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HEILCE POUR BATEAUX, APPAREILS DE NAVIGATION AERIENNE ET TORPILLES.
On connait déjà des hélices pour navires et bateaux ainsi que pour appareils de navigation aérienne et torpil- les où, au côté de la poussée, chacune des pales est confi- née par deux ou par un plus grand nombre de surfaces héli- coîdales de sorte que les projections de l'une (ou de plu- sieurs) des lignes d'intersection de ces surfaces hélicoi- dales soient excentrées par rapport à un plan qui serait perpendiculaire à la ligne cardioide de l'axe de l'hélice, c'est-à-dire à l'axe de l'arbre de couche, tandis que les angles proéminents des sections axiales sur les surfaces-hé- licoidales précitées, sont situés à la face de refoulement @ de chacune des pales ou aubes, et que l'excentricité,
en tout cas pour une des lignes d'intersection, est telle que
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cette ligne, si on la suit à partir du côté d'admission de l'aube en allant vers celui de sortie, doit s'écarter de l'axe de l'hélice; alors que la partie de pale située exté- rieurement à cette ligne d'intersection doit faire avec l'a- xe un angle plus rapproché d'un angle droit que l'a.ngle cor( respondant de la surface immédiatement précédente. Quant à. la liaison entre aube et moyeu, elle peut être constituée par une surface telle que chacune de ses sections axiales formera, avec cette surface et celle située le plus près du moyeu de l'aube d'hélice, un angle ou un arc rentrant et celà à la face de poussée ou de refoulement de l'eau.
Or, la présente invention apporte un perfectionnement à la construction qui vient d'être indiquée; perfectionne- ment dérivé de ce que les sections de la surface de l'aube d'hélice pratiquées suivant un plan perpendiculaire à la li- gne cardioïde de l'axe d'hélice, se présentent à la, face de poussée de la pale sous forme de lignes à courbure excentrée qui, à mesure qu'elles se rapprochent du haut de cette pa.le, deviennent de plus en plus concentriques.Chacune des surfa- ces hélicoïdales confine à une autre de ces surfaces,et les sections pratiquées suivant un plan de direction perpen- diculaire à la ligne cardioide de l'axe d'hélice, se re- couvrent mutuellement en projection axiale ou forment par leur ensemble une même ligne excentrique.
Chacune des sections des deux surfaces hélicoïdales pratiquées suivant un plan dressé perpendiculairement à, la, ligne cardioide de l'axe d'hélice, se présente sous forme de ligne brisée ou courbe. Les sections de ces surfaces qui suc- cèdent font obtenir, pour autant que ces sections soient pratiquées suivant la, ligne de démarcation de la surface hélicoïdale et de la deuxième surface excentrée des points d'intersection ou des angles de rencontre d'autant plus rap- prochés de la ligne cardiolde de l'axe d'hélice qu'ils sont plus près du côté de l'aube qui est le côté d'admission.
Les sections de la surface excentrique suivant un plan dirigé perpendiculairement à la ligne cardiolde de cet axe font donc
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obtenir les mêmes projections axiales que la ligne de démar- cation entre cette surface hélicoïdale et la surface en ques- tion.
Il résulte de ce mode de construction que des pales d' hélice, si on les considère de la surface excehtrique,présen- tent une courbure dirigée de plus en plus en arrière à mesu- re qu'elles se rapprochent du haut, et c'est ce qui augmente l'effet utile, étant donné que la surface excentrique fait accomplir par l'hélice une action de sens radial, grâce à la- quelle l'eau est, à toutes les vitesses auxquelles on na- vigue, refoulée à raison d'une vitesse beaucoup plus grande, par l'action de la partie d'aube qui est ramenée en arrière.
Non seulement, l'eau est ainsi anmmée d'une plus grande vi tesse dans la direction arrière, mais, e n outre, la quan- tité d'eau refoulée est beaucoup plus grande que ce n'est le cas pour les hélices ordinaires ayant une surface d'aubes égale. Au surplus, l'eau doit, grâce à ces hélices, prendre une direction de courant plus uniformément écartée par rap- port à la ligne cardioide de l'axe d'hélice, q¯ ue ce n'est le cas lorsqu'elle est poussée par les hélices ordinaires.
