Procédé d'humidification de l'air moteur dans une transmission pneumatique de mouvement. Il est déjà connu d'utiliser comme mode de transmission du mouvement d'un moteur, en particulier d'un moteur Diesel, un ensem ble constitué par un compresseur entraîné par le moteur et par des cylindres récepteurs, dans lesquels l'air comprimé par le compres seur agit comme fluide moteur. Il est parti culièrement prévu d'utiliser ce mode de trans mission pour les locomotives.
Mais il est avantageux et même indispen sable dans le. cas des grandes puissances, pour que la détente de l'air comprimé puisse s'ef fectuer sans inconvénient et sans que la tem pérature de l'air détendu s'abaisse de trop, -de mélanger à l'air de la vapeur d'-eau qui, en se condensant, restitue sa chaleur de va porisation et diminue ainsi l'abaissement de la température de l'air détendu, Or, l'expérience montre que les variations de charge, d'une part, @et les variations -de l'état de l'air extérieur, d'autre part,
entraî nent dans tous les systèmes utilisés jusqu'ici des variations inadmissibles flans l'état de l'air comprimé alimentant les cylindres moteurs.
La présente invention permet de suppri mer ces inconvénients. Elle a pour objet un procédé d'humidification de l'air moteur dans une transmission pneumatique de mouvement comprenant un système moteur-compresseur et un moteur à mélange d'air et de vapeur alimenté par le compresseur, procédé dans le quel cet air est amené à un état final présen tant des conditions déterminées de pression, de température et d'humidité, caractérisé en ce que l'air est, avant son introduction dans le moteur @à air, soumis, d'une part, à une humidification proportionnelle à son débit, et, d'autre part,,à un réglage de sa tempéra ture,
en vue duquel l'air arrivant à une tem pérature variable dans un réchauffeur s'y réchauffe pour ;être ensuite mélangé à une certaine quantité d'air complémentaire de température inférieure également variable, la température de ce mélange tant réglée au moyen d'un thermostat qui, soumis à la tem pérature du fluide après mélange, agit auto matiquement sur l'apport de chaleur d'au moins l'un des composants dudit mélange.
Dans un mode d'exécution du procédé, le réglage de la température du mélange d'air peut être obtenu en faisant varier par un ré glage thermostatique le débit des gaz d'échap pement du moteur alimentant le réchauffeur d'air, une partie de ces .gaz étant ainsi éven tuellement rejetée à l'atmosphère sans passer dans cet échangeur.
Le thermostat est alors conçu pour ouvrir une vanne ou un papillon libérant les gaz d'échappement quand la température du mé lange tend à monter. On peut aussi agir sur la proportion des deux composants. Bien en tendu, les deux modes indiqués de réglage peuvent être utilisés en combinaison.
Pour produire l'humidification, on peut injecter dans le mélange d'air de la vapeur produite dans un générateur approprié, de préférence chauffé par les gaz d'échappement du moteur, par exemple. un Diesel.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, des schémas d'installations pour la mise en oeuvre de diverses formes d'exécution du procédé objet de l'invention.
La fig. 1 montre schématiquement une forme de réalisation et les fig. 2, 3, 4, 5, 6 et 7 représentent six schémas de variantes.
Sur la fig. 1, 1 représente le moteur Diesel, 2 le réchauffeur d'air, 3 le groupe compresseur comprenant deux cylindres BP <I>4</I> et 5 et un cylindre <I>HP 6;</I> les pompes d'in jection d'eau sont représentées en 7, elles en voient l'eau dans les enceintes, 8 et 9, dites saturateurs, 10 représente le receiver où est admis le mélange final, d'où il est envoyé dans les cylindres moteurs 19.
Pour fixer les idées, les températures et teneurs en vapeur du mélange correspondant à un exemple vont être indiquées ci-après L'air extérieur est aspiré dans le réchauf feur 2 par des filtres 11; ce réchauffeur est parcouru par les gaz d'échappement du mo teur 1, qui y sont amenés par la tubulure 12. Les gaz d'échappement sont à, une tempé- rature voisine de 400 , ils échauffent l'air à une températeur minimum de 120'.
Si la température de cet air sortant du réchauffeur 2 est supérieure à 120 , une cer taine proportion d'air frais est admise par la tubulure 13. Cet air frais est filtré au moyen d'un filtre 13 bis.
Cette quantité d'air est réglée au moyen de la vanne 14 pour que la température du mélange soit 120 et cela au moyen d'un dispositif thermostatique 15, soumis à la tem pérature de ce mélange en un point 16, où ce mélange est complètement achevé.
En aval de la tubulure 13 d'arrivée d'air frais sont disposées des chicanes 17 et un mélangeur rotatif 18, le tout destiné au brassage du mélange. Le point 16 de prise de température est en aval de ces dispositifs de brassage: L'air à, 120 est amené dans l'enceinte 8 dite pré-saturateur, dans laquelle les pompes 7 injectent de l'eau finement pulvérisée (dans une proportion de 3<B>%</B> du débit d'air) qui se transforme en vapeur, et abaisse la température à 45 C.
L'air à 45 ainsi chargé de vapeur est aspiré dans les cylindres BP 4 et 5 qui le compriment à 4,7 atmosphères absolues et portent sa température à 210 .
Le mélange d'air et de vapeur, après cette première compression est envoyé dans le sa turateur 9, dans lequel l'eau injectée par les pompes 7 augmente la teneur en vapeur de 59'o.
Cette injection ramène la température à <B>100'</B> C environ.
Le mélange ainsi obtenu à, 100 C et 4,70 atmosphères absolues est admis dans le cylin dre<I>HP 6</I> qui le comprime à. 16 atmosphères absolues et porte sa température à 230 C.
