ES2926250T3 - Sistema de escape - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de escape (24) para un motor de combustión (30) de una embarcación marina (1). El sistema de escape (24) incluye una disposición de redirección de flujo (48, 50, 56) en la trayectoria del flujo de gas de escape para restringir un flujo de líquido que fluye en la dirección de flujo inverso hacia la entrada del sistema de escape. La disposición de redirección de flujo incluye al menos una característica de redirección de flujo configurada para redirigir una primera corriente del líquido hacia la dirección de flujo hacia adelante para colisionar con una segunda corriente del flujo de líquido. Esto produce turbulencia y disipa la energía cinética del flujo de líquido entrante. La invención también se refiere a conjuntos de motores y embarcaciones marinas que tienen dichos sistemas de escape. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de escape

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de escape para una embarcación marina; y/o a un conjunto motor para una embarcación marina; y/o a una embarcación marina.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Con el fin de propulsar una embarcación marina, a menudo se fija un motor fueraborda a la popa de la embarcación. El motor fueraborda está formado, en general, por tres secciones: un cabezal motriz superior, que incluye un motor de combustión interna; una sección inferior, que incluye un cubo de una hélice; y una sección intermedia, que define la trayectoria del flujo del gas de escape, para transportar los gases de escape de la sección superior a la sección inferior.

Dichos motores fueraborda habitualmente expulsan la mayoría de sus gases de escape bajo el agua, a través de una salida del cubo de la hélice en la sección inferior. Asimismo, pueden estar dispuestas salidas adicionales de gases de escape, tanto por debajo como por encima de la línea de flotación, a través de las cuales pueden salir los gases de escape restantes no expulsados a través del cubo de la hélice.

Cuando la embarcación está estacionaria, el nivel de agua se encuentra, habitualmente, por debajo del motor. Sin embargo, cuando la embarcación se mueve repentinamente desde un movimiento hacia delante a punto muerto o a marcha atrás, la ola que se arrastra detrás de la embarcación puede alcanzar rápidamente el motor fueraborda, lo que eleva el nivel del agua en el interior del motor fueraborda, específicamente en el interior de la sección central del motor fueraborda. Dicho aumento en el nivel del agua también se puede producir cuando una ola de origen externo llega al motor fueraborda, o cuando una embarcación estacionaria da marcha atrás repentina y rápidamente. Este aumento en el nivel del agua en el interior de la sección intermedia puede causar problemas. Por un lado, una contrapresión repentina creada en la trayectoria del flujo de escape puede hacer que el motor se cale. Los fenómenos descritos también pueden dar lugar potencialmente a que entre agua en el motor de combustión interna. La Patente US 3577952 A da a conocer un sistema de escape para un motor fueraborda, en el que los gases de escape son expulsados desde un extremo de salida 15 a través de un tubo de escape 7. Un tubo de escape 5 está dispuesto en el interior de la tubería de escape 7, de modo que se forme una cámara anular 9 entre el exterior del tubo de escape 5 y el interior de la tubería de escape 7. El extremo inferior del tubo de escape 5 incluye un deflector central que tiene canales radiales 17 y un elemento deflector 19 con una superficie cóncava.

La presente invención busca superar o, como mínimo, mitigar uno o varios problemas asociados con la técnica anterior.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

Según un primer aspecto de la invención, se da a conocer un sistema de escape para un motor fueraborda de una embarcación marina, teniendo el motor fueraborda un motor de combustión, y comprendiendo el sistema de escape: una entrada del sistema de escape, configurada para ser acoplada a la salida de los gases de escape del motor de combustión marino, una o varias salidas del sistema de escape, extendiéndose la trayectoria del flujo de los gases de escape desde la entrada del sistema de escape hasta la una o las varias salidas del sistema de escape, teniendo la trayectoria del flujo de los gases de escape un sentido del flujo hacia adelante, desde la entrada del sistema de escape hasta la una o las varias salidas del sistema de escape, y un sentido del flujo inverso, que se extiende desde, como mínimo, una de la una o las varias salidas del sistema de escape hasta la entrada del sistema de escape; un conducto de entrada más abajo de la entrada del sistema de escape, a lo largo del sentido del flujo hacia delante de la trayectoria del flujo de los gases de escape; y una disposición de redireccionado del flujo en la trayectoria del flujo de los gases de escape, para limitar el flujo de líquido que fluye en el sentido inverso del flujo, comprendiendo la disposición de redireccionado del flujo, como mínimo, una característica de redireccionado del flujo del conducto en el conducto de entrada, y formada en una pared interior del conducto de entrada, incluyendo, como mínimo, la característica de redireccionado del flujo del conducto: un conjunto de salientes, que se extienden alejándose de la pared interior del conducto de entrada en el sentido del flujo hacia adelante, configurada para redirigir una primera corriente del flujo de líquido en el sentido del flujo hacia adelante, para colisionar con una segunda corriente del flujo de líquido.

Ventajosamente, limitar y redirigir el flujo de líquido a lo largo del sentido inverso reduce la posibilidad de que el líquido fluya fuera de la entrada del sistema de escape y entre en el motor de combustión interna. Esto funciona para reducir la probabilidad de que el motor se cale y/o también reduce la posibilidad de que se produzcan daños en el motor debido a la entrada de líquido en el motor.

El conjunto de salientes que se extienden desde la pared interior del conducto de entrada en el sentido del flujo hacia adelante aumenta aún más el retraso del flujo en un sentido inverso a lo largo de la trayectoria del flujo de los gases de escape.

El sistema de escape está configurado para redirigir el líquido que entra en el sistema de escape en el sentido inverso, como mínimo hacia una, de la una o las varias salidas del sistema de escape.

Ventajosamente, esto crea una trayectoria más tortuosa para el líquido que fluye hacia el sistema de escape a través de la una o las varias salidas, y redirige el flujo hacia la una o las varias salidas. Esto reduce aún más la probabilidad de que el líquido fluya desde la una o las varias salidas hacia el motor de combustión interna.

