BR102016008199A2 - Hydraulic azimutal propulsor out of edge - Google Patents

Abstract

refere-se o presente invento a um propulsor azimutal acionado hidraulicamente, para instalação na linha de centro ou bordos, na popa ou proa de embarcações, tais como balsas e embarcações similares, principalmente para transporte de cargas em geral; e que fornece inúmeras vantagens em relação as propulsões utilizadas atualmente, com destaque para a maior manobrabilidade, confiabilidade, segurança e facilidade de manutenção proporcionada pelo sistema de acionamento totalmente hidráulico com reduzido número de componentes mecânicos,outro aspecto da presente invenção é a facilidade de instalação na embarcação por se tratar de um propulsor modular, compacto e portátil contendo em um único equipamento todos os componentes para seu funcionamento.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DA PATENTE DE INVENÇÃO “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA”.

[001] A presente invenção refere-se a um Propulsor Azimutal acionado hidraulicamente, para instalação fora da borda, na popa e/ou proa, destinado a embarcações fluviais, balsas, ferry-boats, embarcações militares e para navegação costeira, com ênfase em ser uma tecnologia que pode substituir os empurradores e rebocadores atualmente utilizados para a movimentação de balsas e comboios de balsas com inúmeras vantagens.

[002] A propulsão típica usada atualmente para a movimentação destas embarcações são as “propulsões convencionais”, que consistem principalmente de motor diesel, caixa reversora, eixo propulsor, hélice e sistema de governo (composto pelo leme e sistema para sua movimentação). São usadas amplamente na maioria das embarcações em operação no Brasil.

[003] A solução proposta difere-se dos produtos comerciais existentes, pois oferece vantagens, tais como melhor manobrabilidade da embarcação, preço mais baixo quando comparando com soluções convencionais, facilidade de manutenção, simplicidade de aplicação e instalação, menor impacto ambiental, robustez e segurança na operação.

[004] O Brasil possui extensas vias fluviais navegáveis, com grande potencial de transporte de cargas e passageiros. Os rios do país se caracterizam por possuir obstáculos naturais a navegação, tais como baixa profundidade, com bancos de areia e pedras no fundo. Também é comum encontrar detritos em geral e até mesmo troncos e galhos de árvores flutuando. É típico na navegação interiorana, a perda parcial ou total do sistema de propulsão convencional e governo dos empurradores e rebocadores dos comboios de carga, devido a colisões com o fundo ou objetos flutuando na superfície, trazendo sérios riscos de encalhes ou naufrágio parcial ou total do comboio, trazendo grandes prejuízos por perda monetária e até mesmo perda de vidas, além dos atrasos nas entregas das cargas e passageiros.

[005] Outro tema a contemplar é a sinuosidade típica dos rios aliada a pouca manobrabilidade oferecida aos comboios de balsas, através dos empurradores e rebocadores com sistemas de propulsão convencionais, devido principalmente aos ângulos de giro de leme ser bastante limitados, forçando estes comboios a reduzir a velocidade nas curvas em até nove vezes inferior ao alcançado num trecho reto.

[006] A manutenção de propulsões convencionais é outra dificuldade. Serviços em hélices, eixos, lemes e outros componentes podem requerer a retirada da embarcação da água ou realização de atividades submersas, acarretando altos custos de manutenção, grandes perdas de tempo, e mão de obra especializada.

[007] A solução aqui apresentada para minimizar os problemas abordados é a utilização de Propulsores Azimutais Hidráulicos Fora da Borda, porém não existem equipamentos desta natureza que atendam as características do mercado interno. As soluções similares existentes não atendem a navegação fluvial do Brasil, visto que estas empresas estão concentradas em desenvolver propulsores azimutais para atender ao mercado de grandes embarcações de mar aberto. Diante deste cenário, a navegação fluvial brasileira, com destaque para as balsas e comboios de carga, apelam para o uso de soluções convencionais, com o uso de empurradores e rebocadores.

[008] As características da invenção são: [009] - O propulsor possui uma estrutura que permite que ele seja fixado na linha de centro ou bordos, a popa ou proa de uma embarcação, tal como balsas ou similares. O sistema é modular e compacto, contendo todos os componentes para seu funcionamento em um único equipamento, permitindo que seja instalado no convés da embarcação com facilidade e rapidez, além de poder ser também removido facilmente para instalação em outra embarcação.

