Brevet FR2791949A1 — publié le 20001013

_-1 La présente invention concerne une unité hydro-stato propulseur marin à double flux pour embarcations, o le premier étage (1) permet le démarrage de l'embarcation et l'amorçage du deuxième étage (2), destiné aux plus grandes vitesses. La propulsion d'embarcations courantes s'effectue généralement par l'intermédiaire d'une hélice ou d'une turbine, et dans certains cas particuliers avec un statoréacteur sous-marin. La présence d'une hélice en rotation peut présenter un danger de blessures profondes pour les personnes ou les animaux aquatiques évoluants aux environs de l'embarcation, de même que la présence d'une turbine pour les plus petits animaux. Les statoréacteurs sous-marins ne présentent pas les risques de blessures graves que peuvent provoquer les hélices ou turbines. Mais leur mauvaise efficacité aux faibles vitesses les rend inadaptés aux manoeuvres lentes des embarcations et empêche tout démarrage, et l'adjonction d'une injection de gaz supersonique, pour palier à ces problèmes d'efficacité, nécessite une gestion des gaz compliquée, onéreuse, avec un mauvais rendement du fait du caractère irréversible de la détente du gaz supersonique. L'unité hydro-stato propulseur comprend deux étages: L'étage primaire possède une admission primaire d'eau (3), une arrivée primaire de gaz sous pression (4) avec une chambre de tranquillisation (5), un convergent primaire (6) et une tuyère primaire d'éjection divergente(8). Le gaz sous pression arrive dans la chambre de tranquillisation (5), ce qui permet d'uniformiser le flux de gaz sous pression, puis il est accéléré par le convergent primaire (6), en restant subsonique. Il se crée une dépression au niveau du col (7) qui accélère l'eau de l'admission primaire (3). L'eau de l'admission primaire et le gaz arrivent dans la tuyère primaire (8) pour former un jet biphasique actif. Un mélangeur (9), fixe ou mobile, s'il ne présente pas de contre-indication à son existence, peut être installé dans la tuyère divergente primaire (8) pour mieux uniformiser la solution biphasique eau-gaz. L'étage primaire (1) génère un déplacement d'eau dans l'unité hydro- stato propulseur, exerçant une force opposée au jet, quelque soit la vitesse initiale de I 'embarcation, même si elle est nulle, et provoque une déplacement de l'eau dans le second étage. L'étage secondaire se compose d'une admission secondaire d'eau (10), d'un divergent secondaire (11), d'un diffuseur de gaz sous pression (12) et d'une tuyère secondaire d'éjection convergente (13). Le déplacement de l'eau dans l'étage secondaire provoque une surpression dans la section la plus grande du divergent secondaire (11). Le gaz sous pression est injecté avec une vitesse subsonique après le divergent secondaire (11), et il ne peut se détendre que dans la tuyère secondaire convergente (13). Le gaz en se détendant entraîne l'eau présente en un jet -2- biphasique actif dans la tuyère secondaire convergente (13). Un mélangeur (14) fixe ou mobile, s'il ne présente pas de contre-indication à son existence, peut être installé dans la tuyère secondaire convergente (13) afin de mieux uniformiser la solution biphasique eau-gaz. L'étage secondaire (2) génère un déplacement d'eau dans l'unité hydrostato propulseur, exerçant une force opposée au jet. Mais l'étage secondaire a besoin d'une vitesse initiale de l'eau de l'admission secondaire pour l'amorcer. Cette vitesse initiale de l'eau de l'admission primaire peut être obtenue soit par la vitesse initiale de l'embarcation, ou par le jet biphasique de l'étage primaire. Le pilotage des pressions d'alimentation en gaz des deux étages se fait de façon indépendante ou non, afin d'optimiser les différentes phases de fonctionnement (démarrage, accélération, vitesse stabilisée,...). Dans des utilisations spécifiques, le gaz sous pression peut être remplacé par un liquide sous pression. Si le gaz sous pression utilisé est un gaz non polluant, et que la structure de l'unité hydro- stato propulseur ne comporte pas de pièce en mouvement, donc ne possède pas de système de lubrification, I'unité hydro-stato propulseur peut être utilisé sur des plans d'eau protégés, o toutes pollutions sont proscrites. L'unité hydro-stato propulseur peut être à géométrie fixe ou variable, afin de faire varier les sections en fonction de la pression des gaz et de la vitesse relative à l'eau. La position des étages peut être fixe (fig. 1) ou mobile (fig. 2), coaxiale (fig. 1), en parallèle (fig. 3), en série (fig. 4 et 5), ou montés séparément, en fonction du comportement souhaité de l'unité hydro-stato propulseur (poussée dynamique en fonction de la vitesse). La forme globale d'une unité hydro-stato propulseur peut être de révolution (fig. 1)ou être de forme oblongue, avec une ou plusieurs unités (fig. 7). Le premier étage peut avoir une admission radiale (fig. 6). Un système de volets mobiles (fig. 8) permettent d'inverser le sens de la poussée. L'unité hydro-stato propulseur peut être fabriquée par moulage ou usinage d'alliages ferriques, d'alliages d'aluminium, de matières plastiques ou composites. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux embarcations o la présence d'une hélice est déconseillée. Son utilisation est particulièrement adaptée aux plans d'eau protégés, o aucune matière polluante n'est acceptée, par l'utilisation d'un gaz sous pression non polluant. -3- REVENDICATIONS 1- Dispositif pour propulser des embarcations utilisant un gaz sous pression comme source d'énergie et l'eau ambiante comme vecteur propulsif, caractérisé par le fait que le gaz peut être détendu à vitesse subsonique dans deux étages: le primaire convergent-divergent qui permet l'amorcçage du secondaire divergent-convergent. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'étage primaire convergent- divergent s'amorce avec une vitesse de l'eau d'admission primaire nulle. 3- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'étage secondaire divergent- convergent s'amorce avec une vitesse relative de l'eau non nulle, engendrée soit par la vitesse propre de l'embarcation, soit par le jet induit par l'étage primaire convergent-divergent. 4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le pilotage des pressions d'alimentation des deux étages en gaz peut être isobare ou indépendant. - Dispositif selon la revendication 1, la revendication 2 et la revendication 3 caractérisé par le fait que les étages primaire et secondaire peuvent être indépendants ou configurés selon toutes les combinaisons possibles (un seul étage ou deux, montés en parallèle, coaxiale ou en série). 6- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux étages peuvent être fixes ou mobiles l'un par rapport à l'autre. 7- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les étages peuvent être à géométrie fixe ou variable. 8- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la géométrie globale du dispositif peut être de révolution ou de forme oblongue, avec une ou plusieurs unités. 9- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la force de propulsion peut être inversée par le déplacement de volets mobiles qui dirige le jet biphasique actif vers le sens opposé. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le gaz sous pression peut être remplacé par un liquide sous pression. -4- I 1- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif est non polluant avec l'utilisation d'un gaz sous pression non polluant.