ITGE20110036A1

ITGE20110036A1 - Propulsore navale intubato

Info

Publication number: ITGE20110036A1
Application number: IT000036A
Authority: IT
Inventors: Enrico Bruno Brizzolara; Stefano Brizzolara
Original assignee: Enrico Bruno Brizzolara; Stefano Brizzolara
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-10-06
Also published as: US9376186B2; WO2012137144A1; EP2694361A1; EP2694361B1; US20140057506A1

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: Propulsore navale intubato.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un propulsore navale in tunnel che comprende un condotto tubolare all'interno del quale Ã ̈ montata almeno una elica dinamicamente collegata a mezzi di azionamento a rotazione intorno ad un asse parallelo, in particolare coincidente rispetto all'asse longitudinale del detto condotto.

Propulsori del suddetto tipo sono noti allo stato dell'arte. Tali sistemi sono divenuti un accessorio di fondamentale importanza, che permette di agevolare i movimenti dei mezzi galleggianti, soprattutto in campo navale, ma non solo.

Con l'installazione di uno o piÃ¹ di questi propulsori in tunnel nell'opera viva di una nave, di una imbarcazione, di un natante, o di un mezzo galleggiante di trasporto o di lavoro diventa possibile non solo aumentare le capacitÃ di manovra e di evoluzione del mezzo sul quale sono montati, ma anche contribuire alla realizzazione del loro sistema di posizionamento dinamico.

Tali sistemi sono generalmente posti trasversalmente rispetto all'asse prua-poppa dell'unitÃ navale nell'opera viva dello scafo e il condotto tubolare sbocca in corrispondenza dei fianchi dello scafo in cui sono presenti aperture coincidenti con le estremitÃ del detto tunnel. Sempre generalmente, l'asse di rotazione dell'elica all'interno del condotto Ã ̈ posto trasversalmente rispetto all'asse prua-poppa del mezzo navale.

Con la rotazione dell'elica si crea dunque una spinta idrodinamica che permette di far ruotare o spostare lateralmente l'unitÃ navale come necessario nelle manovre come ad esempio quella di ormeggio.

Spesse volte a causa della limitata immersione dello scafo non Ã ̈ possibile installare l'elica con il diametro piÃ¹ adatto in relazione alla potenza richiesta ed alla lunghezza totale del tunnel. In questi casi i valori di spinta ottenibili saranno sempre inferiori ai valori massimi ottenibili in relazione alla potenza installata.

Per ovviare a tale inconveniente, si cerca di evitare turbolenze idrodinamiche sulle pareti interne del condotto, in quanto la spinta erogata dall'elica diminuisce sempre piÃ¹, quanto maggiore Ã ̈ la lunghezza relativa al diametro del condotto, a causa delle perdite di carico distribuite lungo le pareti del tunnel e di quelle concentrate alle estremitÃ che incontra il flusso d'acqua generato dall'azione dell'elica.

Una nota soluzione Ã ̈ descritta in numerosi documenti, fra cui il documento GB112094, il documento US3400682 e il documento EP0037865. In questi documenti vengono descritte diverse configurazioni di propulsori navali in tunnel che comprendono eliche alloggiate all'interno di condotti. Questi condotti prevedono due svasamenti terminali, posti rispettivamente in corrispondenza delle estremitÃ del condotto.

Tale accorgimento consentirebbe di migliorare le condizioni idrodinamiche presenti sulle pareti interne del condotto in prossimitÃ delle estremitÃ terminali dello stesso. Nonostante ciÃ², questa configurazione non elimina le resistenze di attrito del flusso lungo le pareti interne del condotto, in grado ancora di ridurre la spinta dell'elica, talchÃ© per raggiungere la spinta richiesta dalle nave per la manovra deve essere utilizzata una maggiore quantitÃ di potenza.

L'invenzione si pone quindi il problema di realizzare un propulsore navale in tunnel del tipo descritto in precedenza, in cui sostanzialmente il condotto presenta un profilo idrodinamico che riduce la resistenza idrodinamica al flusso dell'acqua generato dall'elica intubata, ottimizzando la spinta dell'elica stessa.

L'invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un propulsore navale in tunnel come descritto all'inizio ed in cui il condotto tubolare Ã ̈ costituito da tre tronchi, di cui un primo tronco centrale che si prolunga su ciascun lato di testa con un tronco terminale, il quale primo tronco centrale alloggia almeno un elica e presenta una predeterminata lunghezza e un predeterminato diametro, mentre i due tronchi terminali presentano una predeterminata lunghezza e un predeterminato diametro che Ã ̈ maggiore del diametro del tronco centrale i detti tronchi terminali raccordandosi al detto tronco centrale con un allargamento radiale anulare avente un fronte ripido.

Secondo la configurazione appena descritta l'elica risulta posizionata all'interno del tronco centrale e presenta un diametro lievemente inferiore al diametro interno del tronco centrale.

