D E S C R I P C I ó N

"Vela rígida de perfil configurable"

Sector técnico de Ia invención

La invención se refiere a una vela rígida, de perfil configurable, formada por una estructura rígida de sección ahusada, constituida por dos paredes laterales convexas o cóncavo-convexas y enfrentadas, unidas en dos cantos extremos comunes, quedando definido un espacio interior en Ia estructura rígida.

Antecedentes de Ia invención

Es conocido en mecánica de fluidos que Ia eficiencia de las velas de tela es inferior a Ia de las alas de los aviones. En estos, Ia diferencia entre Ia fuerza de sustentación y el peso permite que el avión vuele, gracias a que Ia capa límite aerodi- námica del aire no se desprende del perfil, a cuyo largo presenta un régimen laminar. Por el contrario, en las velas convencionales en el sector naval, es el empuje del viento que hincha Ia vela y produce, por empuje, una fuerza resultante que permite el avance del buque o barco. Por el contrario a Io que sucede en aviónica, Ia capa límite no presenta un régimen laminar, sino de alta turbulencia.

Durante largo tiempo se ha deseado una vela para navegación acuática que presente las ventajas de las alas de aviación. Para ello ha habido numerosos intentos para proporcionar velas rígidas de perfil aerodinámico de tipo aeronáutico.

De ente ellos cabe citar los rotores tipo "Flettner", ya descritos en 1926 por

Antón Flettner (FLETTNER, Antón, Mein Weg zum Rotor, Leipzig (Kóhler & Ame- lang, 1926)), y citados, por ejemplo, en el documento de patente europea EP 040 597.

La patente WO2004024556 describe una vela rígida que se compone de dos partes que pueden girar relativamente según un eje vertical para determinar el intradós y el extradós de una vela a modo de un perfil aerodinámico de los empleados para alas de Ia técnica aeronáutica.

La WO0189923 describe una vela rígida de perfil aerodinámico articulada que comprende tres elementos verticales (o módulos), cada uno de los cuales está formado por tres elementos horizontales (o secciones) mutuamente articuladas, de manera que e puede configura Ia concavidad o convexidad del intradós o extradós del ala o vela rígida.

En Ia patente US7146918 se describe un sistema de generación de energía eléctrica e hidrógeno (H ₂ ), a partir del agua de mar y de Ia energía eólica, en sistemas flotantes en el agua que comprenden velas rígidas.

La patente FR2648426 describe una ala compuesta por una parte rígida y una parte flexible que se escamotea en el interior de un alojamiento de Ia parte rígida, permitiendo diferentes configuraciones aerodinámicas.

No obstante esta profusión de intentos, de los cuales se ha enumerado únicamente unos ejemplos ilustrativos, no se ha conseguido hasta Ia fecha un dispositivo versátil, económico y de fácil operación. La finalidad de Ia presente invención es dar solución a esta demanda.

Explicación de Ia invención

A tal finalidad, el objeto de Ia invención es una vela rígida del tipo citado al inicio, de perfil configurable, de novedoso concepto y funcionalidad, que en su esencia se caracteriza porque comprende

asociada a cada una de las paredes rígidas, sendas láminas elásticas de cerramiento, unida a Ia correspondiente pared en al menos una zona cercana a dicho canto extremo;

unos espacios cerrados exteriores de volumen variable, definidos entre cada pared rígida lateral y cada lámina elástica, a cada lado de Ia vela;

múltiples perforaciones, provistas en las paredes rígidas y adaptadas para al paso de aire desde el espacio interior de Ia estructura rígida hacia dichos espacios cerrados exteriores;

medios de generación y alimentación de aire a presión para insuflar aire en los espacios cerrados exteriores a través de dichas perforaciones (8), con objeto de hinchar dichas láminas elásticas, aumentando el volumen de los espacios cerrados exteriores; y

medios de generación y alimentación de vacío, para hacer el vacío en dichos espacios cerrados exteriores a través de dichas perforaciones, a fin de deshinchar dichas láminas elásticas, disminuyendo el volumen de los espacios cerra- dos exteriores,

todo ello de manera que el volumen de cada espacio cerrado exterior de cada lado de Ia vela puede ser modificado a voluntad, en función de Ia dirección y sentido de viento, con objeto de determinar un intradós o extradós aerodinámico a uno u otro lado de Ia vela.

