CH699473A2 - Dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de bateau. - Google Patents

Abstract

Le dispositif de canalisation du flux d’eau autour du moyeu d’une hélice de bateau comporte un anneau (20) fixé autour du carter d’arbre d’hélice (1) ou de l’embase de l’hélice en amont de cette hélice et cet anneau (20) présente en coupe longitudinale la forme générale de la coupe d’une aile d’avion. Ce dispositif peut aussi être formé d’au moins deux nervures (22) longitudinales fixées sur le carter d’hélice en amont du moyeu de cette hélice, en combinaison ou non avec ledit anneau (20).

Description

  [0001]    Dans les bateaux à moteurs, navires, paquebots, ferries ou bateau de plaisance à moteur intérieur, "in-bord", ou extérieur "hors-bord" les pales de l'hélice sont fixées à un moyeu d'hélice et sont immergées en position de service de propulsion du bateau.

  

[0002]    En marche, le courant d'eau s'écoulant autour du moyeu de l'hélice peut provoquer un phénomène dit de cavitation qui use et endommage la partie des pales de l'hélice se trouvant à proximité du moyeu de l'hélice et le moyeu. Dans certains cas cette usure des parties des pales d'hélice proche du moyeu de l'hélice et de ce moyeu peut s'avérer plus intense et plus rapide que l'usure des parties périphériques des pales de l'hélice et nécessite un remplacement prématuré de l'hélice.

  

[0003]    Par ailleurs, les phénomènes tourbillonnaires de l'écoulement de l'eau autour du moyeu de l'hélice font que la partie des pales de cette hélice située proche du moyeu, sur environ un tiers de l'étendue radiale des pales, ne participe que peu ou pas du tout à la propulsion du bateau d'où une perte de rendement.

  

[0004]    La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif simple, robuste et peu onéreux pour augmenter le rendement de l'hélice et réduire cette usure du moyeu et de la partie centrale, proche du moyeu de l'hélice, des pales de l'hélice. Ce dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de bateau a pour but d'éviter que l'eau s'écoulant autour de l'arbre d'hélice et du moyeu de l'hélice ne se décolle de la surface de ce moyeu de l'hélice, ce qui permet ainsi de réduire ou d'éviter les phénomènes de cavitation sur la partie centrale, proche du moyeu de l'hélice, des pales de l'hélice permettant d'augmenter son rendement et d'allonger la durée d'utilisation d'une hélice.

  

[0005]    La présente invention a pour objet un dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de navire qui se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1 ou à la revendication 8.

  

[0006]    L'invention concerne également des formes particulières dudit dispositif comprenant les caractéristiques énumérées dans les revendications dépendantes.

  

[0007]    Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution d'un dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de bateau.

  

[0008]    La fig. 1 illustre schématiquement et en coupe une partie de la poupe, ou partie arrière d'un navire, traversée par le carter d'arbre d'hélice dans lequel l'arbre d'hélice est pivoté à l'aide de paliers, cet arbre reliant un moteur non illustré au moyeu d'une hélice de propulsion du navire. Cette figure illustre l'état de l'art.
<tb>La fig.1a <sep>est une vue identique à la fig. 1mais comportant le dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu de l'hélice.


  <tb>La fig. 2 <sep>est une vue partiellement en coupe et à plus grande échelle de la partie arrière du carter entourant l'arbre d'hélice muni du dispositif selon l'invention.


  <tb>La fig. 3 <sep>est une vue similaire à la fig. 2mais vue de dessus et non pas de côté.


  <tb>La fig. 4 <sep>est une coupe selon la ligne A-A de la fig. 2.


  <tb>La fig. 5 <sep>est une vue en élévation similaire à la fig. 2.

  

[0009]    La fig. 1 illustre partiellement et en coupe la partie arrière ou poupe d'un navire à moteur. On voit sur cette figure un carter d'arbre d'hélice 1 traversant la coque 2 du navire, ce carter d'arbre d'hélice 1 étant fixé à la coque 2 par des supports 3, 4, 5. Un arbre d'hélice ou de transmission 6 est pivoté dans ce carter d'arbre d'hélice 1 par des paliers 7, 8, 9 et relie l'arbre de sortie d'un moteur situé dans le navire (non illustré) au moyeu 10 d'une hélice comportant ici quatre pales 11. Cette hélice 10, 11 est solidaire de l'extrémité postérieure de l'arbre d'hélice pour être entraînée en rotation par celui-ci.

