ES2225759T3 - Sistema de propulsion marino. - Google Patents

Abstract

Propulsión de barco con un sistema de propulsión (9) sumergido al menos parcialmente en el agua, que gira alrededor de por lo menos un eje de giro que se extiende esencialmente perpendicular al sentido de avance y con una protección (8) que rodea parcialmente al sistema de propulsión (6), caracterizada porque la protección (8) está dispuesta de tal manera, con relación al sistema de propulsión que durante el funcionamiento del sistema de propulsión el intersticio (54) formado entre la protección y la superficie periférica del sistema de propulsión (6) se llena completamente de agua y se forma en el intersticio (54) un flujo que circula con el sentido de giro del sistema de propulsión (6).

Description

Sistema de propulsión marino.

La presente invención se enmarca en el campo de la propulsión de vehículos acuáticos y se refiere a una propulsión de barco, según el preámbulo de la reivindicación 1, tal como se conoce por ejemplo por la patente US-A-4.004.544.

Al igual que en todos los demás campos de la técnica, también en la construcción naval se intenta mejorar el grado de rendimiento del equipo de propulsión de barco. Además de esto, cada vez se hace más necesario contar con barcos rápidos, en particular para la navegación interior, que con una marcha rápida provoquen la menor formación posible de olas. Se ha puesto de manifiesto que las olas que baten la orilla no solamente afectan de forma permanente a la consolidación de las orillas sino que también afectan a los biotopos que se encuentran en la orilla y, en particular, interfieren el comportamiento de incubación de las aves que anidan en zonas próximas a la orilla.

Además de esto, especialmente en la navegación interior se plantea el problema de evitar la contaminación debida a los lubricantes que son necesarios para engrasar las piezas rotativas del sistema de propulsión del barco, y que de allí pueden llegar al agua cuando estas piezas se encuentren debajo de la superficie del agua durante el funcionamiento del sistema de propulsión del barco. Este problema existe en casi todos los sistemas de propulsión de barcos conocidos, accionados por motor.

La presente invención está basada en el problema técnico de describir una propulsión de barco con un excelente grado de rendimiento y que tenga también en cuenta los problemas anteriores.

Para resolver el problema anterior se describe una propulsión de barco de la clase citada inicialmente que presenta las propiedades de la característica de la reivindicación 1.

En la propulsión de barco objeto de la invención se prevé un sistema de propulsión, por ejemplo una rueda con accionamiento giratorio o una banda recirculante motorizada. Este sistema de propulsión rotativo está rodeado por una protección por su superficie periférica exterior. Ahora bien, la protección no recubre el sistema de propulsión en todo su perímetro. El sistema de propulsión más bien está en contacto directo con el agua por debajo de la línea de flotación del barco que se trata de propulsar. La separación entre la protección y el sistema de propulsión se elige en la propulsión de barco objeto de la invención, de tal manera que durante el funcionamiento del sistema de propulsión, el agua que rodea al barco es impulsada al intersticio entre la cara frontal del sistema de propulsión y la protección, desplazando el aire fuera del intersticio, al menos para el caso que se debe considerar como forma de realización preferida, tal como se expondrá a continuación con mayor detalle, y en la que la protección alcanza hasta por debajo de la línea de flotación, con independencia del estado de carga de un barco, y donde el borde superior de la protección está dispuesto por encima de la línea de flotación, con independencia del estado de carga del barco, o dicho de otra manera, donde antes del funcionamiento del sistema de propulsión hay por lo menos también aire entre la superficie periférica del sistema de propulsión y la protección.

Durante el funcionamiento del sistema de propulsión, el agua arrastrada por el sistema de propulsión en el intersticio entre la cara frontal del sistema de propulsión y la protección es arrastrada en dirección periférica junto con el sistema de propulsión. De esta manera, durante el funcionamiento del sistema de propulsión, se forma en el intersticio un canal de flujo en el cual se transporta el agua con el mismo sentido de giro que el sistema de propulsión.

El rendimiento del sistema objeto de la invención fue evaluado por el inventor en un ensayo de tracción de pilote. En un ensayo de esta clase se fija el barco o un modelo a un pilote, intercalando una célula dinamométrica, y se determina la fuerza de tracción por unidad de potencia. En las hélices convencionales, que comúnmente se denominan hélices de barco, en un ensayo de tracción de pilote de esta clase se puede obtener un rendimiento de potencia de aproximadamente 0,023 kg/W. En cambio, con la propulsión de barco objeto de la invención se obtuvo un rendimiento máximo de 0,054 kg/W. Con la propulsión de barco objeto de la invención se alcanzó el rendimiento máximo una vez que el canal de flujo estaba lleno de agua. Por lo tanto, la propulsión de barco objeto de la invención presenta un grado de rendimiento considerablemente superior en comparación con los sistemas de propulsión de barco antes conocidos.

Además de esto, los ensayos prácticos han mostrado que a igualdad de rendimiento de traslación, es decir, a igual velocidad del modelo de barco, con la propulsión de barco objeto de la invención se forma una onda de popa considerablemente menor que con un sistema de propulsión convencional por hélice, lo que tiene en cuenta el requisito de una menor formación de olas, en particular en barcos para la navegación interior. No obstante, la propulsión de barco objeto de la invención se puede utilizar eficazmente no sólo en barcos destinados a la navegación interior.

