PT1893477E - Navio - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "NAVIO" A presente invenção refere-se a um navio, sobretudo um navio de carga, com um rotor Magnus. Um navio deste tipo é já conhecido de "Die Segelmaschine" de Claus Dieter Wagner, Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburg, 1991, pág. 156. Aqui foi analisado se um rotor Magnus pode ser utilizado como acionamento ou acionamento auxiliar para um navio de carga. 0 documento US 4.602.584 mostra igualmente um navio, no qual é utilizada uma série de rotores Magnus para o acionamento do navio. O documento DD 243 251 AI também já apresentou um navio com um rotor Magnus ou um motor Flettner. No documento DE 42 20 57 é igualmente apresentado um navio com um rotor Magnus. Remete-se ainda para o seguinte estado tecnológico: US 4.398.895, que apresenta as caracteristicas do termo genérico da reivindicação 1, DE 101 02 740 Al, US 6,848,382 Bl, DE 24 30 630, DE 41 01 238 A. DE 199 52 460 Al mostra uma central de energia eólica com um flutuador tipo casco e dois rotores Flettner. O flutuador apresenta uma turbina para converter a energia da corrente da água. O documento US 1.674.169 mostra um navio com um rotor Magnus que é acionado por uma fonte de energia através de uma engrenagem. "Marine Engineering, SNAME, written by a group of authorities" mostra um navio com um acionamento elétrico/diesel para alimentar uma rede de bordo de um navio. 2 US 4.602.584 mostra um navio com um rotor Magnus com uma máquina convencional, que aciona um parafuso convencional. O rotor Magnus pode ser acionado pela máquina tradicional ou através de um acionamento à parte.

GB 2 072 112 mostra o navio com um rotor Magnus. O navio possui uma casa de convés diretamente à frente do rotor Magnus. GB 2 111 007 mostra um navio com leme com um bolbo

Costa, bem como, pás diretoras. O efeito Magnus descreve o aparecimento de uma força transversal, ou seja, vertical em relação ao eixo e ao sentido da corrente, num cilindro que roda à volta do seu eixo e que corre vertical ao eixo. A corrente à volta do cilindro rotativo pode ser entendida como uma sobreposição de uma corrente homogénea e uma turbulência à volta do corpo. A distribuição uniforme da corrente global resulta numa distribuição assimétrica da pressão no perímetro do cilindro. Um navio é, assim, dotado de rotores rotativos ou giratórios, que produzem na corrente do vento uma força vertical eficaz na correção da direção do vento, ou seja, à velocidade máxima, força essa que, tal como a velejar, pode ser usada para propulsionar o navio. Os cilindros verticais rodam à volta do seu eixo e do ar que vem de lado flui, graças ao atrito da superfície, preferencialmente no sentido de rotação à volta do cilindro. À frente, a velocidade da corrente é, por isso, maior e a pressão estática é menor, para o navio receber uma força no sentido para a frente. A presente invenção tem por objetivo prover um navio que possui um baixo consumo de combustível. 3

Este objetivo é concretizado por um navio conforme a reivindicação 1.

Deste modo, é provido um navio, sobretudo um navio de carga, que possui uma série de rotores Magnus. A cada um dos rotores Magnus está atribuído um motor elétrico individualmente acionável para rodar o rotor Magnus. A cada motor elétrico está, por sua vez, atribuído um conversor para controlar a velocidade de rotação e/ou o sentido de rotação do motor elétrico.

Por isso, é provido um navio que pode usar o efeito Magnus para o acionamento. Através de uma ativação individual de diferentes rotores Magnus, é possível otimizar a propulsão resultante dos rotores Magnus.