La surface qui, dans cette hélice, réalise la jonction entre la surface excentrée et le moyeu, est conformée en surface hélicoïdale, elle aussi.
Comme on le sait, la partie d'une aube d'hélice ordinai- re qui se trouve à proximité immédiate du moyeu, n'aaucun pouvoir propulsif ; elle consomme de l'énergie,et c'est ce qui en fait diminuer le rendement effectif. Or, dans la présente construction, cette partie de l'aube affecte une conformation de nature à exercer, elle aussi, une action propulsive.
Il y a, en l'occurrence, également une poussée radiale de l'eau en sens périphérique, et, par suite,une poussée en direction arriéré. Afin de réaliser cette action pour cette partie d'aube, on raccorde autant que possible,au pied de cette petite surface(laquelle est d'ailleurs exécu- tée avec une forte déclivité de sens arrière) une surface réalisant, avec la petite surface prénommée,une ligne d'inter- ' section q ui sera une courbe excentrée commune.
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Dans les dessins a,nnexés, qui représentent une iorme d'exécution de cette invention:
Fig.1 donne la, vure d'une surface de poussée de l'hélice; Fig.2 est la vue latérale correspondant à cette fig.l;
Fig.3 est un tracé constructif qu segment qui est numé- roté 7 dans ces figures 1 et 2; Fig.4 est un tracé constructif du segment qui est nu- méroté 4 dans ces figures 1 et 2;
Fig.5 est un tracé construoi du segment qui est dé- signé par o dans ces figures 1 et 2; Fig.6 donne une coupe verticale suivant le plan désigné par VI-VI dans ces figures 1 et 2;
Fig.7 donne une coupe corticale suivant le plan désigné par VIII-VIII dans les figures 1 et 2;
Fig.8 est une vue de la surface de poussée d'une hélice à laquelle on a donné une seconde surface excentrique.
L'hélice conçue selon cette invention se compose de deux ou d'un plus grand nombre d'aubes d'ont chacune est constituée elle même d'une partie a avec forte courbure vers l'arrière, d'une partie c faisant un angle avec cette première partie et en direction excentrée par rapport à l'axe w et, enfin, d'une partie d par laquelle la, partie c est reliée au moyeu f. L'on peut concevoir également, entre la. surface c et le moyeu f, une seconde surface excentrique e de sorte que la surface d se compose alors de deux parties d et d' dont la. première d règne entre les parties c et e, tandis que la deuxième d' s'étend entre la, partie e et le moyeu f.
Or, la partie a de l'aube a ici la conformation voulue pour que des sections de cette partie, suivent un plan dirigé perpendiculairement à la. ligne cardioide, c'est-à-dire à 1' axe de l'arbre d'hélice w,se présentent sous forme de ligne dont la courbure sera excentrique à la face de poussée,et qui, à mesure qu'elles seront plus écartées de cet axe de 1' arbre d'hélice,deviennent toujours de plus en plus concen- triques .
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Ces lignes de sectionnement peuvent être tirées, sur leur longueur entière, en prenant comme centre de courbure un seul et même point médian m ou bien peuvent l'être, pour des parties différentes, en opérant de points médiants différents ml, m3 de manière à donner à ces lignes une courbure soit d'ellipse, soit de parabole,ou bien rapprochée de ces courbes. Quant aux sections axiales de cette partie d'aube,elles feront obtenir aussi,au côté de la poussée,une ligne courbe et notamment cette courbure sera dirigée de plus en plus en arrière en devenant plus rapprochée du haut de l'aube.
La surface c qui fait un angle par rapport à la partie a de l'aube, a la construction voulue pour assurer une poussée de l'eau en direction radiale. Cette surface c a une position excentrée par rapport à l'axe de l'hélice.
