ES2590044T3 - Pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcación para la mejora de la eficiencia energética - Google Patents
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Abstract
Pretobera (10a, 10b, 10c) para un sistema de accionamiento de una embarcación, presentando la pretobera (10a, 10b, 10c) una abertura de entrada de agua (12) y una abertura de salida de agua (13), estando dispuesto un sistema de aletas (14) en el interior de la pretobera (10a, 10b, 10c), no presentando la zona de entrada de la pretobera (10a, 10b, 10c) un sistema de aletas (14), no estando dispuesta una hélice en el interior de la pretobera (10a, 10b, 10c), estando configurada la pretobera (10a, 10b, 10c) con asimetría en rotación, presentando la pretobera (10a, 10b, 10c) un ángulo de perfil superior (28) entre la línea de perfil superior (23) y el eje de rotación (18) de la pretobera (10a, 10b, 10c) y/o que la pretobera (10a, 10b, 10c) presenta un ángulo de perfil inferior (29) entre el eje de rotación (18) y la línea de perfil inferior (24) de la pretobera (10a, 10b, 10c), siendo el ángulo de abertura (30) de la pretobera (10a, 10b, 10c) entre la línea de perfil superior e inferior (23, 24) de la pretobera (10a, 10b, 10c) mayor que dos veces el ángulo de perfil superior (28) o mayor que dos veces el ángulo de perfil inferior (29), caracterizada porque el ángulo de perfil inferior (29) es mayor que el ángulo de perfil superior (28).
Description
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DESCRIPCION
Pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcacion para la mejora de la eficiencia energetica
La invention se refiere a una pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcacion para la mejora de la eficiencia energetica.
Por el estado de la tecnica se conocen sistemas de accionamiento para diferentes tipos de barcos para la mejora de la necesidad de potencia de accionamiento.
El documento JP 556166999 U da a conocer una pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcacion segun el estado de la tecnica.
Por el documento EP 2 100 808 A se conoce, por ejemplo, un sistema de accionamiento para un barco basado en una pretobera. El sistema de accionamiento se compone de una helice y una pretobera, que esta montada directamente delante de la helice y presenta aletas o superficies portantes integradas en la pretobera. La pretobera tiene esencialmente la forma de un recorte conico plano, estando configuradas ambas aberturas, tanto la abertura de entrada de agua como tambien de salida de agua, como aberturas circulares redondas y presentando la abertura de entrada de agua un diametro mayor que la abertura de salida de agua. De este modo es posible mejorar la afluencia a la helice, asf como disminuir las perdidas en el chorro de la helice por generation de prerrotacion mediante las aletas o superficies portantes integradas en la pretobera.
Tanto el documento JP 6203880 U como tambien el KR 20080055615 A muestran respectivamente una pretobera configurada simetrica en rotation. En el documento JP 6203880 se muestra una pretobera que se compone de un anillo de toberas conformado abierto hacia abajo. En el documento KR 20080055616 A se describe una pretobera con abertura de entrada de agua achaflanada desde arriba hacia abajo.
El objetivo de la presente invencion es crear una pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcacion para la mejora adicional de la eficiencia de accionamiento, en particular para barcos lentos, llenos.
Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo con las caractensticas de la revindication 1.
Segun esto la pretobera para un sistema de accionamiento de una embarcacion, en particular de un barco del tipo descrito al inicio, esta configurada segun la invencion de manera que en el interior de la pretobera esta dispuesto un sistema de aletas. En este caso la pretobera esta dispuesta delante de una helice en la direction de navegacion. Bajo “en la direccion de navegacion” se debe entender aqu la direccion de la marcha hacia delante de un barco. En el interior de la pretobera no esta dispuesta una helice, como por ejemplo en toberas de Kort. Ademas, la pretobera esta dispuesta espaciada de la helice. El sistema de aletas dispuesto en el interior de la pretobera se compone de varias aletas, por ejemplo, cuatro o cinco, que estan dispuestas radialmente respecto al eje de la helice y estan conectadas con la superficie interior del revestimiento de tobera. En este caso las aletas individuales estan dispuestas preferentemente de forma no simetrica en el interior de la pretobera.
Bajo “en el interior de la pretobera” se debe entender aquella zona que esta rodeada por el revestimiento de tobera de una pretobera cerrada de forma imaginaria en las dos aberturas. Por consiguiente, las aletas individuales del sistema de aletas estan dispuestas de manera que se situan esencialmente en el interior de la pretobera y se situan preferiblemente completamente en el interior de la pretobera, es decir, no sobresalen de una o ambas aberturas de la pretobera. Al contrario de ello la helice del barco esta dispuesta de manera que se situa esencialmente en el exterior de la pretobera y no penetra preferiblemente en ningun punto en la pretobera, es decir, a traves de una de las dos aberturas de la pretobera.
La extension de las aletas individuales del sistema de aletas en la direccion longitudinal de la pretobera es preferentemente menor o mas corta que la longitud de la pretobera en su punto mas corto. Bajo extension se debe entender en este caso la zona o la longitud a lo largo de la superficie interior de la pretobera a traves de la que se extienden las aletas en la direccion longitudinal de la pretobera. La extension de las aletas individuales en la direccion longitudinal de la pretobera es de forma especialmente preferible menor del 90%, muy especialmente preferible menor del 80% o tambien menor del 60% de la longitud de la pretobera en el punto mas corto de la pretobera. La direccion longitudinal se corresponde con la direccion de circulation. En este caso las aletas individuales pueden estar colocadas de forma igual o diferente. Esto significa que el angulo de ataque de las aletas individuales se puede seleccionar y ajustar de forma diferente. El angulo de ataque se corresponde con el angulo entre una lmea generatriz a lo largo de la superficie interior de la pretobera y el lado del borde de las aletas dirigido hacia la superficie interior. Por consiguiente, las aletas estan colocadas con un angulo, el angulo de ataque, respecto a la direccion de circulacion. Ademas, es preferible que las aletas esten dispuestas esencialmente en la zona posterior, es decir, en la zona dirigida a la helice. Por consiguiente, la zona de entrada de la pretobera no presenta un sistema de aletas y sirve exclusivamente para la aceleracion del flujo de agua. El sistema de aletas dispuesto en la zona posterior de la pretobera o el dispuesto a continuation de la zona de entrada sirve (adicionalmente) para la generacion de prerrotacion.
