ES2204487T3 - Unidad operativa multifuncional para uso nautico. - Google Patents

Abstract

Una unidad operativa para embarcaciones en general, que comprende: un motor de combustión interna (2); una máquina eléctrica (15, 60) accionada por dicho motor para generar energía eléctrica para su uso a bordo; al menos un receptáculo (21) asociado al motor y en comunicación fluida con el agua del exterior de la embarcación donde está instalada la unidad, y el agua circula dentro del receptáculo, caracterizada porque comprende una bomba (9) accionada por el motor de combustión interna (2) para suministrar agua desde dicho al menos un receptáculo (21) a las membranas de desalinización osmótica.

Description

Unidad operativa multifuncional para uso náutico.

La invención se refiere a unidades operativas que se usan para producir energía eléctrica en el campo náutico en general y en embarcaciones de recreo, tanto a vela como a motor, en particular.

Como es sabido, en las embarcaciones del tipo descrito anteriormente, la electricidad para los usos de a bordo se genera normalmente mediante unidades operativas adecuadas, que consisten esencialmente en un motor de combustión interna, normalmente un motor diesel, al que se conecta directamente, o por medio de sistemas conocidos de desmultiplicación mecánica, una máquina eléctrica; ésta es, en la mayoría de los casos, un alternador, que, por lo tanto, produce corriente alterna, pero también puede ser una dinamo, que genera así corriente continua.

Para mayor brevedad, en lo sucesivo se hará referencia principalmente a unidades operativas con alternador, pero, sin embargo, se entenderá que las consideraciones expuestas se aplican también a unidades provistas de dinamo.

El motor diesel de estas unidades se refrigera normalmente con agua de mar, para cuyo fin está provisto de su propia bomba que hace circular el agua en su interior y después descarga el agua por el mismo escape de los gases de combustión del motor.

El alternador, en cambio, es refrigerado generalmente por aire y, con este fin, está provisto de un ventilador, que hace que el aire del exterior lama los devanados eléctricos.

Sin embargo, existen alternadores refrigerados por aire que, en lugar de medios de ventilación por presión, tienen una bomba para la circulación del agua de refrigeración.

Resulta fácil entender que las unidades operativas diseñadas de este manera sirven únicamente para realizar la función de generar energía eléctrica para su uso a bordo; sin embargo debería tenerse en cuenta que, aunque se producen de forma sencilla y compacta, no obstante, para su instalación es necesario proporcionar las condiciones y la infraestructura para la maquinaria (espacios, tuberías y tomas de agua de mar para el agua de refrigeración, etc.) imprescindibles para su funcionamiento.

De hecho, no hay que olvidar que las unidades en cuestión requieren un mantenimiento periódico y es necesario que estén colocadas de tal modo que se limiten los inconvenientes causados por el ruido de su motor de combustión interna.

Como se puede observar, existen muchos aspectos técnicos importantes que han de tenerse en cuenta necesariamente al instalar las unidades para generar energía eléctrica en embarcaciones de recreo.

Esto hace que aumente la necesidad de incrementar el potencial funcional de estas unidades operativas, con el fin de aprovechar lo mejor posible la energía que producen y los recursos de a bordo (espacio, diversos elementos de infraestructura, etc.) necesarios para su uso y funcionamiento.

En la publicación de solicitud patente internacional nº WO 99/04146 y en la patente de EE.UU. nº 4.836.123.

En este contexto, sólo es necesario recordar que cada uno de los elementos de a bordo de las embarcaciones debe diseñarse con el fin de obtener el mejor resultado posible, reduciendo los pesos y dimensiones totales al mínimo imprescindible; y las unidades que generan energía eléctrica no son, por tanto, una excepción a esta norma.

Un objeto de la presente invención es satisfacer la necesidad mencionada.

Tal objeto se realiza mediante una unidad operativa que comprende un motor de combustión interna acoplado a una máquina para producir energía eléctrica (un alternador si es corriente alterna, o una dinamo si se trata de corriente continua), en el que hay al menos un receptáculo en el que se hace circular agua de mar desde el exterior de la embarcación.

Este receptáculo permite, de hecho, obtener múltiples efectos ventajosos, entre los que se incluyen: el de evitar cualquier daño posible al motor diesel en el caso de una obstrucción en la toma de agua de mar para la refrigeración, el de usarse como intercambiador de calor para refrigerar el condensador de un sistema de aire acondicionado, el de suministrar agua a la bomba de un aparato de desalinización, y otros usos, que facilitan el uso óptimo de la energía producida por la propia unidad operativa, y prevé un uso más racional del espacio ocupado en su conjunto por los diversos elementos del equipo de a bordo, que funciona con dicha energía.

Los rasgos que caracterizan a la invención se exponen en las reivindicaciones adjuntas a la presente descripción.

