BR112015017188B1

BR112015017188B1 - Unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação marítima

Info

Publication number: BR112015017188B1
Application number: BR112015017188-5A
Authority: BR
Inventors: Steinar Aasebo; Rune Garen
Original assignee: Rolls-Royce Marine As
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2022-08-02
Also published as: EP2951084A1; BR112015017188A2; RU2015129012A; US9452812B2; NO20130165A1; EP2951084A4; KR20150112998A; CN104955724B; BR112015017188B8; RU2648511C2; US20150367921A1; WO2014120019A1; CN104955724A; KR102137527B1; NO335715B1

Abstract

UNIDADE DE PROPULSÃO PARA PROPULSÃO E MANOBRA DE UMA EMBARCAÇÃO MARÍTIMA. Unidade de propulsão (11) para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, incluindo um bocal (12) provido com um bordo de ataque seccionado (21) na entrada do bocal (12), em que o bordo de ataque (21) é formado por seções (21a) de um material leve não metálico, e um anel frontal (30), em que o anel frontal (30) é arranjado entre a parte principal do bocal e do bordo de ataque seccionado (21) e é arranjado para prover um ponto de preensão para as seções (21a) do bordo de ata que (21). Em uma unidade de propulsão alternativa (11), o bocal (12) é provido com um bordo de ataque seccionado (21) na entrada do bocal (12), em que o bordo de ataque (21) é formado por seções (21a) de material leve não metálico e, pelo menos, uma seção (21a) de metal onde a, pelo menos, uma seção (21a) de metal é integrada com os estais (15) na frente da seção da hélice (13), que os estais se estendem da periferia do bordo de ataque (21) e vão em direção ao centro do bordo de ataque (21) e são conectados com o cubo (14) na outra extremidade dos estais (15).

Description

[001] A presente invenção se refere às unidades de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação como definido no preâmbulo das reivindicações 1 e 2. Especialmente, a presente invenção se refere à unidade de propulsão provida com um bordo de ataque seccionado permutável na entrada do bocal.

Fundamentos

[002] Existem unidades de propulsão conhecidas que incluem uma seção da hélice que é fixada em uma peça envolvente do rotor, na periferia em que possui ímãs permanentes ou enrolamentos arranjados para prover um campo magnético. A peça do rotor constitui o rotor de um motor elétrico e é posicionado dentro da peça envolvente do estator, em que a peça do estator é provida com dispositivos magnéticos ou enrolamentos para gerar um campo magnético para rotar a seção da hélice.

[003] US 5,220,231 descreve uma unidade de propulsão para uma embarcação de alto mar. A unidade de propulsão possui uma seção da hélice centralmente apoiada com pás de hélices se estendendo radialmente entre uma peça central e um anel posicionado radialmente no exterior que gira com uma pequena distância radial da peça do estator.

[004] Está se focando cada vez mais na redução da exigência de potência para o uso de todos os tipos de unidades de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação. Há crescentes exigências para a emissão de gases prejudiciais ao meio ambiente e os custos de combustível estão aumentando, algo que resultou na maior importância no desenvolvimento de novas soluções, entre outras, otimização de pás de hélices e desenvolvimento de sistemas híbridos para propulsão das embarcações.

[005] As unidades de propulsão são adicionalmente providas com um bordo de ataque na entrada do bocal para provê-lo com um desenho hidrodinâmico. Atualmente, as unidades de propulsão mais produzidas e usadas são providas com um bordo de ataque sendo integrado no próprio bocal. Isto faz com que o bocal fique desnecessariamente pesado, e que o desenho hidrodinâmico seja permanente e sem mudança. Isto resulta em que todas as unidades de propulsão devem ser customizadas à embarcação real a ser usada, e isto resulta em uma produção mais cara das unidades de propulsão.

[006] Para resolver isto, é obvio se pensar na segmentação do bordo de ataque.

