ES3048033A1

ES3048033A1 - PROPULSION DEVICE FOR VESSEL (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES3048033A1
Application number: ES202430452A
Authority: ES
Inventors: Jean Kouyoumdjian; Alza Patricia Izaguirre
Original assignee: Jyd Computational S L
Current assignee: Jyd Computational S L
Priority date: 2024-06-04
Filing date: 2024-06-04
Publication date: 2025-12-05

Abstract

La presente invención proporciona un dispositivo de propulsión de tipo eólico para embarcación que comprende un rotor sustancialmente cilíndrico el cual está provisto de una pared periférica rotativa alrededor de un eje longitudinal del rotor; un primer carenado dispuesto adyacente al rotor y que se extiende de forma sustancialmente longitudinal en relación al eje longitudinal del rotor, en donde el primer carenado es pivotable con respecto al eje longitudinal del rotor; un segundo carenado dispuesto adyacente al rotor y que se extiende de forma sustancialmente longitudinal en relación al eje longitudinal del rotor, en donde el segundo carenado es pivotable con respecto al eje longitudinal del rotor, donde la forma del primer carenado es sustancialmente diferente a la forma del segundo carenado. La invención también proporciona una embarcación en la que se dispone el dispositivo de propulsión propuesto.The present invention provides a wind-powered propulsion device for a vessel comprising a substantially cylindrical rotor with a peripheral wall rotatable around a longitudinal axis of the rotor; a first fairing arranged adjacent to the rotor and extending substantially longitudinally relative to the longitudinal axis of the rotor, wherein the first fairing is pivotable with respect to the longitudinal axis of the rotor; and a second fairing arranged adjacent to the rotor and extending substantially longitudinally relative to the longitudinal axis of the rotor, wherein the shape of the first fairing is substantially different from the shape of the second fairing. The invention also provides a vessel in which the proposed propulsion device is arranged.

Description

[0001] DESCRIPCIÓN[0001] DESCRIPTION

[0004] DISPOSITIVO DE PROPULSIÓN PARA EMBARCACIÓN[0004] PROPULSION DEVICE FOR VESSEL

[0006] CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN[0006] TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

[0008] La presente invención se enmarca dentro de los dispositivos-sistemas de propulsión de tipo eólico para embarcaciones, por ejemplo, buques, donde estos sistemas de propulsión tienen por objetivo aumentar la eficiencia en el avance de dicha embarcación. En particular, la invención hace uso práctico del "efecto Magnus” a través de un rotor de tipo Flettner empleado en las embarcaciones, donde este rotor incorpora modificaciones que incrementan la eficiencia del mismo, aumentando su efecto aerodinámico, con independencia de la dirección de la corriente de aire.[0008] The present invention falls within the category of wind-powered propulsion systems for vessels, such as ships, where these propulsion systems aim to increase the efficiency of the vessel's forward motion. In particular, the invention makes practical use of the "Magnus effect" through a Flettner-type rotor employed in vessels, where this rotor incorporates modifications that increase its efficiency by enhancing its aerodynamic effect, regardless of the direction of the airflow.

[0011] ESTADO DE LA TÉCNICA[0011] STATE OF THE ART

[0013] Los rotores Flettner, también conocidos como cilindros Flettner, son dispositivos utilizados en la propulsión de buques que se basan en el principio físico conocido como el "efecto Magnus". Estos dispositivos fueron desarrollados por el ingeniero alemán Anton Flettner en la década de 1920 y han sido utilizados en la industria marítima desde entonces.[0013] Flettner rotors, also known as Flettner cylinders, are devices used in ship propulsion that are based on the physical principle known as the "Magnus effect." These devices were developed by the German engineer Anton Flettner in the 1920s and have been used in the maritime industry ever since.

[0015] La idea detrás de los rotores Flettner es que cuando un cilindro giratorio se coloca verticalmente en la cubierta de una embarcación y se hace girar, el flujo de aire a su alrededor genera una diferencia de presión que crea una fuerza perpendicular a la dirección del viento y puede impulsar la embarcación hacia adelante. Este principio se basa en la interacción entre la velocidad del viento y la superficie giratoria del cilindro.[0015] The idea behind Flettner rotors is that when a rotating cylinder is placed vertically on a vessel's deck and spun, the airflow around it generates a pressure difference that creates a force perpendicular to the wind direction and can propel the vessel forward. This principle is based on the interaction between wind speed and the rotating surface of the cylinder.

