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PERFECTIONNEMENTS AUX VENTILATEURS 'ET SEMBLABLES '
L'invention est relative aux ventilateurs et concerne en particulier 1'-établissement des aubes directrices employées dans les ventilateurs hélicoides, à un ou plusieurs étages de pression, pour redresser en direction axiale le courant fluide créé par les hélices en rotation.
Elle a pour-but surtout de conditionner ces aubes direc- trices de façon telle que tout en procurant une efficacité marquée elles répondent mieux elles-mêmes, et permettent l'exécution de ven- tilateurs répondant mieux que jusqu'à présent aux désidérata de la pratique.
Il est très important en effet, en particulier dans les ventilateurs comportant plusieurs étages de pression, de réduire au maximum l'encombrement axial, non seulement en raison de-l'économie de fabrication qui en résulte -- notamment du fait de la= réduction de section de l'arbre et des paliers plus légers que l'on peut em-
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ployer-- mais encore pour accroitre la limite de vitesse critique en rotation du ventilateur, les arbres de grande longueur, même é- pais, nécessitant à cet effet des paliers intermédiaires,,
Tenant compte que les hélices propulsives présentent en général un encombrement axial maximum au moyeu, dans ce même but encore de réduire ce dernier dans son ensemble,
en particulier pour les ventilateurs à plusieurs étages de pression, il y a lieu de re- chercher pour les aubes directrices un développement minimum, en sens axial, au voisinage du moyeu.
D'autre part, si comble pour certaines aubes directrices déjà proposées et présentant normalement un développement axial importante on cherche à réduire ce dernier par l'artifice du dédou- blement, il en résulte des difficultés considérables d'exécution, voire l'impossibilité d'exécution, notamment si pour cette dernière on a recours à la fonderie suivant la tendance générale actuelle.
L'invention procure des aubes directrices d'encombre- ment axial réduit, notamment au moyeu, dont la conformation est sim- ple et qui peuvent aisément s'exécuter par les procédés actuels de fonderie,
On sait que pour les hélices procurant une pression uniforme dans toute la surface balayée et par suite un rendement élevé et qui naturellement, pour cette raison, présentent le plus d'intérêt, la vitesse avec laquelle le fluide est entrainé circulai- rement s'accroit progressivement de la périphérie au moyeu.
Pour obtenir un rendement de redressement élevé on a déjà proposé, dans le cas de ces hélices à pression uniforme, des aubes directrices dont le pas géométrique axial croit progressive- ment de la périphérie au moyeu et atteint son maximum au moyeu tan- dis que la largeur est de préférence maintenue constante dans toute la longueur de ces aubes.
Précisément, ces hélices propulsives qui procurent une pression uniforme dans toute la surface balayée, présentent un déve-
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loppement axial plus développé au moyeu, et il s'ensuit qu'avec des aubes directrices conformes à cette disposition connue l'encombre- ment axial est marqué.
On a constaté pouvoir obtenir des rendements élevés de redressement du courant de refoulement si, au lieu de faire croître le pas géométrique axial de la périphérie au moyeu, on-maintient au contraire ce pas géométrique constant pour les sections. successives de l'aube de la périphérie au moyeu, ce qui, toutes choses égales, conduit à une réduction d'encombrement axial de l'aube, notamment à l'endroit le plus intéressant, c'est à dire au moyeu.
Conformément, l'invention consiste à prévoir en combinai-\ son avec une hélice, notamment à pression constante, des aubes di- rectrices ou de redressement dont le pas géométrique reste constant ) de la périphérie au moyeu,
Si on donne aux diverses sections des aubes directrices ou de redressement un profil d'aile ou aérodynamique, qui procure- une poussée plus marquée, la largeur nécessaire pourra, toutes cho- ses égales, être plus réduite avec, comme conséquence, une'réductions. d'encombrement axial.
