ITVI20100161A1 - Scafo navale - Google Patents

Description

Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo:

“SCAFO NAVALE”

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico delle unità naviganti o imbarcazioni ed ha particolarmente per oggetto uno scafo navale.

Più in dettaglio, la presente ha per oggetto uno scafo navale particolarmente adatto a migliorare l'avanzamento dell'unità navigante nell'acqua.

Stato della Tecnica

Come noto, tipicamente un'unità navigante si compone di uno scafo, cioè il guscio della nave composto dall'involucro esterno che assicura il galleggiamento e dalle strutture interne di rinforzo, delle sovrastrutture, cioè tutti gli elementi costruiti sullo scafo per gli scopi più svariati come alberature, fumaioli, gru e locali destinati alla vita di bordo, dell'apparato propulsore, degli organi di governo e di stabilità, delle attrezzature per la navigazione, la fonda e l'ormeggio, dell'allestimento tipico, cioè tutto l'insieme di impianti destinati alla funzionalità operativa per la quale la nave è stata destinata in esercizio, quali ad esempio gli impianti per il carico dei liquidi, delle merci o dei mezzi, gli alloggi e le aree ricreative per i passeggeri, e così via.

In merito allo scafo, esso è quella struttura alla quale è affidato il galleggiamento. È la parte della nave dotata di proprietà nautiche. È distinto dalla linea di galleggiamento in opera viva o carena, che è la parte immersa a costante contatto con l'acqua, e opera morta, che è invece la parte emersa a contatto con l'acqua solo occasionalmente per effetto del moto della nave e delle onde.

Lo scafo e diviso in due parti simmetriche da un piano, detto piano diametrale o piano di simmetria longitudinale, che è parallelo alla linea longitudinale. La zona a destra del piano diametrale è detta parte dritta, mentre quella a sinistra parte sinistra.

Lo scafo navale può essere anche suddiviso longitudinalmente in tre zone: la poppa, ossia la zona posteriore, la parte maestra, ossia la zona centrale, e la prua o prora, ossia la zona anteriore.

Una delle caratteristiche fondamentali dello scafo, o almeno dell'opera viva dello scafo, è quella di fendere quanto meglio possibile le acque in modo che l'unità navigante possa procedere con il minor sforzo possibile. Inoltre, lo scafo è anche responsabile della stabilità dell'unità navigante sull'acqua, ossia esso deve essere conformato in modo tale da impedire quanto più possibile il ribaltamento dell'unità navigante. Non ultima caratteristica che deve avere lo scafo è quella di consentire la governabilità dell'unità navigante più facile possibile. In particolare esso deve favorire le virate soprattutto nel caso di unità naviganti di grandi dimensioni.

In questo senso molti scafi presentano sagomature particolari specifiche per il tipo e le dimensioni dell'unità navigante. Ad esempio, alcuni scafi presentano sporgenze laterali laminari che migliorano la stabilità in presenza di moto ondoso laterale. Altri scafi sono invece provviste di una deriva, ossia un'appendice simile ad un'ala collocata perpendicolarmente nella parte più bassa dello scafo. Essa ha varie funzioni. Nelle barche a vela, ad esempio, ha la funzione di equilibrare le forze messe in gioco dal vento sulle vele che tenderebbero a far traslare la barca in direzione diversa dalla rotta preposta ed è generalmente mobile, ovvero retraibile almeno parzialmente all'interno dell'imbarcazione quando la barca, procedendo con il vento a favore, tende a traslare di meno. Nelle imbarcazioni più grandi la deriva riveste anche un'azione equilibrante ed è fissa. In quest'ultimo caso essa è tipicamente realizzata in piombo o ghisa ed ha maggior peso nella parte finale tramite un agglomerato a forma di siluro detto bulbo.

Da un punto di vista tecnico il bulbo è fatto di materiale pesante e serve ad incrementare l'altezza metacentrica portando in basso il baricentro dell'imbarcazione in modo da aumentare anche il momento di stabilità della stessa.

Come detto in precedenza, lo scafo deve presentare caratteristiche tali che sia quanto più minimizzato lo sforzo necessario per navigare nell'acqua, ossia lo sforzo per fendere le acque. In questo senso, gli scafi noti, pur presentando sagomature opportune, in ogni caso presentano una massa che ostacola il procedere dell'unità navigante per attrito con l'acqua. Tale ostacolo è proporzionale alla superficie dello scafo che si “scontra” con l'acqua durante il procedere dell'unità navigante. È quindi evidente che tale inconveniente è accentuato per le unità navigante provviste di deriva e bulbo. In altre parole, la proiezione frontale dello scafo di un'unità navigante, scontrandosi con l'acqua, sortisce un effetto frenante che costringe a consumare tanta più energia quanto è grande la suddetta proiezione frontale. Se da un lato ciò sembrerebbe portare nella direzione di rendere gli scafi più affusolati possibile, dall'altro si deve anche tener conto del fatto che più grande e larga è l'unità di navigazione, più grande deve essere lo scafo pena l'instabilità dell'unità navigante.