I due tronchi terminali risultano di conseguenza collegati rispettivamente ad un lato ed all'altro lato di testa del tronco centrale tramite raccordi anulari bruschi che formano un salto di diametro presentando in direzione dell'asse longitudinale del condotto e in sezione secondo un piano diametrale, un profilo ripido con una estensione assiale di una determinata misura.

Questa caratteristica consente di diminuire notevolmente le turbolenze all'interno del condotto, in quanto le resistenze distribuite e concentrate della corrente accelerata sono presenti principalmente nel tunnel centrale e quasi nulle nei tronchi esterni, come in quello di uscita dove, grazie al brusco allargamento del diametro del condotto del tronco centrale, le sue pareti non interferiscono piÃ¹ significativamente sulle perdite per attrito.

Contemporaneamente, nell'altro tronco di estremitÃ , quello allâ€™ingresso, le perdite distribuite per attrito e quelle concentrate sui raccordo sono sensibilmente ridotte per la diminuzione di velocitÃ locale.

Ulteriori perfezionamenti della configurazione generica appena descritta, sono principalmente volti a diminuire ulteriormente le perdite concentrate e distribuite del flusso idrodinamico creato dall'elica, per ottenere una ottimizzazione della spinta che permetta manovre del mezzo navale, sfruttando al massimo la potenza disponibile all'elica.

In particolare le superficie di raccordo presentano una determinata estensione secondo l'asse longitudinale del condotto che Ã ̈ funzione della differenza fra il diametro di ciascuno dei due tronchi terminali rispetto al diametro del tronco centrale.

Vantaggiosamente il valore dell'estensione della superficie di raccordo in direzione dell'asse longitudinale non dipende solo dalla suddetta differenza di diametri, ma anche minore del valore della detta differenza dei due diametri moltiplicata per un fattore moltiplicativo.

Prove sperimentali hanno dimostrato che per ottenere il massimo rendimento del flusso di spinta creato dall'elica in funzione della potenza assorbita, ovvero per minimizzare le perdite idrodinamiche, il fattore moltiplicativo Ã ̈ compreso in un intervallo tra 0,4 e 4,0, in funzione della particolare forma della superficie di raccordo.

In generale i raccordi tra il tronco centrale e i due tronchi terminali saranno sempre bruschi, con uno o piÃ¹ gradini secchi o con limitate superficie di raccordo gradualmente avviate, che si sviluppano per una lunghezza limitata, generalmente inferiore a 4 volte la differenza del diametro dei tronchi terminali rispetto al diametro del tronco centrale.

Una possibile forma attuativa per minimizzare le perdite concentrate sull'estremitÃ del tronco centrale prevede una lunghezza di raccordo tra estremitÃ del tronco centrale ed affacciata estremitÃ di collegamento del tronco terminale, secondo l'asse longitudinale del condotto tubolare, espressa dalla relazione :

a = k (De-Di)

dove:

a Ã ̈ la lunghezza della superficie di raccordo De Ã ̈ il diametro di ciascuno dei tronchi terminali

Di Ã ̈ il diametro del tronco centrale, sostanzialmente uguale, a meno della toleranza di interferenza, al diametro dell'elica del propulsore k=l, se il raccordo ha la forma di un quarto di ellisse avente diametri principali nel rapporto 2:1, altrimenti variabile da 0,4 a 4,0.

Vantaggiosamente per ottimizzare la spinta dell'elica Ã ̈ possibile trovare un rapporto opportuno fra la misura del diametro di ciascuno dei due tronchi esterni rispetto alla misura del diametro del tronco centrale. Le prove sperimentali effettuate sul propulsore intubato oggetto della presente invenzione hanno dimostrato che preferibilmente la misura del diametro di ciascuno dei due tronchi esterni deve avere un valore compreso in un intervallo, i cui limiti sono definiti dalla misura del diametro del tronco centrale, moltiplicata rispettivamente per due fattori moltiplicativi, di cui un primo fattore per stabilire il limite inferiore ed un secondo fattore per stabilire il limite superiore.

Il limite inferiore ed il limite superiore devono essere di volta in volta stabiliti in funzione della lunghezza totale misurata tra le sezioni di entrata e uscita del condotto, nonchÃ© la velocitÃ del flusso di acqua fuoriuscente dal tronco centrale, in modo da evitare contatti tra le superfici turbolente esterne di quest'ultimo e le pareti del tronco terminale.

Ad esempio per condotti di lunghezza totale pari ad a circa 4 volte il diametro dell'elica e/o del tronco centrale, il primo fattore potrÃ variare nell'intervallo compreso fra 1,01 e 1,20, mentre il secondo fattore potrÃ variare tra 1,50 e 2,50.

Una variante esecutiva del propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione, prevede che la lunghezza assiale del tronco centrale del tunnel sia determinata in funzione del suo stesso diametro, preferibilmente in ragione di un fattore compreso tra 2 e 4.