L'invention consiste également à donner aux sections des aubes directrices ou de redressement, dont le pas.géométrique reste , ' constant., de la périphérie au moyeu, un profil d'aile-.ou aérodynamique.
On sait d'autre part, que la¯poussée en direction axiale d'une section de pâle ou aube à profil d'aile ou aérodynamique croit-, lorsqu'on augmente l'angle d'attaque, mais toute-Lois jusqu'à une cer-
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.., .."'f'.r .. '.. taine valeur seulement de cet angle, voisine,de 8 .
Toutes choses égales, on pourra donc réduire la .largeur . , des aubes directrices ou de redressement par l'emploi .d'angles' d'at-
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taque de valeurs élevées, et comme la réduction:-#d1'ëneombremént- axial.') ":'.""./:.-.' ',' qui en résulte est surtout recherchée dans lej ,ãr,t(éqlà'é#;,,ju%es .
J ' ' . '.:{;';':!':;"J;;.'J\:J' " voisines'du moyeu, c'est dans cette région #es â.'ê.és,q;ïz,'é:yZ.ës .'anglés w d'attaque seront choisismaximum. ' ;.(j?;$jµ¯ 1# . ij]1.;1;#i,¯/.. Il' ¯¯ .; / (l' En'conséquence, l'invention e o ns i s $1/]=($.µµ)fÉ) àl)µ## vo ï ç ' i , r¯ ¯¯ .y ' ;=lj /1. "; ;:=';ii(t'é;,ii[gçj,J(3"1/1(]µ.<[?;1'=1."-i " É/ . ' ' pour les aubes d'''i'i,'e d{ redr:shiifà;:f.îf*;:*aq,'. pour les aubes direotribes ou d é ;tw ,;-,,r:-', '... "r'e3;=*y:::ï"-:'' - ; . ...:"x l )
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de valeurs élevées, les valeurs d'angle d'attaque maxima étant ap- pliquées aux sections des aubes voisines du moyeu.
On sait encore que la "poussée" exercée par une aile à profil aérodynamique est fonction de sa surface portante, de sa vi- tesse de translation et d'un coefficient "Ky" dit coefficient de poussée qui dépend de ce profil et de l'angle d'attaque; que la "trainée" de cette aile est également fonction de sa surface portante, de sa vitesse de translation et'd'un coefficient Kx" dit coefficient de trainée qui dépend des mêmes facteurs que "Ky"
Pour un profil aérodynamique donné, le maximum du rapport
Ky s'obtient pour des angles d'attaque compris entre 3 et 5 .
Kx
Comme dans certaines régions de la surface balayée par l'hélice propulsive, notamment à la périphérie, il importe de conser- ver au flux sa valeur maximum, et alors surtout que l'on y dispose d' une longueur axiale disponible plus étendue que la valeur d'encombre- ment requise pour les aubes directrices ou de redressement, il y a intérêt à adopter dans ces régions des angles d'attaque tels que le rapport Ky soit un maximum.
Kx Conformément,l'invention consiste donc encore à adopter pour les aubes directrices ou de redressement des angles d'attaque tels, que le rapport Ky soit maximum dans certaines portions, notam-
Kx ment les portions périphériques de ces aubes.
Si l'on tient compte du fait que dans les hélices propul- / sives donnant au refoulement une vitesse axiale constante du fluide) les vitesses d'entraînement en rotation de ce dernier en des points donnés sont inversement proportionnelles aux distances de ces points à l'axe de rotation ; quedonc les vecteurs représentatifs des vi- tesses absolues du fluide à la sortie de l'hélice seront tous situés sur une surface hélicoïdale de pas géométrique axial constant et, si les aubes directrices ou de redressement sont, suivant l'invention, établies avec un pas géométrique constant en direction axiale, les angles d'attaque auront des valeurs progressivement croissantes de
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la périphérie au moyeu.
