<Desc/Clms Page number 1>
SYSTEMES P'EPURATION D'HUILE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
La présente invention concerne des appareils associés /aux moteurs à combustion interne, aux pompes, ou à des machines similaires, pour épurer l'huile servant au grais- sage du moteur ou autre machine, de façon la débarrasser des impuretés nuisibles , plus particulièrement des liquides combustibles volatils et de l'eau, dont la présence dans l'huile a pour résultat de sérieux inconvénients bien connus.
L'invention se rapporte en particulier à un appareil de ce genre qui peut être efficace même pour de courts trajets de l'automobile propulsée par le moteur, ce dispo- sitif étant particulièrement utile pour des trajets limités dans des pays froids.
Au cas d'une faible durée de fonotionnement d'une voiture, le moteur n'est pas parfaitement chauffé et en conséquence le combustible gazeux actuel, de qualité inférieure, se condense plus facilement sur les parois des
<Desc/Clms Page number 2>
cylindres et les passages d'admission, avec par suite une forte dilution et une forte pollution de l'huile par le combustible liquide, qui franchit les pistons et pénètre dans le réservoir d'huile située dans le carter du vilebrequin.
D'autre part, dans ces conditions une quantité notable d'eau se forme dans le carter du vilebrequin, par suite de l'insuffisance ou de l'inefficacité des joints d'huile autour des segments de piston, ce qui a pour résultat qu'une plus grande quantité de gaz de combustion est refoulée par les pistons dans le carter du vilebrequin , où ces gaz se condensent sur les parois, en formant de l'eau dont la. présence est extrêmement nuisible.
Les mêmes conditions générales de fonctionnement règnent dans les pans froids et d'ordinaire d'une manière plus ou moins accentuée, quelles que soient les longueurs de trajet de l'automobile,et aussi avec des moteurs de camions uti- lisant des essences lourdes malgré leur haute température de combustion.
Pour maintenir les bonnes qualités lubrifiantes de l'huile et pour éliminer toute eau de l'huile, la chaleur du moteur, utilisée pour la distillation ou l'évaporation dans l'épurateur ou autre dispositif d'élimination des diluants, doit être employée de façon à chauffer l'huile dans ce dernier dispositif pendant une durée minima lorsque le moteur démarre d'abord sans cependant la surchauffer pendant de longs trajets à des vitesses élevées, ce qui provoquerait la carbonisation de l'agent épurateur et en annihilerait plus ou moins complètement l'action .
, En conséquence, un épurateur d'huile au autre dispositif d'élimination des diluants doit, pour fonctionner de manière
<Desc/Clms Page number 3>
satisfaisante et efficace, comporter des moyens pour recueillir la chaleur des gaz d'échappement et pour la conduire rapidement au compartiment de chauffage d'huile du dispositif et ce avec un minimum de perte de chaleur.
De plus, l'huile soumise à un traitement de purifi- cation par cette chaleur doit être contrôlée dansla chambre de chauffage de l'épurateur de façon qu'elle soit rapidement portée à la température appropriée de distil- lation et soit ensuite traitée automatiquement de façon à ne pas être portée à une température excessive quelles que soient les conditions de marche du moteur.
Dans le rectificateur conforme à la présente invention, la chaleur transmise à l'huile dans la chambre de chauffage est en conséquence contrôlée par la quantité d'huile traversant cette chambre, et on se sert d'un thermostat approprié pour régler la quantité dihuile admise, de telle sorte que, lors du démarrage du moteur, aucune huile ne puisse pénétrer dans la chambre jusqu'à ce que l'huile qui y est déjà contenue ait atteint une température appropriée déterminée; la température de l'huile contenue dans cette chambre est ensuite maintenue entre des limites relativement étroites par le réglage de quantité d'huile admise par le thermostat et qui peut ainsi àraverser cette chambre.
Jusqu'à présent, dans les essais effectués pour obtenir les résultats désirés, l'huile'impure était aspirée du carter du vilebrequin ou du système de graissage sous pression du moteur, qui reçoit son huile du réservoir dans le carter ; mais pour assurer une chaleur suffisante pendant de courtes périodes de fonctionnement du moteur ou dans les pays froids, on donnait au dispositif de chauf-
<Desc/Clms Page number 4>
fage des dimensions assez grandes ou une puissance assez grande pour qu'aux grandes vitesses ou avec de fortes charges, la quantité de chaleur conduite à la chambre de rectification est si forte qu'il .en résulte une car- bonisation excessive de carbone, ce qui rend le dispositif inopérant,
et que l'huile dans le système de graissage du moteur se trouve chauffa à un point tel que ses qualités lubrifiantes en sont sérieusement réduites .
Certains des appareils connus présentent l'inconvé- nient qu'ils chauffent une trop grande quantité d'huile à la fois, de sorte qu'elle n'est r4ellement chauffée en aucun point à une température assez élevée pour assurer une épuration effective, sauf pour de longs parcours.
Dans les dispositifs conformes à la présente invention, on chauffe une quantité moindre d'huile est chauffée et la température de l'huile dans la chambre de chauffage est maintenue pratiquement constante ; un chauffage initial rapide est assuré avec une réduction ultérieure de la quantité de chaleur fournie à l'huile , les gaz ou vapeurs dégagés ou expulsés de l'huile,en traitement sont éliminas immédiatement et d'une manière permanente , la récupération de l'huile se fait à une pression très légèrement inférieure à la pression atmosphérique de manière que l'huile épurée puisse retourner sous l'action de la pesanteur dans le sys- tème de graissage du moteur,
les vapeurs d'huile provenant du carter sont amenées à traverser le rectificateur en pré- cipitant l'huile entraînée par elles qui est chauffée avec l'huile contenue dans le rectificateur; le rectificateur contient d'ordinaire, bien que cela ne soit pas absolument indispensable, la même quantité d'huile, de/sorte que le risque de carbonisation par 3talement d'une mince couche
<Desc/Clms Page number 5>
d'huile sur une surface fortement chauff4e est faible; enfin le thermostat employé est de construction nouvelle permettant d'obtenir une grande puissance et un déplace- ment considérable dans un espace relativement petit.
Lorsqu'un moteur possédant un appareil de récupération d'huile s'arrêt, l'amenée d'huile impure vers le rectifi- cateur cesse, mais les organes qui transmettaient la chaleur du moteur à l'huile restent chaudes pendant un certain temps, et l'absence d'huile admise à l'état re- lativement froid permet aux appareils d'être suffisamment chauds pour provoquer la carbonisation de 1?huile y contenue.
En consquence, un des objets de l'invention consiste à supprimer cet inconvénient par la disposition de moyens pour faire continuer l'écoulement d'huile vers le récupé- rateur jusqu'à ce que tout risque de surchauffe de llhuile soit supprimé.
L'invention a aussi pour objet un dispositif qui empêche la formation d'une mince couche d'huile sur une surface chauffée, formation qui est susceptible de provo- quer la production de carbone et qui, en même temps, réduit la quantité d'huile susceptible de recevoir le chauffage dans l'appareil lorsque le moteur démarre.
Dans les dessins ci-joints donnés à titre d'exemple :
La fig. 1 est une coupe verticale axiale de l'appareil de distillation conforme à l'invention et montre ses liaisons avec le système d'huile sous pression, avec le carburateur et avec le carter du vilebrequin du moteur.
La fige 2 est une élévation des parties représentées sur la fig.l.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle de la
<Desc/Clms Page number 6>
soupape thermostatique contrôlant le passade d'huile du réservoir qupérieur dans la chambre de vaporisation inférieure.
La fig. 4 est une coupe de la soupape perpendiculaire- ment à la fig. 3.
La fige 5 est une vue par dessousdu même élément.
La fig. 6 est une vue de détail de la soupape de retenue employée avec le réservoir.
En se reportant à ces dessins, on voit que l'appareil de l'invention comprend une coque ou enveloppe métallique externe 11, pourvue d'ailettes à l'extérieur, et d'une base 12 boulonnée ou fixée d'autre manière sur la paroi supérieure percée de la culotte d'échappement 13 du moteur. avec interposition d'une rondelle calorifuge 14.
La paroi inférieure de cette enveloppe est pérore en 15 en regard du trou 16 traversant la paroi de la culotte, l'ouverture 15 possédant une nervure intermédiaire intemne 17, pour une fin indiquée ci-dessous.
Un tampon ou bouchon 18 en une matière très bonne conductrice de la chaleur s'étend à travers cestrous alignés , et pénètre dans l'intérieur de la culotte d'échap- pement et par conséquent dans le passade des gaz d'échappement chauds dans cette culotte, cette partie du tampon étant rainée longitudinalement pa,r rapport à la, culotte pour former plusieurs sections adjacentes parallèles 19, en forme de nervures ou d'ailettes, disposées dans la direction d'avancement des gaz d'échappement dans la culotte.
