Brevet FR2439614A1 — publié le 19800523

La présente invention concerne un haubanage perfectionné pour hélices, destiné à être applique plus particulièrement - mais non exclusivement - aux hélices de melangeurs. Pour assurer un mélange correct des composants dans un mélangeur, dans des cuves de grandes dimensions, on est conduit à envisager l'utilisation d'hélices de grand diamètre tournant lentement, de préférence à des hélices de petit diamètre tournant vite. La réalisation d'hélices classiques de grand diamètre se heurte à des difficultés du fait des efforts importants sur les pales, et on est conduit à des hélices lourdes, donc de prix élevé, en particulier si l'on est obligé de les réaliser en materiaux nobles. Les hélices peuvent etre beaucoup plus légères si chaque pale a est haubanée, soit côté intrados, soit côté extrados, soit à la fois à l'intrados et à l'extrados, soit encore entre pales d'au moins deux hélices fixées sur le meme arbre, comme le montrent respectivement les figures 1, 2, 3 et 10 des dessins annexés. Dans le dernier cas de la figure 10, les hélices peuvent etre calées sur l'arbre au meme angle (pales parallèles) ou à des angles différents. Des hélices ainsi haubanées ont déjà été construites. Cependant jusqu 'ici, quelle que soit la configuration adoptée, les haubans jouaient uniquement le r8le de raidisseurs mécaniques, sans action de mélange proprement dire autre que celle résultant de leur trachée. Ils étaient réalisés à partir de formes simples (haubans méplats, haubans réalisés à partir de tubes ou de profilés, cabales, etc. ) L'invention consiste à utiliser pour la réalisation du hauban une surface continue et disposée ou formée comme celle de la pale elle-meme, c'est-à-dire une surface qui, lorsque l'hélice tourne dans le milieu à mélanger, exerce sur ce milieu une poussée axiale de meme nature que celle exercée par la pale. Par ailleurs, il y a lieu de fixer le hauban sur la pale de telle manière qu'il assure un raidissement à la fois contre la flexion et contre la torsion. Il s'ensuit que le haubanage doit etre fixé à la pale sur une certaine profondeur de son profil. La meilleure solution consiste à le fixer à la fois près du bord d'attaque et près du bord de frite. Cependant, dans le cas - le plus général - où le hauban est oblique par rapport à la pale, la fixation du hauban sur la profondeur nécessaire du profil crée une traDnée parasite qu'il importe de réduire à sa valeur minimale. Dans ce but, et suivant une autre caractéristique de l'invention, la région de la pale correspondant à la fixation du hauban est munie d'un profil sur lequel est operée cette fixation. Ce but peut égaIement être atteint suivant encore une autre caractéristi que de l'invention, en découpant plus ou moins largement liextrémité du hau- ban fixée à la pale de façon à ce que le contact entre hauban et pale ne soit assuré que localement au voisinage du bord d'attaque et du bord de truite du profil de pale. L'invention sera bien comprise à l'aide des figures 4 à Il des dessins annexés, qui se rapportent à diverses formes de réalisation données seulement à titre d'exemples non limitatifs, toutes autres formes1 proportions, dispositions pouvant être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. Conforme'ment à l'invention, et comme le montre notamment la fig. 4, la pale a de l'hélice du mélangeur est haubanéeS non plus1 comme dans llétat de l'art antérieur, au moyen de haubans, tels que b, jouant uniquement le rdSle de raidisseur, mais au moyen d'un élément tel que c > agencé, formé ou disposé de façon à se comporter, dans le milieu où se meut l'hélice, comme une véritable pale, ctest-à-dire à exercer sur ce milieu une poussée axiale tout à fait comparable à celle de la pale. L'élément raidisseur c jouant le rôle d'une pale, doit être fixé sur la pale qulil haubane, de façon à compenser les efforts de flexion et de torsion auxquels est soumise la pale pendant le travail de l'hélice. Dans ce but, il est nécessaire d'assurer cette fixation