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Procédé et appareil pour la transformation de toutes espèces d'hydrocarbures et spécialement des hydrocarbures lourds en gaz c ombustible.
Les huiles lourdes de faible valeur commerciale, telles que Mazout, Diesel Oil etc., ne pouvaient jusqu'à ce jour être utilisées de façon sûre pour l'alimentation des moteurs à explosion à allumage électrique, parce que :
1) Les mélanges de vapeur d'hydrocarbure lourd et d'air ont un point d'allumage spontané moindre'que ceux d'essence-air, ce qui oblige à une diminution du taux de compression et entraîne une diminution de la puissance spécifique et une augmentation de la, consommation spécifique.
2) Les hydrocarbures lourds ne se vaporisent pas à la température ordinaire, ce qui nécessite de réchauffer le mélange.
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Ceci entraîne une diminution de puissance, par diminution du poids de combustible à la cylindrée. Par suite de la plus haute température initiale du mélange, il est nécessaire de diminuer encore le taux de compression pour éviter l'auto-allumage. De plus, les hautes températures entraînent un fonctionnement défectueux du moteur pour des raisons de graissage.
3) Ces vapeurs a point de vaporisation élevé sont très instables et subissent des condensations dans les tubulures d'admission, la richesse du mélange varie à chaque instant, ce qui entraîne une mauvaise combustion et un mauvais graissage. De plus, il y a tendance à la. détonnation produite par la présence dans le mélange de particules liquides, qui favorisent la détonnation et diluent l'huile de graissage.
Le procédé et l'appareil de mise en oeuvre, qui constituent l'objet de la présente invention, suppriment ces inconvénients par transformation préalable, par voie chimique, des hydrocarbures lourds en gaz incondensables à point élevé d'auto-allumage, gaz qui sont donc antidétonnants et ont un haut pouvoir thermique et qui, par suite de leur état gazeux, permettent un mélange homogène avec l'air, ne diluent pas l'huile de graissage et, enfin, conviennent très bien au remplacement économique des combustibles liquides (par exemple l'essence) de haute valeur commerciale.
La susdite transformation par voie chimique se fait instantanément et juste avant l'utilisation pour l'alimentation du moteur.
Le procédé comporte les opérations suivantes, qui se succèdent dans le temps très bref de passage dans l'appareil :
1 ) mélange préalable de l'hydrocarbure en émulsion fine avec de l'air d'une façon telle que le rapport de l'hydrocarbure et de l'air reste constant.
2 ) Cracking des molécules d'hydrocarbure à la pression atmosphérique par leur introduction brusque sur une surface très divisée de charbon incandescent, ayant une température très élevée
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comprise entre 1000 et 1600 . Ce cracking transforme simultanément et instantanément l'hydrocarbure liquide et ses résidus solides entièrement en hydrocarbures gazeux, très convenables à l'alimentation du. moteur. La susdite température, nécessaire au cracking, est produite au- sein de la masse même de charbon incandescent par la combustion partielle de l'hydrocarbure.
Les gaz produits par cette combustion partielle divisent l'hydrocarbure restant et contribuent à faciliter le cracking de celui-ci.
3 ) Filtrage et refroidissement partiel des gaz produits,
4 ) Mélange du. gaz produit avec l'air nécessaire à sa combustion.
Au. dessin annexé, les figures 1, 2, 3 et 4 représentent l'ap- pareil primitif et les figures 5 à 10 l'appareil perfectionné.
Plus spécialement :
Figure 1 représente la coupe longitudinale du réservoir à niveau constant pour le combustible liquide.
Figure 2 la coupe longitudinale du générateur.
Figure 3 la coupe longitudinale du filtre radiateur.
Figure 4 la. coupe longitudinale du mélangeur air-gaz.
Figure 5 représente la coupe longitudinale du réservoir à niveau constant et du compresseur (by-pass) du robinet d'air supplémentaire et du système par étincelle électrique d'allumage du.générateur, pour la forme perfectionnée de réalisation.
Figure 6 la coupe longitudinale du générateur.
Figure 7 la coupe longitudinale du radiateur.
Figures 8 et 9 la coupe longitudinale et la vue en plan du mélangeur air-gaz.
Figure 10 la coupe longitudinale du condenseur du mélange air-gaz.