La partie supérieure 21 du tampon, partie réduite en diamètre, est filetée, et un récipient métallique évasé 22 et ouvert dans le haut destiné contenir l'huile
<Desc/Clms Page number 7>
est vissé solidement sur cette partie avec interposition de rondelles calorifuges.,.23 et 24 entre l'épaulement 25 du tampon et la face inférieure de la nervure 17, et entre la surface supérieure de la nervure et le fond du récipient; le diamètre de la partie filetée du tampon est suffisamment faible pour qu'elle ne soit pas en contact avec 1 élément d'enveloppe Il et pour éviter par conséquent dans une grande mesure le transfert ou la conduction de chaleur entre le tampon et l'enveloppe et faciliter sa transmission directe au récipient d'huile afin de chauffer son contenu.
Les ailettes ou nervures du tampon sont espacées entre elles et la distance qui les sépare est telle que les gaz d'échappement passent entre les nervures de manière relati- vement aisée et libre aux faibles vitesses du moteur, tout en réduisant ou en retardant notablement cette course des gaz à travers ces intervalles lorsque le moteur tourne à grande vitesse, ce qui a pour résultat naturel que les nervu- res ont tendance à se chauffer plus rapidement et plus forte- ment lorsque le moteur démarre à faible vitesse, tandis qu'à de grandeq vitesse il existe une limitation nette de cette absorption de chaleur.
La transmiqqion ou conduction de chaleur de ces nervures au récipient d'huile est encore limitée ou réduite, dès que le tampon a été complètement chauffé, en raison de l'étrangle- ment de sa section transversale au dessus desnervures, et aussi dans une certaine mesure entre ces ervures, de sorte qu'une quantité excessive de chaleur ne peut pas être trans- mise à l'huile contenue dans le récipient aux fortes vitesses ou pour des conditions .analogues de fonctionnement du moteur.
Le sommet de l'enveloppe, qui forme à so intérieur une chambre de vaporisation 26, est surmonté d'un réservoir ou
<Desc/Clms Page number 8>
récipient d'huile en tôle 27, dont la bride 28 saillante à sa partie inférieure est fixée par des vis ou d'autre manière au sommet de l'enveloppe avec interposition d'une rondelle calorifuge 29, de sorte que la chaleur de l'en - veloppe ne soit pas transmise au récipient placé au dessus et à son contenu.
L'huile impure que l'on désire récupérer est con - duite du système de graissage à huile sous pression du mo- teur dans le réservoir 27 par un tuyau 31 pourvu d'une soupape de retenue à ressort 32 qui s'ouvre par l'effet de la pression-de l'arrivée d'huile pour permettre son entrée dans le récipient et qui se ferme automatiquement lorsque la pression d'huile cesse, par exemple lorsque le moteur s'arrête, afin d'éviter que l'huile de ce réservoir ne se vide par ce tuyau.
Un tampon fileté central 33 s'étend à travers la paroi inférere du récipient, et sur ce tampon est montée une pièce de fonte creuse 34 présentant un tampon fileté percé 35, dans lequel coulisse la tige cylindrique 36 d'une soupape conique 37 coopérant avec l'extrémité inférieure du passage 38 du tampon 33, cette soupape possédant un élargissement 39 sur lequel s'applique une extrémité d'un ressort en hélice 41, entourant la tige de la soupape et s'appuyant par son autre extrémité contre un épaulement intérieur 42 de l'élément 35, de sorte que le ressort tend à fermer l'orifice 38, ce ressort étant assez fort pour appliquer la soupape sur son siège du tampon 33 contre l'action de la pression maxima qui peut régner dans le ré- cipient supérieur à un moment quelconque dans des conditions de fonctionnement quelconques du moteur,
à condition que le thermostat, ci-dessous décrit, permette ressort d'agir
<Desc/Clms Page number 9>
ainsi.
De par son montage vissé dans la pièce de fonte 34, le tampon 35 peut être réglé pour modifier l'action du ressort, la partie 35 étant maintenue dans la position désirée par une vis d'érrt 43 vissée dans un trou taraudé prévu dans le côté de la pièce de fonte, une garniture de cuir 44 étant interposée entre l'extrémité interne de la vis d'arrêt et le côté fileté du tampon pour éviter d'endommager ce filet.
La partie de la tige de soupape qui est dirigée vesr le bas s'étend à travers des ouvertures centrales coincidantes de deux éléments thermostatiques bimétalliques 45 et 46, incurvés en sens inverse et constitués chacun par deux bandes ou rubans métalliques réunis l'un à l'autre et pos- sédant des coefficients de dilatation notablement différents; ces éléments thermostatiques forment un thermostat multiple et sont constamment immergés dans l'huile contenue dans le récipient d'huile 22 constamment plein, de sorte qu'ils sont toujours soumis à la température de cette huile.
La tige de soupape 36 présente à son extrémité infé- rieure un élargissement ou épaulement 47, et à ce sujet il faut noter que, lorsque la soupape s'est fermée sous l'ac- tion de son ressort, fermeture qui peut avoir lieu sous l'action de la contraction du thermostat multiple, ce dernier peut se contracter encore plus, ainsi que représenté sur la fig. 4, sans influencer la soupape et sans effet nuisible sur le thermostat, par exemple sans que ce dernier soit soumis à des efforts supplémentaires qui pourraient lui imprimer une déformation permanente.
Le ressort mentionné est assez fort pour fermer la eoupape à l'encontre de la pression maxima 'huile régnant dans le récipient 27, pression qui varie plus ou moins en
<Desc/Clms Page number 10>
raison des conditions de fonctionnement variables du moteur, et le thermostat lorsqu'il ouvre la soupape par sa dilatation le fait à l'encontre de la tendance du ressort . le fermer.
En d'autres termes, le thermostat ouvre la soupape con- tre l'action du ressort, et le ressort ferme la soupape lorsque le thermostat lui permet de le faire.
Pour amener ou diriger l'huile du récipient 27 dans le récipient d'huile 22, lorsque la soupape est ouverte, l'inté- rieur creux de l'enveloppe présente, juste au dessous de la soupape, un passage de décharge 48 incliné vers le bas.
Pour assurer le meilleur fonctionnement du thermostat, il ne doit pas présenter pratiquement de possibilités de frot- tement et par conséquent les portions extrêmes de chaque bande métallique double sont recourbées en sens inverse ou quelque peu arrondies en 49,de sorte que ces éléments pos- sèdent à leurs extrémités des portées d'oscillation l'un sur l'autre, en éliminant ainsi pratiquement tout frotte - ment en ces points.
Pour maintenir en tous temps les deux éléments thermo- statiques en rapport approprié l'un avec l'autre et avec un minimum de frottement, la partie inférieure de la pièce de fonte 34 est en forme d'étrier 51 dont les deux branches pa - rallèles comportant sur un côté des éléments thermostatiques des prolongements 52, 52 avec des bords biseautés' 53, 53 coopérant avec les bords complémentaires des bandes thermosta- tiques, de façon à les empêcher d'exécuter un mouvement de rotation ou de tourner sur l'axe de la tige de soupape sur laquelle ils sont montés, mais en leur permettant en m3me temps de se mouvoir le long de l'axe de cette'tige avec une résistance très faible du bord biseauté.
<Desc/Clms Page number 11>
Pour être sûrs que ces éléments thermostatiques ne s'inclinent pas de manière inadmissible sur les tiges de soupape , les extrémités des branches d'étrierq sont elles aussi biseautées en 54,64 ou elles peuvent, si cela est nécessaire, entrer en contact avec l'élément thermostatique adjacent pour éviter que les deux éléments n'adoptent une '.position angulaire non désirée par rapport à la tige de soupape dans leur propre plan .
Il est évident que le frottement dû à ce contact est faible, de sorte qu'on peut dire que l'ensemble du montage du thermostat double ne comporte pratiquement pas de frottement.
Au fur et à mesure que la température de l'huile contenue dans le récipient ouvert 22 augmente et que cette chaleur est transmise au thermostat qui y est immergé, la bande bimétallique supérieure se courbe plus fortement vers le haut et vers la soupape et la bande bimétallique inférieure se courbe dans la direction opposée, les extrémités incurvées des bandes oscillant l'une sur l'autre dans la mesure requise.
Après que cette flexion combinée a compensé le jeu du thermostat entre l'extrémité du tampon vissé 35 et la tête 47 de la tige de soupape , la suite de la flexion des éléments, due à l'augmentation de la chaleur fait que la soupape s'ouvre contre la tendance de la sou- pape du ressort à la fermer. L'huile peut aimai passer du réservoir dans le récipient d'huile chauffée dans la chambre de vaporisation, jusqu'à ce que la soupape se ferme de nouveau.