[0017] La ventaja de los rotores Flettner es que pueden ser una fuente de propulsión adicional para las embarcaciones que los portan, lo cual puede aumentar la eficiencia y reducir el consumo de combustible. Son especialmente útiles en situaciones en las que se busca reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la eficiencia energética de las embarcaciones, ya que pueden funcionar utilizando la energía eólica, sin depender completamente de motores de combustión.[0017] The advantage of Flettner rotors is that they can be an additional source of propulsion for the vessels that carry them, which can increase efficiency and reduce fuel consumption. They are especially useful in situations where the goal is to reduce greenhouse gas emissions and improve the energy efficiency of vessels, as they can operate using wind power, without relying entirely on combustion engines.

[0019] Sin embargo, la eficacia de los rotores Flettner depende principalmente de la dirección de incidencia del viento sobre el rotor. Si el viento llega al rotor exactamente a 90 grados con respecto a la dirección de avance del buque, entonces sí, la fuerza producida por el rotor se transformará en fuerza propulsiva. Pero en cuanto esa dirección se desvía de la perpendicular, la eficiencia baja drásticamente. Con una desviación del viento de 30 grados respecto la perpendicular, ya se observa una reducción de la fuerza propulsiva de aproximadamente un 20%.[0019] However, the effectiveness of Flettner rotors depends primarily on the direction of the wind striking the rotor. If the wind strikes the rotor at exactly 90 degrees to the ship's direction of travel, then yes, the force produced by the rotor will be transformed into propulsive force. But as soon as that direction deviates from the perpendicular, efficiency drops drastically. With a wind deviation of 30 degrees from the perpendicular, a reduction in propulsive force of approximately 20% is already observed.

[0021] Debido a lo anterior, se han propuesto diversos tipos de soluciones para mejorar la eficiencia de los rotores tipo Flettner, como, por ejemplo, la utilización de un carenado posterior vertical de igual sección longitudinal para redirigir el flujo y mantener el empuje resultante a pesar de un ligero cambio del viento incidente sobre la embarcación. Además, se ha propuesto el empleo de dos carenados idénticos, uno delantero (esencialmente orientado hacia proa) y otro trasero (orientado hacia popa), siendo tales carenados iguales en sección transversal, donde la provisión de dichos carenados tiene por objetivo prevenir la formación de turbulencias o remolinos en las líneas de flujo.[0021] Due to the above, various solutions have been proposed to improve the efficiency of Flettner-type rotors, such as the use of a vertical rear fairing of equal longitudinal cross-section to redirect the flow and maintain the resulting thrust despite a slight change in the wind direction. In addition, the use of two identical fairings has been proposed: one forward (essentially forward-facing) and one aft (stern-facing), with the same cross-section. The purpose of these fairings is to prevent the formation of turbulence or eddies in the flow lines.

[0023] A pesar de los desarrollos propuestos en el estado de la técnica, aún son necesarios mejoras en este tipo de dispositivos de propulsión eólicos para aumentar el efecto aerodinámico proporcionado por este tipo de dispositivos en las embarcaciones.[0023] Despite the developments proposed in the state of the art, improvements in this type of wind propulsion device are still needed to increase the aerodynamic effect provided by this type of device on vessels.

[0026] DESCRIPCIÓN[0026] DESCRIPTION

[0028] Para proporcionar una respuesta a las necesidades de mejora detectadas, la presente invención proporciona un dispositivo de propulsión de tipo eólico para embarcación, según se divulga en la reivindicación 1.[0028] To provide a response to the identified improvement needs, the present invention provides a wind-type propulsion device for a vessel, as disclosed in claim 1.

[0030] El dispositivo de propulsión propuesto comprende un rotor esencialmente cilíndrico el cual está provisto de una pared periférica prevista para rotar alrededor de un eje longitudinal de dicho rotor.[0030] The proposed propulsion device comprises an essentially cylindrical rotor which is provided with a peripheral wall intended to rotate around a longitudinal axis of said rotor.

[0032] El rotor empleado es, preferiblemente, de tipo Flettner, por lo tanto, está concebido para ser instalado en la cubierta de una embarcación, orientado de forma vertical. Al referirse a "orientado de forma vertical” se entiende que la pared periférica y el eje longitudinal, cuando el rotor está instalado de forma giratoria en la cubierta, se orientan en una dirección vertical a dicha cubierta. El experto en la materia podrá ver que el eje longitudinal del rotor se corresponde al eje centroidal o eje longitudinal instantáneo de la pared periférica que constituye el cilindro.[0032] The rotor used is preferably of the Flettner type; therefore, it is designed to be installed on the deck of a vessel, oriented vertically. "Oriented vertically" means that the peripheral wall and the longitudinal axis, when the rotor is rotatably mounted on the deck, are oriented in a direction vertical to the deck. Those skilled in the art will see that the longitudinal axis of the rotor corresponds to the centroidal axis, or instantaneous longitudinal axis, of the peripheral wall that forms the cylinder.

