FR2784958A1

FR2784958A1 - Catamaran propulsion paddle wheel design/positioning having paddle wheel two body sections centrally positioned and rear section located.

Info

Publication number: FR2784958A1
Application number: FR9813609A
Authority: FR
Inventors: Pierre Grange
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-04-28

Abstract

The paddle wheel propulsion construction has a paddle wheel (22) placed in the center between the two body sections (10,12) of the catamaran. The paddle wheel is placed at the back of the catamaran structure with a motor drive through the catamaran body to avoid water passing onto the catamaran body structure.

Description

STRUCTURE NAVIGANTE DE TYPE CATAMARAN A PROPULSION A
AUBES ET A MOTORISATION ELECTRIQUE
La présente invention concerne une structure navigante de type catamaran à propulsion à aubes et à motorisation électrique.CATAMARAN PROPULSION A NAVIGATION STRUCTURE
BLADES AND ELECTRIC MOTORS
The present invention relates to a sailing structure of catamaran type with blade propulsion and electric motorization.

On connaît les bateaux monocoques à aubes qui disposent d'une à aube montée en position centrale transversale, sensiblement sur la largeur du bateau. Cette position semble intéressante du point de vue dynamique mais en fait, la roue brasse 1'eau immédiatement à l'arrière du bateau, dans un régime turbulent si bien que le rendement est particulièrement mauvais. Monohull paddle boats are known which have a paddle mounted in a transverse central position, substantially across the width of the boat. This position seems interesting from the dynamic point of view but in fact, the wheel stirs the water immediately behind the boat, in a turbulent regime so that the performance is particularly poor.

De plus, la coque unique exerce un freinage important car il faut une grande largeur pour compenser la faible profondeur qui est un atout apprécié de ce type de propulsion, ce qui conduit à une grande section à la ligne de flottaison. In addition, the single hull exerts significant braking because it takes a large width to compensate for the shallow depth which is a popular advantage of this type of propulsion, which leads to a large section at the waterline.

Une autre solution connue consiste à disposer deux roues latéralement pour permettre une meilleure alimentation de la roue. On s'aperçoit d'une part que ces roues provoquent des projections d'eau que des carters ne peuvent faire disparaître et surtout l'encombrement du bateau est augmenté latéralement ce qui n'est pas particulièrement souhaitable. Another known solution consists in placing two wheels laterally to allow better feeding of the wheel. We notice on the one hand that these wheels cause water projections that casings cannot make disappear and especially the size of the boat is increased laterally which is not particularly desirable.

De plus, on constate que le rendement n'est pas augmenté de façon notable car si l'alimentation est améliorée, I'écoulement de l'eau poussée par les aubes le long de la coque provoque un freinage indésirable. Si les roues latérales sont encastrées dans la coque afin de ne pas déborder ; le rendement est encore moins bon. In addition, it can be seen that the yield is not appreciably increased because if the supply is improved, the flow of water pushed by the blades along the hull causes undesirable braking. If the side wheels are embedded in the hull so as not to overflow; the yield is even worse.

On note néanmoins que la roue à aubes est très intéressante si l'on considère son rendement théorique pur. La roue à aubes est simple de conception, elle demande un très faible tirant d'eau, si bien que la modeste pénétration des aubes dans l'eau conduisent à une traînée raisonnable. De plus, il n'y a que très peu d'inertie et le bateau propulsé par une roue à aubes est très vite mis en mouvement. Note however that the impeller is very interesting if we consider its pure theoretical efficiency. The impeller is simple in design, it requires a very small draft, so that the modest penetration of the blades in the water leads to a reasonable drag. In addition, there is very little inertia and the boat propelled by a paddle wheel is very quickly set in motion.

La roue à aubes évite la production de vagues de sillage autres que les vagues d'étrave, si bien qu'elle trouve une application particulière sur les plans d'eau intérieurs, sur les cours d'eau et sur les canaux. The impeller prevents the generation of wake waves other than bow waves, so it finds particular application on internal water bodies, on rivers and canals.

