Générateur d'aérosol La présente invention a pour objet un généra teur d'aérosol utilisable par exemple pour des moteurs diesel, où d'énormes quantités d'aérosol sont requises.
Le générateur d'aérosol suivant l'invention com porte une ouverture d'admission reliée à une source de gaz sous pression, ouverture d'admission reliée à une source de liquide et des moyens pour former avec le gaz sous pression un aérosol de liquide, ce générateur étant caractérisé en ce qu'il est agencé pour entraîner du gaz qui n'est pas sous pression dans ledit aérosol afin de former un mélange de l'aérosol et du gaz qui n'est pas sous pression.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation partielle de la première forme d'exécution du générateur d'aéro sol.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en élévation latérale, par tiellement en coupe, de la seconde forme d'exécu tion du générateur d'aérosol.
La fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue à grande échelle d'un détail de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue de détail suivant la ligne 6-6 de la fig. 3.
La fig. 7 est une vue en coupe, à grande échelle, représentant l'un des six ajutages d'aérosol repré sentés à la fig. 3.
La fig. 8 est une vue schématique représentant la seconde forme d'exécution, telle qu'utilisée dans une installation de moteur diesel.
La fig. 9 est une vue suivant la ligne 9-9 de la fig. 8. D'après les fig. 1 et 2, l'on y a représenté un générateur d'aérosol monté dans un corps ou réci pient 2, ce dernier constituant un réservoir 3 pour un agent de graissage liquide L.
Les moyens géné rateurs 1 comprennent une partie cylindrique 4 communiquant, par une bride 5, avec une partie cylindrique de diamètre réduit 6 qui se termine à son tour à une extrémité par une partie annulaire élargie 7 et à partir de celle-ci s'étend un autre organe cylindrique 8. Le corps 2 comprend un sup port creux circulaire 9 avec des bagues de joint S et des moyens de fixation 10 de la partie annu laire 7.
Le corps 2 offre une chambre de décanta tion 12 et a une longueur suffisante pour permettre à toutes les particules plus lourdes d'huile pulvé risées de se séparer par décantation de l'aérosol véri table et de revenir à la source L. L'espace 12 com munique avec un orifice de sortie approprié (non représenté) relié à un système' de distribution des tiné à transporter l'aérosol formé vers le point ou l'endroit d'utilisation. Le corps 2 est muni d'un pas sage d'alimentation en air 13 qui, à une extrémité, communique avec un tube ou tuyau d'alimentation en air comprimé 14 et un tube d'alimentation en lubrifiant liquide 15. Bien entendu, les moyens d'alimentation en air comprimé pourraient faire partie du groupe 1.
La partie cylindrique .8 est creuse afin de cons tituer un passage d'admission d'air libre 17 com muniquant avec plusieurs passages d'alimentation en air libre 18 qui, à leur tour, communiquent avec une chambre d'aspiration d'air libre 19 disposée essentiellement à l'intérieur de la partie cylindri que 6. Une série de passages sont pratiqués pour recevoir les divers éléments et constituer les cham bres à liquide ou à air nécessaires. Ces passages dans les parties cylindriques 4 et 6 sont représen- tés en 20, 21 (celui-ci constituant la chambre 19), 22, 23 et 24.
Dans le passage 24 est disposé un tube d'ajutage à liquide 25 portant à son extrémité extérieure un bout conique 6, le tube 25 ayant un passage 27 qui communique avec le passage 28 et ce dernier à son tour communique avec une cham bre annulaire 29 qui se trouve en communication, d'une façon permettant le passage d'un liquide, avec le tube 15. Dans le passage 22 est ajusté à force un tube de Venturi 31 pour ajutage à haute pression comportant une section conique conver gente 32 prévue pour correspondre au bout coni que 26, mais offrant un passage convergent annu laire 33 entre ces éléments. Le tube de Venturi 31 comprend un passage divergent 34 qui s'étend prin cipalement à l'intérieur du passage 21.
L'extérieur de la partie cylindrique 6 est muni de cloisons P entourant les joints annulaires S afin de séparer la chambre 29, que traverse le lubrifiant liquide, de la chambre annulaire 35. Tout air se trouvant à l'intérieur de l'espace ou de la chambre 35 traver sera le passage 36 qui communique avec l'espace annulaire 37 formé par le passage 23 et le tube 25 et parviendra ensuite à l'étranglement de Venturi 34, à travers le passage rétréci 32.
