Brevet FR2456856A1 — publié le 19801212

L'invention concerne l'alimentation d'un moteur à explosion à partir d'un réservoir de combustible liquide vaporisable. Elle concerne plus particulièrement l'alimentation du moteur d'un véhicule automobile à l'aide de combustible pouvant aller d'un hydrocarbure léger (gaz liquéfié) tel le butane, à des hydrocarbures plus lourds vaporisables en phase gazeuse (essences). On a déjà proposé, en effet, d'utiliser, comme combustible sur des automobiles, des gaz tels que le propane, dont la température d'ébullition est relativement basse (-42,50C sous la pression atmosphérique). En revanche, l'utilisation d'un gaz liquéfié à température d'ébullition plus élevée tel que le butane (-0,5 C) pose de sérieux problèmes, car, en hiver, lorsque la température ambiante est très basse, le butane liquéfié ne se vaporise pas spontanément et il n'est pas possible d'envisager la carburation en phase gazeuse. Il en est de même pour des essences,même légères. Pour remédier à cet inconvénient, il a simplement été proposé, jusqu'à présent, dans le cas par exemple du butane liquéfié, de le mélanger à du propane en chauffant légèrement, ce qui reste motteux et peu pratique, alors que certains pays, tels que la France, disposent de sources importantes de butane et de peu de propane. L'invention vise à apporter une solution à ce problème en proposant des moyens simples et peu coûteux pour assurer l'alimentation en phase gazeuse d'un moteur à explosion à partir d'un réservoir de combustible liquide, tel un gaz liquéfié, méme lorsque la température ambiante est très basse. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour l'alitentation d'un moteur à explosion à partir d'un tel réservoir sous pression à combustible liquide dont le point d'ébullition est tel qu'il soit vaporisable aux conditions de marche d'un véhicule à moteur à combustion interne, procédé caractérisé en ce que lton pressurise le combustible liquide provenant du réservoir et en ce que lton provoque ensuite sa détente en vue de le gazéifier en amont de l'admission dtair du système de carburation du moteur. La pression à laquelle le combustible est d'abord porté doit être suffisante pour qu'aulx températures usuelles le combustible sous pression puisse se vaporiser par détente. C'est ainsi, par exemple, que pour du butane liquéfié, dont la pression dans le réservoir de stockage varie entre 1,5 bar effectif à -180C et 5 bars à 4o0c, la pression à laquelle il est porté peut être de l'ordre de 7,5 bars effectifs et la détente dans une vanne appropriée peut abaisser cette pression d'environ 4 bars. Avantageusement, afin d'accroitre le taux de flash de la détente dans une forme de mise en oeuvre de ce procédé, le combustible sous pression est préchauffé en régime normal, avant détente par échange thermique avec le liquide de refroidissement du moteur, ou avec les gaz dtéchappement. De préférence, le combustible, liquide au départ, est chauffé, au démarrage, à l'aide d'une résistance électrique formant starter, tant que le véhicule est froid. Ltinvention a également pour objet un appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareillage comprenant, sur le circuit d'alimentation connecté an réservoir de combustible liquide ,une pompe apte à amener le combustible liquide à la pression désirée et un organe de détente tel qu'une vanne à clapet, disposés en aval de ce réservoir. La détente ne provoquant la vaporisation que d'une partie du combustible, un circuit de retour à l'alimentation de la pompe sera avantageusement prévu en dérivation. Pour les raisons indiquées ci-dessus, cet appareillage comprendra de préférence au moins un moyen de chauffage du combustible liquide sous pression entre la pompe et la vanne de flash. Ce moyen de chauffage comprendra avantageusement un système d'échange thermique avec le liquide de refroidissement du moteur ou avec les gaz d'échappement et une résistance électrique régla- ble formant starter. Le système de carburation comprendra avantageusement, en aval d'un conduit d'admission d'air, une buse en forme de venturi, dans le col de laquelle débouchera,en un ou plusieurs points d'adsission,le circuit d'alimentation en combustible en phase gazeuse. En aval du venturi où s'effectue le mélange air-butane, an organe de commande d'accélération classique, relié au poste de commande de l'ensemble, en particulier à l'accélérateur,dans le cas d'un véhicule automobile, sera disposé sur le circuit d'alimentation des cylindres du moteur à explosion. D'antres caractéristiques de l'invention apparaitront dans la description détaillée qui va suivre d'une forme de mise en oeuvre de celle-ci. Dans cette description, on se référera à la figure unique annexée, qui illustre les phases de gazéification et de carburation d'un dispositif conforme-a l'invention. Le réservoir de combustible liquide 1, étanche et éventuellement