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Appareil permettant l'utilisation des combustibles peu coûteux au lieu d'essence dans les moteurs à explosions.
La présente invention a pour objet un appareil destiné à être installé sur les automobiles de tourisme aussi bien que sur les camions, les camionnettes, les tracteurs et les moteurs à explosions fixes en vue de leur permettre d'utiliser le "gas oil" et d'autres combustibles peu coûteux au lieu d'essence sans diminuer le rendement de ces moteurs.
Les dessins annexés faciliteront la compréhansion et la réalisation industrielle de l'invention.
Niveau constant ; 11 se compose d'un récipient raccordé en l à la réserve de combustible au moyen d'un tube qui lui amè- ne ce combustible. Le raccord 1 comporte un petit pointeau actionné par un flotteur qui monte ou descend avec le niveau du
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liquide dans ce récipient et ouvre ou ferme par là même le poin- teau de passage du combustible. C'est ce mécanisme fort simple qui permet de maintenir constant le niveau selon les nécessités imposées par le moteur et son bon fonctionnement.
La cuve à ni- veau constant présente dans son fond et intérieurement un orifice livrant passage au combustible vers divers canaux pratiqués dans l'épaisseur du fond de cette cuve; un de ces canaux conduit le liquide au gicleur pulvérisateur, un autre mène à l'épuisement de cette cuve, enfin un troisième auoutit à l'extérieur à l'en- droit de fermeture du pointeau qui règle la section de passage.
L'embouchure extérieure de ce dernier canal est fermée par un bouchon fileté. Le rôle de ce canal est de permettre le nettoya- ge du conduit du pointeau de fermeture par simple dévissage de ce bouchon de l'extérieur. Quant au canal qui mène à l'épuise- ment de la cuve, il est fermé par une clef 18 placée dans son fond, La manoeuvre de cette clef permet de vidanger la cuve niveau constant en vue de la nettoyer ou pour une autre raison.
Ce canal permet en même temps de vérifier si le combustible ar- rive bien ou s'il en est empêché par une obstruction quelconque de sa tuyauterie d'arrivée.
La cuve à niveau constant porte un pointeau fileté 2 pé- nétrant jusqu'à son fond à l'endroit où se trouve l'orifice qui livre passage au combustible ver s les canaux pra.tiqués dedans.
Ce pointeau peut être tourné à droite ou a gauche selon qu'on veut faire entrer plus ou moins de combustible ou fermer le con- duit si besoin est. Pour rendre la manoeuvre plus simple et plus commode, ce pointeau est réuni au besoin à une tringle por- tant en son milieu un petit cardan lui permettant de tourner même si elle n'est pas droite. Cette tringle s'étend jusqu'au tableau de bord de l'automobile ou du camino ce qui permet au conducteur sans quitter son siège de faire la manoeuvre qui é- tranle plus ou moins ou même ferme l'arrivée du combustiole selon les nécessités.
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Le canal qui conduit le combustible au gicleur est réuni angle droit avec un autre canal pratiqué dans l'épaisseur de la paroi postérieure de la cuve à niveau constant. Dans la partie supérieure de ce conduit latéral est pratiqué un orifice de réception du gicleur; l'une des extrémités de celui-ci y est emboîtée à joint précis; son autre extrémité débouche dans la pipe d'arrivée d'air pour y pulvériser le combustible.
La partie postérieure de la cuve à niveau constant est réu- nie au moyen de vis placées de part et d'autre du gicleur à la bride de vaporisation, de sorte qu'un certain échauffement se produit qui liquéfie parfaitement le combustible lourd avant son arrivée au gicleur.
Vaporisateur 11 se compose a'une chape métallique épaisse 3 dans la paroi interne de laquelle sont pratiqués des canaux qui peuvent être en zig-zag, horizontaux, verticaux, courbes, en spirale éllipsoide, etc.. avec ou sans solution de continuité.
Ces canaux peuvent être mis unis ou droits ou sinueux ou pourvus de petits obstacles ou chicanes sans en être toutefois obstrués.
Cette chape est réunie par sa partie extérieure avec la cuve à niveau constant et est percée vis à vis de l'orifice re- cevant le gicleur et dans la paroi postérieure de cette cuve d'un orifice à travers lequel passe le gicleur pulvérisateur de façon que celui-ci débouche, comme indiqué plus haut, dans la canalisation d'air de pulvérisation. Ainsi donc l'extrémité li- bre du gicleur est logée à l'intérieur du canal de la chape et fait légèrement saillie de façon à déboucher dans l'orifice de sortie de l'air de pulvérisation qui en heurtant les filets de combustible qui sortent du gicleur les divise et les atomise en un très grand nombre de globules de ce combustible qui sont en- suite aspirés par le moteur et franchissent les canaux de la chape de vaporisation.
Cette chape est en contact intime du côté de sa partie
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cannelée avec une surface lisse corresponda.nte qui fait partie de la tuyauterie d'échappement et constitue une paroi hhauffée par les gaz et les flammes qui sortent du moteur.
Cette surface lisse possede un orifice qui coïncide exac- tement avec la tête ou extrémité libre du gicleur. Cet orifice traverse perpendiculairement la tuyauterie d'échappement et est isolé des flammes qui sortent du moteur et qui lèchent ses pa- rois et chauffent ainsi l'air de pulvérisation qui passe par ce conduit, en sorte que le combustible à atomiser ne rencontre pas d'air frais susceptible de donner lieu à des phénomènes de con- densation nuisibles mais exclusivement de l'air déjà échauffé.
Cet orifice d'air est relié à la prise d'air extérieur par un tube à la partie supérieure de la chambre de carburation, à l'endroit où vis à vis du registre qui règle l'entrée de l'air de carburation se trouve une prise de cet air de pulvérisation, cette prise d'air étant réglée par ce registre, ainsi qu'il sera décrit ci-après.
