PT935553E - DOUBLE HELICE OPERATION FOR BOATS - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "ACCIONAMENTO DE HÉLICE DUPLO PARA EMBARCAÇÕES" A presente invenção refere-se a um accionamento por jacto de água com uma máquina de accionamento e um hélice duplo accionado pela máquina de accionamento.DESCRIPTION " DUAL HELIX DRIVE FOR BOATS " The present invention relates to a water jet drive with a drive machine and a double propeller driven by the drive machine.
Accionamentos deste tipo são conhecidos sob a forma de construção em que a máquina de accionamento é especialmente um motor Diesel montado no interior do casco de um navio e em que, fazendo também parte da máquina se encontra uma caixa de engrenagens montada numa gôndola, situada abaixo do casco do navio, da qual saem, nas extremidades opostas, veios ligados à caixa de engrenagens e que nas suas extremidades situadas fora da gôndola têm montados, de forma travada à rotação, em cada um deles um dos dois hélices com um desenho igual. Uma solução deste tipo está descrita na patente DE 44 40 738 Al na qual, como caracteristica principal, se prevê, montado entre os dois hélices, um aparelho de direcção que elimina a componente helicoidal do fluxo da água à saida do hélice dianteiro ("dianteiro" no sentido da deslocação), de modo a que esse fluxo de água atinja o hélice traseiro ("traseiro" no sentido da deslocação) , com maior energia assim como sem a componente helicoidal do fluxo, tal como acontece no hélice dianteiro. 0 aparelho de direcção é constituído por pás directrizes e por uma coluna que liga a gôndola ou a carcaça submersa ao casco do navio. Um accionamento deste género está descrito, com algumas outras informações adicionais, descrito na revista " THE M0T0RSHIP" Outubro de 1966, Pags.47, 48 "Double the props: haf de problem" |duplique os hélices: reduza o problema a metade|. Nestas informações adicionais e3tá incluído um dado que refere ter a carcaça submersa ou a gôndola uma forma hidrodinâmica optimizada sem se darem mais pormenores, sobre o que isso significa, em particular. De qualquer modo entende-se, genericamente, que a gôndola com a sua forma hidrodinâmica serve de suporte ao aparelho de direcção e não, pelo contrário, que faça parte do aparelho de direcção, o que significa que não são fornecidos dados dos quais se possa concluir que a gôndola tenha um efeito auxiliar funcional do aparelho de direcção. A pesar das informações relativamente pormenorizadas sobre o accionamento, continuam ainda a não ser fornecidos quaisquer dados sobre a configuração das pás do segundo hélice, no sentido da deslocação do navio, no que diz respeito à invenção em apreço. Quanto aos dados adicionais, pertinentes, consta apenas a informação de que, pelo facto de as dimensões dos hélices serem iguais, é possível um melhoramento da eficiência porquanto foi desenvolvida uma geometria especial para o hélice traseiro sem, no entanto, haver qualquer referência sobre a razão porque essa geometria especial se destaca. Accionamentos deste tipo são também conhecidos numa forma de construção em que a totalidade do accionamento se encontra instalada na gôndola anteriormente referida. Nesta solução encontra-se indicada como máquina de accionamento um motor eléctrico para accionamento dos hélices montados um em cada uma das extremidades da gôndola, sendo a energia de alimentação do motor gerada numa instalação geradora montada no interior do casco. Uma solução deste tipo está descrita na patente EP 0 590 867 Al.Drives of this type are known in the form of construction in which the drive machine is especially a diesel engine mounted inside the hull of a ship and wherein, also forming part of the machine is a gearbox mounted on a gondola, located below of the hull of the ship, from which, at the opposite ends, shafts connected to the gearbox and at their ends outside the gondola are mounted, in rotation-locked manner, in each of them one of the two propellers of equal design. A solution of this type is described in DE 44 40 738 A1 in which, as a main feature, there is provided, mounted between the two propellers, a steering apparatus which eliminates the helical component of the water flow from the front propeller (" forward " in the direction of travel) so that this water flow reaches the rear propeller (" in the direction of travel) with higher energy as well as without the helical component of the flow, as in the front propeller. The steering apparatus shall consist of guide blades and a column connecting the gondola or submerged casing to the hull of the vessel. Such a drive is described, with some additional information, described in " THE M0T0RSHIP " October 1966, Pags.47, 48 " Double the props: haf de problem " double the propellers: reduce the problem to half. In this additional information a data is included which states that the submerged housing or the gondola has an optimized hydrodynamic shape without giving more details about what this means in particular. In any event, it is generally understood that the gondola with its hydrodynamic shape serves as a support for the steering gear and does not, on the contrary, form part of the steering gear, which means that no data are provided conclude that the gondola has a functional auxiliary effect of the steering apparatus. Notwithstanding the relatively detailed information on the drive, still no details are given on the configuration of the blades of the second propeller in the direction of ship movement with respect to the present invention. As far as relevant additional data are concerned, only the information that, because the dimensions of the propellers are the same, an improvement in efficiency is possible since a special geometry for the rear propeller has been developed without, however, reason why this particular geometry stands out. Drives of this type are also known in a form of construction in which the entire drive is installed in the aforesaid gondola. In this solution there is indicated as a drive machine an electric motor for driving the propellers mounted one at each end of the gondola, the power of the motor being generated in a generating installation mounted inside the hull. Such a solution is described in patent EP 0 590 867 A1.
No accionamento do tipo de construção, referido em primeiro lugar, há um veio entre o motor de accionamento, montado no interior do casco, e a caixa de engrenagens instalada na gôndola, e no accionamento do tipo de construção referido em segundo lugar, os condutores eléctricos entre a instalação geradora de energia, montada no interior do navio e o motor eléctrico instalado na gôndola, estão envolvidos por um tubo. Esse tubo é a coluna anteriormente referida que conjuntamente com Q3 pdo dircctrizco forma o aparelho dc 2In the drive of the type of construction, mentioned first, there is a shaft between the drive motor, mounted inside the hull, and the gearbox installed in the gondola, and in the drive of the second type of construction, the conductors between the power-generating installation, mounted inside the ship and the electric motor installed in the gondola, are surrounded by a pipe. This tube is the aforementioned column which, together with Q3, forms the apparatus of 2
"7 / guiamento. Se o tubo estiver na extremidade superior ligado ao casco de modo a poder rodar em torno do seu eixo longitudinal e pela sua extremidade inferior à gôndola, de modo travado à rotação, pode-se associar ao tubo um motor de posicionamento que faça rodar o tubo, com a gôndola e os motores associados a esta, em torno do eixo do tubo, de modo que a direcção do fluxo, da saida do hélice traseiro para a água livre, varie, constituindo-se assim uma instalação de hélice duplo-leme. Além disso, na forma de construção referida em primeiro lugar, o tubo é construído como parte do sistema de direcção. Perante estes casos do estado actual da técnica que, no entanto, quanto à presente invenção não contribuem com quaisquer outros elementos, constituí objectivo da presente invenção optimizar o accionamento de um navio com hélice duplo que, em comparação com os conhecimentos actuais, apresente um rendimento óptimo e tenha um custo de construção e de montagem não muito superior ao que se verifica nos casos correspondentes ao estado actual da técnica. 0 objectivo da presente invenção atinge-se pela combinação das soluções adequadas para problemas específicos, não só para conjugar mas sim para potenciar as vantagens individuais reconhecidas anteriormente, reunindo-as num conceito global óptimo." 7 / guidance. If the tube is at the upper end connected to the hull so as to be able to rotate about its longitudinal axis and by its lower end to the gondola so as to be locked in rotation, a positioning motor can be associated with the tube to rotate the tube , with the gondola and the engines associated therewith, about the axis of the tube, so that the direction of flow, from the output of the rear propeller to the free water, varies, thus constituting a double-helix propeller arrangement. Further, in the above-mentioned construction form, the tube is constructed as part of the steering system. In view of these cases of the present state of the art which, however, in the present invention do not contribute any other elements, it is the object of the present invention to optimize the operation of a double propeller vessel which, compared to current knowledge, optimal and has a construction and assembly cost not much higher than in the cases corresponding to the current state of the art. The aim of the present invention is achieved by combining solutions suitable for specific problems, not only to conjugate but to enhance the individual advantages recognized above, by bringing them together in an optimal overall concept.
