Brevet FR3012570A1 — publié le 20150501

RESERVOIR DE LIQUIDE INFLAMMABLE INTEGRANT UN SYSTEME DE PRECHAUFFAGE La présente invention se rapporte à un réservoir de liquide inflammable intégrant un système de préchauffage. L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif de lubrification d'un navire comprenant un réservoir de lubrifiant équipé d'un système de préchauffage. Un navire de surface ou submersible comprend des systèmes mécaniques dynamiques qui doivent être lubrifiés afin d'optimiser leurs fonctionnements, notamment en réduisant les frottements entre les pièces ayant des mouvements relatifs. A cet effet, le navire comprend un dispositif de lubrification qui comprend au 10 moins un circuit permettant d'acheminer le lubrifiant depuis un réservoir jusqu'aux différents systèmes à lubrifier. Pour obtenir un fonctionnement optimal des systèmes mécaniques dynamiques, il est important que le lubrifiant ait une viscosité dans une plage donnée. La viscosité de l'huile est une caractéristique essentielle dans la détermination des 15 pertes par frottement lors du dimensionnement des systèmes mécaniques dynamiques et des épaisseurs des films de lubrifiant nécessaire au bon fonctionnement desdits systèmes. Or, la viscosité des lubrifiants varie fortement en fonction de sa température. Ainsi, la viscosité de certains lubrifiants, comme certaines huiles minérales, peut 20 être divisée par 7 en passant de 60°C à 120°C. De plus, les caractéristiques du lubrifiant sont fortement altérées si la température du lubrifiant dépasse une température maximale admissible. bans le cas des navires, un dispositif de lubrification peut être soumis à des conditions environnementales avec des températures très faibles, notamment à l'arrêt. Ces températures faibles sont bien inférieures aux températures de fonctionnement optimales du lubrifiant. Par conséquent, à chaque mise en service du dispositif de lubrification, il est nécessaire de préchauffer le lubrifiant. Sur les figures 1A et 1B, on a représenté un réservoir 10 de lubrifiant d'un dispositif de lubrification équipé d'un système de préchauffage 12 du lubrifiant. Selon un mode de réalisation, le réservoir est une cuve mécano-soudée. En complément du réservoir 10, le dispositif de lubrification comprend au moins une sortie 14 vers un circuit de lubrification (représenté de manière partielle et schématique) et au moins un retour 16 d'un circuit de lubrification (représenté de manière partielle et schématique). Pour donner un ordre de grandeur, le réservoir 10 a un volume de l'ordre de 2 à 4 m3. Le système de préchauffage 12 comprend un circuit de préchauffage 18 qui s'étend entre une première extrémité 20 et une seconde extrémité 22 qui débouchent dans le réservoir 10. Le circuit de préchauffage 18 comprend une pompe 24 qui permet d'aspirer le lubrifiant via la première extrémité 20, de le faire circuler vers la seconde extrémité 22 afin de le refouler dans le réservoir 10 ainsi qu'un ballon de préchauffage 26 avec un volume inférieur à 1/10è" du volume du réservoir 10. Ce ballon de préchauffage 26 comprend un thermoplongeur 28 qui par effet joule permet de réchauffer le lubrifiant présent dans le ballon de préchauffage 26. Selon un mode de réalisation, le thermoplongeur 28 comprend une résistance en forme de U dont les extrémités sont connectées à une alimentation électrique. Les caractéristiques du thermoplongeur 28, notamment sa section et sa longueur, conditionnent le volume du ballon de préchauffage qui ne doit pas excéder un volume donné pour obtenir un compromis entre une élévation importante de la température moyenne du lubrifiant dans le ballon de préchauffage tout en évitant que la température du lubrifiant en contact avec le thermoplongeur dépasse la température maximale admissible par le lubrifiant. Le principe de fonctionnement d'un système de préchauffage de l'art antérieur