Ce passage d'air de pulvérisation est réglé rigoureusement par l'aspiration du moteur au moyen d'un obturateur qui règle le passage de plus ou moins d'air, selon le régime du moteur. Cet obturateur fonctionne automatiquement.
Cet air ainsi admis vis à vis du gicleur a pour rôle de venir heurter le ou les filets de combustible qui sortent du gi- cleur sous l'effet de l'aspiration du moteur et de le pulvériser.
On sait que pour réaliser une pulvérisation parfaite, il faut une certaine quantité d'air qui heurte le liquide de manière à le diviser en parcelles ou globules extrêmement petits.
S'il s'agit de combustibles lourds qui sont plus visqueux que l'essence, on parvient à pulvériser ainsi un plus grand nombre de parcelles de liquide que dans le cas de combustibles légers. La formation de ces particules est très précieuse, car comme elles sont déjà chaudes à l'égal de l'air occlus, et comme le liquide combustible s'est déjà échauffé , la sortie du réser- @
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voir à niveau constant par son contact avec la plaque ou chape de vaporisation, à l'arrivée de ces particules dans les canaux de la chape de vaporisation qui tiennent lieu de serpentin d'é- Chauffe,aient, l'air qu'elles contiennent se dilate rapiderûent ce qui fait éclater lesdites particules, déterminant une division extrême du liquide vaporisé,
comme dans le phénomène de "cra - clcing" qui, donnant lieu à la formation d'une vapeur ou gaz très inflammable, avec les caractéristiques des combustibles légers, permet une combustion parfaite et totale avec minimum de résidus des son arrivée dans la chambre de combustion,
Le liquide pulvérisé, dans son passage à travers les ca- naux de la chape ou plaque de vaporisation, se gazéifie rapide- ment, les canaux étant échauffés par leur contact avec la surface lisse correspondante du tube d'échappement.
Cette chape de vaporisation est en contact étroit par la face qui correspond aux canaux cités plus haut, avec la surface lisse des organes d'échappement qui sont eux-mêmes échauffés par les gaz et flammes d'explosions.
Pour obtenir un meilleur contact et une fermeture herméti- que des canaux, on place contre ladite surface lisse de l'échap- pement, une plaque de même dimension et forme que la plaque ou chape de vaporisation, en cuivre ou autre métal analogue, afin de rendre le joint précis.
La chape de vaporisation est assujettie aux organes d'é- chappeement par des vis qui solidarisent à joint précis les deux parties sans toutefois écarter la possibilité de nettoyer faci- lement lesdits canaux en détachant les deux pièces pour permet- tre de les visiter, de les récurer, et de contrôler leur propre- té.
Comme la partie de la plaque ou chape de vaporisation voi- sine de la surface lisse du tube d'échappement est plus chaude que la partie extérieure, et qu'il est nécessaire d'assurer au
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combustible pulvérisé un contact parfait avec les parois chaudes, on a disposé une spira.le métallique destinéeà ralentir son pas- sage et à lui imprimer un mouvement tourbillonnant. Cette spi- rale est disposée dans les canaux et, en la suivant, le combusti- ble pulvérisé, à l'état gazeux, est animé d'un mouvement de ro- tation rendant son homogénéisation meilleure, ce qui est obtenu à la sortie de la chape lorsqu'il est conduit par le tube 5 jus- qu'à la chambre de carburation.
Le gaz ainsi produit est déjà apte à être mélangé à l'air de carburation, préalablement filtré pour éviter l'introduction de corps étrangers dans les cylindres du moteur.
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ChMbre de ca,rbLrattilon : La chambre de carburation se com- pose d'un corps métallique rectiligne, dont la portion horizon- tale est carrée, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur. La portion verticale est circulaire, tant intérieurement qu'extérieurement.
Cette chambre est fixée verticalement par des vis ou é- crous au tube 16 d'aspiration ou d'alimentation du moteur.
Elle est en communication avec l'air extérieur, à sa par- tie supérieure et horizontalement, par l'intermédiaire d'un fil- tre à air 14-.
Le conduit de prise d'air est de section carrée dans cette portion horizontale de la chambre, et devient circulaire à son passage dans la portion verticale,
Dans l'ouverture de la prise d'air est pratiqué, d'un coté un orifice à travers lequel passe l'air, avec une saillie qui porte à sa, partie supérieure la chambre de carburation 9. Dans cette saillie creuse est connecté un tube pour l'air avec le con- duit qui se trouve à l'intérieur des organes d'admission et va déboucher vis à iris du gicleur, en vue de débiter l'air néces- saire à la bonne pulvérisation du combustible
Cette prise a'air est réglée par un obturateur qui fonc- tionne conjointement et parallèlement avec la valve d'admission
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de l'air de carburation.
Cet obturateur est une demi-lune qui est pratiquée dans l'axe de suspension du papillon d'admission d'air, qui se prolonge jusqu'à traverser le saillpnt de raccor- dement du tube d'arrivée de l'air de pulvérisation. Ainsi, lorsque la valve d'admission de l'air de carburation est fermée, la tige de l'axe vient obturer le passage d'air de pulvérisation, et suivant que l'obturateur en demi-lune s'ouvre ou se ferme, l'air de pulvérisation est admis en plus ou moins grande quanti- té, en relation avec les besoins de la marche du moteur et avec la quantité de combustible à débiter.
Dans la prise d'air de carburation se trouve une valve de même forme que la section intérieure, et qui vient s'ajuster exactement dans le conduit. Toutefois sans qu'il soit nécessaire de lui imprimer un mouvement vertical libre, par simple décen- tration de l'axe de suspension du papillon, ladite valve conser- ve toujours la position verticale quand la dépression du moteur ne l'oblige ,pas à se lever.
Cette valve doit ëtre d'un poids étudié pour chaque iaoteur, c'est-à-dire plus légère pour les petits moteurs qui ne donnent pas une forte dépression, et plus lourde pour les moteurs puis- sants dont la dépression est plus énergique.