[0033] El dispositivo propuesto comprende un primer carenado que se dispone adyacente al rotor y que se extiende sustancialmente paralelo al eje longitudinal del rotor, siendo este primer carenado pivotable con respecto al eje longitudinal del rotor, por lo tanto, dicho primer carenado es móvil en relación al rotor.[0033] The proposed device comprises a first fairing that is arranged adjacent to the rotor and extends substantially parallel to the longitudinal axis of the rotor, this first fairing being pivotable with respect to the longitudinal axis of the rotor, therefore, said first fairing is movable in relation to the rotor.

[0035] En acoplamiento del dispositivo de propulsión a la embarcación, preferiblemente, el primer carenado se orienta esencialmente hacia la proa de dicha embarcación. Esta orientación preferente se toma con referencia a una posición neutral, es decir, en una posición en la que el primer carenado no ha pivotado con respecto al rotor.[0035] When coupling the propulsion device to the vessel, the first fairing is preferably oriented essentially towards the bow of the vessel. This preferred orientation is taken with reference to a neutral position, i.e., a position in which the first fairing has not pivoted with respect to the rotor.

[0037] El dispositivo comprende también un segundo carenado que se dispone adyacente al rotor y que se extiende sustancialmente paralelo al eje longitudinal del rotor, siendo este segundo carenado pivotable con respecto al eje longitudinal del rotor, por lo tanto, dicho segundo carenado es igualmente móvil en relación al rotor e independientemente móvil del primer carenado. En otras palabras, el primer y segundo carenado pueden pivotar independientemente entre sí con respecto al carenado.[0037] The device also comprises a second fairing that is positioned adjacent to the rotor and extends substantially parallel to the rotor's longitudinal axis. This second fairing is pivotable with respect to the rotor's longitudinal axis; therefore, it is also movable relative to the rotor and independently movable from the first fairing. In other words, the first and second fairings can pivot independently of each other with respect to the first fairing.

[0039] En acoplamiento del dispositivo de propulsión a la embarcación, el segundo carenado se orienta esencialmente hacia la popa de dicha embarcación, en una posición neutral, es decir, en una posición en la que dicho segundo carenado no ha pivotado con respecto al rotor.[0039] When the propulsion device is coupled to the vessel, the second fairing is essentially oriented towards the stern of the vessel, in a neutral position, i.e., in a position in which the second fairing has not pivoted with respect to the rotor.

[0041] Una particularidad del dispositivo de la invención es que la forma o contorno exterior del primer carenado es sustancialmente diferente a la forma o contorno exterior del segundo carenado.[0041] A particular feature of the device of the invention is that the shape or outer contour of the first fairing is substantially different from the shape or outer contour of the second fairing.

[0043] Como se conoce de antecedentes previos, cuando se añade un carenado de popa, se mejora enormemente la eficiencia con respecto a un rotor Flettner tradicional, de tal manera que se podría llegar a casi el doble de efecto de propulsión cuando el viento incide lateralmente a la embarcación. Sin embargo, en estos casos, el rango de utilización sigue siendo limitado, ya que solo se pueden aprovechar los vientos cuyo ángulo de incidencia resultante esté alrededor de 90 grados.[0043] As is known from previous studies, adding a stern fairing greatly improves efficiency compared to a traditional Flettner rotor, potentially achieving almost double the propulsion effect when the wind is blowing laterally. However, in these cases, the range of use remains limited, as only winds with a resulting angle of incidence of around 90 degrees can be utilized.

[0045] Ahora bien, si junto con este carenado de popa, al rotor tipo Flettner se le vincula otro carenado de proa de idénticas características al primero, se incrementa la eficiencia en comparación con un rotor sin carenados, aunque no tanto como si únicamente se añade el carenado de popa. Sin embargo, al añadir el carenado de proa, el rango de utilización es mayor en cuanto a los ángulos de incidencia del aire, siempre y cuando ambos carenados puedan rotarse independientemente y se ajusten a la dirección del viento.[0045] Now, if, along with this stern fairing, the Flettner-type rotor is coupled with another bow fairing of identical characteristics, efficiency increases compared to a rotor without fairings, although not as much as if only the stern fairing were added. However, by adding the bow fairing, the operating range is greater in terms of air angles of incidence, provided that both fairings can be rotated independently and adjusted to the wind direction.

[0047] Sin embargo, con la propuesta de esta invención, donde el primer carenado y el segundo carenado son diferentes en forma entre sí, se logran ambos efectos. Por lo tanto, se puede duplicar la eficiencia de la propulsión en cuanto a la magnitud resultante, y al mismo tiempo, se aumenta el rango de ángulos de incidencia de la corriente de aire, cuando el dispositivo de propulsión está instalado en una embarcación.[0047] However, with the proposal of this invention, where the first and second fairings differ in shape, both effects are achieved. Therefore, the propulsion efficiency can be doubled in terms of the resulting magnitude, and at the same time, the range of angles of incidence of the airflow is increased when the propulsion device is installed on a vessel.