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Ademas, la pretobera segun la invencion esta configurada con asimetna en rotacion. En este caso el eje de rotacion de la pretobera a lo largo de la pretobera esta dispuesto de manera que, visto en seccion transversal de la pretobera, se situa tanto con orientacion vertical como tambien horizontal en el centro, asf como discurre preferiblemente a traves del centro de la abertura de salida de agua. Debido a la configuracion asimetrica en rotacion de la pretobera, la pretobera no se reproduce por consiguiente en caso de rotacion sobre sf misma en cualquier angulo alrededor del eje de rotacion. En este caso es posible que los segmentos de superficie individuales, por ejemplo, un recorte en la zona de la abertura de salida de agua, presenten propiedades asimetricas en rotacion en sf, sin embargo, la pretobera como unidad global no representa un cuerpo de rotacion. Ademas, la asimetna en rotacion no se refiere al sistema de aletas dispuesto en el interior de la pretobera. La pretobera es asf asimetrica en rotacion independientemente de la disposicion de las aletas individuales.
Ademas, el angulo de abertura de la pretobera es mayor que dos veces el angulo de perfil superior o mayor que dos veces el angulo de perfil inferior. En este caso el angulo de abertura de la pretobera es el angulo entre la lmea de perfil superior e inferior de la pretobera. La lmea de perfil es la lmea generatriz en la direccion longitudinal de la pretobera a lo largo de la superficie exterior del revestimiento de pretobera. En este caso la lmea de perfil superior discurre a lo largo de la zona mas alta de la pretobera y la lmea de perfil inferior a lo largo de la zona mas profunda de la pretobera. La lmea de perfil superior presenta por consiguiente la misma longitud que la longitud de perfil en la zona mas superior de la pretobera. La lmea de perfil inferior se corresponde con la longitud de la longitud de perfil en la zona mas inferior de la pretobera. El angulo de perfil superior se corresponde con el angulo entre la lmea de perfil superior (prolongada de forma imaginaria) y el eje de rotacion (prolongado de forma imaginaria) de la pretobera. El angulo de perfil inferior se corresponde por consiguiente con el angulo entre el eje de rotacion (prolongado de forma imaginaria) y la lmea de perfil inferior (prolongada de forma imaginaria). El angulo de abertura de la pretobera se corresponde por consiguiente con la suma del angulo de perfil superior y el angulo de perfil inferior.
En este caso el angulo de abertura es mayor que dos veces el angulo de perfil superior y por consiguiente el angulo de perfil inferior es mayor que el angulo de perfil superior.
La helice que esta dispuestas detras de la pretobera y espaciada de ella, esta montada de forma fija, es decir, de forma rotativa alrededor del eje de la helice, pero no pivotable (horizontalmente o verticalmente), y de forma rotativa en una bocina. La pretobera puede estar dispuesta en este caso con un eje de rotacion desplazado hacia arriba, situado por encima del eje de la helice. Por consiguiente, el centro de gravedad de la pretobera se situa por encima del eje de la helice. En este caso la pretobera puede estar dispuesta de manera que su eje de rotacion discurre en paralelo al eje de la helice o discurre con un angulo respecto al eje de la helice y por consiguiente esta colocado de forma oblicua en referencia al eje de la helice.
La pretobera esta orientada de forma centrada en la direccion horizontal, referido al eje de la helice. Por consiguiente, el eje de rotacion de la pretobera y el eje de la helice se situan en un plano vertical.
Por el estado de la tecnica se conocen toberas que estan divididas en dos mitades por un plano aproximadamente vertical, estando dispuestas las dos mitades decaladas una respecto a otra en la direccion longitudinal a lo largo del plano vertical. La pretobera segun la invencion no se compone de dos o mas mitades decaladas en la direccion longitudinal. Por consiguiente, la superficie de abertura de salida de agua se extiende preferiblemente sobre solo un plano y en particular no sobre planos decalados unos respecto a otros.
Por consiguiente, gracias a la pretobera segun la invencion es posible mejorar aun mas la eficiencia de accionamiento de un barco, dado que mediante la configuracion de la pretobera se mejora la afluencia a la helice y mediante el sistema de aletas dispuesto en la pretobera se disminuyen las perdidas en el chorro de helice por generacion de prerrotacion. En particular mediante la configuracion asimetrica en rotacion de la pretobera es posible tener en cuenta las zonas de la estela desfavorable y por consiguiente mejorar aun mas la afluencia a la helice.
En particular en el caso de grandes barcos, llenos, como por ejemplo, petroleros, graneleros o remolcadores, la velocidad del agua es diferente en la zona posterior del barco, asf en la zona de la helice y de la pretobera, debido a la forma del barco o la configuracion del casco. Por ejemplo, es posible que la velocidad del agua en la zona inferior de la pretobera y de la helice sea mas rapida que en la zona superior de la pretobera o de la helice. Esto esta condicionado en particular porque la velocidad de afluencia del agua en la direccion de la pretobera y helice se frena o desvfa por el casco mas fuertemente en la zona superior que en la zona inferior. Mediante la configuracion asimetrica en rotacion de la pretobera es posible tener en cuenta la forma especial del barco o la influencia unida a ello en las velocidades de afluencia del agua y por consiguiente acelerar mas fuertemente la velocidad de afluencia del agua mediante la pretobera, en particular en las zonas de estela desfavorable, por ejemplo en la zona superior de la pretobera o de la helice, que en la zona de la estela mas favorable, por ejemplo en la zona inferior de la pretobera o de la helice. De este modo se distribuye mas uniformemente la velocidad de afluencia del agua a la helice. Por consiguiente, mediante la pretobera segun la invencion se tienen en cuenta las zonas con estela diferente, en particular una relacion de estela diferente en la zona superior e inferior de la pretobera, en referencia a la velocidad de circulacion correspondiente.
