BR112014027734B1

BR112014027734B1 - Unidade de propulsão rotativa

Info

Publication number: BR112014027734B1
Application number: BR112014027734-6A
Authority: BR
Inventors: Steinar Aasebo; Leif Vartdal
Original assignee: Rolls-Royce Marine As
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2022-03-03
Also published as: KR20150006846A; WO2013169116A1; US20150093241A1; NO20120526A1; EP2847071A4; EP2847071A1; US9821896B2; BR112014027734A2; PL2847071T3; BR112014027734B8; NO338816B1; DK2847071T3; KR102078197B1; HRP20181500T1; TR201813494T4; EP2847071B1

Abstract

UNIDADE DE PROPULSÃO ROTATIVA. Unidade de propulsão (11) para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, que inclui um bocal (12) exibindo uma borda seguidora curva (12) na sua saída, que resulta em que o comprimento do bocal (12) seja maior na parte superior da mesma (12) e mais curto nos pontos mais extremos de um eixo geométrico central horizontal através do bocal (12), quando o bocal (12) é visto por trás.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma unidade de propulsão e manobra de uma embarcação, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Especialmente, a invenção refere-se a uma unidade de propulsão provida com um bocal exibindo uma borda seguidora curva na saída da mesma.

Fundamentos

[0002] São conhecidas unidades de propulsão, incluindo uma seção de hélice que é fixada em uma parte de rotor circundante, em cuja periferia são arranjados imãs permanentes ou enrolamentos para prover campo magnético. A parte de rotor constitui o rotor de um motor elétrico e é posicionada dentro de uma parte de estator circundante, cuja parte de estator é provida com dispositivos magnéticos ou enrolamentos para gerar campo magnético para originar rotação da seção propulsora.

[0003] A US 5.220.231 descreve uma tal unidade de propulsão para uma embarcação adequada para alto-mar. A unidade de propulsão tem uma seção propulsora centralmente suportada, tendo pás da hélice estendendo-se radialmente entre uma parte central e um anel posicionado radialmente externo, que rota com uma pequena distância radial da parte de estator.

[0004] É um foco crescente na redução da necessidade de força para o uso de todos os tipos de unidades de propulsão, para propulsão e manobra de uma embarcação. Mais elevadas demandas, referentes à emissão de gases ambientalmente desfavoráveis e custos de combustível, estão aumentando, algo que tem resultado em alta focagem no desenvolvimento de novas soluções, entre outras, otimização de pás da hélice e desenvolvimento de sistemas híbridos para propulsão das embarcações.

[0005] Outra área em que esforços têm sido feitos para melhoria é sobre o bocal da unidade de propulsão.

[0006] Pela GB1600994 é sabido um bocal propulsor fixado, tendo extensão de comprimento do bocal variante através de perfil variante, tanto na entrada como na saída do bocal, para exibir reduzida fricção através de propriedades hidrodinâmicas melhoradas, onde a velocidade do fluxo é mais elevada. Ter um perfil de bocal variante em frente do propulsor, de acordo com uma entrada curva, resultará em variações no influxo para o propulsor. Tal variação já existe no casco e a solução na GB1600994 procura reduzir esta variação. Ter uma tal entrada de bocal variante requererá um monte de trabalho de análise para adaptar a entrada de bocal em um dado casco. O mesmo bocal pode, em um diferente casco ou aplicação, tornar as coisas ruins piores. Em outras palavras, esta solução não é adaptada para produção em massa, visto que ela tem que ser adaptada em cada embarcação que é para ser usada.

[0007] Na GB502564 é descrita um bocal propulsor rotativo que exibe um comprimento variante tanto frontal como posterior á bocal, e exibe wo fotocVo eqoq wo “ooVot fg cgtqpcxg” qw eopfotocfo go elipse, para capturar tanta água quanto possível no propulsor.

[0008] Deve-se mencionar que é mais comum usar um bocal onde um comprimento constante é mantido em torno do bocal inteiro, tal como, por exemplo, mostrado na US 5.220.231. A desvantagem principal disto é que a unidade de propulsão requererá grande espaço sob o casco durante rotação, o que resultará em uma unidade de propulsão mais pesada.

[0009] É, portanto, uma necessidade prover uma unidade de propulsão, preferivelmente, uma unidade de propulsão rotativa, tendo menor peso em comparação com a técnica anterior, porém que, ao mesmo tempo, exiba suficiente resistência.

