FR2675764A1

FR2675764A1 - Dispositif de propulsion orientale par reaction a jet d'eau.

Info

Publication number: FR2675764A1
Application number: FR9105554A
Authority: FR
Inventors: Cozian Alain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1992-10-30
Anticipated expiration: 2011-04-29
Also published as: FR2675764B1; WO1992019495A1; AU1760092A

Abstract

Le propulseur est prévu pour propulser et diriger des engins marins de toutes sortes, tant de surface que de profondeur. Il comprend une pompe dont le corps (P) est fixe, laquelle pompe présente à sa base une entrée et une sortie de formes circulaires et concentriques, l'une centrale et l'autre périphérique, et comporte entre elles un passage coudé (1) pour retourner le flux. Un corps d'aspiration-refoulement (AR1) est monté pivotant autour de l'axe (X-X) commun auxdites entrée et sortie de la pompe. Il est ajusté pour guider le flux entrant depuis la bouche d'aspiration (Ba) jusqu'à l'entrée de la pompe, et le flux sortant depuis la sortie de la pompe jusqu'à la bouche de refoulement (Br). Le dispositif est utilisable dans des navires de toutes puissances.

Description

DISPOSITIF DE PROPULSION ORIENTABLE
PAR REACTION A JET D'EAU
La présente invention concerne un dispositif de propulsion orientable par réaction à jet d'eau, utilisable pour propulser et diriger des engins marins de toutes sortes, tant de surface que de profondeur, et indépendamment de leur taille.

D'une manière générale, les propulseurs à jet d'eau orientables existants se classent dans l'une ou l'autre de deux catégories selon leur puissance.

Les propulseurs de faible puissance, tels que décrits par exemple dans les demandes de brevet français nO 2 412 457, 2 478 018 et 2 484 952 comportent un caisson mobile autour d'un axe vertical, à l'intérieur duquel un passage ou tunnel coudé forme un conduit d'aspiration et un conduit de refoulement respectivement en amont et en aval d'une pompe, celle-ci étant reliée à des moyens d'entraînement extérieurs au caisson par une transmission. Ces propulseurs peuvent être orientés à n fois 3600 en continu dans les deux sens, avec un rendement constant du fait de l'alignement permanent dans le même plan directionnel de la bouche d'aspiration et de la bouche de refoulement. Généralement entraînés par des moteurs hydrauliques, ils sont d'autre part facilement implantables à n'importe quel endroit de la carène.

Toutefois, ils sont limités en puissance, car la couronne d'orientation du caisson subit l'effet de couple lié à l'action de la pompe sur l'eau, et à la réaction de celle-ci sur le corps de la pompe.

Pour pallier cet inconvénient, les propulseurs de forte puissance, ou susceptibles de l'être de par leur conception, sont construits suivant un autre principe, tel que décrit dans la demande de brevet internationale WO 80/00 948 : une hélice à axe horizontal est montée à poste fixe dans un passage également fixe entre bouches d'apiration et de refoulement. Elle est placée directement à l'extrémité d'un arbre d'hélice classique, lui-même relié au moteur principal par l'intermédiaire d'un réducteur. Le jet propulsif est alors dirigé au moyen d'une grille ou de volets orientables au niveau de la bouche de refoulement. Cette disposition implique que la bouche de refoulement soit pratiquement dans un plan horizontal, ce qui nuit beaucoup à l'efficacité. Le rendement est par ailleurs très variable suivant la direction, et souvent très faible en marche arrière.

Le but de l'invention est de prévoir un nouveau dispositif de propulsion par réaction à jet d'eau orientable qui convienne aussi bien pour la catégorie des faibles puissances que pour celle des fortes puissances, sans présenter les inconvénients inhérents à ces deux catégories.

A cet effet, un dispositif de propulsion par réaction à jet d'eau orientable selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une pompe dont le corps de pompe est fixe, laquelle pompe présente à sa base une entrée et une sortie de forme circulaires et concentriques, l'une centrale et l'autre périphérique, et comporte entre elles un passage coudé pour retourner le flux, de telle sorte que le flux entrant dans la pompe et le flux sortant soient coaxiaux, l'un annulaire à l'autre, et de sens opposés, et un corps d'aspirationrefoulement monté pivotant autour de l'axe commun auxdites entrée et sortie de la pompe, et ajusté pour guider le flux entrant depuis la bouche d'aspiration jusqu'à l'entrée de la pompe, et le flux sortant depuis la sortie de la pompe jusqu'à la bouche de refoulement.