Dans ces conditions, en choisissant judicieusement le pas géométrique à adopter pour l'établissement des aubes, il est possible d'obtenir que les angles d'attaque, de ces aubes répondent aux conditions optima dans des portions dé la surface balayée et s'en rapprochent dans les autres,tout en réalisant une conformation simple d'aube aissment exécutable par les procédés de fonderie.
Conformément l'invention consiste, à établir les aubes directrices ou de redressement de pas géométrique constant en direc, ; tion axiale, tel que les angles d'attaque répondent aux conditions optima tout au moins dans une portion de la surface balayée par une hélice propulsive donnant au refoulement une vitesse axiale constan- te et s'en rapprochent dans les autres portions.
Dans les profils d'aile ou aérodynamiques'adoptés on pourra faire varier certains éléments de ces prof ils.
Si l'on désigne par épaisseur et courbure relatives d' un profil aérodynamique, respectivement les valeurs, rapportées à la largeur de la section considérée, de l'épaisseur du profil prise à son maximum et de l'ordonnée maximum de la ligne médiane de ce pro-J fil, et si pour un profil considéré on fait varier l'un ou l'autre ou les deux éléments, on obtient des modifications de la valeur de la poussée due à ce profil.
Dans le cas d'aubes directrices ou de redressement, les variations de l'épaisseur relative sont moins intéressantes en - produre un accroissement de poussée, elles exigent la mise ce que, bien que l'accroissement de l'épaisseur relative/en oeuvre de plus grandes quantités de matière, mais les variations de la courbure relative présentent au contraire un grand intérêt.
Le simple accroissement de la courbure relative, en conduisant à un accroissement de poussée, permet, toutes choses égales, une réduction de la largeur des aubeso
L'invention consiste donc en outre, tout en donnant aux aubes des sections à profil d'aile ou aérodynamique, à modifier dans
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ces profils soit l'épaisseur relative, soit plus spécialement la cour- bure relative, afin de réduire la largeur de ces aubes et par suite leur encombrement axial, particulièrement dans les sections voisines du moyeu.
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Il a été expliqué précédewD1ent que, oonformén-ent à l'invention, les aubes sont établies de pas géométrique constant en direction axiale tel que les angles d'attaque répondent aux conditions optima tout au moins dans une portion de la surface balayée par une hélice propulsive donnant au refoulement une vitesse axiale constante et s'en rapprochent dans les autres portions.
Or si au rapport Ky maximum d'un profil donné correspond
Kx un angle d'attaque optimum donné, l'augmentation de la courbure rela- tive de ce profil détermine une variation de Ky telle que le maximum
Kx de ce rapport correspond à un angle d'attaque de valeur plus élevée.,
Il s'en suit que si, désirant adopter dans -Luie portion d'aube directrice ou de redressement un angle d'attaque plus important il est nécessaire également de conserver au rapport ky une valeur
Kx maximum dans cette portion, il suffira de modifier convenablement, cTest à dire d'u accroitre judicieusement les valeurs de la courbure relative.
Conformément, l'invention consiste encore à modifier, par une modification de la courbure relative d'une ou de plusieurs sec- tions aérodynamiques, d'aubes directrices ou de redressement, la va- leur du rapport Ky pour cette ou ces sections afin de donner à ce rap Kx port une valeur désirée, notamment la valeur maximum correspondant à l'angle ou aux angles d'attaque qui a ou ont été adoptés pour cette ou ces sections.
Par voie de conséquence, l'invention consiste également à réaliser des aubes directrices ou de redressement comportant des angles d'attaque optima dans leurs différentes sections et dans les- quelles les courbures relatives sont telles que l'on obtienne des va- leurs du rapport Ky désirées et par exemple des valeurs maxima de ce
Kx rapport dans toutes les sections.
Enfin on pourra donner aux bords des aubes directrices
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ou de redressement les contours les mieux adaptés aux pâles des hé- lices propulsives avec lesquelles elles sont associées,pour réaliser des mesensembles à un ou plusieurs étages de pression.
