ES2975839A2 - Propulsion device - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo propulsor Propulsion device
Objeto de la invenciónObject of the invention
La presente invención tiene por objeto un dispositivo propulsor que permite variar rápidamente la dirección de empuje para la propulsión de embarcaciones. The present invention relates to a propulsion device that allows the direction of thrust to be rapidly varied for the propulsion of vessels.
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención puede facilitar la implementación de vehículos autónomos acuáticos USV(ünmannedSurfaoe Vehicle)en entornos cerrados como puertos o realizar maniobras de precisión. The propulsion device object of the present invention can facilitate the implementation of autonomous aquatic vehicles USV (manned surfacing vehicle) in closed environments such as ports or perform precision maneuvers.
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención tiene aplicación en el ámbito de la Ingeniería Naval y, más concretamente, en la industria dedicada al diseño, fabricación, comercialización y explotación de dispositivos de propulsión de diversos tipos de embarcaciones, tanto de superficie como subacuáticas. The propulsion device object of the present invention has application in the field of Naval Engineering and, more specifically, in the industry dedicated to the design, manufacture, marketing and operation of propulsion devices for various types of vessels, both surface and underwater.
Antecedentes de la invención y problema técnico a resolverBackground of the invention and technical problem to be solved
En el estado de la técnica se conocen los propulsores navales de tipo Voith-Schneider. Estos propulsores comprenden un conjunto de hélices o aspas que giran montadas en un disco. Por encima del disco se sitúa el motor que produce el movimiento de traslación de las hélices (a través de la rotación del disco). Asimismo, por encima del disco se sitúa un conjunto de dos pistones perpendiculares, unidos a un juego de bielas que permiten el viraje coordinado de las hélices, haciendo que éstas puedan variar el ángulo de ataque sobre el agua en su movimiento de traslación. Mediante esta variación del ángulo de ataque, se produce una impulsión del agua que se mueve a través de las hélices en la dirección deseada, en cualquier ángulo de 0° a 360° y, por ende, se logra dirigir la nave e impulsarla y variar su dirección mediante un único dispositivo. In the state of the art, Voith-Schneider type naval thrusters are known. These thrusters comprise a set of rotating propellers or blades mounted on a disk. Above the disk is the motor that produces the translational movement of the propellers (through the rotation of the disk). Also above the disk is a set of two perpendicular pistons, connected to a set of connecting rods that allow the coordinated turning of the propellers, allowing them to vary the angle of attack on the water in their translational movement. Through this variation of the angle of attack, a propulsion of the water is produced that moves through the propellers in the desired direction, at any angle from 0° to 360° and, therefore, it is possible to steer the ship and propel it and change its direction by means of a single device.
El propulsor de Voith-Schneider presenta una limitación derivada del movimiento cicloidal de las hélices. En las hélices, el intradós y el extradós de cada pala invierten su posición dos veces por revolución, pasando de estar en el interior al exterior y viceversa; esto se traduce en una tendencia a la cavitación que obliga al propulsor a rotar con un valor de RPM limitado y desarrollar una menor velocidad de navegación. Esta situación produce una limitación práctica de la velocidad de giro del propulsor, si se quieren evitar efectos de cavitación en el extradós de la hélice situada aguas abajo en la dirección de propulsión. The Voith-Schneider propeller has a limitation resulting from the cycloidal motion of the propellers. In the propellers, the intrados and extrados of each blade reverse their position twice per revolution, going from being on the inside to the outside and vice versa; this results in a tendency towards cavitation that forces the propeller to rotate with a limited RPM value and develop a lower navigation speed. This situation produces a practical limitation of the propeller's rotation speed, if cavitation effects on the extrados of the propeller located downstream in the propulsion direction are to be avoided.
Se conoce también en la actualidad un propulsor del tipo descrito en el documento US 2010/0267295 A1. Se trata de un propulsor azimutal que permite dirigir el chorro de impulsión a lo largo de los 360° de su perímetro. Un inconveniente que presenta este tipo de propulsor es que, para variar la dirección de empuje en 180°, el chorro de empuje debe pasar por todas las posiciones/ángulos intermedios. Esto puede provocar imprecisiones a la hora de maniobrar una embarcación con este tipo de propulsor, que pueden requerir maniobras adicionales para corregir el rumbo de la embarcación. A thruster of the type described in US 2010/0267295 A1 is also currently known. This is an azimuth thruster that allows the thrust jet to be directed along its perimeter 360°. One disadvantage of this type of thruster is that, in order to vary the thrust direction by 180°, the thrust jet must pass through all intermediate positions/angles. This can lead to inaccuracies when manoeuvring a vessel with this type of thruster, which may require additional manoeuvres to correct the vessel's course.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Con objeto de solucionar los inconvenientes anteriormente mencionados, la presente invención se refiere a un dispositivo propulsor. In order to solve the aforementioned drawbacks, the present invention relates to a propulsion device.
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención comprende un rotor, un estator, una carcasa exterior, una primera base con una abertura de entrada central configurada para una admisión de fluido, y una abertura de salida configurada para una expulsión de fluido propulsor en forma de un chorro de salida. The propulsion device object of the present invention comprises a rotor, a stator, an outer casing, a first base with a central inlet opening configured for fluid intake, and an outlet opening configured for expulsion of propellant fluid in the form of an outlet jet.
Las mencionadas características del dispositivo propulsor objeto de la presente invención son coincidentes con las de un propulsor conocido en el estado de la técnica como puede ser el propulsor descrito en el documento US 2010/0267295 A1. The aforementioned characteristics of the propulsion device object of the present invention are consistent with those of a propulsion device known in the state of the art, such as the propulsion device described in document US 2010/0267295 A1.
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención presenta una configuración novedosa que evita los inconvenientes mencionados con respecto al propulsor US 2010/0267295 A1. The propulsion device object of the present invention has a novel configuration that avoids the drawbacks mentioned with respect to the propulsion device US 2010/0267295 A1.
Así pues, de manera novedosa, en el dispositivo propulsor objeto de la presente invención, la abertura de salida está situada a lo largo de todo el perímetro del dispositivo propulsor. Thus, in a novel manner, in the propulsion device object of the present invention, the outlet opening is located along the entire perimeter of the propulsion device.
Adicionalmente, de manera novedosa, el dispositivo propulsor objeto de la presente invención comprende: Additionally, in a novel manner, the propulsion device object of the present invention comprises:
- una válvula central configurada, mediante unos medios de basculación, para bascular con una dirección y un ángulo de basculación determinados, regulando así un caudal de un chorro de entrada de fluido y una dirección del chorro de entrada de fluido hacia un determinado sector del dispositivo propulsor, y; - a central valve configured, by means of tilting means, to tilt with a determined direction and tilting angle, thereby regulating a flow rate of a fluid inlet jet and a direction of the fluid inlet jet towards a determined sector of the propulsion device, and;
- una válvula perimetral configurada, mediante unos medios de basculación, para bascular con una dirección y un ángulo de basculación determinados, regulando así un caudal del chorro de salida de fluido y una dirección del chorro de salida de fluido hacia un determinado sector de la abertura de salida perimetral. - a perimeter valve configured, by means of tilting means, to tilt with a determined direction and tilting angle, thus regulating a flow rate of the fluid outlet jet and a direction of the fluid outlet jet towards a determined sector of the perimeter outlet opening.