El sistema de escape está configurado para dividir el líquido que fluye en el sistema de escape en sentido inverso en una pluralidad de corrientes, y para dirigir, como mínimo, una de la pluralidad de corrientes de nuevo, como mínimo, hacia otra de la pluralidad de corrientes. Como mínimo una, característica de redireccionado del flujo del conducto está configurada para dividir el flujo de líquido en las primera y segunda corrientes.

Dividir el flujo de líquido en una pluralidad de corrientes y luego hacer que dicha corriente colisione, produce turbulencias en el interior del líquido que fluye en sentido inverso, lo que disipa la energía del flujo inverso entrante. La disposición de redireccionado del flujo puede ser estacionaria en el interior del sistema de escape.

Proporcionar una disposición de redireccionado del flujo estacionario significa que el sistema de escape es capaz de redirigir el flujo de un líquido que fluye en el sentido inverso al del flujo, en el sentido del flujo hacia delante sin incorporar piezas móviles, es decir, no se requiere una válvula de retención estándar en el sistema de escape. La disposición de un conducto de entrada más abajo de la entrada del sistema de escape a lo largo del sentido hacia adelante del flujo, de la trayectoria del flujo de los gases de escape limita aún más el flujo hacia la entrada de los gases de escape, al crear una trayectoria tortuosa para el líquido que fluye desde la cámara hacia la entrada. La disposición de redireccionado del flujo puede estar configurada para que no proporcione, sustancialmente, resistencia a los gases de escape que fluyen en sentido hacia delante a lo largo de la trayectoria del flujo de los gases de escape. Garantizar que no haya obstrucciones en el flujo de los gases de escape reduce la posibilidad de caídas/diferencias de presión en el interior del sistema de escape.

Disponer una función de redireccionado del flujo como un componente de la pared del conducto facilita el proceso de fabricación de la característica de redireccionado del flujo del conducto, y del conducto como conjunto.

Una cámara puede estar dispuesta en la trayectoria del flujo de los gases de escape. La disposición de redireccionado del flujo puede comprender, como mínimo, una característica de redireccionado del flujo de la cámara, situada en la cámara. Como mínimo la, característica de redireccionado del flujo de la cámara está configurada para redirigir, como mínimo, el líquido que fluye en sentido inverso al del flujo hacia una de la una o las varias salidas del sistema de escape.

Ventajosamente, esto crea una trayectoria más tortuosa para el líquido que fluye a través de la cámara hacia la entrada del sistema de escape (es decir, fluye en un sentido inverso a lo largo de la trayectoria del flujo de escape), reduciendo, por lo tanto, la probabilidad de que el líquido fluya en el sentido inverso hasta la entrada del sistema de escape y a la cámara de combustión interna.

Como mínimo, la característica de redireccionado del flujo de la cámara puede comprender un primer elemento deflector de la cámara, configurado para dividir el flujo de líquido en la primera y la segunda corriente.

Ventajosamente, esto crea una trayectoria más tortuosa a lo largo de la trayectoria del flujo hacia la entrada del sistema de escape, reduciendo la probabilidad de que el líquido fluya hacia el motor de combustión interna desde el sistema de escape.

El primer elemento deflector de la cámara puede ser una placa deflectora.

El primer elemento deflector de la cámara puede estar configurado para dirigir la primera corriente del flujo de líquido hacia un primer lado del elemento deflector, y para dirigir la segunda corriente del flujo de líquido hacia un segundo lado del elemento deflector.

El primer elemento deflector de la cámara puede estar configurado para guiar la primera corriente del flujo de líquido a lo largo del primer lado y más allá del elemento deflector, y para dirigir la segunda corriente del flujo de líquido alejándola del elemento deflector. El elemento deflector de la cámara puede estar configurado para dirigir la segunda corriente del flujo de líquido alejándola del elemento deflector y, sustancialmente, hacia los lados, con respecto al sentido del flujo de líquido que se acerca al elemento deflector.

Como mínimo, la única característica de redireccionado del flujo de la cámara puede comprender, además, una zona rebajada, definida por una primera superficie de la cámara. El primer elemento deflector de la cámara puede estar configurado para guiar la primera corriente hacia la zona rebajada, en la que la zona rebajada está configurada para dirigir la primera corriente de nuevo hacia la segunda corriente, para colisionar con la misma.

La cámara puede comprender una abertura de entrada de los gases de escape y una abertura de salida de los gases de escape, en la que la dirección del flujo axial a través de la abertura de entrada de los gases de escape está desplazada con respecto a la dirección del flujo axial a través de la abertura de salida de los gases de escape. En dichas realizaciones, el primer elemento deflector de la cámara está alineado, preferentemente, con la dirección del flujo axial a través de la abertura de salida de los gases de escape, y desplazado con respecto a la dirección del flujo axial a través de la abertura de entrada de los gases de escape. De esta manera, el primer elemento deflector de la cámara puede interactuar más fácilmente con el flujo de líquido que fluye en el sentido inverso, sin presentar un obstáculo significativo al flujo de los gases de escape en sentido hacia adelante.

La cámara puede comprender una primera superficie que define una abertura de entrada de los gases de escape mediante la cual la cámara está conectada a la entrada del sistema de escape, y en la que el primer elemento deflector de la cámara está configurado para guiar la primera corriente a lo largo del primer lado, alejándola de la abertura de entrada de los gases de escape.

Como mínimo, la única característica de redireccionado del flujo de la cámara puede comprender un segundo elemento deflector de la cámara, configurado para redirigir el flujo de líquido en el sentido del flujo inverso, como mínimo, hacia una de la una o las varias salidas del sistema de escape.

Ventajosamente, esto crea una trayectoria más tortuosa para el líquido que entra a través de la una o las varias salidas del sistema de escape y que fluye en sentido inverso hacia la entrada del sistema de escape.