La superficie di raccordo puÃ² essere prevista con diverse forme, che contribuiscono a modulare le riduzioni idrodinamiche della spinta creata dall'elica. Tutte queste diverse forme permettono di mantenere un allargamento brusco del diametro del condotto in prossimitÃ dei lati di testa del tronco centrale.

Una prima forma esecutiva prevede che la superficie di raccordo sia brusca con uno o piÃ¹ gradini, in cui l'allargamento anulare di raccordo delle affacciate estremitÃ di testa del tronco centrale e del corrispondente tronco terminale Ã ̈ costituito da una o piÃ¹ superficie anulari perfettamente radiali, tutte perpendicolari all'asse longitudinale del condotto tubolare.

In tal modo i lati di testa del tronco centrale si raccordano alle estremitÃ di ciascuno dei due tronchi terminali trÃ©unite due o piÃ¹ superficie tra di loro perpendicolari .

Alternativamente la superficie di raccordo puÃ² essere di forma tronco conica.

La detta superficie troncoconica puÃ² presentare angoli di apertura corrispondenti a tutte le possibili inclinazioni della parete di mantello rispetto all'asse longitudinale centrale del condotto tubolare, compresi tra 20° e 90°.

Secondo una ulteriore forma esecutiva la superficie di raccordo puÃ² essere curva con concavitÃ rivolta verso il lato interno o quello esterno del condotto tubolare.

Il profilo puÃ² essere costituito da qualsivoglia curva, ma costruttivamente puÃ² risultare preferibile una forma a raggio di curvatura costante (settore circolare in sezione) o a raggio variabile progressivamente (settore di ellissoide, in sezione).

Inoltre, tali forme in quanto tali forme permettono di limitare la perdita di carico idraulico che si manifesta all'imbocco della superficie di raccordo, e ridurne l'influenza sulla spinta creata dall'elica.

Vantaggiosamente il condotto, appartenente al propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione, Ã ̈ previsto montato nello scafo di un mezzo navale.

L'oggetto dell'Invenzione Ã ̈ particolarmente adatto ad un mezzo navale in cui la lunghezza totale del tunnel presenti una misura pari o superiore a circa tre volte il diametro dell'elica che in esso Ã ̈ installata.

Una prima forma attuativa prevede che il condotto risulti orientato con il proprio asse longitudinale trasversalmente rispetto all'asse pruapoppa del mezzo, in modo tale che i due tronchi terminali sbocchino sulle opposte fiancate dello scafo, attraverso due aperture che, in funzione dei moti e delle velocitÃ del mezzo navale, saranno opportunamente sagomate.

La perpendicolaritÃ tra asse longitudinale del condotto e asse prua-poppa del mezzo navale era usuale, e quindi non una possibile opzione, nei dispositivi noti allo stato dell'arte, in quanto i propulsori trasversali potevano funzionare bene in condotti di lunghezza limitata rispetto al diametro dell'elica, per poter erogare la spinta necessaria a movimentare il mezzo.

Il propulsore oggetto della presente invenzione, diminuendo le resistenze idrodinamiche lungo il condotto a geometria variabile e quindi ottenendo il massimo rendimento di spinta dell'elica, puÃ² essere montato anche con l'asse del condotto non perpendicolare alla direzione prua-poppa del mezzo navale.

Risulta quindi possibile installare il propulsore oggetto della presente invenzione su mezzi navali di trasporto e di lavoro, su navi e imbarcazioni caratterizzate da bassi valori del rapporto lunghezza/larghezza o anche caratterizzati da rapporti locali, riferiti alla larghezza della sezione interessata dal tunnel che presentino un valore minore di 10.

Una ulteriore possibile configurazione attuativa prevede l'installazione di due o piÃ¹ di questi propulsori navali in tunnel, installati, secondo le caratteristiche fin qui descritte, con angolazione di circa 45° rispetto agli assi principali del mezzo navale.

Un esempio di realizzazione prevede che siano montati quattro propulsori navali in tunnel a 45° sugli angoli di un mezzo navale che presenta bassi valori del rapporto lunghezza/larghezza, come ad esempio un mezzo di 60 m di lunghezza e di 30 m di larghezza totali.

Le azioni di spinta delle eliche, appartenenti a ciascuno dei 4 condotti, tra loro inclinate di 45° comporranno vettorialmente una forza risultante che per intensitÃ e verso potrÃ essere modulata secondo necessitÃ , variando la velocitÃ e il senso di rotazione con eliche a pale fisse o l'angolo di passo e velocitÃ di rotazione per eliche a pale orientabili.

La presente invenzione ha per oggetto una nave, una imbarcazione, in natante o altri mezzo di trasporto o di lavoro, o altri galleggianti in cui sia installata almeno un'elica di manovra intubata, il cui asse di rotazione risulti ad un livello uguale o inferiore alla linea di galleggiamento dello scafo.

