"Moteur diesel marin et bateau équipé de celui-ci" La présente invention se rapporte à un moteur diesel compact utilisable dans un grand bateau et concerne également un bateau équipé de ce moteur diesel et permettant une économie de carburant.
Le moteur diesel marin a subi plusieurs changements techniques par suite des dimensions et des performances des bateaux devenant respectivement de plus en plus grandes et de plus en plus hautes. Plus particulièrement, comme le moteur diesel exige un taux de consommation de carburant inférieur à celui de la turbine, il a largement été mis en oeuvre dans des bateaux dont les dimensions sont petites, moyennes ou grandes. Au cours de cette utilisation, un moteur diesel à haute puissance, doté de cylindres multiples à assise unique, a été mis au point pour faire face à l'accroissement des dimensions et à l'augmentation de la vitesse des bateaux.
Toutefois, ce moteur diesel équipé de cylindres multiples à assise unique a l'inconvénient, en comparaison avec la turbine, d'exiger une salle de machines grande et longue, ce qui réduit par conséquent la capacité de cargaison des bateaux. Ainsi, les efforts antérieurs tendant à amplifier le rendement du moteur par l'emploi de
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vaigrage et le nouvel objectif à atteindre est de réaliser
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Par conséquent, dans le cas d'un moteur diesel moderne de grandes dimensions, on a mis au point un moteur à haute puissance dont le diamètre des cylindres et le rendement spécifique sont augmentés (pression efficace moyenne x vitesse du piston), afin de réduire le nombre de cylindres, de sorte que la longueur du moteur par unité de cheval-vapeur est raccourcie. Toutefois, l'augmentation poursuivie du ren-
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et économiques, en même temps qu'est devenue plus forte la nécessité de continuer à augmenter la capacité de cargaison des bateaux et à améliorer l'économie en réduisant la longueur du moteur, de façon à diminuer la longueur de la salle des machines.
D'autre part, le moteur diesel classique a été mis au point dans l'intention principale de construire des bateaux dont les dimensions et la vitesse sont plus grandes, comme décrit ci-dessus, ainsi que d'économiser la consommation de carburant. Toutefois, en vue de faire face à l'augmentation du coût du carburant attribuable au prix du pétrole monte en flèche depuis la crise de celui-ci, la nécessité
de disposer d'un bateau hautement économique, permettant d'économiser la consommation de carburant est devenue plus intense. En ce qui concerne l'économie de la consommation de carburant, on s'est efforcé de réduire la vitesse de rotation de l'hélice pour améliorer son efficacité, afin de réduire ainsi le rendement du moteur d'une quantité correspondant à l'amélioration de l'efficacité de l'hélice. Conformément à cet essai, on sait que l'efficacité du moteur peut être améliorée d'environ 2 à 3% par branche de dix tours
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l'hélice dans le cas d'un moteur diesel à assise unique, utilisé fréquemment jusqu'ici,il faut réduire la vitesse de
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tion de vitesse. Toutefois, pour diminuer la vitesse de rotation du moteur diesel sans abaisser son rendement, le diamètre
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doit aussi être accru. Dans ces conditions, il est nécessaire
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réduction de vitesse, celui-ci a l'inconvénient d'augmenter les dimensions de l'installation.
Afin da résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, on a envisagé d'utiliser un moteur diesel à double assise, c'est-à-dire plusieurs moteurs diesel montés selon deux lignes parallèles, ce qui réduit la longueur de l'installation, en même temps qu'il est-fait usage d'un dispositif de réduction de vitesse compact pour obtenir un rendement convenable à une petite vitesse de rotation. Les exemples dans lesquels le moteur diesel à double assise est utilisé comme machine de propulsion pour les bateaux, relèvent du passé, mais tous
les moteurs diesel classiques à double assise ont une grande vitesse et de petites dimensions et il n'existe aucun exemple dans lequel ils sont mis en oeuvre comme des moteurs de grande puissance d'environ 3000 chevaux-vapeur. Ainsi,
les problèmes qui doivent être résolus, se sont posés de nouveau lorsque des moteurs de grande puissance et à rendement élevé ont été utilisés.