[0010] - É um propulsor denominado “azimutal”, pois pode girar 360° graus em relação ao eixo vertical, para ambos os lados, fornecendo empuxo em qualquer direção desejada. A manobrabilidade de balsas e comboios movimentadas por este propulsor será superior ao propiciado por rebocadores e empurradores com propulsões convencionais, permitindo ganho de tempo em viagens, principalmente em trechos sinuosos dos rios e em manobras.

[0011] - O sistema de acionamento é totalmente hidráulico. A hélice é acionada hidraulicamente, e possui poucos componentes mecânicos em comparação a sistemas convencionais, oferecendo confiabilidade e longevidade, bem como menos manutenções requeridas. De maneira geral fornece também mais segurança em caso de acidentes. Como no interior da rabeta 15 existem somente mangueiras hidráulicas flexíveis devidamente protegidas, em caso de impacto com obstáculos os danos são minimizados, ao contrário de outros propulsores, com eixos, engrenagens e lemes, que teriam danos de grandes extensões e ficariam impossibilitados de continuar a navegação.

[0012] - O motor diesel que aciona a bomba hidráulica é mantido em rotação constante, o propulsor pode ser operado desde baixas até altas rotações da hélice variando-se apenas os controles da bomba hidráulica, mantendo-se assim o motor diesel na sua rotação de melhor eficiência. O tempo de resposta é muito curto devido ao baixo momento de inércia do conjunto em comparação a um sistema convencional com pesados eixos e transmissões. Estas características tornam a propulsão muito mais manobrável e o operador pode rapidamente responder a situações de emergência.

[0013] - Devido à ausência de transmissões mecânicas a unidade opera com menor nível de ruído que outros tipos de propulsões.

[0014] - A propulsão possui um mecanismo de regulagem de altura, permitindo erguer ou baixar verticalmente a hélice em uma profundidade tal que minimize colisões com o fundo do rio, aumentando a segurança da operação e permitindo a operação em água mais rasas e também adequando as condições de carregamento da embarcação.

[0015] - A propulsão possui articulação que permite girá-la até 180 graus em relação a um eixo horizontal, possibilitando que a mesma fique totalmente fora da água, assim permitindo que manutenções sejam facilmente realizadas sem necessidade de realização de trabalhos submersos, nem a retirada da embarcação da água.

[0016] - Possui um sistema rebatível que, em caso de colisão do propulsor com o fundo do rio, permite que a mesma levante automaticamente, absorvendo o impacto e evitando maiores danos.

[0017] - Em balsas ou comboios de balsas dispensa o uso de empurradores e rebocadores, pois o propulsor é instalado diretamente no convés das balsas, o que torna o sistema muito prático e econômico, pois evita os altos custos de aquisição dessas embarcações.

[0018] A descrição que se segue e as figuras associadas, expostas a título de exemplo não limitativo, farão compreender bem a invenção.

[0019] O equipamento é composto das seguintes partes principais: [0020] - A figura 01 apresenta uma visão geral da Propulsão completa instalada no convés de uma embarcação 4. Ele é composto do Propulsor Azimutal 1, e da Unidade de Força 2, conforme representado delimitado por linhas tracejadas. O propulsor azimutal 1 é fixado rigidamente a unidade de força 2. A base 3 da unidade de força 2 é fixada rigidamente ao convés da embarcação 4 por meio de parafusos, na proa ou popa, de modo que a parte inferior do Propulsor Azimutal 1 fique dentro da água.

[0021] A Unidade de força 2, é feito de tubos de aço formando uma cabine retangular enclausurada protegida contra intempéries. No seu interior está instalado um motor de acionamento 5, normalmente um motor diesel, e uma bomba hidráulica 6, a qual é acionado pelo eixo do referido motor. Localizado em um lugar conveniente para o operador está o painel de comando 29, onde estão contidos todos os instrumentos para monitoramento do motor e para manobrar o propulsor.

[0022] O propulsor azimutal apresentado na figura 1 é composto pela Estrutura Superior 7, fabricada em aço, é fixada rigidamente a Unidade de Força 2. A Estrutura Superior também é fixada na Caixa de Distribuição 8 através das articulações existentes na posição 11. Esta articulação permite que o Propulsor seja erguido até 180s graus conforme demonstrado na figura 1 posição 12. A articulação é realizada pela extensão do cilindro hidráulico 13. Na figura 2 a caixa de Distribuição 8, é uma estrutura de aço, onde estão instalados um rolamento com engrenagem interna 14, o qual da sustentação a rabeta 15 e permite a rotação da mesma em 360s graus; um moto-redutor hidráulico 16, o qual está engrenado com a engrenagem interna do rolamento 14 transmite o movimento de rotação para a rabeta 15; e de um distribuidor giratório de óleo 17, o qual será explicado mais adiante.