Por consequência o accionamento para um navio de acordo com a presente invenção refere-se a um accionamento por jacto de água com dois hélices que saem das extremidades de uma gôndola situada fora do casco do navio, um accionamento montado no interior da gôndola ao qual é fornecida energia a partir do interior do navio e passa por um tubo que tem uma extremidade ligada ao casco do navio e a outra extremidade ligada à gôndola, fazendo o tubo parte de um aparelho de guiamento por meio do qual o hélice dianteiro ("dianteiro" em relação ao sentido de deslocação do navio), montado numa extremidade de um veio e da gôndola produz, à saída um jacto dc água com energia mais concentrada e sem componente 3Accordingly, the drive for a ship according to the present invention relates to a water jet drive with two propellers exiting the ends of a gondola located outside the hull of the ship, a drive mounted inside the gondola to which it is provided energy from the interior of the ship and passes through a tube having one end attached to the hull of the ship and the other end attached to the gondola, making the tube part of a guiding apparatus by means of which the front (" in relation to the direction of movement of the ship), mounted at one end of a shaft and the gondola produces, at the outlet, a jet of water with more concentrated energy and without component 3
helicoidal do jacto e a energia do jacto de água que sai do hélice dianteiro com energia mais concentrada e sem componente helicoidal é fornecida ao hélice traseiro, para o que ambos os hélices são accionados, no mesmo sentido de rotação, pelo accionamento montado no interior da gôndola e na zona da secção transversal do jacto, e têm uma mesma configuração. No accionamento de navio deste tipo, a carcaça ou gôndola submersa tem uma forma optimizada e, no sentido de deslocação do navio, o hélice traseiro do conjunto dos dois hélices tem uma geometria especial de acordo com o artigo publicado na revista "Motorship volume 77, N°915,Outubro de 1996, Pags.47, 48 intitulado Double the propsthalf de problem |duplique o n° de hélices: reduza os problemas a metade|"and the energy of the jet of water exiting the front propeller with more concentrated energy and without helical component is supplied to the rear propeller, whereby both propellers are driven, in the same direction of rotation, by the drive mounted inside the propeller. gondola and in the cross-sectional area of the jet, and have the same configuration. In the vessel drive of this type, the submerged shell or gondola has an optimized shape and, in the direction of ship displacement, the rear propeller of the two propellers has a special geometry according to the article published in the magazine " Motorship volume 77 , No. 915, October 1996, Pags.47, 48 entitled Double the propsthalf of problem | duplicate number of propellers: reduce problems to half | "
No accionamento de acordo com a presente invenção ambos os hélices têm essencialmente o mesmo diâmetro de modo que o hélice dianteiro ("dianteiro" no sentido da deslocação do navio), em toda a zona abrangida pelo seu diâmetro e o hélice traseiro ("traseiro" no sentido da deslocação do navio), em toda a zona abrangida pelo seu diâmetro que é determinada pela contracção do jacto ao abandonar o hélice dianteiro, têm configurações diferentes, enquanto no sentido de deslocação do navio o hélice dianteiro e o hélice traseiro numa zona anelar fora do diâmetro determinado pela contracção do jacto têm a mesma configuração das pás.In the drive according to the present invention both propellers have essentially the same diameter so that the front propeller (" forward " in the direction of the ship's travel) throughout the area encompassed by its diameter and the rear propeller " rear "in the direction of the ship's movement) in the whole area of its diameter which is determined by the contraction of the jet upon leaving the front propeller, have different configurations, while in the direction of the ship moving the front propeller and the rear propeller in a annular zone outside the diameter determined by the contraction of the jet have the same configuration as the blades.
Esta e outras características da presente invenção tornar-se-ão claras a partir da descrição de vários exemplos de formas de realização da invenção feita, a seguir, em correlação com os desenhos e decisivamente com as reivindicações.This and other features of the present invention will become clear from the description of various examples of embodiments of the invention made hereinafter in correlation with the drawings and decisively with the claims.
Os desenhos mostram: a Fig. 1, um primeiro exemplo de forma de realização de um accionamento por jacto de água de acordo com a invenção com um hélice em cada extremidade de uma carcaça submersa, 41 shows a first example of an embodiment of a water jet drive according to the invention with a propeller at each end of a submerged housing, Fig.
configurada como uma gôndola de forma hidrodinâmica que, por meio de uma coluna da carcaça ou pé, disposto no lado de baixo do navio, e aloja um motor eléctrico, em cujo veio ou em cada extremidade do mesmo está montado um hélice; a Fig. 2, um segundo exemplo de forma de realização com uma concepção conveniente em relação à representada na Fig. 1; a Fig. 3, um terceiro exemplo de forma de realização em que no interior da carcaça submersa está instalada uma transmissão em ângulo por meio da qual a energia de accionamento é transmitida do motor, não representado, montado dentro do navio, através de um tubo ou coluna da carcaça, não representado, podendo o motor ser um motor de combustão interna vulgar, um motor eléctrico ou uma máquina equivalente; as figs, 4 a 6 são representações, semelhantes às anteriores, de uma outra forma de realização em três variantes, com um motor eléctrico instalado numa carcaça submersa ao qual é fornecida energia produzida por um gerador de corrente instalado a bordo, por meio de cabos que passam através da coluna da carcaça e a Fig.7 representa uma forma de construção de um hélice duplo especialmente vantajosa e representa, ainda, uma disposição do duplo hélice como objecto da presente invenção, que pode ser empregue em todas as formas de realização anteriormente referidas.configured as a hydrodynamic gondola which, by means of a carcass or foot column, disposed on the underside of the ship, and houses an electric motor, on which shaft or at each end thereof a propeller is mounted; 2, a second example of an embodiment with a convenient design relative to that shown in Fig. 1; Fig. 3 is a third example of an embodiment in which an angular transmission is provided within the submerged housing by means of which the drive energy is transmitted from the unassembled motor mounted within the ship through a pipe or column of the casing, not shown, the motor being a common internal combustion engine, an electric motor or an equivalent machine; Figures 4 to 6 are similar representations of the prior art of another embodiment in three variants with an electric motor installed in a submerged housing to which energy produced by an on-board current generator is supplied by means of cables which pass through the shell column and Fig. 7 represents a form of construction of a particularly advantageous double helix and further represents a double helix arrangement as an object of the present invention which may be employed in all prior embodiments referred to above.
