<Desc/Clms Page number 1>
MELANGEUR DE GAZ ET D'AIR POUR MOTEURS A EXPLOSION. --------------------------------------------------
La présente invention a pour objet un mélangeur de gaz et d'air pour l'obtention d'un mélange détonnant utilisé pour les moteurs à explosion.
On connait déjà des mélangeurs de ce genre utilisant par exemple le gaz acétylène et certains adjuvants, et dans lesquels, du fait de l'emploi de gaz à haute teneur en calories et d'un grand pouvoir explosif, il est nécessaire de prévoir des soupapes de sûreté, entre le mélangeur et le moteur, pour évacuer les fausses explosions. Ces soupapes, normalement fermées, s'ouvrent lorsqu'un refoulement des gaz se produit. Leur présence, qui complique l'appareillage, n'est pas toujours efficace, de telle sorte que des inflammations de gaz peuvent
<Desc/Clms Page number 2>
encore se produire.
De plus, bien qu'on ait déjà prévu d'introduire dans certains cas des adjuvants, tels que l'eau, les huiles minérales ou végétales au mélange gazeux, les appareils connus jusqu'ici ne permettent pas de le faire d'une manière pratique et judicieuse.
Enfin, les appareils antérieurement connus ne sont pas conçus pour permettre de fonctionner avec régulatité au ralenti, et de reprendre immédiatement dès qu'on le désire, la marche à pleins gaz.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et de produire un mélangeur de gaz (par exemple acétylène) et d'air éventuellement additionné d'adjuvants, qui soit d'une sécurité parfaite, puisse fonctionner en toutes positions, d'une manière régulière tant au ralenti qu'à pleins gaz, et ne donne pas lieu à une déficience de gaz lorsqu'un appel brusque de ceux-ci est fait par le moteur.
Dans ce but, le mélangeur objet de l'invention est caractérisé en ce que les ouvertures de pénétration de l'air dans le mélangeur sont ouvertes à l'air libre, et débouchent dans le mélangeur entre l'arrivée du gaz et le moteur.
Dans la réalisation pratique de l'invention, l'arrivée du gaz est normalement fermée par une soupape à ressort qui s'ouvre par l'action d'un organe de commande manoeuvré par le conducteur. La soupape d'admission du gaz dans le mélangeur est établie de manière que lorsqu'une contre-pression provenant d'une fausse explosion se produit, elle s'applique instantanément sur son siège, par le refoulement.
L'alimentation en gaz a lieu par aspiration produite par le moteur, dans un canal de large section pour la marche normale, ou dans un petit canal dérivé pour la marche au ralenti, ces daux canaux débouchant dans une cham.bre commune d'alimentation en gaz. Ces canaux sont terminés par des soupapes agencées
<Desc/Clms Page number 3>
de telle sorte que, lorsque l'une des soupapes est ouverte, l'autre est maintenue appliquée sur son siège en vue de n'uti- liser qu'un seul canal à la fois.
Des amenées d'adjuvants sont prévues dans le grand canal, après la formation du mélange de gaz et d'air. Ces adjuvants sont introduits à l'état de vapeur, ou finement divisés. Un dispositif de chauffage utilisant la chaleur des gaz brûlés du moteur favorise la formation de ces adjuvants en vapeur ou à l'état vésiculaire.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en donnera ci-après un exemple de réalisation.
La fig. 1 est une vue en élévation de face d'un mélangeur de ce genre.
La fig. 2 en est la vue en plan.
La fig. 3 représente une vue de coté du mélangeur montré à la fig. 1.
La fig. 4 représente en coupe verticale la bague de règla- ge d'admission d'air.
La fig. 5 est une vue en plan de cette bague.
La fig. 6 est une coupe pratiquée par le plan vertical VI/VI de la fig. 3.
La fig. 7 montre en plan une coupe pratiquée par la ligne VII/VII de la fig. 6.
La fig. 8 représente une vue en élévation d'une embase servant à la pénétration des adjuvants.
