<Desc/Clms Page number 1>
"Système de propulsion pour navire"
La présente invention est relative , d'une manière générale, à des perfectionnements aux systèmes de propulsion pour les navires de haute mer, et plus particulièrement mais non exclu- sivement à un système de propulsion pour bateaux-citernes à huiles lourdes, ainsi qu'à un procédé de mire en oeuvre ,suivant lequel l'huile brute qui est transportée par un bateau-citerne peut être utilisée aussi comme combustible peu;
le moteur principal de pro-
<Desc/Clms Page number 2>
Contre on le sait, en navigation et dans la construction des navire., des moteurs à combustion interne du type à compres- sion-allumage (couramment appelés moteurs diesel) sont utilisés à bord des navire. depuis de nombreuses années, à la foie comme systèmes directe de propulsion et en combinai-son avec de* généra- tours et des moteur* électriques pour constituer ce que l'on appello couramment dea systèmes de propulsion diesel-électriques.
Des systèmes de propulsion de ce genre ont atteint un degré rela- tivement élevé de développement et an sont avérée de fonctionne- ment sûr. Jusqu'à présent, cependant, les moteurs à combustion interne du type compression-allumage, que l'on utilise sur les navire de haute mer, ont exigé 1'utilisation d'un produit raffiné, habituellement de l'huile diesel , qui est relativement coûteux et qui exige des dispositifs de stockage distincts à bord du navire, que celui-ci soit un bateau-c' enne à huile lourde ou un navire à cargaison sèche.
La demanderesse a maintenant trouvé qu'un moteur à com- bustion interne du type compression-allumage ,pour navire peut être mis en fonctionnement en utilisant une huile de pétrole brute (c'est-à-dire un brut non raffiné), si certaines précautions sont prises en ce qui concerne la manipulation du combustible pour empêcher la création d e conditions dangereuses. La demanderesse en outre trouvé qu'une telle huile brute de pétrole peut être manipulée par des pompes courantes de transfert et d'alimentation, ainsi que par d'autres accessoires de manipulation de combustibles, normalement utilisés avec des huiles diesel et des produits raffinés.
La considération principale dans l'utilisation d'une huile de pétrole brute à titre de combustible pour un moteur à combustion interne du type compression-allumage est probablement d'empêcher l'échappement des gaz d'une telle huile au voisinage
<Desc/Clms Page number 3>
prévoyant un* botta étancha au-dessus des dispositifs de pompage du combustible attachés au moteur, en évacuant ensuite les gaz dégagea dans la hotte jusqu'à un point éloigné du moteur, et en rendant élance* le système de trop-plein de combustible du moteur pas rapport à entourant ce moteur.
Dans un navire de haute mar, il est également tès désirable de placer l'installa- tion de manipulation du combustible (c'est-à-dire les pompes et les centrifugeuses) et le moteur principal de propulsion dans des compartiments différents rendus étanches l'un par rapport à l'au- tre pour éviter toute fuite possible quelconque de gaz s'échappant de l'huile brute de pétrole, et ce d'un compartiment à l'autre.
Dans de nombreuses installations, il est désirable également de faire fonctionner les pompes et les centrifugeuses sous une légè- re pression supérieure à la pression atmosphérique pour réduire au minimum la gazéification de l'huile brute qui est traitée par cette installation. Si on le désire, le réservoir de stockage que l'on utilise pout l'huile brute formant combustible peut égale- ment être maintenu sous pression pour réduire au minimum la gazé- ification et pour empêcher l'échappement de gaz dégagé , vers l'atmosphère entourant le réservoir de stockage.
L'utilisation d'une buile brute de pétrole comme com- bustible dans un moteur à combustion interne du type compression- allumage, employé sur les navires, a eu pour résultat une usure et un entretien réduits de ces moteurs ; tel combustible a une teneur d'énergie plus élevée que l'huile diesel courante et, lorsque le moteur est utilisé dans un bateau-citerne à huile lour- de, une souplesse de fonctionnement beaucoup plus grande est ob- tenue car tous les réservoirs de stockage prévus sur ce bateau- citerne peuvent être remplis d'huile brute, un ou plusieurs de ces réservoire étant utilisés pour l'alimentation en combustible du moteur principal de propulsion du navire.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Un biit de l'invention est d'augmenter la souplesse d 1,1t-; lisation des navires de haute mer et en particulier des bateaux- citernes à huile lourde.