[0049] Mediante la disposición del dispositivo de propulsión de la invención en una embarcación se ha podido constatar que es posible obtener un empuje mayor que el máximo de un rotor Flettner tradicional, con un ángulo de incidencia del viento en un rango desde 35 grados hasta 180 grados (viento de popa).[0049] By arranging the propulsion device of the invention on a vessel, it has been found that it is possible to obtain a thrust greater than the maximum of a traditional Flettner rotor, with an angle of incidence of the wind in a range from 35 degrees to 180 degrees (tailwind).

[0051] En una vista en planta, en la que el eje del rotor se ve en punta, se puede apreciar que el primer carenado es más corto que el segundo carenado. Asimismo, desde esta misma vista, se puede apreciar que la curvatura del primer carenado es más pronunciada que la del segundo carenado. Una curvatura mayor o más pronunciada en el primer carenado facilita la entrada de viento y reduce la resistencia del flujo laminar, mientras que una curvatura menor del segundo carenado sirve para optimizar la sustentación y minimizar la resistencia.[0051] In a plan view, where the rotor shaft is seen at its point, it can be seen that the first fairing is shorter than the second fairing. Likewise, from this same view, it can be seen that the curvature of the first fairing is more pronounced than that of the second fairing. A greater or more pronounced curvature in the first fairing facilitates airflow and reduces laminar flow resistance, while a lesser curvature in the second fairing serves to optimize lift and minimize drag.

[0053] Asimismo, tomando como referencia la misma vista en planta, se aprecia que el máximo espesor de ambos carenados será igual o menor que el diámetro del rotor.[0053] Also, taking the same plan view as a reference, it can be seen that the maximum thickness of both fairings will be equal to or less than the diameter of the rotor.

[0055] En una realización alternativa, el primer carenado es una única pieza que se extiende esencialmente en la totalidad de la longitud del rotor.[0055] In an alternative embodiment, the first fairing is a single piece that extends essentially the entire length of the rotor.

[0057] En otra realización alternativa, el segundo carenado es una única pieza que se extiende esencialmente en la totalidad de la longitud del rotor.[0057] In another alternative embodiment, the second fairing is a single piece that extends essentially the entire length of the rotor.

[0059] Asimismo, en una realización alternativa, tanto el primer carenado como el segundo carenado comprenden cada uno una única pieza que se extiende esencialmente en la totalidad de la longitud del rotor[0059] Likewise, in an alternative embodiment, both the first fairing and the second fairing each comprise a single piece that extends essentially the entire length of the rotor

[0061] Por otro lado, preferiblemente, el primer carenado está comprendido por una pluralidad de aletas que se extienden longitudinalmente en relación al eje longitudinal del rotor, siendo cada una de las aletas movible de forma independiente entre sí. Más preferiblemente, dentro de la pluralidad de aletas, cada una de las aletas tiene una forma o contorno exterior es sustancialmente diferente entre sí. En pocas palabras, no hay dos aletas dentro de la pluralidad de aletas que sean iguales.[0061] On the other hand, preferably, the first fairing comprises a plurality of fins extending longitudinally relative to the longitudinal axis of the rotor, each of the fins being independently movable. More preferably, within the plurality of fins, each fin has a shape or outer contour that is substantially different from the others. In short, no two fins within the plurality of fins are identical.

[0063] Por otro lado, preferiblemente, el segundo carenado está comprendido por una pluralidad de aletas que se extienden longitudinalmente en relación al eje longitudinal del rotor, siendo cada una de estas aletas movible de forma independiente entre sí. Más preferiblemente, dentro de la pluralidad de aletas del segundo carenado, cada una de dichas aletas tiene una forma o contorno exterior que es sustancialmente diferente entre sí. Al igual que para el primer carenado, en el segundo carenado no hay dos aletas dentro de la pluralidad de aletas que conforman el mismo que sean iguales entre sí.[0063] On the other hand, preferably, the second fairing comprises a plurality of fins extending longitudinally relative to the longitudinal axis of the rotor, each of these fins being independently movable. More preferably, within the plurality of fins of the second fairing, each of these fins has a shape or outer contour that is substantially different from the others. As with the first fairing, in the second fairing, no two fins within the plurality of fins comprising it are identical.