[007] No GB1472544, é descrita uma solução em que ambos o bordo de ataque e o seguinte bordo são permutáveis ou controláveis. O bordo de ataque pode ser seccionado ao longo da circunferência e formado de um material diferente do material da peça do bocal, tal como plásticos ou fibras de vidro. As desvantagens com esta publicação são, entre outras, que o bordo de ataque e o seguinte bordo são arranjados para serem fixados na extensão do próprio bocal, em que o bocal deve então apresentar uma extremidade aberta em cada lado. Isto se resulta em que o bordo de ataque ou o seguinte devem tanto ser soldados ou fixados tanto da parte de dentro ou de fora do bocal. Através disso, os bordos de ataque e os seguintes devem ser arranjados na extensão do bocal deste modo, isto se resulta em que os bocais não podem ser produzidos em massa, mas devem ser customizados à embarcação individual. Adicionalmente, pelo fato de que os bordos de ataque e os seguintes são arranjados na extensão do bocal, isto resultará em que há um perigo de vazamento para dentro do bocal, especialmente se o bordo de ataque ou o seguinte forem feitos de plásticos ou fibras de vidro. Adicionalmente, se os bordos de ataque ou os seguintes forem ajustáveis, haverá uma desvantagem, especialmente como os meios de ajuste para este (furos e parafusos) podem resultar em que o bordo de ataque ou o seguinte muda o desenho após algum tempo de uso, de modo que a unidade de propulsão apresente um perfil diferente do originalmente pretendido. Isto pode então resultar em condições de operação não favoráveis para a unidade de propulsão. É adicionalmente não indicado qualquer tipo de unidade de propulsão que esta unidade possa utilizar, como será um ponto central como, por exemplo, a unidade de propulsão deve ser arranjada à embarcação e como a seção da hélice é desenhada.

[008] Está também se focando cada vez mais em prover unidades de propulsão tendo peso menor, são mais rápidas e simples para manuseio sob produção, e mais baratas em relação às soluções da técnica anterior. Mesmo que a unidade de propulsão deva ter peso menor, é importante que apresente tensão suficiente.

Objeto

[009] O principal objeto da presente invenção é prover uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação que resolve as desvantagens acima mencionadas com a técnica anterior.

[0010] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão, preferivelmente uma unidade de propulsão rotável, tendo peso menor comparado à técnica anterior.

[0011] Um objeto da presente invenção é prover uma unidade de propulsão tendo um processo de montagem simplificado pelo que o bordo de ataque na entrada do bocal da unidade de propulsão, isto é, o desenho hidrodinâmico, possa ser montado na extremidade.

[0012] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde o bordo de ataque na entrada seja facilmente permutável de modo que um possa trocar facilmente o desenho hidrodinâmico do bordo de ataque se desejável ou necessário devido ao perfil de operação alterado ou danos.

[0013] Um objeto da presente invenção é prover uma unidade de propulsão onde o bordo de ataque na entrada do bocal seja seccionado em várias partes, de modo que cada parte fique fácil para manusear e produzir.

[0014] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão tendo um comprimento que varia tangencialmente pelo que a unidade de propulsão é provida com um bordo de ataque seccionado formado por seções tendo comprimento diferente na direção axial.

[0015] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde o bordo de ataque seja formado por seções tendo diferente forma/desenho (perfil) para através do mesmo apresentar comprimento que varia na direção tangencial.

[0016] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde as seções da presente invenção têm diferente forma/desenho e comprimento para através do mesmo compensar a variação da velocidade do fluxo na unidade de propulsão.

[0017] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde pelo menos uma parte do bordo de ataque seccionado na entrada do bocal é feita de um material leve não metálico, algo que contribuirá com a diminuição do peso total, e simplificará o manuseio e produção.

[0018] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde todo o bordo de ataque seccionado é formado por um material leve não metálico.

[0019] É adicionalmente um objeto da presente invenção prover uma unidade de propulsão onde o arranjo dos estais para a seção da hélice é integrado no bordo de ataque seccionado.

[0020] É adicionalmente um objeto da presente invenção em que os meios de preensão para arranjo dos estais para apoiar a seção de hélice estão escondidos atrás do bordo de ataque seccionado.

A invenção

[0021] As unidades de propulsão de acordo com a presente invenção são descritas nas reivindicações 1 e 2. Recursos preferidos das unidades de propulsão são descritos nas demais reivindicações.

[0022] Na presente invenção é provida uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de embarcações marítimas, em que a unidade de propulsão é adaptada para prender ao casco da embarcação ou um dispositivo de direção arranjado para rotar a unidade de propulsão de 0 a 360 graus, um número limitado de graus, movimento pivotável da unidade de propulsão, balançando a unidade de propulsão para dentro/para fora do casco da embarcação ou similar.

[0023] A unidade de propulsão inclui um bocal em que uma seção da hélice, sendo elétrica ou hidraulicamente conduzida, é arranjada para propulsão e manobra da embarcação.

[0024] A unidade de propulsão inclui adicionalmente um dispositivo de preensão na forma de uma haste se estendendo de uma superfície mais alta do bocal e até no casco da embarcação ou dispositivos de direção, ou um dispositivo de preensão que inclui duas hastes se estendendo em paralelo ou lateralmente revertidas em torno de um eixo central vertical de uma superfície mais alta do bocal da unidade de propulsão terminando em um dispositivo de fixação para assim prover uma abertura que provê a unidade de propulsão com desempenho hidrodinâmico melhorado.

