ES2380357T3 - Sistema Venturi de múltiples boquillas para una embarcación - Google Patents

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ES2380357T3
ES2380357T3 ES06784837T ES06784837T ES2380357T3 ES 2380357 T3 ES2380357 T3 ES 2380357T3 ES 06784837 T ES06784837 T ES 06784837T ES 06784837 T ES06784837 T ES 06784837T ES 2380357 T3 ES2380357 T3 ES 2380357T3
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Wilderich C. Schultz
Terrence L. Smith
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Abstract

Un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones, que comprende: (a) un primer miembro hemisférico y un segundo miembro hemisférico, comprendiendo tanto dicho primer miembro hemisférico como dicho segundo miembro hemisférico un anillo estructural hemisférico (18) y dos o más anillos de la boquilla hemisféricos (22, 24); (b) incluyendo dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico dos o más puntales de aleta que conectan con los (16) que se extienden, separan e integran en dicho anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24); (c) comprendiendo además dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico una placa de montaje superior (26) y una placa de montaje inferior (31) que se extienden, separan e integran en dicho anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24); caracterizado por que (d) una protección del talón de quilla (32) se puede acoplar de forma desmontable a cualquier talón de quilla existente (34), incluyendo un talón de quilla roto, que comprende una porción superior y una porción inferior en el que dicha porción inferior se puede acoplar de forma desmontable a dicha placa de montaje inferior (31) o a ambos de dichos primer y segundo miembros hemisféricos, en el que dicha protección del talón de quilla (32) incluye una placa de deslizamiento en forma de T (36) intercalada entre dicha placa de montaje inferior (31) de dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico; preferiblemente dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) incluye además un bloqueo del talón de quilla (42) que se puede ajustar en construcción para adaptarse a cualquier talón de quilla, incluyendo talones de quilla rotos, con lo que dicho bloqueo del talón de quilla (42) funciona para estabilizar la embarcación cuando está en movimiento en sentido inverso, y refuerza cualquiera de las sujeciones utilizadas para fijar dicha protección del talón de quilla (32), dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) y dicha placa de montaje inferior (31); más preferiblemente dicha placa de montaje superior (26), dicha placa de montaje inferior (31), dicha protección del talón de quilla (32), y dicho bloqueo del talón de quilla (42), se sujetan a la embarcación a motor que utiliza sujeciones de acero.

Description

Sistema Venturi de múltiples boquillas para una embarcación
Campo de la invención
Esta invención se refiere al campo de embarcaciones impulsadas por medio de una hélice y un medio único para cubrir la hélice mientras aumenta la potencia y el rendimiento. Las hélices son los medios más comunes para impulsar embarcaciones de todos los tamaños. Estas hélices están más comúnmente en la parte trasera de la embarcación y descubiertas. Los manatíes, focas, marsopas y ballenas son sólo algunas de las criaturas acuáticas que han sido devastadas por las hélices de embarcaciones sin el conocimiento de los operadores. Algunos estados limitan las temporadas en que los barcos se encuentren en ciertas áreas y se está considerando hacer una ley que para que todas las embarcaciones tengan que llevar un protector de hélice de algún tipo. El problema es que la mayoría de los protectores de hélice reducen la potencia y la maniobrabilidad de la embarcación. En aguas poco profundas o aguas con vegetación, tales como algas marinas, las hélices descubiertas de embarcaciones pequeñas se enredan, mientras que las hélices de embarcaciones de gran tamaño destruyen la vegetación. Las embarcaciones recreacionales que funcionan cuando la gente puede estar en el agua con extremadamente peligrosas, con hélices descubiertas.
Antecedentes de la invención
Esta patente trata un conjunto único de boquillas que cubren la hélice junto con la creación de accesos Venturi que añaden agua a la columna rellenando las interrupciones de la hélice, y aumenta el volumen en galones por minuto en la descarga de columna. Por lo tanto, esta patente trata de un único sistema de boquillas múltiples que cubre la hélice y crea, también, accesos de efectos Venturi que empujan directamente a la hélice, mejorando sustancialmente el rendimiento de la embarcación. Al concentrar el empuje en un tipo de boquilla de operación, la maniobrabilidad y la estabilidad de la embarcación se mejora en gran medida. Los giros bruscos son posibles porque cuando el motor se enciende la hélice no se desliza hacia los lados, batiendo el agua (cavitación), sino que está arrojando un empuje directo en la dirección deseada. La estabilidad se mejora debido a que el movimiento hacia arriba y hacia abajo o cabeceo de la embarcación se minimiza debido al flujo directo de agua a través del conjunto de boquillas de la hélice y la resistencia a un movimiento ascendente y descendente a través del agua por el conjunto cubre la configuración hidrodinámica.
El inventor, que posee la patente Nº 4.637.801 Conjunto de Conductos de Hélice que Mejora el Empuje en Embarcaciones, y la patente Nº 6.475.045 d Conjunto de Protectores de Hélice que Mejora el Empuje, se ha esforzado en esta patente para refinar su dispositivo haciendo que funcione en grandes embarcaciones, junto con la mejora de los soportes de montaje, elementos estructurales y el refuerzo del miembro inferior para proteger el talón de quilla motores fuera de borda y dentro y fuera de borda. La mayoría de los motores fuera de borda y muchos de los dentro y fuera de borda tienen un tipo de aleta que sobresale por debajo de la carcasa de la hélice denominado talón de quilla, que es la primera cosa en el motor para golpear obstáculos en el agua. Los esfuerzos del inventor en el campo de lo protectores de hélices en embarcaciones, incluye la boquilla Kort que se conoce a nivel mundial.
