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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de B R E V E T D'INVENTION " Installation pour la surveillance de la température de l'eau de refroidissement pour moteurs à combustion interne et chauffage de véhicules".
La présente invention.a pour objet une installation pour surveiller et maintenir constante la tempétature de l'eau de refroidissement de moteurs à combustion interne et pour le chauffage de l'intérieur d'une voiture automobile ou d'un avion . Cette installation a pour rôle de ne pas laisser la température de l'eau de refroidissement tomber au-dessous d'une limite minium déterminée, en faisant arriver de la chaleur à l'aau de refroidissement par intercalation d'une source de chaleur lorsque la température tombe, par exemple au-dessous de 20 C. L'installation peut aussi être utilisée avec des
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fourneaux, chauffages à eau chaude et appareils analogues servant au chauffage des locaux.
Le but de l'invention est de créer une installation très simple, ne présentant que très peu de sources de défectuosité et qui ne charge que très peu la batterie de la voiture ou autre source d'alimentation.
Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est illustré dans les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma de l'installation ; la figure 2 représente une partie simplifiée du schéma de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe longitudinale de l'échangeur de chaleur ; la figure 3a est une coupe d'un nettoyeur d'ajustage; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 3 ; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3; la figure 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6; la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 6;
la figure 9 est une élévation latérale du groupement des éléments montés de l'installation tels qu'échangeur thermique, relais, appareil d'allumage, pompe à essence; la figure 10 représente ces mêmes éléments en élévation de face.
L'installation comporte un thermostat T immergé dans l'eau de refroidissement ou influencé directement ou indirectement par
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cette eau ; oe thermostat peut être constitué sous la forme d'un thermomètre à mercure, d'un thermostat métallique, d'un contact bi- métallique ou d'un élément thermo-électrique. Le thermostat est par mis à la masse E en passant/la bobine III d'un relais et est relié électriquement par le conducteur a à une batterie B. Cette batte- rie est mise à la terre ou à la masse E, par exemple d'un véhicule ( automobile, avion ) au moyen d'un conducteur c.
A la batterie B, on peut relier, en passant par un coupe-circuit, un interrupteur principal S, qui peut également être bipolaire, du fait que cet interrupteur coupe également le circuit passant par le conducteur b, ainsi que, comme à l'habitude, le circuit d'allumage compre- nant l'interrupteur à clef Si pour l'allumage du moteur à explosion, Le conducteur a est relié électriquement au mercure du thermomètre T. Le conducteur b monté en shunt sur le circuit d'allumage d est relié électriquement à une broche de contact e coulée dans le thermomètre ainsi qu'au relais III. La broche de contact est dis- posée en un point que le mercure atteint à environ 35 0.
La broche de contact e est reliée électriquement en passant par un contact à relais f à une broche de contact ±¯ qui est touchée par le mercure lorsque la température de l'eau de refroidissement s'élève à 20 C. Le relais III est relié électriquement, y compris le ther- mostat T, en un montage pendulaire avec le relais II, en passant par les contacts à relais! et h, puis par les conducteurs b et i, ainsi qu'à la masse commune E. Les relais II et III sont en ;autre reliés électriquement, au moyen des conducteurs i et o,au relais I, au contact à relais k, au nettoyeur d'aju-tage électro- magnétique R, ainsi qu'à la résistance de chauffage H et à la lampe témoin 1 montée en parallèle sur cette résistance. La ré- sistance de chauffage E sert au chauffage préalable du brûleur.
La résistance de chauffage H et la lampe témoin L sont, d'autre part, mises à la masse 3 en passant par un contact hi-métallique p.
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Le nettoyeur d'aju-tage électro-magnétique R et la bobine de relais L sont , d'autre part, mis à la masse E en passant par un contact bi-métallique n. Le contact à.relais k est relié électri- quement à la pompe à essence P et à l'appareil d'allumage Z. La pompe à essence et l'appareil d'allumage sont d'un type de con- structior. connu en soi. La pompe à essenoe P est, d'autre part, mise directement à la masse E . Le côté primaire de l'appareil d'allumage Z est, d'autre part, mis à la masse E en passant par un contact bi-métallique m. Les contacts bi-métalliques m, p peuvent aussi être combinés en un contact bi-métallique unique (voir le conducteur pointillé dans le schéma de montage).
