CH251987A - Rotary hydraulic motor of the axial type with propeller for high pressure and specific speed. - Google Patents
Rotary hydraulic motor of the axial type with propeller for high pressure and specific speed.Info
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Description
Moteur hydraulique rotatif du type axial ä helice pour pression et vitesse specifique elevees. La principale difficulté rencontrée dans la construction d'un moteur hydraulique ro- tatif du type axial ä helice, destiné ä satis- faire simultanement aux deux conditions de fonetionnement suivantes: 1 Vitesse spécifique élevée; 2 Haute Pression de service; a trait ä la suppression des effets dangereux du phénomène bien connu de la cavitation, que l'on ne peut éliminer qu'en faisant fonc- tionner ce möteur avec une forte contre- pression d'aspiration, ce qui revient ä le noyer profondément dans le niveau aval. Cette circonstance a le Brand inconvénient de provoquer un renchérissement notable de l'installation et augmente en plus, sensible- ment, les frais d'exploitation. Rotary hydraulic motor of the axial type with propeller for high pressure and specific speed. The main difficulty encountered in the construction of a rotary hydraulic motor of the axial propeller type, intended to simultaneously satisfy the following two operating conditions: 1 High specific speed; 2 High Working Pressure; relates to the elimination of the dangerous effects of the well-known phenomenon of cavitation, which can only be eliminated by operating this engine with a high suction back pressure, which amounts to drowning it deep in the downstream level. This circumstance has the inconvenience of causing a notable increase in the cost of the installation and also significantly increases the operating costs.
Dans le eas d'un tel moteur uruni de Aales orientables, il se présente en outre un autre inconvénient résidant dans les dimensions très Brandes que Von doit alors donner au moyeu de la roue, afin de pouvoir y loger les attaches, respectivement les mecanismes de commande des Aales, en nombre toujours élevé, et ceci du fait que, jusqu'ä présent, an plaçait les axes de toutes les Aales dans un même plan perpendiculaire ä laxe de rotation de la roue. Il résulte de cette circonstance une augmentation notable des dimensions générales à donner ä la machine recevant cette roue. In the case of such an uruni motor of steerable Aales, there is also another drawback residing in the very large dimensions that Von must then give to the hub of the wheel, in order to be able to house therein the fasteners, respectively the mechanisms of control of the Aales, always in high numbers, and this because, until now, an placed the axes of all the Aales in the same plane perpendicular to the axis of rotation of the wheel. This circumstance results in a notable increase in the general dimensions to be given to the machine receiving this wheel.
De plus, Ges constructions conduisent à l'emploi inevitable de matériaux coûteux, ä earacteristiques technologiques très poussées à cause des contraintes élevées qui y règnent, dues principalement au manque de place dann le moyeu et aussi ä la vitesse d'emballement élevée du moteur. Moreover, these constructions lead to the inevitable use of expensive materials, with very advanced technological characteristics because of the high stresses which prevail therein, due mainly to the lack of space in the hub and also to the high racing speed of the motor.
La présente invention a pour objet un mo- teur hydraulique rotatif du type axial ä hélice pour Pression et vitesse spécifique éle- vées remédiant ä Ges inconvénients et présen- tant en même temps, de plus, 1'avantage de permettre l'extension du champ d'application d'un tel moteur. The object of the present invention is a rotary hydraulic motor of the axial propeller type for high pressure and specific application of such an engine.
Le moteur selon l'invention est caracté- risé en ce que les Aales portées par sa roue forment au moins deux couronnes coaxiales successives adjacentes, et en ce qu'aucun organe redresseur n'est interposé entre Ges couronnes, le tout étant disposé de manière que le liquide moteur ne subit aucune modi- fication sensible de ses caractéristiques de pression et vitesses, en Passant dune couronne ä l'autre. The motor according to the invention is characterized in that the Aales carried by its wheel form at least two adjacent successive coaxial crowns, and in that no rectifier member is interposed between these crowns, the whole being arranged so as to that the motor liquid does not undergo any significant modification of its pressure and speed characteristics, passing from one crown to another.