Une bague à ouverture conique 47 pour l'air secondaire est prévue et supportée comme repré sentée, essentiellement à l'intérieur du passage 20. A une extrémité, la bague 47 présente une admis sion convergente 48 qui communique avec la cham bre 19 et l'étranglement 34 et cette chambre forme l'étranglement d'un Venturi qui communique avec des passages divergents étagés 38, 39 et 40. La sec tion 39 possède une paroi divergente 41 et une paroi cylindrique 42 avec laquelle communiquent quatre ajutages à air d'interception 43 (dont trois seulement sont visibles à la fig. 2).
Les ajutages 43 sont situés dans un plan commun et espacés de 900 et com muniquent avec une chambre annulaire 44 formée entre la partie cylindrique 4 et la bague 47 et ils sont agencés de façon à diriger l'air les traversant pratiquement perpendiculairement à l'écoulement de l'aérosol provenant de l'étranglement 34. La chambre 44 communique, à travers plusieurs pas sages 35 et 46 avec l'espace annulaire 35.
En fonc tionnement, de l'air sous pression pénètre dans le tube 14 et parvient, à travers la lumière 13, dans la chambre 35 et de celle-ci dans les passages 36 et 37 et dans la zone conique rétrécie 32 d'où il est admis dans l'étranglement 34 de la bague pour faire fonctionner le Venturi. Cette vitesse élevée de l'air traversant le bout du tube d'ajutage 25 engen dre un vide partiel et amène le lubrifiant liquide à être aspiré par le tube 15 dans le passage 28 et à sortir de l'extrémité du tube 27, ce qui permet la pulvérisation et son mélange dans l'étranglement 34 avec l'air sous pression sortant de la zone rétrécie 32.
Ce mélange d'air sous pression et de liquide forme un aérosol qui se déplace rapidement en descendant dans l'étranglement 34 et pénètre dans le Venturi élargi 47, où il entraîne de l'air libre ou qui n'est pas sous pression provenant de la chambre 19 à travers l'étranglement 48. Cette action suivant le principe de Venturi engendre un vide partiel dans la chambre 19 et a ainsi pour conséquence le dépla cement de l'air libre de la chambre 17 à travers les nombreux passages 18, de façon à remplacer celui qui est prélevé de façon continue dans le courant principal d'aérosol provenant de la chambre 19.
Ce mélange d'air libre, d'air comprimé et de liquide descend alors le Venturi 47 formé par les sections 38, 39 et 40, jusqu'à ce qu'il soit intercepté dans le passage 39 par les ajutages à air transver saux 43 auxquels de l'air sous pression est fourni.
Ceci amène le courant principal d'aérosol à être complètement brisé et mélangé intimement avec l'air libre qui n'est pas sous pression et qui a été entraîné à la périphérie du courant central d'aéro sol, en formant ainsi ce qui peut être dénommé un aérosol combiné avec l'air libre saturé de particules lubrifiantes et transportant sa pleine part de celles- ci. Finalement, le mélange est éjecté dans la cham bre de décantation 12 où les particules plus lourdes de lubrifiant sont séparées par précipitation et reviennent à l'alimentation en liquide L,
tandis que l'aérosol combiné composé de particules de dimen sion de l'ordre du micron, finement divisées, de lubrifiant est envoyé à travers les moyens de sortie vers le point d'utilisation. Avec le générateur décrit toutes les particules d'aérosol peuvent avoir une dimension inférieure à 2 microns, en utilisant des ajutages 43 appropriés.
Le générateur peut être conçu de façon à intro duire l'aérosol dans un milieu soumis à une légère pression, par exemple de trente grammes par cen timètre carré et à assurer également la circulation du liquide. La quantité d'air libre entraînée dans le jet pulvérisé formé d'air comprimé et de liquide peut atteindre au moins cinq fois le volume d'air sous pression utilisé, ce qui a pour résultat une éco nomie de l'air sous pression et l'air libre, grâce au mélange intime total créé par les ajutages d'inter ceptions transversaux 43, fournira autant d'aéro sol véritable que l'air sous pression.
