ES2606014T3 - Buque con rotor Magnus y dispositivo dinamométrico - Google Patents

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Abstract

Buque (1), en particular buque de carga, con al menos un rotor Magnus (10) para la propulsión del buque (1) que presenta un soporte estacionario para el alojamiento del rotor Magnus (4), caracterizado porque en el soporte (4) está dispuesto un dispositivo medidor (5) para la determinación de una solicitación a flexión del soporte (4).

Description

DESCRIPCION
Buque con rotor Magnus y dispositivo dinamometrico
5 La presente invencion se refiere a un buque, en particular buque de carga, con al menos un rotor Magnus para la propulsion del buque, que presenta un soporte para el alojamiento del rotor Magnus. La invencion se refiere, ademas, a un rotor Magnus y a un soporte para el alojamiento de un rotor Magnus.
Los rotores Magnus se denominan tambien rotores Flettner o rotores de velas. En el estado de la tecnica se conocen 10 buques con rotores Magnus como accionamiento. Una disposicion de este tipo se conoce por el libro “Die Segelmaschine” de Klaus D. Wagner, publicado en Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburgo, 1991.
Por el documento WO 2006/133950 se conoce un buque perfeccionado con una pluralidad de rotores Magnus, donde cada rotor Magnus tiene asignado un motor electrico que puede ser controlado individualmente para hacer girar el rotor 15 Magnus.
Por el documento WO 2007/137844 se conoce un rotor Magnus perfeccionado.
Los rotores Magnus se usan, entre otras cosas, para poner a disposicion una fuerza de propulsion adicional en un buque 20 aprovechando el efecto Magnus. El efecto Magnus describe la aparicion de una fuerza transversal por fluir un fluido hacia un cilindro que gira alrededor de su eje longitudinal. La fuerza transversal actua en direccion perpendicular respecto a la direccion del flujo. El flujo alrededor del cilindro rotatorio puede entenderse como una superposicion de un flujo homogeneo y un remolino alrededor del cuerpo. De la distribucion irregular del flujo total resulta una distribucion asimetrica de la presion en la circunferencia del cilindro. Por lo tanto, el buque es provisto de rotores rotatorios o 25 giratorios, que generan en el flujo del viento una fuerza perpendicular respecto a la direccion del viento efectiva, es decir, corregida con la velocidad maxima. La fuerza generada se puede usar, de forma similar al navegar a vela, para la propulsion del buque. La fuerza transversal se genera aqrn hacia el lado en el que la superficie rotatoria del cilindro y el aire que fluye a su alrededor se mueven en el mismo sentido.
30 Para la transmision de la fuerza transversal al cuerpo del buque, el rotor debe estar unido fijamente con este. En los rotores conocidos, esto se realiza mediante un soporte para el alojamiento de un rotor Magnus, en el que el rotor esta alojado de forma giratoria. El soporte para el alojamiento del rotor Magnus esta concebido aqrn habitualmente para absorber las fuerzas que actuan radialmente sobre el alojamiento. La intensidad de la fuerza transversal generada por el rotor Magnus depende aqrn del tamano del rotor y de su velocidad de marcha, por un lado, y de la velocidad del viento 35 que fluye alrededor del rotor, por otro lado. Ademas de la fuerza transversal generada por el rotor Magnus propiamente dicho, sobre el rotor actua adicionalmente la fuerza del viento, que actua sobre la superficie del rotor que se opone al mismo.
Es deseable conocer las fuerzas que actuan sobre un rotor Magnus y, en particular, tambien las fuerzas que actuan 40 sobre el soporte para el alojamiento del rotor Magnus para evitar danos por sobrecarga. Ademas, es deseable poder determinar la direccion de las fuerzas que actuan sobre el rotor o la direccion de las fuerzas que actuan sobre el alojamiento para poder realizar de este modo un control del rotor en funcion de la direccion del viento.
Ambas cosas se consiguen solo de forma insatisfactoria en los rotores Magnus conocidos por el estado de la tecnica, 45 puesto que, para ello, debe determinarse al menos la direccion del viento. Esto solo es posible con una precision insatisfactoria.