Así pues, como se puede observar, el dispositivo propulsor objeto de la presente invención no necesita redirigir una abertura de salida cada vez que se quiere variar la dirección de empuje/propulsión, pasando por todas y cada una de las posiciones a lo largo del arco de circunferencia que separa la dirección de propulsión inicial de la dirección de propulsión deseada. Thus, as can be seen, the propulsion device object of the present invention does not need to redirect an outlet opening each time the thrust/propulsion direction is to be varied, passing through each and every one of the positions along the arc of circumference that separates the initial propulsion direction from the desired propulsion direction.
Al dispositivo propulsor objeto de la presente invención le basta con hacer bascular la válvula central y la válvula perimetral para regular tanto los caudales de entrada y salida, como las direcciones de los chorros de entrada y salida, hacia el sector deseado del dispositivo propulsor. The propulsion device object of the present invention only needs to tilt the central valve and the perimeter valve to regulate both the inlet and outlet flow rates, as well as the directions of the inlet and outlet jets, towards the desired sector of the propulsion device.
De esta manera se permiten virajes mucho más rápidos y más precisos de las embarcaciones, lo cual es especialmente útil en entornos cerrados y de dimensiones acotadas como pueden ser los puertos, lugares en donde la precisión en las maniobras a realizar por las embarcaciones adquiere especial importancia. This allows for much faster and more precise turns by vessels, which is especially useful in closed and small environments such as ports, where precision in the manoeuvres to be carried out by vessels takes on special importance.
De manera preferente, los medios de basculación de la válvula central comprenden un mecanismo de pistones configurado para producir una inclinación de una palanca según un ángulo de inclinación determinado y en una dirección determinada, donde la palanca está conectada a la válvula central. Preferably, the central valve tilting means comprise a piston mechanism configured to produce an inclination of a lever according to a determined inclination angle and in a determined direction, where the lever is connected to the central valve.
De manera preferente, los medios de basculación de la válvula perimetral comprenden también el mencionado mecanismo de pistones y la palanca. Preferably, the tilting means of the perimeter valve also comprise the aforementioned piston mechanism and the lever.
Este mecanismo de actuación mediante pistones tiene semejanzas con el mencionado “propulsor de Voith Schneider”, en donde también se emplea un mecanismo de pistones. No obstante, en el caso del “propulsor de Voith Schneider”, este mecanismo de pistones, que permite variar la dirección de propulsión (al igual que en el dispositivo propulsor objeto de la presente invención) se utiliza para mover un conjunto de hélices, generando los inconvenientes ya mencionados. This piston-operated mechanism is similar to the aforementioned “Voith Schneider propeller”, which also uses a piston mechanism. However, in the case of the “Voith Schneider propeller”, this piston mechanism, which allows the direction of propulsion to be varied (as in the propulsion device object of the present invention) is used to move a set of propellers, generating the aforementioned drawbacks.
Según posibles formas de realización del dispositivo propulsor (ver primera y tercera formas de realización descritas más adelante) la válvula perimetral está conectada a la palanca mediante una estructura en forma de cúpula. In possible embodiments of the propulsion device (see first and third embodiments described below) the perimeter valve is connected to the lever by means of a dome-shaped structure.
Alternativamente, según otras formas de realización posibles (ver segunda y cuarta formas de realización descritas más adelante) la válvula perimetral está conectada mediante unos brazos a la válvula central. Alternatively, according to other possible embodiments (see second and fourth embodiments described below) the perimeter valve is connected by arms to the central valve.
De manera preferente, el dispositivo propulsor está configurado para que el recorrido del fluido entre la abertura de entrada y la abertura de salida perimetral atraviese primero el rotor y después el estator. Preferably, the propulsion device is configured so that the fluid path between the inlet opening and the perimeter outlet opening first passes through the rotor and then the stator.
El estator puede estar dispuesto alrededor del rotor, y, adicionalmente, puede también estar dispuesto proyectándose en una dirección axial paralela a un eje principal longitudinal del dispositivo propulsor, más allá de una dimensión longitudinal del rotor. The stator may be arranged around the rotor, and, additionally, may also be arranged projecting in an axial direction parallel to a longitudinal main axis of the propulsion device, beyond a longitudinal dimension of the rotor.
Alternativamente a lo mencionado en el párrafo anterior, el estator puede estar dispuesto más allá de una dimensión longitudinal del rotor, según una dirección axial paralela a un eje principal longitudinal del dispositivo propulsor. En esta configuración, tal y como se observa en la Figura 6, en la Figura 7 y en la Figura 8, el estator está dispuesto sobre el rotor superponiéndose al rotor en la mencionada dirección longitudinal/axial. Esta configuración permite que los álabes del rotor tengan una mayor superficie, lo cual dota al dispositivo propulsor de una mayor potencia. Alternatively to the above, the stator may be arranged beyond a longitudinal dimension of the rotor, in an axial direction parallel to a longitudinal main axis of the propulsion device. In this configuration, as shown in Figure 6, Figure 7 and Figure 8, the stator is arranged on the rotor, overlapping the rotor in the aforementioned longitudinal/axial direction. This configuration allows the rotor blades to have a larger surface area, which provides the propulsion device with greater power.
El rotor y/o el estator pueden comprender álabes de paso variable. The rotor and/or stator may comprise variable pitch blades.
De manera preferente, en el dispositivo propulsor objeto de la presente invención, la válvula perimetral comprende una aleta dispuesta en dirección radial hacia el interior del dispositivo propulsor. Así pues, mediante la regulación (gracias a la basculación de la válvula perimetral) del espacio existente entre dicha aleta y una pared de un cuerpo base del dispositivo propulsor y una armadura interior del dispositivo propulsor, la válvula perimetral está configurada para regular respectivamente un primer porcentaje de flujo saliente del estator que se dirige hacia la abertura de salida perimetral y un segundo porcentaje de flujo saliente del estator que se dirige a través de una cavidad de retorno, de vuelta hacia el rotor. Mediante el mecanismo aquí descrito, se consigue regular el caudal del chorro de salida, regulando así el empuje o fuerza de propulsión del dispositivo propulsor, y se consigue aprovechar el caudal no empleado para la propulsión, haciéndolo recircular hacia el rotor, conservando o incrementando su energía cinética. Preferably, in the propulsion device object of the present invention, the perimeter valve comprises a fin arranged in a radial direction towards the interior of the propulsion device. Thus, by regulating (thanks to the tilting of the perimeter valve) the space between said fin and a wall of a base body of the propulsion device and an inner frame of the propulsion device, the perimeter valve is configured to respectively regulate a first percentage of outgoing flow from the stator that is directed towards the perimeter outlet opening and a second percentage of outgoing flow from the stator that is directed through a return cavity, back towards the rotor. By means of the mechanism described here, it is possible to regulate the flow rate of the output jet, thus regulating the thrust or propulsion force of the propulsion device, and it is possible to take advantage of the flow rate not used for propulsion, making it recirculate towards the rotor, conserving or increasing its kinetic energy.