[0065] De acuerdo a lo anterior, cuando los carenados primero y segundo se subdividen en diferentes tramos verticales o se conforma cada uno como una pluralidad de aletas de tal manera que cada uno de estos tramos o aletas pueda pivotar con respecto al eje longitudinal de manera independiente, se ha comprobado que la eficiencia puede aumentar entre un 10% y un 20%. Esto se debe a que la dirección del viento que incide sobre el dispositivo cambia de ángulo con la altura, debido al efecto del gradiente de velocidad dentro de la capa límite atmosférica. Por lo tanto, cuando los carenados se subdividen en aletas distribuidas con respecto al eje longitudinal, es decir, verticalmente en acoplamiento del dispositivo a la embarcación, y cada una de dichas aletas se pivota buscando el mejor ángulo de incidencia en dependencia de la altura, el efecto de empuje y el rango de utilización aumentan.[0065] According to the above, when the first and second fairings are subdivided into different vertical sections or each is configured as a plurality of fins such that each of these sections or fins can pivot independently about the longitudinal axis, it has been shown that efficiency can increase between 10% and 20%. This is because the direction of the wind impacting the device changes angle with altitude, due to the effect of the velocity gradient within the atmospheric boundary layer. Therefore, when the fairings are subdivided into fins distributed about the longitudinal axis—that is, vertically, in coupling of the device to the vessel—and each of these fins pivots to find the best angle of incidence depending on the altitude, the thrust effect and the range of use increase.

[0067] De acuerdo a lo anterior, se ha calculado que para una navegación habitual de embarcaciones de tipo buques mercantes, la diferencia de ángulos de incidencia entre la parte baja del dispositivo, aquella que, en acoplamiento a la embarcación se halla más próxima a la cubierta, y la parte alta, la opuesta a la cubierta, puede ser de más de 10 grados.[0067] According to the above, it has been calculated that for normal navigation of vessels of the merchant ship type, the difference in angles of incidence between the lower part of the device, that which, in coupling to the vessel is closer to the deck, and the upper part, the opposite to the deck, can be more than 10 degrees.

[0069] Por otro lado, en una realización alternativa, la superficie exterior del rotor comprende una rugosidad superficial preestablecida configurada para reducir la resistencia aerodinámica al avance mediante la alteración de la capa límite del flujo. Esta rugosidad superficial del rotor puede tomar la forma de protuberancias, estrías o muescas que dependerán en tamaño y forma a la velocidad de giro angular del rotor, entre otras variables.[0069] Alternatively, in an alternative embodiment, the outer surface of the rotor comprises a pre-set surface roughness configured to reduce aerodynamic drag by altering the flow boundary layer. This rotor surface roughness may take the form of protrusions, grooves, or notches, the size and shape of which will depend on the rotor's angular rotation speed, among other variables.

[0070] En cuanto a la maximización del efecto de propulsión obtenida mediante el dispositivo, además de la incidencia que en dicho efecto tienen los carenados y el viento incidente, también afecta la velocidad angular con la que gira el rotor. En particular, la velocidad del viento incidente está relacionada con la velocidad angular del rotor, de manera que una correlación adecuada entre estos dos factores puede conducir a una maximización del efecto de propulsión al controlar la velocidad angular del rotor en función del viento incidente.[0070] Regarding the maximization of the propulsion effect obtained by the device, in addition to the impact of the fairings and the incident wind, the angular speed at which the rotor rotates also plays a role. In particular, the speed of the incident wind is related to the angular speed of the rotor, so a suitable correlation between these two factors can lead to maximizing the propulsion effect by controlling the angular speed of the rotor according to the incident wind.

[0072] En este sentido, para relacionar la velocidad angular del rotor con la velocidad del aire incidente, se define un parámetro denominado cociente de giro o SPR:[0072] In this sense, to relate the angular velocity of the rotor to the velocity of the incident air, a parameter called the rotation ratio or SPR is defined:

[0075] [0075]

[0077] donde[0077] where

[0078] - “ω” la velocidad angular del rotor;[0078] - “ω” the angular speed of the rotor;

[0079] - “R” el radio del rotor;[0079] - “R” the rotor radius;

[0080] - “V” la velocidad lineal del viento incidente.[0080] - “V” the linear speed of the incident wind.

[0082] De acuerdo a lo anterior, el efecto de propulsión será más eficiente cuando dicho SPR se encuentra en un rango de 0.5 a 10. Ahora bien, para maximizar el efecto de propulsión, preferiblemente, el SPR se encuentra en un rango de 1 a 5. Por lo tanto, se puede controlar la velocidad angular con la que gira el rotor, ajustándose a la velocidad del viento incidente, de manera que el SPR se mantenga dentro de los rangos que maximizan el efecto de propulsión. Valores del SPR por fuera de los rangos anteriormente mencionados, harían poco eficiente el efecto de propulsión, generando incluso, resistencia al avance.[0082] According to the above, the propulsion effect will be most efficient when the SPR is between 0.5 and 10. However, to maximize the propulsion effect, the SPR should preferably be between 1 and 5. Therefore, the angular speed at which the rotor turns can be controlled, adjusting to the incident wind speed, so that the SPR remains within the ranges that maximize the propulsion effect. SPR values outside the aforementioned ranges would make the propulsion effect inefficient, even generating drag.