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Otra ventaja es que mediante la pretobera segun la invencion se puede evitar o reducir una generacion de torbellinos. Esto significa que el flujo de agua desviado por el casco no incide o en pequena medida sobre las superficies exteriores del revestimiento de tobera y por consiguiente no se generan o solo menos remolinos de agua. En conjunto se puede aumentar con ello el rendimiento de la propulsion. Con la pretobera segun la invencion y en particular debido a la disposicion de la pretobera se influye favorablemente en la circulacion sin generar en este caso una resistencia elevada o fuertes remolinos. Como resultado mediante el dispositivo segun la invencion se puede aumentar el empuje de la helice con la misma potencia de accionamiento o alternativamente, en el caso de potencia de accionamiento mas baja, sin reduccion del empuje de la helice, se puede ahorrar potencia y por consiguiente energfa.
Preferentemente la abertura de entrada de agua esta ensanchada hacia arriba o hacia abajo en comparacion con una abertura circular de una pretobera simetrica en rotacion. Las direcciones arriba y abajo se refieren aqu al estado montado de la pretobera en un barco. Dependiendo de la zona de la estela desfavorable o en funcion del casco, la abertura de entrada de agua de la pretobera segun la invencion se ensancha hacia arriba o hacia abajo. Tambien es posible que la abertura de entrada de agua de la pretobera se ensanche hacia arriba y hacia abajo. Debido al ensanchamiento de la abertura de entrada de agua puede fluir una cantidad de agua mayor en la abertura de entrada de agua de la pretobera, reduciendose las perdidas debidas al flujo de agua desviado por el casco, que se topa en parte con una abertura de entrada de agua no ensanchada de la pretobera en la zona exterior del revestimiento de tobera. Mediante una circulacion mejorada se aumenta la eficiencia.
Ademas, es preferible que al menos una de las dos superficies de abertura, superficie de abertura de entrada de agua o superficie de abertura de salida de agua, presente en la direccion vertical una longitud mayor que en la direccion horizontal. Bajo superficies de abertura de la pretobera se deben entender respectivamente las superficies rodeadas por los bordes frontales del revestimiento de tobera de la pretobera. El revestimiento de tobera se forma tipicamente por el asf denominado “anillo de tobera”. El revestimiento de tobera es la asf denominado envoltura de la pretobera, componiendose el revestimiento de tobera de una superficie interior y una superficie exterior. En general las dos superficies estan espaciadas una de otra en este caso. El sistema de aletas no es parte del revestimiento de tobera, sino que esta conectado con este en la superficie interior del revestimiento de tobera. En este caso la superficie de abertura puede estar configurada sobre uno o sobre varios planos lisos o curvados. Bajo la longitud en la direccion vertical se debe entender en este caso la longitud de la superficie de abertura, visto desde arriba hacia abajo, a lo largo de su lmea central vertical. Bajo la mayor longitud en la direccion horizontal se debe entender por consiguiente, de forma analoga a la direccion vertical, la anchura de la superficie de abertura en la zona de su extension mayor. Por consiguiente, una superficie de abertura elfptica presenta, por ejemplo, su longitud mayor en la direccion horizontal en la zona de su lmea central horizontal y su longitud mayor en la direccion vertical en su lmea central vertical. Las dos superficies de abertura, la superficie de abertura de entrada y la superficie de abertura de salida, pueden estar configuradas en este caso en paralelo una respecto a otra, parcialmente en paralelo una respecto a otra, asf como no en paralelo una respecto a otra. Las longitudes en la direccion vertical y horizontal siempre discurren en este caso en la superficie de abertura y con ello no son obligatoriamente conexiones directas del borde frontal superior del revestimiento de tobera con el borde inferior del revestimiento de tobera. Si la superficie de abertura esta configurada sobre varios planos, al menos una de las dos longitudes presenta un dobladura y/o un desarrollo curvo.
La superficie de abertura en el lado de entrada de agua de la pretobera es preferiblemente mayor que una superficie de abertura en el lado de entrada de agua de una pretobera simetrica en rotacion con el mismo radio central. Bajo radio central se debe entender el radio de la pretobera del arco superior del revestimiento de tobera, visto en seccion transversal de la pretobera, en la zona del centro del perfil de la pretobera. Por consiguiente, el radio central representa el radio del arco circular superior que se podna ver en una seccion transversal en el centro de la pretobera, referido a la longitud de la pretobera.
Ademas, es preferible que la pretobera circunde al menos por zonas el eje de la helice del barco. En este caso la pretobera esta dispuesta ventajosamente de manera que su eje de rotacion se situa por encima del eje de la helice, pero todavfa circunda el eje de la helice con su segmento inferior del revestimiento de tobera. Alternativamente el segmento inferior del revestimiento de tobera tambien se puede situar sobre el eje de la helice.
Adicionalmente, es preferible que la superficie de abertura de entrada de la pretobera no este dispuesta en paralelo o en paralelo solo por zonas a la superficie de abertura de salida de agua de la pretobera. Por ejemplo, la superficie de abertura de salida de agua de la pretobera podna estar (completamente) en paralelo a la seccion transversal de la pretobera o en paralelo a la perpendicular al eje de rotacion, y la superficie de abertura de entrada de agua puede estar inclinada o presentar (al menos por zonas) un angulo respecto a la superficie de seccion transversal de la pretobera o respecto a la perpendicular al eje de rotacion de la pretobera.