El dispositivo propulsor puede comprender un conducto anular de salida que conecta una salida del estator con la abertura de salida perimetral del dispositivo propulsor. The propulsion device may comprise an annular outlet duct connecting an outlet of the stator to the perimeter outlet opening of the propulsion device.
El conducto anular de salida puede conectar con la abertura de salida perimetral mediante una geometría en forma de codo. The annular outlet duct can connect to the perimeter outlet opening by means of an elbow-shaped geometry.
De manera preferente, la carcasa exterior del dispositivo propulsor está enrasada con la primera base (o base inferior del dispositivo propulsor). Esta configuración permite atenuar la posible dispersión del chorro de salida del dispositivo propulsor. Preferably, the outer casing of the propulsion device is flush with the first base (or lower base of the propulsion device). This configuration makes it possible to attenuate the possible dispersion of the jet exiting the propulsion device.
De manera preferente, la válvula central del dispositivo propulsor tiene una geometría curva convexa. Esto permite facilitar, por efecto Coanda, el direccionamiento del flujo de entrada a través de la abertura de entrada, directamente hacia el rotor en el interior del dispositivo propulsor, ya que la curvatura de la válvula central guía al chorro de entrada hacia el rotor. Esto supone una ventaja con respecto a configuraciones conocidas de propulsores (por ejemplo, el dispositivo de admisión para propulsores descrito en el documento DE 102019106717 A1) que para producir el mencionado efecto Coanda que ayude a dirigir el flujo de entrada a través de la abertura de entrada central, recurren a un elemento convexo consistente en una protuberancia (“Zustromwulst’)que se proyecta más allá de la base del propulsor, lo cual hace aumentar el calado del mismo, aumentando el rozamiento hidrodinámico y reduciendo su eficiencia. Preferably, the central valve of the propulsion device has a convex curved geometry. This makes it possible to facilitate, by the Coanda effect, the direction of the inlet flow through the inlet opening directly towards the rotor inside the propulsion device, since the curvature of the central valve guides the inlet jet towards the rotor. This is an advantage over known propulsion configurations (for example, the inlet device for propulsion described in DE 102019106717 A1) which, in order to produce the aforementioned Coanda effect to help direct the inlet flow through the central inlet opening, resort to a convex element consisting of a protuberance (“Zustromwulst”) that projects beyond the base of the propulsion device, which increases the draft of the propulsion device, increases hydrodynamic drag and reduces its efficiency.
Mediante la configuración del dispositivo propulsor descrita anteriormente, se permite dirigir el chorro de empuje únicamente en la dirección deseada o regular su caudal y lapso de apertura y cierre de la válvula central (dirección, intensidad y frecuencia). By configuring the propulsion device described above, it is possible to direct the thrust jet only in the desired direction or to regulate its flow rate and the opening and closing period of the central valve (direction, intensity and frequency).
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención es un propulsor naval de alta precisión, especialmente desarrollado para facilitar la automatización de embarcaciones (con especial aplicación para USVs(ünmanned Surfaoe Vehicles)y UUVs(ünmanned ünderwater Vehicles),que mejora la operatividad de todo tipo de embarcaciones que operan en el medio acuático. The propulsion device object of the present invention is a high-precision naval propulsion device, specially developed to facilitate the automation of vessels (with special application for USVs (manned surfaoe vehicles) and UUVs (manned underwater vehicles), which improves the operability of all types of vessels that operate in the aquatic environment.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Como parte de la explicación de al menos una forma de realización de la invención se han incluido las siguientes figuras. As part of the explanation of at least one embodiment of the invention, the following figures have been included.
Figura 1: Muestra una vista simplificada y esquemática en perspectiva inferior del dispositivo propulsor. Figure 1: Shows a simplified and schematic bottom perspective view of the propulsion device.
Figura 2: Muestra una vista esquemática en sección de una primera forma de realización del dispositivo propulsor, con la válvula central y la válvula perimetral en posición de reposo. Figure 2: Shows a schematic sectional view of a first embodiment of the propulsion device, with the central valve and the perimeter valve in the rest position.
Figura 3a: Muestra una vista esquemática del dispositivo propulsor de la Figura 2, en donde la válvula central y la válvula perimetral se muestran con un mínimo grado de inclinación. Figure 3a: Shows a schematic view of the propulsion device of Figure 2, where the central valve and the perimeter valve are shown with a minimum degree of inclination.
Figura 3b: Muestra una vista esquemática del dispositivo propulsor de la Figura 2, en donde la válvula central y la válvula perimetral se muestran con un grado intermedio de inclinación. Figure 3b: Shows a schematic view of the propulsion device of Figure 2, where the central valve and the perimeter valve are shown with an intermediate degree of inclination.
Figura 3c: Muestra una vista esquemática del dispositivo propulsor de la Figura 2, en donde la válvula central y la válvula perimetral se muestran con un máximo grado de inclinación. Figure 3c: Shows a schematic view of the propulsion device of Figure 2, where the central valve and the perimeter valve are shown with a maximum degree of inclination.
Figura 4: Muestra una vista esquemática en sección de una segunda forma de realización del dispositivo propulsor, con la válvula central y la válvula perimetral en posición de reposo. Figure 4: Shows a schematic sectional view of a second embodiment of the propulsion device, with the central valve and the perimeter valve in the rest position.
Figura 5: Muestra una vista simplificada y esquemática inferior, parcialmente seccionada, del rotor y el estator del dispositivo propulsor, según la primera forma de realización o la segunda forma de realización del dispositivo propulsor. Figure 5: Shows a simplified and schematic bottom view, partially sectioned, of the rotor and the stator of the propulsion device, according to the first embodiment or the second embodiment of the propulsion device.
Figura 6: Muestra una vista esquemática en sección de una tercera forma de realización del dispositivo propulsor, con la válvula central y la válvula perimetral en posición de reposo. Figure 6: Shows a schematic sectional view of a third embodiment of the propulsion device, with the central valve and the perimeter valve in the rest position.
Figura 7: Muestra una vista esquemática en sección de una cuarta forma de realización del dispositivo propulsor, con la válvula central y la válvula perimetral en posición de reposo. Figure 7: Shows a schematic sectional view of a fourth embodiment of the propulsion device, with the central valve and the perimeter valve in the rest position.
Figura 8: Muestra una vista simplificada y esquemática inferior, parcialmente seccionada, del rotor y el estator del dispositivo propulsor, según la tercera forma de realización o la cuarta forma de realización del dispositivo propulsor. Figure 8: Shows a simplified and schematic bottom view, partially sectioned, of the rotor and stator of the propulsion device, according to the third embodiment or the fourth embodiment of the propulsion device.
