ES2256294T3 - Cojinete de empuje axialmente ajustable para unidades de propulsion a chorro. - Google Patents
Cojinete de empuje axialmente ajustable para unidades de propulsion a chorro.Info
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Abstract
Unidad (1) de propulsión a chorro para propulsar una embarcación que comprende al menos una bomba (3) de propulsión con un alojamiento (4) de bomba, en el que, al ser una parte integral del casco, está montado giratoriamente sobre cojinetes un eje (22) de hélice o un gorrón (21) conectado a dicho eje (22) de hélice, y una hélice (7), que tiene álabes (24) de propulsión, estando la hélice (7) fijada a dicho eje (22) de hélice o gorrón (21) para seguir la rotación del eje (22) de hélice, estando los álabes (24) de propulsión dispuestos en la hélice (7) con una holgura (25) entre cada álabe (24) de propulsión y el interior (15) del alojamiento (4) de bomba, caracterizada porque la unidad (1) de propulsión a chorro comprende también un cojinete (27) de empuje axialmente ajustable dispuesto para cooperar con el eje (22) de hélice para ajustar dicha holgura (25) y porque el cojinete (27) de empuje comprende un alojamiento (28) de cojinete que rodea y encierra un disco (29) de cojinete conectado a, o que coopera con, el eje (22) de hélice.
Description
Cojinete de empuje axialmente ajustable para
unidades de propulsión a chorro.
La presente invención se refiere a una unidad de
propulsión a chorro de una embarcación que comprende al menos una
bomba de propulsión con un alojamiento de bomba en el que un eje de
hélice o un gorrón conectado a dicho eje de hélice está unido de
forma giratoria en cojinetes, y una hélice que tiene álabes de
propulsión, estando fijada dicha hélice a dicho eje de hélice o
gorrón para seguir la rotación del eje de hélice, estando los álabes
de propulsión dispuestos en la hélice con una holgura entre cada
álabe de propulsión y el interior del alojamiento de bomba. Dicha
unidad de propulsión a chorro se conoce a partir del documento US 5
366 396.
Las unidades de propulsión a chorro, también
denominadas unidades de propulsión o de chorro de agua, del tipo
descrito anteriormente se conocen en muchos diseños y dimensiones
diferentes, desde unidades más pequeñas de aproximadamente 500 kW
hasta unidades grandes de aproximadamente 30.000 kW y superiores. En
comparación con una hélice convencional, una unidad de chorro de
agua tiene un método de propulsión que es en gran medida diferente.
En lugar de la hélice convencional, tiene una bomba de agua o bomba
de propulsión, como se denomina, montada en el casco de la
embarcación. La bomba de propulsión comprende una hélice montada
dentro de una camisa, una cámara de hélice, que al mismo tiempo
forma parte de un tubo de flujo de agua marina. La hélice está
unida al extremo de un eje motriz, el eje de hélice, que o bien es
el eje del motor de la embarcación o está conectado indirectamente a
dicho eje. El objetivo de la hélice es presurizar el agua marina
creando un chorro de agua muy potente del que se deriva el nombre de
unidad de propulsión a chorro.
La fuerza de reacción que resulta del agua que
sale de la bomba se utiliza para impulsar la embarcación. La
dirección de rotación de la hélice nunca cambia, pero en su lugar se
utiliza un "dispositivo inversor" independiente, para desviar
la dirección del chorro de agua y, con ello, también la dirección de
la fuerza de reacción, que entonces también cambia la dirección de
la propulsión del barco. Una unidad de chorro de agua tiene muchas
ventajas comparada con una hélice convencional dado que una bomba de
propulsión tiene una eficacia de hasta el 90% y superior a
velocidades superiores a 25 nudos. Esto da como resultado mayores
velocidades de la embarcación con la misma potencia de propulsión o
un consumo de combustible notablemente menor con una velocidad
constante y menor potencia de propulsión.