'Dans le dessin annexé on a représenté, à tiiee d'exemple une forme d'exécution d'une aube directrice ou de redressement as- sociée à une pâle telle que définie dans la demande de brevet
N 310.760 du 30 juin 1933.
Dans ce dessin :
Fig. 1 est une vue de face d'une aube directrice ou de redres- sement;
Fig. 2 est une vue de profil de cette aube associée à une pâ- le d'hélice propulsive procurant une vitesse axiale constante du fluide de refoulement.
Fig. 3 est un diagramme conventionnel tracé en partant de la f ig. 1 et montrant les-sections successives rabattues dans le plan de figure; cette figure indique encore les vitesses absolues, les vitesses d'entraînement en rotation ainsi que les angles d'attaque des sections, les valeurs de ces angles ayant été exagérées pour permettre la représentation. '
Fig. 4 est un diagramme indiquant en pour cent les variations ' ' de largeur, de courbure relative et d'épaisseur relative des diffé- rentes sections de l'aube, pour une variation en'% du rayon.
En se référant aux figures 1 et 3, 11, 12-' 13...... désignent les différentes sections ; a1 a2, a3...... les direc- tions des vitesses absolues du fluide refoulé par la pâle 2 (Fig.2)
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aux différentes sections 11, 12, 1 3* ........ Ci d, =3' d ... indiquent les directions des cordes des sections 11, 12, 13...... et f1, f2,f3 ....... etc sont les angles d'attaque-correspondants
Les longueurs c1, c2, c3 ...... sont proportionnelles
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aux vitesses de rotation du fluide aux sections l.., 7:2, 13......â.;. b est une grandeur proportionnelle à la vitesse axiale du fluide,' vitesse qui est constante pour toutes les sections ; enfin'e est une grandeur proportionnelle au pas géométrique qui est également cons- tant pour toutes les sections.
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Les vitesses absolues ayant comme composantes d'une part la vitesse axiale du fluide quittant l'hélice 2 et cette vitesse étant constante dans le cas de cette hélice, et d'autre part les vites ses de l'entrainement du fluide, lesquelles vitesses sont inversement proportionnelles aux distances qui séparent les différentes sections 11,12,13.......
de l'axe 3 de rotation, il s'en suit, comme on 1' a représenté, que les directions des vitesses absolues du fluide quit -tant l'hélice 2 se trouvent toutes sur une surface hélicoïdale de pas géométrique constant dont b représente la valeur
2"
Par construction, les cordes des différentes sections de l'aube se trouvent également sur une surface hélicoïdale de pas géomé- trique constant dont représente la valeur
2"
Il s'en suit, comme le montre du reste la figure, que les angles d'attaque f1, ...... décroissent de la base 4 (fig.2) vers l'extrémité de l'aube.
La largeur de l'aube qui d'une part dimi= nue avec l'augmentation de l'angle d'attaque et qui, d'autre part est fonction du moment de rotation, -- lequel décroit de la périphérie à la base, ou moyeu --, diminuera donc de la périphérie à la base ou moyeu; elle est minima, comme représenté dans la section la plus voi- sine de cette base. La courbure relative est au contraire maxima pour cette section; elle décroît de la base à l'extrémité.
Les variations relatives de l'angle d'attaque et de la courbure relative ont été exposées précédemment; il suffira de rap- peler que si par exemple l'angle d'attaque pour les sections 12, 13 est propre à donner un rapport Ky maximum pour cette région de l'au-
Kx be, tandis que 11 angle d'attaque adopté pour la section 16 par exem- ple aurai t une valeur pour laquelle leprofil de cette section ne donne pas au rapport se valeur maximum, il suffira d'accroître la
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courbure relative dans la mesure nàae;5;sàiie É; l'atteindre.