Pour se rapprocher des rendements intéressants, il faut, de façon primordiale, assurer une excellente alimentation des aubes, ce qui revient à dire qu'il faut alimenter les aubes avec un flux d'eau sensiblement en régime laminaire. To get closer to the attractive yields, it is essential, first of all, to ensure an excellent supply of the blades, which amounts to saying that it is necessary to supply the blades with a flow of water substantially in laminar regime.

La motorisation électrique est également très recherchée pour les bateaux du type promenade et plus généralement pour toutes les embarcations qui naviguent sur les eaux intérieurs. L'inconvénient connu des propulsions électriques est la faible autonomie due aux moyens de stockage connus, par batteries rechargeables. Electric motorization is also very popular for promenade type boats and more generally for all boats that navigate inland waters. The known drawback of electric propulsion is the low autonomy due to known storage means, by rechargeable batteries.

Le stockage par batteries reste néanmoins le plus pratique car il est possible de les extraire aisément et la répartition en plusieurs éléments rend les transferts et les autres manipulations plus aisés. Storage by batteries is nevertheless the most practical because it is possible to extract them easily and the distribution into several elements makes transfers and other manipulations easier.

L'intért d'un excellent rendement pour I'application envisagée prend ta tout son sens. The value of an excellent yield for the intended application takes on its full meaning.

La présente invention vise à proposer une structure navigante qui pallie les problèmes évoqués ci-avant, applicable notamment aux eaux intérieures. The present invention aims to propose a navigating structure which overcomes the problems mentioned above, applicable in particular to inland waters.

A cet effet, selon l'invention, la structure navigante est à motorisation électrique, de type catamaran, et comprend une propulsion à roue à aubes, disposée transversalement entre les deux coques. To this end, according to the invention, the sailing structure is electrically powered, of the catamaran type, and comprises a propulsion with paddle wheel, disposed transversely between the two hulls.

La roue est plus particulièrement disposée à l'arrière de la structure, en sorte d'éviter la propulsion d'eau sur une partie quelconque de chacune des coques. The wheel is more particularly arranged at the rear of the structure, so as to avoid the propulsion of water on any part of each of the hulls.

Selon un mode perfectionné, les deux coques ont un profil à étrave dissymétrique. According to an improved mode, the two hulls have an asymmetrical bow profile.

Ce profil dissymétrique de chaque coque est composé d'une courbure unique qui prend naissance sur le bord intérieur de la coque et qui se prolonge vers l'extérieur et vers la poupe jusqu'à atteindre la largeur souhaitée de la coque. This asymmetrical profile of each hull is made up of a single curvature which begins on the inner edge of the hull and which extends outwards and towards the stern until reaching the desired width of the hull.

II est en outre prévu des moyens de commande de direction comportant un gouvernail monté à rotation autour de gonds dont l'un au moins est supporté par un élément rapporté derrière la roue à aubes, dont 1'encombrement est limité. It also provides direction control means comprising a rudder mounted for rotation about hinges, at least one of which is supported by an insert behind the impeller, the size of which is limited.

L'invention est maintenant décrite en regard des dessins annexés qui représentent un mode de réalisation particulier non limitatif, les différentes figures montrant :
-figure 1, une vue en perspective d'une structure navigante selon
l'invention,
-figure 2, une vue partielle en perspective de l'arrière de la structure qui
fait apparaître la roue à aubes,
-figure 3, une vue en coupe transversale de l'arrière de la structure
navigante, et
-figure 4, une vue en coupe longitudinale partielle de la structure
navigante.The invention is now described with reference to the appended drawings which represent a particular non-limiting embodiment, the various figures showing:
-Figure 1, a perspective view of a sailing structure according to
the invention,
-Figure 2, a partial perspective view of the rear of the structure which
brings up the impeller,
-Figure 3, a cross-sectional view of the rear of the structure
sailor, and
-Figure 4, a partial longitudinal sectional view of the structure
sailing.

Sur la figure 1, on a représenté une structure navigante de type catamaran, les deux coques étant référencées 10 et 12. In FIG. 1, a sailing structure of the catamaran type has been shown, the two hulls being referenced 10 and 12.

Ces deux coques sont reliées par un pont 14 formant la zone utilisable de la structure. Seules les deux coques ont une partie mouillée et une partie sèche délimitées par la ligne 16 de flottaison, le pont étant au-dessus de t'eau. These two shells are connected by a bridge 14 forming the usable area of the structure. Only the two hulls have a wet part and a dry part delimited by the waterline 16, the deck being above the water.