Figura 9a: Muestra una vista inferior del dispositivo propulsor, según cualquiera de las formas de realización, en donde se observan unas líneas de flujo de entrada y salida de fluido, correspondientes a una inclinación mínima de la palanca y a una basculación mínima de la válvula central y la válvula perimetral. Figure 9a: Shows a bottom view of the propulsion device, according to any of the embodiments, where fluid inlet and outlet flow lines are observed, corresponding to a minimum inclination of the lever and a minimum tilting of the central valve and the perimeter valve.
Figura 9b: Muestra una vista inferior del dispositivo propulsor, según cualquiera de las formas de realización, en donde se observan unas líneas de flujo de entrada y salida de fluido, correspondientes a una inclinación intermedia de la palanca y a una basculación intermedia de la válvula central y la válvula perimetral. Figure 9b: Shows a bottom view of the propulsion device, according to any of the embodiments, where fluid inlet and outlet flow lines are observed, corresponding to an intermediate inclination of the lever and an intermediate tilting of the central valve and the perimeter valve.
Figura 9c: Muestra una vista inferior del dispositivo propulsor, según cualquiera de las formas de realización, en donde se observan unas líneas de flujo de entrada y salida de fluido, correspondientes a una inclinación máxima de la palanca y a una basculación máxima de la válvula central y la válvula perimetral. Figure 9c: Shows a bottom view of the propulsion device, according to any of the embodiments, where fluid inlet and outlet flow lines are observed, corresponding to a maximum inclination of the lever and a maximum tilting of the central valve and the perimeter valve.
Figura 10: Muestra una vista simplificada y esquemática superior, parcialmente seccionada, del dispositivo propulsor en donde se observa el mecanismo de accionamiento de la válvula central y la válvula perimetral. Figure 10: Shows a simplified and schematic top view, partially sectioned, of the propulsion device where the actuation mechanism of the central valve and the perimeter valve can be observed.
Descripción detalladaDetailed description
La presente invención se refiere, tal y como se ha mencionado anteriormente, a un dispositivo propulsor. The present invention relates, as mentioned above, to a propulsion device.
El dispositivo propulsor comprende una abertura de entrada (1) de fluido (o zona de admisión) central y una abertura de salida (2) de fluido (o zona de expulsión) perimetral. The propulsion device comprises a central fluid inlet opening (1) (or intake zone) and a perimeter fluid outlet opening (2) (or expulsion zone).
La abertura de entrada (1) central se encuentra situada en el centro de una primera base (10) (o base inferior, según se representa en las Figuras) del dispositivo propulsor. The central inlet opening (1) is located in the center of a first base (10) (or lower base, as shown in the Figures) of the propulsion device.
La abertura de salida (2) perimetral se encuentra situada preferentemente en el perímetro de la mencionada primera base (10) del dispositivo propulsor. The perimeter outlet opening (2) is preferably located on the perimeter of the aforementioned first base (10) of the propulsion device.
El dispositivo propulsor comprende una geometría eminentemente cilíndrica, con un eje principal (9) de simetría radial perpendicular a la abertura de entrada (1) central. The propulsion device comprises an eminently cylindrical geometry, with a main axis (9) of radial symmetry perpendicular to the central inlet opening (1).
En correspondencia con la abertura de entrada (1) central, existe una válvula central (3) con geometría en forma de disco. In correspondence with the central inlet opening (1), there is a central valve (3) with disc-shaped geometry.
La válvula central (3) está accionada mediante una palanca (4) unida a un mecanismo de pistones (5). The central valve (3) is actuated by a lever (4) connected to a piston mechanism (5).
En la Figura 10 se muestra una vista superior del dispositivo propulsor, donde la carcasa exterior (6) ha sido seccionada por su parte superior, dejando a la vista el mecanismo de pistones (5). Figure 10 shows a top view of the propulsion device, where the outer casing (6) has been sectioned at its top, leaving the piston mechanism (5) visible.
La palanca (4) y la válvula central (3) están unidas a través de una rótula (4’) de la palanca (4). Esta rótula (4’) está conectada a un fulcro (17) o cojinete, con respecto al cual la palanca (4) puede bascular, como una unión articulada entre la rótula (4’) de la palanca (4) y el fulcro (17). The lever (4) and the central valve (3) are connected via a ball joint (4') of the lever (4). This ball joint (4') is connected to a fulcrum (17) or bearing, relative to which the lever (4) can pivot, as an articulated joint between the ball joint (4') of the lever (4) and the fulcrum (17).
Mediante el movimiento de los pistones (5), se acciona la palanca (4) en distintas direcciones, lo cual produce la basculación de la válvula central (3) en cualquier dirección, y según distintos grados de inclinación. By moving the pistons (5), the lever (4) is actuated in different directions, which causes the central valve (3) to tilt in any direction and according to different degrees of inclination.
La dirección y la inclinación según la cual se puede inclinar la válvula central (3) viene determinada por la longitud en que se extienden o retraen los pistones (5) del mecanismo de pistones (5). De manera preferente, el mecanismo de pistones (5) comprende al menos dos pistones (5) dispuestos en direcciones mutuamente perpendiculares. The direction and inclination in which the central valve (3) can be tilted is determined by the length to which the pistons (5) of the piston mechanism (5) are extended or retracted. Preferably, the piston mechanism (5) comprises at least two pistons (5) arranged in mutually perpendicular directions.
Mediante el control de la dirección de inclinación de la válvula central (3) se permite direccionar el flujo de admisión en una dirección de entrada preferente. By controlling the tilt direction of the central valve (3) it is possible to direct the intake flow in a preferred inlet direction.
Asimismo, mediante el control del grado de inclinación de la válvula central (3), se permite controlar el caudal de entrada a través de la abertura de entrada (1) del dispositivo propulsor. Likewise, by controlling the degree of inclination of the central valve (3), it is possible to control the inlet flow through the inlet opening (1) of the propulsion device.
La Figura 1 muestra una vista simplificada en perspectiva inferior del dispositivo propulsor, según cualquiera de las formas de realización que se describen en este documento. Figure 1 shows a simplified bottom perspective view of the propulsion device, according to any of the embodiments described herein.
En la Figura 1 se muestra el dispositivo propulsor con su carcasa exterior (6), su abertura de entrada (1) central (o zona de admisión) y su abertura de salida (2) perimetral (o zona de expulsión). En correspondencia con la abertura de entrada (1) puede observarse la válvula central (3). Se representan en la Figura 1 unas líneas de flujo que muestran de manera esquemática la dirección principal del flujo de entrada y del flujo de salida, cuando el mecanismo de pistones (5) acciona la palanca (4) según una determinada dirección y con un determinado ángulo de inclinación. Figure 1 shows the propulsion device with its outer casing (6), its central inlet opening (1) (or intake area) and its perimeter outlet opening (2) (or discharge area). The central valve (3) can be seen in correspondence with the inlet opening (1). Flow lines are shown in Figure 1, which schematically show the main direction of the inlet flow and the outlet flow, when the piston mechanism (5) actuates the lever (4) in a certain direction and at a certain angle of inclination.