Si bien en el caso de la propulsión de barco objeto de la invención se puede prever, por ejemplo, un sistema de propulsión recirculante en forma de banda, que se desplace o bien sobre una trayectoria circular o a modo de una oruga con dos tramos lineales opuestos y dos tramos semi-circulares opuestos, que esté dispuesta, tanto por el exterior como por el interior, separada de una pared de carcasa en el interior de un canal lleno de agua, se propone, sin embargo, para simplificar la construcción de la propulsión de barco realizar el sistema de propulsión con una superficie periférica de perímetro cerrado. En este caso el agua que recircula en el sentido de avance en la dirección radial del sistema de propulsión se encuentra exclusivamente entre su superficie periférica exterior y la protección.

Se consigue que se forme muy rápidamente un canal de flujo que impulse el agua, en sentido opuesto al sentido de avance, una vez que haya arrancado el sistema de propulsión, por el hecho de que el canal de flujo tiene unos límites laterales muy estrechos. Para ello, el sistema de propulsión puede presentar en su superficie periférica el perfilado correspondiente. Según un perfeccionamiento preferido y para simplificar el diseño constructivo de la propulsión de barco se propone, sin embargo, que la superficie periférica del sistema de propulsión esté enmarcada lateralmente por unos elementos de limitación que sobresalgan de la superficie periférica y lleguen casi hasta la protección. Estos elementos de limitación pueden estar dispuestos según un perfeccionamiento preferido de la presente invención de manera fija igual que la protección, por ejemplo directamente en el casco del barco o al menos situados fijos con relación al casco del barco. Como alternativa se propone que los elementos de limitación estén unidos al sistema de propulsión recirculante.

Para el llenado del canal de flujo durante el arranque del sistema de propulsión, y también con vistas al grado de rendimiento, se ha comprobado que es ventajoso disponer varios dientes sucesivos en la superficie periférica exterior del sistema de propulsión.

Estos dientes deben estar realizados de tal manera que faciliten el arrastre del agua circundante al interior del intersticio entre la cara frontal del sistema de propulsión y la protección. Mediante la geometría de los dientes se puede influir en el grado de rendimiento de la propulsión de barco para distintos sentidos de giro. Si la propulsión de barco objeto de la invención se emplea, por ejemplo, como accionamiento transversal para efectuar maniobras en un buque, y por lo tanto es conveniente conseguir el mismo grado de rendimiento en ambos sentidos de giro del sistema de propulsión, entonces se dispondrán sobre la superficie periférica del sistema de propulsión preferentemente unos dientes que tengan los flancos anteriores y posteriores idénticos.

En el caso de una propulsión de barco con un sentido de giro preferente como sentido de avance, el dentado realizado en la superficie periférica exterior del sistema de propulsión tendrá preferentemente forma de diente de sierra, es decir, que el flanco anterior y el flanco posterior de los dientes tendrán pendiente diferente. Ha resultado ventajoso que el flanco anterior que precede tenga una pendiente dirigida radialmente hacia el exterior, hacia la punta del diente, menor que el flanco posterior que sigue a aquel detrás de la punta del diente y está dirigido desde allí radialmente hacia el interior. El flanco posterior puede tener incluso una forma dirigida rigurosamente radial hacia el interior, es decir que no contribuya a la superficie periférica. La situación es diferente en el flanco anterior. Por su trazado en forma de rampa se trata de introducir a presión el agua circundante en el intersticio entre la protección y la superficie periférica del sistema de propulsión, especialmente durante el sentido de giro de avance. La pendiente en forma de rampa del flanco anterior contribuye por lo tanto a que durante el arranque del sistema de propulsión se forme con relativa rapidez el flujo en el canal de flujo.

En los ensayos prácticos ha resultado además ventajoso que la punta de los dientes tenga forma curvada en dirección axial, tal como se propone según un perfeccionamiento preferido de la presente invención.

Además también ha resultado ventajoso que el flanco anterior y/o el flanco posterior de los dientes esté curvado en dirección axial. Por último hay que preferir que el flanco anterior y/o el flanco posterior de los dientes tenga forma curvada convexa en dirección periférica, considerándose ventajosa la combinación de las dos medidas preferidas antes mencionadas, es decir una forma esférica del flanco anterior y/o del flanco posterior, con vistas al grado de rendimiento de la propulsión de barco y también con vistas a evitar olas.

Como ya se ha expuesto anteriormente y con vistas al comportamiento de arranque de los motores usuales para la propulsión de barcos, debe preferirse disponer el borde superior de la protección por encima de la línea de flotación del barco y el extremo anterior y/o posterior de la protección penetrando hasta debajo de la línea de flotación. Con este diseño, estando en reposo la propulsión de barco hay aire en el intersticio entre el sistema de propulsión y la protección, el cual es desplazado durante el arranque del sistema de propulsión por el agua arrastrada al interior del intersticio. Pero mientras haya aire en el canal de flujo, el sistema de propulsión ofrece una resistencia relativamente escasa al giro, lo que favorece el par de arranque reducido de los motores usuales para las propulsiones de barcos.