Descrição da forma de realização apresentada na Fig.l. 0 accionamento compõe-se essencialmente de um motor eléctrico lv montado numa carcaça 2V, fora do casco do navio e, em particular, abaixo deste e por dois hélices 3V, 4V accionados pelo motor eléctrico lv. Ambos os hélices são, em regra, de construção diferente se bem que a circunferência das pontas 5V tenha o mesmo diâmetro, assim como podem ter uma 5Description of the embodiment shown in Fig. The drive consists essentially of an electric motor lv mounted on a housing 2V, outside the hull of the ship and in particular below it and by two propellers 3V, 4V driven by the electric motor lv. Both propellers are, as a rule, of different construction although the circumference of the 5V tips has the same diameter, as can a 5
geometria das pás semelhante. Têm o mesmo sentido de rotação e o masmo número de rotações e são percorridas pelo mesmo fluxo de água, no sentido assinalado pela seta Av. 0 motor eléctrico lv está montado, isolado da água, na gôndola submersa 2V. Do motor sai, de cada lado, o veio de saida 7V e lateralmente em relação ao motor em cada extremidade encontram-se rolamentos 8V, 9V montados na carcaça 2V onde se vai apoiar o veio do motor. Para a vedação prevêm-se vedantes 10v, llv colocados ao lado dos rolamentos 8V, 9V entre o veio 7V e as paredes de topo 2av, 2bv com configurações adequadas aos requisitos de superfícies de topo para efeitos de vedação por labirinto. Fora da carcaça 2V encontram-se pontas de veio aflanjadas 12v 13v em cada uma das quais está montado de forma travada à rotação um dos hélices 3V, 4V . Aos topos da carcaça 2V estão ligadas capas de cubo 14v, 15v conseguindo-se desse modo um contorno exterior sem descontinuidades entre a cabeça 14v da zona do hélice dianteiro 3V, a parte média da carcaça 2V e a extremidade 15v na zona do hélice traseiro 4V. As paredes de topo 14av e 15av das capas de cubo 14v, 15v são as segundas peças das vedações por labirinto 16v, 17v cujas primeiras peças são as já referidas superfícies de topo 2av, 2bv. A carcaça 2V está suportada no casco do navio por meio de um pé 18v, oco, cujo contorno exterior se integra no aparelho de direcção 19v entre os hélices 3V, 4V que além disso compreende, associados à carcaça 2V, pás, das quais uma pá, assinalada pela referência, está numa posição diametralmente oposta ao pé 18v. Genericamente, as pás do aparelho de direcção 19v estão distribuídas regularmente em torno do eixo longitudinal do veio 7V e rigidamente fixadas na carcaça 2V.geometry of the blades. They have the same rotation direction and the same number of revolutions and are driven by the same water flow, in the direction indicated by arrow Av. The electric motor lv is mounted, isolated from the water, in the submerged 2V gondola. The output shaft 7V comes out of the motor from each side and laterally with respect to the motor at each end there are 8V, 9V bearings mounted on the 2V housing where the motor shaft is to be supported. For the seal, seals 10v, 11v are provided adjacent to the 8V, 9V bearings between the shaft 7V and the top walls 2av, 2bv with configurations suited to the top surface requirements for labyrinth seal purposes. Outside of the housing 2V are disposed spindle spindles 12v 13v in each of which one of the propellers 3V, 4V is mounted rotationally in rotation. To the top of the housing 2V are attached hub shells 14v, 15v thereby achieving a seamless outer contour between the head 14v of the front propeller zone 3V, the middle part of the shell 2V and the end 15v in the area of the rear propeller 4V . The top walls 14av and 15av of the hub sleeves 14v, 15v are the second parts of the labyrinth seals 16v, 17v whose first parts are the aforesaid top surfaces 2av, 2bv. The shell 2V is supported on the hull of the vessel by means of a hollow 18v foot whose outer contour is integrated in the steering apparatus 19v between the propellers 3V, 4V which further comprises, associated with the shell 2V, blades, of which a blade , indicated by the reference, is in a diametrically opposed position to the foot 18v. Generally, the blades of the steering apparatus 19v are regularly distributed about the longitudinal axis of the shaft 7V and rigidly secured to the carcass 2V.
Na generalidade, os hélices 3V, 4V estão construídos de modo que o nível de trabalho de saída do segundo hélice 4V seja aproximadamente o nível final de trabalho do primeiro hélice 3V e em conjungaçâo com o aparelho de direcção 19v o fluxo de saída helicoidal do primeiro hélice 3V assim como o 6 fluxo helicoidal de entrada do segundo hélice 4V seja adequadamente influenciado na paooagcm do fluido do primeiro para o segundo hélice de modo que, em qualquer caso, na passagem do fluido do primeiro para o segundo hélice, se verifique uma perda de energia diminuta. A alimentação de energia para o motor eléctrico faz-se por meio de condutores 21v que são passados pelo interior do pé 18v e da carcaça 2V até ao motor, pelo que os espaços interiores do pé 18v e da carcaça 2V ficam em comunicação um com o outro. A fim de o accionamento não ser apenas utilizado para provocar um impulso na direcção longitudinal do navio (eixo longitudinal do veio de accionamento) mas possa ser também utilizado para direccionar o navio, na sua totalidade, está para o efeito previsto um mecanismo de rotação, do tipo bem conhecido, que pode fazer rodar o sistema de accionamento, por meio de um mecanismo de rotação, em torno de um eixo vertical 22v situado a meia distância dos dois hélices, podendo eventualmente a rotação abranger 360°, pelo que o eixo de rotação 22v intercepta perpendicularmente o eixo de rotação do veio 23v.In general, the 3V, 4V propellers are constructed so that the output working level of the second propeller 4V is approximately the final working level of the first propeller 3V and in conjunction with the steering apparatus 19v the helical output flow of the first propeller 3V propeller as well as the input helical flow of the second 4V propeller is suitably influenced in the fluid flow from the first to the second propeller so that in any case in the passage of the fluid from the first to the second propeller a loss of tiny energy. The power supply to the electric motor is made by conductors 21v which are passed through the interior of the foot 18v and the housing 2V to the motor, whereby the interior spaces of the foot 18v and the housing 2V are in communication one with the other. In order that the drive is not only used to cause a thrust in the longitudinal direction of the ship (longitudinal axis of the drive shaft) but can also be used to direct the ship in its entirety, a rotation mechanism, of the well-known type, which can rotate the drive system by means of a rotation mechanism about a vertical axis 22v located midway between the two propellers, the rotation possibly encompassing 360 °, whereby the axis of rotation rotation 22v intersects perpendicularly the axis of rotation of the shaft 23v.
