ES2900554T3

ES2900554T3 - Hélice

Info

Publication number: ES2900554T3
Application number: ES18191741T
Authority: ES
Inventors: Gregory Charles Sharrow
Original assignee: Sharrow Engineering LLC
Current assignee: Sharrow Engineering LLC
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN110667825B; CN104854310A; WO2014130134A3; PL3431387T3; CN110667825A; WO2014130134A2; JP2016507410A; EP2941539B1; JP2016222242A; EP3431387A1; DK3431387T3; US20170218772A1; US20180237122A1; WO2014130134A9; JP6140340B2; EP3431387B1; EP2941539A2; EP2941539A4; DK2941539T3; US20140161622A1

Abstract

Hélice, que comprende: un poste central coincidente con un eje de rotación; una o más palas, presentando cada una un extremo distal y un extremo proximal; comprendiendo cada una de la una o más palas una parte superior, una parte inferior, y una parte lateral, estando dispuesta la parte lateral en o hacia el extremo distal; la parte superior y la parte inferior de cada una de la una o más palas conectadas en el extremo proximal al poste central y extendiéndose radialmente hacia afuera del mismo, y en el que la parte superior está situada más cerca de la parte delantera de la hélice que la parte inferior y la parte inferior está situada más cerca de la parte trasera de la hélice que la parte superior; una separación entre las conexiones del poste central de la parte superior y la parte inferior de por lo menos una de la una o más palas en el que el aire se comprime al girar la hélice; y la una o más palas dispuestas y configuradas para arrastrar aire hacia adentro desde la parte lateral de la pala hacia el eje de rotación de la hélice y desde la parte delantera de la hélice hacia su parte trasera en la dirección longitudinal del eje de rotación; en el que por lo menos un par de palas quedan opuestas entre sí alrededor del eje de rotación; en el que la parte superior de una de las palas del par de palas intersecciona el poste central en una primera intersección de palas y la parte inferior de una de las palas intersecciona con el poste central en una segunda intersección de palas y la parte superior de la otra de las palas del par de palas intersecciona con el poste central en una tercera intersección de palas y la parte inferior de la otra de las palas intersecciona con el poste central en una cuarta intersección de palas; y caracterizada por el hecho de que el ángulo de la primera intersección de palas respecto al eje de rotación es diferente del ángulo de la tercera intersección de palas respecto al eje de rotación, y el ángulo de la segunda intersección de palas respecto al eje de rotación es diferente del ángulo de la cuarta intersección de palas respecto al eje de rotación; y en el que, medido desde una línea perpendicular al eje longitudinal de la hélice, el ángulo de la segunda intersección de palas es mayor que el ángulo de la primera intersección de palas y el ángulo de la cuarta intersección de palas es mayor que el ángulo de la tercera intersección de palas.

Description

DESCRIPCIÓN

Hélice

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a aparatos de palas tales como hélices.

Típicamente, las hélices se han utilizado en dispositivos tales como aeronaves, embarcaciones, turbinas y otros aparatos similares en una amplia variedad de configuraciones para transmitir potencia mediante la conversión del movimiento de rotación en empuje o flujo de fluido.

Una hélice consiste generalmente en dos o más palas unidas a un poste o buje central con las palas curvadas, giradas, 0 con otra configuración para generar una diferencia de presión entre la superficie delantera y trasera de una pala para propulsar un fluido, tal como agua o aire, más allá de las palas. La forma, la inclinación, y el giro de la pala influyen en la eficiencia operativa de la hélice.

Han existido numerosos intentos para aumentar el rendimiento de la hélice modificando los diseños de las palas. Dichas propuestas han tenido éxito hasta cierto punto, pero a menudo dan como resultado hélices con propiedades limitativas tales como una caída e inclinación alcanzables limitadas. Existe la necesidad de una hélice que presente unas propiedades mejoradas en comparación con las hélices convencionales.

Se conocen otros antecedentes técnicos de los documentos US 467322 A, WO 2011/081577 A1, US 680671 A, US 1 868 113 A y US 2004/009063 A1, que se refieren a hélices.

