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"CONE DIRECTEUR DES FILETS FLUIDES AUX HELICES DE PROPULSION"
La présente invention a pour objet un dispositif s'appli- quant d'une manière fixe à l'avant des hélices de propulsion, co-axialement avec celles-ci et destiné à faire diverger les. filets fluides tendant à converger vers le moyeu de l'hélice,,
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de manière à assurer que ces ,lts.aâ7.entxencontxer les pales de l'hélice à une certaine distance de leur naissance, en augmentant le rendement propulsif de l'hélice même.
Il est oonnu que les parties des pales de l'héliceprés de leur naissance sur le moyeu possèdent un rendement propulsif,
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presque nul, puisque le pas de ces parties ne peut pas être suffisamment grand, par suite de leur faible vitesse péri- phérique, pour assurer une force propulsive utile d'une ce)'- taine valeur, car cette conformation donnerait lieu à son tour à des pertes graves par effet des impulsions latérales données au fluide.
Pour cette raison, on tend à supprimer dans les pales les parties trop proches de l'arbre, en établissant les moyeus très grands et en donnant aux pales une largeur considérable, telle qu'elle puisse compenser la perte de surface propulsive vers leur naissance.
Mais si cette dispo- sition a donné dans plusieurs cas des résultats satisfaisants, spécialement en ce qu'elle évite la cavitation dans des héli- ces tournant à grande vitesse, elle n'a pas éliminé complète- ment les inconvénients précités, et en outre cette application est difficile à ;les hélices de grand diamètre et à rotation lente, dans lesquelles si l'on agrandissait les moyeux, ceux- ci seraient trop encombrants et de poids considérables.
Le dispositif formant l'objet de la présente invention sert non seulement à pourvoir l'hélice d'une espèce de moyeu plus grand, en réalisant les avantages précités, mais sert à en- voyer aux zônes de grand rendement des pales une plus grande quantité de fluide et à donner à celui-ci la vitesse et la direction les plus appropriées pour augmenter le rendement propulsif.
Un autre objet de l'invention, qui est très important spécialement pour des navires rapides, consiste à éliminer les remous engendrés dans le fluide par suite des inévitables solutions de continuité existant entre l'étambot arrière et le moyeu de l'hélice.
L'invention sera mieux comprise en regard du dessin annexé illustrant un mode.préféré de réalisation de l'invention, donné seulement à titre d'exemple.
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Dans les dessins :
La Fig. 1 montre en élévation latérale la coulée arrière d'un navire, montrant l'hélice munie d'une forme de dispositif suivant l'invention, partiellement en coupe, et
La Fig. 2 montre le même arrangement vu du haut et en coupe horizontale suivant la ligne d'eau II-II.
Comme il est connu, l'étambot arrière 1 d'un navire à une hélice présente en correspondance avec celle-ci un trou co- axial dans lequel est assujetti le tube d'étambot, et qui est ouvert par une coulée de tôles 3 convenablement bombées .
Entre le moyeu 4 de l'hélice et l'extrémité postérieure 5 du tube d'étambot il existe en tout cas ane solution de conti- nuité superficielle qui engendre des remous dans les filets fluides, lesquels en suivant les lignes de moulure de la co- que, tendent à se rejoindre en convergeant vers l'axe. Afin d'éviter cette convergence, et par conséquent la formation des remous précités, suivant l'invention on applique, sur le tubé d'étambot, un manchon de forme cylindro-cônique 6, qui est assujetti aux tôles recouvrant le manchon de l'arbre, à l'aide d'un collier antérieur 7, convenablement moulé, de manière à, se raccorder par une courbe continue à la forme des tôles adjacentes.
Ce manchon 6 est métallique et il peut être soit en tôle forgée ou moulée, et il peut être relié aux tôles de la coque, soit par brasage, soit par soudure autogène ou par des boulons prisonniers à tête noyée 8, ou de toute autre ma- nière appropriée quelconque pouvant assurer une jonction robus-, te, sans aucune saillie pouvant engendrer des résistances additionnelles.