Descrição da forma de realização representada na Fig. 2 O accionamento é composto essencialmente por um motor eléctrico í" montado numa carcaça 2", fora do casco do navio e, em particular, abaixo deste e por dois hélices 3", accionados pelo motor eléctrico l". Ambos os hélices são, em regra, de construção diferente se bem que a circunferência das pontas dos hélices 5'' tenha o mesmo diâmetro assim como podem ter uma geometria das pás semelhante. Têm o mesmo sentido de rotação e o mesmo número de rotações e são percorridas pelo mesmo fluxo de água, no sentido assinalado pela seta A”. O motor eléctrico 1' ' está montado, isolado da água, na carcaça submersa 2''. Do motor sai de cada um dos lados o veio de accionamento Ί'' que, de cada lado do motor fica apoiado, de modo a poder rodar, num dos dois rolamentos 8'', 9’' da carcaça 2’' . Para a vedação cotão previstos doio empanqueo 7 10'', 11'' montados ao lado das rolamentos 8'', 9'', entre o vcio7"e as paredes de topo da carcaça 2a'', 2b'', que, em conjunto com a forma das superfícies de topo da carcaça, funcionam como peças de labirintos de vedação. Do lado de fora da carcaça 2'' encontram-se aflanjados ao veio 7", pontas de veio 12'', 13'' que suportam, qualquer delas, um hélice 3'', 4", travado à rotação. Os topos da carcaça estão tapados por capas dos cubos 14'', 15''que formam junto do hélice dianteiro 3''e junto do hélice traseiro 4'', em conjunto com a zona média da carcaça 2'', perfis hidrodinâmicos. Na parede de topo 14a'' e na parede de topo 15a'' das capas de cubo 14'', 15'', voltadas para a carcaça 2'', encontram-se formadas as segundas peças dos labirintos de vedação 16'', 17'' cujas primeiras partes se encontram formadas nas superfícies de topo 2a'', 2b'' anteriormente referidas . A carcaça 2''está suportada pelo casco por meio de um pé oco 18''cujo contorno exterior faz parte do aparelho de direcção 19'', entre os hélices 3'', 4'', que apresenta também outras pás associadas à carcaça 2'' das quais uma delas está assinalada pela referência 20'' e está disposta numa posição díametralmente oposta ao pé 18". Genericamente, as pás do aparelho de direcção estão distribuídas regularmente em torno do eixo longitudinal 7'' e rigidamente fixadas à carcaça 2".DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT REPRESENTED IN FIG. 2 The drive is essentially composed of an electric motor i " mounted on a housing 2 ', outside the hull of the ship and in particular below it and by two propellers 3', driven by the electric motor 1 ". Both propellers are generally of different construction although the circumference of the propeller tips 5 '' has the same diameter as may have a similar blade geometry. They have the same direction of rotation and the same number of revolutions and are driven by the same water flow in the direction indicated by arrow A ". The electric motor 1 "is mounted, insulated from the water, in the submerged housing 2". From the motor, the drive shaft Ί '' is disengaged from each side, which on each side of the motor is rotatably supported on one of the two bearings 8 ", 9" of the housing 2 ". For the lint seal provided in the carton 7 10 ", 11" mounted to the side of the bearings 8 ", 9" between the flap 7 and the top walls of the casing 2a ", 2b", which in together with the shape of the top surfaces of the housing, act as parts of labyrinth sealing. On the outside of the housing 2 "are fixed to the shaft 7", spindle tips 12 ", 13" which each support a propeller 3 ", 4", locked to rotation. The carcass tops are capped by caps of the hubs 14 '', 15 '' which form hydrodynamic profiles together with the front propeller 3 '' and along the rear propeller 4 '', along with the middle zone of the carcass 2 ''. In the top wall 14a "and the top wall 15a" of the hub shells 14 ", 15", facing the shell 2 ", the second pieces of the labyrinth seals 16" are formed, 17 '' whose first parts are formed on the above-mentioned top surfaces 2a ", 2b". The casing 2 '' is supported by the hull by means of a hollow foot 18 '' whose outer contour forms part of the steering apparatus 19 ", between the propellers 3", 4 ", which also has other blades associated with the casing 2 '' of which one is indicated by the reference 20 "and is disposed in a position diametrically opposite to the foot 18 '. Generally, the blades of the steering apparatus are regularly distributed about the longitudinal axis 7 "and rigidly attached to the carcass 2 ".
Genericamente, os hélices 3", 4" estão construídos de tal forma que o nível de trabalho à sadia do segundo hélice 4" seja aproximadamente o nível de trabalho final do primeiro hélice 3"e, em conjunto com o aparelho de direcção 19", o percurso helicoidal de saída do primeiro hélice 3" seja, também, igual ao percurso helicoidal de entrada do segundo hélice 4", sendo assim influenciados de forma adequada a que, em todos os casos, as perdas de energia ao dar-se a passagem do fluido do primeiro para o segundo hélice, sejam diminutas. A alimentação de energia para o motor eléctrico faz-se por intermédio de condutores 21" que são levados até ao motor, passando pelo interior do pé 18" e da carcaça 2", "7 razão por que os espaços interiores do pé 18" e da carcaça 2' ' se encontram em comunicação. A fim de o accionamento não ser apenas usado para gerar um impulso segundo o eixo longitudinal do navio (eixo longitudinal do veio de accionamento) mas também possa ser usado para comandar a direcção de deslocação do navio, o accionamento, globalmente, por acçâo de uma disposição adequada no navio e por intermédio de um mecanismo de rotação adequado, de tipo em si bem conhecido, pode ser rodado em torno do eixo vertical 22'' que passa a meio da distância entre os dois hélices, podendo mesmo, eventualmente rodar de 360°, sendo o eixo 22'' perpendicular ao eixo 23'' de rotação do veio. 0 motor 1' ' está construído como um motor síncrono de excitação permanente e constitui assim uma máquina eléctrica com uma grande concentração de potência. Por meio da tecnologia de um motor deste tipo torna-se possível dar à carcaça 2'' , entre os dois hélices, uma configuração hidrodinâmica que permite que se atinja um rendimento elevado.Generally, the helices 3 ", 4 " are constructed in such a way that the working level to the sound of the second propeller 4 " is approximately the final working level of the first propeller 3 " and, together with the steering apparatus 19 ", the helical outgoing path of the first propeller 3 " is also equal to the helical inlet path of the second propeller 4 ", whereby they are suitably influenced in that in all cases the energy losses in the passage of the fluid from the first to the second propeller are tiny The power supply to the electric motor is made by conductors 21 " which are brought to the motor, passing through the interior of the foot 18 " and housing 2 ", " 7 why the interior spaces of foot " and the housing 2 "are in communication. In order that the drive is not only used to generate a thrust along the longitudinal axis of the ship (longitudinal axis of the drive shaft) but can also be used to control the direction of movement of the ship, the drive is generally driven by a drive with an appropriate rotation mechanism of the type known per se, may be rotated about the vertical axis 22 "which passes midway between the two propellers, and may even rotate 360 The axis 22 "being perpendicular to the axis of rotation of the shaft 23". The motor 1 "is constructed as a permanent excitation synchronous motor and thus constitutes an electric machine with a high concentration of power. By means of the technology of such an engine it is possible to give the shell 2 "between the two propellers a hydrodynamic configuration which allows a high yield to be achieved.
