ITMI20090033A1 - Chiglia a bulbo mobile scorrevole - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE

L’invenzione può trovare applicazione nei seguenti settori dell’industria: campo della nautica, campo delle costruzioni navali, campo dell’ architettura navale e campo dell’ingegneria navale,

La stabilità di un’imbarcazione dipende in larga misura dal posizionamento della zavorra. Quest’ultima può essere fissa o mobile. Nelle imbarcazioni a vela, per incrementare le prestazioni spesso si ricorre all’ ausilio della zavorra mobile in quanto permette di variare il momento raddrizzante e adattarlo alle condizioni contingenti di navigazione.

I sistemi di stabilizzazione che sfruttano il concetto della zavorra mobile sono principalmente i seguenti:

• [1 ] A chiglia basculante. La chiglia tipicamente costituita da lama e bulbo, ruota attorno ad un asse longitudinale posizionato in prossimità dell’intersezione tra la lama e lo scafo. Grazie al movimento rotatorio il baricentro della zavorra si sposta incrementando e diminuendo il momento raddrizzante complessivo dell’ imbarcazione. Effetti collaterali del movimento rotatorio sono la perdita di efficacia della lama nel fornire un’adeguata componente di forza idrodinamica trasversale indispensabile o delle forze idro -aerodinamiche dell’ imbarcazione. Per ripristinare tale equilibrio si utilizzano una o più derive mobili o fisse

• [2] A chiglia a baionetta. La chiglia tipicamente costituta da lama e bulbo viene sollevata parzialmente o totalmente lungo un asse generalmente verticale. Il movimento verticale della zavorra ha due principali effetti. Incrementare o diminuire il momento raddrizzante dell’imbarcazione, incrementare o diminuire il pescaggio dell’imbarcazione.

• [3] A serbatoi d’acqua, comunemente detti “water ballasts”. I serbatoi vincolati solidamente all’ imbarcazione vengono riempiti o svuotati d’acqua. Conseguentemente a queste operazioni il baricentro e il dislocamento dell’imbarcazione vengono modificati cosi come le proprietà di stabilità della stessa.

Esistono numerose varianti alle suddette tipologie. Nelle soluzioni tipo [1] l’asse di rotazione può diventare un giunto sferico ed essere abbinato ad un sistema di traslazione longitudinale della chiglia. Questo amplia le possibilità di spostamento del baricentro ma ne complica in meccanismo d’attuazione.

Nelle soluzioni tipo [2] il movimento verticale della chiglia può essere realizzato in maniera telescopica tra una parte cava della lama che rimane fissa e vincolata allo scafo e una parte mobile che scorre al suo interno.

In tutte le tipologie descritte [1] e [2] comprese le loro varianti i sistemi di incremento di stabilità a zavorra mobile hanno un notevole impatto sulla volumetria degli spazi interni dell’imbarcazione. Gli apparati per la movimentazione delle chiglie e delle derive di compensazione, i vani per il fissaggio e lo scorrimento costituiscono spesso delle vie d’acqua potenzialmente pericolose e comunque sempre ingombranti. Con i sistemi tipo [3] altresì, sia che vengano collocate a livello ponte sia sottocoperta, vengono a modificare le volumetrie e gli spazi disponibili dell’imbarcazione.

L’invenzione consiste in un sistema integrato e compatto classificabile come chiglia con zavorra mobile e caratterizzato da una conformazione tale da rendere ottimale la generazione delle forze idrodinamiche necessarie al bilanciamento dinamico dell’imbarcazione. La chiglia è costituita da tre componenti principali: la lama (1 in figura 4a, 4b, 4c) che, vincolata allo scafo aH’estremìtà superiore, si sviluppa esternamente ad esso e all’estremità inferiore funge da supporto rigido all’ala (2 in figura 4a, 4b, 4c), la quale a sua volta costituisce sostegno e guida per lo spostamento del bulbo (3 in figura 4a, 4b, 4c). Lo scorrimento del bulbo da un’estremità all’altra dell’ala determina lo spostamento del baricentro dell’ imbarcazione (figura 1, figura 2, figura 3). L’ala si estende in direzione prevalentemente trasversale al piano di simmetria della lama.; può tuttavia presentare: angolo diedro (al in figura 4a), angolo di calettamento (a2 in figura 4b) e di freccia (a3 in figura 4c) differenti a seconda delle caratteristiche dell’imbarcazione. Quando l’imbarcazione in navigazione è soggetta ad un momento sbandante, si inclina, determina un movimento solidale della chiglia;, lama e ala vengono ad assumere un angolo rispetto al fluido in cui sono immerse e dì conseguenza si determinano su di esse delle azioni idrodinamiche. Il sistema è studiato per massimizzare le prestazioni dell’ imbarcazione. I vantaggi di questo sistema, volendo per semplicità di confronto mantenere il momento raddrizzante massimo prodotto costante, sono i seguenti:

1) Il sistema di fissaggio della chiglia allo scafo (Figura 1). può essere della tipologia normalmente adottata per vincolare allo scafo appendici con zavorra fìssa .

e come tale non comporta alcuna perdita aggiuntiva di spazio interno disponibile. 3) Il sistema, se comparato con sistemi a chiglia basculante tipo [1], non presenta la necessità di aggiungere derive mobili o fìsse per la compensazione della perdita dell’azione idrodinamica in direzione trasversale allo scafo causata dalla rotazione sopravento dell’appendice. Di conseguenza si evitano ulteriori punti di vincolo e meccanismi di movimentazione.

4) Il sistema garantisce una notevole diminuzione di pescaggio massimo in condizione di sbandamento nullo e bulbo in posizione centrale (figura 1). La conformazione della lama e dell’ala, studiate per rendere ottimali le forze idrodinamiche a barca sbandata, sono tali invece da minimizzare l’ingombro verticale della chiglia.

5) L’energia necessaria per lo spostamento del bulbo dalla posizione centrale a quella laterale sopravento (figura 2, figura 3), ad esempio in condizioni tipiche d’utilizzo di un’imbarcazione a vela, risulta ridotta al minimo. Questo grazie al fatto che la direzione che la semiala sopravvento viene ad assumere è prossima ad una giacitura orizzontale quindi equipotenziale nei confronti dell’azione dell’accelerazione di gravità sulla massa del bulbo. All’alimentare dell’intensità del vento e quindi della coppia sbandante, il sistema può rapidamente ripristinare la condizione di equilibrio solamente con lo spostamento del bulbo e mantenendo l’assetto dell’imbarcazione costante.

La movimentazione del bulbo viene realizzata tramite un sistema a paranchi azionati da attuatoli lineari idraulici (8 in figura 4e). Il bulbo trainato dalle funi scorre sulle guide integrate nell’ala (7 in figura 4e). Alternativamente un accoppiamento meccanico ad ingranaggio a -cremagliera può altresì regolarne il moto.

Il sistema può essere realizzato su scala industriale e applicato con i suddetti vantaggi alle imbarcazioni sia da regata che da crociera. In particolar modo quest’ ultime ne trarrebbero i maggiori benefici perché vedrebbero migliorate sensibilmente le prestazioni senza alcun impatto sull’abitabilità e sul pescaggio.

Claims (1)

1. DICAZIONI Un sistema di stabilizzazione delLimbarcazione costituito da lama (1 in figura 4a, 4b, 4c), ala (2 in figura 4a, 4b, 4c) e bulbo mobile (3 in figura 4a, 4b, 4c) . La lama è vincolata in maniera fissa allo scafo. Essa funge da superficie idrodinamica (figura 4d) e supporto per l’ala. A sua volta l’ala incorpora il sistema di movimentazione del bulbo (7 e 8 in figura 4e) il cui movimento si espleta da un’estremità all’altra dell’ala (figura 2 e figura 3). L’ala può essere caratterizzata da: un angolo diedro (al in figura 4a), angolo di calettamento (a2 in figura 4b), angolo di freccia (a3 in figura 4c), apparati mobili di controllo e ipersostentazione (4 e 5 in figura 4b e figura 4c). I parametri geometrici e i componenti dell’ala e della lama sono studiati per rendere massime le prestazioni di stabilità e idrodinamiche dell’imbarcazione sulla quale è montato il sistema. Sistema equivalente al 1. ma con apparato mobile di supporto della lama. Le tipologie di supporto mobile sono quelle descritte [1] e [2]: chiglia basculante e chiglia a baionetta. Composizione di due o più sistemi equivalenti al 1. o al 2. applicati in zone differenti di un’imbarcazione.