Dans l'exemple des fig.l à 4, le générateur consiste en un vase 8 (fig.2) ayant ou non une isolation thermique, par exemple d'amiante etc., et intérieurement un revêtement réfractaire ; ce
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vase 8 est rempli de charbon, de préférence de charbon de bois, et fermé hermétiquement par les portes 9, 13 et 14. Au début du fonctionnement, aussitôt que le charbon est allumé par la porte 13, celle-ci est fermée et, pendant un certain temps, on provoque une aspiration par l'aspirateur 30 (fig. 3). Cette aspiration entraîne de l'air par le diffuseur 10, par le conduit 16 et en même temps par le tube 7 du combustible liquide de la cuve à niveau constant 5, (Fig.l). Comme l'air et le liquide sont introduits par la même dépression, leur proportion reste constante à toute allure.
Cette proportion est telle que seule une faible fraction du combustible peut brûler, ce qui produit la chaleur nécessaire aux réactions suivantes. Afin que cette combustion partielle puisse avoir lieu, la section du générateur 8 est telle, que la vitesse du courant gazeux soit relativement lente. La chaleur ainsi produite et transmise à travers la paroi du conduit 12 produit dans celui-ci la vaporisation complète du combustible liquide arrivant dans ce conduit sous forme d'émulsion fine et mélangé dans le diffuseur 10 avec l'air arrivant de 15. Ce mélange d'air et de combustible vaporisé brûle partiellement vers l'extrémité 11 et la chaleur ainsi produite porte au rouge le charbon se trouvant dans le voisinage de 11 et maintient constante la chaleur de celui-ci.
Le mélange des gaz produits par la combustion partielle da combustible et de la partie de celui-ci qui n'a pas brûlé, vu qu'il n'a pas trouvé l'air nécessaire à sa combustion, traversant les chambres incandescentes du générateur fig.2, donne lieu aux réactions suivantes :
1 ) Les molécules des vapeurs d'hydrocarbure lourd se scindent en molécules plus légères : Par exemple : C15H32 + 2 02 + 8N2 = C15H24 + 4H20 + 8N2 +
4 x 56 calories.
2 ) Sous l'influence de la température développée par la réaction précédente, la molécule restante C15H24 se scinde en hydrocarbures de moindre poids moléculaire et en carbone, qui
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réagit sur la vapeur d'eau produite par la première réaction suivante :
H2O + C = CO + H2 ce qui donne en définitive : Hydrocarbures Gazeux + 4CO + 4H2 + 8N2 + 4 x 29 cal., moins la chaleur nécessaire au cracking.
Le carbone consommé par la réaction précédente provient d'une part de charbon de remplissage du générateur et, pour la partie principale, du carbone de cracking produit par la dissociation du. combustible liquide.
Le charbon employé comme substance active présente l'avantage supplémentaire, vu sa constitution poreuse, de développer des phénomènes capillaires, qui empêchent la caléfaction et permettent ainsi la dissociation parfaite du.liquide.
Les diverses réactions nécessitent une certaine quantité de chaleur et une température déterminée. Cette chaleur est produite par la combustion partielle du mélange air-combustible introduit dans le générateur. Les proportions de ce mélange sont réglées par les dimensions relatives du diffuseur 10 (fig.2) et du gicleur 6 (fig.l). Cette proportion air-combustible doit être telle qu'elle assure la quantité de chaleur et la température nécessaire aux réactions. Une trop grande proportion d'air dans le mélange est nuisible par suite, d'une part, de la diminution du pouvoir tonnant du mélange par introduction d'azote et, d'autre part, par la dissipation en pure perte dans le radiateur d'une portion de l'énergie thermique du combustible.
De même une trop faible proportion d'air est nuisible car, alors, le combustible liquide n'est pas craqué complètement, vu le manque de chaleur et de température, et il se présente alors les inconvénients habituels des carburateurs-vaporisateurs.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention transforme intégralement le combustible liquide employé et les résidus solides de sa dissociation en gaz consistant en hydrocarbures ga-
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zeux CO, H2 et Az introduits par l'air. La seule perte est la chaleur perdue au radiateur fig.3, mais cette perte est pratiquement insignifiante et est compensée dans le moteur par le fait que le mélange plus homogène du gaz et de l'air permet une meilleure combustion que celle du mélange air-vapeur des carburateurs ordinaires.
