Un arreglo de propulsión y gobierno para un buque.

Un arreglo de propulsión y gobierno para un buque (2), comprendiendo el arreglo:

a) una hélice rotativa (3) que tiene un cubo (5) y al menos dos palas de la hélice,

b) un timón alabeado giratorio (6) dispuesto aguas abajo de la hélice (3),

c) en el timón (6), un bulbo hidrodinámico (10) que forma una pieza con el timón (6), estando el bulbo separado de la hélice (3) por un espacio (e) y caracterizado por

d) una tapa (13) en el cubo de la hélice (5), salvando la tapa del cubo (13) el espacio (e) entre la hélice (3) y el bulbo (10), siendo el alabeo del timón el más grande en el área del bulbo (10) y disminuyendo con la distancia desde el bulbo (10) y siendo el ángulo de alabeo (β), a cierta distancia del bulbo, más pequeño por debajo del bulbo que por encima del bulbo.

Un arreglo de propulsión y gobierno para un buque.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente Invención se refiere a un arreglo para el gobierno y la propulsión de un buque. El arreglo es del tipo que comprende una hélice, un timón y un bulbo ubicado detrás de la hélice. La invención también se refiere a un buque provisto de dicho arreglo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El medio más habitual para propulsar buques es el propulsor de hélice en el que el eje de rotación de las palas está dispuesto a lo largo de la dirección de movimiento del buque. Para reducir el consumo de combustible, la eficiencia de la hélice debe ser lo más elevada posible. En este contexto, la eficiencia de una hélice que está montada en un buque se define como en cociente entre la potencia necesaria para propulsar el buque hacia delante y la potencia necesaria para simplemente arrastrar el buque hacia delante. Típicamente, la eficiencia de una hélice es del 6 - 7%. Dado que el consumo de combustible depende directamente de la eficiencia de la hélice, cualquier mejora de la eficiencia da como resultado una reducción correspondiente del consumo de combustible.

Para mejorar la eficiencia de hélices, se ha sugerido que la hélice se combine con un cuerpo hidrodinámico dispuesto detrás de la hélice y coaxial con la hélice. Dicho cuerpo hidrodinámico se denomina algunas veces como un bulbo "Costa", bulbo de propulsión o simplemente bulbo. Dicho bulbo de propulsión se desvela, por ejemplo, en la memoria descriptiva de patente británica GB 762.445. Ese documento desvela un arreglo donde una hélice está montada en un buque en frente de un timón que tiene un codaste de popa. Un bulbo se coloca detrás de la hélice y un miembro de soporte para el bulbo está formado por el codaste de popa. También se ha sugerido en el documento WO 97/11878 que un cuerpo en forma de torpedo puede colocarse detrás de la hélice. El cuerpo en forma de torpedo se describe estando suspendido en el amarre para cadenas del timón e incapaz de balancearse con respecto al buque. El documento KR 21 9112 se considera la técnica anterior más cercana y desvela el preámbulo de la reivindicación 1.

Para un buque, también es deseable que la maniobrabilidad sea la mejor posible. En este contexto, la manlobrabllidad se define como la fuerza lateral que puede conseguirse con cierto desplazamiento angular del timón.

Es un objeto de la presente Invención proporcionar un arreglo para el gobierno y la propulsión de un buque que tiene una eficiencia mejorada. Es un objeto adicional de la invención proporcionar un arreglo para el gobierno y la propulsión que tiene una manlobrabllidad mejorada sin par de torsión del aparato de gobierno.

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la invención, un arreglo de propulsión y gobierno para un buque comprende una hélice rotativa con un cubo y una o varias palas de la hélice. Preferentemente, la hélice tiene al menos dos palas de la hélice. Un timón giratorio está dispuesto detrás de la hélice en la dirección de movimiento del buque. El timón es alabeado, es decir curvo en lugar de plano. Un bulbo de propulsión hidrodinámico forma una pieza con el timón y está colocado detrás de la hélice, de modo que el agua de mar presionada hacia atrás por la hélice fluirá alrededor del bulbo. El extremo frontal del bulbo está separado de la hélice y su cubo por un espacio. El espacio entre el bulbo y la hélice es salvado por una tapa del cubo. En realizaciones preferidas de la invención, la tapa del cubo se encuentra con el bulbo en un punto entre la hélice y la parte del bulbo donde el bulbo alcanza su máximo diámetro. La tapa del cubo y el extremo frontal del bulbo están diseñados para mantener la distancia entre el bulbo y la tapa constante cuando se hace girar al timón.