La simple addi tion de l'air libre seul sans les ajutages à projection transversale peut avoir pour résultat une amélio ration du rendement par rapport aux générateurs d'aérosol connus, mais le mélange intime par les ajutages 43 procure une amélioration encore plus grande.
La construction représentée aux fig. 3 à 9, inclu sivement, sera décrite en se référant à son appli cation pour créer un aérosol servant à l'addition de carburant supplémentaire pour un moteur diesel. Ce générateur n'est pas prévu pour siphonner son propre liquide ou pour travailler contre une colonne de pression appréciable, mais au contraire il est conçu pour provoquer une circulation d'air libre à travers le bloc, avec un minimum d'air sous pres sion.
Par conséquent, les sections Venturi qui aspi- reraient le liquide à travers les ajutages ou crée raient des pressions positives, comme on pourrait en avoir besoin pour un but de graissage, ne sont pas utilisées. Au contraire, l'on a conçu un bloc ouvert et libre pour permettre une circulation maxi mum d'air libre.
Les fig. 8 et 9 représentent schématiquement une installation typique de moteur diesel comportant un conduit d'alimentation en air 50 qui amène de l'air, qui n'est pas sous pression ou sous une légère pres sion, à partir d'un turbocompresseur ou d'un ven tilateur récupérateur, dans une boîte de distribu tion d'air 51 d'où cet air est réparti dans les divers cylindres du moteur par des orifices de sortie 52. Trois générateurs d'aérosol 53 sont supportés à l'intérieur de la zone 54 séparant la boîte 51 et le conduit 50 et ces générateurs sont disposés dans un même plan avec un espacement d'environ 120o. L'intérieur de la boîte 51 constitue un espace de décantation 55 dans lequel l'aérosol est dirigé par les générateurs 53.
Une alimentation 56 en air com primé fournit de l'air sous pression, par l'intermé diaire d'une conduite à air 57 et d'un régulateur de pression classique 58,à chacun des générateurs 53. Un réservoir à carburant principal ou auxiliaire 59 contient un carburant liquide 60 et une conduite 61 communique avec un filtre F et une pompe classi que 62 afin d'envoyer du carburant liquide, par l'intermédiaire d'une conduite 63, aux générateurs 53.
Les tubes d'alimentation en air 57 et les tubes d'alimentation en liquide 63 servent en fait à sup porter les générateurs 53 dans l'espace 54, de la façon représentée. A partir de la partie inférieure de la chambre 55 s'étend une ' conduite d'évacua tion 64 qui sert à ramener tout carburant liquide à la source 60 et il est désirable qu'il y ait une série d'écrans 65 disposés comme représenté à la fig. 8, afin d'empêcher les particules les plus lourdes d'aérosol provenant des générateurs 53 d'être envoyées dans les orifices de sortie 52 de la boîte 51.
Comme représenté aux fig. 3 à 7, chaque généra teur 53 comprend une enveloppe creuse cylindri que 70 que traverse diamétralement le tube à air 57, qui est fermé en 71. Le tube 57 et le tube d'alimen tation en liquide 63, fermé en 72, supportent un assemblage d'ajutage à liquide 73 sous la forme d'un organe annulaire ou en forme de bagne. L'assem blage 73 comprend un anneau d'ajutage 75, un anneau d'écartement 76 et un anneau dorsal 77 qui sont de forme annulaire et correspondent afin de s'engager mutuellement et, dans la construction repré sentée, il existe six organes d'ajutages primaires iden tiques.
L'un de ceux-ci est représenté à la fig. 7, dans laquelle la bague d'écartement 76 comporte des faces tournées à double étagement qui s'adaptent dans des rainures ou ouvertures tournées 78 et 79, respec tivement de l'anneau d'appendice 75 et de l'anneau dorsal 77. L'anneau dorsal 77 communique avec la conduite d'air 57 par l'intermédiaire d'un passage étagé 80, ce dernier communiquant à son tour avec le passage 79.