De plus, comme le gaz produit est susceptible de supporter de plus hautes compressions sans auto-allumage par l'emploi de culasses à haute compression, on peut obtenir l'augmentation de puissance de celui-ci et la diminution de la consommation spéci- fique.
La dépression nécessaire au fonctionnement de l'appareil est produite au début par l'aspirateur. Mais, dès que le générateur est allumé et mis en communication par les conduits 17 et 31 (fig.2 et 3) avec le moteur, les susdits phénomènes continuent à avoir lieu automatiquement, grâce à la dépression produite par l'aspiration du moteur.
La figure 1 représente une cuve à niveau constant pour le combustible liquide (huile lourde) avec le raccord d'amenée 1. Le réglage du niveau a lieu par l'intermédiaire du pointeau 2 et du flotteur 3, qui se meut librement le long du guide 4. La quantité du combustible sortant de la cuve par la canalisation 7 vers le générateur 8 (fig. 2) est déterminée par le gicleur réglable 6.
L'espace au-dessous du couvercle 9 du générateur (fig.2) est rempli par un filtre constitué de fil de cuivre fin et sert à empêcher l'obstruction du tube 17 par de la poussière ou des morceaux de charbon.
Le gaz produit dans le générateur par le cracking du combustible liquide passe à travers le filtre et le tube 17 vers le radiateur et le filtre 18 (fig. 3), le long de la zone centrale duquel est fixé le tube perforé 19 par la base 21 et l'écrou à oreille 24.
Ce tube 19 est entouré par une cage appuyée sur le fond 21 par le ressort 25. L'espace entre le tube perforé et la cage est rempli
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de laine métallique servant à un filtrage supplémentaire du gaz.
La condensation des traces de vapeurs existant dans le gaz, dû au refroidissement, humecte cette laine métallique et rend le filtra- ge parfait.
Le couvercle étanché 23 du radiateur, comme son corps, sont fixés sur le tube 20 par l'écrou 24 et le rebord 26.
Le tube perforé 19 est relié au tube 20 par un robinet à trois voies 27, qui met en communication le générateur, soit avec l'aspirateur 30, soit avec le tube 31 d'amenée du gaz au mélangeur (fig.4) et de là avec la tubulure d'admission du moteur. L'extré- mité. fermée du tube 28 sert au rassemblement des vapeurs conden- sées et se vidange par le couvercle vissé 32,.
Le mélangeur air-gaz 34 (fig.4) porte un papillon de réglage d'admission du.mélange 33 et à son côté un diffuseur indépendant de ralenti 36', communiquant avec le tube d'amenée du gaz 31, qui ' débouche perpendiculairement au diffuseur. La partie inférieure du mélangeur est percée d'ouvertures 37 d'entrée d'air. Extérieu- rement le mélangeur porte une bague de réglage 41 et intérieure- ment un tiroir automatique de réglage d'air 38 qui se meut recti- lignement sous l'effet. de l'aspiration et porte des ouvertures 39 pour l'entrée de l'air, un ressort de réglage 40 sur le corps du mélangeur et une vis réglant le minimum d'admission 42.
Dans l'appareil primitif décrit ci-dessus :
1 ) Le maintien de la constance du mélange primaire air- combustible (au générateur) n'est pas assuré d'une façon absolue ; parce que, alors qu'au- venturi 10 la section est constante quelle que soit la dépression, au contraire la densité de l'air admis par 15 à ce diffuseur 10 varie avec la dépression. Cela fait du'aux grandes allures du moteur, moment où la dépression est maximum, le rapport air-combustible (en poids) diminue, ce qui en- traîne une diminution de la température au générateur et par suite le degré du cracking change.
2 ) Par la disposition du. tube 12 au sein du charbon incan-
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descent, celui-ci est à une température élevée et les molécules d'hydrocarbure liquide s,ibissent une asphaltisation par oxydation.
Le cracking de ces asphaltes est très difficile et la proportion des molécules asphaltisées varie avec l'allure du moteur, ce qui entraîne une variation de la richesse du mélange air-gaz.
3 ) Par suite du fait que l'hydrocarbure liquide venant du gicleur 6 débouche par le tube 7 transversalement au courant d'air traversant le diffuseur 10, une portion du liquide pulvérisé se condense le long des parois du tube 12, d'où résulte un mélange non homogène et par suite un cracking non homogène de celui-ci.
