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"Réchauffeur de carburant-
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La présente invention est relative à des réchauf- feurs de carburant pour des moteurs à combustion interne.
De nombreuses tentatives ont été effectuées dans le passé pour augmenter le rendement de combustion d'un moteur à combustion interne , certaines de ces tentatives ayant pris la forme de carburateurs de conception nouvelle , tandis que leur majorité a attaqué le problème du point de vue de l'atomisation du carburant brut en minuscules gouttelettes préalablement à son introduction dans les gicleurs du carburâtes qui, comme on l'ad- met généralement, ne transforme pas complètement le carburant en gouttelettes , ce qui a pour résultat qu'une proportion apprécia- ble de ce carburant brut traverse le système sans être brQlé.
Suivant l'invention,un réchauffer destiné à vapo- riser des carburants volatils se caractérise par des organes cy- lindriques creux interne et externe disposés en association coa- xiale de façon à définir un espace d'écoulement annulaire pour le carburant entre eux, l'organe cylindrique externe présentant une admission de carburant liquide communiquant ivec l'espace d' écoulement de carburant à une de ses extrémités et une sortie à carburant vaporisé à l'autre extrémité , tandis que l'organe cylindrique interne est fait de matière conductrice de la chaleur,
l'espace d'écoulement pour le carburant étant isolé de l'atmos- phère et l'intérieur de l'organe cylindrique creux interne étant isolé de l'espace pour l'¯coiylement du con@@@@@ rre @ilette hélicoïdale faite de matière conductrice de la chaleur et chevau- chant pratiquement l'espace annulaire d'écoulement pour le carbu- rant entre les organes cylindriques creux interne et excerne afin d'établir un parcours d'écoulement pour un fleide à travers l'es- pace d'écoulement de carburant ,
et une source de chaleur desti- née à chauffer l'organe cylindrique interse à partir de son in- térieur pour vaporiser le carburant liquide volatil dans l'espa- ce d'écoulement pour le carburant,
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après. connée @ titre d'excellé non limitatif et en se référanmt aux dessins annexés. dans les- quel La figure 1 est une une en élévation latérale . dont certaines parties sont représentées en coupe diamétrale ,
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d'une première forme de réalisation de l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe diamétrale à gran- de échelle d'une partie de l'appareil de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe horizontale sui- @ vant la ligne 3-3 de la figure 2 @
La figure 4 est une vue en élévation , à la même échelle que la figure 1 , représentant l'élément de transfert de chaleur à ailette en spirale.
La figure 5 est une vue en coupe Diamétrale à gran- de échelle , représentant le noyau de céramique, l'enroulerai de résistance et le bouchon de l'élément de transfert de chaleur à fonctionnement électrique.
La figure 6 est un schéma électrique représentant le câblage de l'élément chauffant à résistance dans le circuit d'allumage.
La figure 7 est une vue en élévation latérale re- présentant une seconde forme de réalisation de l'invention.
En se référant à présent aux dessins et en premier lieu à la figure 1. la référence 10 désigne la version à chauf- fage électrique du réchauffeur de carburant pour moteur d'une fa- çon générale et ce réchauffeur est monté sur la partie de corps
12 d'un carburateur inversé classique 14 qui abrite un Venturi
16. De l'air aspiré à travers l'étranglement 18 du Venturi au-de- là de la soupape de réglage (non représentée) entraîne normale- ment du carburant brut dans le carburateur par l'intermédiaire d'un tube d'admission de carburant brut 20 à partir d'un réservoir à carburant adjacent (également non représenté) . dans lequel le niveau de carburant est maintenu constant à l'aide d'une soupape à flotteur.
Le tube 20 dans le présent cas ne fournit pas le car- burant brut directement à 1*étranglement du Venturi pour son ato- misation par le courant d'air s'écoulant rapidement irais, au con- traire, le fournit à une petit tube de dérivation 22 qui traverse complètement le corps du carburateur et émerge sur l'autre coté de celui-ci à l'endroit d'une lumière 24. Le tube 22 dans l'agen- cement particulier illustré remplit une fonction très importante , à savoir celle d'un préréchauffeur pour le carburant brut préla- blement à sa fourniture au réchauffeur principal désigné dans ses grandes lignes par la référence 26.
