Brevet FR3051435A1 — publié le 20171124

DESCRIPTION Le Propulseur Semi-Rigide (PSR dans la suite, breveté sous INPI 1203167) est formé d'un corps profilé rigide contenant une pale souple qui en dépasse vers l'arrière comme la nageoire caudale d'un poisson. Ce propulseur immergé dans un 5 fluide et oscillant autour d'un axe vertical produit une poussée horizontale dirigée vers l'axe de celles-ci. Grâce à sa forme partout convexe et sans aspérités, le PSR traverse sans dommage la végétation subaquatique, ce qui en fait une alternative non-intrusive au propulseur à hélice pour la navigation en voie d'eau naturelle. Cependant, la réaction latérale du fluide au mouvement oscillant de la pale souple 10 se traduit par un couple alternatif qui -par exemple- causerait l'instabilité en lacet d'une embarcation équipée d'un PSR à l'arrière. Pour pallier cet effet secondaire gênant, la présente invention (Fig.1) consiste à entraîner deux PSR(2a,2b) immergés côte à côte par un mécanisme(1) qui les fait osciller symétriquement par rapport à leur plan médian vertical(4).ce qui produit 15 une poussée purement axiale (5) dans ce plan et l'annulation des réactions latérales. Deux mécanismes d'entraînement synchrone sont proposés dans la suite. Le premier, dit à barres coulissantes (Fig.2) consiste à associer deux mécanismes d'entraînement de propulseur à pale souple tels que déposés sous INPI 1102280. Les axes verticaux (3a,3b) des deux PSR(4a,4b) sont positionnés sur la même 20 platine horizontale(1) que l'axe moteur(2) d'un vilebrequin central(7) dont le maneton porte deux bielles(6a,6b) coulissant sur des barres horizontales(5a,5b) elles même solidaires des axes verticaux (3a,3b). La rotation continue du vilebrequin(7) sur son axe moteur(2) fait osciller les barres horizontales(5a, 5b) en opposition de phase, compensant ainsi les réactions latérales du fluide sur. les PSR (4a,4b). 25 Le second, dit à barres évidées (Fig.3), combine deux mécanismes tels que brevetés par Guido Antoni (GB patent 771975A dul0/04/1957). Deux barres horizontales (5a,5b) solidaires des axes(3a,3b) des PSR(4a,4b) oscillent sous l'action du maneton(6) d'un vilebrequin(7) qui glisse à l'intérieur de leurs évidements axiaux. Comme dans le cas précédent, la rotation de l'axe du vilebrequin(2) fait osciller les 30 axes(3a,3b) des PSR(4a,4b) en opposition de phase. 3051435 2 Application à la navigation fluviale Un modèle à barres coulissantes actionnant deux PSR avec un petit moteur électrique a été testé avec succès en eau calme à l'arrière d'une annexe. 35 Fig.4 présente un projet de gabarre propulsée par deux PSR couplés pour la navigation en zone humide protégée. On y voit le mécanisme(3) actionnant les PSR(4a,4b) et surmonté par le moteur(1) et son réducteur(2). L'ensemble pivote sur un axe vertical(5) à la pointe arrière de la coque, faisant ainsi office de propulseur et de gouvernail. Le moteur électrique est alimenté par des batteries(6a,6b) chargées 40 en alternance par un panneau photovoltaïque (7) sur le toit. Application comme pompe hydraulique Tout système propulsif peut aussi bien être utilisé comme pompe de circulation. La vis d'Archimède, ancêtre millénaire du propulseur à hélice sert encore de nos jours de pompe élévatrice pour l'irrigation, voire le drainage des terres fertiles. Les 45 systèmes à PSR couplés peuvent avoir des applications similaires dans les installations fixes à fort débit, par exemple dans les jardins d'agrément, la pisciculture en eau vive ou les stations d'épuration Fig.5 montre un mécanisme (1) entraînant deux PSR (2a,2b) immergés dans un bief(3), qui propulsent l'eau dans une conduite ascendante (4) jusqu'à un trop- 50 plein(5) où elle se déverse dans un bief de niveau supérieur. La limite théorique d'élévation h s'exprime en fonction de la