En la Figura 2 se representa de manera esquemática una vista en sección del dispositivo propulsor, según una primera forma de realización del mismo. Figure 2 schematically shows a sectional view of the propulsion device, according to a first embodiment thereof.
En la Figura 2 se aprecia la válvula perimetral (7) que comprende una aleta (8) que se proyecta radialmente hacia el centro del dispositivo propulsor. En esta primera forma de realización, la válvula perimetral (7) está unida a la parte superior de la palanca (4) mediante una estructura en forma de cúpula formada por una superficie continua o una red de nervios en forma de cúpula. Figure 2 shows the perimeter valve (7) which comprises a fin (8) projecting radially towards the centre of the propulsion device. In this first embodiment, the perimeter valve (7) is connected to the upper part of the lever (4) by means of a dome-shaped structure formed by a continuous surface or a network of dome-shaped ribs.
En la Figura 2 se representa el dispositivo propulsor con la palanca (4), la válvula central (3) y la válvula perimetral (7) en posición de reposo, es decir, con la palanca (4) inclinada 0° con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor. En esta posición, la válvula central (3) bloquea completamente la abertura de entrada (1) del dispositivo propulsor, y la aleta (8) de la válvula perimetral (7) bloquea completamente la salida de flujo a través de la abertura de salida (2) perimetral. Figure 2 shows the propulsion device with the lever (4), the central valve (3) and the perimeter valve (7) in the rest position, i.e. with the lever (4) inclined at 0° with respect to the main axis (9) of the propulsion device. In this position, the central valve (3) completely blocks the inlet opening (1) of the propulsion device, and the flap (8) of the perimeter valve (7) completely blocks the flow exit through the perimeter outlet opening (2).
Cuando el mecanismo de pistones (5) empieza a hacer inclinarse la palanca (4), la válvula central (3) comienza a bascular, produciendo que la abertura de entrada (1) quede abierta al paso de fluido (típicamente agua) hacia un determinado sector interior del dispositivo propulsor. When the piston mechanism (5) begins to tilt the lever (4), the central valve (3) begins to tilt, causing the inlet opening (1) to remain open to the passage of fluid (typically water) to a certain internal sector of the propulsion device.
La Figura 3a muestra la situación en la que la válvula central (3) del dispositivo propulsor (según la primera forma de realización) comienza a bascular dejando paso a la entrada de fluido a través de la abertura de entrada (1). Figure 3a shows the situation in which the central valve (3) of the propulsion device (according to the first embodiment) begins to tilt, allowing the fluid to enter through the inlet opening (1).
Cuando el fluido accede al interior del dispositivo propulsor a través de la abertura de entrada (1), atraviesa en primer lugar el rotor (14) y posteriormente el estator (15). When the fluid enters the interior of the propulsion device through the inlet opening (1), it first passes through the rotor (14) and then the stator (15).
Tanto en esta primera forma de realización del dispositivo propulsor, como en la segunda forma de realización del dispositivo propulsor, el estator (15) se encuentra situado alrededor del rotor (14), proyectándose por encima del rotor (14) alejándose de la primera base (10) del dispositivo propulsor. In both this first embodiment of the propulsion device and the second embodiment of the propulsion device, the stator (15) is located around the rotor (14), projecting above the rotor (14) away from the first base (10) of the propulsion device.
Tanto el rotor (14) como el estator (15) se encuentran situados entre un cuerpo base (11) del dispositivo propulsor y una armadura interior (13) del dispositivo propulsor. La primera base (10) del dispositivo propulsor es una cara exterior de dicho cuerpo base (11) del dispositivo propulsor. Both the rotor (14) and the stator (15) are located between a base body (11) of the propulsion device and an inner armature (13) of the propulsion device. The first base (10) of the propulsion device is an outer face of said base body (11) of the propulsion device.
A la salida del estator (15), el flujo de fluido puede dirigirse hacia una cavidad de retorno (16), de vuelta hacia el rotor (14), o bien hacia un conducto anular de salida (18) conectado con la abertura de salida (2) perimetral. El conducto anular de salida (18) discurre entre una pared (12) del cuerpo base (11) y la carcasa exterior (6) del dispositivo propulsor. El conducto anular de salida (18) tiene una geometría sustancialmente en forma de corona esférica o elipsoidal truncada por dos planos paralelos. La zona de conexión entre el conducto anular de salida (18) y la abertura de salida (2) perimetral tiene una geometría que forma un codo que obliga al flujo de salida del dispositivo propulsor a dirigirse de forma centrífuga con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor. At the outlet of the stator (15), the fluid flow may be directed towards a return cavity (16), back towards the rotor (14), or towards an annular outlet duct (18) connected to the perimeter outlet opening (2). The annular outlet duct (18) runs between a wall (12) of the base body (11) and the outer casing (6) of the propulsion device. The annular outlet duct (18) has a geometry substantially in the form of a spherical or ellipsoidal crown truncated by two parallel planes. The connection zone between the annular outlet duct (18) and the perimeter outlet opening (2) has a geometry that forms an elbow that forces the outlet flow of the propulsion device to be directed centrifugally with respect to the main axis (9) of the propulsion device.
No obstante, según formas de realización alternativas (no mostradas en las Figuras) del dispositivo propulsor objeto de la presente invención, el dispositivo propulsor carece de conducto anular de salida (18) y de la zona de conexión en forma de codo con la abertura de salida (2) perimetral. En estas formas de realización alternativas, la abertura de salida (2) perimetral es directamente la zona que queda situada entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la pared (12) del cuerpo base (11), siendo entonces directamente el chorro de salida del dispositivo propulsor la salida radial del estator (15). However, according to alternative embodiments (not shown in the Figures) of the propulsion device object of the present invention, the propulsion device lacks an annular outlet duct (18) and the elbow-shaped connection area with the perimeter outlet opening (2). In these alternative embodiments, the perimeter outlet opening (2) is directly the area located between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the wall (12) of the base body (11), the outlet jet of the propulsion device then being directly the radial outlet of the stator (15).