L'épaisseur relative peut être maintenue conste pour toutes les sections, ou bien on pourra lui faire subir des modifica- tions et notamment lui donner des valeurs croissantes vers la base ou moyeu avec un maximum dansla section la plus voisine de cetteba-
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se, si l'on désirait par exemple une réduction supplémentaire d'en- combrement à la base ou moyeu.
En se référant $ la fig. 2, g désigne le bord d'entrée et h le bord arrière de l'aube, m et n désignent respectivement les . bords d'attaque et arrière de la pâle associée.
Cette pâle est établie à la manière décrite dans la demande de brevet N 310.760, c'est à dire de pas géométrique cons- tant, et avec des sections à profil d'aile ou aérodynamique dont l'épaisseur relative, la courbure relative et la largeur sont maxi- ma dans la section de la pâle da plus voisine du moyeu.
Il rentre bien entendu dans le' cadre de l'invention d'associer des aubes directrices établies conformément, avec tou- tes autres pâles procurant une vitesse constante du fluide sortant dans toute la sur-face balayée. la figure montre que le bord d'entréede l'aubea été adapté à la conformation du bord de sortie de la pâle, cette me- sure étant en soi bien connue.
Le diagramme de la fig.4 montre, pour l'exemple repré- senté aux figures précédentes, comment varient respectivement la lar- geur,la courbure relative et l'épaisseur relative; la courbe q indi-, quant les variations de la largeur, et la courbers r celles de la courbure relative. La droite s indique que l'épaisseur relative a été maintenue constante et la courbe s1 indique comment varierait cette épaisseur relative si l'on désirait obtenir une réduction supplé- mentaire d'encombrement de l'aube à la base ou moyeu.
REVENDICATIONS.
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1.- Perfectionnements aux aubes directrices, notamment pour ventilateurs et analogues qui consistent à établir ces aubes de pas géométrique constant de la périphérie à la base ou moyeu.
2.- Une aube suivant la revendication 1, caractérisée par y des sections à profil d'aile ou aérodynamique. e.:, f,.A. 71J/!- ####" 3.- Une aube suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée par une largeur de section décroissante de la péri-
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IMPROVEMENTS TO 'AND SIMILAR' FANS
The invention relates to fans and relates in particular to the establishment of guide vanes employed in helicoidal fans, with one or more pressure stages, to rectify in the axial direction the fluid flow created by the rotating propellers.
Its main purpose is to condition these guide vanes in such a way that, while providing marked efficiency, they respond better themselves, and allow the execution of fans responding better than hitherto to the requirements of convenient.
It is in fact very important, in particular in fans comprising several pressure stages, to reduce the axial size as much as possible, not only because of the resulting manufacturing economy - in particular because of the reduction shaft section and lighter bearings that can be used
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bend - but also to increase the critical speed limit in rotation of the fan, shafts of great length, even thick, requiring for this purpose intermediate bearings ,,
Taking into account that propellers generally have a maximum axial size at the hub, with the same aim of reducing the latter as a whole,
in particular for fans with several pressure stages, the guide vanes must have a minimum development, in the axial direction, in the vicinity of the hub.
On the other hand, if this is the last straw for certain guide vanes already proposed and normally exhibiting significant axial development, one seeks to reduce the latter by the artifice of splitting, this results in considerable execution difficulties, or even the impossibility of 'execution, in particular if for the latter one has recourse to the foundry following the current general trend.
The invention provides guide vanes of reduced axial bulk, in particular at the hub, the conformation of which is simple and which can easily be executed by current foundry methods,
It is known that for propellers providing uniform pressure throughout the swept area and consequently high efficiency and which naturally, for this reason, are of the greatest interest, the speed with which the fluid is circulating increases. gradually from the periphery to the hub.
To obtain a high straightening efficiency, in the case of these uniform pressure propellers, guide vanes have already been proposed, the axial geometric pitch of which increases progressively from the periphery to the hub and reaches its maximum at the hub while the width is preferably kept constant throughout the length of these blades.
