<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de transformation d'un véhicule muni d'un moteur à combustion interne en véhicule à la traction à vapeur.
L'objet d'invention est la transformation d'un véhicule automobile à combustion interne à la traction à vapeur.
Il existe de nombreux types de véhicules automobiles qui marchent à vapeur, mais ceux-ci sont toujours spécialement construits dans ce but et consistent en un foyer, chaudière et machine à vapeur spécialement étudiés pour ce genre de traction. Le niveau de la technique dans ce domaine est très élevé et du point de vue rendement thermique les installations à vapeur modernes s'approchent de celui des moteurs modernes à combustion interne. Malgré tout cela la transformation à la traction à vapeur d'un véhicule automobile de série à combustion interne présente des avantages importants pour l'économie du pays même en temps normal.C'est parce qu'une pareille transformation permet d'utiliser pour le transport quelques catégories de véhicules vieux et usés.
En même temps cette transformation permet de consommer d'une manière productive
<Desc/Clms Page number 2>
toutes sortes de combustible solides et liquides de qualité inférieure.
Le procédé de transformation selon l'invention consiste en principe dans un placement sur le véhicule d'un foyer de n'importe quel système à tirage artificiel d'une chaudière de n'importe quel système de capacité minime, à circulation forcée et fermée (c.à.d. à condensation), dans l'emploi du radiateur du véhicule en qualité de condensateur, dans un arrangement spécial de distribution et du règlage des vapeurs.
Il y a beaucoup de systèmes et d'exécutions possibles à la base du principe de la présente invention, les dessins de ce brevet ne présentant que quelques exemples concrets:
La Fig. 1 présente le schéma général d'installation à va- peur sur véhicule transformé selon l'invention.
La Fig. 2 présente le diagramme du cycle de travail de la vapeur dans un cylindre marchant à 4 temps.
La Fig. 3 montre le même diagramme pour la marche à 2 temps.
Selon la Fig. 1 la chaleur est produite dans un foyer de n'importe quel système pour le combustible solide à tirage artificiel assuré par deux ventilateurs: un ventilateur électrique 6, mu 'de la batterie du véhicule et le ventilateur .1 animé du moteur même du véhicule. L'entrée d'air de ces deux ventilateurs est surveillée par un bouchoir automatique, commandé par un appareil 8 barostatique quelconque (à membrane, à piston etc. ) se trouvant sous l'influence de la pression de la chaudière. Pour augmenter le rendement du foyer, les tubes du liquide ( ou bien la chemise 11 ) entourent la partie la plus chaude du foyer pour utiliser la chaleur de radiation.
La chaudière se compose de quelques éléments - vaporisa- teurs 3. Le liquide circule dans de minces tubes de ces éléments qui sont envelopés par la chemise en tôle. Tout élément est alors isolé de l'extérieur thermiquement.
<Desc/Clms Page number 3>
Les gaz chauds du foyer entrent sous les chemises de ces éléments 2 et circulent dans le sens opposé à celui de la circulation du liquide dans les minces tubes.
La circulation du liquide est assurée par une pompe 2 de circulation.
Le circuit liquide se compose de la pompe 5, de la chemise 11 (ou bien des tubes) du foyer 1, des éléments -vaporisateurs 3, du robinet 16 régulateur, des cylindres du moteur 2, du sépaateur d'huile 25 et du condensateur 4. La pompe 2 de circulation aspire le liquide du condensateur 4 et le refoule en quantité variable vers la chemise 11 du foyer. Selon l'invention cette pompe fait le dosage variable automatiquement; la quantité du liquide refoulée dépend de la contrepression qui règne dans la chaudière. Beaucoup de systèmes de pompe sont possibles à la base de ce principe; la fig. 1 ne montre qu'un exemple concret se composant de deux pistons 27 et 26 et du ressort 28 placé entre eux.
Le piston 26 a la course constante dépendant du mécanisme moteur (n'est pas in- diqué), mais la course du piston 27 est variable ; ne fait qu'une partie de la course du piston 26 dans le cas où la contre-pression du refoulement est plus élevée que la force du ressort 28.
Tout le circuit du liquide-transporteur de chaleur se partage en 3 zônes: la première zône - du vaporisateur - fait la partie entre la pompe 2 et le robinet-régulateur 16. Cette Ire zône est, selon l'invention, la zône de haute pression, qui est sensiblement constante pendant la marche. Cette zône comporte le uayeettransporteur de chaleur en deux états: liquide et vapeurs.
La seconde zône - de la détente - se trouve entre le robinet 16 et le moteur 2, et est la zône de vapeurs à pression variable, commandée par la pédale 18 du véhicule.