[0025] A seção da hélice da unidade de propulsão pode ser arranjada de várias maneiras. Através do uso de estais na frente e/ou atrás ou através da seção da hélice que é apoiada na periferia.

[0026] De acordo com a presente invenção, a unidade de propulsão é provida adicionalmente com um bordo de ataque que pode ser adaptado para o processo de montagem simplificado da unidade de propulsão pelo que o bordo de ataque na entrada do bocal, isto é, o formato hidrodinâmico, pode ser adaptado na extremidade.

[0027] O bordo de ataque é adicionalmente arranjado por ser permutável, de modo que um possa trocar o formato hidrodinâmico do bordo de ataque se for desejável ou necessário devido ao perfil de operação alterado ou danos.

[0028] O bordo de ataque é adicionalmente preferivelmente formado por várias seções, de modo que cada seção fique fácil para manusear e produzir.

[0029] O bordo de ataque pode ser adicionalmente arranjado para prover um bocal com comprimento que varia tangencialmente pelo que o bordo de ataque é formado pela combinação do desenho diferente de seções diferentes.

[0030] O bordo de ataque pode ser adicionalmente arranjado para prover um bocal com forma/desenho (perfil) do bordo de ataque que varia tangencialmente.

[0031] Pelo que o bordo de ataque do bocal é formado pela seção diferente tendo forma/desenho e comprimento diferente, um pode compensar pela variação da velocidade do fluxo à unidade de propulsão.

[0032] Pelo menos uma parte do bordo de ataque é formada por um material leve não metálico, tal como Poliuretano (PUR) ou similar, algo que contribuirá com a diminuição do peso total, manuseio e produção mais fácil.

[0033] O bordo de ataque todo é preferivelmente formado por um material leve não metálico.

[0034] O bordo de ataque pode ser adicionalmente formado de maneiras diferentes que serão adicionalmente descritas abaixo.

[0035] Em uma primeira modalidade, o bordo de ataque é formado por um anel frontal sendo integrado com estais para apoiar a seção da hélice, em que os estais se estendem da periferia do anel em direção ao centro do anel e são conectados ao cubo na outra extremidade dos estais. O bordo de ataque inclui adicionalmente uma parte seccionada que forma o formato hidrodinâmico da entrada. O anel frontal é arranjado para o arranjo entre a parte principal do bocal e a parte seccionada formando o formato hidrodinâmico da entrada. O anel frontal é preferivelmente de um material metálico como ferro fundido, aço estrutural ou similar, enquanto a parte seccionada é inteiramente formada por um material leve não metálico. O anel frontal é arranjado para ser peso à parte principal do bocal e arranjado para prover um ponto de preensão para as seções que formam o bordo de ataque, e por acomodar e distribuir as forças dos estais e para fora da parte principal do bocal e adicionalmente para cima no dispositivo de fixação.

[0036] Além disso, o anel frontal inteiro, em vários casos, terá funções de apoio para mancais periféricos, e uma função de vedação para o petróleo em torno do motor de dentro do bocal.

[0037] As seções são providas com meios de preensão para prender o anel frontal e possivelmente preensão mútua.

[0038] Em uma segunda modalidade da presente invenção, adequado para unidades de propulsão tendo seção da hélice apoiada na periferia, o bordo de ataque é formado por um anel frontal completo, já que a unidade de propulsão não inclui os estais. O bordo de ataque inclui adicionalmente uma parte seccionada formando o formato hidrodinâmico do bordo de ataque. Uma seção da hélice apoiada na periferia 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. O anel frontal é, como acima arranjado, para arranjo entre a parte principal do bocal e da parte seccionada formando o formato hidrodinâmico da entrada. O anel frontal é preferivelmente de um material metálico, ferro fundido, aço estrutural ou similar, enquanto a parte seccionada como um todo é formada por um material leve não metálico. O anel frontal é provido com meios de preensão para prender à parte principal do bocal, enquanto as seções são providas com meio de preensão ao anel frontal e possivelmente preensão mútua.

