Brevet FR2593464A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un dispositif qui permet à un navire d'utiliser une hélice à paie fixes alors que ses conditions d'ati lisation imposent l'utilisation d'une hélice à pas variable. Les navires de p9che,les remorqueurs doivent en effet être capables de développer h une allure lente une traction nécessaire à tirer un chalut ou un autre navire.Ils doivent pouvoir se déplacer à une allure ainsi rapide que possible lorsqu'ils se rendent sur leur lieu d'ovération. Pour permettre à un navire d'atteindre sa vitesse maximum en route libre et de développer une traction maximum à allure lente,l'hélics qui le propulse doit permettre d'utiliser le maximum de la puissance du mo- teur au régime nominal de celui-ci dans les deux cas. Cette contrainte impose d'avoir recours à une hélice dont le ca lage des pales est modifié suivant ces deux circonstances. De plus,pour augmenter la poussée de l'hélice en allure lente,on enveloppe l'hélice par une tuyère.L'ensemble hélice-tuyre voit son rendement diminuer lorsque la vitesse augmente,et ceci même si l'hélice est à pas variable.La poussée de l'ensemble hélice tuyère est d'autant plus grande à allure lente que la tuyère présente une section d'entrée plus ouverte.Par contre,le rendement se dégrade d'autant plus vite lorsque l'on augmente la vitesse du navire que la tuyère a une section d'entrée plus développée. Les constructeurs sont ainsi contraints à faire un compromis entre les diamètres de la tuyère,de l'hélice et des données imposées,ceci au détriment du rendeirent. Le dispositif d'après l'invention permet de remédier à ces incon vénients.Il comporte une tuyère mobile qui entoure l'hélice à allure lente en position dite basse.Cette tuyère est choisie Ze iauibre à donner le maximum de poussée lorsque le navire est en situation de remorquage en allure lente. Par contre lorsque le navire fonctionne en route libre,la tuyère est rétractée ,en position dite haute,à l'intérieur de la coque,en laissant l'héliceto talement libre. Dans ces conditions il est possible de choisir une section d'entrée convenable pour obtenir la plus grande poussée à allure lente sans avoir à se préoccuper de la pertede rendeme en route libre. De plus,on sait que la présence de la tuyère accèlère l'arrivée de l'eau à l'hélice. On peut alors combiner le traçé de la tuyère de telle sorte que sa mise en place compense la diminution de la vitesse d'arrivée d'eau à l'hélice lorsque l'on passe de l'allure rapide à l'allure lente. I1 n'est alors plus nécessaire d'avoir recours à une hélice à pas variable et l'on peut définir dans ces conditions une hélice de. ranBement satisfaisant dans les deux cas. Le dispositif comprend une tuyère fractionnée en deux demi-tuyères symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie du navire Les deux de tuyères sont réunies par un axe qui permet l'ouverture transversale des deux demi-tuyères.Le dit axe est monté sur un chariot en forme de plaque plane verticale qui coulisse dans deux glissières montées à l'intérieur de la coque.Le soulèvement de l'ensemble est obtenu au moyen d'une chaine entrainée par un barbottin mù par un moteur. L'ouverture des deux demi -tuyères est contrelé par deux bras écar- r teurs qui imposent aux deux demi-tuyères un déplacement tel que lors du processus d'escamotage,il n'y ait pas de contact possible entre l'hélice et les deux demi-tuyères. I1 est prévu de plus un moyen de blocage en position basse constitué par des leviers mûs par des vérins empêchant toute remontée intempestive de la tuyère. Pour assurer un bon centrage del'ensemble,les deux demi-tuyères vien nuent suivant leur profil inférieur ,enserrer la crosse d'étambot,grâce à des broches qui se logent dans ladite crosse par des trous pratiqués dans celles-ci. Des bras distributeurs solidaires des demi-tuyères sont soudés à deux demi collerettes qui viennent en position basse enserrer le. tube d'étambot pour améliorer le calage et le centrage de l'ensemble en position basse. Le passage à travers la coque des demi-tuyères lors du processus de manoeuvre d'une position à l'autre est obtenu par une ouverture ménagée dans le bordé du navire. Cette ouverture est masquée par deux panneaux symétriques qui reconstituent la forme de la coque au droit de l'ouverture lorsque la manoeuvre de montée ou de descente est achevée. Le mouvement de ces panneaux est contralé au moyen de deux ensembles de bras croisés mùs par des vérins hydrauliques.L'ensemble du dispositif est enfermé entre deux cloisons transversales étanches,ceci afin d'éviter que le navire ne soit pas envahi par l'eau pénétrant par