BE414302A - - Google Patents

Description

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  BREVET D'INVENTION 
L'hélice marine représentée sur les   fig.l   à 6 inclus a deux qualités caractéristiques : 
1.- Le moyeux creux d'un diamètre d'environ   40 %   de celui de   l'hélice*   
2.- Le pas variant en deux sehs (direction axiale et .radiale)qui croit en progression parabolique ,en rapport au secteur   ABC   (fig.2) circonscrit dans la surface projetée de l'aile dans le plan de rotation et ceci dans la proportüio approximative de 1 à 2,50 de l'arête d'entrée de l'aile à l'arête de sortie C.A et qui diminue dans la proportion approximative de 1 à 0,60 de tout point de l'arc B.C.

   vers l'axe de-rotation en   A.La   génératrice de la surface de l'ai- le est une droite adoptant une légère inclinaison opposée remarquable à l'arête de   sortie*Dans   la ligne AR de   l'héli.-   oe représentée,la génératrice est verticale sur l'axe de rot   t ation   et en coïncidence avec le diamètre maximum du moyeu* Prenant comme point de départ du pas le point B du secteur ABC et mettant la mesure   du @   s en rapport avec le diamètre de l'hélice.cette mesure de base adopte pour l'hélice   mon   trée en fig.l et   8,la   valeur de 0,8 D au point   3.Le   pas moè yen résultant est à peu prés égal à 1,42 D. 



   On comprend que le pas de base de même que ses relations de variation et celle du diamètre du moyeu peuvent   @   

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 varier salon lebesoins des.applications   spéciales,,les   valeurs indiquées ici étant considérées comme optimales pour les heil- ces moyennes et leurs conditions générales d'applications 
Cette forme denoonstruction a pour but d'éliminer en   prati   que le travail centrifuge dessible produit pat letourbillons de l'eau à la suite de la rotation des ailes*Ce travail   nuisi-   ble est déjà sensibles pour les hélices de rendement et fréquen ce de rotation médiocre et atteint des mesures très considérai bles pour lehélices de grands/ navires et pour ceux à grande   -vitesse.11   est à considérer que le développement moderne à 

  ten- dansce à augmenter la vitesse et à introduire des moteurs de h haute fréquence de tours même pour es navires marchands augmen- tant ainsi les pertes centrifuges et diminuant le travail uti- le de l'hélice. 



   La construction de l'hélice anti-tourbillonante tend à   recuire   pratiquement à zéro ce travail nuisible.Le grand dia- mètre du moyeu concourt avec la variation radiale du pas à li- miter l'inclinaison moyenne des ailes contre leur direction d'attaque à une valeur de pas au delà de 45  L'inclinaison est   di. te     "moyenne   " parce par suite de la variation de pas cir-   conférencielle,l'angle   d'incicence est beaucoup plus petit à l'arête d'entrée qu'à celle de sortie produisant de ce fait un   f&cteur   de propulsion plus élevé. 



   En plus des grands avantages économiques provenant de cette efficacité de propulsion   augmentée,cette   hélice anti-   tourbillonante   a encore des qualités constructives qui la dis- tinguent avantageysement de tout autre type.Elle a un poids réduit en comparaison avec d'autres hélices de mêmes dimensnons 
Sa constructi on,à totre d'exemple,est la suivante 
Son assemblage avec l'arbre moteur subit,à cause du grand moyeu,une monification.L'hélice n'est plus montée sur 

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 le cône ordinaire et fixé par l'écrou final de l'arbre,

  mais elle est portée par la grande bride l'fig.3 et 4.montée solidemen sur l'arbre au moyen d'une boite cylindrique avec civette   2*Cet   te boîte est fixée àn arrière par la butée 3 et ànl'avant par un nombre de boulons de sûreté engagés à moitié dans l'arbre et à moitié dans le moyeu de manière à servir de clavettes et à empêcher en même temps tout glissement en   arrière,Pour   des hélices latérales où l'arbre peut en général être montée sur le   navire,de   l'extérieur.la bride 1 peut aussi être fabriquée en une seule pièce avec l'arbre ou de façon similaire pour donner un assemblage fixe et durables
L'arbre moteur porte,vers le bout,un autre palier cylindrique 5 à clavette 6 et est terminé par une pièce filetée sur laquel est vissé l'écrou   7.,