La pretobera presenta preferiblemente en la zona superior una longitud de perfil mayor que en la zona inferior. La longitud de perfil discurre a lo largo de la superficie lateral exterior de la pretobera y por consiguiente a lo largo de la lmea generatriz del revestimiento de tobera. Por consiguiente, la longitud de perfil no es constante y disminuye visto desde arriba hacia abajo. En este caso la longitud de perfil puede disminuir de forma gradual o brusca, linealmente o siguiente
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cualquier otra funcion desde arriba hacia abajo. Ademas, es posible que la longitud de perfil permanezca constante sobre una zona, por ejemplo, en la zona superior de la pretobera, y solo disminuya en la zona inferior. Ademas, es preferible que la longitud de perfil de la pretobera sea mayor en la zona del eje de rotacion que en la zona inferior de la pretobera.
Por consiguiente, no es constante la longitud de paso en el interior de la pretobera, visto desde arriba hacia abajo, o en la zona superior de la pretobera es mas larga que en la zona inferior de la pretobera. De este modo, asf como tambien en particular debido al estrechamiento de la seccion transversal de la pretobera y el paso de helice respecto a la direccion de circulacion, la velocidad del agua se vuelve mas intensa en la zona superior de la pretobera o se acelera sobre un tramo de aceleracion mas largo que en la zona inferior de la pretobera. Por consiguiente, mediante la pretobera se puede acelerar mas intensamente la velocidad del agua en la zona de la estela desfavorable, en la zona de entrada superior de la pretobera, que el agua que ya entra con velocidad mayor en la zona inferior de la pretobera. Por consiguiente, esta mas compensada la velocidad de salida del agua y por consiguiente la velocidad de afluencia a la helice en la zona superior e inferior o la diferencia de velocidades es relativamente baja. Ademas, la disminucion de la longitud de perfil se corresponde, visto desde arriba hacia abajo, con un ensanchamiento de la superficie de abertura de entrada de agua hacia abajo, dado que con ello en la zona inferior la abertura capta ahora mas agua, que la que fluina en el caso de longitud de perfil constante de la pretobera parcialmente desde fuera sobre el revestimiento de la pretobera, y puede entrar en la pretobera.
La superficie de abertura de entrada de agua de la pretobera esta prevista preferiblemente de manera que presenta al menos un angulo de corte respecto a la superficie de seccion transversal de la pretobera o respecto a la perpendicular al eje de rotacion de la pretobera. En este caso bajo un angulo de corte se debe entender aquel angulo que, en caso de prolongacion imaginaria de la superficie de abertura de entrada de agua y la superficie de seccion transversal de la tobera, se constituye en la zona del punto de corte de las dos superficies de corte. El angulo de corte se corresponde por consiguiente tambien con el angulo entre la superficie de abertura de entrada de agua y la perpendicular sobre el eje de la pretobera, o el eje de rotacion de la pretobera. Dado que la superficie de abertura de entrada de agua puede estar configurada sobre varios planos, la superficie de abertura de entrada de agua y la superficie de seccion transversal pueden presentar por consiguiente varios, por ejemplo, dos, angulos de corte entre sf El angulo de corte es preferiblemente menor de 90, especialmente preferiblemente menor de 60° y muy especialmente preferiblemente menor de 30°.
El angulo de corte entre la superficie de abertura en el lado de entrada de agua, asf como la superficie de seccion transversal de la pretobera es preferiblemente constante al menos en una zona. Esta zona comprende al menos el 1%, preferiblemente al menos el 5% y especialmente preferiblemente al menos el 20% referido a la altura de la pretobera en la zona de la abertura de salida de agua. Ademas, el angulo de corte es al menos en esta zona mayor de 0°. Por ejemplo, el angulo de corte podna ser constante desde arriba hacia abajo sobre toda la altura de la pretobera. Ademas, esta previsto que el angulo de corte solo sea constante en una zona, por ejemplo, la mitad inferior de la altura de la pretobera, es decir, por debajo del eje de rotacion. Dado que la altura de la pretobera no debe ser constante, se utiliza como referencia la altura de la pretobera en la zona de la abertura de salida de agua.
Tambien es preferible que el angulo de abertura de la pretobera se corresponda con la suma de dos veces el angulo de perfil y el angulo de corte. Por consiguiente, el angulo de perfil inferior se corresponde con la suma del angulo de corte y el angulo de perfil superior. De este modo la abertura de la pretobera esta ensanchada en el angulo de corte, es decir, el angulo entre la superficie de seccion transversal y la superficie de abertura de entrada de agua, visto hacia abajo.
Preferiblemente la superficie de abertura de entrada de agua de la pretobera esta doblada o curvada. En este caso la superficie de abertura de entrada de agua puede estar curvada con un radio de curvatura constante visto desde arriba hacia abajo o presentar diferentes o varios radios de curvatura. Ademas, la superficie de abertura de entrada de agua puede presentar una dobladura o tambien varias dobladuras visto desde arriba hacia abajo. De este modo la superficie de abertura de entrada de agua esta configurada sobre varios planos que forman un angulo entre sf La superficie de abertura de entrada de agua presenta de forma especialmente preferida un dobladura y por consiguiente esta configurada sobre dos planos. En este caso los dos planos forman un angulo entre sf que es mayor de 90° y menor de 180°.
Ademas, es preferible que la longitud de perfil de la pretobera entre la lmea de perfil superior e inferior de la pretobera disminuya de forma continua desde arriba hacia abajo. Bajo de forma continua se debe entender aqrn continuamente. Esto significa que la longitud de perfil disminuye continuamente visto desde arriba hacia abajo. Por consiguiente, la longitud de perfil no aumenta en ninguna zona visto desde arriba hacia abajo, sino que queda constante en el interior de una zona y disminuye en el interior de la siguiente zona o disminuye de forma ininterrumpida visto desde arriba hacia abajo. En este caso la longitud de perfil puede disminuir desde arriba hacia debajo de forma lineal, pero tambien siguiendo otra funcion. Por ejemplo, la longitud de perfil podna disminuir en un desarrollo arqueado visto desde arriba hacia abajo. Es especialmente preferible que la longitud de perfil disminuya linealmente desde arriba hacia abajo sobre toda la zona, es decir, entre la lmea de perfil superior e inferior de la pretobera y por consiguiente sea constante el valor del angulo de corte. Por consiguiente, es constante el valor del angulo de corte en cada punto entre la lmea de perfil superior e inferior de la pretobera.