Dans le cas du moteur diesel classique à grande vitesse, mais da petites dimensions, comme le moment de
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difficile, au point de vue de la construction, de relier ri-
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de gauche. C'est-à-dire que si le raccordement réciproque de l'ensemble des moteurs de droite et de gauche au moyen
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Le but principal de la présente invention est de réaliser un moteur diesel marin qui permet de résoudre les problèmes précités, d'économiser la consommation de carburant nécessaire à la propulsion des bateaux et de réduire
la longueur, la hauteur et le poids du moteur, en diminuant ainsi les dimensions de la salle des machines des bateaux, tout en rationalisant la disposition de cette salle de façon à accroître la capacité de cargaison. Ce moteur diesel à double assise est construit de façon que seules les parties inférieures des moteurs de droite et de gauche soient attachées l'une à l'autre par une seule plaque de base, tout en laissant les parties supérieures des moteurs de droite et
de gauche indépendantes l'une de l'autre, un minimum irréductible d'organes de raccordement étant prévu pour contenir le mouvement relatif des moteurs de droite et de gauche.
En outre, dans le moteur diesel à double assise,
il est préférable de prévoir une différence de phase entre
les cycles des pistons des cylindres opposés des moteurs de gauche et de droite pour réduire au minimum la force d'excitation vibratoire du moteur. Ceci conduit toutefois à une grande quantité de force agissant entra les moteurs de droite et de
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tion et/ou le tube d'échappement qui est ou peut éventuellement être utilisé en commun avec les moteurs de droite et de gauche, ainsi que d'autres parties communes sont raccordés avec une certaine souplesse ou de façon à absorber les chocs aux moteurs de gauche et de droite, afin qu'ils ne puissent
<EMI ID=14.1> En outre, l'invention prévoit un moteur diesel
marin dans lequel les moteurs unitaires,équipés chacun de plusieurs cylindres droits, sont montés selon deux lignes parallèles, seules les parties inférieures étant raccordées intégralement à une seule plaque de base, tandis que le tube d'évacuation, le tube d'échappement et d'autres parties communes des deux moteurs sont rattachés avec une certaine souplesse ou de façon à absorber les chocs à ces deux moteurs et que leurs arbres coudés sont raccordés, par des accouplements élastiques, à un engrenage dont le seul arbre secondaire est joint à l'arbre de l'hélice. Conformément à cette réalisation, la distance entre les arbres coudés est courte et un engrenage doté d'une roue dentée fixée sur son arbre secondaire et disposé entre les pignons reliés aux deux arbres coudés,peut
être utilisé. Par conséquent, la vitesse de rotation de l'arbre secondaire peut aisément être réglés au moyen d'un engrenage
de petites dimensions. Dans ces conditions, il est possible
de disposer d'un moteur diesel marin dont non seulement la longueur, la hauteur et le poids peuvent être fortement réduits, mais dans lequel le réglage libre de la vitesse de
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le bateau.
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bateau équipé d'un moteur diesel à double assise du typa décrit ci-dessus et dans lequel la consommation de carburant est réduite par l'amélioration de l'efficacité de l'hélice, les dimensions de la salle des machines et le poids du moteur sont aussi diminués et la capacité de cargaison est donc augmentée.
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réalisation préférés de l'invention, établie en liaison avec les dessins annexés au présent mémoire, dans lesquels:
les figures 1 à 4 représentent un moteur marin diesel typique conforme à la présente invention; la figure 1 est une vue en élévation; la figure 2 est une vue de profil; la figure 3 est une vue en plan; la figure 4 est une vue en élévation et en coupe transversale à une échelle agrandie;
les figures Sa à 7b sont des représentations d'un engrenage modifié; la figure Sa est une vue latérale d'un exemple de réalisation; la figure 5b est une vue en plan de la figure 5a; la figure 6 est une vue latérale d'un autre exemple de réalisation; la figure 7a est une vue latérale d'un troisième exemple de réalisation; la figure 7b est une vue en plan de la figure 7a; les figures 8 à 10 sont des exemples de réalisa- <EMI ID=18.1> <EMI ID=19.1> transversale à une échelle agrandie; la figure 9 est une vue en coupe, à une échelle agrandie, des parties principales de la figure 3; la figure 10 est une vue semblable à celle de la figure 9 , mais où le tube est codifié ;
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teur diesel dans la salle des machines d'un bateau, en comparaison avec un moteur classique; la figure 11 est une vue latérale de l'arrière du bateau; la figure 12 est une vue en plan de la figure 11; la figure 13 est un graphique montrant une comparaison de la consommation de carburant entre un moteur conforme à la présente invention et un moteur classique; et la figure 14 est un graphique montrant une comparaison de la longueur du moteur entre un cas où un moteur conforme à la présente invention est utilisé et un autre cas où un moteur classique est mis en service.