SUMARIO

La invención describe una hélice de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista lateral de un representante esquemático de una hélice de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 2 ilustra una hélice con dos palas opuestas de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención. La figura 3A es una vista lateral de una pala en forma de bucle de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

Las figuras 3B y 3C son vistas en sección transversal alternativas de la pala mostrada en la figura 3A de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

Las figuras 3D y 3E son vistas alternativas de la pala mostrada en la figura 3 de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

La figura 4 es una vista en sección transversal de una hélice con dos palas opuestas de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 5 representa una hélice con unos soportes que unen la parte superior e inferior de la pala de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 6A muestra una hélice de tres bucles de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

La figura 6B ilustra una vista lateral de una hélice de tres bucles de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

La figura 7A representa una hélice de cuatro bucles de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 7B es una vista lateral de una hélice de cuatro bucles de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 8 muestra una hélice de bucles múltiples de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 9, un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada, es una vista isométrica de una hélice de dos bucles con secciones de palas inferiores no unidas.

La figura 10 es una vista isométrica de una hélice apilada de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención. La figura 11 representa una hélice de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

La figura 12 representa una hélice apilada de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención.

Las figuras 13A-B representan una vista superior y una vista lateral, respectivamente, de una hélice con palas de bucle abierto de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

De manera general, la invención comprende una hélice que tiene una o más "palas" en las que las palas están configuradas para crear un flujo de aire hacia adentro desde los lados de la hélice hacia el eje de rotación, por ejemplo, en un plano perpendicular al eje de rotación, y para crear también un flujo de aire en la dirección longitudinal del eje de rotación, tal como desde "adelante" hacia "atrás" de la hélice. Las palas tienen una forma tal que el aire es arrastrado hacia adentro por las partes externas de las palas, o "soportes", y es comprimido en las proximidades del centro de la hélice. En consecuencia, a medida que la hélice gira, las palas crean presión en la zona central, lo que, a su vez, da como resultado un mayor empuje. Por el contrario, al girar en sentido contrario, la hélice creará un empuje inverso. En realizaciones ilustrativas de la invención, la cantidad de empuje inverso puede no ser igual a la cantidad de empuje generado.

El término "pala" se utiliza aquí simplemente para designar un componente que gira alrededor de un eje para generar un flujo de aire deseado, y no pretende indicar una forma específica, tal como plana.

En realizaciones ilustrativas de la invención, la pala incluye tres partes: superior, inferior, y lateral. Dado que una hélice puede disponerse en varios ángulos, en la figura 1 se muestra un ejemplo del uso de los términos, y se observa que, por ejemplo, si una hélice 102 gira en un plano vertical, "arriba" y "abajo" pueden no correlacionarse con el significado tradicional de esos términos. La hélice 102 tiene dos palas 104, 106. La pala 106 tiene una parte superior 108, una parte inferior 110 opuesta a la parte superior 108, y una parte lateral 112. La parte lateral 112 se encuentra en un extremo distal de la pala 108 y conecta la parte superior 108 y la parte inferior 110. En esta realización particular, la parte lateral 112 es una zona general de la pala entre la parte superior y la parte inferior. En otras realizaciones, la parte lateral de una pala puede ser una parte discreta de la pala tal como la parte lateral 516 en la figura 5.

El término "ángulo de la pala", medido en grados, cuando se utiliza aquí, se define como el ángulo entre una sección transversal lateral de una pala y el plano de rotación. El término "inclinación" se utiliza aquí de manera intercambiable con "ángulo de pala". Unas realizaciones de la invención presentan palas que tienen por lo menos una sección que tiene un ángulo de pala distinto de cero.

El término "adelante" cuando se utiliza respecto a una hélice designa el lado/cara de la hélice el cual, cuando se ve, mostrará el movimiento de la hélice en sentido antihorario. La "parte trasera" de la hélice será el lado opuesto. A medida que la hélice gira, la dirección del flujo de aire será preferiblemente de adelante hacia atrás.

En unas realizaciones ilustrativas de la invención, la longitud desde el poste central hasta el extremo distal del borde de ataque 114 de la pala es mayor que la longitud desde el poste central hasta el extremo distal del borde de salida 116 de la pala. Esta disminución de la longitud de la pala desde la longitud en el extremo distal del borde de ataque hasta el extremo distal del borde de salida puede resultar en una mayor compresión de aire y un mayor empuje en comparación con un diseño de hélice comparable sin esta característica.