Dans une forme de réalisation préférée, le passage coudé entre l'entrée et la sortie de la pompe est annulaire, autour d'une partie centrale dans lequel est monté l'arbre d'un élément de pompe rotatif, selon l'axe desdites entrée et sortie autour duquel pivote le corps d' aspiration-refoulement.

Dans la majorité des cas, cet axe sera sensiblement vertical. Cependant, pour des engins de profondeur, un dispositif selon l'invention pourra être prévu pour les évolutions dans le plan vertical, auquel cas l'axe sera horizontal.

La disposition selon l'invention permet pour toutes les puissances d'utiliser un corps d'aspirationrefoulement du type de ceux qui étaient jusqu'ici réservés aux dispositifs de faible puissance, sans souffrir de l'inconvénient de l'effet de couple précité.

Ici, les efforts dus à l'action de la pompe sont parallèles à l'axe de pivotement du corps d'aspirationrefoulement et peuvent être aisément absorbés par un système de montage adéquat entre celui-ci et le corps de pompe, comprenant par exemple une couronne d'orientation à billes ou à rouleaux.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre, faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels
la Fig. 1 est une vue schématique de côté d'un bateau équipé à l'arrière d'un propulseur selon l'invention,
la Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. 1, montrant un bateau équipé de deux propulseurs selon l'invention,
la Fig. 3 est une vue schématique d'une disposition particulière d'un tel propulseur par rapport à la coque,
la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale selon l'axe de la pompe d'une première forme de réalisation de propulseur selon l'invention,
la Fig. 5 est une vue frontale du propulseur de la
Fig. 4, partiellement en coupe transversale selon l'axe de la pompe,
la Fig. 6 est une vue agrandie du détail A de la
Fig. 4,
la Fig. 7 est une coupe longitudinale semblable à la Fig. 4 du seul corps d'aspiration-refoulement dans une seconde forme de réalisation de propulseur selon l'invention,
les Figs 8 et 9 sont des vues de dessus du corps d'aspiration-refoulement de la Fig. 7, illustrant notamment le fonctionnement de volets latéraux prévus autour de la bouche de refoulement, et
la Fig. 10 est une vue partielle en perspective représentant schématiquement la bouche d'aspiration du corps d'aspiration-refoulement dans le propulseur des
Figs. 4 et 5.

Dans l'ensemble des dessins, les mêmes références ont été utilisées pour désigner partout les mêmes éléments.

Le dispositif de propulsion selon l'invention comprend une pompe dont le corps P est fixé à l'intérieur de la carène et, d'autre part, monté suspendu à la base du corps de pompe P, avec une aptitude de rotation autour d'un axe X-X normal à cette base, un corps d'aspiration-refoulement AR. Comme le montrent les Figs. 1 et 2, le corps de pompe P peut être fixé directement sur la coque C, le corps d'aspirationrefoulement AR étant alors entièrement sous celle-ci, ou bien il peut être fixé sur le bord supérieur d'un puits logeant la partie supérieure du corps d'aspirationrefoulement AR, Fig. 3.

La pompe du dispositif selon l'invention apparaît dans une forme de réalisation préférée, en coupe axiale, aux Figs. 4, 5 et 6. Selon une caractéristique essentielle, le corps de pompe P définit un coude annulaire qui se présente extérieurement, vu de dessus, sous la forme d'une volute 1 entourant une partie centrale cylindrique 2 dans laquelle est monté l'arbre 3 de l'élément de pompe rotatif 4, selon l'axe X-X.

La volute 1 comporte une paroi supérieure la dont le bord externe est décalé d'une certaine hauteur vers le bas par rapport à son bord interne, lequel rejoint la base de la partie cylindrique 2. La paroi inférieure lb de la volute 1 est solidarisée à la paroi supérieure la par des cloisons radiales 5. Ses bords intérieur et extérieur sont dans le même plan que le bord extérieur de la paroi supérieure la.