est le suivant. Le lubrifiant est aspiré du réservoir 10 par la pompe 24 afin de remplir le ballon de préchauffage 26. Dès que ce dernier est plein, le thermoplongeur 28 réchauffe le lubrifiant, dès que le lubrifiant présent dans le ballon de préchauffage 26 a atteint une température donnée, il est réintroduit dans le réservoir 10. Ce cycle est répété jusqu'à ce que la température moyenne du lubrifiant dans le réservoir 10 atteigne la plage de température optimale. Les systèmes de préchauffage de lubrifiant de l'art antérieur ne sont pas pleinement satisfaisants pour les raisons suivantes Selon un premier aspect, le système de préchauffage occupe un volume important et a une masse non négligeable ce qui tend à réduire le volume et la masse utiles transportables par le navire. Selon un autre aspect, la durée nécessaire pour préchauffer le lubrifiant est relativement longue, de l'ordre de 24 h, ce qui impacte fortement la disponibilité du navire. Pour remédier à cet inconvénient, les moteurs de certains bateaux ne sont jamais arrêtés lors des escales et fonctionnent continuellement. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante car elle conduit à faire fonctionner les moteurs inutilement et donc à gaspiller du carburant. Enfin, selon un autre aspect, ce mode opératoire présente un certain risque du fait que l'élément chauffant est en contact direct avec le lubrifiant. Aussi, la présente invention vise à remédier les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un réservoir d'un liquide inflammable comprenant un système de préchauffage du liquide, ledit réservoir étant délimité par au moins une paroi avec une surface intérieure en contact avec le liquide, caractérisé en ce que le système de préchauffage comprend au moins un panneau chauffant plaqué contre la surface extérieure de la paroi délimitant le réservoir. Cette solution permet de réduire le volume et la masse du système de préchauffage ainsi que la durée nécessaire au préchauffage du liquide contenu dans le réservoir. Selon un autre aspect, elle renforce la sécurité dans la mesure où l'élément chauffant n'est pas en contact direct avec le liquide. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - La figure 1A est une représentation schématique illustrant un système de préchauffage selon l'art antérieur, - La figure 1B est une coupe selon la ligne B-B de la figure 1A, - La figure 2 est une représentation schématique illustrant un système de préchauffage selon l'invention, - La figure 3 est une coupe illustrant en détails le système de préchauffage selon l'invention, - La figure 4A est une vue en perspective de la face avant d'un système de compression, - La figure 4B est une vue en perspective de la face arrière du système de compression sur lequel est rapporté un panneau chauffant, - La figure 5A est une coupe selon la ligne V-V de la figure 2 qui illustre le panneau chauffant sans effort de compression, et - La figure 5B est une coupe selon la ligne V-V de la figure 2 qui illustre le panneau chauffant plaqué contre la paroi du réservoir grâce à un des efforts de compression. Sur les figures 2, 3, 5A et 5B, on a représenté 30 un réservoir de lubrifiant d'un dispositif de lubrification représenté partiellement. Le dispositif de lubrification comprend au moins une sortie 32 vers un circuit de lubrification (représenté de manière partielle et schématique) et au moins un retour 34 d'un circuit de lubrification (représenté de manière partielle et schématique). Le dispositif de lubrification n'est pas plus décrit car, à l'exception du système de préchauffage, il peut être identique à ceux de l'art antérieur. Le réservoir 30 est délimité par des parois 36. Sur la figure 2, pour simplifier la représentation, le réservoir 30 a une forme sensiblement parallélépipédique avec six parois 36. De préférence, le réservoir a une géométrie identique à celle des réservoirs