ES2709984T3 - Unidad de propulsión para vehículo acuático que comprende un cárter móvil y un módulo de acondicionamiento de fluido hidráulico - Google Patents

Unidad de propulsión para vehículo acuático que comprende un cárter móvil y un módulo de acondicionamiento de fluido hidráulico Download PDF

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Abstract

Unidad (2) de propulsión para vehículo acuático que comprende un cárter móvil (3), un árbol (20) de accionamiento montado rotatorio en el interior del cárter móvil (3) por medio de al menos un cojinete (26, 28) de árbol que comprende un espacio cerrado (40, 42) previsto para contener un fluido hidráulico, una máquina eléctrica (30) que es adecuada para accionar el árbol (20) de accionamiento en rotación con respecto al cárter móvil (3), comprendiendo la unidad (2) de propulsión un circuito (58, 59) de alimentación adecuado para alimentar el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de árbol con fluido hidráulico, caracterizada porque el cárter móvil (3) está dotado de un cojinete (14) de azimut que consta de un volumen cerrado (38) previsto para contener un fluido hidráulico, y porque el circuito (58, 59) de alimentación comprende un conducto de alimentación que conecta el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de árbol y el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut.

Description

DESCRIPCION
Unidad de propulsion para vetnculo acuatico que comprende un carter movil y un modulo de acondicionamiento de fluido hidraulico
La presente invencion se refiere al campo de las unidades de propulsion para vetnculos acuaticos, tales como buques, submarinos o incluso plataformas petroleras.
Estas unidades de propulsion, tambien conocidas por la denominacion anglosajona "Propulsion Oriented Drive" o "POD", de manera general, comprenden un carter movil montado con una conexion pivotante con respecto a un elemento del casco del vetnculo acuatico. El elemento del casco puede ser, por ejemplo, la popa o bien la proa de un buque. La unidad de propulsion incluye un elemento de propulsion, que puede ser, por ejemplo, una helice, unida a un arbol de accionamiento montado rotatorio en el interior del carter movil y que puede ser accionado en rotacion por medio de una maquina electrica.
Con el fin de suministrar la conexion de pivote entre el carter movil y el elemento del casco, la unidad de propulsion incluye al menos un cojinete rotatorio de azimut. Para limitar el rozamiento, el cojinete de azimut incluye generalmente un volumen cerrado que contiene un fluido hidraulico, tal como aceite o agua.
Por otra parte, pueden utilizarse unos cojinetes rotatorios de arbol para permitir la rotacion del arbol de accionamiento con respecto al carter movil. Estos cojinetes de arbol estan montados entre el arbol de accionamiento y el carter movil y pueden comprender un espacio cerrado que tambien contenga un fluido hidraulico, tal como aceite o agua. Unos dispositivos de estanqueidad, tales como unas juntas de estanqueidad, delimitan estos espacios cerrados y tienen la funcion de impedir fugas de fluido hidraulico desde dichos espacios cerrados.
Los cojinetes de arbol con frecuencia estan sometidos a fuertes tensiones, concretamente, cuando se implementa la rotacion del arbol de accionamiento y del elemento de propulsion durante largos periodos de tiempo. Estas tensiones se traducen en un calentamiento del fluido hidraulico contenido en el espacio cerrado y en la perdida de sus propiedades lubricantes. De ello resulta un desgaste prematuro de los cojinetes de arbol.
Para resolver este inconveniente, se puede prever un modulo de acondicionamiento del fluido hidraulico contenido en el espacio cerrado del cojinete de arbol. El modulo de acondicionamiento, generalmente, esta disenado de manera que se pueda extraer fluido hidraulico de los espacios cerrados de los cojinetes de arbol, que se pueda acondicionar el fluido hidraulico extrafdo y que se pueda alimentar, a continuacion, el espacio cerrado de los cojinetes de arbol con el fluido hidraulico acondicionado.
Habida cuenta de la congestion que genera, el modulo de acondicionamiento, generalmente, se dispone en el exterior del carter movil y en el interior del vetnculo acuatico. Se preven entonces unos circuitos con el fin de conectar fluidamente el espacio cerrado de los cojinetes de arbol con el modulo de acondicionamiento. Estos circuitos se presentan en forma de conductos que comprenden una parte contenida en el carter movil y conectada a un espacio cerrado de un cojinete de arbol y una parte contenida en el vetnculo acuatico, en el exterior del carter movil y conectada al modulo de acondicionamiento. Una dificultad reside en el hecho de que tal conducto esta presente en dos piezas moviles la una con respecto a la otra. Para superar esta dificultad, por lo general, el conducto pasa por el interior del cojinete de azimut.
Para cada cojinete de arbol, en general son necesarios dos conductos distintos el uno del otro, estando el primero previsto para llevar el fluido hidraulico desde el espacio cerrado hacia el modulo de acondicionamiento, estando el segundo previsto para llevar el fluido hidraulico en sentido inverso.