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En otra forma de realization esta previsto que la longitud de perfil de la pretobera sea contante en cada zona de la pretobera. Por consiguiente, la superficie de abertura de entrada de agua y la superficie de abertura de salida de agua estan dispuestas en paralelo una respecto a otra.
La pretobera o el revestimiento de pretobera presentan preferiblemente, visto en section transversal, secciones rectilmeas. En particular el revestimiento de pretobera presenta secciones rectas, visto en seccion transversal, sobre toda la longitud de la pretobera. En este caso es preferible que las secciones rectilmeas, visto en seccion transversal, conecten entre sf a traves varias secciones arqueadas. Por ejemplo, el revestimiento de pretobera se podrfa componer, visto en seccion transversal, de una seccion arqueada superior y una inferior o segmento de arco, estando conectadas entre sf las dos secciones arqueadas por secciones rectilmeas. Dos secciones rectilmeas estan dispuestas preferentemente en la zona lateral del revestimiento de pretobera y en particular de forma opuesta una a otra. De este modo las secciones rectilmeas se situan, visto en seccion transversal, a la altura de la lmea central horizontal o a lo largo de la pretobera a la altura del eje de rotation. Las secciones arqueadas podnan ser en este caso, por ejemplo, semidrculos. Ademas, se pueden concebir otras formas, como por ejemplo recortes elfpticos. Las secciones rectilmeas presentan preferentemente secciones transversales rectangulares. Por consiguiente, las secciones rectilmeas sirven para la prolongation de las superficies de abertura de la pretobera en la direction vertical u horizontal. Mediante las secciones rectilmeas se ensanchan preferiblemente las dos superficies de abertura de la pretobera en la direccion vertical, presentando por consiguiente la pretobera una altura mayor que anchura. Otra forma de realizacion alternativa posible consiste en la configuration de todo el revestimiento de tobera con seccion transversal elfptica.
Ademas, es preferible que al menos una superficie de abertura de la pretobera (superficie de abertura de entrada o superficie de abertura de salida) presente una longitud mayor entre la lmea de perfil superior e inferior, que guarda una relation entre 1,5 : 1 y 4 : 1 respecto a la longitud de perfil media de la pretobera. Es especialmente preferible una relation entre 1,75 : 1 y 3 : 1, o 1,75 : 1 y 2,5 : 1, o una relacion en el rango de 2 : 1. Bajo longitud de perfil media de la pretobera se debe entender una longitud de perfil promedio de la pretobera.
La invention se explica a modo de ejemplo ahora en referencia a los dibujos adjuntos mediante formas de realizacion especialmente preferidas.
Muestran:
Fig. 1
Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4
una pretobera asimetrica en rotacion en una vista desde delante o la vista en planta desde la abertura de entrada de agua de la pretobera,
una vista en seccion longitudinal de una pretobera asimetrica en rotacion segun la fig. 1, una vista en perspectiva de una pretobera asimetrica en rotacion segun la fig. 1,
otra pretobera asimetrica en rotacion en una vista desde delante o vista en planta desde la abertura de entrada de la pretobera,
Fig. 5
una vista en seccion longitudinal de una pretobera segun la fig. 4 con la longitud de perfil que decrece linealmente visto desde arriba hacia abajo en la zona de la abertura de entrada de agua,
Fig. 6 una vista en perspectiva de una pretobera segun la fig. 4 con longitud de perfil que decrece linealmente
visto desde arriba hacia abajo,
Fig. 7
una pretobera asimetrica en rotacion con longitud de perfil constante en una vista desde delante o vista en planta desde la abertura de entrada de agua,
Fig. 8
una vista en seccion longitudinal de una pretobera asimetrica en rotacion segun la fig. 7 con longitud de perfil constante, y
Fig. 9
una vista en perspectiva de una pretobera asimetrica en rotacion segun la fig. 7 con longitud de perfil constante.
Las fig. 1 a 3 muestra una pretobera 10a con un sistema de aletas 14 dispuesto en el interior de la pretobera 10a. El sistema de aletas 14 se compone aqu de cinco aletas 14a, 14b, 14c, 14d, 14e individuales que estan dispuestas radialmente en el interior de la pretobera 10a y de forma no simetrica sobre la circunferencia. Tambien sena posible usar mas o menos de cinco aletas. La altura de la pretobera en la zona de la abertura de salida de agua 13 es menor que el diametro de la helice. La altura de la pretobera en la zona de la abertura de salida de agua 13 es preferiblemente como maximo el 90%, especialmente preferiblemente como maximo el 80% o tambien como maximo el 65% del diametro de la helice.
La pretobera 10a esta dispuesta desplazada hacia arriba, segun se muestra en la fig. 1, respecto al eje de la helice 41 del
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barco. Por consiguiente el eje de rotacion 18 de la pretobera 10a y el eje de la helice 41 no coinciden uno sobre otro. Esto tiene la ventaja de que en particular en el caso de barcos grandes, cargados, en los que la zona de la estela desfavorable se situa habitualmente en la zona de afluencia a la helice superior, aqu mediante el efecto de la pretobera se refuerza mas la velocidad de afluencia de agua que en la zona de afluencia a la helice inferior. La direccion de afluencia de agua 15 indica la direccion de afluencia del agua en la direccion a la pretobera 10a y por consiguiente tambien la direccion opuesta a la marcha hacia delante del barco.
