PT1904365E

PT1904365E - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações

Info

Publication number: PT1904365E
Application number: PT06784837T
Authority: PT
Inventors: Wilderich C Schultz; Terrence L Smith
Original assignee: Marine propulsion technologies inc
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2012-04-17
Also published as: WO2007005209A2; EP1904365A4; US20100167605A1; CN101282874A; AU2006266342B2; EP1904365B1; KR101390743B1; US7854637B2; CA2614220A1; WO2007005209A3; CN101282874B; DK1904365T3; JP2009500234A; RU2008104140A; KR20080056147A; AU2006266342A1; NZ565727A; RU2429160C2; AU2006266342A2; EP1904365A2

Description

ΕΡ 1 904 365 /PT

DESCRIÇÃO

"Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações" CAMPO DO INVENTO

Este invento refere-se ao campo das embarcações a motor com propulsão por meio de uma hélice e com meios únicos de envolvimento da hélice, que aumentam simultaneamente a potência de sarda e o rendimento. As hélices são os meios mais comuns de propulsão de embarcações de todos os tamanhos. Estas hélices estão dispostas mais comumente na popa da embarcação e sem meios de envolvimento. Os manatins, as focas, os botos e as baleias são apenas algumas das criaturas aquáticas que têm sido devastadas pelas hélices das embarcações sem o conhecimento dos operadores. Alguns estados limitam os tempos de permanência quando os barcos se encontram em determinadas zonas e estão a considerar legislar de modo que todas as embarcações tenham um qualquer tipo de protecção de hélices. O problema é que a maioria das protecções de hélice reduz a potência e a capacidade de manobra da embarcação. Em águas baixas ou águas com vegetação, tais como algas, as hélices sem protecção de pequenas embarcações ficam emaranhadas, enquanto as hélices das grandes embarcações irão rasgar a vegetação. A operação de embarcações de recreio onde pessoas possam estar dentro de água é extremamente perigosa com hélices sem protecção.

ANTECEDENTES DO INVENTO

Esta patente refere-se a um conjunto único de tubeiras que envolvem a hélice em conjunto com a criação de orifícios de Venturi, o que adiciona água à coluna que enche as disrupções da hélice, e aumenta o volume em galões por minuto na descarga da coluna. Por conseguinte, esta patente refere-se a um sistema de tubeiras múltiplas único que tanto envolve a hélice como cria orifícios de efeito de Venturi, os quais dirigem o impulso da hélice, melhorando substancialmente o rendimento da embarcação. Pela concentração do impulso num tipo de operação de tubeira, a capacidade de manobra e a estabilidade da embarcação são grandemente aumentadas. São possíveis curvas abruptas porque quando o motor está a rodar a hélice não está a deslizar para o lado, agitando a água (cavitação), em vez disso, o mesmo está a pôr fora um impulso 2 ΕΡ 1 904 365 /PT directo na direcção desejada. A estabilidade é melhorada devido ao movimento ascendente e descendente, ou arfagem, da embarcação ser minimizado devido ao escoamento directo da água através do conjunto de tubeira de hélice e a resistência a um movimento ascendente e descendente através da água pelo conjunto que envolve a configuração hidrodinâmica. O inventor, que possui a patente US n.° 4,637,801 "Conjunto de conduta de hélice de aumento de impulso para

embarcação" ("Thrust Enhancing Propeller Duct Assembly for Watercraft") e a patente US n.° 6,475,045 "Conjunto de protecção de hélice de aumento de impulso" (Thrust Enhancing Propeller Guard Assembly"), esforçou-se nesta patente no sentido de aperfeiçoar o seu dispositivo fazendo com que o mesmo funcione em grandes embarcações simultaneamente com a melhoria dos suportes de montagem, elementos estruturais e reforço do elemento inferior para proteger a quilha postiça em motores de fora de bordo e dentro e fora de borda. A maioria dos motores fora de borda e muitos dos motores dentro e fora de borda têm um tipo de aleta de saliência por debaixo da alojamento da hélice, chamada quilha postiça, a qual é a primeira coisa do motor a bater nos obstáculos na água. Os esforços dos inventores, no campo das protecções de hélice de embarcações, incluem a "Tubeira de Kort" que é mundialmente conhecida.

As outras patentes concedidas a inventores que se esforçaram para criarem protecções de hélice são as seguintes: A patente US n.° 4,957,459 de Richard H. Snyder, descreve um envolvimento de hélice de accionamento naval com uma gaiola que tem uma estrutura de raios interna e uma estrutura de retenção de montagem da gaiola na caixa de engrenagens e o engate da caixa de engrenagens e do alojamento do veio de accionamento de uma maneira particular, de tal modo que o impacto na gaiola é transmitido para a junção da quilha postiça inferior e para a porção em forma de torpedo da caixa de engrenagens, o bordo de vante da caixa de engrenagens no bordo de vante da porção de estrutura e do bordo de vante da quilha postiça, o lado de baixo da chapa anticavitação e a porção que se prolonga para ré do alojamento de veio de accionamento, por cima da chapa de cavitação e da chapa anti salpicos. 3