Com esta tecnologia é possível dar ao pé 18'' a configuração de uma coluna que tenha uma forma hidrodinâmica optimizada. A coluna 18' ' está configurada na sua parte inferior, próxima da carcaça 2'', de modo que, em conjunto com uma segunda barbatana de direcção 20'', diametralmente oposta, constitua um par de barbatanas de direcção, formando-se assim um aparelho de direcção, de modo que se torna possível criar um fluxo optimizado de entrada da água com a direcção A'' , no segundo hélice 4''. As barbatanas de direcção terminam ao nível em que se encontram as circunferências das pontas 5' ' dos dois hélices 3'', 4''. 9With this technology it is possible to give the foot 18 "the configuration of a column having an optimized hydrodynamic shape. The column 18 "is formed in its lower part, close to the housing 2", so that, together with a second diametrically opposed second steering fin 20 ', it constitutes a pair of steering fins, thus forming a steering apparatus, so that it becomes possible to create an optimized water inlet flow with the direction A "', on the second propeller 4". The steering fins end up at the level where the circumferences of the tips 5 "of the two propellers 3", 4 "are. 9
Pela combinação de um motor síncrono de excitação permanente, de alta concentração de potência num pequeno diâmetro, com o dispositivo optimizado de direcção (par de barbatanas de direcção ou aparelho de direcção 20'') assim como os dois hélices 3", 4'' consegue-se constituir uma instalação de accionamento que se destaca por um elevado melhoramento do rendimento tanto eléctrico como hidrodinâmico. A construção do motor 1'’ como motor síncrono de excitação permanente dá lugar, em comparação com outros motores conhecidos, a uma diminuição do diâmetro da carcaça de até cerca de 20%. As vantagens são óbvias, mencionando-se apenas as dimensões mais reduzidas e as condições mais convenientes dos fluxos ou a menor resistência à passagem de fluxos.By the combination of a permanent excitation synchronous motor of high power concentration in a small diameter with the optimized steering device (pair of steering fins or steering apparatus 20 ") as well as the two propellers 3 ", 4 " it is possible to constitute a drive system which stands out for a high improvement in both electric and hydrodynamic performance. The construction of the motor 1 "as a permanent excitation synchronous motor gives rise, in comparison with other known motors, to a decrease in the carcass diameter of up to about 20%. The advantages are obvious, mentioning only the smallest dimensions and the most convenient conditions of the flows or the less resistance to the passage of flows.
Uma outra forma de realização da invenção refere-se ao apoio do rotor do motor de excitação permanente que inclui também o apoio do veio do hélice. A fim de reduzir ou eliminar, a distorção do posicionamento e a deformação, assim como as solicitações dinâmicas incidentes sobre os hélices, a ligação entre o rotor, ou portanto o veio de accionamento 1'', e as pontas de veio onde se encontram montados os hélices 12'', 13'' é feita por meio de acoplamentos de membrana 23'', 24''. Deste modo é possível manter uma folga mínima entre o estator e rotor o que significa uma melhoria adicional, considerável, do rendimento.Another embodiment of the invention relates to the rotor support of the permanent excitation motor which also includes the propeller shaft support. In order to reduce or eliminate distortion of positioning and deformation, as well as dynamic stresses on the propellers, the connection between the rotor, or hence the drive shaft 1 ", and the shaft tips on which they are mounted the propellers 12 ", 13" are made by means of membrane couplings 23 ", 24". In this way it is possible to maintain a minimum clearance between the stator and rotor which means a considerable additional improvement of the efficiency.
Descrição do exemplo de forma de realização de acordo com a Fig. 3. A fig. 3 mostra um accionamento de um navio concebido como leme/duplo hélice com uma máquina de accionamento montada no interior do casco, com um veio vertical de accionamento 1' e hélices de propulsão colocados fora do casco do navio. Normalmente, e por esse motivo não representado na Fig. 3, actua sobre a extremidade superior do veio vertical de 10 7Description of the example of embodiment according to Fig. 3. Fig. 3 shows a drive of a ship designed as a rudder / double propeller with a drive machine mounted inside the hull, with a vertical drive shaft 1 'and propeller propellers placed outside the hull of the ship. Usually, and therefore not shown in Fig. 3, it acts on the upper end of the vertical shaft 107
V'* > ni> •'V V · vV '* > ni > V v v
accionamento 1' , uma máquina de accionamento constituída por um motor, uma transmissão e uma caixa de engrenagens a fim de accionar o veio de accionamento com um número variável de rotações em torno do seu eixo longitudinal. Na extremidade inferior do veio de accionamento 1' está montada, travada à rotação, uma engrenagem cónica de entrada 3' de uma transmissão angular 3', 4' que constitui a união efectiva com a engrenagem cónica de saída 4' da transmissão angular 3', 4'. A engrenagem cónica 4' está ligada, travada à rotação, nos dois sentidos, a um veio horizontal de saída 5' em cujos extremos livres se encontram montados, travados à rotação, respectivamente os hélices 6' e 7' . Em regra os hélices são de construção diferente embora as circunferências descritas pelas pontas tenham o mesmo diâmetro assim como as geometrias das pás possam ser iguais. Estas têm, pela sua associação com o veio 5', o mesmo sentido de rotação e o mesmo número de rotações e são banhadas pelo fluxo de fuido segundo a mesma direcção e sentido, por exemplo a assinalada pela seta A'. A transmissão angular 3', 4’ está envolvida por uma carcaça 9' na qual o veio de saída 5' se encontra apoiado em dois rolamentos 10', 11', de forma a poder rodar. A carcaça 9' está suportada por uma carcaça tubular 9a' , vertical que envolve o veio de accionamento vertical 1' , concêntrico com ela e que, para o efeito de funcionamento como leme, pode rodar em torno do eixo longitudinal da carcaça tubular 9a'. A parte submersa do sistema de accionamento pode estar disposta no interior de uma tubeira 12'. O hélice dianteiro 6' cria, no seu fluxo de saída, um componente helicoidal que é representativo da energia perdida. O hélice 7' , com a mesma rotação, montado a jusante, é atingido pelo fluxo de saída do hélice dianteiro. Sem um dispositivo de guiamento entre os dois hélices 6', 7', o fluxo de saída inconveniente, anteriormente referido, daria lugar a um aumento de cavitação e a uma maior perda de energia. 11a drive machine consisting of a motor, a transmission and a gearbox in order to drive the drive shaft with a variable number of rotations about its longitudinal axis. At the lower end of the drive shaft 1 'a conical gear 3' of angular transmission 3 ', 4' constituting the effective coupling with the conical output gear 4 'of the angular transmission 3' , 4 '. The conical gear 4 'is connected, rotatably in both directions, to a horizontal output shaft 5', in which free ends the propellers 6 'and 7' are respectively rotatably mounted. As a rule the propellers are of different construction although the circumferences described by the tips have the same diameter as the geometries of the blades can be the same. These have, by their association with the shaft 5 ', the same direction of rotation and the same number of rotations and are bathed by the flow of flow in the same direction and direction, for example that indicated by the arrow A'. The angular transmission 3 ', 4' is surrounded by a housing 9 'in which the output shaft 5' is supported by two bearings 10 ', 11' in order to be able to rotate. The housing 9 'is supported by a vertical tubular housing 9a' surrounding the vertical drive shaft 1 'concentric therewith and which, for the purpose of operating as a rudder, can be rotated about the longitudinal axis of the tubular housing 9a' . The submerged portion of the drive system may be disposed within a nozzle 12 '. The front propeller 6 'creates, in its outflow, a helical component which is representative of the energy lost. The propeller 7 ', with the same rotation, mounted downstream, is struck by the outflow of the front propeller. Without a guiding device between the two propellers 6 ', 7', the above inconvenient outflow would result in increased cavitation and increased energy loss. 11
A fim de contrariar esta perda de energia, entre os dois hélice3 6' , 7' cotá previsto um sistema dc condução do fluxo 8' por meio do qual a deslocação helicoidal, após a passagem pelo hélice dianteiro 6', passa a linear. Nestas circunstâncias, a energia perdida é recuperada na medida em que o fluxo que percorre o sistema de condução do fluxo gera um esforço de avanço. Além disso gera-se um pré-percurco helicoidal para o hélice 7', instalado a jusante daquele, a fim de este poder transformar uma queda maior de energia potencial. Tendo em conta este critério, o segundo hélice 7' tem, com vantagem, uma concepção de construção diferente da do primeiro hélice 6'. 0 dispositivo de direcção 8', de acordo com a Fig. 3 é constituído por duas pás directrizes 8a' , 8b' , sendo a pá directriz 8a' formada pela carcaça tubular 9a' que envolve o veio de accionamento vertical 1' . A segunda pá directriz 8b' encontra-se no lado de baixo 9b' da carcaça 9' que envolve o veio horizontal de saída 5' ou seja, numa posição rodada de 180° em relação à primeira pá directriz. Ambas as pás directrizes 6', 7' formam uma única unidade de montagem com a carcaça global 9',9a'.In order to counteract this loss of energy, between the two propellers 36 ', 7' is provided a flow-conduction system 8 'by means of which the helical displacement, after passing through the front propeller 6', becomes linear. Under these circumstances, the lost energy is recovered as the flow through the flow path generates a forward effort. In addition, a helical precurl is generated for the helix 7 ', installed downstream of it, in order to transform a larger drop of potential energy. In view of this criterion, the second propeller 7 'advantageously has a design different from that of the first helix 6'. The steering device 8 'according to FIG. 3 is constituted by two guide blades 8a', 8b ', the guiding blade 8a' being formed by the tubular casing 9a 'surrounding the vertical drive shaft 1'. The second guiding blade 8b 'is on the underside 9b' of the casing 9 'surrounding the horizontal output shaft 5', that is, in a rotated position 180 ° to the first guiding blade. Both of the guide blades 6 ', 7' form a single assembly unit with the overall housing 9 ', 9a'.