Le procédé perfectionné décrit ci-dessous remédie à tous ces inconvénients. Le perfectionnement du procédé, par rapport au précédent, consiste en ce que :
1) Le mélange primaire (au générateur) est bien plus parfait, car le combustible liquide, arrivant par le tube 7, est entouré par deux courants d'air concentriques mais de vitesse différente. Le premier courant arrive par 54, 55 et 59 et le second par 15 et 10. Ces deux courants, de vitesse différente par suite de la résistance au point 54, produisent des tourbil- lonnements qui favorisent l'homogénéité du mélange. De plus, la richesse du mélange est réglable, grâce aux deux robinets 54 et 57 (fig.5) d'entrée d'air supplémentaire.
2) La constance du mélange à toute allure est assurée grâce au compensateur consistant en un by-pass 55 et le robinet 54.
3) La tabalure d'admission du mélange 12 (fig.6) du mélange primaire est à une température bien plus basse que dans l'appareil primitif et par suite l'asphaltisation ne peut avoir lieu, mais une simple vaporisation qui contribue à la bonne homogénéité du mélange et à l'homogénéité du cracking.
4) La parfaite et complète dissociation thermique des particules de combustion liquide dans le mélange primaire est réalisée par l'introduction brusque du mélange sur la portion la plus chaude du charbon incandescent qui se trouve à l'extrémité 11
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(fig.6), zone de la plus haute température, car c'est là que s'effectue la réaction :
4H20 + 2 O2 = 4H2O + 4 x 56 calories.
La quantité d'oxygène (2 02) est donnée à titre d'exemple : elle peut varier de façon à faire varier la température en ce point entre 1000 et 1600 . La température la plus basse est utilisée pour les combustibles liquides les plus faciles à dissocier, la plus élevée pour ceux plas résistants au cracking.
En poussant au maximum deux des facteurs influençant le cracking : division et température, on annule l'influence du troisième facteur temps d'action. Le cracking s'effectue prati- quernent d'une façon instantanée et est suffisant à toute allure.
5) L'allumage initial du générateur s'effectue par étincelle électrique, alimentation de courte durée à l'essence et admission d'air supplémentaire.
6) Dans le radiateur a lieu une centrifugation du gaz par tourbillonnement et, par suite, séparation des particules liquides et solides entraînées.
7) Dans le mélange (fig.8) la constance du mélange est plus parfaite, car les ouvertures des soupapes d'air et de gaz sont toujours analogues à toutes les allures du moteur. Par le réglage de la soupape 43, on peut régler à volonté la richesse du mélange, qui reste toujours constante à toutes les allures.
8) Avant l'introduction du mélange air-gaz dans le moteur, le mélange passe dans un condenseur. Ce condenseur sert à parfaire l'épuration et l'homogénéité du mélange ; il sert surtout à séparer les petites portions de combustible qui ont pu échapper au cracking et qui, après le passage au radiateur et l'addition d'eau froide au mélangeur, se sont condensées.
En ce qui concerne l'appareil perfectionné, le principe général de fonctionnement est le même que celui de l'appareil initial (fig.l à 4), ainsi qu'exposé préalablement. Les différents perfectionnements consistent en ce que :
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1) La cuve à niveau constant est munie d'un robinet 54 qui règle la dépression sur le niveau, du liquide.
2) Le diffuseur 10, le conduit d'air 15 et le conduit de combustible liquide 7 (fig.2), ainsi que le tube 12 de l'appareil primitif, se trouvent hors du générateur (fig.5).
3) La zone de dépression maximum du diffuseur 10 communique avec la surface du liquide dans la cuve à niveau constant par le by-pass 55.
4) Le diffuseur 10 (fig.5) est muni à son extrémité d'un robinet 57 d'admission d'air supplémentaire et d'une bougie d'allumage 56 pour l'allumage initial du générateur, alors que celuici est alimenté pendant un temps très court avec de l'essence.
A ce moment, l'air venant de 10 et 58 est suffisant pour la combustion complète de i'essence, afin d'échauffer rapidement le générateur.
5) Le tuyau d'admission du mélange primaire (fig.6) d'air et de combustible liquide est presqu'entièrement hors du générateur et dispose horizontalement à la base de celui-ci.