Le moteur selon l'invention présente au point de vue constructif ainsi qu'au point de vue de son fonctionnement les avantages sui- vants, en particulier: La réduction de la différence de Pression actionnant chaque couronne de Aales, plus spécialement Gelle soumise ä la Pression d'as- piration, permet de diminuer sensiblement la contre-pression necessaire au fonctionnement saus cavitation du moteur, ce qiv- ressort clairement de Papplication de la formule bien connue relative au coefficient de cavita- tion ast: The engine according to the invention presents, from the constructive point of view as well as from the point of view of its operation, the following advantages, in particular: The reduction of the pressure difference actuating each crown of Aales, more especially Gelle subjected to the Suction pressure, makes it possible to significantly reduce the back pressure necessary for the cavitation-free operation of the engine, which is clear from the application of the well-known formula relating to the cavitation coefficient ast:
où Z = Nombre de couronnes. Hb = Aspi ration barométrique. Hst = Aspiration sta- tique # 0. H = Differente de Pression agis- sant sur la reue. H : Z Sera approximative- ment la differente de Pression agissant sur une couronne de Aales. where Z = Number of crowns. Hb = Barometric Aspiration. Hst = Static Suction # 0. H = Differential Pressure acting on the receive. H : Z Will be approximately the difference of Pressure acting on a crown of Aales.
La réduction de la differente de Pression actionnant chaque couronne de Aales en augmente sa vitesse spécifique propre, ce que montre aussi la formule suivante: The reduction of the pressure differential actuating each Aales crown increases its own specific speed, which is also shown by the following formula:
où: n = Nombre de t/m du moteur. nsz = Nombre de tours spécifiques de chaque couronne. ns = Nombre de tours spécifiques du moteur. N = Puissance en CV du moteur. H = Differente de Pression actionnant la reue motrice. Z = Nombre de couronnes de Aales. where: n = Number of engine rpm. nsz = Number of specific turns of each crown. ns = Number of specific revolutions of the motor. N = Power in HP of the motor. H = Pressure differential activating the motor reception. Z = Number of crowns of Aales.
Cette augmentation de vitesse spécifique propre ä chaque couronne du moteur, facilite en partitulier la construction de Aales ayant le Profil en section le mieux adapté aux con- ditions hydrauliques de circulation du liquide moteur dans toutes leurs Parties. This specific increase in speed specific to each crown of the engine, in particular facilitates the construction of Aales having the profile in section best suited to the hydraulic conditions of circulation of the engine liquid in all their Parts.
D'autre Part, la réduction de la diffe rente de Pression agissant sur chaque cou- ronne de Aales fournit le moyen de diminuer le nombre des pales de chaque couronne, per- mettant ainsi une réduction simultanée des dimensions du moyeu de la reue et du dia- mètre extérieur de celle-ei. Il est possible, en conséquence, d'arriver ä une réduction des dimensions génerales du moteur. On the other hand, the reduction of the differential pressure acting on each crown of Aales provides the means of reducing the number of blades of each crown, thus allowing a simultaneous reduction in the dimensions of the hub of the reue and the external diameter of the latter. It is possible, therefore, to achieve a reduction in the overall dimensions of the engine.
La réduction de ladite differente de Pres sion permet, en outre, dans le cas de Aales orientables, d'arriver ä une reduction du tra- vail de réglage nécessaire ä la man#uvre des Aales et aussi d'obtenir une diminution nota- ble de la vitesse d'emballement du moteur. Elle peut ainsi justifier, dann certains cas, l'emploi de matériaux meins coûteux pour la construction des divers éléments de ja reue, notamment de ses Aales. The reduction of said pressure differential also makes it possible, in the case of steerable Aales, to achieve a reduction in the adjustment work necessary for maneuvering the Aales and also to obtain a notable reduction. engine racing speed. It can thus justify, in certain cases, the use of less expensive materials for the construction of the various elements of ja received, in particular its Aales.
Le dessin représente, schématiquement et ä titre d'exemple, les roues de deux formes d'exécution du moteur hydraulique selon l'in- vention. The drawing shows, schematically and by way of example, the wheels of two embodiments of the hydraulic motor according to the invention.
La fig. 1 est une vue en coupe de la reue de la Premiere forme d'exécution par le plan méridien I-I. fig. 1 is a sectional view of the receipt of the First embodiment through the meridian plane I-I.