En la situación mostrada en la Figura 3a, la válvula central (3) ha comenzado a inclinarse con un ángulo de inclinación mínimo (que, en este caso a modo de ejemplo se supone que corresponde a una inclinación de 10° de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor). Una pequeña cantidad de flujo de fluido comienza a acceder al interior del dispositivo propulsor, hacia un determinado primer sector (S1) del dispositivo propulsor (ver zona izquierda de la Figura 3a), hacia el rotor (14) del dispositivo propulsor. Tras su paso por el rotor (14), el fluido sale despedido en todas direcciones hacia el estator (15). No obstante, puesto que la válvula central (3) determina una dirección principal del flujo de entrada hacia el primer sector (S1) del dispositivo propulsor, también la mayor parte del flujo de salida del rotor (14) se dirige hacia el exterior del rotor (14) y hacia el estator (15) en correspondencia con dicho primer sector (S1) del dispositivo propulsor. In the situation shown in Figure 3a, the central valve (3) has started to tilt with a minimum angle of inclination (which, in this example case, is assumed to correspond to a 10° inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) of the propulsion device). A small amount of fluid flow begins to enter the interior of the propulsion device, towards a certain first sector (S1) of the propulsion device (see left area of Figure 3a), towards the rotor (14) of the propulsion device. After passing through the rotor (14), the fluid is ejected in all directions towards the stator (15). However, since the central valve (3) determines a main direction of the inflow towards the first sector (S1) of the propulsion device, also the majority of the outflow from the rotor (14) is directed towards the outside of the rotor (14) and towards the stator (15) in correspondence with said first sector (S1) of the propulsion device.
Tras su paso por el estator (15), en correspondencia con el primer sector (S1) del dispositivo propulsor, una pequeña parte del flujo de salida del estator (15) accede al conducto anular de salida (18) por el hueco existente entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la pared (12) del cuerpo base (11). Posteriormente, esta pequeña parte del flujo sale en forma de chorro de salida del dispositivo propulsor a través de la abertura de salida (2) perimetral, en una zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. No obstante, puesto que el ángulo de inclinación de la válvula perimetral (7) con su aleta (8) es mínimo, la mayor parte del flujo de salida del estator (15) en dicho primer sector (S1) se dirige por la zona situada entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la armadura interior (13), hacia la cavidad de retorno (16), de vuelta hacia el rotor (14). Asimismo, en sectores alejados u opuestos al primer sector (S1), la aleta (8) de la válvula perimetral (7) bloquea el paso de fluido por el conducto anular de salida (18) hacia la abertura de salida (2) perimetral, por lo que en dichos sectores alejados u opuestos al primer sector (S1), el flujo a la salida del estator (15) se dirige a través de la cavidad de retorno (16) de vuelta hacia el rotor (14). After passing through the stator (15), in correspondence with the first sector (S1) of the propulsion device, a small part of the output flow from the stator (15) enters the annular output duct (18) through the gap between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the wall (12) of the base body (11). Subsequently, this small part of the flow exits in the form of an output jet from the propulsion device through the perimeter outlet opening (2), in an area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device. However, since the angle of inclination of the perimeter valve (7) with its fin (8) is minimal, most of the output flow from the stator (15) in said first sector (S1) is directed through the area located between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the inner armature (13), towards the return cavity (16), back towards the rotor (14). Likewise, in sectors remote from or opposite to the first sector (S1), the fin (8) of the perimeter valve (7) blocks the passage of fluid through the annular outlet conduit (18) towards the perimeter outlet opening (2), so that in said sectors remote from or opposite to the first sector (S1), the flow at the outlet of the stator (15) is directed through the return cavity (16) back towards the rotor (14).
Se tiene así una situación en donde, con un mínimo grado de inclinación de la palanca (4), la válvula central (3) deja un paso de fluido mínimo hacia el interior del dispositivo propulsor, y la válvula perimetral (7) deja un paso de fluido mínimo hacia el exterior del dispositivo propulsor, teniendo así un chorro de salida mínimo que produce una propulsión baja por parte del dispositivo propulsor. This creates a situation where, with a minimum degree of inclination of the lever (4), the central valve (3) allows a minimum fluid passage towards the interior of the propulsion device, and the perimeter valve (7) allows a minimum fluid passage towards the exterior of the propulsion device, thus having a minimum output jet that produces a low propulsion by the propulsion device.
En la Figura 9a se muestra de manera esquemática mediante líneas de flujo el chorro de salida mínimo (correspondiente a la inclinación mínima de la palanca (4) en la Figura 3a) a través de la abertura de salida (2) perimetral, en una zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Figure 9a shows schematically by means of flow lines the minimum output jet (corresponding to the minimum inclination of the lever (4) in Figure 3a) through the perimeter output opening (2), in an area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device.
Cuando se quiere aumentar la magnitud o intensidad de la propulsión producida por el dispositivo propulsor, se debe aumentar la admisión y la expulsión en el dispositivo propulsor, aumentando con ello el flujo de entrada y de salida. Para ello es necesario que el mecanismo de pistones (5) produzca una mayor inclinación de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor, lo cual produce una mayor basculación de la válvula central (3) y de la válvula perimetral (7). When the magnitude or intensity of the propulsion produced by the propulsion device is to be increased, the intake and exhaust flow in the propulsion device must be increased, thereby increasing the inlet and outlet flow. To do this, it is necessary for the piston mechanism (5) to produce a greater inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) of the propulsion device, which produces a greater tilting of the central valve (3) and the perimeter valve (7).
La Figura 3b representa una situación de apertura o basculación intermedia de la válvula central (3) y de la válvula perimetral (7) (que, en este caso a modo de ejemplo se supone que corresponde a una inclinación de 15° de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor). Esta situación produce que, en la zona del dispositivo propulsor correspondiente al primer sector (S1), una mayor proporción de flujo saliente del estator (15) acceda, a través del hueco existente entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la pared (12) del cuerpo base (11), hacia el conducto anular de salida (18) y al exterior del dispositivo propulsor a través de la abertura de salida (2) perimetral. En contraposición a esto, en la zona del dispositivo propulsor correspondiente al primer sector (S1), una menor proporción del flujo saliente del estator (15) accede a la cavidad de retorno (16) por la zona situada entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la armadura interior (13), ya que al inclinarse más la palanca (4) y bascular con ello más la válvula perimetral (7), se reduce el espacio existente entre la aleta (8) y la armadura interior (13) en la zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Figure 3b represents a situation of intermediate opening or tilting of the central valve (3) and the perimeter valve (7) (which, in this case as an example, is assumed to correspond to a 15° inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) of the propulsion device). This situation causes that, in the area of the propulsion device corresponding to the first sector (S1), a greater proportion of the outgoing flow from the stator (15) accesses, through the gap between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the wall (12) of the base body (11), towards the annular outlet duct (18) and to the outside of the propulsion device through the perimeter outlet opening (2). In contrast to this, in the area of the propulsion device corresponding to the first sector (S1), a smaller proportion of the outgoing flow from the stator (15) enters the return cavity (16) through the area located between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the inner armature (13), since when the lever (4) is tilted more and the perimeter valve (7) is tilted more, the space between the fin (8) and the inner armature (13) is reduced in the area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device.
