IT9012498A1 - Propulsore ad idrogetto, in particolare per navi o simili. - Google Patents

Description

"Propulsore ad idrogetto, in particolare per navi, o simili."

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un propulsore ad idrogetto, in particolare per navi, o simili, comprendente una pompa d'aspirazione motorizzata, con un condotto d'aspirazione per l'acqua e con un condotto di mandata che termina a guisa d'ugello.

L'invenzione ha lo scopo di realizzare un propulsore ad idrogetto del tipo descritto all'inizio in modo tale, per cui grazie ad accorgimenti costruttivi estremamente semplici ed economici, possa garantire un migliore rendimento propulsivo del getto d'acqua di propulsione associato da una ridotta rumorosità e ad un minore inquinamento atmosferico.

Attualmente infatti i noti propulsori ad idrogetto presentano dei condotti d'aspirazione realizzati in modo tale, per cui la portata geometrica è pari all'intera area del cerchio della girante della pompa. Ciò comporta dei disturbi del flusso d'aspirazione che diminuiscono il rendimento propulsivo dell'idrogetto. Nei noti propulsori, tale effetto viene ulteriormente amplificato dal fatto che l'asse di rotazione della girante stessa della pompa si estende per un tratto sostanziale nel condotto d'aspirazione stesso e nella camera d'alloggiamento della girante, disturbando anch'esso il flusso aspirato.

L'invenzione consegue lo scopo prefissato con un propulsore ad idrogetto del tipo descritto all'inizio, nel quale la pompa, ovvero la girante della stessa, è costituita da un'elica che è disposta in modo tale, per cui in sostanza ed almeno in navigazione essa è immersa nell'acqua all’incirca solo parzialmente, preferibilmente con la sua metà inferiore, mentre l'elica stessa è alloggiata in una camera tubolare provvista sul suo lato di poppa di un'estensione a guisa d'ugello ed orientata in direzione del flusso di mandata dell'elica stessa e di un'estensione inferiore che è disposta a proravia dell'elica e si estende verso prua, costituendo la bocca ed il condotto d'aspirazione dell'acqua.

Secondo una ulteriore caratteristica dell'invenzione, l’elica è montata in modo tale, per cui il suo albero di rotazione non sporge, o sporge solamente in misura insignificante, all'interno del condotto d'aspirazione e della camera tubolare.

Vantaggiosamente, la camera tubolare è provvista ulteriormente di un'estensione superiore che è disposta anch'essa a propravia della camera tubolare e che si estende verso prua, raccordandosi con il condotto di scarico per i gas di scarico e/o l'acqua di raffreddamento del o dei motori.

Preferibilmente, l'estensione superiore per i gas di scarico e/o l'acqua di raffreddamento del o dei motori sbocca in corrispondenza della zona superiore della camera tubolare associata alla parte superiore dell'elica al di sopra del livello dell'acqua, mentre l'estensione inferiore d'aspirazione dell'acqua sbocca in corrispondenza della zona inferiore della camera tubolare associata alla parte immersa dell 'elica.

Secondo una prima forma esecutiva, la camera tubolare e le estensioni superiore ed inferiore rivolte verso prua sono realizzate nella parte poppiera della carena direttamente a proravia dello specchio di poppa, mentre l'estensione a guisa d'ugello sporge posteriormente oltre lo specchio di poppa stesso.

In una ulteriore forma esecutiva, l'elica stessa sporge oltre lo specchio di poppa e la camera tubolare è costituita da una carenatura tubolare che è fissata alla carena e che presenta un'estensione a guisa d'ugello sul suo lato di poppa ed un estensione inferiore sul lato di prua che- è rivolta verso la prua e che forma il condotto d'aspirazione dell'acqua con il fondo della carena nella zona di poppa.

Grazie a questa costruzione del propulsore ad idrogetto secondo l'invenzione, la portata geometrica è costituita all 'incirca dalla metà dell'area del cerchio dell'elica. Ciò evita la formazione di disturbi del flusso d'aspirazione. Tali disturbi vengono ulteriormente soppressi grazie al fatto che l’elica è montata in modo tale, per cui l'albero d'azionamento non sporge né nel condotto d'aspirazione né nella camera tubolare. Il fatto di convogliare i gas di scarico nella camera tubolare permette di miscelare gli stessi al flusso d'acqua pompato. Ciò determina una diminuzione della densità del flusso pompato, riducendo le vibrazioni sull'elica ed i rumori. I gas di scarico vengono inoltre lavati e raffreddati in modo più efficace, garantendo così un minore inquinamento atmosferico.