[0085] BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS[0085] BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0087] Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:[0087] The above and other advantages and features will be more fully understood from the following detailed description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, which are to be regarded as illustrative and not limiting, in which:

[0089] - La Fig. 1 es una vista del dispositivo de propulsión de la invención.[0089] - Fig. 1 is a view of the propulsion device of the invention.

[0090] - La Fig. 2 es una vista de una embarcación en la que se han dispuestos varios dispositivos de propulsión de la invención.[0090] - Fig. 2 is a view of a vessel in which several propulsion devices of the invention have been arranged.

[0091] DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN[0091] DETAILED DESCRIPTION OF AN IMPLEMENTATION EXAMPLE

[0093] En la siguiente descripción detallada se exponen numerosos detalles específicos en forma de ejemplos para proporcionar un entendimiento minucioso de las enseñanzas relevantes. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la materia que las presentes enseñanzas pueden llevarse a la práctica sin tales detalles.[0093] The following detailed description sets forth numerous specific details in the form of examples to provide a thorough understanding of the relevant teachings. However, it will be evident to those skilled in the subject that the present teachings can be put into practice without such details.

[0095] En una realización preferida, la invención proporciona un dispositivo de propulsión 2 de tipo eólico, dispositivo 2 en adelante, para una embarcación 1, donde, como se observa en la figura 2, la embarcación 1 comprende un casco 10 y una cubierta 11, donde el citado dispositivo 2 está configurado para ser acoplado en la cubierta 11.[0095] In a preferred embodiment, the invention provides a wind-powered propulsion device 2, hereinafter referred to as device 2, for a vessel 1, wherein, as shown in Figure 2, the vessel 1 comprises a hull 10 and a deck 11, wherein the said device 2 is configured to be attached to the deck 11.

[0097] Como se enseña en la figura 2, el dispositivo 2 comprende un rotor 3 de tipo Flettner, el cual es un cilindro constituido por una pared periférica 30 que está configurada para rotar alrededor de un eje longitudinal 31. Este eje longitudinal 31 es el eje rotación instantáneo del propio cilindro que conforma el rotor 3. Los medios de acoplamiento del rotor 3 a la embarcación son aquellos adecuados para que, en acoplamiento dicho rotor 3 pueda rotar en relación al eje longitudinal 31 y el cilindro y/o eje longitudinal 31 queden orientados verticales a la cubierta 11.[0097] As shown in Figure 2, the device 2 comprises a Flettner-type rotor 3, which is a cylinder consisting of a peripheral wall 30 configured to rotate about a longitudinal axis 31. This longitudinal axis 31 is the instantaneous axis of rotation of the cylinder that forms the rotor 3. The means for coupling the rotor 3 to the vessel are those suitable so that, when coupled, the rotor 3 can rotate about the longitudinal axis 31 and the cylinder and/or longitudinal axis 31 are oriented vertically to the deck 11.

[0099] En la figura 2 se observa también que el dispositivo 2 comprende un primer carenado 4 dispuesto adyacente al rotor 3, estando dicho carenado 4 constituido por una pluralidad de aletas 4a ... 4n que se distribuyen longitudinalmente en relación al eje longitudinal 31 del rotor 3. Cada una de las aletas 4a ... 4n es movible de forma independiente entre sí, siendo a su vez cada aleta 4a . 4n pivotable en relación al rotor 3.[0099] Figure 2 also shows that the device 2 comprises a first fairing 4 arranged adjacent to the rotor 3, said fairing 4 being constituted by a plurality of fins 4a ... 4n that are distributed longitudinally in relation to the longitudinal axis 31 of the rotor 3. Each of the fins 4a ... 4n is movable independently of each other, and in turn each fin 4a . 4n is pivotable in relation to the rotor 3.

[0101] Como se observa en la figura 1, cada una de las aletas de la pluralidad de aletas 4a ... 4n que conforman el primer carenado 4 tiene una forma o contorno exterior sustancialmente diferente entre sí. Por ejemplo, las aletas 4a y 4b son pivotables de forma independiente con respecto al eje longitudinal 31 y, además, su forma, por ejemplo, su sección transversal vista en planta (donde el eje 31 se ve como un punto) es ligeramente diferente, pudiendo tener, por ejemplo, la sección transversal de la aleta 4b un offset mayor que la sección transversal 4a. Además, la extensión longitudinal de la aleta 4b, es decir la "altura” con respecto al eje longitudinal 31, puede ser también diferente.[0101] As can be seen in Figure 1, each of the fins in the plurality of fins 4a ... 4n that make up the first fairing 4 has a substantially different shape or outer contour. For example, fins 4a and 4b are independently pivotable about the longitudinal axis 31, and their shape, for example, their cross-section viewed in plan view (where the axis 31 appears as a point), is slightly different, with fin 4b, for example, having a greater offset than fin 4a. Furthermore, the longitudinal extent of fin 4b, i.e., its "height" with respect to the longitudinal axis 31, may also be different.