  Sur   le tenon 5 est monteé la bride 8 qui sert à centrer le moyeu par sa couronne conique et à le bloquer en même temps derrière en se mettant contre le bord correspondant intérieur du moyeur par la pression de l'écrou   final*Cette   bride sert enfin encore à absorber,avec les boulons de sûreté 4,la butée de l'aalice, dans la marche arrière. 



   Le moyeu de   l'halice   est formé d'une surface sphérique de laquelle partent les   pales.,Cette   surface de faible épaisseur est renforcée intérieurement par des nervures qui se   joigne%%*   devant,à la couronne' faisant la communication avec la bride 1 et,à l'arrière à la couronne   conique   10 qui   sert,d'un     côté   de transition au cône d'écoulement 11 et de   l'autre.,de   communication avec la bride   6 .Le   moyeu est terminé par le dit cône d'acoulement.Celui-ei produit une rapide augmentation de l'espace libre immédiatement derrière les ailes sabs effectuer une influence nuisible sur la force de   propulsion,

  mais   en anéantissant plutôt tou mouvement de tourbillons et diminuant donc le travail centrifuge 
Il est entendu que tout assemblage ainsi que la bride 8 

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 servant de diaphragme entre le moyeu et le cône d'écoulement doivent âre   étanches.Toutes   les règles de sûreté sont   à,     appli..   quer pour la construction des pièces prind pales et accessoires
Pour lesreconstructions et pour lesarbress d'hélices qui doivent être montés de l'intérieur du navire,on peut se servir de la construction montrée fig.5.L'hélice est la même mais elle est montée au moyen d'un moyeu intermédiaire fixé de son côté sur l'arbre   moteur,*Pour 1-   s petite s hélices,

  la cons*   tructi on   montrée fig*6 peut servir .La forme d'adaptation la plus favorable sera choisie selon les peints de vue pratiqmes et les circonstances de service spécial qui sont multiples* On a dit que l'hélice antil-tourbillonante ast plus légère qu'une hélice de construction normale.Déjà le moyeu   d'épais*   seur minime y compris toutesle spièces accessoire  attelle  s que brides   d'assemblage,etc,donne   une réduction de poids vis-à-vis du cône de moyeu massif des autres   types   *Une réduction se poids se produit aussi dans les pales pour lesraisons suivantes
1.- Le 'levier réduit de la force résultante agissant sur l'aile raccourcie par l'agrandissement du moyeu diminue le moment de flexion à 0,

  70 de celui des hélices à petit moyeu*
2.- La section transversale de l'aile à sa racine est de beaucoup agrandie par le diamètre redoublé du moyeu et par l'angle d'incidence réduite à cette racine*
3.- Laforme courbe de la section de l'aile produitpar la variation du pas augmente de beaucoup le moment de ré-   si:tance.   



   Pour ces trois raisons,une réduction de l'épaisseur de la pale à sa racine d'environ la moitié de la mesure normale peut etre effectuée'En considérant que la. vraie surface de la pale par suite du moyeu agrandi se réduit à 80 % et l'épaisseur 

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 moyenne d'après l'explication ci-dessus à environ   60 %   des mesures correspondantes d'une hélice ordinaire le poids de l'aile P d'une hélice anti-tpurbillonnante se présente à 0,8X0,6=0,48 de l'urdinaire.Pour comparer le poids total,on suppose (d'après des coefficients d'expérience) que la distribution de poids dans une hélice ordinaire se règle suivant la relation ci-dessous ::

  ailee 75 %,,moyeu 25   %   du poids total.Maintenant, nons   augmente,,pour   l'hélice   anti-tourbillonante,la   part relative du moyeu et l'on obtient comme poids total approximatif : P=O,25X3 +0,75X0,48=0,50 40,36 =0,86 du poids normal (soit 14% ou   1/7   en   moins) .   