Passamos a explicar em pormenor os exemplos de execução e vantagens da presente invenção com referência aos desenhos anexos. a Fig. 1 mostra uma vista em perspetiva de um navio conforme um primeiro exemplo de execução, a Fig. 2 mostra uma vista lateral e uma vista de corte parcial do navio da Fig. 1, a Fig. 3 mostra outra vista em perspetiva do navio da Fig. a Fig. 4 mostra uma representação esquemática dos diferentes conveses de carga do navio da Fig. 1, a Fig. 5a mostra uma vista de corte do navio da Fig. 1, a Fig. 5b mostra outra vista de corte do navio da Fig. 1, 4 a Fig. 5c mostra uma vista de corte da casa de convés 40 do navio da Fig. 1, a Fig. 6 mostra um diagrama de blocos do controlo do navio conforme o primeiro exemplo de execução da Fig. 1, a Fig. 7 mostra uma representação esquemática de um sistema de produção para energia elétrica, a Fig. 8 mostra uma disposição de vários lemes na popa do navio, a Fig. 9a mostra uma representação esquemática do leme médio numa vista lateral, a Fig. 9b mostra uma representação esquemática do leme médio numa vista de trás, a Fig. 10a mostra uma representação esquemática de um hélice na vista de trás, a Fig. 10b mostra uma representação esquemática do hélice numa vista lateral, a Fig. 10c mostra uma representação esquemática do hélice na vista de cima, a Fig. lOd mostra uma representação esquemática de uma lista lateral de uma versão alternativa de um hélice, e 5 a Fig. lOe mostra uma representação esquemática de uma vista de cima sobre o hélice. A Fig. 1 mostra uma representação esquemática de um navio conforme um primeiro exemplo de execução. 0 navio possui um casco composto por uma área abaixo da água 16 e uma área acima da água 15. 0 navio possui ainda quatro rotores Magnus ou rotores Flettner 10 localizados nos quatro cantos do casco. O navio possui na proa uma casa de convés 40 com uma ponta 30. O navio possui por baixo de água um parafuso 50. Para uma melhor capacidade de manobra, o navio pode possuir igualmente impulsores transversais, estando preferencialmente um previsto na popa e um até dois impulsores transversais na proa. Estes impulsores transversais são preferencialmente acionados de forma elétrica. As acomodações, cozinha, salas de provisões, medições, etc. encontram-se na casa de convés 40. A casa de convés 40, a ponte 30, bem como todos os anexos acima do convés descoberto 14, têm uma forma aerodinâmica para reduzir a resistência. Isto é conseguido sobretudo pelo facto de se evitarem essencialmente arestas vivas e peças montadas cortantes. Para minimizar a resistência ao vento, estão previstos o menor número possível de construções complementares. O navio de acordo com o primeiro exemplo de execução representa sobretudo um navio de carga, que está especialmente preparado para o transporte de centrais de energia eólica e seus componentes. O transporte de centrais de energia eólica e dos seus respetivos componentes é possível ser feito com habituais porta-contentores mas 6 apenas de modo condicionado, uma vez que os componentes de uma central de energia eólica ocupam um espaço que não corresponde às medidas habituais dos contentores, enquanto as massas dos componentes individuais são baixas relativamente ao seu espaço. Mencionam-se, por exemplo, as pás do rotor ou revestimentos de gôndola de centrais de energia eólica, que são predominantemente constituídas como estruturas GFK volumosas com poucas toneladas de peso.

Os quatro rotores Magnus 10 representam aqui acionamentos eólicos para o navio em conformidade com a invenção. Está previsto acionar o navio basicamente com os rotores Magnus e utilizar o hélice ou o acionamento principal apenas para complementar quando as condições do vento não forem favoráveis. A formação do casco do navio é constituída de modo a que a popa sobressaia o mais possível fora da água. Refere-se com isto, por um lado, a altura da popa acima do nível da água e, por outro lado, também o comprimento da secção da popa que fluta igualmente acima da superfície da água. Esta constituição serve para fazer sair atempadamente a água do casco, de modo a evitar uma onda por trás do navio, que causa uma elevada resistência do casco, porque esta onda provocada pelo navio é manuseada pela potência da máquina, mas que depois deixa de estar disponível para a propulsão. A proa do navio tem arestas vivas ao longo de um troço relativamente comprido. O navio subaquático tem uma constituição otimizada a nível da resistência no que toca aos aspetos hidrodinâmicos até uma altura aprox. de 3 m acima da linha da água de construção 13. 7

Por conseguinte, o casco do navio não está preparado para uma capacidade de carga máxima, mas antes para uma resistência minima (aerodinâmica e hidrodinâmica).

As construções complementares do navio são favoráveis à corrente. Isto é conseguido sobretudo pelo facto de todas as superfícies serem constituídas como superfícies lisas. Através da constituição da ponte 30 e da casa de convés 40 pretende-se, acima de tudo, evitar turbulências para poder ativar os rotores Magnus sem perturbações, se possível. A ponte 30 com a casa de convés 40 é preferencialmente disposta na proa do navio. É igualmente possível dispor as construções suplementares no centro do navio, mas isso ia obstruir desnecessariamente o carregamento ou a eliminação da carga, porque as construções suplementares ficariam assim exatamente no meio do espaço de carga.

Em alternativa, a casa de convés 40 e a ponte 30 podem estar na popa do navio, mas isso seria desvantajoso pelo facto de os rotores Magnus taparem assim a vista para a frente. O acionamento ou propulsão do navio está otimizado para um acionamento eólico, de modo a poder tratar-se na presente invenção de um veleiro.

