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Title:
TURBINE-PROPELLED PLEASURE BOAT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/059222
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a turbine-propelled pleasure boat, comprising, inside a floating structure advantageously consisting of a lower hull (1) and an upper hull (2) assembled on either side of an apparently horizontal waterline (3), a hydraulic turbine (7) located beneath said waterline on the underside of said floating structure to suck up the surrounding water and stem it through a propeller nozzle (26) at the rear of the boat, said propeller nozzle being steerable in a horizontal plane, and an engine (8) driving said turbine, housed in said floating structure above the waterline and associated with means for cooling it in operation by sucking air from the surrounding atmosphere and ejecting it through a funnel mounted on top of said structure vertically protruding therefrom.

Inventors:
TARDY JEAN-LUC (FR)
Application Number:
PCT/IB2005/003651
Publication Date:
June 08, 2006
Filing Date:
December 02, 2005
Export Citation:
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Assignee:
OXOON (FR)
TARDY JEAN-LUC (FR)
International Classes:
B63H11/08; B63H11/10; B63H11/11
Foreign References:
US5921825A1999-07-13
US5181868A1993-01-26
US6247422B12001-06-19
US20040242088A12004-12-02
US5803775A1998-09-08
US3948206A1976-04-06
Attorney, Agent or Firm:
Thibon, Littaye (BP 19, Marly le Roi Cedex, FR)
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Claims:
R E V E N D I C A T I O N S
1. Bateau de plaisance à propulsion par turbine, comportant, à l'intérieur d'une structure flottante, avantageusement faite d'une coque inférieure (1 ) et d'une coque supérieure (2) se rejoignant de part et d'autre d'une ligne de flottaison (3) supposée horizontale, une turbine hydraulique (7) située sous ladite ligne de flottaison en sousface de ladite structure flottante pour aspirer de l'eau environnante et la refouler par une tuyère à l'arrière du bateau, ladite tuyère (26) étant orientable en plan horizontal, et un moteur (8) d'entraînement de ladite turbine, logé dans ladite structure flottante audessus de la ligne de flottaison et associé à des moyens pour le refroidir en fonctionnement par aspiration d'air dans l'atmosphère environnante et refoulement par une cheminée surmontant ladite structure en excroissance verticale de celleci.
2. Bateau suivant la revendication 1 , dans lequel ladite structure flottante est faite d'une coque inférieure ménageant en sousface une cavité de logement de la turbine et d'une coque supérieure abritant le moteur et surmontée d'un coffre ouvrant (5) livrant accès aux éléments internes à la structure.
3. Bateau suivant la revendication 2, dans lequel ladite cavité est fermée par une plaque (23) qui est sensiblement plane dans le prolongement d'un fond plat de la structure flottante et qui est percée de fenêtres livrant passage à l'eau à l'admission de la turbine.
4. Bateau suivant la revendication 1 , 2, ou 3, dans lequel ladite cheminée est ménagée dans une queue à terminaison (6) étalée en paresoleil audessus d'un siège (14) pour les utilisateurs, notamment en prolongation de la coque supérieure suivant la revendication 2, avantageusement par ledit coffre ouvrant.
5. Bateau suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit moteur est disposé audessus de ladite turbine et d'arbre parallèle au rotor de la turbine qu'il entraîne, dans un même plan vertical dans l'axe longitudinal du bateau.
6. Bateau suivant la revendication 5, dans lequel la transmission de mouvement du moteur à la turbine a lieu par une courroie (21 ) maintenue tendue entre deux roues situées dans un même plan vertical et respectivement solidaires en rotation de l'arbre du moteur et du rotor de la turbine, avantageusement par un système tenseur (22) impliquant un ressort en appui sur la structure flottante.
7. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant des moyens pour organiser une circulation d'air de refroidissement dans le carter du moteur en passant par un passage (32) d'entrée d'air frais prélevé dans l'atmosphère environnante, juste audessus de la ligne de flottaison, et un passage de sortie d'air débouchant audessus de ladite structure flottante de ladite cheminée.
8. Bateau suivant la revendication 7, dans lequel ledit passage d'entrée d'air frais est protégé par un système de baffles des projections d'eau éventuelles.
9. Bateau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moteur est de type thermique et alimenté en carburant à partir d'un réservoir d'essence (12) logé dans ladite structure flottante, dont les gaz brûlés s'évacuent dans la mer à travers la paroi de la coque inférieur au niveau d'une cavité ménagée pour abriter la turbine.
10. Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit moteur est de type électrique et alimenté à partir de batteries situées dans ladite structure audessus de la ligne de flottaison, ledit moteur étant avantageusement associé à des moyens de commande d'une inversion du sens de rotation de l'arbre entraînant la turbine sous commande depuis un manche de pilotage servant aussi à commander l'orientation de la tuyère.
11. 1 1 . Bateau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant en outre un pavillon de recul (28) monté basculant autour d'un axe horizontal pour venir s'interposer devant la sortie d'eau de ladite tuyère et formé pour couvrir toutes les positions que peut prendre la tuyère sous commande d'orientation autour d'un axe vertical depuis un manche de pilotage commandant également son basculement.
Description:
BATEAU DE PLAISANCE A PROPULSION PAR TURBINE

