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-...---..--- "-" - -- .-,..",- 4-- PALE DE VENTILATEURS.
La présente invention se rapporte aux ventilateurs et .autres propulseurs à hélice destinés à mouvoir un fluide et l'objet principal de l'invention est d'améliorer leur rendement.
Il est généralement connu que, pour obtenir le rendement le plus élevé possible dans les ventilateurs ou autres propulseurs à hé- lice destinés à mouvoir un fluide, on doit assurer la constance de la pression.spécifique dans la totalité de la surface active. On peut dé- finir la pression spécifique d'un ventilateur comme étant le rapport entre sa poussée ou traction lors de sa rotation, et sa surface active.
De plus, des conditions théoriques montrent que la constance de la pression spécifique détermine également la constance des vites- ses axiales du courant de sortie. La principale difficulté rencontrée pour obtenir cette constance de la pression spécifique est due aux vitesses périphériques variables de la pâle en des points de rayons différents, et pour surmonter cette difficulté, on a déjà proposé un
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grand nombre de combinaisons de répartition de la largeur et du pas géométrique de la pâle suivant sa longueur.
Par "pas géométrique du côté de pression de la surface de la pâle" qui sera désigné ci-après par l'expression "pas géométrique", nous entendons la distance entre les filets d'une hélice ou la valeur du déplacement axial effectué durant une révolution par une surface inclinée par rapport au plan'de rotation. Le pas géométrique est par suite déterminé également par la distance de la surface inclinée au centre de rotation, sa formule étant 2#r t@g #, dans laquelle r est la distance de cette surface à l'axe du moyeu et # son angle d'inclination sur le plan de rotation.
Suivant la présente invention, la largeur des pâles augmente vers le moyeu et le pas géométrique de la surface de la pâle du coté de pression augmente graduellement aussi vers le moyeu, de manière telle que la largeur et ledit pas géométrique sont maxima en ce qui concerne les sections transversales des parties des pâles se trouvant sur le moyeu lui même.
On voit donc que pour que le pas géométrique augmente vers le moyeu, il est nécessaire que l'accroissement de la tangente de l' angle d'inclinaison soit plus rapide que la décroissance du rayon: Ainsi dans la région des plus p etites vitesses périphériques de la pâle, le fluide se trouve sous l'influence combinée de la largeur et du pas géométrique et nos essaisont montré que cette influence est prédominante vis à vis des facteurs tels que la profondeur de la cour- bure et les coefficients de poussée et de tramée des profils employés
Afin d'assurer une pression spécifique et une vitesse cons- tantes du milieu de la pâle aumoyeu, il est particulièrement impor- tant de prévoir un accroissement de largeur et de pas géométrique de- puis le milieu de la pâle jusqu'au moyeu.
En ce qui concerne la par- tie de la pâle depuis le milieu jusqu'à l'extrémité ou périphérie, cette partie peut être construite de plusieurs façons différentes, Ainsi, elle peut être établie de largeur constante, mais en ce cas le pas géométrique dë la. pâle doit décroître considérablement afin de
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vitesses axiales du fluide.
Notre pâle avec une largeur accrue et dont le pas géométri- que des sections @ @ augmente depuis le milieu de la pâle jus- qu'au moyeu, présente un inconvénient constructif dans le cas de ven- tilateurs à faible vitesse de rotation, ou de ventilateurs travaillant sous une grande différence de pression, ou particulièrement dans le cas de ventilateurs ayant un faible "rapport de moyeu", vu que la longueur axiale du moyeu devient excessive et par conséquent impratica- ble.
La largeur de la pâle étant représentéepar ss et l'angle d'inclinaison de la pâle sur le plan de rotation par la lon- gueur axiale du moyeu est alors égale à ou un peu plus grande que ss sin #, si les valeurs de ss et !- sont prises pour la sec- tion transversale adjacente au moyeu.