La fig. 2 est le developpement en plan dune coupe cylindrique II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe de la reue de la deuxième forme d'exécution par le plan meridien III-III. fig. 2 is the development in plan of a cylindrical section II-II of fig. 1. Fig. 3 is a sectional view of the reue of the second embodiment by the meridian plane III-III.
La fig. 4 est le développement en plan dune coupe cylindrique IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est le développement en plan dune coupe cylindrique dune variante de la reue de la deuxieme forme d'exécution. fig. 4 is the development in plan of a cylindrical section IV-IV of fig. 3. Fig. 5 is the plan development of a cylindrical section of a variant of the receipt of the second embodiment.
Dans les fig. 1 et 2, la reue 1 est munie de deux couronnes coaxiales successives adja- centes de Aales 2 et 3 traversées par le liquide moteur dans le sens representé par la flèche F; 4 est le moyeu unique de la reue faisant corps dune piece avec les Aales des deux cou- ronnes 2 et 3; 5 est l'ogive disposee dans le prolongement du moyeu 4, fixée ä celui-ei et tournant avec lui. 6 et B, 7 et 9 sont respetti- vement les arêtes d'entrée et de sortie des Aales formant les couronnes 2 et 3; 10 est l'intervalle compris entre les aretes 7 et B. Il pourrait aussi n'y avoir aucun intervalle entre les couronnes, et les arêtes 7 et 8 pour- raient meme se recouvrir respectivement, en prenant la Position inverse de celle represen- tée à la fig. 1. In Figs. 1 and 2, the reue 1 is provided with two adjacent successive coaxial crowns of Aales 2 and 3 through which the motor liquid passes in the direction represented by the arrow F; 4 is the single hub of the reue integral with the Aales of the two crowns 2 and 3; 5 is the ogive arranged in the extension of the hub 4, fixed to the latter and rotating with it. 6 and B, 7 and 9 are respectively the entry and exit edges of the Aales forming rings 2 and 3; 10 is the interval between the edges 7 and B. There could also be no interval between the crowns, and the edges 7 and 8 could even overlap respectively, taking the opposite position of that represented in fig. 1.
Dans les diagrammes de vitesses repré- sentés sur la fig. 2, u, w, c sont respective- ment la vitesse périphérique de la Aale et les vitesses relatives et absolues du liquide F au droit de l'arête désignée par l'indice de reference correspondant; 6 et 7 caracterisent donc lest vitesses d'entree et respectivement de sortie sur les Aales de la couronne 2, 8 et 9 les vitesses correspondantes sur les Aales de la couranne 3. La Position angulaire relative des Aales des couronnes 2 et 3 est dAtermi- nee de t0110 fagon que les diagrammes de vi- tesses 7 et 8 soient sensiblement semblables, ce qui revient ä orienter los Aales de manière quo l'angle ss7 differe peu de l'angle ss8. Dann l'intervalle 10 séparant los arêtes 7 et 8, l'energie cedée ä la reue est sensiblement nulle, ce qui permet d'admettre quo C7 et C8 different peu en grandeur et en direction. In the speed diagrams shown in fig. 2, u, w, c are respectively the peripheral speed of the Aale and the relative and absolute speeds of the liquid F at the edge designated by the corresponding reference index; 6 and 7 therefore characterize the entry and exit speeds respectively on the Aales of crown 2, 8 and 9 the corresponding speeds on the Aales of crown 3. The relative angular position of the Aales of crowns 2 and 3 is dAtermi- This means that the speed diagrams 7 and 8 are substantially similar, which amounts to orienting the Aales so that the angle ss7 differs little from the angle ss8. In the interval 10 separating the edges 7 and 8, the energy yielded to the reception is substantially zero, which makes it possible to admit that C7 and C8 differ little in magnitude and in direction.