Precisely, these propellers, which provide a uniform pressure throughout the swept area, have a development
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Axial loppement more developed at the hub, and it follows that with guide vanes conforming to this known arrangement the axial bulkiness is marked.
It has been observed that it is possible to obtain high efficiency in rectifying the discharge current if, instead of increasing the axial geometric pitch from the periphery to the hub, on the contrary this geometric pitch is maintained constant for the sections. of the vane from the periphery to the hub, which, all other things being equal, leads to a reduction in the axial size of the vane, in particular at the most interesting location, ie at the hub.
According to the invention, the invention consists in providing, in combination with a propeller, in particular at constant pressure, direction or straightening vanes, the geometric pitch of which remains constant) from the periphery to the hub,
If the various sections of the guide or straightening vanes are given a wing or aerodynamic profile, which provides greater thrust, the width required may, all things being equal, be reduced with, as a consequence, reductions. . of axial bulk.
The invention also consists in giving the sections of the guide or straightening vanes, the pitch of which remains constant, from the periphery to the hub, a wing-.or aerodynamic profile.
We know on the other hand, that the thrust in the axial direction of a section of blade or blade with a wing profile or aerodynamic increases, when increasing the angle of attack, but all-Laws up to some-
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.., .. "'f'.r ..' .. t some value only of this angle, close to 8.
All things being equal, we can therefore reduce the width. , guide vanes or straightening vanes by the use of.
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of large values, and like the reduction: - # d1'ëneombremént- axial. ') ":'." "./:.-. ' ',' which results from it is especially sought in lej, ãr, t (éqlà'é #; ,, ju% es.
I ''. '.: {;'; ':!' :; "J ;;. 'J \: J'" neighbors 'of the hub, it is in this region #es â.'ê.és, q; ïz,' é: yZ.ës. 'angled w attack will be chosen maximum. ';. (j?; $ jµ¯ 1 #. ij] 1.; 1; # i, ¯ / .. It' ¯¯.; / (The consequence, the invention eo ns is $ 1 /] = ($. µµ) fÉ) àl) µ ## vo ï ç 'i, r¯ ¯¯ .y'; = lj / 1. ";;: = '; ii (t'é;, ii [gçj, J (3" 1/1 (] µ. <[?; 1' = 1. "- i" É /. '' for the blades d '' 'i'i,' ed {redr: shiifà;: f.îf *;: * aq, '. for direotribes or d é; tw,; - ,, r: -', '... "r'e3; = * y ::: ï" -: '' -;. ...: "xl)
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high values, the maximum angle of attack values being applied to the sections of the blades adjacent to the hub.
We also know that the "thrust" exerted by a wing with an aerodynamic profile is a function of its airfoil, its speed of translation and a coefficient "Ky" called the thrust coefficient which depends on this profile and on the airfoil. angle of attack; that the "drag" of this wing is also a function of its airfoil, of its speed of translation and of a coefficient Kx "known as the drag coefficient which depends on the same factors as" Ky "
For a given aerodynamic profile, the maximum of the ratio
Ky is obtained for angles of attack between 3 and 5.
Kx
As in certain regions of the surface swept by the propulsion propeller, in particular at the periphery, it is important to keep the flux at its maximum value, and then above all that there is an available axial length that is greater than the flow. clearance value required for the guide or straightening vanes, it is advantageous to adopt in these regions angles of attack such that the ratio Ky is a maximum.
Kx In accordance with this, the invention therefore also consists in adopting for the guide or straightening blades angles of attack such that the ratio Ky is maximum in certain portions, in particular.
Kx ment the peripheral portions of these blades.