Descrição da forma de realização de acordo com as Figs 4 a 6. O accionamento é constituído essencialmente por um motor eléctrico 1 montado numa carcaça 2 situada fora do casco do navio, em especial debaixo deste, e dois hélices 3, 4 accionados pelo motor eléctrico 1. Os dois hélices são, em regra, de construção diferente se bem que a circunferência 5 das pontas das pás dos hélices tenham o mesmo diâmetro assim como podem ter uma geometria semelhante das pás. Podem ter o mesmo sentido de rotação e o mesmo número de rotações e são banhadas num mesmo sentido pelo fluxo de fluido, assinalado pela seta A na Fig. 1. 12Description of the embodiment according to Figures 4 to 6. The drive consists essentially of an electric motor 1 mounted on a casing 2 located outside the hull of the ship, in particular underneath it, and two propellers 3, 4 driven by the electric motor 1. The two propellers are generally of different construction although the circumference 5 of the blade tips of the propellers have the same diameter as they can have a similar geometry of the blades. They may have the same direction of rotation and the same number of revolutions and are bathed in one direction by the fluid flow, indicated by arrow A in Fig.
0 motor eléctrico 1 está montado na carcaça submersa 2, isolado da água. Do motor oai dc cada um dos lados o veio de accionamento 7 que, de cada lado do motor fica apoiado, de modo a poder rodar, nos dois rolamentos 8, 9 da carcaça 2. Para a vedação estão previstos dois empanques 10, 11 montados ao lado das rolamentos 8, 9, entre o veio 7 e as paredes de topo da carcaça 2a, 2b que, em conjunto com a forma das superfícies de topo da carcaça, funcionam como peças de labirintos de vedação. Do lado de fora da carcaça 2 encontram-se, aflanjadas ao veio 7, pontas de veio 12, 13 que suportam, qualquer delas, hélices 3, 4, travados à rotação. Os topos da carcaça 2 estão tapados por capas dos cubos 14, 15 que formam junto do hélice dianteiro 3 e junto do hélice traseiro 4, em conjunto com a zona média da carcaça 2, perfis hidrodinâmicos. Na parede de topo 14a e na parede de topo 15a das capas de cubo 14, 15, voltadas para a carcaça 2, encontram-se formadas as segundas peças dos labirintos de vedação 16, 17 cujas primeiras partes se encontram formadas nas superfícies de topo 2a, 2b anteriormente referidas. A carcaça 2 está suportada pelo casco por meio de um pé oco 18 cujo contorno exterior faz parte do aparelho de direcção 19, entre os hélices 3, 4, que apresenta também outras pás associadas à carcaça 2 das quais uma delas assinalada pela referência 20 está disposta numa posição diametralmente oposta ao pé 18. Genericamente, as pás do aparelho de direcção estão distribuídas regularmente em torno do eixo longitudinal 7 e rigidamente fixadas à carcaça 2.The electric motor 1 is mounted on the submerged housing 2, isolated from the water. From the motor, the drive shaft 7 on either side of the drive shaft 7 is rotatably supported on each of the two bearings 8, 9 of the housing 2 on each side of the motor 2. Two seals 10, 11 are provided for sealing. along the bearings 8, 9, between the shaft 7 and the top walls of the housing 2a, 2b which, together with the shape of the top surfaces of the housing, function as sealing maze pieces. On the outside of the housing 2, are fixed to the shaft 7, spindle tips 12, 13 which either support propellers 3, 4 locked in rotation. The carcass tops 2 are covered by caps of the hubs 14, 15 which form along the front propeller 3 and along the rear propeller 4, together with the middle zone of the carcass 2, hydrodynamic profiles. In the top wall 14a and the top wall 15a of the hub caps 14, 15 facing the housing 2 are formed the second parts of the labyrinth seals 16, 17, the first parts of which are formed in the top surfaces 2a , 2b above. The casing 2 is supported by the hull by means of a hollow foot 18 whose outer contour forms part of the steering apparatus 19, between the propellers 3, 4, which also has other blades associated with the casing 2 of which one indicated by the reference 20 is disposed in a position diametrically opposite the foot 18. Generally, the blades of the steering apparatus are regularly distributed about the longitudinal axis 7 and rigidly attached to the carcass 2.