El diámetro máximo del bulbo puede ser igual al diámetro del cubo de la hélice. Sin embargo, en realizaciones ventajosas de la invención, el diámetro máximo del bulbo es mayor que el diámetro del cubo de la hélice. El diámetro máximo del bulbo puede ser del 1% al 4 % mayor que el diámetro del cubo de la hélice y, preferentemente, el 2% mayor.

El bulbo puede extenderse a lo largo de un eje paralelo a o coaxial con el eje de rotación de la hélice pero, en una realización alternativa, también puede extenderse a lo largo de un eje que define un ángulo agudo con el eje de rotación de la hélice. En la realización alternativa, el extremo posterior del bulbo puede estar en un nivel por encima del extremo frontal del bulbo, de modo que el ángulo entre el bulbo y el eje de la hélice sea de 1o - 14°. Preferentemente, el ángulo entre el bulbo and el eje de la hélice es de 3o- 5o.

En algunas realizaciones de la invención, el alabeo del timón disminuye desde un extremo frontal adyacente a la hélice hasta un extremo posterior que es un extremo distal con respecto a la hélice, de modo que el extremo posterior del timón se extienda a lo largo de una línea recta. En otras realizaciones, al menos una parte del timón está alabeada de forma continua desde un extremo frontal del timón hasta un extremo posterior del timón

Preferentemente, el bulbo divide el timón en una parte superior y una parte inferior que están alabeadas en direcciones opuestas una con respecto a la otra. En todas las realizaciones, el alabeo del timón es mayor en el área del bulbo y disminuye con la distancia desde el bulbo. Preferentemente, el alabeo disminuye de forma lineal con la distancia desde el bulbo. El alabeo máximo del timón puede ser de hasta 15°.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra un arreglo de acuerdo con la presente invención dispuesto en la roda de un buque.

La figura 2 muestra con más detalle el arreglo de la figura 1.

La figura 3 muestra una sección transversal del timón de la figura 2.

La figura 4 muestra una sección transversal diferente del timón.

La figura 5 muestra el timón tal como se ve desde arriba.

La figura 6 muestra una sección transversal de acuerdo con una realización alternativa.

La figura 7 otra sección transversal de la misma realización mostrada en la figura 6.

La figura 8 muestra el timón y la tapa del cubo desde arriba cuando el timón está en una posición neutra.

La figura 9 muestra una vista del timón similar a la figura 8 pero con el timón girado para hacer que el buque cambie

su dirección de movimiento.

La figura 1 es una vista similar a la figura 2 pero que muestra otra realización de la invención.

La figura 11 muestra una vista de sección transversal del bulbo y la tapa del cubo de acuerdo con una realización.

La figura 12a muestra el bulbo de la realización mostrada en la figura 11.

La figura 12b es una vista frontal del bulbo mostrado en la figura 12a, es decirtal como se ve desde la derecha en la 2 figura 12a.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La invención se explicará ahora con más detalle con referencia a la figura 1 y la figura 2. Tal como puede verse en la figura 1, el arreglo de la invención 1 para gobierno y propulsión de un buque 2 está montado en la parte de popa de un buque 2. El arreglo de la invención comprende una hélice rotativa 3 montada sobre un árbol de transmisión 4.

2 5 Cuando la hélice es impulsada por el árbol de transmisión 4, la hélice 3 propulsará al buque 2 hacia delante en la

dirección de la flecha A (debe entenderse que el impulso también puede invertirse para hacer que el buque vaya hacia atrás). Cuando el buque 2 es propulsado hacia delante por la hélice 3, el agua que ha pasado la hélice 3 se desplazará hacia atrás contra un timón giratorio 6 que está ubicado aguas abajo de la hélice 3, es decir detrás de la hélice 3. En este contexto, las expresiones "aguas abajo" y "detrás" deben entenderse con referencia a la dirección

3 de movimiento hacia delante del buque (tal como se indica mediante la flecha A). El timón 6 está montado en una

mecha del timón 7 que puede girar para controlar la posición del timón 6.