Dans l'exemple de réalisation typique représenté aux figures 1 à 4, chaque moteur droit et gauche A et B est
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une plaque de base commune 3 par des colonnes indépendantes
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Les moteurs A et B sont connus, mais un exemple typique de leur construction interne est décrit ci-après en se référant à la figure 4. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et est applicable aux moteurs d'un mode de construction différent.
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13 fixée sur sa surface inférieure et sa prolongeant verticalement vers le bas. La tige 13 passe par un pressa-étoupa
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coudé 15 et la partie inférieure du cylindre et servant de surface inférieure au manchon 14; la tiga 13 est animée d'un mouvement ascendant et descendant, une étanchéité à l'air étant assurée simultanément. Chaque tige de piston 13 est pourvue d'une broche de tête 18 fixée sur son. extrémité infé-
<EMI ID=26.1> que cette extrémité supérieure peut exécuter un mouvement de rotation, l'extrémité inférieure de la tige de raccordement 19 étant rattachée librement à une broche 20 pour lui permettre d'exécuter également un mouvement rotatif. Deux arbres coudés 21 sont disposés parallèlement aux rangées des cylindres et sont soutenues d'une manière rotative par
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broches 20 selon une relation excentrique l'un par rapport l'autre.
En ce qui concerne les colonnes 2 associées respectivement aux moteurs A et B, ainsi conçus pour relier leurs parties inférieures, de même que la plaque de base commune
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tiges de raccordement 19 et qui sont construites solidement au-dessous des manchons 14; la plaque de base 3 pourvue des deux arbres coudés 21 est fixée intégralement sur las parties
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munes ou séparées. Dans le présent exemple de réalisation, la plaque de base 3 a la forme d'une boîte et soutient solidement le poids du moteur, tout en renforçant l'assemblage,
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de base 3 et chaque arbre coudé 21 est muni d'un volant _3 et/ou d'un accouplement élastique. Les arbres coudés sont raccordés à un seul arbre d'hélice par un engrenage décrit ci-après.
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<EMI ID=33.1> d'échappement communs 5 sont disposés dans la zone supérieure entre les moteurs A et B et communiquent avec les cylindres 1
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tion, les tubes d'échappement 5 sont répartis de telle sorte qu'ils soient disposés les uns à la suite des autres. Chacun des tubes d'échappement 5 est utilisé séparément soit avec
les cylindres 1 de droite, soit avec les cylindres 1 de gauche, de façon à permettre à l'énergie des gaz d'échappement d'être recueillie dans un système de suralimentation, mais la disposition des tubes d'échappement peut être d'un autre type connu.
En outre, dans le moteur de la présente invention, comme les parties inférieures des colonnes 2 pour les mo-
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tout en limitant la liaison de renforcement des parties supérieures à un minimum irréductible, il est préférable que les organes de raccordement des moteurs, tels que le tube
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raccordés avec une certaine souplesse ou d'une façon absorbant les chocs, tel que ceci est décrit en détail ci-après,
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mouvement de ses unités A et B.
Au cours de la mise en oeuvre pratique du moteurconforme à la présente invention, il est important, en plus de ce qui est décrit dans l'exemple de réalisation précité, d'accorder une grande considération à la conception de manière que des vibrations et des forces non équilibrées, attribuables au mouvement des moteurs A et B, n'influencent
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des mouvements des pistons des moteurs A et 3 scient rigoureusement correctes. Toutefois, comme ceci est un problème différent de ce qui est directement associé à la présente invention, il n'en sera pas question dans le présent mémoire.