En este contexto, la presente invencion esta basada en el objetivo de indicar un buque, un rotor Magnus, un soporte para el alojamiento de un rotor Magnus y un procedimiento que atenuen, en la mayor medida posible, los inconvenientes 50 anteriormente indicados.
La invencion consigue el objetivo en el que esta basada mediante un buque del tipo indicado al principio, al estar realizado el buque con las caractensticas segun la reivindicacion 1.
55 El buque segun la invencion presenta un dispositivo medidor que esta dispuesto en el soporte para el alojamiento del rotor Magnus y que esta realizado para la determinacion de una solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus.
La invencion aprovecha aqrn el conocimiento de que las fuerzas que actuan sobre el soporte para el alojamiento del rotor
Magnus son absorbidas o generadas en primer lugar por la superficie del rotor realizada de forma cilmdrica de un rotor Magnus, transmitiendose a continuacion mediante el soporte para el alojamiento del rotor Magnus al cuerpo del buque. Las fuerzas actuan aqm, por un lado, sustancialmente en la direccion radial sobre el eje de rotacion, tanto del rotor como del soporte para el alojamiento del rotor Magnus, aunque en direccion directa hacia la union del soporte para el 5 alojamiento del rotor Magnus con el buque. Por consiguiente, en la zona del acoplamiento de la fuerza se genera un momento de flexion que es absorbido por el soporte para el alojamiento del rotor Magnus. Por lo tanto, en el soporte para el alojamiento del rotor Magnus se llega a formar una fibra neutra que no se solicita a flexion y en el exterior de la fibra neutra se produce una solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus. La solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus puede determinarse mediante el dispositivo medidor y permite deducciones 10 directas respecto a las fuerzas que actuan sobre el rotor.
Una variante ventajosa de la invention preve que el dispositivo medidor presente dos sensores extensometricos que estan dispuestos en una superficie circunferencial del soporte para el alojamiento del rotor Magnus y que estan dispuestos a una distancia angular uno de otro. Los dos sensores extensometricos estan dispuestos preferentemente a 15 una distancia angular de un angulo de 90° uno de otro. El uso de dos sensores dispuestos en dos puntos diferentes permite de forma especialmente ventajosa la determination simultanea de dos estados de flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en dos puntos diferentes a lo largo de la circunferencia del soporte para el alojamiento del rotor Magnus. La extension en la superficie del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en el punto del sensor corresponde a la parte de la solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en la direccion radial, 20 exactamente en el punto del sensor. Puesto que se usan dos sensores, la direccion en la que el soporte para el alojamiento del rotor Magnus se solicita a flexion puede determinarse mediante relaciones trigonometricas. Con la condicion previa de que se conozca el angulo entre los dos sensores extensometricos, puede determinarse ademas tambien mediante relaciones trigonometricas el importe de la solicitacion a flexion total a partir de las dos componentes de solicitacion a flexion determinadas en diferentes puntos de la circunferencia o preferentemente mediante el teorema 25 de Pitagoras.
De forma especialmente preferible, un primer sensor extensometrico esta dispuesto en la direccion longitudinal del buque respecto a un eje de rotacion del rotor Magnus y un segundo sensor extensometrico esta dispuesto en la direccion transversal del buque respecto al eje de rotacion del rotor Magnus. Esta disposition es especialmente ventajosa porque 30 el primer sensor extensometrico, que visto desde el eje del rotor esta posicionado exactamente en la direccion de marcha, tambien permite determinar la extension o la solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus exactamente en la direccion de marcha o en la direccion longitudinal del buque. El segundo sensor extensometrico permite, en cambio, determinar la extension ortogonal o la solicitacion a flexion en la direccion transversal respecto al eje longitudinal del buque. Aqm, por extension, ha de entenderse tanto una extension positiva, en el sentido 35 de un alargamiento, como una extension negativa, en el sentido de un recalcado. La determinacion de la direccion a partir de la cual actua la fuerza transmitida por el rotor Magnus al buque, asf como del importe de la misma, quedan claramente simplificadas gracias a la disposicion de dos sensores extensometricos en angulo recto uno respecto al otro.
En una forma de realization preferible, el primero y el segundo sensor extensometrico estan dispuestos en un plano 40 horizontal. De este modo se simplifica aun mas el calculo de la direccion y del importe de la solicitacion a flexion.