If we take into account the fact that in the propellers giving to the delivery a constant axial speed of the fluid) the rotational driving speeds of the latter at given points are inversely proportional to the distances from these points to l 'rotation axis ; that therefore the vectors representative of the absolute velocities of the fluid at the outlet of the propeller will all be located on a helical surface of constant axial geometric pitch and, if the guide or straightening vanes are, according to the invention, established with a pitch geometric constant in the axial direction, the angles of attack will have progressively increasing values of
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the periphery to the hub.
Under these conditions, by judiciously choosing the geometrical pitch to be adopted for establishing the blades, it is possible to obtain that the angles of attack of these blades meet the optimum conditions in portions of the swept surface and thereby bring together in the others, while achieving a simple conformation of the blade easily executable by the foundry processes.
According to the invention consists in establishing the guide or straightening vanes of constant geometric pitch in direc; axial tion, such that the angles of attack meet optimum conditions at least in a portion of the surface swept by a propellant propeller giving the delivery a constant axial speed and approach it in the other portions.
In the wing or aerodynamic profiles adopted, some elements of these profiles can be varied.
If we denote by relative thickness and curvature of an aerodynamic profile, respectively the values, referred to the width of the section considered, of the thickness of the profile taken at its maximum and of the maximum ordinate of the median line of this pro-J fil, and if for a profile considered one varies one or the other or both elements, one obtains modifications of the value of the thrust due to this profile.
In the case of guide or straightening vanes, the variations in the relative thickness are less advantageous in - producing an increase in thrust, they require the setting that, although the increase in the relative thickness / implementation of larger quantities of material, but the variations in the relative curvature are on the contrary of great interest.
The simple increase in the relative curvature, leading to an increase in thrust, allows, all things being equal, a reduction in the width of the blades.
The invention therefore further consists, while giving the blades wing profile or aerodynamic sections, to be modified in
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these profiles either the relative thickness, or more especially the relative curvature, in order to reduce the width of these blades and consequently their axial size, particularly in the neighboring sections of the hub.
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It has been explained previously that, oonformén-ent with the invention, the blades are established with a constant geometric pitch in the axial direction such that the angles of attack meet optimum conditions at least in a portion of the surface swept by a propeller propellant giving the delivery a constant axial speed and approach it in the other portions.
However, if the maximum Ky ratio of a given profile corresponds
Kx a given optimum angle of attack, the increase in the relative curvature of this profile determines a variation of Ky such that the maximum
Kx of this ratio corresponds to a higher value angle of attack.,
It follows that if, wishing to adopt a greater angle of attack in the direction of the guide or straightening blade, it is also necessary to keep the ratio ky to a value
Kx maximum in this portion, it will suffice to modify suitably, ie to judiciously increase the values of the relative curvature.
According to the invention also consists in modifying, by modifying the relative curvature of one or more aerodynamic sections, guide vanes or straightening, the value of the Ky ratio for this or these sections in order to give this rap Kx port a desired value, in particular the maximum value corresponding to the angle or angles of attack which has or have been adopted for this or these sections.
Consequently, the invention also consists in producing guide or straightening vanes comprising optimum angles of attack in their different sections and in which the relative curvatures are such that values of the ratio are obtained. Ky desired and for example maximum values of this
Kx report in all sections.
Finally we can give the edges of the guide vanes
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or straightening the contours best suited to the blades of the propulsion propellers with which they are associated, in order to produce mesensets with one or more pressure stages.
'In the accompanying drawing there is shown, by way of example, an embodiment of a guide or straightening blade associated with a blade as defined in the patent application.
No. 310.760 of June 30, 1933.
In this drawing:
Fig. 1 is a front view of a guide or straightening vane;
Fig. 2 is a side view of this blade associated with a propellant propeller blade providing a constant axial speed of the delivery fluid.
Fig. 3 is a conventional diagram drawn starting from f ig. 1 and showing the successive sections folded in the plane of the figure; this figure also indicates the absolute speeds, the rotational drive speeds as well as the angles of attack of the sections, the values of these angles having been exaggerated to allow the representation. '
Fig. 4 is a diagram showing in percent the variations in width, relative curvature and relative thickness of the different sections of the blade, for a variation in% in radius.