Secondo la presente invenzione il sopra descritto condotto tubolare Ã ̈ costituito da tre tronchi, di cui un primo tronco centrale e due tronchi terminali, presentando il primo tronco centrale una predeterminata lunghezza e un predeterminato diametro, e presentando i due tronchi terminali una predeterminata lunghezza e un predeterminato diametro il quale diametro Ã ̈ maggiore del diametro del tronco terminale mentre i detti tronchi terminali si raccordano al detto tronco centrale con un allargamento radiale, anulare di qualsiasi tipo e forma, ma sempre con fronte sufficientemente ripido per provocare sul raccordo di valle il netto distacco del getto accelerato dall'elica dalle pareti del tronco terminale.

Il condotto con l'elica di manovra possono presentare inoltre una o piÃ¹ delle combinazioni o sottocombinazioni di caratteristiche precedentemente descritte per il propulsore navale in tunnel.

L'invenzione ha per oggetto anche altre caratteristiche che perfezionano ulteriormente il propulsore navale intubato e/o i mezzi navali di cui sopra che sono oggetto delle sotto rivendicazioni.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig. 1a illustra il propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione secondo una sezione diametrale in cui la superficie di raccordo Ã ̈ sotto forma di raccordo a gradino;

la fig. 1b illustra come varia la velocitÃ all'intero condotto appartenente al propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione;

la fig. 1c illustra una sezione secondo un piano perpendicolare all'asse longitudinale del propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione secondo una possibile forma esecutiva;

la figura 1d illustra una vista del propulsore navale oggetto della presente invenzione secondo la variante esecutiva mostrata nella figura le;

le figg. 2a e 2b illustrano il propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione, secondo una sezione diametrale, in cui la superficie di raccordo Ã ̈ una superficie tronco conica;

le figg. 3a e 3b illustrano il propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione, secondo una sezione diametrale, in cui la superficie di raccordo Ã ̈ curva, di tipo circolare con raggio costante oppure di tipo ellittico, rispettivamente;

La fig. 4 illustra una vista in sezione secondo un piano verticale trasversale all'asse longitudinale dello scafo di una nave in cui Ã ̈ previsto il propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione;

la fig. 5 illustra una vista in sezione secondo un piano orizzontale di un dispositivo natante sul quale sono montati quattro propulsori navali intubati oggetto della presente invenzione;

La fig. 6 illustra una sezione di una ulteriore forma attuativa del propulsore navale a tunnel oggetto della presente invenzione, in cui lo stesso viene utilizzato per la riduzione del rumore aereo irradiato.

Le figure da 1a a 3b illustrano diverse, ma non tutte le possibili, forme esecutive del propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione.

In generale il propulsore navale intubato comprende un condotto tubolare 1 all'interno del quale Ã ̈ montata una elica 2 dinamicamente collegata a mezzi di azionamento a rotazione, non illustrati nelle figure, intorno ad un asse parallelo, in particolare coincidente rispetto all'asse longitudinale del condotto 1.

Il condotto tubolare 1 Ã ̈ costituito da tre tronchi 11, 12 e 13, di cui un primo tronco centrale 12 che si prolunga su ciascun lato di testa 121, 123 con un tronco terminale 11 e 13.

L'elica 2 Ã ̈ alloggiata all'interno del tronco centrale 12 che presenta una determinata lunghezza assiale L ed un predeterminato diametro A.

I due tronchi terminali 11 e 13 presentano una predeterminata lunghezza assiale M e un predeterminato diametro B che Ã ̈ maggiore del diametro A del tronco centrale 12 e si raccordano al tronco centrale 12 con un allargamento radiale anulare avente un fronte brusco o ripido.

In particolare il tronco terminale 11 risulta collegato al lato di testa 121, mentre il tronco terminale 13 risulta collegato al lato di testa 123, entrambi tramite una superficie di raccordo anulare che forma un salto di diametro presentando in direzione dell'asse longitudinale del condotto e in sezione secondo un piano diametrale, un gradino o profilo ripido con estensione assiale di opportuna lunghezza.

Le figure da 1a a 3b illustrano varianti esecutive del propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione nella quale l'elica 2 Ã ̈ sempre posizionata in posizione centrale all'interno del tronco centrale 12. E' perÃ² possibile prevedere diversi posizionamenti dell'elica 2 all'interno del tronco centrale 12.

Ãˆ inoltre anche possibile prevedere piÃ¹ di una elica, in particolare 2 eliche che presentano un accoppiamento assiale diretto, ossia girare nello stesso verso, oppure contro-rotanti.

Indipendentemente dal numero e dalla tipologia, le eliche sono preferibilmente montate all'interno del tronco centrale 12 e sono collegate ad un motore per la movimentazione delle stesse che puÃ² essere posto all'interno o all'esterno del condotto 1.