La figura 2 es una vista frontal de una hélice de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención. Esta realización comprende dos palas en forma de bucle 202, 204, opuestas entre sí. Tal como se utiliza aquí, un "bucle" define una pala con una superficie curva continua. La hélice incluye un poste central 206 al cual están conectadas las palas. El poste central coincide con el eje de rotación de la hélice. Se observa que el término "poste", tal como se utiliza aquí, no indica una forma o configuración particular, sino que simplemente indica un componente al cual se unen las palas o mediante el cual éstas quedan sujetas entre sí. En esta realización ilustrativa, la parte proximal 210 de cada bucle tiene una anchura que es menor que la anchura de partes distales 212. Un ejemplo ilustrativo de la relación de anchuras es aproximadamente 2:1. Tal como se ha dibujado, la hélice gira en sentido antihorario, tal como se muestra mediante flechas curvas. Esto crea un flujo de aire hacia el centro de la hélice desde todos los lados, tal como se muestra, por ejemplo, mediante las flechas triples en el lado derecho e izquierdo del diagrama. El aire también fluiría hacia la página (de adelante hacia atrás) para la configuración que se muestra cuando la hélice gira en sentido antihorario.

Al disponer palas curvas, de las cuales se muestran varios ejemplos en las figuras, el flujo de aire está más dirigido en comparación con palas más planas. Aunque los dibujos muestran palas generalmente en forma de bucles completos, las palas pueden curvarse en menor medida para que no se forme un bucle cerrado, siempre que se cree el flujo de aire deseado.

La figura 3A representa una pala en bucle de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada. La figura 3A representa una pala 302 unida a un poste central 306 de una hélice de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada. El eje de rotación de la pala 302 coincide con el eje longitudinal del poste central 306 en este ejemplo. La pala 302 tiene una parte superior 308 y una parte inferior 310. La pala de línea mediana 302 se define como el lugar de los puntos intermedios entre el borde de ataque de la pala 312 y su borde de salida 314 tal como se muestra por la línea discontinua 316 que va desde el extremo proximal 318 hasta el extremo distal 320 de la pala 302. Para algunas configuraciones de pala, la línea mediana no será continua desde la sección superior a través de la parte lateral hasta la parte inferior. La línea mediana de la pala 302 es curvada proporcionando una apariencia curvada a las partes de la pala. En otras realizaciones, las partes de la pala pueden ser arqueadas o curvadas de otro modo, angulares o planas, o una combinación de las mismas. Por ejemplo, la figura 5, que se describe con más detalle a continuación, representa una realización en la que partes de pala tienen líneas medianas sustancialmente lineales y posiblemente no continuas.

El aire se comprime en las proximidades del poste central 306 cuando la hélice gira. Tal como se aprecia en la figura 3B, una separación 342 entre la parte inferior 310 y la parte superior 312 de la pala 302 permite comprimir un volumen de aire mayor que si no existiera separación. El aire es atrapado en la superficie interior de la pala 302, aspirando así aire y creando el flujo de aire desde los lados tal como se ha descrito anteriormente, mientras que las superficies exteriores de la pala 302 actúan para empujar el aire hacia la parte trasera de la hélice.

Las figuras 3B y 3C representan secciones transversales de la pala 302 según las líneas 3B-3B y 3C-3C de la figura 3A, respectivamente. La sección transversal 3B-3B muestra una forma de perfil aerodinámico comparable a la sección transversal del ala de un avión. Tal como se muestra en la figura 3C, la superficie 332 de la pala 302 es curva, mientras que la superficie opuesta 330 es sustancialmente plana. La sección transversal de la pala 302 se estrecha lateralmente de modo que, en una primera zona 334, es más delgada que en una segunda zona opuesta 336, también comparable a un ala de avión. Otras configuraciones de palas quedan dentro del alcance de la invención, siempre que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, y dependerán en parte de la carga deseada en la hélice.