De acuerdo con otras características de Ia invención, Ia vela rígida comprende medios de giro según un eje vertical y/o medios de giro según un eje horizontal

La vela rígida de Ia invención estará preferentemente asociada a un casco de una embarcación.

La vela rígida de Ia invención es aplicable al desplazamiento de una embar- cación, y también puede encontrar aplicación, al estar asociada a medios de turbina, para Ia generación de un efecto freno con objeto de transformar Ia energía del viento en energía de rotación en un eje de Ia turbina.

La vela rígida según Ia invención puede estar asociada a medios de genera- ción de energía eléctrica mediante un alternador asociado a Ia turbina

Una aplicación particularmente interesante es a Ia generación de H ₂ , a partir de Ia disociación molecular del agua del medio acuático sobre el que se desplaza Ia embarcación en cuestión.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, una forma de realización de Ia vela rígida objeto de Ia invención. En dichos dibujos:

Ia Fig. 1 , es una vista en perspectiva de una embarcación que incorpora velas rígidas según Ia invención;

Ia Fig. 2 es una vista de detalle según Il de Ia Fig. 1 ;

Ia Fig. 3 es una vista en perspectiva de detalle, vista por debajo de Ia FIg. 1 , que ilustra los medios de rotación vertical de Ia vela de Ia invención;

Ia Fig. 4 es una vista en sección de una vela rígida según Ia invención; Ia Fig. 5 es una visa en perspectiva de un tramo de Ia vela rígida de Ia invención, en una posición operativa en que el viento es procedente según las flechas; y Ia Fig. 6 es una vista análoga de Ia Fig. 5, pero en otra posición operativa en que el viento tiene el sentido esencialmente contrario.

Descripción detallada de los dibujos

En dichos dibujos puede apreciarse un barco 100 que incorpora, en este ejemplo de realización, 4 velas según Ia invención. Evidentemente, el concepto es extensible a todo barco a vela con un número diferente de velas 1.

La vela rígida 1 de Ia invención encuentra particular aplicación, aunque no exclusiva, para ser empleada en barcos para Ia generación de energía eléctrica y, mediante Ia misma, para Ia obtención de hidrógeno a partir del agua del mar, río, lago, o medio acuático de que se trate. Para ello, el barco 100 incorpora una turbina 101 para Ia generación de un efecto freno, gracias a un elevado excedente energético recuperado por el perfil de Ia vela 1 (según se explica más adelante), con objeto de transformar Ia energía del viento en energía de rotación en un eje de Ia turbi- na, mediante un alternador asociado a Ia turbina. Complementan el sistema unos medios de medios de generación de hidrógeno molecular, H ₂ , a partir de Ia disociación molecular del agua del medio acuático sobre el que se desplaza Ia embarcación en cuestión. Tales medios de generación de H ₂ pueden ser de tipo conocido, por Io que no serán explicados en mayor detalle.

Para ello, Ia vela 1 rígida de perfil configurable, según Ia invención, y según puede verse detalladamente e las Figs. 4, 5 y 6, está formada por una estructura rígida 2 de sección ahusada, constituida por dos paredes rígidas laterales 3, 4, con- vexas y enfrentadas, unidas en dos cantos extremos 5, 6., quedando definido un espacio interior 7 en Ia estructura rígida 2. En el ejemplo de realización que se ilustra, este espacio interior 7 queda dividido en dos partes T y 7" (Fig. 4), separadas por un tabique intermedio 25.

Asociada a cada una de las paredes rígidas 3, 4, hay sendas láminas elásticas 13, 14 de cerramiento, unida a Ia correspondiente pared en al menos una zona cercana a dicho canto extremo 5, 6. Las láminas 13 y 14 son extensibles mediante deformación plástica, para determinar unos volúmenes variables, o espacios cerrados exteriores 23, 24, entre cada pared rígida lateral 3, 4 y cada lámina elástica 13, 14, a cada lado de Ia vela 1 , cuya capacidad y forma dependerá de Ia dirección y sentido del viento, a fin de configurar el perfil eficaz de Ia vela de perfil configurable 1 , de acuerdo con Ia invención y según el modo operativo que se explica a continuación.