Dichos rasgos, y las ventajas que se obtienen de los mismos, se harán más claros a partir de la explicación de las formas de realización ejemplares, no exclusivas de la presente invención, que se proporcionan abajo con referencias a los dibujos adjuntos en los que:

La Fig. 1 muestra una vista lateral en sección parcial de una primera forma de realización de una unidad operativa según la invención;

La Fig. 2 muestra una vista de la misma unidad operativa anterior, desde el lado opuesto al de la Fig. 1;

La Fig. 3 muestra una vista en sección a lo largo de la línea III-III de la Fig. 1;

La Fig. 4 muestra una vista en sección a lo largo de la línea IV-IV de la Fig. 1;

La Fig. 5 muestra una vista frontal en sección parcial de la unidad operativa de las figuras anteriores;

La Fig. 6 muestra una vista a lo largo de la línea VI-VI de la Fig. 2;

La Fig. 7 es un diagrama que ilustra la conexión cinética entre algunas piezas de la mencionada unidad operativa;

Las Figs. 8, 9 y 10 muestran vistas respectivas de un detalle de la unidad de las anteriores figuras;

La Fig. 11 ilustra esquemáticamente la instalación de la anterior unidad operativa a bordo de una embarcación;

Las Figs. 12, 13 y 14 muestran respectivamente una vista lateral, una vista en planta y una vista en alzado frontal de una segunda forma de realización de una unidad operativa según la invención.

En las figuras enumeradas anteriormente, se indica una unidad operativa de la presente invención en su conjunto mediante el 1.

Comprende un motor de combustión interna 2, preferiblemente un motor diesel, en cuyo eje de transmisión está dispuesta una polea 3 con dos surcos 3a, 3b de diferente diámetro, dichos surcos están conectados respectivamente, por medio de las correspondientes correas 4 y 5, a dos poleas 6 y 7, la primera de las cuales impulsa un motor eléctrico 8 y la segunda una bomba 9.

La anterior es la bomba de presión de un aparato de ósmosis inversa para la desalinización de agua de mar, de un tipo ya conocido de por sí; su lado de descarga está, por lo tanto, conectado con las membranas osmóticas habituales (que no se muestran en los dibujos) que sirven para desalinizar el agua para su uso a bordo, como se puede observar a partir de los dibujos (cf. Fig. 1), la bomba 9 está básicamente en el mismo nivel que la polea 3 del motor 2.

El motor eléctrico 8, sin embargo, está en un nivel superior con respecto a la bomba 9, montado sobre un soporte 10 sujeto por brazos verticales 11 que se extienden hacia arriba en la unidad 1.

El motor 8 tiene una doble función, la de eje de transmisión y la propia de motor, conforme a lo que se explicará a continuación más detalladamente, con este fin, su rotor está provisto de un eje que sobresale en ambos extremos axiales del motor (ver Figs. 2 y 4), sobre el que están montados, respectivamente, la polea 6 en un lado, y una polea 12 con dos surcos 12a, 12b en el otro.

El primer surco 12a, que tiene un diámetro mayor, está conectado mediante una correa 13 a otra polea 14 para poner en funcionamiento un alternador 15 que también se sitúa en el soporte 10; el segundo surco 12b, sin embargo, está fijado por medio de la correspondiente correa 16 a una polea 17 que impulsa un compresor 18 situado por debajo del motor 8, al mismo nivel que la bomba 9.

Según esta forma de realización de la invención, las poleas 3, 6, 7, 12, 14 y 17 son todas electromagnéticas; este tipo de polea, ya conocido y comúnmente usado en otros campos (tales como el campo del automóvil), funciona básicamente como un embrague de fricción: cuando el electroimán que está dentro de cada polea está desactivado, el surco correspondiente gira libremente con respecto al eje sobre el cual está montada la polea, a fin de que ésta transmita el movimiento.

Por otro lado, cuando la corriente pasa por el electroimán, el surco de la polea queda unido al eje y, por lo tanto, la transmisión del movimiento tiene lugar del mismo modo que en las poleas convencionales.

Por lo tanto, se puede entender que de esta forma se hace posible controlar, según los requisitos, el funcionamiento de los diversos componentes de la unidad 1 que están conectados mediante las correas de transmisión.

Sólo es necesario añadir que, en esta forma de realización de la invención, las correas son, preferiblemente, correas en "V", pero también pueden sustituirse por correas dentadas u otros sistemas de transmisión flexibles (cadenas y similares); después, debería señalarse que la diferente representación gráfica en los dibujos de dichas correas se ha usado únicamente para distinguirlas más fácilmente.

La unidad 1 comprende una base 20 que sujeta la totalidad de sus componentes descritos anteriormente; esta base es hueca y en su interior se alojan un primer y un segundo receptáculo 21, 22.

El primero de dichos receptáculos es una cuba (de plástico, metal u otro material adecuado) que contiene agua de mar introducida por una bomba 23 conectada corriente arriba de una toma 24 dispuesta en el casco S de una embarcación, por medio de una primera sección de tubería 25; preferiblemente, hay un filtro 26 dispuesto a lo largo de esta sección de tubería.