Lorsque le thermostat multiple s'est suffisamment contracté, après abaissement de la température de l'huile
<Desc/Clms Page number 12>
dans le réservoir, il permet au ressort de refermer la soupape à l'encontre de la pression d'huile dans le réservoir, et si la température baisse encore, le ther- mostat peut se contracter encore plus sans se déformer de manière permanente et sans être endormégé d'autre manière.
Pour maintenir la pression dans le réservoir 27 lorsque de lthuile est pompée dans ce réservoir sous pression, et pour supprimer cette pression lorsque l'arrivée d'huile cesse, par exemple lorsque la pompe à hulle du moteur cesse de fonctionner, on a prévu un tuyau 55 qui s'étend à travers la paroi inférieure du réservoir et dont l'extrémité inférieure est toujours ouverte vers la chambre de vaporisation, tandis que son extrémité supérieure s'étend presque jusqu'au sommet du réservoir et est pourvue d'une soupape de retenue à ressort 56, se fermant vers le bas et s'ouvrant vers le haut ;
cette soupape se ferme automatiquement sous l'action de la pression engendrée par la pression d'huile dans le tuyau 31 et dans le récipient et lorsque cette pression n'existe plus,elle s'ouvre d'elle-même sous l'action de son ressort pour permettre la continuation de la décharge vers le récipient d'huile après arrêt du moteur.
La paroi inférieure de la chambre 26 possède sur un côté une cloison verticale 57 se terminant à la hauteur du bord supérieur du récipient d'huile 22 au quelque peu au- dessus et formant avec la paroi principale de la chambre un passage vertical 58 ouvert au sommet et communiquant à son extrémité inférieure par un passage 59 avec un tuyau de décharge d'huile 61 qui descend et débite danp la partie supérieure du carter 62 du vilebrequin du moteur.
<Desc/Clms Page number 13>
Près de la base de la eloison 67 de la chambre de vaporisation, est ménagé un orifice 63 avec lequel.coopère une soupape 64 montée sur l'extrémité inférieure d'un ther- mostat bimétallique 65, disposé verticalement et fixé par son extrémité supérieure, de manière appropriée quel- conque , à l'enveloppe 11.
De cette manière, la plus grande partie de ce ther- mostat se trouve dans le bain d'huile entourant normalement le récipient d'huile 22, lorsque cette huile est chaude, la soupape ferme l'orifice, et elle l'ouvre lorsque l'huile se refroidit en permettant à cette huile de descendre par le tuyau 61 dans le carter.
Cet orifice constitue donc, lorsqu'il est ouvert, un by-pass évitant le passage par dessus le sommet de la cloison 57.
Il faut noter que le récipient d'huile 22,est toujours rempli dlhuile , et il est préférable, lorsque le moteur démarre, que cette masse d'huile soit rapidement chauffée, pour qomrnencer la récupération de l'huile.
Si à ce moment le récipient 22 était entouré par une masse d'huile contenue dans la.chambre de vaporisation, les deux masses d'huile devraient être chauffées avant de pouvoir commencer la purification et la vaporisation, et par conséquent cette vaporisation serait considérablement retardée. par conséquent, lorsque le dispositif distillatoire ou rectificateur se refroidit, après arrêt du moteur, la masse d'huile enveloppante peut être vidangée automati- quement ;
lorsque le moteur démarre de nouveau et dès que l'huile contenue dans le récipient 22 est portée à la tem- pérature appropriée pour la gazéification ou la vaporisa-
<Desc/Clms Page number 14>
tion de ses impuretés, cette huile provoque l'ouverture de la soupape 37 et l'arrivée d'huile du réservoir 27, l'admission de cette huile provoquent un déversement du récipient 22 ; immédiatement après,un bain d'huile chaude est accumulé en quantité suffisante autour du récipient
22 pour l'immerger , la soupape 64 se fermant sous l'ac- tion du thermostat pour obtenir ce résultat.
Le recouvrement de la surface externe du récipient d'huile par un bain d'huile a pour but d'éviter la formation de carbone, du fait qu'une mince couche d'huile coulerait le long de ces surfaces chauffées.
Toutefois on renonce momentanément à cet avantage pour obtenir le chauffagerapide inti@@l du récipient d'huile et de son contenu.
Dès que l'huile froide passant du réservoir refroidit' dans le récipient refroidit quelque peu l'huile que contient ce récipient, le thermostat agit pour fermer la soupape 37 ef couper l'arrivée d'huile, qui reprend dès que la tempé- rature appropriée est rétablie.
Pour aspirer ou enlever l'air et les vapeune engen- drées dans la chambre de distillation ou de vaporisation, la partie supérieure de cette chambre est reliée, au moyen diun tuyau incliné 66 ouvert à son extrémité et d'un tuyau associé 67 qui lui est relié par un passage intermédiaire 68 traversant la paroi de la chambre, à l'ad- mission d'air principal 69 du carburateur 71 du moteur ;
ainsi l'air entrant dans le carburateur engendre une faible aspiration dans la chambre 26 de façon à faciliter .la vaporisation, à enlever les vapeurs de combustible et d'humidité expulsées et à assurer leur combustion @ êconomquee dans le moteur en les mélangeant aux mélange s
<Desc/Clms Page number 15>
gazeux combustibles formés dans le carburateur.
Pour enlever les vapeuus nuisibles qui sont présentent dans le carter du moteur et qui possèdent une certaine valeur combustible, et pour éviter la formation d'un vide élevé qui se produirait qans cela par moments dans la chambre de vaporisation, un tuyau 72 et un passage 73 traversant la paroi de la chambre font communiquer la partie supérieure de l'intérieur du carter des manivelles avec la partie supérieure de la chambre de vaporisation.
De cette manière, 1'air, les gaz et les vapeurs retirés du carter passent à travers la chambre de va- porisation en limitant le degré de vide qui peut y être produit, et passent dans le mélange combustible de manière à brûlerr avec lui dans le moteur.
Le degré d'aspiration dans la chambre d'aspiration est assez faible pour ne pas gêner la décharge par pesanteur de l'huile épurée de cette chambre.
Une particularité de l'huile contenue dans le réservoir consiste en ce que, bien qu'au début il puisse exister un matelas d'arr dans ce réservoir au- dessus de l'huile, l'huile semble posséder la propriété d'absorber l'air, de sorte que ce réservoir peut être complètement rempli d'huile.
Par conséquent,lorsque le moteur s'arrête et que - la soupape 32 se ferme, une partie de l'huile du réservoir peut descendre dans le récipient d'huile, la soupape ther- mostatique 37 étant ouverte, mais pour assurer une décharge complète et appropriée du réservoir , et pour éviter -sûrement le risque de carbonisation dans la chambre de Vaporisation, on se sert de la soupape 66 à ouverture automatique pour
<Desc/Clms Page number 16>
égaliser ou équilibrer pratiquement lespressions régnant dans les deux compartiments.
Le dispositif conforme à la présente invention fonction..ne de la manière suivante :
L'huile impure à traiter et à récupérer est conduite ,sous pression dans le réservoir 27 pour la pression d'huile régnant dans le tuyau 31 et engendrée par la pompe à huile habituelle du système de graissage du moteur, système alimenté par le réservoir d'huile du carter.
Cette huile souillée ouvre automatiquement,en péné- trant dans l'appareil, la soupape de retenue 32 une butée appropriée empêche un déplacement excessif de la bille de la soupape de retenue, cette bille étant tou- jours prête pour une nouvelle fermeture lorsque cette fermeture est nécessaire&
La soupape de retenue a pour but d'empêcher la vidange du contenu d'huile du réservoir 27 lorsque le moteur s'arrête et que par suite la pompe à huile cesse, de fonctionner. Grâce à cette soupape de retenue,on est donc assurée que le réservoir 27 est toujours plus ou moins rempli d'huile lorsque le moteur marche et per conséquent il n'existe pas de risque sérieux de formation de carbone en raison de la continuité de l'arrivée d'huile après l'arrêt du moteur.