Sin embargo, hoy en día todavía existe una gran
separación entre, por una parte, el rápido pero costoso flete aéreo
y, por otra parte, el más barato pero más lento flete en
contenedores por barco. Por tanto, existe el deseo de construir
barcos transoceánicos muy grandes y muy rápidos para transportes a
alta velocidad entre, por ejemplo, Estados Unidos y Europa y tales
barcos estarían equipados con unidades de chorro de agua muy
grandes. Se estima que tales barcos alcancen velocidades medias de
35 nudos incluso con olas de 7,5 metros de altura y se estima que la
duración actual del transporte se acorte en un tercio. Para
conseguir hacer virar los barcos mencionados, es necesario que las
unidades de chorro de agua puedan alcanzar al menos 50.000 kW y
tendrán un diámetro de admisión de aproximadamente 3,25 metros, en
comparación con el mayor diámetro conocido actualmente de 2,0
metros. Los barcos planificados tienen unidades con un equivalente
de flujo de aproximadamente 500 m3 por segundo. Se entenderá que se
requieren unidades enormes para gestionar esta capacidad.
Sin embargo, las instalaciones mayores requieren
una mayor precisión en la elección de la dimensión adecuada del
chorro de agua, tanto para alcanzar una eficacia optimizada, como
para mejorar la economía de combustible. Otras demandas comunes
impuestas a la unidad de propulsión pueden ser, por ejemplo, buena
capacidad de maniobra y, también la capacidad de manejar con
firmeza situaciones operativas tales como el alto oleaje. Diversos
factores que cooperan determinarán la medida en la que el barco se
adaptará a las demandas impuestas.
Al controlar la holgura entre los álabes de
propulsión y la cámara de la hélice se reducirá sustancialmente el
riesgo de que uno de éstos entre en contacto con el otro durante el
funcionamiento normal, dando así como resultado el que pueda
obtenerse una mayor eficacia de la hélice. De esta manera, la
holgura entre la hélice y la cámara de la hélice es de gran
importancia para la salida de propulsión y, dado que una mayor
holgura reduce la eficacia de la bomba de propulsión, es esencial
que la holgura sea lo más reducida posible. En una bomba de
propulsión planificada, los álabes de propulsión tendrán un diámetro
de aproximadamente 4,5 metros y la holgura planificada entre los
álabes de propulsión y la cámara de la hélice será de sólo
aproximadamente 4 milímetros. Se entiende que, por ejemplo, las
variaciones de temperatura producen problemas que dificultan
adicionalmente la reducción de la holgura sin el riesgo de averías.
Los daños, que pueden ser el resultado de que la hélice entre en
contacto con la camisa constituyen un grave problema. Un contacto de
este tipo puede deberse, por ejemplo, a las vibraciones u
oscilaciones ocasionadas por cavitación. Si, por esta razón, la
holgura es, a diferencia, doble, es decir, de aproximadamente el
0,1% del diámetro al 0,2%, la salida de propulsión se reducirá
aproximadamente al 1%, lo que implica un aumento en los costes no
desdeñable.
Debido a las ganancias, calculadas en porcentaje,
que pueden obtenerse para cada holgura con un milímetro más estrecha
que pueda conseguirse, es por tanto extremadamente importante
mantener la holgura normalmente con unos márgenes tan estrechos como
sea posible. Por supuesto, al mismo tiempo se promoverá en gran
parte la demanda de la tolerancia máximamente permitida entre la
hélice y la camisa. Además, también es cierto que cuanto mayor sea
la unidad de propulsión de chorro, mayores serán las demandas de
tolerancia entre las diferentes partes. Si se calcula como
porcentaje, las tolerancias del motor de una hélice son mayores que
las de un mecanismo de relojería. Por ejemplo, los álabes de
propulsión con un diámetro de hasta 4.500 milímetros se giran y
rectifican con una precisión de algunas decenas de milímetro. A la
velocidad de, por ejemplo, 40 nudos, estas pequeñas tolerancias
optimizan la transformación de la fuerza del eje en fuerza de
accionamiento, aumentando la resistencia y dando lugar a vibraciones
y niveles de ruido mínimos.