[00010] Também é uma necessidade prover uma unidade de propulsão exibindo um espaço interno maior para suprimento dos meios de lubrificação dos dispositivos de direção, algo que a técnica anterior não resolve.

[00011] É ainda uma necessidade prover uma unidade de propulsão exibindo propriedades melhoradas para acomodar forças e vibrações, que é o caso com a técnica anterior, que está especialmente presente quando a unidade de propulsão é articulada para fora quando a embarcação está movendo-se com alta velocidade.

[00012] É comum a utilização de motores de imã permanente em tais unidades de propulsão, algo que resulte em que o bocal, em princípio, apresente limitada espessura de material, o que cria uma necessidade por um bocal mais sólido para manter um nível de tensão aceitável no material.

Objetivo

[00013] O objetivo principal da presente invenção é prover uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação que resolva as desvantagens mencionadas da técnica anterior.

[00014] É ainda um objetivo da presente invenção prover uma unidade de propulsão que exiba aumentada resistência para manipular forças hidrodinâmicas que afetem uma unidade de propulsão como esta.

[00015] Um objetivo da presente invenção é prover uma unidade de propulsão que mantenha um nível de tensão aceitável para materiais do bocal e dispositivos de fixação do bocal até o casco da embarcação ou dispositivos de direção.

[00016] Outro objetivo da presente invenção é prover uma unidade de propulsão tendo peso inferior em comparação com a técnica anterior, e ao mesmo tempo exibindo suficiente resistência.

[00017] É ainda um objetivo prover uma unidade de propulsão que exiba melhoradas propriedades e aumentada segurança para suprimento dos meios de lubrificação para dispositivos de cubo e mancal, em comparação com a técnica anterior.

[00018] Também é um objetivo da presente invenção prover uma unidade de propulsão que requeira menos espaço durante rotação sob o casco.

[00019] É ainda um objetivo da presente invenção prover uma unidade de propulsão que exiba aumentado volume interno em comparação com a técnica anterior, que pode ser utilizado para arranjo de tirantes mais sólidos e aumentado suprimento dos meios de lubrificação.

A invenção

[00020] Uma unidade de propulsão, de acordo com a presente invenção, é descrita na reivindicação 1. Os aspectos preferíveis da unidade de propulsão são descritos nas reivindicações restantes.

[00021] Na presente invenção é provida uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de vasos marítimos, cuja unidade de propulsão é adaptada para prender-se ao casco do navio ou a um dispositivo de direção arranjado para rotar a unidade de propulsão 0 a 360 graus, um número limitado de graus, movimento articulável da unidade de propulsão, oscilando a unidade de propulsão para dentro/fora do casco do vaso ou similar. Isto é, por exemplo, um impulsor de rotação vertical, também conhecido como um impulsor azimutal.

[00022] A unidade de propulsão inclui um bocal em que uma seção propulsora sendo elétrica ou hidraulicamente acionada é arranjada para propulsão e manobra da embarcação.

[00023] A presente invenção procura prover uma unidade de propulsão tendo meios de lubrificação de suprimento mais simples, maior e mais seguro para dispositivos de cubo e mancal em conexão com o propulsor, tal como dispositivos de vedação de eixo e de mancal. A lubrificação igual a esta deve ser realizada através de tirantes tanto em frente como nas costas do propulsor.

[00024] Todos os tirantes atrás da hélice têm a tarefa de transferir as forças da maior hélice do eixo de hélice para o bocal, antes das forças elevarem-se mais. É vantajoso que seja arranjado um tirante que se estenda principalmente verticalmente para baixo atrás da hélice, para acomodar a maior parte destas forças, uma vez que as forças em qualquer caso elevar-se- ão mais. A força maior é o impulso da hélice axial atuando em direção axial, e para transferi-lo é vantajoso que o perfil do tirante seja longo na direção axial. Para obter-se isto, o bocal deve ser provido com extensão extra na sua parte superior, atrás da hélice.

[00025] Como mencionado acima, os meios de lubrificação são para ser supridos até os dispositivos de cubo e mancal, algo que é mais simples de realizar através do tirante, que se estende principalmente vertical para baixo da parte superior do bocal. Para obter-se isto, é necessário que o tirante tenha um volume interno maior do que os outros tirantes, que somente estarão arranjados para acomodar forças. Para o tirante atuar hidrodinamicamente no fluxo de água intenso atrás da hélice, é importante manter-se a razão de espessura/comprimento de corda deste tirante baixa. Dizer-se-ia assim que, quando tornar-se mais espesso para exibir maior volume interno, deve também ser mais longo. Para obter-se isto, a parte superior do bocal deve exibir extensão extra atrás da hélice.