Dann los fix. 3, 4, los mêmes élements de la reue sont désignés par los mêmes signes de reférence. La reue 1 est munie de deux cou- ronnes coaxiales successives adjacentes de Aales orientables 2 et 3 portees respective- ment par deux moyeux distinets 4 et 4' assemblés entre eux. L'ogive 5, disposée dann c le prolongement du moyeu 4', est fixe et ne tourne Aas avec la reue; olle en est séparée par l'intervalle 13 et s'appuie nur le support fixe 16. Los Aales des eouronnes 2 et 3 sont munies des tourillons 11 et 12 autour des- quels olles peuvent pivoter de l'angle 992, res- pectivement #3; ces angles peuvent être égaux ou differents. Les rotations #2 et #3 sont commandées par deux mécanismes de ré- glage nun representés, logen respectivement dann los moyeux 4 et 4' et actionnant l'un los tourillons 11 et l'autre los tourillons 12; los Aales des couronnes 2 et 3 transmettent leur force centrifuge ä leurs moyeux 4 et 4' en s'appuyant sur los butees 14 et 15. Un intervalle 10 sépare los deux couronnes de Aales 2 et 3. Cet intervalle pourrait aussi, par l'effet de la rotation des Aales, devenir nul; los arêtes 7 et 8 pourraient meme se recou- vrir en prenant respectivement la Position inverse de celle representee ä la fix. 3. Dann los fix. 3, 4, the same elements of the collection are designated by the same reference signs. Reue 1 is provided with two adjacent successive coaxial crowns of orientable Aales 2 and 3 carried respectively by two separate hubs 4 and 4' assembled together. The ogive 5, arranged dann c the extension of the hub 4 ', is fixed and does not rotate Aas with the reue; olle is separated from it by interval 13 and rests on fixed support 16. 3; these angles can be equal or different. Rotations #2 and #3 are controlled by two adjustment mechanisms nun shown, lodged respectively in hubs 4 and 4' and actuating one of pins 11 and the other of pins 12; los Aales crowns 2 and 3 transmit their centrifugal force to their hubs 4 and 4 'based on los stops 14 and 15. A gap 10 separates the two crowns of Aales 2 and 3. This gap could also, by the effect of the rotation of the Aales, becoming null; the edges 7 and 8 could even overlap taking respectively the opposite position to that represented at the fix. 3.
Lage de rotation du tourillon 11 de cha- que Aale de la couronne 2 se trouve dann un plan méridien contenant l'axe de rotation du tourillon 12 dune Aale de la couronne 3. Dann la variante de la fix. 5, los deux cou- ronnes de Aales 2 et 3 sont décalées de telle façon quo l'age de rotation du tourillon de chacune des Aales de l'une des couronnes se trouve dann un plan méridien distinet de ceux dann lesquels se trouvent los axes de rotation des tourillons des Aales de l'autre couronne. The axis of rotation of pin 11 of each Aale of crown 2 is located in a meridian plane containing the axis of rotation of pin 12 of Aale of crown 3. Dann the variant of the fix. 5, the two crowns of Aales 2 and 3 are offset in such a way that the age of rotation of the journal of each of the Aales of one of the crowns is located in a meridian plane distinct from those in which the axes are located. of rotation of the Aales trunnions of the other crown.
Sachant quo l'on peut seit par l'etablisse- ment dun diagramme de fonetionnement, seit par des essais en laboratoire, déterminer ä l'avance la Position relative ä attribuer aux Aales de ehaque couronne, an pourrait, dann une forme d'exkution du moteur, donner aux Aales d'au meins une couronne une Posi tion fixe, nun ajustable, los Aales de cette couronne faisant corps avec le moyeu de la reue, ou bien munter ces Aales nur le moyeu de façon quo Fon puisse faire légèrement va- rier l'orientation de ces Aales par rapport ä la reue, mais ceci seulement ä l'arret de la reue. Dann ce eas, los Aales de l'autre des deux couronnes pourraient etre montées de façon quo l'on puisse faire varier leur orien- tation par rapport ä la reue ä tous los régimes de service au moyen d'un mécanisme de ré- glage aetionné seit ä la main, seit automati- quement. Knowing that it is possible, either by drawing up an operating diagram, or by laboratory tests, to determine in advance the relative position to be attributed to the Aales of each ring, an could, in a form of execution of the engine, give the Aales of at least a ring gear a fixed, unadjustable position, the Aales of this crown forming one piece with the hub of the reue, or else mount these Aales on the hub so that Fon can slightly go - change the orientation of these Aales with respect to the receiver, but only when the receiver stops. In this case, the blades of the other of the two crowns could be mounted in such a way that their orientation with respect to the receiver could be varied at all operating speeds by means of an adjustment mechanism. aectioned either manually or automatically.
