Dispositivo para disminuir la demanda de potencia motriz de un barco.

Barco de una o más hélices que comprende una hélice (101) dispuesto sobre un eje de hélice (PA) y un dispositivo (10) para reducir la demanda de potencia motriz del barco,

en donde el dispositivo (10) dispuesto a corta distancia delante de la hélice (101) en el cuerpo del barco (100) está formado por una tobera anterior (20) con aletas o alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) dispuestos dentro de la tobera anterior,

en donde la tobera anterior está inclinada arriba hacia adelante alrededor de un eje horizontal transversal que se extiende a través del centro de la tobera anterior,

caracterizado

por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) conectan el cuerpo del barco con la tobera anterior (20) y

por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) se disponen de manera asimétrica en el espacio interior (20a) de la tobera anterior (20) y de manera radial con respecto al eje de la hélice (PA).

Dispositivo para disminuir la demanda de potencia motriz de un barco La presente invención se refiere a un dispositivo para disminuir la demanda de potencia motriz de un barco de una o más hélices, en particular para barcos llenos y no llenos, no muy rápidos.

Del documento DE 42 23 570 C1 se conoce una superficie estabilizadora de flujo para hélices de paso variable. En dicha superficie estabilizadora de flujo está previsto que a través de una tobera anular antepuesta como difusor se ejerza una influencia sobre el flujo. Para esto se efectúa un retardo del flujo incidente en la región cercana y una aceleración del flujo incidente en la región exterior. El diámetro del difusor es menor que un 65% del diámetro de la hélice. Una tobera de este tipo se realiza como tobera de retardo o como difusor, respectivamente, con una tobera anular curvada hacia afuera. Este difusor retarda el flujo en su zona correspondiente, lo que sólo puede resultar en un mejoramiento del rendimiento de propulsión con cubos de hélice muy gruesos, tal como en el caso de las hélices de paso variable. Por lo tanto, una tobera de este tipo no se realiza como tobera de aceleración con una curvatura de la tobera anular hacia adentro. Debido a esto, la tobera presentada en el mencionado documento no acelera el flujo en su región y no es apropiada para todos los tipos de hélices, y en particular no lo es para hélices fijas. En el documento DE 42 23 570 C1 no se describe ningún principio de acción de una tobera anterior que consista en el aumento de la velocidad de flujo de la hélice en regiones con un flujo paralelo muy elevado.

Por el documento JP 07 267 189 A se conoce una disposición de hélice con una tobera anular y aletas dispuestos en forma de estrella. El diámetro de la hélice corresponde aproximadamente al diámetro anular de la tobera.

En el documento JP 58 000492 A se describe una disposición de hélice adicional, con la que sería posible lograr un mejoramiento del rendimiento y una disminución de la potencia motriz requerida. Esta disposición también comprende aletas, así como una estructura consistente de seis elementos dispuestos en forma de panal.

En el documento JP 57026086 se describe un barco con una tobera anterior que está dispuesta delante de la hélice e inclinada hacia adelante, en donde se provee un número de aletas que están dispuestos en un extremo de la tobera anterior.

El objetivo de la presente invención consiste en crear un dispositivo que sirva para disminuir la demanda de potencia motriz de un barco. Adicionalmente se quiere lograr un mejoramiento del rendimiento y una adaptación de las aletas o alerones de sustento al flujo incidente. Además se quiere mejorar el flujo incidente de la hélice.

Este objetivo se logra a través de un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

De manera correspondiente, el dispositivo de acuerdo con la presente invención está configurado de tal manera que el dispositivo dispuesto a corta distancia delante de la hélice en el cuerpo del barco consiste en una tobera anterior con aletas o alerones de sustento dispuestos dentro de la tobera anterior, en donde la tobera anterior arriba puede estar inclinada hacia adelante, preferentemente por hasta 8°, alrededor de un eje horizontal transversal que se extiende a través del centro de la tobera anterior.

