Timón con aletas.

Un timón con aletas (20) para cambiar el rumbo de un buque (1),

que comprende:

una primera aleta (12) proporcionada en una superficie del timón en el lado de babor (11) y una segunda aleta(14) proporcionada en una superficie del timón en el lado de estribor (13),

en el que,

cuando el timón con aletas (20) está destinado a disponerse en una orientación vertical hacia la parte posteriorde una hélice propulsora (2) que está diseñada para girar en sentido horario, según se observa desde un ladode popa, durante el movimiento hacia delante del buque (1), un primer extremo de la primera aleta (12) estáfijado a la superficie del timón en una posición más alta que una posición central (C) de la hélice propulsora (2)y hacia un lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor (11), y unprimer extremo de la segunda aleta (14) está fijado a la superficie del timón en una posición más baja que laposición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia el borde anterior de una porción central de la superficiedel timón en el lado de estribor (13); o

cuando el timón con aletas (20) está destinado a disponerse en una orientación vertical hacia la parte posteriorde una hélice propulsora (2), que está diseñada para girar en sentido antihorario, según se observa desde ellado de popa, durante el movimiento hacia delante del buque (1), un primer extremo de la primera aleta (12)está fijado a la superficie del timón en una posición más baja que una posición central (C) de la hélicepropulsora (2) y hacia un lado del borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado debabor (11), y un primer extremo de la segunda aleta (14) está fijado a la superficie del timón en una posiciónmás alta que la posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia el lado del borde anterior de la porcióncentral de la superficie del timón en el lado de estribor (13); y

un segundo extremo de cada aleta (12,14) se extiende horizontalmente hasta una posición dentro de un radiode giro (P) de la hélice propulsora (2) donde un flujo ascendente o descendente es fuerte; yun bulbo de timón (21) formado de un relieve proporcionado en una porción de borde anterior del timón conaletas (20) que está opuesta a un núcleo de hélice (2a) de la hélice propulsora (2);

caracterizado porque

un borde anterior (22, 23) del timón con aletas (20) está alabeado de acuerdo con la dirección de flujo deentrada de una estela de la hélice propulsora (2); y

la primera aleta (12) y la segunda aleta (14) están proporcionadas en la proximidad del bulbo (21) del timón enel lado de la estela del borde anterior (22, 23) del timón con aletas (20).

Timón con aletas Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención se refiere a timones con aletas proporcionados en buques para cambiar su rumbo.

2. Descripción de la técnica relacionada En la técnica relacionada, existen estructuras conocidas para convertir un flujo giratorio de una hélice en un flujo en la dirección de propulsión para mejorar el rendimiento de propulsión. Por ejemplo, la solicitud de patente japonesa no examinada, con Nº de publicación HEI-6-305487 desvela una estructura en la que las aletas horizontales cuyo ángulo de inclinación (ángulo de rotación) se establece en relación con el ángulo de flujo de entrada, que cambia de acuerdo con la distancia desde el centro del eje de hélice, se proporcionan en los lados de babor y estribor de una posición del eje central de un bulbo de timón. En otra estructura conocida, para mejorar el rendimiento de propulsión, un bulbo se añade al borde anterior del timón cerca del centro del eje de la hélice, y las aletas horizontales a las mismas alturas a la izquierda y derecha se proporcionan integralmente con este bulbo, véase la solicitud de patente japonesa no examinada, con Nº de publicación HEI-11-139395, que constituye la técnica anterior más cercana.

Sin embargo, como resultado del análisis detallado de los presentes inventores del campo de flujo alrededor de un timón detrás de la hélice del buque que funciona en sentido horario, se ha encontrado que se genera un flujo de agua similar al mostrado en la Figura 12 en el borde anterior de la placa de timón, y un flujo de agua similar al mostrado en la Figura 13 se genera en la posición central del eje del timón. Como puede entenderse a partir de las Figuras 12 y 13, en el lado de babor del timón R del buque (el lado derecho en las Figuras 12 y 13) , el flujo ascendente es fuerte dentro de un radio de giro P de la hélice propulsora por encima de una posición central C, y el flujo descendente es fuerte cerca del timón R. Por otro lado, en el lado de estribor del timón (el lado izquierdo en las Figuras 12 y 13) , el flujo descendente es fuerte dentro del radio de giro P de la hélice propulsora debajo de la posición central C, y el flujo descendente es fuerte cerca del timón R.

