Brevet FR2465886A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne un système d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel, et plus particulièrement un système d'alimentation à carburants mélangés. Pour faire fonctionner des moteurs Diesel de grandes dimensions, tels que ceux destinés à la production d'électricité sur des navires, le mazout lourd ne convient pas et le mazout type diesel marin est trop bon et trop cher. C'est pourquoi il est plus économique d'alimenter ce type de moteur avec un carburant provenant du mélange de ces deux types de mazout. Différents systèmes de carburants mélangés ont été proposés à ce jour, et en particulier des systèmes comprenant deux pompes à combustible à débit variable, l'une pour le mazout type diesel marin, et l'autre pour le mazout lourd, un mélangeur, ainsi qu'un réservoir à partir duquel le carburant mélangé alimente le moteur. Cependant, ces systèmes existants présentent l'inconvénient qu'en cas de panne de la pompe à mazout type Diesel marin, le moteur sera alimenté par du mazout lourd pur, ce qui peut entraîner de sérieuses avaries au moteur. Un autre inconvénient résulte du fait que le stockage de combustible mélangé dans le réservoir y produit une quantité considérable de dépôt boueux. Suivant la présente invention, le système d'alimentation comprend un réservoir haut placé pour alimenter par gravité le moteur avec un mazout de qualité supérieure, tel que le type Diesel marin, une pompe pour alimenter le moteur avec un mazout de qualité inférieure, tel qu'un mazout lourd, et une vanne de contrôle de débit pour réguler le débit de mazout de qualité inférieure. Un mélangeur est raccordé d'une part à la sortie du réservoir et à celle de la pompe, et d'autre part à l'admission du moteur. Cette disposition élimine l'emploi d'un réservoir à carburants mélangés. Par conséquent, le carburant mélangé est directement envoyé au moteur, et cette alimentation directe rend impossible la formation de dépôt. Le réservoir en charge permet l'alimentation par gravité du moteur en mazout de qualité superieure, ce qui garantit un fonctionnement sûr du moteur en cas d'une panne de pompe. La valve de contrôle de débit permet d'ajuster librement le rapport des débits. La vanne de contrôle de débit est de pré- férence munie d'un dispositif d'asservissement à boucle fermée qui maintient le rapport des débits à la valeur souhaitée sous diverses conditions. Dans une réalisation préférée de l'invention, le mélangeur se compose d'un corps tubulaire formant un passage pour fluide, contenant un élément mélangeur immobile. Ce type de mélangeur donne une plus grande fiabilité au système en raison de l'absence de pièce mobile. Une réalisation préférée est exposée dans la description détaillée suivante, qui sera mieux comprise en relation avec les dessins annexés, dans lesquels - la Figure 1 représente un diagramme schématique d'un système d'alimentation suivant la présente invention, - la Figure 2 est une coupe partielle d'un mélangeur compris dans la Figure 1, - la Figure 3 est une vue agrandie en perspective isométrique d'un des composants du mé- langeur représenté sur la Figure 2. En se référant maintenant aux dessins, on a représenté sur la Figure 1 un système d'alimentation à carburants mélangés d'un moteur Diesel 1, qui fournit le mouvement primaire d'un générateur d'électricité et est placé dans la salle des machines d'un navire ayant un moteur principal 2 pour la propulsion. Un réservoir haut placé 3 est monté audessus du moteur et contient du mazout type Diesel marin amené par pompage d'un réservoir principal (non représenté). Le bas du réservoir 3 est raccordé à l'admission de carburant du moteur 1 par les deux conduits 4 et 5 avec des vannes 6 et 7 et par un conduit 8 avec une vanne 9. Normalement, les vannes 6 et 7 sont maintenues ouvertes et la vanne 9 fermée. Le conduit 8 est utilisé pour envoyer directement du mazout type Diesel marin au moteur 1, notamment au démarrage du moteur. Un réservoir haut placé 10, monté plus haut que le moteur principal 2, contient du mazout lourd, amené par pompage d'un réservoir principal (non représenté). A l'intérieur du réservoir 10 est disposée une bouche Il de chauffage à la vapeur pour réduire la viscosité du mazout lourd. Le réservoir 10 est raccordé par un conduit 12 à l'admission de carburant du moteur principal 2, vers lequel le mazout lourd coule en descendant par gravité. Un conduit 13, branché en dérivation sur le conduit 12, est raccordé à une pompe centrifuge 15 à travers une vanne 14. La sortie de la pompe 15 est raccordée au conduit 5 par un conduit 16. Des vannes 17 et 18 de contrôle de débit sont branchées en parallèle sur le conduit 16. La vanne 18 est utilisée en cas d'urgence et est maintenue normalement fermée. La vanne 17 est du type à commande par air comprimé et est munie d'un dispositif d'asservissement à réaction, qui est constitué par des transducteurs de débit 19 et 20, par un cir cuit de commande 21 avec un