La fig. 9 représente en coupe verticale la partie supé- rieure du mélangeur pourvue d'un dispositif de commande de la soupape d'admission du gaz.
La fig. 10 est une vue en bout de la came de manoeuvre de la soupape de gaz.
La fig. 11 représente le mécanisme de commande de cette came.
La fig. 12 est une vue extérieure d'un dispositif employé
<Desc/Clms Page number 4>
sur le conduit d'échappement des gaz brûlés, pour la vaporisation des adjuvants à introduire dans le mélange gazeux.
La fig. 13 est une vue en plan de ce dispositif.
La fig. 14 est une coupe longitudinale pratiquée à travers ce dispositif.
La fig. 15 montre une coupe transversale pratiquée par le plan XV/XV de la fig. 14, dans ce dispositif.
La fig. 16 représente en coupe une cuve à flotteur et un gicleur employés pour la distribution des adjuvants dans le mélange gazeux.
La fig. 17 représente en coupe un mode de montage d'un carburateur à essence placé à coté d'un mélangeur de gaz, ainsi qu'un dispositif permettant d'utiliser, soit le carburateur, soit le mélangeur, pour le fonctionnement d'un moteur.
La fig. 18 représente schématiquement pour moitié, la vue en plan d'une base supportant un carburateur et un mélangeur, et pour l'autre moitié, le conduit collecteur dirigeant les gaz vers le moteur.
La fig. 19 est une coupe verticale pratiquée par le plan XIV/XIV de la fig. 17.
La fig. 20 est une vue schématique d'une installation d'alimentation en adjuvants susceptible de fournir ceux-ci directement au mélangeur, ou éventuellement préalablement réchauffés.
La fig. 21 montre un dispositif de réglage du débit des adjuvants permettant aussi de voir le passage de ceux-ci.
Comme le montrent ces figures, le mélangeur est constitué par un corps 1, de forme générale cylindrique, terminé à sa partie inférieure par une bride 2, pourvue de trous 3, en vue de sa fixation au tuyau d'alimentation du cylindre d'un moteur.
Ce corps 1 présente intérieurement un canal de large section 4, ainsi qu'un petit canal 5, qui lui est parallèle, et en est séparé par une cloison 6. Le corps 1 forme à la partie infé-
<Desc/Clms Page number 5>
rieure du petit canal 5, un prolongement cylindrique 7, créant une petite chambre 8, en communication avec le petit canal 5, et dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps 1.
D'autre part, le corps 1 présente également deux embases 9 et 10, qui sont percées latéralement d'une ouverture 11, et qui communiquent avec l'intérieur du corps 1, c'est à dire avec le grand canal 4, par un petit conduit 12, qui traverse ces embases de part en part, et qui est fermé vers l'extérieur par un bouchon fileté 13.
Le grand canal 4 peut être mis en communication avec le petit canal 5, par une ouverture 14, normalement obturée par une soupape 15, pourvue d'une part d'un pointeau 16, et d'autre part d'ailettes directrices 17, et qui se trouvent sous la tension d'un ressort 18, qui prend appui dans le fond d'un chapeau 19, vissé sur une partie filetée 20, du prolongement cylindrique 7, formant la chambre 8.
A peu près à hauteur de l'ouverture 14, le corps 1 est traversé par un axe 21, disposé perpendiculairement à l'axe de la chambre 8. Sur cet axe est fixé un papillon 22, terminé par un taquet 23, qui peut venir en contact avec le pointeau 16, en vue de repousser la soupape 15, de son siège dans l'ouverture 14. L'axe 21 traverse à frottement doux les parois du corps 1, et tourne dans deux supports 24, pourvus de butées 25, coopérant avec des vis de butée (non représentées) fixées sur le dispositif d'actionnement (non représenté) de cet axe. Ce dispositif d'actionnement est constitué comme d'habitude, par un levier ou une manette relié à la pédale d'accélération du véhicule.
Le corps 1 présente à sa partie inférieure et dans sa partie supérieure, des logements 26 et 27, alésés dans le corps du cylindre, et qui recoivent des buselures 28 et 29, garnies d'ailettes inclinées 30.
