Procédé pour alimenter en mélange explosif "air-carburant" les moteurs à combustion interne avec allumage par étincelle, et appareil pour la réalisation de ce procédé. La présente invention a pour objet un pro cédé pour alimenter en mélange explosif "air- carburant" les moteurs à combustion interne avec allumage par étincelle, ainsi qu'un ap- appareil pour la réalisation de ce procédé.
L'invention a pour but de permettre une meilleure utilisation des hydrocarbures rela tivement lourds (naphte, mazout, résidus: de la distillation des pétroles naturels, pétroles. etc.) comme combustible dans les moteurs à explosion.
Suivant le procédé d'après l'invention, on fait bouillir le carburant liquide moyennant la chaleur des gaz d'échappement du moteur, dans un récipient communiquant avec l'at mosphère, de telle façon que les vapeurs ex pulsent l'air dudit récipient mais se trouvent soumises à la pression atmosphérique, on fait frapper un courant de vapeur provoqué par l'aspiration du moteur par un jet d'air froid, aspiré de même par le moteur, dans -des proportions propres à donner une combustion complète, de telle manière que la rencontre avec la vapeur donne lieu à la formation cd'uu brouillard explosif homogène,
à peu près froid et ,stable, en utilisant à cet effet un mélangeur ayant au moins. deux soupapes connectées entre elles pour leur commande, pour la vapeur et l'air respectivement, et dont celle pour l'air est située avant l'autre sur le parcours de l'air. Le brouillard ob tenu présente donc la propriété -de ne pas mouiller les conduites, mêmes froides, qu'il parcourt.
L'appareil pour la réalisation de ce procédé comporte un générateur de vapeur du combustible, combiné avec -des moyens pour y amener, pour le chauffage, les :gaz d'échappement du moteur avec des moyens pour maintenir constant le niveau -du liquide dans le générateur, avec des moyens pour faire communiquer le générateur avec l'at mosphère pour établir dans ce -dernier une pression égale, à la pression atmosphérique tout en excluant l'entrée de l'air dans le générateur, et pour condenser l'excédent .de vapeur formée en le ramenant dans le gé nérateur à l'état liquide,
et avec ,des moyens pour mélanger entre eux l'air froid et la vapeur en faisant frapper un courant de vapeur provoqué par l'aspiration du moteur par un jet d'air aspiré de même par le mo teur, ces derniers moyens comportant au moins deux soupapes, respectivement pour la vapeur .et l'air, connectées entre elles pour leur commande et dont celle pour l'air est située avant l'autre sur le pareoùrs -de l'air. Les dessins -ci-joints représentent, à titre d'exemple .seulement, une forme d'exécution -de l'appareil ainsi que plusieurs variantes ,de certaines -des parties.
La fig. 1 représente, en élévation, l'en semble de l'appareil appliqué à. un moteur pour véhicule; La fig. 2: montre le générateur du type à chaudière avec: réchauffeur tubulaire, cuve à niveau constant, robinet de vidange pour le naphte concentré; cette figure mon tre le faisceau tubulaire partiellement sorti hors de la chaudière; La fig. 3: montre séparément le réchauf feur tubulaire; La fig. 4 est une vue d'extrémité du,dis- positif montré à la fig. 2;
La fig. 5 montre séparément le raccord ,du tuyau de décharge des gaz d'échappe ment sortant du générateur; La fig. 6 montre en coupe longitudinale le condensateur qui sert à condenser l'excé dent des vapeurs; La fig. 7 montre ledit condensateur en coupe transversale par le milieu; La fig. 8 montre séparément le dispo sitif qui sert à. mélanger la vapeur avec l'air; La fig. 9 montre séparément, en coupe verticale, la cuve à niveau constant;
La fig. 10 montre, en coupe longitudi nale partielle, une première variante; Les fig. 11 et 12 représentent en coupe longitudinale, respectivement transversale, une autre variante; La fig. 13 représente, en coupe trans versale verticale, une autre variante encore; La fig. 14 montre un détail de la va- riante représentée aux fig. 12 et 13;
La fig. l'5 montre une variante du mélangeur ou dispositif qui sert à mélanger l'air et la vapeur; Les = fig. 16 et 17 montrent séparément, en vue de face, respectivement d'en haut, un détail du dispositif à vanne du mélangeur.
Nous rapportant aux fig. 1 à 9, A est la chaudière, Z la conduite -d'amenée des gaz -d'échappement :du moteur, W la con duite de sortie des gaz d'échappement, D le condensateur pour l'excédent de vapeur, E la cuve à niveau constant, B le dispositif qui sert ià mélanger la vapeur avec l'air.
