<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET APPAREIL POUR LA MARCHE DES MOTEURS A COMBUSTION
EMI1.1
INTERNE AVEC UN COMBUSTIBLE IsIUII) POINT D"¯E.i3ChhlIIOi\T ELEVE
Les combustibles liquides à point d'ébullition élevé, comme par exemple le pétrole et le gasoil, les huiles obtenues lors de la distillation sèche de pétrole ou de charbon sont déjà, comme il est connu, utilisés pour faire marcher des moteurs à combustion interne, par exemple des moteurs Diesel. Ces combus- tibles sont injectés sous pression directement dans les cylindres où ils sont enflammés sous l'action de la chaleur produite par la compression d'air à une pression élevée. On connaît de même des moteurs, dans lesquels la mélange gazeux est chauffé par les gaz de combustion s'échappant du moteur.
Les moteurs de ce der- nier genre présentent toutefois un rendement plus faible que les moteurs habituels.
L'objet de la présente invention se différencie des appareils et procédés connus mentionnés ci-dessus pour la marche
<Desc/Clms Page number 2>
des moteurs avec des combustibles liquides lourds, en ce que les combustibles liquides, Comme par exemple le pétrole et le gasoil, les huiles obtenues lors de la distillation sèche de pétrole ou charbon, ou des genres de combustibles analogues, sont, seulement après leur gaséification dans un appareil échangeur de tempéra- ture chauffés par les gaz de combustion s'échappant du moteur, mélangés à l'air aspiré, dans le moteur. Comme l'ont montré des essais effectués, ce mélange gazeux s'enflamme de façon analogue au mélange combustible habituel à base d'essence à l'aide d'une bougie d'allumage ordinaire.
Le procédé suivant l'invention permet ainsi de fai- re marcher les moteurs à combustion interne connus, convenant pour la marche avec des combustibles à bas point d'ébullition, comme par exemple l'essence, avec des genres de combustibles liquides à point d'ébullition élevé, comme par exemple le pétrole Il a en outre été constatée que le procédé suivant l'invention permet également la marche des moteurs à combustion ordinaire avec de l'alcool brut renfermant de l'eau, ou avec un autre com- bustible à bas point d'ébullition, par exemple de la térébenthine seule ou en mélange avec un autre combustible liquide.
La chaleur nécessaire pour la mise en marche du moteur marchant de la maniè- re indiquée ci-dessus, peut être obtenue soit en faisant démarrer le moteur avec un combustible à bas point d'ébullition, en utili- sant à cet effet les carburateurs connus en eux-mêmes, soit en prélevant la chaleur à partir d'une source auxiliaire, par exem- ple au moyen d'un appareil de chauffage électrique.
Le dessin ci-joint représente un exemple de réalisa- tion d'un appareil; qui sert à faire marcher des moteurs à com- bustion interne, convenant pour la marche avec des combustibles à bas point d'ébullition, avec un combustible à point d'ébulli- tion élevé. La fig. 1 représente l'appareil en une vue en coupe longitudinale, tandis que la figure 2 représente une coupe trans-
<Desc/Clms Page number 3>
versale par un moteur auquel est applique l'appareil ci-dessus, et les figs. 5, 4 et 5 représentent de façon plus ou moins sché- matique l'ensemble de l'appareil à l'échelle agrandie.
L'appareil servant à faire marcher des moteurs à combustion interne à faible taux. de compression avec des combus- tibles liquides à point d'ébullition élevé, consiste essentiellc ment en un échangeur de température, consistant en deux serpen- tins tubulaires 5, 10, qui sont raccordés entr'eux au moyen de canaux de forme spirale 6'; ces canaux 6' sont d'une section transversale inférieure à celle des serpentins tubulaires 5, 10, et sont ménagés dans la plaque 6; à cette dernière est assemblée la plaque 9. Les plaques 6 et 9 sont fixées entre des brides de la conduite d'échappement 14 du moteur. Dans le canal 6', de faible section transversale, est intercalée une soupape 7, dont la tige est reliée au moyen d'une tringle ou d'un câble de trac- tion 8 au registre ou papillon 16, qui règle l'admission de l'air aspiré par le moteur.
Les serpentins tubulaires 5, 10 sont montés dans la conduite d'échappement 14 du moteur avec une certaine liberté de mouvement /fig.1 et 2/, de façon à pou- voir effectuer un mouvement de vibration sous l'action du pas- sage des gaz d'échappements ils sont disposés au voisinage im- médiat des orifices d'échappement des cylindres moteurs. Dans les plaques 6 et 9 sont ménagés des canaux centraux pour le pas- sage des gaz de combustion.
