<Desc/Clms Page number 1>
Appareil mélangeur-doseur pour moteurs à combustible gazeux.
,.La présente invention est relative aux moteurs à combustible gazeux. Elle a pour but de réaliser le dosage et le mélange des gaz combustibles et de l'air comburant dans des conditions telles qu'un rendement maximum soit non seulement obtenu, mais maintenu automatiquement à toutes les allures et pour toutes les charges du moteur.
L'invention est basée sur les considérations sui- vantes :
Il est possible de réaliser un dosage géométrique de l'air et des gaz en proportionnant leurs débits respectifs conformément aux quantités d'air et de gaz nécessaires pour assurer une combustion complète. Un tel dosage géométrique serait suffisant si les résistances à l'aspiration de l'air et à l'aspiration des gaz se trouvaient dans un rapport constant
<Desc/Clms Page number 2>
Mais en pratique il n'en est pas ainsi, car ce rapport varie fortement suivant les variations de régime et les variations de charge du moteur.
L'appareil suivant l'invention, conçu en tenant compte de ces données, comporte une chambre de mélange munie de lumières de dosage auxquelles l'air et les gaz sont amenés par des conduits dont l'un a.u moins est pourvu d'un moyen d'équilibrer les résistances respectives au passage de l'air et au passage des gaz, ces lumières étant proportionnées de telle manière que, d'une part, leur section totale soit infé- rieure à. celle du conduit d'aspiration du moteur et que, d'autre part, le rapport entre la section de l'ensemble des lumières d'air et la section de l'ensemble des lumières de gaz se rapproche a.utant que possible du rapport entre les quantités d'air et de gaz convenant pour assurer une combustion complète du mélange gazeux.
L'équilibrage des résistances au passage dans les conduits d'arrivée d'air et de gaz peut être réalisé de toute manière appropriée, par exemple statiquement, par le choix judicieux des dimensions et du profil des conduits, ou bien - de préférence - par l'interposition d'un organe de freinage dans le conduit où la résistance est la plus faible. Dans les moteurs à longues canalisations de gaz, notamment dans les moteurs à gaz de gazogène, l'aspiration du gaz est soumise à une beaucoup plus forte résistance que l'aspiration de l'air, qui est puisé directement à l'atmosphère et dont l'appel s'opère facilement et immédiatement sous l'action de la dépression créée par le moteur.
C'est alors dans la conduite d'arrivée d'air que se place l'organe de freinage, qui peut avoir la forme d'une soupape s'ouvrant automatiquement, sous l'effet de l'aspiration, pour laisser passer la totalité de l'air nécessaire.
<Desc/Clms Page number 3>
Pour que le dosage déterminé par le rapport entrela section totale des lumières de gaz et la 'section totale des lumières d'air soit effectif, il est utile que ces lumières étranglent légèrement le passage des courants gazeux, et notamment que le conduit reliant la chambre de mélange au moteur ait une section au moins égale à l'ensemble des sections des lumières de gaz et d'air, pour que l'aspiration agisse efficacernent et également sur celles-ci. Quant à la grandeur des lumières, il convient que celles-ci soient'déterminées de fa-; çon à assurer le rapport optimum entre les quantités d'air et de gaz à pleine vitesse du moteur.
Il est aussi avantageux que le mélange de l'air et @ des gaz soit aussi intime que possible. A cet effet, dans l'un au moins des deux groupes de lumières de la chambre de mélange, les lumières sont disposées tangentiellement à un cercle concentrique à la paroi de la dite chambre de façon à imprimer au courant (ou aux courants) gazeux qui les traverse un effet de tourbillon assurant un brassage très efficace du mélange. Les lumières d'air et les lumières de gaz peuvent être disposées en face'les unes des autres, ou décalées les unes par rapport aux autres, ou encore dirigées de façon que les courants d'air et de gaz se rencontrent sous un angle donné.
Quelques formes d'exécution de l'appareil sont représentées à titre d'exemple sur le dessin annexé.
Fig. 1 est une coupe verticale suivant les conduits d'amenée d'air et de gaz d'un mélangeur-doseur suivant l'invention.
Fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig.l.
Fig. 3 est une coupe verticale montrant une variante et
Fig. 4 est une coupe horizontale suivant IV-IV (Fig. 3).