En otra forma de realizacion preferible de la presente invencion, el soporte para el alojamiento del rotor Magnus esta realizado de forma cilmdrica, al menos en el tramo en el que estan dispuestos el primero y el segundo extensometro. Una realizacion cilmdrica o a election cilmdrica hueca del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en este tramo 45 favorece un comportamiento isotropico de flexion. Con independencia de eventuales anisotropfas estructurales, que pueden deberse al material usado del soporte para el alojamiento del rotor Magnus, en caso de una realizacion cilmdrica del soporte para el alojamiento del rotor Magnus ha de esperarse que la solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus corresponda siempre a una fuerza determinada, sin que importe la direccion de la que se transmite esta fuerza.
50
Segun otra forma de realizacion ventajosa de la invencion, el primer sensor extensometrico y el segundo sensor extensometrico estan preparados para la emision de una serial, que representa la extension detectada por los sensores. Las senales de datos emitidas por los sensores extensometricos estan realizadas preferentemente de forma analogica o digital, de modo que es posible un procesamiento de las senales con diferentes procedimientos.
55
El buque presenta preferentemente una instalacion de procesamiento de datos para el registro de las senales emitidas, que esta preparada para la determinacion de un vector de fuerza total basado en las senales emitidas. La instalacion de procesamiento de datos esta realizada preferentemente para determinar mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas por el primer sensor extensometrico y por el segundo sensor extensometrico la direccion del vector de
fuerza total y/o para determinar mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas, as^ como los valores de las senales emitidas el importe del vector de fuerza. La instalacion de procesamiento de datos usa aqu preferentemente funciones trigonometricas y aprovecha los siguientes conocimientos. Las senales del primer sensor extensometrico y del segundo sensor extensometrico representan una extension en la superficie del soporte para el alojamiento del rotor 5 Magnus. La extension corresponde a su vez respecto a la superficie o el eje de rotacion del alojamiento del rotor a una solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus. Esta corresponde a su vez a una fuerza en la direccion radial, que es una componente de fuerza de la fuerza total que actua sobre el rotor Magnus. Si se conoce el angulo entre los dos sensores extensometricos y si la instalacion de procesamiento de datos esta preparada para la determinacion de las dos componentes de fuerza (representadas por las senales emitidas por los sensores 10 extensometricos) en las direcciones correspondientes, que corresponden a la disposicion de los sensores extensometricos, tomandolo como base tambien puede realizarse la determinacion del vector de fuerza total compuesto por las componentes individuales.
El primer sensor extensometrico y/o el segundo sensor extensometrico presentan preferentemente cada uno al menos 15 un calibre extensometrico y/o al menos un tubo extensometrico y/o al menos un sensor extensometrico optico. Por calibre extensometrico se entiende aqu por ejemplo un calibre extensometrico de alambre, lamina, semiconductor o en roseta. Por tubo extensometrico se entiende un dispositivo medidor en el que se mueve un nucleo de ferrita en el interior de un tubo de bobina segun una extension en la superficie en la que esta dispuesto el dispositivo medidor, a continuacion de lo cual se determina y se emite cuantitativamente la inductancia cambiada. Como sensor extensometrico optico puede 20 usarse por ejemplo un sensor de fibra optica de redes de Bragg.
La invention se refiere, ademas, a un soporte para el alojamiento del rotor Magnus para un rotor Magnus que esta preparado para la propulsion de un buque. El soporte para el alojamiento del rotor Magnus segun la invencion consigue el objetivo planteado al estar realizado segun la reivindicacion 10 y presentar un dispositivo medidor para la 25 determinacion de una solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus.
