ES2261005A1 - Bulbo propulsor para buque. - Google Patents
Bulbo propulsor para buque.Info
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Abstract
Bulbo propulsor para buque constituido por un cuerpo unitario monobloc donde se encuentran ubicados los elementos de propulsión y gobierno del barco, siendo hidráulicos los sistemas de transmisión. El bulbo portador de la hélice está conectado por un eje hueco a un rotor que se mueve a través de una dirección hidráulica. El sistema de propulsión se realiza por medio de un motor hidráulico instalado en el bulbo, con transmisión con el motor marino por medio de tubos flexibles.
Description
Bulbo propulsor para buque.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una nueva
configuración de los sistemas existentes de propulsión y gobierno
de buques.
La invención presenta un conjunto unitario
monobloc donde se encuentran ubicados todos los componentes
necesarios para la propulsión y gobierno del barco, siendo
hidráulicos los sistemas de transmisión. Ello permite una autonomía
de instalación infra o fuera borda del conjunto objeto de
invención, pudiéndose situar el motor marino en cualquier lugar y
posición dentro del buque.
Es ampliamente conocido que el sistema de
transmisión tradicional es un conjunto mecánico de varios elementos
independientes montados en línea. Esta instalación que configura la
transmisión con línea de eje requiere un elevado número de
elementos o piezas con longitudes elevadas y alineaciones del eje
de la hélice muy precisas para evitar las vibraciones y los
desgastes prematuros.
Todo ello conlleva un alto grado de
mantenimiento, siendo las reparaciones dificultosas. Sirva como
ejemplo la difícil tarea de tener que sacar el motor marino a
tierra, para su reparación o mantenimiento, cuando éste se
encuentra ubicado bajo la cabina y necesariamente situado en la
prolongación del eje propulsor de la hélice.
La determinada posición de los componentes
mecánicos de esta línea de eje se traduce en un manejo rígido de la
embarcación, rompiéndose algún elemento de la transmisión en caso
de encallamiento o parada brusca.
Este modo de propulsión origina vibraciones que
se transmiten al barco a modo de trepidaciones y fuertes ruidos.
Asimismo, el embrague inversor-reductor marino es
de arranque brusco, ruidoso.
Las revoluciones por minuto del eje propulsor se
encuentran limitadas por la propia longitud del eje, llegando
normalmente a los tres metros, y por los cojinetes de apoyo, cuyos
materiales no soportan altas revoluciones.
Contiene además este sistema de eje una prensa
estopa que se convierte en un elemento inseguro y de difícil
mantenimiento, siendo muchas las averías causadas por la entrada de
agua en este punto.
Para solucionar estos inconvenientes existen en
el Estado de la Técnica Patentes que incorporan juntas especiales
en el sistema de transmisión para paliar los ruidos y
vibraciones.
Es usual que la forma de gobierno del buque sea
por medio de una bomba hidráulica manual, unida por dos tubos de
presión a un cilindro que acciona al brazo del timón, permitiendo
un ángulo de máximo giro de 35º a cada lado.
Es conocido el sistema de transmisión hidráulica
a los componentes propulsores, la Patente Europea 478520 nos
detalla un dispositivo propulsor para barcos por medio de un fluido
presurizado suministrado por una bomba, impulsada por una máquina o
motor primario, que mueve la hélice.
Lo que la invención propone es la conjunción de
los elementos propulsores y de gobierno en un cuerpo unitario, con
transmisión hidráulica en los dos casos, evitándose una alineación
precisa. El no estar sujeto el sistema a una determinada
configuración posibilita que el motor marino pueda estar en
cualquier posición del buque, incluso transversalmente, con lo que
se consigue mejorar el diseño y el espacio interior al no estar
obligado a ubicarlo en la prolongación del eje propulsor. Todo ello
confiere un funcionamiento suave, elástico y sin vibraciones.
Al eliminarse la prensa-estopa se
evita la entrada de agua que puede causar el hundimiento del buque,
en caso de avería mecánica o eléctrica de la bomba automática de
achique.
La construcción se ha realizado de modo sencillo
y con pocas piezas móviles. Ello le confiere un bajo mantenimiento
y una alta seguridad, con fácil montaje y unión al casco del
buque.