Las fig. 2 y 3 muestran ademas que la abertura 12 en el lado de entrada de agua de la pretobera 10a se ensancha hacia abajo. En la zona superior de la pretobera 10a, por encima del eje de rotacion de la pretobera 10a, estan en paralelo una respecto a otra las superficies de abertura 19, 20 rodeadas por los bordes frontales 31, 32. En la zona inferior de la pretobera 10a esta achaflanada la abertura de pretobera 12 en el lado de entrada de agua visto desde arriba hacia abajo. Por consiguiente la superficie de abertura de entrada de agua 19 rodeada por el borde frontal 31 del revestimiento de tobera 11 de la pretobera 10a esta configurada sobre dos planos 19a, 19b. Estos dos planos forman un angulo 36 entre sf que es mayor de 90° y menor de 180°.
Ademas, la superficie de abertura de entrada de agua 19 achaflanada hacia abajo forma un angulo de corte 27 respecto a la superficie de seccion transversal 34 de la pretobera 10a en la zona de la dobladura 42 o respecto a la superficie de seccion transversal 34 desplazada en paralelo imaginariamente de la pretobera 10a.
Ademas, la pretobera 10a presenta por consiguiente en la zona inferior una longitud de perfil 22 mas corta que en la zona superior. En particular la longitud de perfil 21, 22 es constante, visto desde arriba hacia abajo, hasta la zona de la dobladura 42. En el desarrollo ulterior la lmea de perfil 21, 22 disminuye linealmente, visto desde arriba hacia abajo, entre la dobladura 42 y la lmea de perfil inferior 24.
Ademas, en particular de la fig. 2 se puede ver que el angulo de abertura 30 de la pretobera 10a, que se forma por la lmea de perfil superior e inferior 23, 24 de la pretobera 10a, es mayor que el doble del angulo de perfil superior 28, que se forma por los dos lados, lmea de perfil superior 23 y eje de rotacion 18 de la pretobera 10a. Analogamente al angulo de perfil superior 28 se configura el angulo de perfil inferior 29 por los dos lados, eje de rotacion 18 de la pretobera 10a y lmea de perfil inferior 24. De la fig. 2 se puede ver que el angulo de perfil inferior 29 se corresponde con la suma del angulo de corte 27 y el angulo de perfil superior 28, por lo que se produce un angulo de abertura 30 aumentado hacia abajo, que se corresponde por consiguiente con la suma de dos veces el angulo de perfil superior 28 y el angulo de corte 27. Por consiguiente la superficie de abertura de la pretobera 19 esta aumentado en comparacion a una abertura de una pretobera con superficies de abertura circulares redondas y dispuestas en paralelo entre sf y esta ampliada en particular hacia abajo.
Otra caractenstica de la superficie de abertura de entrada de agua 19 es que la abertura 12 presenta una forma elfptica debido a su achaflanado en la zona inferior en vista en planta desde delante. Ademas, la longitud de la superficie de abertura de la pretobera 19 en el lado de entrada de agua es mayor en la direccion vertical, es decir, visto desde la lmea de perfil superior 23 a la lmea de perfil inferior 24, que en la direccion horizontal. En este caso la longitud en la direccion vertical discurre sobre los dos planos de la superficie de abertura de entrada de agua 19, o a lo largo de la superficie de abertura. La lmea de perfil superior e inferior 23, 24 de la pretobera 10a se corresponden con las lmeas generatrices en la zona mas superior e inferior de la pretobera 10a.
Las fig. 2 y 3 muestra ademas dos soportes 25, 26, situandose un soporte 25 en la zona superior de la pretobera 10a y el otro soporte 26 en la zona inferior de la pretobera 10a. Los dos soportes 25, 26 sirven para el montaje o fijacion de la pretobera 10a con el casco. Segun el tipo de barco puede varias el numero de soportes 25, 26. Ademas, es posible montar los soportes 25, 26 de otra forma, por ejemplo, en la zona lateral del revestimiento de tobera 11. El soporte superior 25 esta dispuesto esencialmente fuera de la pretobera 10a y el soporte inferior 26 esta dispuesto esencialmente dentro de la pretobera 10a, sobresaliendo secciones de los dos soportes 25, 26 hacia delante mas alla de la pretobera 10a.
Dado que la longitud de perfil inferior 22 de la pretobera 10a es mas corta que la longitud de perfil superior 23 de la pretobera 10a, el efecto de la pretobera 10a y la aceleracion unida a ello del flujo de agua en la zona superior es mayor que en la zona inferior. El tramo de aceleracion en el interior de la pretobera 10a es por consiguiente mas corto en la zona inferior que en la zona superior. De este modo se consigue que el flujo de agua en la zona superior, es decir, en la zona de la estela desfavorable, se acelere mas intensamente que en la zona inferior. Por consiguiente, mediante la pretobera 10a desplazada hacia arriba en referencia al eje de la helice 41 del barco, no solo se favorece mas intensamente la zona de la estela desfavorable o se acelera mas intensamente el flujo de agua, sino que adicionalmente mediante la longitud de perfil 21, 22 de la pretobera 10a que disminuye desde arriba hacia abajo tiene lugar una compensacion mejor de las velocidades del agua entre la zona superior e inferior.
Las fig. 4 a 6 muestran igualmente una pretobera 10b con abertura de entrada de agua 10 ensanchada. Como en el caso de la pretobera 10a segun las fig. 1 a 3, la pretobera 10b mostrada en las fig. 4 a 6 tiene igualmente una longitud de perfil 21 mas larga en la zona superior de la pretobera 10b que en la zona inferior de la pretobera 10b. Para ello la abertura de
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entrada de agua 12 esta achaflanada visto desde arriba hacia abajo. Al contrario de la pretobera 10a, la superfine de abertura de entrada de agua 19 solo esta configurada sobre un plano, no siendo este plano completamente paralelo a la superfine de seccion transversal 34 de la pretobera 10b o respecto a la superfine de salida de agua 20 de la pretobera 10b debido al achaflanado.