La troisième zône - de la condensation - entre le moteur
<Desc/Clms Page number 4>
2 jusqu'à la pompe 5 est la zône des vapeurs d'échappements, qui sont nettoyés dans le séparateur d'oil et alors condensées dans le condenseur 4. C'est le radiateur ordinaire de voiture qui est utilisé, selon l'invention, en qualité de condenseur.
Le conduit 13 lie, selon l'invention, le liquide échauffé dans le foyer 1, aussi avec la chemise du moteur; le liquide chaud ou bien les gaz d'echappement venant du foyer échauffe les cylindres du moteur afin que la condensation des vapeurs à l'intérieur des cylindres en marche soit éliminée.
L'admission des vapeurs dans le moteur 2 peut être, selon l'invention, arrangée de quelques façons différentes : lon le système du moteur , les vapeurs peuvent être introduites dans tous les cylindres, ou bien les vapeurs fraiches sont introduites dans une partie des cylindres et les vapeurs d'échappement de ces cylindres sont dirigées alors dans les autres cylindres. C'est le cas de la mardhe du moteur à 2 ou plus étages de la détente des vapeurs.
Le cycle du travail des vapeurs dans le cylindre peut rester à 4 temps ou bien peut être transformé à 2 temps. Dans le cas où la machine devrait marcher à 4 temps, l'arbre des cames du moteur à essence est peu transformé, les contours des cames existantes ne sont qu'élaborés de telle façon à ce qu'ils correspondent avec la distribution convenable des vapeurs.
(voir Fig. 2). Les deux courses du piston, c.à.d. les courses 2ème et 3ème sont excédentes dans ce cas, mais elles ne troublent pas le cycle. Au contraire, la 2ème course du piston exerce une forte compression des vapeurs qui se surchauffent pendant cette compression et vaporisent quelques gouttes du liquide éventuellement condensées sur les parois intérieures du cylindre.
Dans le cas où l'arbre des cames est tout à fait arrangé de nouveau, il est facile à faire marcher à 2 temps le moteur qui était fabriqué à 4 temps.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans ce cas le cycle du travail d'un cylindre devenu nor- mal, est celui de la machine à vapeur ordinaire.
Les diagrammes fig. 2 et fig. 3 montrent en détail les cycles décrits ci-dessus à 4 temps et à 2 temps.
Selon la Fig. 2 la partie ab de la courbe présente l'ad- mission des vapeurs, la partie bec - la première détente, la partie cd - la compression superflue pendant le 2ème course du piston, la courbe def - la seconde détente, la courbe fgi - l'échappement des vapeurs et enfin la courbe ia - la compres- sion du reste des vapeurs d'échappement avant l'admission des vapeurs fraîches.
Selon la fig. 2 la distance X présente la course du pis- ton et la distance m correspond àu soi disant volume de com- pression d'un cylindre du moteur à combustion interne.
Pour la marche à vapeur ce volume m présente un volume mort et doit être minime. Toutefois, il n'est pas minime dans un moteur à combustion interne et pour que le rendement du cycle à vapeur soit le plus favorable, ce volume mort est re- duit, selon l'invention de telle façon qu'il ne présente qu' environ 1/10 de volume fait par le piston. Les moyens techni- ques pour cette reduction du volume mort sont connus.
Cette réduction du volume mort n'est pas toutefois in- dispensable, il est, seulement, parfois désirable pour aug- menter le rendement de la marche à vapeur.
Dans le cas où la transformation de l'arbre à cames se- rait difficile ou trop chère, on pourrait utiliser des ouver- tures à bougies pour arranger l'admission des vapeurs, tandis que les soupapes existantes du moteur ne seront utilisées que pour l'évacuation des vapeurs. Dans ce cas c'est le piston même qui peut commander l'admission des vapeurs qui n'aura lieu qu'au voisinage du point mort du piston (voir le diagram- me Fig. 2).
<Desc/Clms Page number 6>
Le fonctionnement de l'installation transformée à la marche à vapeur est le suivant :
On remplit la chaudière avec le liquide choisi comme transporteur de chaleur (1 'eau ou bien un autre liquide). Dans le cas où l'on marche à vapeur d'eau il faut employer l'eau distillée ou bien l'eau de pluie. Le petit robinet de niveau (n'est pas indiqué sur le dessin) montre la limite du remplissage.
Le foyer sera rempli de combustible et on allume celui-ci.
En même temps, par le contact 10 on met le courant du ventile,teur 6 qui souffle l'air dans le foyer. Il n'y a pas de pression dans la chaudière 3 en ce moment, c'est pourquoi le ressort 30 de l'appareil 8 ouvre le bouchoir du foyer 1 en plein.