Os rotores Magnus são preferencialmente dispostos na área dos cantos dos espaços de carga para se estenderem sobre uma superfície retangular. Mas chama-se a atenção que é também possível, outra disposição. A disposição dos rotores Magnus baseia-se numa ideia de que é necessária uma determinada superfície do rotor para obter a desejada potência de acionamento através dos rotores Magnus. Uma divisão desta necessária superfície para um total de quatro rotores Magnus, consegue-se reduzir as dimensões de cada rotor Magnus. Esta disposição dos rotores Magnus permite manter livre a maior superfície possivel continua, que serve sobretudo para descarregar e carregar o navio, bem como, para receber uma carga de convés em forma de vários carregamentos de contentores.

Os rotores Magnus são constituídos de modo a produzirem, com o seu funcionamento, a mesma potência (aprox. 6000 kW) como a que o hélice produz. Quando o vento é favorável, é possivel acionar o navio completamente com os rotores Magnus 10. Isto é, por exemplo, conseguido a uma velocidade do vento de 12 a 14 metros por segundo, de modo a poder desligar o hélice ou o acionamento principal, por deixar de ser necessário para propulsionar o navio.

Os rotores Magnus e o acionamento principal estão preparados para o acionamento principal produzir apenas a diferença da potência que os rotores Magnus não conseguem fornecer quando o vento é insuficiente. O acionamento é controlado de modo a que os rotores Magnus 10 produzam a máxima potência ou quase a máxima potência. Um aumento da potência dos rotores Magnus permite imediatamente poupar combustível, pois não é necessário o acionamento principal produzir energia adicional para o acionamento elétrico. O combustível é poupado sem que se exija uma adaptação entre um hélice ou acionamento principal propulsionado por uma máquina de combustão e o controlo dos rotores Magnus. A Fig. 2 mostra uma vista lateral e uma vista de corte parcial do navio da Fig. 1. Aqui vêm-se igualmente os rotores Magnus 10, a casa de convés 40 e a ponte 30. O convés descoberto 14 possui frestas 18 que podem cobertas com material transparente para proteger contra as influências das intempéries ou a água do mar. A forma das 9 coberturas corresponde à das restantes peças do casco. São ainda apresentados três conveses de carga, isto é, um espaço inferior 60, um primeiro convés intermédio 70 e um segundo convés intermédio 80. A Fig. 3 mostra outra vista esquemática do navio da Fig. 1. Isto vê-se sobretudo o convés do navio. O navio apresenta, por sua vez, uma área superior 15 e uma área inferior 16, uma casa de convés 40 e uma ponte 30, bem como, quatro rotores Magnus 10. O navio apresenta ainda preferencialmente uma porta de popa 90 hidraulicamente acionada, através da qual se pode carregar ou descarregar material rolantes para o segundo convés intermédio 70b. A porta de popa 90 pode, por exemplo, apresentar uma altura de 7 metros e uma largura de 15 metros. Além disso, pode ser incorporado um elevador para possibilitar um carregamento rolante do primeiro convés intermédio 80 e do espaço inferior 16. O espaço inferior 16 encontra-se abaixo da linha da água de construção. A Fig. 4 mostra uma vista esquemática dos diferentes espaços de carga, nomeadamente do espaço inferior 60, do primeiro convés intermédio 70, bem como, do segundo convés intermédio 80. A Fig. 5a mostra uma vista de corte dos espaços de carga. O espaço inferior 60 está disposto como espaço de carga mais inferior. Acima do espaço inferior 60 encontra-se o primeiro convés intermédio 70, bem como, o segundo convés intermédio 80. O segundo convés intermédio 80 é fechado pelo convés superior 14. Nos lados do convés superior está prevista uma passagem de serviço ou convés principal 85, que possui preferencialmente aberturas 18. 10

Estas aberturas podem, opcionalmente, ser concebidas bloqueáveis. A braçola de escotilha da escotilha de carga, bem como, a passagem de serviço 85 são dotados, em todo o comprimento, com uma cobertura (o convés descoberto) , de modo a formar uma área com uma superfície, que está adaptada ao revestimento do casco.

Como se pode ver sobretudo na Fig. 5a, o navio possui três espaços de carga sobrepostos, que possuem sobretudo paredes laterais lisas sem uma subestrutura. Isto é conseguido por uma construção de invólucro duplo do casco. A cobertura do espaço inferior 60, bem como, do primeiro convés intermédio 70 é preferencialmente realizada com tampas de pontão individuais, que por exemplo podem ser penduradas em travessas, que se podem ser dobradas para fora em diferentes alturas na parede do tanque lateral. Estes pontões têm, de preferência, uma capacidade de carga de seis a dez toneladas por metro quadrado. Os pontões podem por exemplo ser deslocados por uma grua de convés. Se os pontões não forem precisos, podem ser guardados sobrepostos na área do espaço de carga dianteira. uma

Os pontões acima descritos destinam-se à subdivisão do espaço interior dos espaços de carga, podendo os pontões ser pendurados em diferentes espaço de carga a uma altura variável, de modo a poder equipar de forma variável a altura de cada espaço de carga. Deste modo, o espaço de carga pode apresentar, no seu decurso ou ao longo do seu comprimento, diferentes alturas, de modo a que numa secção do espaço de carga com maior altura possa guardar-se uma respetiva carga, enquanto numa outra secção do espaço de carga existe uma altura menor para disponibilizar 11 correspondentemente mais altura para o espaço de carga acima. Deste modo, pode obter-se uma divisão extremamente flexível da área de carga nos diferentes espaços de carga.

