<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX CARBURATEURS ET PLUS PARTICULIEREMENT
AUX PAPILLONS DE OEUX-CI
La présente invention a trait à des carburateurs et plus particulièrement à des papillons ne se givrant pas.et destinés aux carburateurs - spécialement -du type à papillon en. amont du gicleur - ainsi qu'à une méthode pour interdire le givrage au papillon.
On sait que le givre se forme sur le papillon et les éléments adjacents du carburateur au cours du fonctionnement dans certaines conditions de température et d'hygrométrie de l'air atmosphérique, à moins qu'on ne réchauffe l'air entrant ou les éléments sur lesquels le-givre se formerait. Le givrage est dû en premier lieu à la vaporisation partielle de l'essence débitée dans le courant d'air admis au carburateur, pour laquelle une certaine quantité de chaleur est empruntée à l'air. Si le degré hygrométrique de l'air entrant est élevé,, le refroidissement qui résulte de la vaporisation peut abaisser la température de l'air à une valeur inférioure au point
<Desc/Clms Page number 2>
de rosée.
Par suite, une partie de la vapeur ;eau contenue dans ltair se condense sur les parois de la tubulure d'induction et sur tout autre élément du carburateur situé sur le parcours du courant d'air. La réduction brusque de pression et la grande vitesse au voisinage du papillon ont pour effet d'accroître la vitesse de vaporisation du combustible et l'effet réfrigérant, ce qui augmente la condensation de la vapeur d'eau dans cette région.
Si la température en un point quelcouq.du conduit de mélange tombe au-dessous du point de congé? @tion de l'eau, la condensation de vapeur d'eau donne lieu à une accumulation de givre qui réduit la section du conduit d'admission, suffisamment dans certains cas pour nuire au bon fonctionnement du moteur. Un danger très sérieux, en particulier dans les aéronefs, est ainsi créé.
La tendance générale est de croire que le givrage du papillon ne se produit pas ou est peu important dans les carburateurs où le papillon est en amont @ gicleur: en effet, le combustible est introduit dans la courant dtair en aval du papillon et par suite le refroidissement causé par la vaporisation du combustible, et la condensation de la vapeur dteau qui en résulte, se produisent en aval du papillon. Ceci est vrai en grande partie; toutefois, on a constaté que le givre se formait parfois sur le papillon d'un carburateur alors même que celui-ci se trouvait en amont du gicleur et pour les positions d'ouverture intermédiaires, en particulier quand le gicleur de débit n'est pas très éloigné du papillon.
Quand le papillon est en position partielle d'ouver-
<Desc/Clms Page number 3>
ture, de forts courants tourbillonnaires circulent en aval de celui-ci, se déplacent comme un vortex de la région à basse pression le long des parois du conduit d'admission pour aller au-delà du papillon en se dirigeant vers la partie centrale du conduit, puis progressant dans le sens opposé à celui de l'écoulement normal de l'air et s'approchant du papillon, frappant probablement ce dernier, puis passant parallèlement au papillon dans la région des basses pressions de l'air entrant au voisinage de l'ouverture du papillon. Ces tourbillons peuvent déterminer un contre-courant partant d'une distance de plusieurs diamètres au-delà du papillon.
Dans la plupart des carburateurs où le papillon est monté en amont du gicleur, celui-ci se trouve dans la'zone où les courants tourbillonnaires sont agissants, et par suite l'air qui se trouva au voisinage du gicleur, ou au-delà, revient vers la papillon. Cet air a été refroidi par la vaporisation partielle du combustible et peut contenir un brouillard humide ainsi que des particules de combustible liquide n'ayant pas eu le ''temps de se vaporiser. une partie des particules de combustible et d'eau ainsi entraînées se déposent sur la face postérieure du papillon, les autres particules étant entraînées par le courant d'air dans la région des basses pressions et grandes vitesses avoisinant l'ouverture du papillon où le combustible s'évapore'rapidement.