6) Sur la porte 14 du fond du générateur (fig.6) se trouve un champignon métallique ou en terre réfractaire, qui sert à produire un espace vide au sein de la masse de charbon, juste en face de l'ouverture 11 du tube 12, pour empêcher l'obstruction de celuici par le charbon. Le mélange est ainsi projeté sur une large surface incandescente, ce qui favorise son admission et par suite son cracking.
7) Le radiateur (fig.7), à l'intérieur de son corps exté rieur, contient une cloche concentrique qui, à son extrémité inférieure, porte des ouvertures rectilignes avec des ailettes inclinées, qui servent a faire tourbillonner le gaz et à l'épurer par centrifugation.
8) Dans le mélangeur air-gaz (fig.8) le diffuseur de ralenti 36 de l'appareil primitif est remplacé par la soupape conique 43 qui règle la quantité de gaz admis au moteur. L'écrou 45 règle la
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tension du ressort 40 du tiroir cylindrique 38 d'admission automatique d'air avec lequel est réunie la soupape conique 43 par la tige 44. De même, les deux diffuseurs perpendiculaires 32 et 35 de la fig.4 sont remplacés dans le mélangeur de l'appareil perfectionné par un diffuseur et un tube de gaz concentrique 32 et 35.
9) L'appareil perfectionné est de plus muni d'un condenseur (f.ig.10) d'où,passe le mélange air-gaz avant son entrée au moteur.
Le condenseur porte à sa partie supérieure le papillon de l'accélérateur 33. Intérieurement) le condenseur contient une masse filtrante supportée par les grilles 49, un dispositif de centrifugation du mélange, consistant en une entrée d'air excentrique 53, et un cône 50 percé d'une entrée 51. Tous ces dispositifs servent. à la parfaite épuration du mélange avant son entrée au. moteur.
Le condenseur porte à sa partie inférieure un robinet de vidange.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Process and apparatus for the transformation of all kinds of hydrocarbons and especially heavy hydrocarbons into combustible gas.
Heavy oils of low commercial value, such as fuel oil, diesel oil etc., could not until now be used safely for the supply of internal combustion engines with electric ignition, because:
1) Mixtures of heavy hydrocarbon vapor and air have a lower spontaneous ignition point than gasoline-air, which forces a decrease in the compression ratio and leads to a decrease in specific power and an increase in specific consumption.
2) Heavy hydrocarbons do not vaporize at room temperature, which necessitates heating the mixture.
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This leads to a reduction in power, by reducing the weight of fuel at the displacement. As a result of the higher initial temperature of the mixture, it is necessary to further reduce the compression ratio to prevent self-ignition. In addition, high temperatures lead to faulty engine operation due to lubrication reasons.
3) These vapors with a high vaporization point are very unstable and undergo condensation in the intake pipes, the richness of the mixture varies at each moment, which leads to poor combustion and poor lubrication. In addition, there is a tendency to. detonation produced by the presence in the mixture of liquid particles, which promote detonation and dilute the lubricating oil.
The method and the implementation apparatus, which constitute the object of the present invention, eliminate these drawbacks by prior chemical transformation of heavy hydrocarbons into non-condensable gases with a high self-ignition point, gases which are therefore anti-knock and have a high thermal power and which, due to their gaseous state, allow a homogeneous mixture with air, do not dilute the lubricating oil and, finally, are very suitable for the economical replacement of liquid fuels (for example example gasoline) of high commercial value.
The aforementioned chemical transformation takes place instantly and just before use for fueling the engine.
The process comprises the following operations, which follow one another in the very short passage time in the apparatus:
1) pre-mixing the fine emulsion hydrocarbon with air in such a way that the ratio of the hydrocarbon and air remains constant.
2) Cracking of hydrocarbon molecules at atmospheric pressure by their sudden introduction on a very divided surface of glowing carbon, having a very high temperature
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between 1000 and 1600. This cracking simultaneously and instantaneously transforms the liquid hydrocarbon and its solid residues entirely into gaseous hydrocarbons, very suitable for feeding. engine. The aforementioned temperature, necessary for cracking, is produced within the very mass of incandescent coal by the partial combustion of the hydrocarbon.
The gases produced by this partial combustion divide the remaining hydrocarbon and help to facilitate cracking thereof.