En consecuencia, en la posición central del eje del timón en la estela de hélice, los flujos por encima y por debajo de la posición central, así como las fuerzas de los flujos, difieren significativamente en los lados de babor y estribor, en los que las direcciones de giro de la hélice son diferentes, como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto, como se ha descrito en la solicitud de patente japonesa no examinada, con Nº de publicación HEI-6-305487 y en la solicitud de patente japonesa no examinada, con Nº de publicación HEI-11-139395, existe el problema de que no es posible mejorar eficazmente la eficacia de propulsión en la estela de la hélice con aletas horizontales proporcionadas a la misma altura en los lados de babor y estribor en la posición central del eje y cerca del centro.

Las Figuras 12 y 13, que muestran los resultados del análisis de campo de flujo obtenido a un número de Reynolds de 1.080.000 y a una velocidad de giro de la hélice propulsora de 7, 8 rps, ilustran el movimiento hacia delante como se observa desde el lado de proa. La hélice propulsora, que no se muestra en las figuras, gira en sentido horario, según se observa desde el lado de popa, durante el movimiento hacia delante. Las direcciones de las flechas en estas figuras indican las direcciones de los flujos en el plano de las mismas, y las longitudes de las flechas indican las magnitudes de los flujos. En particular, el flujo descendente es fuerte por debajo de la línea central de la hélice en el lado de estribor del timón.

Breve sumario de la invención La presente invención según se define en las reivindicaciones independientes 1 y 2 se ha concebido a la luz de las circunstancias descritas anteriormente, y un objetivo de la misma es proporcionar un timón con aletas, así como un buque provisto del mismo, que puede aumentar la producción de estela rectificando más eficazmente el flujo de agua detrás de una hélice propulsora, mejorando de este modo el rendimiento de propulsión (eficacia de propulsión) .

Para resolver los problemas descritos anteriormente, la presente invención emplea las soluciones definidas en las reivindicaciones.

Un primer aspecto de un timón con aletas de acuerdo con la presente invención es un timón con aletas, dispuesto hacia la popa de una hélice propulsora, para cambiar el rumbo de un buque y provisto de una primera aleta en una superficie del timón en el lado de babor y una segunda aleta en una superficie del timón en el lado de estribor. Cuando la hélice propulsora se hace girar en sentido horario, según se observa desde un lado de popa, durante el movimiento hacia delante, un primer extremo de la primera aleta se fija en una posición más alta que una posición central de la hélice propulsora en un lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor, y un primer extremo de la segunda aleta se fija en una posición más baja que la posición central de la hélice propulsora en el lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de estribor. Cuando la hélice propulsora se hace girar en sentido antihorario, según se observa desde el lado de popa, durante el movimiento hacia delante, el primer extremo de la primera aleta se fija en una posición más baja que la posición

central de la hélice propulsora en el lado de borde anterior de la porción central de la superficie del timón en el lado de babor, y el primer extremo de la segunda aleta se fija en una posición más alta que la posición central de la hélice propulsora en el lado de borde anterior de la porción central de la superficie del timón en el lado de estribor. El segundo extremo de cada aleta se extiende horizontalmente hasta una posición dentro de un radio de giro de la hélice propulsora, donde un flujo ascendente o descendente es fuerte.

