PT2654908T - Prancha de ¿bodyboard¿ com motor térmico próprio para evoluir nas ondas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "Prancha de "bodyboard" com motor térmico próprio para evoluir nas ondas" A presente invenção é uma prancha de "bodyboard" com motor térmico, própria para evoluir no "planing" e nas ondas. A sua função e as suas caracteristicas visam puxar o utilizador na água, acima da velocidade de planeio da prancha de "bodyboard", portanto no "planing", e em navegar a uma velocidade situada em torno de 15 km/h na posição de "bodydrag". Assim, o utilizador pode evoluir nas ondas, apanhá-las e a seguir ultrapassá-las, em "surf" ventral, tendo-se o cuidado, se possível, para que as mesmas não rebentem sobre o engenho. ARTE ANTERIOR:

As soluções de engenhos náuticos leves e motorizados e que não entram sob a denominação de embarcação (sem flutuabilidade suficiente para suportar uma pessoa em pé, sentada ou deitada) são pouco numerosas. A HONDA (JP 2007203866) revela uma mota submarina com motor térmico que, em navegação, está portanto completamente imersa sob a água excepto o seu tubo de respiração: trata-se da versão com motorização térmica das motas submarinas elétricas. Este conceito continua distante e incompatível com os imperativos necessários à presente invenção e que são: - a existência como coisa particular de um casco náutico que deva permanecer emerso em navegação; um motor de arranque elétrico, por oposição a um lançador manual, por razões de rapidez e por razões de gamas de motor necessárias; - um sistema de anti-retorno de água no motor pelo escape, quando este último estiver cortado; e - outros engenhos necessários para o programa visado de "planing" e ondas que são descritos abaixo. A CAYAGO (www.cayago.com) é uma outra referência às sensações mais comparáveis em versão elétrica: a sociedade propõe um propulsor náutico individual elétrico de alto desempenho na superfície com uma velocidade de 15 a 20 km/h para 5 a 6 CV, e que pode por outro lado descer a 50 m de profundidade e, portanto, abandonando a forma plana por uma forma de obus própria para o mergulho do engenho. No entanto, considerando-se as baterias elétricas necessárias para um programa de mergulho e para os belos desempenhos proporcionados, o produto exibe um peso de 60 kg, para uma autonomia que permanece limitada a uma hora de utilização, além de um custo bastante dissuasivo devido a essas tecnologias. A patente inglesa N° GB2270282Í apresenta de modo geral uma prancha de "bodyboard" com motor térmico. No entanto, quatro pontos importantes para a viabilidade do engenho, pelo seu interesse e pela sua extensão a um programa de utilização em velocidade e em ondas, não foram identificados nem solucionados até hoje: - uma vez que o motor térmico assim como o escape dos gases estão situados sob a linha de flutuação, e tendo em conta que o aparelho prevê poder parar e permanecer parado numa água eventualmente agitada, está-se perante um problema de uma determinada subida da água no motor pelo escape, isto a partir do arrefecimento e da retração dos gases queimados presentes no escape. Sendo o escape muito curto, quer dizer de apenas alguns centímetros, com gases que são de tal modo quentes que podem veicular o óleo do motor a 2 tempos (mistura a 2 a 3%), o engenho deve dispor de um sistema que se oponha ou que bloqueie a admissão da água no motor, pouco sensível naquelas condições à temperatura elevada e ao óleo e sem manutenção; - para visar um programa de velocidade no "planning" e de ondas, um engenho desta natureza, que é abrandado pelas turbulências grandes do corpo do utilizador na água, necessita de um impulso mecânico disponível a partir de uma potência de motor da ordem de 5 CV ou mais. Uma tal potência de motor não é razoavelmente acionável por seja quem for com um lançador manual, a fortiori no mar sem apoio firme sobre o solo. O excesso de energia humana colocaria em causa a segurança do utilizador: cãibras, fadiga rápida, onda grande que se aproxima... além disso com uma probabilidade muito pequena de poder dar o arranque no primeiro ensaio. A invenção que visa aqui um programa de velocidade e de ondas exige portanto que a invenção esteja obrigatoriamente provida de um arranque automático (motor de arranque com motor elétrico): - para ter acesso a um programa de navegação nas ondas com os riscos inerentes de naufrágio e de onda que se rebenta sobre o engenho, este último deverá dispor de um dispositivo de obturação automática da tomada de ar pelo tubo de respiração por disparo manual ou de um sensor; - finalmente para conservar o motor acionado ao ralenti, sem desejar um deslocamento qualquer, pode ser útil um dispositivo de embreagem. Não há portanto atualmente uma invenção que traga soluções para as necessidades e para os pontos chaves expostos anteriormente. A atividade clássica do "bodyboard" é reconhecida e figura entre os desportos que têm circuitos mundiais de competição. 0 "bodyboard" motorizado é uma atividade e uma invenção que ainda não existem: - o mesmo inventa um novo lazer náutico motorizado e ultraleve; - o mesmo poderia um dia revelar-se como um desporto motorizado com o seu circuito de competições, à semelhança do sucesso atingido pelo "jet ski"; - a mesma poderia servir para proporcionar vigilância às praias perigosas para banho; - a mesma pode servir para rebocar sem licença barcos de surfistas ou de surfistas com "kite"; - a mesma permite por outro lado uma forma de passeio extenso, rápido e lúdico, no mar, lago ou rio... A invenção técnica que a mesma precisa é também muito especial na disposição das partes constituintes e nos dispositivos que a mesma suporta. A INVENÇÃO: A invenção refere-se a uma prancha de "bodyboard" com motor térmico de acordo com a reivindicação 1. 0 utilizador está deitado de bruços na água, agarrado ao engenho por suportes de mãos, que podem ser manipulos ou outros situados na parte de cima da parte superior da prancha de "bodyboard", que se chama de casco. Uma parte do casco mantém-se emersa tanto parada como em navegação. A forma e a matéria do casco podem variar (prancha de "bodyboard", pequena prancha de "surf" ventral como exemplos não limitativos): qualquer casco náutico que confere flutuabilidade ao utilizador e que é no entanto insuficiente para um utilizador de 80 kg de forma a permitir uma posição de navegação em pé, e igualmente insuficiente para que o engenho flutue com um utilizador fora de água de 80 kg deitado sobre o engenho. Assim, à luz das legislações em vigor, o engenho não é uma embarcação mas sim um propulsor. O engenho tem menos de 2 metros de comprimento. O utilizador repousa os seus antebraços e eventualmente uma parte de seu torso sobre o casco, arrastando as pernas na água atrás do engenho, pois ele dirige-se ao puxar um ou outro dos seus braços para orientar a sua navegação, desempenhando as suas pernas o papel de leme. O utilizador acelera e abranda por meio de um comando de aceleração.