Sin embargo, se corre el riesgo de que en algunas
ocasiones las oscilaciones y vibraciones, por ejemplo, cuando
objetos extraños pasan a través de la bomba, ocasionen un movimiento
radial tal de los álabes de la hélice que éstos entren en contacto
con la cámara de la hélice. El riesgo de daños que se corre
aumentará considerablemente en caso de condiciones atmosféricas
adversas, por ejemplos, en caso de fuerte marejada se corre el
riesgo de una gran aceleración o succión de aire a través de la
bomba. Asimismo, puede alterarse la posición de la hélice debido a
movimientos en el casco del propio barco. Las consecuencias de una
avería de la unidad de propulsión a chorro durante todo el temporal
en medio del Océano Atlántico pueden ser graves.
Así, en ciertas situaciones especiales puede ser
necesario aceptar una eficacia en cierta medida reducida al aumentar
un poco la holgura. Dado que la cámara de la hélice y los álabes de
propulsión tienen una superficie de interconexión cónica, puede
alterarse la holgura si la hélice se mueve axialmente. Así, es un
requisito esencial que, en caso necesario, la holgura entre la
hélice y la camisa pueda ajustarse mediante el movimiento axial de
la hélice.
Es un objeto de la presente invención conseguir
una unidad de propulsión a chorro para la propulsión de barcos tal
que posibilite reducir sustancialmente o eliminar por completo el
riesgo de que los álabes de propulsión entre en contacto con la
pared interior de la cámara de la hélice y poder hacer uso de las
cualidades favorables de la unidad de propulsión a chorro de un
mejor modo que antes y también con dimensiones de barco
considerablemente más grandes que con las dimensiones convencionales
actuales de barcos. Como una solución al complejo de problemas se
sugiere que los cojinetes de empuje incluidos se dispongan con
capacidad de movimiento. El movimiento se realiza adecuadamente
utilizando algún tipo de disposición de pistones hidráulicos, que
también aportaría una cierta función de amortiguamiento.
La unidad de propulsión a chorro según la
invención se caracteriza porque la unidad de propulsión a chorro
también comprende un cojinete de empuje axialmente ajustable
dispuesto para cooperar con el eje de hélice para ajustar dicha
holgura.
Según otros aspectos de la unidad de propulsión a
chorro según la invención:
- -
- el cojinete de empuje comprende un alojamiento de cojinete que rodea y encierra un disco de cojinete conectado a, o que coopera con, el eje de hélice, y estando dicho alojamiento de cojinete dispuesto para poder moverse axialmente por medio de dispositivos de ajuste una distancia suficiente como para que la holgura entre los álabes de propulsión y el interior del alojamiento de bomba esté dentro de los límites de una holgura máxima y mínimamente permitida de los álabes.
- -
- unas varillas están sujetas a una distancia de, y paralelas a, el eje que se extiende a través del alojamiento de cojinete, y el alojamiento de cojinete puede moverse axialmente a lo largo de las varillas por medio de guías.
- -
- el cojinete de empuje comprende un alojamiento de cojinete fijo en relación al casco del barco y que rodea y encierra un disco de cojinete conectado a, o que coopera con, el eje de hélice, estando el disco de cojinete dispuesto para ser axialmente ajustable por medio de dispositivos de ajuste en una distancia suficiente como para que la holgura entre los álabes de propulsión y el interior del alojamiento de bomba esté dentro de los límites de una holgura máxima y mínimamente permitida de los álabes.
- -
- los dispositivos de ajuste están montados dentro del alojamiento de cojinete.
- -
- los dispositivos de ajuste comprenden al menos un cilindro hidráulico o neumático.
- -
- alternativamente, algunos o todos los dispositivos de ajuste pueden ser dispositivos de ajuste mecánico.
- -
- el disco de cojinete es una pieza que sobresale radialmente del eje de hélice, del gorrón o de un eje intermedio especialmente adaptado al cojinete de empuje y conectado al eje de hélice.
- -
- el alojamiento de cojinete comprende uno o varios soportes de cojinete.
- -
- los soportes de cojinete comprenden superficies de cojinete que están compuestas de, por ejemplo, segmentos de teflón, distintos materiales compuestos, metal y/o acero blancos, etc.
- -
- los dispositivos de ajuste están hechos de cilindros hidráulicos o neumáticos que tienen un empalme de tuberías para aire comprimido y aceite hidráulico, respectivamente, a través de una de las superficies laterales del alojamiento de cojinete.