L'on remarquera également que le passage 78 de l'anneau d'appendice 75 converge en 81 en un passage cylindrique ou ouverture d'aju- tage 82 et que la surface extérieure de l'appendice 75 converge afin de constituer un bout de forme conique 84. Pratiquement au centre de la bague d'écartement 76 se trouve un passage 84 communi- quant avec le passage 79 et, à son tour, avec un passage élargi 85 qui supporte un tube à air 86 qui s'étend jusqu'au voisinage immédiat du bout 83.
Comme représenté à la fig. 4, chaque assemblage de générateur 73 comprend six de ces tubes 86 avec des passages à air 87 et des ouvertures d'ajutage 82 espacées angulairement d'environ 600. Le passage 82 communique avec le passage 87 et également avec le tube à liquide 63, par l'intermédiaire des passages 78 et 81 en formant ainsi un canal de distribution de liquide pour la projection de jets de liquide à partir de l'ajutage 83.
En se référant aux fig. 3 et 4, l'on remarquera que le tube d'alimentation en air 57 est connecté, pratiquement concentriquement à l'intérieur de l'enve loppe 70,à un raccord 90 qui supporte un tube d'alimentation 91 pour un jet d'air transversal, avec un passage 92 qui communique avec le passage 57 par une ouverture 93.A l'autre extrémité du tube 91 se trouve un croisillon de raccord 94 pour la distri bution de l'air à une série de tubes d'ajutage à air 95 qui sont au nombre de six avec un espacement de 601,
dans un même plan et qui sont disposés de façon à diriger tout air sous pression s'en échappant perpendiculairement à tout aérosol sortant de l'assem blage 73.
A l'extérieur de l'enveloppe 70 et pratiquement au centre de celle-ci, se trouve un raccord annulaire d'alimentation en air sous pression 100 formant, avec l'extérieur de l'enveloppe 70 à laquelle il est fixé, un passage annulaire 101 qui, comme indiqué clai rement aux fig. 4 et 5, peut être alimenté avec de l'air sous pression pénétrant dans le tube 102 qui est raccordé à la conduite à air 57 (fig. 8 et 9).
Un autre groupe de tubes 103 pour des jets d'air trans versaux est disposé à l'intérieur de l'enveloppe 70 et ces tubes sont supportés à partir de la paroi interne de celle-ci avec une disposition axiale dans un plan commun par rapport aux tubes d'ajutage 95. Chaque jeu de tubes 103 est agencé avec un espace ment angulaire uniforme, de 600.
Chacun de ces tubes 103 communique avec l'espace 101 et les bouts des tubes 103 sont de préférence espacés d'une dis tance égale par rapport au centre de l'axe d'écoule ment à partir de l'appendice 75, la distance approxi mative étant d'environ 2/s de l'écartement latéral des tubes 103 par rapport à la face des orifices 82. L'on remarquera ainsi, en se référant à la fig. 4, qu'autour de chaque aérosol éjecté d'une ouverture 82 se trouveront au moins trois tubes de jets transversaux, désignés par les références A, B et C à la fig. 4, chacun de ces tubes étant espacé de 120o par rapport à ses voisins.
En fonctionnement, une quantité appropriée d'air sous pression est fournie à chacun des dispositifs générateurs 53, par l'intermédiaire de la conduite 57 et, à son tour, du liquide est fourni par l'intermédiaire de la conduite 63. Normalement, la pression de l'air dans la conduite 57 sera comprise entre 1,41 et 11,2 kg/cm', la pression utilisée déterminant la quantité d'aérosol engendrée.
La pression de l'alimen tation en liquide ne doit être que de 0,07 kg/cm2 ou ce qui est juste suffisant pour maintenir le débit et bien qu'il puisse y avoir un léger effet de siphon- nage, il est tellement faible qu'on peut le négliger. L'air sortant de chaque tube 86, lorsqu'il vient en contact avec le carburant liquide dans le passage 82, provoque l'éjection d'un aérosol à partir de l'anneau d'appendice 75, par les six ouvertures 82.