Por razões de otimização acústica, de estabilidade e de arrefecimento, a totalidade ou parte do motor encontra-se sob a linha de flutuação do engenho.

Sob o casco ou integrada no casco, de acordo com a espessura deste último, quando da sua realização, situa-se portanto a parte propulsora do engenho. Pode haver interesse em que este bloco de propulsões esteja situado de modo distante em alguns centímetros (pelo menos 2 cm) sob a carena flutuante do casco, para não alterar os escoamentos de água sob os quais se apoia e ricocheteia a carena do casco na fase de navegação. Nesse caso, o bloco de propulsão pode ser ligado à prancha de "bodyboard" por peças de ligação rígidas e com contornos ou por travessas.

Devido à sua vocação, é preciso também que o engenho seja acionado de novo rapidamente entre duas ondas, e na água, lá onde o utilizador não tem necessariamente pé, portanto eletricamente. Um motor de arranque elétrico permite além disso ter acesso à gama de potências de motores de 5 a 7 CV, aqui necessárias para o engenho para a velocidade visada. 0 engenho deve também suportar um sistema para compensar as infiltrações de água possíveis pela tomada de ar na direção do carburador do motor, naquele programa de ondas onde as projeções de água podem ocorrer com frequência, e junto aos escapes, tendo em conta os movimentos turbulentos.

Quando o regime do motor está ao ralenti, para que o engenho se imobilize e permaneça em funcionamento, o mesmo pode estar munido de uma embreagem entre a hélice e o veio motriz de tipo centrífugo ou outro.

Devido aos transtornos sonoros e olfativos, a conduta de escape dos gases do motor desemboca sob a linha de flutuação do engenho quando o mesmo está colocado na água.