Por lo que respecta al grado de rendimiento se ha comprobado que es ventajoso que la masa de agua introducida en el intersticio entre el sistema de propulsión y la protección sea aspirada al interior del intersticio o expulsada del intersticio con una componente de velocidad horizontal relativamente grande. Por otra parte, un cierto tramo periférico alrededor del sistema de propulsión debe poder estar en comunicación libre con el agua circundante. Se ha visto que debe preferirse un ángulo de abrazamiento de la protección alrededor del sistema de propulsión de unos 200 a 270º. Se propone también, de acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la presente invención, que el extremo de la protección que forma la entrada del canal de flujo esté realizado con una curvatura dirigida hacia adelante y/o que el extremo de la protección que forma la salida del canal de flujo esté previsto con una curvatura dirigida hacia atrás. Con vistas a lograr un buen grado de rendimiento se ha comprobado también que es ventajoso prever entre el sistema de propulsión y la protección un intersticio mínimo del 2 al 10%, preferentemente del 3 al 6%, del diámetro del sistema de propulsión recirculante. El intersticio mínimo en el sentido antes citado se obtiene en el diseño preferido antes mencionado con dientes cuyas puntas tengan una curvatura convexa en dirección axial, allí donde la separación entre la punta del diente y la protección sea menor. A este respecto conviene señalar que para conseguir un buen grado de rendimiento, preferentemente respecto a la superficie circundante del sistema de propulsión, la protección debe tener una forma relativamente sencilla, preferentemente plana en dirección axial. Empleando como sistema de propulsión una rueda, la protección tiene por lo tanto una forma cilíndrica, pero abierta en un tramo de su periferia.

Con vistas a lograr un gobierno lo más eficaz posible de un barco dotado de propulsión se debe preferir además situar el sistema de propulsión giratorio alrededor de un eje de mando perpendicular a su eje de giro, y prever además un dispositivo de mando que controle el giro del sistema de propulsión alrededor del eje de mando. En esta realización preferida se puede influir en la dirección de traslación girando el sistema de propulsión alrededor del eje de mando sin tener que disponer adicionalmente en el barco de un timón. Además, y mediante el correspondiente giro del sistema de propulsión, se puede aprovechar el máximo grado de rendimiento del sistema de propulsión tanto durante la marcha atrás como en la marcha avante.

Con vistas a lograr una estanqueidad buena y sencilla del sistema de propulsión y eventualmente de un motor de accionamiento dispuesto relativamente próximo al sistema de propulsión se debe preferir disponer el sistema de propulsión junto con la protección sobre una placa de apoyo atravesada por el sistema de propulsión, y que a su vez esté cerrada estanca por la cara superior por una capota. La capota encierra por lo tanto al menos el sistema de propulsión, pero no el eventual motor y los cojinetes lubricados o similares. En el interior de la capota y en la zona del sistema de propulsión puede haber por lo tanto agua durante el funcionamiento de la propulsión del barco. Ahora bien, aquí no se encuentran piezas que estén engrasadas con lubricante, de manera que en el interior de la capota tampoco puede salir lubricante al agua que lo rodea.

En este perfeccionamiento preferido, la placa de apoyo está alojada en una marmita recibida giratoria en el casco del barco, abierta por el fondo y atravesada por el sistema de propulsión, estando prevista una junta entre la placa de apoyo y la marmita. Esta junta puede estar formada, por ejemplo, por un fuelle. En esta realización, el agua circundante llega únicamente a la cara inferior de la marmita y a la cara inferior de la placa de protección, así como dentro de la zona impermeabilizada por la capota. De esta manera se puede evitar la contaminación del agua por lubricantes debido al contacto con órganos engrasados, por ejemplo, si todas las piezas de apoyo del árbol de accionamiento o del eje de giro están selladas respecto al agua por la capota.

La realización preferida antes mencionada se perfecciona de forma preferente por el hecho de que la capota forma la protección. En este caso, el tramo de la capota que rodea en dirección radial al sistema de propulsión sirve al mismo tiempo como protección para limitar el intersticio que rodea el perímetro del sistema de propulsión.

Para compensar el efecto de Coriolis durante el giro del sistema de propulsión a plena marcha se debe preferir asimismo situar la placa de apoyo giratoria en la marmita, intercalando para ello por lo menos un amortiguador de inclinación. De esta manera las fuerzas de Coriolis que se producen al girar el sistema de propulsión alrededor del eje de mando se pueden amortiguar mediante una cierta inclinación de la placa de apoyo venciendo la resistencia del amortiguador de inclinación, y no se transmiten directamente al casco del barco.

El comportamiento de la propulsión de barco objeto de la invención se puede controlar de acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invención por el hecho de que está previsto un sistema de ajuste del intersticio que regula la separación entre el sistema de propulsión y la protección. Mediante este sistema de ajuste del intersticio se puede modificar, en la propulsión de barco objeto de la invención, la altura del canal de flujo, por ejemplo, para influir en el caudal del agua que recircula a través del canal de flujo, para una velocidad de motor constante (punto de trabajo del motor de accionamiento). Por lo tanto, se puede modificar la formación de olas en la popa del barco sin que para ello sea necesario modificar el punto de trabajo del motor de accionamiento.