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Esta patente descreve uma protecção de hélices de armação de arame convencional que se esforça para aumentar alguma protecção na zona da quilha postiça do motor, mas limita grandemente o escoamento da água para além da caixa de engrenagens em forma de torpedo, minimizando a potência do motor e afectando grandemente a capacidade de manobra da embarcação. Estes tipos de protecções de hélice têm uma tendência para interagirem com a água em torno da hélice, criando de bolhas de ar e impedindo o escoamento suave da água de projecto para além da hélice. A patente US n.° 5, 066, 254 de Joseph D. Bass et. al. descreve uma protecção de hélice principalmente para a protecção de manatins, mas também é útil na protecção contra ferimentos noutros animais e peixes maiores que possam entrar em contacto com as hélices do barco. Esta protecção é substancialmente afunilada no sentido de um ponto de vante e é substancialmente circular na extremidade de ré de modo a rodear a região, na qual a hélice roda. A protecção tem um suporte em V a vante, o qual é pressionado de modo seguro contra um suporte da hélice e é suportado a ré na porção circular por um par de braçadeiras que engatam e são aparafusadas firmemente na chapa anticavitação.

Esta patente descreve uma outra configuração mais simples de uma protecção de hélice de armação arame, que oferece protecção limitada à quilha postiça, mas que restringe ainda o escoamento da água para além da hélice e limita a capacidade de manobra da embarcação. A patente US n.° 5,009,620 de Louis Feranda, Sr. descreve uma protecção de hélice, que está equipada com costelas substituíveis que formam uma gaiola, colocada em torno da hélice de uma unidade de propulsão naval fora de borda. As costelas estão suspensas de uma chapa superior plana aparafusada à chapa de cavitação por cima da hélice. As costelas são mantidas numa relação espaçada entre si em torno da hélice através da chapa de suporte e uma barra de fundo que se prolonga longitudinalmente, aparafusada numa extremidade na quilha postiça da unidade de propulsão. No caso de danos em qualquer das costelas da gaiola, a costela danificada pode ser facilmente substituída por uma nova costela. 4

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Esta patente descreve ainda uma outra armação de arame ou estilo de configuração de costelas com a vantagem da substituição das costelas separadas, quando as mesmas são danificadas. Esta protecção não oferece protecção na zona da quilha postiça do motor e restringe ainda o escoamento de água para além a hélice e limita a capacidade de manobra da embarcação. De novo estes estilos de protecção de hélice têm uma tendência para interagirem com a água em torno da hélice, criando bolhas de ar, que impedem o escoamento suave da água de projecto para além da hélice. A patente US n.° 5,928,042 de James H. Quiggins descreve uma protecção de hélice para utilização em associação com uma hélice de propulsão de barcos, accionada por um motor fora de borda ou uma unidade de accionamento a motor de dentro e fora de borda. A protecção de hélice pode ser construída em plástico moldado por injecção, em resina reforçado por fibras, em metal tal como o alumínio ou noutros materiais que tenham características de resistência, de modo a proporcionarem uma protecção necessária e construídos de modo a minimizar a resistência hidrodinâmica. A protecção de hélice protegerá os banhistas, os mamíferos aquáticos e os outros seres marinhos de entrarem em contacto com a hélice evitando assim ferimentos e, ao mesmo tempo proteger a hélice de danos causados por engate com detritos flutuantes ou submersos.

Esta patente descreve uma protecção de hélice que utiliza a configuração plana para minimizar a resistência hidrodinâmica, mas não elimina a mesma ou não tenta dirigir o escoamento de água para a zona da hélice. Esta protecção de hélice também não oferece protecção à zona da quilha postiça do motor. A patente US n.° 5,975,969 de John Forrest White descreve uma protecção de hélice de perfil hidrodinâmico, que inclui um tubo de impulso, uma barbatana de perfil hidrodinâmico e chapa de fixação de fundo. Este dispositivo é utilizado em conjunção com um motor fora de borda, montado num barco com accionadores de haste, para incluir a hélice de modo a reduzir o impulso lateral, para mover os itens para longe da hélice, e a protecção inclui, de preferência, uma chapa rotativa para aumentar o rendimento a baixa velocidade. 5

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Esta patente descreve uma protecção de hélice de perfil hidrodinâmico com um tubo de impulso simples com os lados planos paralelos à central do veio da hélice. Esta concepção inclui o perfil hidrodinâmico convencional e permite um arrastamento minimo, mas não dirige o escoamento de água para a hélice e não reforça a zona da quilha postiça. Se os detritos forem dirigidos para a zona da hélice, existe uma zona relativamente grande, onde podem entrar e ao fazer isso podem embater no tubo de impulso para a hélice.

Nada na técnica anterior ensina ou sugere as caracteristicas únicas e particulares do conjunto de tubeira de hélice e clarifica, assim, a necessidade de melhorias adicionais nos dispositivos de segurança utilizados na embarcação.

SUMÁRIO DO INVENTO A este respeito, antes de explicar, pelo menos, uma concretização do invento em pormenor, deve ser entendido que o invento não está limitado, na sua aplicação, aos pormenores de construção e à disposição dos componentes, indicados na descrição que se segue ou ilustrados nos desenhos. O invento pode ter outras concretizações e de ser posto em prática e realizado de várias maneiras. Além disso, deve ser entendido que a fraseologia e a terminologia aqui empregues são, para efeitos de descrição e não devem ser considerados como limitativos.