Dans la fig. 1, l'appareil est représenté dans son application à un moteur pour véhi cule, le véhicule étant indiqué par 1, tandis que son capot est indiqué par 2. Dans le capot 2 est percée une fenêtre Dz pour la rentrée d'air froid; à cette fenêtre est connectée une con duite qui correspond à l'entrée réglable du dispositif B pour le mélange -de la vapeur et de l'air.
La chaudière A (fig. 2 et 3) renferme un réchauffeur à faisceau tubulaire, ce faisceau pouvant être extrait grâce à sa connexion par bride<I>H</I> et presse-étoupe<I>N.</I> Le fond<I>I</I> de la boîte<I>Q,</I> qui relie le faisceau tubulaire à l'extrémité avant, est -démonta- ble, ce qui permet de nettoyer les tubes in térieurement. Ledit réchauffeur présente un certain nombre -de tubes supérieurs R, dont le but est de surchauffer la vapeur et -d'en empêcher la. condensation dans la chaudière.
La connexion entre le réchauffeur et le -col lecteur 3, des gaz :d'échappement est établie par le coude Z qui est fixé audit collecteur par es brides If'.
Pour faciliter l'opération -de souder les tubes -du réchauffeur aux boîtes d'extrémité P et Q, sur chaque extrémité -de chaque tube est soudé un court tube x dont l'épaisseur est quelque peu supérieure à celle du tube principal.
La portion de tube 0 solidaire de la boîte P (fig. '3 et 5) et traversant le presse- étoupe N de la chaudière, déborde quelque peu au delà du presse-étoupe N et se ra.c- corde à l'extrémité filetée W d'un. tuyau pour la décharge des gaz d'échappement, moyennant un autre presse-étoupe. Ce second presse-étoupe, qui pourrait être d'un type quelconque déjà connu, est avantageusement constitué par un anneau divisé y coupé en biais, afin de permettre son rétrécissement.
L'anneau g est enfilé sur le tuyau 0, est poussé par l'écrou fileté Ai, et simultanément il est sollicité à se serrer sur le tuyau 0 du fait qu'il rencontre le siège conique du tuyau<I>W.</I> Le presse-étoupe<I>N</I> de la chau dière assure la démontabilité du réchauf feur et en même temps ne gêne pas les di latations du réchauffeur.
La vapeur se dégageant dans la chaudière A en!=re par un tuyau C, par effet de l'aspira- ',;on du moteur, dans le carburateur spécial (fig. 8);<B>ce</B> carburateur assure la. formation (l'un mélange d'air et de vapeur ayant tou- .iours les justes proportions correspondant aux diverses allures et réalise l'homogénéité du mélange ainsi que sa stabilité. Ce mélangeur au carburateur spécial comporte un corps tu bulaire Ab raccordé par un écrou fileté à la tuyère C, de la chaudière.
La vapeur entre dans le corps tubulaire Ab par le petit trou A c (fi(,. 8) contrôlé par l'aiguille<I>Ad,</I> cette dernière étant commandée par un levier<I>Al</I> connecté<B>à</B> la vanne Ae, -de façon que les dé placements de l'aiguille correspondent aux dé placements de la vanne et vice-versa.
La vanne Ae peut glisser en des glis sières latérales en queue d'aronde et présente une fenêtre qui sera mieux illustrée par la suite. Lorsque la vanne Ae est fermée, l'ai guille conique<I>Ad</I> ferme complètement la tuyère de la vapeur. Quand la vanne sous l'ac tion du chauffeur actionnant la pédale de l'accélérateur commence à s'ouvrir, l'aiguille commence à se soulever, la vapeur commence à sortir sous l'action d'appel de la -dépression existant dans le tube d'aspiration, tandis que l'air entre par sa propre conduite et se heurte latéralement au jet de vapeur.
La forme de la fenêtre prévue dans la vanne varie suivant la forme de l'aiguille et on la détermine expé rimentalement. L'air aspiré, avant @de se heur ter au jet -de vapeur, est acheminé dans un tube Ag, court et relativement étroit, .dans le quel est prévue une aube ou chicane héli coïdale fixe Ah servant à impartir à l'air un mouvement tourbillonnant qui favorise l'ho mogénéité du mélange.