Con un dispositivo configurado de esta manera, es posible reducir la demanda de potencia motriz de un barco. La llaman sea posible se debe incrementar a medida que aumenta el grado de carga de empuje de la hélice. El dispositivo es apropiado en particular para barcos llenos y lentos, tales como buques cisterna, cargueros y remolcadores, así como también para barcos no muy rápidos de todo tipo. El dispositivo propiamente dicho está montado delante de la hélice del barco de manera fija en el cuerpo del barco y está formado por los dos elementos funcionales representados por la tobera anterior y las aletas o alerones de sustento.

A este respecto, el principio de acción de la tobera anterior consiste en incrementar la velocidad del flujo incidente en la hélice en zonas con un flujo paralelo muy elevado y disminuir la velocidad del flujo incidente en la hélice en zonas con menor flujo paralelo, en donde la propia tobera genera empuje, mientras que el principio de acción de las aletas o alerones de sustento dispuestos dentro de la tobera anterior consiste en generar una prerrotación, en donde ambos elementos funcionales están dirigidos a diferentes fuentes de pérdidas, específicamente la tobera anterior está dirigido a una reducción de la carga de empuje efectiva y las aletas o alerones de sustento están dirigidos a reducir las pérdidas de rotación en el chorro de la hélice. Debido a ambos efectos, se incrementa el rendimiento del sistema de propulsión.

Debido a que el dispositivo se instala de la manera más próxima posible delante de la hélice, se alcanza el mayor rendimiento posible, y en particular también con diferentes casos de carga.

A esto se suma que el dispositivo de acuerdo con la presente invención no sólo es apropiado para barcos llenos, sino que también puede ser empleado en todos los barcos no muy rápidos, de aproximadamente V 25 nudos, con el mismo efecto de rendimiento. También es posible el uso en barcos cargueros portacontenedores muy grandes.

Adicionalmente, las aletas o los alerones de sustento conectan el cuerpo del barco con la tobera anterior.

Las aletas o alerones de sustento se disponen de manera asimétrica dentro de la tobera anterior y radialmente en

relación al eje de la hélice.

Otras formas de realización ventajosas son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Para obtener el mayor rendimiento posible, el dispositivo o, respectivamente, la tobera anterior se instala de manera fija a una distancia no mayor de 0, 3 veces el diámetro de la hélice delante del plano de la hélice. Preferentemente, la tobera anterior está inclinada arriba hacia adelante por aproximadamente 4°.

De acuerdo con una forma de realización adicional, la tobera anterior está girada lateralmente alrededor de un eje vertical que preferentemente se extiende a través del centro de la tobera anterior, de tal manera que la tobera anterior está inclinada hacia adelante en el lado batiente hacia arriba de la hélice.

La presente invención prevé además que la tobera anterior esté girada lateralmente por hasta 3°, preferentemente por 1°, alrededor de un eje vertical que de preferencia se extiende a través del centro de la tobera anterior, de tal manera que la tobera anterior está girada hacia adelante en el lado batiente hacia arriba de la hélice, en donde el giro también puede ser de 0°, pero no en la otra dirección.

Adicionalmente, la presente invención prevé que el espesor del perfil de la tobera anterior sea menor que un 12% de su longitud. De manera ventajosa, el espesor del perfil de la tobera anterior puede equivaler a un 7, 5% o 9% de su longitud.

Una forma de realización adicional prevé que las aletas o los alerones de sustento presenten un ángulo de ataque variable en la dirección radial, en donde las aletas o los alerones de sustento se encuentran rotados (retorcidos) de tal manera que las aletas o alerones de sustento en la parte interior junto al barco están dirigidos hacia arriba y el ángulo de ataque se reduce hacia afuera en dirección a la tobera anterior.

De esta manera, la tobera anterior está dispuesta de forma rotacionalmente simétrica con un eje desplazado hacia arriba, preferentemente por encima del eje de la hélice, en donde el eje interior de la tobera anterior equivale como máximo a un 90% del diámetro de la hélice.

Preferentemente, las aletas o los alerones de sustento se disponen en el extremo trasero de la tobera anterior, en donde el lado curvado del perfil de sección transversal en forma de alerón de sustento y también de forma lenticular de la aleta o del alerón de sustento, respectivamente, está dirigido hacia arriba en el lado batiente hacia arriba de la hélice y está dirigido hacia abajo en el lado batiente hacia abajo de la hélice. Sin embargo, la disposición de cuatro aletas o alerones de sustento en el espacio interior de la tobera anterior no representa ninguna limitación, ya que también se puede proveer un número menor o mayor de aletas o alerones de sustento.

