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Procédé et dispositif pour la stabilisation des navires.
La présente invention a pour objet la suppression ou tout au moins l'atténuation du roulis et du tangage des navires par la création d'efforts de redressement produits par des jets de fluide, et plus particulièrement d'eau, dirigés convenablement et qui, en s'échappant du navire avec une vitesse appropriée, produisent une réaction dont la valeur est égale à leur quantité de mouv emen t .
On emploie de préférence les jets par paires, les deux jets d'une même paire agissant alternativement suivant le sens du balancement du navire.
Les jets sont dirigés de manière à créer un coupe de redressement opposé au couple de roulis ou de tangage du navire : il est avantageux de leur donner le plus grand bras de levier possible par rapport au centre de gravité du navire; il n'est d'ail-
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leurs par nécessaire que l'échappement du jet se fasse dans l'eau, il peut aussi bien se faire dans l'air.
La vitesse du jet pour un degré de stabilisation donné, est choisie en fonction de la puissance qu'on désire consacrer à la stabilisation, du diamètre acceptable pour l'orifice de sortie du jet, etc.... il est naturellement économique d'employer la plus faible vitesse possible au égard aux conditions dans lesquelles on se trouver Des vitesses pour le jet de l'ordre de 5 à 10 mètres par seconde par exemple peuvent, en général, être adoptées, ceci à titre purement indicatif.
Les jets de fluide peuvent être obtenus par des moyens quelconques. On peut, par exemple, utiliser une ou plusieurs pompes d'un système quelconque approprié; à titre indicatif et non limitatif, parmi les types de pompes qui peuvent particulièrement bien convenir, on peut citer ; les pompes centrifuges, les pompes axiales, les pompes rotatives, etc.etc..
D'autres appareils peuvent être utilisés également pour produire les jets de redressement; à titre d'exemple, indiquons : les vis d'Archimède (déjà employées comme pompes de circulation des condenseurs), les pulsomètres, les pompes à gaz comprimé, les pompes à jet de vapeur (injecteurs) etc. etc..certains de ces appareils peuvent êtreutilement employés dans cer- tains cas particuliers ; peut recourir à d'autres moyens en- core pour produire le jet de redressement; c'est ainsi qu'on peut utiliser la vitesse même du navire pour créer des jets d'eau perpendiculaires à sa ligne de marche, d'après un procéda analogue à celui par lequel on alimente les locomotives en pleine vitesse;
à titre d'indication, par exemple, l'eau entrant dans une conduite ouverte vers l'avant du navire et se dirigeant vers l'arrière pour se recourber ensuite à l'angle droit vers le bas, donne naissance à un jet qui peut être utilisé pour la stabilisation; deux conduites placées l'une à babord, l'autre à tribord, et obturées alternativement par une vanne convenable peuvent être, par exemple, employées comme système
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anti-roulis. Cette solution présente l'avantage d'une très grande simplicité.
L'énumération ci-dessus d'un certain nombre de moyens susceptibles d'être employés pour produire les jets de fluide utilisés pour le redressement n'est naturellement pas limitative. Plusieurs de ces moyens peuvent être employés concuremment, les jets agissant à tout de rôle suivant le sens de balancement du navire, il importe que leur mise en action soit aussi rapide que possible; un des graves défauts des stabilisateurs existants, réside, précisément, dans leur inertie,soit que celle-ci résulte de la masse des organes actifs, soit qu'elle résulte de l'insuffisance de la mobilité de ces organes; les organes stabilisateurs n'obéissant pas assez vite, il se produit, souvent, de l'hésitation, et même de 1"'affole- ment" lorsque les vagues sont irrégulières, ce qui arrive fréquemment.
Dans le procédé proposé, on réduit, le plus possible, l'inertie des jets eux-mêmes, celle des organes qui les produisent et aussi celle du mécanisme de commande de ces organes; c'est ainsi qu'on raccourcit, le plus possible les conduites d'aspiration et de refoulement et que, dans le cas ou les jets sont produits par des machines comportant des organes en mouvement, on fait cesser l'action d'un jet, de préférence en obturant la conduite de refoulement par exemple, sans arrêter la machine produisant le jet.
Dans la prés ente invention, le jet qui s'oppose au balancement dans un certain sens du navire agit, en principe, avec la même force pendant toute la durée du balancement dans ce même sens ; cet effort de redressement'constant et régulier impose à la coque la fatigue la plus faible possible.
La force des jets qui dépend de leur section et leur vitesse, est réglée, suivant l'état de la mer ou de degré de stabilisation désiré, par l'officier de quart du navire par exemple.