La cámara puede comprender una primera superficie, que define una abertura de entrada de los gases de escape. El segundo elemento deflector de la cámara puede ser adyacente a la abertura de entrada de los gases de escape, y se puede extender, sustancialmente, alejándose de la primera superficie.

Disponer un segundo elemento deflector de la cámara en la primera superficie forma ventajosamente una barrera que evita que el líquido fluya a lo largo de la primera superficie y a través de la abertura de entrada. El segundo elemento deflector forma, de manera efectiva, una zona rebajada en la primera superficie de la cámara, en la que el líquido que fluye hacia la zona rebajada es redirigido alejándolo de la abertura de entrada.

Como mínimo, la única característica de redireccionado del flujo de la cámara puede comprender un tercer elemento deflector de la cámara, configurado para redirigir el flujo de líquido en el sentido del flujo inverso, alejándolo de la entrada del sistema de escape.

La cámara puede comprender una segunda superficie que define en la misma una abertura de salida de los gases de escape. El tercer elemento deflector puede ser adyacente a la abertura de salida de los gases de escape, y se puede extender, sustancialmente, alejándose de la segunda superficie.

Ventajosamente, el tercer elemento deflector se extiende próximo a la abertura de salida, con el fin de combinarse con la pared del alojamiento del sistema de escape para formar un canal alrededor de la abertura de salida. Esta disposición canaliza el líquido que fluye en dirección inversa en un sentido que lo aleja de la entrada del sistema de escape.

La dirección del flujo axial a través de la abertura de entrada de los gases de escape puede estar desplazada con respecto a la dirección del flujo axial a través de la abertura de salida de los gases de escape.

El conjunto de salientes puede estar dispuesto en las paredes interiores opuestas del conducto de entrada. El conjunto de salientes se puede extender, sustancialmente, sobre la totalidad de la longitud de la superficie interior del conducto de entrada.

La característica de redireccionado del flujo del conducto puede comprender un conjunto de rebajes en la pared interior del conducto de entrada. Esto limita aún más el flujo de líquido en dirección hacia la entrada. El conjunto de rebajes puede estar dispuesto en las paredes interiores opuestas del conducto de entrada. El conjunto de rebajes se puede extender sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de la superficie interior del conducto de entrada. Como mínimo, la única característica de redireccionado del flujo del conducto puede comprender, como mínimo, una placa deflectora del conducto de entrada dispuesta en el interior del conducto de entrada.

El conducto de entrada puede estar montado de manera desmontable en el interior del sistema de escape. Ventajosamente, esta disposición permite extraer el conducto de entrada para su reparación y/o sustitución. Adicionalmente, permite que el conducto de entrada esté formado de un material diferente al resto del alojamiento del escape.

Según un segundo aspecto de la invención, se da a conocer un conjunto de motor para una embarcación marina, comprendiendo el conjunto de motor: un motor marino que define una salida de los gases de escape; y un sistema de escape según el primer aspecto, en el que la entrada del sistema de escape está acoplada a la salida de los gases de escape del motor marino.

Según un tercer aspecto de la invención, se da a conocer una embarcación marina que comprende el conjunto del motor, según el segundo aspecto.

Diversos aspectos, realizaciones, ejemplos y alternativas expuestos en los párrafos anteriores, en las reivindicaciones y/o en la siguiente descripción y dibujos y, en concreto, las características individuales de los mismos, pueden ser tomados independientemente o en cualquier combinación. Es decir, todas las realizaciones y/o características de cualquier realización pueden ser combinadas de cualquier manera y/o combinación, a menos que dichas características sean incompatibles. La invención está definida en las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación, se describirán realizaciones de la invención, solamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista lateral, esquemática, de una embarcación marina ligera dotada de un conjunto de motor fueraborda;

la figura 2A muestra una representación esquemática de un conjunto de motor fueraborda en su posición inclinada; las figuras 2B a 2D muestran diversas posiciones de ajuste del conjunto de motor fueraborda y la orientación correspondiente de la embarcación marina en el interior de una masa de agua;

la figura 3 muestra una sección transversal, esquemática, de un conjunto de motor fueraborda, según una realización de la presente invención;

la figura 4 muestra una sección transversal, esquemática, del sistema de escape del conjunto de motor fueraborda de la figura 3;

la figura 5 muestra una sección transversal, esquemática, de un sistema de escape, según una realización de la presente invención; y

la figura 6 muestra una sección transversal, esquemática, de un sistema de escape, según una realización de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA REALIZACIÓN O REALIZACIONES

Haciendo referencia, en primer lugar, a la figura 1, se muestra una vista lateral, esquemática, de una embarcación marina 1 con un motor 2 fueraborda. La embarcación marina 1 puede ser cualquier tipo de embarcación adecuada para su utilización con un motor fueraborda, tal como un bote auxiliar o un bote de buceo. El motor 2 fueraborda que se muestra en la figura 1 está fijado a la popa de la embarcación 1. El motor 2 fueraborda está conectado a un depósito de combustible 3, generalmente alojado en el interior del casco de la embarcación marina 1. El combustible del depósito o tanque 3 es suministrado al motor 2 fueraborda a través de una tubería de combustible 4. La tubería de combustible 4 puede ser una representación de una disposición conjunta de uno o varios filtros, bombas de baja presión y depósitos de evaporación (para eliminar el vapor de agua del combustible antes de entrar en el motor 2 fueraborda) dispuestos entre el depósito de combustible 3 y el motor 2 fueraborda.

Tal como se describirá con más detalle a continuación, el motor 2 fueraborda está dividido, en general, en tres secciones, una sección superior 21, una sección intermedia 22 y una sección inferior 23. Una hélice 8 está dispuesta de manera que puede girar sobre el árbol 9 de la hélice en la sección inferior 23, también conocida como la caja de cambios, del motor 2 fueraborda. Por supuesto, en funcionamiento, la hélice 8 está sumergida, como mínimo parcialmente, en agua, y puede ser accionada a velocidades de rotación variables, para propulsar la embarcación marina 1.