Dado que la longitud de perfil 21, 22 disminuye linealmente sobre toda la longitud de la pretobera 10b, visto desde arriba hacia abajo, el angulo de corte 27 entre la superfine de abertura de entrada de agua 19 y la superfine de seccion transversal 34 o la perpendicular del eje de rotacion 35 es constante en toda la zona, es decir, sobre toda la altura de la pretobera 10b. El angulo de abertura 30 de la pretobera 10b se corresponde por consiguiente con la suma del angulo de perfil superior e inferior 28, 29, siendo de igual tamano los dos angulos de perfil 28, 29 de la pretobera 10b. Debido al achaflanado visto desde arriba hacia abajo se origina igualmente una forma de abertura elfptica en vista en plana de la pretobera 10b desde delante. La longitud de la abertura de entrada de agua 19 en la direccion vertical, es decir, visto desde arriba hacia abajo, entre la lmea de perfil superior e inferior 23, 24, es por consiguiente igualmente mas larga que la anchura o la longitud en la direccion horizontal de la superficie de abertura de entrada de agua 19. En este caso las longitudes discurren respectivamente sobre o a lo largo de la superficie de abertura.
Las fig. 7 a 9 muestra una pretobera 10c con dos superficies de abertura 19, 20 paralelas una respecto a otra. Al contrario de las pretoberas 10a y 10b, la pretobera 10c presenta una longitud de perfil 21, 22 constante. El angulo de abertura 30 se corresponde por consiguiente con la suma del angulo de perfil superior e inferior 28, 29, siendo de igual tamano el angulo de perfil superior e inferior 28, 29. Aqu no se origina, o es 0°, un angulo de corte 27 entre la superficie de abertura de entrada de agua 19 y la superficie de seccion transversal 34 de la pretobera 10c.
El revestimiento de tobera 11 de la pretobera 10c se compone esencialmente de cuatro segmentos, dos segmentos arqueados 39, 40 y dos segmentos rectilmeos 37, 38. Los dos segmentos rectilmeos 37, 38 estan dispuestos opuestos entre sf en la zona lateral de la pretobera 10c. La vista frontal de la pretobera 10c en la fig. 7 muestra que las dos secciones rectilmeas 37, 38 se situan a la altura del eje de rotacion 18 de la pretobera 10c y por consiguiente conectan entre sf una seccion arqueada inferior y una superior 39, 40. Las dos secciones arqueadas 39, 40 son, segun se muestra en la fig. 7, seminrculos o secciones de arco semicirculares. Pero las secciones arqueadas 39, 40 podnan presentar tambien otra configuracion, por ejemplo, una configuracion elfptica.
Como en el caso de las pretoberas 10a y 10b, en la pretobera 10c se produce una superficie de abertura de entrada de agua 19 cuya altura o longitud en la direccion vertical es mayor que la anchura o longitud en la direccion horizontal.
Las dos secciones rectilmeas 37, 38 reconocibles vistas en seccion transversal son constantes sobre toda la longitud de la pretobera 10c, segun se muestra en la fig. 9. Pero tambien serfa posible configurar estas secciones rectilmeas 37, 38 en forma de cuna u de otro modo a lo largo de la pretobera 10c, por ejemplo, de la abertura de entrada de agua 12 hacia la abertura de salida de agua 13. Luego la seccion transversal de las secciones rectilmeas 37, 38, que es rectangular y constante en el presente ejemplo, se modificanan a lo largo de la pretobera 10c. Por ejemplo, la superficie rectangular en seccion transversal podrfa disminuir desde delante hacia detras. Ademas, se podna concebir permitir el acabado en punta de las secciones rectilmeas 37, 38, lo que significa que la superficie de seccion transversal 34 de la pretobera 10c en la zona de la abertura de salida de agua 13 no presentarfa unas secciones rectilmeas 37, 38.
Lista de referencias
100
10a, 10b, 10c
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14a, 14b, 14c, 14d, 14e
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Sistema de accionamiento de un barco Pretobera
Revestimiento de tobera Abertura de entrada Abertura de salida Sistema de aletas Aletas
Direccion de afluencia de agua Lado interior del revestimiento de tobera Lado exterior del revestimiento de tobera Eje de rotacion de la pretobera
- 19 Superficie de abertura de entrada de agua
- 20 Superficie de abertura de salida de agua
- 21 Longitud de perfil superior
- 22 Longitud de perfil inferior
- 5
- 23 Lmea de perfil superior
- 24 Lmea de perfil inferior
- 25, 26 Soporte
- 27 Angulo de corte
- 28 Angulo de perfil superior
- 10
- 29 Angulo de perfil inferior
- 30 Angulo de abertura
- 31 Borde frontal del revestimiento de tobera - delante
- 32 Borde frontal del revestimiento de tobera - detras
- 33 Radio central
- 15
- 34 Superficie de seccion transversal
- 35 Perpendicular del eje de rotacion
- 36 Angulo entre los planos de la superficie de abertura de entrada de agua
- 37, 38 Secciones rectilmeas
- 39, 40 Secciones arqueadas
- 20
- 41 Eje de la helice
- 42 Dobladura
Claims (17)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. - Pretobera (10a, 10b, 10c) para un sistema de accionamiento de una embarcacion, presentando la pretobera (10a, 10b, 10c) una abertura de entrada de agua (12) y una abertura de salida de agua (13), estando dispuesto un sistema de aletas (14) en el interior de la pretobera (10a, 10b, 10c), no presentando la zona de entrada de la pretobera (10a, 10b, 10c) un sistema de aletas (14), no estando dispuesta una helice en el interior de la pretobera (10a, 10b, 10c), estando configurada la pretobera (10a, 10b, 10c) con asimetna en rotacion, presentando la pretobera (10a, 10b, 10c) un angulo de perfil superior (28) entre la lmea de perfil superior (23) y el eje de rotacion (18) de la pretobera (10a, 10b, 10c) y/o que la pretobera (10a, 10b, 10c) presenta un angulo de perfil inferior (29) entre el eje de rotacion (18) y la lmea de perfil inferior (24) de la pretobera (10a, 10b, 10c), siendo el angulo de abertura (30) de la pretobera (10a, 10b, 10c) entre la lmea de perfil superior e inferior (23, 24) de la pretobera (10a, 10b, 10c) mayor que dos veces el angulo de perfil superior (28) o mayor que dos veces el angulo de perfil inferior (29), caracterizada porque el angulo de perfil inferior (29) es mayor que el angulo de perfil superior (28).