Este invento consistirá num conjunto de tubeira de hélice que consiste em dois ou mais anéis de tubeira de forma hidrodinâmica de acordo com a reivindicação 1, localizados axialmente em torno da hélice e ligados por meio de uma pluralidade estruturas de aleta de ligação de anéis igualmente espaçadas, para serem utilizadas numa variedade de tamanhos de embarcações. A concretização preferida do conjunto de tubeira de hélices consistirá em três anéis com forma hidrodinâmica. O primeiro anel estrutural, localizado axialmente em torno da hélice terá o diâmetro menor do que a hélice, tendo o seu eixo central paralelo ao eixo central do veio de accionamento da hélice. O segundo anel, o primeiro anel de tubeira, está localizado axialmente em torno da hélice e terá o diâmetro maior do que a hélice, com o seu eixo central paralelo ao eixo central do veio de accionamento 6

ΕΡ 1 904 365 /PT da hélice, para ré. escoamento tubeira é mas com o anel de tubeira inclinado conicamente Inclinando conicamente o eixo para a ré, o de água entre o primeiro e o segundo anel de dirigido para a zona da hélice, aumentando a pressão de impulso, criando desse modo um efeito de Venturi. O terceiro anel de tubeira, localizado axialmente em torno da hélice a ré do segundo anel da tubeira, terá maior diâmetro do que a hélice, com o seu eixo central paralelo ao eixo central do veio de accionamento da hélice. Por meio da inclinação cónica do segundo anel de tubeira de forma hidrodinâmica, a água que passa através é dirigida adicionalmente para a zona da hélice aumentando adicionalmente a pressão de impulso, criando desse modo um efeito de Venturi. A teoria a ré do conjunto de tubeira de hélice é semelhante à de um motor a jacto, em que o ar é dirigido para as pás da turbina, comprimido para dentro da câmara de combustão e ejectado para fora a ré. Um quarto anel de segurança estrutural de um diâmetro menor, com o eixo central paralelo ao eixo central do veio de accionamento da hélice pode ser adicionado para protecção de segurança da parte de ré da hélice, como uma parte integral do conjunto de tubeira da hélice, ou pode ser uma parte separada a ser ligada à ré do dispositivo.

Uma ou mais estruturas de aleta de ligação de anel ou anéis de tubeira com forma hidrodinâmica irão reter os anéis de tubeira numa posição fixa nos lados esquerdo e direito (metades de bombordo e estibordo) do conjunto de tubeira de hélice tendo a concretização preferida três em cada lado. A chapa de montagem superior, em cada lado do conjunto de tubeira de hélice, está fixa à chapa de anticavitação no motor por meio de fixadores de aço inoxidável. A chapa de montagem inferior, em cada lado do conjunto de tubeira de hélice, está ligada, através da protecção da quilha postiça e da quilha postiça no motor e através da chapa de deslizamento por meio de fixadores de aço inoxidável.

Em embarcações maiores com o motor alojado no interior do casco, uma variedade de chapas de montagem diferentes, em conjunto com o número de anéis com forma hidrodinâmica, o número de estruturas de aleta de ligação de anéis de tubeira com forma hidrodinâmica requeridas pode variar, em conjunto com a forma geométrica do conjunto de tubeira da hélice, 7 ΕΡ 1 904 365 /PT diferente da redonda. Os anéis de tubeira podem ter uma configuração quadrada, hexagonal ou octogonal, que desempenha a mesma função, e deve ser entendido que esta vai ainda ser coberta dentro do âmbito desta patente. A concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice, que consiste em dois ou mais anéis de tubeira com forma hidrodinâmica, em conjunto com a segunda e a terceira concretização, refere-se principalmente às hélices a ré do alojamento da caixa de engrenagens da hélice, enquanto a terceira, a quarta e a quinta se referem a formas geométricas opcionais para os anéis de tubeira. Uma sexta concretização alternativa do invento terá todas as mesmas propriedades, excepto que a forma hidrodinâmica dos anéis de tubeira será invertida, quando a força de impulso for dirigida pela caixa de engrenagens. Uma variedade de configurações de montagem estará disponível para fixação aos produtos dos diferentes fabricantes. Esta configuração será utilizada com o tipo de propulsor azimutal dos sistemas de propulsão. A ideia básica a ré de um propulsor azimutal é que a hélice pode ser girada de 360 graus em torno do eixo vertical, proporcionando impulso omnidireccional. Estes sistemas podem empregar hélices de rotação inversa numa posição a vante através da água, o que torna os mesmos extremamente perigosos sem uma protecção nas hélices, para qualquer coisa na água a vante das hélices em rotação.

