IT201800009660A1 - Combinazione di un gruppo di propulsione e di una imbarcazione, un metodo di propulsione di una imbarcazione ed un gruppo di propulsione per una imbarcazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: Combinazione di un gruppo di propulsione e di una imbarcazione, un metodo di propulsione di una imbarcazione ed un gruppo di propulsione per una imbarcazione.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una combinazione di un gruppo di propulsione e di una imbarcazione, un metodo di propulsione di una imbarcazione ed un gruppo di propulsione per una imbarcazione.

La presente invenzione ha lo scopo di perfezionare l’efficienza dei motori marini specialmente fuoribordo in modo da consentire all’utente di ottimizzare l’effetto di spinta in relazione alle diverse condizioni di andatura e di galleggiamento ed alle diverse forme dello scafo.

Attualmente la movimentazione dei motori fuoribordo prevede la classica rotazione di sterzatura, una oscillazione del motore intorno ad un asse orizzontale sostanzialmente parallelo all’asse trasversale dell’imbarcazione, cosiddetto movimento di “trim” ed una traslazione lungo una direzione verticale lungo un asse verticale o compreso nel piano verticale ed inclinato in direzione della prua o della poppa dell’imbarcazione.

Il trim dei motori determina una variazione di orientamento delle eliche che modificano la direzione della forza di spinta orientando tale forza più verso il basso o verso l’alto.

La traslazione verticale, ottenuta grazie a slitte motorizzate denominate jack-plates che sono interposte fra specchio di poppa dell’imbarcazione e motore, determinano la posizione delle eliche rispetto alla superficie dell’acqua, ovvero il loro grado di immersione ed anche la posizione delle eliche rispetto allo spigolo inferiore dello specchio di poppa.

Esiste un limite alla massima escursione verticale ottenibile con i jack-plates. Tale limite è imposto dalla necessità che l’elica risulti sempre bagnata dall’acqua che lascia la chiglia per evitare fenomeni di cavitazione.

D’altra parte, poiché il flusso dell’acqua ha un andamento sostanzialmente parabolico con concavità rivolta verso il basso e vertice disposto ad una certa distanza dallo specchio di poppa, come mostrato in figura 2, la quantità di acqua che bagna l’elica non è uniforme e fortemente dipendente dalla distanza del motore dallo specchio di poppa. Ciò comporta una non ottimale regolazione della posizione verticale dei motori.

Scopo della presente invenzione è ottimizzare la spinta propulsiva di una imbarcazione consentendo di posizionare il od i motori fuoribordo, ovvero le corrispondenti eliche, in una posizione rispetto allo scafo, in particolare alla carena dello stesso, ed alla superficie dell’acqua tale da massimizzare la prestazione dell’imbarcazione in funzione delle necessità dell’andatura scelta e delle manovre da eseguire.

L’invenzione raggiunge lo scopo con una combinazione di imbarcazione e motore fuoribordo, in cui almeno un motore fuoribordo è fissato in una prestabilita posizione allo specchio di poppa della detta imbarcazione, essendo il detto motore montato traslabile secondo un percorso con almeno una componente di moto avente un orientamento verticale in direzione di allontanamento o avvicinamento dal piano di galleggiamento dell’imbarcazione ovvero di minore o maggiore pescaggio delle eliche e una componente di moto avente un orientamento orizzontale o longitudinale in direzione di allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa dell’imbarcazione.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni, il termine traslazione verticale o componente verticale di traslazione o di spostamento si riferisce ad uno spostamento in direzione perpendicolare al piano di riferimento di galleggiamento dell’imbarcazione.

Il termine traslazione orizzontale o componente orizzontale di traslazione o di spostamento si riferisce ad uno spostamento in direzione parallela all’asse longitudinale dell’imbarcazione ovvero perpendicolare alla sezione maestra dell’imbarcazione.

Grazie a questo accorgimento, anche diminuendo notevolmente il pescaggio delle eliche, il motore non perde pressione perché viene posizionato ad una certa distanza dallo specchio di poppa nella zona in cui il flusso di acqua raggiunge una quota superiore.

In una forma attuativa, il motore viene traslato secondo una direzione appartenente ad un piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo ad un piano di sezione longitudinale dello scafo dell’imbarcazione.

Vantaggiosamente la traslazione del motore avviene secondo un percorso di spostamento rettilineo in modo che ad una traslazione verticale in direzione di minore pescaggio delle eliche sia associata una traslazione di allontanamento dallo specchio di poppa del motore.

