ITFI20080108A1 - Carenatura per asse d'elica. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo :

Carenatura per asse d'elica

CAMPO DELL'INVENZIONE

L’invenzione si riferisce al campo della nautica.

STATO DELL'ARTE

Tradizionalmente un natante a motore è dotato di un sistema propulsivo definito “linea d’asse” (vedi Figura 1) comprendente un motore entrobordo (non mostrato in figura) collegato all’elica per mezzo di un albero 11 che fuoriesce dallo scafo dal punto 12; normalmente detto albero è ancorato alla chiglia in prossimità dell’elica da un braccio porta-elica 13 che serve da sostegno all’albero. Talvolta il natante può avere più di un motore, generalmente due, ognuno con la propria linea d’asse.

Il movimento del natante crea un flusso di liquido incidente che, incontrando prima l’albero e poi il braccio porta-elica, provoca delle turbolenze che riducono la spinta propulsiva dell’elica stessa e si traducono in vibrazioni sulla volta di poppa costituendo elemento di non comfort per i passeggeri. Altro elemento di non comfort per i passeggeri è il rollio a natante fermo. Inoltre l’asse e l’elica sono esposti ad eventuali collisioni con oggetti flottanti semisommersi.

E’ evidente quindi l’importanza di eliminare detti inconvenienti incidendo tuttavia il meno possibile sulle parti strutturali del natante.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una carenatura cava all’interno a forma di pinna raccordata alle linee di chiglia e con sezioni NACA varianti, scelte in funzione della necessaria lunghezza decrescente, che formandosi poco prima dell’uscita dell’asse lo avvolge completamente per terminare a opportuna distanza dall’elica così da rendere il flusso incidente su di essa più uniforme migliorandone la spinta propulsiva. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Figura 1 -Rappresenta un tradizionale sistema propulsivo di natanti a motore.

Figura 2 - Rappresenta una forma realizzativa di carenatura della linea d’asse.

Figura 3 - Illustra una particolare realizzazione dell’invenzione DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

La presente invenzione consente di superare i problemi suddetti grazie ad una carenatura avente forma idrodinamica che avvolge e protegge l’albero da poco prima della sua uscita dalla chiglia fino alla prossimità dell’elica.

Se preferito la carenatura può inglobare anche il braccio portaelica utilizzandolo come punto di ancoraggio.

Per forma idrodinamica si intende ovviamente una forma capace di offrire la minor resistenza possibile al movimento del natante in funzione delle sue dimensioni e della conformazione della chiglia.

Come si vede dalla figura 2 la carenatura 10 ha essenzialmente una forma di pinna che avvolge e protegge l’albero 11 da poco prima del suo punto di uscita dalla chiglia fino alla prossimità dell’elica inglobando anche il braccio portaelica.

La sezione della carenatura è formata da sezioni NACA varianti in funzione della necessaria lunghezza decrescente in modo da realizzare il profilo desiderato; la forma della carenatura sarà quindi conseguenza della forma e dimensioni del natante (in particolare della sua chiglia) a cui deve essere applicata.

In particolare nelle installazioni plurimotori e relative linee d'assi, le carenature saranno due o più con forme speculari (destra/e e sinistra/e) quando rispettivamente equidistanti dall’ asse di simmetria dello scafo del natante e profili appositamente studiati per queste applicazioni La presente carenatura può essere parte integrante della carena, e quindi essere costruita di pezzo con essa, oppure essere applicata alla chiglia in modo rimovibile. In tal caso la carenatura sarà assicurata alla chiglia del natante con mezzi di fissaggio convenzionali, quali ad esempio viti, bulloni, rivetti, perni ribattuti, etc..

La carenatura comprenderà ovviamente delle aperture (non mostrate in figura) eventualmente dotate di griglie protettive che consentano l’ingresso dell’acqua nello spazio interno della carenatura stessa non solo per la semplice e tradizionale lubrificazione ad acqua delle boccole in gomma dell’asse, ma anche per le prese a mare del motore etc.

Secondo una particolare realizzazione dell’invenzione, come mostrata in figura 3, la carenatura nella sua parte prossimale all’elica può essere provvista di irrobustimenti strutturali 14 capaci di sostituire il braccio portaelica.

La carenatura secondo l’invenzione permette di realizzare un flusso incidente più uniforme che migliora la spinta propulsiva dell’elica.