La stabilité du mé lange est due à ce mécanisme accélérateur particulier: soupape à pointeau pour la va peur et vanne pour l'air, raccordées entre elles de façon à éviter l'inconvénient du papillon des carburateurs usuels, qui, se trouvant au delà du point. -de mélange, produit une chute de pression provoquant la destruction -du brouillard puisque ladite soupape constitue une cloison entre deux tuyaux à pressions différentes.
L'excédent de vapeur passe dans le con densateur D pour être ramené dans la chau dière. Dans la forme représentée (fig. 6 et 7), le- condensateur comporte deux tubes Pl et<B>0'</B> emboîtés l'un dans l'autre et légèrement excéntrique,_.de façon que l'interstice entre les deux est plus large dans la partie infé rieure. A l'intérieur -du tube interne Pl cir cule l'eau réfrigérante du moteur. Le conden sateur est relié .à la chaudière par un tube vertical Q', court et large, fixé à la chaudière par un raccord fileté.
La vapeur en excès en tre dans l'interstice ci-dessus et en chasse l'air à travers des ouvertures Rl; .deux tuyaux partent de ces ouvertures et vont se réunir en un seul tuyau Sl qui débouche en un point relativement distant du moteur. On obtient ainsi une communication avec l'atmosphère, laquelle évite la formation, en chaudière, d'une pression supérieure à la pression at mosphérique, comme il est nécessaire pour as surer la constance .des proportions entre l'air et la vapeur. Les deux tuyaux R'1 susdits, là où ils se réunissent, sont percés -de deux petits trous Ul .dont le but est d'empêcher qu'il se produise une action de siphon.
La circulation de l'eau dans le tube intérieur P' se fait moyennant le tuyau de petite section V 1 qui prend l'eau à la sortie du moteur et avant son entrée :dans le radiateur, c'est-à-dire la prise d'eau se fait dans le tube Z' .solidaire du corps du moteur 1. Cette dérivation de l'eau -de ré frigération est avantageuse pour éviter que les vibrations -du moteur par rapport au ra diateur se propagent aux tuyaux de raccorde ment avec le condensateur, -ce qui serait nui sible.
Ces tuyaux de raccordement sont in terrompus et la connexion est faite à l'aide de deux manchons Ii' en toile gommée (fig. 1). La,circulation -de l'eau dans le con densateur est active, -du fait que le tuyau V' débouchant dans le tube Zi y est recourbé en sens contraire au courant -de l'eau, tandis que le tuyau de sortie est recourbé dans le sens du courant d'eau.
Le condensateur agit seulement sur l'excé dent de vapeur, du fait que lorsque la produc tion de vapeur est tout juste suffisante à l'ali mentation,du moteur, l'interstice du conden sateur et le tube Q' sont occupés par l'air at mosphérique qui y entre par l'ouverture y@ du tube Sl.
Une cuve spéciale E à niveau constant (fig. 9) a pour but de maintenir le combusti ble dans la chaudière à niveau constant, c'est- à-dire jusqu'à mi-hauteur.
La cuve E n'a au- ,cune communication avec l'air externe, mais en bas elle est en communication en G' avec la partie inférieure de la chaudière et en haut elle est en communication en H' avec la par tie supérieure -de la chaudière, c'est-à-dire avec la chambre de vapeur, de façon que la pression de la vapeur au-dessus du combustible liquide dans la chaudière est la même qui existe dans la cuve E.
Le flotteur I' contenu dans la cuve E, pàr son mouvement. vertical, ouvre -ou ferme un robinet L,1 par lequel le naphte provenant du réservoir entre dans la cuve.
Ce robinet est vissé dans le fond M' .de la cuve, et situé à niveau plus bas que la communication G', afin de permettre la formation d'une couche de liquide stagnant et à basse température; par là reste évité l'échauffement du robinet et de la garniture appliquée à la bride de donnexion du fond N'. Le boisseau -du robinet se prolonge par une cage supérieure N' pour vue de minces trous pour la sortie -du liquide; la cage contient une bille qui est libre .de se soulever pour laisser entrer le liquide, mais qui empêche le retour -du liquide.
On évite ainsi la sortie -de liquide chaud en cas de rupture accidentelle du tuyautage qui amène le naphte â la cuve.
Dans le fond de la chaudière A est prévu un robinet de vidange G qui sert à décharger de temps à autre (toutes les trois ou quatre heures -de fonctionnement), le naphte con centré. Le collecteur 3 des gaz d'échappe ment est muni d'un déviateur F qui sert jà ré gler la quantité de chaleur passant par le réchauffeur de la chaudière. Dans- la forme représentée (fig. 1), le déviateur consiste en un papillon inséré dans le tuyau de décharge AO qui représente un prolongement du col lecteur 3.