Habitualmente, el motor 2 fueraborda está conectado de manera pivotante a la popa de la embarcación marina 1 por medio de una clavija de pivotamiento. El movimiento de pivotamiento alrededor de la clavija de pivotamiento permite al operador inclinar y ajustar el motor 2 fueraborda alrededor de un eje horizontal de una manera conocida en la técnica. Además, como es bien conocido en la técnica, el motor 2 fueraborda también está montado de manera pivotante en la popa de la embarcación marina 1 para poder girar alrededor de un eje, en general, vertical, para dirigir la embarcación marina 1.

La inclinación es un movimiento que eleva el motor 2 fueraborda lo suficiente como para que todo el motor 2 fueraborda pueda ser elevado completamente fuera del agua. La inclinación del motor 2 fueraborda se puede realizar con el motor 2 apagado o en punto muerto. Sin embargo, en algunos casos, el motor 2 fueraborda puede ser configurado para permitir un funcionamiento limitado del motor 2 dentro del margen de inclinación para permitir el funcionamiento en aguas poco profundas. Por lo tanto, los motores fueraborda funcionan, predominantemente, con un eje longitudinal de la pata en un sentido sustancialmente vertical. De este modo, el cigüeñal del motor fueraborda que es sustancialmente paralelo al eje longitudinal de la pata del motor fueraborda estará orientado, en general, en una orientación vertical durante el funcionamiento normal del motor fueraborda, pero también puede estar orientado en un sentido no vertical bajo ciertas condiciones de funcionamiento, en concreto cuando es accionado en una embarcación en aguas poco profundas. El cigüeñal de un motor fueraborda que está orientado sustancialmente paralelo al eje longitudinal de la pata del fueraborda también se puede denominar disposición de cigüeñal vertical. El cigüeñal de un motor fueraborda que está orientado sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal de la pata del fuera borda se puede denominar, asimismo, disposición de cigüeñal horizontal.

Tal como se ha mencionado anteriormente, para que funcione correctamente, la sección inferior 23 y la hélice 8 del motor 2 fueraborda necesitan estar desplegados dentro del agua. Sin embargo, en aguas extremadamente poco profundas, o cuando se lanza una embarcación desde un remolque, la sección inferior 23 del motor 2 fueraborda podría arrastrarse sobre el lecho marino o sobre la rampa del bote si está en la posición inclinada hacia abajo. Al inclinar el motor 2 a su posición inclinada hacia arriba, tal como la posición que se muestra en la figura 2A, se evita dicho daño a la sección inferior 23 y a la hélice 8.

Por el contrario, el ajuste es el mecanismo que mueve el motor 2 en un margen más reducido desde una posición totalmente hacia abajo hasta unos pocos grados hacia arriba, tal como se muestra en los tres ejemplos de las figuras 2B a 2D. El ajuste ayudará a dirigir el empuje de la hélice 8 en un sentido que proporcionará la mejor combinación de economía de combustible, aceleración y funcionamiento a alta velocidad de la embarcación marina 1 correspondiente.

Cuando la embarcación 2 está en un plano (es decir, el peso de la embarcación 1 está soportado predominantemente por sustentación hidrodinámica, en lugar de sustentación hidrostática), una configuración con la proa hacia arriba da como resultado menos resistencia, mayor estabilidad y eficiencia. Este es, en general, el caso cuando la línea de la quilla del barco o de la embarcación marina 1 está elevada aproximadamente entre tres y cinco grados, tal como se muestra en la figura 2B, por ejemplo.

Demasiado ajuste hace que la proa de la embarcación 1 esté demasiado elevada en el agua, tal como la posición que se muestra en la figura 2C. El rendimiento y la economía, en esta configuración, disminuyen, debido a que el casco de la embarcación 1 está empujando el agua y el resultado es más resistencia al aire. Un ajuste excesivo también puede hacer que la hélice funcione en el aire, lo que reduce aún más el rendimiento. En casos aún más graves, la embarcación 1 puede saltar en el agua, lo que podría arrojar al operador y a los pasajeros por la borda. El ajuste hacia el interior hará que la proa de la embarcación 1 baje, lo que ayudará a acelerar desde un arranque en paro. Demasiado ajuste hacia el interior, mostrado en la figura 2D, hace que la embarcación en concreto 1 “are” el agua, disminuyendo la economía de combustible y haciendo difícil el aumento de la velocidad. A altas velocidades, el ajuste hacia el interior puede incluso resultar en una inestabilidad de la embarcación 1.

Volviendo a la figura 3, en ella se muestra una sección transversal, esquemática, de un conjunto de motor 2 fueraborda que incluye un sistema de escape, según una realización de la presente invención.

El motor 2 fueraborda comprende un mecanismo 7 de inclinación y ajuste para realizar las operaciones de inclinación y ajuste mencionadas anteriormente. En esta realización, el mecanismo de inclinación y ajuste 7 incluye un dispositivo de accionamiento hidráulico 13 que puede ser accionado para inclinar y ajustar el motor 2 fueraborda por medio de un sistema de control eléctrico. Alternativamente, también es factible disponer un mecanismo manual de inclinación y ajuste, en el que el operador gira el motor 2 fueraborda con la mano en lugar de utilizar el dispositivo de accionamiento hidráulico mostrado en la figura 3.