La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento para la determinacion del avance de un rotor Magnus. El procedimiento consigue el objetivo en el que se basa la invencion segun la reivindicacion 11 al detectarse la solicitacion a flexion de un soporte para el alojamiento del rotor Magnus mediante un dispositivo medidor realizado para ello y al 30 comprender el procedimiento las siguientes etapas: emision de una senal que representa la solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en la direccion de marcha del buque mediante un primer sensor extensometrico del dispositivo medidor, determinacion de la componente de fuerza que corresponde a la solicitacion a flexion detectada por el primer sensor extensometrico como fuerza de avance. El procedimiento comprende preferentemente las etapas adicionales: emision de una senal que representa la solicitacion a flexion del soporte para 35 el alojamiento del rotor Magnus en la direccion transversal del buque mediante un segundo sensor extensometrico del dispositivo medidor, determinacion de la componente de fuerza que corresponde a la solicitacion a flexion detectada por el segundo sensor extensometrico como fuerza transversal. El procedimiento comprende preferentemente las etapas adicionales: determinacion de la direccion del vector de fuerza total mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas por el primero y el segundo sensor extensometrico y/o determinacion del importe del vector de fuerza 40 total mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas asf como los valores de las senales emitidas. Mediante el procedimiento puede determinarse, por lo tanto, un vector de fuerza total, que representa tanto la intensidad como la direccion de la fuerza transmitida por el rotor Magnus al buque.
A continuacion, la presente invencion se explicara mas detalladamente con ayuda de formas de realization preferibles 45 haciendose referencia a los dibujos adjuntos. Muestran:
La figura 1, una vista en perspectiva de un buque segun la presente invencion;
la figura 2, una vista esquematica en corte transversal de un rotor Magnus segun la presente invencion;
50
la figura 3, una vista en planta desde arriba esquematica de un rotor Magnus de un buque con un soporte para el alojamiento del rotor Magnus;
la figura 4, la representation de la figura 3 con un diagrama vectorial;
la figura 5, la representacion de las figuras 3 y 4 con un diagrama vectorial y la figura 6, la representacion de la figura 5 con un diagrama vectorial alternativo.
La figura 1 muestra una representacion esquematica de un buque 1 segun un primer ejemplo de realizacion. El buque 1 presenta aqu un casco formado por una parte por debajo de la lmea de flotacion 16 y una parte por encima de la lmea de flotacion 15. Ademas, el buque 1 puede presentar, por ejemplo, cuatro rotores Magnus o rotores Flettner 10 que pueden estar dispuestos en las cuatro esquinas del casco. El buque 1 presenta en la proa un puente 30. El buque 1 5 presenta por debajo del agua una helice 50. Para una maniobrabilidad mejorada, el buque 1 puede presentar tambien propulsores de chorro transversal, estando previstos preferiblemente un propulsor de chorro transversal en la popa y uno a dos propulsores de chorro transversal en la proa. Estos propulsores de chorro transversal estan accionados con preferencia electricamente. El puente 30, asf como todas las superestructuras por encima de la cubierta de intemperie 14, presentan una forma aerodinamica para reducir la resistencia al viento. Esto se consigue en particular porque se 10 evitan sustancialmente aristas vivas y piezas montadas de aristas vivas. Para minimizar la resistencia al viento, esta previsto el menor numero posible de superestructuras.
El buque 1 segun el primer ejemplo de realizacion representa en particular un buque de carga, que esta concebido especialmente para el transporte de instalaciones de energfa eolica y sus componentes. El transporte de instalaciones de 15 energfa eolica, asf como de sus componentes correspondientes, solo puede realizarse de forma limitada con buques portacontenedores corrientes en el mercado, puesto que los componentes de una instalacion de energfa eolica requieren un espacio que no corresponde a las medidas de contenedores corrientes en el mercado, mientras que las masas de algunos componentes son reducidas en comparacion con el espacio que ocupan. Pueden indicarse a tftulo de ejemplo palas de rotor o revestimientos de gondolas de instalaciones de energfa eolica, que en la mayona de los casos estan 20 realizados como estructuras voluminosas de plastico reforzado con fibras de vidrio con un peso de pocas toneladas.
Los rotores Magnus 10, de los que hay, por ejemplo, cuatro, representan aqrn propulsiones accionadas por viento para el buque 1 segun la invencion. Esta previsto propulsar el buque 1 al menos en parte con los rotores Magnus.