   En considérant les hélices des glands   navires.on   trouvera que cette réduction de poids est déjà   trés   considérable.Mais em tenant compte en plus de l'effet du poids de l'hélice sur le palier terminant l'arbre moteur,on remarque que le poids effectif est encore réduit davantage dans l'eau par le soulèvement de flot tabilité produit par le grand volume du moyeu et du cône d'écoulement déplaçant une forte quantité d'eau et diminuant ainsi la charge provenant du poids de l'hélice à 60 % de l'effectif de sorte que la pression du poids agissant sur le palier final et l'arbre n'est que 0,86X0,60 =0,516 de celle du poids d'une hélice ordinaire. 



   Ces chiffres permettent de prouver les avantages acquis dans les conditions de fonctionnement de l'arbre moteur et de son palier final,avantages qui, sans égard de la forme des ailes et de la caractéristique de pas se produisent dans toute hélice rien que par suite de la flottabilité du grand moyeu creux
L'ensemble de l'hélice est complété par un cône allongé   d'affluence   ayant sa base mineure en aval du support du palier terminal tandis que sa base majeure sejoint au moyeu agrandi de   l'hélice-Malgré   le grand diamètre du moyeu,la construction du support de l'arbre ne doit pas,du reste,

  dépasser les dimensions habituelles et prescrites par les besoins des paliers pour   lais..   

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      ser une section libre d'affluence aussi grande que possible où l'eau est dirigée en fils réguliers et à une légère accélération due seulement au cône d'affluence.Ce cône d'affluence peut être construit de manière à être léger et étache et envelopper le support ou bien la carène et le support peuvent avoir laforme conique nécessaire selon le cas et les besoins pratiques et écono   mi qu est    
Sur les fig.7 à 18   inclus.il   est représenté en diverses projections et sections,

  une hélice anti-tourbillonante aéronauti- que.Sauf la grandeur limitée par suite de leur application spéciale lespales ont la même caractéristique de variation de pas que les hélices marines et le moyeu a aussi environ 40% du diamètre de l'hélice.L'hélice   représentée   est à quatre pales en métal avec grand moyeu et moyen d'attache spécial dont la cons .

   truction est indiquée par le dessin* 
Il est entendu que les force sd'éxécutions décrites et représentées ne sont que des exemples non limitatifs.les mêmes effets résultant de l'invention peuvent être atteints avec dif- férentes autres constructions sans s'éloigner du principe de l'inzention.L'invention n'est pone point limitée aux possibili- tés prévues ci-dessus,soit en ce qui concerne le type de véhicu- le à   ropulser.le   nombre la forme et la disposition des pales qui varieront selon b s applications* 
Ces hélices anti-tourbillonantes pourront être fabriquées en   bcis.ferfonte     acier,,bronze   et autres métaux et leurs allia- ges ou toutes matières appropriées,avec un nombre de pales quel- conque en une seule pièce avec le moyeu ou raccordées:

  elles pour- ront être fabriquées en lames,profilées,estampées,assemblées par des boulons,rivets.Eoudure.ces divers   moyens   employés exclusive- ment ou combinés selon la matière employée et le mode s'assem- blage appliquée

Claims (1)