- -
- la holgura máxima y mínimamente permitida de los álabes se determina según cambios de posición axiales y/o radiales reales o esperados de los álabes de propul- sión.
Durante un funcionamiento normal, es decir, en
mar abierto, con riesgo pequeño de que objetos extraños sean
succionados a través de la bomba, y durante condiciones
meteorológicas normales, la holgura entre los álabes de la hélice y
la cámara de la hélice puede fijarse en un valor que sea muy
favorable para la propulsión del barco. Si las condiciones de
funcionamiento empeoraran, la holgura podría aumentarse
temporalmente, reduciendo considerablemente o eliminando
completamente el riesgo de desgaste no deseado, etc.
La invención se explicará más detalladamente con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un corte longitudinal esquemático
a través de partes de una unidad de propulsión a chorro para la
propulsión de un barco según la presente invención, comprendiendo la
unidad de propulsión a chorro una hélice montada al final de un eje
de hélice dentro de una cámara de hélice.
La figura 2 es un corte longitudinal esquemático
a través de partes de un cojinete de empuje según una primera
realización, estando el cojinete de empuje dispuesto en el eje de
hélice según la figura 1, y por medio del cual puede obtenerse un
movimiento axial de la hélice en relación a la cámara de hélice.
La figura 3 es un corte longitudinal esquemático
a través de partes de un cojinete de empuje según una segunda
realización de la presente invención.
Con referencia a la figura 1, se muestran
esquemáticamente y como un corte longitudinal partes de una unidad 1
de propulsión a chorro para la propulsión de un barco. Siendo una
parte integrada del casco del barco 2, la unidad 1 de propulsión a
chorro comprende una bomba 3 de propulsión con un alojamiento 4 de
bomba compuesto de una parte delantera y una trasera y montada en la
parte 5 de popa del casco del barco 2 y normalmente en o a lo largo
de la popa 6 de espejo del casco 2. Además, la bomba 3 de
propulsióncomprende una hélice 7 montada giratoriamente sobre un
alojamiento 8 de buje central y estacionariamente montado dentro de
una cámara 9 de hélice dentro del alojamiento 4 de hélice.
El alojamiento 4 de hélice y su cámara 9 de
hélice forman una sección 10 de tubo que está ensanchada, es cónica
y esférica y está sujeta a un tubo 11 de flujo para agua de mar. El
tubo 11 de flujo se extiende normalmente (no se muestra) en una
curva oblicuamente hacia arriba desde una entrada de agua que está
dispuesta debajo de la línea de carga del barco y preferible, pero
no necesariamente, en la parte inferior del barco, más hacia la
abertura 12 de entrada de la cámara 9 de hélice, y tras ésta, a popa
de una salida 13 de agua en la popa 6 de espejo. Durante el
funcionamiento de la bomba 3 de propulsión, se crea un chorro S de
agua muy intenso que se proyecta a través de una tobera 17 de
salida.
El alojamiento 8 de buje está firmemente sujeto
al alojamiento 4 de bomba por medio de varios carriles 14 de guía
que se extienden entre el interior 15 del alojamiento 4 de bomba y
el exterior 16 con forma de cono del buje 8. Dicho cono 16 apunta a
popa y forma junto con el interior 15 del alojamiento 4 de bomba la
abertura de salida, es decir, la tobera 17 de salida, de la cámara 9
de hélice.
Dentro del buje 8 con forma de cono se encuentra
un asiento 18 de cojinete firmemente sujeto al buje 8 a través de
varillas 19 radiales y dispuesto para soportar una disposición 20 de
cojinetes que puede comprender resbaladeras o cojinetes de rodillos,
incluyendo combinaciones de tipos diferentes de cojinetes, por
ejemplo, cojinetes de empuje esféricos, cónicos o cilíndricos y
cojinetes radiales. El buje 8 puede llenarse con un lubricante tal
como aceite, sellándose así contra la penetración de agua.