<Desc/Clms Page number 6>
Enfin, le corps 1 est légèrement élargi dans sa partie supérieure, et forme un épaulement 51, au-dessus duquel un certain nombre d'ouvertures inclinées 32 sont prévues, en vue de permettre à l'air de pénétrer dans le canal 4, en convergeant dans la direction du moteur. Une virole 33, pourvue d'un certain nombre d'ouvertures 34, pouvant correspondre avec les ouvertures 32, peut se déplacer sur l'épaulement 31. Cette virole porte un taquet 35, qui peut venir buter contre une vis 36, engagée dans une ouverture taraudée d'un taquet 37, solidaire du corps 1. Cette virole porte également un bras 38, percé par un petit trou 39, permettant de manoeuvrer la virole.
Une patte 40, également percée d'un trou 41, sert de point d'attache à un ressort 42, qui est fixé par son autre extrémité au moyen d'une vis 43, au corps 1.
La vis de butée 36 limite le déplacement de la virole dans un sens, tandis que son déplacement en sens inverse est limité par un taquet 44 qui vient en contact avec une butée 45.
Dans la partie supérieure, légèrement élargie du corps 1, est introduite une tête obturante 46, qui est fixée sur le corps 1, par des brides 47, au moyen de vis de fixation 48 (fig. 2). Un joint d'étanchéité 49 est prévu entre le corps 1 et la tête obturante 46. Celle-ci forme intérieurement une chambre à gaz 50, filetée intérieurement en 51. A l'intérieur de cette chambre à gaz, une crapaudine 52 (fig. 9) est vissée sur le filet 51. Elle est percée d'une ouverture 53, dans laquelle passe une tige 54 entourée d'un ressort 55. Cette tige s'appuie d'une part sur une rondelle 56, prévue dans un chapeau de fermeture 57, qui bouche la chambre 50 à sa partie supérieure, et d'autre part est fixée aux ailettes 58, d'une soupape 59, qui s'appuie sur un siège 60, prévu à la partie inférieure de la tête obturante 46.
Afin d'éviter que les fausses explosions ne provoquent une inflammation du gaz dans la chambre 50, la soupape 59 n'est
<Desc/Clms Page number 7>
pas reliée directement à la tige 54, mais bien par l'intermédiaire d'un ressort 59', plus résistant que le ressort 55, mais calculé toutefois pour pouvoir céder à une pression brusque exercée sur la soupape 59, par une fausse explosion éventuelle.
L'action du ressort 55 a pour effet d'appliquer la soupape 59 sur son siège 60, grâce à la raideur du ressort 59' qui, pour les mouvements lents de manoeuvre, joue le rôle d'une liaison rigide entre la tige 54 et la soupape 59. Celle-ci peut être écartée de son siège par l'action de rotation d'une tige 61, dont l'extrémité est pourvue d'une came 62, pouvant agir sur un ergot 63, fixé à la tige 54. Cet axe 61 est actionné par un balancier 64, au moyen d'une tringle 65, qui dépend du mouvement de rotation du papillon 22.
La chambre 50 communique également avec une petite chambre 66, dans laquelle débouche l'extrémité du petit canal 5.
Une soupape 67, normalement appuyée sur son siège 68, par l'intermédiaire d'un ressort 69, dont la tension peut être réglée par une vis 70, engagée dans un chapeau de fermeture 71, peut être éventuellement ouverte sous la pression du gaz, lorsque la soupape 59 est fermée, de manière à mettre la chambre 50 en communication avec le grand canal 4, par l'intermédiaire du petit canal 5.
Le gaz est fourni à la chambre 50, par un canal 72, qui est raccordé à un réservoir de gaz sous pression ou à dispositif producteur de gaz, par exemple par l'intermédiaire d'un détendeur (non représenté).