Si on ferme le papillon, tout le gaz d'échappement traverse le réchauffeur de la chaudière; si on ouvre le papillon, le gaz d'échappement sort par le tuyau AO et ne chauffe la chaudière que peu. Éventuelle ment, on pourra disposer un autre papillon sur le tuyau qui part de la chaudière et relie les .deux papillons entre eux, ceux-ci étant dé cale d'un quart de tour par rapport l'un à l'autre de façon que quand l'un est ouvert, l'autre est fermé et vice-versa. Le papillon est man#uvré par le chauffeur moyennant une manette fixée à l'extrémité d'une tige atta chée à la tige -du papillon par une articula tion ADT.
Si on laisse le papillon fermé après que le naphte a atteint sa température @d'ébulli- tion et si le moteur marche sous une certaine charge, l'ébullition -devient. tumultueuse et une partie du liquide sort par le tube S' du condensateur.
Dans une variante (non repré sentée) -du -déviateur ou papillon, le papillon pourra être commandé automatiquement si autour du tube vertical Ql du condensateur, -on dispose une chemise métallique et dans l'interstice entre -ce tube et la chemise, on place un fluide susceptible d'être dilaté par la température -du tube Qi qui, à son tour, est chauffé par l'excédent -de vapeur. Le fluide dilatable pourra agir sur une membrane mé tallique élastique, laquelle à son tour peut agir sur le déviateur ou papillon F soit .di rectement, soit indirectement par l'entremise d'une servocommande à dépression.
En outre, on pourra prévoir des moyens capables de donner un signal acoustique en dépendance de la dilatation dudit fluide, ou même pourra- t-on prévoir un signal optique commandé électriquement.
Dans le générateur suivant la variante représentée par la fig. 10, la boîte S" n'est pas susceptible d'inspections internes. Dans ce cas, le disque T' est solidaire .du r6chauf- feur auquel il est soudé en U". La démonta- bilité de la chaudière est assurée par la bride V", et le tube recourbé Z' est soudé au tube collecteur 3'. Dans la variante représentée par les fig. 11. et 12, la chaudière est chauffée. du dehors.
Elle est enveloppée par une chemise 4 avec, entre les deux, un interstice 5 pour les gaz d'échappement, qui entrent en bas en un point intermédiaire 6 et sortent par les extré mités 7 et 8; on pourrait aussi faire entrer les gaz par une extrémité et sortir par l'autre. Il sera convenable de faire que la majeure par tie des gaz lèche la partie inférieure de la chaudière et que seulement une portion limi tée circule dans la partie supérieure qui cor respond à la chambre de vapeur de 1a chau dière, de façon à empêcher seulement que cette chambre se refroidisse. Dans ce but, à mi-hauteur environ de la .chaudière, ledit in terstice est -divisé en deux par une paroi ho rizontale prévue le long de la chaudière.
Cette parai 9 sera percée -de trous pour mettre en communication entre elles la partie inférieure et la partie supérieure de l'interstice.
Dans la partie inférieure -de l'interstice sont disposés longitudinalement les ailettes métalliques percées de trous 10, afin de sous traire aux gaz d'échappement le plus -de cha leur possible. Chaque ailette est pliée à angle droit et soudée à la paroi par ledit pli. Dans l'exemple selon les fig. 13 et 14, la chaudière A<B>\</B> a la forme -d'un cylindre verti cal. La partie supérieure de la chaudière est plus large que la partie inférieure, afin de faciliter le dégagement ,de la vapeur. L'épais seur -de la partie inférieure est relativement faible, afin -de favoriser la transmission de la chaleur, tandis que dans la partie supérieure elle est plus grande. Sur la partie inférieure sont soudées extérieurement un grand nombre d'ailettes 10"'.
La chaudière est enveloppée par un récipient réchauffeur 4"' parcouru par les gaz d'échappement qui entrent par le bas en 6"' et sortent par le haut en 7"' pour passer dans le tube -de décharge 0"'. Le bou chon supérieur 11 sert pour les inspections in ternes de la chaudière et pour la désincruster. La partie supérieure (dépourvue d'ailettes) est de moindre diamètre que le réchauffeur, -de façon à laisser un interstice annulaire 5"' par lequel passent les gaz d'échappement avant de sortir par 7"'.