Para adaptar el sistema de propulsión de barco a canales de navegación de diferente profundidad, especialmente en la navegación interior, se propone, de acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la presente invención, prever un sistema de regulación de la profundidad de inmersión que regule la altura del sistema de propulsión junto con la protección. Mediante este sistema de regulación se puede influir en la profundidad en que el sistema de propulsión se sumerge dentro del agua circundante, sin que se modifique también al mismo tiempo el intersticio que forma el canal de flujo. Un sistema de regulación de la profundidad de inmersión de esta clase se debe preferir especialmente cuando el sistema de propulsión sobresale de la cara inferior del casco del barco. Para la propulsión de barcos en aguas de muy poca profundidad o en el caso de barcos que quedan en seco con el movimiento de las mareas, pero cuyo accionamiento no debe sufrir daños, cabe imaginar perfectamente el prever también el sistema de propulsión de tal manera que el eje de giro se extienda en dirección vertical, es decir que el sistema de propulsión atraviese la borda del barco.

En la disposición usual del sistema de propulsión en la cara inferior del casco del barco y con vistas a obtener el mejor empuje ascensional posible del barco, especialmente en el caso de planeadoras muy rápidas, se debe preferir el prever en las caras frontales del sistema de propulsión, respectivamente, por lo menos un cuerpo de empuje ascensional que se vaya adelgazando preferentemente en la dirección axial del eje de giro del sistema de propulsión. Un cuerpo de empuje ascensional que vaya adelgazando de esta manera va adosado preferentemente y de manera directa a la cara frontal del sistema de propulsión, y presenta en esta zona un diámetro que se corresponde aproximadamente con el diámetro del sistema de propulsión. Por razones hidrodinámicas, el diámetro se reduce en la dirección axial del eje de giro, estando realizado el cuerpo de empuje ascensional preferentemente de forma cónica, con una superficie exterior que junto al sistema de propulsión presenta primeramente una curvatura convexa y a continuación la tiene recta o incluso con curvatura cóncava. Un cuerpo de empuje ascensional realizado de esta clase, que preferentemente está realizado como cuerpo hueco cerrado, no solamente provoca un mejor empuje ascensional del barco sino que levanta adicionalmente el barco debido a la presión dinámica que durante la marcha actúa contra el cuerpo de empuje ascensional. Para evitar las pérdidas por rozamiento entre el agua que incide y el cuerpo de empuje ascensional y, por lo tanto, para aumentar el grado de rendimiento, es además preferible que el cuerpo de empuje ascensional apoye con giro libre sobre el eje de giro o sobre el árbol de accionamiento del sistema de propulsión.

Especialmente en las planeadoras rápidas se ha comprobado que es ventajoso prever en el extremo radial exterior del sistema de propulsión un regruesamiento unido al sistema de propulsión que recubra el sistema de propulsión a modo de bulbo y que sobresalga al menos en parte del perímetro del cuerpo de empuje ascensional. Y es que se ha visto que debido al alto grado de rendimiento de la propulsión de barco objeto de la invención las embarcaciones construidas enteramente como planeadoras se pueden levantar fuera del agua a plena marcha, apoyadas por el efecto ascensional de los cuerpos de empuje ascensional, ya que éstas se encuentran esencialmente en contacto con el agua únicamente a través de los regruesamientos en forma de bulbo. Para ello las propulsiones de barco objeto de la invención están dispuestas preferentemente de modo que cuentan con dos propulsiones en la parte de proa del barco y dos propulsiones en la parte de popa del barco. En este caso, el conjunto de cuatro sistemas de propulsión constituyen, a plena marcha, al mismo tiempo, las propulsiones, como también aquellas partes que aplican por ejemplo en un hidroplano la carga del barco sobre el agua. Teniendo esto en cuenta, se debe preferir realizar el regruesamiento en forma de bulbo en la forma más hidrodinámica posible, de manera que su superficie periférica exterior continúe preferentemente la superficie periférica exterior del cuerpo de empuje ascensional.

Otros detalles, ventajas y características de la presente invención se deducen de la siguiente descripción de ejemplos de realización, en combinación con el dibujo. Las figuras muestran:

Figura 1 una vista lateral de un barco con un primer ejemplo de realización de una propulsión de barco conforme a la invención;

Figura 2 una vista por debajo del barco representado en la figura 1;

Figura 3 una vista frontal del ejemplo de realización representado en la figura 1, con la protección parcialmente retirada;

Figura 4 una representación de la vista en sección IV-IV según la representación en la figura 3;

Figura 5 una vista lateral de un barco con otro ejemplo de realización de la propulsión de barco conforme a la invención;

Figura 6 una vista por debajo del barco representado en la figura 5;

Figura 7 una vista frontal parcial del ejemplo de realización de la propulsión de barco representado en la figura 6.