L'invenzione ha per oggetto anche altre caratteristiche che perfezionano ulteriormente il propulsore ad idrogetto di cui sopra e che sono oggetto delle sottorivendicazioni.

Le particolari caratteristiche dell'invenzione ed i vantaggi che ne derivano risulteranno con maggiori dettagli dalla descrizione di due forme esecutive preferite, illustrate a titolo d'esempio non limitativo nei disegni allegati, nei quali:

La fig. 1 illustra una vista in sezione di un primo esempio esecutivo del propulsore ad idrogetto secondo l'invenzione, in particolare con la camera tubolare disposta all'interno della carena.

La fig- 2 illustra una naloga vista in prospettiva di un ulteriore esempio esecutivo del propulsore secondo l'invenzione, nel quale la camera tubolare è costituita da una carenatuta tubolare fissata esternamente alla carena.

Nella fig. 1 è illustrata schematicamente la zona della poppa di una nave, o simili. All'interno della detta zona di poppa è prevista una camera tubolare 1 che è disposta ad un livello tale, per cui essa è riempita d'acqua approssimativamente nella sua metà inferiore, come è indicato dalla freccia L. Dal lato di poppa della camera tubolare 1 si diparte, sostanzialmente coassialmente, un'estensione tubolare 2 a guisa d'ugello che è orientata in direzione dell'asse longitudinale della nave e sporge oltre lo specchio di poppa 3 della nave. Dall'estensione tubolare a guisa d'ugello 2 viene emesso il getto d'acqua di propulsione. Sul suo lato di prua la camera tubolare 1 presenta un'estensione tubolare inferiore 4 che è orientata verso prua. L'estensione tubolare inferiore sbocca da un lato in corrispondenza della metà inferiore immersa della camera tubolare 1 e d'altro lato sul fondo della carena della nave e costituisce il condotto d'apirazione dell'acqua per la formazione del getto di propulsione. Tale estensione tubolare inferiore 4 è orientata inclinata verso il basso in direzione della prua della nave. In corrispondenza della sua metà al di sopra del livello dell'acqua, sul suo lato di prua, la camera tubolare 1 presenta una ulteriore estensione tubolare superiore 5 che si raccorda con il condotto di scarico dei gas di scarico e/o dell'acqua di raffreddamento del o dei motori di propulsione della nave. Nella zona d'angolo 6 di separazione delle due estensioni tubolari superiore 5 ed inferiore 4 della camera tubolare 1 è sopportato in modo girevole l'abero d'azionamento 7 di un'elica 8 che è alloggiata nella camera tubolare 1 e che costituisce il rotore della pompa d'aspirazione del propulsore ad idrogetto. Come risulta evidente dalla fig. 1, la detta zona d'angolo 6 si estende direttamente sostanzialmente fino all'imbocco di prua della camera tubolare 1, per cui l'albero d'azionamento 7 dell'elica 8 non sporge, o sporge solamente in misura insignificante, sia all'interno del condotto d'aspirazione costituito dall'estensione tubolare inferiore 4, sia all'interno della camera tubolare 1. L'albero d'azionamento 7 dell'elica 8 è collegato in modo usuale con l'albero del o dei motori (non illustrati) per mezzo di un cuscinetto reggispinta 9 ed altri dispositivi di per se noti. Vantaggiosamente, in corrispondenza della zona di raccordo della camera tublare 1 con l'estensione tubolare a guisa d'ugello 2 è previsto uno statore 10 che coopera con l'elica 8 per la formazione del flusso di mandata sotto pressione.

Secondo una ulteriore caratteristica, a poppavia dell'estremità a guisa d'ugello dell'estensione tubolare a guisa d'ugello 2 sono previsti dei mezzi orientatori del getto di propulsione che assumono quindi una funzione di timone. Tali mezzi sono costituiti da un canotto orientatone 11 che è fissato all'estremità di poppa dell'estensione tubolare a guisa d'ugello 2, per mezzo di braccetti 111 tra loro diametralmente opposti, in modo oscillante nel piano orizzontale nei due sensi rispetto all'asse longitudinale dell'estensione tubolare a guisa d'ugello 2 stessa. Per l'inversione di marcia, il canotto orientatore 11 è provvisto sul lato inferiore di un condotto di retromarcia 12 orientato inclinato verso il basso e verso la prua della nave. All'interno del canotto orientatore 11, in corrispondenza del bordo di collegamento del condotto di retromarcia 12 al canotto orientatore 11 disposto a valle, con riferimento alla direzione d'espulsione del getto di propulsione, è previsto un otturatore a cerniera 13. L'otturatore a cerniera 13 è montato oscillante da una posizione di chiusura del condottto di retromarcia 12 in una posizione di chiusura del canotto orientatore 11 che è illustrata a tratto e punto e nella quale l'otturatóre a cerniera 13 devia il flusso di mandata attraverso il condotto di retromrcia 12, determinando la spinta indietro della nave .

