Brevet FR2417018A1 — publié le 19790907

Le but de l'invention est de réaliser un dispositif destiné à compléter l'action du carburateur pour la formation d'un melan- ge gazeux combustible dans toutes les circonstances d'emploi d'un moteur à combustion, c'est à dire pour toutes les vitesses de rotation. Le mélange carburé est défini par sa composition (dosage), par son état physique (température, pression, vaporisation) et par son état cinétique. La combustion ne peut être parfaite que si le mélange air essence répond à plusieurs conditions indispensables : - être convenablement dosé (dosage) - être à l'état vapeur (vaporisation) - être parfaitement hcmognne (homogénéité) Depuis son invention le carburateur n'a cessé d'évoluer en tant que doseur du mélange carburé air - essence. Mais la division et l'homogénéisation dudit mélange sont encore grossières, ce qui ne permet pas d'optimiser le rendement du moteur à explosion alimenté par carburateur. Cependant dans son application actuelle, le carburateur ne constitue par l'organe essentiel de la carburation. Il est en effet admis qu'il nedoit pas réaliser à lui tout seul toutes les phases de la carburation. En effet, si l'on ne veut pas nuire au remplissage des cylindres, il ne faut pas que la carburation soit en phase vapeur avant le moment de l'inflammation dans la chambre de combustion. Actuellement, dans un moteur alimenté par un carburateur, la vaporisation du mélange carburé commence dans le carburateur et ne s'achève qu'au moment du jaillissement de l'étincelle électrique. Si la densité du mélange est trop faible en raison d'une vaporisation trop complète du mélange carburé, la vitesse cinétique dudit mélange pendant son écoulement dans la tubulure d'admission est également trop faible pour permettre un bon remplissage des cylindres, donc un rendement maximum. Mais il raisonnable de penser qu'il est possible d'abaisser la consommation d'un véhicule à essence. En effet, si un moteur alimenté par injection a un rendement supérieur à un moteur alimenti par carburateur, la raison évidente en est que la carburation est meilleure. Sachant que la combustion du mélange carburé air - essence est une réaction chimique, celle-ci se produit d'autant plus rapi devent que le mélange est plus homogène et finement divisé (rcuillarc) pour rendre instantanée sa vaporisation après la fermeture de la soupape d'admission avant l'allumage. Au ccurs du trajet entre carburateur et chambre de combustion il faut donc - empêcher la partie du mélange déjà vaporisée de se condenser - favoriser la dispersion de l'essence non vaporisée - améliorer l'homogènéité du mélange pour que au moment ce l'inflammation et de la combustion, chaque fracticn d'essence atomisée soit au contact de la quantité d'air correspondant au dosage. L'invention a donc pour but de parfaire la division et l'ho- cgéisatio du mélange fourni par le carburateur, sacrant que lthcmogènéité exerce une influence favorable sur la rapidité de combustion, tout en gardant une densité maximum au mélange pour lui permettre de conserver une vitesse cinétique la plus élevée nssible afin d'éviter la perte de remplissage. C'est aussi un but de l'invention de transformer l'écoule- ment linéaire du mélange dans les conduits d'admission en écoulement hélicoidal afin de visser la veine gazeuse dudit mélange dans la tubulure dans le but de faciliter sa progression en évitant les turbulences parasites à la sortie des coudes; ces turbulences réduisent la section de passage, freinant pour cette raison et de façon sensible l'écoulement du mélange carburé. Le même mélange carburé, grâce à ce mouvement hélicoidal, évitera le régime détonant au moment de la combustion. L'invention est donc un économiseur d'essence qui permet - - d'augmenter le rendement du moteur - d'abaisser de façon sensible les émissions de gaz polluants - de réduire le lavage des hauts de cylindres par l'essence en excès - de supprimer la calamine - pour ces raisons, d'allonger la durée de vie des bougies et du moteur en général. Le dispositif selon l'invention ne comporte aucune pièce mobile ce qui élimine tout facteur d'usure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raitrcnt dans la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne A-A de la figure 2 du procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue par-dessus du procédé. La figure 3 montre l'invention faisant corps avec le carburateur. La figure 4 montre Itinvention réalisée par moulage avec la tubulure d'admission. La figure 5 montre l'invention réalisée pour être disposée entre le carburateur et la tubulure d'admission. La figure 6 est une réalisation montrant les applicaticns Fossibles de l'invention au système d'alimentation. La figure 7 montre une pièce selon l'invention, réalisée pour compléter l'action du carburateur sur les véhicules déjà en service, en étant placée à ventrée du collecteur d'admission des gaz, maintenue par une collerette en appui sur la-bride du collecteur et fixée étanche par l'assemblage de la bride du collecteur à celle du carburateur. Les figures S, 9, 1C, 11 et 12, montrent l'évolution de la transformation du mélange carburé au cours de son passage dans le procédé selon l'invention. Les figures 13, 14 et 15, montrent un mode de fabrication de 1' invention. Et c'est cette réalisation particulière que nous développerons pour montrer une application de l'invention. Cn se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui illustrent le procédé selon l'invention comme : disperseur, émulseur, homogènéiseur d'un mélange carburé. Le mélange sort du carburateur 4, grossièrement vaporisé et divisé en 50, complète sa division sur les bords d'attaque 2V du premier étage 25 de la turbine statique en prenant un mouvement turbulent 