Comme .d'habitude, l'appareil est 'muni d'un robinet de vidange G<B><I>\</I></B> et -d'une cuve -à niveau constant E com muniquant en G' <I>et</I> H' avec la partie infé rieure de la chaudière et avec la chambre de vapeur respectivement.
Les fig. 15, 16, 17 montrent enfin une va riante du dispositif mélangeur, laquelle offre l'avantage d'éviter les jeux qui se forment avec l'usage. Cette variante diffère de la forme représentée par la fig. 8 seulement par le fait que l'aiguille<I>Ad</I> et la vanne Ae sont connectées directement entre elles afin qu'elles puissent se déplacer simultanément. La vanne glisse sur un plan métallique dans lequel est percée une fenêtre rectangulaire 132 qui constitue l'entrée du tube d'aspiration et dont le petit côté est égal à la course de la vanne.
La vanne présente une ouverture Af de forme spéciale établie, comme il a déjà été dit, empiriquement avec des essais effectués sur un mélangeur type et avec la vanne ayant initialement une petite ouverture que l'on élargit et façonne successivement en relation aux essais de puissance effectués avec un mo teur type. Chaque type de chaudière doit être proté gée contre les dispersions -de chaleur moyen nant une épaisse couche d'isolant thermique (laine de verre, amiante, etc.), recouverte par une mince tôle.
Dans le but principal d'abréger la période initiale avec fonctionnement à essence, le tube collecteur de ,décharge .3, 3', de même que le raccord Z pourront être munis -d'un revête ment interne constitué par un ou plusieurs tubes coaxiaux d'acier inoxydable de faible épaisseur.
Pour éviter le phénomène -de la détona tion (battements du moteur) et aussi dans le but d'augmenter le rendement thermique, on peut ajouter au mélange explosif une -cer taine quantité de gaz d'échappement, cette quantité étant réglable à volonté moyennant un papillon.
L'étanchéité entre les brides -des tuyau tages de décharge est assurée par des garni tures qui remplacent avantabeusement les garnitures déjà connues en cuivre-amiante, les garnitures en question consistant en une série de minces feuilles de tôle @de fer dont la forme correspond à celle -de la bride.
On peut, en opérant selon le procédé .de l'invention, obtenir un mélange -à basse tem pérature; fournissant une puissance très -éle vée, sans battements .du moteur et allumages spontanés, sans qu'il y ait besoin .d'abaisser le rapport de compression, et ne laissant pas de dépôts charbonneux dans le moteur, parce que le combustible entre à l'état -de brouillard. L'échauffement des soupapes d'échappement peut être fort -diminué, et le rendement thër- mique .élevé, grâce à une combustion com plète au moment -de l'allumage, d'où absence de fumée et .d'exhalations dans l'échappe ment.
Enfin, l'huile lubrifiante n'est pas diluée, à. cause .de la stabilité conférée au brouillard.
Process for supplying an "air-fuel" explosive mixture to internal combustion engines with spark ignition, and apparatus for carrying out this process. The present invention relates to a process for supplying an “air-fuel” explosive mixture to internal combustion engines with spark ignition, as well as to an apparatus for carrying out this process.
The object of the invention is to allow better use of relatively heavy hydrocarbons (naphtha, fuel oil, residues: from the distillation of natural oils, oils, etc.) as fuel in internal combustion engines.
According to the process according to the invention, the liquid fuel is boiled by means of the heat of the engine exhaust gases, in a container communicating with the atmosphere, so that the ex vapors pulsate the air from said container. but are subjected to atmospheric pressure, a stream of vapor caused by the aspiration of the engine is struck by a jet of cold air, sucked in the same way by the engine, in proportions suitable for giving complete combustion, of such that the encounter with the vapor gives rise to the formation of a homogeneous explosive mist,
almost cold and, stable, using for this purpose a mixer having at least. two valves interconnected for their control, for steam and air respectively, and of which that for air is located before the other on the air path. The fog obtained therefore has the property of not wetting the pipes, even when cold, that it runs through.
The apparatus for carrying out this method comprises a fuel vapor generator, combined with -means for bringing therein, for heating, the: engine exhaust gases with means for maintaining constant the level -of the liquid in the generator, with means for making the generator communicate with the atmosphere in order to establish in the latter a pressure equal to atmospheric pressure while excluding the entry of air into the generator, and to condense the excess . of vapor formed by returning it to the generator in the liquid state,
and with, means for mixing between them cold air and steam by impinging a stream of steam caused by the suction of the engine by a jet of air sucked in the same way by the engine, the latter means comprising at least two valves, respectively for steam. and air, connected together for their control and of which that for air is located before the other on the air barrier. The accompanying drawings represent, by way of example .only, one embodiment of the apparatus as well as several variants, of certain -parts.