Patentes adicionales emitidas a por los inventores que se esfuerzan para crear protectores de hélice son las siguientes:
La Patente Nº 4.957.459 de Richard H. Snyder describe un protector de hélice de impulsión marina con una jaula que tiene una estructura de radios internos y una estructura de retención que monta la jaula a la cubierta de engranajes y acopla la cubierta de engranajes y caja del eje de accionamiento en una forma particular de tal manera que el impacto sobre la jaula se transmite a la unión del talón de quilla inferior y la porción en forma de torpedo de la cubierta de engranajes, el borde delantero de la cubierta de engranajes en el borde delantero de la porción del puntal y el borde delantero del talón de quilla, la parte inferior de la placa anti-cavitación y la porción que se extiende hacia atrás de la caja del eje de accionamiento por encima de la placa de cavitación y de la placa de salpicaduras.
Esta patente describe un protector de hélice con marco de alambre convencional que se esfuerza para añadir alguna protección en el área del talón de quilla del motor, pero que restringe en gran medida el flujo de agua más allá de la cubierta de engranajes en forma de torpedo minimizando el rendimiento del motor y afectando en gran medida la maniobrabilidad de la embarcación. Estos estilos de protectores de hélice tienen una tendencia a intimar con el agua alrededor de la hélice creando burbujas de aire y obstaculizando el flujo de agua uniforme diseñado suave más allá de la hélice.
La Patente N° US-5.066.254 de Joseph D. Bass et al. describe un protector de hélice principalmente para la protección del manatí pero también es útil en la protección contra las lesiones a otros animales y peces de mayor tamaño que puedan entrar en contacto con las hélices de un barco. Este protector se ahúsa sustancialmente hacia un punto en la parte delantera y es sustancialmente circular en el extremo trasero para rodear la región en la que se hace girar la hélice. El protector tiene un soporte en V en la parte delantera, que se hace pasar de forma segura contra un soporte de la hélice y se soporta en la parte trasera en la porción circular por un par de pinzas que se
acoplan y se atornillan firmemente en la placa anti-cavitación.
Esta patente describe otra configuración más simple de un protector de hélice de marco de alambre que ofrece protección limitada a al talón de quilla, pero que sigue restringiendo el flujo de agua más allá de la hélice y dificulta la maniobrabilidad de la embarcación.
La Patente Nº 5.009.620 del Sr. Louis Feranda, describe un protector de hélice que esta provista de nervaduras reemplazables que forman una jaula colocada alrededor de la hélice de una unidad de propulsión marina fuera borda. Las nervaduras están suspendidas de una placa plana superior plana atornillada a la placa de cavitación por encima de la hélice. Las nervaduras se mantienen en relación espaciada entre sí alrededor de la hélice por la placa de soporte y una barra inferior que se extiende longitudinalmente atornillada en un extremo al talón de quilla de la unidad de propulsión. En caso de daños en cualquiera de las nervaduras de la jaula, la nervadura dañada se puede reemplazar fácilmente por una nueva.
Esta patente describe además otro marco de alambre o una configuración de estilo nervadura con la ventaja de reemplazar las nervaduras separadas cuando se dañan. Este protector no ofrece ninguna protección al área del talón de quilla del motor y siga restringiendo el flujo de agua más allá de la hélice y dificulta la maniobrabilidad de la embarcación. De nuevo, estos estilos de protectores de hélice tienen una tendencia a intimar con el agua alrededor de la hélice que crea burbujas de aire que impiden el flujo de agua uniforme diseñado más allá de la hélice.
La Patente Nº 5,928,042 de James H. Quiggins describe un protector de hélice para su uso en asociación con una hélice de propulsión de barcos impulsado por un motor fuera de borda o una unidad de que impulsa un moto trasero dentro y fuera de borda. El protector de hélice se puede construir de plástico moldeado por inyección, de resina reforzada por fibra, un metal tal como aluminio y otros materiales que tienen que tienen características de resistencia para proporcionar la protección necesaria y se construye para minimizar la resistencia hidrodinámica. El protector de hélice protegerá a los nadadores, mamíferos acuáticos y otra vida marina de que entren contacto con la hélice evitando así herirlos y al mismo tiempo proteger la hélice contra daños mediante el acoplamiento con residuos flotantes o sumergidos.
Esta patente describe un protector de hélice que utiliza una configuración plana para minimizar la resistencia hidrodinámica, pero que no la elimina o no intenta dirigir el flujo de agua en el área de la hélice. Este protector de hélice no ofrece tampoco ninguna protección al área del talón de quilla del motor.
La Patente Nº 5.975.969 de John Forrest White describe un protector de hélice de hidroala, que incluye un tubo de empuje, una aleta de hidroala y la placa de fijación inferior. Este dispositivo se utiliza en conjunto con un motor fuera de borda montado en un barco con unidades de vástago, para abarcar la hélice para reducir el empuje hacia los lados, para mover los elementos lejos de la hélice, y el protector incluye preferiblemente una placa de arrastre para aumentar el rendimiento a bajas velocidades.