de l'art antérieur et comprend au moins une portion de paroi 38 approximativement plane (au défaut de planéité près) d'environ 80 cm x 120 cm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette géométrie de réservoir. Ainsi, le réservoir peut comprendre une géométrie plus complexe comprenant au moins une paroi plane et au moins une paroi courbe. De même, l'invention n'est pas limitée aux réservoirs de lubrifiant, elle peut s'appliquer à tous les réservoirs de liquide inflammable comprenant un système de préchauffage dudit liquide. Selon un mode de réalisation, le réservoir se présente sous la forme d'une cuve mécano-soudée. Par conséquent, comme illustré sur les figures 5A et 5B de 25 manière exagérée, les parois 36 ne sont parfaitement planes et comprennent des défauts de planéité inhérents à un assemblage de type mécano-soudée. Le réservoir 30 comprend depuis l'intérieur vers l'extérieur, une paroi 36 en un matériau thermiquement conducteur, par exemple métallique, et un revêtement thermiquement isolant 42 pour limiter les déperditions thermiques vers l'extérieur. Selon un mode de réalisation, le revêtement thermiquement isolant 42 se présente sous la forme d'un matelas. Ce matelas n'est pas plus décrit car il ne constitue pas l'élément essentiel de l'invention et peut être identique à ceux de l'art antérieur. Sur les figures 2, 3, 5A et 5B, l'intérieur est référencé I et l'extérieur E. La paroi 36 comprend une surface intérieure 361 en contact direct avec le lubrifiant et une surface extérieure 36E. Les surfaces 361 et 36E sont espacées d'une distance sensiblement constante correspondant à l'épaisseur de la paroi 36 Le réservoir 30 comprend un système de préchauffage 44 intercalé entre la paroi 36 et le revêtement thermiquement isolant 42. Selon une caractéristique de l'invention, le système de préchauffage 44 comprend au moins un panneau chauffant 46 plaqué contre la surface extérieure 36E de la paroi 36 du réservoir. De préférence, un panneau chauffant 46 comprend une plaque souple en un matériau isolant électriquement dans laquelle au moins une résistance électrique est noyée. Ce panneau chauffant 46 est délimité par une enveloppe dont au moins une face 461 est en contact direct avec la surface extérieure 36E de la paroi 36 du réservoir. Il comprend également des connections électriques pour le relier à une alimentation électrique 48. Selon un mode de réalisation, la plaque du panneau chauffant 46 est en caoutchouc de silicone. Le panneau chauffant 46 a une superficie de l'ordre de 900 cm'. Il a une épaisseur inférieure à 1 cm. Avantageusement, le panneau chauffant est un film souple, avec une épaisseur de l'ordre de 0,7 mm, dans lequel au moins une résistance électrique est noyée. Selon un mode de réalisation préféré, un réservoir 30 comprend deux panneaux chauffants 46 avec chacun une surface en contact avec la surface extérieure de la paroi 36 de l'ordre de 900 cm', une résistance de l'ordre de 30 fi et une puissance de l'ordre de 1800 W. Selon une variante, le panneau chauffant 46 comprend une face adhésive pour être maintenu plaqué contre la surface extérieure 361 de la paroi 36 du réservoir. Avantageusement, pour des questions de maintenance, le panneau chauffant 46 ne comprend pas une face adhésive. A cet effet, le système de préchauffage 44 comprend au moins un système de compression 50 permettant de maintenir plaqué au moins un panneau chauffant 46. Le système de compression 50 est illustré en détails sur les figures 3, 4A et 4B. Il comprend au moins une plaque 52 apte à recouvrir le ou les panneau(x) chauffant(s) 46 reliée au réservoir 30 par au moins une liaison démontable. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 4A et 4B, la plaque 52 est approximativement rectangulaire et comprend un bord supérieur 54 et un bord inférieur 56. La plaque 52 comprend une face intérieure 521 orientée vers le réservoir 30 et une face extérieure 52E. Le bord supérieur 54 de la plaque 52 comprend deux plis à 90°, de manière à former un rebord plié 58 parallèle au plan de la plaque 52 mais décalé par rapport audit plan afin que le rebord 58 soit écarté de la paroi 36 lorsque le système de compression est monté. Le rebord plié 58 est renforcé, côté face intérieure, par une équerre 60. De préférence, la plaque 52 est renforcée. Ainsi, des renforts 62 sont fixés sur la face extérieure 52E. Ces renforts 62 sont positionnés dans un plan perpendiculaire à la plaque 52 et s'étendent depuis le bord supérieur 54 jusqu'au bord inférieur 56. Selon un mode de réalisation, la plaque 52 comprend quatre renforts 62. Concernant la liaison entre le système de compression 50 et le réservoir 30, le bord inférieur 56 comprend une tige 64 supportée par les renforts 62 qui s'étend selon une direction sensiblement parallèle au bord inférieur 56. Avantageusement, la tige 64 a une section circulaire. En parallèle, le réservoir 30 comprend au moins une cornière 66 qui délimite avec la paroi 36 du réservoir une rainure avec une ouverture orientée vers le bord supérieur 54 dans laquelle se loge la tige 64. De préférence, le réservoir comprend trois cornières disposées entre les renforts 62 ou une seule cornière avec des découpes pour permettre le passage des renforts 62. Cet agencement permet d'obtenir une articulation de type charnière entre le bord inférieur 56 du système de compression 50 et le réservoir 30, qui simplifie la maintenance. Selon un autre avantage, cet agencement permet d'obtenir une articulation démontable sans outil. En plus de cette articulation, la liaison entre le système de compression 50 et le réservoir 30 comprend au moins une vis 68 reliant le bord supérieur 54 du système de compression 50 et le réservoir 30. De préférence, la liaison comprend quatre vis réparties le long du bord supérieur 54. A cet effet, le rebord 58 comprend des trous de passage et le réservoir 30 comprend un renfort 70 (visible sur la figure 3) dans lequel sont ménagés des trous taraudés 72 dans lesquels se vissent les vis 68. Le système de compression 50 peut comprendre au moins un compartiment 74 pour loger des accessoires tels que des capteurs de température ou autre. L'effort de compression exercé sur le panneau chauffant 46 peut être ajusté en fonction de l'effort de serrage des vis 68. Selon une caractéristique de l'invention, une couche intercalaire 76 est insérée entre le panneau chauffant 46 et le système de compression 50, plus particulièrement entre le panneau chauffant 46 et la plaque 52 du système de compression 50. Comme illustré sur les figure 5A et 5B, cette couche intercalaire 76 a pour fonction de répartir les efforts de plaquage pour limiter les efforts de compression exercés sur le panneau chauffant dans les zones bombées de la paroi 36 du réservoir 30 et d'assurer un plaquage du panneau chauffant 46 dans les zones en creux. Ainsi, malgré les défauts de planéité de la paroi 36 inhérents au mode de l'assemblage du réservoir mécano-soudé, le panneau chauffant 46 est plaqué sur toute sa surface contre la paroi 36 ce qui assure un transfert thermique optimal et homogène sur toute la superficie du panneau chauffant et limite les risques d'apparition de points chauds. De préférence, la couche intercalaire 36 a une épaisseur supérieure au défaut de planéité maximal de la paroi 36 du réservoir. Selon un mode de réalisation, la couche intercalaire 76 est en mousse de silicone et a une épaisseur de l'ordre de 4 mm. Selon un mode de réalisation privilégié, la couche intercalaire 76 est un matelas de laine métallique inoxydable. Cette solution est privilégiée car elle permet d'accroitre la durée de vie du système de préchauffage. Avantageusement, le matelas de laine métallique inoxydable a une épaisseur d'au moins 4 mm pour obtenir un écrasement d'au moins 