Chaque courant ou nuage d'aérosol mélangé de liquide et d'air est dirigé suivant l'axe de l'enveloppe 70 vers la chambre 55 et aspire à partir de chaque enve loppe 70 et de la conduite 50 une forte quantité d'air libre ou qui n'est pas sous pression, cet air étant mélangé intimement et saturé lorsque le mélange des trois constituants traverse les jets transversaux 95 et 103 (l'écran d'air d'interception pour chaque cou rant provenant d'une ouverture 82) ou, en d'autres mots, un mélange mutuel violent et total se produit en cet endroit pour saturer complètement tout l'air jusqu'à sa capacité maximum et former un aérosol combiné de carburant liquide, d'air qui n'est pas sous pression et d'air sous pression.
Le volume d'air libre aspiré peut être vingt fois ou plus celui de l'alimenta tion en air comprimé utilisée, ce qui améliore l'effi cacité dans un rapport de vingt fois ou plus. Ce mélange d'aérosol combiné, qui peut être constitué essentiellement par des particules de la dimension du micron et qui exige une faible proportion d'air sous haute pression ou de puissance de compression d'air, est envoyé dans la boîte à air 51 où toutes les parti cules plus lourdes du liquide sont précipitées ou sont séparées de façon à revenir sous forme de liquide au réservoir à carburant principal,
par l'intermédiaire du canal d'évacuation 64 et l'aérosol combiné est fourni à l'orifice d'entrée du moteur par les lumiè res 52. Le volume ou la quantité d'aérosol désirée peut être aisément commandée par le régulateur 58.
Le générateur représenté aux fig. 3 et 4 peut être réalisé sous de nombreuses configurations différentes et avec divers nombres de jets 82, suivant le débit nécessaire, mais il y en aura de préférence trois ou plus. De préférence également, chaque jet trans versal 95 et 103 aura une surface de passage ou une capacité de débit de 5/8 à 3/4 de celle de chaque jet de projection 82. Ceci procure une énergie suffisante pour briser et mélanger l'aérosol primitif avec l'air libre, de façon intime, sans perturber le débit d'air libre dans une mesure appréciable quelconque.
Il est également préférable que les jets transversaux soient situés et dirigés perpendiculairement à l'axe d'écoule ment à partir des ouvertures 82, étant donné qu'une inclinaison dans le sens de l'écoulement diminue l'efficacité de ces jets ou ajutages 95 et 103.
Il convient également de remarquer que l'air libre aspiré contribue à empêcher la reclassification des particules pulvérisées du liquide. La paroi intérieure de la section du Venturi 47 (fig. 1) et la paroi interne de l'enveloppe 70 (fig. 3) offrent des surfaces solides ou massives, mais l'air libre aspiré tend à constituer des parties de recouvrement de courant sur ces surfaces, en réduisant ainsi les chances d'une reclassification sur celles-ci.
Aerosol generator The present invention relates to an aerosol generator usable for example for diesel engines, where huge amounts of aerosol are required.
The aerosol generator according to the invention comprises an inlet opening connected to a source of pressurized gas, an inlet opening connected to a source of liquid and means for forming with the pressurized gas an aerosol of liquid, this generator being characterized in that it is arranged to entrain gas which is not under pressure in said aerosol in order to form a mixture of the aerosol and the gas which is not under pressure.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention. Fig. 1 is a partial elevational view of the first embodiment of the aero ground generator.
Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a side elevational view, partially in section, of the second embodiment of the aerosol generator.
Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3.
Fig. 5 is an enlarged view of a detail of FIG. 4.
Fig. 6 is a detail view taken along line 6-6 of FIG. 3.
Fig. 7 is a sectional view, on a large scale, showing one of the six aerosol nozzles shown in FIG. 3.
Fig. 8 is a schematic view showing the second embodiment, as used in a diesel engine installation.
Fig. 9 is a view taken along line 9-9 of FIG. 8. According to fig. 1 and 2, there is shown an aerosol generator mounted in a body or container 2, the latter constituting a reservoir 3 for a liquid lubricant L.
The generating means 1 comprise a cylindrical part 4 communicating, by a flange 5, with a cylindrical part of reduced diameter 6 which in turn terminates at one end by an enlarged annular part 7 and from the latter extends another cylindrical member 8. The body 2 comprises a circular hollow support 9 with sealing rings S and fixing means 10 for the annular part 7.