3) Filtering and partial cooling of the gases produced,
4) Mixing of. gas produced with the air necessary for its combustion.
At. in the accompanying drawing, Figures 1, 2, 3 and 4 show the primitive apparatus and Figures 5-10 the improved apparatus.
More specificaly :
Figure 1 shows the longitudinal section of the constant level tank for liquid fuel.
Figure 2 the longitudinal section of the generator.
Figure 3 the longitudinal section of the radiator filter.
Figure 4 la. longitudinal section of the air-gas mixer.
Figure 5 shows the longitudinal section of the constant level tank and the compressor (bypass) of the additional air valve and the electric spark ignition system of the generator, for the improved embodiment.
Figure 6 the longitudinal section of the generator.
Figure 7 the longitudinal section of the radiator.
Figures 8 and 9 the longitudinal section and plan view of the air-gas mixer.
Figure 10 the longitudinal section of the condenser of the air-gas mixture.
In the example of fig.l to 4, the generator consists of a vessel 8 (fig.2) with or without thermal insulation, for example asbestos etc., and internally a refractory lining; this
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vessel 8 is filled with charcoal, preferably charcoal, and hermetically closed by doors 9, 13 and 14. At the start of operation, as soon as the charcoal is ignited by door 13, it is closed and, for a certain time, a suction is caused by the vacuum cleaner 30 (FIG. 3). This suction drives air through the diffuser 10, through the conduit 16 and at the same time through the liquid fuel tube 7 of the constant level tank 5, (Fig.l). As the air and the liquid are introduced by the same depression, their proportion remains constant at full speed.
This proportion is such that only a small fraction of the fuel can burn, which produces the heat necessary for subsequent reactions. So that this partial combustion can take place, the section of the generator 8 is such that the speed of the gas stream is relatively slow. The heat thus produced and transmitted through the wall of the duct 12 produces in the latter the complete vaporization of the liquid fuel arriving in this duct in the form of a fine emulsion and mixed in the diffuser 10 with the air arriving from 15. This mixture air and vaporized fuel partially burns towards the end 11 and the heat thus produced turns the coal in the vicinity of 11 to red and keeps the heat of the latter constant.
The mixture of the gases produced by the partial combustion of the fuel and the part of it which has not burned, since it has not found the air necessary for its combustion, passing through the incandescent chambers of the generator fig .2, gives rise to the following reactions:
1) The molecules of heavy hydrocarbon vapors split into lighter molecules: For example: C15H32 + 2 02 + 8N2 = C15H24 + 4H20 + 8N2 +
4 x 56 calories.
2) Under the influence of the temperature developed by the previous reaction, the remaining molecule C15H24 splits into lower molecular weight hydrocarbons and carbon, which
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reacts with the water vapor produced by the following first reaction:
H2O + C = CO + H2 which ultimately gives: Gaseous Hydrocarbons + 4CO + 4H2 + 8N2 + 4 x 29 cal., Minus the heat necessary for cracking.
The carbon consumed by the previous reaction comes on the one hand from the filler coal of the generator and, for the main part, from the cracking carbon produced by the dissociation of. liquid fuel.
The charcoal used as active substance has the additional advantage, given its porous constitution, of developing capillary phenomena, which prevent calefaction and thus allow the perfect dissociation of the liquid.
The various reactions require a certain amount of heat and a certain temperature. This heat is produced by the partial combustion of the air-fuel mixture introduced into the generator. The proportions of this mixture are regulated by the relative dimensions of the diffuser 10 (fig. 2) and of the nozzle 6 (fig.l). This air-fuel ratio must be such as to ensure the quantity of heat and the temperature necessary for the reactions. Too great a proportion of air in the mixture is harmful owing, on the one hand, to the reduction in the toning power of the mixture by the introduction of nitrogen and, on the other hand, by the pure loss of dissipation in the radiator a portion of the thermal energy of the fuel.
Likewise, too low a proportion of air is harmful because, then, the liquid fuel is not completely cracked, given the lack of heat and temperature, and there are then the usual disadvantages of carburettor-vaporizers.
The apparatus forming the subject of the present invention completely transforms the liquid fuel employed and the solid residues of its dissociation into gas consisting of ga- hydrocarbons.