La pompe peut être de plusieurs types, soit à hélice, à pas fixe ou à pas variable, soit centrifuge, ou encore hélico-centrifuge. Dans tous les cas, l'élément rotatif 4 comprend un moyeu 4a engagé au bout de l'arbre 3 et occupant l'espace central entre la base de la partie cylindrique 2 et le plan des bords inférieurs de la volute 1. L'élément rotatif 4 contribue donc à former avec le corps de pompe P un passage annulaire coudé ouvert à chaque extrémité dans un même plan, soit celui des bords inférieurs de la volute 1.

Le corps de pompe P est fixé à la coque C par le bord externe d'une partie annulaire 6 entourant la base de la volute, jointe à la paroi supérieure la. La partie annulaire 6 apparaît plus en détail à la Fig. 6. Elle présente une gorge 7 orientée vers le bas, limitée extérieurement par une paroi 8 formant un alésage d'axe
X-X et intérieurement par un rebord 9 plus court que la paroi 8, et définissant un autre alésage d'axe X-X. Dans le fond de la gorge 7, est montée la partie fixe 10a d'une couronne à billes ou à rouleaux 10 dont la partie mobile lob est destinée à supporter le corps d' aspiration-refoulement AR.

Celui-ci, dont deux formes de réalisation AR1 et
AR2 sont représentées dans les dessins, respectivement aux Figs. 4, 5 et aux Figs. 7 à 9, vient s'adapter sous le corps de pompe P. Il s'agit d'une pièce de forme définissant un conduit d'aspiration Ca et un conduit de refoulement Cr imbriqués l'un dans l'autre pour venir en communication respectivement avec l'une et l'autre des ouvertures du passage annulaire à la base de la pompe.

La partie supérieure du corps d'aspirationrefoulement par laquelle celui-ci vient s'adapter sous le corps de pompe P est commune aux deux formes de réalisation AR1 et AR2. Elle apparaît en demi-vue de dessus aux Figs. 8 et 9. Entre les ouvertures centrale 11 et périphérique 12 des conduits d'aspiration et de refoulement, elle présente une partie annulaire 13 dont la partie supérieure vient s'incrire de façon étanche entre des surfaces de glissement en regard 14, 15 prévues à la base de la paroi inférieure lb de la volute 1, Fig. 6.

L'ouverture périphérique 12 est entourée par une autre partie annulaire 16 jointe à la paroi externe du conduit périphérique, sur laquelle est fixé l'élément rotatif 10b de la couronne à billes ou à rouleaux 10.

Comme le montre plus clairement la Fig. 6, la partie annulaire 16 présente des surfaces cylindriques d'axe
X-X qui s'inscrivent de façon étanche dans les alésages précités formés par la paroi 8 et le rebord 9 de la partie annulaire 6 du corps de pompe P. De ce fait, la couronne 10 est à l'intérieur d'un logement entièrement fermé duquel il est aisé d'évacuer l'eau de fuite par l'intermédiaire d'une ou plusieurs petites conduites d'aspiration telles que 17. A noter à ce sujet que partout où des fuites internes d'eau seront susceptibles de se produire malgré la présence de nombreux joints d'étanchéité, les zones à protéger pourront être porvues de tels moyens d'évacuation d'eau et/ou maintenues sous pression d'air ou éventuellement de gaz neutre pour prévenir le contact avec l'eau, notamment lorsqu'il s'agira d'eau de mer.

Les deux parties annulaires 13 et 16 du corps d'aspiration-refoulement, en plus d'être jointes aux parois des conduits d'aspiration et de refoulement, sont de préférence reliées par des nervures de rigidification 18.

De plus, des bras radiaux 19 partant de la partie annulaire 13 portent une ogive centrale 20 axée sur X-X, dont le dessus vient en bout de l'arbre 3 et du moyeu 4a de l'élément de pompe rotatif 4. L'ogive 20 est de préférence creuse et communique avec l'intérieur d'aubes fixes 21 également creuses, Fig. 4, 7, dont font partie intégrante au moins certains des bras 19. Les aubes 21 rejoignent la paroi du conduit central et communiquent à leur tour avec des aubes 22 qui leur correspondent dans le conduit périphérique, formées sur au moins certaines des traverses de rigidification 18 précitées. Sont ainsi formés des passages entre l'intérieur de l'ogive 20 et la paroi externe du coorps d'aspiration-refoulement, dont la fonction sera exposée dans la suite.

