Brevet FR2521220A1 — publié le 19830812

DISPOSITIF D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE POUR MOTEURS DIESEL MARINS. L'invention concerne un dispositif d'alimentation en combustible pour moteurs diesel marins et comprend au moins un réservoir à combustible, un récipient mélangeur pour mélanger le combustible provenant du réservoir de combustible à du combustible chauffé qui n'a pas été consommé dans le moteur, et au moins une pompe de refoulement pour envoyer le combustible mélangé au moteur. Pour des raisons d'économie, on a récemment utilisé, pour entrainer des moteurs diesel marins, des mélanges de fuel-oil de basse qualité contenant des hydrocarbures lourds et légers Pour que l'on puisse utiliser ces mélanges en tant que combustible dans un moteur diesel, ils doivent être chauffés jusqu'à environ 150 'C pour atteindre une vis- cosité permettant de les injecter dans le moteur Comme la quantité de combustible circulant à travers la pompe de refoulement et le récipient mélangeur est de 2 à 3 fois plus grande que la consommation du moteur, le récipient mélangeur reçoit du combustible provenant en retour du moteur, à une température supérieure au point d'ébullition des fractions légères du combustible Des gaz sont donc chassés par ébul- lition du réservoir mélangeur, lequel est en communication avec l'atmosphère, et ces gaz sont expulsés dans l'air Dans une grande mesure, ces gaz contiennent des hydrocarbures combustibles à pouvoir calorifique élevé. Outre le fait que de grandes quantités d'énergie sont perdues et que l'environnement est détérioré de ce fait, il se forme des boues provenant des fractions lourdes dans le récipient mélangeur La température élevée (supérieure à 1000 C) régnant dans le récipient mélangeur a aussi pour conséquence que la pompe de refoulement doit travailler dans des conditions difficiles d'aspiration, car la pres- sion statique entre le récipient mélangeur et la pompe est inférieure à la pression de vapeur du combustible Si des débitmètres, des crépines et assimilé sont placés en amont de la pompe de refoulement, la perte de charge va continuer & augmenter et provoquer une cavitation dans la pompe Dans le cas le plus défavorable, des gaz libres, se trouvant dans les tuyauteries du circuit, peuvent provoquer des perturbations dans les pompes à injection du moteur et for- tement diminuer la qualité de la combustion dans le moteur. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients des dispositifs d'alimentation en combustible de l'état actuel de la technique et de créer un dispositif d'alimen- tation en combustible dans lequel la quasi-totalité des fractions combustibles du combustible sont utilisées, dans lequel les pompes de refoulement et les pompes d'injection fonctionnent sans perturbation et sans être usées, et dans lequel le récipient mélangeur peut avoir de faibles dimen- sions et être placé relativement bas dans le récipient. L'invention concerne à cet effet un dispositif d'ali- mentation en combustible pour moteurs diesel marins, compre- nant au moins un réservoir à combustible, un récipient mélan- geur pour mélanger le combustible provenant du réservoir à combustible avec du combustible chauffé non-consommé par le moteur, et au moins une pompe destinée à envoyer le combus- tible mélangé au moteur, dispositif d'alimentation caracté- risé en ce que le récipient mélangeur comprend un récipient sous pression, lequel est relié à au moins une pompe destinée à envoyer le combustible sous pression à du combustible rela- tivement plus chaud se trouvant dans le récipient sous pres- sion, ce dernier, en même temps que le moteur et la première pompe, se trouvant dans un circuit sous pression dans lequel règne une pression qui dépasse la pression de vaporisation dans le circuit, de façon à maintenir sous forme liquide les gaz combustibles. L'invention sera mieux comprise en regard de la descrip- tion ci-après et du dessin annexé, qui représente schémati- quement un dispositif d'alimentation en combustible selon l'invention. Un réservoir 1 contenant du fuel-oil, formé d'un mélange de fractions légères et de fractions lourdes, est installé dans un navire, dont le moteur diesel 2 est entraîné par le fuel-oil après que ce dernier a été chauffé Le fuel-oil, à environ 80 'C, est envoyé sous l'effet de la gravité à un appareil de pompage possédant deux pompes 3 et 4, dont l'une ( 4) est une pompe de réserve destinée à se mettre en marche si l'autre a une défaillance Avec une capacité dépassant de plusieurs fois la consommation maximum de combustible du moteur 2, la pompe 3 envoie du fuel-oil sous pression et, par l'intermédiaire d'un débitmètre 5, à un récipient sous pression 6 hermétiquement fermé, dans lequel il est mélangé au fuel-oil non-consommé provenant du moteur et envoyé au récipient sous pression par l'intermédiaire d'une canalisa- tion de retour 7. Comme le fuel-oil contient des constituants qui sont vaporisés à la température (env 130 'C) gui règne dans le récipient sous pression 6, les gaz se rassem- blent dans la partie supérieure du récipient Cependant, la pression dans le récipient est maintenue relativement haute et dépasse la pression