Além disso, o utilizador deve poder deixar o engenho desligado durante extensos momentos na água e depois ir buscá-lo de novo nesse local e acioná-lo de novo. 0 engenho deve portanto suportar um sistema para impedir qualquer subida de água do mar prejudicial na direção do motor, devida à retração dos gases queimados (600-700°) quando do arrefecimento, assim como devido às suas ex-filtrações. De fato, o circuito percorrido pela mistura ar-gasolina de um motor de 2 tempos não é muito estanque no sentido inverso na direção do tubo de respiração. A solução prevê a utilização de uma micro bomba de ar, elétrica, que insufle periodicamente ar no escape e/ou uma válvula sujeita a movimento de báscula manualmente ou automaticamente.

Quando da possível expulsão do utilizador para fora de alcance do seu engenho, pode ser previsto um dispositivo para a dupla segurança do utilizador e da máquina: - uma detecção da expulsão do utilizador, pelo relaxamento de um gatilho no manipulo, de um cordão de segurança arrancado ou de um outro sensor; - uma obturação automática da tomada de ar que alimenta o motor, por relaxamento de uma válvula, com uma paragem imediata do motor.

Finalmente, por razões de transporte por avião ou para utilizar a prancha de "bodyboard" sozinha sem motor de modo clássico, é possível prever que se possa rapidamente e facilmente separar a parte de motor da parte de prancha de "bodyboard", ao nível das peças de ligação do bloco de propulsão ao casco. 0 engenho visa um peso vazio ultraleve em torno de 10 kg, o que permite que o engenho seja carregado comodamente em mochila. REALIZAÇÃO: A realização apresentada a título de exemplo de execução é constituída por 2 partes: o bloco de propulsão e o casco.