L'ensemble du corps de pompe P et du corps d'aspiration-refoulement AR forme donc un passage d'eau dans lequel le flux est retourné annulairement tout autour de l'axe X-X commun à la pompe et à la rotation du corps d'aspiration-refoulement, les ouvertures centrale 11 et périphérique 12 du corps d'aspiration-refoulement étant en communication avec celles de la pompe.Au niveau du raccordement ou interface, l'étanchéité est établie vers l'extérieur par des joints entre le retour 9 de la partie annulaire 6 et la partie annulaire 16; et entre parties centrale et périphérique du passage, elle est établie par des joints entre la partie annulaire 13 et les surfaces de glissement 14, 15 à la base de la paroi inférieure lb de la volute 1. e
Du fait du retournement annulaire du flux autour de l'axe X-X, le moment de réaction de la pompe n'est d'aucun effet sur la commande d'orientation du corps d'aspiration-refoulement AR, ce qui permet l'adaptation de ce type de propulseur sur tout navire de petite ou grande dimension et de faible ou forte puissance.

L'énergie fournie au fluide par la pompe se traduit sous forme de pressions statique et dynamique à l'interface entre le corps de pompe et le corps d'aspiration-refoulement, sur les deux sections coaxiales, l'une se trouvant en dépression et l'autre en surpression. La couronne à billes ou à rouleaux 10 est prévue pour supporter largement la résultante de ces actions en plus du poids du corps d'aspirationrefoulement et du moment lié à la poussée du propulseur.

Le mouvement de pivotement du corps d'aspirationrefoulement AR est obtenu par entraînement en rotation de l'élément mobile 10b de la couronne à billes ou à rouleaux 10. Comme moyens d'entraînement, on peut utiliser tout mécanisme classique approprié, par exemple du type à vis sans fin. Dans la forme de réalisation montrée, un moteur 23 qui peut être hydraulique, électrique, etc., monté sur la partie annulaire 6 du corps de pompe P, Fig. 4, est couplé à un pignon 24 engrené avec des dents à la périphérie de la partie mobile 10b de la couronne 10.

Dans leurs parties adjacentes respectivement à la bouche d'aspiration Ba et à la bouche de refoulement Br, les conduits d'aspiration Ca et de refoulement Cr ont des axes longitudinaux qui se trouvent dans un même plan directionnel passant par X-X, pour obtenir une efficacité maximale en toute position, du fait de combiner la dépression liée à la succion engendrée par la pompe et la surpression du refoulement Les conduits d'aspiration Ca et de refoulement Cr peuvent être alignés, comme dans la forme de réalisation AR1 des
Figs. 4 et 5, ou bien décalés en hauteur par rapport à la coque, comme dans la forme de réalisation AR2 de la
Fig. 7, le conduit d'aspiration Ca étant alors le plus rapproché de la coque. Cette disposition, en créant un décalage des flux entrant et sortant, offre un meilleur écoulement hydrodynamique qui se traduit par une augmentation de rendement.

Les deux corps d'aspiration-refoulement représentés diffèrent aussi par les dispositions de leurs conduits d'aspiration Ca et de refoulement Cr qui sont inversées.

Dans le corps AR1 des Figs. 4 et 5, dans la zone adjacente au corps de pompe P où ils sont coaxiaux, le conduit d'aspiration Ca est central et le conduit de refoulement Cr périphérique. Comme l'indique la succession de flèches, Fig. 4, le fluide est donc soumis à l'action de l'élément rotatif 4 de la pompe dès son entrée dans le corps de pompe P, puis est refoulé dans le coude annulaire 1 de l'intérieur vers l'extérieur, et ensuite dans le conduit de refoulement Cr. En aval de l'élément rotatif 4, les cloisons radiales 5 dans la volute ou coude annulaire 1 agissent en tant que redresseur du flux, du fait d'en casser l'effet tournoyant. Le rendement s'en trouve amélioré.