La ligne d'intersection x'-y' de la surface c avec la sur- face a suit une allkre telle que la ligne de projection de cette intersection x'-y' sur un plan qui serait perpen- diculaire à la ligne cardioide de l'arbre de couche,soit excentrée par rapport à cette ligne cardiolde de l'axe w et celà de telle sorte que l'intersection x'-y' soit au côté d'arrivée,plus près de l'axe w au'au côté de sortie, tandis que les angles extérieurs formés par les sections axiales sur les surfaces de l'hélice précitées, se trou. veront au côté de poussée pour cha.cune des aubes de l'hé- lice..Mais ce n'est pas seulement l'allure de la ligne d'intersection x'-y', mais avant tout la position,ainsi que la conformation de cette surface c elle-même,qui importe;
étant donné l'excentricité de cette surface c qui a une influence considérable sur un déplacement de l'eau, accompli à raison de la plus grande efficacité' obtenable et dans la direction correcte. On ne peut dé vier de ce résultat sans que ce soit au'détriment du ren- dément effectif de l'hélice.
Mais un facteu qui a aussi
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beaucoup d'importence, c'est l'écartement qui existe entre cette surface o et l'arbre.Le degra d'excentration de la. ligne d'intersection x'y- peut même compter comme étant celui de la surface c elle-même; autrement dit,chacune des sections de la, surface c,par un plan de direction per- pendiculaire à l'axe de l'arbre de couche de l'hélice,au- ra la même excentration que la. ligne x'-y' et sera. à la, même distance de cet axe.L'effet a,insi otnu,c'est que pour tout angle de rotation accompli par cet arbre w l'eau doit, d'une façon correspondante,être refoulée en sens radial par la, surface c à une distance déterminée de l'axe;
ce qui s'accomplit radialement par rapport à, cet arbre w,et fait obtenir le plus grand effet utile possi- ble.La surface c est donc exécutée de telle sorte que l' eau doit, non pas se jeter contre elle, mais glisser 4i- sément suivant cette surface et suivre une direction ra- diale.
Tout le dessus de la surface c peut conséquemmnt être de position plus rapprochée de l'axe.Les sections transversales successives des surfaces a et c de l'hélice rencontrent la ligne dintersection x'-y' à des points d'intersection g qui ,tous ensemble,formet cette ligne d'intersection X'Y- Chacune des sections de la, surface c,par un plan dirigé perpendiculairement à l'arbre de couche de l'hélice,doit donc venir recouvrir les autres sections en projection axiale; bref, leur réunion doit constituer une ligne inique à courbure excentrée.
La partie d occupant la position extrême du bas de l'aube est reliée au moyeu f peut également se construire avec une forte déclivité en direction arrière,afin que cette surface coopère, elle aussi, à l'effet de propul- sion. Entre la surface c et le moyeu f,on peut disposer une deuxième surface,telle que e,correspondant à cette .surface c La ligne d'intersection t,z, existant entre ces
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deux surfaces d et e doit être, au côté d'arrivée,plus rapprochée de l'axe de l'arbre w qu'au c8té de sortie, tandis que les angles en proéminence formés par les sec- tions axiales de la dite surface se trouveront au côté de l'aube où s'accomplit le refoulement:
c'est grâce à quoi l'on arrive à faire agir cette partie e également pour pousser, en direction axiale vers la périphérie, l'eau qui, dans ces conditions, subit,le long de la par- tie d de l'aube, un effet de refoulement en arrière.
REVENDICATIONS :
1 Hélice pour navires et bateaux ainsi que pour appareils de navigation aérienne et pour torpilles,ca- ractérisée en ce que les sections de la partie d'aube a par un plan dirigé perpendiculairement à la ligne cardioide ou axe de l'arbre de. l'hélice forment, au coté de la poussée (ou côté de refoulement) de l'aube a,des lignes à courbures en excentration qui, à mesure qu'el- les approchent du haut de l'aube,deviennent de plus en plus concentriques.
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HEILCE FOR BOATS, AIR NAVIGATION DEVICES AND TORPEDOES.