La bomba 23 hace que el agua de mar fluya hacia una segunda sección de tubería 27 elevándola hasta la unidad operativa 1 que, en el ejemplo, está situada por encima del nivel del mar (indicado mediante la línea de puntos y rayas de la Fig. 11).

Está claro, sin embargo, que la bomba 23 también podría omitirse en el caso de que la unidad operativa 1 se instalase bajo la línea de flotación de la embarcación; por el mismo criterio, dicha bomba también podría montarse sobre la base 20 como los otros componentes de la unidad 1, o en otra posición. La elección entre estas distintas soluciones se hará dependiendo de la embarcación en la que se va a usar la unidad operativa de la invención.

Para vaciar el agua del primer receptáculo 21, en este ejemplo se proporciona una tubería 28 que descarga al exterior.

Como puede observarse a partir de los dibujos, dentro del receptáculo 21 hay situado un serpentín 30 que constituye el condensador de un sistema de aire acondicionado de la embarcación para el que se destina la unidad operativa 1.

Es más, en dicho receptáculo también se dispone un haz de tubos 31 a través del cual pasa el aire procedente del espacio circundante en el que está situada la unidad, el cual se hace circular después dentro de la carcasa insonorizada 32 que la recubre, tal como ocurre normalmente en estas unidades; las paredes de esta carcasa, que, básicamente, tiene forma de paralelepípedo, son visibles en sección en los dibujos.

El aire refrigerado que pasa a través del haz de tubos 31 hace posible mantener ventajosamente la temperatura del interior de la carcasa 32 en valores inferiores al del aire circundante.

Sería muy necesario señalar que las unidades operativas consideradas aquí se instalan habitualmente en salas bastante reducidas (como salas de máquinas, salas de calderas y similares) en las que la temperatura puede alcanzar valores altos cuando el motor diesel 2 y el alternador están en funcionamiento, por consiguiente, la posibilidad de refrigerar el aire que circula dentro de la carcasa 32 supone una ventaja importante obtenida por la unidad de la presente invención.

Para la ventilación interna de la carcasa, en este ejemplo se ha proporcionado un pequeño ventilador 33, situado entre el motor eléctrico 8 y el alternador 15 en el soporte 10.

Finalmente, según una forma de realización preferida de la invención, en el primer receptáculo 21 se sitúan también las tuberías 34 para suministrar el combustible al motor de combustión interna 2.

Como puede observarse a partir de los dibujos, el segundo receptáculo 22 está situado junto al anterior; diferenciándose del mismo, sin embargo, en que por su interior circula agua corriente (es decir, no agua de mar) que después se conduce a los ventiloconvectores (no se muestran en el dibujo) del sistema de aire acondicionado de a bordo.

Para refrigerar esta agua, en el interior del receptáculo 22 se proporciona un serpentín que constituye el evaporador 35 5 del mencionado sistema de aire acondicionado, mientras que el agua así recogida se hace circular mediante una bomba 36 situada en la base 20 de la unidad.

El motor 2 de la misma está provisto de una bomba 40 que extrae agua (de mar) del primer receptáculo 21 y la conduce en parte al propio motor para refrigerarlo, tal como ocurre en los motores corrientes, y en parte a una camisa refrigerante 41 o a un silenciador de escape 42 (Figuras 8 a 10) que evacua los humos del motor; con este fin, éste último se conecta al silenciador de escape 42 mediante un colector 44.

El mencionado silenciador de escape es básicamente un intercambiador de calor que hace posible calentar el agua que se va a desalinizar, por los motivos que se explicarán con más detalle a continuación.

Consiste en una cámara cilíndrica 45 rodeada lateralmente por la camisa 41 y cerrada en las partes superior e inferior por los respectivos extremos 46 y 47; los humos conducidos por el colector 44 pasan por la parte superior de la cámara cilíndrica, y después se evacuan desde la parte inferior por medio de una tubería de salida 48.

El agua de mar que sale de la bomba 40 entra en la camisa 41 desde una conexión superior 49 y sale a través de una válvula solenoide de tres vías 50; más concretamente, dicha válvula hace que el agua fluya hacia el desagüe 51, que está conectado con la bomba 9 por medio de una tubería (no se muestra) para su desalinización, o bien a la tubería 48 desde la que descarga por la borda junto con los humos del motor 2.

El cambio de posición de la válvula solenoide 50 para dirigir el agua en una u otra dirección dependerá de la demanda de agua para desalinizar.

El funcionamiento de la unidad operativa 1 descrito hasta el momento puede tener lugar en dos estados diferentes: el primero se da cuando la embarcación está navegando, mientras que el segundo se da cuando la embarcación en la que se instala la unidad está amarrada a puerto.

Comenzando con el primer estado, durante su transcurso, el motor de combustión interna 2 está funcionando mientras que el motor eléctrico 8 está desconectado, es decir, no se le suministra corriente y sirve únicamente como eje de transmisión.

De hecho, el motor 8 no suministra energía motriz en esta fase, y es la polea 6, conectada por medio de la correa 4 con el primer surco 3a de la polea 3, la que hace girar a su rotor y, junto con éste, a la otra polea 12 situada en el extremo opuesto.