Le conduit de refoulement Cr a une section sensiblement constante à partir de la bouche de refoulement Br jusqu'à former un coude à partir duquel il s'évase en forme de cuvette de révolution autour de l'axe X-X. Le conduit d'aspiration Ca traverse la paroi en cuvette du conduit de refoulement et est coudé au niveau du croisement avec ladite paroi, après quoi, dans sa partie supérieure, il est également de révolution autour de X-X. De manière à faciliter l'écoulement fluide et à limiter les pertes de charge dans les conduits Ca et Cr, là où il y a obstacle du fait de leur imbrication, les lignes fluides sont déviées en amont de l'obstacle et accompagnées en aval par des formes internes appropriées.Une telle forme consiste, par exemple, en l'aube avant 22, Fig. 4, dont les parois à partir de la nervure 18 divergent et viennent se fondre de chaque côté, vers le bas, dans la paroi du conduit d'admission Ca, pour guider le flux de chaque côté de celui-ci, là ou autrement il en rencontrerait la paroi frontalement. Une autre forme interne également visible à la Fig. 4 est l'appendice 44 dans le bas du conduit de refoulement, dont deux parois 44b divergent vers l'amont à partir d'une arête aval 44a, pour se fondre dans la paroi du conduit d'aspiration Ca. L'appendice 44 a pour fonction d'accompagner les lignes d'écoulement fluide pour éviter les pertes de charge.

Dans le corps AR2, le conduit d'aspiration Ca et le conduit de refoulement Cr communiquent respectivement avec l'ouverture périphérique et l'ouverture centrale de la pompe. Le parcours du fluide avant d'atteindre l'élément rotatif de pompe 4 est donc plus long et plus sinueux (conduit d'aspiration Ca + coude annulaire 1), d'où un risque accru de cavitation au niveau de celui-ci; mais en contrepartie, cette disposition permet de diminuer le volume du corps d'aspiration-refoulement à l'extérieur de la carène.

Ici, l'effet tournoyant du flux en aval de l'élément rotatif de pompe 4 est cassé par les aubes 21 dans la partie supérieure centrale du conduit de refoulement Cr.

Comme le corps AR1, le corps AR2 présente des formes internes pour faciliter l'écoulement fluide. Une de ces formes est prévue juste en aval de la bouche d'aspiration Ba, repérée en 45 à la Fig. 7, et consistant en deux surfaces de déflexion à partir de l'arête amont 45a.

Dans toutes les configurations du corps d'aspiration-refoulement, le conduit de refoulement Cr peut être légèrement orienté vers le bas pour certaines applications, l'inclinaison pouvant se situer aux environs de 150, afin de procurer une composante de poussée verticale utile pour réduire la surface mouillée du navire ou contribuer au déjaugeage à grande vitesse.

Une telle option sera réservée généralement pour des propulseurs plutôt implantés dans la partie avant du navire, comme illustré à la Fig. 2.

Le corps d'aspiration-refoulement est de préférence équipé au niveau de la bouche de refoulement Br de deux volets latéraux 25 écartés du conduit de refoulement
Cr. Ces volets sont de forme générale cylindrique, avec une partie médiane 25a formant convergent dans le sens du flux. Dans la position représentée à la Fig. 8, les deux volets 25 sont sensiblement jointifs sur une partie de leur bord inférieur et de leur bord supérieur, pour former à cet endroit un conduit cylindrique complet coaxial au conduit de refoulement Cr. Les volets 25 ont pour fonction dans cette position de canaliser un flux induit Fi autour de la bouche de refoulement Br, et d'en favoriser le mixage avec le flux principal Fp, Figs. 4, 7. Ceci a pour effet d'accroître sensiblement le rendement propulsif et la poussée du propulseur en le rendant très compétitif, voire supérieur à l'hélice.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on prévoit de monter les volets 25 pivotants autour d'axes parallèles sur des supports transversaux 27 solidaires au-delà de la bouche de refoulement Br de structures longitudinales 26 telles qu'un élément de quille, elles-mêmes solidaires de la paroi du corps d'aspiration-refoulement. D'autre part, les bords arrière 25b des volets 25, vus de dessus, sont découpés verticalement selon un même angle aigu, égal à 450 aux Figs. 8 et 9, par rapport à l'axe longitudinal du conduit de refoulement Cr, de telle sorte que par pivotement conjugué autour de leurs axes, les deux volets 25 puissent être jointifs par ces bords arrière.

Dans cette position, les volets 25 agissent en tant qu'inverseur de flux, pour le passage rapide en marche arrière. De par leurs dimensions, ils servent également efficacement d'hydrofreins.