La superficie di raccordo presenta una determinata estensione in direzione dell'asse longitudinale del condotto 1 che Ã ̈ funzione della differenza della misura del diametro B di ciascuno dei due tronchi terminali 11 e 13 rispetto alla misura del diametro A del tronco centrale. In particolare tale estensione Ã ̈ inferiore al valore della differenza della misura del diametro B di ciascuno dei due tronchi terminali 11 e 13 rispetto alla misura del diametro A del tronco centrale 12, il quale valore Ã ̈ moltiplicato per un fattore moltiplicativo.

Prove sperimentali, corredate da simulazioni numeriche hanno dimostrato che tale fattore moltiplicativo Ã ̈ compreso tra 0,4 e 4,0, in funzione della particolare forma della superficie di raccordo.

In ogni versione esecutiva del propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione, il diametro di ciascuno dei due tronchi terminali 11 e 13 Ã ̈ funzione del diametro A del tronco centrale 12 e della velocitÃ media del flusso idrodinamico generato dall'elica.

Conseguentemente si dimensiona il diametro B dei tronchi terminali 11 e 13 basandosi sulla misura dei valori del diametro A del tronco centrale 12 e delle velocitÃ dell'acqua fuoriuscente da questo. In particolare il diametro B dei tronchi terminali 11 e 13 ha una misura che assume un valore compreso in un intervallo definito dalla grandezza del diametro A del tronco centrale 12 moltiplicato per un primo fattore che definisce il limite inferiore dell'intervallo e moltiplicato per un secondo fattore che definisce il limite superiore dell'intervallo.

Ad esempio per condotti di lunghezza totale pari ad una misura corrispondente a circa 4 volte il diametro dell'elica e/o del tronco centrale, il primo fattore puÃ² presentare un valore compreso tra 1,01 e 1,20, mentre il secondo fattore puÃ² presentare un valore compreso tra 1,50 e 2,50.

Una ulteriore variante esecutiva del propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione puÃ² prevedere anche dispositivi speciali per ulteriore aumento dell'efficienza del tunnel.

Ad esempio, le figure 1c e 1d illustrano la rispettivamente una sezione trasversale e una sezione anulare della parete del condotto eseguita alla radice della pale fisse 5 installate radialmente all'interno del propulsore intubato oggetto della presente invenzione realizzato secondo una possibile variante esecutiva. Secondo tale variante esecutiva la schiera di pale fisse 5 puÃ² essere posizionata alle due estremitÃ del tunnel centrale 121 e 123 e/o in corrispondenza dei fori di apertura a fasciame, oppure anche in due sezioni intermedie dell'interno del tunnel stesso.

Tali pale 5 presentano una sezione a profilo alare e sono disposte in senso radiale, strutturalmente radicate alla superficie interna del condotto 12, o dei condotti 11 e 13, e si protendono radialmente verso il centro del condotto. Le estremitÃ delle pale rivolte verso l'asse del condotto possono essere tra loro libere o rigidamente tra loro collegate mediante un piccolo mozzo. Tali pale 5 avranno profili alari simmetrici nel caso di tunnel bi-direzionali (ossia capaci di fornire la spinta in entrambe le direzioni) , ovvero presenteranno profili alari asimmetrici (camberati) per tunnel monodirezionali.

La funzione di questa schiera radiale di pale 5 Ã ̈ quella di recuperare l'energia rotazionale impressa al getto creato dall'elica intubata 2 e convertirla in battente statico, in grado a sua volta di alimentare la spinta netta prodotta dalla superficie in pressione dell'elica intubata 2.

Le pale 5 si presentano con forme allungata, ed il loro numero e le loro caratteristiche geometriche principali (lunghezza di corda, estensione radiale, forma in pianta e profilo alare) come il profilo di pala potrÃ essere di tipo standard (NACA) oppure caratterizzate da distribuzione di spessori e curvature non convenzionali definite caso per caso, in funzione della dettagliata progettazione del propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione .

La figura lb illustra, mediante aree colorate secondo l'intensitÃ locale del flusso, come varia la velocitÃ all'intero condotto appartenente al propulsore navale intubato oggetto della presente invenzione. In particolare la figura si riferisce ad un propulsore navale intubato che presenta le caratteristiche fin qui descritte, la cui elica aspira il fluido da sinistra e spinge lo stesso verso destra.

Le diverse zone del piano di sezione sono colorate in funzione dell'intensitÃ della velocitÃ assiale del getto creato dall'elica 2 all'interno del condotto, sulla base dei risultati ottenuti da una simulazione CFD (Computational Fluid Dynamic).

Preferibilmente, ma non esclusivamente, il diametro A del tronco centrale 12 Ã ̈ sostanzialmente uguale, o poco maggiore, rispetto al diametro della circonferenza idealmente tracciata dalla elica 2 durante la rotazione attorno al proprio asse.

Ulteriori prove sperimentali effettuate hanno confermato che la lunghezza assiale L del tronco centrale Ã ̈ compresa tra due e quattro volte la misura del diametro A del tronco centrale 12.