  

[0010]    Dans les réalisations courantes existantes illustrées à la fig. 1, on voit que la partie arrière du carter d'arbre d'hélice 1 comporte plusieurs zones tronconiques a, b, allant en s'évasant vers l'arrière. Ces zones tronconiques de même que certaines formes bombées du moyeu de l'hélice peuvent provoquer un décollement de l'écoulement de l'eau autour du carter d'arbre d'hélice 1 et du moyeu de l'hélice engendrant un écoulement turbulent s'étendant autour du moyeu 10 de l'hélice et provoquant des tourbillons de fluide et pouvant provoquer de la cavitation dans la zone centrale c, proche du moyeu, des pales 11 de l'hélice 10, 11 entraînant une usure prématurée de ces pales 11 et empêchant ces zones des pales de l'hélice de contribuer à la propulsion du bateau.

  

[0011]    Pour éviter ou réduire cette zone de turbulence on munit l'extrémité arrière du carter d'arbre d'hélice 1 d'un dispositif de canalisation du flux d'eau selon la présente invention comme cela est illustré aux fig. 1aet suivantes. Ce dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu 10 de l'hélice 10,11 réduit ou supprime cette zone de turbulence c comme illustré aux fig. 1a et suivantes, ce qui réduit ou supprime l'usure des pales de l'hélice dans leur partie centrale, proche du moyeu 10 de cette hélice et permet à cette zone des pales de l'hélice de participer à la propulsion du bateau, augmentant le rendement de l'hélice.

  

[0012]    Ce dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu 10 de l'hélice d'un navire est constitué principalement par un anneau 20 entourant l'extrémité arrière du carter d'arbre d'hélice 1 juste en amont du moyeu 10 de l'hélice 10, 11. Cet anneau 20 présente en coupe longitudinale une forme en aile d'avion comportant une face interne plane et parallèle à son axe longitudinal et une face externe bombée. La forme de cette surface externe bombée est telle que la section longitudinale de la paroi de l'anneau 20 présente un bord avant arrondi, une épaisseur croissante dans environ un tiers avant de l'anneau et s'amincissant dans les deux tiers aval de l'anneau pour se terminer en biseau.

   La paroi interne plane de l'anneau est parallèle à l'axe longitudinal de l'anneau et est disposée à une distance sensiblement constante pour un point donné de la surface extérieure du carter 1 d'arbre d'hélice. Généralement cet anneau 20 est situé autour d'une portion conique du carter 1 d'arbre d'hélice allant en s'évasant vers l'arrière de sorte que le passage libre situé entre la surface interne de l'anneau 20 et la surface extérieure du carter 1 de l'arbre d'hélice présente en coupe longitudinale une forme tronconique allant en s'évasant de l'aval vers l'amont de l'anneau 20.

  

[0013]    Cet anneau 20 est relié au carter 1 de l'arbre d'hélice par des supports 21, deux, dans l'exemple illustré, se présentant sous la forme de parois s'étendant radialement à partir d'une génératrice du carter 1 d'arbre d'hélice jusqu'à une génératrice de la paroi interne de l'anneau. Ces supports 21 sont généralement soudés sur la surface externe du carter 1 d'arbre d'hélice et sur la surface interne de l'anneau 20.

  

[0014]    Grâce à ce dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu 10 de l'hélice 10,11 les zones de turbulence en aval du dispositif, autour du moyeu 10 de l'hélice sont fortement réduites ou supprimées, la corrosion des pales de l'hélice est très sensiblement réduite et le rendement de l'hélice est augmenté.

  

[0015]    L'anneau 20 de par sa forme et sa position a pour effet de réorienter et de canaliser l'écoulement de l'eau et de rendre cet écoulement sensiblement laminaire autour du moyeu 10 de l'hélice.

