CH356366A - Method for propelling a ship and installation for implementing this method - Google Patents

Method for propelling a ship and installation for implementing this method

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CH356366A
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CH
Switzerland
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propeller
propelling
wind
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sail
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French (fr)
Inventor
Marbury Fendall Jr
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Marbury Fendall Jr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H7/00Propulsion directly actuated on air
    • B63H7/02Propulsion directly actuated on air using propellers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

  

  Procédé de propulsion d'un     navire     et installation pour la mise en     aeuvre    de ce procédé    Le présent brevet a pour objets un procédé de  propulsion d'un navire     muni    d'au moins.     une    hélice  aérienne et une     installation    pour la mise en     oeuvre     de ce procédé.  



  Diverses tentatives ont été faites     d'entrainer    un  navire au moyen d'une hélice aérienne propulsive.  Jusqu'à     présent    ces     tentatives    n'ont pas été très heu  reuses, en particulier en     raison    du     diamètre    démesu  rément grand qui doit être conféré à de telles     hélices.     On a essayé, pour remédier à cet inconvénient, de  remplacer l'hélice aérienne unique par plusieurs héli  ces de plus petit     diamètre.    Malgré cela l'encombre  ment de ces hélices est     resté    trop grand, ce qui pose  des problèmes de     diverses.    natures difficiles à  résoudre.  



  Le but du présent brevet est de permettre un  emploi rationnel de l'hélice aérienne     dans    la propul  sion de navires, fournissant ainsi un mode de pro  pulsion tout à fait     économique.    Le principe sur  lequel est basée l'invention consiste en une navigation  mixte, à la voile et à moteur, ce dernier n'étant  qu'auxiliaire. L'hélice aérienne sert alors à la fois de  voile lors de la     navigation    utilisant la force propul  sive du vent, et d'organe propulseur lors de la navi  gation à moteur.

   Cette     dernière    n'étant qu'auxiliaire,  on peut se contenter d'un rendement inférieur à celui  qui serait exigé dans le cas d'une     navigation    unique  ment à moteur, de     sorte    que des hélices     d'un    dia  mètre inférieur à celui qu'impose le calcul théori  que peuvent être adoptées sans que     l'économie    de la  navigation en soit sensiblement     affectée.    En outre la  navigation   à voile       utilisant    une     hélice        aérienne     comme organe de prise au vent présente de gros  avantages par rapport à la navigation à voile clas  sique:

   ainsi, un bâtiment donné ne peut générale-    ment pas être équipé d'une voilure de     surface    opti  mum, du fait qu'une     telle    voilure nécessiterait, pour  sa     man#uvre,    un équipage trop nombreux pour être       rentable.    La     manoeuvre    d'une ou de plusieurs hélices  à pas variable jouant le rôle de voile consiste sim  plement à faire varier le pas, et ne nécessite qu'un  équipage réduit. De ce fait, la surface     maximum    de  prise au vent peut être aisément atteinte sans que  l'équipage ait à devenir plus nombreux que pour  une simple navigation à moteur.  



  Le procédé de propulsion objet du brevet pourra  être ainsi particulièrement avantageux pour le trans  port du fret dans les cas où la durée du transport  ne joue qu'un rôle secondaire ; il est caractérisé par  le fait qu'on utilise ladite hélice soit     comme    organe  de prise au vent, cette hélice, orientable dans toutes  les directions, fonctionnant alors     comme    une     voile,     soit comme     organe        propulseur,        l'hélice    étant alors  entraînée mécaniquement, soit encore simultanément  comme     organe    de prise au vent et comme organe  propulseur,

   et qu'on fait varier le pas de ladite hélice  en fonction du mode de     propulsion    adopté.  