La solucion que consiste en utilizar un modulo de acondicionamiento presenta, por tanto, principalmente el inconveniente de generar una congestion importante, siendo este inconveniente tanto o mas importante cuando el modulo de acondicionamiento esta conectado a los espacios cerrados de los cojinetes de arbol por unos conductos que pasan por el interior del cojinete de azimut. Otro inconveniente es que la utilizacion de un modulo de acondicionamiento conectado a los espacios cerrados de los cojinetes de arbol por unos conductos de gran longitud conlleva la aparicion de una sobrepresion en el interior de los espacios cerrados de los cojinetes de arbol. Por lo general, esto tiene como resultado un funcionamiento menos eficaz y un desgaste prematuro de los dispositivos de estanqueidad que delimitan dichos espacios cerrados.
El documento WO 2009/127774 A1 divulga las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1.
La presente invencion tiene por objetivo remediar estos inconvenientes.
De manera mas particular, la presente invencion busca prever una unidad de propulsion que permita implementar un acondicionamiento del fluido hidraulico utilizado para lubricar los cojinetes de arbol, que genere una congestion limitada y tenga un diseno simplificado, a la vez que limite la aparicion de una sobrepresion en el interior de los espacios que contienen este fluido hidraulico.
Segun un primer aspecto de la invencion, se propone una unidad de propulsion para vetnculos acuaticos que comprende un carter movil dotado de un cojinete de azimut que incluye un volumen cerrado previsto para contener un fluido hidraulico, un arbol de accionamiento montado rotatorio en el interior del carter movil por medio de al menos un cojinete de arbol que comprende un espacio cerrado previsto para contener un fluido hidraulico, una maquina electrica que es adecuada para accionar el arbol de accionamiento en rotacion con respecto al carter movil, incluyendo, ademas, la unidad de propulsion un circuito de alimentacion adecuado para alimentar el espacio cerrado del cojinete de arbol con fluido hidraulico.
Segun una caractenstica general de esta unidad de propulsion, el circuito de alimentacion comprende un conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut. Al utilizar tal conducto de alimentacion, es posible suministrar fluido hidraulico procedente del cojinete de azimut al cojinete de arbol. Al hacerlo, se inyecta fluido hidraulico refrigerado en el espacio cerrado del cojinete de arbol, lo que permite sustituir el acondicionamiento por medio de un modulo de acondicionamiento y de un conducto que conecta directamente el espacio cerrado al modulo de acondicionamiento.
Segun un modo de realizacion, el cojinete de azimut esta previsto con vistas al montaje de la unidad de propulsion en conexion pivotante con respecto a un elemento del casco del vehuculo acuatico, estando el arbol de accionamiento destinado a permitir el accionamiento de un elemento de propulsion. El elemento de propulsion puede ser, por ejemplo, una helice o un rotor de bomba.
Preferentemente, la unidad de propulsion comprende un circuito de evacuacion adecuado para extraer fluido hidraulico desde el espacio cerrado, comprendiendo el circuito de evacuacion un conducto de evacuacion que conecta el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut.
De este modo, se puede establecer un bucle de circulacion entre el volumen cerrado del cojinete de azimut y el espacio cerrado del cojinete de arbol, para permitir una alimentacion continua de fluido hidraulico refrigerado en el espacio cerrado del cojinete de arbol.
En algunos casos, la inyeccion de fluido hidraulico procedente del volumen cerrado del cojinete de arbol puede resultar insuficiente para mantener el fluido hidraulico del cojinete de arbol en buenas condiciones.
Entonces es posible prever un modulo de acondicionamiento de fluido hidraulico situado en el vetuculo acuatico y en el exterior del carter movil y que incluya un refrigerador y una bomba de circulacion adecuada para generar un caudal de fluido hidraulico procedente del volumen cerrado a traves del refrigerador y luego, hacia el volumen cerrado.
Se realiza asf el acondicionamiento del fluido hidraulico contenido en el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut, por medio de un unico modulo de acondicionamiento de fluido hidraulico. Ademas, utilizando un conducto que conecta el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut y un modulo de acondicionamiento conectado al volumen cerrado del cojinete de azimut, se puede acondicionar el fluido hidraulico que sirve para lubricar los cojinetes de arbol absteniendose de hacer pasar unos conductos por el interior del cojinete de azimut o de instalar conductos en dos piezas moviles la una con respecto a la otra.
En otro modo de realizacion, el volumen cerrado del cojinete de azimut comprende un espacio de rodamiento que se extiende radialmente entre un anillo interior unido al carter movil y un anillo exterior unido a un elemento del casco del vehfculo acuatico y que comprende una pluralidad de elementos de rodamiento.
En un modo de realizacion, una bomba hidraulica esta montada en el conducto de alimentacion.
En otro modo de realizacion, el circuito de evacuacion comprende un conducto de evacuacion que conecta el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut, estando una bomba hidraulica montada en el conducto de evacuacion.
Ademas, se puede prever que el espacio cerrado del cojinete de arbol este delimitado al menos parcialmente por una pared termicamente conductora del carter movil, comprendiendo dicha pared termicamente conductora una superficie en contacto con el exterior del carter movil.
Segun un modo de realizacion, al menos uno de los conductos de alimentacion y/o de evacuacion esta al menos parcialmente delimitado por una pared termicamente conductora que comprende una superficie en contacto con el exterior del carter movil.