En las realizaciones mostradas, la hélice 7 está
sujeta por un gorrón 21 a un eje 22 de hélice, preferiblemente en el
extremo del gorrón 21. Alternativamente, la hélice 7 puede
bsujetarse directamente al eje 22 de hélice. El eje 22 de hélice se
extiende hacia dentro a través de la pared del tubo 11 de flujo en
dicha curva y más al interior de la cámara 9 de hélice. El eje 22 de
hélice constituye o bien el extremo exterior del eje motriz del
barco o bien está conectado indirectamente al eje motriz. Tal como
se ha descrito anteriormente, el eje 22 de hélice o el gorrón 21
están montados giratoriamente dentro del buje 8 del alojamiento 4 de
bomba por medio de dicha disposición 20 de cojinetes.
La hélice 7 comprende un tronco de un cono 23
orientado hacia y sujeto al eje 22 de hélice o a su gorrón 21 de
manera que la parte 23 de cono sigue la rotación del eje 22 de
hélice. Por tanto, el cono 16 de buje estacionario y el cono23 de
hélice que está dispuesto giratoriamente en el cono 16 de buje
forman juntos una esfera con forma de domo alrededor de la cual está
conformado el alojamiento 4 de bomba para formar la cámara 9 de
hélice asimismo esférica. Varios álabes 24 de propulsión están
dispuestos en el exterior del tronco de un cono 23 para generar el
chorro S de agua que está dirigido a popa. Cada álabe 24 de
propulsión tiene tal posición y tal extensión, que comprende una
longitud y un ángulo, en relación al cono 23 de hélice que la
distancia, llamada más adelante la holgura de los álabes 25 (u
holgura 25), entre la periferia exterior de cada álabe 24 y el
interior 15 del alojamiento 4 de bomba normalmente se vuelve muy
pequeña en relación al diámetro de la hélice 7. Por ejemplo, durante
el funcionamiento normal, una hélice 7 con el diámetro de 4,5 metros
puede tener una holgura 25 de aproximadamente un 0,1% del diámetro
del tubo 11 de flujo.
En la bomba 3 de propulsión mostrada en la figura
1, la hélice 7 está montada en el gorrón 21 del eje 22 de hélice, y
el gorrón 21 está montado sobre cojinetes en el buje 8 por medio de
la disposición 20 de cojinetes mostrada esquemáticamente. En una
realización preferida, la disposición 20 de cojinetes comprende una
o varias resbaladeras 26 montadas a lo largo del gorrón 21 y/o del
eje 22 de hélice. Adecuadamente, las resbaladeras 26 incluidas
consisten en cojinetes radiales continuos. La disposición 20 de
cojinetes es soportada por dichas varillas 19 radiales fijadas
dentro del cono 16 de buje.
A través de la hélice 7, el chorro S de agua
dirigido a popa produce una fuerza F de reacción en sentido opuesto
que se transfiere al eje 22 de hélice posiblemente a través del
gorrón 21. Esta fuerza F axial de reacción debe transferirse al
casco del barco 2, lo cual se hace por medio de cojinetes 27 de
empuje de una forma descrita más detalladamente más adelante. Sólo
algunas partes limitadas del eje 22 están diseñadas para poder
soportar las enormes fuerzas de presión procedentes de la hélice 7,
y esto se hace con ayuda de uno o más cojinetes 27 de empuje
situados a una distancia adecuada de la propia hélice 7.
Por tanto, durante el funcionamiento normal,
todas las fuerzas F axiales de reacción del eje 22 de hélice,
incluyendo todas las demás fuerzas axiales y/o movimientos que se
producen normalmente, son soportadas por dichos cojinetes 27 de
empuje. La holgura 25 entre los álabes 24 de propulsión y el
interior 15 del alojamiento 4 de bomba permanece casi constante, al
menos todos los movimientos que se producen permanecen dentro de los
límites de la holgura 25 permitida. Sin embargo, la holgura 25
puede, tal como se ha descrito anteriormente, verse influida por
movimientos o fuerzas externas adicionales, que no han de
considerarse como que existen normalmente durante el funcionamiento
normal, tales como oscilaciones y vibraciones provocadas, por
ejemplo, por deformaciones del casco del barco 2 y del eje 22 de
hélice, condiciones difíciles de la mar, objetos extraños que pasen
a través de la cámara 9 de hélice y/o cambios radiales de posición
provocados por un montaje defectuoso de la unidad 1 de propulsión a
chorro y su motor de propulsión. Dichas oscilaciones, movimientos y
vibraciones pueden tener como resultado tales cambios axiales y/o
radiales de posición de los álabes 24 de propulsión que corren el
riesgo de entrar en contacto con el interior 15 del alojamiento 4 de
bomba.