Haciendo referencia a la figura 3B, la pala 302 intersecciona con el poste central 306 en una primera intersección de pala 338 y una segunda intersección de pala 340. En este ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada, la primera y la segunda intersección de pala 338, 340 interseccionan con el poste central 306, que puede disponerse aproximadamente en el mismo ángulo 0 medido en sentido antihorario desde una línea perpendicular al eje longitudinal del poste central 306, en el que la línea de referencia designada aparece como una línea "horizontal" en la figura 3B. Un ángulo de intersección ilustrativo es de aproximadamente 25°, con un intervalo ilustrativo de entre aproximadamente 10° y aproximadamente 35°. Otro intervalo ilustrativo de ángulos de intersección es de entre aproximadamente 15° y aproximadamente 25°.

El ángulo de intersección de la parte inferior de la pala con el poste central es más extremo que el ángulo de intersección de la parte superior de la pala con el poste central. En general, los ángulos de intersección pueden estar en el rango de entre aproximadamente 1° y aproximadamente 89°. Por "extremo" se entiende más hacia la vertical. Una diferencia ilustrativa entre el ángulo de intersección de la parte superior de la pala en comparación con el ángulo de intersección de la parte inferior de la pala es de aproximadamente 10°. Un intervalo ilustrativo es de entre aproximadamente 5° y aproximadamente 20° y otro intervalo ilustrativo es de entre aproximadamente 7° y aproximadamente 15°. En un ejemplo ilustrativo particular que no forma parte de la invención reivindicada, el ángulo de intersección de la parte superior de la pala es de aproximadamente 30° y el ángulo de intersección de la parte inferior de la pala es de aproximadamente 40°. En otro ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada, el ángulo de intersección de la parte superior de la pala es de aproximadamente 75° y el ángulo de intersección de la parte inferior de la pala es de aproximadamente 85°.

La pala 302 tal como se muestra en las figuras 3A-C presenta un ángulo de pala, o inclinación, basto cerca del eje de rotación disminuyendo la inclinación radialmente hacia afuera desde el eje de rotación. A pesar de este gradiente descendente, el punto más externo de la pala seguirá presentando una inclinación distinta de cero. En un ejemplo alternativo que no forma parte de la invención reivindicada, la pala puede tener un ángulo de pala más basto en el punto más alejado del eje de rotación.

Las figuras 3D y 3E representan la pala 302 según se ve de modo que el poste central 306 es perpendicular a la página. En la figura 3D, la pala 302 estaría girando en sentido horario y tiene un borde de ataque 346 y un borde de salida 344. En la figura 3E, la pala 302 estaría girando en sentido antihorario.

En realizaciones en las que dos palas quedan opuestas entre sí, tal como las palas 202 y 204 de la figura 2, las inclinaciones de las intersecciones de las palas opuestas a cada lado del eje de rotación difieren entre sí. Así, por ejemplo, en la figura 4, se tiene una primera pala 402 que presenta una primera intersección de palas 404 en un ángulo 0^ay una segunda intersección de palas 406 en un ángulo 0^b, y una pala opuesta presentaría un primer ángulo de intersección de palas y un segundo ángulo de intersección de palas de 0^a± x y 0^b± x, respectivamente. Así, en otras palabras, la inclinación de las intersecciones de palas opuestas es diferente. Una diferencia ilustrativa en la inclinación entre intersecciones de palas opuestas es de aproximadamente 50°, en el que, por ejemplo, una intersección de palas tiene una inclinación de 25° y la pala opuesta tiene una intersección con una inclinación negativa de 25°. Las diferencias pueden distribuirse de manera igual o de manera desigual. Un rango general de diferencias entre la inclinación de las palas opuestas es de entre aproximadamente 40° y aproximadamente 60°. La inclinación de intersecciones de palas opuestas no es igual desde el plano de rotación como en el ejemplo anterior.