Tal como se mencionó anteriormente, el motor 2 fueraborda está dividido, en general, en tres secciones. Una sección superior 21, también conocida como el cabezal motriz, incluye un motor de combustión interna 30 para propulsar la embarcación marina 1. Adyacente a la sección superior 21 o cabezal motriz, y extendiéndose por debajo, está dispuesta una sección intermedia 22. La sección inferior 23 se extiende adyacente a la sección intermedia 22 y por debajo de la misma, y la sección intermedia 22 conecta la sección superior 21 con la sección inferior 23. La sección intermedia 22 aloja un árbol de transmisión 41, que se extiende entre el motor de combustión 30 y el árbol 9 de la hélice. Una placa antiventilación 11 evita que el aire de la superficie sea aspirado hacia el lado de presión negativa de la hélice 8.

La sección intermedia 22 y la sección inferior 23 forman el sistema de escape 24, que define la trayectoria del flujo de los gases de escape para transportar los gases de escape desde la salida 31 del motor, del motor de combustión interna 30 hacia la sección inferior 23.

Específicamente, el sistema de escape 24 incluye una entrada 40 del sistema de escape acoplada a la salida 31 del motor, del motor 30 de combustión interna. Un conducto de entrada 42 se extiende inmediatamente más abajo de la entrada 40 del sistema de escape a lo largo del recorrido del flujo de los gases de escape. El extremo inferior del conducto 42 desemboca en una cámara 44 dispuesta en la trayectoria del flujo de los gases de escape a través de una abertura 45 de entrada a la cámara. El extremo inferior de la cámara 44 está acoplado con la sección inferior 23 a través de una abertura 46 de salida. En el ejemplo de realización mostrado, la dirección del flujo axial a través de la abertura 45 de entrada de los gases de escape está desplazada con respecto a la dirección del flujo axial a través de la abertura 46 de salida de los gases de escape.

En la realización mostrada a modo de ejemplo, el conducto de entrada 42 está montado de forma desmontable en el interior del sistema de escape 24. Esto permite extraer el conducto de entrada 42 para el mantenimiento, y también permite que el conducto de entrada 42 esté formado de un material diferente al del resto del sistema de escape 24. Se comprenderá que, en disposiciones alternativas, el conducto de entrada 42 puede estar integrado con el sistema de escape 24.

Además de alojar la hélice 8, el sistema de escape 24 define una o varias salidas de gases de escape. En la realización mostrada a modo de ejemplo, la sección inferior 23 proporciona una primera salida de escape 32 adyacente al árbol de accionamiento 9 de la hélice. Cuando la hélice 8 es impulsada por el motor 30 para propulsar la embarcación 1, la presión negativa generada por la hélice 8 arrastra los gases de escape a través de la sección intermedia 22 hacia la primera salida de escape 32. Esta disposición expulsa la mayor parte de los gases de escape bajo el agua a través de la primera salida de escape 32.

También se pueden disponer salidas de gases de escape adicionales, tanto por debajo como por encima de la línea de flotación. Esto permite que los gases de escape restantes no expulsados a través de la salida de escape 32 de la hélice sean expulsados del motor 2 fueraborda. En concreto, disponer salidas adicionales de los gases de escape permite que los gases de escape sean expulsados más fácilmente del motor 2 fueraborda cuando no existe una presión negativa generada por la hélice 8 (es decir, cuando la hélice 8 está inactiva). En la realización mostrada a modo de ejemplo, una segunda salida de los gases de escape 33 está dispuesta en el interior de la sección intermedia 22. Cuando la embarcación está en un plano, tal como se muestra en la figura 2B, la segunda salida de los gases de escape 33 está dispuesta para estar situada por encima de la línea de flotación.

La trayectoria del flujo de los gases de escape define un sentido de flujo hacia adelante desde la entrada 40 del sistema de escape hasta la una o las varias salidas 32, 33 del sistema de escape, y un sentido del flujo inverso que se extiende desde, como mínimo una, de la una o las varias salidas 32, 33 del sistema de escape hasta la entrada 40 del sistema de escape.

Tal como se describió anteriormente, en algunos casos, la contrapresión creada por las olas que chocan contra el motor 2 fueraborda puede tener como resultado la introducción de agua en el motor 2 fueraborda a través de las salidas de los gases de escape 32, 33. A su vez, esto puede tener como resultado la introducción de agua en el motor de combustión interna. 30. Esto puede provocar que el motor 30 se cale. Esto puede ser especialmente problemático en una situación en la que los turbocompresores 15 están colocados junto al extremo inferior del motor 30 (es decir, más próximos a la salida de escape del motor 31 y del nivel del agua en reposo). En estos casos, en concreto, las contrapresiones y los reflujos de agua en el sistema de escape 24 pueden provocar que un turbocompresor muy caliente se enfríe rápidamente, lo que podría causar daños estructurales al turbocompresor. Con el fin de aliviar o aminorar dichos problemas, el sistema de escape 24 está configurado para limitar el flujo de líquido que fluye en sentido inverso a lo largo de la trayectoria del flujo de los gases de escape. Específicamente, el sistema de escape 24 está configurado para redirigir, como mínimo, una parte del líquido que fluye en sentido inverso en sentido hacia delante (es decir, hacia, como mínimo, una de las salidas 32, 33 del sistema de escape), lo que crea una trayectoria tortuosa para el líquido que fluye a lo largo de la trayectoria del flujo de escape en el sentido inverso. El sistema de escape 24 está configurado para dividir el líquido que fluye en el sistema de escape 24 en sentido inverso en una pluralidad de corrientes, y para dirigir, como mínimo, una de la pluralidad de corrientes, como mínimo, hacia atrás, a otra de la pluralidad de corrientes. El sistema de escape tiene una disposición de redireccionado del flujo que es estacionaria (es decir, fija) en el interior del sistema de escape 24, y no se requiere una válvula antirretorno estándar (móvil) para limitar/redirigir el flujo inverso de líquido a lo largo de la trayectoria del flujo de gas de escape.

Volviendo a continuación a la figura 4, el sistema de escape 24 se muestra esquemáticamente. La cámara 44 está dotada de una disposición de redireccionado del flujo configurada para redirigir el líquido que fluye en sentido inverso a lo largo de la trayectoria del flujo de los gases de escape, como mínimo, hacia una de las salidas 32, 33 del sistema de escape.

