Brevet FR2484952A1 — publié le 19811224

L'invention concerne un appareil- moteur destiné à entraîner et diriger des bateaux, en particu- lier à fond plat, comportant une pompe montée dans un caisson tournant sur un axe essentiellement vertical, qui aspire l'eau - sur le fond du bâteau et la chasse obliquement vers le bas, dans lequel les origices d'aspiration et de chasse ne dépassent pas en-dessous du fond ou de la carène du bateau. L'invention a pour but d'améliorer le rendement de l'appareil-moteur au cours de la marche aussi bien qu'au démarrage, tout en garantissant un faible poids et un faible encombrement. A cet effet l'invention propose un appareil moteur à jet d'eau caractérisé en ce que la pompe est une pompe centrifuge comportant un rotor qui tourne dans un diffuseur en colimaçon. On obtient une autre amélioration du rendement et une nouvelle diminution de l'encomb:rement si l'axe de rotation de la pompe centrifuge est monté incliné sur l'axe de rotation du caisson, d'une façon telle qu'il se trouve dans un plan qui est situé angulairementpar rapport à la direc- tion de la sortie de la buse du diffuseur en. colimaçon, et de la direction de la marche du bâteau, LOappareil moteur selon l'invention offre l'avantage d'être protégé contre les détériorations qui pourraient être dues au contact avec le fond de l'eau, et de convenir pour des véhicules petits et maniables. Il occupe peu de place et son poids est faible. Leentrainement agit avec amorçage automatique, et est insensible à l'irruption de sable et autres impuretés'. On disposé aussi d'une bonne possibilité de manoeuvre et ce en raison de ce que le jet de poussée peut - être dirigé progressivement dans toutes les directions. On peut obtenir une amélioration du rendement et une nouvelle diminution de l'encombrement grâce à la disposition inclinée de l'axe de la pompe que l'on a indiquée ci-dessus. Cette amélioration repose sur ce que l'inclinaison de l'axe de la pompe n'est pas parallèle à la sortie de la buse, donc normalement à la direction de la marche, nmis forme un angle avec elle. Il s'en suit, pour une pompe tournant dans un diffuseur en colimaçon, les avantages suivants. Il est possible de supprimer la dévia- tion de l'eau du plan du diffuseur en colimaçon dans le plan de la buse. Pour un même encombrement, on obtient une augmentation de la puissance de poussée, ou inversement, pour une même puissance, l'appareil moteur prend moins de place. L'appareil suivant l'invention a un angle de dispersion petit, c'est-àdire que l'angle entre le corps du bâteau et le jet d'eau qui s'échappe peut être maintenu faible. Grâce à l'obliquité de la position du diffuseur en colimaçon, on obtient une meilleure entrée de l'eau dans l'ori- fice d'aspiration. Grâce encore à l'obliquité de la posi- tion du diffuseur en colimaçon, il se forme avantageusement, transversalement à la direction dela marche, une surface de refoulement. Cette surface produit dans toute l'ouverture d'aspiration une élévation de la pression, de sorte qu'avec une même puissance, la pression monte ce qui a pour conséquence une élévation de la poussée. L'appareil-moteur est protégé contre les contacts avec le fond de l'eau du fait que la pompe centri- fuge se trouve a l'intérieur de la carène du bâteau. Une amélioration de la puissance de l'appareil moteur est obtenue quand on prévoit sur le diffuseur en colimaçon ou autre, au moins une soupape d'évent qui relie l'espace intérieur de ce diffuseur avec l'air ambiant, en fonc- tion de la pression qui y règne. La réalisation de l9'nvention. donne un fonctionnement particulièrement sûr et peu sensible aux pannes si l'n prévoit un clapet de soupape ou autre, pour un orifice d'évent, ce clapet pouvant être manoeuvré par la pression de refoulement du liquide en écoulement. La disposition peut avantageusement être prévue de façon telle que le clapet de soupape maintient ouverte, par son propre poids ou par la force d'un ressort l'orifice d'évent, quand le diffuseur en colimaçon est essen- tiellement vide, tandis qu'il est poussé par le courant de li- quide dans une position o il ferme cet orifice,-et qu'il est alors maintenu dans la position de fermeture par la surpression qui règne dans le diffuseur en colimaçon ou autre. Dans un mode de réalisation particuliè- 4o rement simple et par suite peu coûteux le clapet de soupape 2484.952 est suspendu mobile, sur une tringle de façon telle qu'il peut tomber essentiellement par son propre poids dans la zone o le fluide s'écoule. Si le poids propre ne suffit pas, il peut être avantageux que le clapet de la soupape soit poussé dans la position d'ouverture par un ressort ou un autre moyen. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 montre, schématiquement et en plan, un diffuseur en colimaçon incliné suivant l'inven- 1.5 tion, dans un schéma o l'on a supprimé tous les détails,- - la figure 3 montre un exemple d'un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 montre à plus grande échelle, sous forme d'un détail de la figure 3, une soupape de désaération suivant l'invention (coupe du détail A). Dans laccoque 1 (figure 1) d'un bateau à fond plat, est monté rotatif sur un axe vertical 3, un caisson 2. Dans le dessin schématique e la figure 2, on a représenté seulement la circonférence extérieure du caisson rotatif. Dans ce caisson rotatif, est installée une pompe centrifuge 51, de type connu dont on à seulement indiqué le diffuseur en colima-- çon 52. Le diffuseur en colimaçon 52 est reçu dans le caisson rotatif de façon telle que l'arbre de la pompe 53, et par suite l'axe de rotation 54. du rotor de la pompe, soit incliné, aussi bien sur l'axe de rotation 3 que sur le sens de la marche 55. La pompe centrifuge aspire ainsi l'eau sur le fond du bâteau, comme il est indiqué par les flèches 56, et la chasse, par la buse 57, dans la direction des flèches 58. Comme la buse 57 est dirigée en sens inverse de la direction de la marche, le bâteau reçoit une poussée produite par l'eau chassée. L'axe de rotation dont on a parlé est ainsi incliné également par rapport à la direction de sortie de la buse. Grâce à cette disposition, l'espace enfermé est petit, et la résistance à l'écoulement de l'eau Wo aspirée est faible. La pompe centrifuge est montée immédiatement au-dessus du fond de bâteau. On peut recouvrir l'orifice d'aspiration d'une grille (non représentée), afin d'empêcher l'introduction de corps gênants. Le caisson rotatif peut être fait en totalité ou partiellement de matière plastique expansée en mousse. La fixation du caisson rotatif est indiquée schéma- tiquement par un palier 11. La référence 12 indique un joint représenté schématiquement. En pratique on tiendra compte, pour la fixation et l'étanchéité de toutes les dispositions connues. Le mouvement de rotation du caisson 2 est assuré au moyen d'un moteur de commande (non représenté), par l'intermédiaire d'un mécanisme à engrenages ou à vis sans fin ou d'un mécanisme 14 approprié quelconque. La pompe centri- fuge est entraînée par un moteur (non représenté) qui est monté sur la coque du bâteau ou sur le caisson rotatif. A partir du moteur, l'entraînement agit par l'intermédiaire d'éléments mécaniques appropriés connus, et éventuellement d'un arbre articulé 59, et d'une articulation 60 sur l'arbre de la pompe. Pour l'installation pratique de l'arbre articulé, on tiendra compte de tous les points de vue connus. Le caisson rotatif 2 a une configuration telle et il est incorporé dans le bâteau de telle façon qu'il s'adapte exactement à l'entaille faite dans la coque du bateau et s'aligne essentiellement avec le fond de ce bateau. 23 On se rend compte nettement de la forme avantageuse de la buse 57 d'après la figure 2. On désigne par ai la longueur d'une buse que l'on constaterait si l'axe de la pompe était monté verticalement. Par a2, on désigne la longueur de la buse quand le diffuseur en colimaçon est monté de façon telle que l'axe de rotation du rotor de la pompe est incliné sur un plan qui est dirigé parallèlement à la direction de la sortie de buse 57, et par suite est dirigée essentiellement parallèlement à la direction de la marche du bateau. a3 désigne la longueur de la buse quand 3_ l'axe de rotation 54 est incliné dans un plan 61 qui est dirigé angulairement par rapport à la direction de la buse et de la marche. Des agrandissements correspondants se constatent aussi dans la hautur de la buse (dans la projection de la figure 1). Au moyen de la buse de l'invention, on obtient les avantages décrits au début. Les figures 3- et 4 représentent un autre mode de réalisation de l'invention. Sur le fond de la coque 1 du bâteau, est montée la pompe centrifuge 2. Il est prévu dans la coque, pour recevoir la pompe centrifuge un puits -5 4, qui est fermé par un couvercle 4a. La pompe centrifuge est constituée essentiellement par un rotor 5 qui est entouré, de façon connue, par un diffuseur en colimaçon 6. La pompe centrifuge sert aussi bien à diriger qu'à entraîner le bateau. Alcet effet, le diffuseur en colimaçon est monté rotatif sur un axe vertical en dessous d'un carter 7 du mécanisme, qui, de son côté, est fixé sur le couvercle ha du puits. Le rotor de la pompe centrifuge est entraîné par un moteur (non représenté), par l'intermédiaire d'éléments de mécanisme courants, airnL que par l'intermédiaire d'un embrayage 