L'arrivée des adjuvants qui pénètrent dans le mélangeur par les embases 9 et 10, est réglée par une cuve à flotteur 73 (fig. 16), d'un type courant comportant intérieurement un flotteur 74, qui commande un pointeau d'admission 75, réglant l'arrivée des adjuvants dans la cuve. L'adjuvant s'écoule comme d'habitude par un canal 76, et un gicleur 77.
Comme le montre la fig. 20, l'amenée des adjuvants conte-
<Desc/Clms Page number 8>
nus dans un réservoir 78, au mélangeur 1, peut s'effectuer directement par une canalisation 79, qui relie la cuve à flotteur 73 au mélangeur 1. Elle peut également avoir lieu par un conduit dérivé 80, branché aux bornes d'un robinet 81, qui fait passer l'adjuvant dans un dispositif de vaporisation ou de réchauffage 82, placé sur le conduit d'échappement des gaz brûlés du moteur. Ce dispositif représenté en détail aux fig. 12 à 15, est constitué par une chambre annulaire 83, éventuellement dédoublée par des cloisons 84, et disposées autour du tuyau d'échappement 85 des gaz brûlés. Les adjuvants pénètrent dans cette chambre annulaire 83, par des ouvertures 86, et en ressortent par d'autres ouvertures 87.
Afin de prévoir toutes les possibilités pour le fonctionnement d'un moteur, un mélangeur de ce genre est fixé sur une base 88, en même temps qu'un carburateur ordinaire à essence 89.
Cette base 88 constitue la paroi supérieure de deux conduits 90 et 91, qui convergent vers l'entrée 92 du moteur. L'emploi, soit du mélangeur 1, soit du carburateur 89, est déterminé par la position que peut occuper un volet 93 qui coulisse sous la base 88, contre laquelle elle est appliquée, par exemple par l'action d'un ressort 94, guidé par une surface d'appui 95. Le déplacement du volet 93 a lieu par une tringle 96, qui est fixée dans des tourillons 97, solidaires du volet 93, et qui peut être manoeuvrée par une poignée 98.
Il peut être avantageux de se rendre compte, en cours de marche, de la quantité d'adjuvant introduite dans le mélangeur.
A cet effet, un petit dispositif montré fig. 21 est disposé, soit immédiatement à la,sortie de la cuve à flotteur 73, soit sur le conduit 79, qui relie cette cuve à flotteur au mélangeur 1. Il est constitué essentiellement par un élément de tube en verre 99, fixé entre deux têtes métalliques 100 et 101, percées chacune d'un conduit constituant pratiquement le conduit 79 d'écoulement des adjuvants vers le mélangeur 1. Ce tu-
<Desc/Clms Page number 9>
be en verre est protégé par une lanterne 102, percée d'ouvertures 103, permettant de voir l'écoulement des adjuvants devant le tube en verre. Le règlage de ceux-ci peut être opéré par un pointeau 104, qui obture plus ou moins la section du conduit 79, et dans ce cas le gicleur 77 peut être supprimé.
L'appareil ainsi construit fonctionne de la manière suivante.
Du gaz, par exemple du gaz acétylène, provenant d'une bombonne sous pression, ou obtenu par tout moyen approprié, comme par exemple un gazogène, est introduit soit par l'intermédiaire d'un détendeur (non représenté), soit par aspiration du moteur, par le canal 72, dans la chambre 50. Ce gaz remplit complètement cette chambre. Lorsque le moteur ne fonctionne pas, la soupape 59 est appliquée sur son siège par l'action du ressort 55. Il en est de même de la petite soupape 67, appliquée sur son siège 68, par le ressort 69. Cette chambre est ainsi complètement fermée, et il n'existe aucune possibilité d'entrée d'air dans celle-ci, de telle sorte qu'un dangercd'explosion pour cause fortuire, par pénétration d'air dans le gaz, n'est pas possible.