1. RESUME Hélice anti-tourbillonante pour propulsion de véhicules à navigation de surface ou sous-marine,aéronautique ou terrestre, pour aspiration et compression de matières liquide, gazeues, eto, caractérisée par : 1 ,- le fait que ses ailes ont un pas varié fortement et simultanément dans deuxs sens :

   en relation au secteur eirconsscri dans la projection de l'aile dans le plan de rotation,le pas augmente en progression parabolique dans la proportion moyenne de 1 à 2,50 de l'arête d'entrée vers l'arête de sortie;il diminue dans la proportion moyenne de 1 à 0,60 du pas effectif de tout point de l'arc de secteur vers l'axe géométrique de rotation*Le but est de diminuer le travail nuisible produit par a rotation des pales dans le médium de propulsion au moyen de la réduction de l'angle d'incidence à l'arête d'entrée résultabte de la variation circonférentielle de pas combinée avec la réduction d'inclinaison portée à un plus haut degré par la variation radia le à la racine de la pale effectuant ainsi en même temps un plus grand rendement de force propulsive et un moment de résistance de la

   section de l'aile plus élevé., 2.- un moyeu creux d'un diamètre d'environ 0,40 du dismètre de l'hélice dans le but de réduire davantage l'inclinaison moyenne à la racine des ailes pour élimoner pratiquement tout travail oentrofuge nuisible et atteindre ainsi le maximum de rendement propulsifs 3,

   - Un moyeu creux formé par une surface sphérique de dimensions correspondantes à l'attachement'des pales fixées sur la surface ou rapportées au moyen d'éléments d'assemblage appropriés permettant le démontage pour le changement d'organes ou la modifi cation de direction.La surface du moyeu d'épaisseur minimr est au besoin renforcée par des nervures appliquées intérieurement <Desc/Clms Page number 8> en connection avec le bordures servant pour l'assemblage direct ou indirect par organes intermédiaires avec l'arbre moteurs b*- Amélice anti tourbillonante spécialement adaptée à la navigaticn de surface ou sous-marine caractérisée en ce qu'elle comporte un cône d'écoulement ou d'affluence (pour l'hélice de devant)

   attaché de façon étanche au moyeu creux produisant ensemble par leur grand volume un fort soulèvement de flottabilité pour décharger ainsi le palier terminal et la construction adhérente du poids de l'hélice,diminuant de même la charge de l'arbre et ses vibrations par suite de la construction spéciale creuse du grand moyeu produisant cette flottabilité et diminuant le poids effectif,cette hélice pouvant avoir des pales de forme nombre ou pas appropriés* c.- Hélice anti tourbillonante spécialement adaptée pour buts aéronautiques.fabriquée de lames de métal,

   forgée ou en fonte selon lesbesoins et formée d'une str face sphérique suppor- tée par deux disques à appertures appropriées pour réduction de poids et comportant un diaphragme eonique similaire approprié pour renforcer l'assemblage total.L'ensemble est monté sur un moyeu auxiliaire pour la fixation sur l'arbre moteur.Les palee en nombre approprié et de caractéristiques étudiées sont suppor- tées par des bottes reliées à la circonférence du moyeu et fixé par des clavettes plates.traversant la tige de la pale et la bofte.La position de ces clavettes est assurée par le bord dépassant de l'écrou de sûreté vissé sur la pièce terminale de la tige de l'aile d.- Hélice pour propulsion de véhicules marinspaéronauti-m ques,terrestres,

   etc avec pales de forme,pas et nombre appropriée aux applications caractérisée par un grand moyeu assemblé extérie eurement avec le moyeu auxiliaire pour le montage sur l'arbre moteur.de construction plus ou mbins étanche,raccordé de façon fixe ou démontable avec un recouvrement en bois ou autre matière fixe <Desc/Clms Page number 9> entre les pelée et ayant pour but de diminuer la surface active des dites pales et de produire une Inclinaison résulte à leur entrée dans cet agrandissement de moyeu,

   effectuant ainsi une supp pression des tourbillons dans le médium de propulsion et augmen- tant la foros propulsive @ @ et atteignant une flottabilité sur l'eaugcette hélice étant complétée par un c8ne d'affluence ou d'écoulement raccordé de façon fixe ou détachable au moyeu agrandi pour déflecter les file de courant,et pratiquement ap- proprié pour empêcher la pénétration d'un courant du médium de propulsion à travers le moyeu même et éviter ainsi la formas tion d'un circuit intérieur de communication entre la surface d'aspiration et celle de pression de l'hélice*