Ventajosamente, el volumen cerrado del cojinete de azimut esta delimitado al menos parcialmente por una pared termicamente conductora que comprende una superficie en contacto con el exterior del carter movil.
La pared termicamente conductora puede entonces estar realizada de un material metalico y tener un espesor medio comprendido entre 20 mm y 300 mm.
Ademas, es posible prever unos medios para inyectar aire a presion en el interior del carter movil.
Se puede, asimismo, prever unos medios para inyectar aire a presion en el interior del volumen cerrado.
En un modo de realizacion ventajoso, la unidad de propulsion comprende dos cojinetes de arbol montados en el arbol de accionamiento a cada lado de la maquina electrica, incluyendo cada cojinete de arbol un espacio cerrado, comprendiendo el circuito de alimentacion un primer conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado de uno de los cojinetes de arbol al volumen cerrado del cojinete de azimut, un segundo conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado del otro de los cojinetes de arbol al volumen cerrado del cojinete de azimut, comprendiendo el primer conducto de alimentacion y el segundo conducto de alimentacion una porcion comun, estando una bomba hidraulica montada en la porcion comun.
Preferentemente, la porcion comun se extiende entre el volumen cerrado del cojinete de azimut y un punto de bifurcacion, formando el primer conducto de alimentacion una porcion entre el punto de bifurcacion y el espacio cerrado distinta del segundo conducto de alimentacion.
En otro modo de realizacion, un extremo del arbol de accionamiento esta destinado a estar equipado con un elemento de propulsion, estando delimitado el espacio cerrado del cojinete de arbol, que esta situado entre la maquina electrica y el extremo opuesto, al menos parcialmente por una pared termicamente conductora del carter movil, siendo dicha pared termicamente conductora una pared frontal del carter movil y comprendiendo una superficie en contacto con el exterior del carter movil.
El elemento de propulsion puede ser, como alternativa, una helice o el rotor de una bomba. El extremo del arbol que esta destinado a estar equipado con un elemento de propulsion puede, para este fin, extenderse axialmente desde el cojinete de arbol al que es adyacente mas de lo que se extiende el otro extremo, de manera que presente una superficie cilmdrica de fijacion del elemento de propulsion.
Otros objetivos, caractensticas y ventajas de la invencion se apreciaran con la lectura de la siguiente descripcion, aportada unicamente a modo de ejemplo no limitativo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos en los que: - la figura 1 representa esquematicamente una unidad de propulsion segun un unico modo de realizacion de la invencion, y
- la figura 2 es un esquema hidraulico de la unidad de propulsion de la figura 1.
En la figura 1 se ha representado una unidad 2 de propulsion incorporada en un buque (no representado). La unidad 2 de propulsion esta constituida concretamente por un carter movil 3 que se extiende sobresaliendo y hacia el exterior desde un elemento del casco 4 del buque, en este caso concreto, la popa del buque. Con referencia a la figura 1, el espacio situado por encima del elemento del casco 4 corresponde al volumen interior del casco, correspondiendo el espacio situado por debajo al volumen exterior del casco 4.
La unidad 2 de propulsion incluye una parte superior 6 unida al carter movil 3 e introducida en el interior de una perforacion 8 practicada en el elemento del casco 4. La parte superior 6 incluye una porcion cilmdrica 10. La perforacion 8 incluye una porcion cilmdrica 12 situada enfrente de la porcion cilmdrica 10. Un cojinete rotatorio de azimut 14 esta dispuesto entre las porciones cilmdricas 10 y 12. El cojinete 14 de azimut puede ser, por ejemplo, un cojinete de rodamiento, que incluye un anillo interior (no representado) unido a la porcion cilmdrica 10 y un anillo exterior (no representado) unido a la porcion cilmdrica 12. Un espacio de rodamiento (no representado) esta definido y situado radialmente entre las porciones cilmdricas 10 y 12. En el interior del espacio de rodamiento estan dispuestos unos elementos de rodamiento (no representados) que pueden ser rodillos, bolas o agujas.
Como alternativa, se puede contemplar, sin salirse del ambito de la invencion, un cojinete de azimut con otro diseno. Por ejemplo, el cojinete 14 de azimut puede comprender unas almohadillas. Segun un diseno de este tipo, el cojinete 14 comprende una pieza anular interior unida a la porcion cilmdrica 10 y una pieza anular exterior unida a la porcion cilmdrica 12, estando la pieza anular interior y la pieza anular exterior directamente en contacto o practicamente en contacto la una con la otra.
Gracias al cojinete 14 de azimut, la unidad 2 de propulsion puede pivotar alrededor del eje de guinada del buque, con el fin de orientar la unidad de propulsion. Un motor 16, en este caso concreto, una maquina electrica, se dispone en el interior del elemento del casco 4 y se asocia con un elemento 18 de transmision con el fin de accionar la parte superior 6 y el carter movil 3 en rotacion.