Un segundo aspecto de un timón con aletas de acuerdo con la presente invención es un timón con aletas, dispuesto hacia la popa de una hélice propulsora que se hace girar en sentido horario según se observa desde un lado de popa durante el movimiento hacia delante, para cambiar el rumbo de un buque y provisto de un primera aleta en una superficie del timón en el lado de babor y una segunda aleta en una superficie del timón en el lado de estribor. Un primer extremo de la primera aleta se fija en una posición más alta que una posición central de la hélice propulsora en un lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor, y un primer extremo de la segunda aleta se fija en una posición más baja que la posición central de la hélice propulsora en el lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de estribor; un segundo extremo de la primera aleta se extiende con una inclinación hacia arriba hasta una posición dentro de un radio de giro de la hélice propulsora donde un flujo ascendente es fuerte, y un segundo extremo de la segunda aleta se extiende horizontalmente hasta una posición dentro del radio de giro de la hélice propulsora, donde un flujo descendente es fuerte.

Cuando se dispone hacia la popa de una hélice propulsora que gira en sentido antihorario, según se observa desde el lado de popa, durante el movimiento hacia delante, la relación de posición de la primera aleta y de la segunda aleta se invierte de izquierda a derecha.

Con el timón con aletas de acuerdo con la presente invención, debido a que una aleta que presenta un ángulo apropiado en relación con los flujos descendente, ascendente, y turbulento cerca del timón genera el empuje, la resistencia del casco se puede reducir, disminuyendo de este modo la potencia de propulsión. Al mover la posición de fijación de la aleta hacia arriba o hacia abajo, como se muestra en la Figura 7, o al inclinar el ángulo de fijación, como se muestra en la Figura 8, para que se adapten mejor al flujo alrededor del timón, es posible lograr una mayor reducción en la potencia de propulsión con la aleta.

Como se muestra en la Figura 13, el flujo en el lado de babor superior de la superficie del timón puede acercarse a un flujo turbulento formado combinando el flujo ascendente y el flujo hacia el interior. En tal caso, si el ángulo de fijación de la aleta se dirige en una inclinación hacia arriba, es posible lograr un mayor efecto de producción de empuje con la aleta.

En el timón con aletas descrito anteriormente, preferentemente, un bulbo de timón formado por un relieve se proporciona... [Seguir leyendo]

1. Un timón con aletas (20) para cambiar el rumbo de un buque (1) , que comprende:

una primera aleta (12) proporcionada en una superficie del timón en el lado de babor (11) y una segunda aleta (14) proporcionada en una superficie del timón en el lado de estribor (13) , en el que, cuando el timón con aletas (20) está destinado a disponerse en una orientación vertical hacia la parte posterior de una hélice propulsora (2) que está diseñada para girar en sentido horario, según se observa desde un lado de popa, durante el movimiento hacia delante del buque (1) , un primer extremo de la primera aleta (12) está fijado a la superficie del timón en una posición más alta que una posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia un lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor (11) , y un primer extremo de la segunda aleta (14) está fijado a la superficie del timón en una posición más baja que la posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia el borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de estribor (13) ; o cuando el timón con aletas (20) está destinado a disponerse en una orientación vertical hacia la parte posterior de una hélice propulsora (2) , que está diseñada para girar en sentido antihorario, según se observa desde el lado de popa, durante el movimiento hacia delante del buque (1) , un primer extremo de la primera aleta (12) está fijado a la superficie del timón en una posición más baja que una posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia un lado del borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor (11) , y un primer extremo de la segunda aleta (14) está fijado a la superficie del timón en una posición más alta que la posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia el lado del borde anterior de la porción central de la superficie del timón en el lado de estribor (13) ; y un segundo extremo de cada aleta (12, 14) se extiende horizontalmente hasta una posición dentro de un radio de giro (P) de la hélice propulsora (2) donde un flujo ascendente o descendente es fuerte; y un bulbo de timón (21) formado de un relieve proporcionado en una porción de borde anterior del timón con aletas (20) que está opuesta a un núcleo de hélice (2a) de la hélice propulsora (2) ;

caracterizado porque un borde anterior (22, 23) del timón con aletas (20) está alabeado de acuerdo con la dirección de flujo de entrada de una estela de la hélice propulsora (2) ; y la primera aleta (12) y la segunda aleta (14) están proporcionadas en la proximidad del bulbo (21) del timón en el lado de la estela del borde anterior (22, 23) del timón con aletas (20) .