Tal como se indica en la figura 2, la hélice 3 tiene un cubo 5 en el que están montadas las palas de la hélice. En principio, la hélice 3 puede tener solamente una pala de la hélice pero, preferentemente, tiene al menos dos palas de la hélice. También puede tener más de dos palas. Por ejemplo, puede tener tres palas o cuatro palas.

3 5 Un bulbo hidrodinámico 1 se ha construido de una pieza con el timón 6. Cuando la hélice 3 está activa, el agua

procedente de la hélice fluirá sobre el bulbo 1. Cuando el agua fluye sobre el bulbo hidrodinámico 1, la eficiencia de la hélice se incrementa.... [Seguir leyendo]

1. Un arreglo de propulsión y gobierno para un buque (2) , comprendiendo el arreglo:

a) una hélice rotativa (3) que tiene un cubo (5) y al menos dos palas de la hélice, b) un timón alabeado giratorio (6) dispuesto aguas abajo de la hélice (3) , c) en el timón (6) , un bulbo hidrodinámico (10) que forma una pieza con el timón (6) , estando el bulbo separado 5 de la hélice (3) por un espacio (e) y caracterizado por

d) una tapa (13) en el cubo de la hélice (5) , salvando la tapa del cubo (13) el espacio (e) entre la hélice (3) y el bulbo (10) , siendo el alabeo del timón el más grande en el área del bulbo (10) y disminuyendo con la distancia desde el bulbo (10) y siendo el ángulo de alabeo (ï?¢) , a cierta distancia del bulbo, más pequeño por debajo del bulbo que por encima 10 del bulbo.

2. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el diámetro máximo del bulbo (10) es del 1% - 40% mayor que el diámetro del cubo de la hélice (5) .

3. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el bulbo (10) se extiende a lo largo de un eje (15) paralelo a o coaxial con el eje de rotación de la hélice (3) . 15

4. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el bulbo (10) se extiende a lo largo de un eje (15) que define un ángulo agudo con el eje de rotación de la hélice (3) .

5. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el extremo posterior (16) del bulbo (10) está en un nivel por encima del extremo frontal del bulbo (10) y el ángulo entre el bulbo (10) y el eje de la hélice es de 1º - 14º .

6. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tapa del cubo (13) se encuentra con el bulbo (10) 20 en un punto entre la hélice (3) y la parte del bulbo (10) donde el bulbo (10) alcanza su diámetro máximo.

7. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el alabeo del timón (6) disminuye desde un extremo frontal (8) adyacente a la hélice (3) hasta un extremo posterior (9) que es un extremo distal con respecto a la hélice (3) , de modo que el extremo posterior (9) del timón (6) se extiende a lo largo de una línea recta.

8. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos una parte del timón (6) está alabeada de 25 forma continua desde un extremo frontal (8) del timón (6) hasta un extremo posterior (9) del timón.

9. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el alabeo del timón (6) disminuye de forma lineal con la distancia desde el bulbo (10) .

10. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tapa del cubo (13) y el extremo frontal del bulbo (10) están diseñados para mantener la distancia entre el bulbo (10) y la tapa (13) constante cuando se hace girar al 30 timón (6) .

11. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 8, en el que el alabeo máximo del timón (6) es de 15º .

12. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el timón (6) está alabeado en diferentes direcciones por encima y por debajo del bulbo (10) . 35

13. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la parte del timón (6) y el bulbo (10) que está ubicada aguas arriba de la mecha del timón (7) tiene un área lateral sobresaliente que es menor del 30% del área lateral sobresaliente total del timón (6) y el bulbo (10) .

14. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el extremo delantero (11) del bulbo (10) tiene una superficie central (20) con un radio de curvatura (R1) y la superficie central (20) está rodeada por una superficie 40 anular (21) que tiene un radio de curvatura (R3) que es más pequeño que el radio de curvatura (R1) de la superficie central (20) y es del 4% al 25% del diámetro máximo del bulbo (DB) .

15. Un buque provisto de un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 14.