En la figura 1 se muestra una vista lateral de un barco 2 realizado como barco con poco desplazamiento con diferentes profundidades de inmersión. Las distintas profundidades de inmersión se reconocen por las diferentes líneas de flotación W para distintos estados de carga. En la popa del barco 2 hay una propulsión de barco 4 conforme al primer ejemplo de realización de la presente invención. En esta propulsión de barco 4 están previstos como componentes esenciales un sistema de propulsión realizado en forma dentada 6 así como una protección 8 que rodea parcialmente el perímetro de dicha rueda dentada 6. El eje de giro 10 de la rueda dentada 6 se extiende, en el ejemplo de realización representado, en dirección horizontal, y además perpendicular a la dirección de avance V, es decir ortogonalmente respecto al eje longitudinal del barco 2.

La protección 8 es de forma cilíndrica, es decir que tiene unas superficies laterales que se extienden paralelas al eje de giro 10. La protección 8 rodea a la rueda dentada 6 con un ángulo de abrazamiento de unos 240º. La protección 8 presenta un extremo anterior 12, es decir orientado hacia proa, así como un extremo posterior 14 orientado hacia popa. Los dos extremos 12, 14 terminan aproximadamente a igual altura y a haces con la cara inferior del casco del barco 16. Entre los dos extremos 12, 14 sobresale del casco del barco 16, por la cara inferior, la rueda dentada 6.

En la vista inferior del casco del barco 16 según la figura 2 se reconoce claramente el espacio de alojamiento de la rueda dentada limitado en el perímetro por la protección 8 y lateralmente por unas paredes laterales fijas 18, 20. Las paredes laterales 18, 20 están unidas al casco del barco 16 y están atravesadas por un árbol de accionamiento 22, situado en el eje de giro de la rueda dentada, tal como se describirá a continuación con mayor detalle sirviéndose de la figura 3.

La figura 3 muestra una vista frontal de la propulsión de barco conforme a las representaciones de las figuras 1 y 2. El árbol de accionamiento 22 apoya por ambos lados en cojinetes 24, 26. En un extremo del árbol de accionamiento 22 y detrás del cojinete 26 hay un reenvío angular 28 cuyo extremo de entrada está unido a un motor 20 de diseño discrecional, por ejemplo un motor eléctrico.

Las paredes laterales 18, 20 rodean la rueda dentada 6 en forma de U, y van soldadas por su cara inferior al casco del barco 16. El árbol de accionamiento 22 está sellado por medio de juntas apropiadas y pasa a través de las paredes laterales 18, 20. Un puente transversal 32 de la capota 34 que se extiende horizontalmente paralelo al eje de giro 10 del árbol de accionamiento 22 forma la protección 8 que rodea parcialmente el perímetro de la rueda dentada 6. La capota 34 está realizada en dos partes, comprendiendo la parte inferior 36 la junta y el paso para el árbol de accionamiento 22, y está unida firmemente al casco del barco, mientras que la parte superior 38, que está unida por medio de una pestaña 40 con la parte inferior 36 y sellada respecto a ésta, se puede retirar para trabajos de mantenimiento. El interfaz entre la parte superior 36 y la parte inferior 38 se elige preferentemente de tal manera que la parte superior se pueda levantar con cualquier estado de carga, sin que entre agua en el caso del barco 16.

En la figura 3 se observa que la rueda dentada 6 queda encerrada lateralmente por los elementos limitadoras 42, 44. Estos elementos limitadores 42, 44 tienen forma angular y están unidos firmemente a la rueda dentada 6, que está girando. Los elementos limitadores 42, 44 sobresalen por su extremo radial exterior de la superficie periférica de la rueda dentada 6 y llegan prácticamente hasta la protección 8.

La rueda dentada 6 presenta en su superficie periférica varios dientes 46, que con respecto al eje de giro 10 tienen en dirección axial una forma curvada convexa. En la figura 3 se reconoce claramente la punta de diente 48 del diente más alto 46.

En la figura 4 se reconocen detalles del diseño periférico de la rueda dentada. La figura muestra una vista en sección a lo largo de la línea IV-IV conforme a la representación en la figura 3, y sirve principalmente para mostrar claramente el diseño de los dientes 46. El sentido de giro D en el sentido de propulsión principal del barco, es decir, el sentido de giro de la rueda dentada 6 durante la marcha avante del barco, está dibujado con una flecha curvada en "D". Cada diente 46 tiene un flanco anterior 50 y un flanco posterior 52. El flanco anterior 50 tiene menor pendiente que el flanco posterior 52, con respecto al perímetro de la rueda dentada 6. Cada diente 46 de la rueda dentada 6 tiene forma idéntica. Los flancos anteriores 50 y los flancos posteriores 52 tienen una curvatura convexa con respecto a la extensión axial del eje de giro 10. Por lo tanto, el contorno dentado interior de la figura 4 muestra el borde axial exterior de la rueda dentada 46, mientras que el contorno dentado exterior de la figura 4 reproduce el contorno periférico en el centro (con relación a la extensión en anchura del diente).

Además de la forma convexa antes mencionada, en dirección axial, los flancos anteriores y posteriores 50, 52 presentan también una curvatura convexa en dirección periférica. El resultado es que los flancos 50, 52 de los dientes respectivos 46 tienen forma esférica. La curvatura en dirección axial está representada esquemáticamente en la figura 2.