La partie postérieure du manchon 6 s'élargit en cône ou à la façon d'une trombe et arrive presque jusqu'aux bords des pales de l'hélice, et à la distance de celles-ci qui est strictement nécessaire pour éviter des collisions ou
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toute autre entrave au mouvement de l'hélice . L'inclinaison de cette partie conique sera telle qu'elle permette de faire diverger les filets fluides précités contre les zônes les plus appropriées des pales et cette forme sera par conséquent établie, pour chaque cas, en relation avec la vitesse de translation du navire et de celle de rotation de l'hélice , en tenant compte également des dimensions et des autres ca- ractéristiques spéciales de celle-ci.
Cette inclinaison pourra donc varier de zéro, dans le cas où la forme du Manchon est cylindrique, à une valeur très élevée, mais en général ne dé- passant jamais les 45 . On comprend aisément que les filets fluides passant le long des côtés du navire et tendant à se rejoindre vers l'étambot arrière seront déviés par ce cône directeur 6 et obligés de diverger substantiellement comme indiqué par les flèches, en réalisant ainsi les buts de l' invention. En même temps, dans le manchon, et tout autour du moyeu, il se formera une masse inerte d'eau qui sera entraînée par le navire dans son mouvement, en restant stagnan- te à l'égard de l'hélice, et cette masse d'eau relativement inerte n'absorbera aucune énergie,
mais constituera au contrai- re une espèce de grossissement du moyeu autour du moyeu vrai et propre, en augmentant ainsi le rendement propulsif et en éliminant en même temps toute tendance aux cavitations, sans pourtant déterminer une augmentation de poids et d'en- conbrement.
Il va de soi que le dispositif montré comme étant appli- qué à un navire à une hélice centrale pourra également être adapté à des navires à plusieurs hélices, en apportant au dispositif même les variantes de forme nécessaire, et en ce cas on appliquera un cône directeur à chaque hélice, ces cônes étant alors adaptés sur les extrémités des saillants corres- pondants des tubes d'étambot, aux endroits les mieux appropriés.
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Il reste pourtant entendu que l'invention n'est pas limi- tée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple et qu'elle s'étendra à toutes les applications possibles se basant sur les principes fondamentaux de l'invention, tels que résumés ci-après.
REVENDICATIONS.
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1) Cône directeur des filets fluides aux hélices de propulsion, substantiellement constitué par un manchon mé- @ tallique de forme cylindro-cônique appliqué sur l'extrémité des tôles de couverture du tube d'étambot et assujetti à cette partie de manière à constituer avec les parties adja- centes de la coque une courbe continue; la partie postérieure de ce cône étant formée en cône ou trombe dont l'inclinaison par rapport à l'axe est telle qu'elle fasse diverger les filets fluides glissant le long de la partie submergée'de la coque vers les zônes les plus efficaces des ailes de l'hélice.
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"DIRECTOR CONE OF FLUID THREADS TO PROPULSION PROPELLERS"
The present invention relates to a device which is applied in a fixed manner to the front of the propellers, coaxially therewith and intended to cause them to diverge. fluid threads tending to converge towards the hub of the propeller,
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so as to ensure that these, lts.aâ7.entxencontxix the blades of the propeller at a certain distance from their birth, increasing the propulsive efficiency of the propeller itself.
It is known that the parts of the blades of the propeller, near their birth on the hub, have a propulsive efficiency,
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almost zero, since the pitch of these parts cannot be large enough, owing to their low peripheral speed, to ensure a useful propulsive force of a certain value, because this conformation would in turn give rise to to serious losses by the effect of the lateral impulses given to the fluid.
For this reason, we tend to eliminate in the blades parts too close to the shaft, establishing the very large hubs and giving the blades a considerable width, such that it can compensate for the loss of propulsive surface towards their birth.
But if this arrangement has in several cases given satisfactory results, especially in avoiding cavitation in propellers rotating at high speed, it has not completely eliminated the aforementioned drawbacks, and moreover this application is difficult for large diameter, slow rotating propellers, in which if the hubs were enlarged they would be too bulky and of considerable weight.
