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Dispositif pour le réchauffage, en particulier de moteurs à combustion interne, à l'aide d'un courant d'air chaud.
Dans le but de faciliter le démarrage de moteurs à combustion interne, en particulier de moteurs de véhicules automobiles et d'avions, par très grand froid, on se sert fréquemment de dispositif-de réchauffage spéciaux qui, par exemple à l'aide d'un courant d'air chaud, fournissent un apport de chaleur pour un point local limité, par exemple un point du circuit de l'eau de refroidissement ou du carter du vilebrequin du moteur. Le démarrage est d'autant mieux favorisé et accéléré que le nombre des points d'apport de chaleur est plus grand, par exemple lorsqu'on réchauffe simultanément les cylindres, le bac à huile ou le réservoir d'huile, le conduit d'aspiration et la batterie. A cet effet, il est nécessaire de distribuer plusieurs moyens de réchauffage à action directe sous le capot du moteur ou, complémentairement, sur le véhicule.
L'amener et la distribution de l'air chaud exigent de l'énergie qui ne peut être fournie par le brûleur seul ou par la force ascensionnelle de l'air chaud. Dans les dispositifs connus à air chaud, il est donc nécessaire de prévoir une soufflerie complémentaire qui est actionnée par un moteur électrique ou un petit moteur à combustion interne.
Mais, de ce fait,
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ces appareils deviennent compliqués et de fabrication couteuse. buivant l'invention, on a réussi à recuira considérablement cette dépense et à diminuer également les risques de perturbation en évitant largement l'emploi de pièces en mouvement, ceci resulte du fait que, pour le réchauffage et le refoulement de l'air, on emploie un brûleur dans lequel un mélange de combustible et d'air brûle, non pas avec une flamme constante, mais en une succession rapide de bouffées explosives.
Les impulsions produites par ce genre de combustion provoquent dans le tube la naissance d'oscillations ayant pour conséquence la préparation d'un mélange explosif de combustible et d'air et, consécutivement, un auto-allumage répété avec une succession rapide, et un refoulement énergique des gaz chauds de la combustion suivant un processus analogue à celui qui se produit, pendant l'échappement d'un moteur, à l'extrémité libre du tube de combustion,
Le dessin montre le principe de deux exemples d'exécution en coupe longitudinale à travers le brûleur.
Suivant la fig.l, un tube 1, ouvert à une extremité, est fermé à l'extrémité opposée par un couvercle 2 dans le pourtour duquel sont ménagés plusieurs orifices 3, obturés par des clapets élastiques 4 qui sont maintenus sur la périphérie extérieure du couvercle . La combustible arrive, à partir d'un réservoir sous pression, par une tuyauterie 5, que l'on peut fermer à l'aide d'un robinet 6, et il est introduit dans le tube 1 , au centre du couvercle 2, à l'aide de tuyères 7. Lestuyères peuvent être également remplacées par un carburateur.
Toute explosion du mélange de combustible et d'air à l'intérieur du tube, provoquée par un moyen quelconque convenable, a pour conséquence que les gaz de combustion, tout en fermant les clapets de retenue 4, s'échappent par l'orifice resté ouvert du tube. La sortie et la détente des gaz, après l'explosion, créent à l'intérieur du tube une dépression. Il en résulte une aspiration d'air frais à travers les orifices 3 et les clapets 4 ; air se mélange avec le combus- tible injecté par la tuyère 7 et forme de cette manière un nouveau mélange explosif.
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Par suite de la dépression créée dans le voisinage du clapet d'aspiration, la colonne gazeuse, refoulée dans la direction de la sortie, est rappelée par aspiration. Il en résulte un mouvement de retour énergique de la colonne de gaz chauds à l'intérieur du tube.
Grâce à ce retour de la colonne des gaz chauds dans le tube, le mélange de combustible et d'air nouvellement préparé s'allume automatiquement et le processus de l'explosion, avec l'aspiration consécutive de l'air à travers les clapets 4 se répète.
Le courant de gaz de combustion, sortant périodiquement du tube 1 avec une vitesse très élevée, est utilisé pour l'aspiration et le réchauffage de l'air frais. Ceci est réalisé par le fait qu'à la sortie de la chambre tubulaire est disposée une chambre de mélange 8 dans laquelle le jet gazeux aspire de l'air et qui fournit le mélange de gaz et d'air réchauffé. La paroi 9 de la chambre de mélange 8 peut également passer à une certaine distance par dessus la paroi du tube, de sorte que l'air aspiré dans l'atmosphère produit un refroidissement de la paroi de la chambre de combustion. Le refroidissement du tube 1 peut être rent'orcé par des ailettes axiales ou hélicoïdales 10.
La température élevée des gaz de combustion est réduite à un degré convenant au réchauffage du moteur par le fait qu'on les mélange avec de l'air. La température désirée pour le réchauffage peut être réglée par dosage de l'air frais. Les dimensions de la chambre de mélange 8 peuvent être choisies de façon qu'il en résulte un effet d'amortissement du son.
