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Echangeur de chaleur chauffé par les gaz d'échappement et destiné à chauffer un gaz carburant provenant d'un liquide.
Les échangeurs de chaleur chauffés par les gaz d'échappement et destinés à chauffer un gaz carburant, provenant d'un liquide, pour la commande de moteurs à combustion interne, sont fixés, pour la plupart, extérieurement sur le tuyau d'é- chappement ou le collecteur de gaz d'échappement. Dans ces appareils, -les gaz d'échappement ne peuvent transmettre leur calorique à l'échangeur de chaleur qu'à travers la paroi du tuyau d'échappement ou du collecteur précités.
En outre, une partie importante de la surface de l'échangeur de chaleur est
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exposée a la température extérieure, de sorte que le degré de chauffage du gaz carburant est influencé considérablement par la température qui, a n'importe quel moment, règne a l'extérieur. c'est le cas également d'un autre mode d'exécution d'un réchauf- feur, disposé à l'extérieur du tuyau d'échappement et a travers lequel on conduit une partie des gaz d'échappement.
Au regard de ce qui précède, la présente invention consiste en ce qu'il est fait usage, comme échangeur de chaleur, d'un tube immergé, monté directement dans le tuyau d'échappement ou dans le collecteur des gaz d'échappement, et dans lequel le gaz carburant provenant d'un liquide suit un simple trajet d'aller et retour. Les gaz d'échappement qui entourent de tous côtés le tuyau Immergé cèdent ainsi directement leur chaleur aux surfaces d'échange de chaleur et la température extérieure ne peut pas exercer d'influence notable sur la transmission de chaleur au gaz carburant. L'influence de la température, due uniquement aux gaz d'échappement, sur le gaz carburant est toujours propor- tionnelle a la consommation de ce gaz par le moteur, de sorte que, en général, un réglage spécial est superflu.
Des essais ont non- tré qu'au démarrage d'un moteur froid, la température du gaz car- burant s'élève très rapidement derrière le récnauffeur par suite de la transmission directe de la chaleur des gaz d'échappement a ce gaz carburant et qu'une température uniforme se maintient ensuite. Derrière le réducteur de pression, il s'établit aussi en peu de temps une température uniforme convenant a un fonctionnement économique du moteur.
Outre l'absorption favorable de chaleur, l'échangeur de chaleur suivant l'invention présente les avantages d'un bas prix de revient, d'un fonctionnement sur et d'un montage simple. Pour le mon ter , il suffit de percer une ouverture relativement petite dans la paroi du tuyau d'échappement ou du collecteur des gaz d'échappement. il s'ensuit qu'on peut monter cet échangeur de
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chaleur dans les véhicules de tous genres, sans devoir entreprendre d'autres changements à l'installation existante.
La figure 1 du dessin annexé représente, a titre d'exemple, en coupe longitudinale et verticale, un mode d'exécution de l'objet de 1'invention.
La figure 2 du même dessin est un diagramme de la température en fonction du temps, au démarrage d'un moteur froid.
Suivant la figure 1, on a monté dans le tuyau d'échappement 1 un tube immergé annulaire. Le tube extérieur de ce tube annulaire est désigné par 2 et son tube intérieur par 3. Sur l'extrémité prolongée, hors du tuyau d' échappement, du tube extérieur-2 est fixée une pièce 4, servant à exercer une pression, qu'on serre au moyen de goujons 5 et d'écrous 6. Entre la pièce 4 et le tuyau d'échappement 1, on a intercalé une garninture d'étanchéité 7.
L'espace annulaire compris entre le tube extérieur 2 et le tube intérieur 3 débouche dans une tête 9 fixée sur la partie supérieu- re du tube extérieur 2 et pourvue d'une tubulure de sortie lu et d'une tubulure d'entrée 12. un a relié à l'alésage de la tubulure d'entrée 12 l'extrémité du tube intérieur 3, qui sort du tube ex- térieur 2. On relie à la tubulure d'entrée 12 le tuyau d'amenée du gaz carburant, ce tuyau partant du réservoir, par exemple d'une bouteille à gaz, et on relie à la tubulure de sortie lu le tuyau qui conduit le gaz chauffé au réducteur de pression.
Le tube intérieur 3 s'étend à l'intérieur du tube immergé de façon que le gaz carburant s'écoule vers la partie la plus basse de l'échangeur de chaleur d'au le gaz, qui s'échauf- fe de plus en plus et qui se volatilise, s'élève vers la tubulure de sortie 10.
Comme tube immergé., on pourrait aussi, au lieu d'un tube annulaire, employer un tube- divisé par une cloison plane ou un tube formant une boucle en U, dans le squels existeraient ega- lement l'amenée et la sortie simples du gaz carburant. Mais le
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tube annulaire assure un chauffage particulièrement régulier ; en outre, on peut le monter facilement en toute position et l'adapter au trajet du tuyau d'échappement.
