Dispositivo de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes.

1. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes,

de las que comprenden un motor (2) acoplado mediante un reductor (3) a un eje de cola principal (4) de una hélice de propulsión (5) y, una bocina (6) de la hélice de propulsión (5) en el interior de la embarcación y fijada al casco (7) de la misma, caracterizado porque comprende

- una hélice secundaria (8) situada de forma adyacente a la hélice de propulsión (5), en el extremo de conexión de la misma al eje de cola principal (4);

- donde la hélice secundaria (8) comprende un eje de cola secundario (9) concéntrico y exterior al eje de cola principal (4), con un primer extremo (9.1) de unión a la hélice secundaria (8) y un segundo extremo (9.2) opuesto conectado con el eje de cola principal (4) mediante unos medios de transmisión del movimiento en sentido opuesto al de dicho eje de cola principal (4),

- una carcasa (10) de recubrimiento de los ejes de cola principal y secundario (4, 9) y de los medios de transmisión, y;

- unos medios de sujeción de la carcasa (10) de recubrimiento a la bocina (6).

2. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de transmisión comprenden un engranaje formado por una primera corona cónica (11) dentada sujeta al eje de cola principal (4), una segunda corona cónica (12) situada en el segundo extremo (9.2) del eje de cola secundario (9) y unos piñones (13) dentados de conexión entre ambas primera y segunda coronas cónicas (11, 12).

3. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de cola principal (4) comprende un acoplamiento elástico-dentado (14) al eje (15) del reductor (3) y la bocina (6) de la hélice de propulsión (5) está situada entre dicho acoplamiento elástico-dentado (14) y los medios de transmisión.

4. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 3, caracterizado porque la bocina (6) está conectada al eje de cola principal (4) en su extremo próximo al acoplamiento elástico-dentado (14) mediante unos rodamientos (17) y, está fijada al casco (7) de la embarcación mediante soldadura, siendo los medios de sujeción de la carcasa (10) a dicha bocina (6) formados por unos elementos de atornillado (18).

5. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito cerrado de engrase forzado situado en el interior del casco (7) de la embarcación y próximo al dispositivo (1).

6. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 5, caracterizado porque el circuito cerrado de engrase forzado comprende un depósito (19) de aceite conectado a una electrobomba (20), una primera conducción (21) de conexión del depósito (19) al dispositivo (1) y una segunda conducción (22) de conexión del dispositivo (1) al depósito (19), donde dicha segunda conducción (22) de conexión comprende un filtro (23) situado de forma previa a la conexión al depósito (19).

7. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y el eje de cola principal (4) están conectados mediante unos rodamientos (17).

8. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y el eje de cola secundario (9) están conectados mediante unos rodamientos (17).

9. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y los medios de transmisión están conectados mediante unos rodamientos (17).

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Dispositivo de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes

Campo técnico de la invención

La presente invención corresponde al campo técnico de los sistemas y dispositivos de propulsión naval, en concreto a los dispositivos para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes, de las que comprenden un motor acoplado mediante un reductor al eje de cola principal de una hélice de propulsión y, una bocina de la hélice de propulsión en el interior de la embarcación y fijada al casco de la misma.

Antecedentes de la Invención

En la actualidad, los sistemas de propulsión de embarcaciones han ido evolucionando en una búsqueda de unas mejores condiciones de navegación y de funcionamiento de estos sistemas. Un avance importante surgió con la utilización de las hélices contrarrotativas, que aportaban buenas propiedades hidrodinámicas, aunque no consiguieron mucha popularidad como propulsores de buques debido a la complejidad mecánica asociada con ejes largos, sus rodamientos y su sellado.

La colocación de una segunda hélice en grandes buques, situada a popa de la principal, lo más próxima a la misma y girando en sentido contrario, ha demostrado ser beneficioso, pero su utilización sólo ha sido posible mediante la instalación adicional de sistemas azimutales del tipo POD, situados a popa de la hélice principal.

Estos mecanismos azimutales son accionados por motores eléctricos, por lo que es imprescindible la instalación de un grupo electrógeno diesel que suministre la energía eléctrica necesaria para su funcionamiento. Es un sistema complejo, de elevado coste y reducido rendimiento, que solo puede ser amortizado en buques de gran eslora donde el consumo de combustible representa un capítulo muy importante en sus costes de explotación.