No que se refere à descrição acima, então, deve ser compreendido que as relações dimensionais óptimas para as partes do invento, de modo a incluir as variações em tamanho, em materiais, em forma, em conformação, em função e em modo de operação, em montagem e em utilização, são consideradas facilmente evidentes e óbvias para um especialista na técnica, e todas as relações equivalentes às ilustradas nos desenhos e descritas na especificação destinam-se a ser incluídas no presente invento. Por conseguinte, o anterior é considerado como meramente ilustrativo dos princípios do invento. Além disso, uma vez que irão ocorrer facilmente aos especialistas na técnica numerosas modificações e alterações, não se deseja limitar o invento à construção e operação exacta mostradas e descritas, e, por conseguinte, todas as modificações e equivalentes adequados podem ser invocados como caindo dentro o âmbito do invento. 8

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Os objectos do invento O objecto principal do conjunto de tubeira de hélice envolver com segurança a hélice de uma grande variedade de tamanhos e tipos de embarcações, e melhorar o rendimento, o manuseamento e o controlo da referida embarcação assim equipada.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é aumentar a eficiência e o impulso fornecido pela hélice pelo aumento da pressão da água em contacto com a hélice, concentrando e dirigindo simultaneamente a sua força, criando desse modo um efeito de Venturi.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é melhorar o manuseamento e a manobrabilidade de uma grande variedade de tamanhos das embarcações.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é melhorar o consumo de combustível das embarcações.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é o de minimizar os danos na hélice e quilha postiça.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é reduzir o movimento ascendente e descendente, denominado arfagem, das pequenas embarcações.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é proporcionar um dispositivo que pode ser facilmente ligado a uma grande variedade de tamanhos de embarcação, incluindo as em que o leme está a ré da hélice.

Um outro objecto do conjunto de tubeira de hélice é reduzir os danos em criaturas aquáticas e no seu habitat. E ainda um outro objecto é criar um elemento estrutural reforçado do conjunto de tubeira de hélice, que possa ser ligado à porção superior da quilha postiça adjacente ao alojamento do veio da hélice em motores de barco fora de borda e dentro e fora de borda, mesmo se a quilha postiça tiver sido muito danificada. 9

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Um objecto adicional do conjunto de tubeira de hélice é proporcionar uma estrutura de protecção, tal como uma chapa de deslizamento, para reforçar adicionalmente o elemento estrutural ligado à quilha postiça. E ainda um outro objectivo do presente invento é adicionar um dispositivo novo e melhorado ao campo da segurança das embarcações.

Estes em conjunto com outros objectos do invento, em conjunto com as várias caracteristicas de novidade, as quais caracterizam o invento, são apontados em particular nas reivindicações anexas a esta descrição e que fazem parte da mesma. Para uma melhor compreensão do invento, das suas vantagens operacionais e dos objectos específicos alcançados pelas suas utilizações, deve ser feita referência aos desenhos anexos e a matéria descritiva, em que estão ilustradas as concretizações preferidas e alternativas do invento. Foram assim delineadas, bastante amplamente, as caracteristicas mais importantes do invento, a fim de que a descrição pormenorizada do mesmo, que se segue, possa ser melhor compreendida, e a fim de que a presente contribuição para a técnica possa ser melhor apreciada. Existem caracteristicas adicionais do invento, que serão descritas a seguir e as quais irão formar a matéria das reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os desenhos anexos, os quais são incorporadas nesta especificação e formam uma parte da mesma, ilustram as concretizações do invento e, em conjunto com a descrição pormenorizada, servem para explicar os princípios deste invento. A FIG. 1 representa uma vista em perspectiva de uma embarcação convencional com um motor fora de borda, que utiliza o conjunto de tubeira de hélice. A FIG. 2 representa uma vista em perspectiva da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice, ligada a um alojamento de caixa de engrenagens de hélice convencional. 10

ΕΡ 1 904 365 /PT A FIG. 3 representa uma vista explodida da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice adjacente a um alojamento caixa de engrenagens de hélice convencional. A FIG. 4 é uma vista de topo da chapa de deslizamento do conjunto de tubeira de hélice. A FIG. 5 é uma vista de extremidade da chapa de deslizamento do conjunto de tubeira de hélice. A FIG. 6 é um alçado lateral da chapa de deslizamento do conjunto de tubeira de hélice. A FIG. 7 é uma vista de topo da técnica convencional anterior, que mostra a hélice e a caixa de engrenagens, em conjunto com as linhas de força produzidas pelo vórtice da hélice em rotação. A FIG. 8 é uma vista de topo do conjunto de tubeira de hélice fixo a uma hélice e uma caixa de engrenagens convencionais, em conjunto com as linhas de força concentradas produzidas pelo vórtice da hélice em rotação, criando desse modo um efeito de Venturi. A FIG. 9 representa uma vista em perspectiva de metade da secção de anel da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice, que ilustra as localizações dos cortes da FIG. 10 e da FIG. 11. A FIG. 10 é um perfil em corte transversal do anel de tubeira. A FIG. 11 é um corte através da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice, que ilustra uma estrutura de aleta de ligação de anéis típica. A FIG. 12 é uma vista em perspectiva que ilustra a primeira concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice que inclui um quarto anel de segurança de ré. A FIG. 13 representa uma vista lateral da segunda concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice, adaptado a uma grande embarcação com um motor dentro de borda e o leme a ré da hélice. 11