Secondo una forma attuativa particolarmente vantaggiosa, lo spostamento in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa è graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche.

La traslazione del motore è comandata, ad esempio, da dispositivi di fissaggio del motore allo specchio di poppa con attuatori di spostamento del tipo meccanico, elettrico, idraulico, elettroidraulico, elettromeccanico, magnetico.

I dispositivi di fissaggio del motore allo specchio di poppa possono vantaggiosamente comprendere una coppia di piastre, di cui una fissa e una mobile, le quali piastre agiscono a guisa di slitta una sull’altra, la piastra mobile scorrendo sulla piastra fissa secondo un piano parallelo ad un piano di sezione longitudinale dello scafo o perpendicolare alla sezione maestra dell’imbarcazione.

Il controllo dello spostamento del motore è vantaggiosamente affidato ad una unità di controllo configurata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa quando detto motore viene traslato verticalmente nella direzione di allontanamento dalla superficie di galleggiamento ovvero di minore pescaggio delle eliche.

Secondo un altro aspetto l’invenzione riguarda un metodo di governo di una imbarcazione comprendente uno, due o più motori fuoribordo, il quale metodo prevede lo spostamento di almeno uno dei detti motori secondo un percorso con almeno una componente di moto avente un orientamento verticale in direzione di allontanamento o avvicinamento dal piano di galleggiamento dell’imbarcazione e una componente di moto avente un orientamento orizzontale o longitudinale in direzione di allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa dell’imbarcazione

Secondo una forma attuativa, lo spostamento del o dei motori ha luogo in un piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo al piano di simmetria longitudinale dell’imbarcazione combinando due traslazioni lineari secondo due direzioni fra loro non parallele, preferibilmente fra loro perpendicolari ad esempio una delle quali è una traslazione secondo una direzione parallela all’asse longitudinale dello scafo e l’altra è una traslazione secondo una direzione verticale.

Vantaggiosamente la traslazione nel piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo al piano di simmetria, ovvero perpendicolare allo specchio di poppa o ad una sua tangente, avviene lungo un percorso corrispondente ad una linea retta.

Secondo una forma attuativa particolarmente vantaggiosa, lo spostamento del o dei motori in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa è graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche.

Lo spostamento del o dei motori può essere previsto in combinazione con la rotazione di sterzatura del o dei motori e/o con una inclinazione di trim del o dei motori e/o una traslazione verso una fiancata dello scafo del o dei motori.

Secondo un altro aspetto l’invenzione riguarda un gruppo di propulsione per un imbarcazione comprendente almeno un motore fuoribordo o due o più motori fuoribordo, dispositivi di fissaggio del o dei motori fuoribordo che consentono spostamenti del o dei motori fuoribordo lungo prestabiliti percorsi grazie ad attuatori di spostamento ed in cui è previsto un sistema di comando degli attuatori di azionamento dei detti dispositivi. Il sistema di comando prevede almeno un organo di comando attuabile dall’utente ed almeno una centralina di controllo atta a ricevere segnali di comando generati dall’organo di comando ed a trasformare detti segnali in segnali di potenza atti ad alimentare gli attuatori corrispondentemente ai detti segnali generati dagli organi di comando. La centralina di controllo è vantaggiosamente programmata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa quando detto motore viene traslato verticalmente nella direzione di allontanamento dalla superficie di galleggiamento ovvero di minore pescaggio delle eliche.

Secondo una forma attuativa particolarmente vantaggiosa la centralina è programmata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa in modo graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

La fig. 1 illustra schematicamente un’imbarcazione provvista di un motore fuoribordo con indicato in tratteggio il piano di galleggiamento.

La fig. 2 illustra schematicamente una vista laterale di un’imbarcazione provvista di un motore che può traslare verticalmente grazie all’impiego di cosiddetti jack-plates di tipo tradizionale.

La figura 3 illustra schematicamente una vista laterale di un’imbarcazione secondo una forma attuativa dell’invenzione in cui il motore può traslare sia verticalmente che longitudinalmente e comunque secondo due direzioni inclinate in un piano parallelo al piano di simmetria longitudinale dell’imbarcazione.

La figura 4 illustra schematicamente la posizione assunta da un motore rispetto allo specchio di poppa nella configurazione limite di massimo (in alto) e minimo (in basso) pescaggio delle eliche con riferimento ad una configurazione con jack-plates tradizionali (a sinistra), porta bracket con configurazione a quadrilatero articolato (al centro) e con dispositivo di fissaggio secondo l’invenzione (a destra).