A l'aspiration du moteur, une dépression se crée qui, a- gissant sur les surfaces inégales équilibrées de la valve, fait que celle-ci se déplace d'autant plus vers le haut dans le sens vertical jusqu'à l'intérieur que la dépression causée par l'as- piration du moteur est plus forte, et d'autant plus que le régime de marche du moteur est plus élevé. Pour limiter à un maximum d'admission le relèvement de la valve d'air de carburation ou de combustion, on a disposé une vis de réglage qui, pénétrant plus ou moins dans le pas de vis pratiqué dans la partie supé- rieure de la cavité horizontale en 11, rend aisé le réglage de l'admission de l'air requis pour ur. bon fonctionnement du moteur.
Il suffit de faire tourner ladite vis à droite ou à gauche sui-
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vant les cas, pour donner une admission limite plus ou moins considérable a.u moteur.
L'air de pulvérisation a, encore un autre but, qui est de servir de tirage et de compensateur à l'aspiration de combusti- ble par le moteur, car si/celle-ci agit seule sur les orifices du gicleur, dans les grandes vitesses, il y aurait exces de passa.- ge de combustible, et si on ferme les orifices pour maintenir le moteur au régime des grandes vitesses, il n'y aura, pas de pas- sage suffisant pour les ralentir. Ainsi, le passage d'air sert de compensateur au passage du combustible et regle parfaitement un débit adéquat à tout régime de marche du moteur.
Les deux passages d'air, pulvérisation et carburation; sont réglés par 1'action de la valve de passage a'air carrée 13 qui se trouve placée dans l'embouchure de la cavité horizontale de la chambre de carburation.
La valve doit pouvoir tourner folle et sans frottement.
De même, la tige formant axe de suspension de cette valve doit être à frottement doux, afin d'assurer à, cette valve un maximum de sensibilité aux dépressions produites par la marche du moteur.
Lorsque l'axe de suspension est décentré, les dépressions agis- sent en déséquilibre sur les deux parties inégales de la valve, ce qui fait qu'elles s'ouvrent plus ou moins suivant la dépres- sion et quand l'ouverture est très petite, le passage d'air est fermé parce que la même décentration et le poids que possède l'organe à sa partie inférieure tendent toujours par gravité affecter la position verticale qui est celle de la fermeture du passage de l'air.
Grâce à ce mécanisme très sensible et sans autre inter- vention que celle de la gravité et de la dépressbn du moteur, on obtient un réglage du mélange de l'air en proportion correc- te, avec le gaz produit suivant le procédé déjà exposé plus haut qui permet de dépasser l'efficacité des gaz ordinaires de com-
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bustibles légers, comme ceux obtenus avec l'essence dans les carburateurs modernes, dans un moteur donné,
La chambre de carburation porte, sur un côté de sa face latérale, un organe 6 dans lequel est percé dans le sens verti- cal un orifice de même diamètre que le tube 5 qui conduit le combustible gazéifie.
rerpendiculairement à ce trou, se trouve pratiqué un au- tre petit trou qui porte le conduit de gaz déjà carburé, juste à l'extrémité du champignon de l'accélérateur. Le petit trou sert en cas de marche en ralenti du moteur et forme compensateur dans les grandes vitesses de marche du moteur. Il est pratiqué en un point marqué 7 au dessin.
Dans la partie supérieure de l'organe latéral 6 et à hau- teur de la sortie du diffuseur placé en 19 à l'intérieur de la partie verticale, on a pratiqué un trou vertical qui est destiné à conduire le gaz élaboré et à lui faire traverser la paroi ver- ticale de la chambre de carburation et du diffuseur qui est ins- tallé en cet endroit. C'est en ce point que le combustible ga- zéifié et l'air de carburation se rencontrent, et se mélangent avant d'aller exploser dans les cylindres du moteur. Ledit trou est obturé à sa partie extérieure par une vis à écrou 8.
En 10 est figuré l'axe de la tige du champignon de l'accé- lérateur qui ouvre ou ferme le passage d'admission du mélange carburé aux cylindres du moteur.
Le champignon de l'accélérateur est figuré en 12 au dessin.
La plaque ou chape du vaporisateur qui comporte les canaux et les serpentins vaporisateurs peut affecter la forme carrée, circulaire, polygonale ou elliptique, suivant les meilleures conditions d'adaptation aux différents types de moteurs.
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Tube¯CL..?-.,g.@.sionue.L81. la tuyauterie d'admis- sion et d'échappement doit être étudiée suivant les dimensions et formes du moteur qui doit être équipé des dispositifs faisant l'objet de la présente invention, et elle tiendra compte de la
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position des entrées d'admission du bloc moteur et de la posi- tion des sorties d'échappement.
Dans le dessin annexé, la tuyauterie d'admission et d'é- chappement 16 et 17 est venue de fonderie avec le bloc moteur et est représentée ici, à titre d'exemple, adaptée en combinaison avec un moteur quatre cylindres modèle A etAA de la marque "Ford", pour tourisme ou camionnage.
,Toutefois, l'invention pouvant être appliquée a tous les moteurs à explosions, on comprend qu'il sera possible d'adap- ter cette tuyauterie aux dimensions et formes de n'importe quel moteur, par exemple placer l'admission au-dessus du bloc moteur, comme figuré en 16, ou au-dessous, ou encore séparer l'admission de l'échappement, pour satisfaire à la construction en vigueur dans certains types de moteurs.