25 La forma del casco del buque 1 esta concebida de tal modo que la popa sale lo mas posible del agua. Esto se refiere, por un lado, a la altura de la popa por encima del nivel del agua, aunque, por otro lado, tambien se refiere a la longitud del tramo de popa que tambien queda suspendido por encima de la superficie del agua. Esta configuracion sirve para desprender el agua pronto del casco, para evitar una ola que siga al buque 1, puesto que esta conduce a una alta resistencia del casco, ya que tambien esta ola provocada por el buque 1 debe ser superada por la potencia de la 30 maquina, aunque en este caso ya no esta disponible para la propulsion.
La proa del buque 1 presenta cortes agudos a lo largo de un tramo relativamente largo. La parte del buque por debajo de la lmea de flotacion esta configurada de forma optimizada en cuanto a la resistencia respecto a aspectos hidrodinamicos hasta una altura de aprox. 3 m por encima de la lmea de flotacion proyectada.
35
Por lo tanto, el casco del buque 1 no esta concebido para una capacidad maxima de carga, sino para una resistencia (aerodinamica e hidrodinamica) minima.
Las superestructuras del buque 1 estan configuradas para favorecer el flujo. Esto se consigue en particular porque todas 40 las superficies estan configuradas como superficies lisas. Gracias a la configuracion del puente 30 deben evitarse sobre todo remolinos en la popa, de modo que el mando de los rotores Magnus 10 pueda realizarse de la forma menos estorbada posible. El puente 30 esta dispuesto preferentemente en la proa del buque 1. Tambien es posible una disposicion de las superestructuras en el centro del buque 1, aunque estorbarfa sin necesidad la carga o descarga, porque las superestructuras estaran dispuestas en este caso exactamente por encima del centro de la bodega.
45
Como alternativa, el puente 30 puede estar dispuesto en la popa del buque 1, aunque esto resultana ser un inconveniente en el sentido de que los rotores Magnus 10 perjudicanan una buena vision hacia adelante.
El accionamiento o la propulsion del buque 1 estan optimizados para un accionamiento por viento, de modo que el buque 50 1 de la presente invencion es un velero.
Los rotores Magnus 10 pueden estar dispuestos, por ejemplo, en los puntos de esquina de las bodegas, de modo que pueden definir una superficie rectangular. No obstante, se indica que tambien es posible otra disposicion. La disposicion de los rotores Magnus 10 esta basada en la idea de que se necesita una determinada superficie del rotor, para conseguir 55 la potencia de accionamiento deseada mediante los rotores Magnus 10. Gracias a una division de esta superficie necesaria entre un total de cuatro rotores Magnus 10, se reducen las medidas de los rotores Magnus 10 individuales. Gracias a esta disposicion de los rotores Magnus 10 queda libre una superficie continua del mayor tamano posible, que sirve en particular para la carga y descarga del buque 1, asf como para alojar una carga de cubierta, en forma de varias cargas de contenedores.
Mientras que el buque esta representado en el presente caso con cuatro rotores Magnus, tambien han de preverse preferentemente como alternativa numeros y disposiciones diferentes de rotores Magnus y otras divisiones de la propulsion.
Los rotores Magnus 10 y el accionamiento principal estan concebidos, por tanto, de tal modo que, en caso de no haber suficiente viento, el accionamiento principal solo debe generar la diferencia de potencia que no puede ser suministrada por los rotores Magnus 10. Un control del accionamiento se realiza, por tanto, de tal modo que los rotores Magnus 10 generan la potencia maxima o casi la potencia maxima. Un aumento de la potencia de los rotores Magnus 10 conduce, 10 por tanto, directamente a un ahorro de combustible, puesto que el accionamiento principal no tiene que generar energfa adicional para el accionamiento electrico. El ahorro de combustible se consigue, por tanto, sin que sea necesaria una adaptacion entre una helice accionada por un motor de combustion interna o un accionamiento principal, asf como el control de los rotores Magnus 10.
15 El buque 1 presenta una cubierta de intemperie 14. La cubierta de intemperie es la cubierta situada a mas altura del buque y esta dispuesta en el lado exterior. En la cubierta de intemperie 14 pueden disponerse mercandas de diversos tipos.
El buque 1 presenta un eje longitudinal 3 que esta dispuesto en paralelo a la lmea de fila y que se extiende en la 20 direccion horizontal. Al moverse el buque en lmea recta (y sin el servicio de propulsores de chorro transversal), el eje longitudinal 3 corresponde, por tanto, a la direccion de marcha del buque 1.