Le côté secondaire de l'appareil d'allumage Z comporte d'un côté un éclateur 1 et est de l'autre côté mis directement à la masse E.
Le dispositif de chauffage est constitué par un brûleur pour hydrocarbures légers, un brûleur à essence, un brûleur à pétrole, etc.... qui peut être d'un type connu en soi. Du combustible, par exemple de l'essence, est amené électriquement,de la manière décrite plus loin, à ce dispositif de chauffage par la pompe Le nettoyeur d'aju-age R nettoie l'ajutage par lequel le combustible sort au brûleur de sorte que la flamme ne peut pas s'éteindre ou qu'il ne peut pas se produire une réduction du chauffage par suite de l'entrée d' impuretés dans cet ajutage.
Une forme de réalisation pratique de l'objet de l'invention est illustrée par les figures 3 à 10. L'eau de refroidissement à chauffer entre par une tubulure 2 dans l'échangeur thermique 1 et quitte celui-ci par une tubulure 3. Dans une chambre 4 de 1'échangeur thermique 1 se trouve un brûleur 5, connu en soi.
De la pompe P un conduit 6 mène le combustible dans un canal annulaire 7 où il se vaporise et passe par les conduits 8, 8' dans l'ajutage 9, d'où il sort par une pièce tubulaire 10 dans la tête 11 du brûleur qu'il quitte par les orifices 13. Le
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combustible est allumé en ce point de la façon décrite plus loin.
La chaleur qui se dégage est distribuée uniformément par un écran 14 et s'élève par les tubes 16, en chauffant l'eau qui les entoure.
La chaleur qui reste/encore éventuellement quitte l'échangeur par les ouvertures 17. Le brûleur 5 est maintenu fixement sur une plaque de fond 20 à l'aide d'un écrou 18. L'écran 14 est fixé sur trois supports 21 qui sont également vissés sur la plaque 20. La pompe P est d'une construction connue quelconque. Elle aspire le combustible dans le réservoir à combustible et ler¯efoule par le conduit 6 au brûleur S. Un dispositif d'étranglement ( non représenté sur le dessin ) est avantageusement monté dans le conduit 6 ; ce dispositif d'étranglement est par exemple constitué par diverses couches de rondelles filtrantes en feutre et en métal, ce qui fait que le combustible reçoit une vitesse uniforme et que le travail pulsatotre de la pompe ne se fait plus sentir dans le br-ûleur.
Afin que le combustible vaporisé ne puisse pas être renvoyé par une cause quelconque du brûleur dans la pompe, le conduit 6 est recourbé entre le dispositif d'étranglement et le brûleur sous la forme de plusieurs spires hélicoïdales 6' dans lesquelles le combustible vaporisé se reoondenserait.
Entre l'ajutage 9 et la pièce tubulaire 10¯,on a prévu un filtre de sécurité 23 et ceci a en même temps pour effet que des impuretés ne peuvent pas parvenir de l'extérieur dans l'ajutage.
Des trous 24, qui sont également couverts par un double filtre de sécurité sont percés dans l'enveloppe de l'échangeur thermique 1 pour l'admission d'air frais dans la chambre 4 et au brûleur 5', Un double filtre de sécurité est également posé devant les ouvertures 17.
Le contact bi-métallique p est disposé sur l'un des supports 21 et entre les deux autres supports 21 on monte le contact bimétallique n qui est placé très près du dispositif de chauffage H.
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On fixe encore sur le bord de l'écran 14= une bande bi-métallique 28 qui présente à. son extrémité libre une vis réglable 29 qui s'applique toujours sur la tête 11 du brûleur et exerce une pression ae haut en bas sur cette tête. Dès que l'installation est mise en fonctionnement, le brûleur chauffe, la bande 28 presse ainsi la tête 11 plus fortement sur son support, de sorte que même lorsque l'installation est montée sur un véhicule cette tête ne commence pas à cliqueter. Le dispositif de chauffe est lui-même toujours maintenu appliqué par des vis 30 sur le canal annulaire 7.
