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PERFECTIONNEMENTS A L'ETABLISSEMENT DES PALES DE VENTILATEURS. ET SEMBLABLES
L'invention est relative à l'établissement des pâles de ventilateurs ou semblables et elle a pour objet une disposition de pâle telle que tout en obtenant un rendement élevé, la oonstruotion en soit plus simple tandis que la pâle répond mieux aux desiderata de la pratique que oelles proposées jusqu'à présent:
On sait que le rendement maximum d'une hélice propulsive implique l'obtentipn d'une pression et d'une vitesse axiale constantes dans toute la surface balayée, et certains modes de construction connus sont propres à procurer des hélices à haut rendement mais toutefois de conformation compliquée'
Or étant donné la tendance générale actuelle d'avoir recours aux procédés de fonderie pour la construction de ces hélices, il importe de donner aux pâles la forme la plus simple
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Parmi les hélices à haut rendement, celles considé- rées jusqu'à présent comme les plus avantageuses comportent un pas géométrique maximum dans la section voisine du moyeu en même temps qu'une largeur croissante de pâle vers le moyeu.
Précisément, ce type d'hélice, en raison surtout de la variation du pas géométrique, présente des difficultés de moulage oonsidé- rables et nécessite des modèles et méthodes de fonderie compli- qués et dispendieux.
En outre, pour cette même raison, et du fait également de l'accroissement de largeur vers le moyeu, ce dernier doit obligatoirement présenter un développement axial considérable. Le poids élevé de l'hélice qui en résulte implique naturellement une construction appropriée des organes de support et autres du ventilateur et influence défavorablement le coût d'établissement de ce dernier.
Si par l'artifice du dédoublement des pâles on cherche à remédier à l'inconvénient de ce grand développement axial du moyeu, on aboutit soit à l'impossibilité d'exécution dans certains cas, soit à des difficultés de fonderie encore plus marquées, comme notamment lorsque le dédoublement nécessite une seconde rangée de pâles en retrait de la première.
L'invention évite ces inconvénients. ni résulte en effet des études et recherches expérimentales des demandeurs que l'on peut obtenir une pression constante dans toute la surfaoe balayée par une pâle d'hélice à profil d'aile ou aérodynamique si, tout en maintenant le pas géoniétri- que constant, on fait varier oonvenablement la courbure relative et l'épaisseur relative des sections de la pâle en même temps que la largeur de celle-ci de telle façon que ces valeurs croissent à mesure que l'on se rapproche du moyeu.
Il faut entendre par épaisseur et courbure relatives d'un profil aérodynamique, les valeurs, rapportées à la largeur de la section considérée, de l'épaisseur du profil prise à son maximum et de l'ordonnée maximum de la ligne médiane de ce profil.
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Dans les ventilateurs hélicoides qui présentent un pas géométrique maximum à l'intersection de la pâle et du moyeu on sait que la ohute de pression est compensée par l'emploi de grands angles d'attaque, d'où résulte l'accroissement du pas géométrique vers le moyeu,'Toutefois l'angle d'attaque maximum utilisable pour les profils aérodynamiques des pâles d'hélices propulsives et de ventilateurs est d'environ 8 , les angles d' attaque de valeur plus élevée conduisant à un accroissement de la résistance sans augmentation de la poussée.
Si on prend comme angle d'attaque moyen un angle de
4 , lorsque cet angle devient 8 la poussée augmente de 20 à 25%.
Or il résulte des recherches et expériences précitées que, toutes ohoses égales, si l'on part par exemple d'une épais- seur relative de 0,075 et d'une courbure relative de même valeur, couramment utilisées pour des pressions moyennes, et si l'on double par exemple l'épaisseur relative en lui donnant la valeur
0,15, on trouve que la poussée augmente d'environ 15%; si la va- leur de la courbure relative est doublée, la poussée augmente d' environ 20%.
L'accroissement combiné de l'épaisseur relative et de la courbure relative permet donc très aisément d'atteindre par ce moyen au résultat obtenu en accroissant l'angle d'attaquer
Conformément, l'invention consiste, dans une pâle à profil d'aile ou aérodynamique,de pas géométrique constante, faire varier dans les sections successives, de l'extrémité jusqu'au moyeu, la oourbure relative, l'épaisseur relative et la largeur de la pâle, de telle façon que la courbure relative, l'épaisseur rela- tive et la largeur soient maxima dans la section la plus voisine du moyeu,' L'accroissement de chacun de ces éléments -- courbure relative, épaisseur relative et largeur -- peut être continu ou s'effectuer progressivement par paliers;
l'un ou l'autre élé- ment peut conserver une valeur oonstante sur une étendue plus ou moins importante de la longueur de la pâle et ensuite croître
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plus rapidement; enfin tout accroissement que devrait recevoir un ou même deux éléments suivant sa loi normale d'accroissement peut être remplacé par un accroissement plus marqué des ou de 1' autre élément.