  L'installation objet du brevet est caractérisée par  le fait que le navire est     muni    d'un dispositif moteur  et d'au moins     une    hélice aérienne à pas réversible,  orientable dans toutes les directions de manière que  l'hélice puisse être utilisée soit comme organe de  prise au vent et     fonctionner    ainsi comme une voile,  tournant     librement,    soit comme organe propulseur,  entraînée par le moteur, soit à la fois comme organe  propulseur et     comme    organe de prise au vent, son  pas étant déterminé d'après le mode de propulsion  désiré.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple, une     forme     d'exécution d'une installation pour la mise en     oeuvre     du procédé objet du     brevet,    et une     variante.         La     fig.    1 est une vue en élévation d'un navire.  La     fig.    2 est une vue d'un détail, à échelle agran  die, avec coupes partielles.  



  Les     fig.    3 et 4 représentent     schématiquement    le       principe    des deux modes de propulsion   à la voile    et   à moteur      ,    et  la     fig.    5 est une     vue    en élévation d'une variante.  Le navire représenté dans la     fig.    1 comprend  une coque 1 dont le pont supérieur 2 porte un     bâti     en forme de pylône 3, à l'extrémité duquel est montée  une hélice aérienne 4. Cette dernière est à pas varia  ble et peut être orientée dans toutes les directions  autour du pylône 3.

   Les     caractères    constructifs de  cette hélice n'ont pas été représentés en détail, étant       connus,    par exemple dans le domaine des éoliennes,  et étant étrangers à la présente invention.  



       L'hélice    4 est     reliée    à un moteur Diesel 5 (qui  pourrait être remplacé par exemple par une turbine  à vapeur) par un dispositif de transmission compre  nant un arbre vertical 6, un dispositif de     liaison     entre     ce    dernier et l'arbre 7 de l'hélice, logé dans un  carter 8, et un dispositif de liaison entre l'arbre 6  et le moteur 5, logé dans un carter 9.

   Ce dernier  dispositif de liaison comprend des organes démulti  plicateurs ainsi qu'un     accouplement        débrayable    qui  permet soit de     relier    le moteur à l'hélice, soit au       contraire    de     libérer        cette    dernière du moteur. Ces  différents dispositifs sont connus en mécanique de  sorte qu'ils n'ont pas été représentés en détail.  



  Le navire ainsi équipé peut être utilisé, soit   à       voile         ,        soit    au     moteur,    avec des avantages men  tionnés     dans        l'introduction     Lorsque la propulsion est assurée par le moteur       (fig.    3), et l'hélice entraînée dans le sens de la flèche  10, ses pales 11 occupant la position représentée  dans la     fig.    3, c'est-à-dire formant un angle a positif  avec la direction de leur déplacement, la poussée se  produit suivant la     flèche    12. L'air est aspiré par  l'hélice suivant les flèches 13.  



  Pour passer à la propulsion   à voile       (fig.    4),  il faut     inverser    le pas de l'hélice, l'angle a devenant       négatif.    Si dans cette position de l'hélice le vent  souffle suivant la     direction    des     flèches    14,     l'hélice     tourne, ses pales se déplaçant suivant la direction de  la flèche 15 et la poussée se produit dans le sens  de la flèche 16, c'est-à-dire dans le même sens que  dans le cas de la     propulsion    à moteur.

       L'hélice          tournant    librement sous l'action du vent, elle offre  une prise au vent     équivalente    à     celle    d'une voile     dont     la surface serait celle du cercle 17     (fig.    1) dans lequel  s'inscrit     l'hélice.       Comme on le voit, il suffit     d'accoupler    ou     de     désaccoupler le moteur et l'hélice et d'inverser le pas  de celle-ci pour passer d'un mode de propulsion à  l'autre.

   Lors de la navigation à moteur on modifiera  la vitesse du navire en faisant varier le pas de     l'hélice,     alors qu'en naviguant   à la voile  , cette variation  du pas de l'hélice équivaut à une modification de. la  surface de la voilure.  



  Le moteur décrit pourra être remplacé par tout  autre dispositif d'entraînement mécanique. On pourra  par exemple munir l'hélice de réacteurs situés au  voisinage des extrémités de ses pales. Du gaz y sera  alors amené     par    des canalisations comprenant un  joint à rotule dans le moyeu de l'hélice.  



  La variante de la     fig.    5 diffère de la forme d'exé  cution des     fig.    1 et 2 par le fait que le navire 18  est équipé de deux hélices aériennes 19 au lieu  d'une seule. Le diamètre de     chacune    d'elles est réduit  par rapport au diamètre que devrait avoir une hélice  unique.  



