SISTEMA Y METODO REDUCTOR DE LA RESISTENCIA DE FRICCION DE LOS FLUIDOS SOBRE LA SUPERFICIE DE BARCOS Y AVIONES.
El sistema y método reductor de la resistencia de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones,
consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o fuselaje de los aviones con una camisa, cuya superficie externa presenta unas características o elementos que retrasan el desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de retracción, y unos tirantes de sujeción. Los elementos que retrasan el desprendimiento consisten en ceras, siliconas, pinturas, riblets, insuflado de aire, mallas, etc
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200800117.
Solicitante: MUOZ SAIZ,MANUEL.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: ALMERÍA.
Inventor/es: MUOZ SAIZ,MANUEL.
Fecha de Solicitud: 27 de Diciembre de 2007.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 8 de Abril de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B63B1/34 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS. › B63B BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO PARA EMBARCACIONES (disposiciones relativas a la ventilación, calefacción, refrigeración o acondicionamiento de aire en los buques B63J 2/00; subestructuras flotantes como soportes de las dragas o máquinas par el movimiento de tierras E02F 9/06). › B63B 1/00 Características hidrodinámicas o hidrostáticas de cascos o aletas portantes (cascos para submarinos B63B 3/13; quillas B63B 3/38). › por reducción de la superficie de rozamiento.
- B64C21/10 B […] › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 21/00 Perturbación del flujo de aire sobre las superficies de aeronaves actuando sobre el flujo de la capa límite (control de capa límite en general F15D). › utilizando otras propiedades superficiales, p. ej. la rugosidad.
Clasificación PCT:
Fragmento de la descripción:
Sistema y método reductor de la resistencia de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones.
Campo de la invención
En barcos y aviones.
Estado de la técnica
Actualmente para reducir la resistencia de fricción del casco o fuselaje de los barcos y aviones se aplican a la superficie de los mismos pinturas, barnices, inyección de polímeros líquidos o aire, riblets, etc. los cuales son de poca duración, poco efectivos o difíciles de aplicar. En la zona delantera del casco, fuselaje o perfiles el fluido se comporta de forma laminar, transformándose tanto mas turbulento y ocasionando mas resistencia de fricción cuanto mas retrasado se encuentra hacia la popa o cola.
Objetivos de la invención
Aportar un sistema reductor de la resistencia muy sencillo, económico y muy eficiente.
Aportar un sistema duradero o de fácil aplicación y sustitución.
Aportar un sistema de gran repulsión hacia el fluido, en especial si es agua.
Aportar un sistema que por reducir en gran medida el gasto de combustible produce un gran ahorro y resulta muy ecológico.
Descripción de la invención
El sistema y método reductor de la resistencia de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones de la invención consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas y aletas de control, con una camisa, cuya superficie externa presenta unas características o elementos que retrasan el desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de retracción, y de unos tirantes de sujeción.
La camisa puede ser de malla o una lámina u hoja flexible de material termoplástico o tejido, este último puede ser de uno o de varios hilos paralelos.
La resistencia de fricción superficial se puede reducir principalmente por los tres sistemas siguientes:
a) La camisa puede recubrirse de capas superdeslizantes de pintura, polímero, barniz, cera, silicona, tratamiento ácido o químico repelentes al agua.
b) La camisa puede estar formada por unos perfiles cuya cara externa tiene una sección de pequeños dientes de sierra o riblets, de múltiples semilunas cóncavas o convexas o unas prominencias en forma de dentículos, similar a la piel de los tiburones o de múltiples rombos o diamantes de los naipes en relieve, o puede tener unos elementos semiovalados con su zona posterior rebajada o quebrada. Los riblets se colocan perpendiculares a la superficie o inclinados y alternados de distintas alturas.
c) En tercer lugar puede insuflarse aire a presión al interior de la pared de la camisa que es hueca y la difunde por la gran porosidad de la pared externa o por unos orificios o ranuras de la misma. En este último caso el aire desemboca en unos canales longitudinales paralelos a la dirección de desplazamiento. En los laterales estas cavidades están inclinadas para que tenga más persistencia el aire atrapado.
Una variante consiste en enrollar helicoidalmente alrededor del fuselaje de los aviones una cinta o banda cuya superficie externa presenta las características reductoras de resistencia de la invención.
La camisa puede almacenarse en la zona posterior escalonada o rehundida, también puede tener elevado el borde más adelantado de múltiples orificios que retrasa el desprendimiento de la capa límite y su correspondiente turbulencia, otra variante utiliza un tejido de uno o varios hilos paralelos que se colocan con la trama o urdimbre inclinadas 45º.
Los polímeros y los riblets producen menos turbulencia y resistencia que las superficies planas sin capas deslizantes.
Para el casco de los barcos también puede aplicarse una pintura formada por un mezcla de: a) Un polímero de alto peso molecular (agente reductor de la resistencia), b) un vehículo portador. c) un diluyente, d) unos modificadores del solvente. e) Modificadores de película f) Secadores y pigmentos. Según la patente US5,554,214.
Se puede aplicar un tratamiento repelente al agua mediante unos substratos cubiertos de polímeros orgánicos o substratos cubiertos inorgánicos, incluye un perfluoalquisilano y un silano hidroxilizable o un siloxano.