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zeux CO, H2 and Az introduced by air. The only loss is the heat lost in the radiator fig. 3, but this loss is practically insignificant and is compensated for in the engine by the fact that the more homogeneous mixture of gas and air allows better combustion than that of the air-mixture. steam from ordinary carburetors.
In addition, as the gas produced is capable of withstanding higher compressions without self-ignition by the use of high compression cylinder heads, the increase in power thereof and the reduction in specific consumption can be obtained. .
The vacuum required for the operation of the device is initially produced by the vacuum cleaner. However, as soon as the generator is switched on and placed in communication via the conduits 17 and 31 (fig. 2 and 3) with the engine, the aforementioned phenomena continue to take place automatically, thanks to the vacuum produced by the suction of the engine.
Figure 1 shows a constant-level tank for liquid fuel (heavy oil) with inlet connection 1. The level is adjusted by means of the needle 2 and the float 3, which moves freely along the guide 4. The quantity of fuel leaving the tank through line 7 to generator 8 (fig. 2) is determined by adjustable nozzle 6.
The space below the cover 9 of the generator (fig. 2) is filled by a filter made of fine copper wire and serves to prevent the obstruction of the tube 17 by dust or pieces of carbon.
The gas produced in the generator by the cracking of the liquid fuel passes through the filter and the tube 17 towards the radiator and the filter 18 (fig. 3), along the central zone of which the perforated tube 19 is fixed by the base. 21 and the wing nut 24.
This tube 19 is surrounded by a cage supported on the bottom 21 by the spring 25. The space between the perforated tube and the cage is filled.
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of metal wool for additional filtering of the gas.
The condensation of the traces of vapors existing in the gas, due to cooling, moistens this metallic wool and makes the filtration perfect.
The sealed cover 23 of the radiator, like its body, is fixed to the tube 20 by the nut 24 and the flange 26.
The perforated tube 19 is connected to the tube 20 by a three-way valve 27, which places the generator in communication, either with the vacuum cleaner 30, or with the tube 31 for supplying gas to the mixer (FIG. 4) and there with the engine intake manifold. The end. closed tube 28 serves to collect the condensed vapors and is emptied through the screwed cover 32 ,.
The air-gas mixer 34 (fig. 4) carries an admixture intake adjustment butterfly 33 and at its side an independent idle diffuser 36 ', communicating with the gas supply tube 31, which opens out perpendicularly to the broadcaster. The lower part of the mixer is pierced with air inlet openings 37. On the outside the mixer carries an adjustment ring 41 and inside an automatic air adjustment slide 38 which moves in a straight line under the effect. suction and carries openings 39 for air inlet, an adjustment spring 40 on the body of the mixer and a screw adjusting the minimum intake 42.
In the primitive apparatus described above:
1) The maintenance of the constancy of the primary air-fuel mixture (at the generator) is not absolutely guaranteed; because, while at the venturi 10 the section is constant whatever the negative pressure, on the contrary the density of the air admitted by 15 to this diffuser 10 varies with the negative pressure. Due to the high speeds of the engine, when the depression is maximum, the air-fuel ratio (by weight) decreases, which leads to a decrease in the temperature at the generator and consequently the degree of cracking changes.
2) By the provision of. tube 12 within the incan-
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descent, this is at a high temperature and the liquid hydrocarbon molecules undergo oxidative asphaltization.
The cracking of these asphalts is very difficult and the proportion of asphaltized molecules varies with the speed of the engine, which causes a variation in the richness of the air-gas mixture.
3) As a result of the fact that the liquid hydrocarbon coming from the nozzle 6 opens out through the tube 7 transversely to the air stream passing through the diffuser 10, a portion of the sprayed liquid condenses along the walls of the tube 12, from which results a non-homogeneous mixture and consequently a non-homogeneous cracking thereof.
The improved process described below overcomes all these drawbacks. The improvement of the process, compared to the previous one, consists in that:
1) The primary mixture (at the generator) is much more perfect, because the liquid fuel, arriving through tube 7, is surrounded by two concentric air currents but of different speed. The first stream arrives at 54, 55 and 59 and the second at 15 and 10. These two streams, of different speeds due to the resistance at point 54, produce vortices which promote the homogeneity of the mixture. In addition, the richness of the mixture is adjustable, thanks to the two valves 54 and 57 (fig. 5) for additional air inlet.
