui s'écoule suivant des besoins par la tubulure 7.
Sur le schéma de montage de la fig. 2, 9 désigne de même .la plaque de quartz à la-quelle, par des broches isolées 12,13,on amène un courant à haute fréquence provenant de l'enroulement secondaire 14,ce courant étant induit par exemple au moyen de l'enroulement primaire 15, de la batterie 16, de l'interrupteur 17 et de 1'électro-aimant 18.
La période de la haute fréquence et celle du quartz sont accordées l'une sur l'autre et grâce à la résonance l'amplitude de l'oscillation devient très grande.
Cependant, cette vibration peut aussi être produite de toute autre manière connue.
Dans le cas de la forme d'exécution suivant les fig. 3 à 7, on a disposé, au fond d'une enveloppe 19 qui peut en même temps constituer la chambre à flotteur 20, le cristal vibrant 9 qui, ainsi que la fig. 7 le montre plus distinctement, est bloqué dans une douille distincte 21 au moyen d'un joint 22 et qui est creusé à la meule en forme de miroir parabolique.
Il présente à chacune de ses faces supérieure et inférieure une couche électro-donductrice 23,24 établissant la liaison l'une à la masse de l'autre au circuit électrique oscillant par l'intermédiaire de la broche de contact 26 appliquée sur elle par
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un ressort 25. L'ensemble de l'alimentation électrique est P-n
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fermé de façon hermétique et isolé par le bouchon vissé 27 et le bouton de caoutchouc 28.
Immédiatement au-dessus du c'ristal 9 se trouve la chambre à carburant 29 qui va en se rétrécissant en forme d'entonnoir et qui communique par la lumière 31 avec le dispositif comprenant le flotteur 10 et son pointeau 30, destiné à maintenir constant le niveau de carburant. Le plan de carburant demeure donc toujours à la même hauteur. A courte distance au-dessus du plan de carburant se trouve une plaque 32 finement perforée que la fig. 5 montre à échelle agrandie. Elle présente des trous capillaires fraisés 33 et des trous de reflux 34. Cependant, au lieu d'une plaque perforée, on peut aussi prévoir un tamis métallique ou des dispositifs analogues permettant de subdiviser très finement des liquides.
A la plaque perforée 32 fait directement suite vers le haut la chambre de mélange 35 fans laquelle le brouillard de carburant subdivisé s'accumule et peut se mélanger avec l'air arrivant par les lumières 36 et 37. La lumière 36 peut être obturée par un pointeau 39 chargé par le ressort 38 et dont l'autre extrémité porte la soupape des gaz 40; ce pointeau coulisse dans le manchon ou valve de prise d'air 41 qui constitue aussi la butée limitant le recul du ressort par la glissière 43 supportée par des nervures 42.
La valve de prise d'air est disposée de manière que lorsqu'on la fait tourner non seulement elle découvre les fentes de prise d'air 44 (fig.5) mais qu'elle se déplace aussi longitudinalement, si bien qu'un même mouvement de rotation a pour effet de modifier en même temps et dans la même proportion les sections de passage respectives de l'air de mélange, du mélange riche et de l'air de dilution.
Les choses se passent comme suit : lorsqu'on démarre le moteur on place en même temps sous tension le circuit d'excitation du cristal 9. La génératrice de courant est commandée directe- ment ou indirectement par le moteur ; lecourant d'excitation
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pouvant d'ailleurs être engendré d'une manière quelconque pay
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exemple ainsi que le montre la fig. 2. Dès cet instant, les vi- brations ultrasonores du cristal affaiblissent considérable- ment la cohésion du carburant. Une partie de celui-ci sten dé- gage sous forme de brouillard et sélève dans la chambre de mélange 35. D'autre part, le carburant forme une vague dans la région principalement excitée, c'est à dire au foyer du cristal parabolique, et s'élève comme un jet au-dessus du res- tant de la surface.
Il se heurte en même temps à la plaque 32 percée de trous à arête vive qui peut aussi être constituée par un fin treillis métallique, si bien que la cohésion des gouttes de liquide disparait complètement. Mais d'autre part le disque perforé 32 sert aussi à réfléchir le son, de sorte qu'après que le carburant s'est désagrégé le brouillard formé se trouve soustrait à toute action ultrasonore et qu'on évite ainsi une action coagulante, éventuellement possible avec formation de nuage ou analogue. Le disque perforé sert donc d'écran pour la chambre de mélange contre les vibrations ultrasonores.
Parvenues dans la chambre de mélange, les gouttelettes de brouillard é- mises peuvent librement se développer, et les plus fines d'en- tre elles montent tandis que toutes celles qui sont relative- ment volumineuses retombent et, s'agglomérant,elles se réin- corporent au liquide par les trous de reflux 34 du disque per- foré. L'action aspiratrice du moteur se manifeste par la con- duite.d*aspiration aussi bien sur la buse de gaz 40 que sur'la fente d'arrivée d'air 44. C'est le rapport superficiel entre les deux sections qui détermine le dosage normal du mélange de carburant et d'air, et cela une fois pour toutes dans l'en- semble de la zone de réglage.
Pour qu'il soit possible d'aspirer du gaz de la chambre de mélange 35 il est nécessaire d'admettre aussi de l'air dans cette chambre. On y parvient au moyen de la buse d'air 36,dont la section est un peu plus faible que celle de la buse de gaz 40, afin qu'il ne puisse s'échapper de gaz dans l'air extérieur.
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Il y a lieu de s'arranger pour que le mélange d'air et de gaz se produisant dans la chambre de mélange n'ait pas une composition telle qu'il soit inflammable. On forme un mélange riche à tel point sursaturé que même en cas de retour de flamme celui-ci ne puisse accéder à la chambre de mélange 35. Mais pour empêcher également la pression engendrée par un retour de flamme de se manifester dans la chambre de mélange, on a agencé le réglage de la buse de gaz de manière qu'en cas de retour de flamme la soupape de gaz 40 isole tout simplement la chambre de mélange 35 de la conduite d'aspiration ainsi que de l'air extérieur.
On exclut ainsi des efforts excessifs qui pourraient être imposés au cristal 9. Dans toutes les positions de réglage, grâce à l'accouplement existant entre la valve d'air 41 et la soupape de gaz 40 il se forme le mélange convenable de gaz et d'air et la soupape de gaz joue également le rôle de soupape de retenue quelle que soit la position de réglage. Grêace à l'accouplement rigide de la prise d'air l'écoulement des gaz hors de la chambre de mélange s'effectue de la manière convenable dans n'importe quelle position de réglage. Le carburateur produit donc au moyen des fibrations ultrasonores un excès de gaz et fournit automatiquement au moteur le mélange convenable quelle que soit la position de réglage.