[0023] A rabeta 15 é constituída por um elemento tubular de aço, sua extremidade superior é fixada ao rolamento 14 e sua extremidade inferior é fixada ao Cubo cônico estrutural 18. No interior da rabeta 15 estão acondicionadas as mangueiras hidráulicas flexíveis 19 que conduzem o óleo desde o motor hidráulico 20 até o distribuidor giratório de óleo 17;

[0024] O distribuidor giratório de óleo 17 é um dispositivo de transferência de óleo, das mangueiras estacionárias acopladas no topo do mesmo, provenientes da bomba hidráulica 6, com as mangueiras acopladas na parte inferior do mesmo, provenientes do motor hidráulico 20 e que giram em torno de um eixo vertical acompanhando o movimento de giro da própria rabeta 15.

[0025] No cubo cônico estrutural 18 está instalado um ou mais motores hidráulicos, o eixo do motor está acoplado ao eixo de saída 23, que por sua vez está acoplado ao hélice 21 na sua outra extremidade. Um conjunto de mancais 24 suporta o eixo de saída 23. Vedações apropriadas 25 previnem a entrada de água através do eixo de saída 23. Óleo, com pressão positiva, é fornecido para o interior do cubo cônico estrutural 18, através da mangueira 30, para a lubrificação dos mancais 24 e para prevenir a entrada de água pelas vedações 25. Duas mangueiras hidráulicas flexíveis 19 estão acopladas ao motor hidráulico 20. Óleo é fornecido por uma das mangueiras hidráulicas e retorna pela outra mangueira. Para inverter a direção de rotação da hélice o óleo é enviado no sentido contrário. Um tubulão 22 é tipicamente instalado para melhora do desempenho da hélice.

[0026]O propulsor possui um mecanismo que permite erguer ou baixar verticalmente todo o propulsor adequando seu uso as condições de profundidade e carregamento da embarcação. O mecanismo é composto de uma bucha tubular 28, rigidamente fixado a estrutura superior 7. No interior das buchas 28 deslizam as guias 27. As buchas 28 são movimentadas pelo cilindro hidráulico 26 e conseqüentemente toda a propulsão é movimentada verticalmente.

REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA”, caracterizado por um propulsor tipo azimutal hidráulico fora da borda, para instalação em balsas e embarcações similares de transporte de cargas em geral, é dotado de mecanismo que possibilita giro de 360° graus do propulsor em relação ao eixo vertical, mecanismo de articulação que permite suspender a dita propulsão em até 180° graus em relação a um eixo horizontal. Possui ainda mecanismo que permite erguer ou baixar verticalmente a rabeta, adequando o seu uso de acordo com a profundidade ou condições da embarcação. Sua estrutura permite a sua fixação diretamente no convés da embarcação.

2. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir mecanismo de acionamento único e inovador, onde a força propulsora é fornecida a hélice por energia hidráulica. O sistema hidráulico é composto principalmente por motor diesel ou similar 5, distribuidor de óleo giratório 17, mangueiras hidráulicas flexíveis 19 e motor hidráulico 20.

3. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser um sistema modular, compacto e portátil, contendo todos os componentes para seu funcionamento em único equipamento, sem necessidade de interligação com nenhum sistema da embarcação, possibilitando rápida e fácil instalação na embarcação.

4. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA’ de acordo com a reivindicação 1, é caracterizado por possuir um mecanismo que permite regular verticalmente a altura da rabeta 15, de acordo com as profundidades dos leitos dos rios.

5. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA’ ’, de acordo com a reivindicação 1, é caracterizado por possuir um mecanismo que possibilita a articulação da rabeta 15 em um ângulo de até 180 graus em relação a um eixo horizontal.

6. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA’ de acordo com a reivindicação 1, é caracterizado por possuir um mecanismo que permite giro da rabeta em 360 graus em relação a um eixo vertical

7. “PROPULSOR AZIMUTAL HIDRÁULICO FORA DA BORDA’ de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir sistema para fornecimento de óleo com pressão positiva para os mancais do eixo de saída 23 bem como para as vedações 25 minimizando riscos de entrada de água através das mesmas.