Lo stesso scafo, poi, presentando sagomature che favoriscono il procedere rettilineo dell'unità navigante provoca una resistenza accentuata alle virate.

Presentazione del trovato

Scopo della presente invenzione è superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra evidenziati mettendo a disposizione uno scavo navale che consenta di diminuire l'effetto frenante della sua massa rispetto agli scafi equivalenti noti.

Un altro scopo della presente invenzione è mettere a disposizione uno scavo navale che consenta di favorire e migliorare la virata dell'unità navigante.

Non ultimo scopo è che lo scafo navale dell'invenzione abbia comunque un effetto stabilizzante sull'unità navigante almeno uguale, se non superiore, agli scafi noti.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da uno scafo navale in accordo con la rivendicazione principale. Le altre rivendicazioni contengono elementi di dettaglio dell'invenzione.

In particolare, lo scafo potrà essere del tipo avente almeno una porzione superiore definente l'opera morta e almeno una porzione inferiore definente l'opera viva separata dall'opera morta dalla linea di galleggiamento.

Secondo un aspetto dell'invenzione, l'opera viva potrà comprendere una o più prime aperture passanti, realizzate sulla parete dello scafo in corrispondenza della sezione di prua, ed una o più seconde aperture passanti realizzate sulla parete dello scafo in corrispondenza della sezione di poppa.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, lo scafo potrà comprendere anche una o più condotte suscettibili di mettere in comunicazione fluidica le prime aperture con le seconde aperture per consentire all'acqua di fluire attraverso tali condotte dalla sezione di prua alla sezione di poppa.

In altre parole, l'opera viva dello scafo potrà presentare una o più condotte che consentono all'acqua di attraversare lo scafo stesso e non di scivolargli attorno. In questo modo la proiezione frontale dello scafo che si scontra con l'acqua durante la navigazione è diminuita. Tuttavia, la stabilità dell'unità navigante non è compromessa, anzi è migliorata poiché il flusso di acqua che attraversa le condotte tende a mantenere l'unità navigante su una linea di galleggiamento costante.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, se lo scafo navale è del tipo comprendente una deriva ed un bulbo, le aperture e le condotte potranno essere realizzate nella deriva o nel bulbo o in entrambi.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, almeno una delle seconde aperture potrà essere realizzata sul lato di dritta della sezione di poppa e almeno un'altra delle seconde aperture potrà essere realizzata sul lato di sinistra della sezione di poppa. Inoltre, potranno essere presenti primi mezzi di chiusura di una o più condotte per impedirvi, a comando, il flusso dell'acqua.

In questo modo il flusso dell'acqua potrà essere canalizzato solo in alcune direzioni. Ad esempio, esso potrà essere canalizzato solo verso le seconde aperture realizzate sul lato di dritta favorendo, in questo modo, una virata a dritta. In altre parole, controllando il flusso canalizzato dell'acqua attraverso le condotte sarà possibile ottenere angoli di virata molto stretti. È quindi aumentata la governabilità dell'unità navigante.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di uno scafo navale secondo l'invenzione, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta un'unità navigante comprendente uno scafo navale secondo l'invenzione in vista assonometrica;

la FIG. 2 rappresenta un particolare dello scafo navale di FIG. 1 in vista laterale;

la FIG. 3 rappresenta un particolare dello scafo navale di FIG. 1 in vista dall'alto.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla fig. 1 , si descrive uno scafo navale 1 secondo l'invenzione ed appartenente ad una unità navigante U. Lo scafo 1 in oggetto presenta almeno una porzione superiore definente l'opera morta 2 ed almeno una porzione inferiore definente l'opera viva 3 separata dall'opera morta 2 dalla linea di galleggiamento 4.

In figura si osserva che lo scafo 1 è provvisto di una deriva 5 e, vincolato alla parte distale della deriva 5 stessa, un bulbo 6.

Si specifica che tale forma di esecuzione dello scafo è solo un esempio e non vuole essere limitativa per differenti forme di esecuzione nelle quali lo scafo presenta sagomature differenti oppure è privo del bulbo o, ancora, è privo della deriva.

Secondo un aspetto dell'invenzione, lo scafo 1 comprende una o più prime aperture passanti 10 realizzate sulla parete 11 dello scafo 1 in corrispondenza della sezione di prua 12 dell'opera viva 3.