El ejemplo de realización representado en la figura 4 tiene unos elementos limitadores 42, 44 en forma de disco, entre los cuales van soldadas las chapas que forman los flancos anteriores y posteriores 50, 52. Mediante los flancos anteriores y posteriores 50, 52 de los dientes 46 se obtiene una superficie periférica cerrada por el perímetro en la rueda dentada 6.

El ejemplo de realización representado en las figuras 1 a 4 funciona de la manera siguiente: En la posición de reposo, es decir, cuando no está girando la rueda dentada 6, hay aire por encima de la línea de flotación en el intersticio 54 que se encuentra entre la protección 8 y la rueda dentada 6, cuya forma de sección varía en dirección periférica según la pendiente de los flancos anteriores y posteriores. Al arrancar para la marcha avante (sentido de propulsión "V") la rueda dentada 6 gira en el sentido de giro conforme a la flecha D. Por su inercia, la rueda dentada 6 comienza girando lentamente, y va arrastrando al interior del intersticio 54, con el flanco anterior adelantado 50 de los dientes respectivos 46, el agua que los rodea. Al ir aumentando la velocidad de giro de la rueda dentada 6 se va expulsando completamente el aire que se encuentra en el intersticio 54, en el sentido de giro de la rueda dentada 6. El agua recircula constantemente por el interior del intersticio 54 en el sentido de giro D. Dicho de otra manera, durante el funcionamiento de la rueda dentada 6 se forma entre ésta y la protección 8 un canal de flujo que impulsa agua. El flujo en este canal tiene lugar desde el extremo posterior 14 hacia el extremo anterior 12 del canal, es decir en el sentido de avance V. El agua es impulsada al interior del intersticio 54 por el flanco anterior 50 con una componente de velocidad horizontal, que se supone que es la que impulsa el barco hacia adelante, y sale del intersticio 54 igualmente con una componente de velocidad horizontal, que se supone que también impulsa al barco 2 en el sentido de avance V.

En las figuras 5 a 7 está representado un segundo ejemplo de realización de la propulsión de barco objeto de la invención. Este ejemplo de realización está instalado en un barco 2 realizado como planeadora, tal como se puede deducir de las figuras 5 y 6. Dicho con más precisión, en el barco 2 están instaladas cuatro formas de realización idénticas de la propulsión de barco objeto de la invención. Cada dos propulsiones de barco 4a están situadas una junto a la otra a lo ancho, en la proa del barco 2, y dos propulsiones de barco 4b, una junto a la otra a lo ancho, en la popa del barco 2. En el barco representado en las figuras 5 y 6 se puede renunciar a un timón independiente ya que cada una de las propulsiones de barco son gobernables.

Los detalles de este sistema de gobierno se reconocen en la figura 7. En la cara inferior del casco del barco 16, para cada propulsión de barco 4, está vaciado un orificio circular 60, que está limitado respectivamente mediante paredes laterales 56, que sobresale por encima de la línea de flotación W. En el espacio interior cilíndrico formado de esta manera se encuentra una marmita 58, cuya pared lateral 60 se extiende paralela a la pared lateral 56 del casco 16. La cara inferior de la marmita 58 está dotada de un orificio circular 62 atravesado por la rueda dentada 6 y por los cuerpos de empuje ascensional 46, que se describen a continuación con mayor detalle. La marmita 58 tiene un apoyo giratorio alrededor del eje de giro S respecto al casco del barco, por medio de los cojinetes de apoyo 66. Este giro de la marmita 58 en el casco del barco se controla por medio de un dispositivo de mando, no representado con mayor detalle, para el gobierno en el sentido de giro respectivo. Cada uno de los accionamientos 4a, b puede girar con independencia del otro alrededor del eje de mando S.

En la marmita 58 se aloja una placa de apoyo 68, provista también de un orificio circular 70, atravesado por la rueda dentada 6 y los cuerpos de empuje ascensional 46. En la placa de apoyo 68 van los cojinetes 24, 26 así como el motor 30. Entre la placa del fondo de la marmita 58 e inmediatamente junto al orificio 62 y a la placa de apoyo 68 está prevista una junta en forma de fuelle 72 que rodea los orificios 62, 70 y que impide que penetre agua entre la placa de apoyo 68 y la cara inferior de la marmita 58, al interior de ésta.

Por la cara de la placa de apoyo 68 alejada del agua se eleva la capota 34. También en este ejemplo de realización, la capota 34 está atravesada por el árbol de accionamiento 22. Los cojinetes 24, 26 están situados fuera de la capota 34.

También en este ejemplo de realización, la rueda dentada 6 está unida firmemente a prueba de torsión con el árbol de accionamiento 22. De la misma manera y a prueba de torsión con la rueda dentada 6 están previstos también en este ejemplo de realización los elementos limitadores 42, 44. Contiguos lateralmente a los elementos limitadores 42, 44 están los respectivos cuerpos de empuje ascensional 64, que apoyan con giro libre sobre el árbol de accionamiento 22, por medio de los cojinetes 74.