afficheur 22 du rapport souhaité de mélange et par un convertisseur de pression 23. Les débits de combustible dans les conduits 4 et 16 sont mesurés par les transducteurs de débit 19 et 20 et les résultats des mesures sont envoyés dans le circuit de commande 21. Le circuit 21 compare le rapport des mesures de débit avec le rapport affiché (valeur souhaitée), introduit par l'afficheur 22 de rapport de mélange, et délivre un signal de commande. Suivant l'intensité de ce signal, le convertisseur 23 contrôle la pression d'air comprimé envoyé par un conduit 24, et cet air comprimé régulé est appliqué au diaphragme de la vanne 17 par l'intermédiaire d'un conduit 25. La vanne 17 est ainsi positionnée d'une manière telle que le rapport des débits soit à sa valeur souhaitée, même sous diverses conditions. Les éléments décrits ci-dessus et le circuit de commande 21 peuvent se trouver parmi les éléments et les circuits de l'art antérieur. Sur le conduit 5 sont disposés un réchauffeur de combustible 26 pour réduire la viscosité du mazout et un mélangeur 27. Le mélangeur 27, dans une réalisation préférée, comprend un corps tubulaire 28 (en coupe par tielle sur la Figure 2) déterminant un passage pour fluide, avec des brides annulaires 29 pour raccordement à chaque extrémité, et un certain nombre d'éléments statiques de mélange 30, disposés dans le corps 28. Chaque élément de mélange est constitué d'un certain nombre de feuilles ondulées 31 de métal. Ces feuilles sont superposées rigidement, avec leurs ondulations disposées à angles droits l'une par rapport à l'autre. Le chemin tortueux formé entre les feuilles 31 produit un écoulement turbulent du fluide. Les éléments de mélange 30 sont placés dans le corps 28 de manière que leurs feuilles 31 fassent un angle droit entre elles, de sorte que des divisions du fluide se produisent à l'extrémité amont de chaque élément de mélange. Ainsi, par cette division et par la formation de l'écoulement turbulent, le mazout passant dans le mélangeur est transformé en un carburant mélangé d'une manière homogène. En fonctionnement, le mazout type Diesel marin du réservoir haut placé 3 coule par gravité par les conduits 4 et 5 dans le moteur 1. La pompe 15 envoie le mazout lourd du réservoir 10 au moteur 1 à travers les conduits 12, 13, 16 et 5. Dans leurs cheminements vers le moteur, les deux types de mazout se rencontrent dans le conduit 5 et coulent ensemble à travers le réchauffeur de combustible 26 et à travers le mélangeur 27, ces deux éléments transformant les deux types de mazout en un mazout mélangé d'une manière homogène, avec une viscosité appropriée. Ce mélange de carburant s'écoule vers le moteur et est brûlé. Le rapport du mélange des mazouts mélangés est maintenu à la valeur souhaitée par la vanne de réglage de débit 17 à fonctionnement asservi, en boucle fermée. Bien que la description qui a été donnée ci-dessus constitue une réalisation préférée de l'invention, il doit être compris, bien entendu, que diverses modifications et changements peuvent y être apportés sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel simultanément en mazout de qualité supérieure et en mazout de qualité inférieure, caractérisé en ce qu'il comprend - un réservoir placé plus haut que le moteur de façon à permettre l'alimentation par gravité du moteur par du mazout de qualité supérieure contenu dans ledit réservoir-; - une pompe pour alimenter le mazout de qualité inférieure depuis sa source jusqu'au moteur - des moyens de mélange pour mélanger ensemble les deux types de mazout, dont l'entrée est reliée audit réservoir et à la sortie de ladite pompe, et dont la sortie est reliée au moteur ; et - des vannes de réglage pour régler le débit du mazout de qualité inférieure au moteur. 2. Système d'alimentation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mélange comprennent un corps tubulaire déterminant un passage pour fluide et un certain nombre d'éléments statiques disposés dans ledit corps tubulaire pour mélanger le fluide s'écoulant dans le passage. 3. Système d'alimentation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de mélange est constitué par un certain nombre de feuilles ondulées superposées rigidement avec leurs ondulations disposées à angles droits l'une par rapport à l'autre, lesdits éléments de mélange étant disposés de façon que les feuilles ondulées fassent des angles droits l'une par rapport à l'autre. 4. Système d'alimentation suivant la re vendication 1, caractérisé en ce que les vannes de réglages sont reliées à une boucle d'asservissement comprenant des transducteurs de débit pour mesurer le débit de chacun des types de mazout, et un circuit de commande attaqué par lesdits transducteurs pour actionner une vanne de façon à maintenir le rapport entre les débits des deux types de mazout à une valeur souhaitée. 5. Système d'alimentation suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réchauffage des deux types de mazout, placés en série avec lesdits moyens de mélange.