de vaporisation dans le circuit sous pression contenant le récipient sous pression, le moteur 2 et un appareil de pompe de charge (décrit cidessous), de sorte que seule une faible partie de ces fractions ou cons- tituants est vaporisée, tandis que la quantité restante reste sous forme liquide, dissoute dans le fuel-oil consis- tant en les hydrocarbures lourds se trouvant dans le réci- pient Quand la quantité de gaz dans le récipient 6 a aug- menté au point que le fuel-oil dans le récipient se trouve en-dessous d'un niveau prédéterminé, un contrôleur de niveau 8 est actionné pour ouvrir une soupape 9 dans une canalisa- tion 10 entre le récipient sous pression 6 et le réservoir 1, de façon que les gaz se trouvant à l'intérieur du récipient puissent être renvoyés au réservoir 1 sans polluer l'environ- nement. La pression en excès dans le récipient 6 est maintenue essentiellement constante à l'aide d'une soupape de régula- tion de pression 11 à fonctionnement automatique, raccordée entre les pompes 3 et 4 La quantité de fuel-oil envoyée au récipient sous presssion est exactement celle correspondant à la consommation effective du moteur 2, bien que la pompe 3 ait une capacité considérablement plus grande Le fuel-oil qui n'est pas envoyé au réservoir sous pression va donc être renvoyé au côté aspiration de la pompe 3 par l'intermédiaire de la soupape 11 et est renvoyé plusieurs fois en recircula- tion à travers la pompe. Pour assurer un mélange satisfaisant du fuel-oil prove- nant du récipient 6, et pour que les gaz se trouvant dans le fuel-oil restent sous forme liquide, un mélangeur statique 12 a été relié à l'orifice de sortie du récipient 6. Le côté aspiration d'un appareil de pompage comprenant deux pompes de charge 14 et 15, dont l'une 15 est une pompe de réserve, est relié à l'orifice de sortie du mélangeur 12, le côté refoulement de l'appareil de pompage étant relié au dispositif d'injection 18 du moteur 2 par l'intermédiaire d'un moyen de chauffage 16 et d'un viscosimètre 17 Chaque pompe de charge 14, 15 a une capacité environ trois fois supérieure à la consommation de fuel-oil du moteur 2, ce qui a pour conséquence qu'une quantité relativement impor- tante de fuel-oil, non consommée dans le moteur, est ren- voyée au récipient sous pression 6 par l'intermédiaire de la conduite 7 Le fuel-oil est chauffé à environ 1500 C dans le moyen 16, cette température étant la température maximale possible du fuel-oil quand il est injecté dans le moteur. Dans le cas o les deux pompes 3 et 4 tomberaient en panne, on pourrait ouvrir à la main une soupape 13 et la soupape 9, la soupape 13 étant dans une conduite se trouvant entre le côté aspiration des pompes et l'orifice de sortie du débitmètre 5, la pompe 14 (ou 15) étant alors à même de soutirer-du fuel-oil du récipient sous pression, qui est alimenté par gravité, directement du réservoir 1 situé relativement plus haut dans le navire, et qui est soumis à la pression atmosphérique par l'intermédiaire de la soupape ouverte 9. Les détails 3-6, 8, 9, 11-13 avec les conduites asso- ciées, peuvent être convenablement combinés à un panneau de commande et d'exploitation (non représenté) et être connectés sous la forme d'une unité interchangeable (module) 19 entre le réservoir 1, le moteur 2 et une unité distincte (module) comprenant les détails 14-16. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exem- ple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inven- tion. Revendications 1 Dispositif d'alimentation en combustible pour moteurs diesel marins, comprenant au moins un réservoir à combustible ( 1), un récipient mélangeur ( 6) pour mélanger le combustible provenant du réservoir à combustible avec du combustible chauffé non-consommé par le moteur ( 2), et au moins une pompe ( 14, 15) pour envoyer le combustible mélangé au moteur, caractérisé en ce que le récipient mélangeur comprend un récipient sous pression ( 6), qui est raccordé à au moins une pompe ( 3, 4) pour envoyer du combustible sous pression au combustible relativement plus chaud se trouvant dans le récipient sous pression, ce récipient, avec le moteur ( 2) et la pompe ( 14, 15) faisant partie d'un circuit sous pression dans lequel est maintenue une pression qui dépasse la pression de vaporisation dans le circuit permettant de maintenir les gaz combustibles sous forme liquide. 2 Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité de la pompe ( 14, 15) est considérablement plus grande que la consommation de combus- tible du moteur. * 3 Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape de maintien de pression ( 11) montée en parallèle avec la pompe ( 3, 4). 4 Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il possède un mélangeur statique ( 12) monté entre le récipient sous pres- sion ( 6) et la pompe ( 14, 15). Dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il possède un contrôleur ( 8) qui détecte le niveau du combustible dans le récipient sous pression ( 6) et qui, à un niveau prédéterminé, actionne une soupape ( 9) pour évacuer le gaz enfermé dans le récipient sous pression au-dessus du combustible, de préfé- rence en le renvoyant au réservoir à combustible ( 1). ep