Les deux volets 25 peuvent être reliés par des secteurs dentés 28 afin de conjuguer parfaitement leurs mouvements de pivotement, des moyens tels que les vérins 29, Figs. 4 et 7 assurant leur déplacement.

Un autre avantage important de l'invention est qu'elle permet des solutions pour commander les moyens d'entraînement des volets 25 et autre organes présents sur le corps d'aspiration-refoulement qui sont compatibles avec une aptitude de pivotement de n fois 3600 dans les deux sens de ce dernier autour de l'axe X-X.

A cet effet, l'arbre de pompe 3, entraîné par un moteur hydraulique, ou électrique, ou avec transmission mécanique avec arbre à joint de cardan et renvoi d'angle, etc., est dans tous les cas dégagé dans le prolongement de son extrémité externe. Le fait de libérer ainsi l'accès à l'extrémité de l'arbre de pompe 3 permet de faire passer dans sa partie centrale un certain nombre de liaisons pour des organes de contrôle-commande de différentes natures, telles qu'hydraulique, mécanique, pneumatique et électrique. Au niveau de l'arbre, ces liaisons sont logées à l'intérieur d'une pièce tubulaire 30 montée libre en rotation au centre de l'arbre 3, laquelle pièce tubulaire 30 débouche dans l'ogive 20 dont elle est solidaire, et est pourvue à son autre extrémité d'une tête 31 formant raccord rotatif.A partir de l'ogive 20, les différentes liaisons provenant du raccord rotatif 31, telles que les conduites 32 représentées aux Figs. 4 et 7 passent à l'intérieur des aubes fixes 21 et 22, puis à l'extérieur du corps d'aspiration-refoulement par des passages étanches 33, et de là vers les organes qu'elles desservent, parmi lesquels les vérins 29. Le raccord rotatif 31 placé en tête de l'arbre de pompe 3 permet toute commande ou contrôle, quelle que soit la position en rotation du corps d'aspiration-refoulement, sans limitation de l'amplitude de rotation.

Sur la bouche d'aspiration Ba du corps d'aspiration-refoulement AR2 des Figs. 7 à 9, est prévue une grille 34 formée d'éléments parallèles : lames ou barreaux, pour empêcher l'entrée de corps étrangers. De préférence, la grille 34 est fortement inclinée, par exemple à 450, pour éviter le colmatage.

Dans l'autre forme de réalisation de corps d'aspiration-refoulement AR1 représentée aux Figs. 4 et 5, la bouche d'aspiration Ba est en outre équipée d'un dispositif de modulation d'ouverture asservi à une sonde de pression, non représentée, placée immédiatement en amont de l'élément rotatif de pompe 4, dans le sens de circulation du flux, pour permettre d'anticiper sur le phénomène de cavitation qui apparaît par dépression excessive. Un tel dispositif est particulièrement utile pour des bateaux à charge variable ou susceptibles, comme les bateaux de pêche, d'évoluer à pleine puissance à des vitesses très différentes, selon qu'ils sont en travail ou qu'ils font route.En modulant la section de la bouche d'entrée Ba en fonction des informations données par la sonde, on peut obtenir une vitesse d'arrivée d'eau à la pompe sensiblement constante, en faisant ainsi travailler cette dernière à son meilleur rendement, la poussée restant elle aussi pratiquement constante quelles que soient la charge et la vitesse du navire.

Telle que représentée, la bouche Ba a une section rectangulaire. Comme le montre mieux la Fig. 10, le bord avant de la paroi supérieure 35, laquelle est partiellement arrachée pour des raisons de clarté du dessin, et le bord avant de la paroi inférieure 36 sont réunis par des éléments de grille parallèle 37 qui sont de préférence inclinés et disposés de manière à former une pointe.

Les moyens de modulation de la section de la bouche d'aspiration Ba consistent en deux volets latéraux 39 terminant les parois latérales 38 en-deçà des éléments de grille 37. Les volets 39 sont articulés de manière à avoir une aptitude de pivotement vers l'extérieur pour former convergent, l'angle maximal de pivotement e pouvant être, en pratique, de l'ordre de 300. D'autre part, afin que leurs mouvements soient synchronisés, ils sont reliés entre eux par l'intermédiaire de secteurs dentés 40.