Entre a parede exterior do navio e a parede dos espaços de carga estão previstos tanques de lastro, que por exemplo podem estar cheios de água de lastro para proporcionar ao navio a necessária estabilidade. Acima do tanque de lastro encontra-se o convés principal, ou seja, o convés principal 85 evolui fora do espaço de carga ao lado da braçola de escotilha 86. A constituição da cobertura da braçola de escotilha possibilita uma constituição favorável à corrente do lado superior do casco do navio, uma vez que não existem quaisquer construções anexas que pudessem causar vorticidades da corrente de ar. Isto é igualmente o motivo pela cobertura do convés principal até ao revestimento exterior do navio, de modo a resultar uma passagem protegido contra intempéries e revestido favorável à corrente no convés principal 85. A Fig. 5b mostra outra vista de corte do navio da Fig. 1. Aqui poe ver-se um recorte da vista de corte da Fig. 5a. 0 convés descoberto 14 estende-se pelo convés principal 85 e une-se ao revestimento exterior do navio, de modo a obter uma forma aerodinâmica favorável. 0 convés principal 85 apresenta uma braçola de escotilha 86 no lado virado para o espaço de carga. Através da constituição do convés descoberto ou da cobertura do convés principal, que se une ao revestimento exterior do navio, também o convés principal 85 é, aparte da forma aerodinâmica favorável, protegido contra condições atmosféricas desfavoráveis. 12 0 navio apresenta ainda uma escotilha do convés descoberto. Esta escotilha do convés descoberto tem por exemplo um tamanho de 70 x 22 m e é coberta por um sistema de tampa de dobrar hidraulicamente acionado (como por exemplo um sistema Mac-Gregor ou idêntico). A capacidade de carga das escotilhas do convés descoberto é vai preferencialmente de 3 a 5 toneladas por metro quadrado. A escotilha do convés descoberto é fechada de trás para a frente, de modo a que as tampas de escotilha verticais se encontrem entre os rotores Magnus na popa do navio com a escotilha aberta. Preferencialmente, está prevista uma série de ilhós de amarrar para o transporte de componentes de uma central de energia eólica. Os materiais para a tampa do tanque do espaço inferior 60 não são preferencialmente materiais inflamáveis para se poder soldar ilhós de amarrar no espaço inferior 60. A capacidade de carga da tampa do tanque é vai preferencialmente 17 3 a 20 toneladas por metro quadrado. Todos os espaços de carga, inclusive as escotilhas do convés descoberto, estão igualmente de preferência equipados para o transporte de contentores marítimos padrão. Preferencialmente, podem estar previstos cinco camadas de contentores marítimos padrão sob o convés, bem como, cinco camadas no convés para uma capacidade máxima de 824 TEU. A Fig. 5c mostra uma vista de corte da casa de convés 40 do navio da Fig. 1. O corte transversal apresentado na Fig. 5c representa unicamente um exemplo. A casa de convés é redonda na sua extremidade, enquanto a casa de convés se estreita para trás de modo favorável à corrente. 13 0 navio apresenta ainda uma grua de bordo (não apresentada), que está preferencialmente prevista como uma grau de pórtico com uma capacidade de carga de por exemplo 75 toneladas. A grua de bordo está preferencialmente prevista no convés principal. Os carris para a grua de bordo decorrem preferencialmente em paralelo com a braçola da escotilha de carga. A altura da grua de pórtico, que se estende sobre o convés principal, deve ser preferencialmente constituída de modo a que a grua seja concebida para um transbordo de componentes de centrais de energia eólica e seja unicamente utilizada secundariamente para o transbordo do contentor. Uma vez que a grua pode ser deslocada em todo o comprimento da escotilha e em toda a largura do navio, pode alcançar-se qualquer posição dentro dos espaços de carga. 