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"PERFECTIONNEMENTS A LA STABILISATION DES NAVIRES"
Le présent brevet porte sur un procédé pour la stabilisa- tion des navires, dans lequel on utilise, pour créer les cou- ples nécessaires à la stabilisation du navire, la réaction produite par un courant d'eau pénétrant dans le navire, cette réaction d'aspiration pouvant être utilisée soit seule, soit combinée avec une'réaction de refoulement et la vitesse même du navire pouvant être employée au besoin également.
Lorsqu'un courant d'eau pénètre à l'intérieur d'un navire, avec une certaine vitesse, il donne naissance à une attraction en sens inverse de la direction de son propre mouvement et dont la force est égale à la quantité de mouvement de ce courant:
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le navire est donc attiré au lieu d'être repoussé comme avec un jet de refoulement.
Cette attraction peut être utilisée pour fréiner soit le roulis, soit le tangage de ce navire, soit les deux simultané- ment.
Le courant d'eau doit être convenablement orienté à son entrée dans le navire, de manière à produire un couple s'oppo- sent au balancement du navire dans un certain sens; deux cou- rants différents doivent naturellement être utilisés alterna- tivement, les couples de redressement qu'ils produisent étant de sens contraire; lorsque le balancement change de sens, l'action du premier courant d'eau s'arrête et est remplacée par celle du second qui produit à son tour un couple de re- dressement en sens inverse du premier. Ily aura naturellement intérêt à disposer les orifices d'entrée de courant de manière que le bras de levier des réactions par rapport au centre de gravité du navire soit le plus grand possible.
Pour obtenir l'alternance rapide des jets de refoulement produisant les couples de redressement de sens opposés, on réduira le plus possible la quantité d'eau à mettre en mouve- ment à l'intérieur du navire ; on agira aussi de préférence sur le courant lui-même par une vanne à faible inertie d'un type convenable plutôt que sur les machines produisant ce courant,afin d'éviter d'avoir à vaincre l'inertie de ces ma- chines au moment de leur mise en route et de leur arrêt.
Pour éviter toute influence nuisible de la réaction du courant d'eau sortant du navire, l'axe de ce courant à sa sortie devra être dirigé vers le centre de gravité du navire.
On pourra aussi utiliser la réaction du courant de sortie concuremment avec la réaction du courant d'entrée; on obtien- dra ainsi une solution particulièrement économique puisqu'avec
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la même puissance, on créera un couple de redressement beau- coup plus important que par l'utilisation de la réaction d'un seul des deux courants de sortie ou d'entrée.
On devra choisir les vitesses des deux courants aussi faibles que les circonstances le permettront, afin de dépenser le moins de puissance possible pour la stabilisation du navire: on prendra de préférence la même vitesse à l'entrée et à la sortie. Cette vitesse pourra être de l'ordre de 5 à 6 mètres par seconde.
Tout ce qui précède s'applique aussi bien aux courants qui sont utilisés contre le roulis qu'à ceux qui sont utilisés contre le tangage.
Le mouvement de l'eau à travers le navire sera obtenu par des appareils ou moyens appropriés: pompes d'un type quelconque, hélices, etc.., etc..
Les Figures ci-annexées permettent de bien comprendre le fonctionnement des dispositifs qui font l'objet de la présente invention. Ces Figures sont données à titre d'exemples seule- ment et ne sont en rien limitatives, l'invention s'appliquant à tout dispositif répondant aux données précisées ci"dessus.
La Fig. 1 est une coupe transversale, par son maitre- couple, d'un navire muni de pompes selon l'invention.
La Fig. 2 montre une pompe centrifuge avec laquelle on utilise à la fois la réaction du courant d'entrée et du courant de sortie.
La Fig. 3 représente une variante du dispositif précédent, dans laquelle la direction des courants d'entrée et de sortie est inversée.
La Fig. 4 montre un autre mode de réalisation de l'organe stabilisateur.
La Fig. 5 montre la réalisation du dispositif stabilisa-
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teur lorsque la vitesse propre du navire est utilisée pour la stabilisation.
La Fig. 6 représente une réalisation pratique du même procédé.
Les Fig. 7 et 8 sont des coupes transversales suivant a-a et b-b, Fig. 6, respectivement.