2 mm. Les caractéristiques du matelas sont telles que les efforts de compression sur le panneau chauffant n'excèdent pas 0,2 Mpa. Selon un mode de réalisation, le matelas de laine métallique inoxydable a une rigidité surfacique variant de 0,02 à 0,1 MPa/mm pour assurer un transfert optimal des efforts entre le système de compression 50 et le panneau chauffant 46. Le système de préchauffage selon l'invention procure les avantages suivants En premier lieu, il est beaucoup plus compact et léger que les dispositifs de l'art antérieur. En second lieu, il permet un préchauffage plus efficace et plus rapide. Ainsi, il est possible de diviser la durée nécessaire pour préchauffer le lubrifiant du réservoir par quatre par rapport à l'art antérieur. En effet, le système de préchauffage transmet au lubrifiant la chaleur via une plus grande surface. Selon un point important de l'invention, la chaleur générée par le panneau chauffant 46 est transmise par conduction à la paroi 36 du réservoir 30 qui la transmet par conduction au lubrifiant. Ainsi, on obtient une surface d'échange beaucoup importante par rapport à l'art antérieur, ce qui permet de transférer un plus grand flux de chaleur tout en restant en dessous de la température maximale admissible. Enfin, le dispositif augmente le niveau de sécurité dans la mesure où l'élément qui 10 génère la chaleur par effet joule (la résistance du panneau chauffant) n'est pas en contact direct avec le lubrifiant. REVENDICATIONS1. P:éservair contenant un liquide -inflammable comprenant un système d préchauffage -(44) du liquide., ledit réservoir comprenant au moins une paroi (36) avec tire surface intérieure (36I) en contact avec le liquide., caractérisé en ce que le système de préchauffage (44) comprend au moins un panneau chauffant :$6) plaqué contre k surface extérieure de la paroi -(:36) délimitant le: réservoir 2. Réservoir selon la revendication 1. caractérisé en ce que lé système de 014hauffigge (44) comprend eu- mains un panneau chauffant sous .fornie. d'Une plaqué ou souple, :94 moins un système de compression (w): 10 permettant de moinlenir plaqué au moins un pdhhéà4i. chauffant (4e) centre la Surface extérieure :-(36E) de le :paroi cey et une :couche -intercelaire ve- permettant de répartir les efforts exercés par lé système de campresSion sur le panneau chauffant (46) afin de hmiter les effort de co pression dans des zones bombées de k paroi du réservoir pàroleap 15 chauffant (46) dans des zones en creux de la paroi : du réservoir,. 3. Réserver- selon o r.eendication 7, caractéris en :ce que la i-couche intercalaire (76) estun matelas de laine métallique inoxydele. 41, Réservoir selon la reyendication 3; enr,.nci4r.ieé. en ce -Aue le::mate/ae de. loin méhi!hqueinoxydable .que le efforts. de - 20 :edttipPéeeioh.eüek odnhédi.i::ë44ffotit- n'excèdent pas 3,2:Mpe,.. '5-'. 4. Réserve, selon l'une dée-e-re...éiliditilfide.::2 4, coraciérisè en cer -lue 4 5. couche intercalaire p une épaisseur moins de 4 'rom pour obtenir un écrasement d'au moins 6. Réservoir -selon dei revendicationS-2 A.''.5'..cerocteriSéen ce que le 25 panneau chauffant i(46.) est >Oh film souple, avec une épaisseur de l'ordre de 0,7 -film> dans. iequel nu moins une résistance électrique est noyée>,. 7. Re5grYpir:$4on :lune .des revendiecitiâts .2. à 6.:.eerefc.téri..5é en ceique:k eyetértle:de on,ipressien(5()) eiemprenddu moins Une pidque (52). pie & rectiteri.r. pdhited-Li(x) tlieUffen*) (46), ::reUe au réservoir HOM: par nu meibn une -lioion:dértionfàbte.., 8. Réserver selon k revenefteetien 7,, coractirisé ei cé'qüeld 'pfe*e. (52) cornprid un bord ipf4r.iaur (50 relié réservoir: (3.0) por :une ertitetetion de type: charnière et un bord Étipé,iée (54). .peu: cu réservoir :(39)-1yer OU meins une vie eay 9. selon ta revendication 7 ou :8, -eereetérieé en ce. que te ptàque. (52) tôhipi-'ehd dSftrifaile fieeo Sur le feage.;>