[00026] Há grandes forças hidrodinâmicas afetando uma unidade de propulsão como esta. São grandes forças da hélice, porém também grandes forças do bocal. As forças laterais podem ser especialmente mencionadas quando a unidade de propulsão é articulada para fora enquanto a embarcação está mantendo alta velocidade. Quando a unidade de propulsão é somente fixada e suportada no topo por meio de um dispositivo de preensão e nenhum suporte debaixo, tais como lemes frequentemente têm, todas estas forças devem ser transferidas do bocal, através do dispositivo de preensão e mais acima do casco ou dos dispositivos de direção, para a unidade de propulsão. Quando este tipo de unidades de propulsão pode incluir, entre outros, um motor de imã permanente, a espessura do material do bocal, em princípio, é limitada. Na conexão entre bocal e dispositivo de preensão é assim requerida mais elevada espessura de material para transferir as forças e, ao mesmo tempo, manter um nível de tensão aceitável nos materiais do bocal e do dispositivo de preensão. Para obter-se isto, o bocal deve exibir aumentada espessura de material na parte superior, e essa, para manter a razão de espessura/comprimento de corda do bocal baixa, deve aumentar o comprimento do bocal na parte superior.

[00027] Uma alternativa para isto, que é usada na técnica anterior, é manter um grande comprimento constante em torno do bocal inteiro, porém isto é sobrecarregado com várias desvantagens, entre outras, a unidade de propulsão, em seguida, requererá mais espaço sob o casco quando rotando, e isto também resultará em uma unidade de propulsão mais pesada.

[00028] As unidades de propulsão como estas geralmente incluem um dispositivo de preensão na forma de uma haste estendendo-se de uma superfície superior do bocal e acima do casco da embarcação ou para os dispositivos de direção. No pedido de patente do requerente com o título “Rtqrwnukqp wpkv hot octkvkog xguugn”. fgrqukVcfq go 36 fg março de 2012, é descrito um dispositivo de preensão, que é formado por duas hastes estendendo-se em paralelo ou lateralmente invertidas em torno de um eixo geométrico vertical de uma superfície superior do bocal da unidade de propulsão, terminando em um flange de fixação, para, através dele, prover uma abertura que proveja à unidade de propulsão um melhorado desempenho aerodinâmico. Um tal dispositivo de preensão é mostrado nas Figuras 5 a 8. Quando um dispositivo tem duas hastes como estas entre o bocal e o convés, a água fluirá entre estas duas hastes. Esta água será acelerada até uma velocidade mais elevada, onde o volume entre as hastes é mais baixo. Quando o volume entre as hastes novamente aumentar, a água deve ser desacelerada correspondendo ao aumento de volume. Uma tal desaceleração tem a tendência a resultar em rotação, contracorrente e turbulência na água, o que novamente resultará em aumentada resistência. É, assim, importante que esta desaceleração de água seja realizada tão suavemente quanto possível. Para obter-se isto, é importante que as hastes tenham uma curvatura de modo que a distância entre as hastes aumente suavemente após a distância mais curta. Outra medida é estender o bocal para trás da parte superior, de modo que o bocal lentamente flexione para baixo da área entre as hastes.

[00029] Outro momento que é importante para as unidades de propulsão rotativas é que elas requerem tão pouco espaço quanto possível em combinação com a rotação (azimute). Para minimizar o espaço necessário para rotação (azimute), é preferível que a borda seguidora na saída do bocal seja mais curta nos pontos mais distantes vistos ao longo de um eixo geométrico central horizontal através do bocal, quando o bocal é visto por trás. Isto é devido ao eixo geométrico azimutal ser um pouco arranjado à frente, para reduzir o momento de navegação, e é assim a borda seguidora do bocal que é exigente de espaço durante rotação.

[00030] Para o bocal exibir suficiente resistência, a parte inferior do bocal, preferivelmente, estende-se um pouco mais longe, preferivelmente, no seu ponto de base. Se for um desejo que a unidade de propulsão tenha tão baixo peso quanto possível, o bocal, preferivelmente, terá comprimento mais curto em sua parte de base do que em sua parte superior.

[00031] A presente invenção não é limitada a uma solução de mancal central, como mencionado acima, uma vez que a unidade de propulsão também pode incluir uma seção de hélice periférica-suportada, isto é, um dispositivo de mancal onde a parte estacionária do dispositivo de mancal é fixada ao estator, e a parte rotativa do dispositivo de mancal é fixada ao rotor.