Pueden usarse compuestos de resina de politetrafluoroetileno, partículas de bismuto y un lubricante sólido como el grafito.
En la zona de la quilla la camisa puede tener una abertura y estar limitada y sujeta por su contorno mediante unos cables o ca de proa del barco, para extenderla se deja caer bajo la proa y se tira del extremo posterior de un cable o cabo mediante unas poleas y un motor o manualmente por un torno. Unos tirantes laterales y elásticos mantienen la camisa tensada en todo momento, fijándolos a unos soportes, orificios o anillas mediante atado o con unos ganchos. Los bordes laterales superiores de la camisa también puede deslizarse mediante rodillos en unos canales dispuestos sobre los laterales del barco, en este caso una vez extendida la camisa se debe tensar.
Ventajas: Es práctico, sencillo, económico, produce mucho ahorro de combustible y como consecuencia reduce la contaminación. Permite aplicarlo o cambiarlo en cualquier momento.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista lateral y esquematizada de un barco con el sistema de la invención.
Las figuras 2 a la 14 muestran vistas laterales y esquematizadas de barcos con variantes de camisas del sistema de la invención.
Las figuras 15 a la 20 muestran vistas seccionadas y esquematizadas de porciones de camisas, variantes del sistema de la invención.
La figura 21 muestra una vista lateral y esquematizada de una porción de fuselaje de avión con una variante del sistema de la invención.
La figura 22 muestra una vista seccionada y esquematizada de un barco con la camisa de la invención.
Descripción más detallada de los dibujos
La invención, figura 1, muestra el barco (1) con la camisa (2) cuya superficie presenta unos dentículos (2a), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 2 muestra el barco (1) con la camisa (2) de superficie lisa (2b), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 3 muestra el barco (1) con la camisa (2) formada por la malla (2c), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 4 muestra el barco (1) con la camisa (2) de tela (2d), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 5 muestra el barco (1) con la camisa (2) de superficie de diamantes (2e), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 6 muestra el barco (1) con la camisa (2) de tejido en forma de espiga (2f), de hilos planos, el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales (12) guía de los rodillos (13) de sujeción lateral de la camisa.
La figura 7 muestra el barco (1) con la camisa (2) de tejido de varios hilos en diagonal (2g), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales (12) guía de los rodillos (13) de sujeción lateral de la camisa.
La figura 8 muestra el barco (1) con la camisa (2) de orificios de insuflado de aire (2h), el cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales (12) guía de los rodillos (13) de sujeción lateral de la camisa.
Reivindicaciones:
1. Sistema reductor de la resistencia de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones que consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas y aletas de control, con una camisa, cuya superficie externa presenta unas características o elementos que retrasan el desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de retracción, y de unos tirantes de sujeción.
2. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa es una malla.
3. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa está formada por una lámina u hoja flexible de material termoplástico.
4. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa está formada por un tejido, dispuesta la trama y urdimbre a 45º con la línea de desplazamiento.
5. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa se recubre de una pintura, polímero, silicona, barniz o cera repelentes del agua.
6. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque a la camisa se le aplica un tratamiento ácido o químico repelentes al agua.
7. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores de la capa límite unos perfiles cuya cara externa tiene una sección de pequeños dientes de sierra o riblets.
8. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores de la capa límite unos pequeños dientes de sierra o riblets, perpendiculares o inclinados.
9. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores de la capa límite múltiples semilunas cóncavas o convexas respecto al sentido de avance.
10. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores de la capa límite unas prominencias en forma de dentículos.
11. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores de la capa límite múltiples rombos o diamantes de los naipes en relieve.
12. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como retrasadores de la capa límite unos elementos semiovalados con el borde de salida escalonado o rehundido.
13. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa porta como elementos retrasadores múltiples orificios con el borde anterior más elevado.
14. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se insufla aire a presión al interior de la camisa que es hueca y la difunde por la gran porosidad de la pared externa o por unos orificios o ranuras de la misma sobre unos canales longitudinales.
15. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se aplica una pintura formada por un mezcla de a) un polímero de alto peso molecular (agente reductor de la resistencia), b) un vehículo portador, c) un diluyente, d) modificadores del solvente. e) modificadores de película y f) secadores y pigmentos.
16. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se usa sobre la superficie de la camisa un repelente al agua mediante unos substratos cubiertos de polímeros orgánicos o substratos cubiertos inorgánicos, incluye un perfluoalquisilano y un silano hidroxilizable o un siloxano.
17. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se usa sobre la superficie de la camisa compuestos de resina de politetrafluoroetileno, partículas de bismuto y un lubricante sólido como el grafito.
18. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque en la zona de la quilla la camisa tiene una abertura y esta limitada y sujeta por su contorno mediante unos cables o cordones elásticos longitudinales.
19. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la camisa consiste en una cinta o banda, que se enrolla helicoidalmente alrededor del fuselaje de los aviones.
20. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los tirantes laterales y elásticos, fijan la camisa a unos soportes, orificios o anillas mediante atado o con unos ganchos.
21. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los bordes laterales superiores de la camisa se deslizan mediante rodillos en unos canales dispuestos sobre los laterales del barco.
22. Método reductor de la resistencia de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones que consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas y aletas de control, con una camisa o malla, cuya superficie externa presenta unas características o elementos que retrasan el desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de retracción, y de unos tirantes de sujeción.
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