[0039] Em uma terceira modalidade, uma ou mais seções do bordo de ataque seccionado é/são integradas com os estais para apoiar a seção da hélice, em que os estais se estendem da periferia do bordo de ataque e vai em direção ao centro do bordo de ataque e se conecta ao cubo na outra extremidade dos estais. As seções do bordo de ataque não sendo integradas com os estais são preferivelmente formadas por um material leve não metálico. As seções são providas adicionalmente com meios de preensão para prender à parte principal do bocal e possivelmente preensão mútua. A modalidade será adequada às unidades de propulsão onde uma não precisa da função de vedação acima mencionada do anel frontal. As seções nesta modalidade serão providas com meios para prender ao bocal, e possivelmente preensão mútua.

[0040] Pela presente invenção, os meios de preensão para o arranjo dos estais, anel frontal ou outros serão assim escondidos atrás do bordo de ataque, algo que resulta em vantagens hidrodinâmicas. Os meios de preensão para estais e anel frontal são cavilhas sólidas/grandes que são favoráveis para esconder atrás uma superfície macia hidrodinâmica. A resistência das, por exemplo, cavilhas que sobressaem tem influência diretamente negativa na eficiência da unidade de propulsão, então é importante que os elementos não sobressaiam para dentro do bocal. Os elementos sobressalentes de dentro do bocal resultarão adicionalmente em turbulência e barulho no escoamento que passa pelo bocal.

[0041] Adicionalmente, uma vai alcançar, por meio de que o bordo de ataque inclui seções de um material leve não metálico, uma unidade de propulsão tendo peso menor comparado à técnica anterior.

[0042] Outro momento que é importante para as unidades de propulsão rotáveis é que, como tão pouco espaço é requisitado em relação à rotação (azimute), algo em que pode ser resolvido pelo que o bordo de ataque na entrada do bocal é encurtado nos pontos extremos, visto ao longo de um eixo central horizontal através do bocal, quando o bocal é visto de frente.

[0043] Já que as seções do bordo de ataque apresentam desenhos diferentes, uma pode prover uma unidade de propulsão tendo um bocal que apresenta um bordo de ataque curvado na entrada do bocal. Podem existir vários desenhos alternativos quando o bocal for visto de frente:

[0044] - o comprimento do bocal é maior na parte mais alta do bocal e menor no resto do desenho do bocal,

[0045] - o comprimento do bocal é maior na parte mais alta do bocal e menor nos pontos extremos de um eixo central horizontal através do bocal.

[0046] Geralmente, mas não necessariamente, é vantajoso que o comprimento do bocal na parte mais baixa do bocal também seja pouco maior que o comprimento menor.

[0047] O bocal apresenta preferivelmente um bordo de ataque curvado onde o bocal se estende com um comprimento decrescente a partir do ponto mais anterior em direção ao resto do desenho do bocal, como em direção à parte mais baixa do bocal. O bocal é, por exemplo, maior na parte mais alta do bocal e se estende com um comprimento decrescente em direção aos pontos extremos de um eixo central horizontal através do bocal, para depois apresentar comprimento crescente em direção à parte mais baixa que tem algum comprimento maior do que o comprimento menor do bocal.

[0048] Já que o bocal apresenta um comprimento maior na parte mais alta do bocal, um alcança uma unidade de propulsão com espaço interno maior na parte mais alta da unidade de propulsão de modo que um, por exemplo, possa utilizar estais mais fortes e sólidos para acomodar forças de modo que um mantenha um nível de tensão aceitável nos materiais do bocal e do dispositivo de preensão, algo que resultará na segurança e tempo de operação melhorados.

[0049] Por um bordo de ataque curvado, um adicional alcança espaço reduzido quando a unidade de propulsão está girando embaixo do casco, um momento de direção mais baixa em que é requerido para rotar a unidade de propulsão devido às forças laterais mais baixas que atuam na unidade de propulsão, e que um alcança uma unidade de propulsão tendo peso menor. Isto resultará em que a unidade de propulsão pode ser dimensionada por um momento de direção mais baixa. O momento de direção mais baixa da unidade de propulsão deve ser dimensionado para a menor unidade de propulsão, algo que resultará em uma unidade de propulsão mais barata.

[0050] Prover a unidade de propulsão com um bordo de ataque curvado no bocal não resultará em mais variação na carga da seção da hélice do que é normal, e não afetará assim o barulho e vibrações, e ao mesmo tempo, um alcança as vantagens mencionadas acima.

[0051] Em outras modalidades de acordo com a presente invenção, é desejável com formato/comprimento variante do bordo de ataque para compensar tangencialmente a velocidade do fluxo variante em direção ao bordo de ataque. Como esta variação da velocidade do fluxo aparece vai variar de embarcação para embarcação e, de acordo com a presente invenção, isto pode ser facilmente adaptado em cada caso separado pelo que o bordo de ataque é seccionado.