[00032] Em outras palavras, pela presente invenção é provida uma unidade de propulsão tendo um bocal exibindo uma borda seguidora curva na saída da mesma, onde a extensão do bocal é mais longa na sua parte superior e mais curta nos pontos mais afastados de um eixo geométrico central horizontal através dela, quando o bocal é visto por trás. É ainda preferível que o comprimento do bocal, na parte inferior dele, também seja um pouco mais longo do que o comprimento mais curto. Deste modo, o bocal exibe uma borda seguidora curva, que resulta em que o bocal seja mais longa na sua parte superior e estenda-se com comprimento decrescente para os pontos mais afastados de um eixo geométrico central horizontal através dela, para, em seguida, exibir a extensão aumentando para a sua parte de base, que tem uma extensão mais longa do que a sua extensão mais curta.

[00033] Com uma unidade de propulsão, de acordo com a invenção, é obtido maior espaço interno na parte superior do bocal, de modo que possa arranjar suprimento dos meios de lubrificação mais simples, maior, e mais seguro para os dispositivos de cubo e mancal, por exemplo, que possa arranjar tirantes tendo maior volume interno. Obtém-se maior espaço para arranjar tirantes mais sólidos e mais fortes para acomodar forças, de modo que se mantenha um nível de tensão aceitável nos materiais do bocal e dispositivo de preensão, alguma coisa que resulte em aumentados tempo e segurança operacionais. Obtém-se ainda espaço reduzido quando a unidade de propulsão é rotada sob o convés, no momento de navegação menor é requerido rotar a unidade de propulsão, devido às forças laterais inferiores afetando a unidade de propulsão, e por essas obtém-se uma unidade de propulsão mais leve. Isto resultará em que a unidade de propulsão possa ser dimensionada para o momento de navegação menor. O momento de navegação menor da unidade de propulsão deve ser dimensionado para a menor unidade de propulsão, alguma coisa que resulte em uma unidade de propulsão mais barata.

[00034] Provendo-se a unidade de propulsão com uma borda seguidora curvo do bocal, isto não resultará em mais variação na carga de hélice do que a normal, e isto, assim, não afetará o ruído e as vibrações e, ao mesmo tempo, a obtenção das vantagens mencionadas acima.

[00035] Outros aspectos e detalhes preferíveis da presente invenção mostrar-se-ão pela seguinte descrição do exemplo.

Exemplo

[00036] A presente invenção será descrita abaixo em mais detalhes com referência aos desenhos anexos, em que: a Figura 1 mostra um desenho em perspectiva, vista inclinada por trás, de uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, a Figura 2 mostra uma vista frontal da unidade de propulsão da Figura 1, a Figura 3 mostra uma vista lateral da unidade de propulsão das Figuras 1 e 2, a Figura 4 mostra uma vista em seção transversal da unidade de propulsão das Figuras 1 a 3, vista ao longo da linha A-A da Figura 2, a Figura 5 mostra uma vista em perspectiva, vista inclinada por trás, de uma unidade de propulsão, para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, a Figura 6 mostra uma vista frontal da unidade de propulsão da Figura 5, a Figura 7 mostra uma vista lateral da unidade de propulsão das Figuras 5 e 6, a Figura 8 mostra uma vista em seção transversal da unidade de propulsão das Figuras 5 a 7, vista ao longo da linha A-A na Figura 6, e as Figuras 9a-b mostram vistas das unidades de propulsão das Figuras 1 e 5, vistas por cima, que mostram o espaço requerido sob o casco em rotação das unidades de propulsão em torno do eixo geométrico azimutal.

[00037] Referência é agora feita às Figuras 1 e 2, que mostram uma primeira modalidade de uma unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção, para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, para arranjo no convés da embarcação ou em um dispositivo de direção arranjado para rotar a unidade de propulsão 0 a 360 graus, movimento inclinável, oscilando a unidade de propulsão para fora/dentro do convés da embarcação ou similar. A unidade de propulsão 11 inclui um bocal tubular 12, tendo uma seção de hélice 13, tendo um cubo central 14 rotativamente suportado no bocal 12 por meio de tirantes 15, 16 arranjados em frente e atrás do cubo 14, respectivamente, fixados no bocal 12. Na modalidade mostrada, são usados quatro tirantes 15 em frente e cinco tirantes 16 atrás, mas o número de tirantes em frente e atrás pode, naturalmente, ser diferente disto. A função principal dos tirantes 15, 16 é acomodar forças.

