ES2621905T3 - Hélice de anillo con inclinación hacia delante - Google Patents

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Abstract

Una hélice de anillo (12) para un propulsor (10), donde la hélice de anillo (12) comprende un anillo (15), un elemento central (16) y al menos una paleta de la hélice (18) que se extiende entre y unida al elemento central (16) y al anillo (15), respectivamente, donde al menos una paleta de la hélice (18) tiene un perfil del borde delantero (19) y un perfil del borde trasero (20) en una sección transversal perpendicular al eje de rotación A de la hélice de anillo (12), la al menos una paleta de la hélice (18) se proporciona con inclinación hacia delante, caracterizada porque la parte más exterior de la paleta (18) alcanza primero las zonas con cambio de velocidad y en que el perfil del borde delantero (19) de la al menos una paleta de la hélice (18) tiene una forma de S con una forma cóncava en una porción en un punto de unión (37) al anillo (15) de manera que una tangente al perfil del borde delantero en el punto de unión al anillo que rodea la hélice de anillo y la tangente al anillo que la rodea en el mismo punto de unión forman un ángulo que es mayor que 0° y menor que 90°.

Description

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DESCRIPCION
Helice de anillo con inclinacion hacia delante
La presente invencion se refiere a una helice de anillo y a un propulsor que comprende una helice de anillo que se acciona por un motor de iman permanente.
Este tipo de propulsor con una helice de anillo accionado por medio de un motor de iman permanente se emplea en diferentes tipos de embarcaciones. Sin embargo, las helices de anillo conocidas, accionadas por imanes permanentes, se han disenado sin mucha inclinacion.
El documento frances FR 68 426 E describe una helice de anillo para un propulsor que comprende un anillo, un elemento central y las paletas de la helice que se extienden entre el elemento central y el anillo. La Figura 1 de la publicacion indica que las paletas de la helice pueden proporcionarse con una inclinacion hacia delante aunque la descripcion no lo menciona. El borde delantero tiene una ligera protuberancia en el medio que es redonda, por ejemplo con una forma elfptica. De acuerdo con la descripcion, esta forma redonda de las paletas permite una entrada en el agua mejorada y aumenta el ancho de las paletas en la zona de la paleta de trabajo optimo. La forma redonda del borde delantero implica que una porcion medial de la paleta es la porcion de la paleta que primero alcanza el agua con cambio de velocidad, es decir la porcion del medio de la paleta alcanza las zonas en el agua con cambio de velocidad primero que la porcion exterior de la paleta.
En el desarrollo de la presente helice de anillo y el propulsor que se acciona por un motor de iman permanente, un objetivo ha sido proporcionar un propulsor que se acciona por un iman permanente con mayor eficiencia que los propulsores conocidos.
Un objetivo adicional ha sido proporcionar un propulsor accionado por iman permanente con una helice de anillo que ofrece un mejor control de cuando se establece la cavitacion y de la extension de la cavitacion.
Estos objetivos se consiguen con la presente helice de anillo tal como se define en la reivindicacion 1, un propulsor tal como se define en la reivindicacion 6 y una aplicacion de la helice de anillo tal como se define en la reivindicacion 7. Otras modalidades de la helice de anillo se definen en las reivindicaciones 2-5.
Se proporciona una helice de anillo para un propulsor. La helice de anillo comprende un anillo, un elemento central y al menos una paleta de la helice que se extiende entre el elemento central y el anillo y se une al elemento central y al anillo. La paleta de la helice tiene un perfil del borde delantero y un perfil del borde trasero y se proporciona con inclinacion hacia delante. El perfil del borde delantero de la al menos una paleta de la helice, por otra parte, tiene una forma de S en seccion transversal perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo con una forma concava en una porcion en un punto de union al anillo de manera que una tangente al perfil del borde delantero en el punto de union al anillo que rodea la helice de anillo y la tangente al anillo que rodea en el mismo punto de union forman un angulo que es mayor que 0° y menor que 90°.
El al menos un perfil del borde trasero de la paleta de la helice tambien puede tener una forma de S en una seccion transversal perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo. La combinacion de la forma de S en el al menos un perfil del borde delantero de la paleta de la helice y posiblemente el perfil del borde trasero y la inclinacion hacia delante de la al menos una paleta de la helice proporcionan mejores condiciones de cavitacion, es decir cavitacion reducida.
El borde delantero tiene un perfil del borde delantero visto en una seccion perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo. Correspondientemente, el borde trasero de las paletas de la helice, seran, naturalmente, el borde en el lado opuesto de la paleta de la helice con un perfil del borde trasero visto en una seccion perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo. El hecho de que las paletas de la helice de anillo tienen una inclinacion hacia delante significa que la punta de la helice, que se une al anillo, se inclina hacia delante hacia la direccion de rotacion normal de la helice, con el resultado de que la parte mas exterior de la paleta alcance primero las zonas con velocidad alterada. En relacion con la inclinacion hacia delante de las paletas de la helice, puede definirse un angulo de inclinacion. El angulo de inclinacion es el angulo mas grande posible, visto en una seccion transversal perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo, medido entre la lmea recta trazada desde el punto donde la cuerda central/lmea de inclinacion de la paleta de la helice alcanza el anillo que rodea la helice de anillo y el eje de rotacion y una lmea tangencial a un punto en la cuerda central de la paleta de la helice y el eje de rotacion. La cuerda central de la paleta de la helice y el angulo de inclinacion de una paleta de la helice en la presente helice de anillo se muestran en las figuras adjuntas.
En una modalidad de la invencion el perfil en forma de S del borde trasero tambien puede tener una forma concava en una porcion en el punto de union al anillo. De la misma manera que anteriormente, esto significa que la tangente al perfil del borde trasero en el punto de union al anillo que rodea la helice de anillo y la tangente al anillo que lo rodea en el mismo punto de union forman un angulo que es mayor que 0° y menor que 90°.