The device forming the object of the present invention serves not only to provide the propeller with a species of larger hub, realizing the above-mentioned advantages, but also serves to send to the high efficiency areas of the blades a greater quantity. fluid and giving it the most appropriate speed and direction to increase the propulsive efficiency.
Another object of the invention, which is very important especially for fast ships, consists in eliminating the eddies generated in the fluid as a result of the inevitable solutions of continuity existing between the rear sternpost and the propeller hub.
The invention will be better understood with reference to the appended drawing illustrating a preferred embodiment of the invention, given only by way of example.
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In the drawings:
Fig. 1 shows in side elevation the stern casting of a ship, showing the propeller provided with a form of device according to the invention, partially in section, and
Fig. 2 shows the same arrangement seen from above and in horizontal section along the water line II-II.
As is known, the stern post 1 of a ship with a propeller has in correspondence therewith a coaxial hole in which the stern tube is secured, and which is opened by a casting of sheets 3 suitably. bulging.
Between the hub 4 of the propeller and the rear end 5 of the stern tube there is in any case a solution of surface continuity which generates eddies in the fluid threads, which following the molding lines of the co - that, tend to meet while converging towards the axis. In order to avoid this convergence, and consequently the formation of the aforementioned eddies, according to the invention, a cylindrical-conical sleeve 6 is applied to the stern tube, which is secured to the sheets covering the sleeve of the shaft, using a front collar 7, suitably molded, so as to be connected by a continuous curve to the shape of the adjacent sheets.
This sleeve 6 is metallic and it can be either in forged or cast sheet metal, and it can be connected to the hull sheets, either by brazing, or by autogenous welding or by captive bolts with countersunk head 8, or any other ma - Any appropriate nière able to ensure a robust junction, without any projection which could generate additional resistances.
The rear part of the sleeve 6 widens in a cone or like a waterspout and reaches almost to the edges of the propeller blades, and at the distance from these which is strictly necessary to avoid collisions or
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any other impediment to the movement of the propeller. The inclination of this conical part will be such as to allow the aforementioned fluid threads to diverge against the most appropriate areas of the blades and this shape will therefore be established, for each case, in relation to the speed of translation of the ship and that of the propeller's rotation, also taking into account the dimensions and other special characteristics thereof.
This inclination can therefore vary from zero, in the case where the shape of the sleeve is cylindrical, to a very high value, but in general never exceeding 45. It is easily understood that the fluid threads passing along the sides of the vessel and tending to meet towards the aft sternpost will be deflected by this steering cone 6 and forced to diverge substantially as indicated by the arrows, thus achieving the goals of the invention. At the same time, in the sleeve, and all around the hub, an inert mass of water will form which will be entrained by the ship in its movement, remaining stagnant with respect to the propeller, and this mass relatively inert water will not absorb any energy,
but will constitute on the contrary a kind of enlargement of the hub around the true and clean hub, thus increasing the propulsive efficiency and at the same time eliminating any tendency to cavitations, without however causing an increase in weight and bulk.
It goes without saying that the device shown as being applied to a ship with a central propeller could also be adapted to ships with several propellers, by providing the device itself with the necessary variations in shape, and in this case a cone will be applied. director at each propeller, these cones then being fitted to the ends of the corresponding protrusions of the stern tubes, at the most appropriate places.
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It remains however understood that the invention is not limited to the embodiment described by way of example and that it will extend to all possible applications based on the fundamental principles of the invention, such as summarized below.
CLAIMS.
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1) Directing cone of the fluid threads to the propellers, substantially constituted by a metal sleeve of cylindro-conical shape applied to the end of the cover plates of the stern tube and secured to this part so as to constitute with the adjacent parts of the hull a continuous curve; the rear part of this cone being formed into a cone or trombe whose inclination with respect to the axis is such as to cause the fluid threads sliding along the submerged part of the hull to diverge towards the most efficient areas of the hull. propeller wings.