Las correas 13 y 16 acopladas a los surcos 12a, 12b de la polea 12 permiten el funcionamiento del alternador 15 y del compresor 18 con los que están relacionadas respectivamente (por medio de las poleas 14 y 17).

Al mismo tiempo, la correa 5 que une el segundo surco 3b de la polea 3 montada en el eje del motor de combustión interna 2 hace posible el funcionamiento de la bomba 9 para la desalinización del agua.

Habiendo tomado en consideración más concretamente las diversas funciones de la unidad 1, se puede observar que en este estado de funcionamiento, es decir, con el motor 2 en funcionamiento, el alternador 15 está siempre accionado; esto quiere decir que, en este estado, las poleas electromagnéticas 3, 6, 12 y 14 están engranadas, a fin de permitir el giro del alternador 15 y, por lo tanto, obtener la producción de energía eléctrica para su uso a bordo.

Con respecto al compresor 18, sin embargo, si el aire acondicionado no es necesario, se puede desconectar; por consiguiente, en un contexto similar, la polea magnética 17 que recibe el movimiento (por medio de la correa 16) de la polea 12, se mantiene libre en el eje del compresor desactivando su electroimán.

Por otro lado, cuando en la embarcación es necesario el aire acondicionado, la polea 17 se engrana de tal modo que el compresor 18 puede comprimir el líquido refrigerante del sistema y lo conduce al condensador 30 que está corriente abajo de éste, dentro del primer receptáculo 21.

Desde allí, el líquido refrigerante pasa al evaporador 35 situado en el otro receptáculo 22, en donde se enfría el agua contenida en el mismo que después se hace circular por los diversos ventiloconvectores del sistema de aire acondicionado mediante la bomba 36.

Sin embargo, con respecto a la desalinización del agua, si esta función no es necesaria, se desactiva la polea electromagnética 7 asociada a la bomba 9 que conduce el agua a las membranas osmóticas (no se muestran); de esta forma, dicha bomba se desconecta de la polea impulsada por el motor diesel 2.

Al mismo tiempo, debido a que, sin embargo, la bomba 40 del motor 2 conduce el agua tomada del primer receptáculo 21 a la camisa 41 del silenciador de escape 42, la válvula solenoide 50 se conecta para permitir que el agua fluya por la tubería de descarga 48, desde la que se descarga junto con los humos del motor 2.

Por otro lado, si es necesario desalinizar el agua, la polea 7 se engrana para conectar la bomba 9 a la polea impulsora 3; la válvula 50 se conecta en esta fase a fin de hacer que el agua que circula en la camisa 41 fluya hacia el desagüe 51, desde el que pasa a la bomba 9.

Es importante recalcar que, con esta solución, es necesario calentar el agua que se va a desalinizar antes de conducirla a las membranas osmóticas mediante la bomba 9; de esta forma se obtiene un mejor rendimiento del sistema de desalinización de a bordo.

De hecho, estas membranas tienen una capacidad de desalinización máxima para una temperatura del agua de alrededor de 25ºC, y disminuye al bajar la temperatura; por consiguiente, no resulta difícil entender que el calentamiento del agua provocado por el intercambio térmico con los gases de escape del silenciador de escape 42 facilita su desalinización por ósmosis en las membranas mencionadas anteriormente, para aprovechar completamente la capacidad de éstas.

También debería señalarse que un silenciador de escape diseñado de esta forma, hace posible atenuar las vibraciones que produce, reduciendo, por tanto, el ruido.

Tal como se afirmaba anteriormente, el segundo estado de funcionamiento tomado en consideración para la unidad operativa 1 ocurre cuando la embarcación está amarrada a puerto o, en otras palabras, cuando se dispone de energía eléctrica y agua potable a través de la red de alimentación del muelle en el que esté amarrada la embarcación.

En esta situación, el motor de combustión interna 2 se conecta porque no hay necesidad de producir energía eléctrica, debido a que ya se suministra desde el exterior; suponiendo además que la desalinización también deja de ser necesaria, debido a la disponibilidad de agua potable, se puede usar la unidad operativa 1 para el aire acondicionado.

Con este fin, es necesario, por tanto, accionar el compresor 18; para ello, en esta fase el motor eléctrico 8 se alimenta con la corriente eléctrica del muelle, accionando el compresor 18 por medio de la correa 16 y las poleas 12, 17.

La circulación del líquido refrigerante a través del condensador 30 que está en el primer receptáculo 21, y del evaporador 35 situado en el segundo receptáculo 22, tiene lugar tal como se explicó anteriormente; esto mismo se aplica al agua conducida desde el último receptáculo mediante la bomba 36 hasta los ventiloconvectores del sistema de aire acondicionado.

Sin embargo, debería señalarse que, aunque en esta fase de funcionamiento se desconecta el motor diesel 2 y no se toma agua para desalinizar del primer receptáculo 21, es conveniente, no obstante, mantener una circulación de agua de mar dentro de éste que después se descargue por la borda mediante la tubería 28 conectada al receptáculo 21.