[0052] É muito comum que a velocidade do fluxo seja mais baixa às 12h devido à camada limite da água ao longo da embarcação. Quando a velocidade do fluxo em um dado ponto for baixa, é vantajoso que a unidade de propulsão apresente um bocal tendo um perfil de bocal mais longo e diâmetro maior no ponto extremo do bordo de ataque (abertura maior do bocal).

[0053] A seguinte borda na saída do bocal pode ser arranjada da mesma forma. Isto também contribui para uma unidade de propulsão com menor peso.

[0054] Pela presente invenção, é provida uma unidade de propulsão com componentes sendo fáceis de manusear e produzir, e uma montagem mais simples.

[0055] É provida adicionalmente uma unidade de propulsão com menor peso devido ao uso do material não metálico.

[0056] É provida adicionalmente uma unidade de propulsão que pode ser mais facilmente adaptada às, a cada momento, especificações existentes pelo que o bordo de ataque pode ser trocado de maneira simples quando estiver danificado ou for preciso para o perfil de operação trocado.

[0057] Recursos e detalhes adicionalmente preferidos da presente invenção aparecerão a partir da seguinte descrição do exemplo.

Exemplo

[0058] A presente invenção será agora descrita em maiores detalhes com referências aos desenhos em anexo, em que:

[0059] A Figura 1 é uma vista em perspectiva, vista inclinada da frente, de uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação marítima de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, a Figura 2 mostra uma vista frontal da unidade de propulsão na Figura 1,

[0060] A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva explodida da unidade de propulsão na Figura 1,

[0061] A Figura 4 é uma vista em perspectiva, vista inclinada da frente, de uma unidade de propulsão e manobra de uma embarcação marítima de acordo com a segunda modalidade da presente invenção,

[0062] A Figura 5 mostra uma vista frontal da unidade de propulsão na Figura 4,

[0063] A Figura 6 mostra uma vista em perspectiva explodida da unidade de propulsão na Figura 4,

[0064] A Figura 7 é uma vista em perspectiva, vista inclinada da frente, de uma unidade de propulsão para propulsão e manobra de uma embarcação marítima de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção, a Figura 8 mostra uma vista frontal da unidade de propulsão na Figura 7,

[0065] A Figura 9 mostra uma vista em perspectiva explodida da unidade de propulsão na Figura 7, e

[0066] A Figura 10 é uma vista transversal de uma quarta modalidade da presente invenção.

[0067] A referência agora é feita às Figuras 1 e 2 que mostram uma primeira modalidade de uma unidade de propulsão 11 para propulsão e manobra de uma embarcação marítima para arranjo ao casco da embarcação ou um dispositivo de direção arranjado para rotar a unidade de propulsão de 0 a 360 graus, movimento inclinável, balançar a unidade de propulsão para fora/dentro do casco da embarcação ou similar. A unidade de propulsão 11 inclui um bocal tubular 12 com a seção da hélice 13 tendo um cubo central 14 rotativamente apoiado no bocal 12 por meios dos estais 15, 16 arranjados na frente e atrás do cubo 14, respectivamente, fixados ao bocal 12. Na modalidade mostrada, existem dois estais 15 usados na frente e cinco estais 16 atrás, mas o número de estais na frente e atrás podem certamente ser diferentes deste. A função principal dos estais 15, 16 é acomodar as forças.

[0068] Como pode ser visto na Figura 2, a seção da hélice 13 inclui, por exemplo, quatro pás de hélice 13a, mas pode certamente incluir mais ou menos pás de hélice. As pás de hélice 13a se estendem principalmente radialmente entre o cubo central 14 e uma parte do rotor anular (não mostrada) em torno da seção da hélice 13, e em que as pás de hélice 13a são fixadas. A parte do rotor anular é rotativamente arranjada dentro de uma parte do estator (não mostrada), preferivelmente em um recesso no bocal 12 de modo que as partes do rotor estejam posicionadas fora do escoamento de água através do bocal 12. Um número de ímãs permanentes é arranjado na periferia externa da parte do rotor. Os ímãs permanentes são posicionados numa pequena distância de uma pluralidade de enrolamentos fixados à parte do estator de modo que os campos magnéticos para aplicação de força sobre os ímãs possam ser gerados pelo fornecimento de corrente elétrica nos enrolamentos, para rotação controlável e controlada da parte do rotor, e consequentemente também da seção da hélice 13. Entre a superfície externa da parte do rotor e uma superfície interna oposta da parte do estator, haverá um interstício que será preenchido com água quando a unidade de propulsão 11 for submerso na água. Também existem soluções que utilizam gás para substituir a água no interstício para alcançar perda reduzido no interstício. Estes recursos são bem conhecidos na técnica.