Otros sistemas de propulsión existentes son las colas propulsoras, los jets, las hélices de superficie y las líneas de ejes. En el caso de las colas propulsoras, están diseñadas para náutica deportiva exclusivamente y aunque presentan rasgos similares a los mecanismos U201530955

azimutales son más simples y endebles tanto mecánica como estructuralmente y, presentan un elevado coste de mantenimiento, así como frecuentes averías.

Los jets sólo se emplean en motos de agua o buques de planeo debido a la baja eficiencia 5 en buques de desplazamiento y, las hélices de superficie, también tiene una utilización restringida a buques deportivos y de planeo.

En cuanto a la propulsión mediante líneas de ejes, es un sistema mayoritariamente utilizado en buques de todas las esloras, tanto profesionales como deportivos, que consta en todos los casos de un eje y una hélice, con palas fijas o variables.

A pesar de conocer las mejoras en las condiciones hidrodinámicas que se obtienen con el uso de hélices contrarrotativas, actualmente no existe en el mercado ningún mecanismo ni dispositivo mecánico que permita sustituir en cualquier tipo de buque existente o de nueva construcción, las tradicionales líneas de ejes convencionales por el sistema de doble hélice sin realizar grandes transformaciones mecánicas o estructurales.

Descripción de la invención

El dispositivo de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes, de las que comprenden un motor acoplado mediante un reductor a un eje de cola principal de una hélice de propulsión y, una bocina de la hélice de propulsión en el interior de la embarcación y fijada al casco de la misma que aquí se presenta, comprende una hélice secundaria situada de forma adyacente a la hélice de propulsión, en el extremo de conexión de la misma al eje de cola principal, donde la hélice secundaria comprende un eje de cola secundario concéntrico y exterior al eje de cola principal y con un primer extremo de unión a la hélice secundaria y un segundo extremo opuesto conectado con el eje de cola principal mediante unos medios de transmisión del movimiento en sentido opuesto al de dicho eje de cola principal.

Comprende además, una carcasa de recubrimiento de los ejes de cola principal y secundario y de los medios de transmisión, así como unos medios de sujeción de la carcasa de recubrimiento a la bocina.

Según una realización preferente, los medios de transmisión comprenden un engranaje formado por una primera corona cónica dentada sujeta al eje de cola principal, una segunda U201530955

corona cónica situada en el segundo extremo del eje de cola secundario y unos piñones dentados de conexión entre ambas primera y segunda coronas cónicas.

De acuerdo con una realización preferente, el eje de cola principal comprende un 5 acoplamiento elástico-dentado al eje del reductor y la bocina de la hélice de propulsión está situada entre dicho acoplamiento elástico-dentado y los medios de transmisión.

En este caso y en una realización preferente, la bocina está conectada al eje de cola principal en su extremo próximo al acoplamiento elástico-dentado mediante unos rodamientos y, está fijada al casco de la embarcación mediante soldadura, siendo los medios de sujeción de la carcasa a dicha bocina formados por unos elementos de atornillado.

De acuerdo con otro aspecto, en un modo de realización el dispositivo comprende un circuito cerrado de engrase forzado situado en el interior del casco de la embarcación y próximo al dispositivo.

En este caso y según una realización preferida, el circuito cerrado de engrase forzado comprende un depósito de aceite conectado a una electrobomba, una primera conducción de conexión del depósito al dispositivo y una segunda conducción de conexión del dispositivo al depósito, donde dicha segunda conducción de conexión comprende un filtro situado de forma previa a la conexión al depósito.

De acuerdo con una realización preferente, la carcasa de recubrimiento y el eje de cola 25 principal están conectados mediante unos rodamientos.

En una realización preferente, la carcasa de recubrimiento y el eje de cola secundario están conectados mediante unos rodamientos.

Según una realización preferida, la carcasa de recubrimiento y los medios de transmisión están conectados mediante unos rodamientos.

Con el dispositivo de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes que aquí se propone, se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.

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Esto es así pues se consigue un dispositivo mecánico que recibiendo el movimiento giratorio del eje del reductor lo transforma en movimiento contrarrotante de dos ejes concéntricos.

Con este dispositivo, se consigue una mayor superficie del elemento propulsor en contacto con el agua, lo que se traduce en un incremento del rendimiento en la eficiencia de la propulsión en torno al 15% dependiendo del tipo de buque. Con este dispositivo, se reducen en dicha proporción, las pérdidas en el avance debidas al giro de la hélice en medio líquido, de manera que se puede optar entre reducir la potencia y el consumo de los motores propulsores para mantener las prestaciones o mantener dicha potencia incrementando las mismas. Así mismo, este dispositivo elimina las indeseables fuerzas laterales en la popa de la embarcación, lo que otorga una navegación totalmente rectilínea.