Lorsque le moteur démarre froid , la soupape 37 est maintenue en position de fermeture 41 par son ressort
EMI16.1
41 , car les éléments ther.mostatiqu bim1talliques baignant dans l'huile du récipient 22 sont à l'état de contraction ; maisdès que le tampon à nervures ou à ailettes 18 a été chauffé de manière adéquate par les gaz d'échappement du moteur eta transmiscette chaleur de manière rapide et effective à la partie supérieure
<Desc/Clms Page number 17>
du tampon et au récipient 22, la température de l'huile s'élève au point où elle,laisse se dégager se's impuretés liquides gazéifiables et vaporisables telles que le combustible et l'eau,
sous l'action de la chaleur aidée par le léger vide régnant dans la chambre 26 en raison de l'aspiration exercée par le tuyau 67. par conséquent, on se rend compte qu'aucune huile n'est admise dans la chambre chauffée de rectification , de distillation ou d'évaporation 26 et dans le récipient 22 tant que le contenu d'huile initial de cette chambre n'a pas été convenablement chauffé et épuré par la vapori- sation de ses constituants nuisibles , de façon à être sûr que de l'huile non parfaitement rectifiée n'est pas ramenée au système de graissage du moteur .
Dès que l'huile contenue dans le récipient 22 atteint cette température convenable, le thermostat immergé dans cette huile est soumis à sa chaleur ouvre automatique- ment la soupape 37, bien que le ressort 41 s'oppose à cette ouverture, et de l'huile froide provenant du réservoir 27 est admise dans le récipient 22 d'où elle déborde, la quantité d'huile admise étant si faible qu'elle réduit la température de l'huile dans la faible mesure requise pour faire contracter le dispositif thermos tatique et de permettre ainsi au ressort de fermer la soupppe .
L'admission de cette huile provoque un débordement cor- respondant de l'huile épurée , par dessus le bord supérieur du récipient, dans la partie inférieure de ka chambre 26 d'où elle peut couler par gravité à travers le passage ou orifice 63 et le tuyau 61 dans le réservoir d'alimentation d'huile du carter du moteur, cette huile épurée chauffée étant partiellement refroidie dans sa descente par le
<Desc/Clms Page number 18>
tuyau 61.
Dèsque le thermostat 65 est suffisamment chaud, il ferme la soupape 64 de. sorte que l'huile qui déborde, immerge complètement le récipient 22 et tant que la même chaleur subsiste l'huile est débitée par le passage
58 plutôt que par l'orifice 63 qui est videmment fermé par la soupape 64.
Les vapeurs ou gaz du carter sont aspirés dans le rectificateur ou dispositif distillatoire par la légère dépression qui y règne, et sont suffisamment ralentis dans leur course à travers la chambre 26, en raison de sa section transversale beaucoup plus grande, pour pro- voquer la précipitation des particules d'huile de grais- sage entraînées , ces particules toribent soit dans le récipient de chauffage d'huile, soit dans le fond de la chambre 26 et retournent avec l'huile qui s'y trouve déjà au carter.
Dans la chambre,,26 les gaz et vapeurs provena,nt du carter des manivelles, se mélangent avec ceux qui sont distillés ou qui s'évaporent de lihuile chaude dans le récipient 22 ce mélange est utilisé économiquement et avantageusement comme combustible dans le moteur , de façon à réduire dans une meilleure mesure appréciable la consommation de combustible de ce moteur.
L'admission de ces gaz et vapeurs du carter dans la chambre 26 joue un autre rôle utile et important du fait, qu'elle exclue la possibilité du développement progressif, dans cette chambre, d'un état de dépression suffisant pour empêcher la décharge rapide et effective par gravité de l'huile chauffée vers le carter , qui est pratiquement à la pression atmosphérique.
Il est utile de neutraliser en partie 1;'état de
<Desc/Clms Page number 19>
vide dans la chambre 26 au moyen des gaz et vapeurs provenant du carter du moteur, plutôt que par de l'air tiré directement de l'atmosphère parce qu'un orifice communiquant avec l'atmosphère aurait tendance à être obture ou bouché par des poussières eu des impuretés, en coupant ainsi par moment le retour da l'huile au carter du fait de la création d'une aspiration excessive dans la chambre;
dans l'appareil décrit ,le carter est pratiquement libre de gaz ou autres vapeurs nuisibles injectés par le piston , il est de plus débarrassé des vapeurs d'eau qui, si elles pouvaient y rester ainsi condensées, se combineraient avec d'autres éléments présents, ce qui créerait un état d'acidité très nuisible qui aurait tendance à corroder les parties métalliques du moteur, cette condensation produisant aussi une boue huileuse, qui, en plus d'autres inconvénients, empêche le fonctionnement convenable de la pompe à huile par temps froid en raison de sa facilité à se congeler qu'une huile débarrassée de sa condensation ne possède pas.
La soupape 37 s'ouvre et se ferme automatiquement pour maintenir l'huile contenue dans le récipient 22 cons- tamment plein entre des limites relativement rapprochées. de temporaire afin que toute l'huile traversant l'appareil soit porté avec certitude à la- température appropriée de rectification ou de distillation ,mais sans être chauffée de manière excessive, ce qui pourrait provoquer une car- bonisation inadmissible ; ceci doit se produire même si la pression de l'huile dans la conduite d'admission varie grandement par suite des changements de consistance de l'huile ,des différentes vitesses de fonctionnement du moteur et de aa pompe à huile et des fuites d'huile à travers
<Desc/Clms Page number 20>
les paliers en raison de l'usure.
Le thermostat de l'appareil doit permettre au ressortc,de fermer la soupape contre cette pression gran- dement variable de la conduite'd'huile et doit en même temps ouvrir la soupape contre l'action de ce ressort et maintenir l'huile contenue dans le récipient ou réservoir dans des limites de température relativement étroites comme on sait d'autre part que les thermostats bimétalli- ques perdent une partie notable de leur force lorsqu'ils sont soumis à la température nécessaire pour assurer la distillation effective des impuretés vaporisables et gazéifiables de l'huile, il est désirable ou nécessaire de se servir du thermostat multiple compact et, pratiquement libre de frottement conforme à l'invention,
thermostat qui fonctionne de manière satisfaisante dans cesconditions et qui a été décrit ci-dessus et représenté sur les dessins ci-joints.
Ce thermostat est monte de manière à être pratiquement libre de l'influence thermique des parois du récipient dans lequel il est logé, et peut en conséquence réagir et être soumis à la température de lihuile seule dans laquelle il est constamment immergé.
La pression de la conduite d'huile peut dépasser par moments 5,5 kg. par cm2 et à d'autres moments elle peut n'être que de 0,36 kg. par cm2,par exemple lorsque le moteur est chauffé et que la viscosité de l'huile est diminuée en réduisant ainsi le rendement de la pompe à huile.
Par conséquent il est nécessaire d'employer un ressort assez fort pour fermer la soupape contre la pression maxima de la'conduite d'huile et que cependant le dispositif puisse fonctionner de manière satisfaisante dans toutes.' les oondi-
<Desc/Clms Page number 21>
tions.
Pour que le thermostat puisse contrôler l'ouverture et la fermeture de la soupape uniquement sens Inaction des changements de température de l'huile qui l'entoure et que son fonctionnement ne soit pas notablement modifié ou influencé par ses grandes variations de la pression d'huile, il faut qu'il soit sensible aux changements de température, qu'il possède un mouvement de grande ampli- tude et une forme exceptionnelle pour ses dimensions, et qu'il soit petit afin de pouvoir l'employer utilement dans l'application visée.
La puissance ou force d'une bande thermostatique bi- métallique ordinaire peut être augmentée en se servant d'une bande de plus grande épaisseur ou d'une bande de moindre longueur, mais cette modification réduit la sensi- bilité du thermostat aux varistions de la température, et le thermostat du rectificateur ou dispositif de dis- tillation de l'invention a besoin de force et d'une grande sensibilité.
C'est pourquoi la puissance du thermostat est am- plifiée par l'emploi de plusieurs bandes bimétalliques, courtes et minces, associées entre elles en série pour obtenir l'effet cumulatif du nombre, la faible longueur des bandes assurant la compacité de la construction et la puissance et la minceur assurant un degré élevé de sensibilité, tandis que la disposition en série des bandes multiplies l'ampli- tude du mouvement comme requis.
Au fur et à mesure que les deux éléments thermostatiques incurvés sont plus fortementchauffés, leur courbure devient plus forte, de sorte que les extrémités d'un élément se meuvent vers l'extérieur avec elles l'élément extérieur,
<Desc/Clms Page number 22>
et la courbure inverse correspondante de ce dernier élément augmente évidemment elle aussi, avec le résultat que le centre de Isolément supérieur 48 s'applique contre l'extrémité du tampon 35, l'élément associa 46 coopérant avec la tête 47 sous l'action combinée de la déformation des deux éléments, lorsque la force exercée par ce thermostat multiple est suffisante pour surmonter la force du ressort , ce à quoi elle est aidée dans une certaine mesure par la pression d'huile exercée sur la soupape,
elle ouvre cette soupape et fait passer le flot d'huile froide à travers l'ouverture de soupape dans le récipient de chauffage 22 .