La figura 5 illustra schematicamente una vista laterale di una imbarcazione dotata di un dispositivo di fissaggio a piastre in grado di consentire la traslazione del motore in una direzione obliqua appartenente ad un piano parallelo al piano di simmetria longitudinale dell’imbarcazione.

La figura 6 illustra schematicamente una vista in pianta del dispositivo di fissaggio della figura precedente.

Con riferimento alla figura 1, un’imbarcazione comprende uno scafo 1 con uno specchio di poppa 101. Allo specchio di poppa 101 è fissato in posizione centrale un motore fuoribordo 2. Il motore 2 si considera essere montato in modo da poter eseguire tutti i possibili spostamenti rispetto allo specchio di poppa attualmente noti allo stato dell’arte ed in particolare, la rotazione di sterzatura, l’inclinazione di trim e la traslazione verticale.

E’ da notare che anche quando non espressamente indicato dalla presente descrizione ciascuno spostamento di uno o più motori può ulteriormente essere combinato con uno o più dei suddetti spostamenti noti allo stato dell’arte ed in particolare, sempre con una rotazione di sterzatura del o dei motori ed opzionalmente con uno spostamento di trim.

Nella sua forma più semplice l’invenzione prevede che oltre alla rotazione di sterzatura del motore, questo sia ulteriormente traslabile lungo una direzione con almeno una componente di moto avente un orientamento verticale in direzione di allontanamento o avvicinamento dal piano di galleggiamento dell’imbarcazione ovvero di minore o maggiore pescaggio delle eliche e una componente di moto avente un orientamento orizzontale o longitudinale in direzione di allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa dell’imbarcazione.

Una forma esecutiva prevede che il od i motori siano spostabili relativamente allo specchio di poppa lungo un piano verticale parallelo ad un piano di sezione longitudinale dello scafo dell’imbarcazione come mostrato in fig. 5.

Lo spostamento nel detto piano può avvenire combinando due traslazioni lineari secondo due direzioni fra loro non parallele, preferibilmente perpendicolari, ad esempio una traslazione longitudinale ed una verticale.

In particolare una delle due traslazioni, ovvero quella longitudinale, è lungo un asse parallelo al piano di galleggiamento e l’altra è lungo un asse perpendicolare al piano di galleggiamento.

Con il termine piano di galleggiamento s’intende il piano sostanzialmente orizzontale che contiene la linea teorica di galleggiamento di progetto dell’imbarcazione.

La due traslazioni secondo due direzioni fra loro perpendicolari possono venire attuate grazie ad una combinazione di slitte di traslazione delle quali una prima slitta è montata su guide di scorrimento lungo una piastra di supporto 301 in modo da traslare secondo una prima delle due direzioni di traslazione ed una seconda slitta è montata sulla prima slitta per mezzo di guide di traslazione relativa rispetto alla detta prima slitta orientate in modo da consentire la traslazione della detta seconda slitta nella seconda direzione di traslazione, mentre il motore è montato su una piastra mobile 403 solidale con la seconda slitta e la piastra di supporto 301 è fissata allo specchio di poppa 101.

Ciascuna delle slitte è comandata a scorrimento per mezzo di un attuatore che può essere di tipo qualsivoglia e interfacciato ad una centralina di controllo vantaggiosamente configurata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa quando detto motore viene traslato verticalmente nella direzione di allontanamento dalla superficie di galleggiamento ovvero di minore pescaggio delle eliche.

La fig. 6 illustra schematicamente un dispositivo di fissaggio a slitte motorizzate che può essere impiegato per realizzare le traslazioni del o dei motori secondo l’invenzione.

Il dispositivo, indicato con il riferimento 3, prevede una piastra 403 di supporto del motore 2 che presenta sul lato rivolto verso l’esterno una coppia di guide formate da costole verticali 503, distanziate fra loro in modo da formare una gola di scorrimento per un pattino di scorrimento 603 solidale ad una seconda piastra 303 che costituisce una ulteriore slitta di scorrimento.