ΕΡ 1 904 365 /PT A FIG. 14 é uma vista frontal de uma terceira concretização alternativa numa configuração quadrada. A FIG. 15 é uma vista lateral de uma terceira concretização alternativa numa configuração quadrada. A FIG. 16 é uma vista frontal de uma quarta concretização alternativa numa configuração hexagonal. A FIG. 17 é uma vista lateral de uma quarta concretização alternativa numa configuração hexagonal. A FIG. 18 é uma vista frontal de uma quinta concretização alternativa, numa configuração octogonal. A FIG. 19 é uma vista lateral de uma quinta concretização alternativa, numa configuração octogonal. A FIG. 20 representa uma vista em perspectiva da sexta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice a ser utilizada com o tipo de propulsor azimutal dos sistemas de propulsão. A FIG. 21 é um corte através da sexta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice que ilustra a estrutura de aleta de ligação de anéis com a forma hidrodinâmica dos anéis de tubeira invertidos.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

Referindo-nos agora os desenhos, em que as partes semelhantes são identificadas por números de referência semelhantes, é visto na FIG. 1 uma vista em perspectiva de uma embarcação convencional 6 com um motor fora de borda 8 que utiliza o conjunto da tubeira e hélice 10A que exibe os eixos teóricos do movimento envolvido, quando se opera uma embarcação. O eixo A é o eixo teórico de rotação, quando uma embarcação balança de lado a lado. O eixo B é o eixo teórico de rotação quando uma embarcação é roda para bombordo ou para estibordo. O controlo desta acção é grandemente aumentado devido ao impulso direccional único pela hélice, quando é utilizado o conjunto de tubeira de hélice. O eixo C é o eixo teórico quando a proa de uma embarcação se eleva e a popa baixa. Este movimento ascendente e descendente é denominado 12 ΕΡ 1 904 365 /PT um movimento de "arfagem", o qual é minimizado pela adição do conjunto de tubeira de hélice. O eixo W é o eixo central teórico do veio de accionamento da hélice e do conjunto de tubeira de hélice. A FIG. 2 é uma vista em perspectiva da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A fixo a um alojamento de caixa de engrenagens de hélice convencional 12. Os anéis de tubeira de forma hidrodinâmica 14 estão localizados axialmente em torno do alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12 e ligados por meio de uma pluralidade de estruturas de aleta de ligação de anéis de forma hidrodinâmica igualmente espaçados 16. A concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A será constituída por três anéis de tubeira de forma hidrodinâmica 14. O primeiro anel estrutural 18 está localizado axialmente em torno do alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12 e terá o diâmetro menor do que a hélice 20, não mostrado na FIG. 2. O segundo anel de tubeira 22 está localizado axialmente em torno da hélice 20 e terá o diâmetro maior do que o da hélice 20. O terceiro anel de tubeira 24 está localizado axialmente em torno da hélice 20 a ré do segundo anel de tubeira 22 e terá o diâmetro maior do que a hélice 20 . A chapa de montagem superior 26 em cada lado do conjunto de tubeira de hélice 10A, está fixa a chapa de cavitação de motor 28 no alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12 por meio de fixadores de aço inoxidável 30. O sistema de venturi de tubeiras múltiplas e hélice para embarcações em cada lado do conjunto de tubeira de hélice 10A está fixo através da protecção de quilha postiça 32 e da quilha postiça 34 ao alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12 e através da chapa de deslizamento 36 por meio de fixadores de aço inoxidável 32. A FIG. 3 representa uma vista explodida da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A adjacente a um alojamento de caixa de engrenagens de hélice convencional 12, que define as partes individuais, o lado direito de conjunto de tubeira de hélice 38, a protecção de quilha postiça 32 e a chapa de deslizamento 36. Quando totalmente montado e fixo à quilha postiça do motor da embarcação, a chapa de montagem inferior 31, a protecção de quilha postiça 32 e a chapa de 13 ΕΡ 1 904 365 /PT deslizamento 36 prolongam-se e reforçam a quilha postiça do motor da embarcação. Os mesmos reforçam a quilha postiça de tal modo que a estrutura montada suportará todo o navio. Para além disso, em colisões de marcha a ré, a quilha postiça, a hélice e a secção do motor inferior ficam totalmente protegidas de danos. Estas partes, a chapa de montagem inferior, a protecção de quilha postiça 32 e a chapa de deslizamento 36 criam combinadas a estrutura suficiente para suportar a embarcação e o conjunto de tubeira de hélice 10A não colapsa no caso de contacto com o fundo com o motor bloqueado na posição vertical ou ao sair de uma onda em operação em águas baixas. As referidas partes, quando montadas, proporcionam também resistência adicional no caso de contacto em marcha a ré com objectos imóveis. A FIG. 4 é uma vista de topo da chapa de deslizamento 36 do conjunto de tubeira de hélice, mostrando a FIG. 5 mostra uma vista de extremidade. A FIG. 6 é uma vista lateral da chapa de deslizamento 36, que representa os orifícios de montagem 40 e o fecho quilha postiça 42. O fecho de quilha postiça 42 engata a ré da parte de ré da quilha postiça 34 para impedir que o conjunto de tubeira de hélice 10A se mova para vante. A FIG. 7 é uma vista de topo da técnica convencional anterior, que mostra a hélice 20 e alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12, em conjunto com as linhas de força de água que se prolongam para fora 44 produzidas pelo vórtice da hélice em rotação 20. A FIG. 8 é uma vista de topo do conjunto de tubeira de hélice 10A fixo à hélice 20 e ao alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12, em conjunto com as linhas de força da água concentradas 46 produzidas pelo vórtice da hélice em rotação 20, em conjunto com a água que passa em ambos os lados da forma cónica hidrodinâmica do segundo anel do tubeira 22 a ser impulsionado numa linha recta para fora de ré do dispositivo. Deve ser entendido nesta altura que esta descrição descreve o segundo anel de tubeira 22 como o único anel com uma forma cónica hidrodinâmica, mas podem ser adicionados anéis de tubeira adicionais 22 com esta configuração e permanecerem ainda dentro do âmbito desta patente. 14