Lorsque la masse d'huile se refroidit, le thermostat se contracte et permet au ressort de fermer la soupape, qui reste fermée jusqu'à ce qu'elle soit de nouveau ouverte par le thermostat.
Il faut noter que, même après fermeture complète de la soupape le thermostat peut continuer à se contracter sans agir sur la soupape et sans risque d'endommager le thermostat par exemple en lui imprimant une déformation permanente.
Il faut se rappeler que la sensibilité du thermostat aux changements de la température de l'huile est déterminante et commande ses actions quels que soient les autres facteurs variables tendant à s'opposer à des mouvements ou à, les accentuer.
En isolant le tampon de chauffage 18 et le récipient qu'il porte par rapport à la culotte d'échappement et aux parois de la chambre extérieure , la chaleur recueillie par"la partie à nervures ou ailettes du tampon s'étendant dans cette culotte est directement transmise à 1,'huile sans être dissipée par conduction dans les parois environ-
<Desc/Clms Page number 23>
mantes plus froides de la chambre; ce dernier étant plus froid que le récipient intérieur et le tampfon porté parlui refroidit quelque peu l'huile épurée, qui a débordé du récipient, avant qu'elle soit déchargée pour le retour au carter du moteur.
Bien que le récipient de cuivre interposé 22 et son tampon 18 soient construits et disposés l'un par rapport à l'autre de manière à obtenir un chauffage initial rapide de l'huile pour le porter rapidement à la température de distil- lation convenable, cependant la section transversale de la partie filetée du tampon de cuivre ou de sa connexion filetée avec le récipient, doit être choisie de manière à contrôler et à limiter de manière appropriée la chaleur maxima à transmettre à l'huile dans les conditions de température extrêmes du fonctionnement du moteur.
Il existe une relation directe de fonctionnement entre la construction du tampon limitant la conduction thermique et le fonctionnement de la soupape d'admission d'huile avec son thermostat et son ressort.
Si on n'employait pas des moyens pour limiter la chaleur transmise et si la section à nervures du tampon était assez grande pour obtenir le chauffage initial rapide nécessaire de l'huile lorsque les températures de la culotte d'échappement sont relativement basses lors du démarrage du moteur, dans ce sas il faudrait,dans les conditions de fonctionnement des moteurs actuels à grande vitesse à papillon ouvert et à gaz d'échappement à environ 11000 Ordonner à l'orifice d'ad- mission d'huile à la soupape associée , au thermostat ou au ressort des dimensions assez grandes pour admettre une quantité d'huile froide du carter dans le récipient suffisante pour empêcher le surohauffage de toute la masse d'guile ;
par suite le thermostat aurait des dimensions ternes et fono-
<Desc/Clms Page number 24>
tionnerit dans des limites de variationsde température si étendues qu'il ne pourait pas être assez petit et posséder un degrés de sensibilité lui'permettant d'être montée dans un récipient de grandeur appropriée pour servir de manière satisfaisante sur les automobiles actuelles.
En se servant du dispositif conforme à l'invention, et bien que le tampon de cuivre s'étende.dans les gaz d'échappement à température élévée, seule une quantité maxi- ma déterminée et limitée de chaleur peut 'être transmise à l'huile, et par conséquent, il est possible de rectifier une masse d'huile plus faible avec un récipient à petit orifice d'admission avec une petite soupape et un petit thermostat sensible pour contrôler c elle-ci; ceci est avan- tageux @ en ce qu'en chauffant cette quantité moindre d'huile, les températures de fonctionnement usuelles du car- ter, auquel l'huile épurée est ramenée, ne sont pas augmentées de manière nuisible et que l'ensemble du dispositif de dis- tillation, contrôlé et réglé de manière automatique et sûre.
En ce qui concerne la partie à nervures du tampon, les intervalles entre les nervures ou ailettes sont choisis de façon que lorsque le moteur démarre, moment ou la vitesse d'avancement des gaz d'échappement est relativement faible, ces gaz passent plus ou moins facilement entre les nervures et leur transmettent leur chaleur; au contraire, lorsque la vitesse du moteur augmente et que les gaz d'échappement se meuvent donc plus rapidement,leur passage entre les ner- vures est quelque peu retardé , en raison de la brisure du courant;
ces gaz ne peuvent donc pas chauffer les cités et nervures de manière aussi effective que précédemment, et par suite le tampon est chauffé plus rapidement, au début de fonctionnement du moteur que lorsque le moteur fonctionne à
<Desc/Clms Page number 25>
plus grande vitesse et que toute chaleur complémentaire devient inutile,
D'après les explications, qui précèdent , on se rend compte que les nervures ou ailettes du tampon, la diminution de sa' section transversale, le thermostat et la fermeture à ressort de la soupape, ainsi que le montage calorifuge du thermostat et le maintien de la soupape et de son ouverture à basse température par l'arrivée d'huile froide entrante, contribuent tous plus ou moins au fonctionnement satisfaisant et effectif de l'ensemble du dispositif.
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décritnotre invention et nous réservant d'yapporter tous perfectionnements ou modifications qui nous parai traient nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative :
1 - Dispositif épurateur d'huile agencé pour recevoir dans une chambre de Vaporisation l'huile impure d'un moteur à explosion, cette chambre étant reliée d'une manière permet- tant la transmission de la chaleur avec un tampon en matière très bonne conductrice de la chaleur s'étendant dans l'é- chappement du moteur et présentant un étranglement de sa section transversale permettant un chauffage initial rapide du tampon convenant à la capacité de transmission de cet étranglement,
cette transmission de chaleur étant ensuite réduite à une quantit é inférieure à celle capable d'être enlevée auxgaz d'échappement par la partie du tampon qui entre en contact avec ces gaz.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
OIL PURIFICATION SYSTEMS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES.
The present invention relates to apparatus associated with internal combustion engines, pumps, or similar machines, for purifying oil used for lubricating an engine or other machine, so as to rid it of harmful impurities, more particularly oil. volatile combustible liquids and water, the presence of which in oil results in serious well-known drawbacks.
The invention relates in particular to such an apparatus which can be effective even for short journeys of the motor-driven automobile, this device being particularly useful for limited journeys in cold countries.
In the case of a short running time of a car, the engine is not perfectly heated and consequently the current gaseous fuel, of inferior quality, condenses more easily on the walls of the
<Desc / Clms Page number 2>
cylinders and intake passages, resulting in high dilution and heavy pollution of the oil by liquid fuel, which passes through the pistons and enters the oil reservoir located in the crankcase.
On the other hand, under these conditions a significant quantity of water forms in the crankshaft housing, as a result of the insufficiency or ineffectiveness of the oil seals around the piston rings, which results in 'a greater quantity of combustion gas is forced by the pistons into the crankcase of the crankshaft, where these gases condense on the walls, forming water of which the. presence is extremely harmful.
The same general operating conditions prevail in cold areas and usually in a more or less accentuated manner, whatever the lengths of the automobile journey, and also with truck engines using heavy petrol despite their high combustion temperature.
To maintain the good lubricating qualities of the oil and to remove any water from the oil, engine heat, used for distillation or evaporation in the scrubber or other thinner removal device, should be used so as to heat the oil in the latter device for a minimum period of time when the engine first starts without overheating it during long journeys at high speeds, which would cause carbonization of the purifying agent and more or less annihilate it completely the action.
, Accordingly, an oil scrubber to the other diluent disposal device must, in order to function properly
<Desc / Clms Page number 3>
satisfactory and efficient, include means for collecting the heat of the exhaust gases and for conducting it rapidly to the oil heating compartment of the device, with a minimum of heat loss.
In addition, the oil subjected to a purification treatment by this heat must be controlled in the heating chamber of the purifier so that it is quickly brought to the appropriate distillation temperature and then is automatically treated from the water. so as not to be brought to an excessive temperature whatever the operating conditions of the engine.
In the rectifier according to the present invention, the heat transmitted to the oil in the heating chamber is therefore controlled by the quantity of oil passing through this chamber, and a suitable thermostat is used to adjust the quantity of oil admitted. , so that, when starting the engine, no oil can enter the chamber until the oil already contained therein has reached an appropriate determined temperature; the temperature of the oil contained in this chamber is then maintained between relatively narrow limits by the adjustment of the quantity of oil admitted by the thermostat and which can thus pass through this chamber.
Until now, in the tests carried out to obtain the desired results, the impure oil has been sucked from the crankcase of the crankshaft or from the pressure lubrication system of the engine, which receives its oil from the reservoir into the crankcase; but to ensure sufficient heat during short periods of engine operation or in cold countries, the heater was given
<Desc / Clms Page number 4>
fage of dimensions large enough or a power large enough that at high speeds or with heavy loads, the quantity of heat conducted to the rectification chamber is so great that it results in excessive carbonization of carbon. which renders the device inoperative,
and the oil in the engine lubrication system is heated to such an extent that its lubricating qualities are seriously reduced.