En établissant des pâles d'hélice comme il est dit oi-dessus on pourra naturellement donner à l'un des bords, et par exemple au bord d'attaque, une forme rectiligne en regardant l'hélice de face o'est à dire suivant l'axe de rotation.
Des hélices comportant des pâles conformées de cette façon sont toutefois bruyantes.
On a constaté pouvoir sensiblement réduire le bruit occasionné par la rotation de l'hélice si, au lieu de donner au bord une forme rectiligne, on lui donne au contraire une forme courbe, de préférence concave.
Il en est de même du bord arrière, et, conformément, l'invention consiste également à donner à l'un des borda de la pâle ou au deux une forme courbe, de préférence concave, si 1' on regarde l'hélice de face, c'est à dire suivant son axe de rotation.'
En vertu des mêmes considérations, le ou les deux bords de la pâle, vue de côté, recevront une conformation courbe et de préférence concave.
L'invention consiste donc encore, à donner à l'un ou les deux bords de la pâle *ne forme courbe, de préférence concave, si l'on regarde la pâle de côté, c'est à dire perpendiculairement à l'axe de rotation.
Et afin que l'on puisse bien comprendre de quelle façon une hélice comportant application de l'invention peut tre pratiquement réalisée, les dessins annexés montrent, à titre d'exemple, un mode d'exécution préféré.
Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue de face d'une hélice;
Fig. 2 est un diagramme oonstructif d'une pâle ;
Fig. 3 est une vue de côté, partiellement en coupe
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de l'hélice de la fig. 1, suivant la ligne 3-3 de cette figure.
Fig. 4 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la figure 1.
Fig. 5 est un diagramme montrant les variations de largeur, d'épaisseur relative et de courbure relative d'une pâle d'hélice, suivant la longueur de cette dernière',
En se référant tout d'abord à la figure 2, Xx dési- gne l'axe de rotation, c m le rayon du moyeu et p p le pas - 2Ò a b, a1 b1..... désignent, représentées de façon conventionnelle. , les sections successives obtenues suivant a c, al c1 .... de dixième en dixième de la longueur de la pâle, le bord d'attaque étant reotiligne et les sections rabattues dans le plan de figure.
On voit que les cordes a p, a1 p, a2 p..... se rejoignent au point p sur l'axe XX, montrant que le pas géomé- trique est oonstant.
Les largeur, oourbure relative et épaisseur relative oroissent d'autre part progressivement depuis la section a-c, en direction du moyeu.
Dans les figures 1 et 3, on a représenté de faoe et vu de côté, partie en coupe, une hélice dont les pâles sont établies conformément à la fige 2, mais dont le bord d'attaque e a été ramené à un profil courbe, concave, vue aussi bien de face que de coté.
On voit que dans ces conditions le bord arrière f prend également une forme concave.'
Dans la figure 4 qui montre à échelle agrandie une pâle de l'hélice de la fig. 1 les sections successives a b, a1 b1... ont été rabattues autour des charnières a c,a1 c1.... et l'on y remarque plus olairement les variations de largeur, épaisseur rela- tive et courbure relative, du reste indiquées dans la fig. 5 res- pectivement par les courbes q, r et s montrant l'accroissement con- tinu des valeurs de ces fonctions à mesure que l'on se rapproche du moyeu,
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Par application de l'invention, on obtient des hélices à haut rendement, facilement exécutables par moulage, dont le moyeu présente un développement axial réduit et qui sont par suite d'un faible poids;
elles sont en outre relativement silencieuses.
Il va de soi que l'hélioe représentée n'est qu'un exemple auquel on pourra apporter des modifications sans s'éoarter de l'es- prit de l'invention; notamment, comme il a été indiqué, les aoorois- sements de la largeur, de l'épaisseur relative et de la oourbure relative pourraient tout en'étant progressifs, ne pas'être oonti- nus, mais prooéder par paliers successifs; l'un ou l'autre ou plu- sieurs de ces éléments pourraient rester constant sur une étendue plus ou moins considérable de la longueur et ensuite varier de façon marquée ; enfin on peut oompenser un accroissement moindre ou même l'absence d'accroissement d'un ou de plusieurs de ces éléments sur une portion de la longueur de la pâle par l'accroissement plus prononoé des ou de l'élément restant.
REVENDICATIONS.
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1.- Une pâle de ventilateur héliooide, de pas géométrique constant, comportant des sections à profil d'aile ou aérodynami- que, oaraotérisée en ce que l'épaisseur relative, la courbure rela- tive et la largeur sont maxima dans la section de pâle la plus voisine du moyeu.