Por este motivo, o bien todos los cojinetes 27 de
empuje se disponen para poder moverse axialmente, según un primer
diseño de la presente invención, véase la figura 2, o bien ciertas
partes del cojinete 27 de empuje se disponen para poder moverse
axialmente una distancia suficiente, lo que hace este riesgo
insignificante o lo elimina por completo, según un segundo diseño de
la invención, véase la figura 3.
El cojinete 27 de empuje comprende un alojamiento
28 de cojinete estable que rodea y encierra un disco 29 de cojinete
que, preferiblemente, es una pieza que sobresale radialmente y
circular del eje 22 de hélice, del gorrón 21 o de un eje 30
intermedio especialmente adaptado al cojinete 27 de empuje. El
alojamiento 28 de cojinete tiene unas primera y segunda superficies
31, 32 laterales, radiales, dispuestas a popa y a proa, y en el
interior de cada superficie 31, 32 lateral están montados uno o
varios soportes 33, 34 de cojinete. Alternativamente, dichos
soportes 33, 34 de cojinete, se disponen además o en su lugar, en
una o ambas superficies 35, 36 laterales del disco 29 de cojinete
circular.
Además, el alojamiento 28 de cojinete comprende
dos rebordes 37, 38 de estanqueidad dispuestos a cada lado del
alojamiento 28 de cojinete y montados sobre cojinetes en el eje 21,
22, 30, que se extiende a través del alojamiento 28 de cojinete y
que gira durante el accionamiento por medio de una disposición 39 de
cojinetes aparte, que comprende adecuadamente uno o varios cojinetes
radiales. Los soportes (33, 34) de cojinete comprenden superficies
40 de cojinete que están compuestas de, por ejemplo, segmentos de
teflón, distintos materiales compuestos, metal y/o acero blancos,
etc.
En la primera realización (figura 2), todo el
cojinete 27 de empuje está dispuesto para poder moverse axialmente a
lo largo de varias varillas 42 a través de varias guías 41
dispuestas en el alojamiento 28 de cojinete. Las varillas 42 están
dispuestas a una cierta distancia de, y paralelas a, el eje 21, 22,
30 que se extiende a través del alojamiento 28 de cojinete y están
sujetas al casco del barco 2 de una manera adecuada.
Delante del alojamiento 28 de cojinete, es decir,
a proa, hay varios dispositivos 43 de ajuste sujetos al casco 2 para
conseguir el movimiento axial a popa del eje 21, 22, 30 y, mediante
ello, también de los álabes 24 de propulsión, de una distancia
suficiente para que la holgura 25 sea lo suficientemente grande
como para que el riesgo de que oscilaciones, movimientos y/o
vibraciones no deseados den como resultado tales cambios axiales y/o
radiales de posición de los álabes 24 de propulsión, que corran el
riesgo de entrar en contacto con el interior 15 del alojamiento 4 de
bomba, sea insignificante o se elimine por
completo.
completo.
Preferiblemente, cada dispositivo 43 de ajuste
comprende al menos un cilindro 44 hidráulico o neumático, pero
algunos o todos los dispositivos 43 de ajuste también pueden ser
dispositivos de ajuste mecánico que comprenden uno o varios motores
eléctricos (no mostrados).
A diferencia de la primera realización, el
alojamiento 28 de cojinete en la segunda realización (figura 3) está
fijado al casco 2 de una manera adecuada (no mostrada). Aquí, los
dispositivos 43 de ajuste están montados en el interior del
alojamiento 28 de cojinete, más concretamente, entre el interior de
la superficie 32 lateral, radial, dispuesta a proa del alojamiento
28 de cojinete y el disco 29 de cojinete. En la realización mostrada
en la figura 3, los dispositivos 43 de ajuste son cilindros 44
hidráulicos o neumáticos que tienen un empalme 45 de tuberías para
aire comprimido y aceite hidráulico, respectivamente, a través de
dicha superficie 32 lateral. Sin embargo, uno, varios o todos los
dispositivos 43 de ajuste mostrados pueden en estar constituidos su
lugar por los dispositivos de ajuste mecánico anteriormente
mencionados.