[0069] As unidades de propulsão 11 como estas são providas adicionalmente com um dispositivo de preensão 17 para arranjo da unidade de propulsão 11 ao casco da embarcação ou dispositivos de direção, como mencionado acima.

[0070] De acordo com a presente invenção, o dispositivo de preensão 17 de acordo com a primeira modalidade inclui uma haste 18 arranjada a uma superfície mais alta do bocal 12 por meio de meios de preensão adequados (não mostrados) e que é provido com um flange de fixação 19 na lateral que deve ser conectado a um ponto de preensão no casco ou um dispositivo de direção.

[0071] De acordo com uma segunda modalidade da unidade de propulsão 11, de acordo com a presente invenção, como mostrado nas Figuras de 4 a 6, o dispositivo de preensão 17 inclui duas hastes 18a-b, em que as hastes 18a-b se estendem lateralmente invertidas ou em paralelo em torno de um eixo central vertical (coincidente com o eixo transversal A-A indicado na Figura 5), até o do bocal 12 e terminando em um flange de fixação 19.

[0072] A haste 18/hastes 18a-b preferivelmente tem/têm um desenho que corresponde a um formato de aleta ou leme de modo que sejam de forma hidrodinâmica ideias, de modo que não resultem em turbulência, barulho ou vibração desnecessária.

[0073] Na modalidade com duas hastes 18a-b, as hastes 18a-b e o flange de fixação 19 formarão uma abertura 20 (Figura 5) acima do bocal 12 para permitir o escoamento da água que passa por fora do bocal 12.

[0074] É adicionalmente vantajoso que a haste 18 da primeira modalidade e as hastes 18a-b da segunda modalidade sejam arranjadas com uma distância da frente do bocal 12 para evitar que a água que estiver passando por fora do bocal 12 encoste na(s) haste(s) 18, 18a-b e seja forçada de volta e dentro do bocal 12.

[0075] Existem várias vantagens por usar um dispositivo de preensão 17 em que duas hastes 18a-b terminando em um flange de fixação 19 são usados de modo que uma abertura hidrodinâmica 20 seja formada. Isto irá, entre outros, reduzir consideravelmente a geração de fluxo turbulento na parte superior do bocal 12, algo que resultará em condições de operação melhoradas para a unidade de propulsão 11 e, devido a isto, a seção da hélice 13 alcançará eficiência consideravelmente melhorada, algo que reduzirá consideravelmente o requerimento de potência para ligar a unidade de propulsão 11. Outra vantagem é reduzir o peso da unidade de propulsão 11 já que terão duas hastes 18a-b que acomodarão forças e vibrações de modo que uma não precise de uma haste maciça, e que estas hastes 18a-b juntas com o flange de fixação 19 proverão uma construção rígida. Com apenas uma haste, esta precisará ser dimensionada para todas as forças e vibrações, algo que resultará em uma unidade de propulsão mais pesada.

[0076] A referência agora é feita às Figuras de 1 a 3, para a primeira modalidade e às Figuras de 4 a 6 para a segunda modalidade. De acordo com a invenção, a unidade de propulsão 11 inclui um bocal 12 com um bordo de ataque 21 na entrada do bocal 12 formado por um material leve não metálico, tal como Poliuretano (PUR) ou similar, em que o bordo de ataque 21 é formado por seções 21a para fácil manuseio e produção. O bordo de ataque 21 é preferivelmente adaptado para arranjo ao bocal 12 na extremidade.

[0077] O bordo de ataque 21 é adicionalmente fixado ao bocal por meio de meios adequados que fazem com que seja facilmente desmontável e através destes permutável, o que resulta que é possível alterar o desenho hidrodinâmico (o formato hidrodinâmico) do bordo de ataque 21 se for desejável ou necessário devido ao perfil ou danos de operação alterados. A unidade de propulsão 11 inclui um anel frontal 30, conforme mostrado na Figura 3 e 6, no qual o anel frontal 30, os estais 15 na frente da seção da hélice 13 são arranjados. Os estais 15 são arranjados no anel frontal 30 por meios de moldagem, soldagem, parafusos ou similar, e se estendem da periferia do anel frontal 30 e vão em direção ao centro do anel frontal 30 onde os estais 15 são fixados ao cubo 14. O anel frontal 30 é arranjado entre a parte principal do bocal 12 e do bordo de ataque seccionado 21 e é arranjado para prover um ponto de preensão para as seções 21a do bordo de ataque seccionado 21. O anel frontal 30 é arranjado adicionalmente para distribuir as forças que atuam nos estais para o cubo 14 e fora na parte principal do bocal 12. O anel frontal 30 é provido adicionalmente com meios de preensão (não mostrados) para arranjo à parte principal do bocal 12. Desta forma, o arranjo do anel frontal 30 e assim os estais 15 serão escondidos atrás do bordo de ataque 21. No exemplo é mostrado dois estais, mas é óbvio que o número pode variar dependendo da aplicação.