Cependant cet inconvénient peut être aisément évité en dou- blant le nombre de pâles, ce qui réduit la longueur axiale du moyeu de moitié' environ. Comme toutefois dans ce cas les pâles peuvent de- venir trop étroites à leurs extrémités, nous préférons employer des ventilateurs comportant des pâles de'longueurs différentes, disposées alternativement, ce qui présente également l'avantage 'de réduire davan- tage le poids du ventilateur.
Conformément à nos principes généraux de construction de pâ- les, la somme des largeurs des pâles longues et courtes intérieure- ment au cercle tracé par les extrémités des courtes pâles,augmente graduellement depuis ce cercle vers le moyeu, où cette somme a une valeur maximum.
On a déjà établi diverses constructions d'hélices aériennes à pâles courtes et longues, disposées alternativement, dans le but de vaincre la résistance de "l'air mort" mais, dans toutes ces construc- tions, la largeur'totale des surfaces de pâles présente sa valeur ma- ximum, non pas au moyeu comme dans notre cas, mais en d'autres points de la longueur de la pâle;
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Suivant l'invention, dans son application aux ventila- teurs à pâles longues et courtes disposées alternativement, non seulement la somme des largeurs des surfaces de pâles augmente com- me précédemment indiqué, mais également le pas géométrique de la pâle augmente graduellement,sensiblement depuis le milieu des lon- gues pâles ou depuis le cercle tracé par les extrémités des courtes pâles, vers le moyeu, soit pour toutes les pâles ou pour une série ou groupe de ces dernières, les longues ou les courtes:
La largeur totale des surfaces de pâle peut tre distribuée entre les pâles longues et courtes de beaucoup de faons différentes, suivant les exigences de la construction.
En se référant aux dessins annexés, qui représentent l'in- vention; à titre d'exemple' :
Figure 1 est un diagramme montrant la relation entre la constance de la vitesse axiale du fluide et les différences de vi- tesses relatives du fluide et de la pâle; ces différences sont sensi- blement constantes dans le cas d'un grand "rapport de moyen et dé- croissent vers le moyeu dans le cas d'un faible "rapport de moye-au
Figure 2 est un diagramme montrant la variation de largeur et de pas géométrique le long de la pâle d'un ventilateur comportant des pâles d'une seule et marne longueur.
Figure 3 est un diagramme montrant la variation de largeur et de pas géométrique le long de la pâle d'un ventilateur comportant des pales longues et courtes.
Figure 4 eàt une vue en élévation latérale avec coupes d'une pâle de ventilateur comportant des pâles d'une seule et même longueur.
Figure 5 est une vue en plan d'un ventilateur comportant une pâle comme celle représentée figure 4.
Figure 6 est une vue en élévation latérale des pâles d'un ventilateur comportant des pâles de longueurs différentes.
Figure 7 est une vue en plan du ventilateur comportant des pâles comme celles représentées à la fig. 6.
Dans les diagrammes des figures 1, 2 et 3, les va- leurs le long de l'axe horizontal indiquent, en pourcentages de la
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longueur totale de la pâle, les distances des diverses sections trans- versales de la pâle à l'axe du moyeu.
A la figure 1, 0-A est proportionnel à la vitesse axiale du fluide, qui est constante le long de la pâle. Les vitesses périphéri- ques des sections de la pâle sont proportionnelles aux rayons corres- pondants et sont indiquées par les'valeurs 20, 40, 60, 80 et 100 sur l'axe horizontal. Les directions des vitesses périphériques des sec- tions de la pâle sont tangentes aux circonférences de rotation.
Les lignes pointillées inclinées montrent les directions des vitesses relatives du fluide aux divers points de la pale et la ligne
OA est proportionnelle au pas géométrique constant des vitesses relati- ves du fluide par rapport à la pâle.