The body 2 offers a settling chamber 12 and is of sufficient length to allow all the heavier particles of pulverized oil to separate by settling from the actual aerosol and return to the source L. The space 12 communicates with a suitable outlet (not shown) connected to a distribution system for transporting the aerosol formed to the point or place of use. The body 2 is provided with an air supply thread 13 which, at one end, communicates with a compressed air supply tube or pipe 14 and a liquid lubricant supply tube 15. Of course, the compressed air supply means could be part of group 1.
The cylindrical part .8 is hollow in order to constitute a free air intake passage 17 communicating with several free air supply passages 18 which, in turn, communicate with a free air suction chamber. 19 arranged essentially inside the cylindrical part 6. A series of passages are made to receive the various elements and constitute the necessary liquid or air chambers. These passages in the cylindrical parts 4 and 6 are shown at 20, 21 (the latter constituting the chamber 19), 22, 23 and 24.
In the passage 24 is disposed a liquid nozzle 25 having at its outer end a conical end 6, the tube 25 having a passage 27 which communicates with the passage 28 and the latter in turn communicates with an annular chamber 29. which is in communication, in a manner allowing the passage of a liquid, with the tube 15. In the passage 22 is forcibly fitted a Venturi tube 31 for high pressure nozzle having a converging conical section 32 provided for correspond to the coni end that 26, but offering a converging annu lar passage 33 between these elements. The Venturi tube 31 includes a divergent passage 34 which extends mainly inside the passage 21.
The exterior of the cylindrical part 6 is provided with partitions P surrounding the annular seals S in order to separate the chamber 29, through which the liquid lubricant passes, from the annular chamber 35. Any air located inside the space or of the chamber 35 will cross the passage 36 which communicates with the annular space 37 formed by the passage 23 and the tube 25 and will then reach the Venturi throttle 34, through the narrow passage 32.
A conical opening ring 47 for the secondary air is provided and supported as shown, essentially within the passage 20. At one end, the ring 47 has a converging inlet 48 which communicates with the chamber 19 and the chamber. The constriction 34 and this chamber forms the constriction of a Venturi which communicates with divergent stepped passages 38, 39 and 40. Section 39 has a divergent wall 41 and a cylindrical wall 42 with which four air nozzles communicate. interception 43 (of which only three are visible in fig. 2).
The nozzles 43 are located in a common plane and spaced 900 apart and communicate with an annular chamber 44 formed between the cylindrical portion 4 and the ring 47 and are arranged to direct the air passing therethrough substantially perpendicular to the flow. of the aerosol coming from the constriction 34. The chamber 44 communicates, through several notches 35 and 46 with the annular space 35.
In operation, pressurized air enters the tube 14 and arrives, through the lumen 13, into the chamber 35 and from the latter into the passages 36 and 37 and into the constricted conical zone 32 from where it is obtained. is admitted into the constriction 34 of the ring to operate the Venturi. This high velocity of air passing through the end of the nozzle tube 25 creates a partial vacuum and causes the liquid lubricant to be sucked through tube 15 into passage 28 and out of the end of tube 27, which allows the spraying and its mixing in the constriction 34 with the pressurized air leaving the constricted zone 32.
This mixture of pressurized air and liquid forms an aerosol which moves rapidly downward through the constriction 34 and enters the enlarged Venturi 47, where it entrains free or unpressurized air from it. the chamber 19 through the constriction 48. This action according to the Venturi principle generates a partial vacuum in the chamber 19 and thus results in the displacement of the free air of the chamber 17 through the numerous passages 18, of so as to replace that which is continuously withdrawn from the main stream of aerosol coming from chamber 19.
This mixture of free air, compressed air and liquid then descends the Venturi 47 formed by the sections 38, 39 and 40, until it is intercepted in the passage 39 by the transverse air nozzles 43. to which pressurized air is supplied.
This causes the main aerosol stream to be completely broken up and intimately mixed with the free air which is not under pressure and which has been entrained around the periphery of the central aerosol stream, thus forming what can be. called an aerosol combined with the open air saturated with lubricating particles and carrying its full share of these. Finally, the mixture is ejected into the settling chamber 12 where the heavier particles of lubricant are separated by precipitation and return to the liquid supply L,
while the combined aerosol composed of finely divided micron sized particles of lubricant is passed through the outlet means to the point of use. With the generator described all aerosol particles can have a size of less than 2 microns, using suitable nozzles 43.