Le guide sono orientate in direzione perpendicolare al piano di galleggiamento e la piastra di supporto 403 si sposta rispetto alla slitta intermedia 303 nella detta direzione verso l’alto e verso il basso. La slitta intermedia 303 porta a sua volta una coppia di guide 203 sostanzialmente analoghe a quelle 503. Le guide 203 sono orientate in direzione parallela ad un piano di sezione longitudinale ovvero in direzione perpendicolare alle guide 503, e nelle stesse scorrono rispettivi pattini di scorrimento 103 che sono solidali ad una ulteriore piastra 301 fissata allo specchio di poppa.

Grazie a questa costruzione, il dispositivo 3 consente uno spostamento del motore sia in direzione longitudinale che verticale in modo da allontanare lo stesso dallo specchio di poppa quando viene sollevato verso l’alto aumentando così la pressione dell’acqua.

Come mostrato in figura 2, il flusso dell’acqua che lascia la chiglia 201 di una imbarcazione ha, infatti, un andamento sostanzialmente parabolico con concavità rivolta verso il basso e vertice disposto ad una certa distanza dallo specchio di poppa 101.

Sollevando verticalmente il motore con i jackplates tradizionali, la massima altezza che è possibile raggiungere prima che si abbia perdita di pressione si ha quando il punto indicato con A in figura raggiunge l’ultimo filetto fluido B e l’elica 102 risulta parzialmente non bagnata. Oltre questo punto inizia la cavitazione.

Se il motore, oltre a essere traslato verso l’alto, viene anche spostato indietro ovvero in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa come mostrato in figura 3, a parità di altezza del motore, il punto A si trova ben al di sotto dell’ultimo filetto fluido B con l’elica 102 completamente immersa poiché situata nella zona in cui il flusso di acqua presenta un massimo. Ciò consente di poter ulteriormente sollevare il motore senza perdere pressione.

L’effetto è ancora più evidente se si osserva la figura 4. Nella parte superiore sono mostrati tre motori nella medesima situazione di pescaggio. La figura in alto a sinistra è relativa ad un sistema con jack-plates di tipo tradizionale ovvero con regolazione secondo la sola direzione verticale. La figura centrale è relativa ad un fissaggio tramite porta bracket con configurazione a quadrilatero articolato. La figura in alto a destra è, invece, relativa ad un fissaggio secondo l’invenzione che consente al motore di traslare in un piano di sezione longitudinale dell’imbarcazione secondo una direzione obliqua ovvero secondo una linea retta con componente sia verticale che orizzontale.

Le figure sottostanti mostrano la posizione di pescaggio limite delle eliche a seguito di una escursione del motore verso l’alto per ciascuna configurazione. Il jack-plate tradizionale trasla rigidamente il motore verso l’alto mantenendo costante la distanza dallo specchio di poppa. Il porta bracket fa eseguire al motore un movimento lungo un arco di circonferenza con un iniziale allontanamento dallo specchio di poppa ed un successivo riavvicinamento quando viene superata la configurazione a rettangolo con un complessivo avvicinamento verso lo specchio di poppa della quantità indicata con d. Nella presente invenzione, il motore trasla verso l’alto in concomitanza con un movimento di allontanamento dallo specchio di poppa per situarsi ad una distanza D dallo stesso. Il risultato è che l’altezza massima raggiungibile prima di avere cavitazione è minima con un porta bracket, intermedia con un jake-plate tradizionale e massima nella presente invenzione.

L’invenzione si presta a numerose varianti attuative. Ad esempio è possibile prevedere qualsivoglia meccanismo di supporto dei motori che consenta il loro spostamento relativamente allo specchio di poppa secondo diversi assi di traslazione e di rotazione. La configurazione di questi meccanismi è anche qualsivoglia purché sia possibile operare una traslazione in allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa in concomitanza con una traslazione verticale.