Para ello, las paredes rígidas 3 y 4 están provistas, al menos en parte de las mismas, de múltiples perforaciones 8, adaptadas para al paso de aire desde el espacio interior 7 de Ia estructura rígida 2 hacia dichos espacios cerrados exteriores 23, 24.

Unos medios de generación y alimentación de aire a presión, por ejemplo un compresor de aire (no mostrado), se disponen en Ia nave 100, para insuflar aire en los espacios cerrados exteriores 23, 24 a través de dichas perforaciones 8, y por unas tuberías (no mostradas), que discurren por el interior de las partes o mitades 7' y 7" del espacio 7 y vierten aire a presión, a través de las perforaciones 8, hacia el interior de los espacios cerrados exteriores 23 y 24 de volumen variable, con objeto de hinchar dichas láminas elásticas 13, 14, y aumentando el volumen de los espacios cerrados exteriores 23 y 24. Se determina así un extradós E, o zona de mayor convexidad, en Ia zona de sotavento de Ia embarcación o nave 100 (a Ia derecha del tabique 25 en las Figs. 4 y 6, y a Ia izquierda en el caso de Ia Fig. 5).

Análogamente, asociados a Ia vela 1 se provee unos medios de generación y alimentación de vacío, para hacer el vacío en dichos espacios cerrados exteriores 23, 24 a través de dichas perforaciones 8, a fin de deshinchar dichas láminas elásti- cas 13, 14, disminuyendo el volumen de los espacios cerrados exteriores 23 y 24, para determinar un intradós |, o zona de menor convexidad, en Ia zona de barlovento de Ia embarcación o nave 100 (a Ia izquierda del tabique 25 en las Figs. 4 y 6, y a Ia derecha del mismos en el caso de Ia Fig. 5).

Así, cada espacio cerrado exterior 23, 24 de cada lado de Ia vela 1 puede ser modificado a voluntad, en función de Ia dirección y sentido de viento, con objeto de determinar un intradós o extradós aerodinámico a uno u otro lado de Ia vela 1 , determinado así Ia novedosa característica de "perfil configurable" de Ia misma

La vela 1 de Ia invención está asociada a unos medios de giro 9 según un eje vertical 10, para modificar a voluntad el ángulo de Ia vela con respecto a Ia dirección y sentido del viento. Tales medios comprenden, en el ejemplo que se ilustra, un cilindro 14 de actuación horizontal, que actúa a modo de Ia manivela de un sistema de biela-manivela 15, sobre un eje rotación vertical 10 de Ia vela (Fig. 3). Los medios de giro 9 pueden ir montados en un compartimiento 16 del casco de Ia embarcación 100.

Preferentemente, Io deseable será crear una zona de Extradós (E) y encarar Ia misma a barlovento, y crear una zona de depresión para conformar un intradós (i), en Ia zona de solvento, en el lado contrario. El perfil aerodinámico de Ia vela 1 permitirá, no sólo el desplazamiento de Ia embarcación, sino que producirá un excedente energético, aplicable en el eje de Ia turbina 101 , Ia cual actuará a modo de freno, limitando en Ia medida en que sea necesario Ia velocidad de Ia nave, para Ia generación de energía eléctrica. Esta puede ser utilizada para Ia producción de hidrógeno molecular a partir de Ia disociación del agua del medio acuático sobre el que se desplaza Ia embarcación 100.

Unos medios de giro 1 1 según un eje horizontal 12 (Fig. 2) sirven para posibilitar el abatimiento de las velas 1 en caso de necesidad, por ejemplo en caso de

tormenta. Los medios de giro 11 comprenderán preferentemente cilindros 17 o medios equivalentes.

Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia presente invención, así como Ia manera de ponerla en práctica, se hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su principio fundamental, queda sujeto a variaciones de detalle.