ES2637788T3

ES2637788T3 - Timón de barco torsionado y barco equipado con él

Info

Publication number: ES2637788T3
Application number: ES07846493.0T
Authority: ES
Inventors: Rolf Rohden; Dirk Holtkamp; Aloys Wobben
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2017-10-17
Anticipated expiration: 2027-10-08
Also published as: US8215255B2; DE102006047755A1; BRPI0718193B1; ZA200902060B; JP5404403B2; CN101522515A; NO20091739L; AU2007306675B2; NZ575935A; MX2009003514A; JP2010505683A; CA2667074A1; AU2007306675A1; KR20090078340A; KR101248290B1; EP2077961B1; PT2077961T; BRPI0718193A2; WO2008043504A3; NO340384B1

Abstract

Barco con al menos dos palas de timón torsionadas, dispuestas para el control del barco, que están previstas decaladas lateralmente respecto a la línea de quilla, caracterizado porque la torsión de las palas de timón está adaptada al desarrollo, provocado por la geometría del casco, del flujo del agua en la zona de la pala de timón correspondiente, que se produce por la marcha del barco a través del agua en una posición de timón de cero grados, de modo que, en el caso de una posición de timón ajustada a la marcha en línea recta, el ángulo de afluencia en las palas de timón también es cero grados, cuando delante de las palas de timón en la dirección de marcha del barco no está montada una hélice en funcionamiento.

Description

DESCRIPCION

Timon de barco torsionado y barco equipado con el

5 La presente invencion se refiere a una pala de timon para un barco, asf como a un barco con al menos una pala de timon segun la invencion.

Si se mira el flujo a lo largo del casco de un barco que circula, entonces se puede reconocer adecuadamente que, en una popa de barco que se estrecha, el flujo no se desarrolla exactamente en paralelo a la lmea de quilla del 10 barco, sino que sigue el desarrollo de la popa del barco.

Un timon configurado convencionalmente, es decir, expresado de forma simplificada una placa plana, el cual esta colocado decalado lateralmente de la lmea de quilla en la zona de popa del barco y en la posicion de cero grados esta orientado exactamente en paralelo a la lmea de quilla, entonces se sometena al flujo oblicuamente y por ello da 15 lugar a una resistencia al flujo. Esta resistencia al flujo significa un consumo de combustible mas elevado y por consiguiente impacto medioambiental mas elevado o, en el caso de consumo de combustible igual o potencia de maquina igual, velocidad baja y por consiguiente tiempo de viaje prolongado y con ello de nuevo consumo de combustible mas elevado e un impacto medioambiental mas elevado.

20 Por el documento US 5 415 122 se conoce adaptar una pala de timon a un flujo generado por la helice. A este respecto se tienen en cuenta las direcciones de flujo generadas por la helice y el timon se adapta correspondientemente en una pluralidad de perfiles en la direccion de cuerda. Por ejemplo, el tabal 1 de este documento da una reduccion de un angulo de la pala de timon en el caso de altura creciente (posicion Y) del perfil correspondiente, partiendo del eje de la helice montado anteriormente. Este diseno especial de una pala de timon 25 tambien tiene en cuenta en particular los efectos debidos a remolinos por parte de la helice.

El objetivo de la presente invencion es especificar una pala de timon especialmente favorable al flujo para una colocacion en la zona de la popa de un barco lateralmente junto a la lmea de quilla.

30 Este objetivo se consigue mediante dos palas de timon torsionadas, dispuestas para el control del barco, que estan previstas decaladas lateralmente respecto a la lmea de quilla. La torsion de las palas de timon esta adaptada al desarrollo, provocado por la geometna del casco, del flujo del agua en la zona de la pala de timon correspondiente, que se produce por la marcha del barco a traves del agua en una posicion de timon de cero grados. Las ventajas de este timon segun la invencion son una eficiencia mas elevada de las palas de timon, que conduce a palas de timon 35 mas pequenas, asf como tambien un sometimiento al flujo mejorado de la helice (siempre y cuando este presente).

Este efecto segun la invencion se consigue entonces cuando, en el caso de una posicion de timon de cero grados, es decir, de una posicion de timon ajustada a la marcha en lmea recta exacta, el angulo de afluencia en la pala de timon tambien es cero grados exactamente y cuando delante de las palas de timon en la direccion de marcha del 40 barco no esta montada una helice en funcionamiento.

Dado que el flujo (en cualquier caso en la superficie del agua) sigue exactamente el desarrollo del casco en la zona de popa del barco, el angulo de ataque exacto de la pala de timon en su lado superior (del lado dirigido hacia el casco) depende naturalmente del desarrollo geometrico de la popa. Hacia su lado inferior (como el lado que senala 45 alejandose del casco del barco) la torsion se vuelve gradualmente mas pequena.