longueur L des pales et de la fréquence f de leurs oscillations, à savoir h = 2.1.212/g où g est l'accélération de la pesanteur, soit 9,81 m/s/s. Avec L=0.5m et f=3Hz, la différence de niveau entre le bief inférieur (3) et le trop-plein(5) pourrait atteindre 45cm. 55 Fig.5 montre aussi comment cette hauteur d'élévation peut être multipliée ad libitum en combinant plusieurs systèmes, chacun déversant l'eau dans le bief du suivant. Cette disposition à ciel ouvert en biefs ou bassins successifs rappelle celle du moulin à eau traditionnel. Elle s'intégrerait plus harmonieusement dans l'architecture d'un jardin d'agrément ou d'une installation de pisciculture en eau 60 vive qu'une pompe élévatrice hélicoïdale. Elle aurait de plus sur celle-ci l'avantage d'être plus simple à entretenir et nettoyer, puisque ses seuls composants immergés (les PSR) sont de forme convexe et sans aspérités. Cet avantage serait décisif pour une pompe élévatrice placée entre les bassins de décantation d'une station d'épuration. 65 3051435 3 Application au mélange des fluides et des solides pulvérulents Les mélangeurs les plus courants de l'industrie agro-alimentaire utilisent un ou plusieurs agitateurs rotatifs pour homogénéiser le mélange d'un fluide de base (eau, lait, huile) avec divers ingrédients liquides ou pulvérulents dans des proportions 70 préalablement fixées. Les champs de vitesse et de pression à fort gradient imposés aux fluides par des agitateurs mal maîtrisés peuvent être préjudiciables à leur composition d'origine ou créer des émulsions inopportunes. Par contre, en cuisine traditionnelle, l'incorporation d'ingrédients dans une soupe ou une sauce se fait progressivement en faisant circuler le fluide lentement avec 75 une spatule ou une cuiller. En déposant les ingrédients à la surface du fluide en mouvement on favorise ainsi leur répartition spatiale au départ et leur dissémination par la suite dans la masse du fluide. Cette méthode progressive d'homogénéisation de masse est réalisable (Fig.6) avec deux PSR couplés. Le fluide de base(1) est contenu dans une cuve cylindrique(2) et 80 mis en circulation par des PSR (3a,3b) de forme convexe sans aspérités, ce qui simplifie leur nettoyage et aseptisation après usage. Les ingrédients(4) sont déposés entre les PSR à la surface du fluide en mouvement. Fig.7 propose une réalisation de ce principe. Un mécanisme à barres évidées entièrement contenu dans le couvercle de la cuve produit les oscillations des 85 PSR(6a,6b) et par là même la circulation du fluide dans la cuve, en ce que la rotation du plateau réducteur (2) entraîné par le moteur (1) et portant un maneton excentré(4) glissant dans l'évidement axial des barres (3a,3b) produit les oscillations de ces barres, elles-mêmes solidaires des axes(5a, 5b) des PSR. Les ingrédients(7) sont dispersés sur le fluide en mouvement par une buse latérale (8). 90 REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement(1) simultané de deux propulseurs semi-rigides (2a, 2b) immergés dans un fluide(3) de part et d'autre d'un plan vertical médian(4) et oscillant autour de deux plans parallèles à celui-ci, caractérisé en ce que leurs oscillations sont synchrones et symétriques par rapport au plan médian, annulant ainsi la somme des réactions latérales du fluide au mouvement azimutal de leurs pales tout en additionnant leurs poussées(5). 2. Application du dispositif selon la revendication 1 à la navigation fluviale, en particulier comme propulseur arrière en zone humide protégée. 3. Application du dispositif selon la revendication 1 comme pompe hydraulique élévatrice à ciel ouvert. 4. Application du dispositif selon la revendication 1 comme homogénéisateur de mélanges de fluides et de solides pulvérulents, en particulier pour l'industrie agroalimentaire et la cuisine collective.