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Pour faire bien comprendre les caractéristiques de cette invention, on prendra comme exemple l'emploi de jets produits par des pompes centrifuges, pour contrebalancer le roulis d'un navire.
Les pompes anti-roulis sont placées deux par deux, l'une à babord, l'autre à tribord, dans les plans de un ou plusieurs couples voisins du maître-couple.
En principe, tous les jets de refoulement sont dirigés de haut en bas. Les jets des pompes anti-roulis peuvent être inclinés, au besoin, vers la quille, si leur& bras de levier, par rapport au centre de gravité du navire, est augmenté de ce fait.
D'une façon générale, ce bras de levier sera le plus grand possible, les pompes anti-roulis seront, en conséquence, placées contre la paroi verticale de la coque, l'aspiration se faisant,par exemple, à travers âe cette paroi.
Dans le système de stabilisation ainsi décrit, on voit que pour résister au balancement du navire de tribord à babord on devra mettre en action les jets de refoulement de babord, de même que pour le balancement de babord vers tribord, ce sont les jets de tribord qui agiront ; jets de refoulement de babord et de tribord doivent donc être mis en action alternativement, plus ou moins régulièrement suivant le degré de régularité des vagues. On réduit, au minimum, l'inertie du système stabilisateur par les dispositions suivantes indiquées seulement à titre d'exemple. On diminue, le plus possible, la longueur des conduites d'aspiration et de refoulement, en ménageant, toutefois, la place pour intercaler, sur chacune d'elles, une vanne qui permette d'isoler la pompe pour la visiter, la réparer ou la changer au besoin.
On peut, par exemple, placer une pompe anti-roulis tout contre la coque, dans l'angle formé par la paroi verticale et la partie presque horizontale de cette coque, c'est à dire au tournant de caréné : l'aspira- tion se fait alors à travers la paroi verticale, et le refou-
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lement à travers la partie presque horizontale de cette coque.
On réduit ainsi, au minimum, l'inertie de la masse d'eau à mettre en mouvement à chaque changement de balancement. D'autre part, on peut laisser tourner, d'une façon continue, les turbines des pompes et leurs moteurs, de manière à éviter d'avoir à vaincre les inerties de démarrage; les turbines doivent donc tourner alternativement en charge et à vide.
Pour cela on place, par exemple, autour de la turbine de la pompe une vanne coulissante cylindrique qui démasque ou obture l'entrée de la tubulure-colimaçon.
On peut aussi employer des pompes à turbines coulissantes dans lesquelles, pour obtenir la marche à vide, on déplace simplement la turbine sur son axe de manière que l'extrémité périphérique de ses aubes se trouve en face d'une partie cylindrique pleine contigue à l'entrée de la tubulure-colimaçon.
On peut aussi laisser le moteur seul de la pompe tourner constamment, en entrainant la turbine de celle-ci au moment voulu par un embrayage électro-magnétique, par exemple.
Toutes ces dispositions sont données à titre d'indication, mais d'autres remplissant le même objet, c'est à dire réduisant l'inertie du groupe moto-pompe peuvent être employées.
Les moteurs commandant les pompes peuvent être d'un système quelconque :électriques, à vapeur - (turbines par exemple) à air comprimé, etc....
La mise en action alternative des jets de refoulement d'un côté et de l'autre est, en principe, automatique; on utilise des dispositifs connus ou facile à imaginer pour l'homme de l'art qui, lorsque le navire se balance dans un sens, fait agir les pompes convenables et arrête, instantanément, ces pompes pour faire agir les pompes opposées lorsque le sens du balancement change.
Les figures ci-jointes montrent comment on peut réaliser les dispositions qui viennent d'être décrites à titre d'exemple.
Fig. 1 - est une section transversale d'un bateau mon-
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trant l'emplacement des pompes.
-1) est la coque du bateau -2) son centre de gravité -3) est la pompe babord -4) la pompe tribord -5) montre l'entrée de l'eau dans les pompes
6) sa sortie, la pompe tribord étant figurée en aetion -7) dont les vannes d'isolement sur les orifices d'entrée et de sortie des pompes.
La figure II montre le fonctionnement de la vanne circulaire coulissante 10 placée autour de la turbine 8 de la pompe, cette vanne étant montrée dans la position ouverte à gauche et fermée à droite.
La figure III montre une pompe avec une turbine coulissante 8, cette turbine étant représentée sur la gauche, c'est à dire dans la position où elle n'agit pas; quand on la glisse vers la droite, la turbine revient refouler l'eau dans la tubulure de sortie 9.