La Figura 2 muestra una representacion en corte del rotor Magnus 10 segun la invencion de un buque 1. El rotor Magnus 10 presenta un cuerpo de rotor 8 cilmdrico y una chapa extrema del nucleo 12 dispuesta en la parte superior. El cuerpo 25 de rotor 8 esta alojado mediante un alojamiento 6 de forma giratoria en un soporte para el alojamiento de un rotor Magnus 4. El cuerpo de rotor 8 esta unido mediante medios para la transmision de fuerza con un motor de accionamiento 106 en una zona superior del alojamiento 4. El soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 presenta una superficie interior 7. En una zona inferior del soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 esta dispuesto un dispositivo medidor 5 en la zona de la pared interior 7. Se puede acceder al dispositivo medidor 5 mediante una plataforma de trabajo 108.
30
El dispositivo medidor 5 esta realizado para determinar una solicitacion a flexion del soporte para el alojamiento del rotor Magnus en consecuencia de una solicitacion por fuerza sustancialmente radial del alojamiento 6 por la accion de fuerza sobre el cuerpo de rotor 8. El dispositivo medidor presenta dos sensores extensometricos 9, 11, que en el presente ejemplo estan dispuestos en un angulo de 90° uno respecto al otro.
35
El soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 esta unido mediante una union por brida 110 con la cubierta del buque.
En la figura 3 se muestra una vista en corte transversal esquematica de un rotor Magnus 10 segun la presente invencion. El rotor Magnus 10 presenta en el interior del cuerpo de rotor 8 el soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4. En la
40 superficie interior 7 del soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 estan dispuestos como parte del dispositivo
medidor un primer sensor extensometrico 9 y un segundo sensor extensometrico 11. El primer sensor extensometrico 9 esta dispuesto en un primer eje 13 visto desde el centro del soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4. El primer eje 13 se extiende en un angulo fi respecto al eje longitudinal 3 del buque. En una forma de realization especialmente preferible, el angulo fi = 0°. El segundo sensor extensometrico 11 esta dispuesto a lo largo de un segundo eje 17 en la
45 superficie interior 7 del soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 visto desde el centro del soporte para el
alojamiento del rotor Magnus 4. En una forma de realizacion especialmente preferible, el angulo entre el primer eje 13 y el segundo eje 17 a = 90°.
El primer sensor extensometrico 9 esta conectado mediante una lmea de senales 19 con una instalacion de 50 procesamiento de datos 23. El segundo sensor extensometrico 11 esta conectado mediante una segunda lmea de senales 21 con la instalacion de procesamiento de datos 23. La instalacion de procesamiento de datos 23 esta conectada mediante una tercera lmea de senales 25 con un dispositivo de visualization 27. El dispositivo de visualization 27 esta realizado para visualizar la direccion y el importe de la fuerza de avance que actua sobre el soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4. La instalacion de procesamiento de datos esta preparada para realizar el procedimiento 55 segun la invencion.
Las figuras 4 a 6 muestran en principio la misma vista que la figura 3, al haberse omitido solo las lmeas de senales indicadas esquematicamente y la instalacion de procesamiento de datos, asf como el dispositivo de visualizacion. Con ayuda de las figuras 4 a 6, se muestra la forma en la que se interpreta la fuerza que actua sobre el rotor Magnus 10 y la
forma en la que se determina mediante el dispositivo medidor.
Comenzando con la figura 4, hay que constatar que el rotor Magnus 10 presenta un lado no orientado hacia el viento, asf como un lado orientado hacia el viento 34. El lado orientado hacia el viento 34 presenta una superfine hacia la que fluye 5 el viento. La direccion desde la que el viento fluye hacia el rotor Magnus 10 difiere de la direccion del viento real si se observa desde un punto estacionario, puesto que, por lo general, el buque esta en movimiento. El viento incide en la direccion de la flecha 33 en el rotor Magnus 10, por lo que el rotor Magnus 10 se solicita con una fuerza en la direccion del viento. A continuacion, esta se denominara fuerza de viento o de forma abreviada Fw. El rotor Magnus 10 gira en la direccion de la flecha 29. Por ello, gracias al efecto Magnus, se genera una fuerza en la direccion de una flecha 35, como 10 puede verse en la figura 5. Esta fuerza se denominara en lo sucesivo fuerza de Magnus o de forma abreviada Fm. El vector Fm se extiende en la direccion ortogonal respecto al vector Fw.