L'arrière de cette structure comprend des moyens 18 de propulsion et des moyens 19 moteurs et de stockage de l'énergie. The rear of this structure comprises means 18 for propulsion and means 19 for motors and energy storage.

Les moyens 18 de propulsion, montrés plus en détail sur les figures 2 et
3, comprennent une roue 20 à aubes 22, montée à rotation sur un axe 24, transversalement, à l'arrière. Cet axe est supporté par des moyens adaptés, en
l'occurrence des paliers 26, visibles sur la figure 3. The propulsion means 18, shown in more detail in FIGS. 2 and
3, comprise a impeller 20 with blades 22, mounted for rotation on an axis 24, transversely, at the rear. This axis is supported by suitable means, in
the occurrence of the bearings 26, visible in FIG. 3.

On note que la roue est à l'arrière de la structure mais néanmoins intégrée, dans ce mode de réalisation, entre les deux coques. Note that the wheel is at the rear of the structure but nevertheless integrated, in this embodiment, between the two shells.

La roue à aubes est disposée en hauteur en sorte que seules les aubes viennent plonger dans t'eau, les éléments structuraux de la roue restant émergés pour éviter l'augmentation de la traînée. The impeller is arranged in height so that only the blades are immersed in water, the structural elements of the wheel remaining emerged to avoid the increase in drag.

La roue a un diamètre et une largeur adaptés en fonction de la puissance recherchée mais aussi en fonction des dimensions de la structure navigante elle-mme. The wheel has a diameter and a width which are adapted as a function of the power sought but also as a function of the dimensions of the sailing structure itself.

De façon connue et pour éviter les désagréments des projections, la roue est surmontée d'un capot de protection dont la forme épouse sensiblement l'arrondi de la roue pour laisser le moins de place possible pour la génération de fines gouttelettes d'eau. In known manner and to avoid the discomfort of projections, the wheel is surmounted by a protective cover whose shape substantially follows the roundness of the wheel to leave as little space as possible for the generation of fine water droplets.

Les moyens moteurs comprennent un moteur 28 électrique, une transmission 30 de type chaîne/plateau/pignon ou courroies/poulies et des moyens de commandes du moteur, non représentés, car parfaitement à la portée de I'homme de fart. The motor means comprise an electric motor 28, a transmission 30 of chain / chainring / sprocket type or belts / pulleys and motor control means, not shown, since they are perfectly within the reach of those skilled in the art.

Les moyens moteurs sont complétés par des moyens 32 d'alimentation en énergie électrique stockée dans des batteries 34, voir figure 4 pour la représentation de ces éléments. The drive means are supplemented by means 32 for supplying electrical energy stored in batteries 34, see FIG. 4 for the representation of these elements.

Des moyens 36 de contrôle de la direction sont également associés à la structure navigante mais ceux-ci sont connus. En effet, dans le mode retenu, ces moyens de contrôle de la direction comporte un gouvernail 38 monté à rotation autour de deux gonds 40. Le premier gond est rapporté sur le tableau arrière mais ce tableau est de hauteur limitée par la présence de la roue à aubes. II faut donc prévoir un support 42 complémentaire dont la forme, la disposition et les dimensions doivent tre adaptées pour que l'eau projetée par les aubes de la roue se trouve le moins perturbée possible. Means 36 for controlling the direction are also associated with the navigation structure, but these are known. In fact, in the chosen mode, these direction control means include a rudder 38 mounted for rotation around two hinges 40. The first hinge is attached to the transom but this array is of height limited by the presence of the wheel paddle. It is therefore necessary to provide a complementary support 42 whose shape, arrangement and dimensions must be adapted so that the water projected by the blades of the wheel is as least disturbed as possible.

L'agencement selon l'invention est particulièrement adapté dans le sens où le choix d'une structure de type catamaran conduit à laisser un flux d'eau s'écouler entre les deux coques avec des perturbations minimales. De plus, I'eau poussée par les aubes circule librement, sans contact avec la coque, en générant une traînée minimale. The arrangement according to the invention is particularly suitable in the sense that the choice of a catamaran type structure leads to allowing a flow of water to flow between the two hulls with minimal disturbances. In addition, the water pushed by the blades circulates freely, without contact with the hull, generating a minimum drag.