Propellers are already known for ships and boats as well as for air navigation devices and torpedoes where, besides the thrust, each of the blades is confined by two or by a greater number of helical surfaces so that the projections of one (or more) of the lines of intersection of these helical surfaces are eccentric with respect to a plane which would be perpendicular to the cardioid line of the axis of the helix, c ' that is to say to the axis of the layer shaft, while the prominent angles of the axial sections on the above-mentioned heloidal surfaces are located at the discharge face @ of each of the blades or vanes, and that eccentricity,
in any case for one of the intersection lines, is such that
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this line, if it is followed from the inlet side of the blade towards the outlet side, must deviate from the axis of the propeller; whereas the part of the blade situated outside this line of intersection must make with the axis an angle closer to a right angle than the corresponding angle (corresponding to the immediately preceding surface. . the connection between vane and hub, it can be formed by a surface such that each of its axial sections will form, with this surface and that located closest to the hub of the propeller vane, an angle or a re-entrant arc and this to the face of the water pushing or pushing back.
Now, the present invention brings an improvement to the construction which has just been indicated; improvement derived from the fact that the sections of the surface of the propeller blade formed in a plane perpendicular to the cardioid line of the propeller axis, appear at the thrust face of the blade under form lines with eccentric curvature which, as they approach the top of this pallet, become more and more concentric. Each of the helical surfaces borders on another of these surfaces, and the sections made following a plane of direction perpendicular to the cardioid line of the helix axis, overlap in axial projection or together form the same eccentric line.
Each of the sections of the two helical surfaces formed in a plane drawn up perpendicular to the cardioid line of the helix axis is in the form of a broken or curved line. The sections of these surfaces which succeed make obtain, provided that these sections are made along the line of demarcation of the helical surface and of the second eccentric surface of the points of intersection or the angles of meeting all the more rap - near the center line of the propeller axis that they are closer to the side of the blade which is the intake side.
The sections of the eccentric surface following a plane directed perpendicular to the cardiolde line of this axis are therefore
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obtain the same axial projections as the line of demarcation between this helical surface and the surface in question.
It follows from this mode of construction that the propeller blades, if we consider them from the excehtric surface, present a curvature directed more and more backwards as they approach the top, and this is what increases the useful effect, given that the eccentric surface causes the propeller to perform an action in a radial direction, thanks to which the water is, at all the speeds at which one is sailing, rightly driven back. at a much greater speed, by the action of the blade part which is brought back.
Not only is the water driven in this way at a greater speed in the aft direction, but, in addition, the quantity of pumped water is much greater than is the case for ordinary propellers having an equal blade area. In addition, the water must, by virtue of these propellers, take a direction of current more uniformly separated from the cardioid line of the axis of the propeller, than this is the case when it is thrust by ordinary propellers.
The surface which, in this helix, forms the junction between the eccentric surface and the hub, is also shaped as a helical surface.
As is known, the part of an ordinary propeller blade which is in the immediate vicinity of the hub has no propulsive power; it consumes energy, and this is what causes its effective efficiency to decrease. However, in the present construction, this part of the blade affects a conformation such as to also exert a propulsive action.
There is, in this case, also a radial thrust of the water in the peripheral direction, and, consequently, a thrust in the backward direction. In order to carry out this action for this part of the blade, we connect as much as possible, at the foot of this small surface (which is moreover carried out with a strong downward slope in the rear direction) a surface forming, with the small surface named , an intersection line which will be a common eccentric curve.
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In the accompanying drawings, which show an embodiment of this invention:
Fig.1 gives the, vure of a thrust surface of the propeller; Fig.2 is the side view corresponding to this fig.l;
Fig. 3 is a constructive line with a segment which is numbered 7 in these figures 1 and 2; Fig. 4 is a constructive outline of the segment which is numbered 4 in these figures 1 and 2;
Fig.5 is a construction plot of the segment which is denoted by o in these figures 1 and 2; Fig.6 gives a vertical section along the plane designated by VI-VI in these figures 1 and 2;
Fig.7 gives a cortical section along the plane designated by VIII-VIII in Figures 1 and 2;
Fig.8 is a view of the thrust surface of a propeller which has been given a second eccentric surface.