Referring to Figures 1 and 3, 11, 12-13 ...... denote the different sections; a1 a2, a3 ...... the directions of the absolute speeds of the fluid delivered by the blade 2 (Fig. 2)
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to the different sections 11, 12, 1 3 * ........ Ci d, = 3 'd ... indicate the directions of the strings of sections 11, 12, 13 ...... and f1, f2 , f3 ....... etc are the corresponding angles of attack
The lengths c1, c2, c3 ...... are proportional
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at the rotational speeds of the fluid at sections l .., 7: 2, 13 ...... â.;. b is a quantity proportional to the axial velocity of the fluid, which velocity is constant for all sections; finally, e is a quantity proportional to the geometrical step which is also constant for all the sections.
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The absolute speeds having as components on the one hand the axial speed of the fluid leaving the propeller 2 and this speed being constant in the case of this propeller, and on the other hand the speeds of the fluid drive, which speeds are inversely proportional to the distances between the different sections 11,12,13 .......
of the axis 3 of rotation, it follows, as has been shown, that the directions of the absolute velocities of the fluid leaving the propeller 2 are all found on a helical surface of constant geometric pitch of which b represents the value
2 "
By construction, the strings of the different sections of the blade are also found on a helical surface of constant geometric pitch, the value of which represents
2 "
It follows, as the figure further shows, that the angles of attack f1, ...... decrease from the base 4 (fig. 2) towards the end of the blade.
The width of the blade which on the one hand decreases with the increase in the angle of attack and which, on the other hand is a function of the torque, - which decreases from the periphery to the base, or hub - will therefore decrease from the periphery to the base or hub; it is minimal, as represented in the closest section of this base. The relative curvature is on the contrary maximum for this section; it decreases from the base to the end.
The relative variations in the angle of attack and the relative curvature have been discussed previously; it will suffice to recall that if, for example, the angle of attack for the sections 12, 13 is suitable for giving a maximum Ky ratio for this region of the au-
Kx be, while the angle of attack adopted for section 16 for example would have a value for which the profile of this section does not give the ratio its maximum value, it will suffice to increase the
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relative curvature in the measure nàae; 5; sàiie É; reach it.
The relative thickness can be kept constant for all the sections, or it can be made to undergo modifications and in particular to give it increasing values towards the base or hub with a maximum in the section closest to this base.
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if, for example, a further reduction in the size of the base or hub is desired.
Referring to fig. 2, g designates the entry edge and h the rear edge of the blade, m and n designate respectively. leading and trailing edges of the associated pale.
This blade is established in the manner described in patent application N 310,760, that is to say of constant geometric pitch, and with wing or aerodynamic profile sections whose relative thickness, relative curvature and width are maximum in the section of the blade closest to the hub.
It is of course within the scope of the invention to associate guide vanes established in accordance with all the other blades providing a constant velocity of the fluid exiting throughout the swept surface. the figure shows that the entry edge of the blade has been adapted to the shape of the exit edge of the blade, this measure being well known per se.
The diagram of FIG. 4 shows, for the example represented in the preceding figures, how the width, the relative curvature and the relative thickness vary respectively; the curve q indicating the variations of the width, and the curvature r those of the relative curvature. The straight line s indicates that the relative thickness has been kept constant and the curve s1 indicates how this relative thickness would vary if it was desired to obtain an additional reduction in the size of the blade at the base or hub.
CLAIMS.
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EMI9.1
1.- Improvements to guide vanes, in particular for fans and the like, which consist in establishing these vanes of constant geometric pitch from the periphery to the base or hub.
2. A blade according to claim 1, characterized by y sections with wing profile or aerodynamic. e FA. 71J /! - #### "3. A blade according to claim 1 or claim 2, characterized by a decreasing section width of the peri-