De ce fait, les aubes de la roue sont alimentées de façon adaptée et la roue a un excellent rendement. As a result, the blades of the wheel are adequately supplied and the wheel has an excellent efficiency.

Afin de renforcer cet effet de circulation centrale de type laminaire et non de type turbulent, les coques ont une étrave dissymétrique selon le mode de réalisation principal représenté sur la figure 1. In order to reinforce this central circulation effect of the laminar type and not of the turbulent type, the hulls have an asymmetrical bow according to the main embodiment shown in FIG. 1.

Cette courbure externe unique prend naissance au bord intérieur du passage entre les coques et se prolonge vers l'extérieur pour former t'étrave et rattraper la largeur souhaitée de la structure en lui conférant un bon pouvoir de pénétration et en diminuant la génération de vagues d'étrave trop creuses. This unique external curvature begins at the inner edge of the passage between the shells and extends outward to form the bow and make up for the desired width of the structure, giving it good penetrating power and reducing the generation of waves. bow too hollow.

On note que la roue à aubes n'augmente pas le tirant d'eau et que dans cet agencement, elle permet d'une part la navigation en eau peu profonde puisque la roue présente un enfoncement inférieur au tirant d'eau et d'autre part t'échouage par I'avant tout en laissant la roue à aubes motrice pour assurer le déséchouage. We note that the impeller does not increase the draft and that in this arrangement, it allows on the one hand navigation in shallow water since the wheel has a lower depression than the draft and other share the grounding from the front while leaving the impeller impeller to ensure the grounding.

La structure navigante selon l'invention permet par exemple de faire fonctionner par courant nul, un bateau de 7 m et d'un poids de 500 kg à une vitesse de 5 noeuds au moyen d'un moteur de 1,3 kW avec une puissance électrique stockée dans 180 kg de batterie pendant 8 heures. The sailing structure according to the invention allows for example to operate by zero current, a boat of 7 m and a weight of 500 kg at a speed of 5 knots by means of a motor of 1.3 kW with a power electric stored in 180 kg of battery for 8 hours.

II est bien entendu possible de recharger les batteries soit dans un lieu adapté en les extrayant de la coque, ce qui permet avec deux jeux de batteries d'assurer un roulement, soit de les laisser in situ en équipant la structure d'un chargeur intégré. Dans ce dernier cas, seul le branchement sur le secteur permet de recharger les batteries. It is of course possible to recharge the batteries either in a suitable place by extracting them from the hull, which allows with two sets of batteries to ensure a rotation, or to leave them in situ by equipping the structure of an integrated charger . In the latter case, only the connection to the mains can recharge the batteries.

Dans certains cas très particuliers où la source de courant n'est pas disponible et pour éviter toute immobilisation forcée, il est possible d'adjoindre à l'ensemble un moteur thermique qui est connecté de façon débrayable aux moyens de transmission ou qui assure, par un générateur, la recharge des batteries. In certain very specific cases where the current source is not available and to avoid any forced immobilization, it is possible to add to the assembly a heat engine which is disengageably connected to the transmission means or which ensures, by a generator, recharging the batteries.

Claims

1. Navigating structure with means (19) electric motors, of catamaran type, comprising a propulsion (20) with paddle wheel (22), arranged transversely between the two hulls (10,12).

2. Navigating structure according to claim 1, characterized in that the wheel (20) is disposed at the rear of the structure so as to avoid the propulsion of water on any part of each of the hulls (10,12) .

3. Navigating structure according to claim 1 or 2, characterized in that the two hulls (10,12) have an asymmetrical bow profile.

4. Navigating structure according to claim 3, characterized in that the asymmetrical profile of each hull is composed of a single curvature which arises on the inner edge of the hull and which extends towards the outside and towards the stern until to reach the desired width of the hull.

5. Navigating structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (36) for steering control comprising a rudder mounted for rotation around hinges (40) at least one of which is supported by an element (42) attached behind the impeller (20) whose size is limited.