UNA UNIDAD DE PROPULSIÓN Y GOBIERNO PARA UNA EMBARCACIÓN DE SUPERFICIE.

Una unidad de propulsión y gobierno para una embarcación de superficie,

comprendiendo la unidad de propulsión y gobierno una góndola (1) que tiene extremos

CAMPO DE LA INVENCIÓN [0001] La presente invención se refiere a una unidad de propulsión y gobierno para una embarcación de superficie y se ocupa prácticamente, aunque no exclusivamente, de una unidad de propulsión y gobierno del tipo que comprende una góndola acimutal que tiene un árbol de hélice giratorio alrededor de un primer eje con una hélice externamente a la parte delantera de la góndola, siendo la góndola giratoria alrededor de un segundo eje que no está en paralelo con el primer eje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0002] La presente invención concierne a una unidad de propulsión y gobierno en forma de una nueva tracción mecánica para embarcaciones de superficie; conocida como propulsores acimutales. Que una unidad de propulsión está tirando significa que la hélice del acimut ha sido colocada en la dirección de la propulsión de una embarcación y, por lo tanto, debería considerarse como tirando en relación con la situación en que la hélice ha sido orientada en la dirección opuesta a la dirección de propulsión. En esta última situación se usa un término propulsor de “empuje”. [0003] Los inventores han descubierto que existen varias ventajas al orientar el propulsor acimutal como uno de tracción, pero una de las desventajas es que el requisito de par motor de gobierno aumentará considerablemente en relación con los propulsores de empuje. La implicación de esto es que la parte de la unidad que está a bordo de la embarcación tendrá que ser físicamente más grande, lo que también puede tener una influencia negativa sobre los costes.

El documento más parecido de la técnica anterior DE3307398 (fig. 4) desvela las características del preámbulo de la reivindicación 1. [0004] Por lo tanto, un aspecto de la presente invención es proveer una unidad de propulsión y gobierno que reduzca el requisito del par motor de gobierno para convertirlo en un mínimo. Divulgación de la invención [0005] Según un primer aspecto de la presente invención, se provee una unidad de propulsión y gobierno para una embarcación de superficie que comprende un alojamiento de góndola que tiene extremos delantero y trasero, una hélice y un árbol de hélice, estando la hélice dispuesta externamente en la parte delantera de la góndola y siendo giratoria alrededor de un eje longitudinal de un árbol de hélice, estando el árbol de hélice conectado a modo de transmisión a los medios de accionamiento, comprendiendo la unidad medios de gobierno que hacen girar la unidad alrededor de un eje sustancialmente perpendicular al eje longitudinal de la hélice, comprendiendo los medios de accionamiento un piñón de arrastre y una rueda motriz, la situación del piñón de arrastre en la rueda motriz es tal que, en uso, la dirección de rotación del piñón de arrastre produce un par que actúa contra un par hidrodinámico máximo generado por una rotación de la hélice y una rotación de la unidad por los medios de gobierno. [0006] La situación del piñón de arrastre en la rueda motriz es preferentemente de manera que, en uso, la dirección de rotación del piñón de arrastre produce un par que actúa con un par hidrodinámico mínimo generado por una rotación de la unidad por los medios de gobierno. [0007] Preferentemente, el eje de rotación del piñón de arrastre está situado delante de la rueda motriz. [0008] El eje de rotación del piñón de arrastre preferentemente es sustancialmente perpendicular al eje de rotación de la hélice. [0009] La unidad de propulsión y gobierno comprende preferentemente un elemento de aleta que se extiende desde una zona a popa del alojamiento de góndola. [0010] Se apreciará que la presente invención puede incluir un propulsor que comprende unas hélices de hojas de paso fijo o alternativamente hélices de paso variable. El número de palas de las hélices también puede variar y la hélice puede ser una hélice de seis palas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS [0011] A continuación se describirán realizaciones específicas de la invención y variantes de la misma únicamente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en planta de parte de una unidad de propulsión y gobierno que muestra la disposición de un piñón de arrastre y una rueda motriz; la Figura 2 es una vista en planta de la unidad de propulsión y gobierno mostrada en la Figura 1 y muestra las fuerzas y velocidades experimentadas por la unidad; la Figura 3a es una vista en planta de la unidad de propulsión y gobierno mostrada en la Figura 1 cuando se gira a babor y muestra las fuerzas y velocidades experimentadas por la unidad; la Figura 3b es una vista en planta de la unidad de propulsión y gobierno mostrada en la Figura 1 cuando se gira a estribor y muestra las fuerzas y velocidades experimentadas por la unidad; la Figura 4 es un gráfico de resultados de prueba, donde se compara el par de gobierno inducido hidrodinámico para una unidad de gobierno con y sin una aleta y muestra que el par de gobierno adimensional (KMZ) se traza frente al número de avance (JA), que también es adimensional; y la Figura 5 es un gráfico donde los resultados de la prueba del modelo se convierten a una aplicación a tamaño natural y el par de gobierno hidrodinámico para un caso de muestra a tamaño natural así como el par motor total (incluyendo el par del piñón) se traza frente al ángulo de rotación acimutal; la Figura 6 es una vista lateral de la unidad de propulsión y gobierno; la Figura 7 es una vista en planta de una unidad de propulsión y gobierno que gira a derechas y muestra las fuerzas inducidas por el patrón del torbellino de la hélice que actúan; la Figura 8 es una vista en planta de una unidad de propulsión y gobierno que gira a izquierdas y muestra las fuerzas inducidas por el patrón del torbellino de la hélice que actúan cuando la unidad está dirigida en la dirección opuesta a la mostrada en la Figura 7; y la Figura 9 es una vista en planta de una unidad de propulsión y gobierno que gira a izquierdas y muestra las fuerzas inducidas por el patrón del torbellino de la hélice que actúan cuando la unidad está orientada en la misma dirección que la mostrada en la Figura 7.