Si ce principe n'est considéré qu'au point de vue de la performance du moteur, il est préférable de prévoir une construction dans laquelle le moteur entier est solidement raccordé; néanmoins, le poids du moteur entier augmente dans ce cas, si bien que la force vibratoire externe du moteur s'accroît lorsqu'il est installé dans un bateau. En particulier, si une considération est accordée au fait que l'objet de la présente invention est un moteur du type à tête de piston dont le poids est accru, l'augmentation des forces vibratoires externes dues à l'accroissement du poids et à l'élévation du centre de gravité est considérable. Ainsi, dans le cas d'un grand bateau, et compte tenu de la construction du support du moteur, toute augmentation du poids doit être évitée en raison des vibrations du moteur entier.
Bien entendu, l'accroissement du coût dérivant de l'augmentation du poids est plus élevé plus le moteur est grand. Par conséquent,
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élastiques 31 à l'une des extrémités respectives des arbres coudés parallèles 31. Une roue dentée 33 engrenant les deux
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entre ces deux pignons 32. L'extrémité de la roue dentée 33
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selon le rapport d'engrenage de réduction requis entre les vitesses de rotation de l'hélice et du moteur ou conformément à la relation de position entre le moteur et le dispositif réducteur de vitesse utilisé en fonction de l'espace disponible pour l'installation. Par exemple, le niveau peut être équivalent à celui des axes des deux pignons 32, c'està-dire les axes des deux arbres coudés 21, comme représenté aux figures 5a et 5b, ou peut se situer au-dessous du niveau de ces deux arbres, comme le montre la figure 6, ou au-dessus de leur niveau, bien que ceci ne soit pas reproduit aux figures.
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la roue dentée 33 (figures 5a, Sb et 6) sont logés dans un
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ou formant partie intégrante de celle-ci; cette boîte d'engrenage 36 et la boîte de palier 37 sont assemblées intégra-
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aux figures 7a et 7b, les accouplements élastiques 31 peuvent être disposés à l'extérieur de la boîte d'engrenage
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du moteur.
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propulsion (pompas diverses), dans la mesure où ceci est nécessaire.
Des exemples de réalisation pour l'assemblage des
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Puisque le moteur de la présente invention est conçu selon le principe permettant le mouvement relatif des moteurs dans une certaine mesure, il est préférable que les pièces utilisées en commun dans ces moteurs, par exemple, le tube d'évacuation et le tube d'échappement, ne soient pas ;^accordées rigidement. Il convient donc d'employer l'organe de raccordement représenté en liaison avec le tube d'évacuation des figures 8 à 10.
A la figure 8, la construction est identique à celle de la figure 4, sauf en ce qui concerne le tube d'évacuation
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par les mêmes références numériques, mais leur description est omise. Un tube d'évacuation 40 est monté entre les moteurs A et B, est disposé parallèlement aux deux arbres coudés 21, est fixé sur les manchons cylindriques 14 du moteur A et
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du moteur B et le tube d'évacuation 40 communiquent l'un avec
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particulièrement, comme le montre la figure 9, les parties du tube d'évacuation 40 définissant une voie de passage princi-
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fixés sur les manchons cylindriques 14 par des éléments d'attache tels que des boulons. D'autre part, les tubes de
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<EMI ID=63.1> sous la forme de soufflets souples 45, mais il est possible d'utiliser, à titre d'autre exemple, le mode de construction représenté à la figure 10, où des tubes saillants 46 partant des cylindres du moteur B s'engagent par coulissement dans les tubes de branchement, des joints étanches 47 à section droite ronde étant interposés entre ces tubes.
Cette disposition du tube d'évacuation entre les deux moteurs A et B rend net l'extérieur de ces moteurs, en comparaison avec une construction où le tube d'évacuation est prévu indépendamment pour chaque moteur. En outre, puisqu'un seul tube d'évacuation est utilisé en commun, l'équipement peut être compact et même si un changement se produit dans la position relative des moteurs par suite de vibrations produites lors de leur fonctionnement, l'emploi des accouplements flexibles pour le raccordement tient compte du déplacement relatif et empêche leur rupture.
On décrit ci-après un bateau équipé du moteur conforme à l'invention. Les figures 11 et 12 sont respectivement une vue latérale et une vue en plan de l'arrière d'un bateau équipé du moteur de l'invention. Les arbres coudés
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En outre, ces arbres coudés 21 sont reliés à l'arbre d'hélice
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sée grâce à la petite vitesse de rotation de l'hélice conformément à la présente invention et la vitesse du bateau peut simultanément être maintenue en prenant des mesures pour la
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de l'hélice 50, comma représenté par des lignas pleines 3.:.3.