Nelle figure si osserva una singola apertura principale 13 realizzata in corrispondenza del piano diametrale dello scafo 1. Tuttavia, secondo differenti forme di esecuzione dell'invenzione possono essere presenti più aperture realizzate nel lato di dritta e/o nel lato di sinistra della prua senza per questo uscire daN'ambito di tutela delle rivendicazioni che seguono.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, lo scafo 1 comprende anche una o più seconde aperture passanti 15 realizzate sulla parete 11 dello scafo 1 in corrispondenza della sezione di poppa 16 dell'opera viva 3.

Queste ultime sono fluidicamente collegate alle prime aperture passanti 10 mediante una o più condotte 17 per consentire all'acqua di entrare da tali prime aperture 10, fluire attraverso le condotte 17 ed uscire dallo scafo in corrispondenza della poppa 16 tramite le seconde aperture 15.

In questo modo, quindi, l'acqua anziché scontrarsi contro la proiezione frontale dello scafo 1, vi penetra fuoriuscendo dalla sezione di poppa 16. Risulta quindi diminuita la superficie di “scontro” tra scafo 1 e acqua e, di conseguenza, risulta diminuito l'effetto frenante dello scafo 1 durante la navigazione dell'unità navigante U. In fig. 2 è visibile con maggior dettaglio la porzione dello scafo 1 interessata dalle condotte 17. Esse, in particolare sono una nel tratto iniziale e due nel tratto verso l'uscita, come si può apprezzare anche in fig. 3. Ciò ovviamente è solo un esempio e non deve essere inteso in senso limitatiovo per forme di esecuzione differenti con più condotte.

È evidente che l'apertura principale 13, posta in comunicazione fluidica con una o più di delle seconde aperture 15, è quella che consente di massimizzare la riduzione dell'effetto frenante essendo frontale all'acqua. Tuttavia anche prime aperture passanti 10 realizzate sui lati di dritta 18 e di sinistra 19 della prua 12 consentono di ottenere lo stesso effetto anche se con un'efficienza lievemente inferiore. Lo stesso discorso vale per le seconde aperture 15 le quali, nelle figure, sono realizzate nei lati di dritta 18 e di sinistra 19 della poppa 16, ma è evidente che ciò non è limitativo per forme di esecuzione differenti secondo la quale è presente anche una seconda apertura principale realizzata in corrispondenza del piano diametrale dello scafo.

In ogni caso, è evidente che lo scafo 1 risulta essere più leggero a causa della sua perforazione. Tuttavia il flusso di acqua che scorre nelle condotte 17 tende a mantenere l'unità navigante U su una linea di galleggiamento costante nonostante il moto ondoso che la interessa.

Nelle figure si osserva che le aperture 10, 15 e le condotte 17 sono realizzate nel bulbo 6 dello scafo 1. Come anticipato in precedenza, però, esse possono essere realizzate nella deriva. Secondo ulteriori varianti, non rappresentate, può esservi un sistema multiplo per cui le aperture e le condotte possono essere realizzate sia sul bulbo che sulla deriva che sullo scafo vero e proprio. In caso di mancanza di bulbo, esse potranno essere realizzate sulla deriva e/o sullo scafo, mentre se manca anche la deriva esse saranno necessariamente realizzate nello scafo vero e proprio.

II flusso di acqua nelle condotte 17 può essere utilizzato anche per un altro scopo. È ovvio, infatti, che esso rappresenta una forza il cui vettore è tangente alla direzione individuata dalle condotte 17. In questo senso, lo scafo 1 comprende anche primi mezzi di chiusura 20, tipicamente ma noon necessariamente costituiti da saracinesche, di una o più condotte 17 per impedirvi, a comando, il flusso dell'acqua. In questo modo è possibile scegliere attraverso quali seconde aperture 15 far uscire l'acqua. Se, ad esempio, si chiudono tutte le condotte 17 che portano alle seconde aperture 15 presenti sul lato di sinistra 19 e si tengono aperte le sole condotte 17 che portano alle seconde aperture 15 poste sul lato di dritta 18, si costringe l'unità navigante U a virare a dritta a causa dell'effetto propulsivo che ha l'acqua quando esce dalle seconde aperture passanti 15. Di conseguenza, vantaggiosamente, associando i mezzi di chiusura 20 al sistema di virata dell'unità navigante si possono ottenere angoli di virata più stretti, migliorando notevolmente la manovrabilità dell'unità navigante U.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, lo scafo 1 presenta anche secondi mezzi di chiusura, non rappresentati nelle figure, di una o più delle prime 10 e seconde aperture passanti 15. Tali secondi mezzi di chiusura, all'occorrenza, consentono di aumentare improvvisamente l'effetto frenante dello scafo 1. In altri termini, le aperture passanti 10 e 15 unitamente alle condotte 17 quando aperte consentono di aumentare la velocità dell'unità navigante U, ma quando chiuse consentono di diminuirla drasticamente potenziandone il potere frenante. Si osserva che lo stesso effetto è ottenibile anche azionando i primi mezzi di chiusura 20.