De hecho, esto hace posible que haya un cambio del agua para dispersar el calor intercambiado con el condensador 30 alojado dentro del primer receptáculo y para controlar la temperatura del agua contenida en el mismo, asegurando así el mantenimiento de las condiciones necesarias para un funcionamiento óptimo del sistema de aire acondicionado.

Se puede entender que si no hubiera tal cambio, aumentaría la temperatura del agua del receptáculo 21, provocando la consiguiente reducción en el intercambio térmico con el condensador 30 y un deterioro en la eficacia refrigerante del sistema de aire acondicionado.

A partir de lo explicado hasta el momento, es posible observar como la unidad operativa 1 según la invención realiza el objeto fijado inicialmente.

De hecho, la presencia del primer receptáculo 21, hacia el que se hace fluir el agua de mar, hace posible obtener algunos efectos ventajosos importantes, con respecto a la propia unidad operativa o con respecto al uso de la energía a bordo de la embarcación en la que esté instalado.

En primer lugar, debería señalarse que, de esta forma, es posible disponer la puesta en acción mecánica del compresor 18 y de la bomba 9 conectándolos directamente al motor de combustión interna 2 a través de unos medios de transmisión bastante sencillos, eliminando de ese modo los respectivos motores eléctricos que, sin embargo, se usan en las embarcaciones de recreo corrientes.

En otras palabras, debido a la ubicación próxima al motor diesel 2 del receptáculo 21 en el que circula el agua de mar, es posible usar tal receptáculo como intercambiador de calor del agua para refrigerar el condensador 30, o como recipiente desde el que puede tomarse el agua para su desalinización; el compresor 18 y la bomba 9 se pueden disponer, por lo tanto, cerca del motor 2 y se pueden impulsar mediante la energía mecánica proporcionada por éste, en lugar de hacerlo mediante los respectivos motores eléctricos.

A este respecto, es importante considerar que las unidades conocidas de desalinización y aire acondicionado instaladas actualmente en las embarcaciones de recreo son aparatos distintos e independientes, cada uno de los cuales comprende su propio motor eléctrico para impulsar, respectivamente, la bomba que conduce el agua a las membranas osmóticas, y el compresor.

Ambos motores eléctricos son abastecidos por la red eléctrica de a bordo, que se alimenta con energía eléctrica generada por el alternador.

Por consiguiente, no es difícil entender que, en estas aplicaciones conocidas, la energía mecánica producida por el motor diesel se transforma primero en energía eléctrica mediante el alternador y después se vuelve a convertir en energía mecánica mediante los motores eléctricos mencionados anteriormente para comprimir el líquido refrigerante (en el caso del compresor) o bombear el agua a las membranas osmóticas.

Las inevitables pérdidas que ocurren a lo largo de estas transformaciones hacen que, con toda seguridad, el uso de la energía producida por el motor diesel no sea óptimo.

En la unidad de la presente invención, por otro lado, la bomba 9 y el compresor 18 son impulsados directamente por la energía mecánica producida por el motor de combustión interna 2 a fin de que la eficacia total del sistema (considerada como la relación entre la energía suministrada realmente a la bomba y al compresor, y la que está disponible en la salida del motor 2) mejore considerablemente.

En este contexto, también debería señalarse que la presencia de diversas transmisiones de correa hace posible obtener una relación de transmisión que ayude a los diseñadores en la elección del motor diesel que se va a usar.

Debería tenerse muy en cuenta que en los generadores de energía eléctrica conocidos, por regla general, el alternador se monta rígidamente (con juntas de bridas o similares) en el eje del motor; por consiguiente, con el fin de disponer de una corriente con una frecuencia de 50 Hz en el alternador, es necesario que el motor tenga una velocidad de giro correspondiente (habitualmente 1.500 ó 3.000 r.p.m., dependiendo del número de polos del alternador).

Esto limita la elección de motores a aquellos que tengan una curva de funcionamiento adaptada a estas velocidades de giro.

Sin embargo, con las series de transmisiones mecánicas que se proporcionan en la unidad de la presente invención, es posible crear relaciones de transmisión entre los diversos componentes que permiten la óptima adaptación del régimen de funcionamiento del motor al número de revoluciones necesarias para el alternador.

De esta forma es posible elegir así los motores más adecuados para cada circunstancia (con respecto a la potencia que se va a suministrar, el par disponible, etc.), sin limitaciones particulares debidas al número de revoluciones del alternador.

A todo ello debería añadirse que, con la unidad operativa de la presente invención, es posible eliminar las bombas elevadoras que se emplean por regla general en las unidades conocidas de aire acondicionado y desalinización.

Tal como se afirmaba anteriormente, cada una de estas unidades en las embarcaciones conocidas es, por tanto, un aparato diferente e independiente; para cada una de ellas se usa una bomba respectiva, que sirve para conducir el agua de mar al intercambiador de calor usado para enfriar el condensador del sistema de aire acondicionado, o a la bomba de alta presión (también denominada bomba elevadora de presión) para las membranas osmóticas. Huelga decir que todas estas bombas precisan un número igual de tuberías y servicios para su funcionamiento.