En el presente caso, la pala de timon esta torsionada en su zona superior (cerca del casco) en aproximadamente 10 grados, mientras que en su zona inferior (alejada del casco) esta torsionada en aproximadamente 2 grados. Estos valores se han determinado en el ejemplo concreto de una forma de casco predeterminada, en primer lugar 50 mediante simulacion y luego empmcamente. Dado que, segun se ha mencionado anteriormente, se produce una dependencia de la torsion de la geometna del barco, en la zona (superior) proxima al casco de la pala de timon no debena ser irreal un alabeo de hasta 20 grados. En la zona inferior (alejada del casco) debenan entrar en consideracion zonas de hasta 5 grados.

55 Pero a este respecto se debe tener en cuenta que este alabeo siempre se debe realizar hacia la lmea de quilla, es decir, hacia el centro del casco. La pala de timon esta torsionada asf siempre hacia delante.

Segun la invencion se propone un barco con al menos dos palas de timon, que estan previstas decaladas lateralmente respecto a la lmea de quilla, estando adaptada la torsion de la pala al desarrollo, provocado por la 60 geometna del casco, del flujo del agua en la zona de la pala de timon correspondiente. Debido a la marcha del barco

a traves del agua se produce un flujo con respecto al barco, el cual se corresponde en su tamano aproximadamente con la velocidad del barco a traves del agua. El desarrollo concreto del flujo se determina primeramente por la geometna del casco del barco, en tanto que este se situa en el agua. Las palas de timon estan adaptadas a este flujo cuando delante de las palas de timon en la direccion de marcha del barco no esta montada una helice en 5 funcionamiento. Por consiguiente la pala de timon se adapta al flujo del agua con respecto al barco, no generandose este flujo por una helice monta anteriormente. Mejor dicho primeramente tiene importancia el flujo que se produce por la marcha del barco a traves del agua. Otros flujos no se tienen en cuenta o no aparecen. Por consiguiente segun un aspecto delante de los timones no esta montada una helice.

10 Si en otra forma de realizacion debiese estar montada previamente una helice, esta no esta en funcionamiento. Es decir, que no se acciona, sino que se situa por ejemplo en la marcha en vado.

Bajo torsion de la pala de timon se debe entender un giro de la pala de timon alrededor de un eje longitudinal de la pala de timon. No obstante, el respectivo angulo de torsion dado se especifica como angulo de la pala de timon a la 15 altura correspondiente con respecto a la lmea de quilla y tambien se puede designar como angulo de ataque.

Segun una forma de realizacion, las palas de timon presentan un angulo de ataque hacia la lmea de quilla, de modo que la pala de timon correspondiente en la direccion de flujo en el caso de la marcha hacia delante del barco indica hacia la lmea de quilla. Debido a la forma del casco que va hacia detras hacia la popa y cuando los timones estan 20 dispuestos, como es habitual, en la zona de popa del barco, el flujo del agua - con respecto al barco - tambien va hacia detras cuando el barco circula a traves del agua. Esta forma de realizacion considera este efecto. Correspondientemente, en el caso de marcha en lmea recta, las palas de timon tambien senalan hacia la lmea de quilla y por consiguiente hacia el centro del barco.

25 Segun una configuracion, el angulo de ataque respecto a la lmea de quilla de la pala de timon correspondiente disminuye con distancia creciente del casco del barco. La pala de timon esta torsionada por tanto de modo que cerca del casco esta presente un angulo de ataque mayor, que entonces disminuye con alejamiento creciente del casco del barco, es decir, hacia abajo.

30 Segun una forma de realizacion, el angulo de ataque o angulo de torsion se situa entre 2 grados y 20 grados. A este respecto, el valor mayor esta habitualmente cerca del casco del barco y el mas pequeno en la zona inferior de la pala de timon. Por ejemplo, el angulo del casco del barco pude caer de 20 grados en el casco o cerca del casco a 5 grados en el extremo inferior, o en otro ejemplo de 10 grados a 2 grados.

35 Segun una configuracion, el angulo de ataque o angulo de torsion en la zona cerca del casco es de 10 grados a 20 grados y en la zona alejada del casco es de 2 grados a 5 grados.

Preferiblemente dos timones estan dispuestos respectivamente de forma simetrica en ambos lados de la lmea de quilla. Por consiguiente un timon se situa en la direccion de marcha a la derecha y por consiguiente en el lado de 40 estribor del barco y un homologo a el se situa en el lado opuesto de la lmea de quilla, pero por lo demas en el mismo punto. Dos timones semejantes tambien estan disenados preferentemente de forma simetrica entre sf, a saber de forma simetrica especular.