2) The consistency of the mixture at any speed is ensured thanks to the compensator consisting of a bypass 55 and the valve 54.
3) The intake tabalure of the mixture 12 (fig. 6) of the primary mixture is at a much lower temperature than in the primitive apparatus and consequently asphaltization cannot take place, but a simple vaporization which contributes to the good homogeneity of the mixture and homogeneity of the cracking.
4) The perfect and complete thermal dissociation of the particles of liquid combustion in the primary mixture is achieved by the sudden introduction of the mixture on the hottest portion of the incandescent coal which is at the end 11
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(fig. 6), area of the highest temperature, because this is where the reaction takes place:
4H20 + 2 O2 = 4H2O + 4 x 56 calories.
The quantity of oxygen (2 02) is given by way of example: it can vary so as to vary the temperature at this point between 1000 and 1600. The lowest temperature is used for the easier to dissociate liquid fuels, the highest for those which are less resistant to cracking.
By pushing at most two of the factors influencing cracking: division and temperature, the influence of the third factor time of action is canceled. Cracking is practically instantaneous and is sufficient at full speed.
5) The generator is initially ignited by an electric spark, short-term fuel supply and additional air intake.
6) In the radiator, centrifugation of the gas takes place by swirling and, consequently, separation of the entrained liquid and solid particles.
7) In the mixture (fig. 8) the consistency of the mixture is more perfect, because the openings of the air and gas valves are always similar to all the speeds of the engine. By adjusting the valve 43, the richness of the mixture can be adjusted as desired, which always remains constant at all speeds.
8) Before the introduction of the air-gas mixture into the engine, the mixture passes through a condenser. This condenser serves to perfect the purification and the homogeneity of the mixture; it is mainly used to separate the small portions of fuel which may have escaped cracking and which, after passing through the radiator and adding cold water to the mixer, have condensed.
As regards the improved apparatus, the general principle of operation is the same as that of the initial apparatus (fig.l to 4), as explained previously. The various improvements consist of:
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1) The constant level tank is provided with a valve 54 which regulates the vacuum on the level of the liquid.
2) The diffuser 10, the air duct 15 and the liquid fuel duct 7 (fig. 2), as well as the tube 12 of the original device, are located outside the generator (fig. 5).
3) The maximum vacuum zone of diffuser 10 communicates with the surface of the liquid in the constant level tank via bypass 55.
4) The diffuser 10 (fig. 5) is fitted at its end with a valve 57 for additional air intake and with a spark plug 56 for the initial ignition of the generator, while the latter is powered for a very short time with gasoline.
At this time, the air coming from 10 and 58 is sufficient for the complete combustion of the gasoline, in order to quickly heat the generator.
5) The inlet pipe for the primary mixture (fig. 6) of air and liquid fuel is almost completely outside the generator and is placed horizontally at the base of the latter.
6) On the door 14 at the back of the generator (fig. 6) there is a metallic mushroom or in refractory earth, which serves to produce an empty space within the mass of coal, just in front of the opening 11 of the tube 12, to prevent clogging of it by coal. The mixture is thus projected onto a large incandescent surface, which promotes its admission and consequently its cracking.
7) The radiator (fig. 7), inside its outer body, contains a concentric bell which, at its lower end, carries rectilinear openings with inclined fins, which serve to swirl the gas and to 'purify by centrifugation.
8) In the air-gas mixer (fig. 8), the idle diffuser 36 of the original device is replaced by the conical valve 43 which regulates the quantity of gas admitted to the engine. Nut 45 adjusts the
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tension of the spring 40 of the cylindrical spool 38 of automatic air intake with which the conical valve 43 is joined by the rod 44. Similarly, the two perpendicular diffusers 32 and 35 of fig.4 are replaced in the mixer of the 'apparatus improved by a diffuser and a concentric gas tube 32 and 35.
9) The improved device is also fitted with a condenser (f.ig.10) from which the air-gas mixture passes before entering the engine.
The condenser carries at its upper part the throttle of the accelerator 33. Internally) the condenser contains a filter mass supported by the grids 49, a device for centrifuging the mixture, consisting of an eccentric air inlet 53, and a cone 50 pierced with an entrance 51. All these devices are used. the perfect purification of the mixture before entering the. engine.
The condenser has a drain valve in its lower part.
CLAIMS.
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