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"HELICES"
La présente invention se rapporte à des hélices.
Cette invention vise : à utiliser au mieux les avantages des hélices du type à pas de vis et à pression ; à établir une hélice du type mentionné, dans lequel les pertes sensi- bles se trouvent considérablenent réduites, de manière à augmenter le rendement de l'hélice; à réduire les pertes radiales et axiales du fluide dans lequel agit l'hélice, et de transformer ainsi la plus grande partie possible des efforts de torsion en une force longitudinale, de manière à augmenter le rendement de l'hélice; à établir une nouvelle hélice du genre décrit ci-dessus, dans laquelle la pression du fluide est pratiquement uniformisée sur toute la longueur de l'aile ou pale, ce qui a pour effet de réduire les -,ores- sions inégales de la colonne de fluide projetée;
à établir
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uns hélice dont les pales sont construites de manière à engendrer des forces centripètes destinées à vaincre les pertes radiales et axiales résultant généralement des forces centrifuges, ainsi que la pression inégale produite par la rotation du propulseur autour de son axe ; à établir une hé- lice comportant une ou plusieurs pales et présentant des sur- faces postérieures, calculées, par rapport aux faces actives, de ces pales , de manière à supprimer les pertes dues au frot- tement et aux autres formes de résistance; à établir une pale d'hélice construite de manière à engendrer, dans le plan de rotation de la pale, des forces agissant à la pression, et à transformer celles-ci en des forces longitudinales sans perte notable ;
età établir une nouvelle hélice du genre dé- crit ci-dessus, dans laquelle la résistance produite par des pressions non uniformes s'exerçant sur l'arrière de la pale, se trouve considérablement réduite.
Dans le dessin annexé :
Fig. 1 est une vue d'élévation montrant les faces acti- ves des pales.
Fig. 2 est une vue latérale.
Figs. 3 à 6 représentent schématiquement des coupes pratiquées le long de plans disposés à angle droit par rap- port au rayon d'une pale, en allant depuis le moyeu vers l'extrémité extérieure de la pale.
Fig. 7 est une vue de détail et en coupe transversale d'une variante de l'hélice suivant l'invention.
Dans les Figs. 1 à 6, le chiffre de référence 10 désigne une hélice dans son ensemble, cette hélice comportant un moyeu 11 et plusieurs pa.les 12. Le moyeu est substantielle- ment cylindrique et comporte une rainure à clavette 13, per- mettant de caler l'hélice sur un arbre moteur.
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L'hélice est représentée comme étant pourvue de trois pales 12, mais peut comporter un nombre voulu quelconque de ces pales, et ceci suivant l'usage auquel l'hélice est des- tinée et les conditions dans lesquelles elle doit fonctionner.
L'h.élice tourne dans le sens de la flèche montrée dans la Fig. 1 et produit, dans le fluide dans lequel elle opère, une pression longitudinale dirigée dans le sens de le, flèche montrée dans la Fig. 2. Il va de soi que le sens de déplace- ment de l'engin dans lequel le dispositif suivant l'invention est employé comme propulseur, sera opnosé au sens de la flèche montrée dans la Fig. 2.
Comme montré dans les Figs. 1 et 2, les pales de l'héli- ce sont courbées dans le sens de la rotation et en s'éloignant du sens longitudinal de déplacement de l'hélice, car il a été constaté que les pertes radiales et longitudinales peuvent être réduites grâce à une telle construction. Ceci est parti- culièrement exact en ce qui concerne la construction des élé- vents de l'hélice décrite ci-après. On verra également que les bords de chaque pale sont constitués par des courbes convexes l'une par rapport à l'autre, la nlu.s grande largeur de la pale étant située au milieu, entre les deux extrémités.
Cette dernière caractéristique est préférable dans la plu- part des cas, mais n'est pas essentielle.
Le côté actif de chaque pale comporte une surface an- gulaire de poussée 14 et une surf ace de pression 15. Ces par- ties de la pale peuvent, pour la facilité de la description, être considérées comme des surfaces séparées, toutefois, étant donné qu'elles sont réunies par une partie intermédiai- re courbée transversalement, ces deux surfaces constituent effectivement une continuation l'une de l'autre, et ceci
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malgré que ces surfaces aient à remplir des fonctions dis- tinctes dans le fonctionnement de l'hélice. Le bord libre 16 de la face de pression 14 constitue l'arête d'entrée de cha- que pale, tandis que le bord libre 17 de la surface de pres- sion constitue l'arête de sortie.