21. Cet écoulement turbulent 21 subit une nouvelle division sur les bords d'attaque 2O' du deuxième étage 25',- et ainsi de suite si il y a plusieurs étages. En écoulement laminaire comme en écoulement turbulent, la rotation autour du centre hydraulique 5, engendre un brassage radial du mélange carburé. De plus, une mise en rotation de sens inversé 23 des constituants, contribue à l'effet de mélange et à la mise en contact. La combinaison de ces deux phénsmènes, assure une homogèr;éi- sation poussée, éliminant tout gradient radial de concentration. Lthomcgènéisati~-r du mélarge dispersé est garantie par le fait que celui-ci est soumis à des contraintes de cisaillement uniformes quelque soit son débit, et au brassage intense des compcsants air - essence. La dispersicn d'une phase dans l'autre est toujours obtenue sous l'effet de tensions de cisaillement. Dans le procédé suivant l'invention, ces tensions sont la somme des frictions engendrées par la présence de surfaces 7 et 8 par rapport au fluide, et du cisaillement provoqué Far l'inversion du sens de rotation du fluide figures 8, 9, 10, 11 et 12 pour lesquelles, la figure 8 montre le mélange grossier 5 en sortie du carburateur. la figure 9 montre la Fremière division et la mise en rotation du mélange par le premier étage 25. la figure 10 montre la zone centrale 26 ou se poursuit la première phase du mélange en régime turbulent. la figure Il montre- la deuxième division en 25' et l'atomisation par torsion du mélange dûe au changement du sensde:rotation. la figure 12 montre le mélange carburé en sortie du procédé selon l'invention, où le mélange est émulsionné et a pris la forme physique d'un brouillard 51. Dès cet instant, le mélange carburé a pris un mouvement hélicoidal 24 qui lui permet de se visser dans le conduit d'admission 9 fig. 6 et d'utiliser toute la section du conduit sans subir les turbulences parasites dûes à un écoulement linéaire ayant comme résultat de réduire sensiblement le débit, diminuant d'autant la capacité de remplissage des cylindres en 52. Dans la forme de réalisation montrée par les figures 13, 14 et 15, les aubes 2 sont obtenues de façon avantageuse par découpage et pliage cans une bande de métal 3, par exemple du laiton. Une cpératicn de pliage donne l'inclinaison del'angle(a) aux aubes 2 Pour permettre l'inclinaisn de ces aubes à l'angle (a), sans qu'ily ait déformation de celles-ci, le talon représenté par labase du triangle ou du trapèze 2, est découpé suivant les traits 1G et 11 fig.13, puis plié à l'équerre sur le bord 16. Ensuite, la pièce obtenue 3 est roulée pour prendre la forme d'une turbine àétagesfig.14 et 15. 12 découpe angulaire (b), des aubes 2 conduit tout naturellement à réaliser une bande 3 dont les extrémités 12 et 12' sont en biais fiv. 13. Ces extrémités après l'opération de roulage se retrouvent jointives en 13 fiv. 15. La collerette 14 est également réalisée par découpage et pliage. Il n'est pas obligatoire c'habiller le cors de la turbide afin d'obstruer les ouvertures laissées par l'utilisation du métal par découpage et pliage pour réaliser les aubes, car lorsque la turbine est placée dans la tubulure d'admission 9, ce sont les parois de celle-ci qui habillent la turbine fig. 7 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux fontes ce réalisation décrites, données à titre d'exemple uniquement. C'est ainsi que les aubes peuvent avoir des angles et des profils dif- férents et être disposés sur 1 ou plusieurs étages. De même, l'invention peut être placée en différents points de la tubulure d'admission afin d'optimiser le rendement de l'alimentation et de la combustion du moteur REVENDICATIONS 1. - Procédé pour assurer : la dispersion, l'émulsion et l'ho- mogenéité de deux composants au minimum tels que air et essence d'un menance carburé pour mateur à combustion, caractérisé en ce que le mélange carburé fourni par le carburateur est traité dans une cu plusieurs turnes statiques composées d'aubes disposées sur 1, 2 ou plusieurs étages Chaque étage ayant un pas inverse de celui qui lui suonece 2.- Procédé selon la revendicaGion 1 caractérisé en ce que le mélange carburé est divisé par les aubes de l'étage considéré et subit une mise en rotation 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la dispersion d'une phase dans i'autre ces constituants est obtenue SGUS l'effet de tensions de cisaillement qui sont la somme des forces de friction engendrées par la présence ces surfaces des aubes par rapport au fluide, et du cisaillement provo qué par 1 r inversion du sens de rotation du fluide sur l'étage suivant 4.- Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les gouttelettes ou bulles du mélange à disperser qui tendent à coalescer à leur sortie du carburateur sont finement fractionnées et émulsionnées grâce à la grande vitesse linéaire d'écoulement du mélange pendant la phase de cisaillement et de torsion. 5.- Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le mélange sous forme de brouillard, ayant un écoulement hélicoidal, se visse dans les conduits d'admission réduisant ainsi les turbulences parasites qu'engendre tout écoulement linéaire à la sortie des coudes. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut être un prolongement du carburateur, ou être intégré à la tubulure, ou plus simplement disposé comme pièce complémentaire de la distribution. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cet appareil peut être fabriqué par découpage à l'outil dans une bande de métal, puis formé et roulé pour prendre la forme de la tubulure dans laquelle il sera placé. .- Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'appareil ne peut pas être entraidé en rotation sur lui même, du fait de l'opposition angulaire d'au moins 2 étages d'aubes.