In particolare la figura la illustra il propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione in cui la superficie di raccordo Ã ̈ sotto forma di raccordo brusco a un gradino (come rappresentato) o piÃ¹ gradini. Secondo tale variante esecutiva l'allargamento anulare di raccordo 132 delle affacciate estremitÃ di testa del tronco centrale 12 e del corrispondente tronco terminale 11 e 13 Ã ̈ costituita da una o piÃ¹ superficie anulari perfettamente radiali e perpendicolare all'asse longitudinale del condotto tubolare a tre tronchi 1.

In particolare il raccordo a gradino o a gradini presenta forme rettangolari con riferimento ad una vista in sezione lungo un piano diametrale, ove il lato di testa 121 del tronco centrale 12 si raccorda ad una delle estremitÃ di ciascuno dei due tronchi terminali 11 e 13 tramite superficie tra di loro perpendicolari .

Le figure 2a e 2b illustrano, secondo una sezione diametrale, una forma attuativa del propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione, in cui la superficie di raccordo Ã ̈ una superficie tronco conica.

La superficie di raccordo 132 si presenta dunque come un piano inclinato che presenta una determinata angolazione rispetto all'asse longitudinale del condotto tubolare a tre tronchi 1.

L'inclinazione della superficie di raccordo puÃ² essere di qualsivoglia valore, ma nelle figure 2a e 2b vengono illustrate due inclinazioni particolari pari a rispettivamente 45° e 30°.

Secondo una possibile variante esecutiva, illustrata nelle figure 3a e 3b, del propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione, la superficie di raccordo 132 Ã ̈ costituita da una superficie curva.

La concavitÃ della superficie curva puÃ² essere rivolta verso il lato interno o quello esterno del condotto tubolare a tre tronchi 1, con particolare riferimento alle figure 3a e 3b, la concavitÃ Ã ̈ rivolta verso l'esterno del condotto tubolare a tre tronchi 1.

La figura 3a illustra, secondo una sezione diametrale, il condotto tubolare 1 che presenta una superficie di raccordo 132 che ha un profilo di forma circolare, ossia che presenta una estensione in lunghezza assiale uguale all'estensione in lunghezza radiale.

Diversamente la figura 3b illustra, secondo una sezione diametrale, sempre una superficie di raccordo 132 curva, ma questa volta il profilo Ã ̈ di tipo ellittico, in particolare un profilo ellittico che presenta semiassi con rapporto di 1:2, ossia il rapporto tra il semiasse radiale e quello assiale del raccordo ellittico Ã ̈ di 1 a 2.

In figura 4 viene illustrata una vista trasversale della zona di scafo, come la prua o la poppa di un mezzo navale, nel quale Ã ̈ installato il propulsore navale intubato, oggetto della presente invenzione.

Il condotto 1 illustrato nello scafo 3, Ã ̈ montato con il proprio asse secondo una direzione trasversale all'asse prua-poppa del mezzo navale.

I due tronchi terminali 11 e 13 sboccano all'esterno dello scafo 3 in corrispondenza delle due opposte fiancate dello scafo 3, attraverso due rispettive aperture 31 e 32 nei fianchi, che possono risultare localmente svasate in funzione di particolari esigenze poste dalle particolari condizioni idrodinamiche del funzionamento combinato del propulsore con i flussi idraulici esterni dovuti durante i moti di avanzamento.

Nella figura 4 viene dunque illustrata una imbarcazione comprende almeno una elica di manovra 2, alloggiata in posizione intermedia nel condotto 11 orientato trasversalmente rispetto all'asse prua poppa dello scafo 4 e che Ã ̈ aperto in corrispondenza delle due opposte fiancate della nave 4 e ad un livello tale da risultare sotto alla linea di galleggiamento della stessa.

II condotto tubolare 11 Ã ̈ realizzato secondo una 0 piÃ¹ delle caratteristiche descritte nelle figure da 1 a 3b.

In particolare nella figura 4 il propulsore navale in tunnel oggetto della presente invenzione Ã ̈ posizionato nella prua dell' imbarcazione 4, ma Ã ̈ possibile prevedere anche un posizionamento a poppa, oppure sia a prora che a poppa nel caso di unitÃ di grosse dimensioni che necessitano di piÃ¹ propulsori navali per effettuare manovre particolari a bassa velocitÃ e/o per l'ormeggio.

La figura 5 illustra una vista in sezione secondo un piano orizzontale di un dispositivo natante sul quale sono montati quattro propulsori navali in tunnel oggetto della presente invenzione.

Tale forma attuativa preferita prevede l'installazione di quattro propulsori navali in tunnel 1 realizzati secondo le caratteristiche fin qui descritte che presentano una angolazione di circa 45° rispetto all'asse prua-poppa del mezzo navale 4, tipo pontone galleggiante o barge .

In figura 6 Ã ̈ illustrata una ulteriore forma attuativa del propulsore navale a tunnel oggetto della presente invenzione, in cui lo stesso viene utilizzato per la riduzione del rumore e delle vibrazioni trasmesse all'interno della nave.