A l'intérieur de ce canal axial des plaques 6, 9 est monté un clapet d'étranglement 22 fige. 3 et 4/, qui est de position réglable à la main ou est relié au pa- pillon 16 réglant l'admission d'air aspiré par le moteur ; ceclapet d'étranglement permet de modifier la section transversa- le de passage de la conduite d'échappement 14 et de régler l'é- coulement des gaz de combustion; ce clapet sert également à di- riger une partie des gaz de combustion dans une conduite 11, branchée sur la conduite d'échappement 14. La quantité de cha- leur nécessaire pour la gaséification de combustible, peut ain- si être réglée soit à la main, soit automatiquement sous la dé-
<Desc/Clms Page number 4>
pendance de l'effet d'aspiration du moteur.
Les serpentins tubu- laires 5, 10 de l'échangeur de température sont reliés d'une part par la conduite 4 au réservoir 1 dans lequel le combustible se trouve sous une sertaine pression, produite par exemple au moyen de la pompe 2 et indiquée par le manomètre 3, et d'autre part, par la conduite 17 à la conduite d'aspiration 15 du moteur. Cet- te conduite 17 est munie d'une soupape réductrice de pression 12 /fig. 1 et 2/, dont le cône obturateur la' /fig. 3/ est repoussé sur son siège par un ressort 19, dont la tension peut être réglée au moyen dû bouton à vis 20.
La conduite 17 se termine par une tuyère 13, qui - si on,considère les soupapes d'admission du mo- teur - est disposée en avant du papillon 16, et cette conduite 17 comporte un branchement 21, qui se termine par une tuyère 13', disposée derrière le papillon 16. Cette conduite 17 peut toute- fois. ne comporter qu'un seul orifice de sortie, qui est muni d'une tuyère 13, disposée soit en avant du papillon 16, soit der- rière celui-ci.
On peut remplacer la soupape 12 montée dans la con- duite 17 pour le réglage de l'amenée du combustible gasêifié dans la conduite d'aspiration 15 du moteur, par une soupape poin- teau 24, /fig. 5/, montée directement dans la tuyère 13; il est alors avantageux de relier la tige de cette soupape à un clapet d'étranglement additionnel 25, qui est monté dans la conduite d'aspiration 15, derrière le papillon 16 - si on considère la direction de l'écoulement du mélange combustible vers le moteur - et qui est muni d'un ressort 25' de telle manière que lors du mouvement angulaire de rotation de ce clapet d'étranglement 25 qui s'ouvre automatiquement sous l'aspiration produite par le moteur, la soupape pointeau 24, montée dans la tuyère 13, s'ou- vre également.
De cette manière, l'amenée du combustible gazéifia peut être réglé.e sous la dépendance de l'aspiration du moteur, de façon analogue à ce qui est le cas dans les moteurs employés jusqu'ici, marchant avec un combustible à bas point d'ébullition.
<Desc/Clms Page number 5>
L'appareil décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante :
Pour mettre le moteur en marche,, il faut porter l'écha geur de température 5, 6, 9, 10, à une certaine température et utiliser à cet effet les gaz de combustion qu'on obtient après le démarrage du moteur, de la manière habituelle, c'est-à-dire à l'aide de combustible à bas point d'ébullition, par exemple de benzine ; ou bien, il faut chauffer l'échangeur de température de toute autre manière, par exemple par voie électrique.
Après chauffage de l'échangeur de température 5, 6, 9, 10, on fait passer à travers celui-ci le combustible liquide, coulant du réservoir 1 par la conduite 4, sous une pression à régler de façon appropriée; on règle la quantité de combustible à l'aide de la soupape 7, dont la tige est reliée au papillon 16, de sort te que le réglage de l'écoulement du combustible liquide s'ef- fectue automatiquement par le réglage de la quantité d'air aspi- rée par le moteur.
Le combustible est gazéifié, par son passage à travers l'échangeur de température 5, 6, 9, 10 et il se pro- duit une dissociation du combustible liquide en hydrocarbures plus légers; le combustible s'écoule ensuite à l'état gazeux, par la conduite 17, entourée par la conduite de branchement 11 de la conduite d'échappement 14, et par la tuyère 13 dans la conduite d'aspiration 15 du moteur, à partir de laquelle il arrive, sous forme de mélange combustible, aux cylindres, où l'allumage s'effectue au moyen des bougies d'allumage; en même temps, son pouvoir calorifique s'élève comparativement au pou- voir calorifique du combustible liquide, à partir duquel le gaz est formé ;
est dû au changement dans le groupement des molécules et à la nouvelle combinaison formée par les éléments du combustible mentionné, lors de la transformation de celui-ci à partir de l'état liquide à l'état gazeux dans l'échangeur de température, et à l'absorption d'une certaine quantité de calo- ries à partir du gaz d'échappement. La chaleur absorbée est à
<Desc/Clms Page number 6>
nouveu cédée pendant la combustion dans le moteur, de sorte que le rendement thermique de ce dernier augmente.
