ES2238107A1

ES2238107A1 - Sistema de estabilizadores integrados para buques.

Info

Publication number: ES2238107A1
Application number: ES200201365A
Authority: ES
Inventors: Iñigo Echenique Gordillo
Original assignee: IZAR CONSTRUCCIONES NAVALES
Current assignee: IZAR CONSTRUCCIONES NAVALES
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2005-08-16
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: NZ526444A; ES2238107B1; EP1371547A1; US20040011269A1

Abstract

Sistema de estabilización para buques que consiste en unas superficies estabilizadoras sumergidas que giran sobre un eje paralelo o que forma un pequeño ángulo con la flotación. En posición plegada, la superficie estabilizadora queda integrada en la superficie del casco, no ofreciendo, por consiguiente resistencia extra al avance. El efecto amortiguador del balance está basado en la resistencia hidrodinámica al movimiento de las superficies estabilizadoras en la dirección transversal a las mismas. El sistema es utilizable en buques parados u operando a baja velocidad.

Description

Sistema de estabilizadores integrados para buques.

Campo del invento

La presente invención se refiere a un sistema de estabilizadores para amortiguar el movimiento, fundamentalmente de balance, en todo tipo de buques parados o navegando a baja velocidad, y que se integra en la superficie del casco.

Antecedentes del invento

Los sistemas de estabilización empleados en los buques tienen por objeto disminuir el efecto del balance. Existen los siguientes tipos fundamentales:

- Quillas de balance: Es el procedimiento más primitivo y sencillo y consiste en dos superficies fijas al pantoque del barco, alineadas habitualmente con las líneas de corriente y que limitan el movimiento de balance al ofrecer resistencia al movimiento transversal del agua. Es una solución económica y medianamente efectiva pero que supone un incremento de resistencia al avance del buque como consecuencia del aumento de superficie mojada.

- Estabilizadores dinámicos: Se trata de aletas de sección hidrodinámica situadas en los costados del barco bajo la línea de flotación. Su movimiento, rotatorio con respecto a un eje perpendicular a la superficie del barco, es habitualmente electrohidráulico a partir de la señal de un detector del movimiento de balance. El par de fuerzas debido a la sustentación hidrodinámica de las aletas es de sentido opuesto a la dirección de balance del barco, amortiguando el mismo. Por requerir una velocidad determinada de incidencia del agua en el perfil, los estabilizadores dinámicos son efectivos únicamente para el buque en navegación y suelen calcularse para la velocidad de crucero con mar formada. Es un sistema efectivo pero con una cierta complejidad técnica que se traduce en un coste económico elevado. Por otra parte los estabilizadores dinámicos ofrecen resistencia al avance en todas las condiciones. Existen estabilizadores dinámicos retráctiles que se alojan en el buque y evitan esta circunstancia cuando no se utilizan. Esta caja resta volumen interior y los estabilizadores son, en lo demás, de funcionamiento idéntico a los fijos dinámicos reseñados.

- Tanques líquidos: Este sistema permite amortiguar el balance en todas las condiciones mediante el trasvase de fluido de una a otra banda mediante un sistema de tuberías y válvulas de forma que su masa crea un par adrizante que se contrapone al balance del barco. Este procedimiento es efectivo pero tiene una elevada complejidad de instalación y resta volumen en el inferior del buque.

- Sombrillas con flaps: Consiste en suspender por una o ambas bandas un elemento cónico o troncocónico cerrado en su base menor, habitualmente metálico, provisto de unos flaps en superficie y un peso suspendido en su parte inferior. Cuando el buque balancea hacia la banda en la cual está suspendido el artefacto, los flaps se abren de forma que, por la acción del peso, el tronco de cono permanece sumergido. Cuando el balance se realiza en el sentido contrario, el arrastre del agua sobre la superficie se opone al movimiento. Este sistema es sencillo y efectivo, utilizable únicamente cuando el buque está parado. Su montaje y operación son engorrosos y necesita de una grúa o pescante auxiliar.

Sumario del invento

El balance, debido a la componente transversal de la mar, del buque parado o a baja velocidad supone una grave incomodidad para el personal a bordo y limita las áreas de fondeo en buques de pasaje y recreo. En buques de trabajo tales como pesqueros, oceanográficos, buques hospital y militares, el movimiento de balance acusado reduce en muchos casos su operatividad y seguridad. La presente invención tiene por objeto lograr un sistema estabilizador de operación sencilla y fiable capaz de reducir eficazmente el balance del buque, parado o a baja velocidad, sin añadir resistencia al avance o lo que es lo mismo sin afectar a la velocidad del buque.

La invención consiste en presentar, en cada banda del buque al menos un elemento estabilizador de superficie suficiente para amortiguar, en la medida adecuada, el balance de la embarcación parada o a baja velocidad y que sea plegable, mediante una charnela, sobre el casco del buque. El efecto de amortiguación se realiza directamente por la elevada resistencia hidrodinámica de dicha superficie a la componente del flujo normal a su área. La superficie y su localización se adecuarán a cada caso en función de las formas del casco y los parámetros de estabilidad transversal del buque. Una vez plegadas, el sistema ofrece una resistencia al avance prácticamente nula por quedar las superficies enrasadas con el casco.