Départ" Pour le départ, on a. disposé une petite cuve, ou réservoir d'essence auxiliaire, le départ du moteur devant se faire à l'essence puisque le moteur froid ne peut pas gazéifier l'huile lourde ou "gas-oil" qu'on doit employer. A portée de la main du conducteur de la voiture ou camion, est placée une manette ou tirette ou bouton de manoeuvre quelconque qui permet d'alimenter le moteur en essence en ouvrant un robinet, et de refermer le même robinet lorsque le moment est venu, cet organe de manoeuvre fermant ou ouvrant le robinet d'arrivée d'huile lourde afin d'empêcher le débit simultané des deux sortes de combustible. Le même robinet pourrait interrompre totalement l'arrivée de l'essence et de l'huile lourde.
Da.ns la tuyauterie qui amene le combustible à la cuve à niveau constant, un filtre est prévu. Il évite l'introduction de corps étrangers et de particules indésirables da.ns le gicleur et les conduits de combustible, qui s'opposeraient à la bonne marche du moteur.
Une fois le moteur en marche depuis cinq minutes environ, on peut manoeuvrer le robinet.fermant l'essence et ouvrir le
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robinet d'huile lourde; Le moteur continue de marcher normale- ment.
Il doit être entendu qu'on pourrait, pour le départ du mo- teur, utiliser un autre moyen que la combustion de l'essence, l'essentiel étant d'obtenir un échauffement préalable du combus- tible issu de l'huile lourde, afin que la gazéification et l'in- flammation subséquente aient lieu.
Filtre à air" Cet organe est placé sur la prise d'air à la partie supérieure horizontale de la chambre de carburation 14. Lorsque l'air est passé par ce filtre, toutes les parties de l'installation qui reçoivent de l'air sont assurées de rece- voir de l'air filtré, puisque l'air de pulvérisation aussi bien que l'air de carburation en proviennent.
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'pj.sJ.i.oP.tt1.2n.ê...J3.2:l.nt,a.i,.r.El : La aescription qui précède est celle a'un appareil qui permet aux moteurs de fonctionner correctement, mais pour arriver à une plus grande perfection de fonctionnement et de rendement, il peut être nécessaire d'utili- ser différents dispositifs annexes qui vont faire l'objet d'une étude spéciale. On obtient alors un résultat tel qu'il n'y a plus pratiquement de différence entre le fonctionnement des mo- teurs ainsi équipés, et celui des moteurs ordinaires à essence, sauf des avantages.
Humidificateur : Si, au mélange combustible, on ajoute un peu d'humidité (allant jusqu'à 17%) dans l'appareil, on obtient un meilleur fonctionnement, un meilleur rendement, plus de vites- se, et grâce à ses effets anti-détonants et désincrustants, cet- te humidité présente de notables avantages, en évitant notamment le coup de bielle et la formation de résidus carbonés.
Le moyen rationnel pour utiliser cette humidité dans le mélange détonant du moteur, peut consister a disposer un filtre à air avec cuve a'eau, l'air passant à travers l'eau et, en même temps qu'il se débarrase de ses impuretés, s'humidifiant pour apporter ainsi cette humidité au mélange détonant. @
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On peut aussi recueillir l'humidité gràce à un réservoir d'eau et un gicleur pulvérisateur, lequel, disposé dans le tra- jet du combustible déjà liquide et déjà gazéifié, ou dans celui de l'air, permet d'entraîner dans le mélange détonant une certai- ne quantité d'humidité dont les résultats avantageux sont aussi une meilleure oxydation et hydrogénation du combustible avant son explosion dans les cylindres.
On peut encore fournir au mélange détonant l'humidité né- cessaire par le moyen d'une prise de vapeur au radiateur du mo- teur, ou par tout autre moyen approprié, en plaçant convenable- ment la prise de vapeur et son point d'injection dans le trajet du gaz ou de l'air de pulvérisation ou de carburation.
Dans le cas d'un dispositif monté sur moteurs de tourisme et moteurs de camions de la marque "Ford" dont le dessin annexé est destiné à représenter l'application particulière, à titre d'exemple de réalisation, la prise d'humidité consiste en un tuyau flexible reliant le tube d'échappement du radiateur d'eau de réfrigération au point marqué par 8 dans le dessin, où se trouve un pointeau à vis pour l'injection. Le tube flexible porte, au point de raccordement avec le tube d'échappement du radiateur une petite valve destinée à évacuer l'eau qui pourrait s'introduire en excès.
Le gaz combustible déjà vaporisé rencontre au point d'in- jection la vapeur d'eau précitée. Celle-ci le réfrigère mais sans que cette action soit excessive, parce que la vapeur arrive à haute température, celle du radiateur. Le gaz combustible ainsi enrichi par mélange avec la vapeur d'eau passe dans la chambre de carburation, apportant au mélange détonant qui se forme, la proportion d'humidité nécessaire à l'obtention des résultats indiqués.
On conçoit qu'il sera possible d'imaginer d'autres moyens et dispositifs pour fournir l'humidité désirée au mélange détonant, ces moyens et dispositifs pouvant varier.
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Réglage dela température" *. il est nécessaire, pour un bon fonctionnement d'un moteur à explosions utilisant la carburation des riuiles lourdes, que la température du moteur soit le plus uniforme possible, car ainsi on obtient une combustion parfaite des huiles lourdes et une gazéification plus uniforme et efficace Les élévations excessives de teripérature, autant que leurs aais- sements, ont des effets nocifs qui se traduisent par une perte d'énergie, des condensations ou ratés lorsque la gazéification n'arrive pas à son point optimum, faute d'une température appro- priée.
La régularisation de la température du moteur peut être obtenue en intercalant un thermostat dans le circuit de circu- lation de l'eau de réfrigération du moteur, ce thermostat res- tant fermé jusqu'à ce que le moteur acquière la température né- cessaire. Ainsi, si pour une raison quelconque, la température baisse, le thermostat restreint ou obture complètement la cirou- lation de l'eau de réfrigération, ce qui permet au moteur de retrouver rapidement la température convenable, en interdisant à l'eau de réfrigération du moteur de refroidir excessivement ce- lui-ci par excès de circulation d'eau, principalement dans le ralenti.