[00038] Como pode ser visto na Figura 2, a seção de hélice 13 inclui quatro pás de hélice 13a, mas pode, naturalmente, incluir mais ou menos pás de hélice. As pás de hélice 13a estendem-se principal e radialmente entre o cubo central 14 e uma parte de rotor anular (não mostrada) circundando a seção de hélice 13, e na qual as pás de hélice 13a são fixadas. A parte de rotor anular é rotativamente arranjada dentro de uma parte de estator (não mostrada), preferivelmente, em um rebaixo do bocal 12, de modo que as partes do rotor sejam posicionadas fora do fluxo de água através do bocal 12. Numerosos imãs permanentes são arranjados à periferia externa da parte de rotor. Os imãs permanentes são posicionados em uma curta distância de uma pluralidade de enrolamentos fixados à parte de estator, de tal modo que possam ser gerados campos magnéticos para aplicação de força sobre os imãs suprindo-se corrente elétrica nos enrolamentos, para rotação controlável e regulada da parte de rotor e, portanto, também da seção de hélice 13. Entre a superfície externa da parte de rotor e a superfície interna oposta da parte de estator, haverá um interstício que será preenchido com água quando a unidade de propulsão 11 for submersa em água. Existem também soluções que utilizam gás para substituir a água dentro do interstício, para obter-se reduzida perda de interstício. Estes aspectos são bem conhecidos dentro da técnica.

[00039] A unidade de propulsão 11 é ainda provida com um dispositivo de preensão 17, para arranjo da unidade de propulsão 11 com o casco da embarcação ou dispositivo de direção, como mencionado acima. O dispositivo de preensão 17 para uma unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção, inclui na primeira modalidade uma haste 18 sendo arranjada em uma superfície superior do bocal 12 por meio de meios de preensão adequados (não mostrados) e que é provida com um flange de fixação 19 no lado que é para ser conectado a um ponto de preensão sobre o casco ou um dispositivo de direção. Como será mostrado mais tarde, o dispositivo de preensão 17 pode também incluir duas hastes, 18a-b (Figura 5).

[00040] Referência é agora feita à Figura 5, que mostra uma segunda modalidade de uma unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção. Na segunda modalidade, o dispositivo de preensão 17 inclui duas hastes 18a-b arranjadas em uma superfície superior do bocal 12 por meio de meios de preensão adequados (não mostrados), cujas hastes 18a-b estendem-se lateralmente invertidas ou em paralelo em torno de um eixo geométrico central vertical (coincidente com o eixo geométrico da seção transversal A-A indicado na Figura 6), até o bocal 12, e terminando em um flange de fixação 19.

[00041] A haste 18 da presente modalidade e as hastes 18a-b da segunda modalidade, preferivelmente, têm um design que corresponde a um formato de asa ou leme, de modo que são hidrodinamicamente ótimas, de modo que não resultam em turbulência, ruído, ou vibrações desnecessárias.

[00042] Na solução com duas hastes 18a-b, as hastes 18a-b e o flange de fixação 19 formarão uma abertura 20 (Figura 6) acima do bocal 12, para permitir o fluxo de água passar por fora do bocal 12.

[00043] É ainda vantajoso que a haste 18 desta primeira modalidade e as hastes 18a-b da segunda modalidade sejam arranjadas com uma distância à frente do bocal 12, para evitar que a água que passa por fora do bocal 12 encontre a(s) haste(s) 18, 18a-b e seja forçada de volta e para dentro do bocal 12.

[00044] Há muitas vantagens em usar um dispositivo de preensão 17 onde são usadas duas hastes, 18a-b, terminando em um flange de fixação 19, de modo que uma abertura hidrodinâmica 20 seja formada. Isto, entre outros, consideravelmente reduzirá a geração de influxo turbulento no topo do bocal 12, algo que resultará em melhoradas condições operacionais para a unidade de propulsão e, devido a isto, a seção de hélice 13 obterá eficiência consideravelmente melhorada, alguma coisa que consideravelmente reduzirá a necessidade de força para energizar a unidade de propulsão 11. Outra vantagem é o reduzido peso da unidade de propulsão 11, por que haverá duas hastes, 18a-b, que acomodarão forças e vibrações, de modo que não precise de uma haste maciça, e estas hastes, 18a-b, juntamente com o flange de fixação 19 proveem uma construção rígida. Com somente uma haste, isto necessitaria ser dimensionado para todas as forças e vibrações, algo que, assim, resultará em uma unidade de propulsão mais pesada.