L'éclateur 1 est formé entre la tête 11 du brûleur et une broche d'allumage 31, qui est maintenue dans un tube isolant 32 et fixée dans un dispositif de serrage 33 sur la plaque 20 .
Cette dernière est vissée sur une autre plaque 34, sur laquelle la pompe P, l'appareil d'allumage Z et les relais I, II, III, r-ontés dans un coffret K, sont fixés. Un capot protecteur peut encore être posé au-dessus de l'appareil Z et du coffret K. Le bord inférieur de l'enveloppe de l'échangeur thermique 1 est coudé pour former une bride qui s'engage sous une couronne 35 qui est vissée sur la plaque 20. Après avoir légèrement desserré les vis 36, on peut tourner l'éohangeur thermique 1 autour de son axe, dans chaque cas suivant le côté duquel les tuyaux d'amenée à l'échangeur thermique arrivent.
Le dispositif fonctionne conne suit :
Si la température de l'eau de refroidissement est inférieure à 20 C, après fermeture de l'interrupteur S, le mercure du thermostat T est connecté à la batterie B. En même temps, du courant passe également par le contact à relais h et le conducteur 1 au dispositif de chauffage H et par la lampe témoin L. Il se produit à présent un réchauffage du combustible, une gazéification ovaporisation du combustible. La lampe 1 indique que le
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réohauffage a lieu. En même temps, uh circuit passe par le nettoyeur d'ajutage R Le nettoyage d'ajutage entre en action; il dégage le canal de l'ajutage au cas où des impuretés s'y trouveraient.
Les contacts à relais h du relais III sont fermés par force mécanique. Les contacts à relais f sont ouverts par excitation du relais II et les contacts à relais k par excitation du relais I. Dès que la résistance de chauffage H a atteint la température de réchauffage voulue, le contact bimétallique n coupe le circuit du nettoyeur d'ajutage R et de la bobine du relais I, oe qui fait qu'en même temps les contaots de relais k sont fermés par la force mécanique du relais 1, puis la pompe à essence P et l'appareil d'allumage Z sont mis eh fonctionnement. L'aiguille du nettoyeur d'ajutage s'éloigne sous l'action d'une force mécanique du canal de l'ajutage.
La pompe à essence refoule de l'essence au brûleur réchauffée Les étincelles formées en 1 assurent l'allumage du combustible vaporisé ou gazéifié par le dispositif de chauffage H dans la chambre 7. Le brûleur entre en action et chauffe maintenant l'eau de refroidissement , par exemple, à l'aide d'un serpentin à eau de refroidissement, d'une chaudière à eau, etc.... Le relais III était fermé mécaniquement,, Par l'action de la température de la flamme du brûleur, les contacts bi-métalliques m et p, ou dans le cas de la combinaison de m et p, le contact 2 coupent les circuits de la résistance de chauffage H, de la lampe témoin L et de l'appareil d'allumage Z.
Si la température de l'eau de refroidissement s'élève, le mercure atteint la broche de contact g, ce qui fait que tout d'abord aucun circuit n'est fermé. Le brûleur qui est maintenant en fonctionnement assure automatiquement le réchauffage du oombustible. Si la température de l'eau de
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refroidissement atteint 35 C, le mercure du thermostat T vient en contact avec la broche de contact e. Le relais III est excité, les contacts à relais h s'ouvrent, la pompe à essence P est mise hors d'action et, comme le refoulement du combustible cesse, la flamme du brûleur s'éteint aussi. L'ouverture des contacts à relais h coupe aussi le circuit de la bobine du relais II et les contacts à relais f se ferment automatiquement.
L'installation est et reste au repos jusqu'à ce que la température retombe au-dessous de 20 C.
Par suite du refroidissement, les contacts bi-métalliques m, n et p referment leurs circuits, ce qui prépare les circuits de la résistance de chauffage H, de la lampe-témoin L, de la bobine du relais I, du nettoyeur d'ajutage R et de l'appareil d'allumage Z pour leur nouveau fonctionnement. Si la tempéra- ture baisse maintenant au-dessous ae 20 C, la coupure du mercure au contact ± ou la coupure du circuit de la bobine du relais III laisse les contacts à relais h se fermer sous l'action d'une force mécanique et toutes les opérations recommenvent. Lorsque le circuit du moteur est fermé ou lorsque le moteur à explosion est en marche, toute l'installation peut être mise hors d'action au moyen du conducteur b par excitation du relais III, car l'eau de refroidisssement est alors réchauffée par le moteur.