Un arbol 20 de accionamiento montado en el interior del carter movil 3 incluye un primer extremo 22 y un segundo extremo 24, opuesto al primer extremo 22. Una helice 25 esta montada en el primer extremo 22 y se extiende con respecto al eje del arbol 20. Aunque, en el modo de realizacion ilustrado, se utiliza una helice para equipar la unidad de propulsion, se puede contemplar cualquier otro tipo de elemento de propulsion sin salirse del ambito de la invencion, como, por ejemplo, el rotor de una bomba. El arbol 20 esta montado rotatorio con respecto al carter movil 3 e incluye a este respecto unos cojinetes rotatorios de arbol. En este caso concreto, se ha previsto un primer cojinete 26 de arbol situado proximo al primer extremo 22 y un segundo cojinete 28 de arbol situado proximo al segundo extremo 24. Gracias a los cojinetes 26 y 28 de arbol, el arbol 20 de accionamiento y la helice 25 pueden ser accionados en rotacion alrededor del eje del arbol 20, con respecto al carter movil 3.
Los cojinetes 26 y 28 de arbol son, en el ejemplo de realizacion ilustrado, unos cojinetes de rodamiento que comprenden, cada uno, un anillo interior (no representado) unido al arbol 20, un anillo exterior (no representado) unido al carter movil 3. Un espacio de rodamiento (no representado) esta definido y radialmente delimitado por el anillo interior y el anillo exterior. Una pluralidad de elementos de rodamiento (no representados) se dispone en el interior del espacio de rodamiento. Los elementos de rodamiento pueden ser, en particular, unas bolas, unos rodillos o bien unas agujas. Al igual que para el cojinete 14 de azimut, es posible, sin salirse del ambito de la invencion, contemplar que los cojinetes 26 y 28 de arbol sean cojinetes con un diseno diferente, como cojinetes con almohadillas.
Se ha previsto una maquina electrica 30 para accionar al arbol 20 y a la helice 25 en rotacion. La maquina electrica 30 se dispone axialmente entre el cojinete 26 de arbol y el cojinete 28 de arbol. La maquina electrica 30 incluye un estator 32 unido al carter movil 3 y un rotor 34 unido al arbol 20 de accionamiento.
Un fluido hidraulico, por ejemplo, aceite, se introduce en el interior del espacio de rodamiento del cojinete 14 de azimut, del cojinete 26 de arbol y del cojinete 28 de arbol con el fin de limitar el rozamiento entre el anillo interior, el anillo exterior y los elementos de rodamiento. Por otra parte, se utiliza el mismo fluido hidraulico para lubricar cada uno de los cojinetes 14, 26 y 28. En caso de que uno de los cojinetes 14, 26 y 28 sea un cojinete con almohadillas, el fluido hidraulico se utiliza para crear un hilo fino de fluido lubricante entre los anillos, practicamente en contacto el uno con el otro.
Se ha previsto un modulo 36 de acondicionamiento de fluido hidraulico, en el interior del elemento del casco 4. El modulo 36 de acondicionamiento desempena la funcion de asegurar el acondicionamiento del fluido hidraulico utilizado para lubricar los cojinetes 14, 26 y 28, con el fin de que este fluido hidraulico conserve unas buenas propiedades lubricantes.
Ventajosamente, el modulo 36 de acondicionamiento incluye unos medios para refrigerar el fluido hidraulico. El modulo 36 de acondicionamiento puede comprender, por ejemplo, un intercambiador de calor, por medio del cual se puede refrigerar el fluido hidraulico caliente con un lfquido refrigerante que circula por un circuito de refrigeracion independiente. El modulo 36 de acondicionamiento tambien puede comprender una bomba de circulacion acoplada a un motor para hacer circular el fluido hidraulico por el intercambiador de calor.
La figura 2 es un esquema hidraulico que ilustra los intercambios de fluido hidraulico entre los cojinetes 14, 26 y 28 y el modulo 36 de acondicionamiento.
Se ha previsto un volumen cerrado 38 y esta situado al menos parcialmente en el interior del elemento del casco 4 y/o del carter movil 3 con el fin de contener el fluido hidraulico que sirve para lubricar el cojinete 14 de azimut. El volumen cerrado 38 contiene el espacio de rodamiento del cojinete 14 de azimut. El volumen cerrado 38 se vuelve estanco por medio de unas juntas de estanqueidad (no representadas).
Se ha previsto un espacio cerrado 40 en el interior del carter movil 3 con el fin de contener el fluido hidraulico que sirve para lubricar el cojinete 26 de arbol. Al igual que el volumen cerrado 38, el espacio cerrado 40 contiene el espacio de rodamiento del cojinete 26 de arbol. El espacio cerrado 40 se vuelve estanco por medio de unas juntas de estanqueidad (no representadas).
De la misma forma, se ha previsto un espacio cerrado 42 en el interior del carter movil 3 con el fin de contener el fluido hidraulico que sirve para lubricar el cojinete 28 de arbol. Para este proposito, el espacio cerrado 42 contiene el espacio de rodamiento del cojinete 28 de arbol. El espacio cerrado 42 tambien se vuelve estanco por medio de unas juntas de estanqueidad (no representadas).