[00045] Referência é agora feita às Figuras 1 e 3 para a primeira modalidade, e às Figuras 5 e 7 para a segunda modalidade. De acordo com a invenção, a unidade de propulsão 11 inclui uma borda seguidora curva 21, que resulta em que a extensão do bocal 12 seja mais longa na sua parte superior e mais curta nos pontos mais extremos de um eixo geométrico central horizontal através dela, quando o bocal 12 é vista por trás.

[00046] O comprimento aumentado da borda seguidora 21 resulta em que seja provido mais espaço na parte superior do bocal 12, alguma coisa que proveja aumentado espaço para suprimento dos meios de lubrificação para o cubo 14 e dispositivos de mancal, por exemplo, por que o espaço aumentado é utilizado para arranjo de vários ou maiores suprimentos de óleo.

[00047] O suprimento dos meios de lubrificação até o cubo 14 e dispositivos de mancal pode simplesmente ser feito por um tirante 16a estendendo-se principalmente vertical abaixo da parte superior/ponto superior do bocal. Para transportar várias ou uma quantidade maior de meios de lubrificação, tais como óleo, é necessário que o tirante 16a exiba um volume interno maior em relação aos outros tirantes 16. Quando o comprimento da parte superior do bocal 12, atrás da seção de hélice 13, é maior do que o de um bocal ordinário, pode-se ter um tirante tendo maior volume interno, um tirante mais espesso/mais sólido e mais longo 16a do que é possível obter-se sem o bocal 12 exibindo uma parte superior única. Também é possível que este tirante 16a exiba propriedades hidrodinâmicas no intenso fluxo de água atrás da seção de hélice 13, alguma coisa que seja obtida mantendo-se a razão de espessura/comprimento de corda do perfil do tirante 16a baixa.

[00048] Quando os tirantes 16, 16a atrás da seção de hélice 13 têm principalmente como tarefa principal transferir as forças de hélice do eixo de hélice para o bocal 12, antes das forças elevarem-se, é vantajoso que o tirante 16a, que se estende principalmente vertical abaixo da parte superior/ponto superior do bocal 12, atrás da seção de hélice 13, acomode tanto quanto possível estas forças, uma vez que as forças em qualquer caso elevar-se-ão mais. O impulso da hélice atuando em direção axial é a força maior, e o tirante 16a exibe, assim, um perfil sendo longo na direção axial, alguma coisa que seja possível que o bocal 12 exiba comprimento extra na parte superior, atrás da seção de hélice 13.

[00049] Há também grandes forças hidrodinâmicas atuando sobre uma unidade de propulsão 11 igual a esta, tanto da seção de hélice 13 como do bocal 12, tais como forças laterais, quando a unidade de propulsão 11 é girada para fora enquanto a embarcação está mantendo alta velocidade. Quando a unidade de propulsão 11 somente é arranjada e suportada no topo, todas as forças devem ser transferidas do bocal 12 e para cima do convés por meios de dispositivos de fixação 17. Nas unidades de propulsão 11 iguais a esta é relativamente comum usar motores de imã permanente, alguma coisa que resulte em que a espessura do material do bocal 12, em princípio, seja limitada. Deve ser observado que também há outras soluções conhecidas sendo uma alternativa para os motores de imã permanente, tais como acionamento hidráulico. Para ter-se um nível de tensão aceitável no material do bocal 12 e dispositivos de fixação 17, necessita-se de aumentada espessura de material para transferir as forças, que, de acordo com a invenção, é obtida por que o perfil do bocal é mais espesso na conexão 22 (Figuras 4 e 8), entre o bocal 12 e o dispositivo de preensão 17. Além do perfil do bocal 12 exibindo aumentada espessura de material, o bocal 12 deve também ser um pouco mais longa, de modo que a razão de espessura/comprimento de corda seja mantida baixa. Isto é mostrado na Figura 4 na primeira modalidade e na Figura 8 na segunda modalidade, respectivamente.