Sur le diagramme de la figure 2, on a indiqué à titre de comparaison les températures observées au démarrage d'un moteur froid, en traits pleins pour le réchauffeur mon- té, suivant l' invention, dans le tuyau d'échappement et en traits mixtes pour un réchauffeur a tube hélicoïdal fixé, à l'extérieur, sur le tuyau d'échappement. Le premier point où l'on a observé la température se trouvait derrière le réchauf- fe ur et le deuxième, derrièrele réducteur de pression. un a désigné par a la température du gaz devant le réchauffeur et par a' celle derrière le réducteur de pression, dans le cas du réchauffeur monté dans le tuyau d'échappement, tandis qu'on a désigné par b et b' les températures correspondantes dans le cas d'un réchauffeur tubulaire hélicoïdal disposé a l'ex- térieur.
La courbe c donne les variations de la température de l'eau de refroidissement. un voit que, pour le réchauffeur monté dans le tuyau d'échappement, la température s'élève rapidement derriere le réchauffeur, que surtout la température de 6 est très rapidement dépassée derrière le réducteur de pression et que la température favorable de consommation du gaz est rapide- ment atteinte.
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Heat exchanger heated by the exhaust gases and intended to heat a fuel gas coming from a liquid.
The heat exchangers heated by the exhaust gases and intended to heat a fuel gas, coming from a liquid, for the control of internal combustion engines, are mostly attached externally to the exhaust pipe or the exhaust gas manifold. In these devices, the exhaust gases can transmit their heat to the heat exchanger only through the wall of the exhaust pipe or the aforementioned manifold.
In addition, a significant part of the heat exchanger surface is
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exposed to the outside temperature, so that the degree of heating of the fuel gas is considerably influenced by the temperature which, at any time, prevails outside. this is also the case with another embodiment of a heater, arranged outside the exhaust pipe and through which part of the exhaust gases are conducted.
In view of the foregoing, the present invention consists in that use is made, as a heat exchanger, of an immersed tube, mounted directly in the exhaust pipe or in the exhaust gas manifold, and in which the fuel gas from a liquid follows a simple back and forth path. The exhaust gases which surround the Immersed pipe on all sides thus directly transfer their heat to the heat exchange surfaces and the outside temperature cannot exert any appreciable influence on the transmission of heat to the fuel gas. The influence of temperature, due solely to the exhaust gases, on the fuel gas is always proportional to the consumption of this gas by the engine, so that, in general, special adjustment is unnecessary.
Tests have shown that when starting a cold engine the temperature of the fuel gas rises very rapidly behind the heater as a result of the direct transmission of heat from the exhaust gases to this fuel gas and that a uniform temperature is then maintained. Behind the pressure reducer, a uniform temperature is also established in a short time, suitable for economical engine operation.
In addition to the favorable absorption of heat, the heat exchanger according to the invention has the advantages of low cost, safe operation and simple assembly. To mount it, it suffices to drill a relatively small opening in the wall of the exhaust pipe or exhaust manifold. it follows that we can mount this
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heat in vehicles of all types, without having to make other changes to the existing installation.
FIG. 1 of the accompanying drawing shows, by way of example, in longitudinal and vertical section, an embodiment of the object of the invention.
Figure 2 of the same drawing is a diagram of temperature versus time when starting a cold engine.
According to Figure 1, an annular submerged tube has been mounted in the exhaust pipe 1. The outer tube of this annular tube is designated by 2 and its inner tube by 3. On the extended end, outside the exhaust pipe, the outer tube-2 is fixed a part 4, used to exert pressure, which it is tightened by means of studs 5 and nuts 6. Between the part 4 and the exhaust pipe 1, a seal 7 has been inserted.
The annular space between the outer tube 2 and the inner tube 3 opens into a head 9 fixed to the upper part of the outer tube 2 and provided with an outlet tube read and an inlet tube 12. a connected to the bore of the inlet pipe 12 the end of the inner tube 3, which comes out of the outer tube 2. The fuel gas supply pipe is connected to the inlet pipe 12, this pipe leaving from the reservoir, for example from a gas cylinder, and the pipe which conducts the heated gas to the pressure reducer is connected to the outlet pipe lu.
The inner tube 3 extends inside the submerged tube so that the fuel gas flows to the lower part of the heat exchanger or the gas, which heats up more and more. more and which volatilizes, rises towards the outlet pipe 10.
As an immersed tube., One could also, instead of an annular tube, use a tube divided by a plane partition or a tube forming a U-shaped loop, in which would also exist the simple inlet and outlet of the gas fuel. But the
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annular tube ensures particularly regular heating; moreover, it can be easily mounted in any position and adapted to the path of the exhaust pipe.
In the diagram of FIG. 2, the temperatures observed at the start of a cold engine are indicated by way of comparison, in solid lines for the heater fitted, according to the invention, in the exhaust pipe and in lines. mixed for a helical tube heater fixed externally to the exhaust pipe. The first point where the temperature was observed was behind the heater and the second was behind the pressure reducer. un a denoted by a the temperature of the gas in front of the heater and by a 'that behind the pressure reducer, in the case of the heater mounted in the exhaust pipe, while the corresponding temperatures are denoted by b and b' in the case of a helical tubular heater arranged outside.
Curve c gives the variations in the temperature of the cooling water. One sees that, for the heater mounted in the exhaust pipe, the temperature rises rapidly behind the heater, that above all the temperature of 6 is very quickly exceeded behind the pressure reducer and that the favorable temperature of gas consumption is quickly reached.