Los cuerpos de empuje ascensional 64 tienen esencialmente forma idéntica, y junto a la rueda dentada 6 presentan un diámetro que corresponde aproximadamente al diámetro de aquella. En el ejemplo de realización representado, el contorno exterior de los cuerpos de empuje ascensional 64 tiene el diseño siguiente: Un primer tramo periférico 74 se extiende paralelo al eje de giro 10. Sigue un segundo tramo periférico 78 que tiene esencialmente un contorno plano que se acerca al eje de giro 10. Este segundo tramo periférico 78 también puede estar realizado con una curvatura convexa hacia el exterior con el fin de conseguir el mayor empuje ascensional posible para los cuerpos de empuje ascensional 64 sumergidos en el agua. El primer tramo periférico 76 está rodeado periféricamente por un regruesamiento 80, firmemente unido a la rueda dentada 6. La cara interior del regruesamiento 80 tiene forma cilíndrica. El regruesamiento 80 se extiende hacia ambos lados de la rueda dentada 6 y de los correspondientes elementos limitadores 42, 44, y en la vista en sección representada en la figura 7 aparece en forma de bulbo. El regruesamiento 80 continúa por el centro, en la zona de la rueda dentada 6, por el contorno de la superficie de los dientes 46. La punta 48 de los dientes continúa el contorno exterior del regruesamiento 80 de forma continua y sin formar escalón.

La placa de apoyo 68 va sujeta en la marmita 58 y tiene apoyo giratorio respecto a ésta, estando intercalado por lo menos un amortiguador de inclinación 82, realizado como amortiguador telescópico convencional. Uno de los extremos del amortiguador 58 está unido al extremo superior de la pared lateral 60, mientras que el otro extremo está articulado cerca de la placa de apoyo 68.

El amortiguador de inclinación 82 sirve para amortiguar el movimiento de giro alrededor de un eje de giro, que en el ejemplo de realización representado se extiende en la dirección longitudinal del barco. Para este movimiento de giro, la placa de apoyo 68 tiene apoyo basculante por medio de cojinetes en su extremo anterior y posterior, en la dirección de avance. El eje de giro formado de esta manera transcurre respectivamente ortogonal al eje de giro del motor 30 y del eje de mando S, cortando los dos ejes en su punto de intersección común. Este punto de intersección es, en el ejemplo de realización representado, el punto central de la rueda dentada 6.

En cuanto a la forma del intersticio 54 entre los elementos limitadores 42, 44, la forma de realización representada en las figuras 5 a 7 se corresponde con la forma de realización antes tratada de las figuras 1 a 4. Por lo tanto, también es aplicable lo dicho a propósito del funcionamiento, siendo preciso señalar aquí que la capota 34 cubre una zona mayor y que encierra también los cuerpos de empuje ascensional 64.

Cuando la propulsión de barco representada en la figura 6 se gira alrededor del eje de mando S se produce, durante el funcionamiento de la propulsión de barco, una fuerza de Coriolis y en consecuencia la placa de apoyo 68 bascula con respecto a la marmita 58. Este movimiento basculante es absorbido por el amortiguador de inclinación 82. De este modo, la placa de apoyo 68 vuelve a la posición de partida representada en la figura 2. El amortiguador de inclinación 82 evita que la fuerza de Coriolis se transmita directamente al casco del barco.

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 2 \+ Barco\cr  4 \+ Propulsión de barco\cr  6 \+ Rueda dentada\cr 
8 \+ Protección\cr  10 \+ Eje de giro\cr  12 \+ Extremo anterior\cr 
14 \+ Extremo posterior\cr  16 \+ Casco\cr  18 \+ Pared lateral\cr 
20 \+ Pared lateral\cr  22 \+ Árbol de propulsión\cr  24 \+
Cojinete\cr  26 \+ Cojinete\cr  28 \+ Reenvío angular\cr  30 \+
Motor\cr  32 \+ Puente transversal\cr  34 \+ Capota\cr  36 \+ Parte
inferior\cr  38 \+ Parte superior\cr  40 \+ Pestaña\cr  42 \+
Elemento limitador\cr  44 \+ Elemento limitador\cr  46 \+ Diente\cr 
48 \+ Punta de diente\cr  50 \+ Flanco anterior\cr  52 \+ Flanco
posterior\cr  54 \+ Intersticio\cr  56 \+ Pared lateral\cr  58 \+
Marmita\cr  60 \+ Pared lateral\cr  62 \+ Orificio\cr  64 \+ Cuerpo
de empuje ascensional\cr  66 \+ Cojinete\cr  68 \+ Placa de apoyo\cr
 70 \+ Orificio\cr  72 \+ Fuelle\cr  74 \+ Cojinete para los cuerpos
de empuje ascensional\cr  76 \+ Primer tramo periférico\cr  78 \+
Segundo tramo periférico\cr  80 \+ Regruesamiento\cr  82 \+
Amortiguador de inclinación\cr  D \+ Sentido de giro\cr  S \+ Eje de
mando\cr  V \+ Sentido de avance\cr  W \+ Línea de
flotación\cr}

Claims (26)

1. Propulsión de barco con un sistema de propulsión (9) sumergido al menos parcialmente en el agua, que gira alrededor de por lo menos un eje de giro que se extiende esencialmente perpendicular al sentido de avance y con una protección (8) que rodea parcialmente al sistema de propulsión (6), caracterizada porque la protección (8) está dispuesta de tal manera, con relación al sistema de propulsión que durante el funcionamiento del sistema de propulsión el intersticio (54) formado entre la protección y la superficie periférica del sistema de propulsión (6) se llena completamente de agua y se forma en el intersticio (54) un flujo que circula con el sentido de giro del sistema de propulsión (6).