sur la plus grande partie possible du profil de la pale. Dans le cas, habituel, où le hauban c est oblique par rapport à la pale, il existe un angle rentrant entre hauban et pale, ainsi que cela ressort clairement des figures 4 à 6, angle rentrant créant une trafnée parasite importante, donc un couple parasite sur l'arbre de l'hélice, couple que l'on doit s'appliquer à réduire au maximum. Pour résoudre ce problème, on peut utiliser deux solutions, suivant l'invention. Conformément à l'une de ces solutions, représentée à la figure 4, on peut revêtir la région de la pale correspondant à la liaison,d'un corps profilé d sur lequel sera prise la fixation du hauban-pale c. L'autre solution, représentée aux figures 5 et 6, consiste à ajourer largement l'extrémité intéressée du hauban-pale c de telle sorte que la fixation soit une fixation ponctuelle, par exemple seulement en e et e' , au voisinage des bords d'attaque et de fuite de la pale, comme le montre la fig. 5, ou en un point supplémentaire e" médian, comme le montre la figure 6. En toute hypothèse, les modes de fixation suivant l'invention déterminentdes assemblages qui ne perturbent en rien l'action de l'ensemble constitué par la pale et son - ou se- - haubans. Les figures 4 à 6 se rapportent au haubanage, conformément à l'inven- tion, de pales perpendiculaires à l'arbre~ de I'hélice. I1 va de soi que les pales a peuvent être obliques par rapport à cet axe, comme le montrent les figures 7 et 8, mais toujours haubanées conformément à l'invention. Pales et haubans peuvent être triangulés de façon analogue aux formes de charpente, par exemple comme sur la figure 9. Les pales peuvent être assemblées en biplan (fig. 10) ou enrmltiplas (fig. 11), ce qui permet la réalisation relativement légère d'hélices de très grand diamètre, actives sur de grandes profondeurs. au moins nartiellement En toute hypothèse, cependant les haubans seront constitués/par des éléments tels que définis plus haut, agissant à l'instar de pales et éventuellement complétant leur action. Ainsi, les positions adoptées conformément à l'invention permettent non seulement d'assurer la meilleure tenue mécanique des pales, mais également améliorent les performances de ltensemble, ce qui conduit à des hélices de proportions parfaitement admissibles, même pour des cuves de grand volume, quelle que soit la composition du milieu à mélanger. I1 va de soi que, si le haubanage perfectionné suivant l'invention, est par:ticiilière'ment intéressant pour les hélices de mélangeur, il peut également être appliqué à tous types d'hélices pour toutes applications telles qu'hélices pour ventilateurs, groupes sustentateurs d'hélicoptères, ensembles propulseurs-hélices de véhicules terrestres ou maritime, par exemple. REVENDICATIONS 1) Haubanage perfectionné pour pales d'hélices de tous types et de toutes destinations, en particulier hélices de mélangeurs, caractérisé en ce que chaque hauban est réalisé au moyen de surfaces continues disposées ou formées comme les pales elles-mêmes et exerçant pendant la rotation une poussée axiale sur le milieu à mélanger de même nature que celle des pales. 2) Haubanage suivant la revendication I, caractérisé en ce que la liaison entre le hauban et la pale qu'il raidit est revêtue d'un corps profilé. 3) Haubanage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la laaison entre le hauban et la pale est assurée uniquement par points, suffisamment espacés, avantageusement grâce à une ou plusieurs découpes ménagées dans le hauban ou dans la pale elle-même, ou dans les deux. 4) Ensemble de plusieurs hélices portées par le même arbre de rotation et dont les pales sont raidies entre elles à l'aide d'un haubanage constitué, au moins partiellement, par des haubans suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 5) Hélices et ensembles d'hélices, appliqués à la ventilation, à la sustentation et à la propulsion, ainsi qu'aux appareils de mélange, comportant un haubanage suivant l'une quelconque des revendications précédentes.