Le combustible gazéifié est soumis, pendant son pas- sage à travers les canaux, de faible section 6' de l'échangeur de température 6 - 9, à une compression et un mélange intime, de sorte que le pouvoir calorifique du combustible gazéifié devient uniforme. Ce combustible, qui présente dès lors un pouvoir calo- rifique uniforme est, dans son écoulement par la conduite 17, ou à sa sortie de celle-ci, en passant par la tuyère 13, dosé à l'aide de la soupape 12 ou 24, sous la dépendance de l'aspira- tion du moteur.
Ceci règle non seulement l'alimentation au com- bustible liquide, mais en même temps l'écoulement du combustible gazéifié sous la dépendance de l'aspiration du moteur; la soupape pointeau 24, disposée dans la tuyère 13 et reliée au clapet d'é- tranglement additionnel 25 - où la soupape réductrice de pression 12, intercalée dans la conduite 17 - assure l'écoulement régulier du combustible gazéifie, sous la dépendance de l'aspiration du moteur.
L'appareil décrit ci-dessus, qui permet de faire marcher,avec des combustibles à point d'ébullition élevé, des moteurs à combustion ordinaire à faible taux de compression, con- venant pour la marche avec des combustibles à bas point d'ébulli- tion, permet non seulement de réduire de façon essentielle les frais résultant de la marche du moteur, mais diminue aussi les dangers d'incendie, ce qui présente une importance primordiale en particulier pour la navigation aérienne.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING COMBUSTION ENGINES
EMI1.1
INTERNAL WITH ISIUII) FUEL POINT D "¯E.i3ChhlIIOi \ T HIGH
Liquid fuels with a high boiling point, such as petroleum and gas oil, for example, oils obtained during the dry distillation of petroleum or coal are already, as is known, used to run internal combustion engines, for example diesel engines. These fuels are injected under pressure directly into the cylinders where they are ignited by the action of the heat produced by the compression of air at high pressure. Engines are also known in which the gas mixture is heated by the combustion gases escaping from the engine.
Engines of this latter type, however, have a lower efficiency than conventional engines.
The object of the present invention differs from the known apparatus and methods mentioned above for walking
<Desc / Clms Page number 2>
engines with heavy liquid fuels, in that liquid fuels, such as petroleum and diesel, oils obtained during the dry distillation of petroleum or coal, or similar kinds of fuels, are, only after their gasification in a temperature exchanger device heated by the combustion gases escaping from the engine, mixed with the air drawn into the engine. As shown by tests carried out, this gas mixture ignites in a manner analogous to the usual fuel mixture based on gasoline using an ordinary spark plug.
The process according to the invention thus makes it possible to operate known internal combustion engines suitable for operation with low boiling point fuels, such as for example gasoline, with types of liquid fuels at low boiling point. 'high boiling, such as for example petroleum It has also been found that the process according to the invention also allows ordinary combustion engines to be operated with crude alcohol containing water, or with another fuel. low boiling point, for example turpentine alone or mixed with other liquid fuel.
The heat necessary for starting the engine running in the manner indicated above can be obtained either by starting the engine with low-boiling fuel, using for this purpose known carburettors. in themselves, or by taking heat from an auxiliary source, for example by means of an electric heater.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of an apparatus; which is used to run internal combustion engines, suitable for operation with low boiling point fuels, with high boiling point fuel. Fig. 1 represents the apparatus in a longitudinal sectional view, while FIG. 2 represents a transverse section.
<Desc / Clms Page number 3>
versale by a motor to which the above apparatus is applied, and figs. 5, 4 and 5 represent more or less schematically the entire apparatus on an enlarged scale.
The device used to operate low rate internal combustion engines. of compression with high boiling liquid fuels, consists essentially of a temperature exchanger, consisting of two tubular coils 5, 10, which are connected together by means of spiral-shaped channels 6 ' ; these channels 6 'have a cross section smaller than that of the tubular coils 5, 10, and are formed in the plate 6; to the latter is assembled the plate 9. The plates 6 and 9 are fixed between flanges of the exhaust pipe 14 of the engine. In the channel 6 ', of small cross section, is interposed a valve 7, the stem of which is connected by means of a rod or a traction cable 8 to the register or butterfly 16, which regulates the inlet of the valve. the air sucked in by the engine.
The tubular coils 5, 10 are mounted in the exhaust pipe 14 of the engine with a certain freedom of movement / fig. 1 and 2 /, so as to be able to effect a vibratory movement under the action of the passage. of the exhaust gases, they are placed in the immediate vicinity of the exhaust ports of the engine cylinders. In the plates 6 and 9 are formed central channels for the passage of the combustion gases.