Por el contrario, en la unidad operativa de la presente invención, es suficiente una única bomba 23 para introducir el agua de mar en el receptáculo 21, que, en la práctica, es una cámara de almacenamiento que sirve tanto para enfriar el condensador 30 como para abastecer a la bomba 40 del motor 2, que a su vez abastece a la bomba de desalinización (bomba 9).

Como puede observarse, el receptáculo 21 hace así posible obtener además una considerable simplificación de todo el equipo necesario en las aplicaciones conocidas.

No es difícil entender que de esta forma se elimina también el espacio ocupado por todo este equipo; en otras palabras, se puede afirmar que con la unidad de la invención es posible obtener una reducción del espacio ocupado por los diversos aparatos de aire acondicionado y desalinización (pero no sólo por aquellos, tal como se verá con más detalle a continuación), que, tal como se afirmaba anteriormente, actualmente son aparatos diferentes e independientes, con todo lo que ello implica.

En este contexto, también ha de mencionarse otro importante efecto ventajoso obtenido por el uso de un receptáculo lleno de agua de mar, que sirve para enfriar el motor de combustión interna como en el caso del ejemplo descrito anteriormente.

Un problema concreto que surge en las embarcaciones de recreo es el de la obstrucción temporal, causada, por ejemplo, por una bolsa de plástico o algún cuerpo flotante, de la toma de mar para la entrada del agua destinada a enfriar el motor diesel.

Si la afluencia de agua no se reanuda en un tiempo breve, existe el riesgo de que el motor se sobrecaliente, lo cual puede dar lugar a que se produzcan averías o desperfectos en el mismo.

En la unidad operativa 1 de la presente invención, el receptáculo 21 constituye, tal como se afirmaba anteriormente, una cámara de almacenamiento para el agua, que, en el caso de una obstrucción en la toma de mar, hace posible disponer de un cierto margen de tiempo antes de que el motor se sobrecaliente demasiado y/o se queme su bomba; por consiguiente, es posible proporcionar sistemas de seguridad (termostatos para apagar el motor o similares) que intervengan eficazmente cuando el nivel del agua en el receptáculo descienda por debajo de un nivel predeterminado.

Por lo tanto, merece la pena recordar que en la unidad operativa según la invención hay también un eficaz sistema de ventilación de la carcasa externa 32, debido al enfriamiento del aire que se hace circular en el interior de ésta, al pasar a través de los tubos 31 sumergidos en el receptáculo 21.

Se entenderá que esta solución, junto con el enfriamiento, por el mismo principio, del combustible que pasa a través de los tubos 34, contribuye a mejorar el funcionamiento del motor diesel 2.

Por último, también debería señalarse que la unidad operativa 1 tiene unas dimensiones exteriores básicamente iguales a las de un generador convencional de potencia equivalente.

De hecho, la longitud de los generadores conocidos se determina mediante la suma de la del motor diesel y la del alternador conectado al mismo, mientras que la anchura depende normalmente de la del motor.

Como puede observarse a partir de los dibujos, la unidad del ejemplo anterior entra sustancialmente dentro de estas dimensiones exteriores.

Esto se logra también debido a la posibilidad de usar el motor eléctrico 8 como un simple eje de transmisión durante una fase de trabajo de la unidad.

Además, la presencia de los receptáculos 21 y 22 incorporados en la base 20 de la unidad 1 representa una solución radical para el uso del espacio, que no provoca aumentos importantes en las dimensiones exteriores de la unidad.

En general, se puede afirmar como conclusión que, debido al uso del receptáculo en el que circula el agua de mar, la presente invención hace posible producir unidades operativas para el campo náutico que sean capaces de llevar a cabo diversas funciones distintas de las de generar energía eléctrica, dando lugar a un uso más racional y ventajoso de los recursos de a bordo (espacio, energía disponible, etc.).

Por lo tanto, resulta obvio que, según esta enseñanza, es posible diseñar numerosas variantes de la unidad descrita en el anterior ejemplo.

En primer lugar debería afirmarse que la presencia simultánea del compresor 18 para el sistema de aire acondicionado y de la bomba 9 para el desalinizador no es estrictamente necesaria; por consiguiente, es posible que haya unidades operativas en las que sólo uno de ellos esté presente; esto dependerá en cada ocasión del equipo necesario para cada embarcación.

También debería señalarse que la bomba 9 podría tomar el agua directamente desde el primer receptáculo en lugar de introducir en ella el agua conducida por la bomba 48 y calentada en el silenciador de escape 42; obviamente, tal solución no obtendría las mismas ventajas de la desalinización de agua a la mejor temperatura para las membranas osmóticas, pero, sin embargo, no debería ser descartada a priori.