Nella forma esecutiva del propulsore ad idrogetto secondo la fig. 2, l'elica 8 che costituisce la girante della pompa dell'idrogetto, sporge oltre lo specchio di poppa 3 della nave in corrispondenza della zona di raccordo dello stesso con il fondo della carena. In questo caso, l’elica 8 può essere costituita da una cosiddetta elica di superfice. In particolare, l’asse di rotazione dell'elica 8, ovvero il suo albero d'azionamento 7 è inclinato verso l'alto rispetto al piano orizzontale. La camera tubolare d'alloggiamento dell’elica 8 è costituita in questo caso da una carenatura tubolare 20. La detta carenatura tubolare 20 è fissata allo specchio di poppa 3 nella sua zona inferiore di raccordo con il fondo della- carena. Analogamente alla camera tubolare 1 secondo il precedente esempio esecutivo, la carenatura tubolare 20 presenta sul suo lato di poppa un'estensione tubolare a guisa d'ugello 22 sostanzialmente identica a quella del precedente esempio esecutivo. Anche la detta estensione tubolare a guisa d'ugello 22 porta un canotto orientatone 11 che è realizzato in modo identico a quello precedentemente descritto e le cui parti sono indicate con gli stessi numeri di riferimento.

Sul suo lato rivolto verso la prua, la carenatura tubolare 20 presenta un'estensione inferiore 24 che è prevista inferiormente al fondo della carena e che forma con quest'ultimo il condotto d'aspirazione dell'acqua aperto verso prua. Tale condotto si raccorda con la camera tubolare della carenatura 20 in corrispondenza della sua zona inferiore immersa, mentre con la zona superiore della camera tubolare della carenatura 20 si raccorda il condotto di scarico dei gas di scarico e/o dell'acqua di raffreddamento che è indicato con 25 e che è previsto all'interno della zona poppiera della nave. Anche in questo caso, quindi, l'elica 8 è parzialmente immersa nell'acqua (freccia L del livello della superfice dell'acqua), almeno durante la navigazione e preferibilmente sostanzialmente per la sua metà inferiore, mentre in corrispondenza della sua metà superiore vengono alimentati i gas di scarico del o dei motori e/o l'acqua di raffreddamento degli stessi che vengono così miscelati all'acqua aspirata per la produzione del getto di propulsione. Questa seconda forma esecutiva risulta particolarmente vantaggiosa, poiché permette agilmente la trasformazione di qualsivolgia tipo di propulsore cosiddetto ad elica di superfice in un propulsore ad idrogetto.

Il propulsore ad idrogetto secondo l'invenzione presenta un maggiore rendimento eliminando i disturbi di flusso nel condotto d'aspirazione dell'acqua. La possibilità di miscelare, in particolare i gas di scarico, del o dei motori, all'acqua aspirata per la produzione del getto di propulsione riduce la densità del flusso di mandata, limitando le vibrazioni sull'elica stessa e quindi la produzione di rumore durante la navigazione. I gas di scarico del o dei motori vengono d'altro lato anche raffreddati con maggiore efficacia e lavati dalle notevoli portate d'acqua aspirate, determinando un minore inquinamento atmosferico .