Cette commande peut aussi être assurée automatiquement par le thermostat, celui-ci mettant simplement l'installation hors circuit par excitation du relais III lorsque la température de 35 C est atteinte. Les relais II et III peuvent aussi être combinés en un seul relais de commutation I' ( figure 2 ).
On peut monter dans le circuit principal de l'appareil thermique un contact bi-métallique qui coupe le courant lorsqu'il se produit une certaine surchauffe, par conséquent
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lorsqu'il n'y a plus d'eau du tout dans l'enveloppe du moteur ou dans la chaudière de l'appareil. Dans ce cas, la chaudière est protégée contre un brûlage ou une/recuisson éventuel.
Dans le conduit d'amenée de combustible,on monte avantageusement en avant de la pompe P un dispositif de sécurité affectant la forme d'un vase fermé ( figure 11 ), afin que l'appareil thermique travaille encore pendant quelques heures lorsque, par exemple, le réservoir à essence est vide, pour protéger le moteur de la gelée également dans ce cas. Le tuyau d'amenée de combustible débouche en haut dans un récipient clos et sort par un tuyau plongeur débouchant en bas près du fond.
A la place du relais I, on pourrait aussi utiliser un interrupteur bi-métallique; de même, l'appareil d'allumage producteur d'étincelles peut être remplacé par une spirale incandescente. Les contacts bi-métalliques sont rationnellement munis de dispositifs tendeurs mécaniques. Au lieu d'être automatique, le nettoyeur d'ajutage peut aussi être actionné à la main à l'aide de l'interrupteur à bouton-poussoir. Dans de nombreux cas, on peut utiliser comme source de chaleur une installation de brûleur catalytique.
Dans l'installation, on utilise rationnellement le nettoyeur d'ajutage décrit ci-après :
Sur le corps 101.présentant l'ajutage 9 du brûleur, est vissé un chapeau 103, dans lequel une plaque 106 est disposée avec un guide pour le noyau 107 d'un solénoïde entre des rondelles d'étanchéité 104, 105 . La plaque 106 est fixée dans sa position au moyen de la douille 110. A l'exception d'un trou pour le guidage de l'aiguille, l'enveloppe de l'ajutage est fermée de tous côtés de façon étanche au liquide. Le noyau 107 est guidé librement dans la pièce de guidage de la plaque 106 et porte un renforcement 111 sur l'extrémité
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opposée à l'aiguille 114. L'amenée du courant se fait par la borne 113, par laquelle l'un des conducteurs de courant est raccordé à la bobine.
Ce dispositif travaille comme suit ;Lorsque la bobine
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est excitée,le renforcenant 111 est tiré dans lie solénolde . , Le noyau 107 et avec lui l'aiguille 114 s'élèvent, cette aiguil- le faisant sortir les impuretés se trouvant dans l'ajutage 9.
Du combustible coulant éventuellement s'accumule dans la chambre
115.
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'V tr:I#IiI CAT IO1T8.
1.- Installation pour surveiller la température de l'eau de refroidissement de moteurs à combustion interne comportant un thermostat ( thermomètre, élément thermo-électrique, élément bi-métallique, etc.... ) immergé dans l'eau de refroidissement, qui met en action une source de chaleur destinée à réchauffer l'eau de refroidissement lorsque la température de l'eau baisse au-dessous d'une limite réglable par avance, caractérisée en ce que lorsque la température baisse au-dessous de la valeur thermique inférieure admissible, un dispositif de réchauffage du combustible, un dispositif de nettoyage de l'ajutage et un dispositif destiné à produire des étincelles d'allumage sont simultanément mis en action de telle manière que le combustible soit vaporisé ou gazéifié, puis ensuite allumé, pendant qu'en même temps l'ajutage est maintenu propre.