'Tn autre but de l'invention est de prévoir une plus grande économie dans le fonctionnement des navires de haute mer, utilisant des moteurs principaux de propulsion à combustion in.. terne, du type compressions-allumage.
Un autre but de l'invention est d'éliminer la nécessité que les navires se ravitaillent en des lieux lontains dans le but de charger des combustibles raffinés.
EMI4.2
Un autre but de l'invention encore Pet de réduire 1;:a;: re et l'entretien des moteurs à combustion interne utilisés sur les navires de haute mer.
Un but encore de l'invention ast d'augmenter la capaci-
EMI4.3
té de la c..rgairson des navires de haute mer ,et en particulier des pétroliers.
D'autres buta et avantages de l'invention apparaîtront
EMI4.4
de la description détaillée suivante, qui est donnée avec rpér ce aux dessins annexés.
La figure 1 cet un schéma d'un système de propulsion
EMI4.5
agencé suivant l'in-lantion.
La figure 2 est une vue en coupe .prise suivant la li@@ 2-2 ,de la figure 1, cette figure montrant la structure requise en co point du système
EMI4.6
La figure 3 sat une vue en coupe partiailawnt 8cbêr;a.. tique d'un navire, cette figure étant de8ttn a illustrer târa partie de l'aq¯r.0888nt du 8Y8'" de prcpaltion prévu à bomd du navire.
La fiqwxo 4 est on safiéw d'une obombre de moteur et d'une chambre de po8prII8, prdvme à borâ d'un n8v1n, cette vue illustrant 1'aq*nce ot d6 l'installation inc4orgarée dans le
<Desc/Clms Page number 5>
système de propulsion.
En se référant aux dessins et plus particulièrement d'abord à la Ligure 1, la référence 10 désigne un réservoir de stocKage d'hulte brute,qui sera évidemment installé à bord dù
EMI5.1
raire sur lequel on utilise le système de propulsion. Comme mentionné précédemment, le réservoir de stockage 10 peut être l'un des réservoirs normaux a huile lourde du navire, lorsque celui-ci est un bateau-citerne à huile lourde, et il ne doit donc
EMI5.2
pas s'agir d'un réservoir d'une construction spéciale.
D'autres détails concernant la construction et la mise en place que l'on préfère pour le réservoir 10 seront d'onnés avec référence aux figures 3 et 4. L'huile lourde stockée dans le réservoir 10 et devant être utilisée comme combustible peut être constituée par pratiquement n'importe quelle huile brute de pétrole, non raffi- née, mais il s'agit de préférence d'un brut ayar.t une teneur appréciable de paraffines, par exemple de 9% en poids.
L'huile lourde est aspirée du réservoir de stockage 10 par une pompe 12 à commande desmodromique .normalement appelée pompe du transfert d'huile combustible, et le brut est pompé par cette pompe 12 dans un réservoir de sédimentation 14. La pompe de transfert 12 peut être constituée par :'importe quel type de pompe à commande desmodromique et elle peut être commandée
EMI5.3
dc n'importe quelle manière appropriée, mais e116st de prë±é- rerce coctmandée à la vapeur,plutôt que par un moteur électrique, du fait du service dangereux ce présentant loes 8, la manipuia- tion diybrut, comme on l'ep11'ea plus complètement par la Qui- te.
Lu r6servoir de sédimentation 14 est norata.enisnt d'une plue petite capacité que le rén ßwr de stockage 0, en f8yant par exemple une capacité d'environ 8 heur.. do cotobuotible afin que ce réservoir de téditnentation soit rempli durant chaque qvert à bord du navire sur 1:qu,1 1.e ay.t.#a oit utilité. Le reaecvoir de .6difttatoft 14 est pnurvu d'un conduit d'4vnnt aonv8nabl4t6
<Desc/Clms Page number 6>
menant au-dessu3 du pont supérieur du navire sur lequel le système est utilisé, ce conduit étant pourvu du dispositif habituel d'arrêt des flammes (non représenté).