  

[0016]    Dans l'exemple illustré l'anneau 20 est de forme générale circulaire du fait que la section droite du carter 1 de l'arbre d'hélice est également circulaire. Dans des variantes où ce carter 1 de l'arbre d'hélice serait non circulaire, la forme générale de l'anneau 20 serait sensiblement la même que celle du carter 1 d'arbre d'hélice.

  

[0017]    On a par ailleurs constaté que du fait de la rotation de l'hélice 10, 11 l'écoulement de l'eau en amont de l'hélice, sur une certaine distance autour du carter 1 de l'arbre d'hélice, s'écoulait non pas linéairement le long du carter 1 mais subissait également une rotation autour de ce carter d'arbre d'hélice. Pour supprimer ou réduire cette rotation de l'écoulement d'eau autour du carter 1 d'arbre d'hélice et du moyeu 10 de l'hélice le présent dispositif présente dans la forme d'exécution illustrée des nervures 22 s'étendant de l'extrémité avant des supports 21 vers l'amont suivant des génératrices du carter 1 de l'arbre d'hélice. Ces nervures 22 sont constituées par des tôles ou plaques soudées le long d'une génératrice du carter 1 d'arbre d'hélice.

  

[0018]    Ces nervures 22 peuvent être soudées au carter 1 le long d'une ligne en forme d'hélice autour du carter 1. Ceci permet de compenser la rotation de l'eau s'écoulant autour du carter 1 provoquée par la rotation de l'hélice.

  

[0019]    Ces nervures 22 contribuent également à canaliser le flux d'eau et à diminuer ou supprimer les zones de turbulence autour du moyeu 10 de l'hélice 10, 11.

  

[0020]    Le dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu 10 d'une hélice peut être adapté aux bateaux hors-bord. Dans ce cas l'anneau 20 est disposé juste en amont de l'hélice autour de l'embase du moteur hors-bord. Dans ce cas la forme de l'anneau 20 est sensiblement la même que celle de l'embase autour de laquelle il est fixé et présente en coupe longitudinale également un profil d'aile d'avion.

  

[0021]    D'une manière générale le dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice en vue de réduire la corrosion de la partie centrale des pales de cette hélice et d'augmenter le rendement de cette hélice comporte un anneau fixé de préférence concentriquement à l'axe de l'hélice, en amont de celle-ci sur un carter d'arbre d'hélice ou l'embase de l'hélice, cet anneau présentant en coupe longitudinale la forme générale d'une coupe d'une aile d'avion.

  

[0022]    On a remarqué que la présence de nervures 22 le long du carter d'arbre d'hélice 1, même sans anneau 20, permettait de réduire la rotation de l'écoulement de l'eau autour du moyeu de l'hélice et donc d'en diminuer l'usure et d'en augmenter le rendement.

Claims (10)

1. Dispositif de canalisation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de bateau caractérisé par le fait qu'il comporte un anneau (20) fixé autour du carter d'arbre d'hélice (1) ou de l'embase de l'hélice en amont de cette hélice et par le fait que cet anneau (20) présente en coupe longitudinale la forme générale de la coupe d'une aile d'avion.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'anneau (20) est fixé sur le carter (1) ou l'embase par au moins deux supports radiaux (21) reliant la surface interne de l'anneau (20) à la surface externe du carter (1).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que la coupe longitudinale de l'anneau (20) présente une partie amont arrondie et une partie aval effilée.

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte encore une ou plusieurs nervures radiales fixées en avant de l'anneau (20) le long du carter (1).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ces nervures sont fixées le long d'une génératrice du carter (1).

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ces nervures sont fixées suivant une ligne en forme d'hélice le long du carter (1).

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface interne de l'anneau (20) est cylindrique.

8. Dispositif de réorientation du flux d'eau autour du moyeu d'une hélice de bateau caractérisé par le fait qu'il comporte deux nervures longitudinales fixées sur le carter d'arbre d'hélice en amont du moyeu de cette hélice.

9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisée par le fait qu'il comporte encore un anneau (20) fixé autour du carter d'arbre d'hélice (1) en amont de cette hélice et par le fait que cet anneau présente en coupe longitudinale la forme générale d'une aile d'avion.

10. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 8 caractérisée par le fait qu'il comporte deux nervures longitudinales situées dans un plan vertical.