La présente invention concerne le nautisme côtier, et même plus précisément le nautisme de loisir qui se pratique sur les plages, et pas plus qu'à la journée, en général par des vacanciers i qui n'ont pas acquis de formation particulière en navigation.

Elle a pour objet un bateau de plaisance à propulsion par turbine. On entend par là que, par opposition à la propulsion par hélice qui est le système de propulsion couramment utilisé sur les engins nautiques de ce type, l'invention propose d'utiliser une véritable turbine, dans laquelle le rotor est enfermé dans un conduit hydraulique terminé par une tuyère d'éjection. Il ne s'agit plus de brasser l'eau du milieu environnant par une turbine dont les aubes sont orientées pour assurer la propulsion, mais d'aspirer l'eau par une extrémité d'entrée du conduit pour la refouler vers l'extrémité opposée et l'expulser là à travers l'extrémité de sortie constituant une tuyère d'éjection. Entre les deux extrémités, le rotor est configuré, en fonction de son sens de rotation, pour assurer une augmentation de la vitesse de l'eau qui conduit à un effet de propulsion par réaction.

La propulsion par turbine a sur la propulsion par hélice usuelle divers avantages, dont celui d'améliorer la sécurité du fait qu'il n'y a plus de pièce mécanique en mouvement qui soit exposée à l'extérieur du bateau, et celui d'une protection des montages fragiles qui permet de diminuer les interventions en réparation pour les entreprises proposant de tels bateaux en location à la journée.

La présente invention permet d'exploiter de tels avantages tout en évitant les inconvénients qui ont fait reculer l'emploi des turbines jusqu'à ce jour. Elle vise en particulier à faciliter la maniabilité de l'embarcation, ainsi qu'à assurer un refroidissement optimal de • la turbine (plus exactement du moteur entrînant la turbine) en termes de consommation d'énergie et de confort pour les usagers naviquant dans l'embarcation.

Elle propose de combiner la propulsion par turbine avec des caractéristiques liées à la disposition relative des différentes pièces constituant les éléments fonctionnels coopérants, en s'intéressant spécialement à des bateaux qui ont plus pour propos de flotter en toute sécurité que d'avancer vite sur de grandes distances, et qui sont agréables à manier dans un contexte ludique.

En outre, leur destination en bateaux de loisir fait qu'ils ne sont guère utilisés que par temps calme, le plus significatif ici étant l'état de la mer, afin que le bateau évolue sur un plan d'eau qui ne perturbe pas exagérément sa stabilité horizontale.

Un bateau de plaisance à propulsion par turbine suivant l'invention comporte une turbine hydraulique et un moteur d'entraînement de ladite turbine, l'un et l'autre situés sous protection d'une structure flottante sur laquelle prennent place les utilisateurs, avantageusement dans un habitacle, ou cockpit, entièrement situé au-dessus de la ligne de flottaison de l'embarcation en charge et ouvert à l'air libre.

Cette structure flottante est avantageusement faite d'une coque inférieure et d'une coque supérieure se rejoignant de part et d'autre d'une ligne de flottaison supposée horizontale. Comme il est uruel, la position de cette ligne de flottaison est déterminée en fonction de la répartition normale des charges dans la structure, de telle manière qu'en fonctionnement, quand le bateau évolue sur l'eau, en principe par temps calme, la jonction entre les deux coques reste en tout point au-dessus de l'eau.

Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, une cavité de logement de la turbine est ménagée en sous-face du bateau par la paroi de la coque inférieure, dans une position telle qu'elle est située sous la ligne de flottaison. Elle est disposée avantageusement dans le sens longitudinal du bateau pour fonctionner en aspiration de l'eau environnante à son extrémité avant et pour la refouler par une tuyère à l'arrière du bateau. On considère ici le bateau en situation normale de fonctionnement, quand il est commandé pour avancer d'arrière en avant sur l'eau, arrière et avant étant en général déterminés dans le même sens par

un siège sur lequel les utilisateurs prennent place assis.

Pour commander le bateau en direction, la tuyère est orientable par pivotement dans son plan horizontal, donc autour d'un axe vertical. Des organes de commande manuelle de son orientation sont installés sur la coque supérieure à disposition des utilisateurs. Il s'agit de préférence d'un manche de pilotage qui transmet les ordres de commande par câble jusqu'à une tringlerie déterminant l'orientation de la tuyère.

Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, l'espace intérieur à la structure flottante contient un moteur d'entraînement de la turbine qui est supporté par ladite structure dans une position où il se situe en fonctionnement au- dessus de la ligne de flottaison. Un intérêt majeur de cette disposition est de favoriser en combinaison un système de refroidissement d'air se situant également au-dessus de la ligne de flottaison, donc notamment, dans les modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, à l'intérieur de la coque supérieure. L'invention prévoit de préférence à cet effet des moyens pour organiser une circulation d'air de refroidissement dans le carter du moteur, comportant un passage d'entrée d'air prélevé dans l'atmosphère environnante, avantageusement juste au-dessus de la ligne de flottaison, et un passage de sortie d'air débouchant au- dessus du bateau à travers la coque supérieure. L'air circule ainsi dans le sens ascendant, et il est rejeté vers le haut à l'écart de l'embarcation et de ses occupants.

Suivant des dispositions préférées de l'invention, le moteur d'entraînement de la turbine est avantageusement monté dans la structure flottante de sorte que son arbre soit orienté parallèlement au rotor de la turbine, de préférence dans un même plan vertical, lui-même orienté suivant l'axe longitudinal du bateau. La transmission des mouvements de l'un à l'autre a lieu, dans des modes de réalisation préférés mettant en oeuvre l'invention, par une courroie qui est maintenue tendue entre deux roues situées dans un même plan vertical et respectivement solidaires en rotation l'une de l'arbre du moteur, l'autre du rotor de la turbine. Un système tenseur

particulièrement approprié implique un ressort prenant appui fixe sur la structure flottante.

D'autres caractéristiques de l'invention concernent l'organisation de la circulation de l'air de refroidissement du moteur. De ce point de vue, l'invention prévoit avantageusement de protéger le passage d'entrée d'air des projections d'eau éventuelles par un système de baffles. Elle prévoit surtout de rejeter l'air dans l'atmosphère en passant par une cheminée formée en excroissance verticale au-dessus de la structure flottante. En tant que cheminée on peut avantageusement combiner ce rôle de cheminée avec celui d'une queue à terminaison étalée en pare-soleil au-dessus de l'habitacle recevant les passagers ou utilisateurs. Dans tous les cas, il est tout à fait bénéfique dans l'esprit de l'invention d'organiser ainsi une circulation ascendante de l'air de refroidissement, car dans les conditions habituelles d'utilisation auxquelles le bateau de l'invention est destiné, l'air est relativement frais à la surface de la mer, surtout quand il fait beau temps, la différence de température entre l'air et l'eau en étant d'autant plus forte.

Une telle cheminée d'évacuation de l'air ayant transité par l'espace moteur peut avantageusement être montée solidaire d'un coffre ouvrant complétant la structure flottante pour livrer accès à l'intérieur de l'espace protégé formé par la coque supérieure. D'autre part, en utilisant l'espace disponible dans la coque supérieure, avantageusement complétée par le coffre ouvrant se prolongeant par une telle cheminée en excroissance verticale au- dessus de la structure flottante, on obtient une configuration optimale pour le circuit de l'air de refroidissement de l'ensemble moteur, avec un guidage efficace du côté amont et un espace sans perte de charge freinant la circulation du côté aval.

De plus, une hauteur suffisante de la cheminée permet d'assurer que les gaz chauds expulsés ne perturbent pas les passagers. En disposant la cheminée à l'arrière du cockpit, derrièrele siège des utilisateurs, on augmente encore le confort.

L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans

le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures. Les figures 1 , 2 et 3 sont extraites d'un même fichier informatique de conception assistée par ordinateur.