Inside this axial channel of the plates 6, 9 is mounted a throttle valve 22 freezes. 3 and 4 /, which is in an adjustable position by hand or is connected to the throttle 16 regulating the intake of air drawn in by the engine; this throttle valve makes it possible to modify the cross section of passage of the exhaust pipe 14 and to regulate the flow of combustion gases; this valve also serves to direct a part of the combustion gases in a pipe 11, connected to the exhaust pipe 14. The quantity of heat necessary for the gasification of the fuel can thus be regulated either at the hand, or automatically under the
<Desc / Clms Page number 4>
dependence of the suction effect of the motor.
The tubular coils 5, 10 of the temperature exchanger are connected on the one hand by the pipe 4 to the tank 1 in which the fuel is under a high pressure, produced for example by means of the pump 2 and indicated by the pressure gauge 3, and on the other hand, via line 17 to the suction line 15 of the engine. This pipe 17 is provided with a pressure reducing valve 12 / fig. 1 and 2 /, of which the shutter cone 1a '/ fig. 3 / is pushed back onto its seat by a spring 19, the tension of which can be adjusted by means of the screw knob 20.
Line 17 ends with a nozzle 13, which - if we consider the engine inlet valves - is disposed in front of the butterfly valve 16, and this line 17 has a branch 21, which ends with a nozzle 13 ', disposed behind the butterfly 16. This pipe 17 can however. only have a single outlet orifice, which is provided with a nozzle 13, arranged either in front of the butterfly 16 or behind it.
The valve 12 mounted in the duct 17 for adjusting the supply of the gasified fuel in the suction duct 15 of the engine can be replaced by a needle valve 24, / fig. 5 /, mounted directly in the nozzle 13; it is then advantageous to connect the stem of this valve to an additional throttle valve 25, which is mounted in the suction line 15, behind the butterfly valve 16 - considering the direction of the flow of the fuel mixture towards the motor - and which is provided with a spring 25 'such that during the angular rotational movement of this throttle valve 25 which opens automatically under the suction produced by the motor, the needle valve 24, mounted in the nozzle 13 also opens.
In this way, the supply of the gasified fuel can be regulated depending on the suction of the engine, in a similar way to what is the case in the engines used up to now, working with a fuel at low point of consumption. 'boiling.
<Desc / Clms Page number 5>
The device described above operates as follows:
To start the engine, the heat exchanger 5, 6, 9, 10 must be brought up to a certain temperature and for this purpose use the combustion gases obtained after starting the engine, customary manner, that is to say with the aid of low boiling point fuel, for example benzine; or else, the heat exchanger must be heated in any other way, for example electrically.
After heating the temperature exchanger 5, 6, 9, 10, the liquid fuel is passed therethrough, flowing from the tank 1 through the pipe 4, under a pressure to be adjusted appropriately; the quantity of fuel is regulated by means of the valve 7, the stem of which is connected to the butterfly 16, so that the regulation of the flow of liquid fuel is effected automatically by the regulation of the quantity d air sucked in by the engine.
The fuel is gasified as it passes through the heat exchanger 5, 6, 9, 10 and the liquid fuel dissociates into lighter hydrocarbons; the fuel then flows in the gaseous state, through the pipe 17, surrounded by the branch pipe 11 of the exhaust pipe 14, and by the nozzle 13 in the suction pipe 15 of the engine, from which arrives, in the form of a combustible mixture, at the cylinders, where ignition takes place by means of the spark plugs; at the same time, its calorific value rises in comparison with the calorific power of the liquid fuel, from which the gas is formed;
is due to the change in the grouping of molecules and the new combination formed by the elements of the mentioned fuel, during the transformation of the latter from the liquid state to the gas state in the heat exchanger, and the absorption of a certain quantity of heat from the exhaust gas. The heat absorbed is at
<Desc / Clms Page number 6>
new product during combustion in the engine, so that the thermal efficiency of the latter increases.
The gasified fuel is subjected, during its passage through the channels, of small section 6 'of the heat exchanger 6 - 9, to compression and intimate mixing, so that the calorific value of the gasified fuel becomes uniform. . This fuel, which therefore has a uniform calorific value, is, in its flow through the pipe 17, or at its outlet from the latter, passing through the nozzle 13, metered by means of the valve 12 or 24. , dependent on the suction of the motor.
This regulates not only the supply of liquid fuel, but at the same time the flow of gasified fuel depending on the suction of the engine; the needle valve 24, arranged in the nozzle 13 and connected to the additional throttle valve 25 - where the pressure reducing valve 12, interposed in the pipe 17 - ensures the regular flow of the gasified fuel, depending on the suction of the motor.
The apparatus described above, which makes it possible to operate, with fuels of high boiling point, ordinary combustion engines with low compression ratio, suitable for operation with fuels of low boiling point. - tion, not only makes it possible to reduce in an essential way the costs resulting from the operation of the engine, but also reduces the dangers of fire, which is of paramount importance in particular for air navigation.