[0078] As seções 21a são adicionalmente providas com meios de preensão (não mostrados) para arranjo ao anel frontal 30, e possivelmente preensão mútua.

[0079] Como são apenas forças hidrodinâmicas que atuam no bordo de ataque 21 do bocal 12, um pode usar um material leve não metálico, tal como Poliuretano (PUR) ou similar, algo que contribuirá positivamente ao peso total, e também facilitar o manuseio e produção.

[0080] O anel frontal 30 é formado por um material metálico, como ferro fundido, aço estrutural ou similar.

[0081] A referência agora é feita às Figuras de 7 a 9 mostrando uma unidade de propulsão 11 de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção, onde a unidade de propulsão 11 inclui uma seção da hélice 13 apoiada na periferia. Nesta modalidade, o anel frontal 30 é um anel completo 30 sem que os estais sejam arranjados entre a parte principal do bocal 12 e do bordo de ataque 21 formado pelas seções 21a.

[0082] O restante pode ser arranjado da mesma maneira como foi descrita para as duas primeiras modalidades. O anel frontal 30 nesta modalidade não precisa ser dimensionado para os estais e forças que estão em conexão com os estais, de modo que nesta modalidade também o anel frontal possa ser feito de um material não metálico.

[0083] Na presente invenção, o anel frontal 30 tem adicionalmente a função de atuar como um apoio para mancais periféricos, e uma função de vedação para o petróleo que fica em volta do motor no bocal.

[0084] O anel frontal 30 preferivelmente apresenta um perfil inclinado que é adaptado a uma superfície interna do bocal 12. Através disso, a junta entre o bordo de ataque 21 e o bocal 12 na parte de dentro podem ser retiradas de volta à seção da hélice, algo que resultará na máxima economia de peso. Fora da junta entre o bordo de ataque e o bocal deve ser estendido para frente no bocal devido à(s) haste(s) do bocal serem conectadas com partes do bocal sendo de metal, e para arranjo do anel frontal ao bocal em partes do bocal sendo de metal.

[0085] O anel frontal pode também ser feito de seções para facilitar o manuseio e produção.

[0086] O bordo de ataque 21/seções 21a é/são adicionalmente formado(s) de modo que seja(m) adaptado(s) para arranjo ao anel frontal 30 e, ao mesmo tempo, prover uma superfície curvada macia da superfície de fora do bocal 12 e à superfície interna do bocal após as seções 21a serem montadas no bordo de ataque 21 no anel frontal 30. Isso resulta em que a preensão (cavilhas) do anel frontal 30 e assim os estais ficam escondidos atrás do bordo de ataque 21 formado por um material não metálico.

[0087] A referência agora é feita à Figura 10 que mostra uma vista transversal de uma quarta modalidade de acordo com a invenção, que é um desenho alternativo da unidade de propulsão mostrada na Figura 4. Na quarta modalidade, o bordo de ataque 21 apresenta comprimento que varia tangencialmente, que é provido pelo que o bordo de ataque 21 é formado por seções 21a tendo um desenho diferente, de modo que quando as seções 21a são montadas a um bordo de ataque contínuo 21, o bocal 12 apresenta um comprimento que varia tangencialmente. No exemplo mostrado, o bocal apresenta um bordo de ataque curvado onde o comprimento do bocal é maior na parte mais alta do bocal 12 e tem um comprimento decrescente em direção ao ponto mais baixo do bocal 12 para através do mesmo compensar a velocidade do fluxo na camada limite da água perto do casco da embarcação.