In particolare la figura 6 illustra una sezione secondo un piano trasversale rispetto all'asse longitudinale del condotto 1 del propulsore navale a tunnel .

in questo caso si prevede una soluzione costruttiva particolare del propulsore navale a tunnel oggetto della presente invenzione, atta a ridurre il rumore strutturale trasmesso alle strutture circostanti ed aereo irradiato nel locale.

La speciale costruzione prevede una camicia esterna di rivestimento 6 preferibilmente di forma cilindrica e preferibilmente, ma non necessariamente, coassiale con il condotto 1, collegata al condotto 1 per mezzo di elementi 61 costituiti da un materiale polimerico di natura visco-elastica. La camicia esterna 6 potrÃ essere di un qualsivoglia materiale metallico preferibilmente dello stesso tipo del interno condotto 1, come ad esempio l'acciaio o la lega di alluminio.

A seconda del materiale utilizzato, lo spessore della camicia esterna 6 potrÃ essere variabile da un minimo di pochi millimetri ad un massimo di diverse volte lo spessore del interno condotto 1.

Le vibrazioni impresse dall'elica 2 sul condotto interno 1 saranno smorzate dal materiale viscoelastico 61 e nello stesso tempo dissipate per effetto meccanico del sistema massa-molla-smorzatore che si viene a crearsi fra il condotto interno 1, il materiale visco-elastico di collegamento 61 e la camicia esterna 6.

Il materiale visco-elastico potrÃ essere del tipo giÃ normalmente impiegato per smorzare le vibrazioni che si propagano in strutture metalliche nel campo navale o civile-industriale.

Le caratteristiche meccaniche del materiale visco-elastico in termini di spessore, densitÃ e rigidezza, saranno decise caso per caso in accordo con le caratteristiche geometriche, meccaniche e strutturali del propulsore navale intubato.

Di caso in caso, per questa esecuzione speciale verrÃ stabilito se il condotto interno e la camicia esterna alla fascia smorzante di materiale viscoelastico potranno essere tra loro rigidamente collegati attraverso elementi strutturali metallici o debbano risultare tra loro isolati, uniti dal solo materiale visco-elastico.