En considérant les vues en coupe schématiques montrées dans les Fige. 3 à 6, on voit que l'incidence de la face d'entrée de chaque pale va en di- minuant depuis l'extrémité extérieure de la pale jusqu'au moyeu de l'hélice. Cette graduation de l'incidence a été trouvée.indispensable, conjointement avec d'autres caracté- ristiques constructives du dispositif, pour assurer le degré d'efficacité voulu de ce dernier. Etant données les restric- tion d'ordre constructif, ainsi que d'autres considérations, la partie de la pale, située à proximité du moyeu, présente la forme d'une vis régulière, comme montré dans la Fig. 3.
La face de compression 15 est située sous un angle subs- tantiellement droit par rapport au sens de rotation, de ma- nière à exercer un effort de pression sur le fluide dans le- quel l'hélice fonctionne, cet effort périphérique de pression étant transformé en un effort longitudinal , en vue de pro- voquer un déplacement du fluide dans le sens de la flèche montrée dans la Fig. 2.
Il a été constaté que si la face arrière de la pale était substantiellement plane sur toute sa largeur, il se formerait derrière la face de pression une zône de basse pression, ce qui provoquerait des pertes considérables en efforts de torsion. Pour cette raison, la partie 18 de la face postérieure, c'est-à-dire la partie adjacente à l'arête d'entrée de l'hélice, peut être substantiellement plane ou légèrement convexe, tandis que la partie 19 de la face pos- térieure, c'est-à-dire la partie adjacente à l'arête de
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sortie de la pale, est courbée transversalement sur toute la longueur de la pale, comme montré dans les Figs.schématiques.
Ces deux parties de la face postérieure de la pale sont res- pectivement parallèles à la surface de poussée et à la sur- face de pression du côté actif de la pale.
Comme indiqué plus haut, l'incidence de la face de pous- sée va en diminuant vers l'extrémité intérieure de la pale, ce qui s'applique également à la partie principale 18 de la face postérieure de la pale. Les variations de la dite in- cidence ne sont jamais critiques et correspondent toujours à l'usage auquel l'hélice est destinée. Toutefois , la face de poussée d'une pale est montrée schématiquement dans les Figs.
3 à 6, pour montrer les différents angles d'incidence appli- cables de préférence, dans certains cas, aux faces de poussée des pàles.
Comme indiqué plus haut, si une partie quelconque de la face postérieure de la pale était disposée à angle droit par rapport au plan de rotation de l'hélice, c'est-à-dire parallè- lement, en substance, à la face de pression 15, il en résul- tarait une diminution considérable des efforts de torsion.
Toutefois, la prévision des parties courbes 19 sur la face postérieure de la pale a pour effet de donner à celle-ci une forme s'adaptant aux filets du liquide, en réduisant ainsi le risque des zônes de basse pression et des pertes en efforts de torsion, qui -courraient en résulter.
Le mode d'exécution montré dans la Fig. 7 est analogue à ceux représentés dans les Figs. précédentes, excepté qu'ici la face de poussée 23 communique avec l'arête de sortie de la pale par une surface 24 à courbure relativement graduelle, laquelle constitue la face de pression de cette pale.
Le fonctionnement des deux modes d'exécution ressort nettement de la présente description, et ce fonctionnement
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étant identique pour chacun d'eux, il ne sera décrit qu'en ce qui concerne le mode d'exécution représenté aux Figs. 1 à 6. La face de poussée 14 a tendance à produire une poussée directe sur le liquide dans le sens de la flèche montrée dans la Fig. 2. La courbure que présente la dite face de pression de la pale dans le sens de rotation de cette dernière, ainsi que la courbure de l'ensemble de la pale dans le sens du dé- placement longitudinal du liquide, ont pour effet de réduire considérablement les pertes radiales et longitudinales dues aux forces centrifuges et centripètes, ainsi qu'à d'autres facteurs.