Con respecto a la resistencia de las paletas, se les ha dado una forma preferentemente engrosada (un filete) en la transicion hacia el anillo de la helice. Mediante el empleo de una forma concava en la parte mas exterior de las paletas,
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se proporciona el espacio para un filete mas delgado y de esta manera mejores condiciones hidrodinamicas en la parte mas exterior de la helice.
En una modalidad de la presente invencion el anillo de la helice de anillo preferentemente se proporciona con imanes permanentes, donde los imanes permanentes forman una parte de un motor de iman permanente cuando la helice de anillo se monta en el propulsor.
Tambien se proporciona un propulsor que comprende una helice de anillo y un motor de iman permanente. El propulsor comprende una helice de anillo como se describio anteriormente y una carcasa del propulsor que encierra el anillo de la helice de anillo y comprende los embobinados del estator del motor de iman permanente. De esta manera se proporciona un motor de iman permanente para accionar la helice de anillo. La helice de anillo del propulsor de cualquier otra manera se disena preferentemente como se describio anteriormente y puede usarse en un embarcacion ventajosamente.
Una modalidad no limitante de la invencion se describira ahora con referencia a las figuras, en las que:
La Figura 1 es una seccion transversal de un propulsor con una helice de anillo de acuerdo con la presente invencion perpendicular al eje de rotacion de la helice de anillo A.
La Figura 2 ilustra la misma figura que anteriormente, pero donde se indican los angulos entre el anillo y el perfil del borde delantero y el perfil del borde trasero, respectivamente.
La Figura 1 ilustra un propulsor 10 de acuerdo con la presente invencion. El propulsor 10 comprende una carcasa del propulsor 13 y una helice de anillo 12 que puede montarse de forma giratoria en la carcasa del propulsor 13 alrededor del eje de rotacion A. La helice de anillo 12 comprende un anillo 15 y un elemento central 16.Entre el anillo 15 y el elemento central 16 preferentemente se montan una serie de paletas de la helice 18, que se unen al elemento central 16 y al anillo 15.Por lo tanto, la helice de anillo 12 es un monobloque, donde las paletas de la helice 18 tienen inclinacion fija. El propulsor 10 se dispone para unirse a un embarcacion (no mostrada en las figuras).Para ello, el propulsor 10 puede proporcionarse con un elemento de union 17, lo que permite de esta manera que el propulsor 10, por ejemplo, se atornille, enrosque o suelde a la embarcacion.
La helice de anillo 12 comprende ademas imanes permanentes (no mostrados en las figuras) que preferentemente se montan en el anillo 15.En la carcasa del propulsor 13 los embobinados del estator (no mostrados en la figura) se proporcionan de manera similar, con el resultado de que la helice de anillo se acciona por un motor de iman permanente. La energfa electrica para el motor de iman permanente puede, por ejemplo, suministrarse a traves del elemento de union 17.
Las paletas de la helice 18 tienen un perfil del borde delantero 19 y un perfil del borde trasero 20 en una seccion perpendicular al eje de rotacion A de la helice de anillo 12, como se indica en la figura 1.El perfil del borde delantero 19 y el perfil del borde trasero 20 se definen en relacion con la direccion de rotacion R de la helice de anillo 12, como se ilustra en la figura 1.
Las paletas de la helice 18 tienen una cuerda central imaginaria 24 que se extiende desde el elemento central 16 a un punto 27, donde la lmea central intersecta al anillo 15.La cuerda central 24 es la lmea imaginaria situada a la misma distancia desde el perfil del borde delantero 19 como desde el perfil del borde trasero 20 en la paleta de la helice 18.
Como se indica en las figuras, la helice se disena con inclinacion hacia delante, es decir las paletas de la helice 18 se inclinan hacia delante en la direccion de rotacion normal R de la helice, con el resultado de que la parte mas exterior de la paleta alcanza primero las zonas con cambio de velocidad. El grado de inclinacion hacia delante puede indicarse por medio del angulo de inclinacion V. El angulo de inclinacion V es el mayor angulo formado entre una primera lmea 25 a traves del eje de rotacion A y un punto 27 donde la lmea central 24 atraviesa el diametro interno del anillo 15 y una segunda lmea 26 a traves del eje de rotacion A y un punto 28 en la lmea central 24.Dependiendo del grado de inclinacion hacia delante de la paleta de la helice, el punto 28 en la lmea central puede variar. En la figura 1 el punto 28 en la lmea central 24 que le dara al angulo mas grande, es decir el angulo de inclinacion V, esta justo en el elemento central 16.En otros disenos el punto 28 puede situarse en algun lugar en la lmea central entre el elemento central 16 y el anillo 15.Al proporcionar la helice de anillo 12 con inclinacion hacia delante de esta manera, la helice de anillo 12 adquirira mejores propiedades de cavitacion ya que la punta de las paletas de la helice 18 toma una parte mas pequena del total del propulsor.
Como se ilustra en las figuras el perfil del borde delantero 19 de las paletas de la helice 18 se disena con una ligera forma de S. Esto significa que en la transicion hacia el anillo 15, sera posible disenar las paletas de la helice 18 con una delgada seccion, dando un buen efecto hidrodinamico, mientras que al mismotiempo proporciona suficiente resistencia. El perfil del borde trasero tambien puede disenarse con una ligera forma de S, como se indica en las figuras.
En la transicion entre perfil del borde delantero 19 de las paletas de la helice y el anillo 15, las paletas de la helice 18 preferentemente tienen una forma concava. Esto se ilustra en mayor detalle en la figura 2 donde se indican la tangente
30 al perfil del borde delantero 19 de la paleta de la helice en el punto de union 37 y la tangente 31 al anillo 15 en el punto de union 37 al anillo. Debido al hecho de que las paletas de la helice 18 tienen una forma concava, el angulo 35 de abertura en el anillo es menor que 90° y mayor que 0°.
5 De una manera similar, en la transicion entre el borde trasero 19 de las paletas de la helice y el anillo 15, las paletas de la helice 18 preferentemente tienen una forma concava. Esto tambien se ilustra en la figura 2 donde se indican la tangente 32 al perfil del borde trasero 20 a la paleta de la helice en el punto de union 38 y la tangente 33 al punto de union 38 al anillo 15.Debido al hecho de que las paletas de la helice 18 tienen una forma concava, el angulo 36 de abertura en el anillo es tambien menor que 90° y mayor que 0°.
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Claims (7)