- 2. - Pretobera segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la abertura de entrada de agua (12) de la pretobera (10a, 10b, 10c) esta ensanchada hacia abajo y/o hacia arriba para la mejora de la afluencia de agua.
- 3. - Pretobera segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque las superficies de abertura (19, 20) de la abertura de entrada de agua (12) y de la abertura de salida de agua (13) de la pretobera (10a, 10b, 10c) estan rodeadas respectivamente por un borde frontal (31, 32) de un revestimiento de tobera (11) de la pretobera (10a, 10b, 10c), presentando al menos una de las dos superficies de abertura (19, 20) rodeadas una longitud mayor entre la lmea de perfil superior (23) y la lmea de perfil inferior (24) que en la direccion horizontal.
- 4. - Pretobera segun la reivindicacion 3, caracterizada porque la superficie de abertura (19) en el lado de entrada de agua de la pretobera (10a, 10b, 10c) es mayor que la superficie de abertura en el lado de entrada de agua de una pretobera simetrica en rotacion con el mismo radio central.
- 5. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pretobera (10a, 10b, 10c) circunda al menos por zonas un eje de la helice (41) de una embarcacion.
- 6. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las superficies de abertura (19, 20) de la abertura de entrada de agua (12) y de la abertura de salida de agua (13) de la pretobera (10a, 10b, 10c) estan rodeadas respectivamente por un borde frontal (31, 32) de un revestimiento de tobera (11) de la pretobera (10a, 10b, 10c), no siendo paralelas entre sf al menos por zonas las dos superficies de abertura (19, 20) de la pretobera (10a, 10b, 10c).
- 7. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pretobera (10a, 10b, 10c) presenta una longitud de perfil (21, 22), no siendo constante la longitud de perfil y siendo mayor en particular en la zona superior de la pretobera (10a, 10b, 10c) y preferentemente en la zona del eje de rotacion (18) que en la zona inferior de la pretobera (10a, 10b, 10c).
- 8. - Pretobera de un barco segun la reivindicacion 7, caracterizada porque la longitud de perfil (21, 22) de la pretobera (10a, 10b, 10c) disminuye de forma continua en el interior de al menos una zona, preferentemente en la zona inferior, considerado desde arriba hacia abajo.
- 9. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las superficies de abertura (19, 20) de la abertura de entrada de agua (12) y de la abertura de salida de agua (13) de la pretobera (10a, 10b, 10c) estan rodeadas respectivamente por un borde frontal (31, 32) de un revestimiento de tobera (11) de la pretobera (10a, 10b, 10c), presentando la superficie de abertura (19) en el lado de entrada de agua de la pretobera (10a, 10b, 10c) al menos un angulo de corte (27) respecto a la superficie de seccion transversal (34) de la pretobera (10a, 10b, 10c).
- 10. - Pretobera de un barco segun la reivindicacion 9, caracterizada porque el angulo de corte (27) es constante y mayor de 0° en al menos una zona.
- 11. - Pretobera segun una de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizada porque el angulo de abertura (30) de la pretobera (10a, 10b, 10c) entre la lmea de perfil superior e inferior (23, 24) de la pretobera (10a, 10b, 10c) se corresponde con la suma de dos veces el angulo de perfil superior (28) y el angulo de corte (27) o con la suma de dos veces el angulo de perfil inferior (29) y el angulo de corte (27).
- 12. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie de abertura (19) en el lado de entrada de agua de la pretobera (10a, 10b, 10c) esta doblada o curvada y en particular configurada sobre al menos dos planos que forman un angulo (36) entre sf, siendo el angulo (36) mayor de 90° y menor de 180°.
- 13. - Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la longitud de perfil (21, 22) de la pretobera (10a, 10b, 10c) entre la lmea de perfil superior e inferior (23, 24) de la pretobera (10a, 10b, 10c) disminuye de forma continua desde arriba hacia abajo.
- 14. - Pretobera segun una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizada porque el valor del angulo de corte (27) es constante.
- 15. - Pretobera segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la pretobera (10c) presenta una longitud de perfil (21, 22), siendo constante la longitud de perfil (21, 22) en cada zona de la pretobera (10c).5 16.- Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el revestimiento de la pretobera (10a,10b, 10c) presenta, visto en una seccion transversal, en particular dos secciones rectilmeas (37, 38), en particular sobre toda la longitud de la pretobera (10a, 10b, 10c).
- 17.- Pretobera segun la reivindicacion 16, caracterizada porque las secciones rectilmeas (37, 38), visto en seccion transversal, conectan entre sf varias, en particular dos, secciones arqueadas (39, 40).10 18.- Pretobera segun una de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizada porque las secciones rectilmeas (37, 38) estandispuestas en la zona lateral de la pretobera (10), en particular de forma opuesta una a otra.
- 19.- Pretobera segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la relacion de la longitud mayor de al menos una superficie de abertura (19, 20) de la pretobera (10a, 10b, 10c) en la direccion vertical respecto a la longitud de perfil media de la pretobera (10) esta entre 1,5 : 1 y 4 : 1, preferentemente entre 1,75 : 1 y 3 : 1, de modo especialmente 15 preferente entre 1,75 : 1 y 2,5 : 1.
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