De cette façon,, la plus grande perte pouvant se produire sur la face de poussée 14 sera pratiquement celle résultant du glissement du fluide transversalement par rap- port à cette face et vers la face de pression 15. Les parti- cules de fluide s'échappant de la face de poussée par glis- sement périphérique ainsi que les particules de fluide inter- ceptées directement par la face de pression 15, seront sou- mises à l'action de cette face, de manière à produire une pression périphérique considérable, laquelle sera naturelle- ment transformée en une pression longitudinale s'exerçant dans le sens de la flèche montrée dans la Fig. 2, de sorte que le fluide glisse en bas de la pale, dans le sens longi- tudinal de l'axe de rotation de l'hélice.
L'incidence de la pale donne à la lèvre ou surface de pression, la profondeur nécessaire pour réduire les pertes pouvant se produire à l'arrière de la pale. L'incidence idéale serait celle qui permettrait de réduire au minimum les pertes à l'arrière de la pale et de donner une profondeur suffisante à la face d.e pression de celle-ci. La prévision de cette dernière face 15 a également pour but de stabiliser l'action de la face de poussée.
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Bien qu.'il ait été dit plus haut que la face de poussée 14 produit une poussée directe dans le sens longitudinal de l'axe de rotation, on comprend qu'une grande partie des ef- forts engendrés par la dite face de poussée s'exerce dans le plan de rotation de l'hélice, de sorte que cette dernière face aide dans une large mesure la face de pression, relati- vement étroite, à produire les efforts de pression mentionnés plus haut. Concernant ce dernier détail, il a été constaté qu'en pratique, la face de poussée devrait de préférence, mais non obligatoirement, être beaucoup plus large que la face de pression et qu'une ligne réunissant un point quel- conque de l'arête d'entrée 16 à un point correspondant de l'arête de sortie 17 doit être disposée à 45 , ou moins, par rapport au plan de rotation de l'hélice.
Par conséquent, l'invention n'est pas limitée aux proportions et aux angles parti.culiers montrés dans les Figs., mais peut, sous ce rap- port, comporter plusieurs variantes.
Les hélices représentées au dessin n'ont été décrites qu'à titre de modes d'exécution préférés de l'invention, la- quelle n'est point limitée aux détailsde construction Dar- ticuliers indiqués ici. Ainsi, par exemple, la partie de la face postérieure de la pale, adjacente à l'arête d'entrée et certaines parties de la face de pression ont été décrites comme étant substantiellement planes , bien que l'objet de l'invention puisse fonctionner parfaitement et avec un bon rendement, sans ces restrictions constructives.
En outre , il n'est pas indispensable que les pales pré- sentent des surfaces transversales planes, étant donné que la. face active de la pale pourrait être constituée par une cour- be transversale continue allant depuis l'arête d'entrée jus- qu'à l'arête de sortie de cette pale, la face postérieure de
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cette dernière étant a.lors conformée d'une manière corres- pondante afin de produire l'effet "de moindre résistance" désiré. Là où l'on prévoit une telle courbe continue, l'ex- trémité arrière de la face depression de la pale devrait se terminer par une face tangente disposée à angle droit au plan de rotation de la pale, comme montré clans les modes d'exécution représentés.
REVENDICATIONS.
1 - Une hélice comportant une pale présentant une face active établie de manière à exercer sur le fluide dans lequel elle opère, une pression perpendiculaire au sens de rotation de l'hélice, la face postérieure de cette pale étant inclinée pratiquement sur toute sa longueur par rapport à la verticale l'angle d'incidence de la dite face allant en diminuant de- puis l'extrémité extérieure de la pale jusqu'à l'axe de ro- tation de l'hélice.
2 - Une hélice comportant une pale présentant une face active établie de manière à exercer sur le fluide dans le- . quel elle opère,une pression perpendiculaire au sens de rota- tion de l'hélice, la face postérieure de la pale étant in- clinée par rapport à la verticale, l'angle d'incidence de la pale allant en augmentant d'une manière progressive, prati- quement sur toute la longueur de la pale, depuis l'extrémité extérieure de la pale jusqu'à l'axe de rotation de l'hélice.
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