In questo ultimo caso, sempre di volta in volta, verrÃ stabilita l'opportunitÃ di rendere flottante la camicia esterna oppure quella di rendere flottante il condotto rispetto a questa, stabilendo, in funzione delle necessitÃ che derivano da queste diverse possibilitÃ , anche il tipo e le caratteristiche dei supporti elastici e delle tenute del corpo strutturale del propulsore quando questo sia di tipo meccanico e richieda un accoppiamento con il motore primo montato all'interno dello scafo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Propulsore navale intubato che comprende un condotto tubolare (1) all'interno del quale Ã ̈ montata almeno una elica (2) dinamicamente collegata a mezzi di azionamento che permettono di mettere in rotazione l'elica intorno ad un asse parallelo, in particolare coincidente, rispetto all'asse longitudinale del detto condotto (1), caratterizzata dal fatto che il detto condotto tubolare (1) Ã ̈ costituito da tre tronchi, di cui un primo tronco centrale (12) che si prolunga su ciascun lato di testa (121) con un tronco terminale (11, 13), il quale primo tronco centrale (12) alloggia una o piÃ¹ dette eliche (2) e presenta una predeterminata lunghezza assiale (L) e un predeterminato diametro (A), mentre i due tronchi terminali (11, 13) presentano una predeterminata lunghezza assiale (M) e un predeterminato diametro (B) che Ã ̈ maggiore del diametro (A) del tronco centrale (12), i detti tronchi terminali (11, 13) raccordandosi al detto tronco centrale (12) con un allargamento radiale (132) anulare avente un fronte ripido.
2. Propulsore navale secondo la rivendicazione 1, in cui i due tronchi terminali (11, 13) risultano collegati rispettivamente ad un lato (121) ed all'altro lato (123) di testa del tronco centrale (12) tramite una superficie di raccordo anulare (132) che forma un salto di diametro presentando in direzione dell'asse longitudinale del condotto (1) e in sezione secondo un piano diametrale, un profilo ripido ed una estensione assiale di una determinata misura.
3. Propulsore navale secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la superficie di raccordo presenta una determinata estensione in direzione dell'asse longitudinale del condotto (1) che Ã ̈ funzione della differenza della misura del diametro di ciascuno dei due tronchi terminali (11, 13) rispetto alla misura del diametro (A) del tronco centrale (12).
4. Propulsore navale secondo la rivendicazione 3, in cui l'estensione assiale della detta superficie di raccordo Ã ̈ inferiore al valore della differenza della misura del diametro (B) di ciascuno dei due detti tronchi terminali (11, 13) rispetto alla misura (A) del diametro del detto tronco centrale (12), il quale valore di differenza Ã ̈ moltiplicato per un fattore moltiplicativo.
5. Propulsore navale secondo la rivendicazione 4, in cui il detto fattore moltiplicativo Ã ̈ compreso tra 0,4 e 4,0, in particolare uguale a 1,0 quando il raccordo fra i tronchi con diametro diverso Ã ̈ di tipo ellittico in sezione diametrale.
6. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il diametro (B) di ciascuno dei due detti tronchi terminali (11, 13) Ã ̈ funzione del diametro (A) del detto tronco centrale (12).
7. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il diametro (B) di ciascuno dei due detti tronchi terminali (11, 13) presenta un valore compreso in un intervallo definito dalla grandezza del diametro (A) del detto tronco centrale (12) moltiplicato per un primo fattore che definisce un limite del detto Intervallo e moltipllcato per un secondo fattore che definisce l'altro limite dell'intervallo, essendo 11 detto primo fattore e 11 detto secondo fattore stabiliti In base alla lunghezza del detto condotto (1) e/o in base alla velocitÃ del fluido che scorre all'interno del detto condotto (1).
8. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui la detta superficie di raccordo Ã ̈ sotto forma di almeno un raccordo a gradino, in cui l'allargamento anulare di raccordo delle affacciate estremitÃ di testa (121, 123) del tronco centrale (12) e del corrispondente tronco terminale (11, 13) Ã ̈ una superficie anulare perfettamente radiale e perpendicolare all'asse longitudinale del condotto tubolare (1).
9. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni 1 a 8, in cui la detta superficie di raccordo Ã ̈ sotto forma di almeno un raccordo a gradino, il quale raccordo a gradino presenta una forma rettangolare con riferimento ad una vista in sezione lungo un piano diametrale, ossia il lato di testa del detto tronco centrale (12) si raccorda ad una delle estremitÃ di ciascuno dei due detti tronchi terminali (11, 13) tramite due superfici tra di loro perpendicolari.
10. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7, in cui la detta superficie di raccordo Ã ̈ una superficie tronco conica .
11. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7, in cui la superficie di raccordo Ã ̈ curva e la concavitÃ puÃ² essere rivolta verso il lato interno o quello esterno del condotto tubolare (1).
12. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto condotto (1) Ã ̈ previsto in uno scafo (3) di una mezzo galleggiante da lavoro marittimo o una imbarcazione (4) o una nave. sboccando i due detti tronchi terminali (11, 13) all'esterno dello scafo (3) in corrispondenza dei due fianchi dello scafo, attraverso le due rispettive aperture (31, 32) previste nelle dette fiancate e le quali aperture (31, 32) sono coincidenti con i lati di testa dei due tronchi terminali (11, 13).
13. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto condotto (1) Ã ̈ previsto in uno scafo (3) di una imbarcazione (4) od una nave, essendo il detto condotto (1) montato orientato con il proprio asse longitudinale in direzione trasversale rispetto all'asse prua-poppa della detta imbarcazione (4) o nave.
14. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto condotto (1) prevede una o piÃ¹ pale (5) fisse montate al suo interno, le quali pale presentano una sezione a profilo alare ed una forma allungata, essendo ciascuna pala (5) disposta in senso radiale rispetto all'asse longitudinale del detto condotto (1), con una estremitÃ in collegamento alla superficie interna del detto condotto (1), mentre l'altra estremitÃ rivolta radialmente verso l'asse longitudinale del detto condotto (1), libera oppure convergente un in piccolo mozzo solidale alle pale.
15. Propulsore navale secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto condotto (1) presenta una camicia esterna di rivestimento (6), essendo detta camicia di rivestimento (6) collegata alla superficie esterna del detto condotto (1) attraverso elementi di materiale polimerico (61).
16. Imbarcazione, nave o simili che comprende almeno una elica di manovra (2), alloggiata in posizione intermedia in un condotto tubolare (1) orientato con una determinata inclinazione rispetto all'asse prua poppa della detta imbarcazione ad un livello per cui l'asse di rotazione dell'elica risulti al di sotto o sulla linea di galleggiamento della stessa, Caratterizzata dal fatto che il detto condotto tubolare (1) Ã ̈ costituito da tre tronchi, di cui un primo tronco centrale (12) e due tronchi terminali (11, 13), presentando il primo tronco centrale (12) una predeterminata lunghezza (L) e un predeterminato diametro (A), e presentando i due tronchi terminali (11, 13) una predeterminata lunghezza (M) e un predeterminato diametro (B) il quale diametro (B) Ã ̈ maggiore del diametro (A) del tronco centrale (12) mentre i detti tronchi terminali (11, 13) si raccordano al detto tronco centrale (12) con un allargamento radiale, anulare avente un fronte ripido.
17. Dispositivo natante secondo la rivendicazione 16, in cui il detto condotto Ã ̈ realizzato secondo una o piÃ¹ delle caratteristiche secondo le rivendicazioni da 1 a 15.