La figura 5 representa una realización ilustrativa que incluye dos palas 502, 504 con líneas medianas sustancialmente no curvadas. La línea mediana 506 de la parte superior 508 y la línea mediana 510 de la parte inferior 512 de la pala 502 son sustancialmente lineales y no paralelas. La pala 504 también tiene una línea mediana sustancialmente lineal. Uno o más segmentos de ala sustancialmente verticales 514, 516 conectan la parte superior 508 y la parte inferior 510 a intervalos que se proyectan desde un poste central 518 hasta el extremo distal 520 de la pala 502, pero sin incluir necesariamente éste. La pala 504 puede tener segmentos verticales similares o iguales. Aunque las palas son planas hasta cierto punto y no necesariamente se considerarían un "bucle" con una superficie continua, el flujo de aire deseado puede crearse, no obstante, con la adición de los segmentos de ala, 514, 516 o ambos. A medida que la hélice gira, los segmentos de ala 514, 516 extraen aire de los lados hacia el poste central 518, creando así el flujo de aire deseado.

En otra realización de la invención, tal como se muestra en la figura 11, la parte superior 1102 y la parte inferior 1104 no son simétricas. Esto puede conseguirse, por ejemplo, haciendo que la parte inferior 1104 sea más larga que la parte superior 1102, con una parte lateral 1106 en ángulo hacia la parte delantera de la hélice para conectarse a la parte superior más corta 1102. Esto puede facilitar que el flujo de aire se extraiga desde la sección lateral para impulsar la pala hacia adelante. En general, un ángulo más extremo entre la parte lateral y la parte superior de la pala dará como resultado más empuje y una mayor caída hacia adelante para la parte superior de la pala.

Las figuras 6A y 6B muestran una hélice con tres palas en forma de bucle 602, 604, 606, de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada. La figura 6A es una vista de la hélice que gira de manera que el giro en sentido antihorario provocaría un flujo de aire hacia la página, y la figura 6B es una vista lateral de la hélice. Las palas 602, 604, 606 se proyectan desde el poste central 608. Las palas 602, 604, 606 son sustancialmente coplanarias. Puede combinar cualquier número de bucles para obtener el flujo de aire deseado. Véase, por ejemplo, las figuras 7A, 7B con cuatro palas y la figura 8 con ocho palas.

Las hélices pueden estar "apiladas" de modo que giren en diferentes planos. Por "apiladas" se quiere decir que se encuentran dispuestas necesariamente contiguas entre sí. Las hélices apiladas pueden tener espacios entre ellas. Pueden ser de tamaño uniforme o escalonadas de menor a mayor en una dirección perpendicular al plano de rotación de atrás hacia adelante, o de mayor a menor en esa dirección. Por ejemplo, la figura 10 muestra una hélice de ocho bucles 1002 que tiene un primer plano de rotación apilada sobre otra hélice de ocho bucles 1004 que tiene un segundo plano de rotación. Las palas de la hélice 1002 están unidas al poste central 1006, y las palas de la hélice 1004 están unidas al poste central 1008. Aunque la figura 10 ilustra dos postes centrales discretos 1006 y 1008, las hélices también pueden estar apiladas en un solo poste central.

La figura 12 ilustra otra realización de una hélice apilada. Las palas se disponen alrededor de un poste central en forma de hélice.

Las figuras 7A y 7B representan una hélice que tiene cuatro palas 702, 704, 706, 708, de acuerdo con una realización ilustrativa de la invención. Las palas 702, 704, 706, 708 se proyectan desde un poste central 710 en el que las palas 702, 704, 706, 708 girarían sustancialmente en el mismo plano que las demás. Tal como puede apreciarse en la figura 7A, en esta realización ilustrativa, entre las posiciones de unión de una parte superior de cada pala y una parte inferior de cada pala a lo largo del poste central 710 existe una "separación" 712 con la cual es coincidente el eje de rotación. El término "separación" se utiliza aquí para describir el espacio alrededor del eje de rotación entre el centro de las intersecciones de la pala con un poste central creado cuando la parte superior e inferior de una pala se unen en diferentes ubicaciones longitudinales a lo largo de un poste central o eje de rotación. La figura 3b representa la ubicación de la separación tal como se muestra por la línea 340. En ciertos ejemplos ilustrativos que no forman parte de la invención reivindicada, la parte inferior de la pala puede no estar unida al poste central, tal como se muestra en las figuras 9 y 13A-B, en cuyo caso la separación es la distancia entre el centro de la intersección de la parte superior de la pala con el poste central y el centro donde interseccionaría con la parte inferior de la pala con el poste central si se extendiera para alcanzarlo.