Per quanto non rappresentate, sono ammissibili anche ulteriori varianti secondo le quali alcune prime aperture realizzate sul lato di dritta della prua sono collegabili fluidicamente con rispettive prime aperture realizzate sul lato di sinistra della prua. Analogamente, alcune seconde aperture realizzate sul lato di dritta della poppa sono collegabili fluidicamente con rispettive seconde aperture realizzate sul lato di sinistra della poppa. In altri termini, seconda tali varianti possono essere aperte delle vie di flusso per l'acqua trasversali allo scafo. Ciò consente di far ruotare più facilmente l'unita navigante anche da ferma.

Operativamente, con le condotte 17 aperte durante la navigazione l'acqua attraversa lo scafo entrando dalle prime aperture 10 ed uscendo attraverso le seconde aperture 15. Ciò consente di raggiungere le velocità desiderate con minore sforzo. Nel caso di propulsione a combustibile ciò comporta un consumo inferiore, nel caso di propulsione a vela ciò comporta il raggiungimento delle velocità desiderate in minor tempo e/o con venti di minore potenza.

In caso di frenata improvvisa, l'azionamento dei primi 20 e dei secondi mezzi di chiusura consente di ridurre il tempo e lo spazio di frenata. In altre parole, è possibile mantenere la velocità di crociera più a lungo prima di dover frenare. In caso di emergenza, inoltre, lo scafo 1 dell'invenzione è più sicuro consentendo di frenare il moto dell'unità navigante con più vigore.

In caso di virata, la chiusura opportuna di una o più seconde aperture sul lato desiderato consente di aumentare vantaggiosamente l'angolo di virata. In questo senso è possibile pensare all'utilizzo di un sistema elettronico intelligente che agisca sui suddetti mezzi di chiusura 20 in accordo con l'angolo di virata chiesto dall'utente.

Alla luce di quanto precede, si comprende che lo scafo navale secondo l'invenzione raggiunge gli scopi prefissati e, in particolare, supera gli inconvenienti deN’arte nota consentendo di diminuire l'effetto frenante della sua massa rispetto agli scafi equivalenti noti.

Inoltre, esso consente di favorire e migliorare la virata dell'unità navigante. A ben vedere, lo scafo dell'invenzione raggiunge gli scopi detti pur assicurando, addirittura aumentandola, stabilità all'unità navigante.

Lo scafo navale dell'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'aimbito del trovato.

Anche se lo scafo navale è stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione aN'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

1. Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo: “SCAFO NAVALE” R I V E N D I C A Z I O N I 1. Uno scafo navale avente almeno una porzione superiore definente l'opera morta (2) e almeno una porzione inferiore definente l'opera viva (3) separata da detta opera morta (2) dalla linea di galleggiamento (4), caratterizzato dal fatto di comprendere: - una o più prime aperture passanti (10) realizzate sulla parete di detto scafo (1) in corrispondenza della sezione di prua (12) di detta opera viva (3); - una o più seconde aperture passanti (15) realizzate sulla parete di detto scafo (1) in corrispondenza della sezione di poppa (16) di detta opera viva (3); - una o più condotte (17) suscettibili di mettere in comunicazione fluidica dette prime aperture (10) con dette seconde aperture (15) per consentire all'acqua di fluire attraverso dette condotte (17) dalla sezione di prua (12) di detta opera viva (3) alla sezione di poppa (16) di detta opera viva (3).
2. 2. Scafo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che almeno una apertura principale (13) di dette prime aperture (10) è realizzata in corrispondenza del piano diametrale di detto scafo (1).
3. 3. Scafo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette condotte (17) è suscettibile di porre in comunicazione fluidica detta apertura principale (13) con una o più di dette seconde aperture (15).
4. 4. Scafo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette seconde aperture (15) è realizzata sul lato di dritta (18) di detta sezione di poppa (16) e almeno un'altra di dette seconde aperture (15) è realizzata sul lato di sinistra (19) di detta sezione di poppa (16).
5. 5. Scafo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere primi mezzi di chiusura (20) di una o più di dette condotte (17) per impedirvi, a comando, il flusso dell'acqua.
6. 6. Scafo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere secondi mezzi di chiusura di una o più di dette prime e seconde aperture passanti.
7. 7. Scafo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una deriva (5).
8. 8. Scafo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che dette prime e seconde aperture e dette condotte sono realizzate in detta deriva.
9. 9. Scafo secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un bulbo (6) vincolato alla porzione distale di detta deriva (5).
10. 10. Scafo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che dette prime (10) e seconde aperture (15) e dette condotte (17) sono realizzate in detto bulbo (6).