Cette vaporisation refroidit le courant d'air principal et détermine la condensation d'une quantité supplémentaire de vapeur d'eau; en outre, elle abaisse la température du papillon et des parois adjacentes. Le passage du remous sur la face pos-
<Desc/Clms Page number 4>
têrieure du papillon a pour effet de vaporiser le combustible qui est déposé sur celui-ci et par suite de réduire sa température. Les températures du papillon et des parois peuvent donc s'abaisser au-dessous du point de congélation de l'eau et la glace s'accumule en quantité suffisante pour constituer un danger.
L'un des objets de la présente invention est de réaliser un papillon qui élimine sensiblement la formation de tourbillons à contre-courant en aval du papillon pour les positions d'ouverture partielle de ce dernier. un autre objet de l'invention est de réaliser des plaques déflectrices associées au papillon et qui, pour les positions dtouverture partielle de ce dernier, dévient l'air à. partir du courant principal pour l'amener dans l'espace situé au-dessous du papillon.
'Ou autre objet de l'invention est de réaliser une chicane associée au conduit d'admission en aval du papillon pour dévier le courant d'air qui franchit le papillon.
L'invention sera aisément comprise en se reportant à la description suivante et aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, dtun carburateur comportant la présente invention ;
La figure 2 est une coupe avec des éléments en perspective d'une partie du conduit d'admission montrant la plaque déflectrice;
La figure 3 est une vue en plan du papillon ; et
La figure 4 est une vue en bout du papillon, la plaque déflectrice étant partiellement arrachée;
<Desc/Clms Page number 5>
Sur la figure lest représenté un carburateur comportant un conduit d'admission 10, un corps principal 12 et une embase 14. Un conduit 16 est ménagé à l'intérieur de ces éléments et est commandé par un papillon la fixé à un arbre 20 qui est monté dans le corps principal.
Un gicleur principal'28 monté dans l'embase'.- 14 reçoit le combustible d'une source telle qu'un dispositif de dosage 24, et le débite dans le courant d'air, en aval du papillon.
Entre le corps principal 12 et l'embase 14 sont montées des rondelles de fibres 26 et une plaque métallique 28 intercalée entre celles-ci.. La plaqua 28 fait
EMI5.1
saillie sur une demioireoutêrenoe à ltint6ieur du con- duit au voisinage de la tranche inférieure du papillon, de façon à constituer une chicane 29 en forme de croissant, mieux représentée sur la figure 2.
EMI5.2
Une plaque déflectrice 30 est fixée à la face air- rière 31 du papillon 18 par des moyens tels que clos vis 32 et est constituée par un segment circulaire monté à une certaine distance de la surface, du papillon, parallèlement à celle-ci, au voisinage de la tranche supérieure du papillon, comme représenté sur les figures 3 et 4. Des trous 34 peuvent être prévus dans la plaque 30 pour dévier l'air.
De préférence.,' l'arête externe 36 de la plaque 30 vient aussi près que possible de la paroi du conduit de mélange quand le papillon se ferme, sans pour cela interférer avec le mouvement d'ouverture de celui-ci,
Le fonctionnement est le suivant: Quand le papillon est partiellement ouvert', l'air passent autour de la
<Desc/Clms Page number 6>
t@anche supérieure du papillon rencontre la plaqua déflectrice 30.
Une partie de l'air est ainsi dévié de la paroi du conduit d'induction et prend une direction parallèle au plan du papillon, l'autre partie franchissant l'extrémité de la plaque 30 et continuant le long de la paroi du conduit, 'Une partie de l'air dévié par la plaque déflectrice passe à travers les trous 34 ménagés dans la plaque, ce qui évite la formation de courants tourbillonnaires sous la dite plaque.
Sur la face opposée du papillon, la partie saillante 29 du plateau 28 dévie l'air vers l'axe du conduit de mélange ce qui interdit la formation de tourbillons près de la tranohe inférieure du papillon. Au fur et à mesure que le papillon se rapproche de la position d'ou- verture, la tendance à la formation de tourbillons décroît; la plaque déflectrice 30 n'est plus nécessaire et par suite de son parallélisme avec le papillon elle ne joue plus aucun rôle.