Con el fin de asegurar el acondicionamiento del fluido hidraulico contenido en el volumen cerrado 38 por el modulo 36 de acondicionamiento, se ha previsto un bucle 44 de acondicionamiento. El bucle 44 de acondicionamiento esta situado en el interior del elemento del casco 4 e incluye una tubena 46. La tubena 46 esta conectada fluidamente por cada uno de sus extremos al volumen cerrado 38. Una bomba 48 esta montada en la tubena 46 y esta acoplada mecanicamente a un motor 50, de manera que pueda generar un flujo de fluido hidraulico en el interior de la tubena 46. Una valvula antirretorno 52 esta montada en la tubena 46, de manera que el flujo de fluido hidraulico en el interior de la tubena 46 solo pueda generarse en un unico sentido (de derecha a izquierda, en la figura 2). Ademas, una ramificacion 54 acoplada a una valvula selectiva 56 esta montada en la tubena 46. La ramificacion 54 y la valvula 56 permiten extraer el fluido hidraulico que circula por el interior de la tubena 46, suministrar el fluido hidraulico asf extrafdo al modulo 36 de acondicionamiento con vistas a su acondicionamiento y, por ultimo, restituir el fluido hidraulico acondicionado por el modulo 36 en la tubena 46.
De este modo, gracias al modulo 36 de acondicionamiento y al bucle 44 de acondicionamiento, el fluido hidraulico contenido en el volumen cerrado 38 del cojinete 14 de azimut puede extraerse a traves de la tubena 46, acondicionarse mediante el modulo 36 de acondicionamiento y, por ultimo, restituirse al volumen cerrado 38. Ademas, la tubena 46 del bucle 36 de acondicionamiento esta situada mtegramente en el interior del elemento del casco 4.
En el interior del carter movil 3, se ha previsto una pluralidad de circuitos que conectan los espacios cerrados 40 y 42 con el volumen cerrado 38. De manera mas particular, para cada espacio cerrado 40 y 42, se ha previsto, respectivamente, un circuito de alimentacion y un circuito de evacuacion de fluido hidraulico. El circuito de alimentacion esta disenado de manera que pueda suministrar fluido hidraulico procedente del volumen cerrado 38 al espacio cerrado 40, 42 correspondiente. En contrapartida, el circuito de evacuacion esta previsto con el fin de extraer fluido hidraulico desde el espacio cerrado 40, 42 correspondiente y restituirlo al volumen cerrado 38.
El circuito de alimentacion del espacio cerrado 40 del cojinete 26 de arbol incluye un conducto 58 de alimentacion. El conducto 58 de alimentacion esta conectado, por una parte, al volumen cerrado 38 y, por otra parte, esta conectado al espacio cerrado 40. Asimismo, el circuito de alimentacion del espacio cerrado 42 del cojinete 28 de arbol incluye un conducto 59 de alimentacion, que esta conectado, por una parte, al volumen cerrado 38 y, por otra parte, esta conectado al espacio cerrado 42. El conducto 58 comprende unos medios para hacer circular, en un unico sentido, fluido hidraulico desde el volumen cerrado 38 hacia el espacio cerrado 40. Asimismo, el conducto 59 comprende unos medios para hacer circular en un unico sentido fluido hidraulico desde el volumen cerrado 38 hacia el espacio cerrado 42.
En el modo de realizacion representado en la figura 2, los conductos 58 y 59 comprenden una porcion comun 60. La porcion comun 60 se extiende desde el volumen cerrado 38 hasta una valvula 62 de tres vfas. Una bomba 64 acoplada mecanicamente con un motor 66 esta montada en la porcion comun 60. Una valvula 68 antirretorno esta montada en la porcion comun 60, entre la bomba 64 y la valvula 62 de tres vfas. La valvula 68 restringe el sentido de circulacion del fluido hidraulico en el interior de la porcion comun 60 en sentido unico desde el volumen cerrado 38 hacia la valvula 62 de tres vfas (de izquierda a derecha y de arriba a abajo en la figura 2). De este modo, la porcion comun 60 esta situada aguas arriba de la valvula 62 de tres vfas.
Aguas abajo de la valvula 62 de tres vfas, el conducto 58 incluye una porcion 70 que se extiende desde la valvula 62 de tres vfas hasta el espacio cerrado 40. Asimismo, aguas abajo de la valvula 62 de tres vfas, el conducto 59 incluye una porcion 72 que se extiende desde la valvula 62 de tres vfas hasta el espacio cerrado 42. De este modo, las porciones 70 y 72 respectivas de los conductos 58 y 59, que estan situadas aguas abajo de la valvula 62 de tres vfas, son totalmente distintas la una de la otra.
Aunque, en el modo de realizacion ilustrado, se utilice una valvula de tres vfas para distribuir el fluido hidraulico de la porcion comun en las distintas porciones, es posible, sin salirse del ambito de la invencion, contemplar cualquier otro tipo de organo de distribucion, como otra valvula controlada, una mariposa controlada, un distribuidor controlado... En vista de lo anterior, en este modo de realizacion, los circuitos de alimentacion de los espacios cerrados 40 y 42 comprenden una porcion comun y una porcion distinta. La porcion comun presenta, en particular, la ventaja de reducir la congestion y los costes de diseno, dando por supuesto que es necesaria una sola bomba y una sola valvula antirretorno. No obstante, como alternativa, es posible contemplar, sin salirse del ambito de la invencion, unos circuitos de alimentacion respectivos de los espacios cerrados 40 y 42 totalmente distintos el uno con respecto al otro. En tal modo de realizacion, cada circuito de alimentacion de un espacio cerrado 40, 42 incluye un conducto distinto que conecta el volumen cerrado 38 al espacio cerrado 40, 42 correspondiente, disponiendose una bomba y una valvula antirretorno en cada uno de los conductos. Tal modo de realizacion alternativo, aunque genera mas congestion y precisa un diseno de mayor nivel, permite controlar de manera mas fina los intercambios de fluido hidraulico entre el volumen cerrado 38 y los espacios cerrados 40 y 42.