Fig. 1 shows, in elevation, the whole of the apparatus applied to. an engine for a vehicle; Fig. 2: shows the boiler type generator with: tubular heater, constant level tank, drain cock for concentrated naphtha; this figure shows the tubular bundle partially taken out of the boiler; Fig. 3: show the tubular heater separately; Fig. 4 is an end view of the device shown in FIG. 2;
Fig. 5 shows separately the connection of the exhaust gas discharge pipe exiting the generator; Fig. 6 shows in longitudinal section the condenser which serves to condense the excess vapors; Fig. 7 shows said capacitor in cross section through the middle; Fig. 8 shows separately the device which is used for. mix steam with air; Fig. 9 shows separately, in vertical section, the tank at constant level;
Fig. 10 shows, in partial longitudinal section, a first variant; Figs. 11 and 12 show in longitudinal section, respectively transverse, another variant; Fig. 13 shows, in vertical cross section, yet another variant; Fig. 14 shows a detail of the variant shown in FIGS. 12 and 13;
Fig. 5 shows a variant of the mixer or device which serves to mix air and steam; The = fig. 16 and 17 show separately, in front view, respectively from above, a detail of the valve device of the mixer.
Referring to Figs. 1 to 9, A is the boiler, Z the exhaust gas supply pipe: from the engine, W the exhaust gas outlet pipe, D the condenser for excess steam, E the constant level tank, B the device used to mix the steam with the air.
In fig. 1, the device is shown in its application to an engine for a vehicle, the vehicle being indicated by 1, while its hood is indicated by 2. In the hood 2 is pierced a window Dz for the entry of cold air; to this window is connected a duct which corresponds to the adjustable inlet of the device B for the mixture of steam and air.
Boiler A (fig. 2 and 3) contains a tube bundle heater, this bundle can be extracted thanks to its connection by <I> H </I> flange and <I> N </I> cable gland. bottom <I> I </I> of the box <I> Q, </I> which connects the tube bundle to the front end, is removable, which allows the tubes to be cleaned internally. Said heater has a number of -de upper tubes R, the purpose of which is to superheat the steam and -d'to prevent it. condensation in the boiler.
The connection between the heater and the -col reader 3, of the exhaust gases is established by the elbow Z which is fixed to said manifold by the flanges If '.
To facilitate the operation-of welding the tubes -from the heater to the P and Q end boxes, on each end -of each tube is welded a short tube x whose thickness is somewhat greater than that of the main tube.
The portion of tube 0 integral with the box P (fig. '3 and 5) and passing through the boiler gland N, protrudes somewhat beyond the gland N and is re-attached at the end threaded W of a. pipe for the discharge of the exhaust gases, by means of another gland. This second gland, which could be of any type already known, is advantageously constituted by a divided ring cut there at an angle, in order to allow it to be narrowed.
The ring g is threaded on the pipe 0, is pushed by the threaded nut Ai, and at the same time it is requested to tighten on the pipe 0 because it meets the conical seat of the pipe <I> W. </ I> The <I> N </I> cable gland of the boiler ensures that the heater can be dismantled and at the same time does not interfere with the expansion of the heater.
The steam being released in the boiler A in! = Re through a pipe C, by suction effect of the engine, in the special carburetor (fig. 8); <B> ce </B> carburettor ensure the. formation (a mixture of air and steam always having the right proportions corresponding to the various paces and achieves the homogeneity of the mixture as well as its stability. This mixer with the special carburetor comprises a tubular body Ab connected by a nut threaded to the nozzle C of the boiler.
The steam enters the tubular body Ab through the small hole A c (fi (,. 8) controlled by the needle <I> Ad, </I> the latter being controlled by a lever <I> Al </I> connected <B> to </B> valve Ae, -so that the movements of the needle correspond to the movements of the valve and vice versa.
The Ae valve can slide in dovetail side slides and has a window which will be better illustrated later. When valve Ae is closed, the conical needle <I> Ad </I> completely closes the steam nozzle. When the valve under the action of the driver operating the accelerator pedal begins to open, the needle begins to rise, the steam begins to come out under the action of call for the -depression existing in the suction tube, while the air enters through its own duct and collides laterally with the steam jet.