Il est évident qu'en faisant varier la distance entre le papillon et la plaque 30, l'épaisseur radiale de la plaque 30, la distance entre le bord 36 de la plaque 30 et la paroi du conduit d'induction quand le papillon se trouve dans la position de fermeture, ainsi que les dimensions, le nombre et l'emplacement des trous 34, on peut faire varier certaines caractéristiques de la plaque déflectrice, telle que l'angle d'ouverture du papillon pour lequel la plaque joue son rôle de déflecteur, la quantité d'air déviée pour une position donnée du papillon et le tour de déviation des filetsd'air.
De même, l'efficacité de la chicane 29 peut être modifiée en faisant varier la quantitâ dont elle se projette dans
<Desc/Clms Page number 7>
le conduit d'induction, ainsi que la distance entre la chicane 29 et le papillon quand ce dernier est dans la position de fermeture, la seule condition étant que la chicane 29 n'interfère pas avec le mouvement d'ouverture du papillon.
Bien que l'invention ait été décrite et représentée en se référant à un seul mode de réalisation de celle-ci, il est bien évident qu'elle ne lui est pas limitée.
<Desc / Clms Page number 1>
CARBURETORS AND MORE PARTICULARLY
BUTTERFLIES OF EYES
The present invention relates to carburetors and more particularly to butterflies which do not icing up. And intended for carburettors - especially - of the butterfly type. upstream of the nozzle - as well as a method of preventing throttle icing.
It is known that frost forms on the throttle and the adjacent elements of the carburetor during operation under certain conditions of temperature and hygrometry of atmospheric air, unless the incoming air or the elements on it are heated. which frost would form. Icing is due in the first place to the partial vaporization of the gasoline delivered into the air stream admitted to the carburetor, for which a certain quantity of heat is borrowed from the air. If the humidity of the incoming air is high, the cooling which results from the vaporization can lower the air temperature to a value below the point
<Desc / Clms Page number 2>
dew.
As a result, part of the vapor; water contained in the air condenses on the walls of the induction manifold and on any other element of the carburetor located in the path of the air current. The sudden reduction in pressure and the high speed in the vicinity of the throttle have the effect of increasing the fuel vaporization rate and the cooling effect, which increases the condensation of water vapor in this region.
If the temperature at any point in the mixing duct drops below the discharge point? @tion of water, the condensation of water vapor gives rise to an accumulation of frost which reduces the cross section of the intake duct, in some cases enough to interfere with the proper functioning of the engine. A very serious danger, in particular in aircraft, is thus created.
The general tendency is to believe that the icing of the throttle does not occur or is not very important in the carburettors where the throttle is upstream @ the nozzle: in fact, the fuel is introduced into the air stream downstream of the throttle and consequently the cooling caused by fuel vaporization, and the resulting condensation of water vapor, occurs downstream of the throttle. This is largely true; however, it has been observed that frost sometimes formed on the throttle valve of a carburetor even though the latter was upstream of the nozzle and for the intermediate opening positions, in particular when the flow nozzle is not very distant from the butterfly.
When the throttle is in the partial open position
<Desc / Clms Page number 3>
ture, strong eddies flow downstream of it, move as a vortex from the low pressure region along the walls of the intake duct to go past the throttle towards the central part of the duct , then progressing in the opposite direction to that of the normal air flow and approaching the butterfly, probably striking the latter, then passing parallel to the butterfly in the region of low pressures of the incoming air in the vicinity of l opening of the butterfly. These vortices can cause a counter-current starting from a distance of several diameters beyond the butterfly.
In most carburetors where the throttle is mounted upstream of the nozzle, the latter is in the area where the eddies are active, and consequently the air which is in the vicinity of the nozzle, or beyond, comes back to the butterfly. This air has been cooled by the partial vaporization of the fuel and may contain wet mist as well as particles of liquid fuel which have not had time to vaporize. part of the fuel and water particles thus entrained are deposited on the rear face of the butterfly valve, the other particles being carried away by the air current in the region of low pressures and high speeds near the opening of the butterfly valve where the fuel evaporates quickly.
