ES2908006T3 - Economizador de energía desperdiciada para motores de navíos - Google Patents

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Abstract

Navío, que comprende un motor (1) de navío, en el que el navío está diseñado para transferir calor desde una cámara de escape del motor (1) del navío a una chapa metálica especial fijada en la parte inferior del borde delantero (5) del navío, con el fin de elevar la temperatura del agua de mar en contacto con dicha chapa metálica especial, en el que dicha chapa metálica especial está fijada en la parte inferior del borde delantero (5) del navío que está en contacto con el agua de mar.

Description

DESCRIPCIÓN
Economizador de energía desperdiciada para motores de navios
SECTOR TÉCNICO
La presente invención se refiere a la reducción de la energía térmica desperdiciada, en particular, a la reducción de la energía térmica desperdiciada producida por los motores de los navíos.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Es bien conocido que una enorme cantidad de energía térmica sale de los motores de los navíos a través de las cámaras de escape, con temperaturas que superan los 300 °C. En los últimos 15 años se han realizado muchas invenciones importantes para aprovechar esta energía desperdiciada, transfiriendo esta energía a calderas de vapor y convirtiéndola en energía eléctrica.
En esta invención, la utilización de esta energía desperdiciada es más importante, puesto que se utilizará para aprovechar al máximo las propiedades físicas del agua, con el fin de reducir significativamente la resistencia del agua y también para producir energía automotivada a partir del agua de mar. Estas ventajas mejorarán el consumo de energía y la velocidad máxima, y reducirán las emisiones de CO2 de los motores de los navíos marinos.
La Patente US 2003/153219 A1 da a conocer una embarcación que incluye un sistema de circulación de refrigerante que incluye un intercambiador de calor para enfriar el refrigerante. La Patente US 2014/076292 A1 da a conocer un intercambiador de calor. La Patente US 2012/180484 A1 da a conocer un sistema de almacenamiento de calor. La Patente US 2014/144137 A1 da a conocer un sistema para la generación de vapor, que utiliza una unidad de caldera de vapor de alta presión. Este estado de la técnica anterior se puede considerar útil para comprender la invención. La técnica anterior que contiene sugerencias sobre la utilización del calor de un motor de navío para elevar la temperatura del agua de mar con el fin de reducir la resistencia se conoce a partir del documento XP055724866 (URL - https://newatlas.com/heating-ship-hulls-for-less-drag/18805/).
CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN
La invención es un navío, según el objeto de la reivindicación 1.
Esta invención se considera una mejora significativa en la reducción de la energía térmica desperdiciada de los motores de los navíos. Se prefiere aprovechar la enorme energía térmica que sale de los motores de los navíos a través de las cámaras de escape y, preferentemente, transferir este calor al borde delantero del navío, para elevar el calor del agua de mar en contacto con dicha superficie de borde, para alcanzar temperaturas superiores a los 100 °C, y para aprovechar, preferentemente, las propiedades físicas del agua, y la significativa reducción de su densidad cuando su temperatura supera los 100 °C, esto reducirá significativamente la resistencia, lo que reducirá el consumo de energía del motor del navío. Además de eso, se prefiere utilizar la fuerza de autoempuje del agua (del agua de mayor densidad en el borde posterior del navío) debido a los fenómenos físicos del agua, además de la reducción de la resistencia, lo que aumentará significativamente la velocidad máxima del navío. Todas las ventajas mencionadas reducirán las emisiones de CO2, por lo que se considerarán respetuosas con el medio ambiente. En una realización de esta invención, la energía desperdiciada que sale de los motores de los navíos marinos a través de las cámaras de escape, y que supera los 300 °C, es transferida a través de serpentines metálicos de transferencia de calor a una caldera de vapor a presión, para controlar y aumentar el calor según sea necesario y, a continuación, esta energía térmica es transferida al borde delantero del navío. A continuación, esta energía térmica es transferida al agua de mar en contacto con el borde delantero del navío, por debajo del nivel del agua. Esta energía térmica elevará dicha temperatura del agua de mar por encima de los 100 °C.
En esta etapa, la densidad del agua se reduce significativamente. Esta reducción de la densidad reducirá la resistencia y, en consecuencia, aumentará la velocidad del navío y reducirá el consumo de energía. Además de eso, el agua inducirá una fuerza lateral del agua en el borde posterior, de alta densidad, fría, hacia el agua en el borde delantero, de baja densidad, caliente. Esta fuerza inducida se sumará a la fuerza de movimiento de la hélice, lo que también ahorra más energía. Menos emisiones de CO2 debido a un menor consumo de combustible harán que esta invención sea respetuosa con el medio ambiente.
Otras realizaciones de la invención se establecen en las reivindicaciones dependientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las realizaciones preferentes de la invención se describen a continuación haciendo referencia a los dibujos, que tienen el propósito de mostrar las presentes realizaciones preferentes de la invención, y no el propósito de limitar la misma. En los dibujos, la figura 1 muestra una sección transversal longitudinal del navio marino.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES
La figura 1 muestra una sección transversal longitudinal del navío marino. En esta figura, se muestra el motor principal 1, cuya cámara de escape 7 transfiere los gases de escape a la chimenea 8. Un serpentín metálico 2 está fijado rodeando dicha cámara de escape, y está conectado a una barra metálica 3 de transferencia de calor. Dicha barra está aislada por un aislante cerámico 4. Dicha barra metálica transfiere energía térmica a una caldera de vapor 6. Dicha caldera aumenta la energía térmica y controla la transferencia de calor a través de la barra metálica aislada a una chapa metálica 5 fijada en el borde delantero del navío.
Es decir, la figura (1) muestra una vista, en sección transversal, del navío, donde 1 es el motor principal del navío, 7 es la cámara de escape que transfiere las emisiones de gas caliente a la chimenea 8. Un serpentín metálico 2 de transferencia de calor que rodea dicha cámara de escape y está en contacto con su superficie, transfiere el calor a la barra metálica 3 de transferencia de calor, que transferirá el calor a una caldera de vapor a presión 6. Dicha barra metálica está aislada mediante un aislante térmico de material cerámico 4. El calor es transferido a través de la barra metálica aislada a una chapa metálica especial, fijada en la parte inferior del borde delantero 5 del navío, que está en contacto con el agua de mar que se opone al movimiento lateral del navío, provocando una resistencia. Esta transferencia de calor aumentará la temperatura del agua de mar en contacto con dicha chapa metálica 5, para alcanzar las temperaturas requeridas y controladas. Este aumento en dicha temperatura del agua supondrá una importante reducción de su densidad, lo que conducirá a obtener todas las ventajas explicadas anteriormente.
LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA
1 motor principal del navío 5 borde delantero
2 serpentín metálico de transferencia de calor 6 caldera de vapor a presión
3 barra metálica de transferencia de calor
4 aislante térmico