[0102] Asimismo, en la figura 2 se observa que el dispositivo 2 comprende un segundo carenado 5 dispuesto adyacente al rotor 3, estando dicho segundo carenado 5, de forma análoga al primer carenado 4, constituido por una pluralidad de aletas 5a ... 5n que se distribuyen longitudinalmente en relación al eje longitudinal 31 del rotor 3. Cada una de las aletas 5a ...[0102] Likewise, Figure 2 shows that the device 2 comprises a second fairing 5 arranged adjacent to the rotor 3, said second fairing 5 being, analogously to the first fairing 4, constituted by a plurality of fins 5a ... 5n that are distributed longitudinally in relation to the longitudinal axis 31 of the rotor 3. Each of the fins 5a ...

[0103] 5n es movible de forma independiente entre sí, siendo a su vez cada aleta 5a ... 5n pivotable en relación al rotor 3.[0103] 5n is movable independently of each other, each fin 5a ... 5n being pivotable in relation to rotor 3.

[0105] Cada una de las aletas de la pluralidad de aletas 5a ... 5n que conforman el segundo carenado 5 tiene una forma o contorno exterior sustancialmente diferente entre sí. Por ejemplo, las aletas 5a y 5b son pivotables de forma independiente con respecto al eje longitudinal 31 y, además, su forma, por ejemplo, su sección transversal vista en planta (donde el eje 31 se ve como un punto) es ligeramente diferente, pudiendo tener, por ejemplo, la sección transversal de la aleta 5b un offset mayor que la sección transversal 5a. Además, la extensión longitudinal de la aleta 5b, es decir la "altura” con respecto al eje longitudinal 31, puede ser también diferente de la de la aleta 5a.[0105] Each of the fins in the plurality of fins 5a ... 5n that make up the second fairing 5 has a substantially different shape or outer contour. For example, fins 5a and 5b are independently pivotable about the longitudinal axis 31, and their shape, for example, their cross-section viewed in plan view (where the axis 31 is seen as a point), is slightly different, with fin 5b, for example, having a greater offset than fin 5a. Furthermore, the longitudinal extent of fin 5b, i.e., its "height" about the longitudinal axis 31, may also be different from that of fin 5a.

[0107] En acoplamiento del dispositivo 2 a la embarcación 1, en una posición neutral, el primer carenado 4 se orienta hacia la proa de la embarcación 1, mientras que el segundo carenado 5 se orienta hacia la popa de la misma. A partir de esta posición y en función de la dirección del viento incidente, cada una de las aletas de la pluralidad de aletas 4a . 4n del primer carenado 4 y cada una de las aletas de la pluralidad de aletas 5a . 5n se puede mover, ajustando su deflexión para aumentar la eficiencia aerodinámica y maximizar el empuje resultante del viento incidente, tanto en la dirección horizontal, como en la dirección vertical.[0107] When device 2 is coupled to vessel 1 in a neutral position, the first fairing 4 is oriented towards the bow of vessel 1, while the second fairing 5 is oriented towards the stern. From this position, and depending on the direction of the incident wind, each of the fins of the plurality of fins 4a, 4n of the first fairing 4 and each of the fins of the plurality of fins 5a, 5n can be moved, adjusting its deflection to increase aerodynamic efficiency and maximize the thrust resulting from the incident wind, both in the horizontal and vertical directions.

[0109] Como se observa en la figura 1, las aletas de la pluralidad de aletas 4a ... 4n que conforman el primer carenado 4 (es decir, el primer carenado) tienen una forma más curvada, tipo parabólica o semi parabólica, mientras que las aletas de la pluralidad de aletas 5a ... 5n que conforman el segundo carenado 5 (es decir, el segundo carenado) son de tipo alargado asemejándose a una cuña alargada. Las anteriores formas, son a modo de ejemplo, y tienen por objetivo, a la vez que aumentan la eficiencia aerodinámica del efecto Magnus en el rotor 3, reducir la resistencia aerodinámica al avance de la embarcación 1.[0109] As shown in Figure 1, the fins of the plurality of fins 4a ... 4n that make up the first fairing 4 (i.e., the first fairing) have a more curved, parabolic or semi-parabolic shape, while the fins of the plurality of fins 5a ... 5n that make up the second fairing 5 (i.e., the second fairing) are elongated, resembling an elongated wedge. These shapes are illustrative and aim to increase the aerodynamic efficiency of the Magnus effect in the rotor 3 while simultaneously reducing the aerodynamic drag on the vessel 1.