Esta patente describe un protector de hélice de hidroala con un tubo de empuje individual con los lados planos paralelos a la línea central del eje de la hélice. Este diseño incorpora la hidroala convencional y permite una mínima resistencia, pero no dirigir el flujo de agua hacia la hélice y no refuerza el área del talón de quilla. Si los desechos se dirigen a el área de la hélice, hay un área relativamente grande en la que pueden entrar y al hacerlo pueden golpear el tubo de empuje en la hélice.
Ninguna de las técnicas anteriores enseñan o sugieren las características particulares únicas del conjunto de boquillas de la hélice y, por lo tanto, aclara la necesidad de mejoras adicionales en los dispositivos de seguridad utilizados en embarcaciones.
Sumario de la invención
A este respecto, antes de explicar al menos una realización de la invención en detalle, debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción ni a la disposición de los componentes que se exponen en la siguiente descripción o que se han ilustrado en los dibujos. La invención es capaz de otras realizaciones y se ponerse en práctica y realizarse de varias maneras. Además, se debe entenderse que la fraseología y terminología aquí empleadas tienen el propósito de describir y no deben considerarse como limitantes.
Esta invención consiste en un conjunto de boquillas de la hélice formada por dos o más anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados de acuerdo con la reivindicación 1, axialmente situados alrededor de la hélice y conectados por medio de una pluralidad de puntales de aleta que conectan con los anillos igualmente espaciados que se utilizan en una variedad de tamaños de embarcaciones. La realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice se compondrá de tres anillos hidrodinámicamente conformados. El primer anillo estructural ubicado axialmente alrededor de la hélice será más pequeño en diámetro que la hélice que tiene su eje de línea central paralelo al eje de línea central del eje de accionamiento de la hélice. El segundo anillo, el primer anillo de la boquilla, se encuentra ubicado axialmente alrededor de la hélice y será más grande en diámetro que la hélice con su eje de línea central paralelo al eje de línea central del eje de accionamiento de la hélice, pero con el anillo de la boquilla
inclinados cónicamente hacia atrás. Al inclinar cónicamente el eje hacia la parte trasera, el flujo de agua entre el primer y segundo anillos de la boquilla se dirige al área de la hélice aumentando la presión de empuje, creando así un efecto Venturi. El tercer anillo de la boquilla ubicado axialmente alrededor de la hélice detrás del segundo anillo de la boquilla será más grande en diámetro que la hélice con su eje de línea central paralelo al eje de línea central del eje de accionamiento de la hélice. Mediante la inclinación cónica del segundo anillo de la boquilla hidrodinámicamente conformado el agua que pasa se dirige adicionalmente al área de la hélice aumentando aún más la presión de empuje, creando así un efecto Venturi. La teoría detrás del conjunto de boquillas de la hélice es similar a la de un motor de impulsión, en la que el aire se dirige hacia los álabes de la turbina, se comprime en la cámara de combustión y se expulsa por la parte trasera. Un cuarto anillo de seguridad estructural de un diámetro más pequeño con el eje de línea central paralelo al eje de línea central del eje de accionamiento de la hélice se puede añadir para proteger con seguridad la parte trasera de la hélice como una parte integral del conjunto de boquillas de la hélice o puede ser una parte separada que se adjunta a la parte trasera del dispositivo.
Los puntales de aleta que conectan con el uno o más anillo o anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados retendrán los anillos de la boquilla en una posición fija en los lados izquierdo y derecho (mitades de puerto y de estribor) del conjunto de boquillas de la hélice con la realización preferida que tiene tres a cada lado.
La placa de montaje superior a cada lado del conjunto de boquillas de la hélice se fija a la placa anti-cavitación en el motor por medio de sujeciones de acero inoxidable. La placa de montaje inferior a cada lado del conjunto de boquillas de la hélice se fija a través del protector del talón de quilla y del talón de quilla en el motor y a través de la placa de deslizamiento por medio de sujeciones de acero inoxidable.
En embarcaciones de mayor tamaño con el motor alojado dentro del casco, una variedad de diferentes placas de montaje junto con el número de anillos hidrodinámicamente conformados, el número de puntales de aleta que conectan con los anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados necesarios pueden variar, junto con la forma geométrica del conjunto de boquillas de la hélice, diferente a una forma redonda. Los anillos de la boquilla pueden tener una configuración cuadrada, hexagonal u octogonal que realice la misma función, y se debe entender que esto aún estará cubierto dentro del alcance de esta patente.
La realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice formada por dos o más anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados junto con la segunda y tercera realizaciones tratan principalmente de las hélices en la parte trasera del alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice, mientras que la tercera, cuarta y quinta tratan con formas geométricas opcionales de los anillos de la boquilla. Una sexta realización alternativa de la invención tendrá todas las mismas propiedades, excepto que la forma hidrodinámica de los anillos de la boquilla se invertirá cuando la fuerza de empuje se dirija por la cubierta de engranajes. Una variedad de configuraciones de montaje estarán disponibles para unirse a los productos de los diferentes fabricantes. Esta configuración se utilizará con el tipo de propulsor azimutal de los sistemas de accionamiento. La idea básica detrás de un propulsor azimutal es que la hélice se puede hacer girar 360 grados alrededor del eje vertical, proporcionando un empuje omnidireccional. Estos sistemas pueden emplear hélices contra-giro en una posición principal a través del agua, lo que los hace excepcionalmente peligrosos sin una protección sobre las hélices, para cualquier cola en el agua delante de las hélices giratorias.