Este dispositivo permite un reparto de potencia entre las hélices al 50%, lo cual no solo maximiza el rendimiento sino que hace posible la utilización de hélices de menor diámetro.

Gracias a ello, se aumenta la distancia entre la punta de la pala y el casco, lo que sumado al hecho que de ambas hélices presentan un diferente número de palas, genera una reducción e incluso eliminación, de ruidos y cavitaciones.

Debido al incremento de rendimiento, este dispositivo permite reducir la potencia y el volumen de la maquinaria de propulsión, reduciendo consumos y gases de efecto invernadero.

Así mismo, debido a las características constructivas del dispositivo, y al hecho de que el eje de cola se sustenta sobre rodamientos y su estanqueidad se realiza mediante cierres mecánicos que no lo rozan ni dañan, se suprimen en gran parte las frecuentes varadas de mantenimiento para su supervisión, lo que minimiza costes y periodos de inactividad de la embarcación.

Es por tanto un dispositivo eficaz, rentable y sencillo, que posibilita la aplicación de un dispositivo de hélice contrarrotante en cualquier tipo de buque con líneas de ejes, sin que para ello sean necesarias grandes transformaciones o inversiones.

Breve descripción de los dibujos

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento,...

1. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes para embarcaciones con propulsión por líneas de ejes, de las que comprenden un motor (2) acoplado mediante un reductor (3) a un eje de cola principal (4) de una hélice de propulsión (5) y, una bocina (6) de la hélice de propulsión (5) en el interior de la embarcación y fijada al casco (7) de la misma, caracterizado porque comprende

- una hélice secundaria (8) situada de forma adyacente a la hélice de propulsión (5), en el extremo de conexión de la misma al eje de cola principal (4);

- donde la hélice secundaria (8) comprende un eje de cola secundario (9) concéntrico y exterior al eje de cola principal (4), con un primer extremo (9.1) de unión a la hélice secundaria (8) y un segundo extremo (9.2) opuesto conectado con el eje de cola principal (4) mediante unos medios de transmisión del movimiento en sentido opuesto al de dicho eje de cola principal (4),

- una carcasa (10) de recubrimiento de los ejes de cola principal y secundario (4, 9) y de los medios de transmisión, y;

- unos medios de sujeción de la carcasa (10) de recubrimiento a la bocina (6).

2. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de transmisión comprenden un engranaje formado por una primera corona cónica (11) dentada sujeta al eje de cola principal (4), una segunda corona cónica (12) situada en el segundo extremo (9.2) del eje de cola secundario (9) y unos piñones (13) dentados de conexión entre ambas primera y segunda coronas cónicas (11, 12).

3. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de cola principal (4) comprende un acoplamiento elástico-dentado (14) al eje (15) del reductor (3) y la bocina (6) de la hélice de propulsión (5) está situada entre dicho acoplamiento elástico-dentado (14) y los medios de transmisión.

4. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 3, caracterizado porque la bocina (6) está conectada al eje de cola principal (4) en su extremo próximo al acoplamiento elástico-dentado (14) mediante unos rodamientos (17) y, está fijada al casco (7) de la embarcación mediante soldadura, siendo los medios de sujeción de la carcasa (10) a dicha bocina (6) formados por unos elementos de atornillado (18).

5. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito cerrado de engrase forzado situado en el interior del casco (7) de la embarcación y próximo al dispositivo (1).

6. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según la reivindicación 5, caracterizado porque el circuito cerrado de engrase forzado comprende un depósito (19) de aceite conectado a una electrobomba (20), una primera conducción (21) de conexión del depósito (19) al dispositivo (1) y una segunda conducción (22) de conexión del dispositivo (1) al depósito (19), donde dicha segunda conducción (22) de conexión comprende un filtro (23) situado de forma previa a la conexión al depósito (19).

7. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y el eje de cola principal (4) están conectados mediante unos rodamientos (17).

8. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y el eje de cola secundario (9) están conectados mediante unos rodamientos (17).

9. Dispositivo (1) de hélices contrarrotantes, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (10) de recubrimiento y los medios de transmisión están conectados mediante unos rodamientos (17).