[0111] Además de lo anterior, como se observa en la figura 2, en realizaciones alternativas, de una embarcación 1 provista del dispositivo de propulsión 2 de la invención, se pueden situar una pluralidad de dispositivos 2, distribuidos convenientemente en la cubierta 11.[0111] In addition to the above, as can be seen in Figure 2, in alternative embodiments of a vessel 1 provided with the propulsion device 2 of the invention, a plurality of devices 2 can be conveniently located on the deck 11.

[0112] Como una puesta en práctica de la invención propuesta, se ha simulado la instalación de seis dispositivos de propulsión en un granelero real de 190 metros de eslora, 32.3 metros de manga y un desplazamiento de 58,639 toneladas. Este buque está actualmente en navegación, y se ha calculado el beneficio que reportaría la instalación de la invención en una ruta habitual entre Algeciras y el Golfo de Estados Unidos.[0112] As a practical application of the proposed invention, the installation of six propulsion devices has been simulated on an actual bulk carrier measuring 190 meters in length, 32.3 meters in beam, and with a displacement of 58,639 tons. This vessel is currently at sea, and the benefit of installing the invention on a regular route between Algeciras and the Gulf of Mexico has been calculated.

[0114] Cada uno de los seis dispositivos tiene un diámetro efectivo (rotor 3 y carenados 4, 5) de 4 metros y una altura de 30 metros. El buque navega a una velocidad constante de 8 nudos (4.115 metros por segundo). Se ha comparado el ahorro de consumo de combustible en la ruta, en ambas direcciones, del buque tal como navega en la actualidad y con la instalación de seis dispositivos de la invención.[0114] Each of the six devices has an effective diameter (rotor 3 and fairings 4, 5) of 4 meters and a height of 30 meters. The vessel sails at a constant speed of 8 knots (4,115 meters per second). The fuel consumption savings on the route, in both directions, have been compared for the vessel as it currently sails and with the installation of six devices of the invention.

[0116] Los resultados muestran que el ahorro de consumo de combustible en la ruta desde el Golfo de Estados Unidos a Algeciras es del 20-25%, tanto en la ruta más corta como en la ruta ideal desde un punto de vista aerodinámico. En la dirección contraria, en la ruta desde Algeciras al Golfo de Estados Unidos, el ahorro de combustible en la ruta más corta es del 15-20%, mientras que, en la ruta ideal aerodinámica, se logra un ahorro del 20-25%.[0116] The results show that fuel consumption savings on the route from the US Gulf Coast to Algeciras are 20-25%, both on the shortest route and on the aerodynamically ideal route. In the opposite direction, on the route from Algeciras to the US Gulf Coast, fuel savings on the shortest route are 15-20%, while on the aerodynamically ideal route, savings of 20-25% are achieved.

Claims

1. CLAIMS

1. Wind-powered propulsion device (2) for a vessel (1) comprising:

- a substantially cylindrical rotor (3) which is provided with a peripheral wall (30) rotatable around a longitudinal axis (31) of the rotor (3);

- a first fairing (4) disposed adjacent to the rotor (3) and extending substantially longitudinally in relation to the longitudinal axis (31) of the rotor (3), wherein the first fairing (4) is pivotable with respect to the longitudinal axis (31) of the rotor (3),

- a second fairing (5) disposed adjacent to the rotor (3) and extending substantially longitudinally in relation to the longitudinal axis (31) of the rotor (3), wherein the second fairing (5) is pivotable with respect to the longitudinal axis (31) of the rotor (3),

where the shape of the first fairing (4) is substantially different from the shape of the second fairing (5).

2. Device according to claim 1 wherein the first fairing (4) comprises a plurality of fins (4a ... 4n) that are longitudinally distributed in relation to the longitudinal axis (31) of the rotor (3), each of the fins being independently movable.

3. Device according to claim 2 wherein, in the plurality of fins (4a ... 4n), the shape of each of the fins is substantially different from each other.

4. Device according to any of the preceding claims, wherein the second fairing (5) comprises a plurality of fins (5a . 5n) that are longitudinally distributed in relation to the longitudinal axis (31) of the rotor (3), each of the fins being independently movable.

5. Device according to claim 4 wherein, in the plurality of fins (5a ... 5n), the shape of each of the fins is substantially different from each other.

6. Vessel (1) comprising a hull (10) and a deck (11), said vessel (1) being characterized in that it comprises the propulsion device (2) of any one of 1 to 5, wherein the rotor (3) is mounted on the deck (11) such that, in an operating state, the rotor (3) is oriented substantially vertically to said

cover (11) and is configured to rotate about the longitudinal axis (31) relative to the cover (11).