En d'autres mots, comme dé-
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crit à présent, le carburant est finalement fourni au Venturi du carburateur sous la ferme d'une vapeur chaude après avoir quitté le réchauffeur principal; par conséquent, cette vapeur chaude paigre qu'elle soit aspirée à partir de la base du carburateur presque instantanément par le courant d'air s'écoulant rapidement et traversant le Venturi , parvient à transférer une partie de sa chaleur aux parois du carburateur et également au tube 22 qui amène le carburant brut à l'état liquide.
Par conséquent, le carburant est préchauffé avant de pénétrer dans le réchauffeur principal extérieur 26 et l'effet total est d'offrir un réchauffeur principal avec une unité de transfert de chaleur à ailette et un préréchauf- feur sous la forme d'un simple échangeur de chaleur, Il est éga- lement important de remarquer que les surfaces chauffées du car- burateur transfèrent de la chaleur à l'air de combustion incident en même temps qu'il est mélangé avec les vapeurs du carburant chaud et ceci contribue également de façon appréciable au rende- ment général de la combustion.
Par conséquent, bien qu'il soit possible de bournir le carburant brut idrectament au réchauffeur principal 26 sans préchauffage et en obtenant encore toujours un système de carburation amélioré , 1'agencement décrit précèdes-' ment est préférable pour les moteurs à combustion interne dispo- s ant d'un carburateur. Bien entendu, dans les moteurs Diesel et analogues qui n'ont pas de carburateur mais qui injectent au Can- traire le carburant sous haute pression directement dans les cy- lindres, il n'est pas possible de préchauffer le carburant de la sorte.
¯¯ ¯ ¯En se référant ensuite aux figures 1 et 2, on cr. servera que le carburant brut préchauffé quittant le carburâtes est fourni au sommet du réchauffeur principal 26 à l'aide d'un tube d'alimentation à petit alésage 28 qui reçoit. le carburant du préréchauffeur 22 et l'envoi dans la lumière d'admission 30 pratiquée dans la tête 32 de l'unité de k@chauffeur principal.
Cette tête 32 est fixée fermement au sommet e l'élément cylin- drique creux 34 qui constitue l'enveloppe 'sa la carter externe du réchauffeur principal 26. La base de l'élément 34 est formée par un bouchon 36 auquel est fixé l'élément de transfert de cha- leur' ailette en spirale qui a été désigné globalement par la référença 38. ainsi que l'élément chauffait qui a été désigné de
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mam par la 6fGrcnco .:0.
La carburait >.apcàiE5"cìàà"%aitta la b du r1-- u'ksyr principal par l'1ntcr.::'iéi.alr. 4.'...n tube 4'6- ë atin graRd alaaaga 42 qui, à .on tour, est reconnecta au c,;;;r-ps du rbur.1\teur ùm6diate¯nt en dessous de la gorge du Yen- tirt. une 1wdéKo a ouvr t latéralement 44 est prévue dans le corps du carburateur pour recevoir l'extrémité de sortie du tube
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d'évacuation 42 , coe- repréaent6 à la figure 1. Cette dernière extrémité du tube d*évacuation est coupée en bi*1* com t<pt<-' senti en 46 afin de constituer un prolongement surplombant *en- blabla à un écran qui permet aux vapeure de carburant chaud de
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s'échapper librcuaent de ce tube dans le lourant d'air ne dépla- çant en travers.
On se réfèrea à prisent aux figures 2,3 et 4 pour la description détaillée de l'élément de transfert de chaleur à ailette en spirale 38. La bouchon 36 dans la base du carter cy-
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li:driqua creux externe 34 présente un 81'..ce axial 48 qui *et fileta à son axtrazita inférieur* de façon à recevoir un second bouchon de plus petite dimension 50, filetée extérieurenent, qui assure la montage de l'élément chauffant à résistance 40 dans son alésage axial 52. Le bouchon 36 présente un contre-alésage
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54 z son sommet qui coopéra avec l' 8lf28ge 48 pour définir un zippau1eoaent annulaire 55 sur lequel repose l'axtréstité Inférieure de l'élément de transfert de chaleur 38.
Cet élément de transfert de chaleur 38 comprend un organe cylindrique creux allongé 56 fait d'une Ratière telle que la laitcn possédant de bo..na propriété de conduction thermio-
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que, un capuchon 59 fernnt l'extrémité aupérieura de cet orqano et qui peut être réalisé en une pièce ou *ou,* forme de pièces
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distinctes, ainsi qu'une ailette en spirale 60 , z czafi ,ratian h61icoldale .t't8ndL,t depuis le aOft::l8t. de IltorgA."1e cylindrique jusqu'à une extrémité se terminant un peu avant l'entrée du tube d'évacuation 42.