2. Propulsión de barco según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de propulsión comprende una rueda (6) con accionamiento giratorio.

3. Propulsión de barco según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de propulsión comprende una banda recirculante con accionamiento giratorio.

4. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de propulsión (6) presenta una superficie periférica cerrada por el perímetro.

5. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie periférica del sistema de propulsión (6) está enmarcada lateralmente por elementos limitadores (42, 44) que sobresalen de la superficie periférica y llegan casi hasta la protección.

6. Propulsión de barco según la reivindicación 5, caracterizada porque los elementos limitadores y la protección son fijos.

7. Propulsión de barco según la reivindicación 5, caracterizada porque los elementos limitadores (42, 44) están unidos al sistema de propulsión giratorio (6).

8. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la superficie periférica exterior del sistema de propulsión (6) están dispuestos varios dientes (46) uno tras otro.

9. Propulsión de barco según la reivindicación 8, caracterizada porque cada diente (46) presenta un flanco anterior (50) adelantado, dirigido radialmente hacia el exterior y a continuación un flanco posterior (52), dirigido radialmente hacia el interior, y porque el flanco anterior (50) tiene menor pendiente que el flanco posterior (52).

10. Propulsión de barco según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque la punta del diente (48) de los dientes (46) está realizada con curvatura convexa en dirección axial.

11. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque el flanco anterior (50) y/o el flanco posterior (52) de los dientes (46) está realizado con curvatura convexa en dirección axial.

12. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque el flanco anterior (50) y/o el flanco posterior (52) de los dientes está realizado con curvatura convexa en dirección periférica.

13. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un extremo posterior (41) de la protección (8), que forma la entrada al canal de flujo, presenta una curvatura dirigida hacia adelante.

14. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el extremo anterior (12) de la protección, que forma la salida del canal de flujo, presenta una curvatura dirigida hacia atrás.

15. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el borde superior de la protección (8) está dispuesto por encima de la línea de flotación (W) del barco (2) y porque el extremo anterior y/o el extremo posterior (12; 14) de la protección (8), penetran hasta por debajo de la línea de flotación (W).

16. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la protección se extiende alrededor del sistema de propulsión (6) con un ángulo de abrazamiento entre 200º y 270º.

17. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre el sistema de propulsión (6) y la protección se crea un intersticio mínimo (54) del 2 al 10%, preferentemente del 3 al 6% del diámetro del sistema de propulsión giratorio (6).

18. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de propulsión (6) es giratorio alrededor de un eje de mando (S), perpendicular a su eje de giro (10) y porque está previsto un dispositivo de mando que controla el giro del sistema de propulsión (6) alrededor del eje de mando.

19. Propulsión de barco según la reivindicación 18, caracterizada porque el sistema de propulsión (6) está dispuesto junto con la protección (8) sobre una placa de apoyo (68), atravesada por el sistema de propulsión (6), que por la parte superior va sellada por una capota (34) y que está alojada en una marmita (58) alojada giratoria en el casco del barco (16), abierta por el fondo y atravesada por el sistema de propulsión (6), y porque entre la placa de apoyo (68) y la marmita (58) está prevista una junta (72).

20. Propulsión de barco según la reivindicación 19, caracterizada porque la capota (34) forma la protección (8).

21. Propulsión de barco según la reivindicación 19 ó 20, caracterizada porque la placa de apoyo (68) descansa giratoria en la marmita (58), llevando intercalado por lo menos un amortiguador de inclinación (82).

22. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por un dispositivo de ajuste del intersticio que ajusta el sistema de propulsión con relación a la protección.

23. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por un sistema de ajuste de la profundidad de inmersión que ajusta la altura del sistema de propulsión junto con la protección.

24. Propulsión de barco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en las caras frontales del sistema de propulsión (6) está previsto respectivamente un cuerpo de empuje ascensional (64) que se va adelgazando preferentemente en dirección axial del eje de giro (10), alejándose del sistema de propulsión (6).

25. Propulsión de barco según la reivindicación 24, caracterizada porque los cuerpos de empuje ascensional (64) apoyan con giro libre sobre el eje de giro (10) o sobre el árbol de accionamiento (22) del sistema de propulsión (6).

26. Propulsión de barco según la reivindicación 24 ó 25, caracterizada porque en el extremo radial exterior del sistema de propulsión (6) está previsto un regruesamiento (80) unido al sistema de propulsión (6), que recubre el sistema de propulsión (6) en forma de bulbo y que sobresale, al menos parcialmente, del perímetro del cuerpo de empuje ascensional (64).