Claims

1. Unidade de propulsão (11) para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, a qual inclui um bocal (12), em que uma seção de hélice (13, 13a) é arranjada, sendo a seção de hélice acionada eletricamente ou hidraulicamente, cuja unidade de propulsão (11) inclui um dispositivo de preensão (17) arranjado para o arranjo em casco da embarcação ou 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) sendo arranjado no bocal (12) por meios de estais (15, 16) ou cuja seção de hélice (13) é seção da hélice apoiada na periferia, caracterizada pelo fato de que o bocal (12) é provido com um bordo de ataque seccionado (21) na entrada do bocal (12), cujo bordo de ataque (21) é formado por seções (21a) de um material leve não metálico, e um anel frontal (30), cujo anel frontal (30) é arranjado entre a parte principal do bocal e o bordo de ataque seccionado (21) e arranjado para prover um ponto de preensão para as seções (21a) do bordo de ataque (21).

2. Unidade de propulsão (11) para propulsão e manobra de uma embarcação marítima, a qual inclui um bocal (12), em que uma seção de hélice (13, 13a) é arranjada, sendo a seção de hélice acionada eletricamente ou hidraulicamente, cuja unidade de propulsão (11) inclui um dispositivo de preensão (17) arranjado para o arranjo em casco da embarcação ou um dispositivo de direção arranjado para direcionar e/ou mover a unidade de propulsão (11), cuja seção de hélice (13) é arranjada rotativamente em torno de um cubo (14) sendo arranjado no bocal (12) por meio de estais (15, 16), caracterizada pelo fato de que o bocal (12) é provido com um bordo de ataque seccionado (21) na entrada do bocal (12), cujo bordo de ataque (21) é formado por seções (21a) de um material leve não metálico e pelo menos uma seção (21a) de metal, onde a pelo menos uma seção (21a) de metal é integrada com os estais (15) em frente da seção de hélice (13), cujos estais (15) se estendem a partir da periferia do bordo de ataque (21) e vão em direção ao centro do bordo de ataque (21) e está conectado com o cubo (14) na outra extremidade dos estais (15).

3. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os estais (15) em frente da seção de hélice (13) são integrados no anel frontal (30).

4. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que os estais (15) são arranjados no anel frontal (30) por meio de moldagem, soldagem, parafusos ou similares e se estendem a partir da periferia do anel frontal (30) e vão em direção ao centro do anel frontal (30) onde os estais são fixados ao cubo (14).

5. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o anel frontal (30) apresenta um perfil inclinado que é adaptado a uma superfície interna do bocal (12) para formar uma junta entre o bordo de ataque (21) e a superfície interna do bocal (12) posicionada perto da seção de hélice (13), e para formar uma junta entre o bordo de ataque (21) e o bocal (12) do lado de fora deste, tirada relativamente longe para frente devido ao arranjo da(s) haste/hastes (18, 18a-b).

6. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o anel frontal (30) é arranjado para apoiar mancais periféricos para a seção de hélice (30), e vedar para que petróleo fique em volta do motor dentro do bocal (12).

7. Unidade de propulsão (11) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o bocal (12) apresenta um bordo de ataque curvado (21), que resulta no fato de que o bocal (12) em comprimento axial é maior na parte mais alta do bocal (12) e se estende com comprimento decrescente em direção à parte mais baixa do bocal.

8. Unidade de propulsão (11) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o bocal (12) apresenta um bordo de ataque curvado (21), que resulta no fato de que o bocal (12) em comprimento axial se estende com comprimento decrescente a partir da parte mais alta para pontos extremos de um eixo central horizontal através do bocal (12) e com comprimento crescente a partir dos pontos extremos do eixo horizontal através do bocal (12) para a parte mais baixa do bocal (12), com o bocal (12) visto da frente.

9. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a parte mais baixa do bocal (12) possui um comprimento menor do que a parte mais alta do bocal.

10. Unidade de propulsão (11) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o bocal (12) apresenta um bordo de ataque (21) tendo desenho que varia tangencialmente do bordo de ataque (21).

11. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as seções (21a) são providas com meios de preensão para arranjo no anel frontal (30).

12. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as seções (21a) são providas com meios de preensão para arranjo no bocal (12).

13. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as seções (21a) são providas com meios de preensão para arranjo mútuo.

14. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de preensão (17) é formado por uma ou duas hastes (18, 18a-b) terminando em um flange de fixação (19), cujas hastes (18, 18a-b) têm um desenho que corresponde a um formato de aleta ou leme de modo que elas tenham formas hidrodinâmica ideais para evitar turbulências, barulho ou vibrações desnecessárias.

15. Unidade de propulsão (11) de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que as duas hastes (18a-b) se estendem em paralelo ou lateralmente invertidas a partir de uma parte mais alta do bocal (12) da unidade de propulsão, cujas hastes (18a-b) e flange de fixação (19) formam uma abertura (20) que provê a unidade de propulsão (11) com desempenho hidrodinâmico melhorado.