Les gaz chauds (fumées) du foyer montent dans les élé- ments (la chaudière) et produisent instantanément des vapeurs dans l'élément 3. le plus proche. La pression dans la zône lre c.à.d. entre la pompe 2 et le robinet 16 augmente et dans un délai très court atteint une limite. Cette pression agit sur le piston (ou bien membrane) de l'appareil 8, serre le ressort 30 et ferme de cette façon le bouchoir .
La limite de la pression des vapeurs est donnée par le règlage du ressort 30: si la pression des vapeurs surmonte le ressort 30 le bouchoir ferme l'entrée de l'air dans le foyer et l'excès des gaz chauds dans la chaudière s'arrête, c.à.d. s'arrête l'augmentation de la pression.
L'installation est prête à marcher et une certaine pression voulue se tient dans la chaudière.
Pour la mise en marche du moteur il ne suffit que pousser un peu la pédale 16 qui laisse entrer un peu de vapeur dans la 2ème zône (vers le moteur). Le moteur commence à marcher.
Avec le moteur commencent à marcher le ventilateur 3 (mécanique) et la pompe 5 de circulation.
<Desc/Clms Page number 7>
La pompe¯5ne fournit que la quantité nécessaire du liquide parce qu'elle est automatique comme il a été écrit cidessus.
La soupape supplémentaire 12 peut être toutefois arrangée pour servir de règlage auxiliaire du passage du liquide dans le conduit de refoulement de la pompe 5.
La pédale 18 une fois bien poussée ouvre le robinet 16 en plein et la pression maximale de la Ire zône s'établira aussi dans la 2ème zône. Le couple du moteur augmente immédiatement et donne le maximum. Ce maximum tiendra parce qu'à chaque diminution de la pression des vapeurs dans la Ire zône s'ouvre automatiquement le bouchoir 9 et donne le maximum de chaleur du foyer. La quantité totale du liquide dans le système est tehlement petite (du genre 3-5 litres) que la vaporisation et le surchauffage des'vapeurs se produisent presque instantanément. La surface d'échauffement des tubes à liquide de la chaudière est relativement considérable.
Le débit de la pompe de circulation est réglé automatiquement, c.à.d. si la pompe 5 donne peu de liquide, la pression des vapeurs tombe et la pompe augmente automatiquement son débit. Le robinet 12 peut bien servir pour règler le passage du conduit de refoulement de cette pompe 5 et pour fixer le débit le plus favorable pour le système donné.
Si on laisse alors la pédale 18 brusquement, la zône I devient presque instantanément fermée et la pression dans la zône 2e tombe aussi brusquement , parce que très peu de vapeurs de la 2ème zône seront épuisées dans 1-2 tours du moteur.
Malgré cela il ne se produit qu'une surproduction peu importante des vapeurs dans la Ire zône parce que le bouchoir sera aussi brusquement fermé et le débit de la pompe (automatique)aussi tombera à un minimum donné. Ce minimum sera fixé par une consommation minimale des vapeurs dans le moteur. Cette consommation minimale peut être assurée par n'importe quel moyen, p.ex. par un canal mince des vapeurs dans le robinet 16 etc.
<Desc/Clms Page number 8>
Le contact 10 du ventilateur électrique 6 peut être cou- pé dès que le moteur a repris, mais il est évident qu'on peut arranger, à volonté, le coupage du courant automatiquement (n'est pas montré sur le dessin) par les moyens bien connus.
De cette façon la transformation physique d'un véhicule fabriqué pour la marche à combustion interne, est .réalisée, selon l'invention, comme suit: on enlève du moteur à combus- tion interne tous les organes de la distribution et de car- buration du combustible liquide (réservoir d'essence, conduits d'essence, carburateurs, etc. ) et tous les organes d'allumage (magnéto, distribution, les bougies, etc. ) sauf la batterie électrique.
D'autre part, on place sur le véhicule le foyer à tirage artificiel, les éléments-vaporisateurs (chaudière de capacité minime) la pompe de circulation et le radiateur existant, on emploie comme condenseur. L'arbre des cames du moteur est transformé convenablement. Le starter électrique peut res- ter et peut être utilisé, mais il n'est pas indispensable.
Comme liquide-transporteur de la chaleur on peut utili- ser l'eau distillée, l'eau de pluie, ou bien un autre liquide approprié. Pour que l'eau ne soit pas gelée en hiver, on a- joutera un solvant convenable.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de transformation d'un véhicule à moteur à com- bustion interne à la traction à vapeur se caractérisant par la transformation du moteur à combustion interne en marche à vapeur à cycle fermé.
3. Procédé de transformation, selon 1, du moteur même con- sistant dans l'enlèvement de tous les organes de la carburation du combustible et allumage et la transformation de l'arbre à cames pour assurer la marche à 4 ou bien à 2 temps à vapeur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.