PT1787904E - Leme suspenso de elevada carga - Google Patents

Description

ΕΡ1787904Β1

DESCRIÇÃO

LEME SUSPENSO DE ELEVADA CARGA 0 invento refere-se a um navio de acordo com o termo genérico da reivindicação 1.

Os lemes servem para estabelecer de maneira desejada o rumo de um navio. Para este efeito, o perito ou engenheiro de construção naval conhece, entre outros, lemes semi-suspensos, parcialmente suspensos e completamente suspensos, estando a porta do leme firmemente fixada a uma madre do leme, a qual se estende para o interior do casco de um navio e que é feito girar de maneira em principio habitual, por meio de um motor de leme, para dar à porta do leme o ângulo de ataque desejado em relação ao casco do navio. Neste caso, a porta do leme está geralmente posicionada debaixo do casco do navio de modo a receber o impacto do fluxo de água vindo da hélice que impele o navio.

Quando a porta do leme está numa posição angular, surgem, especialmente em altas velocidades do navio, elevados momentos que actuam na porta do leme. Para conseguir absorvê-los melhor, transmitindo-os ao casco, é conhecido fixar a porta do leme propriamente dita, em lemes semi-suspensos ou parcialmente suspensos, num suporte de leme, por exemplo através de um gancho de leme. 0 documento DE 198 41 391 AI revela um navio com as características do termo genérico da reivindicação 1. Neste leme suspenso de elevada carga, a porta do leme é apoiada, 1 ΕΡ1787904Β1 com a sua madre do leme, numa coluna oca de suporte do leme. Para o apoio da coluna oca de suporte do leme serve uma cabeça diretriz adicional fixa que, vista na direcção do rumo, está posicionada a montante da coluna oca de suporte do leme e através da qual esta coluna é fixada ao casco do navio, estando a coluna oca de suporte do leme posicionada na cabeça diretriz. Deste modo, as forças e cargas que surgem quando se posiciona a porta do leme num ângulo de ataque, podem ser transmitidas ao casco do navio através desta cabeça diretriz podendo, sobretudo a construção da coluna oca de suporte do leme, ser assim realizada de uma forma menos maciça. Neste caso, a cabeça diretriz é feita de modo a que o seu bordo inferior se estenda até ao fluxo de água vindo da hélice, prevendo-se um suporte da madre do leme debaixo do jacto contraente da hélice. Desta maneira consegue-se que a parte inferior da porta do leme giratória seja inteiramente atacada pelo fluxo de água vindo da hélice, maximizando-se assim a área disponível para a alteração do rumo.

No entanto, deste dimensionamento da cabeça diretriz pode resultar que, apesar de tudo, actuam forças e cargas consideráveis na porta do leme, devendo deste modo a porta do leme, por razões de estabilidade, apresentar uma secção transversal maior e, consequentemente, também a cabeça diretriz ter dimensões adequadamente elevadas, aumentando-se assim a resistência ao fluxo deste leme suspenso de elevada carga de uma maneira indesejável.

Neste leme suspenso de elevada carga, apenas a coluna oca de suporte do leme é feita de forma reforçada. 2 ΕΡ1787904Β1

Através da DE 197 4 6 853 AI é conhecido um navio caracterizado por uma coluna oca de suporte do leme combinada com uma cabeça diretriz fixa ao navio e uma zona de suporte inferior reforçada que, na zona inferior, entra no corpo do leme de tal forma que a carga por flexão é reduzida e a montagem do leme e dos veios de hélice não é dificultada. Esta coluna oca de suporte do leme combinada, com cabeça diretriz fixa e zona de suporte reforçada, é feita na forma de um módulo de montagem independente e é soldada com as aberturas existentes na parte inferior da popa e no convés das máquinas de acionamento do leme, assim como com as estruturas e os reforços da popa. Aí, a zona de suporte da coluna oca é feita de forma reforçada, estendendo-se este reforço desde a parte inferior até à zona da cabeça diretriz. 0 suporte da madre do leme não apresenta nenhum reforço. 0 invento pretende resolver o problema de criar um navio com leme suspenso de elevada carga que apresente uma reduzida resistência ao fluxo, dispondo apesar disso de uma estabilidade satisfatória e ao mesmo tempo de uma carga por flexão diminuída na zona inferior do corpo do leme.

Este problema é resolvido pelas características indicadas na reivindicação 1.