Al igual que ocurría cuando la inclinación de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) era mínima (Figura 3a), también en esta situación de inclinación intermedia de la palanca (4), en sectores alejados u opuestos al primer sector (S1) del dispositivo propulsor, la aleta (8) de la válvula perimetral (7) bloquea el flujo desde el conducto anular de salida (18) hasta la abertura de salida (2) perimetral, por lo que en dichos sectores alejados u opuestos al primer sector (S1) del dispositivo propulsor, el flujo saliente del estator (15) se dirige a través de la cavidad de retorno (16) de vuelta hacia el rotor (14). As occurred when the inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) was minimum (Figure 3a), also in this situation of intermediate inclination of the lever (4), in sectors remote or opposite to the first sector (S1) of the propulsion device, the flap (8) of the perimeter valve (7) blocks the flow from the annular outlet duct (18) to the perimeter outlet opening (2), so that in said sectors remote or opposite to the first sector (S1) of the propulsion device, the outgoing flow from the stator (15) is directed through the return cavity (16) back towards the rotor (14).
En la Figura 9b se muestra de manera esquemática mediante líneas de flujo el chorro de salida intermedio (correspondiente a la inclinación intermedia de la palanca (4) en la Figura 3b) a través de la abertura de salida (2) perimetral, en una zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Figure 9b shows schematically by means of flow lines the intermediate outlet jet (corresponding to the intermediate inclination of the lever (4) in Figure 3b) through the perimeter outlet opening (2), in an area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device.
Cuando se quiere aumentar al máximo posible la magnitud o intensidad de la propulsión producida por el dispositivo propulsor, se debe aumentar al máximo la admisión y la expulsión en el dispositivo propulsor, aumentando con ello al máximo el flujo de entrada y de salida. Para ello es necesario que el mecanismo de pistones (5) produzca una máxima inclinación de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor, lo cual produce una máxima basculación de la válvula central (3) y de la válvula perimetral (7). When the magnitude or intensity of the propulsion produced by the propulsion device is to be increased to the maximum possible level, the intake and exhaust in the propulsion device must be increased to the maximum, thereby increasing the inlet and outlet flow to the maximum. To do this, it is necessary for the piston mechanism (5) to produce a maximum inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) of the propulsion device, which produces a maximum tilting of the central valve (3) and the perimeter valve (7).
La Figura 3c representa una situación de apertura o basculación máxima de la válvula central (3) y de la válvula perimetral (7) (que, en este caso a modo de ejemplo se supone que corresponde a una inclinación de 20° de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) del dispositivo propulsor). Esta situación produce que, en la zona del dispositivo propulsor correspondiente al primer sector (S1), prácticamente la totalidad de flujo saliente del estator (15) acceda, a través del hueco existente entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la pared (12) del cuerpo base (11), hacia el conducto anular de salida (18) y al exterior del dispositivo propulsor a través de la abertura de salida (2) perimetral. En contraposición a esto, en la zona del dispositivo propulsor correspondiente al primer sector (S1), una proporción prácticamente nula del flujo saliente del estator (15) accede a la cavidad de retorno (16) por la zona situada entre la aleta (8) de la válvula perimetral (7) y la armadura interior (13), ya que al inclinarse al máximo la palanca (4) y bascular con ello al máximo la válvula perimetral (7), se reduce al máximo el espacio existente entre la aleta (8) y la armadura interior (13) en la zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Figure 3c represents a situation of maximum opening or tilting of the central valve (3) and the perimeter valve (7) (which, in this case as an example, is assumed to correspond to a 20° inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) of the propulsion device). This situation causes that, in the area of the propulsion device corresponding to the first sector (S1), practically all of the outgoing flow from the stator (15) accesses, through the gap between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the wall (12) of the base body (11), towards the annular outlet duct (18) and to the outside of the propulsion device through the perimeter outlet opening (2). In contrast to this, in the area of the propulsion device corresponding to the first sector (S1), a practically zero proportion of the outgoing flow from the stator (15) enters the return cavity (16) through the area located between the fin (8) of the perimeter valve (7) and the inner armature (13), since when the lever (4) is tilted to the maximum and thus the perimeter valve (7) is tilted to the maximum, the space between the fin (8) and the inner armature (13) is reduced to the maximum in the area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device.
Al igual que ocurría cuando la inclinación de la palanca (4) con respecto al eje principal (9) era mínima (Figura 3a) o intermedia (Figura 3b), también en esta situación de inclinación máxima de la palanca (4), en sectores alejados u opuestos al primer sector (S1) del dispositivo propulsor, la aleta (8) de la válvula perimetral (7) bloquea el flujo desde el conducto anular de salida (18) hasta la abertura de salida (2) perimetral, por lo que en dichos sectores alejados u opuestos al primer sector (S1) del dispositivo propulsor, el flujo saliente del estator (15) se dirige a través de la cavidad de retorno (16) de vuelta hacia el rotor (14). As occurred when the inclination of the lever (4) with respect to the main axis (9) was minimum (Figure 3a) or intermediate (Figure 3b), also in this situation of maximum inclination of the lever (4), in sectors remote or opposite to the first sector (S1) of the propulsion device, the flap (8) of the perimeter valve (7) blocks the flow from the annular outlet duct (18) to the perimeter outlet opening (2), so that in said sectors remote or opposite to the first sector (S1) of the propulsion device, the outgoing flow from the stator (15) is directed through the return cavity (16) back towards the rotor (14).
En la Figura 9c se muestra de manera esquemática mediante líneas de flujo el chorro de salida máximo (correspondiente a la inclinación máxima de la palanca (4) en la Figura 3b) a través de la abertura de salida (2) perimetral, en una zona correspondiente al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Figure 9c shows schematically by means of flow lines the maximum output jet (corresponding to the maximum inclination of the lever (4) in Figure 3b) through the perimeter output opening (2), in an area corresponding to the first sector (S1) of the propulsion device.
Como se puede apreciar en la Figura 9a, en la Figura 9b y en la Figura 9c, en sectores adyacentes al primer sector (S1) del dispositivo propulsor, existe también una pequeña dispersión del chorro de salida del dispositivo propulsor a través de la abertura de salida (2) perimetral. No obstante, gracias a la basculación de la válvula perimetral (7) con su aleta (8), la mayor parte del flujo saliente del estator (15) se dirige hacia el exterior del dispositivo propulsor a través del conducto anular de salida (18) y de la abertura de salida (2) perimetral, únicamente en la zona correspondiente al primer sector (S1), ya que la válvula perimetral (7) con su aleta (8) bloquea la salida de flujo a través de la abertura de salida (2) perimetral en sectores alejados al primer sector (S1) del dispositivo propulsor. Para que se produzca esta mínima dispersión del chorro de salida, es también deseable que la carcasa exterior (6) del dispositivo propulsor quede enrasada con la primera base (10) del dispositivo propulsor, de modo que el conducto anular de salida (18) obligue al flujo que sale del estator (15) en sectores adyacentes al primer sector (S1) a mezclarse con el flujo saliente del estator (15) en el primer sector (S1), corrigiendo o atenuando con ello la dispersión en el chorro de salida. As can be seen in Figure 9a, Figure 9b and Figure 9c, in sectors adjacent to the first sector (S1) of the propulsion device, there is also a small dispersion of the output jet of the propulsion device through the perimeter outlet opening (2). However, thanks to the tilting of the perimeter valve (7) with its flap (8), most of the outgoing flow from the stator (15) is directed towards the outside of the propulsion device through the annular outlet duct (18) and the perimeter outlet opening (2), only in the area corresponding to the first sector (S1), since the perimeter valve (7) with its flap (8) blocks the flow exit through the perimeter outlet opening (2) in sectors far from the first sector (S1) of the propulsion device. In order to achieve this minimum dispersion of the exit jet, it is also desirable that the outer casing (6) of the propulsion device be flush with the first base (10) of the propulsion device, so that the annular outlet duct (18) forces the flow exiting the stator (15) in sectors adjacent to the first sector (S1) to mix with the flow exiting the stator (15) in the first sector (S1), thereby correcting or attenuating the dispersion in the exit jet.