Genericamente, os hélices 3, 4 estão construídos de tal forma que o nível de trabalho à saída do segundo hélice 4 seja aproximadamente o nível de trabalho final do primeiro hélice 3 e, em conjunto com o aparelho de direcção 19,consegue-se que o percurso helicoidal de saída do primeiro hélice 3 seja também igual ao percurso helicoidal de entrada do segundo hélice 4, sendo influenciados de forma adequada a que, em todos os casos, as perdas de energia, ao dar-se a passagem do fluido do primeiro para o segundo hélice, sejam diminutas. 13Generally, the propellers 3, 4 are constructed in such a way that the working level at the outlet of the second propeller 4 is approximately the final working level of the first propeller 3 and, together with the steering apparatus 19, it is achieved that the the helical outflow path of the first propeller 3 is also equal to the helical inlet path of the second propeller 4, being suitably influenced that in all cases the energy losses, by giving the passage of the fluid from the first to the second helix, are tiny. 13
η A alimentação de energia para o motor eléctrico faz-se por intermédio de condutores 21 que são levados até ao motor, passando pelo interior do pé 18 e da carcaça 2, razão por que os espaços interiores do pé 18 e da carcaça 2 se encontram em comunicação. A fim de o accionamento não ser apenas usado para gerar um impulso segundo o eixo longitudinal do navio (eixo longitudinal do veio de accionamento) mas também possa ser usado para comandar a direcção de deslocação do navio, o accionamento, globalmente, por acção de uma disposição adequada no navio e por intermédio de um mecanismo de rotação adequado, de tipo em si bem conhecido, pode ser rodado em torno do eixo vertical 22 que passa a meio da distância entre os dois hélices, podendo mesmo, eventualmente, rodar de 360°, sendo o eixo 22 perpendicular ao eixo 23 de rotação do veio. A seguir será descrita, em correlação com as Figs. 2 e 3, uma forma particularmente vantajosa do accionamento de acordo com a invenção. Neste caso, o motor eléctrico 1 é um motor síncrono de excitação permanente com um rotor de magneto permanente 25 e um estator de pacote de chapas 26. Em si, estes motores são bem conhecidos, razão pela qual o motor síncrono de excitação permanente não tem que ser aqui descrito em pormenor. A utilização de um motor deste tipo na carcaça 2, em forma de gôndola, disposta por baixo do casco 24 do navio, abaixo da superfície da água, motor esse destinado accionar os dois hélices com o mesmo número de rotações e a mesma direcção de impulso A dos hélices 3, 4 tem várias vantagens específicas de aplicação, em especial no que respeita ao rendimento eléctrico da máquina e a permitir a omissão de dispositivos de refrigeração forçada. Adicionalmente, torna-se possível utilizar um motor com um volume menor que, em consequência, torna possível utilizar uma carcaça submersa com um diâmetro máximo, reduzido. 14η The power supply to the electric motor is made by conductors 21 which are brought to the motor, passing through the inside of the foot 18 and the casing 2, which is why the interior spaces of the foot 18 and the casing 2 are in communication. In order that the drive is not only used to generate a thrust along the longitudinal axis of the ship (longitudinal axis of the drive shaft) but can also be used to control the direction of movement of the ship, the drive, the appropriate arrangement on the ship and by means of an appropriate rotation mechanism of the type known per se, can be rotated about the vertical axis 22 passing through the middle of the distance between the two propellers, and may even rotate 360 ° , the axis 22 being perpendicular to the axis of rotation of the shaft. The following will be described, in correlation with Figs. 2 and 3, a particularly advantageous form of the drive according to the invention. In this case, the electric motor 1 is a permanent excitation synchronous motor with a permanent magnet rotor 25 and a plate pack stator 26. These motors are well known in themselves, which is why the permanent excitation synchronous motor has not which will be described in detail herein. The use of such a motor in the gondola-shaped housing 2 arranged below the ship's hull 24 below the surface of the water, engine intended to drive the two propellers with the same number of revolutions and the same direction of thrust The propellers 3, 4 have several specific application advantages, in particular with regard to the electrical efficiency of the machine and to allow the omission of forced cooling devices. In addition, it becomes possible to use a motor with a smaller volume which, as a consequence, makes it possible to use a submerged shell with a reduced maximum diameter. 14
\t; ί, Λ'1- k >\ t; β, Î'-1-k >
Um motor síncrono de excitação permanente 1 como este, dadoo ainda os melhoramentos introduzidos na sua concepção, está montado na carcaça 2, em forma de gôndola, de modo a que o veio dos hélices 12, 13 que se estende de extremo a extremo e o rotor 25 tenham apoios comuns representados pelos dois rolamentos 8, 9. Em particular, isto está pensado de modo que o rotor de excitação permanente 25 fique assente sobre um tubo de suporte 27, que envolve de forma concêntrica, o qual na proximidade das duas extremidades, a cada uma delas, fique associado um dos acoplamentos de membrana 28, 29, ligados ao veio dos hélices 12, 13 de forma travada à rotação, encontrando-se, nas duas extremidades do veio, o acoplamento de membrana 28 ou 29, assim como os respectivos rolamentos próximos uns dos outros. Deste modo, dado que o veio dos hélices e o tubo associado ao motor eléctrico têm um apoio comum, consegue-se uma minimização do número de peças de montagem e uma maior fiabilidade do conjunto. Através da utilização de acoplamentos de membrana montados mesmo junto dos respectivos apoios radiais consegue-se uma centragem muito rigorosa do rotor no interior do estator independentemente da flexão do veio dos hélices. Este pormenor confere grandes vantagens no que respeita ao comportamento dinâmico do rotor em relação à máquina como um todo (por exemplo, a indução de harmónicas sonoras sobre os corpos em presença é minimizada).A permanent excitation synchronous motor 1 such as this, in addition to the improvements introduced in its design, is mounted on the gondola-shaped housing 2, so that the propeller shaft 12, 13 extending from end to end and the rotor 25 have common bearings represented by the two bearings 8, 9. In particular, this is intended so that the permanent excitation rotor 25 is seated on a concentrically surrounding support tube 27 which in the vicinity of the two ends , one of the membrane couplings 28, 29 connected to the propeller shaft 12, 13 rotatably is attached to each of them, the membrane coupling 28 or 29 being at both ends of the shaft like the respective bearings close to each other. Thus, since the propeller shaft and the tube associated with the electric motor have a common bearing, a reduction in the number of mounting pieces and a greater reliability of the assembly is achieved. By using membrane couplings mounted even close to the respective radial supports a very strict centering of the rotor within the stator is achieved regardless of the propeller shaft bending. This detail confers great advantages with respect to the dynamic behavior of the rotor in relation to the machine as a whole (for example, the induction of sound harmonics on the bodies in presence is minimized).
Do mesmo modo, em consequência da forma de construção do motor eléctrico como motor síncrono de excitação permanente 1 (Figs. 2 e 3),é possível fazer-se uma integração da carcaça submersa 18 (designada por "pé" em relação à descrição da Fig. 2) no accionamento, de uma forma especialmente vantajosa. Esta carcaça em forma de coluna pode ser feita com uma grande esbetez ficando, deste modo, a resistência hidrodinâmica da instalação diminuída de forma considerável. A referida esbeltez da carcaça em forma de coluna 18, submersa, tem um perfil de secção transversal tal que, em conjunto com um par de barbatanas direccionais laterais, cada uma rodada de 90° (não representadas) c ao contra-barbatanas 20, rodadas de 15 180,° conseguem produzir um desenrolamento adicional do fluxo helicoidal dc caída do hclice dianteiro 3 o que significa um melhoramento do rendimento, do qual deverá resultar a validade do conceito em que se baseia o accionamento com os dois hélices essencialmente com rotações iguais (número de rotações e sentido de rotação).Also, as a consequence of the construction of the electric motor as a permanent excitation synchronous motor 1 (Figs 2 and 3), it is possible to integrate the submerged housing 18 (designated " foot " of Fig. 2) in the drive, in a particularly advantageous manner. This column-shaped housing can be made with a great precision, thus making the hydrodynamic resistance of the installation considerably reduced. Said subframe column-shaped carcass 18 has a cross-sectional profile such that, in conjunction with a pair of lateral directional fins, each a 90 ° turn (not shown) and the counter-fins 20, rotated of 15 180, are able to produce an additional unwinding of the helical flow of the front axle 3 which means an improvement in the efficiency, which should result in the validity of the concept on which the drive with the two propellers is based essentially on equal rotations ( number of rotations and direction of rotation).
Um freio de paragem para manter imobilizado o veio dos hélices 12, 13 e por conseguinte o conjunto de montagem constituído pelo veio dos hélices, está instalado na gôndola submersa 2 e encontra-se assinalado pela referência 23. A forma de construção de acordo com as Figs. 2, 3 pode, enfim, proporcionar uma simplificação importante do trabalho de montagem das partes submersas.A stop brake for holding the propeller shaft 12, 13 and hence the propeller shaft mounting assembly to rest is installed in the submerged gondola 2 and is indicated by the reference numeral 23. The construction according to FIGS. 2, 3 may, in short, provide an important simplification of the assembly work of the submerged parts.