Les volets 39 sont entraînés en pivotement par un ou deux vérins 41 qui sont visibles à la Fig. 4. Comme pour les vérins des volets arrière 25, les conduites 42 distribuant les chambres des vérins 41, ainsi que les liaisons de la sonde de pression, transitent par l'intérieur des aubes 21, 22, de l'ogive 20 et de la pièce 30 au centre de l'arbre 3 pour rejoindre le raccord rotatif 31.

La Fig. 10 fait également apparaître des grilles 43 dirigées vers l'intérieur à partir du bord avant des volets 39. Les éléments lames ou barreaux des grilles 43 sont disposés de préférence perpendiculairement aux éléments de la grille 37 pour former avec eux une sorte de maillage en position neutre des volets. En position d'ouverture des volets, les grilles 43 viennent compléter la grille 37 sur les côtés de la bouche d'aspiration Ba. Bien que représentés perpendiculaires aux volets 39, les grilles 43 peuvent faire avec eux un angle plus ouvert, de manière à être plus proches des éléments de grille 37.

De nombreuses implantations, ou combinaisons d'implantations pour les propulseurs selon l'invention sont possibles sur les navires de surface, dont les exemples suivants sont décrits à titre indicatif, mais nullement limitatif.

Dans le cas d'un propulseur unique, Fig. 1, celui-ci peut être placé à l'arrière du navire, à la position habituelle de l'hélice. La poussée pouvant s'effectuer à n fois 3600 dans les deux sens autour de ce point d'implantation à l'arrière, la mobilité du navire est considérablement accrue.

A la Fig. 2, le navire représenté est équipé de deux propulseurs, l'un à l'arrière à la position habituelle de l'hélice, et l'autre au quart environ de la longueur à partir de l'avant. Dans ce dernier, le conduit de refoulement Cr est de préférence incliné de manière à produire une poussée dirigée d'environ 150 vers le bas par rapport au plan d'évolution représenté par la surface de l'eau. L'inclinaison de cette poussée vers le bas permet le décollement des lignes fluides de la coque du navire et donc la limitation des pertes de rendement par frottements. D'autre part, la composante de poussée verticale ascensionnelle assure le déjaugeage du navire, en réduisant la surface mouillée de la carène et, par voie de conséquence, la résistance à l'avancement.

Chacun des propulseurs pouvant pivoter de n fois 3600 dans les deux sens, le navire est totalement manoeuvrable dans le plan. Toutes les configurations de déplacement son possibles. En outre, la conception des propulseurs en permet une automatisation et un asservissement en position aisés, par l'installation, par exemple, d'un codeur incrémental entraîné directement par les dents de l'élément mobile 10b de la couronne 10 portant le corps d'aspiration-refoulement
AR. Le codeur permet de transmettre une information précise à la timonerie sur la position de chaque propulseur.

Dans une autre configuration, non représentée, un propulseur unique est placé sous la coque au centre du navire. La poussée pouvant s'effectuer à n fois 3600 dans les deux sens autour de ce point, la mobilité du navire est totale. Le propulseur, comme celui de l'avant dans l'exemple précédent, et pour les mêmes raisons, peut avoir un conduit de refoulement incliné vers le bas par rapport à la surface de l'eau.

Dans tous les cas, les propulseurs peuvent être placés en saillie ou non sous la coque. S'ils sont en saillie, ils peuvent bénéficier d'une protection mécanique placée en amont - dans le sens de marche habituel - et constituée de profilés métalliques bien ajourés afin de ne pas nuire à l'écoulement fluide.

Le système de propulsion de l'invention est adaptable sur tout navire de surface ou de profondeur.

Il convient particulièrement aux navires à passagers dont la fonction nécessite beaucoup de manoeuvres portuaires; aux navires de ports tels que remorqueurs, bateaux-pilotes, etc.; aux navires de pêche, notamment senneurs, caseyeurs, palangriers; aux navires de sauvetage pour l'approche de zônes délicates; aux navires des phares et balises; et, d'une manière plus générale à tout navire appelé à évoluer ou à travailler sur une mer formée (forte houle) avec la constante nécessité de tenir le navire face à la vague et de se diriger simultanément dans une autre direction. Dans ce cas, le propulseur permet l'évolution du navire en "crabe". Il en ressort un meilleur confort pour les occupants.