ΕΡ 1 904 365 /PT A FIG. 9 representa uma vista em perspectiva do lado direito do conjunto de tubeira de hélice 38 da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A, que ilustra as localizações das secções da FIG. 10 e da FIG. 11. A FIG. 10 é um perfil de secção transversal de anel de tubeira tipico 48 ilustrando o eixo Y e ο X A inclinado conicamente, de 6 graus. Variando os ângulos e o número de anéis de tubeira inclinados conicamente 14 pode aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice 20. A secção transversal de anel de tubeira tipica 48 é mostrada numa configuração simétrica em relação à superfície interna 50 simétrica em relação à superfície externa 52 na forma hidrodinâmica. Deve também ser entendido que a secção transversal de anel de tubeira 48 podia ser construída com uma forma aerodinâmica semelhante a uma asa de avião, em que a superfície interna 50 é muito mais curta do que a superfície externa 52 e cair ainda dentro do âmbito desta patente. A FIG. 11 é uma secção através da concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A, que ilustra os anéis de tubeira de forma hidrodinâmica 18, 22 e 24 que ligam as estruturas de aleta de ligação de anéis de forma hidrodinâmica 16. Este desenho ilustra que, na concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A, o eixo X do primeiro anel estrutural 18 e do eixo Z do terceiro anel de tubeira 24 são paralelos à linha de centro do eixo W, mostrado na FIG. 7 e na FIG. 8, o alojamento de caixa de engrenagens de hélice 12, enquanto o eixo Y do segundo anel de tubeira 22 está conicamente inclinado para dentro à ré. A FIG. 12 é uma vista em perspectiva que ilustra a primeira concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10B que inclui um quarto anel de segurança de ré de forma hidrodinâmica 54 com uma chapa de montagem de anel de segurança superior 56 e um suporte de montagem de anel de segurança inferior 58. A FIG. 13 representa uma vista lateral da segunda concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10C, adaptado a uma embarcação grande 60 com um motor dentro de borda e o leme 62 a ré do alojamento de caixa de engrenagens hélice 64. São mostrados três anéis de tubeira de forma hidrodinâmica 18 (o qual consiste apenas num anel 15 ΕΡ 1 904 365 /PT estrutural), 22 e 24, mas em alguns casos, apenas dois anéis de tubeira 22 e 24 serão utilizados em embarcações maiores para alcançar os resultados desejados porque o conjunto de tubeira de hélice 10C está numa posição fixa e não é necessário para o governo. O governo das embarcações maiores é conseguido com um leme 62.

Na concretização preferida do conjunto de tubeira de hélice 10A os anéis de tubeira de forma hidrodinâmica 14 têm uma configuração redonda, mas outras formas geométricas serão também incluídas dentro do âmbito da presente patente, mostradas nas FIGS. 14 a 19. A Fig. 14 é uma vista frontal de uma terceira concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10D numa configuração quadrada. A Fig. 15 é uma vista lateral de uma terceira concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10D numa configuração quadrada. A forma rectangular está também contemplada em certas aplicações. A Fig. 16 é uma vista frontal de uma quarta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10E numa configuração hexagonal. A FIG. 17 é uma vista lateral de uma quarta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10E com uma configuração hexagonal. Por conseguinte, todas as formas poligonais estão incluídas. A FIG. 18 é uma vista frontal de uma quinta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10F numa configuração octogonal. A Fig.19 é uma vista lateral de uma quinta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10F numa configuração octogonal.

Além disso, embora não mostrado nas figuras, está contemplado que podem também ser empregues formas elípticas em certas aplicações. A FIG. 20 representa uma vista em perspectiva da sexta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10G que terá todas as mesmas propriedades, excepto que a forma hidrodinâmica dos anéis de tubeira 18 (o qual é apenas um anel estrutural), 22, 24, 66 e 54 será invertida. Esta configuração será utilizada com o tipo de propulsor azimutal de sistemas de propulsão, que podem rodar de 360° e em que o movimento para vante 70 da embarcação é proporcionado por 16 ΕΡ 1 904 365 /PT meio das hélices 20, que estão a vante da caixa de engrenagens 72. Uma variedade de configurações de montagem 68 estará disponível para fixar às caixas de engrenagens de diferentes fabricantes 72. A FIG. 21 é uma secção através da sexta concretização alternativa do conjunto de tubeira de hélice 10G, que ilustra a estrutura de aleta de ligação de anéis 16 com a forma hidrodinâmico dos anéis de tubeira 18 (o qual consiste apenas num anel estrutural), 22, 24, 66 e 54 no sentido inverso.