Naturalmente, l'invenzione non è limitata alle forme esecutive testé descritte ed illustrate ma può essere ampiamente variata e modificata, soprattutto costruttivamente, senza abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Propulsore ad idrogetto, in particolare per navi , o simili comprendente una pompa motorizzata (8), con un condotto d'aspirazione (4, 24) e con un condotto di mandata (2, 22) che termina a guisa d'ugello, caratterizzato dal fatto che la pompa, ovvero la girante della stessa, è costituita da un'elica (8) che è disposta in modo tale, per cui in sostanza ed almeno in navigazione essa è immersa nell'acqua all 'incirca solo parzialmente , preferibilmente con la sua metà inferiore, mentre l'elica (8) stessa è alloggiata in una camera tubolare (1, 20) provvista sul suo lato di.poppa di un'estensione tubolare a guisa d'ugello (2, 22) ed orientata in direzione del flusso di mandata dell'elica (8) stessa e di un'estensione tubolare inferiore (4, 24) che è disposta a proravia della camera tubolare (1, 20) estendendosi verso prua e che sbocca sott'acqua, costituendo la bocca ed il condotto d'aspirazione dell'acqua.
2. 2. Propulsore ad idrogetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elica (8) è montata in modo tale, per cui il suo albero di rotazione (7) non sporge, o sporge solamente in misura insignificante, all'interno del condotto d'aspirazione (4, 24) e della camera tubolare (1, 20).
3. 3. Propulsore ad idrogetto secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la camera tubolare (1, 20) è provvista ulteriormente di un'estensione tubolare superiore (5, 25) che è disposta anch'essa a proravia della camera tubolare (1, 20) e che si estende verso prua, raccordandosi con il condotto di scarico per i gas di scarico e/o l'acqua di raffreddamento del o dei motori.
4. 4. Propulsore ad idrogetto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'estensione tubolare superiore (5, 25) della camera tubolare (1, 20) per i gas di scarico e/o l'acqua di raffreddamento del o dei motori sbocca in corrispondenza della zona superiore della camera tubolare (1, 20) associata alla parte superiore dell'elica (8) al di sopra del livello dell'acqua.
5. 5. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'estensione tubolare inferiore (4, 24) d'aspirazione dell'acqua sbocca in corrispondenza della zona inferiore della camera tubolare (1, 20) associata alla parte immersa dell'elica (8).
6. 6. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'albero d'azionamento (7) dell'elica (8) è sopportato in modo girevole nella zona d'angolo (6) di separazione delle estensioni tubolari, inferiore (4, 24) e superiore (5, 25) e fuoriesce preferibilmente in corrispondenza dell'apice della detta zona d'angolo (6) che è. previsto direttamente adiacente all'imbocco di prua della camera tubolare (1, 20) od eventualmente leggermente sporgente all'interno della stessa, in modo tale, per cui nel condotto d'aspirazione dell'acqua, ovvero nell'estensione tubolare inferiore (4, 24) e nella stessa camera tubolare (1, 20) sporge solamente un brevissimo tratto di albero d'azionamento (7).
7. 7. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la camera tubolare (1) e le estensioni superiore (5) ed inferiore (4) rivolte verso prua sono realizzate nella parte poppiera della carena direttamente a proravia dello specchio di poppa (3), mentre l'estensione a guisa d'ugello (2) sporge posteriormente oltre lo specchio di poppa (3) stesso.
8. 8. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1 a 6, caratterizzato dal fatto che l'elica (8) stessa sporge oltre lo specchio di poppa (3) e la camera tubolare è costituita da una carenatura tubolare (20) che è fissata alla carena e che presenta un'estensione tubolare a guisa d'ugello (22) sul suo lato di poppa ed un estensione tubolare inferiore (24) sul lato di prua che è rivolta verso la prua e che forma il condotto d'aspirazione dell'acqua con' il fondo della carena nella zona di poppa della nave, in particolare nella zona di-raccordo dello specchio di poppa (3) con la carena.
9. 9. Propulsore ad idrogetto, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'elica (8) è costituita da una cosiddetta elica di superficie .
10. 10. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che nella zona di raccordo della camera tubolare (1, 20) con l'estensione tubolare a guisa d'ugello (2, 22) può essere previsto uno statore (10) cooperante con l'elica (8) per la formazione del flusso di mandata.
11. 11. Propulsore ad idrogetto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che a poppavia dell'estensione tubolare a guisa d'ugello (2, 22) sono previsti dei mezzi orientatori (11, 12, 13) del getto di propulsione con funzione di timone e d’invertitore di marcia.
12. 12. Propulsore ad idrogetto secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i mezzi orientatori del getto di propulsione sono costituiti da un canotto orientatore (11) che è articolato all'estremità poppiera libera dell'estensione tubolare a guisa d'ugello (2, 22), in modo spostabile angolarmente in un piano orizzontale, nei due sensi rispetto all'asse longitudinale dell'estensione tubolare a guisa d'ugello (2, 22), essendo detto canotto orientatore (11) provvisto dì un condotto inferiore di retromarcia (12) che è inclinato in basso e verso la prua nonché di un otturatore a cerniera (13) spostabile alternativamente in una posizione di chiusura del condotto di retromarcia (12) ed in una posizione di chiusura del canotto orientatore (11) e di deviazione del flusso di mandata attraverso il detto condotto di retromarcia (12).
13. 13. Propulsore ad idrogetto, in particolare per navi, o simili, in tutto od in parte come descritto, illustrato e per gli scopi su esposti.