Ce mélange d'air plus 8 % de vapeur (plus humidité naturelle) arrive au reeeiver 10 d'où il est envoyé aux cylindres moteurs 19 de la locomotive.
Bien entendu, des variantes de détail peuvent être introduites, telles que celles déjà mentionnées: le réglage de la température de l'air au moyen d'un réglage thermostatique des gaz d'échappement admis au réchauffeur 2, la vaporisation, au moyen de générateurs appropriés, de l'eau refoulée par les pompes 7 , avant que cette eau atteigne les saturateurs 8 et 9. Cette variante aurait pour effet une diminution de température beaucoup moins forte dans ces enoeintels.
Dans les fig. 2 à 7, les lettres S désignent des saturateurs, R des réchauffeurs, B les cy lindres basse pression du compresseur et H les cylindres haute pression. Les mêmes si gnes de référence désignent les mêmes élé ments dans les diverses figures.
La fig. 2 représente une disposition sem blable à,celle décrite en référence à la fig. 1, à laquelle sont ajoutés un saturateur et un réchauffeur en aval du cylindre haute pression.
2 désigne un premier réchauffeur, 13 est la conduite d'air frais aboutissant à la vanne de réglage 14 commandée par le dispositif thermostatique 15 suivant les variations de la température du mélange en 16. 4 est le cylindre basse pression, 9 un saturateur, 6 le cylindre haute pression.
Le mélange qui a été réchauffé pendant la compression en 6 peut vaporiser de l'eau; on prévoit donc le saturateur 20 qui abaisse la. température du mélange, qui est relevée par le réchauffeur 21.
En 10 est figuré le receiver du fluide mo teur, et en 19 les cylindres moteurs.
La fig. 3 représente une variante de la fig. 2 dans laquelle le cylindre BP <I>4</I> aspire directement dans l'atmosphère. Une dériva tion 22 est prévue en parallèle avec le ré chauffeur 21 et au point de rejonetion de la conduite principale 2.3, et de la dérivation 22 est prévue la vanne 14 placée sous la dépen dance de la température du fluide au point 16 par l'intermédiaire du dispositif 15. On a ainsi un courant d'air complémentaire plus frais arrivant par 22 et dont le débit est réglé par le dispositif thermostatique.
Dans la variante de la fig. 4, on prévoit entre les cylindres BP <I>4</I> et<I>HP 6</I> non seule- ment le saturateur 9, mais un réchauffeur 24 suivi d'un autre saturateur 25.
Le réglage thermostatique peut y être ob tenu, soit en amont du cylindre HP (déri vation 22', vanne 14', thermostat 15'), soit en aval du compresseur (dérivation 22", vanne 14", thermostat 15"), soit des deux façons à la fois. Ainsi dans le cas où l'ins tallation comporte les deux dispositifs de ré glage thermostatique, l'air admis au mélange sous réglage thermostatique au point 14" a déjà subi un premier mélange avec de l'air complémentaire sous réglage thermostatique.
La disposition de la fig. 4 permet une injection d'eau plus forte entre les cylindres BP et<I>HP.</I> Ce résultat peut être aussi obtenu comme indiqué fig. 5, dans laquelle un ré chauffeur 26 est placé immédiatement après le cylindre BP <I>4,</I> ce qui permet d'injecter dans le saturateur 27, qui le suit, une quan tité d'eau plus grande que dans le satura teur 9.
Le réglage thermostatique peut aussi avoir lieu entre les cylindres BP et<I>HP</I> comme indiqué fig. 6 et 7.
Dans la fig. 6, une dérivation 28 est en parallèle avec le réchauffeur 26 et le satura teur 27, la vanne 14, commandée par la tem pérature du fluide au point 16 par l'intermé diaire du dispositif 15, étant prévue au point de rejonction de la dérivation 28 avec la con duite principale 23. Un saturateur 29 est également intercalé dans la dérivation 28.
Dans la fig. 7, c'est seulement le réchauf feur 26 qui est mis en parallèle avec la dé rivatîon 30, et le réglage de la température est fait au moyen des mêmes éléments ther- mostatiques 14, 15 et 16.
Dans certains cas, notamment quand la température des gaz d'échappement est très variable, le réchauffage de l'air peut être obtenu dans un accumulateur thermique chauffé par les gaz d'échappement qui rend possible le réchauffage de l'air à une tempé rature convenable, même pendant les périodes de basse température d'échappement.
Dans le cas d'une locomotive, l'air frais d'appoint au lieu d'être aspiré dans l'atmo- sphère ambiante peut provenir du refoulement de l'air des radiateurs de la locomotive.
Au lieu d'utiliser comme fluide chauffant les gaz d'échappement du moteur, on pour rait utiliser toutes autres sources de chaleur dans lesdits éléments réchauffeurs tels en particulier que des brûleurs.
Il a été question d'éléments réchauffeurs et d'éléments saturateurs. Bien entendu, il est possible de remplacer la juxtaposition de deux tels éléments par un élément unique remplissant les deux fonctions envisagées. Dans un tel réchauffeur-saturateur, le mé lange d'eau avec l'air peut avoir lieu par in jection en pluie, ou par barbottage.
Dans une autre variante, on peut rempla cer un saturateur opérant un refroidissement de l'air et une augmentation de la teneur en vapeur par deux dispositifs réalisant succes sivement ces deux opérations, à savoir un re froidisseur et un injecteur de vapeur d'eau, cette vapeur étant produite par exemple en utilisant la chaleur des gaz d'échappement du moteur.
Dans chacune des installations décrites et représentées, il est prévu pour chaque satu rateur un dispositif de réglage agissant de façon que l'humidification de l'air traversant ce saturateur soit proportionnelle au débit de cet air.