On peut également obtenir un réglage de température en installant des volets au radiateur, ces volets étant actionnés à la main ou automatiquement.
Des volets s'ouvrant plus ou moins suivant la température du radiateur, admettent plus/ou moins d'air de réfrigération ce qui fait qu'en cas de refroidissement excessif du moteur, la tem- pérature désirée est rapidement retrouvée par la compensation produite.
De même la température pourrait être réglée par ventila- teur, celui-ci tournant plus ou moins vite suivant qu'il faut refroidir ou réchauffer l'ambiance du moteur,
Pour les régimes de marche dthiver, on peut supprimer la
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pompe de circulation d'eau, laissant la réfrigération s'opérer par thermosiphon.
Avec l'appareil faisant l'objet de l'invention, on n'a pas à craindre des élévations excessives de température du mo- teur, et il n'est pas nécessaire de prévoir des modes de réfri- gération renforcée; il faut plutôt éviter le refroidissement excessif du moteur et de l'échappement dans les marches lentes, ce qui produirait une gazéification défectueuse de l'huile lourde
De même, dans le cas de réglage de température du moteur et de la tuyauterie d'échappement, on conçoit qu'il sera possible d'utiliser différents modes de réalisation pour obtenir le ré- sultat cherché.
L'appareil qui fait l'objet de ce brevet est parfaitement approprié pour une carburation à l'aide d'huiles lourdes qui n'échauffent pas exagérément le moteur. Dans les appareils précédemment connus, on obtenait des températures capables d'a- bîmer les moteurs.
Gaz et vapeurs .du carter- : Les vapeurs et gaz qui se for- ment dans le carter du moteur peuvent être utilisés dans la carburation, et mélangés aux gaz combustibles où ils trouvent une bonne application, en procurant une économie de combustible.
L'huile du carter est nettoyée de toutes ces vapeurs nocives qui, à la condensation, la diluent, parce qu'elles sont constituées en majorité par de la vapeur d'eau et du comoustible qui est tom- bé du carter à travers les joints intérieurs des cylindres.
Le mode de réalisation à préférer pour utiliser ces va- peurs, consiste à les puiser, par un tube, en un point élevé du carter ou de la circulation d'huile, et connecter ce tube son autre extrémité au tube d'arrivée de vapeur et d'humidité au point où celle-ci vient se mélanger aux gaz de carburation, com- me exposé précédemment; ou bien, on dirige ces vapeurs indépen- damment, en un point de l'aspiration du moteur, pour que, lors de la carburation, elles se mélangent au composé détonant.
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Réchauffement En cas de températures extrêmement basses, ou de conditions spéciales de fonctionnement de l'appareil, on peut à la demande prévoir un dispositif de chauffage électrique auxiliaire, comportant une résistance électrique appliquée à la chape de vaporisation, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur, suivant les cas, ou au conduit des gaz vaporisés ou encore dans la partie annexe 6 de la chambre de carburation.
La variété des moyens qui peuvent être mis en oeuvre pour réaliser les dispositifs annexes n'échappera pas aux hommes du métier. On choisira parmi ces moyens les plus appropriés à cha- cun des types de moteurs à équiper. Comme il existe un membre considérable de types de moteurs différents, il existe pareille- ment de nombreuses solutions pour l'application des dispositifs annexes. Les modes de réalisation qui ont été indiqués plus haut sont donnés à titre d'exemple, sans limiter pour autant le domaine de l'invention,
Résumé.
Cette invention vise :
Un appareil permettant l'utilisation des combustibles peu coûteux au lieu d'essence dans les moteurs à explosions compor- tant les caractéristiques principales suivantes:
1. l'Injeotion d'air dans le combustible qui est amené à la chambre de carburation, en vue d'obtenir une pulvérisation parfaite, et la formation de particules très fines, éclatées, constituant le mélange combustible final, cette injection d'air ainsi que l'alimentation en combustible gazéifié étant réglées suivant le régime de marche du moteur considéré.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Apparatus allowing the use of inexpensive fuels instead of gasoline in explosion engines.
The present invention relates to an apparatus intended to be installed on passenger cars as well as on trucks, vans, tractors and stationary explosive engines with a view to enabling them to use "gas oil" and other inexpensive fuels instead of gasoline without reducing the efficiency of these engines.
The accompanying drawings will facilitate the understanding and industrial implementation of the invention.
Constant level; It consists of a receptacle connected at 1 to the fuel reserve by means of a tube which brings this fuel to it. Fitting 1 has a small needle actuated by a float which rises or falls with the level of the
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liquid in this container and thereby opens or closes the fuel passage needle. It is this very simple mechanism which makes it possible to maintain the level constant according to the requirements imposed by the engine and its proper functioning.
The constant-level vessel has at its bottom and internally an orifice providing passage for the fuel to various channels made in the thickness of the bottom of this vessel; one of these channels leads the liquid to the spray nozzle, another leads to the exhaustion of this tank, finally a third leads outside to the point where the needle which regulates the passage section is closed.
The outer mouth of the latter channel is closed by a threaded plug. The role of this channel is to allow the duct of the closing needle to be cleaned by simply unscrewing this plug from the outside. As for the channel which leads to the exhaustion of the tank, it is closed by a key 18 placed in its bottom. The operation of this key allows the constant level tank to be emptied with a view to cleaning it or for another reason.
At the same time, this channel makes it possible to check whether the fuel is arriving properly or if it is prevented from doing so by any obstruction of its inlet piping.
The constant level tank carries a threaded needle 2 penetrating to its bottom at the location where the orifice is located which provides passage to the fuel towards the channels made in it.
This needle can be turned to the right or to the left depending on whether you want to bring in more or less fuel or close the pipe if necessary. To make the maneuver simpler and more convenient, this needle is joined, if necessary, to a rod carrying in its middle a small cardan shaft allowing it to turn even if it is not straight. This rod extends to the dashboard of the automobile or the camino, which allows the driver without leaving his seat to perform the maneuver which more or less disturbs or even closes the arrival of the fuel as required.