0 braço da grua pode ser preferencialmente regulável em altura para poder levantar componentes de diferentes tamanhos acima da braçola de escotilha. Tem, por isso, preferencialmente um comprimento de 10 metros. A grua de pórtico é constituída de modo a apresentar uma posição de estacionamento na área frontal do segundo convés intermédio 70. Preferencialmente, a grua de pórtico encontra-se numa plataforma elevatória com carris para o convés descoberto poder fechar-se por cima. 0 navio de acordo com o primeiro exemplo de execução apresenta preferencialmente um acionamento principal diesel/elétrico. Preferencialmente, sete agregados diesel com respetivamente 1000 kW de potência elétrica abastecem centralmente toda a rede de bordo com os motores de deslocação principais e os motores de acionamento para os rotores Magnus, bem como, os impulsores transversais. Aqui, 14 a ligação e desconexão dos agregados diesel é automática de acordo com as exigências da rede de bordo. A sala de máquinas para os agregados diesel encontra-se preferencialmente na proa abaixo das construções anexas do convés. A sala de montagem apresenta uma escotilha de montagem para o convés principal, bem como, respetivos dispositivos que permitem uma substituição parcial ou completa de agregados num porto. Os tanques de combustível encontram-se preferencialmente na proa atrás do revestimento exterior de dupla parede do navio. 0 acionamento principal 50 é acionado por um motor elétrico, que por sua vez recebe a potência elétrica por um gerador a diesel. O motor de deslocação principal elétrico atua diretamente sobre um hélice de regulação, que possui um ângulo pitch máximo de 90°. As pás podem ser, assim, colocadas na posição de bandeira. O motor de deslocação principal encontra-se, com todos os agregados auxiliares, na sala de máquinas principal atrás do espaço de carga mais inferior. Os cabos de alimentação elétricos entre a sala do agregado a diesel e a sala de máquinas principal são concebidos redundantes tanto a bombordo como a estibordo. Alem disso, o navio pode dispor de uma sala diesel de emergência na área da popa do navio. O leme do navio é preferencialmente concebido por um leme compensado hidraulicamente acionado para garantir uma boa capacidade de manobra. O acionamento do hélice está basicamente previsto para os quatro rotores Magnus 10. O acionamento e o controlo dos quatro rotores Magnus são completamente automáticos e respetivamente independentes para cada rotor Magnus, de modo a poder controlar os rotores Magnus também de modo 15 diferentes, ou seja, no sentido rotativo e velocidade de rotação. A Fig. 6 mostra um diagrama de blocos do controlo do navio conforme o primeiro exemplo de execução da Fig. 1. Cada um dos quatro rotores Magnus 10 possui um motor próprio M, bem como, um conversor U à parte. Os conversores U estão ligados com uma unidade de controlo central SE. Um acionamento diesel DA está ligado a um gerador G para produzir energia elétrica. Os respetivos conversores U estão ligados ao gerador G. Além disso, é apresentado um acionamento principal HA, que está igualmente ligado a um motor elétrico M, que por sua vez, com um conversor de frequências U à parte, está ligado tanto à unidade de controlo Se como ao gerador G. Os quatro rotores Magnus 10 podem ser controlados tanto individualmente como também independentes uns dos outros. O controlo dos rotores Magnus, bem como, do acionamento principal é feito pela unidade de controlo SE, que determina a partir das medições atuais do vento (velocidade do vento, direção do vento) El, E2, bem como, por meio das informações sobre a velocidade nominal e real de condução E3 (bem como opcional por meio das informações de navegação de uma unidade de navegação NE) a respetiva velocidade de rotação e sentido de rotação para cada rotor Magnus 10, bem como, do acionamento principal, para obter uma força máxima de propulsão. A unidade de controlo SE regula progressivamente para baixo o sistema de acionamento principal (desde que seja necessário) em função do impulso dos quatro rotores Magnus, da velocidade atual do navio e do valor nominal da velocidade. Deste modo, a potência da energia eólica pode ser diretamente e automaticamente convertida numa poupança 16 de combustível. 0 controlo independente dos rotores Magnus 10 permite controlar o navio mesmo sem acionamento principal. Sobretudo, o correspondente controlo dos respetivos rotores Magnus 10 permite obter uma estabilização do navio com mar fortemente irregular.