Con referencia a la Figura 1, se muestra parte de una unidad de propulsión y gobierno para una embarcación de superficie. La unidad de propulsión y gobierno es en forma de un propulsor acimutal 1 que comprende una hélice 2 fijada a un extremo de un árbol de hélice 4, que es giratorio alrededor de un eje longitudinal 6. Fijada al otro extremo del árbol de hélice 4 hay una corona dentada de engranaje cónico 8. La corona dentada 8 está engranada con un engranaje de piñón de arrastre 10 y, en esta realización particular, la corona dentada 8 se acciona en una dirección 7 mediante el engranaje de piñón de arrastre 10. El engranaje de piñón de arrastre 10 está montado en un árbol motor vertical 12, que está conectado los medios de accionamiento (no mostrados) de la embarcación. Un eje longitudinal 18 del árbol motor vertical 12, alrededor del cual gira el piñón de arrastre 8, es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal 6 del árbol de hélice 4 alrededor del cual gira la hélice 2. [0013] Sobre la parte superior del propulsor acimutal 1 hay colocado un motor de gobierno (no mostrado) que gira el propulsor de manera que el vector de la fuerza de tracción puede orientarse en una dirección decidida de 0 a 360 grados, o un múltiplo de 360 grados en ambas direcciones. Normalmente, un motor de gobierno está constituido por motores hidráulicos o eléctricos que están conectados a una corona de engranaje conectada a un vástago vertical en el propulsor. Si el propulsor 1 se hace girar en aguas tranquilas con la hélice desconectada, este se girará fácilmente con un mínimo de par independiente de la dirección. Sin embargo, si la embarcación está desplazándose entonces, debido a las fuerzas de la hélice y las características dinámicas del torbellino de la hélice habrá una resistencia al par variable que varía con la velocidad de rotación y la velocidad de la embarcación. Si la resistencia es mayor que el par que puede dar el motor de gobierno, el propulsor girará contra el par de presión procedente del motor de gobierno. La razón para esto es la contribución hidráulica (o flujo inducido) y el par logrado sobre el árbol motor vertical 12 debido a la rotación del árbol motor vertical

12. [0014] Lo primero que ha de considerarse son las componentes del par que son mecánicas. La Figura 1 muestra una línea de transmisión típica para el propulsor acimutal 1. El engranaje de piñón de arrastre orientado verticalmente 10 está conectado a un medio de accionamiento y en esta situación...

1. Una unidad de propulsión y gobierno para una embarcación de superficie, comprendiendo la unidad de propulsión y gobierno una góndola (1) que tiene extremos delantero y trasero, un elemento de aleta (32) que se extiende hacia abajo desde la góndola (1), una hélice (2) y un árbol de hélice (4), estando la hélice (2) dispuesta externamente en la parte delantera de la góndola (1) y siendo giratoria alrededor de un eje longitudinal (6) del árbol de hélice (4), estando el árbol de hélice (4) conectado a modo de transmisión a medios de accionamiento, comprendiendo los medios de accionamiento un engranaje piñón de arrastre (10) y una rueda motriz (8), comprendiendo además la unidad medios de gobierno para hacer girar la unidad alrededor de un eje (18) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (6) de la hélice (2), caracterizada porque el elemento de aleta (32) está dispuesto detrás de un eje (18) de rotación del árbol motor (12) y el engranaje de piñón de arrastre (10), estando además el eje (18) de rotación del engranaje de piñón de arrastre (10) delante de la rueda motriz (8), la situación del engranaje de piñón de arrastre (10) en la rueda motriz (8) es tal que, en uso, la dirección de rotación del engranaje de piñón de arrastre

(10) produce un par que actúa contra un par hidrodinámico máximo generado por una rotación de la hélice (2) y una rotación de la unidad por los medios de gobierno.

2. Una unidad de propulsión y gobierno según la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de rotación longitudinal de la rueda motriz (8) está situado debajo del engranaje de piñón de arrastre (10).

3. Una unidad de propulsión y gobierno según la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de rotación del engranaje de piñón de arrastre (10) es sustancialmente perpendicular al eje de rotación (6) de la hélice (2).

4. Una unidad de propulsión y gobierno según la reivindicación 1, caracterizada porque la hélice (2) es una hélice de paso variable.