L'huile brute venant du réservoir de sédimentation 14 est dirigée dans une série de purificateurs 18 utilisés dans le but de séparer les matières étrangères de cette huile lourde.
Les purificateurs 18 peuvent être des centrifugeuses de type cou- rant, par exemple de type De Laval. Le conduit habituel d'évacua- tion d'eau 20 de chaque purificateur 18 est connecté à un réser- voir à boue 22 permettant un stockage temporaire des liquides et semi-liquides séparés de @@huile brute. Comme on le sait, le con- duit d'évacuation d'eau 20 d'un purificateur 18 est normalement simplement dirigé par-dessus bord,car de l'eau uniquement s'écoule normalement de son conduit d'évacuation.
Cependant, lorsqu'on utilise une huile brute, un pourcentage de l'huile brute sera sous la forme d'une boue qui se récoltera également au conduit d'évacuation d'eau 20 du purificateur et cette boue ne peut être déchargée par-dessus bord que lorsque le navire eet en mer. on prévoit par conservent un réservoir à boue 22 pour récolter la boue susdite et l'eau séparée par les purificateurs 18, et ce réservoir à boue comporte un système de contrôle appropxiè (par exemple un flotteur 24 réglant la vanne de décharge 26 du réser- .voir ou un autre dispositif de centrais convenable)
pour empêcher la boue d'être déchargée dans les porta et autre. endroits inter- dite, On comprendra égalesment qu'un ou plusieurs des conduit* d'évacuation 20 peuvent être connectés pour se décharger direc- tement par-de.au. bord ear l'on sers normalement séparés de l'huile combustible avant; la bouo, ot le nombre particulier de purificateurs reliée au rêsevoir à boue 4'Pendra du rapport en- tre l'eau et la boue que l'on sépare de l'huile brute particuliè- re utilisée comme c@@@@bustible.
L'huila brate purifiée se déchargeant du dernier puri-
<Desc/Clms Page number 7>
ficateur 18 est dirigG dans un réservoir de' service - 2(3;. pour former.,
EMI7.1
"'.- T T ' N...'t...>, ,.4t.:-"",!-'.,r:i.':ú","':".... ;..,.",""fbJ.............I-iÍC, '''*'''' "6 Y "" " ' ' ' .A.t4.."'" -/', \0,).". ".... .,... --... ..F .......Ii"-I.... t . w .. ¯ un stockage interffi6di1c de combustible, par exemple d'une capa- cité d'environ 3 heures. Dans le présent système le réservoir de service est aous forme d'un réservoir à pression comportant un enduit d'évacuation contrôlé convenable 30 afin de résister à toute accumulation possible quelconque de pression dans le réser- voir.
On comprendra que l'huile brute pénétrant dans le réservoir de service 28 contiendra une quantité appréciable de gaz et au moins une partie de celui-ci est enlevée du réservoir de service par le conduit d'évacuation 30 pour empche que des pressions extrêmes ne s'élèvent dans ce réservoir. Le conduit d'évacuation 30 aura également le dispositif habituel d'arrêt des flamines (non représenté) à son extrémité de décharge.
L'huile brute est retirée du réservoir de service 28 par une pompe de Service pour combustible 32 qui peut être constituée par n'importe quel type de pompe à commande desmodromique commandée par n'importe quel système de puissance. Cependant, on préfère que cette pompe de service pour combustible 32 soit con- mandée à la vapeur du fait du fluide dangereux qui est traite* par cette pompe.
EMI7.2
T.'huiie combustible se déchargeant de la pentpe de sur- vice 32 est soumise z uns augmentation de pression grâce à une pompe de suc:9a.iwt tation ou surpression t34 qui est égaleawnt constituée psjr n'importe quel type de pompe à commando deI:.odru- wique . 6e pxéf6rono entraînée à la vapeur. 1..a.' pome., 3a aug- waute le psaion du combustible formé par l'huile brute vivant , les Gar4iti du oywtetae de combustible du moteur à com- basüon int du type coffl- est ion-allumage 36 que l'en utilise dune un ay8at. parli,"c.3,ar de prorul8ion.