Lorsque le papillon 22 est déplacé par une action sur l'accélérateur, et que le moteur est mis en marche, il se produit une aspiration dans le grand canal 4. D'autre part, le déplacement de l'accélérateur commandant le papillon 22, a pour effet de faire pivoter également l'axe 61, dont la came 62 agit sur l'ergot 63 de la tige 54 de la soupape 59. Celle-ci s'ouvre, et du gaz pénètre dans le grand canal 4. On évite ainsi une déficience dans l'arrivée du gaz donnant naissance aux "trous" bien connus des conducteurs de véhicules. L'ouverture de la soupape s'effectue en effet d'une manière certaine par une commande positive de cette soupape, et non simplement par une action d'aspiration. Toutefois, lorsque l'aspiration créée par le moteur augmente, la soupape peut continuer sa course
<Desc/Clms Page number 10>
d'ouverture par la simple aspiration créée.
L'écoulement du gaz dans le grand canal 4 provoque une aspiration d'air par les ouvertures 32, dont le débit est règlé par la virole 33, qui peut être déplacée sur l'épaulement 31 du corps 1. Il se produit ainsi dans le grand canal 4, un mélange de gaz et d'air.
Ce mélange, en passant devant les conduits 12, prévus dans les embases 9 et 10, se charge enfin d'une certaine quantité d'un adjuvant tel que de l'eau, des huiles minérales ou végétales, etc... fourni par une cuve à flotteur 73, et éventuellement chauffé, vaporisé ou réduit à l'état vésiculaire par son passage dans le dispositif de réchauffage 82 placé sur le conduit d'échappement des gaz. brûlés. L'addition de ces adjuvants a pour effet de remédier aux inconvénients de l'explosion fracassante du mélange d'acétylène et d'air, ou autres mélanges gazeux de ce genre. Le règlage de ces adjuvants est effectué par le gicleur 77, ou éventuellement par le pointeau 104 prévu sur le conduit 79 d'amenée de ces adjuvants au mélangeur 1.
Le mélange gaz et air additionné de ces adjuvants, se dirige alors vers le moteur.
Lorsque le papillon 22 est fermé, c'est à dire lorsque le moteur doit marcher au ralenti, la tringle 65 fait pivoter l'axe 61, ce qui a pour effet de supprimer l'action de la came 62 sur l'ergot 63, et de ramener la soupape 59 sur son siège 60, supprimant ainsi toute communication directe entre la chambre 50 et le grand canal 4. Mais le taquet 23, prévu sur le papillon 22 a pour effet de repousser la soupape 15 de son siège 14, de telle sorte que le petit canal 5 communique librement par sa partie inférieure avec le grand canal 4. La légère aspiration créée dans le grand canal 4 par le fonctionnement au ralenti, s'exerce dans le petit canal 5, et a pour effet d'écarter la petite soupape 67 de son siège 68, permettant ainsi au gaz contenu dans la chambre 50, de se diriger en minime quantité par le petit canal 5, vers le moteur.
Il est aisé de se ren-
<Desc/Clms Page number 11>
dre compte que ce mélangeur présente le maximum de sécurité dans le cas où une fausse explosion viendrait à se produire, refoulant les gaz du moteur vers le mélangeur. Dans ce cas, la contre-pression créée dans le grand canal 4 a pour effet d'appliquer immédiatement la soupape 59 sur son siège 60, en comprimant instantanément le ressort 59', supprimant ainsi tout danger d'inflammation, et par conséquent d'explosion dans la chambre 50. Comme le grand canal 4 se trouve en libre commu- nication avec l'extérieur, par les conduits 32, les gaz refou- lés du moteur peuvent s'échapper librement par ces ouvertures créée vers l'extérieur, après quoi, lorsque la contre-pression/a dis- paru, la soupape 59 reprend sa position initiale, par détente du ressort 59'.
Ce mélangeur est également avantageux du fait qu'il peut fonctionner avec sécurité tant à pleins gaz qu'au ralenti, grâ- ce aux canaux de grande et de petite section pourvus de soupa- pes d'admission de gaz, qui se ferment automatiquement lors d'une contre-pression créée.
Enfin, les adjuvants employés pouvant être exactement rè- glés, on peut être assuré d'un rendement maximum du moteur, en même temps que d'une parfaite régularité de marche.