<EMI ID=68.1> pour améliorer l'efficacité de l'hélice, il est préférable
de rendre aussi petite que possible la vitesse de rotation de l'hélice; mais, en considérant différents facteurs tels que la forme du bateau, elle peut être réduite à un ordre: de grandeur de 50 à 80 tours/minute. Si la vitesse de rotation de l'hélice est réglée à 80 tours/minute environ, sans recourir à de nombreux changements de la forme du bateau, ceci peut être obtenu, par exemple, en remplaçant la pièce de gîte de l'arrière (type classique en G inversé), représentée par des lignes en traits interrompus à la figure 11, par une pièce du type marin reproduite par des lignes pleines.
Pour mieux comprendre l'invention, on décrit ciaprès un exemple dans lequel elle est appliquée à un type de bateau d'une portée en poids de 19.000 tonnes.
En ce qui concerne le bateau précité, lorsque -sa vitesse est de l'ordre de 16 noeuds, le moteur a les caractéristiques suivantes:
nombre de cylindres: 7
vitesse de rotation de l'hélice : 145 tours/minute
puissance du moteur : 9773 kW
Toutefois, dans la présente invention, en diminuant
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sance est réduite comme suit:
nombre de cylindres: 2 x
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obtenue et la consommation de carburant peut être réduite d'environ 20% par suite de la diminution de la puissance. En plus de la réduction de la puissance décrite ci-dessus, le fait que les deux moteurs d'une puissance réduite sont combinés, fait
<EMI ID=72.1> les 3,4 mètres classiques et la largeur totale du moteur
est de 6 mètres, laquelle est plus petite que la largeur du moteur classique de 6,6 mètres, si bien que l'installation du moteur n'est pas entravée. En outre, la diminution de
la hauteur du moteur permet à la hauteur de l'espace nécessaire au montage des pièces du moteur (comme mesuré à partir des centres des arbres coudés), d'êtreabaissée de 8,92 mètres à 5,6 mètres, si bien que le vaigrage de la salle des machines peut passer du pont supérieur au second pont. Comme la longueur du moteur peut être réduite de 11,65 à 6,3'� mètres, la longueur de la salle des machines peut être diminute de 2,5 mètres. Par conséquent, la capacité de cargaison du bateau est augmentée d'environ 400 mètres cubes. Aux figures 11 et 12 représentant le bateau précité d'un type d'une portée en poids de 19.000 tonnes, la salle des machines classique est reproduite par des lignes en traits interrompus et la salle des machines, contenant le moteur conforme à la présente invention, est indiquée par des lignes pleines.
D'après ces figures, il est visible que dans le bateau du type diesel conforme à la présente invention, les dimensions de la salle des machinas peuvent fortement réduites.
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sommation de carburant peut être réduite d'environ 20% et
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même si l'engrenage est inclu.
Le bateau diesel, équipé du moteur diesel conforme à la présente invention, comme décrit ci-dessus, offre des avantages intéressants: économie d'énergie et du coût de
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<EMI ID=77.1> l'industrie concernée.
Finalement, les fonctions et avantages de la présente invention et de ses exemples de réalisation préférés sont énumérés ci-dessous.
(1) Puisque deux rangées de moteurs sont assemblées ensemble en une structure intégrante, de nombreuses pièces sont communes, en comparant les deux moteurs indépendants,
et le montage est rationnel, sans déchets. Par conséquent, la longueur et le poids du moteur sont réduits, ce qui facilite son installation.
(2) Dans le système où les deux moteurs indépendants sont montés côte à côte et raccordés à un seul arbre d'hélice par un engrenage, le rapport de réduction de ce dernier est faible puisqu'il s'agit de deux moteurs à petite vitesse. D'autre part, comme la largeur du moteur est grande, la distance entre les arbres coudés des deux moteurs, c'est-à-dire la distance entre les pignons de l'engrenage, ne peut pas être augmentée, de sorte que la construction de l'engrenage devient compliquée par la nécessité d'insérer une roue dentée de renvoi, ou de grandes restrictions sont rendues indispensables pour augmenter la dimension des roues dentées plus que ceci est nécessaire. Toutefois, dans la préserves invention."