Lhuil9 brute ..'8t 1 dirigée d< la poi 3 dans les bloc. à combustible 38 du moteur 96 d a la <wmiwr<t Wbitue.1 la af in que le combustible for.ftl6 par ! l'huila brut* 1I01t liCiq de façon appropriée veicit las injecteurs
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
' ¯ , ,, , ¯, md!W al . ab.. w "... "'.. "'.- \ .'" moteur oompr..ilion-allU8&V. du type marin, tel qu'un moteur aulaer RD, et il n'oet pas n6o..eAie de modifier le système du ombuxtible, par exemple les ditpoaitife de pompage et les vannes (non représentés) dans lea blocs à combustible 38 ou les injec- teurs 40, pour utiliser une huile brute comm zombuatible sur un tel moteur.
EMI8.2
Comme montré également acn6maCiquement sur la figure 1, une trémiu 42 est prévue d'un côté du moteur 36 de la manière ha- bituelle pour recevoir l'huile brute s'échappant des bloc@ à com-
EMI8.3
buctiblu 30 et 1.lxwil.. combuatible débordant de* injecteurs 4u.
Seivant la présente invention, une hotte ou écran 44 est prévu sur le moteur 36 de manière à entourer les blocs à combustible 38, les injecteurs 40 et la trémie 42, afin que tout gaz quelconque dégagé de l'huile brute dans l'une quelconque de ces parties du système à combustible eoit recueilli et non pas déchargé dans la chambre des machines.
La hotte 44 peut être formée par n'importe quelle ma- tière appropriée, par exemple une matière ptique ou une tôle métallique, et il est simplement nécessaire de sceller la hotte à la surface externe du moteur 36 afin d'empêcher l'échappement de gaz dans la chambrù dos machines. Cette hotte 44 est reliée à l'atomphère comme on le décrira avec référence à la figure 3.
Pour assurer encore que la chambre du moteur soit exemp- te de gaz développé par l'huile combustible brute,le conduit 46 allant au moteur 36 pour lui amener l'huile brute combustible (figure 2) est enfermé par une caisson 48. Ce caisson 48 peut être d'une construction quelconque appropriée, par exemple en tôle métallique, et il est conformé pour enfermer le conduit 46 et être scellé au pont 50 de la chambre du moteur grâce à des élé- ments d'étanchéité 52 et des boulons 54.
Ce caisson 48 est prévu pour récolter tout gaz quelconque se dégageant de l'huile com-
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
.U"''.':': ..t>:¯Ie$iI et ce caneton 48 est vent1!' de façon convenable jusqu'en un point extérieur à la chambre du moteur, par exemple par le même @stème d'évacuation que celui utilité pour la hotte 44 prévue sur le @otuer 36, et ce comme on le décrira par la cuite,
Comme représenté par lu figure 3, le dateur 36 cet mon- té le long de l'axe de symétrie d'un navire 56, et ce de la maniè- re habituelle.
L'échappement 58 du motour 36 .'étend vers le haut et comporte le réchauffeur de gaz habituel 60 et le dispositif d'arrêt d'étincelles 62, pour utiliser la chaleur de l'échappe- ment et pour empêcher la @@charge- d'étincelles depuis le moteur, dans le système d'échappement. La hotte 44 enfermant la partie du système de combustible sur le moteur 36, comme on l'a décrit précédemment, est pourvue d'un conduit d'évacuation 64 s'étendant verticalement à travers les ponts supérieurs du navire.
Un ventila- teur d'évacuation 66 est interposé dans le conduit 64 et est com- mandé par un moteur approprié 68 disposé à l'extérieur de la cham- bre 70 du moteur, afin d'aspirer tous les gaz de la hotte 44 hors de la chambre du moteur et de les diriger vers le haut jusqu'au- dessus du pont supérieur du navire, où ces gaz peuvent être dé- chargés on toute sécurité dans l'atmosphère.