Tiene como objeto la invención un cuerpo
unitario compacto donde se encuentren los sistemas de propulsión y
gobierno, pudiéndose montar infra o fuera borda. El conjunto
se compone de un cuerpo principal con soporte central de
sustentación y giro, el actuador de gobierno y bulbo hidrodinámico,
donde se halla alojado el motor hidráulico acoplado al eje porta
hélice de propulsión, montado con rodamientos angulares que
combinan las cargas axiales y radiales. La conexión de éste
conjunto con el motor marino se realiza por el sistema hidráulico a
través de tubos flexibles de presión.
En la parte superior se dispone el actuador
giratorio para el gobierno, dentro del que se encuentra un rotor
conectado con un eje hueco, ensamblado éste al bulbo propulsor
portahélice. Un circuito hidráulico coordinado por el timón moverá
el rotor.
El conjunto se comporta como hélice timón,
girando sobre su eje vertical en un ángulo mayor de 170º, con lo
que consigue maniobrar en círculo. En este sistema lo que gira es
la hélice, no el timón.
Se elimina el inversor/reductor. La inversión de
giro de la hélice se realiza a través de electroválvulas que
controlan esta función.
Para complementar la descripción que se está
realizando, y con objeto de ayuda a una mejor comprensión de las
características del invento, se acompaña la presente memoria
descriptiva de planos mostrando el modo de realización preferente,
donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado
lo siguiente:
Figura 1.- Se presenta el cuerpo monobloc que
constituye el objeto de esta invención. El conjunto se compone de
un cuerpo principal de propulsión, con rodamiento de giro y bulbo
hidrodinámica, donde se halla alojado el motor hidráulico acoplado
al eje porta hélice de propulsión y un actuador giratorio para el
gobierno.
Figura 2.- Es una vista en sección del cuerpo
compacto, con un esquema del funcionamiento hidráulico del bulbo
propulsor.
Figura 3.- Muestra una sección del actuador
giratorio, con un esquema del modo de gobierno.
Figura 4.- Detalla el sistema de estanqueidad de
las paletas y de los elementos estáticos.
Figuras 5 a 8.- Detallan un modo de
funcionamiento adicional del actuador de gobierno por medio de
pistones cremallera que mueven un eje piñón.
Figura 9.- Nos presenta el modo de montaje fuera
borda del cuerpo monobloc, objeto de invención, con el casco del
barco.
Con referencia a las figuras detalladas se puede
apreciar en la Figura 1 el actuador de gobierno (1), ensamblado a
una parte central (2), debajo de la cual se halla el bulbo
portahélice (3).
En la Figura 2 se nos muestra el funcionamiento
completo de este sistema de propulsión hidráulico. La bomba
hidráulica (A), accionada por el motor de combustión interna (M),
succiona el aceite del depósito (B) y lo envía a través de las
válvulas de control direccional (C), por las tuberías flexibles de
presión (G), hasta el motor hidráulico (H), transformando la
energía hidráulica en par y velocidad de rotación a la hélice de
propulsión (30). La inversión de giro del eje porta hélice se
realiza a través de las electroválvulas pilotadas de control
direccional (C). Las revoluciones requeridas de la hélice (30) se
regulan con el motor de combustión (M).
La válvula de presión (D) protege a todos los
elementos de propulsión contra posible daño o rotura en caso de
encallamiento o parada brusca de la hélice, siendo (E) y (F)
sistemas de control del aceite, englobando (N) un conjunto
convencional.
Las revoluciones por minuto de la hélice (30) son
ilimitadas, al estar el eje porta hélice (33) montado en una
estructura cúbica (31, 35) sobre rodamientos angulares (34),
permitiendo elevadas revoluciones y cargas axiales y radiales. Los
rodamientos trabajan sumergidos en baño de aceite, el cual es
enfriado con el agua por el que discurre la embarcación. Este tazón
o cubo (31, 35) se dota de un sello de estanqueidad múltiple (32)
que impedirá la entrada de agua a los rodamientos.
Otra de las partes del cuerpo principal, Figura
1, es el actuador rotativo de gobierno del buque que, instalado en
la parte superior (1), ejerce las funciones de dirección y
gobierno. Está formado por un rotor central (24) enchavetado (20)
al eje hueco (21), estando éste unido al bulbo propulsor (36). Se
puede apreciar que el soporte central (2) recubre al eje hueco por
dos cuerpos (27, 28) unidos entre sí a través de espárragos (42),
dotándole de giro en rodamientos axiales en su estructura (40,
41).
