Brevet FR2494661A1 — publié le 19820528

Groupe réacteur à eau. La présente invention concerne un groupe réacteur à eau pour bateaux, comportant un propulseur ayant un carter de pompe raccordé du cô'té de l'arrivée d'eau à un conduit d'arrivée d'eau et du côté de la sortie à des moyens directifs du courant d'eau. Un carter de moyeu fixe est disposé au centre sur le trajet du courant d'eau traversant le carter de pompe; Une turbine tourillonne à l'intérieur de ce carter de moyeu sur une extrémité d'un arbre de pompe s'étendant à travers le conduit d'arrivée d'eau. De tels groupes réacteurs à eau sont connus dans la technique. Ces groupes présentent un sérieux problème, à savoir le tou- rillonnement de l'arbre de pompe et de la turbine montée sur lui dans le carter de pompe. Par exemple, pour assurer le meilleur rendement de la pompe, il est nécessaire que les extrémités extérieures des aubes de turbine passent très près de la paroi du carter de pompe qui les entoure. Ceci signifie que le palier dans lequel tourillonnent la turbine et cette extrémité de l'arbre de pompe doit être aussi précis que possible pour exclure le risque que les aubes de la turbine viennent en contact avec la paroi du carter de pompe. Du fait que l'arbre de pompe s'étend sur une distance considé- rable depuis le carter de pompe jusqu'à son palier le plus proche à l'intérieur du bateau, il est difficile de faire tourillonner la turbine et l'extrémité de cet arbre d'entraî- nement de la manière précise décrite ci-dessus, ce qui à son tour entraîne des difficultés considérables dans le posi- tionnement précis de la turbine. En outre, bien que l'on puisse positionner initialement la turbine de façon précise, ce positionnement peut être détérioré par un mouvement dans la coque réelle du bateau et du fait de mouvements de la machinerie du bateau, laquelle est souvent montée élastique- ment dans ce dernier. C'est en conséquence un but de la présente invention de pro- curer un groupe réacteur à eau du type considéré, dans lequel le palier dans lequel la turbine et cette extrémité de l'arbre de pompe tourillonnent est réalisé de façon à l'empêcher d'être affecté par des écarts de l'arbre d'entranement par rapport à sa position correcte théorique. Dans ce but, l'invention propose un groupe réacteur à eau comportant une pompe propulsive, comprenant un carter de pompe ayant des moyens d'arrivée d'eau et des moyens de sortie d'eau, un conduit d'arrivée d'eau étant raccord' aux moyens d'arrivée d'eau du carter de pompe3, des moyens de Cor- tie directifs du courant d'eau raccordés aux moyens de sortie d'eau du carter de pompe, un carter de moyeu fixe disposé au centre dans le courant d'eau traversant le carter de pompe, un arbre de pompe qui s'étend à travers le conduit d'arrivée jusque dans le carter de pompe, et une turbine mrontée sur l'extrémité de l'arbre de pompe et située dans le carter de pompe, et qui tourillonne dans le carter de moyeu dans un roulement axial sphérique et dans un roulement radial sphérique, dont les centres coïncident pratiquemrent. Selon une réalisation de l'invention, le groupe réacteur à eau comporte en outre un moyeu de turbine en forme de cuvette fixé sur l'arbre d'entraînement, des aubes de turbine portées sur la surface extérieure du moyeu, des moyens d'étanchéité tournants disposés sur la surface périphérique extérieure du moyeu et faisant face au carter de moyeu, ces moyens d'étan- chéité assurant l'étanchéité contre le carter de moyeu de façon à former un volume entre ce carter de moyeu et le moyeu de la turbine, et des moyens de communication disposés dans le moyeu de turbine à proximité de l'arbre de pompe, pour faire communiquer ce volume avec le côté aspiration de la turbine. Selon une autre réalisation avantageuse, le carter de moyeu est rempli d'huile, qui est mise en circulation à l'intérieur du carter de moyeu par le roulement axial. L'invention sera bien comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel les figures la, lb et lc,lorsqu'elles sont dispo- sées bout à bout, montrent une vue latérale en coupe axiale d'une réalisation d'un groupe réacteur à eau selon l'invention. Le groupe réacteur à eau est représenté monté dans l'arrière d'un bateau, dont seule l'arcasse 1 et le fond 2 sont schéma- tiquement représentés par des lignes en traits mixtes. Le groupe comporte un conduit d'arrivée 3, qui part d'une prise d'eau 4 située dans le fond du bateau, jusqu'à l'arcasse 1, o cette arrivée est raccordée à une bride 5 poux le montage du carter de pompe 6 de ce groupe. La prise 4 est équipée d'une grille 7 qui empêche l'aspiration d'objets qui pour- raient endommager le groupe. La pompe est une pompe propulsive ayant un carter de moyeu ou de palier 8, qui est disposé au centre sur le trajet du courant d'eau traversant le carter de pompe 6 et qui est sup- porté par des aubes de guidage 9 qui s'étendent entre la sur- face intérieure de la paroi du carter de pompe 6 et l'exté- rieur du carter de moyeu 8. Une turbine 11 montée sur une extrémité d'un arbre de pompe 10 tourillonne dans le carter de moyeu 8. L'arbre de pompe 10 s'étend dans le carter de pompe 6 à travers le conduit d'arrivée 3 et il est entouré par un manchon 12 afin de réduire les effets de la rotation de l'arbre de pompe 10 sur le courant d'eau traversant le conduit d'arrivée 3. L'arbre de pompe 10 est rendu étanche à l'extérieur du conduit d'arrivée 3 au moyen d'un joint ou garniture 13, le logement du joint étant raccordé au man- chon 