8 et d'une commande par engrenages d'angle monté dans le carter du mécanisme. Pour assurer le mouvement de rotation du diffuseur en colimaçon, il est prévu un second moteur 9, qui peut faire tourner ce diffuseur en colimaçon au moyen d'éléments connus de mécanisme qui sont également montés dans le carter du mécanisme. L'eau est aspirée par l'orifice d'as- piration 20, chassée par le rotor dans le diffuseur en colimaçon 6, et chassée plus loin par une buse 21, ce qui entraXne le bâteau ou autre. On dirige le bateau en faisant tourner le diffuseur en colimaçon et en changeant par suite la direction de cette dernière buse. La figure 4 montre sous la forme d'un détail A de la figure 3 et d'une coupe suivant la ligne B - C, un mode de réalisation d'une soupape d'évent suivant l'inven- tion. Dans une paroi 22 du diffuseur en colimaçon 6, il est prévu un orifice de décharge 23. Sur cet orifice s'adapte hermé- tiquement un clapet de soupape 24, qui est articulé, au moyen d'une tringle 25 ou autre, sur une articulation 26, de façon telle qu'il tombe, tiré par son propre poids, dans la position illustrée en trait plein dans la figure 4. Dans son autre position extrême, ce clapet de soupape ferme l'ouverture, ce que montre la tringle illustrée en traits et points. Comme couvercle du puits, on prévoit un tuyau d'évent 27. Notamment quand on enfonce la pompe ho centrifuge dans l'eau, (ce qui se produit lors du montage, et 6 24849>2 peut aussi se produire quand on remet le bâteau à l'eau par exemple), Il y a,lors du démarragede l'air dans le diffuseur en colimaçon. Dans les conditions qui s'établissent au démarrage, l'air est chassé par l'eau quiarrive et il peut s'échapper par l'orifice 23 et par le tuyau 27 d'évent. Quand l'air a été chassé, la pression de refoulement de l'eau qui s'écoule pousse le clapet 24 contre l'orifice de désaération 23 et le ferme. Comme la tringle 25 se trouve en dehors du diffuseur en coli- maçon 6, et comme le clapet s'applique au ras de la surface intérieure de ce diffuseur 6, la soupape d'évent ne présente pendant le fonctionnement aucune résistance a l'écoulement. Le poids du clapet de soupape peut être remplacé ou assisté par un ressort qui n'est pas représenté. 7 2484952 REVENDICATIONS 1.- Appareil-moteur destiné à entraîner et diriger des bateaux, en particulier à fond plat, comportant une pompe (51) montée dans un caisson tournant (2) sur un axe essentiellement vertical (3) qui aspire l'eau sur le fond du bateau et la chasse obliquement vers le bas, les orifices d'aspiration et de chasse ne dépassant pas en-dessous de la coque ou de la carène du bâteau, appareil moteur caractérisé en ce que la pompe (51) est une pompe centrifuge comportant un rotor et qui tourne dans un diffuseur en colimaçon (52). 2.- Appareil-moteur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation de la pompe centrifuge est monté. incliné sur l'axe de rotation (3) du caisson, d'une façon telle qu'il se trouve dans un plan (61) qui est situé angulairement par rapport à la direction de la sortie de la buse (57) du diffuseur en colimaçon, et de la direction de la marche (55) du bâteau. 3.- Appareil-moteur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que la pompe centrifuge se trouve à l'intérieur de la coque du bâteau. 4.- Appareil-moteur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit sur le diffuseur en colimaçon (6) ou autre, au moins une soupape d'évent (23, 24) qui relie l'espace intérieur de ce diffuseur avec l'air ambiant, en fonction de la pression qui y règne. 5.- Pompe centrifuge suivant la reven- dication 4, caractérisée en ce que l'on prévoit un clapet de soupape (24) ou autre, pour un orifice dZé'%tent (23), ce clapet pouvant être manoeuvré par la pression de refoulement du liquide en écoulement. 6.- Pompe centrifuge suivant la reven- dication 5, caractérisée en ce que le clapet de soupape (24) maintient ouverte, par son propre poids ou par la force d'un ressort l'orifice d'évent, quand le diffuseur en colimaçon. (6) est essentiellement vide, tandis qu'il est poussé par le courant de liquide dans une position o il ferme cet orifice, et qu'il est alors maintenu dans la position de fermeture par la surpres- sion qui règne dans le diffuseur en colimaçon ou autre. 7.- Pompe centrifuge suivant la reven- Io dication 6, caractérisée en ce que le clapet de soupape (24) est suspendu, mobile, sur une tringle (25) de façon telle qu'il peut tomber essentiellement par son propre poids dans la zone o le fluide s'écoule. 8.- Pompe centrifuge suivant la reven- dication 7, caractérisée en ce que le clapet de soupape peut être poussé dans la position d'ouverture notamment par un ressort.