En los dibujos se muestran ejemplos de realización para un barco con una hélice correspondiente al dispositivo de acuerdo con la presente invención que gira por arriba hacia estribor, en donde:

La Fig. 1 muestra en una vista lateral desde estribor con el dispositivo de acuerdo con la presente invención que consiste... [Seguir leyendo]

1. Barco de una o más hélices que comprende una hélice (101) dispuesto sobre un eje de hélice (PA) y un dispositivo (10) para reducir la demanda de potencia motriz del barco, en donde el dispositivo (10) dispuesto a corta distancia delante de la hélice (101) en el cuerpo del barco (100) está formado por una tobera anterior (20) con aletas o alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) dispuestos dentro de la tobera anterior, en donde la tobera anterior está inclinada arriba hacia adelante alrededor de un eje horizontal transversal que se extiende a través del centro de la tobera anterior, caracterizado por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) conectan el cuerpo del barco con la tobera anterior (20) y por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) se disponen de manera asimétrica en el espacio interior (20a) de la tobera anterior (20) y de manera radial con respecto al eje de la hélice (PA) .

2. Barco de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado por que el dispositivo o, respectivamente, la tobera anterior (20) está montada de manera fija con su borde trasero a una distancia no mayor de 0, 3 veces el diámetro de la hélice delante del plano de la hélice.

3. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2,

caracterizado por que la tobera anterior (20) está inclinada arriba hacia adelante por aproximadamente 4°.

4. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que la tobera anterior (20) está girada lateralmente alrededor de un eje vertical, de tal manera que la tobera anterior (20) está desplazada hacia adelante en el lado batiente hacia arriba de la hélice (101) .

5. Barco de acuerdo con la reivindicación 4,

caracterizado por que la tobera anterior (20) puede ser torcida lateralmente por hasta 3° alrededor de un eje vertical que preferentemente se extiende a través del punto central de la tobera anterior, de tal manera que la tobera anterior (20) está torcida hacia adelante en el lado batiente hacia arriba de la hélice (101) .

6. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 5,

caracterizado por que el espesor del perfil de la tobera anterior (20) es menor que el 12% de su longitud.

7. Barco de acuerdo con la reivindicación 6,

caracterizado por que el espesor del perfil de la tobera anterior equivale a un 7, 5% o un 9% de su longitud.

8. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 7,

caracterizado por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) presentan un ángulo de ataque variable en la dirección radial, en donde las aletas o los alerones de sustento están girados (retorcidos) de tal manera que las aletas o los alerones están dirigidos hacia arriba en el lado interior junto al barco y el ángulo de ataque se reduce hacia afuera en dirección hacia la tobera anterior (20) .

9. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 8,

caracterizado por que la tobera anterior (20) , con un diámetro interior menor del 90% del diámetro de la hélice, está dispuesta de manera rotacionalmente simétrica con el eje (21) desplazado hacia arriba por encima del eje de la hélice (PA) .

10. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 9,

caracterizado por que las aletas o los alerones de sustento están dispuestos en el extremo trasero de la tobera anterior (20) , en donde el lado curvado (32) del perfil de sección transversal lenticular (31) de la aleta o del alerón de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) está dirigido hacia arriba en el lado batiente hacia arriba de la hélice y está dirigido hacia abajo en el lado batiente hacia abajo de la hélice.

11. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 10,

caracterizado por que las aletas o los alerones de sustento (30; 30a, 30b, 30c, 30d) adoptan las siguientes posiciones angulares radiales y posiciones angulares iniciales preferentes:

Ángulo de aleta Ángulo de ataque Babor (BB) Aleta inferior (30a) 247, 5º 14º Babor (BB) Aleta media (30b) 292, 5º 12º Babor (BB) Aleta superior (30c) 337, 5º 8º

Estribor (SB) Aleta (30d) 90, 0º 10º

12. Barco de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 1 a 11, caracterizado por que las aletas o los alerones de sustento (30) dispuestos en el espacio interior (20a) de la tobera anterior (20) son modificables o ajustables en sus posiciones angulares.