Some of the known devices have the disadvantage that they heat too much oil at a time, so that it is not actually heated at any point to a temperature high enough to ensure effective cleaning, except. for long journeys.
In devices according to the present invention, a lesser amount of oil is heated and the temperature of the oil in the heating chamber is kept substantially constant; a rapid initial heating is ensured with a subsequent reduction in the quantity of heat supplied to the oil, the gases or vapors given off or expelled from the oil, in treatment are immediately and permanently eliminated, the recovery of the oil is made at a pressure very slightly lower than atmospheric pressure so that the purified oil can return under the action of gravity to the engine lubrication system,
the oil vapors coming from the crankcase are passed through the rectifier by precipitating the oil entrained by them which is heated with the oil contained in the rectifier; the rectifier usually contains, although it is not absolutely essential, the same quantity of oil, so that the risk of charring by spreading a thin layer
<Desc / Clms Page number 5>
oil on a strongly heated surface is low; finally, the thermostat used is of a new construction, allowing a great power and considerable displacement to be obtained in a relatively small space.
When an engine with an oil recovery device stops, the supply of impure oil to the rectifier ceases, but the parts which transmitted heat from the engine to the oil remain hot for a certain time, and the absence of oil admitted in a relatively cold state allows the apparatus to be hot enough to cause carbonization of the oil contained therein.
Consequently, one of the objects of the invention is to eliminate this drawback by providing means for continuing the flow of oil to the recuperator until any risk of the oil overheating is eliminated.
The invention also relates to a device which prevents the formation of a thin layer of oil on a heated surface, which formation is liable to cause the production of carbon and which, at the same time, reduces the amount of carbon. oil capable of receiving heating in the device when the engine is started.
In the accompanying drawings given by way of example:
Fig. 1 is an axial vertical section of the still according to the invention and shows its connections with the pressurized oil system, with the carburetor and with the crankshaft of the engine.
Fig. 2 is an elevation of the parts shown in fig.l.
Fig. 3 is a section on a larger scale of the
<Desc / Clms Page number 6>
thermostatic valve controlling the flow of oil from the upper reservoir to the lower vaporization chamber.
Fig. 4 is a section of the valve perpendicular to FIG. 3.
Fig. 5 is a view from below of the same element.
Fig. 6 is a detail view of the check valve used with the reservoir.
Referring to these drawings, it can be seen that the apparatus of the invention comprises an outer metal shell or casing 11, provided with fins on the outside, and a base 12 bolted or otherwise fixed to the upper wall pierced with the exhaust cylinder head 13 of the engine. with interposition of a heat-insulating washer 14.
The lower wall of this envelope is perore 15 opposite the hole 16 passing through the wall of the panties, the opening 15 having an internal intermediate rib 17, for an end indicated below.
A plug or plug 18 of a very good heat conductor material extends through these aligned holes, and penetrates the interior of the exhaust pant and therefore the passage of the hot exhaust gases therein. panties, this part of the pad being grooved longitudinally pa, r relative to the, panties to form several adjacent parallel sections 19, in the form of ribs or fins, arranged in the direction of advance of the exhaust gases in the panty.
The upper part 21 of the plug, part reduced in diameter, is threaded, and a flared metal container 22 and open at the top intended to contain the oil
<Desc / Clms Page number 7>
is securely screwed onto this part with the interposition of heat-insulating washers.,. 23 and 24 between the shoulder 25 of the plug and the underside of the rib 17, and between the upper surface of the rib and the bottom of the container; the diameter of the threaded part of the plug is small enough so that it does not come into contact with 1 casing element II and therefore to a large extent to avoid the transfer or conduction of heat between the plug and the casing and facilitate its direct transmission to the oil container in order to heat its contents.
The fins or ribs of the buffer are spaced from each other and the distance between them is such that the exhaust gases pass between the ribs relatively easily and freely at low engine speeds, while significantly reducing or delaying this. throttle stroke through these intervals when the engine is running at high speed, with the natural result that the nerves tend to heat up faster and harder when the engine is started at low speed, while at at high speed there is a definite limitation in this heat absorption.
The transmiqqion or conduction of heat from these ribs to the oil container is further limited or reduced, once the tampon has been fully heated, due to the constriction of its cross section above the ribs, and also to a certain extent. measure between these ribs so that an excessive amount of heat cannot be transferred to the oil contained in the vessel at high speeds or under similar conditions of engine operation.
The top of the envelope, which forms inside a vaporization chamber 26, is surmounted by a reservoir or
<Desc / Clms Page number 8>
sheet oil container 27, the flange 28 projecting at its lower part is fixed by screws or otherwise at the top of the casing with the interposition of a heat-insulating washer 29, so that the heat of the envelope is not transmitted to the container placed above and its contents.
The impure oil which it is desired to recover is led from the pressurized oil lubrication system of the engine into the reservoir 27 through a pipe 31 provided with a spring-loaded check valve 32 which opens through the tank. 'pressure effect - of the oil supply to allow its entry into the container and which closes automatically when the oil pressure ceases, for example when the engine stops, in order to prevent the oil of this tank does not empty through this pipe.
A central threaded plug 33 extends through the lower wall of the container, and on this plug is mounted a hollow cast iron part 34 having a drilled threaded plug 35, in which slides the cylindrical rod 36 of a conical valve 37 cooperating with the lower end of the passage 38 of the buffer 33, this valve having an enlargement 39 on which one end of a helical spring 41 is applied, surrounding the valve stem and resting at its other end against an internal shoulder 42 of the element 35, so that the spring tends to close the orifice 38, this spring being strong enough to apply the valve on its seat of the buffer 33 against the action of the maximum pressure which may prevail in the re- upper container at any time under any engine operating conditions,
provided that the thermostat, described below, allows the spring to act
<Desc / Clms Page number 9>
so.
By its mounting screwed into the cast iron part 34, the buffer 35 can be adjusted to modify the action of the spring, the part 35 being held in the desired position by an errt screw 43 screwed into a tapped hole provided in the side of the cast piece, a leather trim 44 being interposed between the internal end of the stop screw and the threaded side of the buffer to avoid damaging this thread.
The part of the valve stem which is directed towards the bottom extends through the coincident central openings of two bimetallic thermostatic elements 45 and 46, curved in opposite directions and each constituted by two bands or metal bands joined one to the other. 'other and having markedly different coefficients of expansion; these thermostatic elements form a multiple thermostat and are constantly immersed in the oil contained in the constantly full oil container 22, so that they are always subjected to the temperature of this oil.
The valve stem 36 has at its lower end a widening or shoulder 47, and in this connection it should be noted that, when the valve has closed under the action of its spring, closing which can take place under the action of the contraction of the multiple thermostat, the latter can contract even more, as shown in fig. 4, without influencing the valve and without detrimental effect on the thermostat, for example without the latter being subjected to additional forces which could give it permanent deformation.
The mentioned spring is strong enough to close the valve against the maximum oil pressure prevailing in the container 27, pressure which varies more or less in
<Desc / Clms Page number 10>
Due to the varying engine operating conditions, and the thermostat when opening the valve by expansion does so against the spring tendency. close it.
In other words, the thermostat opens the valve against the action of the spring, and the spring closes the valve when the thermostat allows it to do so.
For supplying or directing oil from container 27 into oil container 22, when the valve is open, the hollow interior of the casing has, just below the valve, a discharge passage 48 inclined towards. the bottom.
To ensure the best functioning of the thermostat, it must present practically no possibilities of friction and consequently the end portions of each double metal strip are bent in the opposite direction or somewhat rounded at 49, so that these elements have oscillate bearing surfaces on each other at their ends, thus eliminating practically all friction at these points.
In order to keep the two thermostatic elements in appropriate relation to each other at all times and with a minimum of friction, the lower part of the cast iron part 34 is in the form of a stirrup 51, the two branches of which are closed. reels comprising on one side of the thermostatic elements extensions 52, 52 with bevelled edges 53, 53 co-operating with the complementary edges of the thermostatic bands, so as to prevent them from executing a rotational movement or from turning on the axis of the valve stem on which they are mounted, but allowing them in the same time to move along the axis of this stem with very little resistance from the beveled edge.
<Desc / Clms Page number 11>
To ensure that these thermostatic elements do not tilt in an inadmissible manner on the valve stems, the ends of the caliper legsq are also bevelled at 54,64 or they can, if necessary, come into contact with the valve. adjacent thermostatic element to prevent the two elements from adopting an unwanted angular position with respect to the valve stem in their own plane.