2. Un timón con aletas (30, 40) para cambiar el rumbo de un buque (1) , que comprende:

una primera aleta (31; 41) proporcionada en una superficie del timón en el lado de babor (11) y una segunda aleta (14) proporcionada en una superficie del timón en el lado de estribor (13) , en el que, cuando el timón con aletas (30, 40) está destinado a disponerse en una orientación vertical hacia la parte posterior de una hélice propulsora (2) que está diseñada para girar en sentido horario, según se observa desde un lado de popa, durante el movimiento hacia delante del buque (1) , un primer extremo de la primera aleta (31; 41) está fijado a la superficie del timón en una posición más alta que una posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia un lado de borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de babor (11) , y un primer extremo de la segunda aleta (14) está fijado a la superficie del timón en una posición más baja que la posición central (C) de la hélice propulsora (2) y hacia el borde anterior de una porción central de la superficie del timón en el lado de estribor (13) ; y un segundo extremo de la segunda aleta (14) se extiende horizontalmente hasta una posición dentro del radio de giro (P) de la hélice propulsora (2) donde un flujo descendente es fuerte;

caracterizado porque un segundo extremo de la primera aleta (31, 41) se extiende con una inclinación hacia arriba hasta una posición dentro de un radio de giro (P) de la hélice propulsora (2) donde un flujo ascendente es fuerte.

3. El timón con aletas de acuerdo con la reivindicación 2, en el que un bulbo del timón (21) formado de un relieve está proporcionado en una porción de borde anterior del timón con aletas (40) opuesto a un núcleo de hélice (2a) de la hélice propulsora (2) , y un borde anterior (22, 23) del mismo está alabeado de acuerdo con la dirección de flujo de entrada de una estela de la hélice propulsora (2) .

4. El timón con aletas de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, en el que un primer extremo del borde anterior (22) que está situado por encima del bulbo del timón (21) está situado en la misma posición o en el lado de estribor de la posición central (C) de la hélice propulsora (2) , y un segundo extremo del borde anterior (22) que está situado por encima del bulbo del timón (21) está situado en el lado de babor de la posición central (C) de la hélice propulsora (2) , y en el que un primer extremo del borde anterior (23) que está situado por debajo del bulbo del timón (21) está situado en el lado de estribor de la posición central (C) de la hélice propulsora (2) , y un segundo extremo del borde anterior (23) que está situado por debajo del bulbo del timón (21) está situado en la misma posición o en el lado de estribor de la posición central (C) de la hélice propulsora (2) .

5. El timón con aletas de acuerdo con la reivindicación 4, en el que

el borde anterior (22) que está situado por encima del bulbo del timón (21) está formado de tal manera que forma una línea sustancialmente recta desde el primer extremo hasta el segundo extremo del mismo, y el segundo extremo está conectado a la parte superior del bulbo del timón (21) , y el borde anterior (23) que está situado por debajo del bulbo del timón (21) está formado de tal manera que forma una línea sustancialmente recta desde el primer extremo hasta el segundo extremo del mismo, y el primer extremo está conectado a la parte inferior del bulbo del timón (21) .

6. El timón con aletas de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el bulbo del timón (21) aumenta abruptamente en diámetro en el borde anterior del timón con aletas (20, 40) desde la cara terminal del lado de proa que está opuesta al núcleo de hélice (2a) , y se reduce suavemente en diámetro desde el borde delantero del timón con aletas (20, 40)

hacia el borde de salida.

7. El timón con aletas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la primera aleta (12; 31; 41) está formada para tener una forma de ala en sección transversal y una combadura hacia arriba, y la segunda aleta (14) está formada para tener una forma de ala en sección transversal y una combadura hacia abajo.

8. Un buque que comprende un timón con aletas (20; 30:40) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.