l'ouverture. La figure 1 représente le dispositif en position basse suivant une coupe longitudinale. La figure 2 représente le dispositif suivant la même coupe mais en position haute. La figure 3 représente une vue transversale du dispositif ,les demi tuyères étant représentées en position haute et basse et également en position intermédiaire. La figure 4 représente le dispositif de manoeuvre des volets. La figure 5 représente une vue en plan des volera suivant leur position normale et leur position rétractée. La figure 6 représente une vue en plan du dispositif ,les volets n'étant pas représentés, Sur la figure 1, La tuyère (1) enveloppe l'hélice (2) dont l'arbre (3) est maintenu par le tube d'étambot (4).La crosse d'étambot (5) supporte le gouvernail (6) et traverse partiellement le contour inférieur de la tuyère (7). Des bras distributeurs (8) sont soudés d'une part sur la partie convergente (9) de la tuyère,de l'autre sur une collerette (10) enserrant le tube d'étambot (4). Le bras écarteur(11)est lié d'une part à une articulation (12) solin daire solidaire du tube d'étambot,d'autre part à une autre articulation (13) solidaire du profil inférieur (7) de la tuyère. Le chariot (14) comporte un axe (15) lié à celui- ci par deux paliers (16).L'axe (15) est buté par deux plaques (17) fixées par des vis (18) implantées dans le chariot(14), La demi-tuyère(i) représentée sur la figure est liée au chariot par deux paliers (19),les deux paliers (20) liant la demi tuyère non représentée au chariot (14). Le chariot (14) est guidé dans son mouvement par deux glissières (21) garnies d'une couche d'un marériau (22) à bon coefficient de frot tendent. Un réa (23) logé dans le chariot('4 ) reçoit une chaine (24) dont l'un des brins est entraîné par un barbotin (25) mu par un arbre (26) et un moteur (27) situé sur l'avant de la glissière (21). Ce une moteur (27) est fixé sur cloisonktransversale non figurée sur la figure mais apparaissant sur les figures 5 et 6.La surlongueur de la chaine correspond à ce brin est stokée dans le receptacle (28).L'autre brin de la chaine (24) est fixé par son extrémité fixe au pont (29). Deux broches (30) soudées au profil inférieur (7) pénètrent dans la crosse d'étambot (5),et assurent la tenue de la demi-tuyère (1) sur la ai te crosse d'étambot (5). Deux vérins (31) -sont liés aux glissières (21) par des chappes(32) et agissent sur les leviers coudés (33). Les leviers (33} pivotent auteur d'un axe (34) lié aux glissières (21) par des chappes (35). Les vérins (31) maintiennent une pression vers le bas par les leviers (33) de telle sorte que le chariot (14) est bloqué contre les butées basses(36) des glissières(21). Les bras coudés(33) traversent la glissière (21) par des- saignée(37); La pénétration de l'eau par les saignées (37) vers l'intérieur du navire vers l'avant et l'arrière est empêchée par deux boitiers étanches (38). Les boitiers (38) sont fermés au droit des tiges des vérins par des soufflets en caoutchouc (39) serrés par des colliers (40). Les boitiers (38) sont plaçés en avant et en arrière des cloisons étanches portées sur les figures 5 et 6. La ligne 00 représente la flottaison. Sur la figure 2 ,l'hélice (2) est complètement dégagée,de sorte que l'échancrure (41) qui reçoit la collerette(10 ) en position basse,apparait sur le tube d'étambot(4). Le bras écarteur(11)a pivoté autour de l'articulation (12) de I80 degrés environ pour permettre à la tuyère(1) de contourner l'hélice (2). La utée supérieure(42) des gli3sières(21) bloque la tuyère (1) en position haute.Cette est située sous le pont (29) du navire. Le déplacement vertical a été obtenu par traction de la chaine (24) au moyen du barbotin(25). Pour permettre le mouvement de bas en haut du chariot(14)ples le viers(33) basculent sous l'effet des vérins (31).Les leviers (33) ont leur position fixée par une butée(43). Dans cette position les trous(44) dans lesquels s'engagent les broches(30) de la-- -tuyère en position basse se découvrent. En position haute le profil inférieur (7) de la tuyère se trouve à l'intérieur de la coque dont le contour(45) est figuré en trait plus fin.Une ouverture est pratiquée dans la coque pour permettre la remontée de la tuyère Les bords de cette découpe sont constitué par deux arêtes transversales (46) et(46'),et deux arêtes longitudinales symé triques (47). L'escamotage de la tuyère (1) libère un espace minimum(a)entre le diamètre de l'hélice (2) et la crosse d'étambot(5) nécessaire pour éviter la naissance de vibrations,lorsque les extrémités (48) des pales passent au voisinage de la crosse d'étambot. Sur la figure 3 obtenue suivant la