L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures. Les figures 1 , 2 et 3 sont extraites d'un même fichier informatique de conception assistée par ordinateur. - la figure 1 représente le bateau dans son ensemble en vue et en pespective avec éclatement partiel des coques;

- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la partie arrière du bateau

- la figure 3 représente en perspective, sous forme agrandie et partielle, le bateau vu de l'arrière.

Le bateau choisi pour illustrer au mieux la mise en oeuvre de l'invention répond à une forme extérieure qui est en elle-même connue. La structure flottante est réalisée par l'assemblage d'une coque inférieure 1 et d'une coque supérieure 2. Bien qu'en pratique cela ne soit pas nécessairement le cas, on peut considérer ici que la coque supérieure et la coque inférieure sont fermées l'une sur l'autre par soudure de leurs parois extérieures sensiblement au niveau d'une ligne de flottaison 3, supposée stable en plan horizontal.

Pour l'essentiel, la coque inférieure supporte les éléments cachés, enfermés sous la coque supérieure, ainsi que ceux qui ont un rôle à jouer dans l'eau. Il s'agit donc, en particulier, de la turbine 7 et de ses organes annexes, du moteur 8 qui assure son entraînement, d'un réservoir à essence 12 dans le cas d'un moteur thermique, ou de batteries ou accumulateurs dans le cas d'un moteur électrique.

Quant à la coque supérieure, elle fournit l'accès aux

éléments internes qui doivent être situés hors de l'eau. En exemple, on a fait apparaître sur les figures un bouchon d'alimentation 1 1 pour le réservoir à essence 12. Plus important, elle a pour fonction de ménager l'habitacle où prennent place les personnes utilisant le bateau et de supporter les organes de pilotage mis à leur disposition. C'est ainsi que l'on peut voir sur les figures un manche de pilotage 13 monté sur le côté à droite de la coque supérieure, à côté d'un simple siège 14 pour une à trois personnes formé par la paroi extérieure de la coque supérieure 2, creusée en forme de cockpit (terme usuel pour désigner un habitacle ouvert).

D'une manière spécialement originale mais que la société déposante a déjà fait connaître, la coque du bateau est complétée par une excroissance en queue de baleine 4 qui prend à l'arrière du bateau pour monter verticalement et revenir vers l'avant en formant en partie supérieure une partie terminale élargie s'étalant horizontalement. Celle-ci est placée de manière à jouer le rôle d'un pare-soleil pour les personnes ayant pris place sur le bateau, dans la position normale d'utilisation de ce dernier, où elles sont assises dans le cockpit.

La queue 4 se raccorde à la coque du bateau par un coffre ouvrant 5, qui est monté par une charnière horizontale à l'arrière du bateau et qui se verrouille sur la coque supérieure, en bordure du cockpit, dans une position où, de par sa forme en cet endroit, il vient se raccorder au siège 14 en constituant son dossier. Ce coffre livre accès aux éléments contenus dans la coque pour les opérations d'entretien et réparation.

Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, l'arbre de la turbine proprement dite et l'arbre de son moteur d'entraînement ne sont pas en ligne l'un avec l'autre, comme il viendrait plus facilement à l'esprit. Ils sont disposés parallèles horizontalement l'un au-dessus de l'autre.

La turbine 7 est en position inférieure, en-dessous de la ligne de flottaison 3, alors que le moteur 8 est au contraire au- dessus de la ligne de flottaison. La transmission du mouvement de

rotation de l'arbre du moteur au rotor de la turbine est assurée par une courroie 21 qui est maintenue tendue par un système tenseur à ressort 22. La turbine 7 se loge dans une cavité que forme à cet effet la paroi de la coque inférieure, en sous-face de la structure flottante. Cette disposition permet de ménager un espace protecteur autour de la turbine, ce qui évite les incidents de fonctionnement dus à des corps étrangers se trouvant aspirés par la turbine, tout en maintenant la turbine correctement immergée.

De plus, la cavité de réception de la turbine 7 est avantageusement fermée par une plaque fixe, solidaire de la structure (donc fixée sur la coque inférieure du mode de réalisation particulier considéré ici), qui apporte une protection mécanique complémentaire. Cette plaque est percée de fenêtres appropriées pour ne pas perturber la circulation d'eau assurée par le rotor de la turbine, et même pour contribuer à la bonne organisation de la circulation de l'eau aspirée par la turbine.