Con respecto a la descripción anterior entonces, se debe conseguir que las relaciones óptimas de dimensiones para las piezas de la invención, incluyan variaciones en tamaño, materiales, conformación, forma, función y modo de funcionamiento, montaje y uso, Se considera fácilmente evidente y obvio para un experto en la materia, y todas las relaciones equivalentes a las que se ilustran en los dibujos y que se describen en la memoria descriptiva están destinados para estar comprendidos por la presente invención. Por lo tanto, lo anterior se considera como ilustrativo de los principios de la invención. Además, dado que numerosas modificaciones y cambios se les ocurrirán fácilmente a los expertos en la materia, no se desea limitar la invención a la construcción exacta y al funcionamiento mostrado y descrito, y en consecuencia, se puede recurrir a todas las modificaciones y equivalentes adecuados, que estén dentro el alcance de la invención.
Los objetos de la invención
El objeto principal del conjunto de boquillas de la hélice es para cubrir de forma segura la hélice de una amplia variedad de tamaños y tipos de embarcaciones, y para mejorar el rendimiento, manipulación y control de dicha embarcación así equipada.
Otro objeto de la conjunto de boquillas de la hélice es aumentar la eficacia y el empuje que sale de la hélice mediante el aumento de la presión del agua en contacto con la hélice mientras se concentra y dirige su fuerza, creando así un efecto Venturi.
Otro objeto de la conjunto de boquillas de la hélice es mejorar el manejo y maniobrabilidad de una amplia variedad de tamaños de embarcaciones.
Otro objeto del conjunto de boquillas de la hélice es mejorar el consumo de combustible de las embarcaciones.
Otro objeto del conjunto de boquillas de la hélice es reducir al mínimo el daño de la hélice y del talón de quilla.
Otro objeto del conjunto de boquillas de la hélice es reducir el golpeteo hacia arriba y hacia abajo, llamado cabeceo, de una embarcación pequeña.
Otro objeto de la conjunto de boquillas de la hélice es proporcionar un dispositivo que se puede conectar fácilmente a una amplia variedad de tamaños de embarcaciones que incluyen aquellas en las que el timón está detrás de la hélice.
Otro objeto del conjunto de boquillas de la hélice es reducir el daño a las criaturas acuáticas y su hábitat.
Y todavía otro objeto adicional es crear un miembro estructural reforzado del conjunto de boquillas de la hélice que se pueda unir a la porción superior del talón de quilla adyacente al alojamiento de eje de la hélice en motores para barcos fuera de borda y dentro y fuera de borda, incluso si el talón de quilla se ha dañado gravemente.
Un objeto adicional del conjunto de boquillas de la hélice es proporcionar una estructura de protección, tales como una placa de deslizamiento, para reforzar aún más el elemento estructural unido al talón de quilla.
Y todavía un objeto adicional de esta invención consiste en añadir un nuevo y mejorado dispositivo en el área de seguridad de las embarcaciones.
Estos, junto con otros objetos de la invención, junto con las diversas características de novedad que caracterizan la invención, se señalan con particularidad en las reivindicaciones adjuntas y forman una parte de esta descripción. Para una mejor comprensión de la invención, sus ventajas operativas y los objetos específicos conseguidos por su uso, debe hacerse referencia a los dibujos que se acompañan y a la materia descriptiva en la que se ilustran las realizaciones preferidas y alternativas de la invención. Por lo tanto se han descrito, más ampliamente, las características más importantes de la invención a fin de que la siguiente descripción detallada de las mismas se pueda comprender mejor, y con el fin de que la presente contribución a la técnica se pueda apreciar mejor. Existen características adicionales de la invención que se describirán más adelante y que forman la materia objeto de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos, que se incorporan y que forman parte de esta memoria descriptiva, ilustran las realizaciones de la invención y, junto con la descripción detallada, sirven para explicar los principios de la presente invención.