<Desc/Clms Page number 4>
Fig.5 est une coupe verticale montrant une autre variante, et
Fig. 6 est une coupe horizontale suivant VI-VI.
Dans l'exemple représente sur les Figs. 1 et 2, la chambre de mélange est représentée en 1. L'entrée des gaz se fait car l'orifice 2 et les lumières 3, tandis que l'air est admis par les ouvertures 4, le conduit 5 et les lumières 6.
La chambre 1 est reliée à la pipe d'aspiration du moteur par un conduit 7 dont la section est au moins égale à la somme des sections des lumières 3 et 6. En 8 est indiqué à titre d'exemple un papillon soumis à l'action d'un régulateur ou, sur un véhicule, à la pédale d'accélération.
Pour freiner le passage de l'air de façon à équilibrer les résistances à l'aspiration de l'air et des gaz, on a intercalé à la naissance du conduit 5, de forme tronconique, une soupape 9 lestée par un ressort de tension réglable 10 de manière à s'ouvrir automatiquement, sous l'action de l'aspiration créée par le moteur, en découvrant un passage annulaire de section progressivement croissante. En vue d'obtenir un appel d'air à la moindre sollicitation du piston du moteur, la soupape 9 peut être réalisée de telle manière qu'elle ne retombe jamais sur son siège et laisse toujours un léger espace annulaire 11 entre elle et son siège. Pour obtenir cet effet on peut, par exemple, munir la tige de la soupape d'un épaulement 12 qui bute contre le fond 13 de la. cage 5.
On pourrait aussi laisser revenir sur son siège la soupape dans le champignon de laquelle serait foré un trou de dimension appropriée.
Au lieu d'une soupape on peut évidemment employer une autre forme d'obturateur, par exemple un tiroir à ressort auquel un mouvement alternatif serait imprimé par les différences entre la pression atmosphérique et la dépression créée par le moteur.
<Desc/Clms Page number 5>
Sur la Fig. l, les lumières d'entrée d'air 6 sont disposées tangentiellement dans une moitié du boîtier 14 de la chambre 1 tandis que.les lumières de gaz 3 sont disposées parallèlement entre elles dans l'autre moitié.
Dans l'exemple représenté sur les Figs. 3 et 4 les lumières d'air tangentielles 6 sont réparties sur'toute la circonférence du boîtier 14 tandis que les gaz arrivent axialement par le conduit 2. Ce conduit présente un étranglement 3 dont la section est proportionnée relativement à la'section totale des lumières 6 dans le même rapport que les volumes de gaz et d'air théoriquement nécessaires pour assurer la combustion complète. Le mélange, favorisé par la disposition tangentielle des lumières 6, s'échappe par le tuyau 7 dont la section, comme il a été dit, est au moins égale à la somme des sections des lumières 6 et de l'orifice 3.
Dans l'exemple suivant les Figs. 5 et 6, les lumières tangentielles d'entrée de gaz 3 et les lumières tangentielles d'entrée d'air 6 sont ménagées dans un manchon 15 monté de façon à pouvoir tourner dans le boîtier fixe 14, lequel est percé de lumières correspondantes 16,17. Le manchon 15, solidaire d'une couronne dentée 18 est actionné par exemple au moyen d'une crémaillère 19, sous la commande du régulateur ou de la pédale d'accélération. Cette disposition permet:de prévoir, indépendamment des lumières principales, des lumières auxiliaires destinées. à modifier le réglage, par exemple pour donner un mélange plus riche au départ.
Le dispositif suivant l'invention est applicable à tous les moteurs utilisant les combustibles gazeux, par exemple aux moteurs à gaz de ville, aux moteurs à gaz cômbusti- bles comprimés, à gaz de gazogène,.à gaz de fours à coke ou de hauts-fourneaux. Il a notamment comme avantages d'assurer
<Desc/Clms Page number 6>
un démarrage facile, une marche au ralenti impeccable, des reprises très @nergiques et, aux hautes charges, des pressions moyennes effectives avec de faibles consommations de combustible.
Des modifications de construction peuvent éviderament être apportées à l'ensemble et aux détails des dispositifs représentés, sans sortir du cadre de l'invention.