Além disso, podem ser previstos um ou mais propulsores transversais QSA para melhorar a capacidade de manobra do navio. Aqui, podem prover-se um propulsor transversal atrás e um ou dois propulsores transversais à frente no navio. A cada propulsor transversal QSA está atribuído um motor para acionamento, bem como, um conversor. O conversor U está, por sua vez, ligado à unidade de controlo central SE e ao gerador G. Deste modo, os propulsores transversais (só um é que é apresentado na Fig. 6) podem ser igualmente utilizados para controlar o navio, uma vez que estão ligados à unidade de controlo central (através do conversor). Os propulsores transversais QSA podem ser ativados, respetivamente sozinhos em relação à sua velocidade e direção de rotação, pela unidade de controlo central SE. O controlo pode ser efetuado como acima descrito.

Um hélice de regulação pode ser habitualmente regulado entre -20° e +20°. Num ajuste de +20° é conseguida uma propulsão máxima, enquanto um ajuste do hélice de regulação para -20° provoca um retrocesso.

Preferencialmente, a faixa de regulação do hélice de regulação vai de -20° a +100°. Deste modo, o hélice pode ser rodado a aprox. +90° para uma posição de bandeira, pelo que a resistência do hélice é mínima num puro acionamento Magnus do navio. Isto é particularmente vantajoso pelo facto de o navio ser concebido mais favorável mais corrente 17 e pelo facto de se possibilitar uma desconexão mais cedo do hélice, uma vez que o acionamento Magnus pode produzir mais cedo a potência necessária para o avanço do navio, uma vez que a resistência das pás do hélice já não tem de ser ultrapassada.

Os valores favoráveis para o acionamento Magnus são alcançados, por exemplo em correntes entre 30° e 130° aproximadamente, entre 45° a 130° relativamente ao curso do navio. Uma vez que se pretende que o navio seja o mais possível acionado pelos rotores Magnus, uma viagem contra o vento só é possível de forma limitada, de modo a que na navegação seja possível um certo desvio do curso ideal para assim conseguir aproveitar melhor o acionamento através dos rotores Magnus. Deste modo, tanto a direção como a velocidade do vento têm influência sobre a navegação ou o controlo do navio.

Associado a isto, remete-se para o verdadeiro sentido do vento e a verdadeira velocidade do vento, que resultam dos dados meteorológicos que são cobertos pela viagem do navio. A adição vetorial da direção e velocidade do vento meteorológica, bem como do curso e da velocidade de condução do navio resulta no chamado vento real, que é descrito pela direção real e velocidade real do vento. A disposição dos quatro rotores Magnus 10 (dois à frente e 2 atrás no navio), bem como, um respetivo controlo permitem melhorar a capacidade de manobra.

Os rotores Magnus 10 possuem preferencialmente uma altura total d 27 metros acima do convés principal e um diâmetro de 3,5 metros. Resulta daqui uma altura livre máxima de 40 metros com um calado de 5 metros. São naturalmente também possíveis outras dimensões. Os motores 18 elétricos, bem como, os conversores dos respetivos rotores Magnus encontram-se abaixo do rotor num espaço à parte por baixo do convés. Consequentemente, os conversores e os motores podem ser acedidos para fins de manutenção.

Adicionalmente aos exemplos de execução acima descritos, o navio pode dispor de um papagaio de tração que está ligado ao navio por um cabo de tração. Deste modo, um papagaio de tração deste tipo pode ser igualmente utilizado como acionamento auxiliar com direções de vento adequadas para poupar mais combustivel.

Os rotores Magnus acima descritos podem apresentar uma razão de velocidades na pá de 15 e superior, preferencialmente superior a 20. Uma razão de velocidades na pá assim elevada permite um aumento significativo da eficiência. A Fig. 7 mostra uma versão modificada do sistema de produção para a energia elétrica do navio. O sistema de produção conforme a Fig. 7 pode ser integrado no controlo conforme a Fig. 6. Por exemplo, são representados dois acionamentos diesel ou motores de combustão DA com geradores elétricos ligados a jusante Gl, G2. Os gases de combustão dos acionamentos diesel DA são extraídos para um tubo de combustão 110 e encaminhados para uma unidade de pós-combustão NV. Nesta unidade de pós-combustão NV são queimados os componentes do gás de combustão que ainda não foram queimados nos acionamentos diesel DA e, através de um permutador térmico WT ligado a jusante, este calor de combustão, mas também uma parte significativa do calor do gás de combustão, é-lhe retirada e utilizada para o acionamento de um outro gerador G3, que produz mais energia elétrica a partir deste calor. Deste modo, os acionamentos 19 diesel DA são respetivamente menos sobrecarregados e o seu consumo de combustível é correspondentemente menor. Os gases de combustão posteriormente tratados desse modo podem depois ser extraídos por uma chaminé 112. A energia elétrica produzida pelos geradores G1 - G3 pode ser encaminhada, como se vê na Fig. 6, para o motor M do acionamento principal HA, por exemplo, através de uma rede de bordo elétrica. Além disso, os conversores U e os motores elétricos M dos rotores Magnus 10 podem ser alimentados com energia elétrica pela rede de bordo. A rede de bordo pode ainda ser utilizada para assegurar a alimentação de energia elétrica do navio. A Fig. 8 mostra uma representação simplificada do corte transversal do casco do navio. O casco do navio possui uma área superior 15 e uma área inferior 16. A meio navio está um hélice 50 do acionamento convencional, assim como, o leme central 51.