Le réservoir de stockage d'huile brute 10 est représenté sur la figure 3 comme se trouvant d'un côté de la chambre de mo- teur 70 du navire. Lorsqu'il est prévu dans cette position, le rµservoir de stockage 10 devrait être séparé de la chambre du moteur par un caisson 72 pour surer que toute huile brute quel@@@ que fuyant du réservoir 10 ne pénètre pas dans la chambre du mo- teur,pour y créer dee conditions dangereuses. Un second réser- voir de stockage d'huile brute 10a peut être localisé du côté opposé du navire et du coté opposé également de la chambre de moteur 70 pour constituer un stockage supplémentaire de combusti- ble pour le moteur 36.
Ce dernier réservoir de stockage 10a est
<Desc/Clms Page number 10>
spécialistes dans la technique de la construction des navires com- prendront évidemment que les @éservoirs de stockage 10 et 10a peuvent être disposée on n'ittprrte quel autre point du navire 56, en particulier lorsque celui-ci est un pétrolier.
Comme représenté par la figure 4, la chambre de* pomper 74 est séparée de la chambre du motour 70 et rendue 'tanche par mpport à celle-ci, gr8ce à une clois@@ 75. Dans le prêtent système on préfère qu'aucune cloison d'accès ne soit prévue directement entre la chambre de moteur 70 et la chambre des pompes 74, afin d'éviter que tout gaz quelconque se dégageant dans la chambre dea pompes ne pénètre dans la chambre du moteur 70 pour y créer des conditions dangereuses.
La pompe de transfert d'huile brute 12, le réservoir de sédimentation d'huile brute 14, tous les purifi- cateurs 18, le réservoir à boue 22, le réservoir de service d'huile brute 28, la pompe de service 32 et les pompes de suralimentation 34 sont également disposés dans la chambre des pompes 74 afin que tout gaz quelconque s'échappant de ces installations ne puisse pas pénétrer dans la chambre du moteur 70. Comme on l'a mentionné pré- cédemment, les pompes 12,32 et 34 sont de préférence entraînées par vapeur pour empêcher la création de conditions dangereuses dans la chambre des pompes 74. Les purificateurs 18 sont commandés par des moteurs électriques 76 de la manière habituelle mais ces moteurs 76 sont disposés dans la chambre du moteur 70 et sont re- liés aux purificateurs par-des arbres 78 s'étendant à travers la cloison 75.
En outre, des joints appropriés 80 sont prévus tout au.-tour de chacun dea arbres 78 à l'endroit de la cloison 75 pour empêcher l'échappement de gaz depuis la chambre des pompes 74 vers la chambre du moteur.
La présente invention envisage également le maintien de la chambre des pompes 74 sous une pression supérieure à la pres- sion atmosphérique grâce à un dispositif 77 qui peut consister en
<Desc/Clms Page number 11>
pour décourage l'échappement du gaz 1,,un quelconque dea dmpo- j sitifs se trouvant dans la chambre des pompes. Dans ce Cas, la chambre des pompée peut tire localisée en un endroit éloigné de la chambre du soteur, au lieu de se trouver dans la position illustrée par la figure 4.
Les diverses canalisations de l'installation ont été supprimées sur le dessin de la figure 4 pour illustrer plue clai- rement la localisation des dispositifs de l'installation. Bien entendu, les divers dispositifs de l'inetallation seront reliés par des canalisation telles que celles illustréea schématiquement sur la figure 1.
A titre d'exemple de l'utilisation ce la présente inven- tion, on a réalisé une série d'essais en utilisant un moteur diesel marin Sulzer 6RD68 , comportant six cylindres et ayant une puissance de 6600 H.P. à 135 tours par minute. Les pompes combas- tibles, les vannes , et autres accessoires restent inchangés sur ce/moteur et on le fait fonctionner en utilisant une huile minéra- le issue de distillation directe à titre de lubrifiant des cylin- drea. Le moteur est pourvu d'une hotte au-dessus des blocs à com- bustible et le système de trop-plein de combustible du moteur est scellé comme on l'a décrit précédemment. L'huila brute utilisée comme combustible est/centrifugée dans une centrifugeuse du type De Laval ,l'huila brute étant débitée aux pompes à combustible dans un état non chauffé à environ 18-22 C.