Por lo demás, el movimiento del disco 29 de
cojinete, el eje 21, 22, 30, la hélice 7, los álabes 24 de
propulsión y, mediante ello, el cambio de la holgura 25 se consiguen
del mismo modo que en la primera realización anteriormente
descrita.
Se entiende que cuando es deseable de nuevo una
holgura 25 más pequeña, una presión reducida en los cilindros 44
tendrá como resultado que la fuerza de reacción de la bomba 3 de
propulsión fuerce a proa al eje 21, 22, 30 y, mediante ello, al
disco 29 de cojinete en el cojinete 27 de empuje. Sin embargo,
cuando están empleándose dispositivos 43 de ajuste mecánico, el
cambio se efectúa de la misma manera que el aumento de la holgura
25, pero en sentido opuesto. Se entiende que en caso de que el
accionamiento de la hélice no se active para lograr el movimiento
anterior, pueden montarse en su lugar dispositivos 43 de ajuste
adicionales a popa del alojamiento 28 de cojinete para lograr la
misma función que con los dispositivos 43 de ajuste anteriormente
descritos, pero en sentido opuesto.
Según la invención, la función y el uso del
cojinete 27 de empuje ajustable o movible axialmente para la unidad
1 de propulsión a chorro son los siguientes:
Durante un funcionamiento normal, la fuerza de
reacción de la hélice 7 es soportada por el cojinete 27 de empuje en
el ajuste de la holgura 25 que es adecuada para el funcionamiento
normal. Los dispositivos 43 de ajuste se activarán o automática o
manualmente cuando haya un riesgo creciente de daños debido a una
holgura 25 que es demasiado pequeña en vista de las oscilaciones,
vibraciones, movimientos o condiciones presentes o esperados o si se
detectan tales movimientos, etc. Los dispositivos 43 de ajuste
mueven a popa o bien todo el alojamiento 28 de cojinete, incluyendo
el disco 29 de cojinete, o bien el disco 29 de cojinete únicamente,
y, por tanto, el eje 21, 22, 30, lo que a su vez aumenta la holgura
25 entre los álabes 24 de propulsión y el interior 15 del
alojamiento 4 de bomba debido a la cámara 9 de hélice con forma
esférica y que se ensancha a popa.
Por tanto, la invención no está limitada en modo
alguno a las realizaciones descritas específicamente, sino que
cualquier otra configuración según lo anteriormente descrito entra
dentro del concepto inventivo.
Por ejemplo, se entiende que en vez de un eje
homogéneo de acero convencional, el eje 22 de hélice puede
comprender total o parcialmente un material compuesto, tal como
fibra de vidrio, fibra de carbono, plásticos, etc. Además, se
entiende que las otras partes de la unidad 1 de propulsión a chorro
pueden ser de un material compuesto o ligero, tal como fibra de
carbono, etc., cuando se considere adecuado. Las superficies de
cojinete y las superficies expuestas al desgaste están
adecuadamente dotadas de un revestimiento preventivo, por ejemplo,
de poliuretano. Evidentemente, pueden producirse combinaciones de
los materiales anteriormente mencionados u otros materiales no
mencionados aquí pero de características similares.
Además, se entiende que cuando se utiliza algún
tipo de disposición de cilindros para el movimiento, el diseño gana
una cierta función de amortiguamiento. Los cojinetes anteriormente
descritos que comprende la disposición 20, 39 de cojinetes pueden
estar lubricados con agua o con aceite.
Por último, se entiende que tanto el número, como
las dimensiones, el material y la forma de los elementos y los
detalles comprendidos por la unidad 1 de propulsión a chorro deben
adaptarse según el barco y las otras demandas y condiciones
prevalentes. Esto se aplica también al número de unidades 1 de
propulsión a chorro montadas en el barco en cuestión.