En la Figura 4 se muestra una segunda forma de realización del dispositivo propulsor objeto de la presente invención. Esta segunda forma de realización difiere de la primera forma de realización en que la válvula perimetral (7), en lugar de estar unida a la parte superior de la palanca (4) mediante una estructura en forma de cúpula, está unida mediante unos brazos (19) a la válvula central (3). De esta forma, cuando el mecanismo de pistones (5) produce la inclinación de la palanca (4) y, a su vez, la basculación de la válvula central (3), esta basculación de la válvula central (3) produce también la basculación de la válvula perimetral (7). A second embodiment of the propulsion device object of the present invention is shown in Figure 4. This second embodiment differs from the first embodiment in that the perimeter valve (7), instead of being attached to the upper part of the lever (4) by means of a dome-shaped structure, is attached by means of arms (19) to the central valve (3). In this way, when the piston mechanism (5) produces the inclination of the lever (4) and, in turn, the tilting of the central valve (3), this tilting of the central valve (3) also produces the tilting of the perimeter valve (7).
En la Figura 5 se muestra una vista inferior seccionada del rotor (14) y el estator (15) del dispositivo propulsor, según la primera forma de realización y la segunda forma de realización del dispositivo propulsor. Se observa que el rotor (14) está dispuesto por el interior del estator (15). Figure 5 shows a sectional bottom view of the rotor (14) and the stator (15) of the propulsion device, according to the first embodiment and the second embodiment of the propulsion device. It can be seen that the rotor (14) is arranged inside the stator (15).
En la Figura 6 se muestra una tercera forma de realización del dispositivo propulsor objeto de la presente invención. Esta tercera forma de realización es análoga a la primera forma de realización, pero donde el estator (15) no se encuentra situado alrededor del rotor (14), sino únicamente por encima del rotor (14). A third embodiment of the propulsion device object of the present invention is shown in Figure 6. This third embodiment is analogous to the first embodiment, but where the stator (15) is not located around the rotor (14), but only above the rotor (14).
En la Figura 7 se muestra una cuarta forma de realización del dispositivo propulsor objeto de la presente invención. Esta cuarta forma de realización es análoga a la segunda forma de realización, pero donde el estator (15) no se encuentra situado alrededor del rotor (14), sino únicamente por encima del rotor (14). A fourth embodiment of the propulsion device object of the present invention is shown in Figure 7. This fourth embodiment is analogous to the second embodiment, but where the stator (15) is not located around the rotor (14), but only above the rotor (14).
En la Figura 8 se muestra una vista inferior seccionada del rotor (14) y el estator (15) del dispositivo propulsor, según la tercera forma de realización y la cuarta forma de realización del dispositivo propulsor. Se observa que el rotor (14) se superpone al estator (15). Figure 8 shows a sectional bottom view of the rotor (14) and the stator (15) of the propulsion device, according to the third embodiment and the fourth embodiment of the propulsion device. It can be seen that the rotor (14) overlaps the stator (15).
En la tercera forma de realización y en la cuarta forma de realización del dispositivo propulsor, esta disposición del rotor (14) con sus álabes de mayor superficie que en la primera y en la segunda forma de realización, y superpuestos a los álabes del estator (15) en dirección longitudinal/axial, dota al dispositivo propulsor de una mayor potencia. In the third embodiment and in the fourth embodiment of the propulsion device, this arrangement of the rotor (14) with its blades having a larger surface area than in the first and second embodiments, and superimposed on the stator blades (15) in the longitudinal/axial direction, provides the propulsion device with greater power.
En la tercera y cuarta formas de realización del dispositivo propulsor, el flujo que abandona el rotor (14) y entra en el estator lo hace en dirección longitudinal/axial del dispositivo propulsor (en la dirección del eje principal (9) del dispositivo propulsor). En contraposición a esto, en la primera y segunda formas de realización del dispositivo propulsor, el flujo que abandona el rotor (14) y entra en el estator lo hace en dirección radial del dispositivo propulsor (en la dirección perpendicular al eje principal (9) del dispositivo propulsor). In the third and fourth embodiments of the propulsion device, the flow leaving the rotor (14) and entering the stator does so in the longitudinal/axial direction of the propulsion device (in the direction of the main axis (9) of the propulsion device). In contrast to this, in the first and second embodiments of the propulsion device, the flow leaving the rotor (14) and entering the stator does so in the radial direction of the propulsion device (in the direction perpendicular to the main axis (9) of the propulsion device).
De manera preferente, la válvula central (3) tiene una geometría curva convexa, de manera que se favorece la admisión de fluido hacia el interior del dispositivo propulsor por el efecto Coanda que produce en el chorro de admisión, el cual tiende a reproducir la geometría curva de la válvula central (3), dirigiéndose hacia el rotor (14) del dispositivo propulsor. Este efecto Coanda se produce en los 360° de la válvula central (3) de manera que, cualquiera que sea la dirección y ángulo de basculación de la válvula central (3), se produce este efecto Coanda sobre el flujo de admisión, favoreciendo la entrada de fluido directamente hacia el rotor (14) del dispositivo propulsor. Preferably, the central valve (3) has a convex curved geometry, so that the admission of fluid into the interior of the propulsion device is favoured by the Coanda effect produced in the intake jet, which tends to reproduce the curved geometry of the central valve (3), heading towards the rotor (14) of the propulsion device. This Coanda effect occurs in the 360° of the central valve (3) so that, whatever the direction and tilt angle of the central valve (3), this Coanda effect is produced on the intake flow, favouring the entry of fluid directly towards the rotor (14) of the propulsion device.
El dispositivo propulsor objeto de la presente invención permite variar la dirección y frecuencia de apertura/cierre (lapso de apertura y cierre) de la válvula central (3), así como la intensidad del chorro de propulsión (regulando la velocidad de giro (RPM) del rotor (14) y la apertura de la válvula perimetral (7)). The propulsion device object of the present invention allows to vary the direction and frequency of opening/closing (opening and closing period) of the central valve (3), as well as the intensity of the propulsion jet (regulating the rotation speed (RPM) of the rotor (14) and the opening of the perimeter valve (7)).
De manera preferente, el rotor (14) está configurado con álabes de paso variable. Preferably, the rotor (14) is configured with variable pitch blades.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2975839 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A2 Effective date: 20240716 |