  Il est à remarquer que les deux modes de pro  pulsion - voile et moteur - peuvent être utilisés  simultanément, en une combinaison quelconque. En  effet, il existe une gamme continue de combinaisons  entre les deux modes purs décrits ci-dessus.



  Method for propelling a ship and installation for implementing this method The present patent relates to a method for propelling a ship fitted with at least. an aerial propeller and an installation for implementing this method.



  Various attempts have been made to train a ship by means of an overhead propeller. Until now, these attempts have not been very successful, in particular because of the disproportionately large diameter which must be given to such propellers. To remedy this drawback, attempts have been made to replace the single aerial propeller by several smaller diameter propellers. Despite this, the size of these propellers remained too great, which poses various problems. natures difficult to solve.



  The aim of the present patent is to allow a rational use of the aerial propeller in the propulsion of ships, thus providing a completely economical mode of propulsion. The principle on which the invention is based consists of mixed navigation, sailing and motor, the latter only being an auxiliary. The aerial propeller then serves both as a sail during navigation using the propulsive force of the wind, and as a propellant during motorized navigation.

   The latter being only auxiliary, one can be satisfied with an output lower than that which would be required in the case of a navigation only with engine, so that propellers of a diameter less than that which requires the theoretical calculation that can be adopted without the economy of navigation being significantly affected. In addition, sailing using an overhead propeller as a wind-catching device has major advantages over conventional sailing:

   thus, a given vessel cannot generally be equipped with an optimum surface wing, because such a wing would require, for its operation, too many crew to be profitable. The operation of one or more variable-pitch propellers playing the role of a sail simply consists of varying the pitch, and requires only a small crew. As a result, the maximum windproof surface can be easily reached without the crew having to become more numerous than for simple motor navigation.



  The propulsion process that is the subject of the patent may thus be particularly advantageous for the transport of freight in cases where the duration of the transport plays only a secondary role; it is characterized by the fact that the said propeller is used either as a member of the wind, this propeller, orientable in all directions, then functioning as a sail, or as a propelling member, the propeller then being driven mechanically, or again simultaneously as a wind-catching device and as a propelling device,

   and that the pitch of said propeller is varied as a function of the mode of propulsion adopted.



  The installation covered by the patent is characterized by the fact that the ship is provided with a motor device and at least one air propeller with reversible pitch, orientable in all directions so that the propeller can be used either as a device. to take in the wind and thus function as a sail, turning freely, either as a propelling member, driven by the motor, or both as a propelling member and as a member of the wind, its pitch being determined according to the mode of propulsion longed for.



  The drawing represents, by way of example, an embodiment of an installation for the implementation of the process which is the subject of the patent, and a variant. Fig. 1 is an elevational view of a ship. Fig. 2 is a view of a detail, on an enlarged scale, with partial sections.



  Figs. 3 and 4 schematically represent the principle of the two modes of propulsion by sail and by motor, and FIG. 5 is an elevational view of a variant. The vessel shown in fig. 1 comprises a hull 1, the upper deck 2 of which carries a frame in the form of a pylon 3, at the end of which is mounted an overhead propeller 4. The latter is of variable pitch and can be oriented in all directions around the pylon 3 .

   The constructive features of this propeller have not been shown in detail, being known, for example in the field of wind turbines, and being foreign to the present invention.



       The propeller 4 is connected to a Diesel engine 5 (which could be replaced for example by a steam turbine) by a transmission device comprising a vertical shaft 6, a connecting device between the latter and the shaft 7 of the propeller, housed in a housing 8, and a connecting device between the shaft 6 and the motor 5, housed in a housing 9.

   This latter connection device comprises demulti-folding members as well as a disengageable coupling which makes it possible either to connect the engine to the propeller, or on the contrary to release the latter from the engine. These different devices are known mechanically so that they have not been shown in detail.