Igualmente, también se puede eliminar el segundo receptáculo 22 para el agua destinada a circular por los ventiloconvectores del sistema de aire acondicionado; por ejemplo, se puede diseñar un sistema de aire acondicionado en el que el evaporador 35 esté situado a cierta distancia de la unidad operativa y esté asociado a un ventilador (por ejemplo en una batería provista de aletas), a fin de suministrar el aire frío directamente en el ambiente circundante o en una tubería colectora que lleva el aire a los desagües situados a lo largo de la embarcación.

Del mismo modo, la unidad operativa 1 del ejemplo descrito anteriormente se podría integrar con otras funciones.

Una de ellas consiste en refrigerar el alternador con agua tomada del primer receptáculo; en la técnica anterior ya existen unidades generadoras en las que el alternador se refrigera con agua que sirve también para refrigerar el motor. Sin embargo, ya que esta agua se calienta después de pasar a través del motor, se enfría mediante un radiador intermedio situado en el circuito entre el motor y el alternador.

En cambio, en el caso de la unidad según la invención, el agua contenida en el primer receptáculo se toma del mar y, por lo tanto, está a la temperatura óptima para refrigerar el alternador.

Sólo es preciso señalar que la bomba necesaria para introducir el agua de refrigeración en el alternador podría disponerse sobre la base 20 (o en el soporte 10) de la unidad 1 y ser impulsada por el motor 2 mediante una transmisión de correa, de igual forma que la que ya se ha descrito para los otros componentes de la unidad.

También debería señalarse que la bomba 23, que en los dibujos se ha mostrado en una posición remota, puede, en cambio, incorporarse también en la unidad 1 y accionarse mediante el motor diesel 2 a través del respectivo sistema de transmisión.

Finalmente, debería añadirse que el número y la forma de los receptáculos en los que se introduce el agua de mar también pueden diferir de lo descrito en referencia al anterior ejemplo.

Se entenderá que la cantidad de agua necesaria para el funcionamiento de la unidad operativa dependerá principalmente del número de funciones que éste lleve a cabo (es decir, si es necesaria la desalinización y/o el aire acondicionado y/o la refrigeración del alternador y/u otros) y en la potencia de la propia unidad (es decir, los kW producidos por el alternador).

Dependiendo de ello, es posible por tanto tener unidades con contenedores de mayor o menor capacidad, o unidades con más de un contenedor, abastecidas de agua de mar.

Es más, la forma y posición de estos receptáculos también puede diferir de un caso a otro; por consiguiente, es posible tener receptáculos de forma cilíndrica o similar, dispuestos también fuera de la base de la unidad.

Por último, una unidad operativa en la que el alternador 15 y el motor eléctrico 8 (que en el ejemplo descrito son dos elementos distintos) se incorporan en una única máquina eléctrica, constituye otra posible variante que debe considerarse.

Esta variante se ilustra en las Figuras 12 a 14, en las que los elementos iguales a aquellos ya considerados anteriormente se han indicado con los mismos números de referencia, y para su descripción se debería hacer referencia a lo que ya se ha afirmado.

Más específicamente, la máquina eléctrica 60 tiene en este caso una doble función que, en la fase de funcionamiento de la unidad, en la que se conecta el motor diesel 2, hace posible generar energía eléctrica como un alternador, mientras que en la fase en la que dicho motor se desconecta y la unidad se conecta a la red eléctrica del muelle, se convierte en un motor eléctrico.

Obviamente, la máquina eléctrica 60 está equipada con los sistemas de control necesarios conocidos de por sí, para cambiar su funcionamiento de alternador a motor eléctrico y viceversa; es más, el eje sobre el que se monta el rotor de la máquina 60 se prolonga axialmente, sobresaliendo en los extremos opuestos de ésta (tal como se vio anteriormente para el motor eléctrico 8), a fin de permitir la aplicación de las poleas 6 y 12.

Por consiguiente, cuando el motor 2 está en marcha, el surco 3a de la polea 3 con dos diámetros hace girar la polea 6 por medio de la correa 4; al mismo tiempo, el segundo surco 3b de la polea 3 mueve la polea 7 asociada con la bomba 9, por medio de la correa 5.

El movimiento de la polea 6 se transmite por tanto al rotor interno de la máquina 60, que funciona como alternador, y a la otra polea; ésta hace funcionar a su vez al compresor 18, por medio de la correa 16 y la polea 17.

Por supuesto, si las poleas 7 y 17 no están engranadas, es decir, si su electroimán no está activado, se pueden excluir la bomba 9 y el compresor 18 mientras que, no obstante, es posible producir energía eléctrica haciendo que la máquina 60 gire como un alternador.

Sin embargo, cuando la unidad 1 se abastece de energía eléctrica del exterior, tal como sucede cuando la embarcación está amarrada al muelle, la máquina 60 se conecta para funcionar como motor eléctrico y puede impulsar al compresor 18 si es preciso.

Tan sólo es necesario afirmar que la variante que acabamos de considerar se puede producir en el caso de máquinas eléctricas que funcionen con y generen corriente continua; sólo será cuestión de tener un sistema eléctrico con medios de rectificación de la corriente si fuera necesario.