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Navio, que comprende un motor (1) de navio, en el que el navio está diseñado para transferir calor desde una cámara de escape del motor (1) del navío a una chapa metálica especial fijada en la parte inferior del borde delantero (5) del navio, con el fin de elevar la temperatura del agua de mar en contacto con dicha chapa metálica especial, en el que dicha chapa metálica especial está fijada en la parte inferior del borde delantero (5) del navio que está en contacto con el agua de mar.
2. Navío, según la reivindicación 1, en el que el navío está diseñado para transferir calor desde el motor (1) del navío a una chapa metálica especial fijada en la parte inferior del borde delantero (5) del navío, con el fin de elevar la temperatura del agua de mar en contacto con la chapa metálica especial hasta una temperatura superior a 100 °C.
3. Navío, según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un serpentín metálico (2) que rodea una cámara de escape del motor (1) del navío.
4. Navío, según la reivindicación 3, en el que el serpentín metálico (2) está diseñado para la transferencia de calor.
5. Navío, según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende una caldera de vapor a presión (6) para controlar y aumentar el calor.
6. Navío, según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende una barra metálica (3) para la transferencia de calor, que comprende un material aislante para mantener la energía térmica en el interior de la barra metálica (3).
7. Navío, según la reivindicación 6, en el que el material aislante comprende una cerámica.
8. Navío, según las reivindicaciones 5 y 6, en el que la barra metálica (3) está dispuesta para transferir energía térmica a la caldera de vapor a presión (6).
9. Navío, según las reivindicaciones 3, 5 y 6, en el que la barra metálica (3) está dispuesta para transferir energía térmica del serpentín metálico (2) a la caldera de vapor a presión (6).
10. Navío, según la reivindicación 5 y una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que la barra metálica (3) está dispuesta para transferir energía térmica de la caldera de vapor a presión (6) a la chapa metálica especial.
11. Navío, según la reivindicación 5 y la reivindicación 6, en el que la caldera de vapor a presión (6) comprende una unidad de control, que está adaptada para controlar la cantidad de energía térmica transferida a la chapa metálica especial a través de la barra metálica (3).
12. Procedimiento para el funcionamiento de un navío, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se transfiere calor del motor (1) del navío a la chapa metálica especial fijada en la parte inferior del borde delantero (5) que está en contacto con el agua de mar, elevando, de este modo, la temperatura del agua de mar en contacto con la chapa metálica especial.
13. Procedimiento, según la reivindicación 12, en el que la temperatura del agua de mar en contacto con la chapa metálica especial fijada en la parte inferior del borde delantero (5) es calentada para superar los 100 °C.
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