Brevet FR2641581A1 — publié le 19900713

Le diepositif,objet de l'invention,intitulé:"Propulseur isole a Jet Creux et corps de pompe fixe",est destiné à mieux accélérer un débit de fluide le traversant pour mieux produire une poussée. Ce dispositif comporte un orifice d'entrée (i) à une extrémité, et un orifice de sortie (2) å l'autre extrêmité pour un fluide le trevereent. Il est constitué essentiellement et en combinaison de deux corps. de révolution concentriques:: l'un (3) corps creux constituant un carénage fixe solidaire du bateau ou du moteur d'entraînement;et l'autre (4),corps de révolution de diambtre crolicant définissant avec le premier un passage profilé de section annulaire de surface décroiesante.(5).L'organe (4) est porteur d'eubages d'entratnement du fluide (6),fixes ou orientables, animée d'un mouvement de rotation transmis par l'arbre (7) supportant (4).Le débit de fluide se trouve ainsi accéléré par les aubsgee (6) en mouvement vers l'orifice de sortie (2) où il est évacué sous la forme d'un jet creux (B).Ce dispositif,plus ou moine immergé dans des limites permettant son smorçage,comporte des conduits permettant de relier le centre du jet (9) b des sources extérieures de pression,soit à travers le jet (IO),soit à travers les moyeux (II).0n évite ainsi a formation d'une dépression pénalisante en l'alimentant généralement avec l'air atmosphérique ou les gaz d'échappement Une veriante de ce dispositif se caractérise par l'adjonction d' aubages redresseurs å le sortie.Une autre variante se caractérise par le fait qu'on a propilé le carénage ou les aubages redresseurs pour faire converger le jet.L'espace creux au centre du jet étant ainsi fermelun moindre débit est nécessaire pour l'alimenter en pression ou même bénéficier d'une surpression. Comme le autres hydro-jets,ce dispositif admet en amont des conduits d'allmentation,prises d'eau,crépines,vannes;et en aval,des moyens de regrouper le jet vers un déflecteur de marche arribre notamment, ou encore des surfaces orientables de gouverne. Les propulseurs isolés de la technique existante n'offrent dans la pratique que des poussées de l'ordre de quatre' daN par kîlowattde puissance mécanique fournie,et ne rivalisent avec les hélices libres que pour les vitesses d'avance élevées du beteau.On les dit tris pénalisée par les frottements sur les carénages. Ils sont constitués,pour la plupart,d'hélices dans des carénages fixes,et sont alors des pompes å flux axial que l'on sait trbs bien réaliser,d'un bon rendement hydraulique.L'énergie hydraulique produite efficacement aboutissant sous forme d'énergie cinétique du jet évacué,ne témoigne pourtant que d'un rendement propulsif médiocre. On décrit ainsi dans un asthme cohérent d'unités: P = Q/g dV (P,la poussée - Q,le débit - g,l'accélération de la pesanteur - dV,l'accroissement de la vitesse du débit sur l'axe de poussée). Dsns cette formulation,le jet réel est assimilé à un jet idéalement linéaire et homogène animé d'une vitesse moyenne.Son énergie cinétique est telle que Ec = I/2 Q/g dU2 d'où P = 2 Ec / dV Dans ces conditions idéales,pour une puissance produite de 736 watts, des accélérations dV de 5 m/sȇt 10 m/s,nous aurions respectivement des poussées de 30 et 15 daN h comparer eux 3 daN habituels. Ce n'est donc pas tellement le rendement hydraulique atteignant souvent 85 % qui affecte ce rendement propulsif,mais plutôt le fait que cette énergie cinétique du jet est trop dûe b sa vitesse,pas assez à la masse déplacée. Les contraintes infligées au débit par aubages et carénages: déflections,convergences,divergences,turbulences,frottements,sont autant d'entraves à l'écoulement homoghne et font augmenter la pression.Le débit en est réduit perturb6,et très accéléré.La poussée liée au produit masse,accélération,alors que le premier terme diminue comme le carré de l'autre terme qui sugmente,en est étouffée.Et cela contrairement å ce qui peut être dit souvent a propos de dispositifs prtendant,sans apport supplémentaite d'énergie,augmenter la poussée par augmentation de la pression d'éjection: ( brevet US 3,233,573 et brevet FR I,555,257 ) par exemple.La pression qui n'est donc pas utile å un tel débit horizontal,ni souhaitable pour le rendement propulsif,alourdit en outre les pertes par frottements et turbulencesîmeme si le rendement hydraulique est encore satisfaisant. Constatant ces rendements propulsifs insuffisants,le dispositif suivant l'invention,comme le dispositif objet de la demande de brevet international WO 87 / 0I353,h corps de pompe rotatif, offrent une façon originale d'accélérer un débit de fluide pour mieux se conformer aux exigences du rendement propulsif. Accepter d'stria confronté au problème de la dépression de culot, pour y remédier et n'être plus astreint au bon contournement des moyeux,permet de relâcher les contraintes d'une pompe a flux axial, pour lieux travailler b faible pression un débit plus homogène, de masse importante et peu accéléré.Ce type de pompe n'est pas nécessairement astreint b un rendement hydraulique supérieur ou égal b celui des pompes hydrauliques,ls marge de manoeuvre étant d'tailleurs limitéa.Il doit cependant,pour être soigneusement réalisé, être adapté aux conditions d'utilisation: - être bien dimensionné compte tenu de l'encombrement b bord, de la puissance mécanique fournie, vitesse de rotation réduite. - la surface des sections annulaires étant adaptés au débit compte tenu de se vitesse pour n'être pas trop étroites et entraver l'écoulement,ni trop amples et provoquer des turbulences pénalisantes L'évacuation d'un jet creux implique une surface mouillée plue importante que pour un jet plein,mais on bénéficie de la pression réduits et du fait que n'ayant plus b contourner des moyeux profilés,le carénage est plus court. REVEND ICATIONS I/ Dispositif destiné à accélérer un débit de fluide le traversant comportant un orifice d'entrée å une extrêmits,et un orifice de sortie h l'autre extrêmite,pour un fluide le traversant. Constitué essentiellement et en combinaison de deux corps de révolution concentriques: l'unscorps creux constituant le carénage fixe,et l'autre un corps de révolution au diamètre croissant définissant svec le premier un passage profilé de section annulaire surface décroissante.Le corps central,solidaire d'un arbre de transmission,est porteur d'aubages fixes ou orientables qui, animés d'un mouvement de rotation entratnent le débit vers l'orifice annulaire de sortie,où il est évacué sous forma d'un jet creux. Le centre du jet étant relié h des sources extérieures de pression par conduits traversant le jet ou les moyeux. 2/ Dispositif selon la revendication (I),caractérisÉ en ce que muni b la sortie d'aubages redresseurs. 3/ Dispositif suivant la revendication (I) ou selon (I) et (2), caractérisé en ce que le jet creux est rendu convergent par un profil adapté du carénage ou des aubages redresseurs,afin de faciliter son alimentation en pression ou de mieux bénéficier d'une surpression.