This vaporization cools the main air stream and determines the condensation of an additional quantity of water vapor; in addition, it lowers the temperature of the butterfly and the adjacent walls. The passage of the eddy on the pos-
<Desc / Clms Page number 4>
The effect of the throttle is to vaporize the fuel which is deposited on it and consequently to reduce its temperature. The temperatures of the butterfly and the walls can therefore drop below the freezing point of water and ice accumulates in sufficient quantity to constitute a hazard.
One of the objects of the present invention is to provide a throttle which substantially eliminates the formation of countercurrent vortices downstream of the throttle for the partially open positions of the latter. another object of the invention is to provide deflector plates associated with the butterfly and which, for the partial opening positions of the latter, divert the air to. from the main stream to bring it into the space below the butterfly.
'Or another object of the invention is to provide a baffle associated with the intake duct downstream of the throttle to deflect the air stream which passes through the throttle.
The invention will be easily understood by referring to the following description and to the accompanying drawings in which
Figure 1 is an elevational view, partially in section, of a carburetor embodying the present invention;
Figure 2 is a sectional view with elements in perspective of part of the intake duct showing the baffle plate;
Figure 3 is a plan view of the butterfly; and
Figure 4 is an end view of the butterfly, the deflector plate being partially broken away;
<Desc / Clms Page number 5>
In the figure is shown a carburetor comprising an intake duct 10, a main body 12 and a base 14. A duct 16 is provided inside these elements and is controlled by a butterfly fixed to a shaft 20 which is mounted in the main body.
A main nozzle 28 mounted in the base 14 receives fuel from a source such as a metering device 24 and delivers it into the air stream downstream of the butterfly valve.
Between the main body 12 and the base 14 are mounted fiber washers 26 and a metal plate 28 interposed between them. The plate 28 is
EMI5.1
protrusion on an outermost halfway inside the duct in the vicinity of the lower edge of the butterfly, so as to constitute a crescent-shaped baffle 29, better represented in FIG. 2.
EMI5.2
A deflector plate 30 is fixed to the air face 31 of the throttle 18 by means such as closed screw 32 and is constituted by a circular segment mounted at a certain distance from the surface of the throttle, parallel thereto, at the bottom. vicinity of the upper edge of the butterfly, as shown in Figures 3 and 4. Holes 34 may be provided in the plate 30 to deflect the air.
Preferably, the outer edge 36 of the plate 30 comes as close as possible to the wall of the mixing duct when the throttle closes, without thereby interfering with the opening movement of the latter,
The operation is as follows: When the throttle is partially open, the air passes around the
<Desc / Clms Page number 6>
t @ upper butterfly reed meets deflector plate 30.
Part of the air is thus deflected from the wall of the induction duct and takes a direction parallel to the plane of the butterfly, the other part crossing the end of the plate 30 and continuing along the wall of the duct, ' Part of the air deflected by the deflector plate passes through the holes 34 formed in the plate, which prevents the formation of vortex currents under said plate.
On the opposite face of the butterfly, the projecting part 29 of the plate 28 deflects the air towards the axis of the mixing duct, which prevents the formation of vortices near the lower tranohe of the butterfly. As the throttle approaches the opening position, the tendency for vortexing decreases; the deflector plate 30 is no longer necessary and due to its parallelism with the butterfly it no longer plays any role.
It is evident that by varying the distance between the butterfly and the plate 30, the radial thickness of the plate 30, the distance between the edge 36 of the plate 30 and the wall of the induction duct when the butterfly is located. in the closed position, as well as the dimensions, the number and the location of the holes 34, it is possible to vary certain characteristics of the deflector plate, such as the opening angle of the butterfly for which the plate plays its role of deflector, the amount of air deflected for a given throttle position and the deflection turn of the air streams.
Likewise, the efficiency of the baffle 29 can be modified by varying the amount of which it projects into
<Desc / Clms Page number 7>
the induction duct, as well as the distance between the baffle 29 and the throttle when the latter is in the closed position, the only condition being that the baffle 29 does not interfere with the opening movement of the throttle.
Although the invention has been described and shown with reference to a single embodiment thereof, it is obvious that it is not limited to it.