Os hélices direccionáveis montáveis e desmontáveis com o navio em flutuação são oferecidos por vários fabricantes de hélices direccionáveis. A correspondente despesa de montagem é, ainda assim, muito elevada. A presente invenção, em especial na forma de realização de acordo com as Figs. 2, 3 proporciona montagens e desmontagens debaixo de água muito facilitada, feita na zona de separação coluna da carcaça submersa/cone de suporte. A coluna da carcaça submersa encontra-se, também assinalado na Fig. 3 pela referência 18, a sua extremidade superior está ao nível 24 da parte exterior do casco e encontra-se ligada ao cone de suporte 30. Na extremidade superior, o cone de suporte está apoiado num rolamento de direcção 31 incluído na estrutura de suporte do navio. Este rolamento de direcção 31 tem um anel interior 31a com uma coroa dentada interior 31b e este anel interior 31a do rolamento está ligado rigidamente ao cone de suporte 30. 0 anel exterior 31c trabalha em conjunto com o anel interior, por intermédio dos corpos de rolamento e está integrado rigidamente na estrutura de suporte do navio. Na coroa dentada interior formada no anel interior do rolamento de direcção engrena o carreto (não reprcocntado) dc um accionamento (não 16The mountable and detachable directional propellers with the floating vessel are offered by several manufacturers of addressable propellers. The corresponding assembly cost is still very high. The present invention, in particular in the embodiment according to Figs. 2, 3 provides assemblies and disassemblies under water made very easy, made in the column separation zone of the submerged housing / support cone. The submerged shell column is also indicated in Fig. 3 by reference 18, its upper end is at the level 24 of the outer shell and is connected to the support cone 30. At the upper end, the shell is supported on a steering bearing 31 included in the support structure of the ship. This steering bearing 31 has an inner ring 31a with an inner toothed ring 31b and this inner ring 31a of the bearing is rigidly connected to the support cone 30. The outer ring 31c works in conjunction with the inner ring, by means of the rolling bodies and is rigidly integrated into the ship's support structure. In the inner toothed ring formed in the inner ring of the steering bearing engages the (not retracted) carriage of a drive (not 16
\κ_ΛΛ/· kzl ? representado ) de forma que o accionamento, na sua globalidade, pode ser rodado dc 360° cm torno do eixo longitudinal 22 a fim de direccionar o navio. A ligação desmontável entre a coluna da carcaça 18 e o cone de suporte 30 está representada por uma ligação aflanjada 32.\ κ_ΛΛ / · kzl? shown) so that the drive as a whole can be rotated 360 ° about the longitudinal axis 22 in order to direct the ship. The collapsible connection between the housing column 18 and the support cone 30 is represented by a flush connection 32.
Todas as formas de realização têm em comum a combinação de caracteristicas enunciadas na reivindicação 1 que põe a tónica no facto de se estar a tratar de um accionamento por jacto de água para embarcações, em especial para navios que incluem uma máquina de accionamento e dois hélices accionados por ela, os quais se encontram montados nas duas extremidades, uma carcaça de configuração hidrodinâmica em forma de gôndola submersa, ficando os hélices fora da referida carcaça e accionados por um meio de accionamento disposto no interior da carcaça submersa que actua sobre veio comum aos dois hélices, aumentando o primeiro hélice significativamente a energia do fluxo do meio fluido e conduzindo este meio fluido com um elevado teor energético, depois de eliminado o inevitável componente helicoidal do fluxo à saída num dispositivo de encaminhamento do fluxo para o segundo hélice o qual, no que respeita às suas pás se diferencia do primeiro hélice pelo facto de a energia relativamente pequena do fluxo ser aumentada de forma optimizada no primeiro hélice enquanto no segundo hélice a energia relativamente grande do fluxo é novamente aumentada; numa forma especial de realização, descrita a seguir em correlação com a Fig. 2, o segundo hélice apresenta uma parte central que se diferencia da descrita para o primeiro hélice conforme se descreveu e é essencialmente igual ao primeiro hélice no que respeita à parte periférica e à forma como é banhado pelo fluxo de fluido.All the embodiments have in common the combination of the features set forth in claim 1 which emphasizes the fact that it is a water jet drive for boats, in particular for ships including a drive machine and two propellers driven by it, which are mounted at both ends, a submerged gondola-shaped hydrodynamic shell, the propellers being outside said shell and driven by an actuating means disposed within the submerged shell acting on a common shaft of the shells. two propellers, the first propeller significantly increasing the energy of the flow of the fluid medium and conducting this fluid medium with a high energy content after the inevitable helical component of the outflow has been eliminated in a flow routing device for the second propeller which, in terms of its blades differs from the first propeller because the relatively small energy of the flux to be optimally increased in the first propeller while in the second propeller the relatively large energy of the flux is again increased; in a particular embodiment described below in correlation with Fig. 2, the second propeller has a central portion which differs from that described for the first propeller as described and is essentially the same as the first propeller with respect to the peripheral portion and to the way it is bathed by fluid flow.
Descrição da forma de realização de acordo com a Fig. 7. 0 hélice dianteiro 3, do lado de onde procede o fluxo no senLido A, tem uma configuração optimizada para aumentar a 17 energia do fluido em escoamento. 0 hélice traseiro 4, em relação ao 3cntido do fluxo Λ, tom essencialmente a mesma configuração das pás na zona periférica. Esta zona periférica envolve uma zona central onde as pás são diferentes em relação às do hélice 3, como já repetidas vezes se referiu, ou seja que aumenta ainda mais a energia, já aumentada pelo hélice dianteiro, a partir desse nível de energia, após o que o meio fluido no fluxo que sai do primeiro hélice 3 sob a forma de um rasto com um componente helicoidal é "destorcido" no aparelho de direcção 19 e a perda de energia causada pela formação do rasto com um componente helicoidal é compensada. As zonas do núcleo e periférica estão separadas uma da outra pela superfície de contracção 100, ou seja, a superfície do manto que o fluido em escoamento envolve, depois de este ter abandonado o primeiro hélice 3, e delimita perifericamente um corte transversal que é claramente inferior ao corte transversal do fluxo de entrada. Na zona periférica, consequentemente, o segundo hélice é atingido por fluxos de fluido B da mesma forma que o primeiro hélice é atingido por fluxos de fluido que foram assinalados pela referência A.Description of the Embodiment According to Fig. 7. The front propeller 3, from the side from which the flow in the port A proceeds, is optimally configured to increase the energy of the flowing fluid. The rear propeller 4, in relation to the 3-part of the flow Λ, essentially tone the same configuration of the blades in the peripheral zone. This peripheral zone involves a central zone where the blades are different from those of the propeller 3, as already mentioned several times, ie it increases even more the energy, already increased by the front propeller, from that energy level, after the that the fluid medium in the stream exiting the first helix 3 in the form of a track with a helical component is " in the steering apparatus 19 and the loss of energy caused by the formation of the track with a helical component is compensated. The core and peripheral regions are separated from one another by the shrinkage surface 100, ie the mantle surface which the flowing fluid envelops after it has abandoned the first propeller 3 and peripherally delimits a cross section which is clearly lower than the cross-section of the inflow. In the peripheral zone, consequently, the second propeller is struck by streams of fluid B in the same way as the first propeller is struck by fluid streams which have been marked by reference A.
Lisboa, 7 de Dezembro de 2001Lisbon, 7 December 2001
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