[00050] Outro momento que é importante para unidades de propulsão rotativas 11 é que elas requerem mínimo espaço associado com a rotação (azimute), tal como mostrado nas Figuras 9a e 9b, onde uma área 30, indicada por linhas tracejadas, mostra qual a área a unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção, requer. Para minimizar a área 30, que a unidade de propulsão 11 requer em rotação (azimute), a borda seguidora curva 12 do bocal 12, de acordo com a invenção, é adaptado de modo que o bocal 12 exiba comprimento mais curto nos pontos mais extremos vistos ao longo de um eixo geométrico central horizontal através da mesma 12, quando o bocal 12 é vista por trás. Isto é o resultado de o eixo geométrico de azimute, para a unidade de propulsão 11, ser arranjado um pouco à frente, para reduzir o momento de navegação, e é assim a borda seguidora curva 21 do bocal 12 que é exigente de espaço durante rotação.

[00051] Isto resulta, portanto, em que a unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção, inclui um bocal 12 exibindo uma borda seguidora curva 21, em que o comprimento do bocal 12 é mais longo na parte superior do bocal 12 e mais curto nos pontos mais extremos de um eixo geométrico central horizontal através do bocal 12, quando o bocal é visto por trás. Para o bocal 12 exibir suficiente resistência em sua parte inferior, preferivelmente, ela também se estende um pouco mais do que o comprimento mais curto. Para economizar peso, a parte inferior do bocal, preferivelmente, tem uma extensão mais curta do que a parte superior da mesma.

[00052] Isto significa que o bocal exibe uma borda seguidora curva 21, que torna o bocal 12 maior na parte superior e estende-se com um comprimento decrescente para os pontos mais extremos de um eixo geométrico central horizontal através do bocal 12, para, a seguir, exibir o comprimento aumentando para a parte de base do bocal 12.

[00053] Referência é agora feita às Figuras 5 a 8 mostrando uma unidade de propulsão 11, de acordo com a segunda modalidade. Devido ao dispositivo de preensão 17, da segunda modalidade, incluir duas hastes 18a-b, a água fluirá na abertura 20 entre estas. Isto resultará em que a água seja acelerada até uma velocidade mais elevada, em que o volume entre as hastes 18a-b é mais baixo, e correspondentemente desacelerada para o volume aumentar, quando a distância aumenta, alguma coisa que resulte em rotação, contrafluxo e turbulência na água, o que novamente resulta em aumentada resistência. Para evitar-se isto, a unidade de propulsão 11, de acordo com a segunda modalidade, inclui duas hastes, 18a-b, tendo uma curvatura, de modo que a distância entre as duas hastes 18a-b aumente suavemente após a distância menor. Deste modo, a área entre as hastes, 18a-b, curvará mais lentamente para baixo na área entre as hastes 18a-b. As hastes 18a-b ainda se estendem o inteiro comprimento para fora para a borda seguidora 21 da parte superior do bocal 12.

[00054] É ainda preferível que as hastes, 18, 18a-b, exibam um formato curvado, de modo que elas se estendam em direção à entrada do bocal 12, de modo que um ponto central através do flange de fixação 19 seja posicionado em frente da seção de hélice 13 da unidade de propulsão. Isto resultará em que momento de navegação menor seja necessário para rotar a unidade de propulsão.

[00055] Uma unidade de propulsão 11, de acordo com a invenção, portanto, será adaptada para arranjo tanto de um dispositivo de preensão 17 tendo uma haste 18 como de um dispositivo de preensão 17 tendo duas hastes 18a-b. Além disso, o fato de o bocal 12 ser alongada na parte superior resultará em que seja provido espaço adicional para suprimento dos meios de lubrificação e aumentada resistência do bocal. Para o bocal exibir suficiente resistência, ela pode também ser estendida no ponto de base. Para que unidades de propulsão rotativas iguais a esta requeiram espaço mínimo em combinação com a rotação (azimute), o bocal 12 ainda exibe um comprimento de bocal sendo encurtado nos pontos mais extremos vistos ao longo de um eixo geométrico central horizontal através do bocal 12, quando a mesma é vista por trás. Por isso, obtém-se um bocal tendo menor peso em comparação com a técnica anterior, e as vantagens acima descritas com aumentada resistência e espaço interno.

[00056] Os exemplos acima mostram uma unidade de propulsão tendo uma solução de mancal central, porém, a unidade de propulsão pode também ser provida com uma seção de hélice suportada pela periferia, isto é, um dispositivo de mancal onde a parte estacionária do dispositivo de mancal é fixada ao estator, e a parte rotativa do dispositivo de mancal é fixada ao rotor. Um exemplo de tal solução é descrito no Pedido de Patente Internacional WO2010/134820 no nome do requerente.