OB représente une différence constante entre les vitesses pé- riphériques de la pâle et du fluide, que l'on supposera constante pour la simplicité.'Ainsi B-20 ; B-40; B-60; B-80 et B-100 représentent les vitesses périphériques du fluide et les lignes pleines inclinées sont les directions des vitesses relatives du fluide;
les prolongements de ces lignes jusqu'à l'axe OA donnent les lignes qui sont proportionnel- les au pas géométrique de vitesses relatives du fluides
Si les angles tonnés entre les directions des vitesses rela- tives du fluide et le plan de rotation sont désignés par les an- gles d'attaqué par ss- et les angles d'inclinaison de pâle sur le plan de rotation' par 1 , on a [alpha] + ss = # et par suite les direc- tions d'inclinaison de pâle qui sont indiquées par dès traits'interrom- pus à la figure 1.
La courbe 1 représente les variations du pas géométrique des vitesses relatives du fluide le long de la pâle, et ia courbe 2 montre les variations du pas géométrique de la surface de pâle elle-même.
Bans ce cas, la courbe du pas géométrique a sa valeur minimum cette valeur à peu près au milieu de la longueur active de la pale et/augmente vers l'extrémité et'vers le moyeu.
A la figure 2, les courbes 3 et 4 représentent respectivement la répartition de la largeur et du pas géométrique le long de la pâle représentée à la fig. 4 et du ventilateur de la figure 5. Dans ce cas
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particulier, la largeur varie le long de la pâle suivant une loi re- présentée parune ligne droite, lorsque le pas géométrique est cons- tant dans la partie de la pâle contigüe à l'extrémité et augmente gra- duellement du milieu fers le moyeu.
Dans la figuré 3, 5 et 6 sont des courbes représentant respectivement la répartition de la largeur et du pas géométrique le long de la pâle d'un ventilateur muni de pâles de longueurs différen-
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tes, comme ië montrent les figures6 et 7µ."baàs'âe'êas, la courbe 5 représente la somme des largeurs des pâles longues et courtes.
La courbe 6, qui représente le pas géométrique, lequel est le même pour les deux pâles, c'est à dire pour les longues et pour les courtes, est semblable à la courbe 4 représentée à la figu- .-.¯.-..... peut re 2. Il doit être entendu, cependant, que le pas géométrique/égale- ment varier comme indiqué par la courbe 2 de la figure 1 ou diminuer graduellement vers l'extrémité.
En se référant à la figure 4, les lignes 7 et 8 repré- sentent, en élévation latérale, respectivement les bords d'attaque et arrière de la pâle. Le contour 9 du moyeu peut; affecter différen- tes formes: Les sections transversales 10 de la pâle sont représentées dans le plan du dessin.=. 11 désigne des tangentes du coté pression de la pâle, ces tangentes étant inclinées d'un angle sur le plan de rotation.
Ces tangentes coupent l'axe à des hauteurs indiquées par les lignes CD, CE, CF, qui sont proportionnelles au pas géomé- trique de la section transversale correspondante de la pâle. On peut aisément voir que ces hauteurs augmentent vers le moyeu et qu'en même temps la largeur de la pâle augmente également. Dans la figure 5,12 et 13 désignent les bords d'attaque et arrière de la pâle en vue en plan.
En se référant aux figures 6 et 7, 14 et 15 désignent respectivement les bords d'attaque et arrière de la pâle longue en élévation, et les lignes 17 et 18 désignent respectivement les bords d'attaque et arrière de la pâle courte, également en élévation.
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?n 01 et cq A4Rioment reaneotivement les bords précités repré-
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sentes en vue en plan.
L'accroissement du pas géométrique vers le moyeu est re- présentés dans la figure 6 par les lignes 19 qui sont tangentes au cô- té pression de la pâle et qui recoupent sur l'axe des lignes proportion nelles au pas géométrique. Dans ce cas, la pâle longueet la pale courte ont le mime pas géométrique pour des rayons correspondants, mais il doit être entendu que la répartition du pas géométrique, dépend entièrement de la répartition de la 'charge entre les pâles longues et courtes, que l'on peut effectuer d'un grand nombre de manières dif- férentes REVENDICATIONS
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