As 2 partes estão distantes em alguns centímetros e ligadas por algumas peças de ligação (8) ou travessas. O esquema anexo dá a ilustração de um modo de realização a partir de uma prancha de "bodyboard", mas isso é só um simples exemplo de implementação da prancha de "surf" ventral. O mesmo descreve o princípio de montagem do engenho sem a sua carenagem nem os seus manípulos e com um reservatório não integrado. A parte na superfície compreende: um casco com carena flutuante (1), aqui com o comprimento de 1,20 metros, que é globalmente plano, mas que pode apresentar artifícios que aumentam a sua capacidade para o "planing" ou para o rumo: um corte em ligeiro V, túneis, degraus ... ou uma forma ligeiramente espatulada na frente para melhor passar pelas ondas; - a carena flutuante é feita de matéria leve e bastante rígida pelas qualidades mecânicas pretendidas. Essa carena não é translúcida e não concede nada para qualquer outra finalidade que não seja aquela descrita, não permitindo a utilização desse engenho com a finalidade de visualizar a paisagem submarina; - um tubo de respiração (2) que leva o ar de superfície para dentro da campanula de ar estanque (9) que isola o carburador da água do mar. Um tubo de respiração largo permite eventualmente a passagem até ao bloco de propulsão do comando de aceleração (5), do tubo de gasolina e dos fios de alimentação elétrica; - uma válvula na tomada de ar do motor, em opção, e que é sujeita a movimento de báscula para a posição obturada quando for detectada a expulsão do utilizador: pelo relaxamento de um gatilho, de um cordão de segurança arrancado ou de um outro sensor, sendo nesse caso o motor desligado; - elementos de inserção das travessas (7) na prancha de "bodyboard" que agarram a espuma rígida da prancha de "bodyboard" por anilhas largas de um lado e do outro ou elementos de inserção embutidos na resina na base de uma pequena prancha de "surf" ventral feita de material mais rígido; - um reservatório de gasolina de 2 ou 3 litros (3) moldado de forma ideal na parte emersa. 0 reservatório poderá estar provido de chicanas para diminuir os movimentos da gasolina devidos à navegação; - um conjunto de baterias (4) que alimentam a ignição eletrónica do motor a gasolina (10), o motor de arranque (11) e a micro bomba (15) e os sistemas eletrónicos ou eletromecânicos de monitorização da válvula e da micro bomba; - algumas funções de comandos associadas na proximidade dos manípulos, nomeadamente: 0 um corta-circuito que assinala a expulsão do utilizador; 0 um botão impulsor de colocação em funcionamento do motor de arranque e de paragem; 0 um gatilho de acelerador do motor; 0 pode haver um sistema de fixação de um arnês levado pelo utilizador, na parte de trás da prancha de "bodyboard", isso para velocidades elevadas em que se puxa tempo demais pelos braços. Essa atividade pode mostra-se muito física de acordo com a cadência das mudanças de trajetória e dos ritmos encadeados. O bloco de propulsão compreende: - uma estrutura de montagem (17) dos diferentes elementos e da carenagem; - um motor de arranque elétrico desembraiavel (11); - um motor térmico leve de alto desempenho (10); - uma conduta de escape (13) com inclinação para baixo da sua saída (sifão de ar) e que evacua os gases queimados ao nível do potente fluxo de água que sai do hidrojato, em finas bolhas que reduzem assim o ruído gerado e em vários metros atrás do utilizador; eventualmente, uma embreagem para facilitar inicialmente o trabalho do motor de arranque e poder ulteriormente deixar o engenho imóvel ao permanecer com o motor ligado no regime de ralenti; - um sistema de hidrojato (12) constituído por uma hélice alojada numa tubeira como um "jet ski"; - um sistema de anti-retorno de água do mar na direção do motor, dentro da conduta de escape, escolhendo-se aqui uma micro bomba de ar elétrica (15), que insufla ar para dentro do escape, e que pode estar operacional quando o engenho está em funcionamento ou também quanto está parado no ancoradouro; - um sistema de purga das infiltrações de água na tomada de ar do motor, ao nível do tubo de respiração ou da parte de baixo da campânula de isolamento do carburador, que pode ser constituído pela mesma micro bomba elétrica, que extrai aqui o ar e às vezes a água infiltrada para lançar tudo dentro do escape; - uma carenagem própria para o bloco de propulsão (aqui retirado na figura) , fixa ao mesmo, e que não engloba a prancha, para não diminuir a superfície da carena que proporciona o "planing". A mesma dispõe de aberturas para orientar o fluxo de água na direção do cárter do motor com a finalidade de arrefecimento, e na direção do sistema de hidrojato, com a finalidade de propulsão; - uma ignição eletrónica (16) alimenta de preferência a vela do motor; - a estrutura (17) suporta a união dos elementos mecânicos e transmite o impulso à prancha de "bodyboard", por intermédio das 4 travessas (8) de fixação. A estrutura é aqui constituída por 2 longarinas feitas de perfis de carbono que se unem por montagem, com secção de 20x10 mm e com 50 cm de comprimento; - o veio de hélice ficará centrado no seu comprimento pelos rolamentos de esferas e um batente de rolamento alojados num pilar (14) . O impulso axial criado pela propulsão de hidrojato é transmitido à estrutura pelo pilar, ele próprio solidamente aparafusado à estrutura. Assim, o motor a gasolina não tem de suportar uma grande força axial. São necessárias precauções para fazer funcionar sob a água um motor a gasolina que não é um candidato natural para funcionar nesse elemento. Abaixo estão as características especiais a prever em torno do sistema de propulsão para tornar viável esta escolha tecnicamente audaciosa: • a estanqueidade de saida do eixo do motor é favorecida pela escolha de um motor a 2 tempos, de preferência a 4 tempos: no caso de um motor a 2 tempos, a estanqueidade é assegurada nativamente por rolamentos de esferas estanques, considerando as depressões e sobrepressões da mistura gasosa ar-gasolina-óleo que circula dentro do cárter da cambota, antes de ser injetada no cilindro. É possível eventualmente duplicar essa estanqueidade com uma junta lubrificada; • o motor de arranque elétrico estará idealmente dentro do cárter do motor, caso contrário o mesmo deverá estar adaptado às tensões do meio submarino devido à existência de peças móveis; • as peças são de preferência feitas de matérias compósitas para ficarem pouco sensíveis aos problemas de corrosão; • as superfícies das peças metálicas podem ser protegidas pelas técnicas usuais de anticorrosão: anodização, tratamento de superfície, ânodo sacrificial de zinco ou magnésio, recobrimento de superfície, vazamento de resina ... No entanto, a corrosão marinha só é de tal maneira significativa nos portos que apresentem uma forte presença de massas metálicas: no presente caso de utilização visada, a colocação na água intermitente e um enxaguamento diário que se acrescenta às outras precauções acima são suficientes para limitar consequentemente a corrosão.