Por lo tanto, sobre el soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4 actua una fuerza que esta compuesta por la fuerza del viento Fw, por un lado, y la fuerza de Magnus Fw, por otro. Por la adicion de los dos vectores Fw y Fm, resulta un 15 vector para la fuerza total, denominada en lo sucesivo Fg. El vector Fg se extiende en la direccion de la flecha 37.
La figura 6 corresponde a las figuras 4 y 5 y tambien a la figura 3, con la excepcion de que el eje longitudinal 3 y el primer eje 13, en el que esta dispuesto el primer sensor extensometrico 9, coinciden en la figura 6. La fuerza total Fg ya deducida con ayuda de las figuras 4 y 5 en la direccion de la flecha 37 puede interpretarse en una observacion vectorial 20 como la suma de dos vectores que se extienden en angulo recto uno respecto al otro. Segun una forma de realization especialmente preferible, el primer sensor extensometrico 9 y el segundo sensor extensometrico 11 estan dispuestos uno en angulo recto respecto al otro. En la forma de realizacion segun la figura 6, el primer sensor extensometrico esta dispuesto en la direccion de marcha y, por lo tanto, en la direccion del eje longitudinal 3 del buque en el lado interior del soporte para el alojamiento del rotor Magnus 4, mientras que el segundo sensor extensometrico 11 esta dispuesto en 25 direccion ortogonal respecto a esto y, por lo tanto, sustancialmente exactamente en la direccion transversal del buque a lo largo del segundo eje 17.
El vector de la fuerza total Fg puede dividirse, por consiguiente, en un vector en la direccion del eje longitudinal 3 o del primer eje 13 y en un segundo vector en la direccion del segundo eje 17. La parte en direccion del primer eje 13 o del eje 30 longitudinal 3 se denominara en lo sucesivo Fv. El vector en la direccion del segundo eje 17 se denominara en lo sucesivo Fq. Fv representa aqrn la fuerza de avance y se extiende en la direccion de la flecha 39, mientras que Fq ha de entenderse como fuerza transversal y se propaga en la direccion de la flecha 41.
Segun la direccion en la que actua el vector Fg, la solicitation a flexion detectada por el primer sensor extensometrico 9 35 es diferente de la solicitacion a flexion detectada por el segundo sensor extensometrico 11. La relation de las solicitaciones a flexion en las direcciones de las flechas 39 y 41 cambia con un angulo y entre la fuerza total Fg en la direccion de la flecha 37 y de uno de los dos ejes 13 y 17. Para el caso de que las solicitaciones a flexion detectadas por el primer sensor extensometrico y el segundo sensor extensometrico 11 sean iguales, el angulo entre la fuerza total Fg y la fuerza de avance Fv es y = 45°. Para el caso de que la solicitacion a flexion detectada por el primer sensor 40 extensometrico 9 sea por ejemplo el doble que la solicitacion a flexion detectada por el segundo sensor extensometrico 11, el angulo de Fg respecto a Fv o respecto al primer eje 13 es y = 30°.
Formulado de forma general, resulta por lo tanto el angulo y entre Fg y Fv de la relacion y = arctan (valor de la senal del primer sensor extensometrico 11 / valor de la senal del segundo sensor extensometrico 9).
45
Del mismo modo puede determinarse a partir de los dos valores de senales determinados por los sensores extensometricos 9, 11 individuales ademas del angulo de la fuerza Fg que ataca el importe de la misma en relacion con el valor de medicion del primero o del segundo sensor extensometrico, a libre election. El importe del vector resulta de la relacion Fg = Fv/cos (y) o equivalente del valor de la senal = (valor de la senal del primer sensor extensometrico 9) / cos 50 y).

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Buque (1), en particular buque de carga, con al menos un rotor Magnus (10) para la propulsion del buque (1) que presenta un soporte estacionario para el alojamiento del rotor Magnus (4),
    5 caracterizado porque en el soporte (4) esta dispuesto un dispositivo medidor (5) para la determinacion de una solicitacion a flexion del soporte (4).