Dann le moteur représenté par los fix. 3 et 4, los deux mécanismes de réglage com- mandant la variation da l'orientation des Aales pourraient être identiques ou différer l'un de l'autre. Ils pourraient être actionnés à la main ou automatiquement. Dann the engine represented by los fix. 3 and 4, the two adjustment mechanisms controlling the variation of the orientation of the Aales could be identical or differ from one another. They could be operated by hand or automatically.
Ces deux mécanismes pourraient etre actionnés de façon ä commander simultane- ment la variation de l'orientation des Aales des deux couronnes. Dann une variante, an pourrait disposer un mecanisme de réglage unique commandant simultanement los Aales des deux couronnes. These two mechanisms could be actuated so as to simultaneously control the variation of the orientation of the Aales of the two crowns. In a variant, an could have a single adjustment mechanism simultaneously controlling the Aales of the two crowns.
Los deux mécanismes de reglage pour- raient aussi eire actionnés de façon ä com- mander successivement los deux couronnes, los Aales de la couronne aval 3 pouvant être, par exemple, commandées un certain temps avant celles de la couronne d'amont 2. The two adjustment mechanisms could also be actuated so as to successively control the two crowns, the Aales of the downstream crown 3 being able, for example, to be controlled a certain time before those of the upstream crown 2.
Le dispositif d'actionnement des meca- nismes de réglage pourrait etre, dans ce cas, réalisé par un servo-moteur faisant Corps avec l'arbre du moteur, comprenant deux pistons dont 1'un serait relie aux Aales de la couronne aval par 1e moyen dune tigo et Pautre aux Aales de la couronne amont par un tube en- tourant la tige precit6e, los deux logen: dann un treu fore dann Parbre du moteur. L'huile sous Pression introduite entre los deux pistons par le regulateur du moteur ferait mouvoir d'abord le piston actionnant los Aales de la couronne aval, en appliquant l'autre piston Sur son siege aval; le mouvement de la tige du Premier piston découvrirait ä un certain point de sa coürse des ouvertures mettant en communication los deux fäces du piston actionnant los Aales de la couronne amont; celui-ei pourrait alors se mettre en mouve- ment et suivre l'autre piston ä la même vi- tesse jusqu'à la fin de la course déterminée par une butee plack dans le cylindre du servo-moteur. The device for actuating the adjustment mechanisms could, in this case, be produced by a servo-motor forming a body with the shaft of the motor, comprising two pistons, one of which would be connected to the Aales of the downstream crown by the by means of one rod and the other at the edges of the upstream crown by a tube surrounding the aforementioned rod, the two lodged in a hole drilled in the motor shaft. The pressurized oil introduced between the two pistons by the engine regulator would first move the piston actuating the Aales of the downstream crown, applying the other piston On its downstream seat; the movement of the rod of the First piston would discover at a certain point of its stroke openings putting in communication the two faces of the piston actuating the Aales of the upstream crown; the latter could then move and follow the other piston at the same speed until the end of the stroke determined by a stop placed in the cylinder of the servomotor.
Les Aales des deux couronnes pourraient avoir des Profils identiques ou différents dans leur forme; ces Aales pourraient être en nom- bre egal ou different sur los deux couronnes. La reue des fig. 3 et 4 pourrait aussi pré- senter un moyeu unique commun ä toutes los couronnes de Aales, ce moyeu contenant los attaches des Aales et leurs mécanismes de commande. The Aales of the two crowns could have identical or different Profiles in their shape; these Aales could be in equal or different number on the two crowns. The collection of figs. 3 and 4 could also present a single hub common to all the crowns of Aales, this hub containing the attachments of the Aales and their control mechanisms.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH251987T | 1945-03-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH251987A true CH251987A (en) | 1947-11-30 |
Family
ID=4469127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH251987D CH251987A (en) | 1945-03-15 | 1945-03-15 | Rotary hydraulic motor of the axial type with propeller for high pressure and specific speed. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH251987A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4483658A (en) * | 1979-12-11 | 1984-11-20 | Levine Elliott M | Rotational wake reaction steps for Foils |
US4599041A (en) * | 1984-12-19 | 1986-07-08 | Stricker John G | Variable camber tandem blade bow for turbomachines |
AT518863B1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-02-15 | Gregor Mallich Ing | WIND TURBINE |
-
1945
- 1945-03-15 CH CH251987D patent/CH251987A/en unknown
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