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The channel which leads the fuel to the nozzle is joined at a right angle with another channel made in the thickness of the rear wall of the tank at constant level. In the upper part of this lateral duct is a nozzle receiving orifice; one of its ends is fitted there with a precise seal; its other end opens into the air inlet pipe to spray the fuel there.
The rear part of the constant level tank is joined by means of screws placed on either side of the nozzle to the vaporization flange, so that a certain heating occurs which perfectly liquefies the heavy fuel before it arrives. to the nozzle.
Spray 11 consists of a thick metal screed 3 in the inner wall of which are formed channels which can be zig-zag, horizontal, vertical, curved, ellipsoid spiral, etc. .. with or without a solution of continuity.
These channels can be made plain or straight or sinuous or provided with small obstacles or baffles without however being obstructed.
This yoke is joined by its outer part with the constant level tank and is drilled opposite the orifice receiving the nozzle and in the rear wall of this tank with an orifice through which the spray nozzle passes so that it emerges, as indicated above, in the atomizing air pipe. Thus, the free end of the nozzle is housed inside the channel of the yoke and protrudes slightly so as to open into the outlet orifice for the atomizing air which, by hitting the fuel streams which comes out. the nozzle divides them and atomizes them into a very large number of globules of this fuel which are then sucked in by the engine and pass through the channels of the vaporization screed.
This screed is in intimate contact on the side of its part
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grooved with a corresponding smooth surface which is part of the exhaust piping and constitutes a wall heated by the gases and flames coming out of the engine.
This smooth surface has an orifice which coincides exactly with the head or free end of the nozzle. This orifice passes perpendicularly through the exhaust pipe and is insulated from the flames which come out of the engine and which lick its walls and thus heat the atomizing air which passes through this pipe, so that the fuel to be atomized does not encounter Fresh air liable to give rise to harmful condensation phenomena, but exclusively air which has already been heated.
This air orifice is connected to the outside air intake by a tube at the top of the carburizing chamber, where opposite the register which regulates the carburizing air inlet is located. an intake of this atomizing air, this air intake being regulated by this register, as will be described below.
This passage of atomizing air is strictly regulated by the suction of the motor by means of a shutter which regulates the passage of more or less air, according to the engine speed. This shutter operates automatically.
This air thus admitted with respect to the nozzle has the role of striking the thread or threads of fuel which exit from the nozzle under the effect of the suction of the engine and of spraying it.
We know that to achieve a perfect spraying, a certain amount of air is needed which strikes the liquid so as to divide it into extremely small particles or globules.
In the case of heavy fuels which are more viscous than gasoline, it is thus possible to pulverize a greater number of particles of liquid than in the case of light fuels. The formation of these particles is very valuable, because as they are already hot, equal to the entrained air, and since the combustible liquid has already heated up, the outlet of the tank @
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see at constant level by its contact with the plate or vaporization screed, the arrival of these particles in the channels of the vaporization screed which act as a heating coil, have the air they contain expands rapidly which causes said particles to burst, causing an extreme division of the vaporized liquid,
as in the phenomenon of "cra - clcing" which, giving rise to the formation of a very flammable vapor or gas, with the characteristics of light fuels, allows perfect and total combustion with minimum residue as soon as it enters the combustion chamber. combustion,
The sprayed liquid, in its passage through the channels of the screed or spray plate, gasifies rapidly, the channels being heated by their contact with the corresponding smooth surface of the exhaust tube.
This vaporization screed is in close contact via the face which corresponds to the channels mentioned above, with the smooth surface of the exhaust members which are themselves heated by the gases and flames of explosions.
To obtain better contact and hermetic closure of the channels, a plate of the same size and shape as the vaporization plate or cap, made of copper or other similar metal, is placed against said smooth surface of the exhaust. to make the joint precise.
The spray screed is secured to the exhaust members by screws which firmly join the two parts together without, however, precluding the possibility of easily cleaning said channels by detaching the two parts to allow them to be visited, scrub them, and check their cleanliness.
As the part of the vaporization plate or screed adjacent to the smooth surface of the exhaust pipe is hotter than the outer part, and it is necessary to ensure the
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fuel pulverized into perfect contact with the hot walls, a metallic spiral has been placed intended to slow down its passage and to impart to it a whirling movement. This spiral is placed in the channels and, following it, the pulverized fuel, in the gaseous state, is driven by a rotational movement making its homogenization better, which is obtained at the outlet of the coil. the yoke when it is led through the tube 5 to the carburizing chamber.
The gas thus produced is already suitable for being mixed with the carburizing air, previously filtered to prevent the introduction of foreign bodies into the cylinders of the engine.
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Ca, rbLrattilon chamber: The carburizing chamber consists of a straight metal body, the horizontal portion of which is square, both inside and out. The vertical portion is circular, both internally and externally.
This chamber is fixed vertically by screws or nuts to the suction or supply tube 16 of the motor.
It is in communication with the outside air, at its upper part and horizontally, by means of an air filter 14-.
The air intake duct has a square section in this horizontal portion of the chamber, and becomes circular as it passes through the vertical portion,
In the opening of the air intake is made, on one side an orifice through which the air passes, with a projection which carries at its upper part the carburizing chamber 9. In this hollow projection is connected a tube for the air with the duct which is located inside the admission components and will open up vis-à-vis the nozzle, in order to deliver the air necessary for proper atomization of the fuel
This air intake is regulated by a shutter which operates jointly and in parallel with the intake valve.
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of the fuel air.
This shutter is a half-moon which is formed in the suspension axis of the air intake butterfly, which extends until it passes through the connection projection of the atomizing air inlet tube. Thus, when the carburetion air intake valve is closed, the shaft rod closes the atomizing air passage, and depending on whether the half-moon shutter opens or closes, the atomizing air is admitted in greater or lesser quantity, in relation to the needs of the operation of the engine and to the quantity of fuel to be delivered.