Preferentemente como accionamiento para el barco esta previsto al menos un rotor Magnus. Un rotor Magnus 45 semejante genera una propulsion para el barco bajo uso del efecto Magnus. Por ejemplo, se usa un cilindro que gira de forma rapida, dispuesto verticalmente, alrededor del que fluye el viento. Segun la direccion del viento y direccion de giro se produce una propulsion para el barco. Por consiguiente no tiene lugar un accionamiento mediante un movimiento de helice y el flujo del agua en la zona de casco se ajusta esencialmente a la marcha del barco a traves del agua y el perfil de flujo se determina por la geometna del casco del barco. Las palas de timon estan disenadas 50 correspondientemente. Otros efectos ventajosos tambien se pueden producir cuando se usan otros tipos de accionamiento, que no intervienen o no esencialmente en el flujo del agua en la zona del casco. Segun una forma de realizacion tambien puede estar prevista una helice, por ejemplo, como accionamiento auxiliar. En este caso el diseno de la pala de timon o de las palas de timon se realiza, no obstante, preferentemente en el caso de una helice no accionada, que para ello esta p. ej. en marcha en vacrn.

55

Con esta descripcion se transmiten cuatro dibujos. Estos estan designados con figura 4, figura 3, figura 2, figura 1.

En el dibujo de la figura 4 esta representada la zona de popa del barco con dos palas de timon, que estan dispuestas en ambos lados lateralmente junto a la lmea de quilla del barco. Una de las palas de timon esta dispuesta 60 a la izquierda, es decir, en el lado de babor de la lmea de quilla, mientras que la segunda pala de timon a la derecha,

es dedr, el lado de estribor de la lmea de quilla. Si el barco es un velero puro, segun podna indicar el presente dibujo, o si todav^a esta presente al menos una helice con otra pala de timon (p. ej. exactamente en la lmea de quilla), para la presente invencion es completamente insignificante, pero no esta excluida.

5 El dibujo de la figura 3 muestra otra vista de popa del barco, sin embargo, desde una perspectiva algo modificada. En este dibujo se puede reconocer adecuadamente que la pala de timon (izquierda) en el lado de babor esta torsionada hacia la derecha, es decir, hacia la lmea de quilla mientras que la pala de timon (derecha) en el lado de estribor esta torsionada hacia la izquierda, es decir, igualmente hacia la lmea de quilla. Ademas, se puede reconocer adecuadamente que el angulo de ataque o el angulo de torsion de cada pala de timon disminuye con alejamiento 10 creciente del casco. Pero en el ejemplo de realizacion concreto tampoco alcanza cero grados en el extremo inferior (alejado del casco) de la pala de timon, sino que siempre tiene todavfa un angulo de 2 grados.

En las figuras 3 y 4 se puede reconocer ademas, que delante de los timones no esta montada una helice. En general no esta presente una helice en la forma de realizacion representada.

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La figura 2 muestra solo las dos palas de timon sin el casco (situado por encima). En este dibujo se puede reconocer de nuevo adecuadamente la torsion. La mirada de este dibujo esta dirigida de nuevo desde atras en la popa del barco.

20 La figura 1 muestra igualmente solo las palas de timon segun la invencion, sin embargo, en una vista desde abajo, de modo que entre estas palas de timon se podna ver la quilla del barco. Aqrn se puede reconocer de forma especialmente clara el alabeo en el borde posterior de las palas de timon (en la figura abajo).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Barco con al menos dos palas de timon torsionadas, dispuestas para el control del barco, que estan

previstas decaladas lateralmente respecto a la lmea de quilla, caracterizado porque la torsion de las palas de timon

5 esta adaptada al desarrollo, provocado por la geometna del casco, del flujo del agua en la zona de la pala de timon correspondiente, que se produce por la marcha del barco a traves del agua en una posicion de timon de cero grados, de modo que, en el caso de una posicion de timon ajustada a la marcha en lmea recta, el angulo de afluencia en las palas de timon tambien es cero grados, cuando delante de las palas de timon en la direccion de marcha del barco no esta montada una helice en funcionamiento.

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2. Barco segun la reivindicacion 1, en el que las palas de timon presentan un angulo de ataque hacia la lmea de quilla, de modo que la pala de timon correspondiente senala hacia la lmea de quilla en la direccion de flujo en el caso de marcha hacia delante del barco.

15 3. Barco segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que uno o el angulo de ataque respecto a la

lmea de quilla de la pala de timon correspondiente disminuye con distancia creciente del casco del barco.
4. Barco segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que uno o el angulo de ataque o angulo de

torsion esta entre 2 grados y 20 grados.

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5. Barco segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que uno o el angulo de ataque o angulo de torsion en la zona cerca de casco es de 10 grados hasta 20 grados y en la zona alejada del casco de 2 grados a 5 grados.

25 6. Barco segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que estan dispuestos respectivamente dos

timones de forma simetrica en ambos lados de la lmea de quilla.
7. Barco segun una de las reivindicaciones anteriores, en el que como accionamiento para el barco esta

previsto al menos un rotor Magnus.

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