DISPOSITIVO DE PROPULSIÓN Y DIRECCIÓN.

La presente invención se refiere a un dispositivo de propulsión y dirección para una embarcación. El dispositivo es del tipo que comprende una hélice, un timón dispuesto por detrás de la hélice, y un cuerpo en forma de bulbo dispuesto en el timón. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El medio más habitual para la propulsión de una embarcación es una hélice que tiene dos o más palas de propulsión. Para reducir el consumo de combustible y las emisiones, el rendimiento de propulsión de la hélice, que se define como la proporción entre la potencia de propulsión (llamada también potencia efectiva) y la potencia suministrada, debe ser lo más elevado posible. La predicción del rendimiento de la propulsión para una determinada potencia del motor se hace habitualmente mediante pruebas con modelos a escala. La opinión que prevalece, que ha sido desarrollada hace más de 100 años, es la práctica de pruebas con modelos de aquéllos tiempos, sugiere que la hélice y el casco de una embarcación pueden ser considerados y evaluados separadamente. No obstante, en la realidad, la interacción entre la hélice y el casco es un aspecto muy importante. La hélice y el casco deben estar integrados y adecuados entre sí si se desea conseguir un rendimiento óptimo. Esto se cumple también para la interacción entre la hélice y los accesorios del casco, tales como un timón. A efectos de mejorar la interacción entre la hélice y el timón, el documento GB 762.445 da a conocer la disposición de un cuerpo en forma de bulbo por detrás de la hélice en prolongación del eje de la misma. Para superar la contracción de la corriente de deslizamiento de la hélice, se sugiere la introducción de una cabeza libremente saliente del cuerpo en forma de bulbo de manera próxima hasta el borde posterior de las palas de la hélice, a efectos de solaparse con el cubo de la hélice. En una realización, una parte frontal del cuerpo en forma de bulbo, está soportada por una columna del timón de un timón no equilibrado, mientras que una parte de cola o parte de popa del cuerpo en forma de bulbo es soportada por una pala del timón, encontrándose ambas partes del cuerpo en forma de bulbo en acoplamiento de articulación. En otra realización, el cuerpo en forma de bulbo está soportado por un timón equilibrado, y el cubo de la hélice tiene un rebaje acoplado por la cabeza saliente del cuerpo en forma de bulbo para permitir un movimiento de basculación del cuerpo en forma de bulbo con respecto al cubo de la hélice cuando se gira el timón. El documento EP 0 852 551 A da a conocer un dispositivo de propulsión y de dirección de una embarcación en el que un anillo de transición roscado sobre el cubo de una hélice forma un cuerpo aerodinámico continuo con un cuerpo en forma de bulbo soportado por un saliente del timón de un timón del tipo semi-voladizo (semi spade) por detrás de la hélice. El cuerpo aerodinámico es interrumpido solamente por un intersticio reducido de rotación entre el anillo de transición y el cuerpo en forma de bulbo. El documento del estado de la técnica más próximo WO 2006/112787 A da a conocer un dispositivo de propulsión y de dirección de una embarcación, en el que una caperuza carenada del cubo que es integral con el cubo de la hélice, forma un cuerpo aerodinámico continuo con el cuerpo en forma de bulbo soportado por un timón completamente suspendido o en voladizo (full spade) por detrás de la hélice. El extremo frontal del cuerpo en forma de bulbo y la caperuza del cubo están diseñados para mantener un intersticio reducido entre el cuerpo en forma de bulbo y la caperuza del cubo con un valor constante cuando se gira el timón. Además, el timón tiene un diseño muy complejo basado en la simulación y optimización de la forma del borde frontal curvado que establece contacto con el agua en torbellino, propulsada hacia atrás por la hélice cuando ésta impulsa la embarcación en dirección hacia delante. El ángulo de torsión del timón es mayor en el área del cuerpo en forma de bulbo y disminuye con la distancia con respecto al cuerpo en forma de bulbo. El perfil del borde delantero dotado de torsión del timón mejora la corriente de deslizamiento de la hélice por el área del timón, incrementando por lo tanto, la eficacia de la hélice. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención mejorar los dispositivos de propulsión y dirección que se dan a conocer en los documentos EP 0 852 551 A y WO 2006/112787 A. De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se da a conocer un dispositivo de propulsión y dirección para una embarcación, cuyo dispositivo comprende una hélice o de husillo y un timón giratorio dispuesto por detrás de la hélice. Un carenado en un extremo de cola de la hélice y un cuerpo en forma de cubo dispuesto en el timón forman un cuerpo aerodinámico continuo excepto en un intersticio reducido entre el carenado y el cuerpo en forma 2 E08164275 07-11-2011   de bulbo. El timón tiene un borde superior delantero torsionado que se extiende desde un extremo superior del timón al cuerpo en forma de bulbo y un borde delantero inferior con torsión que se extiende desde el extremo inferior del timón al cuerpo en forma de bulbo. El timón se caracteriza porque, como mínimo, uno de dichos borde delantero superior y borde delantero inferior tiene un ángulo de torsión constante con un resultado de un timón mucho más robusto y fácil de fabricar que la solución compleja que se describe en el documento WO 2006/112787. Los solicitantes han descubierto que el consumo de combustible del dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención, se puede reducir en comparación con el dispositivo convencional de propulsión y dirección del documento EP 0 852 551 A que tiene un perfil de borde delantero sin torsión. Lo que no era