Para el movimiento del bulbo propulsor que porta
la hélice se ha configurado el actuador de gobierno de cuatro
cámaras estancas (47,48,49 y 50) que dividen el anillo que se
encuentra entre la pared del actuador de gobierno, estator (23), y
el rotor central (24). Se constituyen estas cámaras por elementos
fijos (51), dispuestos en la cara interna del estator, y dos
paletas deslizantes (43) por este anillo que se alojan en sendas
ranuras del rotor central y en contacto continuo con la pared
interna del estator (23).
Cada paleta deslizante (43) dispone de un sistema
de estanqueidad (T) que se forma por un conjunto de tres
elementos; el marco de cierre (ti), el anillo tórico (t2) y la
placa central flotante (t3). El mismo sistema de estanqueidad se
utiliza en los elementos fijos, sectores estáticos (51).
El sistema presenta dos tapas de cierre (22, 25),
disponiendo la superior (22) de cuatro orificios laterales (44),
dos en lado opuesto a los otros dos, que permiten el acceso del
aceite a las cuatro cámaras estancas (47,48,49 y 50) de
presión.
La rueda del timón (Q) que está acoplada a una
bomba hidráulica con depósito incorporado (P), proporciona un
circuito cerrado hidráulico enviando el flujo de aceite a presión a
través de las conexiones flexibles (R) hasta las cámaras opuestas,
(47 y 48) o bien (49 y 50), dependiendo del giro del timón. Se
ejercerá presión por el aceite sobre las paletas (43), creando un
par de fuerzas iguales y de sentido contrario, haciendo girar el
rotor (24) y el bulbo propulsor (36), generando, por lo tanto, un
movimiento circular de hasta 85º a babor y 85º a estribor.
En otro modo de realización (Fig. 5) se presenta
este actuador determinando su funcionamiento por medio de dos
pistones cremallera (53 y 57) que se deslizan por el interior de
las camisas estancas (52 y 58). Ante la entrada de aceite a presión
por los orificios de entrada (55) a cámaras opuestas (54, 59 ó 56,
61), los pistones son desplazados linealmente por las camisas
internas del actuador, realizando el giro del piñón (60). La forma
de conexión al bulbo propulsor de este sistema de gobierno es por
mediación del yugo (62) situado en la parte inferior del eje piñón
(60). Este yugo dispone de dos tetones (63) de forma cuadrada, a
modo de chavetas, que van encajados en las ranuras situadas en la
cabeza del eje hueco (21) del conjunto monobloc, logrando un ángulo
de giro de 90º a babor y 90 a estribor.
En dicho modo de funcionamiento los tubos de
transmisión (G) del motor propulsor hidráulico (H) tienen salida
hacia el motor marino (M) en una abertura lateral del eje hueco que
se dispone en este modo de realización (Fig. 6).
Se ha diseñado esta invención de conjunto
unitario de gobierno y propulsión de modo que se pueda desmontar
independientemente el bulbo propulsor del resto del conjunto (46).
Para ello el eje hueco se compone de dos partes, siendo la inferior
la que se desprende del cuerpo principal (45).
El sistema de unión del conjunto unitario
monobloc al casco del barco se realiza a través de un sistema de
bridas intra borda. En la Figura 2, (39) dispone estos
puntos de unión al casco del barco (38).
Se puede unir también fuera borda {Fig. 9)
sobre el espejo de popa (64), en un soporte fijo (65) al que se
amarra el cuerpo monobloc a través de un brazo giratorio (66) con
movimiento en un bulón (68). La elevación de la cola se realizará
por medio de cilindro elevador hidráulico (67), fijándola en
cualquier posición, para situaciones de escasa profundidad de
agua.
Debe entenderse que la invención ha sido descrita
según la realización preferida de la misma, por lo que puede ser
susceptible de modificaciones de forma, tamaño y materiales,
siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las
características del invento que se reivindican a continuación.
Claims (14)
1. Bulbo propulsor para buque, siendo regulado el
propulsor mediante una bomba hidráulica (A) que, accionada por el
motor del barco (N), envía aceite a presión a través de tuberías
flexibles (G) hasta el motor hidráulico (H) que se encuentra dentro
del bulbo porta hélice, regulándose la inversión de giro por
electroválvulas de control direccional (C), caracterizado
por estar conformado por un cuerpo unitario, presentando en su
parte superior un sistema hidráulico de gobierno que mueve un eje
hueco (21) que se prolonga conectándose con el bulbo portahélice
(36), estando recubierto dicho eje en su parte central de un
soporte principal (2) encima del que se ensambla (26) el actuador
de gobierno (1), estando relacionado éste con el timón por medio de
unos tubos flexibles (R) que, a través de un circuito hidráulico,
hacen girar un rotor (24) y al bulbo de la hélice (36).
2. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado porque los dos tubos
flexibles que realizan la transmisión entre el motor del barco (M)
y el motor hidráulico de propulsión (H), que se encuentra en el
interior del bulbo propulsor, discurren por el interior del eje
hueco (G).
3. Bulbo propulsor para buque según
reivindicación 1, caracterizado en que en el interior del
soporte central (2) se disponen rodamientos de contacto angular
sumergidos en baño de aceite (41), para permitir la sustentación y
giro del bulbo (36).
4. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado en que el soporte central
(2) se compone de dos cuerpos exteriores (27, 28) ensamblados entre
sí (42), con pistas de rodadura para alojar las bolas (41),
conformando todo ello la estructura de sustentación y modo de giro
del bulbo propulsor por medio del eje hueco (21).
5. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado en que en la parte inferior
del soporte principal exterior (28) se encuentran alojados los
sellos especiales de estanqueidad (29) que impiden la entrada de
agua a los rodamientos.
6. Bulbo propulsor para buque según
reivindicación 1, caracterizado en que el eje portahélice
(33) está montado sobre rodamientos angulares sumergidos en
aceite.
7. Bulbo propulsor para buque según
reivindicación 1, caracterizado en que el actuador de
gobierno está formado por un rotor central (24), enchavetado (20)
al eje cilíndrico hueco (21), que dispone de dos ranuras
enfrentadas para el alojamiento de dos : paletas (43), un anillo
exterior o estator (23), base de cierre (25) y tapa superior de
cierre (22) con cuatro orificios laterales (44) de entrada de
aceite a las cámaras estancas (47,48,49 y 50), definiéndose éstas
entre cada pala (43) que se disponen en contacto radial con el W
estator (23) y lateral con las tapas de cierre (22, 25) y los
sectores fijos (51), provocando la entrada de aceite en dos cámaras
opuestas, (49, 50 ó 47, 48), una presión sobre las paletas (43) que
hará girar al rotor (24) que, unido al eje hueco (21), generará un
movimiento circular al bulbo propulsor (36) de 85º a babor y 85º a
estribor, dependiendo del giro de la rueda del timón (Q).
8. Bulbo propulsor para buque, según la
reivindicación anterior, caracterizado en que cada paleta
deslizante dispone de un sistema de estanqueidad (T) formado por un
marco de cierre (ti), un anillo tórico (t2) y la placa central
flotante (t3).
9. Bulbo propulsor para buque, según la
reivindicación 7, caracterizado en que el actuador de
gobierno está cerrado herméticamente por tapas (22, 25), dejando
abierto el eje hueco central.
10. Bulbo propulsor para buque según
reivindicación 7, caracterizado en que en las cabezas de los
sectores fijos (51) se dispone el mismo sistema de estanqueidad que
en las paletas (43).
11. Bulbo propulsor para buque según
reivindicación 1, caracterizado en que en otro modo de
realización se presenta el funcionamiento del actuador de gobierno
por medio de dos pistones cremallera (53 y 57) que se deslizan en
el interior de sendas camisas estancas (52 y 58) por cámaras
opuestas (54, 59 y 56, 61), con cuatro orificios para el movimiento
del circuito hidráulico (55), que actúan sobre un eje piñón (60)
que se halla encajado en el eje hueco que mueve el bulbo (Fig. 8,
21), generando un movimiento de éste de 90º a babor y 90º a
estribor, por la entrada de aceite en compartimentos opuestos (54,
59 ó 56, 61) de las cámaras.
12. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado en que el bulbo portahélice
es desmontable del eje hueco a través de tornillos (46).
13. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado en que el cuerpo inferior
del soporte central (28) dispone de sistema de bridas para apoyo y
montaje en el casco del barco (39).
14. Bulbo propulsor para buque, según
reivindicación 1, caracterizado en que se puede establecer
un modo de unión a través del aseguramiento a una estructura fija
(65) fuera borda (64), por medio de un brazo giratorio (66) unido a
la parte central del cuerpo monobloc, con movimiento por un
cilindro elevador hidráulico (67).
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- 2004-06-02 ES ES200401333A patent/ES2261005B1/es not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20061101 Kind code of ref document: A1 |
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FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2261005B1 Country of ref document: ES |
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FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180809 |