La cámara 44, y más específicamente, la disposición de redireccionado del flujo, incluye una característica de redireccionado del flujo de la cámara en forma de un primer elemento deflector 48 de la cámara, para limitar el flujo de líquido que fluye hacia la entrada 40 del sistema de escape. Tal como se muestra en la figura 4, el primer elemento deflector 48 de la cámara funciona para hacer que una primera corriente del flujo de líquido (indicado mediante la flecha A) fluya hacia un primer lado del elemento deflector 48, y haga que una segunda corriente del flujo de líquido (indicada por la flecha B) fluya hacia un segundo lado del elemento deflector 48.

En la realización mostrada a modo de ejemplo, el primer elemento deflector de la cámara es una placa deflectora 48. La placa deflectora 48 guía el flujo A de líquido a lo largo y más allá de la placa deflectora 48, y guía el flujo B de líquido alejándolo de la placa deflectora 48, sustancialmente de manera lateral con respecto al sentido del flujo del líquido al acercarse a la placa deflectora 48.

Se comprenderá que, en disposiciones alternativas, se puede utilizar cualquier forma adecuada de elemento deflector, por ejemplo, puede ser curvado, triangular, redondo, etc. Al disponer un elemento deflector 48 se limita el flujo inverso de líquido en la cámara 44 sin requerir piezas móviles (es decir, la disposición de limitación no requiere la instalación de una válvula antirretorno habitual en el sistema de escape 24).

En la realización mostrada a modo de ejemplo, la disposición de redireccionado del flujo incluye una segunda característica de redireccionado del flujo de la cámara en forma de un segundo elemento deflector 50 de la cámara. El segundo elemento deflector 50 de la cámara está configurado de tal manera que el líquido que fluye en un sentido inverso a lo largo de la trayectoria de los gases de salida es redirigido, como mínimo, hacia una de la una o las varias salidas del sistema de escape 32, 33.

El segundo elemento deflector 50 de la cámara sobresale alejándose (es decir, hacia abajo) de una primera, o superior, superficie 52 de la cámara 44. La primera superficie 52 incluye la abertura de entrada 45. El segundo elemento deflector 50 de la cámara está situado adyacente al extremo inferior del conducto de entrada 42, con el fin de definir una prolongación inferior del conducto de entrada 42. El segundo elemento deflector 50 de la cámara forma una barrera entre el conducto de entrada 42 y la primera superficie 52, reduciendo el flujo de líquido a lo largo de la primera superficie 52 y a través de la abertura de entrada 45.

El segundo elemento deflector 50 de la cámara forma de manera efectiva una zona rebajada 54 en la primera superficie de la cámara 52, de tal manera que el flujo de líquido indicado por la flecha A fluye hacia la zona rebajada (es decir, es redirigido fuera de la abertura de entrada 45). El flujo de líquido guiado a lo largo de la placa deflectora 48 es guiado, por lo tanto, hacia la zona rebajada, lo que perturba aún más el flujo de líquido en el sentido inverso. A continuación, el segundo elemento deflector 50 guía el flujo de líquido en un sentido que lo aleja de la entrada de los gases de escape, tal como indica la flecha C en la figura 4. Por lo tanto, la corriente del flujo de fluido C es dirigida hacia la corriente B para colisionar con ella. Esta colisión disipa parte de la energía del flujo de líquido y perturba aún más el flujo de fluido en el sentido inverso.

Aunque no se muestra, la zona rebajada 54 puede definir una superficie sustancialmente curvada. Una superficie curvada de manera cóncava crea una trayectoria de flujo lisa para la trayectoria del líquido A, de tal manera que la velocidad del líquido a lo largo de la trayectoria C es mayor. La mayor velocidad de la corriente de fluido C aumenta la energía del flujo de líquido perdida en la colisión entre las corrientes B y C.

En la realización mostrada a modo de ejemplo, la cámara 44 incluye, asimismo, una característica de redireccionado del flujo de la cámara en forma de un tercer elemento deflector 56 de la cámara. El tercer elemento deflector 56 de la cámara está dispuesto como un saliente que se extiende alejándose de una segunda, o inferior, superficie 58 de la cámara 44. El tercer elemento deflector 56 de la cámara está situado adyacente a la abertura de salida 46 en la segunda superficie 58, con el fin de formar un canal alrededor de la abertura de salida 46. Tras entrar en la cámara 44 a través de la abertura de salida 46, el canal guía el líquido que fluye a lo largo de la trayectoria del flujo inverso hacia el primer elemento deflector 48 de la cámara. Esta disposición aumenta la separación de las dos corrientes, o partes, del flujo de líquido.

Disponer un medio de limitación del flujo en forma de tres elementos deflectores de la cámara, fijos o estacionarios, crea una disposición de redireccionado del flujo que no requiere partes móviles, por ejemplo, tal como una válvula antirretorno estándar.

Aunque se ha descrito que la realización a modo de ejemplo de la invención incorpora unos primer, segundo y tercer elementos deflectores de la cámara 48, 50, 56, se comprenderá que, en disposiciones alternativas, pueden estar dispuestos uno o dos de los elementos deflectores de la cámara 48, 50, 56. En disposiciones alternativas adicionales, la cámara puede estar dispuesta sin ningún elemento deflector de la cámara.

El conducto de entrada 42 del sistema de escape 24 está dotado de una característica de redireccionado del flujo del conducto, configurada para limitar el flujo de líquido a lo largo del conducto de entrada en sentido inverso, y redirigir dicho líquido, como mínimo, hacia una de la una o las varias salidas del sistema de escape 32, 33. Adicionalmente, la característica de redireccionado del flujo del conducto está configurada para que no proporcione sustancialmente resistencia a los gases de escape que fluyen a lo largo de la trayectoria del flujo de los gases de escape hacia la sección inferior 21 del motor 2. Garantizar que no existan obstrucciones en el flujo normal de los gases de escape minimiza las diferencias de presión en el interior del sistema de escape 24.