L'énergie restant dans le courant chaud du mélange gazeux, suffit pour diriger les gaz chauds sur les points à réchauffer, par l'intermédiaire de tuyaux souples ou de tuyauteries 11.
Le dispositif de réchauffage décrit permet donc avec des moyens extrêmement simples la production de gaz-chauds ou un courant d'une énergie suffisante, permettant d'éviter l'emploi d'une soufflerie et du moteur d'entraînement s'y rattachant.
Pour empêcher le retour des gaz de combustion, il n'est pas absolument nécessaire de prévoir des organes mobiles tels que les clapets 4. Au contraire, on peut éviter toute partie mobile sur la brûleur et obtenir ainsi une grande sécurité de fonctionnement. La fig.2 montre un exemple d'un appareil ainsi constitué. Dans ce cas, le brûleur est
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formé par un canal tubulaire ouvert aux deux extrémités et dont une extrémité est équipée de moyens pour l'admission du combustible ; dans le sens de l'axe du canal, la section de celui-ci croît tout d'abord et décroît ensuite vers l'orifice de sortie. désigne le brûleur tubulaire ouvert aux deux extrémités ; b est un orifice duquel le combustible sort sous forme de vapeur par exemple avec une pression de 3 atm.
Grâce à sa vitesse élevée, le jet de combustible entraîne avec lui l'air nécessaire à la combustion. Le tube est ainsi rempli d'un mélange de combustible et d'air. Par suite de l'accroissement de la section du tube, la vitesse d'écoulement du jet de mélange gazeux décroît.
Dès que la combustion est amorcée, il se produit une élévation de la pression par suite du freinage que subissent les gaz dans la direction des deux orifices. Il résulte de cette élévation de la pression que l'entrée du mélange de combustible et d'air est arrêté ou ralenti. Tout le contenu du tube peut donc exploser et, suivant la résistance à l'écoulement, les gaz de combustion sortent en quantités différentes par les deux orifices du tube jusqu'au moment où la pression à ]L'intérieur du tube atteint celle de l'air ambiant. Après l'abaissement de la pression, l'admission de mélange irais de combustible et 6'air recommence.
Par suite de la vitesse élevée du courant gazeux, le mélange ne peut brûler avant ou dès l'orifice du tube, mais seulement à l'intérieur de ce tube en un point où la vitesse, par suite de l'élargissement de la section du tube, est suffisamment réduite. L'allumage se fait au contact des gaz chauds restants, que le nouveau mélange refoule devant lui Four l'expulser hors du tube. Le cas écnéant, l'allumage peut être réalisé, assuré ou favorisé par des dispositifs spéciaux, par exemple à l'aide d'une chambre annulaire c qui retient les gaz chauds de la combustion.
Il se produit alors une nouvelle élevation de la pression, une nouvelle explosion du contenu du tube et, de cette façon, il se produit un fonctionnement periodique de l'appareil. La commande est donc réalisée par des phénomènes de circulation.
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En choisissant convenablement les sections des orifices ± et d, on peut obtenir que la majeure partie des gaz soit refoulée par l'orifice d, cet effet peut être accentué par l'emploi de moyens de freinage de forme aérodynamique, c'est-à-dire d'un tube conformé de manière telle que l'écoulement des fluides ait à vaincre des résistances différentes dans des directions différentes.
Un exemple de ces moyens de freinage a été représenté en f sur le dessin. Le contre-courant de la vapeur de combustible, dont l'impulsion doit être freinée, constitue un moyen de freinage complémen- taire.
Grâce à la coopération de ces trois dispositions, on obtient un effet de direction accentué qui est d'une importance considérable pour l'emploi pratique du tube à explosions.
Le jet gazeux, en sortant par l'orifice d et en pénétrant ensuite dans la buse g conformée en diffuseur, entraîne de l'air atmosphérique qui produit un abaissement de la température, A la buse g , on peut raccorder au besoin d'autres tuyauteries ou tuyaux souples qui conduisent les gaz chauds jusqu'aux points des moteurs à combustion interne qui doivent être réchauffés.
Mais l'emploi de l'appareil,suivant l'invention ne se limite pas aux moteurs à combustion interne. On peut s'en servir partout où l'on utilise des courants de gaz chauds.
Pour la mise en route de l'appareil, on peut, par exemple, procéder de la manière suivante : A l'aide de la pompe à main h, on peut mettre sous pression le combustible qui se trouve dans le réservoir i. En même temps, après ouverture du robinet k, on allume une flamme au bec 1 en communication avec le réservoir de combustible. Cette flamme lèche un réchauffeur m, inséré dans la tuyauterie n, allant du réservoir à la tuyère de sortie b et elle réchauffe et vaporise finalement le combustible circulant dans ce réchauffeur.
En marna temps, et par l'intermé- diaire de l'orifice c, cette flamme sert de moyen d'allumage pour amorcer la première explosion à l'intérieur du tube a. pendant le fonctionnement, la vaporisation du combustible est maintenue par contact direct avec la tuyauterie de combustible n continue à la paroi chaude du tube a.