Finalmente, deve ser notado que o sistema de venturi de tubeiras múltiplas, quando instalado, melhora muito o rendimento, o manuseamento e o controlo do navio equipado com o mesmo. Muitos navios requerem que sejam instalados compensadores de equilíbrio, robaletes ou alhetas para auxiliar na estabilização do navio. O sistema de Venturi de tubeira múltiplas quando instalado, elimina a necessidade de tais dispositivos uma vez que o mesmo actua de modo a evitar a "arfagem", bem como ajuda a baixar a proa e corrigir bordo quando a navegar. O conjunto de tubeira de hélice 10A mostrado nos desenhos e descrito em pormenor neste documento descreve as disposições dos elementos de construção e de configuração particulares para ilustrar as concretizações preferidas da estrutura e o modo de operação do presente invento. Deve ser entendido, no entanto, que os elementos de construção e configuração diferentes e outras disposições dos mesmos, diferentes das ilustradas e descritas podem ser empregues para proporcionar um conjunto de tubeira de hélice 10A, de acordo com o espírito do presente invento, e tais mudanças, alterações e modificações tal como podem ocorrer aos especialistas na técnica são considerados como caindo dentro do âmbito do presente invento, tal como amplamente definido nas reivindicações anexas.

Além disso, o propósito do resumo acima é para permitir ao Instituto de Patentes e Marcas dos EUA (US Patent and Trademark Office) e ao público em geral, e em especial aos cientistas, engenheiros e profissionais da técnica que não estão familiarizados com a patente ou termos legais ou fraseologia, determinar rapidamente a partir de uma inspecção rápida a natureza e a essência da descrição técnica do

ΕΡ 1 904 365 /PT 17 pedido . pedido, destina Lisboa, O resumo nem se destina a definir o invento do que é definido pelas reivindicações, nem o mesmo se a limitar de qualquer forma o âmbito do invento. 2012-04-09