Claims (12)
1. Unidad (1) de propulsión a chorro para
propulsar una embarcación que comprende al menos una bomba (3) de
propulsión con un alojamiento (4) de bomba, en el que, al ser una
parte integral del casco, está montado giratoriamente sobre
cojinetes un eje (22) de hélice o un gorrón (21) conectado a dicho
eje (22) de hélice, y una hélice (7), que tiene álabes (24) de
propulsión, estando la hélice (7) fijada a dicho eje (22) de hélice
o gorrón (21) para seguir la rotación del eje (22) de hélice,
estando los álabes (24) de propulsión dispuestos en la hélice (7)
con una holgura (25) entre cada álabe (24) de propulsión y el
interior (15) del alojamiento (4) de bomba, caracterizada
porque la unidad (1) de propulsión a chorro comprende también un
cojinete (27) de empuje axialmente ajustable dispuesto para cooperar
con el eje (22) de hélice para ajustar dicha holgura (25) y porque
el cojinete (27) de empuje comprende un alojamiento (28) de cojinete
que rodea y encierra un disco (29) de cojinete conectado a, o que
coopera con, el eje (22) de hélice.
2. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho alojamiento (28)
de cojinete está dispuesto para poder moverse axialmente por medio
de dispositivos (43) de ajuste una distancia suficiente como para
que la holgura (25) entre los álabes (24) de propulsión y el
interior (15) del alojamiento (4) de bomba esté dentro de los
límites de una holgura máxima y mínimamente permitida de los álabes
25).
3. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 2, caracterizada porque unas varillas (42)
están sujetas a una distancia de, y paralelas a, el eje (21, 22, 30)
que se extiende a través del alojamiento (28) de cojinete, y porque
el alojamiento (28) de cojinete puede moverse axialmente a lo largo
de las varillas (42) por medio de guías (41).
4. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 1, caracterizada porque el cojinete (27) de
empuje comprende un alojamiento (28) de cojinete fijo en relación
con el casco del barco (2) y que rodea y encierra un disco (29) de
cojinete conectado a, o que coopera con, el eje (22) de hélice,
estando el disco (29) de cojinete dispuesto para ser axialmente
ajustable por medio de dispositivos (43) de ajuste en una distancia
suficiente como para que la holgura (25) entre los álabes (24) de
propulsión y el interior (15) del alojamiento (4) de bomba esté
dentro de los límites de una holgura máxima y mínimamente permitida
de los álabes (25).
5. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 4, caracterizada porque los dispositivos (43)
de ajuste están montados dentro del alojamiento (28) de
cojinete.
6. Unidad de propulsión a chorro según una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada
porque los dispositivos (43) de ajuste comprenden al menos un
cilindro (44) hidráulico o neumático.
7. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 6, caracterizada porque algunos o todos los
dispositivos (43) de ajuste en su lugar son dispositivos (43) de
ajuste mecánico.
8. Unidad de propulsión a chorro según una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizada
porque el disco (29) de cojinete es una pieza que sobresale
radialmente del eje (22) de hélice, del gorrón (21) o de un eje
(30) intermedio especialmente adaptado al cojinete (27) de empuje y
conectado al eje (22) de hélice.
9. Unidad de propulsión a chorro según una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada
porque el alojamiento (28) de cojinete comprende uno o varios
soportes (33, 34) de cojinete.
10. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 9, caracterizada porque los soportes (33, 34)
de cojinete comprenden superficies (40) de cojinete que están
compuestas de, por ejemplo, segmentos de teflón, distintos
materiales compuestos, metal y/o acero blancos, etc.
11. Unidad de propulsión a chorro según la
reivindicación 5, caracterizada porque los dispositivos (43)
de ajuste son cilindros (44) hidráulicos o neumáticos que tienen un
empalme (45) de tuberías para aire comprimido y aceite hidráulico
respectivamente a través de una de las superficies (31, 32)
laterales del alojamiento (28) de cojinete.
12. Unidad de propulsión a chorro según una
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizada
porque la holgura máxima y mínimamente permitida de los álabes (25)
se determina según cambios de posición axiales y/o radiales reales
o esperados de los álabes (24) de propulsión.
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