12 au moyen d'un manchon flexible 12a, ce qui réduit le degré de précision nécessaire pour le conduit d'arrivée 3. L'arbre de pompe 10 est raccordé à une machine motrice d'en- traînement (non représentée) située à l'intérieur du bateau. Le carter de pompe 6 est raccordé du côté évacuation à un conduit de sortie 15 dans lequel est montée une tuyère de direction de courant 16. Afin de gouverner le bateau, la tuyère 16 peut pivoter latéralement autour de pivots verti- caux 17 sous l'action de moteurs hydrauliques, non représen- tés sur le dessin. Si on désire inverser le sens de la poussée produite par le groupe, afin de freiner le bateau ou d'inver- ser son sens de marche, un godet 18 peut etre progressivement basculé depuis une position de repos dans laquelle la totali- té du courant d'eau sortant du groupe est dirigé immédiate- ment vers l'arrière pour une marche plein avant, jusque dans la tuyère 16 dans une position active basculée au maximum vers l'intérieur, dans laquelle la totalité du courant d'eau est déviée par le godet 18 en oblique vers le bas et vers l'avant pour une marche plein arrière. En réglant le godet 18 dans les positions intermédiaires entre ces deux positions extrêmes,il est possible de dévier une certaine quantité du courant d'eau pour obtenir une force propulsive désirée agis- sant vers l'avant ou vers l'arrière. La turbine 11 comporte un moyeu en forme de cuvette lla qui est concave lorsqu'il est vu du carter de moyeu 8 et qui porte sur sa surface extérieure des aubes de turbine llb. Le moyeu de turbine llà est monté sur un manchon 19, lequel est lui-même monté sur l'extrémité de l arbre de pompe 10 par un accouple- ment à cannelures et qui tourillonne dans le carter de moyeu 8 sur un roulement radial 20 et un roulement axial 21. Les deux roulements, radial 20 et axial 21, sont sphériques et sont conçus pour que leurs sphères aient le même centre, grâce à quoi les roulements ne sont-pxatiquement pas affectés par des défauts d'alignement de l arbre de pompe 10 par rapport à un alignement correct théorique. De tels écarts peuvent aisé- ment survenir, par exemple du fait des tolérances de construc- tion de la coque du navire et du montage du groupe réacteur et de sa machine motrice dans le bateau; ceci peut également arriver pendant le fonctionnement du groupe, du fait de mou- vements dans la coque du bateau et de mouvements de la ma- chine motrice, qui est souvent montée élastiquement dans le bateau. Afin de réduire la charge axiale sur la turbine 11, la péri- phérie extérieure du moyeu de turbine lla est équipée d'un joint à labyrinthe 22 qui tourne par rapport au carter de moyeu 8 de sorte qu'il existe un volume 23 entre le carter de moyeu 8 et le moyeu de turbine lla, ce volume communiquant avec le côté aspiration de la turbine 11 par des ouvertures 24 ménagées dans le moyeu à proximité de l'arbre de pompe. L'intérieur du carter de moyeu 8 est rempli d'huile de lubri- fication soumise à une surpression statique provenant d'un réservoir d'huile situé à un niveau supérieur à celui du car- ter de moyeu. Afin de refroidir efficacement l'huile dans le carter de moyeu 8, cette huile circule de façon permanente, du fait que l'extrémité de l'arbre de pompe 10 présente un alésage 25 qui communique, par l'intermédiaire de trous 26, avec un volume annulaire 27 compris entre l'extérieur de l'arbre 10 et l'intérieur du manchon 19, ce volume 27 commu- niquant à son tour avec l'intérieur du roulement axial 21 par des trous 28 percés dans la paroi du manchon 19. Lorsque la turbine 11 tourne, l'huile est mise en circulation à l'in- térieur du carter de moyeu 8, comme l'indiquent les flèches 29, grâce au roulement axial 21. Revendications. 1. Groupe réacteur à eau pour bateaux, comportant une pompe propulsive comprenant elle-même un carter de pompe (6) ayant une ouverture d'arrivée d'eau raccordée à un conduit d'arri- vée d'eau (3), une ouverture de sortie d'eau raccordée à des moyens de sortie directifs du courant d'eau (15, 16), et un carter de moyeu fixe (8) disposé au centre dans le courant d'eau traversant le carter de pompe; un arbre de pompe (10) qui s'étend à travers le conduit d'arrivée jusque dans le carter de pompe, et une turbine (11) montée sur l'extrémité de l'arbre de pompe et tourillonnant dans le carter de moyeu (8), caractérisé en ce que la turbine (11) tourillonne dans le carter de moyeu (8) sur un roulement axial sphérique (21) et un roulement radial sphérique (20) dont les centres des sphères coincident pratiquement. 2. Groupe réacteur à eau selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la turbine (11) comporte un moyeu de turbine en forme de cuvette (Ila) fixé sur l'arbre d'entrainement (10) et des aubes de turbine (11b) portées sur la surface extérieure du moyeu, et en ce que des moyens d étanchéit4 tournants (22) sont disposés sur la surface périphérilque ex- térieure du moyeu et font face au carter de moyeu (8),en réa- lisant une étanchéité contre ce carter de moyeu (8) de façon à former un volume (23) entre le carter de moyeu et le moyeu de turbine, ce volume communiquant avec le conduit d'arrivés d'eau (3) sur le côté aspiration de la turbine (11) par des ouvertures (24) ménagées dans le moyeu de turbine à proximité de l'arbre de pompe. 3. Groupe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter de moyeu (8) est rempli d'une huile de lubrification et que celle-ci est mise en circulation à l'intérieur du car- ter de moyeu par l'action du roulement axial (2).