Assim, o navio com as características do termo genérico da reivindicação 1 é construído de acordo com o invento, de maneira a um mancai inferior do caixão do leme ser feito de uma forma reforçada, apresentando o reforço do mancai 3 ΕΡ1787904Β1 inferior do caixão do leme diferentes espessuras axialmente à madre do leme, sendo o dimensionamento do reforço em direcção axial da madre do leme realizado de forma crescente ou decrescente de cima para baixo, e estando o mancai inferior do caixão do leme posicionado ao lado da cabeça diretriz, ficando assim à mesma altura da cabeça diretriz.

Uma ideia central do presente invento é que uma cabeça diretriz, em principio usual de um leme suspenso de elevada carga, vista verticalmente, seja alongada para baixo, entrando deste modo em particular, no fluxo de água vindo da hélice posicionada a montante do leme, visto em direcção do rumo. Isto significa que o bordo inferior da cabeça diretriz, ou seja a sua superfície inferior, está posicionada dentro de uma zona de diâmetro da hélice propulsora do navio. Deste modo, também a cabeça diretriz é atacada, pelo menos parcialmente, pelo fluxo de água vindo da hélice, ficando a área da porta do leme atacada diretamente pelo fluxo de água vindo da hélice diminuída em consequência disso. Além disso, um mancai inferior do caixão do leme, por meio do qual a madre do leme está apoiada de forma giratória no caixão do leme, é feito de forma reforçada, para poder absorver melhor as forças e cargas que actuam na porta do leme transmitindo-as através do caixão do leme para o casco. 0 reforço, isto é, o dimensionamento, assim como a realização deste mancai do caixão do leme, têm de ser feitos por um perito de acordo com parâmetros técnicos. A vantagem do invento consiste em que, por se realizar a cabeça diretriz alongando-o para baixo, também o mancai 4 ΕΡ1787904Β1 inferior do caixão do leme pode ser apoiado diretamente pela cabeça diretriz alongada ou está vizinho a esta, sendo assim as forças que actuam no mancai inferior do caixão do leme transmitidas diretamente para o casco do navio através da estrutura da cabeça diretriz. Deste modo, as forças e cargas do leme são absorvidas de maneira mais eficaz ou completamente pela cabeça diretriz. Por conseguinte, o perfil ou, vista de cima, a área de secção transversal da porta do leme pode ser reduzida, uma vez que a porta do leme tem de absorver menos forças do que é o caso no estado da técnica. Devido a isto a resistência ao fluxo do leme é especialmente reduzida. Um leme realizado desta forma é particularmente adequado para navios de marcha lenta com elevado peso total, como por exemplo petroleiros ou cargueiros. 0 reforço do mancai inferior do caixão do leme, visto na direcção axial da madre do leme, é em qualquer caso realizado em espessuras diferentes, para se obter uma adaptação optimizada à estrutura realmente mais favorável da cabeça diretriz e ao perfil da cabeça diretriz, com uma aplicação tão reduzida quanto possível de material, sendo o dimensionamento do reforço realizado de forma crescente ou decrescente de cima para baixo. Em qualquer caso, o caixão do leme e a caixa do mancai estão integrados na cabeça diretriz.

Formas de realização convenientes do invento são assinaladas nas reivindicações dependentes. 0 dimensionamento da cabeça diretriz assegura, por um 5 ΕΡ1787904Β1 lado, que a cabeça diretriz esteja satisfatoriamente alongada para baixo podendo as forças e cargas ser assim absorvidas suficientemente através do mancai inferior reforçado do caixão do leme e, por outro lado, que a superfície fixa da cabeça diretriz, que é atacada pelo fluxo de água, encontrando-se dentro deste fluxo proveniente da hélice, seja dimensionada de maneira a ficar garantida uma capacidade satisfatória de manobrar do navio.

Para os peritos é óbvio que o leme suspenso de elevada carga aqui descrito pode ser adicionalmente equipado com um estabilizador de leme, em particular para se poderem corrigir pequenos desvios do rumo ou para se poder aproveitar ângulos mais pequenos do leme para apoiar o seguimento do curso. 0 acionamento do estabilizador de leme pode ser efectuado de maneira em princípio usual em ligação com a porta do leme.