The propeller designed according to this invention is made up of two or more blades, each of which is itself made up of a part a with strong rearward curvature, of a part c forming an angle. with this first part and in an eccentric direction with respect to the axis w and, finally, a part d by which the part c is connected to the hub f. One can also conceive, between the. surface c and the hub f, a second eccentric surface e so that the surface d then consists of two parts d and d 'of which the. first d prevails between parts c and e, while the second d 'extends between, part e and hub f.
However, part a of the blade here has the desired conformation so that sections of this part follow a plane directed perpendicular to the. cardioid line, that is to say to the axis of the propeller shaft w, are in the form of a line whose curvature will be eccentric to the thrust face, and which, as they are more spaced from this axis of the propeller shaft, always become more and more concentrated.
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These sectioning lines can be drawn, over their entire length, by taking a single and same midpoint m as the center of curvature, or else can be drawn, for different parts, by operating from different mediating points ml, m3 so as to give these lines a curvature either of an ellipse, or of a parabola, or close to these curves. As for the axial sections of this blade part, they will also cause a curved line to be obtained, alongside the thrust, and in particular this curvature will be directed more and more backwards by becoming closer to the top of the blade.
The surface c, which forms an angle with respect to the part a of the blade, has the desired construction to ensure a thrust of water in a radial direction. This surface c has a position eccentric with respect to the axis of the helix.
The line of intersection x'-y 'of the surface c with the surface a follows an allkre such that the line of projection of this intersection x'-y' on a plane which would be perpendicular to the cardioid line of the layer shaft, is eccentric with respect to this line cardiolde of the axis w and this so that the intersection x'-y 'is at the end of arrival, closer to the axis w au'au outlet side, while the outer angles formed by the axial sections on the surfaces of the aforementioned propeller, are hole. will see the thrust side for each of the blades of the propeller. But it is not only the shape of the line of intersection x'-y ', but above all the position, as well as the conformation of this surface c itself, which matters;
given the eccentricity of this surface c which has a considerable influence on a displacement of the water, accomplished at the rate of the greatest attainable efficiency and in the correct direction. One cannot deviate from this result without it being to the detriment of the effective efficiency of the propeller.
But a facteu who also
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very important, it is the distance which exists between this surface o and the shaft. The degree of eccentricity of the. line of intersection x'y- can even count as being that of the surface c itself; in other words, each of the sections of the surface c, by a plane of direction perpendicular to the axis of the propeller layer shaft, will have the same eccentricity as the. line x'-y 'and will be. at the same distance from this axis. The effect a, insi otnu, is that for any angle of rotation accomplished by this shaft w the water must, in a corresponding way, be driven back radially by the, surface c at a determined distance from the axis;
which is accomplished radially with respect to, this shaft w, and produces the greatest possible useful effect. The surface c is therefore executed in such a way that the water must not throw itself against it, but slide 4- follow this surface and follow a radial direction.
The entire top of the surface c may therefore be of a position closer to the axis. The successive cross sections of the surfaces a and c of the helix meet the intersection line x'-y 'at points of intersection g which, all together, form this line of intersection X'Y- Each of the sections of the surface c, by a plane directed perpendicular to the layer shaft of the helix, must therefore cover the other sections in axial projection; in short, their union must constitute an iniquitous line with eccentric curvature.
The part d occupying the extreme position of the bottom of the vane is connected to the hub f can also be constructed with a steep slope in the rearward direction, so that this surface also cooperates with the propulsion effect. Between the surface c and the hub f, we can have a second surface, such as e, corresponding to this .surface c The line of intersection t, z, existing between these
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two surfaces d and e must be, on the arrival side, closer to the axis of the shaft w than to the output side, while the prominent angles formed by the axial sections of said surface are will find beside the dawn where the repression takes place:
it is thanks to which one arrives to make this part e also act to push, in an axial direction towards the periphery, the water which, under these conditions, undergoes, along the part d of the blade , a pushback effect back.
CLAIMS:
1 Propeller for ships and boats as well as for air navigation apparatus and for torpedoes, charac- terized in that the sections of the blade part a by a plane directed perpendicular to the cardioid line or axis of the shaft of. the propeller forms, at the side of the thrust (or delivery side) of the blade a, lines with eccentric curvatures which, as they approach the top of the blade, become more and more concentric.