En la realización mostrada a modo de ejemplo, la característica de limitación del flujo del conducto está dispuesta como una característica de redireccionado del flujo del conducto formada en una pared interior 60 del conducto de entrada 42.

La característica de redireccionado del flujo del conducto está dispuesta en forma de un conjunto de salientes 62 que se extienden alejándose de las paredes interiores 60 opuestas del conducto de entrada 42. Específicamente, el conjunto de salientes 62 se extiende alejándose de la pared interior 60 del conducto de entrada 42 sustancialmente en el sentido del flujo hacia adelante. En disposiciones alternativas, se comprenderá que el conjunto de salientes 62 solo puede estar dispuesto en una sola pared interior 60 del conducto de entrada 42.

En la realización mostrada a modo de ejemplo, el conjunto de salientes 62 se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de las superficies interiores 60 del conducto de entrada 42. En disposiciones alternativas, el conjunto se puede extender solo sobre una parte de la longitud del conducto 42, o solamente puede estar dispuesto un único par de salientes opuestos 62.

La característica de redireccionado del flujo del conducto está fijada en el interior del conducto 42, y está configurada para redirigir el flujo inverso alejándolo de la entrada 40 del sistema de escape. Tal como se muestra mediante las flechas D en la figura 4, como mínimo una parte del líquido que fluye en el sentido inverso a lo largo del conducto de entrada 42 se encuentra con el conjunto de salientes 62. Los salientes 62 hacen que parte del flujo de líquido sea redirigido tanto hacia el centro del conducto 42 como hacia las salidas 32, 33. Se comprenderá que el flujo de líquido redirigido colisionará con cualquier flujo de líquido que se haya desviado del conjunto de salientes, disipando, por lo tanto, la energía del flujo de líquido.

El sistema de escape 24 incluye, asimismo, un conducto de salida 36 inmediatamente más abajo de la abertura 46 de salida de la cámara. Aunque no se muestra, el conducto de salida 36 puede estar dotado de una disposición de limitación del flujo del conducto de salida. Se comprenderá que dicha disposición de redireccionado del flujo se podría disponer utilizando cualquiera o todas las características de redireccionado del flujo descritas en el presente documento. Por ejemplo, el conducto de salida 36 puede incluir un conjunto de salientes (de manera similar a los salientes 62 del conducto de entrada 42), y/o un conjunto de rebajes en una o varias paredes interiores del conducto de salida 36 y/o en una o varias placas deflectoras dispuestas en el interior del conducto de salida 36.

Haciendo referencia, a continuación, a la figura 5, se muestra esquemáticamente un sistema de escape 124, según otra realización de la invención. Características similares haciendo referencia a las figuras 3 y 4 están etiquetadas con el prefijo ‘1 ’, y solo se explican las diferencias.

En la realización de la figura 5, la cámara 144 no está dotada de un segundo elemento deflector de cámara y, en cambio, la primera superficie 152 de la cámara 144 está curvada. Específicamente, la primera superficie 152 tiene una curvatura cóncava, con el fin de formar una zona rebajada 154. La zona rebajada curvada redirige el líquido que fluye hacia la zona rebajada 154 alejándolo de la abertura de entrada 145.

Adicionalmente, en la disposición mostrada, la cámara 144 tampoco incluye un tercer elemento deflector de la cámara. Se ha descubierto que la eliminación del tercer elemento deflector de la cámara, a la vez que reduce las limitaciones del flujo de líquido en el sentido inverso, reduce la contrapresión de los gases de escape que fluyen a lo largo de la trayectoria del flujo de escape.

El conducto de entrada 142 del sistema de escape 124 está dotado de una disposición de redireccionado del flujo configurada para limitar el flujo de líquido a lo largo del conducto de entrada en sentido inverso (es decir, el líquido que fluye hacia la entrada 140 del escape). En la realización mostrada a modo de ejemplo, la disposición de redireccionado del flujo incluye una característica de redireccionado del flujo del conducto formada en una pared interior 160 del conducto de entrada 142. La característica de redireccionado del flujo del conducto está dispuesta en forma de un conjunto de rebajes 164 en la pared lateral 160 del conducto de entrada 142. Específicamente, los rebajes 164 están dispuestos como un conjunto en las paredes interiores 160 opuestas del conducto de entrada 142. En la realización mostrada a modo de ejemplo, los rebajes 164 están dispuestos como un conjunto alternativo en las paredes interiores 160 opuestas del conducto de entrada 142. En disposiciones alternativas, se comprenderá que el conjunto de rebajes 164 solo puede estar dispuesto en una única pared interior 160 del conducto de entrada 142. En la realización mostrada a modo de ejemplo, el conjunto de rebajes 164 se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de la superficie interior 160 del conducto de entrada 142. En disposiciones alternativas, el conjunto de rebajes se puede extender solo sobre una parte de la longitud del conducto 142, o solamente puede estar dispuesto un único rebaje 164.

La disposición de redireccionado del flujo del conducto incluye, asimismo, una característica de redireccionado del flujo del conducto en forma de un conjunto de elementos deflectores 166 del conducto. Los elementos deflectores del conducto 166 están dispuestos en un conjunto sobre la longitud del conducto 142. En la realización mostrada a modo de ejemplo, los elementos deflectores 166 del conducto están dispuestos como un conjunto alternativo en las paredes interiores 160 opuestas del conducto de entrada 142. En disposiciones alternativas, los elementos deflectores solo pueden estar dispuestos sobre una parte del conducto 142, solo en una única superficie interna 160 del conducto 142, o puede estar dispuesto solo un único elemento deflector 166 del conducto.