A medida que la hélice gira, el aire es arrastrado y comprimido en las proximidades de la separación 712. Las hélices pueden diseñarse con varios tamaños de separación. Un intervalo de tamaños de separación ilustrativo es entre aproximadamente un 2% y un 55% de la longitud de una hélice. Otro intervalo de tamaños de separación ilustrativo es entre aproximadamente un 20% de la longitud de la pala de una hélice y aproximadamente un 35% de la pala de una hélice. Un tercer intervalo de tamaños de separación ilustrativo es entre aproximadamente un 30% de la longitud de la pala de una hélice y aproximadamente un 55% de la longitud de la pala de una hélice. Generalmente, a medida que aumenta la separación, puede comprimirse un mayor volumen de aire, lo que aumenta la capacidad de empuje de la hélice.

Independientemente de que las palas tengan líneas medianas curvas o rectas, éstas pueden estar giradas, tal como alrededor de la línea mediana, por ejemplo. Puede verse un giro, por ejemplo, en la figura 5. Tanto la parte superior 508 como la parte inferior 512 de la pala 502 tienen un giro aparente. Las palas curvadas también pueden estar giradas adicionalmente, tal como puede apreciarse en las figuras 7A-B, o como resultaría de una diferencia en los ángulos de intersección de las palas 0 tal como se muestra en la figura 4. En una realización ilustrativa de la invención, la hélice tiene un giro que forma la curvatura de las palas o la curvatura relativa de palas opuestas que es de aproximadamente 35 grados. Un rango ilustrativo de giro es en el rango de entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 40 grados. Otros grados de giro se encuentran dentro del alcance de la invención y pueden crear varios grados y direcciones de flujo de aire.

La figura 8 representa una realización ilustrativa de la invención con ocho "palas" 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816 formadas por cuatro círculos que están todos ligeramente inclinados pero sin media vuelta.

En una realización de ejemplo de la invención, por lo menos los bordes de ataque de los bucles son delgados para cortar el aire, pero otras formas de borde pueden ser beneficiosas para lograr un patrón de flujo de aire deseado. En general, puede elegirse la forma, cantidad y disposición específicas de los bucles para crear un patrón de flujo de aire deseado.

La figura 9 representa una hélice que tiene palas 902, 904 en forma de bucle opuestas entre sí en la que las partes inferiores 906, 908 de las palas 902, 904 no están unidas al poste central 910. En su lugar, un "tirante" 912 acopla de manera flexible la parte inferior 906 a la parte superior 914 Análogamente, el tirante 916 acopla de manera flexible la parte inferior 908 a la parte superior 918. Un "tirante", tal como se utiliza aquí, es un componente de la pala que se utiliza para acoplar de manera flexible partes de pala dispares. Un tirante puede estar realizado en acero, aluminio, materiales compuestos tales como carbono y fibra de vidrio, o cualquier otro material de pala adecuado. Los tirantes 912, 916 se disponen formando un ángulo respecto al plano de rotación para arrastrar aire hacia el eje de rotación a medida que gira la hélice, creando así resistencia. Un puntal puede disponerse formando un ángulo de la misma manera que la parte lateral de una pala para lograr el flujo de aire deseado. Además, el grosor, la longitud, la anchura y otras características similares de un tirante están diseñadas para lograr el funcionamiento deseado de una aplicación de pala particular tal como, por ejemplo, el vuelo. Las palas 902, 904 quedan dispuestas de esta manera respecto al poste central 910 para proporcionar la flexibilidad de ajustar sus inclinaciones. A modo de ilustración, pero no de limitación, cuando se utilizan como hélice en un avión, los tirantes permiten manipular las palas 902, 904 para variar la inclinación durante actividades tales como despegue, vuelo o aterrizaje. La hélice puede incluir un mecanismo de ajuste para permitir variaciones seleccionables en la separación formada entre las partes superiores 914, 918 y las partes inferiores 906, 908 de las palas 902, 904, respectivamente.