La Fig. 1, qui se rapporte à. l'application des principes précédents' l'atténuation du roulis d'un navire, représente la coupe transversale de ce navire par son maître couple ; 1 est la ccque du navire; 2 et 3 sont des pompes centrifuges par exemple, placées l'une à babord, l'autre à tribord, à fond de cale et aussi écartées que possible l'une de l'autre.
Le navire étant figuré pendant son balancement de babord sur tribord, c'est le courant de la pompe 2 qui agit pour freiner ce balancement pendant que la pompe 3 tourne "à vide", sa conduite de refoulement par exemple étant fermée par une vanne à faible inertie. Lorsque le sens du balancement change, la conduite de refoulement de la pompe 2 se ferme pendant que celle de la pompe 3 s'ouvre, et c'est alors le courant d'aspi ration de cette dernière qui agit.
La direction de chacun des courants d'aspiration 4 est sensiblement perpendiculaire à une ligne joignant le centre de la pompe au centre de gravité du navire 5, ce qui permet à la réaction 6 de ce courant d'agir avec le plus grand bras de levier possible par rapport au centre de gravité.
La direction de chacun des courants de refoulement 7 passe par le centre de gravité 5 du navire, son action transversale sur la masse du navire est alors négligeable.
Avec la disposition adoptée, on roit que la longueur des conduites étant aussi faible que possible, la masse d'eau en circulation à l'intérieur du navire est réduite au minimum, ce
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qui réduit l'inertie fonctionnelle du système.
La Fig. 2 représente unepompe centrifuge avec laquelle on utilise à la fois la réaction du courant d'entrée 4 et du courant de sortie 7; dans ce cas, la pompe étant placée au tournant de carène 8 et l'axe du courant d'entrée étant per- pendiculaire à la ligne 9 joignant le centre de la pompe au centre de gravité du navire 5, le bras de levier du couple produit a la plus grande longueur passible. La réaction du courant de sortie agit avec un bras de levier 10 qui, dans ce cas, atteint environ 75% de la longueur du bras de levier du courant d'entrée. Si la section des deux courants d'entrée et de sortie est la même, on aura ainsi créé un couple total de redressement, 75% plus fort qu'en utilisant le courant d'aspiration seul, et ceci, avec la même puissance consommée.
On se rend compte que, si les formes du navire le per- mettaient, on pourrait, en relevant vers le haut la direction du courant de refoulement, amener cette direction à coincider (en projection sur le plan de la coupe transversale) avec celle du courant d'aspiration ; doublerait alors la valeur du couple total de redressement.
La Fig. 3 représente une variante du dispositif précédent, dans laquelle la direction des courants d'entrée 4 et de sor- tie 7 est inversée, l'aspiration se faisant sur le flanc et le refoulement sous le fond du navire ; résultat est exactement le même.
La Fig. 4 montre un autre exemple de réalisation de l'or- gane stabilisateur : orifices des conduites d'aspiration et de refoulement étant placée--, comme dans les exemples pré- cédents, l'un au-dessus, l'autre au-dessous du tournant de carène 8, on remplace la pompe centrifuge par une conduite continue 11 dans laquelle la circulation de l'eau est obtenue
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par exemple par une pompe axiale ou une hélice 12 entraînée par un moteur calé sur son axe 13. La forme de la conduite peut être très différente de celle qui 'est représentée : elle peut par exemple présenter une partie parallèle à l'axe longi- tudinal du navire, l'arbre de commande de l'hélice pouvant être alors parallèle lui-même à cet axe.
Dans le cas du tangage, les crganee stabilisateurs seraient placés, l'un à l'avant, l'autre à l'arrière du navire.
Dans tous les cas, on pourra employer plusieurs organes stabilisateurs pour obtenir chaque couple de redressement.
La vitesse du navire peut, d'autre part, être employée seule pour produire un jet de refoulement transversal utilisa- ble pour la stabilisation du navire.
Les dispositifs suivants montrent, à titre d'exemple, certaines réalisations particulières que les dessins ci-annexés permettent de bien comprendre. Dans les différentes figures, les mêmes lettres s'appliquent aux mêmes organes.