The shape of the window provided in the valve varies according to the shape of the needle and is determined experimentally. The air sucked in, before colliding with the steam jet, is conveyed in a short and relatively narrow Ag tube, in which a fixed helical vane or baffle Ah is provided, serving to impart to the air. a swirling movement which promotes the homogeneity of the mixture.
The stability of the mixture is due to this particular accelerator mechanism: needle valve for the pressure and valve for the air, connected together so as to avoid the inconvenience of the throttle valve of the usual carburettors, which, being beyond the point. -mixing, produces a pressure drop causing destruction -du fog since said valve constitutes a partition between two pipes at different pressures.
The excess steam passes through condenser D to be returned to the boiler. In the form shown (fig. 6 and 7), the capacitor comprises two tubes P1 and <B> 0 '</B> nested one inside the other and slightly eccentric, _. So that the gap between both are wider at the bottom. Inside the internal tube Pl circulates the cooling water for the engine. The condenser is connected to the boiler by a vertical tube Q ', short and wide, fixed to the boiler by a threaded connection.
The excess steam enters the above interstice and drives the air out of it through openings Rl; .two pipes leave from these openings and will meet in a single pipe Sl which opens out at a point relatively distant from the engine. A communication with the atmosphere is thus obtained, which prevents the formation, in the boiler, of a pressure greater than the atmospheric pressure, as is necessary to ensure the constancy of the proportions between air and steam. The two aforementioned pipes R'1, where they meet, are pierced -de two small holes Ul. Whose purpose is to prevent a siphon action from occurring.
The water is circulated in the inner tube P 'by means of the small section pipe V 1 which takes water at the outlet of the engine and before its entry: in the radiator, that is to say the outlet water is made in the tube Z '. integral with the body of the motor 1. This diversion of the refrigeration water is advantageous to prevent the vibrations of the motor relative to the radiator from propagating to the connection pipes. with the capacitor, which would be harmful.
These connecting pipes are interrupted and the connection is made using two sleeves Ii 'of rubberized fabric (fig. 1). The circulation -of water in the condenser is active, -because the pipe V 'opening into the tube Zi is bent there in the opposite direction to the flow of the water, while the outlet pipe is bent in the direction of the water current.
The condenser acts only on the excess steam, since when the production of steam is barely sufficient to supply the motor, the interstice of the condenser and the tube Q 'are occupied by the atmospheric air which enters it through the opening y @ of the tube Sl.
A special constant-level vessel E (fig. 9) is intended to keep the fuel in the boiler at a constant level, ie up to mid-height.
Tank E has no communication with the external air, but at the bottom it is in communication in G 'with the lower part of the boiler and at the top it is in communication in H' with the upper part - of the boiler, i.e. with the steam chamber, so that the pressure of the steam above the liquid fuel in the boiler is the same that exists in the tank E.
The float I 'contained in the tank E, by its movement. vertical, opens or closes a valve L, 1 through which the naphtha coming from the reservoir enters the tank.
This valve is screwed into the bottom M '. Of the tank, and located at a level lower than the communication G', in order to allow the formation of a layer of stagnant liquid at low temperature; thus, the heating of the valve and of the gasket applied to the bottom N ′ giving flange is avoided. The plug -of the tap is extended by an upper cage N 'for sight of thin holes for the outlet -du liquid; the cage contains a ball which is free to rise to let in the liquid, but which prevents the return of the liquid.
This prevents the exit -de hot liquid in the event of accidental rupture of the piping which brings the naphtha to the tank.
In the bottom of the boiler A is provided a drain cock G which serves to discharge from time to time (every three or four hours of operation), the concentrated naphtha. The exhaust gas manifold 3 is fitted with a diverter F which serves to regulate the quantity of heat passing through the boiler heater. In the form shown (fig. 1), the diverter consists of a butterfly inserted in the discharge pipe AO which represents an extension of the reader neck 3.
If the throttle is closed, all the exhaust gas passes through the boiler heater; if the throttle is opened, the exhaust gas comes out through the AO pipe and only slightly heats the boiler. Eventually, another butterfly could be placed on the pipe which leaves the boiler and connects the two butterflies to each other, these being offset by a quarter of a turn with respect to one another so that when one is open the other is closed and vice versa. The throttle is operated by the driver by means of a lever attached to the end of a rod attached to the throttle rod by an ADT joint.
If the throttle is left closed after the naphtha has reached its boiling temperature and the engine is running under a certain load, boiling becomes. tumultuous and part of the liquid comes out through the tube S 'of the condenser.