It is obvious that the friction due to this contact is low, so that it can be said that the entire assembly of the double thermostat has practically no friction.
As the temperature of the oil in the open vessel 22 increases and this heat is transmitted to the thermostat submerged therein, the upper bimetallic strip bends more strongly upward and toward the valve and strip. The lower bimetal bends in the opposite direction, with the curved ends of the bands oscillating over each other to the extent required.
After this combined bending has compensated for the thermostat play between the end of the screwed plug 35 and the head 47 of the valve stem, further bending of the elements, due to the increase in heat, causes the valve to s 'opens against the tendency of the spring valve to close. The oil may then flow from the reservoir into the container of heated oil in the vaporization chamber, until the valve closes again.
When the multiple thermostat has contracted sufficiently, after lowering the oil temperature
<Desc / Clms Page number 12>
in the tank, it allows the spring to close the valve against the oil pressure in the tank, and if the temperature drops further, the thermostat can contract even more without permanently deforming and without to be asleep in another way.
In order to maintain the pressure in the reservoir 27 when oil is pumped into this pressurized reservoir, and to relieve this pressure when the oil supply ceases, for example when the engine oil pump stops operating, a pipe 55 which extends through the bottom wall of the tank and the lower end of which is always open towards the vaporization chamber, while its upper end extends almost to the top of the tank and is provided with a valve spring retainer 56, closing down and opening up;
this valve closes automatically under the action of the pressure generated by the oil pressure in the pipe 31 and in the container and when this pressure no longer exists, it opens by itself under the action of its spring to allow the continuation of the discharge towards the oil container after stopping the engine.
The lower wall of the chamber 26 has on one side a vertical partition 57 terminating at the height of the upper edge of the oil container 22 at somewhat above and forming with the main wall of the chamber a vertical passage 58 open to the top and communicating at its lower end by a passage 59 with an oil discharge pipe 61 which descends and delivers danp the upper part of the crankcase 62 of the engine crankshaft.
<Desc / Clms Page number 13>
Near the base of the partition 67 of the vaporization chamber, an orifice 63 is formed with which a valve 64 mounted on the lower end of a bimetallic thermostat 65, arranged vertically and fixed by its upper end, cooperates, suitably whatever, to envelope 11.
In this way, most of this thermostat is in the oil bath normally surrounding the oil container 22, when this oil is hot the valve closes the orifice, and it opens it when the oil is hot. The oil cools by allowing this oil to descend through pipe 61 into the crankcase.
This orifice therefore constitutes, when it is open, a bypass preventing passage over the top of the partition 57.
It should be noted that the oil container 22 is always filled with oil, and it is preferable, when the engine starts, that this mass of oil is quickly heated, in order to start the recovery of the oil.
If at this time the vessel 22 were surrounded by a mass of oil contained in the vaporization chamber, the two masses of oil would have to be heated before the purification and vaporization could begin, and therefore this vaporization would be considerably delayed. . therefore, when the distillation or rectifier device cools, after stopping the engine, the surrounding oil mass can be drained automatically;
when the engine starts again and as soon as the oil contained in the container 22 is brought to the temperature suitable for gasification or vaporization
<Desc / Clms Page number 14>
tion of its impurities, this oil causes the opening of the valve 37 and the arrival of oil from the reservoir 27, the admission of this oil cause a spillage of the container 22; immediately after, a hot oil bath is accumulated in sufficient quantity around the container
22 to submerge it, the valve 64 closing under the action of the thermostat to obtain this result.
The purpose of covering the outer surface of the oil container with an oil bath is to avoid the formation of carbon, since a thin layer of oil would flow along these heated surfaces.
However, this advantage is momentarily waived in order to obtain the inti @@ l rapid heating of the oil container and its contents.
As soon as the cold oil passing from the reservoir cools down into the receptacle cools the oil contained in this receptacle somewhat, the thermostat acts to close valve 37 and cut off the oil supply, which resumes as soon as the temperature is reached. appropriate is restored.
In order to suck in or remove the air and the vapors generated in the distillation or vaporization chamber, the upper part of this chamber is connected by means of an inclined pipe 66 open at its end and an associated pipe 67 which to it. is connected by an intermediate passage 68 passing through the wall of the chamber, to the main air inlet 69 of the carburetor 71 of the engine;
thus the air entering the carburettor generates a weak suction in the chamber 26 so as to facilitate the vaporization, to remove the fuel and humidity vapors expelled and to ensure their economical combustion in the engine by mixing them with the mixture. s
<Desc / Clms Page number 15>
combustible gases formed in the carburetor.
To remove harmful vapors which are present in the crankcase of the engine and which have a certain combustible value, and to avoid the formation of a high vacuum which would otherwise occur at times in the vaporization chamber, a pipe 72 and a passage 73 passing through the wall of the chamber communicate the upper part of the interior of the crank housing with the upper part of the vaporization chamber.
In this way, the air, gases and vapors withdrawn from the crankcase pass through the vaporization chamber, limiting the degree of vacuum which can be produced therein, and pass into the combustible mixture so as to burn with it in it. engine.
The degree of suction in the suction chamber is low enough not to interfere with the discharge by gravity of the purified oil from this chamber.
A peculiarity of the oil contained in the reservoir is that, although at the beginning there may be a back mattress in this reservoir above the oil, the oil seems to have the property of absorbing the oil. air, so that this reservoir can be completely filled with oil.
Therefore, when the engine stops and - the valve 32 closes, part of the oil from the reservoir may flow down into the oil container, the thermostatic valve 37 being open, but to ensure complete discharge. of the tank, and to avoid -surely the risk of carbonization in the vaporization chamber, the valve 66 with automatic opening is used for
<Desc / Clms Page number 16>
practically equalize or balance the pressures prevailing in the two compartments.
The device according to the present invention functions as follows:
The impure oil to be treated and recovered is conducted under pressure in the tank 27 for the oil pressure prevailing in the pipe 31 and generated by the usual oil pump of the engine lubrication system, a system supplied by the tank d crankcase oil.
This contaminated oil automatically opens, on entering the apparatus, the check valve 32 a suitable stop prevents excessive displacement of the ball of the check valve, this ball always being ready for a new closing when this closing. is necessary&
The purpose of the check valve is to prevent the oil content from draining from the reservoir 27 when the engine stops and the oil pump therefore stops working. With this check valve, it is therefore ensured that the reservoir 27 is always more or less filled with oil when the engine is running and therefore there is no serious risk of carbon formation due to the continuity of the oil. oil supply after stopping the engine.
When the engine starts cold, the valve 37 is held in the closed position 41 by its spring
EMI16.1
41, because the thermostatic bim1talliques elements bathed in the oil of the container 22 are in the state of contraction; but as soon as the ribbed or finned pad 18 has been adequately heated by the engine exhaust gases and has transmitted this heat quickly and effectively to the upper part
<Desc / Clms Page number 17>
from the buffer and to the receptacle 22, the temperature of the oil rises to the point where it releases its gasifiable and vaporizable liquid impurities such as fuel and water,
under the action of heat aided by the slight vacuum prevailing in the chamber 26 due to the suction exerted by the pipe 67. consequently, one realizes that no oil is admitted into the heated rectification chamber , distillation or evaporation 26 and in the vessel 22 until the initial oil contents of this chamber have not been adequately heated and purified by the vaporization of its harmful constituents, so as to be sure that oil that is not perfectly rectified is not returned to the engine lubrication system.
As soon as the oil contained in the container 22 reaches this suitable temperature, the thermostat immersed in this oil is subjected to its heat automatically opens the valve 37, although the spring 41 opposes this opening, and the cold oil from the reservoir 27 is admitted into the container 22 from which it overflows, the quantity of oil admitted being so small that it reduces the temperature of the oil to the small extent required to make the thermostatic device contract and thus allowing the spring to close the soupppe.
The admission of this oil causes a corresponding overflow of the purified oil, over the upper edge of the container, into the lower part of the chamber 26 from where it can flow by gravity through the passage or orifice 63 and the pipe 61 in the oil supply tank of the engine crankcase, this heated purified oil being partially cooled in its descent by the
<Desc / Clms Page number 18>
pipe 61.
As soon as the thermostat 65 is hot enough, it closes the valve 64 of. so that the oil which overflows, completely submerges the container 22 and as long as the same heat remains the oil is discharged through the passage
58 rather than through orifice 63 which is obviously closed by valve 64.
The vapors or gases from the crankcase are sucked into the rectifier or distillation device by the slight depression therein, and are sufficiently slowed down in their course through chamber 26, owing to its much larger cross section, to cause the precipitation of the entrained lubricating oil particles, these particles toribrate either in the oil heating vessel or in the bottom of the chamber 26 and return with the oil already there to the sump.