La Figura 1 representa una vista en perspectiva de una embarcación convencional con un motor fuera de borda que utiliza el conjunto de boquillas de la hélice. La Figura 2 representa una vista en perspectiva de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice unido a un alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice convencional. La Figura 3 representa una vista en despiece de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice adyacente a un alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice convencional. La Figura 4 es una vista superior de la placa de deslizamiento del conjunto de boquillas de la hélice. La Figura 5 es una vista desde un extremo de la placa de deslizamiento del conjunto de boquillas de la hélice. La Figura 6 es un alzado lateral de la placa de deslizamiento del conjunto de boquillas de la hélice. La Figura 7 es una vista superior de la técnica anterior convencional que muestra la hélice y la cubierta d engranaje junto con las líneas de fuerza producida por el vórtice de la hélice giratoria. La Figura 8 es una vista superior del conjunto de boquillas de la hélice unido a una hélice convencional y a una cubierta de engranajes junto con las líneas concentradas de fuerza producidas por el vórtice de la hélice giratoria, creando así un efecto Venturi. La Figura 9 muestra una vista en perspectiva de la mitad de la sección de anillo de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice que ilustra las ubicaciones de las secciones tomadas por la Figura 10 y la Figura 11. La Figura 10 es un perfil de sección transversal del anillo de la boquilla típico. La Figura 11 es una sección a través de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice que ilustra un puntal de aleta que conecta con el anillo. La Figura 12 es una vista en perspectiva que ilustra la primera realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice que incorpora un cuarto anillo de seguridad trasero. La Figura 13 representa una vista lateral de la segunda realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice adaptada en una embarcación de gran tamaño con un motor dentro de borda y el timón detrás de la hélice. La Figura 14 es una vista delantera de una tercera realización alternativa en una configuración cuadrada. La Figura 15 es una vista lateral de una tercera realización alternativa en una configuración cuadrada. La Figura 16 es una vista delantera de una cuarta realización alternativa en una configuración hexagonal. La Figura 17 es una vista lateral de una cuarta realización alternativa en una configuración hexagonal.
La Figura 18 es una vista delantera de una quinta realización alternativa en una configuración octagonal. La Figura 19 es una vista lateral de una quinta realización alternativa en una configuración octagonal. La Figura 20 representa una vista en perspectiva de la sexta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice para utilizarse con el tipo de propulsor azimutal de los sistemas de accionamiento. La Figura 21 es una sección a través de la sexta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice que ilustra el puntal de aleta que conecta con el anillo con la forma hidrodinámica de los anillos de la boquilla invertida.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Ahora, con referencia a los dibujos, en los que partes similares se identifican con los mismos números de referencia, se observa en la Figura 1 una vista en perspectiva de una embarcación convencional 6 con un motor fuera de borda 8 que utiliza el conjunto de boquillas de la hélice 10A mostrando los ejes teóricos de movimiento implicado cuando se opera una embarcación. El eje A es el eje teórico de giro cuando una embarcación oscila de lado a lado. El eje B es el eje teórico de giro, cuando una embarcación se dirige al puerto o estribor. El control en esta acción es mucho mayor debido al único empuje direccional por la hélice cuando el conjunto de boquillas de la hélice se utiliza. El EjeC es el eje teórico, cuando la proa de una embarcación se levanta y el vástago va hacia abajo. Este movimiento hacia arriba y hacia abajo se denomina movimiento de "cabeceo", el cual se minimiza fuertemente por la adición del conjunto de boquillas de la hélice. El eje W es el eje de línea central teórico del eje de accionamiento de la hélice y del conjunto de boquillas de la hélice.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A unido a un alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice convencional 12. Anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados 14 se encuentran ubicados axialmente alrededor del alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 y conectados por los medios de una pluralidad de puntales de aleta que conectan los anillos hidrodinámicamente conformados igualmente espaciados 16. La realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A consistirá de tres anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados 14. El primer anillo estructural 18 se encuentra ubicado axialmente alrededor del alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 y será más pequeño en diámetro que la hélice 20, no mostrada en la Figura 2. El segundo anillo de la boquilla 22 se encuentra ubicado axialmente alrededor de la hélice 20 y será más grande en diámetro que la hélice 20. El tercer anillo de la boquilla 24 se encuentra ubicado axialmente alrededor de la hélice 20 detrás del segundo anillo de la boquilla 22 y será más grande en diámetro que la hélice 20.
La placa de montaje superior 26 a cada lado del conjunto de boquillas de la hélice 10A se fija a la placa de cavitación del motor 28 en el alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 por medio de las sujeciones de acero inoxidable 30. El sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones a cada lado del conjunto de boquillas de la hélice 10A se fija a través del protector del talón de quilla 32 y el talón de quilla 34 en el alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 y a través de la placa de deslizamiento 36 por medios de sujeciones de acero inoxidable 32.
La Figura 3 representa una vista en despiece de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A adyacente a un alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice convencional 12 que define las piezas individuales, el lado derecho del conjunto de boquillas de la hélice 38, la protección del talón de quilla 32, y la placa de deslizamiento 36. Cuando está completamente montado y conectado al talón de quilla del motor en las embarcaciones, la placa de montaje inferior 31, la protección del talón de quilla 32, y la placa de deslizamiento 36 se extienden y refuerzan el talón de quilla del motor en las embarcaciones. Fortalecen el talón de quilla hasta el punto que la estructura montada soportará todo el barco. Por otra parte, en colisiones en movimiento en reverso, el talón de quilla, la hélice y la sección de motor inferior están completamente protegidos de cualquier daño. Estas partes, la placa de montaje inferior, la protección del talón de quilla 32, y la placa de deslizamiento 36 combinadas para crear una estructura suficiente para soportar la embarcación y no colapsar el conjunto de boquillas de la hélice 10A en caso de contacto con el fondo con el motor bloqueado en la posición vertical o saliendo de una ola durante el funcionamiento en aguas poco profundas. Dichas piezas, cuando están montadas, proporcionan también en caso de contacto inverso con objetos inmóviles.