Dans la fora* particulière illustrée, l'alle hélicoïdale qui constitue l'ailette en *pirole 60 de l'élément
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de transfert de chaleur est fo1'Bl6ed'un ruban de watiér. distinct, toutefois, si cette construction est utilisée , l'ailette doit être soudée ou brasée sur l'organe 56 afin d'établir un joint
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Ininterrcupu assurant la conduction de la chaleur .qui r6iat:era z de* teraturaa bien eupérie s à cellenauxquelles une soudure
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au plocb et "m8 . l'Argent fonulerait. Sans cola, le pre<'d' pr4- f4ré pour la fabrication des allette. cn.l.t.r. a les ualnor en usxa pièce avec lorgane 56 , à partir d'une barre de laiton unique.
Ota a obtenu la* meilleurs têoltjm) en donnant aux etiet- tes une 4p*ioâgtur appr6ciable . par aiai,e 4/10 da Ma envîzon. te 41&aatra extirîtur de l'organe cylindrique crour ett 4vid<BMMt nottemp-t inllr18ur au d1tr. Interne du car- ter 34 de l"changeur de chaleur afin da laisser entre aux un es- pace annulaire 4"coul...nt de carburant <3' pour la circulation du carburant qui *et r'cMuff4 et vapotie'. las ailettes 6O d'autre part. ont une largeur ou une dlmen810n radial* pratique- men: dgale à la distance radial,* #4ç r nt les 3nrflàce* adjacentes des 41<aent< 34 et S6 alla da cZav*ct.*r 14*tpac* annulaire bzz entre sc d"aoc la carburant ï1 circuler en pirole zaza bas le long de l'ailette 64. o& sa vaporitatîon -4 tieu.
Le dïa ètre du atraal#**#a 34 ,ut tel qu'il re- çoit l'organe cylindrique 56 awe un ajuàt4* élAtl\nt serr4, de telle sorte au* dernier peut y atra fendu 4t che et on- pêcher A la foi* les fraction* liquides et da v;'<Jr dan* l"1!.n- gour de e'4cha tr dans la cavité 64 de ' '! 61fnt chauff.ant l'intérieur dudit organe cylindrique creux. tlat=seère z 1.1n- t'rieur de Illergant 56 où est tbritt 1.'1'nt chauffant A ï'êsi<- tance t de préférence telle r,'alla Mit pttiqaent 1!E\a:.'w.a d'oxygène et, par eo<Mt4<ïu<mt, ne p-armttra pas ;J:ne c#-'at-ion.
L'41'm8nt chauffant à r6.1.trc 40 est crr ;# plus citiresent aux figures 5 et 6 .x;11es ea ce -éférora b pré<ent, rl co.."'lpr. un noyau edramiq-ze croàx f6 atc 'une an#tis; 68 de diamr*r r4duit A .on extrdnitd i'ri:r qui n'af2ta troiteae;t dans If1a14.age axial S2 du 2oti% J"':\ 50 t e il est maintenu de façon 6t.PhchO.
La 22rface C'.;;11dtiq,;e (!x::t'i.:..1" 70 du noyau 76 qui pénètre dans l'intêriaur creux do l'<M5en& cylindrique creux 56 *et dot&4'ur.e go:: je ea pift 72 4ar.t la... quelle est bobine un fil rlaiat.ant bzz. c. fil pI1:;.tr. da:-.. à cavité 64 par 3'iriterââiaiza d'une fente lon<;'1itudinaltt 76 bnl1;a Mct.1àd Illetde du bouchon stv, puis il est tobir.' %lor3lO haut la long de la gorge 6A spirale 12 juswilau .oc:mot. du toyau où il pénètre dah8 I-1nt'rleur creux de celui-ci par l'i.nteraédiai.< re d'une ouverturt rAdiale ?8 pour reveai? e#s.;ito l 1.1nt'riur
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i 1 <*t tt Il 4*éaer .r "1 't1.mj\"u A trovor# encore un autre bouchon 80.
.> pr<a<jnt4 à la figure 6, l'élémont chouf- tt t-r nce connecté en alrl. avec une olioento- t, ' .1.1 puh d'jC.: ".:Ourant ccntlnu (non repré*entéo> , tdLrque 1 :;.. #tr.:e 6 ou 12 volt. d'un véhicule automobile
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ou d'T-n c&8Jon. !<*mtrrupt<ur d'allumage 62 et un rhéostat 84 peu'..cu,t être tétîlliîde pour règle!* le courant parvenant ai fil: rêatntart 74. Bien qU'il ne toît pas essentiel que la couranit tr&\r..nt i'éléaart chauffant soit modifiée un rendamnt quel- cr... pà#t ..Uor4 sera atteint et ceci peut <trw ffctu4 , par.