The generator can be designed so as to introduce the aerosol into a medium subjected to a slight pressure, for example thirty grams per square meter, and also to ensure the circulation of the liquid. The amount of free air entrained in the atomized jet formed of compressed air and liquid can reach at least five times the volume of pressurized air used, which results in saving the pressurized air and The free air, thanks to the total intimate mixing created by the transverse interception nozzles 43, will provide as much true aero soil as the pressurized air.
The simple addition of free air alone without the transverse projection nozzles may result in an improvement in efficiency over known aerosol generators, but the intimate mixing by the nozzles 43 provides an even greater improvement.
The construction shown in Figs. 3 to 9, inclusive, will be described with reference to its application to create an aerosol for the addition of additional fuel for a diesel engine. This generator is not intended to siphon its own liquid or to work against an appreciable pressure column, but on the contrary it is designed to cause free air circulation through the block, with a minimum of pressurized air. .
Therefore, Venturi sections which would suck liquid through nozzles or create positive pressures, as might be needed for lubricating purposes, are not used. On the contrary, an open and free unit has been designed to allow maximum free air circulation.
Figs. 8 and 9 schematically show a typical diesel engine installation comprising an air supply duct 50 which supplies air, which is not under pressure or under a slight pressure, from a turbocharger or from a compressor. a recuperative ventilator, in an air distribution box 51 from where this air is distributed in the various cylinders of the engine by outlet openings 52. Three aerosol generators 53 are supported inside the zone 54 separating the box 51 and the duct 50 and these generators are arranged in the same plane with a spacing of about 120o. The interior of the box 51 constitutes a settling space 55 into which the aerosol is directed by the generators 53.
A compressed air supply 56 supplies pressurized air, via an air line 57 and a conventional pressure regulator 58, to each of the generators 53. A main or auxiliary fuel tank 59 contains a liquid fuel 60 and a line 61 communicates with a filter F and a conventional pump 62 in order to send liquid fuel, via a line 63, to the generators 53.
The air supply tubes 57 and the liquid supply tubes 63 actually serve to support the generators 53 in the space 54, as shown. From the bottom of the chamber 55 extends a discharge line 64 which serves to return any liquid fuel to the source 60 and it is desirable that there be a series of screens 65 arranged as shown. in fig. 8, in order to prevent the heaviest aerosol particles from the generators 53 from being sent into the outlets 52 of the box 51.
As shown in fig. 3 to 7, each generator 53 comprises a hollow cylindrical casing 70 which passes diametrically through the air tube 57, which is closed at 71. The tube 57 and the liquid supply tube 63, closed at 72, support a liquid nozzle assembly 73 in the form of an annular member or in the form of a prison. The assembly 73 includes a nozzle ring 75, a spacer ring 76 and a back ring 77 which are annular in shape and correspond to engage each other and, in the construction shown, there are six dorsal members. 'identical primary nozzles.
One of these is shown in fig. 7, wherein the spacer ring 76 has double-stepped turned faces which fit into turned grooves or openings 78 and 79, respectively of the appendage ring 75 and the dorsal ring 77. L The dorsal ring 77 communicates with the air duct 57 via a stepped passage 80, the latter in turn communicating with the passage 79.
It will also be noted that the passage 78 of the appendage ring 75 converges at 81 into a cylindrical passage or fitting opening 82 and that the outer surface of the appendix 75 converges in order to form a shaped end. conical 84. Substantially in the center of the spacer ring 76 is a passage 84 communicating with the passage 79 and, in turn, with a widened passage 85 which supports an air tube 86 which extends to the end. immediate vicinity of end 83.
As shown in fig. 4, each generator assembly 73 includes six such tubes 86 with air passages 87 and nozzle openings 82 angularly spaced about 600 apart. Passage 82 communicates with passage 87 and also with liquid tube 63, through the passages 78 and 81, thus forming a liquid distribution channel for the projection of jets of liquid from the nozzle 83.