C'est ainsi que l'on observe sur les figures la plaque 23, laquelle combine les fonctions précédentes avec celle de protéger l'espace de la turbine et la turbine elle-même quand le bateau est au sol. En effet, cette plaque est fixée à la coque inférieure de manière à se disposer à plat dans le prolongement du fond 15 de la coque, qui est lui-même globalement plat. Les figures font apparaître une grille 24 par laquelle l'eau traverse la plaque 23 quand elle est aspirée par la turbine. Elle pénètre dans celle-ci entre des ailes fixes 25 qui la guident vers l'intérieur du corps de la turbine.

Entre autres détails qui sont en eux-mêmes à la portée de l'homme du métier, on voit apparaître sur les figures, par exemple, des amortisseurs 17 assurant un montage silencieux du moteur ou de la turbine, chacun sur les platines-support qui les reçoivent, d'autre part un logement 16 pour une batterie de démarrage du moteur.

A l'extrémité arrière la turbine se termine par une tuyère orientable 26. L'orientation de la tuyère 26 est commandée en pivotement autour d'un axe vertical à partir du manche de pilotage

13. Cette commande permet de modifier le cap du bateau vers la droite ou vers la gauche. Le mécanisme de commande n'a pas été représenté en détail sur les figures. Il implique un câble de transmission mécanique jusqu'à une tringlerie 27.

Dans le mode de réalisation préféré choisi pour illustrer la mise en oeuvre pratique de l'invention, il est également prévu de pouvoir commander une marche arrière à partir du même manche de pilotage et d'une transmission de commande par le même câble.

Le bateau comporte à cet effet un pavillon escamotable 28. Ce pavillon de recul est monté basculant autour d'un axe horizontal fixe. En position escamotée (figure 2), il est remonté à l'intérieur d'un logement complémentaire 29 ménagé au-dessus de l'espace occupé par la tuyère. Quand il fonctionne en organe de recul, il vient en position abaissée s'interposer sur le jet sortant de la tuyère. On n'en voit que la moitié sur la figure 3. Sa forme en cuvette allongée en direction horizontale permet de le rendre efficace quelque soit l'orientation donnée à la tuyère, vers la droite ou vers la gauche. Lorsque le pavillon de recul est ainsi interposé devant le jet expulsé par la tuyère, l'eau expulsée est rejetée en mer à travers des lumières 31 percées dans la plaque 23 de chaque côté de la turbine.

Les figures et les détails de la description qui précède se réfèrent au cas d'une turbine entraînée par un moteur thermique (alimenté en essence à partir du réservoir 9). C'est ce qui rend souhaitable la présence du pavillon de recul 28.

Dans le cas d'un moteur électrique, il est plus commode d'assurer la fonction de recul par inversion du sens de rotation du moteur. L'inversion du sens de rotation inverse également le sens de rotation du rotor de la turbine et celle-ci fonctionne alors en aspiration par l'arrière et en éjection vers l'avant au travers de la grille 24.

Suivant d'autres caractéristiques importantes de l'invention, le moteur entraînant la turbine est à refroidissement par air. Sa disposition au-dessus de la turbine à l'intérieur de la coque

supérieure 2 favorise le choix d'un refroidissement par air. plutôt que par de l'eau prélevée dans la mer (sous une acception qui englobe tout plan d'eau où le bateau soit amené à évoluer).

L'air de refroidissement est prélevé en 32 pour suivre un circuit protégé des projections d'eau par un baffle 33 faisant partie du coffre supérieur 5. L'orifice du circuit de prélèvement se situe juste au-dessus du niveau de la ligne de flottaison, là où l'air est frais du fait de la proximité de la nappe d'eau, et où, en outre, il est exempt de poussière.

A la sortie du carter du moteur 8, l'air ayant servi au refroidissement du moteur est recueilli dans l'espace situé sous le coffre 5. De là le circuit d'air de refroidissement emprunte la queue 4, dont l'intérieur est vide. L'air est repris par un ventilateur- aspirateur situé en 34 à la base de la queue (non représenté sur les figures 1 et 2). L'air s'évacue à l'atmosphère à travers la tête pare- soleil 6. Cette dernière fait diffuseur par la multitude d'orifices qu'elle comporte à travers sa paroi supérieure. Sa partie inférieure est pleine. L'air chaud, éventuellement polluer, qui a en plus tendance à monter est ainsi expulsé sans pouvoir refluer vers les passagers de l'embarcation, qui pourraient s'en trouver incommodés.

Des détails classiques en eux-mêmes apparaissent sur les figures. On voit en particullier sur celles-ci le tuyau d'échappement 35 qui évacue les gaz brûlés du moteur dans la mer.