Em ambos os lados do leme central 51 encontra-se respetivamente um outro leme 52a, 52b. Estes outros lemes 52a, 52b estão deslocados em uma medida predefinida do leme central 51 em relação a bombordo (leme 52a) e em relação ao lado do bordo de controlo (lema 52b) . Estes dois lemes adicionais 52a, 52b possuem uma superfície, cujo tamanho é mais ou menos o dobro do tamanho do leme central 51. Estes lemes adicionais 52a, 52b destinam-se aqui essencialmente a melhorar as características de vela do navio, ou seja, as características na viagem com acionamento de rotores Magnus. A Fig. 9a mostra uma vista lateral de uma versão alternativa do leme central 51. Nesta versão alternativa, o leme 51 apresenta um chamado bolbo Costa 53. Neste bolbo 20

Costa 53 existem pás propulsoras 53a, 53b constituídas de modo a transformarem pelo menos uma parte da turbulência produzida na água pelo hélice 50 numa propulsão para o navio. Deste modo, a potência encaminhada para o hélice 50 é efetivamente transformada numa propulsão, contribuindo assim igualmente para a poupança de combustível. A Fig. 9b mostra outra vista do leme central 51 com o bolbo Costa 53, bem como, pás propulsoras 53a, 53b, 53c, 53d. Estas pás propulsoras 53a - 53d são adicionalmente envolvidas por um anel 54. Esta disposição do bolbo Costa, as pás propulsoras e do último anel envolvente melhora novamente a transformação da potência encaminhada para o hélice (não representada nesta Figura, comp. Fig. 8, referência 50) em propulsão para o navio. O leme 51 também pode ser concebido como o chamado "leme twisted". A Fig. 10a mostra, de um modo muito simplificado, uma das pás do hélice 50a com um extremo da asa 55 lá colocado na vista de trás. Na Fig. 10b pode ver-se claramente uma pá de hélice 50a numa vista lateral e o extremo da asa 55 que dobra para um lado (na Figura para a direita). A Fig. 10c é uma vista de cima sobre esta pá de hélice 50a e pode ver-se claramente o extremo da asa 55a numa forma elíptica. Esta forma elíptica causa um comportamento particularmente favorável à corrente e uma dissolução gradual da corrente ao longo da forma elíptica, de modo a que na ponta do extremo da asa 55a só tem de se dissolver um pequena parte da corrente do extremo da asa. Deste modo, a dissolução da corrente está associada a perdas muito menores e também isto contribui para comportamentos de propulsão melhorados e, por conseguinte, para um melhor aproveitamento do combustível. Na parte esquerda desta 21

Figura está representado a tracejado um extremo da asa elíptico 55a'. Isto indica que o extremo da asa não só pode naturalmente, em função da necessidade, estar dobrado para o lado apresentado na Fig. 10b, do plano da pá do hélice 50a, como também para o lado oposto.

As Figuras lOd e lOe mostram uma versão idêntica, apesar de ser alternativa. Na Fig. lOd pode ver-se claramente que estão aqui previstos dois extremos da asa 55a, 55b que estão curvados para lados reciprocamente opostos a partir do plano da pá do hélice 50a ao contrário da representação nas Figuras 10b, 10c, nas quais estava representado apenas um extremo da asa, estão aqui previstos dois extremos da asa. Deste modo, reduz-se mais uma vez as perdas pela dissolução da corrente das pás do hélice 50a e, por conseguinte, disponibiliza-se mais força para a propulsão do navio. 22

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO A presente listagem de referências citadas pela requerente é apresentada meramente por razões de conveniência para o leitor. Não faz parte da patente de invenção europeia. Embora se tenha tomado todo o cuidado durante a compilação das referências, não é possível excluir a existência de erros ou omissões, pelos quais o EPO não assume nenhuma responsabilidade.

Patentes de invenção citadas na descrição • DE 2430630 [0002] •DE 4101238 A [0002] • DE 19952460 A1 [0003] •US 1674169 A [0004] •GB 2072112 A [0007] •GB 2111007 A [0008] • US 4602584 A [0002] [0006] • DD 243251 A1 [0002] • DE 422057 [0002] • US 4398895 A [0002] • DE 10102740 A1 [0002] • US 6848382 B1 [0002]

Literatura não relacionada com patentes, citada na descrição • CLAUS DIETER WAGNER. Die Segelmaschine.

Ernst Kabel Verlag GmbH, 1991, 156 [0001]

Claims (22)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Navio com uma série de rotores Magnus (10), caracterizado por um acionamento diesel/elétrico (DA) com vários agregados diesel, um motor elétrico para acionar um acionamento principal (HA) do navio, em gue a cada um dos vários rotores Magnus é atribuido um motor elétrico (M) individualmente controlável para rodar o rotor Magnus, em que a cada motor elétrico (M) é atribuido um conversor (U) para controlar a velocidade de rotação e/ou o sentido de rotação do motor elétrico (M), em que o acionamento diesel/elétrico é alimenta centralmente toda a rede de bordo com o acionamento principal (HA) e os motores de acionamento dos rotores Magnus, bem como, os propulsores transversais, em que os respetivos agregados diesel são automaticamente ligados ou desligados da rede de bordo de acordo com as exigências.