Ce que la température d* 1*41*mont chauffant peut étre aUg8entfe ou diminua suivant les racessitis afin de s'adapter aux con41- tiona d'.ccroi...nt ou de dicunutîon de la consommation de car- burant i en maIntenant par c=sdq7u*nt la température des vapeurs de carburant chaud quelque peu constante tout on assurant simul. tnér une vaporisation eoeiplètw de ce carburant, Les te.-F4ratures produites à l'intérieur du r4ch<mf- (.';'1' frinciptt 26 n'ont jusqu'à présent pas été <Mtersdn<e< a,*c prfc181or, toutefois, en Mit cralolle sont bien supdrîeurte aux pdhtift dldbullitîon Ci82* des fraction.. point d"bu11itiOft plus flov6 eu 1 OS#AC* et des produite le dittillatipn et les il. tour** ettinàtïons 3.
adment environs de 400 à 850 OC et plus. tn courant d'aççroxiaati%.enen% 2 & 5 ampères est n't:c..a1ra ?ou!* faire fortlonn.r Ilflêment chauffant à résistance 40 oui- eant le r4914go du rhfo8tat. tora du fcnct!onnt. les surfaces ,l.ibl..xt6rl.ur.. du carter du rfchaffeur principal sont r. C.4':.;.S et 1".1:':.4.) 1!e'.l.1nQnt 1r.car.d.Ctn(CI :!ar.. une neaurt rccptibl..
Us vàça#r* ae.."chappant du r4ch<tff$ur prin- :1.,...1 dirs le \'.nt'.:d. du rr.;rae1.;r se propaSent..a. la fol"D8 t'un brouillard ou d*ure bée constîtude de çouttelot:03 extri- )CNfi petites qui n'of:r6t/p.u ou p do mnd.tss* à se *4p<t- -or par .:cmc!on,at1on. âir lez ferait pl-.;* froides du venturl a. rant d'être *ntra1n'oeda#* la JIOte\:r avec la cocrant s'écoulana '.pl4c:. nt d'air de eastî! qui les traverse* te fait irilube -oe&uwtiMt plus coeplête carburant a lieu sestle évidente de iprès la rapport nett1!:::O ,accru de la distance parcourue p ttre de carburant réàultana de l'util1.aion de 1 aprwr*il au 'ourw d'e<nmi<d< :war,#ifio? *us un mfme parcours avuc et sans
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/ lequel lla est sonte''a,'.e ex tat Kà jajj'-i ' j gzi p ,rr t i .,.... ¯v 'tp'4fl.. iY""'.f'....c.'!II".o; i!"-'i.io'-"4JO$'C',* "",,'.11 -"'.I" """'..J 1.-It.>"o:$ ..'&OO.. "".;ion n'est m3îfîé que sous d,,;)( .ispeoets is"j?3, C3 1.içi# à le ren4re plus long -,>-.,r 'il .J'th.m::l;) '3:;r tyt 2a #1;t.%n- io A tra'.:or. le bouchon 3±:'1 l'extdr-*3,-r --'le l*'.-.t ei., et second leu, de façon 1 le 1-3t*r -d*une lrni±>re 'i"ê'.'3'2-:at2 '3 88 . à filemje interne au vo13îx;j- ,12 993 et -n à?; ?# = tant transversal czaxial la 3.'-:*'i';'s"3 r;':'.laMa dans I'3 carter 34::t.
Le bo:.:;:hon 3m est ai#n-lifi>3 .1= fçn s'i.'.d"'? un seul alésage axial 93 analclue a-a :=11é 4 Ja la veralon décrite pr'ce:"':""1 . :se. tîis*3&s émut f2-ane #>1#-:14.i; de façon à ai3urer "';::0 4:an;1,éité 4:ric. i).-2::or de 1*ex#éic,r de l'organe c11nriq 5(.