Las figuras 13A-B representan una vista superior y una vista lateral, respectivamente, de una hélice con palas de bucle abierto de acuerdo con un ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención reivindicada. Esta versión no incluye los tirantes que se disponen en la figura 9. Varias realizaciones de la hélice definidas por las reivindicaciones adjuntas pueden utilizarse en varios dispositivos, por ejemplo, los siguientes dispositivos ilustrativos: aeronaves, embarcaciones, aerogeneradores, dispositivos de refrigeración, dispositivos de calefacción, motores de automóviles, y dispositivos de circulación de aire. Ejemplos de métodos de fabricación, que no forman parte de la invención reivindicada, incluyen un método de fabricación de una hélice mencionada anteriormente; un método de fabricación de un dispositivo que comprende cualquiera de las hélices mencionadas anteriormente; y un método de fabricación de un producto en el que el método incluye instalar un dispositivo que contiene cualquiera de las hélices mencionadas anteriormente.

Se han descrito varias realizaciones de la invención, cada una de las cuales presenta una combinación diferente de elementos. La invención no se limita a las realizaciones específicas descritas, y puede incluir diferentes combinaciones de los elementos descritos u omisión de algunos elementos, siempre que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Si bien la invención se ha descrito mediante unas realizaciones ilustrativas, los expertos en la materia apreciarán ventajas y modificaciones adicionales. Por lo tanto, la invención en sus aspectos más amplios no se limita a los detalles específicos mostrados y descritos aquí. Pueden realizarse modificaciones, por ejemplo, el número de palas y la curvatura de las palas, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por consiguiente, se pretende que la invención no se limite a las realizaciones ilustrativas específicas, sino que se interprete dentro del alcance completo de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Hélice, que comprende:

un poste central coincidente con un eje de rotación;

una o más palas, presentando cada una un extremo distal y un extremo proximal;

comprendiendo cada una de la una o más palas una parte superior, una parte inferior, y una parte lateral, estando dispuesta la parte lateral en o hacia el extremo distal;

la parte superior y la parte inferior de cada una de la una o más palas conectadas en el extremo proximal al poste central y extendiéndose radialmente hacia afuera del mismo, y en el que la parte superior está situada más cerca de la parte delantera de la hélice que la parte inferior y la parte inferior está situada más cerca de la parte trasera de la hélice que la parte superior;

una separación entre las conexiones del poste central de la parte superior y la parte inferior de por lo menos una de la una o más palas en el que el aire se comprime al girar la hélice; y

la una o más palas dispuestas y configuradas para arrastrar aire hacia adentro desde la parte lateral de la pala hacia el eje de rotación de la hélice y desde la parte delantera de la hélice hacia su parte trasera en la dirección longitudinal del eje de rotación;

en el que por lo menos un par de palas quedan opuestas entre sí alrededor del eje de rotación;

en el que la parte superior de una de las palas del par de palas intersecciona el poste central en una primera intersección de palas y la parte inferior de una de las palas intersecciona con el poste central en una segunda intersección de palas y la parte superior de la otra de las palas del par de palas intersecciona con el poste central en una tercera intersección de palas y la parte inferior de la otra de las palas intersecciona con el poste central en una cuarta intersección de palas; y

caracterizada por el hecho de que el ángulo de la primera intersección de palas respecto al eje de rotación es diferente del ángulo de la tercera intersección de palas respecto al eje de rotación, y el ángulo de la segunda intersección de palas respecto al eje de rotación es diferente del ángulo de la cuarta intersección de palas respecto al eje de rotación; y

en el que, medido desde una línea perpendicular al eje longitudinal de la hélice, el ángulo de la segunda intersección de palas es mayor que el ángulo de la primera intersección de palas y el ángulo de la cuarta intersección de palas es mayor que el ángulo de la tercera intersección de palas.

2. Hélice de acuerdo con la reivindicación 1, en la que por lo menos una de la parte superior, la parte inferior, o la parte lateral de por lo menos una de la una o más palas tiene una línea mediana que es curva.

3. Hélice de la reivindicación 1 o 2, en la que un giro que forma una curvatura de las palas se encuentra en el intervalo de entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 40 grados.