Os principais pontos de peso estão localizados nos elementos que se seguem: - o motor térmico contará com 2 kg para 5 a 7 CV; - o motor de arranque elétrico contará infelizmente com cerca de 1 kg; - a bateria contará com 0,5 a 1 kg; - a adição de uma embreagem centrífuga compacta e tornada estanque, similar em tamanho ao que existe em certos cortadores de relva rotativos para jardins, contará com 0,5 kg. É portanto possível realizar a invenção para um peso total vazio (fora o carburante) de menos de 10 kg, prancha de "bodyboard" incluída, como a montagem anexa em esquema. De acordo com a velocidade de rotação do motor escolhido, e para minimizar os fenómenos de cavitação no fluxo de água misturado, será necessário adotar uma boa combinação dos elementos que influenciam a carga e a eficácia do motor: o passo de hélice e a superfície de hélice, a adoção de cones de hélice anti-cavitação na frente e atrás da hélice e, na pior das hipóteses, uma eventual caixa de redução no eixo de hélice. 0 utilizador coloca o seu propulsor na água, engrena o interruptor elétrico geral, agarra-se no engenho e apoia-se sobre o botão impulsor do motor de arranque elétrico para lançar o motor térmico. Depois regula a sua velocidade através do comando manual de aceleração.

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 - Prancha de "bodyboard" com motor térmico, que assegura a função de arrastar na água a pessoa que o utiliza, e que compreende: - um casco que assegura a flutuação, o dito casco: ° sendo uma prancha de "bodyboard" (1) ou uma prancha de "surf" ventral, ou qualquer casco náutico; ° permanecendo parcialmente emerso na fase de navegação; 0 tendo um tamanho reduzido, de modo que o mesmo não proporciona uma flutuabilidade suficiente que permita a um utilizador adulto uma posição de navegação em pé em cima, e que o mesmo não flutua com um utilizador adulto fora de água deitado em cima; ° apresentando um comando de aceleração (5); ° apresentando suportes de mão (18), situados no lado superior do casco; - e um bloco de propulsão: 0 situado sob o casco ou dentro do casco; 0 que contém um motor térmico (10) situado pelo menos em parte sob a linha de flutuação da prancha de "bodyboard" com motor térmico e alimentado por ar por um tubo de respiração (2); 0 que contém um motor de arranque elétrico (11), um sistema de hélice/tubeira (12), e uma conduta de escape (13) própria para evacuar os gases queimados e que desemboca sob a superfície da água; 0 estando a conduta de escape provida de um sistema de anti-retorno de água, que impede a admissão de água dentro do motor pela conduta de escape, quando o motor está parado; caracterizado por o sistema de anti-retorno de água compreender uma micro-bomba de ar (15), elétrica, que se opõe à referida admissão de água.
2. 2 - Prancha de "bodyboard" de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o sistema de anti-retorno de água compreender uma válvula que obtura o escape, manobrada manualmente ou automaticamente.
3. 3 - Prancha de "bodyboard" de acordo com uma das reivindicações 1 a 2, que compreende: 0 um sensor que detecta a expulsão do utilizador: pelo relaxamento de um gatilho, um cordão de segurança ou outro; ° um mecanismo de obturação mecânica do tubo de respiração, ativado em caso de expulsão do utilizador.
4. 4 - Prancha de "bodyboard" de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, provida de uma embreagem que permite a imobilidade da hélice sem parar o motor.
5. 5 - Prancha de "bodyboard" de acordo com a reivindicação 4, provida de uma embreagem centrífuga.
6. 6 - Prancha de "bodyboard" de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por: 0 o bloco de propulsão estar sob o casco separado em pelo menos 2 centímetros da face do casco que está em contato com a água; ° e por estar fixo ao casco por peças de ligação; 0 podendo estas peças de ligação eventualmente desmontar-se para permitir separar o casco do bloco de propulsão.
7. 7 - Prancha de "bodyboard" de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por: 0 o casco ter uma carena flutuante; 0 o casco não ser translúcido de modo que o mesmo não permita que o utilizador visualize a paisagem submarina; 0 os suportes de mãos serem manípulos.