-- ----- ---- .îa%. 92 est vissé <2an* la luaièro d'<v*ej:at.i'3 de gaz 88 de liorjane 5±,:=1 . de fa-zn à traverser la lu.."'!ire 81.. ta .'adaptant 6*-roîte=.-t à l'i.ntërian' do celle-ci < d'j carter 34m de Ildean-3e,.,r de chalejr. Ai;@1, l'éci;a#jeur de chaleur p>,- méde des pafcy.tfw d"co.lle-:"JiCnt ph;.oiq.à*Brnnt pour le cef burent du moteur et les produit* de t7azeux préle- ,t4adu collecteur d'échappemJ;t 94, #"'* parcoure d'6coulercnt dintînetadtant a1encfa en saoeiation <I'chat:Me thofaiqua avec un *couler-4nt en eontre-courat concentrique l'un par reppart <!< l'autre. ##
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ItC ;J;1er;=;= :1' ±<:1;açperent 94 possède une ove:-- ture 96 ds-s sa 2azzeç. 3z - o i,:-.??= est ui- tt'be d'admis- s>J# de 7,r é5 a-.-ec un zzu2c à droit 100 et une excrésité .;;:". 3.:..ée :. srse # =xrîl.li.r+ '!.?2 ie faos C!tre di&:
i'S'e en a- ?.> t et 1 ss-sE' 2js --4:its .le COriz3ti=n Cha'%±S TSe?s=Bï!& .-llu>r.n;=. a'3 2? .L2;.:. -=. : "o la ±lB=ô=a Ce 61. f'axis- le ;ai ?:,é.1;-;0 - rer -'::1; 2*I'j's lc rorX-is=1?n çazezx ,1,à ,,fi en i Çoz=.t rit:ié '*.' x*'iv<=e'-i& A sl-distas t ?'en- \"7)1 à 1*=.,#±;e.:r 5c '=!C':4¯: -.:' .;:,:i-,:iF-al 1±m E3r ai- Ït. de l' srg:#z t'.;.:-i?s r-.r : - -:* il est r.3Zië par ---n acc'3u?Iû- 7t l. "s '3s ina-15 110"gar4e us'2,.s 5±m t--ans- *':: jac=Lù ir&5r=ant"# eralcur a.zx parois de celui- #- à 1 ;11<..=#ù 1;E iT *.; t:
#'1''' Ca ''*?1* %1<- "": 'y? '".'¯r-'' f j'\j:rat en spirale '.fA-c z .?.:.% i-:. = :1, #= ,à =.: e=,t 3 1''sr en st sue vapr -r cE.ai,±; 0:3 : ',''2':-.r. "i iùrb=ate.zr o# directer-'ent vers le cylindre, gaz de cJ=i-r;ir# chauds sa refroidissent évi-
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: ; :nt da#3 la <w.r de la chaleur transférée au carburant et, ainsi refroidis , il> 3 :cnvo1s au collecteur d'éc:apper..ent en aval de l'extraite i jwsnt lo2 à l'aide du conduit de retour de jaz fr*1é%lJ' -,I--i se c3!'.i:ecte au tuyau 92 et pénètre dans le cllectcr d'éapF7n par une ouverture 108 dans sa paroi.
L'extrémité dj z?n;1:it 105 possède un coude à angle droit 110 .;i 1-r,ji les jas 4?.ac,4s rs l'aval avec de préférence un -4,6calaÎc latéral par zpâ L 1'ex.trêsitê d'adsi ion du tu- be 98 afin de ne pas gêner l'culent des gaz chauds dans ce- lui-ci ou si renu.#3= ;.e pyo3r*i.T:3 appréciable des gaz refroi- dis. Lorsque les gaz 3'éca, nt provenant du Dateur franchis- sont l'extrénite du conduit 1C6, il* deablissent un léger vide au bout de celui-ci , la pression différentielle ainsi établie entre l'admission et l'évacuation étant suffisante pour aspirer les gaz frods et assurer une circulation continue des gaz de combasstion à travers le système.
La forme de réalisation de la figure 7 dépend donc
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complétement de la température des gaz de combustion traversant le collecteur d'6chappement , qui ne sont en aucune façon aussi chauds que le* températures pouvant être produites par l'élément chauffant à résistance alimenté électriquement de la forme de
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réalisation précédente. Malgré cela, on considère que des temp6- ratures de 200 à 300 C et plus peuvent être obtenues de la sorte, ce qui est suffisant pour provoquer une vaporisation pratiquement complète du carburant ainsi qu'un rendement général très amélioré par comparaison avec des moteurs équipés de systèmes de carbura- teur classiques.
Il doit être entendu que la présente invention n' est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des Esodifications peuvent y être apportées sans sor- tir du'cadre du présent brevet.