El circuito de evacuacion del espacio cerrado 40 del cojinete 26 de arbol incluye un conducto 74 de evacuacion fluidamente conectado, por una parte, al espacio cerrado 40 y, por otra parte, al volumen cerrado 38. Una valvula 76 antirretorno esta dispuesta en el conducto 74, de manera que el fluido hidraulico solo pueda circular por el conducto de evacuacion 74 en un unico sentido, desde el espacio cerrado 40 hacia el volumen cerrado 38.
Asimismo, el circuito de evacuacion del espacio cerrado 42 del cojinete 28 de arbol incluye un conducto 78 de evacuacion fluidamente conectado, por una parte, al espacio cerrado 42 y, por otra parte, al volumen cerrado 38. El circuito 78 incluye una valvula 80 antirretorno, montada de manera que el fluido hidraulico solo pueda circular por el conducto de evacuacion 78 en un unico sentido, desde el espacio cerrado 42 hacia el volumen cerrado 38.
De esta manera, para cada uno de los espacios cerrados 40, 42, el circuito de alimentacion y el circuito de evacuacion establecen un bucle de intercambio de fluido hidraulico con el volumen cerrado 38. Este intercambio esta controlado por el motor 66 y la valvula 62 de tres vfas. En particular, controlando la valvula 62 de tres vfas, el motor 66 y el bucle 44 de acondicionamiento correctamente, es posible alimentar el espacio cerrado 40 y/o 42 con fluido hidraulico procedente del modulo 36 de acondicionamiento y evacuar del espacio cerrado 40 y/o 42 fluido hidraulico con el fin de restituirlo al modulo 36 para su acondicionamiento.
En este modo de realizacion, el montaje de la bomba en los circuitos 58 y 59 de alimentacion es interesante ya que permite disponer la bomba en la parte superior de la unidad de propulsion comprendida entre el elemento del casco 4 y el arbol 20 de accionamiento que comprende mas espacio libre. Se podna contemplar, sin salirse de la invencion, una variante de modo de realizacion en el que los conductos de evacuacion comprendan una porcion comun y unas porciones distintas. En este modo de realizacion, como variante, la bomba se montana en la porcion comun de los conductos de evacuacion y de este modo, funcionana aspirando el fluido hidraulico contenido en los espacios cerrados 40 y 42 y no impulsandolo. De este modo, tal modo de realizacion alternativo presenta la ventaja de poder disminuir la presion de fluido hidraulico en los espacios cerrados 40 y 42, para preservar la duracion de la vida util de los dispositivos de estanqueidad que delimitan los espacios cerrados 40 y 42. No obstante, esta disposicion es mas delicada de implementar, habida cuenta del hecho de que la bomba y el motor asociado deben instalarse en la parte inferior de la unidad de propulsion situada por debajo del arbol 20 de accionamiento. Esta parte inferior contiene menos espacio libre que permita disponer la bomba y el motor.
Con el fin de facilitar aun mas la refrigeracion del fluido hidraulico, preferentemente, se disponen los espacios cerrados 40 y 42 proximos a las paredes destinadas a estar en contacto con el agua de mar. En el modo de realizacion ilustrado en la figura 1, estas paredes son las que delimitan el carter movil 3 y/o la unidad 2 de propulsion. Esta disposicion es ventajosa en la medida en la que, estas paredes que comprenden una superficie en contacto con el agua marina, refrigeran el fluido hidraulico contenido en los espacios cerrados 40 y 42. Para beneficiarse plenamente de esta ventaja, los espacios cerrados 40 y 42 estan delimitados al menos parcialmente por unas paredes que delimitan el carter movil 3. En el modo de realizacion particular, ilustrado en la figura 1, el espacio cerrado 42 del cojinete de arbol 28 esta delimitado parcialmente por la pared frontal 82 del carter movil 3.
De la misma manera, los conductos 58, 59, 74 y 78 pueden estar al menos parcialmente delimitados por una pared del carter movil 3. De este modo, en el modo de realizacion ilustrado en la figura 1, la porcion comun 60 esta parcialmente delimitada por la pared frontal 84 del carter movil 3.
De la misma manera, es posible disponer el volumen cerrado 38 de modo que este este al menos parcialmente delimitado por una pared destinada a estar en contacto con el agua marina. En el caso del volumen cerrado 38, esta pared puede ser una pared del elemento del casco 4 o del carter movil 3. En el modo de realizacion ilustrado en la figura 1, el volumen cerrado 38 esta parcialmente delimitado por las superficies 86 y 88 respectivas del elemento del casco 4 y del carter movil 3.