In the carburetion air intake is a valve of the same shape as the inner section, and which fits exactly in the duct. However, without it being necessary to give it a free vertical movement, by simply decentring the throttle suspension axis, said valve always maintains the vertical position when the engine depression does not oblige it, not to get up.
This valve must be of a weight designed for each engine, that is to say lighter for small engines which do not give a strong vacuum, and heavier for powerful engines whose vacuum is more energetic.
When the motor is sucked in, a vacuum is created which, acting on the uneven balanced surfaces of the valve, causes the latter to move all the more upwards in the vertical direction to the inside as the depression caused by the aspiration of the engine is greater, and all the more so as the engine speed is higher. In order to limit the raising of the carburation or combustion air valve to a maximum intake, an adjusting screw has been placed which, penetrating more or less into the screw thread made in the upper part of the cavity horizontal at 11, makes it easy to adjust the air intake required for ur. good engine operation.
It suffices to turn the said screw to the right or to the left following
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before the case, to give a more or less considerable limit admission to the engine.
The atomizing air has yet another object, which is to serve as a draft and compensator for the fuel suction by the engine, because if this acts alone on the orifices of the nozzle, in large speeds, there would be excess fuel passage, and if the orifices are closed to keep the engine at high speed, there will not be sufficient passage to slow them down. Thus, the air passage serves as a compensator for the passage of fuel and perfectly regulates an adequate flow rate at any operating speed of the engine.
The two air passages, spraying and carburizing; are regulated by the action of the square air passage valve 13 which is located in the mouth of the horizontal cavity of the carburizing chamber.
The valve must be able to turn idle and without friction.
Likewise, the rod forming the suspension axis of this valve must be of gentle friction, in order to ensure that this valve has maximum sensitivity to the depressions produced by the operation of the engine.
When the suspension axis is off-center, the depressions act in imbalance on the two unequal parts of the valve, so that they open more or less depending on the depression and when the opening is very small. , the air passage is closed because the same decentration and the weight which the organ possesses at its lower part always tend by gravity to affect the vertical position which is that of the closing of the air passage.
Thanks to this very sensitive mechanism and without any intervention other than that of gravity and of the depression of the engine, one obtains an adjustment of the mixture of the air in correct proportion, with the gas produced according to the process already explained above. high which allows the efficiency of ordinary gas to be exceeded.
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light bustibles, like those obtained with gasoline in modern carburettors, in a given engine,
The carburizing chamber carries, on one side of its lateral face, a member 6 in which is drilled in the vertical direction an orifice of the same diameter as the tube 5 which conducts the gasified fuel.
Rerpendiculously to this hole, there is made another small hole which carries the gas pipe already carburized, just at the end of the mushroom head of the accelerator. The small hole is used when the engine is idling and forms a compensator at high engine speeds. It is performed at a point marked 7 in the drawing.
In the upper part of the lateral member 6 and at the height of the outlet of the diffuser placed at 19 inside the vertical part, a vertical hole has been made which is intended to conduct the produced gas and to make it. pass through the vertical wall of the carburetion chamber and of the diffuser which is installed there. It is at this point that the gasified fuel and the carburizing air meet, and mix before going to explode in the engine cylinders. Said hole is sealed at its outer part by a nut 8.
At 10 is shown the axis of the stem of the mushroom head of the accelerator which opens or closes the passage for admission of the fuel mixture to the cylinders of the engine.
The accelerator mushroom is shown at 12 in the drawing.
The vaporizer plate or yoke which includes the vaporizer channels and coils can have a square, circular, polygonal or elliptical shape, depending on the best conditions for adaptation to different types of engines.
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TubēCL ..? -., G. @. Sionue.L81. the intake and exhaust piping must be designed according to the dimensions and shapes of the engine which must be fitted with the devices forming the subject of the present invention, and it will take into account the
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position of the engine block intake inlets and the position of the exhaust outlets.
In the accompanying drawing, the intake and exhaust pipes 16 and 17 have been cast with the engine block and are shown here, by way of example, adapted in combination with a four cylinder engine model A and AA of the "Ford" brand, for passenger or trucking.
However, since the invention can be applied to all internal combustion engines, it will be understood that it will be possible to adapt this piping to the dimensions and shapes of any engine, for example placing the inlet above the engine block, as shown at 16, or below, or separate the intake from the exhaust, to meet the construction in force in certain types of engines.
Departure "For the start, we have placed a small tank, or auxiliary gasoline tank, the starting of the engine having to be done with gasoline since the cold engine cannot gasify the heavy oil or" diesel " Within easy reach of the driver of the car or truck, there is a handle or knob or any maneuver button which allows the engine to be supplied with gasoline by opening a valve, and to close the same valve. when the time is right, this operating device closing or opening the heavy oil inlet valve in order to prevent the simultaneous flow of the two kinds of fuel. The same valve could completely interrupt the arrival of petrol and heavy oil.
In the piping which brings the fuel to the tank at constant level, a filter is provided. It prevents the introduction of foreign bodies and unwanted particles into the nozzle and the fuel pipes, which would prevent the engine from running smoothly.
Once the engine has been running for about five minutes, you can turn on the tap, turn off the gasoline and turn on the
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heavy oil tap; The engine continues to run normally.
It must be understood that one could, for the starting of the engine, use another means than the combustion of gasoline, the main thing being to obtain a preliminary heating of the fuel resulting from the heavy oil, so that gasification and subsequent ignition take place.
Air filter "This member is placed on the air intake at the upper horizontal part of the carburetion chamber 14. When the air has passed through this filter, all the parts of the installation which receive air are guaranteed to receive filtered air, since the atomizing air as well as the fuel air comes from it.