2. Navio segundo a reivindicação 1, ainda com uma unidade de controlo (SE) ligada aos conversores (U) para controlar cada um dos conversores (U), para controlar a velocidade de rotação e/ou o sentido de rotação dos rotores Magnus (10) respetivamente independentemente dos outros rotores Magnus (10).

3. Navio segundo a reivindicação 2, em que a velocidade de rotação e/ou o sentido de rotação dos rotores Magnus (10) são controlados em função da velocidade 2 do vento, da direção do vento, de um curso predefinido e/ou das informações de navegação.

4. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, em que ao motor elétrico do acionamento principal (HA) está atribuído um conversor (U) para controlar o motor.

5. Navio segundo a reivindicação 3 ou 4, em que os rotores Magnus (10) são controlados pela unidade de controlo central (SE), de modo a obter uma propulsão máxima, em que a diferença da propulsão desejada e da propulsão produzida pela rotação dos rotores Magnus (10) é obtida pelo acionamento principal (HA).

6. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, ainda com um convés descoberto, que possui essencialmente cantos arredondados e peças complementares arredondadas, para implementar uma forma aerodinâmica.

7. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, com uma passagem de serviço (85) no convés principal, em que a passagem de serviço (85) está provida, pelo menos seccionalmente, com uma cobertura de modo a que a cobertura se una a um revestimento exterior do navio e/ou um lado superior do navio.

8. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, com 3 uma casa de convés (40), cujo perfil é de configuração aerodinâmica de forma que contribui para a propulsão do navio.

9. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, ainda com vários espaços de carga, nomeadamente um espaço inferior (60), um primeiro convés intermédio (70) e um segundo convés intermédio (80), em que se verifica uma subdivisão dos espaços de carga (60, 70, 80) através da colocação de tampas de pontão.

10. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, com uma escotilha de convés descoberto (14) bloqueável, preferivelmente com um sistema de tampa dobrável acionado hidraulicamente, que se estende essencialmente sobre todo o comprimento do espaço de carga (80).

11. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, com uma porta de popa bloqueável (90), que é de preferência hidraulicamente acionada.

12. Navio segundo a reivindicação 11, com um elevador disposto na área da porta de popa (90) que permite aceder ao porão de carga.

13. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, ainda com 4 um convés principal com carris e uma grua de bordo, sobretudo uma grua de pórtico, que pode ser deslocada sobre os carris.

14. Navio segundo a reivindicação 13, em que a grua de bordo se encontra sobre uma plataforma elevatória, de modo a poder deslocar a grua de bordo num plano abaixo do convés descoberto para este poder fechar sobre a grua de bordo.

15. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, em que o acionamento diesel/elétrico possui pelo menos um motor de combustão (DA) que está acoplado a um gerador elétrico (Gl, G2) para produzir energia elétrica.

16. Navio segundo a reivindicação 15, com uma unidade de pós-combustão (NV) para queimar posteriormente os gases de combustão do motor de combustão (DA) , um permutador de calor (WT) para recolher o calor de combustão da unidade de pós-combustão (NV) e/ou o calor dos gases de combustão do motor de combustão (DA), e um gerador (G3) , que está acoplado ao permutador de calor (WT) e que é acionado pelo calor fornecido pelo permutador de calor (WT).

17. Navio, sobretudo segundo uma das reivindicações anteriores, com um hélice (50) acionado pelo acionamento principal (HA) , um leme (51), que possui um bolbo Costa (53), 5 em que pelo menos duas pás propulsoras (53a, 53b) estão dispostas no bolbo Costa (53) de tal modo que uma parte da turbulência produzida pelo hélice (50) é convertida numa propulsão.

18. Navio segundo a reivindicação 17, ainda com um anel (54) que envolve as pás propulsoras (53a - 53d).

19. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, com um hélice (50) com pás (50a), em que as pás (50a) do hélice (50) apresentam respetivamente um extremo da asa (55) preferencialmente dobrado.

20. Navio segundo a reivindicação 19, em que as pás (50a) do hélice (50) possuem um extremo da asa elíptico (55a) .

21. Navio segundo uma das reivindicações de 19 a 20, em que as pás (50a) do hélice (50) possuem dois extremos da asa (55a, 55b), que estão inclinados em lados opostos da pá (50a) .

22. Navio segundo uma das reivindicações anteriores, ainda com um primeiro leme central (51) e pelo menos dois segundos lemes (52a, 52b), que estão respetivamente deslocados em uma medida predefinida do primeiro leme central (51) , em que os dois segundos lemes (52a, 52b) apresentam um tamanho que tem o dobro do tamanho do leme central (51).