La Fig. 5 montre le principe de l'invention supposé appli- que} à l'atténuation du roulis: une conduite 14 s'ouvre en 15 à l'avant du navire, se dirige ensuite horizontalement vers l'arrière, le long d'un des côtés du navire et se recourbe finalement vers le bas dans une direction verticale, au voisi- nage du maître-couple, pour déboucher en 16 au fond du navire et encore sur le côté. Une seconde conduite symétrique à la première par rapport au plan de symétrie longitudinal du navire, complète le système. Si le navire se déplace dans le sens de la flèche 17, l'eau prendra dans chaque conduite une vitesse relative égale à celle du navire et sortira vertica- lement vers le bas avec cette même vitesse, si la conduite est de section uniforme.
La quantité de mouvement du jet ainsi produit donnera une réaction proportionnelle à la section de
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la conduite et au carré de la vitesse du navire. En munissant chaque conduite d'une vanne à faible inertie commandée par un dispositif automatique pendulaire ou gyroscopique, on pourra utiliser alternativement chacune des conduites pour produire un couple de redressement convenable suivant le sens du balancement du navire, couple constant d'ailleurs pendant toute la durée du balancement dans le même sens.
Ce dispositif présente évidemment l'inconvénient de comporter l'installation de deux conduites plus ou moins encombrantes, le long de chaque côté du navire, bien que disposées à l'intérieur de celui-ci.
La Fig. 6 représente une réalisation particulièrement pratique du même procédé. De chaque côté du navire et au voi- sinage du. maître-couple,sont placés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal du navire, deux dispositifs stabilisateurs dont la Fig. 6 montre une coupe longitudinale parallèle au dit plan de symétrie du navire. 18 est la tôle de fond de la coque du navire. 19 est une conduite recourbée qui s'ouvre en 20 du côté de l'avant du navire et qui, après s'être élevée au-dessus du fond du navire, devient horizontale puis s'incurve vers le bas pour déboucher verticalement en 21.
Dans ses différentes inflexions, l'axe de la conduite peut rester dans un plan vertical ou s'écarter plus ou moins d'un tel plan.
A l'avant, la conduite présente une section rectangu- laire,comme le montrent les Fig. 7 et 8 qui représentent des coupes transversales faites respectivement suivant a-a et b-b (Fig. 6); elle est munie d'une cuiller 22 figurée abaissée, mais qui peut se relever en pivotant sur son axe 23 pour fer- mer l'accès de la conduite par l'avant. La cuiller est munie
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de nervures 24 qui, au moment du relevage rentrent dans un logement 25. En avant et dans le prolongement de chaque nervu- re, la coque porte des plaques de garde 26 pour éviter des avaries à la cuiller ou des engorgements.
En se dirigeant vers l'arrière, la section de la conduite s'ovalise, puis devient circulaire. La section de la conduite conserve de préférence la même surface d'un bout à l'autre.
On comprend qu'en relevant alternativement la cuiller babord et la cuiller tribord, on laissera subsister seul le jet de redressement convenable. Ce relevage sera d'ailleurs de préférence effectué automatiquement par tout moyen appro- prié. On pourra aussi ouvrir plus ou moins complètement les cuillers pour modifier l'action du jet de redressement suivant l'état de la mer ou le degré de stabilisation désiré. Lorsque le roulis du navire sera faible, en pourra fermer les deux cuillers en permanence.
Pour donner plus de rapidité à l'ouverture et à la ferme- ture des conduites, on pourra, au lieu d'utiliser à cet effet le relevage et l'abaissement des cuillers, employer des vannes à faible inertie,d'un type convenable, placées en un point quelconque des conduites.
L'utilisation du mouvement du navire pour sa stabilisa- tion fait dépendre celle-ci de la vitesse du navire. L'effort de redressement devient de plus en plus faible quand la vites- se diminue et s'annule même quand le navire s'arrête.
Si l'on désire pouvoir stabiliser à vitesse réduite ou à l'arrêt, ou même en marche arrière, on pourra dans ces deux cas, provoquer mécaniquement la circulation de l'eau dans les conduites par un moyen approprié; on pourra, par exemple, placer dans la partie horizontale de la conduite une pompe axiale ou une hélice 27 entraînée par un moteur électrique
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calé sur son axe 28.
Dans le cas d'une hélice, par exemple, on pourra employer des pales pivotantes qui, lorsqu'on n'utilisera pas l'hélice, se placeront dans le sens du courant.