La Figura 4 es una vista superior de la placa de deslizamiento del conjunto de boquillas de la hélice 36 con la Figura 5 que muestra una vista desde un extremo. La Figura 6 es una vista lateral de la placa de deslizamiento 36 que ilustra los orificios de montaje 40 y el bloqueo del talón de quilla 42. El bloqueo del talón de quilla 42 se acopla detrás de la parte trasera del talón de quilla 34 para evitar que el la conjunto de boquillas de la hélice 10A se mueva hacia adelante.
La Figura 7 es una vista superior de la técnica anterior convencional que muestra la hélice 20 y el alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 junto con las líneas que se extienden hacia afuera de la fuerza del agua 44 producidas por el vórtice de la hélice giratoria 20.
La Figura 8 es una vista superior del conjunto de boquillas de la hélice 10A fijado a la hélice 20 y el alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12 junto con las líneas concentradas de la fuerza del agua 46 producidas por
el vórtice de la hélice giratoria 20 junto con el agua que pasa a ambos lados de la forma cónica hidrodinámica del segundo anillo de la boquilla 22 que tiene que empujarse en una línea recta por la parte trasera del dispositivo. Se debe entender en este momento que esta descripción se describe el segundo anillo de la boquilla 22 como el único anillo con una forma cónica hidrodinámica, pero anillos de la boquilla adicionales 22 de esta configuración se podrían añadir y seguir permaneciendo dentro del alcance de esta patente.
La Figura 9 representa una vista en perspectiva del lado derecho del conjunto de boquillas de la hélice 38 de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A que ilustra las ubicaciones de las secciones tomadas por la Figura. 10 y la Figura 11. La Figura 10 es perfil en sección transversal de un anillo de la boquilla típico 48 que ilustra el eje Y, y que se inclina cónicamente !A, en 6 grados. Variar los ángulos y el número de anillos de la boquilla cónicamente inclinados 14 se puede aumentar o disminuir la presión de empuje producida por la hélice 20. La sección transversal de un anillo de la boquilla típica 48 se muestra en una configuración simétrica con la superficie interior 50 simétrica con la superficie exterior 52 en la forma hidrodinámica. También debe entenderse que la sección transversal de un anillo de la boquilla 48 se podría fabricar con una forma aerodinámica similar al ala de un avión, en la que la superficie interior 50 es mucho más corta que la superficie exterior 52 y todavía estar protegida por del alcance de esta patente.
La Figura 11 es una sección a través de la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A que ilustra los anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados 18 y 22 y 24 que conectan con los puntales de aleta que conectan con los anillos hidrodinámicamente conformados 16. Este dibujo ilustra que en la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10ª, el eje X del primer anillo estructural 18 y el eje Z del tercer anillo de la boquilla 24 son paralelos al eje de línea central W, que se muestra en la Figura 7 y la Figura 8, del alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 12, mientras que el eje Y del segundo anillo de la boquilla 22 está cónicamente en ángulo en la parte trasera.
La Figura 12 es una vista en perspectiva que ilustra la primera realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10B que incorpora un cuarto anillo de seguridad trasero hidrodinámicamente conformado 54 con una placa de montaje para el anillo de seguridad superior 56 y un soporte de montaje para el anillo de seguridad inferior 58.
La Figura 13 representa una vista lateral de la segunda realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10C adaptado a una embarcación de gran tamaño 60 con un motor dentro de borda y el timón 62 detrás del alojamiento de la cubierta de engranajes de la hélice 64. Tres anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados 18 (que es un solo anillo estructural), 22 y 24 se muestran, pero en algunos casos sólo dos anillos de la boquillas 22 y 24 se utilizará en las embarcaciones de gran tamaño para lograr los resultados deseados, porque el conjunto de boquillas de la hélice 10C está en una posición fija y no se requiere para la dirección. La dirección de grandes embarcaciones se logra utilizando un timón 62.
En la realización preferida del conjunto de boquillas de la hélice 10A los anillos de la boquilla hidrodinámicamente conformados 14 están en una configuración redonda, pero se tratarán también otras formas geométricas dentro del alcance de esta patente y que se muestran en las Figuras 14 a 19. La Figura 14 es una vista delantera de una tercera realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10D en una configuración cuadrada. La Figura15 es una vista lateral de una tercera realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10D en una configuración cuadrada. La forma rectangular se contempla también en ciertas aplicaciones.
La Figura 16 es una vista delantera de una cuarta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10E en una configuración hexagonal. La Figura 17 es una vista lateral de una cuarta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10E en una configuración hexagonal. Por lo tanto, se contemplan todas las formas poligonales.
La Figura 18 es una vista delantera de una quinta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10F en una configuración octagonal. La Figura 19 es una vista lateral de una quinta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10F en una configuración octagonal.
Además, aunque no se muestra en las figuras, se contempla que las formas elípticas se pueden emplear también en ciertas aplicaciones.
La Figura 20 representa una vista en perspectiva de la sexta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10G que tiene las mismas propiedades, excepto que la forma hidrodinámica de los anillos de la boquilla 18 (que es un solo anillo estructural), 22 y 24, 66 y 54 se invertirá. Esta configuración se utilizará con el tipo de impulsor azimutal de los sistemas de accionamiento capaces de girar 360°, y en el que el movimiento de avance 70 de la embarcación acuática se proporciona por los medios de las hélices 20 que están por delante de la cubierta de engranajes 72. Una variedad de configuraciones de montaje 68 estarán disponibles para fijarse a la cubierta de engranajes de diferentes fabricantes 72.