Analogamente anche gli organi di comando dello spostamento del o dei motori possono essere di qualsivoglia tipo come ad esempio a Joystick o a pulsante o combinazione degli stessi. Il tutto senza abbandonare il principio informatore sopra descritto ed in seguito rivendicato.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Combinazione di imbarcazione e motore fuoribordo, in cui almeno un motore fuoribordo (2) è fissato in una prestabilita posizione allo specchio di poppa (101) della detta imbarcazione (1), essendo il detto motore (2) montato traslabile secondo un percorso con almeno una componente di moto avente un orientamento verticale in direzione di allontanamento o avvicinamento dal piano di galleggiamento dell’imbarcazione ovvero di minore o maggiore pescaggio delle eliche (102) e una componente di moto avente un orientamento orizzontale o longitudinale in direzione di allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa (101) dell’imbarcazione (1).
2. 2. Combinazione secondo la rivendicazione 1, in cui il motore (2) può essere traslato secondo una direzione appartenente ad un piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo ad un piano di sezione longitudinale dello scafo dell’imbarcazione (1).
3. 3. Combinazione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la traslazione del motore (2) avviene secondo un percorso di spostamento rettilineo in modo che ad una traslazione verticale in direzione di minore pescaggio delle eliche (102) sia associata una traslazione di allontanamento dallo specchio di poppa (101) del motore (2).
4. 4. Combinazione secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui lo spostamento in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa (101) è graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche (102).
5. 5. Combinazione secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui la traslazione del motore (2) è comandata da dispositivi di fissaggio (3) del motore (2) allo specchio di poppa (101) con attuatori di spostamento del tipo meccanico, elettrico, idraulico, elettroidraulico, elettromeccanico, magnetico.
6. 6. Combinazione secondo la rivendicazione 5, in cui i dispositivi di fissaggio (3) del motore (2) allo specchio di poppa (101) comprendono una coppia di piastre (301, 403), di cui una fissa e una mobile, le quali piastre agiscono a guisa di slitta una sull’altra, la piastra mobile scorrendo sulla piastra fissa secondo un piano parallelo ad un piano di sezione longitudinale dello scafo o perpendicolare alla sezione maestra dell’imbarcazione.
7. 7. Combinazione secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui è presente una unità di controllo configurata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore (2) in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa (101) quando detto motore (2) viene traslato verticalmente nella direzione di allontanamento dalla superficie di galleggiamento ovvero di minore pescaggio delle eliche (102).
8. 8. Metodo di governo di una imbarcazione comprendente uno, due o più motori fuoribordo, il quale metodo prevede lo spostamento di almeno uno dei detti motori secondo un percorso con almeno una componente di moto avente un orientamento verticale in direzione di allontanamento o avvicinamento dal piano di galleggiamento dell’imbarcazione e una componente di moto avente un orientamento orizzontale o longitudinale in direzione di allontanamento o avvicinamento dallo specchio di poppa dell’imbarcazione
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui lo spostamento del o dei motori ha luogo in un piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo al piano di simmetria longitudinale dell’imbarcazione combinando due traslazioni lineari secondo due direzioni fra loro non parallele, preferibilmente fra loro perpendicolari ad esempio una delle quali è una traslazione secondo una direzione parallela all’asse longitudinale dello scafo e l’altra è una traslazione secondo una direzione verticale.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui la traslazione nel piano perpendicolare alla sezione maestra o parallelo al piano di simmetria, ovvero perpendicolare allo specchio di poppa o ad una sua tangente, avviene lungo un percorso corrispondente ad una linea retta.
11. 11. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 8 a 10, in cui in cui lo spostamento del o dei motori in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa è graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche.
12. 12. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 8 a 11, in cui lo spostamento del o dei motori e previsto in combinazione con la rotazione di sterzatura del o dei motori e/o con una inclinazione di trim del o dei motori e/o una traslazione verso una fiancata dello scafo del o dei motori.
13. 13. Gruppo di propulsione per un imbarcazione (1) comprendente almeno un motore fuoribordo o due o più motori fuoribordo (2), dispositivi di fissaggio (3) del o dei motori fuoribordo (2) che consentono spostamenti del o dei motori fuoribordo (2) lungo prestabiliti percorsi grazie ad attuatori di spostamento ed in cui è previsto un sistema di comando degli attuatori di azionamento dei detti dispositivi (3), il quale sistema prevede almeno un organo di comando attuabile dall’utente ed almeno una centralina di controllo atta a ricevere segnali di comando generati dal detto organo di comando ed a trasformare detti segnali in segnali di potenza atti ad alimentare gli attuatori corrispondentemente ai detti segnali generati dagli organi di comando in cui la centralina di controllo è programmata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa quando detto motore viene traslato verticalmente nella direzione di allontanamento dalla superficie di galleggiamento ovvero di minore pescaggio delle eliche.
14. 14. Gruppo di propulsione secondo la rivendicazione 13, in cui la centralina è programmata per pilotare gli attuatori di spostamento in modo da traslare il motore in direzione di allontanamento dallo specchio di poppa in modo graduale e crescente all’aumentare dello spostamento verticale nella direzione di minore pescaggio delle eliche (102).