Dans ces essais, le réservoir de combustible est maintenu sous une'pression de 2,5 kg/cm2. puis à 1,0 kg/cm2 et finalement sans pression, sans qui il y ait de différence dans les résultats obtenua du moteur. La ' pression au filtre à combustible est d'environ 6,0 kg/cm2 à l'en- tréa et de 5,5 kg/cm2 àla sortie, la pression dans les six pompes à combustible étant de 595 à 635 kg/cm2 en pleine charge. Le mo- teur a démarré au premier essai tout en fonctionnant avec da 1' huila brute non chauffée, et l'échappement est sans coloration
<Desc/Clms Page number 12>
sauf un trouble à peine perceptible.
On observait que le moteur fonctionnait durant les essais avec moins de bruit que lorsqu'on le faisait fonctionner avec un combustible diesel habituel, et en outre on obtenait une augmentation du rendement par rapport à la consommation du combustible en pleine charge en utilisant l'hui- le brute comme combustible. On a également observé que la tempé- rature d'échappement du moteur était inférieure lorsqu'on utili- sait de l'huile brute comme combustible au lieu de l'huile diesel habituelle. On enregistrait une vitesse de fonctionnement minimum de 36 tours par minute: au cours des essaiz de démarrage en par- tant d'un réservoir d'air d'une capacité de 13 m3, on a obtenu tour à tour des départs en avant et en arrière de 16,4 à 4,2 kg/ cm2 en partant d'une pression d'air donnant un chiffre de consom-
EMI12.1
mation d'air au départ de 0,67 lit1eIHP-mAoeuvre.
L'huile brute particulière utilisée dans cette série d'essais avait une teneur de paraffines de 9,2% en poids, une viscosité de 4,03 centistokes
EMI12.2
à 20 C (comparativemer.: à 3,4 centistoes pour une huile diesel marine habituelle), un pouvoir calorifique de 10.232 cal./kg !comparativement à un pouvoir calorifique de 10.177 cal./kg pour une huila diesel marine habituelle), et un poids spécifique de
EMI12.3
0,814 à 209r, (comparativement à un poids suécifique de 0,822 à 20 C pour une huile a;-quel habituelle).
Lorsqu'on examinait après les essais, 1a Moteur ri., "te,ait pas de 46p('t. autour des ajutages à combus#k3rp et or H .1 a:.rune obstruction des ajt t..ngt!8 des purit':>etoure ou d,5a filtre", ta teneur de paraffine. d'une huile brute de pétrole titQ8 un excellent lubrifiant pour les moteurs diesel et on croit que :. '\13U'8 moindre des gar- nitrures et la réduction 9.n8ral. deo eetretiernt du tour , lors- gelon utilise de l'huile brute,, 8O..t 8'-'-t ilNable. dam une grtndo Mesure à cette teneur de gaùoflfineo. d;une huile brute fvi4f8n\O 1.. 8ptktiali.8h. que l'"tU1..tioJa d'une huile brute de pé'mle à titM ao ceebuwtible pou% le 8Y8- tI;>'" principal de oodmftim d'en mvirm éviter* la né<M.sit4
<Desc/Clms Page number 13>
actuellement fréquente d'un approvisionnement dans des endroits lointains pour charger des combustibles raffinés.
Il sera également évident qu'une huile brute de pétrole est moins coûteuse qu'une huile diesel courante tout en donnant une énergie supérieure par volume. La présente invention permet en outre une eouplesse plus grande dans les opérations des navires de haute mer, notamment une capacité accrue de la cargaison ,cette invention étant parti- culièrement intéressante sur des pétroliers.
Il sera bien évident que l'invention n'est toutefois pas limitée aux détails donnés ci-dessus car de nombreuses varian- tes et modifications peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre du présent brevet.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.