La Figura 21 es una sección a través de la sexta realización alternativa del conjunto de boquillas de la hélice 10G que ilustra el puntal de aleta que conecta con el anillo 16 con la forma hidrodinámica de los anillos de la boquilla 18 (que es un solo anillo estructural), 22 y 24, 66, y 54 en la dirección inversa.
Finalmente, cabe señalar que el sistema Venturi de múltiples boquillas, cuando se instala, mejora considerablemente el rendimiento, manipulación y control del buque así equipado. Muchos barcos requieren que se instalen aletas
5 compensadoras, placas de compensación o aletas de buque alba para ayudar a la estabilización de la embarcación. El sistema Venturi de múltiples boquillas, cuando se instala, elimina la necesidad de tales dispositivos, ya que actúa para evitar el "cabeceo", así como ayudar a reducir la proa y corrige la marcha durante la navegación.
El conjunto de boquillas de la hélice 10A que se muestra en los dibujos y que se ha descrito en detalle en este
10 documento describe las disposiciones de los elementos de construcción particulares y la configuración para ilustrar realizaciones preferidas de la estructura y método de funcionamiento de la presente invención. Se ha de entender, sin embargo, que diferentes elementos de construcción y configuración y otras disposiciones de los mismos, distintas a las ilustrados y descritas se pueden utilizar para proporcionar un conjunto de boquillas de la hélice 10A de acuerdo con el alcance de la presente invención, y tales cambios, alteraciones y modificaciones que se les ocurrirán
15 a los expertos en la materia con considerados dentro del alcance de esta invención como se define en términos generales en las reivindicaciones adjuntas.
Además, el propósito del resumen anterior es permitir a la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos y al público en general, y especialmente a los científicos, ingenieros y profesionales en la técnica que no estén
20 familiarizados con la patente o términos legales o fraseología, determinar rápidamente a partir de una inspección superficial la naturaleza y la esencia de la descripción técnica de la solicitud. El resumen no pretende definir la invención de la solicitud, que se mide por las reivindicaciones, ni pretende limitar el alcance de la invención de ninguna manera.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones, que comprende:
    (a)
    un primer miembro hemisférico y un segundo miembro hemisférico, comprendiendo tanto dicho primer miembro hemisférico como dicho segundo miembro hemisférico un anillo estructural hemisférico (18) y dos
    o más anillos de la boquilla hemisféricos (22, 24);
    (b)
    incluyendo dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico dos o más puntales de aleta que conectan con los (16) que se extienden, separan e integran en dicho anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24);
    (c)
    comprendiendo además dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico una placa de montaje superior (26) y una placa de montaje inferior (31) que se extienden, separan e integran en dicho anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24);
    caracterizado por que
    (d)
    una protección del talón de quilla (32) se puede acoplar de forma desmontable a cualquier talón de quilla existente (34), incluyendo un talón de quilla roto, que comprende una porción superior y una porción inferior en el que dicha porción inferior se puede acoplar de forma desmontable a dicha placa de montaje inferior
    (31)
    o a ambos de dichos primer y segundo miembros hemisféricos, en el que dicha protección del talón de quilla (32) incluye una placa de deslizamiento en forma de T (36) intercalada entre dicha placa de montaje inferior (31) de dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico; preferiblemente dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) incluye además un bloqueo del talón de quilla (42) que se puede ajustar en construcción para adaptarse a cualquier talón de quilla, incluyendo talones de quilla rotos, con lo que dicho bloqueo del talón de quilla (42) funciona para estabilizar la embarcación cuando está en movimiento en sentido inverso, y refuerza cualquiera de las sujeciones utilizadas para fijar dicha protección del talón de quilla (32), dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) y dicha placa de montaje inferior (31); más preferiblemente dicha placa de montaje superior (26), dicha placa de montaje inferior (31), dicha protección del talón de quilla (32), y dicho bloqueo del talón de quilla (42), se sujetan a la embarcación a motor que utiliza sujeciones de acero.
  2. 2.
    El sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además uno o más anillos de seguridad traseros (54) que comprenden una placa montaje del anillo de seguridad superior (56) y una placa montaje del anillo de seguridad inferior (58) con lo que dichas placas de montaje superior e inferior (56, 58) permiten que dicho uno o más anillos de seguridad (54) tengan que poder acoplarse de forma desmontable al sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones.
  3. 3.
    El sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que:
    e) dicha placa de montaje superior (26) de dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico se puede acoplar a la placa anti-cavitación (28) de un vástago de accionamiento, o un motor de embarcación fuera de borda; f) dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24) se pueden ajustar en ángulo, el eje Y, en relación con el eje de línea central W de la hélice del motor de la embarcación, para alterar el efecto Venturi, y por lo tanto aumentar o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice; ó g) dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24) se pueden ajustar en número de anillos de la boquilla incorporados en el sistema, para acomodar el efecto Venturi general resultante, y por lo tanto aumentar o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice.
  4. 4.