Si noti che anche se la carenatura secondo l’invenzione offre una sezione maggiore all’acqua, rispetto all’asse nudo, essa permette tuttavia una minor resistenza grazie alla sua forma idrodinamica e, comprendendo anche il braccio portaelica, evita la turbolenza di questi due elementi (asse e braccio) e raccorda nel miglior modo i filetti fluidi sulle pale grazie alla sua forma allungata e opportunamente disegnata caso per caso. La forma della pinna può anche essere tale da far sì che il flusso sia avviato “controelica” per usufruire del vantaggio derivante dall'aumento del carico palare; nel caso di sviluppo anche al di sotto della linea mediana dell’asse si configurerebbe la protezione della parte inferiore del disco dell’elica.

Una idrodinamica così ottimale può consentire di installare anche eliche controrotanti aumentando di quel poco la sezione da consentire il passaggio dei due assi concentrici. Altri aspetti positivi derivanti dalla presente invenzione sono il miglioramento del comfort di bordo, sia con la diminuzione delle vibrazioni sulla volta di poppa, che con lo smorzamento del rollio anche da fermo e, a seconda delle possibili realizzazioni, anche una certa protezione della linea d'asse e dell’elica nelle collisioni con oggetti flottanti semisommersi .

La pinna proprio per le sue caratteristiche darà maggior stabilità al natante ma anche maggior resistenza alle accostate, perciò ove necessario si dovrà ovviare dotandola di elementi che a comando possano variarne il profilo fornendo portanza laterale.

Tutta la struttura e particolarmente la nervatura del bordo di attacco saranno costituiti da materiali sufficientemente elastici per contrastare eventuali piccoli urti (con oggetti immersi o galleggianti, fondali ecc.) ma che in caso d’urto importante ne possano assorbire l’energia “sacrificandosi" cioè frantumandosi secondo linee predeterminate, mantenendo per quanto possibile intatto tutto l’organo propulsivo e non creando vie d’acqua nello scafo del natante.

I materiali da impiegarsi per la realizzazione possono essere alluminio marino, acciaio inox, bronzo, materiali compositi e quant’altro assicuri elasticità fino al carico di rottura voluto.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Carenatura per natanti a motore a forma di pinna raccordata alle linee di chiglia e con sezioni NACA varianti, che avvolge completamente l’asse dell’elica (11) da poco prima la sua uscita dalla chiglia (12) fino alla prossimità dall'elica.
2. 2. Carenatura secondo la rivendicazione 1 in cui detta carenatura è parte integrante dello scafo oppure elemento aggiuntivo rimuovibile.
3. 3. Carenatura secondo la rivendicazione 1 in cui detta carenatura ingloba anche il braccio portaelica (13).
4. 4. Carenatura secondo la rivendicazione 3 in cui detta carenatura presenta nella sua parte prossimale all’elica irrobustimenti strutturali (14) capaci di sostituire il braccio portaelica.
5. 5. Carenatura secondo la rivendicazione 1 in cui le sezioni NACA sono scelte in funzione delle dimensioni del natante e della necessaria lunghezza decrescente.
6. 6. Carenatura secondo la rivendicazione 1 di forma opportuna ad ottimizzare il raccordo dei filetti fluidi sulle pale dell’elica.
7. 7. Carenatura secondo la rivendicazione 1 in cui la forma della pinna è tale da avviare il flusso “controelica”.
8. 8. Carenatura secondo la rivendicazione 1 comprendente griglie/feritoie che consentano l’ingresso dell’acqua al suo interno.
9. 9. Carenatura secondo la rivendicazione 1 dotata di elementi mobili a comando che variando il profilo della pinna producano la portanza laterale voluta.
10. 10. Carenatura secondo la rivendicazione 1 realizzata in un materiale adatto a costruzione di scafi di natanti e che assicuri elasticità fino ad un carico di rottura inferiore a quello dell’asse.
11. 11. Carenatura secondo la rivendicazione 9 realizzata in un materiale tale che in caso di collisione si frantuma secondo linee predeterminate.
12. 12. Carenatura secondo la rivendicazione 1 realizzata in un materiale scelto fra alluminio marino, acciaio inox, bronzo, materiali compositi.
13. 13. Natante a mono- o plurimotore motore con sistema propulsivo a “linea d’asse” comprendente una o più carenature secondo una qualunque delle rivendicazioni 1-12.
14. 14. Natante monomotore secondo la rivendicazione 14 comprendente una sola carenatura per l’unica linea d’asse.
15. 15. Natante plurimotore secondo la rivendicazione 14 comprendente per alcune o per tutte le linee d’asse presenti, una o più carenature.
16. 16. Natante secondo la rivendicazione 15 comprendente una o più carenature con forme rispettivamente speculari (destra/e e sinistra/e) quando rispettivamente equidistanti dall’asse di simmetria dello scafo del natante.
17. 17. Natante bimotore secondo la rivendicazione 16 comprendente due carenature, una per ciascuna linea d’asse.