coupe AB des figures 1 et 2,la tuyère (1) apparait successivement en position basse,intermédiaire et haute.En position basse,les deux demi-tuyères(1)ssont partiellement entaillées dans leur partie inférieure (7) par une découpe (49) qui permet le passage de la crosse d'étambot (5).Sur la découpe (49) apparaissent les broches(30) s'engageant dans les trous(44) de-la crosse d'étambot (5). En dehors de cette zone,en position haute ou basse ,les deux demi tuyères(l)sont en contact suivant leur plan de joint c d. Chaque demi-tuyère(l) comporte plusieurs bras distributeurs (8) la reliant è une demi collerette (10) venant s'encastrer dans le tube d'étambot (4),comme mentionné précédemment. La partie supérieure de chaque demi-tuyère(1)se prolonge par un voile profilé (50)solidaire des palies (19) et(20)(cf; figure 1) pour la relier au chariot (14) par l'intermédiaire de l'axe (15). Le chariot (14) est constitué par une plaque épaisse venant coulisser dans la glissière (21) munie d'une semel le de glissement (22).Le réa (23) lié au chariot (14) reçoit la chaîne (24) dont use extrémité est liée à un point fixe (51) situé sous le pont du navire,l'autre extrémité s'enroulant dans le barbottin (25),le surplus de la longueur étant contenu dans le réceptacle (28). La rotation du barbottin entrainé par le moteur (27) (cf figure 1) dans un sens ou dans l'autre entraine la montée ou la descente du chariot. Les deux bras écarteurs figurés dans les trois positions successives (11),(11'),(11"),provoquent l'ouverture des deux demi-tuyères(1) lors du processus-de montée et de descente pour éviter tout contact entre l'hélice et la tuyère. La coque est découpée suivant les arêtes (46) ,(46') (cf figure 2) et (47),pour laisser passer les deux demi-tuyères pendant le processus de changement de position.Cette ouverture est obtenue par deux panneaux(52) amovibles dont le mouvement est décrit à la figure (4) et représentés en position 52" devant être prise lorsque l'on effectue un changement de po sition des demi-tuyères(1). Sur la figure 4 , obtenue par la coupe AB des figures 1 et 2,le con tour de la découpe est défini par les arêtes (46),(46') et (47). Les panneaux (52) reconstituent la coque au droit de la découpe et sont mis en place lorsque les deux demi-tuyères sont en position haute ou basse. Le contour des panneaux (52) est indiqué à la figure 5.Pour chaque panneau (52),deux bras (53),le bras (54)sont liés d'une part à la glissière (21) par l'intermédiaire d'articulations (55) et (56) et d'autre part au panneau (52) par les articulations (57) et (58) et des goussets (59),les bras (53) et (54) sont croisés. Le vérin (60) imprime -le déplacement du panneau (52) Le panneau ou volet (52) prend la position (52") lorsqu'il est complètement rétracté, Une position intermédiaire est figurée en (52').Pendant le processus de déplacement,les articulations (57) décrivent un cercle E centré en (55) pour aboutir en (57"). De même l'articulation (58) décrit un cercle F pour aboutir en (58").Une position intermédiaire de (57)et(58)est figurée en (57') et 58'). La position du volet (52") est figuré sur le figure 3.Cette position permet le passage des demi-tuyères (1) lors du processus de changement de position Le contour extérieur des deux demi-tuyères (1) en position haute ou basse est figuré suivant les cercles G et H.L'enveloppe de ce contour pendant le processus de changement de position est figuré par la courbe I. La figure 5 représente une vue en plan de l'un des panneau (52) dans sa position normale ,c'est à dire fermé9ainsi que dans sa position ouverte suivant (52"). Les deux glissières (21) servent de support à deux cloisons transversales(61) traversant de part en part la coque du navire pour isoler la tranche de coque ainsi formée du reste du navire de l'eau pénétrant par la découpe (46) 46') (47). Les bras (53),(53") sont reliés s' la glissière par les articulations (55). Ils sont liSs au panneau (52) par l'intermédiaire des articulations (57) et des goussets (59).Les bras (54),(54) sont liés à la glissière (21) par une articulation(56) et au panneau par une articulation (58) et un gousset (59),n'apparaissant pas sur la figure 5.Ils sont mus par deux vérins (69) en position fermée,prenant la position (60") en position ouverte Les vérins (60) sont reliés à la glissière par une articulation (55) eom Les deux volets (52) ont une lisière (62) qui suit la découpe du bordé suivant (46),(46') et (47),en ménageant un jeu (63) nécessaire minimum Au voisinage du plan longitudinal de symétrie du navire Jk, la liste re suit le contour (63),qui ménage au milieu le passage du chariot(14) et des