    El sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dos o más anillos de la boquillas (22, 24) se pueden ajustar en forma relativa a la sección transversal de los anillos de la boquilla, para modular el efecto Venturi, y por lo tanto aumentar o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice; preferiblemente dichas sujeciones de acero se fabrican de acero inoxidable.
    5 El sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico no tienen forma redonda, pero:
    h) están construidos para tener una mitad en forma rectangular, y comprenden además un anillo estructural conformado con una mitad en forma rectangular y dos o más anillos de la boquilla con una mitad en forma rectangular; i) están así construidos para tener una mitad en forma poligonal, y comprenden además un anillo estructural conformado con una mitad en forma poligonal y dos o más anillos de la boquilla con una mitad en forma poligonal; o j) están así construidos para tener una mitad en forma elíptica, y comprenden además un anillo estructural conformado con una mitad en forma elíptica y dos o más anillos de la boquilla con una mitad en forma elíptica.
  5. 6. El uso de un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 1, con lo que dicho sistema Venturi de múltiples boquillas se monta en un buque con una hélice fija y un timón para su dirección mediante la fijación de la placa de montaje superior (26) al casco del buque y la placa de montaje inferior
    (31) a la quilla del timón de la embarcación, por lo que la localización del sistema Venturi de múltiples boquillas alrededor de la hélice y en la parte delantera del timón.
  6. 7. Un método para fabricar un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones que comprende las etapas de
    (a)
    proporcionar un primer miembro hemisférico y un segundo miembro hemisférico, comprendiendo tanto dicho primer miembro hemisférico como dicho segundo miembro hemisférico un anillo estructural hemisférico (18) y dos o más anillos de la boquilla hemisféricos (22, 24);
    (b)
    proporcionar dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico incluyendo dos o más puntales de aleta que conectan con los anillos (16) que se extienden, separan e integran en dicho primer anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24);
    (c)
    proporcionar dicho primer miembro hemisférico y dicho segundo miembro hemisférico comprendiendo además una placa de montaje superior (26) y una placa de montaje inferior (31) que se extienden, separan e integran en dicho primer anillo estructural (18) y en dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24);
    (d)
    proporcionar una protección del talón de quilla (32) se puede acoplar de forma desmontable a cualquier talón de quilla existente (34), incluyendo un talón de quilla roto, que comprende una porción superior y una porción inferior, en el que dicha porción inferior se puede acoplar de forma desmontable a dicha placa de montaje inferior (31) o a ambos de dichos primer y segundo miembros hemisféricos; e) fijar dicha placa de montaje superior (26) a dicha placa anti-cavitación (28) de un vástago de accionamiento, o un motor de embarcación fuera de borda; f) fijar dicha protección del talón de quilla (32) al talón de quilla (34) de un vástago de accionamiento, o un motor de embarcación fuera de borda; g) fijar dicha cada placa de montaje inferior (31) a dicha protección del talón de quilla (32), en el que dicha etapa de proporcionar una protección del talón de quilla (32) incluye la etapa de proporcionar una protección del talón de quilla (32) que tiene una placa de deslizamiento en forma de T (36) intercalada entre dicha placa de montaje inferior (31) de dicho primer miembro hemisférico y de dicho segundo miembro hemisférico; preferiblemente dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) incluye además un bloqueo del talón de quilla (42) que se puede ajustar en construcción para adaptarse a cualquier talón de quilla, incluyendo talones de quilla rotos, con lo que dicho bloqueo del talón de quilla (42) funciona para estabilizar la embarcación cuando está en movimiento en sentido inverso, y refuerza cualquiera de las sujeciones utilizadas para fijar dicha protección del talón de quilla (32), dicha placa de deslizamiento en forma de T (36) y dicha placa de montaje inferior (31).
  7. 8. El método para fabricar un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además las etapas de:
    (h)
    proporcionar uno o más anillos de seguridad que se pueden acoplar de forma desmontable al sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones; y
    (I)
    fijar dicho uno o más anillos de seguridad al sistema Venturi de múltiples boquillas.
  8. 9. El método para fabricar un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además las etapas de:
    (j)
    ajustar dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24) en ángulo, el eje Y, en relación con el eje de línea central W de la hélice del motor de embarcaciones, para alterar el efecto Venturi, y por tanto aumentar
    o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice;
    (k)
    ajustar dichos dos o más anillos de la boquillas (22, 24) en forma, en relación con la sección transversal de los anillos de la boquilla, para modular el efecto Venturi, y por tanto aumentar o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice; o
    (j)
    ajustar dos o más anillos de la boquillas (22, 24) en el número total de anillos de la boquillas incorporados en el sistema, para acomodar el efecto Venturi general resultante, y por tanto aumentar o disminuir la presión de empuje ejercida por la hélice.
  9. 10. El método para fabricar un sistema Venturi de múltiples boquillas para embarcaciones de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha etapa de proporcionar un primer miembro hemisférico y un segundo miembro hemisférico, comprendiendo tanto dicho primer miembro hemisférico como dicho segundo miembro hemisférico un anillo estructural hemisférico y dos o más anillos de la boquilla hemisféricos, incluye proporcionar el primer y segundo miembros sin tener una forma redonda sino:
    (m)
    en forma cuadrada;
    (n)
    en forma rectangular;
    (o)
    en forma poligonal; o
    (p)
    en forma elíptica.
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