Las ventajas del sistema descrito de estabilización son las siguientes:

-: Es posible optimizar el efecto de amortiguación con el buque parado o a baja velocidad consiguiendo una efectividad máxima frente al resto de los sistemas.

-: Su operación es sencilla.

-: No tiene incidencia en la resistencia al avance.

-: Aún siendo ventajoso, no es necesario, para que sea efectivo, el funcionamiento dinámico del mecanismo.

-: Tiene una incidencia muy reducida en el volumen interior útil del buque. Ello permite la instalación sencilla tanto en buques de nueva construcción como en los existentes.

-: Por no reducir la velocidad, existe la posibilidad de instalar, en determinados casos, varios estabilizadores integrados en distintas zonas del casco para limitar balance, cabeceo y arfada.

-: Incremento notable de la cantidad de energía necesaria para que el buque alcance ángulos de escora elevados lo que se traduce en un incremento de seguridad en condiciones de mala mar.

Breve descripción de los dibujos

En lo que sigue se describirá el invento haciendo referencia para ello a los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una vista de costado, esquemática, de una embarcación que incorpora el sistema de estabilizadores de acuerdo con el invento;

las Figs. 2a, 2b y 2c son vistas esquemáticas, en sección tomada por la línea A-A' de la Fig. 1, que muestran los elementos estabilizadores del sistema de acuerdo con el invento en distintas posiciones operativas; y

las Figs. 3a y 3b son vistas, también esquemáticas, más detalladas, de una realización ilustrativa del mecanismo de montaje y accionamiento de dichos elementos estabilizadores.

Descripción detallada de la realización preferida

Cada elemento estabilizador E, de geometría similar a la del casco C en esa zona, gira alrededor del eje XX' para desplegarse. Una caja B prevista a tal efecto en el casco C (véanse las Figs. 3a y 3b) aloja cada elemento estabilizador E en condición replegada, inactiva (Figs. 2a y 3a) de manera que su superficie se integre en la superficie del casco C en esa zona y asegura la estanqueidad de dicho casco C. En condición de operación, los estabilizadores E se despliegan (Véanse las Figs. 2b y 3b) adoptando un ángulo determinado con respecto al casco, dando origen así a fuerzas de resistencia hidrodinámica F, F' (véase la Fig. 2c) que crean un movimiento adrizante que se opone al movimiento de balance representado mediante la flecha M en la Fig. 2c.

El eje XX' atraviesa la caja B asegurándose la estanqueidad mediante dos cierres en S y S' en los laterales de dicha caja B. Fuera de la caja estanca se encuentran los apoyos del eje (no representados) y el mecanismo de accionamiento H.

Es posible accionar cada elemento estabilizador E por distintos medios, tales como motores eléctricos que actúen a través de un engranaje, tornillos con leva o, como se representa en las Figs. 3a y 3b a modo de ejemplo, mediante sendos cilindros hidráulicos H que actúan en los respectivos extremos del eje XX'. En caso de que la longitud de cada elemento estabilizador E sea importante, es posible añadir unos medios de accionamiento H intermedios, similares.

Cada uno de dichos cilindros H está fijado por uno de sus extremos a la estructura interna del casco C mediante una cartela T, mientras que su otro extremo actúa sobre una leva L provocando, al extenderse, la salida de cada elemento estabilizador E de su caja B de alojamiento y su despliegue a la posición deseada con respecto al casco C, al girar dicho elemento E en torno a dicho eje XX'.

Finalmente, de acuerdo con el invento, se puede aumentar la efectividad amortiguadora de los citados elementos estabilizadores E mediante el movimiento inducido de los mismos en torno a su eje XX', en respuesta al movimiento de balance M y en oposición al mismo, de forma que se incremente la velocidad del flujo hidrodinámico en los elementos estabilizadores E y, por consiguiente, las fuerzas F y F' opuestas al movimiento de balance de la embarcación.

Claims

1. Un sistema de estabilizadores hidrodinámicos integrados para buques, del tipo que comprende al menos un par de elementos estabilizadores previstos, cada uno, en una y otra banda del casco del buque, caracterizado porque cada elemento estabilizador, en condición inactiva, está alojado en una caja estanca correspondiente, prevista en dicho casco, de manera que la superficie de dicho elemento estabilizador esté totalmente integrada en la superficie del casco, sin solución de continuidad con ella y porque, en condición activa, cada uno de dichos elementos estabilizadores es desplegado por medios de accionamiento, girando en torno a un eje geométrico que es sustancialmente paralelo al plano horizontal de flotación o forma un pequeño ángulo con él, siendo capaces, dichos medios de accionamiento, también, de devolver a dicho elemento estabilizador a su citada condición inactiva.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de accionamiento hacen girar dinámicamente a dichos elementos estabilizadores en respuesta al movimiento de balance de la embarcación.

3. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende varios pares de elementos estabilizadores previstos en distintas posiciones en la dirección longitudinal de dicho casco, con objeto de amortiguar, también, los movimientos de arfada y de cabeceo del buque.