Claims

1. Unidade de propulsão rotativa (11) para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, que inclui um bocal (12) na qual é arranjada uma seção de hélice (13, 13a), cuja seção de hélice sendo elétrica ou hidraulicamente acionada, cuja unidade de propulsão (11) inclui um dispositivo de preensão (17) arranjado para arranjo em um dispositivo de direção arranjado para direcionar e/ou mover a unidade de propulsão (11), cuja seção de hélice (13) é rotativamente arranjada em torno de um cubo (14) estando arranjado no bocal (12) por meio de tirantes (15, 16), dita unidade caracterizada pelo fato de que o bocal (12) exibe um bordo posterior curvo (21) na saída do bocal (12), que resulta em que o comprimento do bocal (12) seja maior na parte superior do bocal (12) e mais curto nos pontos mais extremos de um eixo geométrico central horizontal através do bocal (12), quando o bocal é visto por trás.

2. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o bordo posterior curvo (21) do bocal (12) resulta em que o comprimento do bocal (12), na parte de base da mesma, estenda-se mais do que o comprimento mais curto nos pontos mais extremos do eixo geométrico central horizontal através do bocal (12).

3. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o comprimento do bocal (12) estende-se com comprimento decrescente na parte superior até os pontos mais extremos do eixo geométrico central horizontal através do bocal (12), e com o comprimento aumentando nos pontos mais extremos do eixo geométrico central horizontal através do bocal (12) até a parte de base do bocal (12).

4. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a parte de comprimento da base do bocal (12) é mais curta do que o comprimento da sua parte superior.

5. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a unidade de propulsão é provida com um espaço interno aumentado, pelo qual o bocal (12) exibe aumentado comprimento na sua parte superior, é usado para suprimento de meios de lubrificação para cubo (14) e dispositivos de mancal da unidade de propulsão.

6. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o bocal (12), por meio de comprimento aumentado na sua parte superior, provê um perfil sendo mais espesso na conexão (22) entre o bocal (12) e o dispositivo de preensão (17) do que no resto de seu perfil.

7. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que inclui um tirante (16a) sendo maior e mais sólido do que os outros tirantes (16), cujo tirante (16a) estende-se principalmente na direção vertical, entre o cubo (14) e o bordo curvo estendido (21) do bocal, na parte superior do bocal, e é arranjado para acomodar forças atuando na direção axial da unidade de propulsão (11).

8. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o tirante (16a) exibe um volume interno maior do que os tirantes (16) para, através deles, permitir maior suprimento de meios de lubrificação para o cubo (14) e dispositivos de mancal.

9. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que a razão de espessura/comprimento de corda do perfil do tirante (16a) é mantida tão baixa quanto possível.

10. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de preensão (17) é formado por uma ou duas hastes (18, 18a) que terminam em um flange de fixação (19), cujas hastes (18, 18a-b) têm um design correspondente a um formato de asa ou leme, de modo que elas sejam hidrodinamicamente ótimas para evitar turbulência, ruído, ou vibrações desnecessárias.

11. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as duas hastes (18a-b) estendem-se em paralelo ou lateralmente invertidas em torno de um eixo geométrico central vertical de uma superfície superior do bocal (12) da unidade de propulsão, cujas hastes (18a-b) e flange de fixação (19) formam uma abertura (20) provendo a unidade de propulsão (11) com melhorado desempenho hidrodinâmico.

12. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que a distância entre as duas hastes (18a-b) aumenta suavemente a partir do dispositivo de preensão (17) em direção ao bordo posterior (21), e que as hastes (18a-b) estendem-se com altura decrescente na direção vertical aproximadamente o comprimento inteiro até o bordo posterior (21) da parte superior do bocal (12).

13. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que a superfície do bocal (12), em uma área entre as hastes (18a-b), inclina-se suavemente para baixo a partir do dispositivo de preensão (17) para o bordo posterior (21) do bocal (12).

14. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizada pelo fato de que as hastes (18, 18a-b) são arranjadas a uma distância da entrada do bocal (12).

15. Unidade de propulsão de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as hastes (18, 18a-b) exibem um formato curvo, de modo que elas se estendem em direção à entrada do bocal (12), de modo que um ponto central, através do flange de fixação (19), é posicionado em frente da seção de hélice (13, 13a) da unidade de propulsão.

16. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que a unidade de propulsão inclui uma seção de hélice suportada pela periferia.

17. Unidade de propulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que a unidade de propulsão inclui uma seção de hélice centralmente armazenada.