De este modo, segun esta disposicion, los espacios, el volumen y los conductos que contienen fluido hidraulico 40, 42, 58, 59, 74, 78 y 38 estan delimitados parcialmente por unas paredes refrigeradas por el agua marina. De ello resulta una refrigeracion del fluido hidraulico independientemente del funcionamiento del modulo 36 de acondicionamiento. Cuando estas paredes son las paredes frontales de la unidad 2 de propulsion y son axialmente opuestas a la helice 25, como es el caso de la pared 82 o de la pared 84, el agua marina que entra en contacto con la superficie de la pared esta a una presion mayor. La refrigeracion se vuelve aun mas eficaz.
Ventajosamente, estas paredes estan realizadas con un material termicamente conductor, por ejemplo, de un material metalico tal como el acero, el acero inoxidable o bien una aleacion de cobre. Con el fin de aumentar aun mas la conductividad termica, a la vez que se mantiene una buena solidez del carter movil 3, las paredes 86 y 88 que delimitan el volumen cerrado 38 tienen un espesor medio comprendido entre 50 mm y 300 mm, y las paredes 82 y 84 que delimitan respectivamente el espacio cerrado 42 y la porcion comun tienen un espesor medio comprendido entre 20 mm y 70 mm.
Con el fin de mejorar la estanqueidad entre el interior y el exterior del carter movil 3, se puede inyectar aire a presion. Al hacerlo, se disminuye la presion diferencial entre el volumen interior del carter movil 3 y la presion estatica del agua marina al nivel de la unidad 2 de propulsion.
Ventajosamente, la unidad 2 de propulsion tambien incluye unos medios para inyectar aire a presion en el volumen cerrado 38 del cojinete 14 de azimut, para aumentar artificialmente la presion de fluido hidraulico en el interior de los espacios cerrados 40 y 42 de los cojinetes 26 y 28 de arbol con vistas a su vaciado. Tambien es posible equilibrar la presion del fluido hidraulico en los espacios cerrados 40 y 42 con la presion en el exterior del carter movil 3, por ejemplo, la presion del agua marina, para mejorar la estanqueidad de los espacios cerrados 40 y 42.
Ademas o como alternativa, la unidad de propulsion puede incluir unos medios para inyectar aire a presion directamente en los espacios cerrados 40 y 42 de los cojinetes 26 y 28 de arbol, para aumentar directamente la presion de fluido hidraulico en el interior de los espacios cerrados 40 y 42 con vistas a su vaciado.
Por otra parte, la unidad 2 de propulsion incluye unos medios para inyectar aire a presion en el carter movil 3. Al inyectar aire de esta manera, se equilibra la presion interior del carter movil 3 con la presion exterior, por ejemplo, la presion del agua de mar. Se mejora asf la estanqueidad de los espacios cerrados 40 y 42.
Estableciendo un bucle de acondicionamiento del volumen cerrado del cojinete 14 de azimut y un bucle de intercambio entre los espacios cerrados 40 y 42 respectivos de los cojinetes 26 y 28 de arbol con el volumen cerrado 38 del cojinete 14 de azimut, es posible acondicionar, a la vez, el fluido hidraulico contenido en el volumen cerrado del cojinete de azimut y el fluido hidraulico contenido en los espacios cerrados de los cojinetes de arbol por medio del unico modulo 36 de acondicionamiento.
Ademas, el bucle 44 de acondicionamiento esta contenido mtegramente en el interior del elemento del casco 4, estando el bucle de intercambio constituido por los circuitos de alimentacion y de evacuacion de los espacios cerrados y estando contenido mtegramente en el carter movil 3. De este modo se evita tener que disenar y establecer, como habitualmente es necesario, un conducto que comprenda una parte situada en el interior del elemento del casco 4 y una parte situada en el interior del carter movil 3. Esto permite limitar la congestion y evitar la implementacion de un diseno complejo destinado a superar la dificultad de tener conductos contenidos en dos piezas moviles, la una con respecto a la otra.
Ademas, la utilizacion de conductos que no pasan por el interior del cojinete de azimut permite delimitar al menos parcialmente estos conductos mediante una pared en contacto con el agua marina, lo que permite una refrigeracion adicional del fluido hidraulico que circula por ellos. Esta constatacion tambien sirve para el volumen cerrado 38 y el espacio cerrado 42.
Al permitir una refrigeracion adicional gracias a unas paredes en contacto con el agua marina, es posible disminuir las dimensiones del modulo 36 de acondicionamiento, para disminuir la congestion que genera el mismo.