Claims

ΕΡ 1 904 365 /PT 1/6 REIVINDICAÇÕES 1 - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações, que compreende: (a) um primeiro elemento hemisférico e um segundo elemento hemisférico, compreendendo tanto o referido primeiro elemento hemisférico como referido segundo elemento de hemisférico um anel estrutural hemisférico (18) e dois ou mais anéis de tubeira hemisféricos (22, 24) ; (b) incluindo o referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento de hemisférico duas ou mais estruturas de aleta de ligação de anéis (16) que ligam, separam e estão integradas no referido anel estrutural (18) e nos referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) ; (c) compreendendo ainda o referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento de hemisférico uma chapa de montagem superior (2 6) e uma chapa de montagem inferior (31) que ligam e separam e estão integradas no referido anel estrutural (18) e nos referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24); caracterizado por compreender: (d) uma protecção de quilha postiça (32) que pode ser fixa de modo removível a qualquer quilha postiça existente (34), incluindo uma quilha postiça quebrada, que compreende uma porção superior e uma porção inferior, em que a referida porção inferior pode ser fixa de modo removível à referida chapa de montagem inferior (31) de ambos os referidos primeiro e segundo elementos hemisféricos, em que a referida protecção de quilha postiça (32) inclui uma chapa de deslizamento em forma de T (36) ensanduichada entre a referida chapa de montagem inferior (31) do referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento hemisférico; de preferência a referida chapa de deslizamento em forma de T (36) inclui ainda um fecho de quilha postiça (42) ajustável em construção para se ajustar a qualquer quilha postiça, incluindo quilhas postiças quebradas, ΕΡ 1 904 365 /PT 2/6 pelo que o referido fecho de quilha postiça (42) funciona de modo a estabilizar a embarcação, quando em movimento de marcha a rá, e reforça quaisquer fixadores utilizados para fixar a referida protecção de quilha postiça (32), a referida chapa de deslizamento em forma de T de (36) e a referida chapa de montagem inferior (31) ; mais de preferência, a referida chapa de montagem superior (26), a referida chapa de montagem inferior (31), a referida protecção de quilha postiça (32) e o referido fecho de quilha postiça (42), são fixos ao motor da embarcação, utilizando fixadores de aço.
2 - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda um ou mais anéis de segurança a ré (54) que compreendem uma chapa montagem de anel de segurança superior (56) e uma chapa de montagem de anel de segurança inferior (58), pelo que as referidas chapas de montagem superior e inferior (56, 58) permitem que os referidos um ou mais anéis de segurança (54) possam ser fixos de modo removível ao sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações.
3 - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que: e) a referida chapa de montagem superior (26) do referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento hemisférico podem ser fixos à chapa anticavitação (28) de um accionamento de hastes, ou de um motor fora de borda da embarcação; f) os referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) são ajustáveis em ângulo, o eixo Y, em relação ao eixo W central da hélice do motor da embarcação, para alterar o efeito de Venturi, e, desse modo, aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice; ou g) os referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) são ajustáveis em número dos anéis de tubeira incluídos no sistema, para acomodar o efeito Venturi total resultante, e, desse modo, aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice. ΕΡ 1 904 365 /PT 3/6
4 - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) são ajustáveis em forma em relação à secção transversal do anel de tubeira, de modo a modular o efeito Venturi, e, desse modo, aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice; de preferência, os referidos fixadores de aço são feitos em aço inoxidável.
5 - Sistema de venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 1, em que o referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento hemisférico não têm a forma redonda, mas: h) são construidos de modo a terem a forma meio rectangular, e compreenderem ainda um anel estrutural de forma meio rectangular e dois ou mais anéis de tubeira de forma meio rectangular; i) são construidos de tal modo que são de forma meio poligonal, e compreendem ainda um anel estrutural de forma meio poligonal e dois ou mais anéis de tubeira de forma meio poligonal, ou j) são construidos de modo a terem a forma meio eliptica, e compreenderem ainda um anel estrutural de forma meio eliptica e dois ou mais anéis de tubeira de forma meio eliptica.
6 - Utilização de um sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações, de acordo com a reivindicação 1, pelo qual o referido sistema de Venturi de tubeiras múltiplas é montado numa navio com uma hélice fixa e um leme para o governo, pela fixação da chapa de montagem superior (26) no casco do navio e da chapa de montagem inferior (31) na quilha do leme do navio, localizando desse modo o sistema de venturi de tubeiras múltiplas em torno da hélice e a vante do leme.
7 - Método para a realização de um sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações, que compreende os passos de: (a) proporcionar um primeiro elemento hemisférico e um segundo elemento hemisférico, compreendendo tanto o ΕΡ 1 904 365 /PT 4/6 referido primeiro elemento hemisférico como o referido segundo elemento de hemisférico um anel estrutural hemisférico (18) e dois ou mais anéis de tubeira hemisféricos (22, 24); (b) proporcionar o referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento de hemisférico, que incluem duas ou mais estruturas de aleta de ligação de anéis (16) que ligam e separam e estão integradas no referido primeiro anel estrutural (18) e nos referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) ; (c) proporcionar o referido primeiro elemento hemisférico e compreendendo ainda o referido segundo elemento hemisférico uma chapa de montagem superior (26) e uma chapa de montagem inferior (31), que ligam e separam e estão integradas no referido primeiro anel estrutural (18) e nos referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24); (d) proporcionar uma protecção de quilha postiça (32) que pode ser fixa de modo removível a qualquer quilha postiça existente (34), incluindo uma quilha postiça quebrada, que compreendendo uma porção superior e uma porção inferior, em que a referida porção inferior pode ser fixa de modo removível à referida chapa de montagem inferior (31) de ambos os referidos primeiro e segundo elementos hemisféricos; (e) fixar cada referida chapa de montagem superior (26) à chapa de anticavitação (28) de um accionamento de haste ou motor fora de borda da embarcação; (f) fixar a referida protecção de quilha postiça (32) à quilha postiça (34) de um accionamento de hastes ou do motor fora de borda da embarcação; e (g) fixar cada referida chapa inferior de montagem (31) à referida protecção de quilha postiça (32), em que o referido passo de proporcionar uma protecção de quilha postiça (32) inclui o passo de proporcionar uma protecção de quilha postiça (32), que tem uma chapa de deslizamento em forma de T (36) ensanduichada entre a ΕΡ 1 904 365 /PT 5/6 referida chapa de montagem inferior (31) do referido primeiro elemento hemisférico e o referido segundo elemento hemisférico; de preferência, a referida chapa de deslizamento em forma de T (36) inclui ainda um fecho de quilha postiça (42) ajustável em construção para se ajustar a qualquer quilha postiça, incluindo quilhas postiças quebradas, pelo que o referido fecho de quilha postiça (42) funciona para estabilizar a embarcação, quando em movimento de marcha a ré, e reforça quaisquer fixadores utilizados para fixar a referida protecção de quilha postiça (32), a referida chapa de deslizamento em forma de T (36) e a referida chapa de montagem inferior (31) .
8 - Método para realizar um sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 7, que compreende ainda os passos de: (h) proporcionar um ou mais anéis de segurança que podem ser fixos de modo removível ao sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações; e (i) fixar o referido um ou mais anéis de segurança ao sistema de Venturi de tubeiras múltiplas.
9 - Método para realizar um sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações de acordo com a reivindicação 7, que compreende ainda os passos de: (j) ajustar os referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) em ângulo, o eixo Y, em relação ao eixo W central da hélice do motor da embarcação, para alterar o efeito de Venturi e, desse modo, aumentar ou diminuir o impulso pressão disponibilizado pela hélice; (k) ajustar os referidos dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) em forma em relação à secção transversal do anel de tubeira, para modular o efeito Venturi, e, desse modo, aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice, ou (l) ajustar os dois ou mais anéis de tubeira (22, 24) que estão incluídos no número total de anéis de tubeira no sistema, para acomodarem o efeito Venturi total ΕΡ 1 904 365 /PT 6/6 resultante, e, desse modo, aumentar ou diminuir a pressão de impulso disponibilizada pela hélice.
10 - Método para realizar um sistema de Venturi de tubeiras múltiplas para embarcações acordo com a reivindicação 7, em que o referido passo de proporcionar um primeiro elemento hemisférico e um segundo elemento hemisférico, compreendendo tanto o referido primeiro elemento hemisférico como o referido segundo elemento de hemisférico um anel estrutural hemisférico e os dois ou mais anéis de tubeira hemisféricos incluem proporcionar os primeiro e segundo elementos que não têm a forma redonda, mas: (m) de forma quadrada; (n) de forma rectangular; (o) de forma poligonal; ou (p) de forma elíptica. Lisboa, 2012-04-09