Tal como se ha descrito en relación con la figura 4, se comprenderá que, aunque no se muestra, el conducto de salida 136 puede estar dispuesto con una disposición de limitación del flujo del conducto en forma de salientes y/o rebajes y/o placas deflectoras, según cualquiera de las disposiciones descritas en el presente documento.

Haciendo referencia, a continuación, a la figura 6, se muestra esquemáticamente un sistema de escape 224 según otra realización de la invención. Características similares con referencias a las figuras 3 y 4 están etiquetadas con el prefijo ‘2’, y solo se explican las diferencias.

De manera similar a tal como se ha descrito haciendo referencia a la realización de la figura 5, el sistema de escape 224 no incluye segundo o tercer elementos deflectores de cámara.

La primera superficie 252 de la cámara 244 está curvada para definir una zona de rebajes 254 en la primera superficie 252 de la cámara 244. Específicamente, la primera superficie 252 está curvada en forma cóncava. La disposición de una superficie curvada en forma cóncava actúa para guiar/redireccionar el líquido que fluye hacia la zona rebajada 254 alejándolo de la abertura de entrada 245.

El conducto de entrada 242 del sistema de escape 224 está dotado de una disposición de redireccionado del flujo configurada para limitar el flujo de líquido a lo largo del conducto de entrada en sentido inverso (es decir, líquido que fluye hacia la entrada 240 del escape). En la realización mostrada a modo de ejemplo, la disposición de redireccionado del flujo del conducto incluye una característica de redireccionado del flujo del conducto formada en una pared interior 260 del conducto de entrada 242. La característica de desviación del flujo del conducto está dispuesta en forma de un conjunto de rebajes 264 formados en una pared lateral 260 del conducto de entrada 242. En la realización mostrada a modo de ejemplo, el conjunto de rebajes 264 se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de la superficie interior 260 del conducto de entrada 242. En realizaciones alternativas, los rebajes 264 se pueden extender solo sobre una parte de la longitud del conducto 242, o puede estar dispuesto solo un único rebaje 264.

Tal como se ha descrito en relación con la figura 4, se comprenderá que, aunque no se muestra, el conducto de salida 236 puede estar dotado de una disposición de limitación del flujo en forma de salientes y/o rebajes y/o placas deflectoras, según cualquiera de las disposiciones descritas en la presente invención.

Aunque la invención ha sido descrita anteriormente haciendo referencia a una o varias realizaciones preferentes, se comprenderá que se pueden realizar diversos cambios o modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como está definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de escape (24) para un motor (2) fueraborda de una embarcación marina (1), teniendo el motor (2) fueraborda un motor de combustión (30) y comprendiendo el sistema de escape (24):

una entrada (40) del sistema de escape, configurada para estar acoplada a una salida de los gases de escape del motor de combustión;

una o varias salidas del sistema de escape (32, 33);

una trayectoria del flujo de los gases de escape que se extiende desde la entrada (40) del sistema de escape hasta una o varias salidas del sistema de escape (32, 33), teniendo la trayectoria del flujo de los gases de escape un sentido del flujo hacia adelante desde la entrada del sistema de escape (40) hasta la una o las varias salidas del sistema de escape (32, 33), y un sentido del flujo inverso que se extiende, como mínimo, desde una de la una o las varias salidas del sistema de escape (32, 33) hasta la entrada del sistema de escape (40);

un conducto de entrada (42) más abajo de la entrada del sistema de escape (40) a lo largo del sentido del flujo hacia adelante de la trayectoria del flujo de los gases de escape; y

una disposición de redireccionado del flujo en la trayectoria del flujo de los gases de escape para limitar el flujo de líquido que fluye en el sentido inverso al del flujo, comprendiendo la disposición de redireccionado del flujo, como mínimo, una característica de redireccionado del flujo del conducto en el conducto de entrada (42), caracterizado por que

como mínimo una, la característica de redireccionado del flujo de conducto está formada en una pared interior (60) del conducto de entrada, e incluye un conjunto de salientes (62) que se extiende alejándose de la pared interior (60) del conducto de entrada (40) en el sentido del flujo hacia adelante, configurada para redirigir una primera corriente del flujo de líquido en el sentido del flujo hacia adelante para colisionar con una segunda corriente del flujo de líquido.

2. Sistema de escape (24), según la reivindicación 1, en el que la disposición de redireccionado del flujo es estacionaria en el interior del sistema de escape (24).

3. Sistema de escape (24), según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el conjunto de salientes (62) está dispuesto en paredes interiores (60) opuestas del conducto de entrada (42).

4. Sistema de escape (24), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de salientes (62) se extiende sustancialmente por la totalidad de la longitud de la superficie interior del conducto de entrada (42).

5. Sistema de escape (124), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, como mínimo una característica de redireccionado del flujo del conducto comprende un conjunto de rebajes (164) en la pared interior (160) del conducto de entrada (142).

6. Sistema de escape (124), según la reivindicación 5, en el que el conjunto de rebajes (164) está dispuesto en paredes interiores (160) opuestas del conducto de entrada (142).

7. Sistema de escape (124), según la reivindicación 5 o 6, en el que el conjunto de rebajes (164) se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de la superficie interior (160) del conducto de entrada (142).

8. Sistema de escape (124), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, como mínimo, una característica de redireccionado del flujo del conducto comprende, como mínimo, una placa deflectora del conducto de entrada (166) dispuesta en el interior del conducto de entrada (142).

9. Sistema de escape (124), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto de entrada (142) está montado de manera desmontable en el interior del sistema de escape (124).

10. Conjunto de motor (2) para una embarcación marina (1), comprendiendo el conjunto de motor (2): un motor marino (30), que define una salida de los gases de escape; y un sistema de escape (24), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la entrada del sistema de escape está acoplada a la salida de los gases de escape del motor marino.

11. Embarcación marina (2), que comprende el conjunto motor (30), según la reivindicación 10.