In the chamber, 26 the gases and vapors coming from the crankcase, mix with those which are distilled or which evaporate from the hot oil in the container 22 this mixture is used economically and advantageously as fuel in the engine, so as to significantly reduce the fuel consumption of this engine.
The admission of these gases and vapors from the crankcase into the chamber 26 plays another useful and important role because it excludes the possibility of the gradual development, in this chamber, of a state of depression sufficient to prevent rapid discharge. and effective by gravity of the heated oil to the crankcase, which is substantially at atmospheric pressure.
It is useful to neutralize in part 1; the state of
<Desc / Clms Page number 19>
vacuum in chamber 26 by means of gases and vapors coming from the crankcase of the engine, rather than by air drawn directly from the atmosphere because an orifice communicating with the atmosphere would tend to be blocked or clogged with dust had impurities, thus cutting off at times the return of oil to the crankcase due to the creation of excessive suction in the chamber;
in the apparatus described, the casing is practically free of gases or other harmful vapors injected by the piston, it is moreover free of water vapors which, if they could remain there thus condensed, would combine with other elements present , which would create a very harmful state of acidity which would tend to corrode the metal parts of the engine, this condensation also producing an oily sludge, which, in addition to other disadvantages, prevents the proper operation of the oil pump in bad weather. cold due to its ease of freezing that an oil freed from its condensation does not have.
Valve 37 opens and closes automatically to keep the oil in vessel 22 constantly full within relatively close limits. temporary so that all the oil passing through the apparatus is brought with certainty to the appropriate rectification or distillation temperature, but without being overheated, which could cause inadmissible carbonization; this should occur even if the oil pressure in the intake line varies greatly as a result of changes in oil consistency, different engine and oil pump operating speeds, and oil leaks. through
<Desc / Clms Page number 20>
bearings due to wear.
The thermostat of the appliance must allow the spring to close the valve against this greatly variable pressure of the oil line and must at the same time open the valve against the action of this spring and keep the oil contained. in the vessel or reservoir within relatively narrow temperature limits as it is further known that bimetallic thermostats lose a significant part of their force when subjected to the temperature necessary to ensure the effective distillation of the vaporizable impurities and gasifiable from oil, it is desirable or necessary to use the compact and practically friction-free multiple thermostat according to the invention,
thermostat which operates satisfactorily under these conditions and which has been described above and shown in the accompanying drawings.
This thermostat is mounted so as to be practically free from the thermal influence of the walls of the vessel in which it is housed, and can therefore react and be subjected to the temperature of the oil alone in which it is constantly immersed.
The pressure in the oil line can sometimes exceed 5.5 kg. per cm2 and at other times it may be as low as 0.36 kg. per cm2, for example when the engine is heated and the viscosity of the oil is reduced thereby reducing the efficiency of the oil pump.
Therefore it is necessary to employ a spring strong enough to close the valve against the maximum pressure of the oil line and yet the device can function satisfactorily in all. the oondi-
<Desc / Clms Page number 21>
tions.
So that the thermostat can control the opening and closing of the valve only direction Inaction of the changes in temperature of the oil which surrounds it and that its operation is not notably modified or influenced by its large variations of the pressure of oil, it must be sensitive to temperature changes, possess a large amplitude movement and an exceptional shape for its dimensions, and be small in order to be able to use it usefully in the application. aimed.
The power or force of an ordinary bi-metallic thermostatic strip can be increased by using a strip of greater thickness or of a strip of shorter length, but this modification reduces the sensitivity of the thermostat to varistions of the temperature, and the thermostat of the rectifier or distillation device of the invention needs strength and great sensitivity.
This is why the power of the thermostat is amplified by the use of several bimetallic strips, short and thin, associated with one another in series to obtain the cumulative effect of the number, the short length of the strips ensuring the compactness of the construction. and the power and slimness ensuring a high degree of sensitivity, while the series arrangement of the bands multiplies the range of motion as required.
As the two curved thermostatic elements are heated more strongly, their curvature becomes stronger, so that the ends of one element move outward with them the outer element,
<Desc / Clms Page number 22>
and the corresponding reverse curvature of the latter element obviously also increases, with the result that the center of the upper insulation 48 rests against the end of the plug 35, the associated element 46 cooperating with the head 47 under the combined action the deformation of the two elements, when the force exerted by this multiple thermostat is sufficient to overcome the spring force, to which it is helped to a certain extent by the oil pressure exerted on the valve,
it opens this valve and passes the flow of cold oil through the valve opening into the heating vessel 22.
As the mass of oil cools, the thermostat contracts and allows the spring to close the valve, which remains closed until it is opened again by the thermostat.
It should be noted that, even after complete closing of the valve, the thermostat can continue to contract without acting on the valve and without risk of damaging the thermostat, for example by giving it permanent deformation.
It should be remembered that the sensitivity of the thermostat to changes in the temperature of the oil is decisive and controls its actions whatever the other variable factors tending to oppose movements or to accentuate them.
By insulating the heating pad 18 and the container it carries from the exhaust pant and the walls of the outer chamber, the heat collected by "the ribbed or fin portion of the pad extending into that pant is. directly transmitted to the oil without being dissipated by conduction in the surrounding walls.
<Desc / Clms Page number 23>
cooler mantises in the bedroom; the latter being cooler than the inner container and the pad carried by it somewhat cools the purified oil, which has overflowed from the container, before it is discharged for return to the engine crankcase.
Although the interposed copper vessel 22 and its plug 18 are constructed and arranged with respect to each other so as to achieve rapid initial heating of the oil to bring it rapidly to the proper distillation temperature, however, the cross section of the threaded portion of the copper plug or of its threaded connection with the receptacle, must be chosen so as to control and appropriately limit the maximum heat to be transmitted to the oil under the extreme temperature conditions of the tank. engine operation.
There is a direct operating relationship between the construction of the thermal conduction limiting buffer and the operation of the oil inlet valve with its thermostat and spring.
If no means were employed to limit the heat transmitted and if the ribbed section of the pad was large enough to achieve the necessary rapid initial heating of the oil when exhaust breech temperatures are relatively low during start-up of the engine, in this airlock it would be necessary, under the operating conditions of current high-speed engines with open throttle and exhaust gas at approximately 11000 Order at the oil inlet port to the associated valve, thermostat or spring large enough to admit a quantity of cold oil from the crankcase into the receptacle sufficient to prevent overheating of the entire mass of oil;
consequently the thermostat would have dull and darker dimensions.
<Desc / Clms Page number 24>
It will operate within such wide temperature variation limits that it may not be small enough and possess a degree of sensitivity to allow it to be mounted in a container of suitable size to serve satisfactorily in present day automobiles.
Using the device according to the invention, and although the copper pad extends into the high temperature exhaust gases, only a determined and limited maximum amount of heat can be transmitted to the gas. oil, and therefore, it is possible to rectify a lower mass of oil with a container with a small inlet port with a small valve and a small sensitive thermostat to control it; this is advantageous in that by heating this lesser quantity of oil the usual operating temperatures of the crankcase, to which the purified oil is returned, are not detrimentally increased and the whole distillation device, checked and regulated automatically and safely.
Regarding the ribbed part of the buffer, the intervals between the ribs or fins are chosen so that when the engine starts, when the speed of advance of the exhaust gases is relatively low, these gases pass more or less easily between the ribs and transmit their heat to them; on the contrary, when the engine speed increases and the exhaust gases therefore move more rapidly, their passage between the ribs is somewhat delayed, due to the breaking of the current;
these gases can not therefore heat the cities and ribs as effectively as before, and as a result the pad is heated more quickly at the start of engine operation than when the engine is running at
<Desc / Clms Page number 25>
faster and any additional heat becomes unnecessary,
From the foregoing explanations, one realizes that the ribs or fins of the buffer, the decrease in its cross-section, the thermostat and the spring-loaded closure of the valve, as well as the heat-insulating mounting of the thermostat and the maintenance of the valve and its opening at low temperature by the arrival of incoming cold oil, all contribute more or less to the satisfactory and effective operation of the entire device.
CLAIMS
Having thus described our invention and reserving the right to make any improvements or modifications that seem necessary to us, we claim as our exclusive and private property:
1 - Oil purifying device arranged to receive in a vaporization chamber the impure oil of an internal combustion engine, this chamber being connected in a manner allowing the transmission of heat with a plug made of very good conductive material heat extending into the engine exhaust and having a constriction in its cross-section allowing rapid initial heating of the pad suitable for the transmission capacity of this constriction,
this heat transmission then being reduced to an amount less than that capable of being removed from the exhaust gases by the part of the buffer which comes into contact with these gases.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.