  The vessel thus equipped can be used, either under sail or with the engine, with the advantages mentioned in the introduction When the propulsion is provided by the engine (fig. 3), and the propeller driven in the direction of the arrow 10, its blades 11 occupying the position shown in FIG. 3, that is to say forming a positive angle α with the direction of their displacement, the thrust occurs along arrow 12. The air is drawn in by the propeller along arrows 13.



  To switch to sail propulsion (fig. 4), the propeller pitch must be reversed, the angle a becoming negative. If in this position of the propeller the wind blows in the direction of arrows 14, the propeller rotates, its blades moving in the direction of arrow 15 and the thrust occurs in the direction of arrow 16, it is that is to say in the same direction as in the case of motor propulsion.

       The propeller rotating freely under the action of the wind, it offers a wind grip equivalent to that of a sail whose surface would be that of the circle 17 (fig. 1) in which the propeller is inscribed. As can be seen, it suffices to couple or disconnect the motor and the propeller and to reverse the pitch of the latter to switch from one propulsion mode to another.

   When sailing with a motor, the speed of the ship will be modified by varying the pitch of the propeller, while when sailing under sail, this variation of the pitch of the propeller is equivalent to a modification of. the surface of the airfoil.



  The motor described can be replaced by any other mechanical drive device. For example, the propeller could be fitted with reactors located in the vicinity of the ends of its blades. Gas will then be brought there by pipes comprising a ball joint in the hub of the propeller.



  The variant of FIG. 5 differs from the embodiment of FIGS. 1 and 2 by the fact that the ship 18 is equipped with two aerial propellers 19 instead of just one. The diameter of each of them is reduced compared to the diameter that a single propeller should have.



  It should be noted that the two modes of propulsion - sail and motor - can be used simultaneously, in any combination. Indeed, there is a continuous range of combinations between the two pure modes described above.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de propulsion d'un navire muni d'au moins une hélice aérienne., caractérisé par le fait qu'on utilise ladite hélice soit comme organe de prise au vent, cette hélice, orientable dans toutes les direc tions, fonctionnant alors comme une voile, soit comme organe propulseur, l'hélice étant alors entraî née mécaniquement, soit encore simultanément comme organe de prise au vent et comme organe propulseur, et qu'on fait varier le pas de ladite hélice en fonction du mode de propulsion adopté. II. CLAIMS I. Method of propelling a ship provided with at least one aerial propeller., Characterized in that said propeller is used either as a wind-catching member, this propeller, which can be oriented in all directions, then operating as a sail, either as a propellant, the propeller then being driven mechanically, or also simultaneously as a wind-catching member and as a propelling member, and that the pitch of said propeller is varied according to the propulsion mode adopted . II. Installation pour la mise en oeuvre du pro cédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait que le navire est muni d'un dispositif moteur et d'au moins une hélice aérienne à pas réversible, orien table dans toutes les directions, de manière que l'hélice puisse être utilisée soit comme organe de prise au vent et fonctionner ainsi comme une voile, tournant librement, soit comme organe propulseur, entraînée par le moteur, soit à la fois comme organe propulseur et comme organe de prise au vent, son pas étant déterminé d'après le mode de propulsion désiré. Installation for implementing the process according to Claim I, characterized in that the vessel is provided with a motor device and at least one air propeller with reversible pitch, oriented in all directions, so that the propeller can be used either as a member of the wind and thus function as a sail, turning freely, or as a propelling member, driven by the engine, or both as a propelling member and as a member of the wind, its pitch being determined according to the desired propulsion mode.
CH356366D 1959-12-07 1959-12-07 Method for propelling a ship and installation for implementing this method CH356366A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4624623A (en) * 1981-10-26 1986-11-25 Gunter Wagner Wind-driven generating plant comprising at least one blade rotating about a rotation axis
FR2634170A1 (en) * 1988-07-18 1990-01-19 David Jean Pierre Craft intended to be moved by the force of the wind

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4624623A (en) * 1981-10-26 1986-11-25 Gunter Wagner Wind-driven generating plant comprising at least one blade rotating about a rotation axis
FR2634170A1 (en) * 1988-07-18 1990-01-19 David Jean Pierre Craft intended to be moved by the force of the wind

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