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re intégrante, la distance entre les arbres coudés, c'est-à-
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mum sans imposer de grandes restrictions aux roues dentées et pignons; les positions relatives des axes des pignons
(notamment, les axes des arbres coudés) et des axes des roues dentées (notamment, axe de l'hélice) peuvent être librement choisies. Puisque la distance entre les pignons est courte,
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Ceci entraîne une réduction de la largeur du moteur. En outre, les avantages suivants en dérivent:
(a) Le choix de la vitesse de rotation optimale de l'hélice du bateau peut être déterminé indépendamment de la vitesse de rotation du moteur et il est facile d'économiser la consommation de carburant en réduisant la vitesse de rotation de l'hélice afin d'améliorer son efficacité.
(b) L'équipement peut être monté rationnellement dans un espace limité déterminé par la salle des machines d'un bateau. Plus particulièrement, corme les roues dentées peuvent être disposées dans l'arrière étroit au fond du bateau, alors que les pièces relativement larges du moteur peuvent être montées dans la salle des machines de l'étrave relativement grande, une disposition permettant d'occuper le plus grand espace possible de la salle des machines, peut être prévue.
Par conséquent, la longueur du moteur peut être réduite au minimum.
(3) En comparaison avec le système dans lequel l'arbre secondaire d'un moteur à assise unique est raccorde à l'arbre de l'hélice, tout en réduisant la vitesse- par l'emploi de deux pignons et roues dentées, il est fait
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engrenant une roue dentée en deux endroits, de sorte que
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(exprimé en résistance) et que les dimensions de l'engrenage peuvent être diminuées, même si la puissance et la vitesse de rotation restent inchangées. En outre, au cas où l'arbre secondaire d'un moteur à assise unique est utilisé comme arbre d'hélice, en même temps que sa vitesse est réduite,
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exige un engrenage spécial, par exemple, du type planétaire,
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toutefois pas nécessaire dans la présente invention et le but peut être atteint en utilisant un engrenage normal.
(4) Le moteur à assise unique et à rendement élevé est désavantageux par l'augmentation de sa longueur en comparaison avec un moteur de turbine et dès lors le problème le plus important�lié à l'installation du moteur,est celui de la longueur de la salle des machines qu'il convient d'accroître. Par conséquent, il pourrait être envisagé de diviser la longueur du moteur en deux parties égales et de monter les moitiés de moteur côte à côte, mais leur poids ne peut pas être réduit et la largeur du moteur doit en outre être fortement augmentée. Au contraire, dans la présente invention, puisque le moteur est formé en juxtaposant deux moteurs d'un rendement réduit de 50% de façon à déterminer le rendement total recherché, la longueur du moteur peut être diminuée d'environ, si pas précisément de moitié et
la largeur du moteur peut conserver la même grandeur, si bien qu'aucun problème ne se pose en installant le moteur. En outre, le poids du moteur est diminué, en comparaison avec le moteur à assise unique.
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est petite et que celle-ci est rarement contaminée. Au sur-
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et l'économie ainsi réalisée est élevée.
(6) Le système d'un moteur diesel à assise unique utilisé fréquemment en général, équipé d'une hélice et dont le couplage est direct, la vitesse petite et le rendement élevé, exige la préparation d'une large gamme de diamètres de cylindre en vue de satisfaire aux exigences de la force
<EMI ID=90.1> possible, grâce à la présente invention, de répondre à
toutes les exigences de la puissance propulsive du bateau en n'utilisant que quelques diamètres de cylindre. Il en résulte aisément une réduction du coût par rationalisation de la construction, ainsi qu'une amélioration de la qualité.
(7) Comme dans le système classique à double moteur et à arbre unique, l'utilisation d'une seule assise est possible au besoin.
Il est bien évident que de nombreux changements peuvent être apportés à la construction des pièces précitées sur la base de la technique antérieure, sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Moteur diesel marin, caractérisé en ce qu'il comprend deux moteurs équipés chacun de plusieurs cylindres droits, seules les parties inférieures du moteur étant raccordées intégralement à une seule plaque de base, les parties communes telles que le tube d'évacuation et/ou le tube d'échappement étant reliés aux deux moteurs avec une certaine souplesse ou de façon à absorber les chocs, et un engrenage étant adjoint au:: arbres coudés des deux moteurs
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raccordé à l'arbre de l'hélice.