esperado por los solicitantes era que el dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención, puede conseguir el mismo ahorro de combustible que el dispositivo convencional de propulsión y dirección del documento WO 2006/112787 A, en el que la torsión del timón disminuye desde el área del cuerpo en forma de bulbo hacia el extremo superior o inferior del timón. Si bien el rendimiento de propulsión teórico tiende a ser superior para el dispositivo de propulsión y dirección del documento WO 2006/112787 A cuando el timón es paralelo al eje de rotación de la hélice, el rendimiento de propulsión tiende a ser superior para el dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención, cuando el timón es girado para virar la embarcación. Considerando que el timón de una embarcación es accionado frecuentemente en el mar para maniobrar contra vientos y corrientes cruzadas, el rendimiento general de la propulsión y el consumo de combustible serán, en la práctica, sustancialmente los mismos para ambos dispositivos de propulsión y dirección. En el caso de que se requiera un mayor grado de maniobra, el rendimiento de la propulsión global y el consumo de combustible serán mejores para el dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención. El dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención, tiene una ventaja adicional dado que los costes de fabricación del timón con un ángulo de torsión constante son menores que los del timón del documento WO 2006/112787 A. Preferentemente, tanto el borde delantero superior como el borde delantero inferior, tienen un ángulo de torsión constante. El, como mínimo, un ángulo de torsión es preferentemente menor de 15 º, más preferentemente menor de 10 º, y estando comprendido de modo más preferente entre 5º y 10º. El, como mínimo, un ángulo de torsión disminuye en dirección a la popa a 0º con un rango definido por el borde delantero respectivo y el eje de pivotamiento del timón. El cuerpo en forma de bulbo está dispuesto preferentemente en una pala del timón para permitir un movimiento de basculación del cuerpo en forma de bulbo con respecto al carenado cuando se gira el timón. El timón puede ser de tipo completamente en voladizo o semi-voladizo. El rendimiento de propulsión y ahorro de combustible del dispositivo de propulsión y dirección, según la presente invención, son más notables cuanto más lejos se encuentra el eje de pivotamiento del timón con respecto al borde delantero del mismo, o cuanto mayor es el desplazamiento de los bordes superior e inferior del timón con respecto al eje de rotación de la hélice para un ángulo de giro determinado del timón. Por esta razón, el eje de pivotamiento del timón está situado preferentemente a 30-50% de la longitud máxima del timón, desde el borde superior o inferior en dirección hacia popa, más preferentemente de 35 a 50 % de la longitud máxima del timón, y más preferentemente a 45-50% de la longitud... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de propulsión y dirección para una embarcación, comprendiendo el dispositivo un propulsor de hélice (2) y un timón giratorio (10; 10; 10) dispuesto por detrás de la hélice (2), en el que un carenado (4, 6) en el extremo de cola de la hélice (2) y un cuerpo en forma de bulbo (20) dispuesto en el timón (10; 10) forman un cuerpo aerodinámico que es continuo, excepto un intersticio reducido entre el carenado y el cuerpo en forma de bulbo (20), y el timón (10; 10) tiene un borde superior delantero con torsión (12) que se extiende desde un extremo superior (17) del timón (10; 10) al cuerpo en forma de bulbo (20) y un borde delantero inferior con torsión (13) que se extiende desde un extremo inferior (18) del timón (10; 10) al cuerpo en forma de bulbo (20), caracterizado porque como mínimo, uno de dichos borde superior delantero (12) y borde inferior delantero (13) tiene un ángulo de torsión constante (, ß). 2. Dispositivo de propulsión y dirección, según la reivindicación 1, en el que tanto el borde superior delantero (12) como el borde inferior delantero con torsión (13) tienen un ángulo de torsión constante (, ß). 3. Dispositivo de propulsión y dirección, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el, como mínimo un ángulo de torsión (, ß) es menor de 15º, preferentemente menor de 10º, y más preferentemente entre 5º y 10º. 4. Dispositivo de propulsión y dirección, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el, como mínimo, un ángulo de torsión (, ß) disminuye en dirección a popa hasta 0º dentro de un rango definido por el respectivo borde delantero (12, 13) y el eje de pivotamiento (P) del timón (10; 10). 5. Dispositivo de propulsión y dirección, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo en forma de bulbo (20) está dispuesto en una pala de timón (10a) del timón (10; 10) para permitir un movimiento de basculación del cuerpo en forma de bulbo (20) con respecto al carenado (6) cuando gira la pala del timón (10a). 6. Dispositivo de propulsión y dirección, según la reivindicación 5, en el que el timón (10) es un timón de tipo voladizo completo. 7. Dispositivo de propulsión y dirección, según la reivindicación 5, en el que el timón (10) es un timón de tipo semivoladizo. 8. Dispositivo de propulsión y dirección, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el eje de pivotamiento (P) del timón (10; 10) está situado a 30-50% de la longitud máxima (L) del timón desde el borde superior o inferior delantero (12, 13) en dirección popa, preferentemente a 35-50% de la longitud máxima (L) del timón, y más preferentemente a 40-50% de la longitud máxima (L) del timón. 9. Embarcación que tiene un dispositivo de propulsión y dirección, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 7 E08164275 07-11-2011   8 E08164275 07-11-2011   9 E08164275 07-11-2011   E08164275 07-11-2011