Referring to Figs. 3 and 4, it will be appreciated that the air supply tube 57 is connected, substantially concentrically inside the casing 70, to a fitting 90 which supports a supply tube 91 for a jet of air. transverse air, with a passage 92 which communicates with the passage 57 by an opening 93. At the other end of the tube 91 is a connecting cross member 94 for the distribution of air to a series of nozzle tubes to air 95 which are six in number with a spacing of 601,
in the same plane and which are arranged so as to direct any pressurized air escaping therefrom perpendicularly to any aerosol leaving the assembly 73.
On the outside of the casing 70 and substantially in the center thereof, there is an annular pressurized air supply connector 100 forming, with the outside of the casing 70 to which it is attached, a passage annular 101 which, as clearly indicated in FIGS. 4 and 5, can be supplied with pressurized air entering the tube 102 which is connected to the air line 57 (fig. 8 and 9).
Another group of tubes 103 for transverse air jets is disposed inside the casing 70 and these tubes are supported from the inner wall thereof with an axial arrangement in a common plane with respect to the casing. to the nozzle tubes 95. Each set of tubes 103 is arranged with a uniform angular space of 600.
Each of these tubes 103 communicates with the space 101 and the ends of the tubes 103 are preferably spaced at an equal distance from the center of the axis of flow from the appendix 75, the distance approxi mative being about 2 / s of the lateral spacing of the tubes 103 with respect to the face of the orifices 82. It will thus be noted, with reference to FIG. 4, that around each aerosol ejected from an opening 82 there will be at least three transverse jet tubes, designated by the references A, B and C in FIG. 4, each of these tubes being spaced 120o with respect to its neighbors.
In operation, an appropriate amount of pressurized air is supplied to each of the generating devices 53, via line 57 and, in turn, liquid is supplied via line 63. Normally, the liquid is supplied via line 63. air pressure in line 57 will be between 1.41 and 11.2 kg / cm 2, the pressure used determining the amount of aerosol generated.
The pressure of the liquid supply should only be 0.07 kg / cm2 or what is just sufficient to maintain the flow and although there may be a slight siphoning effect it is so weak that we can neglect it. The air exiting each tube 86, when it comes into contact with the liquid fuel in the passage 82, causes the ejection of an aerosol from the appendage ring 75, through the six openings 82.
Each stream or cloud of aerosol mixed with liquid and air is directed along the axis of the casing 70 towards the chamber 55 and sucks from each casing 70 and from the pipe 50 a large quantity of free air. or which is not under pressure, this air being intimately mixed and saturated when the mixture of the three constituents passes through the transverse jets 95 and 103 (the intercepting air screen for each current coming from an opening 82) or, in other words, a violent and total mutual mixing occurs in this place to completely saturate all the air to its maximum capacity and to form a combined aerosol of liquid fuel, air which is not under pressure and pressurized air.
The volume of free air drawn in can be twenty times or more that of the compressed air supply used, which improves the efficiency in a ratio of twenty times or more. This combined aerosol mixture, which may consist essentially of micron-sized particles and which requires a low proportion of high pressure air or air compressing power, is sent to the air box 51 where all the heavier particles of the liquid are precipitated or are separated so as to return as liquid to the main fuel tank,
via exhaust channel 64 and the combined aerosol is supplied to the motor inlet by lumens 52. The desired aerosol volume or quantity can be easily controlled by regulator 58.
The generator shown in FIGS. 3 and 4 can be implemented in many different configurations and with various numbers of jets 82, depending on the flow rate required, but there will preferably be three or more. Also preferably, each transverse jet 95 and 103 will have a passage area or flow capacity of 5/8 to 3/4 of that of each spray jet 82. This provides sufficient energy to break up and mix the aerosol. primitive with the free air, intimately, without disturbing the free air flow to any appreciable extent.
It is also preferable that the transverse jets are located and directed perpendicular to the flow axis from the openings 82, since tilting in the direction of flow decreases the effectiveness of these jets or nozzles 95 and 103.
It should also be noted that the free air drawn in helps to prevent reclassification of the spray particles from the liquid. The inner wall of the Venturi 47 section (fig. 1) and the inner wall of the casing 70 (fig. 3) provide solid or massive surfaces, but the free air drawn in tends to constitute current covering parts. on these surfaces, thus reducing the chances of a reclassification on them.