  2. 2. Buque (1) segun la reivindicacion 1,
    caracterizado porque el dispositivo medidor (5) presenta dos sensores extensometricos (9, 11) que estan 10 dispuestos en una superficie circunferencial del soporte (4) y estan dispuestos a una distancia angular uno del otro, preferentemente en un angulo de 90° de uno a otro.
  3. 3. Buque (1) segun la reivindicacion 2,
    caracterizado porque un primer sensor extensometrico (9) esta dispuesto en la direccion longitudinal del buque (1) 15 respecto a un eje de rotacion del rotor Magnus (10) y un segundo sensor extensometrico (11) esta dispuesto en la direccion transversal del buque (1) respecto al eje de rotacion del rotor Magnus (10).
  4. 4. Buque (1) segun la reivindicacion 2 o 3,
    caracterizado porque el primero y el segundo sensor extensometrico (9, 11) estan dispuestos en un plano 20 horizontal.
  5. 5. Buque (1) segun la reivindicacion 3 o 4,
    caracterizado porque el soporte (4) esta realizado de forma cilmdrica, al menos en el tramo en el que estan dispuestos el primero y el segundo sensor extensometrico (9, 11).
    25
  6. 6. Buque (1) segun una de las reivindicaciones 3 a 5,
    caracterizado porque el primer sensor extensometrico (9) y el segundo sensor extensometrico (11) estan preparados respectivamente para la emision de una senal que representa la extension detectada por los sensores.
    30 7. Buque (1) segun la reivindicacion 6,
    caracterizado porque el buque (1) presenta una instalacion de procesamiento de datos (23) para el registro de las senales emitidas, que esta preparada para la determinacion de un vector de fuerza total Fg (37) basandose en las senales emitidas.
    35 8. Buque (1) segun la reivindicacion 7,
    caracterizado porque la instalacion de procesamiento de datos (23) esta realizada para determinar, mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas, la direccion del vector de fuerza total Fg (37) y/o para determinar, mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas, asf como de los valores de las senales emitidas, el importe del vector de fuerza total Fg (37).
    40
  7. 9. Buque (1) segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado porque el primer sensor extensometrico (9) y/o el segundo sensor extensometrico (11) presentan respectivamente al menos un calibre extensometrico y/o un tubo extensometrico y/o un sensor extensometrico optico.
    45
  8. 10. Soporte (4) para el alojamiento de un rotor Magnus (10) que esta preparado para la propulsion de un buque (1),
    caracterizado porque el soporte (4) presenta un dispositivo medidor (5) para la determinacion de una solicitacion a flexion del soporte (4).
    50
  9. 11. Procedimiento para la determinacion del avance de un rotor Magnus (10) que comprende las siguientes etapas:
    - determinacion de la solicitacion a flexion de un soporte (4) para el alojamiento del rotor Magnus (10) mediante un dispositivo medidor (5) realizado para ello,
    55 - emision de una senal que representa la solicitacion a flexion del alojamiento del rotor (4) en la direccion de marcha del buque (1) mediante un primer sensor extensometrico (9) del dispositivo medidor (5), y
    - determinacion de la componente de fuerza (39) que corresponde a la solicitacion a flexion detectada por el primer sensor extensometrico (9) como fuerza de avance Fv.
  10. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, comprendiendo las etapas adicionales:
    - emision de una senal que representa la solicitacion a flexion del alojamiento del rotor (4) en la direccion transversal del buque (1) mediante un segundo sensor extensometrico (11) del dispositivo medidor (5),
    - determinacion de la componente de fuerza (41) que corresponde a la solicitacion a flexion detectada por el 5 segundo sensor extensometrico como fuerza de empuje transversal Fq.
  11. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12, comprendiendo las etapas adicionales:
    - determinacion de la direccion del vector de fuerza total Fg (37) mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas del primero y segundo sensor extensometrico (9, 11) y/o
    10 - determinacion del importe del vector de fuerza total Fg (37) mediante la relacion de las intensidades de las senales emitidas asf como los valores de las senales emitidas.
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