deux bras dcarteurs (11)(cf figure 6 )sur la partie avant;sur la paru tie arrière le contour (63) se confond avec la ligne JK. Ce conteur (63) est également porté sur la figure 4. - La figure 6 représente une coupe suivant la flottaison en regardant vers le bas,le système étant en position basse. On y retrouve le chariot (14j qui coulisse dans les semelles d'antifriction (22) maintenues par les glissières(21) Les leviers coudés (33) pivotent autour des axes (34) soutenus par les chappes (35) soudés à la glisslère(21) Ils sont mhs par les tiges des vérins (31). Les leviers coudés (33) sont contenus dans des boitiers (38) situés en avant et en arrière des cloisons étanches (61).Les bras écarteurs (11) lorsqu'ils sont en position (11") trouvent passage à travers les panneaux (52) grâce à la configuration du contour (63) apparaissant sur les figures 4 et 5.Les panneaux (52) ne sont pas représentés. L'ouverture est représentée suivant les découpes (46),(46') et(47). Le dispositif selon l'inventi-7n est particulièrement destiné à des navires tels que chalutiers,remorqueurs,de manière générale,tout navire devant fonctionner suivant deux allure différentes impliquant de développer à allure lente une forte poussée tout en pouvant se déplacer en route libre libre beaucoup plus rapideinent. Ce dispositif évite le recours à ur.e silice à pas variable et permet de meilleurs rendements. -REVEIsDICkTION- 1) Dispositif d'une tuyère (1) d'hélice de navire comprenant ladite tuyère. Caractérisé en ce qu'il comprend en outre un logement (46,46') d'escamotage de la tuyère,ménagé dans la coque du navire,et un mécanisme (14524,25)de règlage de position de cette tuyère,attelé à la tuyère,susceptible de placer ladite tuyère en au moins deux positions distinctes,une première position,dans laquelle elle est disposée (1,11),active,autour de l'hélice,et une deuxième position dans laquelle elle(11") est plaçée à l'intérieur dudit logement (46,46'). 2) Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé en ce que la tuyère est constituée de deux demi-tuyères (1) articulées autour d'un axe horizontal (15) compris dans un plan vertical passant par l'axe de rotation de l'hélice (2),l'axe (15) étant situé au-dessus des demi-tuyères (1). 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ltaxe (15) est maintenu par un chariot (14) se présentant sous forme d'une plaque coulissant dans deux glissières verticales (21). 4) Dispositif selon les revendications 1.2 et 3 caractérisé en ce que le mouvement vertical est obtenu par une channe (24) passant par un réa (23) solidaire du chariot (14) dont un brin est lié à la coque et l'autre à un barbotin(25)entralné par un moteur(27). 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les bras écarteurs (11) liés par articulation d'une part au navire,d'autre part à la partie inférieure des demi-tuyères (1) évitent tout contact entre les demituyères (1) et l'hélice (2),lors du processus de changement de position. 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes caractérisé en ce que les deux leviers (33) mds par des vérins (31) bloquent en position basse le chariot (14). 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la liaison en position basse des deux demi-tuyères (1) avec l'étambot (5) est assurée par des broches (30) pénétrant dans l'étambot ( (5). 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le centrage des demi-tuyères (1) est assuré en position basse par deux demi-collerettes (1Q) enserrant le tube d'étambot (4).Les demi-collerettes (10) étant reliées au convergeant (9) des demi-tuyères(1) par des bras (8). 9) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une ouverture découpée dans le bordé suivant les lisières (46),(46') et (47) permet le passage des demi-tuyères (1) d'une position à l'autre,pendant que les deux panneaux(5 M) obturent cette ouverture et reconstituent la forme de la coque,lorsque les deux demi-tuyères (1) sont en position haute ou basse. IO) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications déplacement précédentes caractérisé en ce que les panneaux (52) ont leur/imposé par deux types de bras croisés(53),(54),liés par les artilations(55) et(56) aux glissières (21) d'une part et aux panF neaux (52) de l'autre par des articulations (57) et (58) 11) Dispositif suivant la revendication IO suivant lequel le mouvement des panneaux est provoqué par des vérins (60) attaquant les bras (54). 12) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que deux cloisons transversales (61) montées à l'intérieur de la coque du navire empêchent l'eau pouvant pénétrer par l'ouverture d'envahir le navire.