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    10
    15
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    25
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    35
    Reivindicaciones
    1. Una helice de anillo (12) para un propulsor (10), donde la helice de anillo (12) comprende un anillo (15), un elemento central (16) y al menos una paleta de la helice (18) que se extiende entre y unida al elemento central (16) y al anillo (15), respectivamente, donde al menos una paleta de la helice (18) tiene un perfil del borde delantero (19) y un perfil del borde trasero (20) en una seccion transversal perpendicular al eje de rotacion A de la helice de anillo (12), la al menos una paleta de la helice (18) se proporciona con inclinacion hacia delante, caracterizada porque la parte mas exterior de la paleta (18) alcanza primero las zonas con cambio de velocidad y en que el perfil del borde delantero (19) de la al menos una paleta de la helice (18) tiene una forma de S con una forma concava en una porcion en un punto de union (37) al anillo (15) de manera que una tangente al perfil del borde delantero en el punto de union al anillo que rodea la helice de anillo y la tangente al anillo que la rodea en el mismo punto de union forman un angulo que es mayor que 0° y menor que 90°.
  2. 2. Una helice de anillo de de acuerdo con la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el al menos un perfil del borde trasero (20) de la paleta de la helice (18) tiene una forma de S en una seccion transversal perpendicular al eje de rotacion A de la helice de anillo (12).
  3. 3. Una helice de anillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 2,
    caracterizada porque en una porcion de la paleta de la helice (18) en el punto de union (38) del borde trasero al anillo (15), el al menos un perfil del borde trasero (20) de la paleta de la helice en forma de S tiene una forma concava.
  4. 4. Una helice de anillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-3,
    caracterizada porque el anillo de la helice de anillo (15) se proporciona con imanes permanentes, cuyos imanes permanentes forman una parte de un motor de iman permanente cuando la helice de anillo (12) se monta en el propulsor (10).
  5. 5. Una helice de anillo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4,
    caracterizada porque la helice de anillo (12) es un monobloque donde las paletas de la helice (18) tienen una inclinacion fija.
  6. 6. Un propulsor (10) que comprende una helice de anillo (12) y un motor de iman permanente,
    caracterizado porque el propulsor (10) comprende una helice de anillo (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-5 y una carcasa del propulsor (13) que encierra el anillo (15) de la helice de anillo (12) y que comprende los embobinados del estator de motor de iman permanente.
  7. 7. El uso de una helice de anillo (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-5 en un propulsor (10) en un embarcacion, donde la helice de anillo (12) se acciona por un motor de iman permanente.
    imagen1
    FIGURA 1
    imagen2
    FIGURA 2
ES13753301.4T 2012-08-14 2013-08-13 Hélice de anillo con inclinación hacia delante Active ES2621905T3 (es)

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