sous pression, rempli de butane par exemple, est pourvu d'une conduite de remplissage 2, équipée dune vanne 3, et alimente par une ligne 4, munie d'une vanne 5, d'une électrovanne de sécurité 6 et d'un clapet de non-retour 7, une pompe 8. Cette pompe 8 élève le débit de combustible liquide à une pression déterminée dans la conduite 9, jusqu'à une vanne-flash 1Q, qui provoque par détente la vaporisation du combustible liquide. Le gaz partiellement vaporisé pénètre latéralement dans un réservoir de séparation 11, d'où la phase restée liquide est recyclée par la ligne 12 en amont de la pompe 8Q Un régulateur de pression 13 est prévu entre la vanne 10 et le réservoir 11 et commande la fermeture progressive de la vanne 10 en fonction de la température.Au démarrage, à froid, une résistance électrique 74 commandée en 15 par l'opérateur, par exemple par le conducteur d'une automobile, permet de compenser par un apport de calories au liquide froid le faible taux de flash de la vanne 10 > En amont de la vanne 10, un échangeur thermique 16 permet au circuit de refroidissement 17 du moteur, en marche normale, de fournir au combustible liquide un apport de calories suffisant pour accentuer au moins partiellement l'effet de la vanne-flash 10. A partir du réservoir de séparation 11, une conduite 18 alimente le système de carburation, qui comprend essentiellement une buse 19, c'est-à-dire un venturi, disposé en aval d'une admission d'air 20 équipée d'un filtre 21, la canalisation 18 débouchant dans le col du venturi 19, par exemple en quatre points distincts 22 dans le cas du système représenté. En aval de la buse 19, où s'effectue le mélange. gaz-air, un organe de réglage 23 servant d'organe d'accélération, disposé sur la conduite 24 d'alimentation des cylindres du moteur, peut être actionné par I'opératenr, par le conducteur d'un véhicule par exemple, à l'aide d'un organe de commande 25 tel qu'un accé Aérateur. L'admission de la phase gazeuse au col de venturi peut être équilibrée à l'aide de vis à aiguille 26, tandis que le rapport air/butane est commandé par un régulateur 27 qui actionne la vanne de détente 28 du butane en fonction de la pression mesurée en amont des vis de réglage 26 et de la pression d'air mesurée en amont de la buse 19. L'invention apporte donc un moyen simple pour la carburation en phase gazeuse avec des combustibles dont la température de vaporisation est voisine de la température ambiante ou au dessus, REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'alimentation d'un moteur à explosion à partir d'un réservoir de combustible liquide à point d'ébulli- tion voisin de la température ambiante ou supérieur à celle-ci, ce procédé étant caractérisé en ce que lton comprime le combustible liquide provenant du réservoir et en ce que l'on provoque ensuite sa détente en vue de le gazéifier en amont de ltadmis- sion d'air du système de carburation du moteur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide combustible comprimé est préchauffé en régime normal, avant détente par échange thermique avec le liquide de refroidissement du moteur ou les gaz d'échappement de celui-ci. 3.- Procédd selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le liquide combustible est chauffé,- au démarrage, à l'aide d'une résistance électrique formant starter. 4.- Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, sur le circuit d'alimentation connecte au réservoir de combustible liquide, une pompe apte à l'amener à la pression désirée et un organe de détente tel qu'une vanne, disposé en aval de ce réservoir. 5.- Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en aval dudit organe de détente, un réservoir de séparation, connecté en dérivation, par un circuit de retour, à l'alimentation de ladite pompe. 6.- Appareillage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de chauffage du combustible liquide avant détente. 7.- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de chauffage comprend, en amont de ladite vanne de détente, un système d'échange thermique avec le circuit de refroidissement du moteur ou les gaz d'échappement. 8.- Appareillage selon lune des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ledit moyen de chauffage comprend, en aval de ladite vanne de détente, une résistance électrique servant de starter. 9.- Appareillage selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la conduite de gaz vaporisé débouche en un ou plusieurs points du col d'un venturi, disposé en aval d'une admission d'air et en amont des cylindres du moteur. 10.- Appareillage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, la conduite disposée en aval de ladite buse est équipée d'un organe de réglage relié à un organe de commande. 11.- Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 3 ou d'un appareillage selon ltune des revendications 4 à 10 à l'alimentation du moteur d'un véhicule automobile.