Além disso, na reivindicação 3 propõe-se o ajuste dos perfis da cabeça diretriz, assim como da porta do leme do leme suspenso de elevada carga, um ao outro, não se originando desta maneira, desnecessariamente, remoinhos, especialmente na transição da cabeça diretriz para a porta do leme, ficando a resistência ao fluxo de todo o leme suspenso de elevada carga tão baixa quanto possível. A seguir pormenorizar-se-ão dois exemplos de realização do invento, por meio dos desenhos, nos quais:

Figura 1 - um leme suspenso de elevada carga num corte transversal, e 6 ΕΡ1787904Β1

Figura 2 - um outro leme suspenso de elevada carga num corte transversal.

As representações das figuras 1 e 2 mostram esquematicamente a estrutura básica de um leme suspenso de elevada carga 100. O leme suspenso de elevada carga 100 compreende uma porta do leme 10, fixado firmemente a uma madre do leme 11. A madre do leme 11 está apoiada de forma giratória num caixão do leme 12 ou numa coluna oca de suporte do leme, estando o caixão do leme 12 firmemente ligado ao casco 13 do navio. Para o acionamento da porta do leme 10 serve, de maneira em principio usual, uma máquina de acionamento do leme ai não visualizada, para simplificar o desenho.

Adicionalmente está prevista uma cabeça diretriz 14 ligada firmemente ao casco 13, cujo bordo inferior 15 ou superfície inferior se estende, visto verticalmente, tanto para baixo que este bordo inferior 15 entra no fluxo de água 16 vindo da hélice de uma hélice propulsora 17 com o diâmetro D, do navio.

Além disso, existe um mancai inferior do caixão do leme 18 feito de forma reforçada, da madre do leme 11, esboçado esquematicamente com os reforços 19.

Devido à realização alongada da cabeça diretriz 14, o mancai inferior do caixão do leme 18 pode ser posicionado de maneira a ficar na mesma altura da cabeça diretriz 14 ou do seu bordo inferior 15 podendo assim, quando se posiciona a porta do leme 10 num ângulo de ataque, as forças e cargas 7 ΕΡ1787904Β1 que nela actuam ser transmitidas através dos reforços 19 diretamente à cabeça diretriz 14 e, deste modo, ao casco 13 do navio. De preferência, a cabeça diretriz 14 estende-se a uma zona entre 10% e 20% do diâmetro D do fluxo de água 16 vindo da hélice.

Em face da realização do reforço 19 propõe-se que o seu diâmetro aumente, visto em direcção axial da madre do leme 11, de cima para baixo, como se mostra na figura 1, ou então diminua, como é visualizado na figura 2. Deste modo torna-se possível um ajuste optimizado às forças que actuam realmente no mancai inferior do caixão do leme 18 e na realização dos reforços não se gasta material desnecessário.

Lista dos números de referência 100 leme suspenso de elevada carga 10 porta do leme 11 madre do leme 12 caixão do leme 13 casco do navio 14 cabeça diretriz 15 bordo inferior 16 fluxo de água vindo da hélice 17 hélice 18 mancai inferior do caixão do leme 19 reforço D diâmetro da hélice

Lisboa, 12 de Junho de 2012 8

Claims (3)

1. ΕΡ1787904Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Navio com uma hélice propulsora (17) e um leme suspenso de elevada carga, compreendendo uma porta do leme (10), em que a porta do leme (10) está disposta de forma giratória através de uma madre do leme (11), e a madre do leme (11) está disposta num caixão do leme (12) , e o caixão do leme (12) está apoiado ao casco (13) do navio através de uma cabeça diretriz fixa (14), caracterizado por um bordo inferior (15) da cabeça diretriz (14) penetrar numa zona de 10% a 20% do diâmetro (D) da hélice propulsora (17) no fluxo de água vindo da hélice, por um mancai inferior do caixão do leme (18) ser realizado de forma reforçada (19), apresentando o reforço (19) do mancai inferior do caixão do leme (18), axialmente à madre do leme (11), espessuras diferentes, sendo realizado o dimensionamento do reforço (19) de forma crescente ou decrescente na direcção axial da madre do leme (11), de cima para baixo, e por o mancai inferior do caixão do leme (18) estar posicionado ao lado da cabeça diretriz (14), ficando desta assim posicionado na mesma altura da cabeça diretriz (14).
2. 2. Navio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se prever um estabilizador de leme adicional na porta do leme (10).
3. 3. Navio de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o perfil da porta do leme (10), assim como o perfil da cabeça diretriz (14), estarem adaptados um ao 1 ΕΡ1787904Β1 outro para diminuir a resistência ao fluxo. Lisboa, 12 de Junho de 2012 2