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'pj.sJ.i.oP.tt1.2n.ê ... J3.2: l.nt, ai, .r.El: The above description is for a device which allows the motors to function correctly, but to achieve greater perfection of operation and efficiency, it may be necessary to use various ancillary devices which will be the subject of a special study. A result is then obtained such that there is practically no difference between the operation of the engines thus equipped and that of ordinary gasoline engines, except for advantages.
Humidifier: If, to the combustible mixture, a little humidity (up to 17%) is added in the device, better operation, better efficiency, more speed, and thanks to its anti-aging effects are obtained. - detonating and descaling, this humidity has notable advantages, in particular by preventing the thrust of the connecting rod and the formation of carbonaceous residues.
The rational way to use this moisture in the explosive mixture of the engine, can consist in having an air filter with water tank, the air passing through the water and, at the same time as it gets rid of its impurities. , moistening to bring this moisture to the explosive mixture. @
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The humidity can also be collected by means of a water tank and a spray nozzle, which, placed in the path of the fuel already liquid and already gasified, or in that of the air, allows to entrain in the mixture detonating a certain quantity of moisture, the advantageous results of which are also better oxidation and hydrogenation of the fuel before it explodes in the cylinders.
The necessary humidity can also be supplied to the detonating mixture by means of a vapor outlet at the engine radiator, or by any other suitable means, by suitably placing the vapor outlet and its point of discharge. injection into the path of the gas or the atomizing or carburizing air.
In the case of a device mounted on passenger car engines and truck engines of the "Ford" brand, the appended drawing of which is intended to represent the particular application, by way of example, the moisture uptake consists of a flexible pipe connecting the exhaust pipe of the cooling water radiator to the point marked by 8 in the drawing, where there is a screw needle for the injection. The flexible tube carries, at the point of connection with the radiator exhaust tube, a small valve intended to evacuate water which could enter in excess.
The fuel gas already vaporized meets the aforementioned water vapor at the point of injection. This refrigerates it but without this action being excessive, because the steam reaches a high temperature, that of the radiator. The fuel gas thus enriched by mixing with the water vapor passes into the carburizing chamber, providing the detonating mixture which forms with the proportion of humidity necessary to obtain the results indicated.
It will be understood that it will be possible to imagine other means and devices for supplying the desired humidity to the detonating mixture, these means and devices being able to vary.
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Adjusting the temperature "*. For a good operation of an explosion engine using the carburetion of heavy oils, the engine temperature must be as uniform as possible, because thus perfect combustion of heavy oils is obtained and more uniform and efficient gasification Excessive increases in temperature, as much as their ease, have harmful effects which result in loss of energy, condensations or failure when gasification does not reach its optimum point, due to lack of 'an appropriate temperature.
The engine temperature can be regulated by inserting a thermostat in the engine cooling water circulation circuit, this thermostat remaining closed until the engine acquires the necessary temperature. Thus, if for any reason the temperature drops, the thermostat restricts or completely blocks the circulation of the refrigeration water, which allows the engine to quickly regain the correct temperature, preventing the refrigeration water from cooling off. engine from excessively cooling it by excess water circulation, mainly at idle speed.
It is also possible to obtain a temperature control by installing shutters on the radiator, these shutters being operated by hand or automatically.
Flaps that open more or less depending on the temperature of the radiator, admit more / or less refrigeration air, so that in the event of excessive cooling of the engine, the desired temperature is quickly regained by the compensation produced.
Likewise, the temperature could be regulated by a fan, the latter rotating more or less quickly depending on whether it is necessary to cool or heat the engine environment,
For winter running regimes, the
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water circulation pump, allowing refrigeration to take place by thermosyphon.
With the apparatus which is the object of the invention, there is no need to fear excessive rises in engine temperature, and it is not necessary to provide reinforced cooling modes; rather, excessive cooling of the engine and exhaust should be avoided in slow speeds, which would result in faulty gasification of the heavy oil
Likewise, in the case of adjusting the temperature of the engine and of the exhaust piping, it will be understood that it will be possible to use different embodiments to obtain the desired result.
The device which is the subject of this patent is perfectly suitable for carburizing using heavy oils which do not overheat the engine. In the previously known devices, temperatures were obtained capable of dimming the engines.
Crankcase Gases and Vapors: The vapors and gases which form in the engine crankcase can be used in carburizing, and mixed with combustible gases where they find good application, providing fuel economy.
The oil in the crankcase is cleaned of all these noxious vapors which, on condensation, dilute it, because they are mainly made up of water vapor and the edible which has fallen from the crankcase through the gaskets. cylinder interiors.
The preferred embodiment for using these vapors consists of drawing them, by a tube, from a high point of the crankcase or of the oil circulation, and connecting this tube at its other end to the steam inlet tube. and moisture to the point where it mixes with the fuel gases, as explained above; or alternatively, these vapors are directed independently, at a point of the engine suction, so that, during carburization, they mix with the detonating compound.
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Heating In the event of extremely low temperatures, or special operating conditions of the appliance, an auxiliary electric heating device can be provided on request, comprising an electric resistance applied to the spray screed, either inside or outside, as the case may be, or in the vaporized gas duct or in the annex part 6 of the carburizing chamber.
The variety of means which can be used to produce the ancillary devices will not escape those skilled in the art. The most appropriate means will be chosen from among these means for each of the types of engines to be fitted. As there is a considerable member of different types of engines, there are similarly many solutions for the application of the ancillary devices. The embodiments which have been indicated above are given by way of example, without however limiting the field of the invention,
Summary.
This invention aims:
An apparatus allowing the use of inexpensive fuels instead of gasoline in explosive engines having the following main characteristics:
1. Injeotion of air into the fuel which is brought to the carburizing chamber, in order to obtain a perfect atomization, and the formation of very fine particles, exploded, constituting the final fuel mixture, this injection of air as well as the gasified fuel supply being adjusted according to the operating speed of the engine in question.
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