Para concluir, sólo es necesario añadir que se pueden obtener otras muchas variantes con sistemas para transmitir el movimiento que difieran de los aquí descritos; ya se ha hecho mención a la posibilidad de usar otros medios flexibles distintos de las correas, pero tampoco se puede excluir la posibilidad de usar transmisiones de engranajes u otros tipos de transmisiones.

Sin embargo, estas y otras posibles variantes quedan dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (17)

1. Una unidad operativa para embarcaciones en general, que comprende:

un motor de combustión interna (2);

una máquina eléctrica (15, 60) accionada por dicho motor para generar energía eléctrica para su uso a bordo;

al menos un receptáculo (21) asociado al motor y en comunicación fluida con el agua del exterior de la embarcación donde está instalada la unidad, y el agua circula dentro del receptáculo,

caracterizada porque comprende una bomba (9) accionada por el motor de combustión interna (2) para suministrar agua desde dicho al menos un receptáculo (21) a las membranas de desalinización osmótica.

2. Una unidad operativa según la reivindicación 1, en la que el motor (2) se refrigera con agua tomada de dicho al menos un receptáculo (21).

3. Una unidad según las reivindicaciones 1 ó 2, en la que en dicho al menos un receptáculo (21) se aloja un condensador (30) de un sistema de aire acondicionado para la embarcación en la que está instalada la unidad.

4. Una unidad según la reivindicación 3, que comprende un compresor (18) que forma parte de dicho sistema de aire acondicionado, accionado por el motor de combustión interna (2).

5. Una unidad según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el agua que llega a la bomba (9) para abastecer las membranas de desalinización se calienta por los humos del motor de combustión interna (2), en un silenciador de escape (42) provisto de una camisa externa (41) en la que circula el agua.

6. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho al menos un receptáculo (21) está atravesado por una o más tuberías (31) para el paso del aire procedente del exterior y destinado a circular dentro de la carcasa insonorizada (32) de la unidad.

7. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que las tuberías (34) de dicho al menos un receptáculo (21) están dispuestas para suministrar combustible al motor de combustión interna (2).

8. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el motor de combustión interna (2) y la máquina eléctrica (15, 60) accionada por éste se disponen sobre una base (20) en la que se aloja dicho al menos un receptáculo (21).

9. Una unidad según la reivindicación 8, que comprende un segundo receptáculo (22) que contiene agua destinada para los elementos de intercambio de calor del sistema de aire acondicionado mencionado anteriormente, que está alojado en la base (20) de la unidad y en el que se dispone el evaporador (35) de dicho sistema.

10. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un motor eléctrico (8) cuyo rotor está conectado cinéticamente al motor de combustión interna (2) y a la máquina (15) para generar energía eléctrica, a fin de ser capaz de hacer girar a éste, subsidiariamente, con energía mecánica suministrada por el motor o con energía eléctrica suministrada por el sistema eléctrico del muelle cuando la embarcación en la que esta instalada la unidad está amarrada.

11. Una unidad según la reivindicación 10, en la que el motor de combustión interna (2) impulsa una polea (3) conectada por medio de una correa (4) a una polea (6) montada en un extremo de un eje giratorio axial del motor eléctrico (8), que soporta en el extremo opuesto una segunda polea (12) conectada por medio de otra correa (13) a la máquina (15) para generar energía eléctrica.

12. Una unidad según la reivindicación 11, en la que la polea (3) impulsada por el motor de combustión interna (2) es una polea de doble diámetro y uno de sus surcos (3b) está conectado por medio de una correa (5) a una polea impulsora (7) de la bomba (9) que suministra agua para la desalinización a las membranas osmóticas.

13. Una unidad según las reivindicaciones 11 ó 12, en la que la segunda polea (12) del motor eléctrico (8) es también una polea de doble diámetro y uno de sus surcos (12b) está conectado por medio de una correa (16) a una polea impulsora (17) del compresor (18) del sistema de aire acondicionado de la embarcación en la que está instalada la unidad.

14. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones 11, 12 ó 13, en la que una o más de las poleas (3, 6, 7, 12, 14, 17) del motor de combustión interna (2), del motor eléctrico (8), de la bomba (9) y del compresor (18), son del tipo de fricción electromagnética.

15. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en la que la máquina (15) para generar energía eléctrica y el motor eléctrico (8) se incorporan en una única máquina (50) capaz de funcionar como generador y como motor, y que está conectada cinéticamente al motor de combustión interna (2) y al compresor (18) del sistema de aire acondicionado para su puesta en funcionamiento, subsidiariamente, con energía mecánica suministrada por el motor o con energía eléctrica suministrada por la red eléctrica de tierra cuando la embarcación en la que está instalada la unidad está amarrada.

16. Una unidad según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la máquina (15, 60) para generar energía eléctrica se refrigera con agua procedente de dicho al menos un receptáculo (21).

17. Una unidad según la reivindicación precedente, en la que dicha máquina (15, 60) genera energía eléctrica en forma de corriente alterna.