En el modo de realizacion ilustrado, se ha incorporado un modulo de acondicionamiento para acondicionar el fluido hidraulico de los cojinetes de arbol y del cojinete de azimut con el fin de garantizar el mejor funcionamiento posible de dichos cojinetes y aumentar la duracion de su vida util. No obstante, es posible, sin salirse del ambito de la invencion, contemplar un modo de realizacion alternativo en el que el acondicionamiento del fluido hidraulico se efectue mtegramente sin utilizar un modulo de acondicionamiento, por ejemplo, por medio de unas paredes 82, 84, 86 y 88 termicamente conductoras. Si bien tal modo de realizacion presenta el inconveniente de no optimizar el funcionamiento de los cojinetes tanto como lo hace el modo de realizacion ilustrado en las figuras, presenta la ventaja de permitir un acondicionamiento que vuelve practicamente inexistente la congestion ocasionada en el vetnculo acuatico.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Unidad (2) de propulsion para vetuculo acuatico que comprende un carter movil (3), un arbol (20) de accionamiento montado rotatorio en el interior del carter movil (3) por medio de al menos un cojinete (26, 28) de arbol que comprende un espacio cerrado (40, 42) previsto para contener un fluido hidraulico, una maquina electrica (30) que es adecuada para accionar el arbol (20) de accionamiento en rotacion con respecto al carter movil (3), comprendiendo la unidad (2) de propulsion un circuito (58, 59) de alimentacion adecuado para alimentar el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de arbol con fluido hidraulico, caracterizada porque el carter movil (3) esta dotado de un cojinete (14) de azimut que consta de un volumen cerrado (38) previsto para contener un fluido hidraulico, y porque el circuito (58, 59) de alimentacion comprende un conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de arbol y el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut.
2. Unidad (2) de propulsion segun la reivindicacion 1, que comprende un circuito (74, 78) de evacuacion adecuado para extraer fluido hidraulico desde el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de arbol, comprendiendo el circuito (74, 78) de evacuacion un conducto que conecta el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de arbol y el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut.
3. Unidad (2) de propulsion segun la reivindicacion 1 o 2, que comprende un modulo (36) de acondicionamiento de fluido hidraulico situado en el vetuculo acuatico y en el exterior del carter movil, y que incluye un refrigerador y una bomba (48) de circulacion adecuada para generar un caudal de fluido hidraulico procedente del volumen cerrado (38) a traves del refrigerador y luego hacia el volumen cerrado (38).
4. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut comprende un espacio de rodamiento que se extiende radialmente entre un anillo interior unido al carter movil (3) y un anillo exterior unido a un elemento (4) del casco del vetuculo acuatico y que comprende una pluralidad de elementos de rodamiento.
5. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende una bomba hidraulica (64) montada en el conducto de alimentacion.
6. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el circuito de evacuacion comprende un conducto de evacuacion que conecta el espacio cerrado del cojinete de arbol y el volumen cerrado del cojinete de azimut, estando una bomba hidraulica montada en el conducto de evacuacion.
7. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el espacio cerrado (42) del cojinete de arbol (28) esta delimitado al menos parcialmente por una pared (82) termicamente conductora del carter movil (3), comprendiendo dicha pared (82) termicamente conductora una superficie en contacto con el exterior del carter movil (3).
8. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el conducto de alimentacion y/o un conducto de evacuacion que conecta el espacio cerrado (40, 42) del cojinete (26, 28) de arbol y el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut esta delimitado, al menos parcialmente, por una pared (84) termicamente conductora que comprende una superficie en contacto con el exterior del carter movil (3).
9. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut esta delimitado, al menos parcialmente, por una pared (86, 88) termicamente conductora que comprende una superficie en contacto con el exterior del carter movil (3).
10. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en la que la pared (82, 84, 86, 88) termicamente conductora esta realizada de un material metalico y tiene un espesor medio comprendido entre 20 mm y 300 mm.
11. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende unos medios para inyectar aire a presion en el interior del carter movil (3).
12. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende unos medios para inyectar aire a presion en el interior del volumen cerrado (38).
13. Unidad (2) de propulsion segun la reivindicacion 12, que comprende dos cojinetes (26, 28) de arbol montados sobre el arbol (20) de accionamiento a cada lado de la maquina electrica (30), incluyendo cada cojinete (26, 28) de arbol un espacio cerrado (40, 42), comprendiendo el circuito (58, 59) de alimentacion un primer conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado (40) de uno de los cojinetes (26) de arbol al volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut, un segundo conducto de alimentacion que conecta el espacio cerrado (42) del otro de los cojinetes (28) de arbol al volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut, comprendiendo el primer conducto de alimentacion y el segundo conducto de alimentacion una porcion comun (60), estando una bomba hidraulica (64) montada en la porcion comun (60).
14. Unidad (2) de propulsion segun la reivindicacion 13, en la que la porcion comun (60) se extiende entre el volumen cerrado (38) del cojinete (14) de azimut y un punto de bifurcacion, formando el primer conducto de alimentacion una porcion (70, 72) entre el punto de bifurcacion y el espacio cerrado (40, 42) distinta del segundo circuito de alimentacion.
15. Unidad (2) de propulsion segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en la que un extremo (22) del arbol de accionamiento (20) esta destinado a estar equipado con un elemento de propulsion, estando el espacio cerrado (42) del cojinete de arbol (28), que esta situado entre la maquina electrica (30) y el extremo opuesto (24), al menos parcialmente delimitado por una pared termicamente conductora (82) frontal del carter movil (3), comprendiendo dicha pared (82) termicamente conductora una superficie en contacto con el exterior del carter movil (3).
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