Claims

REVENDICATIONS

1) Dispositif de propulsion orientable par réaction à jet d'eau, pour propulser et diriger des engins marins, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe dont le corps de pompe est fixe, laquelle pompe présente à sa base une entrée et une sortie de forme circulaire et concentriques, l'une annulaire à l'autre, et comporte entre elles un passage coudé pour retourner le flux, de telle sorte que le flux entrant dans la pompe et le flux sortant soient coaxiaux, l'un annulaire à l'autre, et de sens opposés, et un corps d'aspiration-refoulement (AR) monté pivotant autour de l'axe (X-X) commun auxdites entrée et sortie de la pompe, et ajusté à la base du corps de pompe pour guider le flux entrant depuis la bouche d'aspiration (Ba) jusqu'à l'entrée de la pompe, et le flux sortant depuis la sortie de la pompe jusqu'à la bouche de refoulement (Br).

2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage coudé entre l'entrée et la sortie de la pompe est annulaire, délimité par une partie du corps de pompe (P) formant une volute (1) autour d'une partie centrale (2) dans lequel est monté l'arbre (3) d'un élément rotatif de pompe (4), selon l'axe (X-X) desdites entrée et sortie de la pompe autour duquel pivote le corps d'aspiration-refoulement (AR).

3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flux entrant dans la pompe est central et le flux sortant périphérique.

4) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flux entrant dans la pompe est périphérique et le flux sortant central.

5) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps d'aspiration-refoulement (AR1 ou AR2) est monté à la base du corps de pompe (P) au moyen d'une couronne à billes ou à rouleaux (10), la partie mobile (lOb) de ladite couronne à laquelle est fixé le corps d'aspiration-refoulement étant déplaçable en rotation par des moyens d'entraînement (23, 24).

6) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les axes longitudinaux des conduits d'aspiration (Ca) et de refoulement (Cr) du corps d'aspiration-refoulement dans leurs parties adjacentes respectivement à la bouche d'aspiration (Ba) et à la bouche de refoulement (Br) sont dans un même plan directionnel contenant l'axe (X-X).

7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les conduits d'aspiration (Ca) et de refoulement (Cr) sont décalés en hauteur par rapport à la coque (C), le conduit d'aspiration (Ca) en étant le plus rapproché.

8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour des navires de surface, le conduit de refoulement (Cr) est incliné, afin que la poussée ait une composante verticale dirigée vers le bas.

9) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la bouche d'aspiration (Ba) est pourvue d'une grille (34 ou 37, 43) pour éviter l'entrée de corps étrangers.

10) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des volets latéraux (25) sont prévus autour de la bouche de refoulement (Br) pour canaliser un flux induit (Fi) et favoriser le mixage de celui-ci avec le flux principal (Fp).

11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les volets latéraux (25) sont pivotants afin d'être utilisables en tant qu'hydrofreins et inverseurs de flux.

12) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de modulation de la section d'entrée de la bouche d'aspiration (Ba), asservis à une sonde de pression placée immédiatement en amont de l'élément rotatif (4) de la pompe, pour permettre d'anticiper sur le phénomène de cavitation qui apparaît par dépression excessive.

13) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de modulation de la section d'entrée de la bouche d'aspiration (Ba) sont des volets latéraux (39) articulés de manière à avoir une aptitude de pivotement vers l'extérieur.

14) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'arbre (3) de l'élément rotatif de pompe (4) est dégagé à son extrémité externe, afin de permettre de faire transiter par son centre, par l'intermédiaire d'une pièce cylindrique (30) montée libre en rotation dans l'arbre (3) et solidaire du corps d'aspiration-refoulement (AR1 ou AR2), et dont l'extrémité externe est un raccord rotatif (31), des commandes et liaisons pour des organes dans ou sur le corps d'aspiration-refoulement, lesquelles commandes et liaisons passent à l'intérieur du corps d'aspirationrefoulement dans des éléments creux, soit une ogive centrale (20) et des aubes fixes (21, 22) en travers des conduits central et périphérique.

15) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les zones à protéger des fuites d'eau internes sont pourvues de moyens d'évacuation d'eau.

16) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les zones à protéger des fuites d'eau internes sont maintenues sous pression d'air ou de gaz neutre.

17) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que des cloisons fixes (5) ou aubes fixes (22) sont prévues en tant que redresseurs de flux en aval de l'élément rotatif de pompe (4), pour casser l'effet tournoyant du flux.