On pourra aussi, de toutes façons, en cas d'engorgement à l'entrée de la conduite, renverser mécaniquement le sens du courant d'eau dans la conduite; l'eau aspirée verticalement par l'orifice 21 produira la même réaction que lorsqu'elle est refoulée par cet orifice, mais le sens. de la réaction sera inversé, le bateau étant attiré vers le bas au lieu d'être repoussé vers le haut. Le bateau restera donc stabilisé à. condition qu'on inverse le mécanisme automatique réglant l'alternance d'action des conduites.
On comprend que l'axe de l'orifice 21, tout en restant dans un plan parallèle à celui du maître-couple, pourra être avantageusement incliné dans ce plan, de manière à augmenter son bras de levier par rapport au centre de gravité du navire.
Si l'on veut appliquer les mêmes dispositifs stabilisa- teurs contre le tangage, on placera l'un de ces dispositifs à l'avant et l'autre à l'arrière du bateau, l'orifice muni d'une cuiller étant toujours dirigé vers l'avant.
Il va de soi que, aussi bien contre le roulis que contre le tangage, au lieu de deux dispositifs stabilisateurs agis- sant alternativement, on peut employer un nombre pair plus élevé de dispositifs stabilisateurs en plaçant les appareils agissant ensemble de préférence en file l'un derrière l'autre pour le roulis, et à côté les uns des autres pour le tangage.
On conçoit que pour un navire donné, l'efficacité du système pour l'amortissement du roulis et du tangage dépendra, en pleine marche, du diamètre des conduites stabilisatrices, et à l'arrêt de la puissance employée pour mettre l'eau en mouvement dans ces conduites.
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Il va de soi que, en particulier, le diamètre des condui- tes sera déterminé par le volume d'eau qui doit les traverser: selon la valeur des réactions à produire, on pourra avoir des conduites de diamètre relativement grand, parcourues par un courant d'eau à vitesse relativement faible, ou au contrai- re, avoir des conduites de diamètre relativement faible par- courues par un courant d'eau animé d'une grande vitesse.
On pourra naturellement utiliser le dispositif stabili- sateur qui fait l'objet du présent brevet - comme d'ailleurs tous les dispositifs utilisant la. réaction d'un courant d'eau entrant ou sortant d'un navire - pour donner au navire une certaine bander en faisant par exemple fonctionner plus éner- giquement ou même exclusivement et en permanence les disposi- tifs stabilisateurs d'un seul côté; on pourra ainsi corriger l'influence d'un fort vent de travers, eu bien provoquer au besoin un roulis artificiel.
On peut combiner également l'aspiration de l'eau extérieu- re, produite par un moyen approprié, avec le mouvement relatif de cette eau extérieure par rapport au navire, combinaison applicable plue spécialement au roulis.
Si l'on donne, en effet, à la conduite d'aspiration une inclinaison telle que l'eau y entre sans choc, la vitesse de l'eau daue cette conduite aera la. résultante de la vitesse relative de l'eau extérieure par rapport au na@ire- vitesse égale et de sens contraire à celle du navire - et de la vites- se d'aspiration transversale due à l'action d'une pompe, par exemple, placée à l'intérieur du navire. On obtiendra à l'as- piration une réaction égale à celle que l'on aurait obtenue si la conduite d'aspiration avait été dirigée perpendiculaire- ment à la direction de marche du navire, mais la vitesse de
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l'eau dans la conduite sera supérieure à celle qu'elle aurait eue sous l'action de la pompe seule.
Il en résulte que si, après être passée par la pompe, l'eau est rejetée extérieurement par une conduite orientée perpendiculairement à la direction de marche du navire, on obtiendra à la sortie une réaction supérieure à celle qui aurait été produite par la pompe seule, réaction que l'on . utilisera concuremment à la réaction d'aspiration pour stabi- liser le navire.
L'"organe stabilisateur" sera donc constitué, en principe, par une pompe - ou tout autre moyen de mettre l'eau en mouve- ment - dont la conduite d'aspiration sera inclinée vers l'avant du navire et dont la conduite de refoulement sera perpendicu- laire à la direction de marche du navire. Pour combattre le roulis, on placera un (ou plusieurs) "organes stabilisateurs" de chaque côté du navire, et les conduites seront orientées de manière que, aussi bien à l'aspiration qu'au refoulement, les réactions soient dirigées convenablement pour contreba- lancer le couple de roulis.
Les indications précédentes ne sont d'ailleurs pas limi tatives et l'invention couvre, en fait, tout dispositif appli- quant les mêmes principes..
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.