In a variant (not shown) -of the -diverter or butterfly, the butterfly can be controlled automatically if around the vertical tube Ql of the condenser, -on has a metal jacket and in the gap between -this tube and the jacket, we places a fluid susceptible to expansion by the temperature of the tube Qi which, in turn, is heated by the excess vapor. The expandable fluid can act on an elastic metallic membrane, which in turn can act on the diverter or butterfly F either directly or indirectly by means of a vacuum servo control.
In addition, means capable of giving an acoustic signal depending on the expansion of said fluid can be provided, or even an electrically controlled optical signal can be provided.
In the generator according to the variant shown in FIG. 10, the box S "is not susceptible to internal inspections. In this case, the disk T 'is integral with the heater to which it is welded in a U". The dismantling of the boiler is ensured by the flange V ", and the curved tube Z 'is welded to the collecting tube 3'. In the variant shown in Figures 11 and 12, the boiler is heated from the outside.
It is enveloped by a jacket 4 with, between the two, an interstice 5 for the exhaust gases, which enter at the bottom at an intermediate point 6 and exit through the ends 7 and 8; we could also make the gases enter at one end and exit at the other. It will be convenient to make the major part of the gases lick the lower part of the boiler and that only a limited part circulate in the upper part which corresponds to the steam chamber of the boiler, so as to prevent only this room cools down. For this purpose, approximately halfway up the boiler, said gap is -divided into two by a horizontal wall provided along the boiler.
This parai 9 will be pierced with holes to put the lower part and the upper part of the gap in communication with one another.
In the lower part of the interstice are arranged longitudinally the metal fins pierced with holes 10, in order to subtract the exhaust gas as much as possible. Each fin is bent at right angles and welded to the wall by said fold. In the example according to fig. 13 and 14, the boiler A <B> \ </B> has the form of a vertical cylinder. The upper part of the boiler is wider than the lower part, in order to facilitate the release of the steam. The thickness of the lower part is relatively thin, in order to promote the transmission of heat, while in the upper part it is larger. A large number of 10 "'fins are welded to the lower part on the outside.
The boiler is surrounded by a heating receptacle 4 "'through which the exhaust gases enter from the bottom at 6"' and exit at the top at 7 "'to pass through the 0"' discharge tube. The upper plug 11 is used for internal inspections of the boiler and for cleaning it. The upper part (without fins) has a smaller diameter than the heater, -so as to leave an annular gap 5 "'through which the exhaust gases pass before leaving through 7"'.
As usual, the appliance is fitted with a drain valve G <B> <I> \ </I> </B> and -a constant-level tank E communicating in G ' <I> and </I> H 'with the lower part of the boiler and with the steam chamber respectively.
Figs. 15, 16, 17 finally show a variant of the mixing device, which offers the advantage of avoiding the games which form with use. This variant differs from the form shown in FIG. 8 only by the fact that the needle <I> Ad </I> and the valve Ae are connected directly to each other so that they can move simultaneously. The valve slides on a metal plane in which is pierced a rectangular window 132 which constitutes the inlet of the suction tube and whose short side is equal to the stroke of the valve.
The valve has a specially shaped opening Af established, as has already been said, empirically with tests carried out on a typical mixer and with the valve initially having a small opening which is successively enlarged and shaped in relation to the power tests. carried out with a typical engine. Each type of boiler must be protected against dispersions of heat by means of a thick layer of thermal insulation (glass wool, asbestos, etc.), covered by a thin sheet.
With the main aim of shortening the initial period with gasoline operation, the collector tube, discharge .3, 3 ', as well as the Z connection may be provided with an internal coating consisting of one or more coaxial tubes. thin stainless steel.
To avoid the phenomenon of detonation (beating of the engine) and also with the aim of increasing the thermal efficiency, a certain quantity of exhaust gas can be added to the explosive mixture, this quantity being adjustable at will by means of a butterfly.
The tightness between the flanges of the discharge pipes is ensured by gaskets which advantageously replace the already known gaskets made of copper-asbestos, the gaskets in question consisting of a series of thin sheets of iron plate of corresponding shape. to that of the flange.
It is possible, by operating according to the method of the invention, to obtain a mixture at low temperature; providing very high power, without engine flapping and spontaneous ignition, without the need to lower the compression ratio, and leaving no carbonaceous deposits in the engine, because fuel enters at the fog state. The heating of the exhaust valves can be greatly reduced, and the thermal efficiency. High, thanks to a complete combustion at the time of ignition, hence the absence of smoke and exhalations in the gas. 'escape.
Finally, the lubricating oil is not diluted, to. cause of the stability conferred on the fog.