CN101423112B

CN101423112B - 水喷射泵

Info

Publication number: CN101423112B
Application number: CN2008101492440A
Authority: CN
Inventors: 牧田宏之
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: US7837523B2; CA2641770C; CA2641770A1; CN101423112A; JP2009107591A; US20090117790A1

Abstract

一种水喷射泵，使相邻接的叶片的前部分和后部分的重叠区域中的压力变动减小并抑制振动及噪音。所述水喷射泵，在轴体(50)的周围形成多个叶片(41、42、43)，从轴向看，相邻接的叶片的前部和后部重叠的叶轮(40)被设置在圆筒状的壳体内并被进行旋转驱动，其中，从轴向看，使叶片的后缘(41e、42e、43e)从朝向轴心(O)的半径方向(r)向旋转方向上游侧倾斜，在倾斜部和轴体外周部(51)之间形成了叶片的欠缺部(41a、42a、43a)。倾斜部相对于朝向轴心的半径方向(r)的倾斜角度(θ)取为10度以上60度以下。

Description

水喷射泵

技术领域

本发明涉及一种水喷射泵(以下简单地称为喷射泵)。更详细地讲，涉及一种用作船体的推进装置的喷射泵，特别是涉及一种其振动防止技术。

背景技术

作为现有的喷射泵，如图9所示，在轴体1的周围形成多个叶片2，从轴向看，相邻接的叶片2的前部2f和后部2r重叠的叶轮3被设置在圆筒状的壳体内并被进行旋转驱动，这样的水喷射泵已被众所周知(例如专利文献1的图3～图5)。

这种喷射泵，是通过旋转驱动叶轮3来产生喷射水流、推动船体前进的。

图9所示的叶轮3，为了提高泵效率，把各个叶片2的与旋转方向有关的长度构成得较长，因此其结果，从轴向看，相邻接的叶片2的前部2f和后部2r重叠(OL)着。

专利文献1：日本特开平9-99895号公报(图3～图5)

发明内容

发明所要解决的课题

在现有的喷射泵中，如图9(a)所示，从轴向看，叶片2的后缘2e沿朝向轴O的半径方向被形成为一条直线状。

因此，在使船体从停止状态或者低速状态开始全速前进时或在回旋中等，存在着叶轮前的压力下降，而且在叶轮3的转速高那样的状况下，叶轮3由于空穴现象(cavitation)而振动，经喷射泵引起船体振动，同时，产生噪音的问题。

更详细地讲，因为在相邻接的叶片2的前部2f和后部2r的重叠区域OL中，叶片2的前部2f中的高压区域和与其相邻接的叶片的后部2r中的低压区域相互干涉，产生激烈的压力变动，水的流动严重地紊乱，所以存在着产生振动及噪音，其振动经叶轮3和喷射泵传播到船体的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够解决上述的课题，使上述重叠区域OL中的压力变动减小而抑制振动及噪音的水喷射泵。

为了解决课题的手段

为了达到上述的目的，本发明的水喷射泵，在轴体的周围形成多个叶片，从轴向看，相邻接的叶片的前部和后部重叠的叶轮被设置在圆筒状的壳体内并被进行旋转驱动，其特征在于，从轴向看，使上述叶片的后缘的至少一部分从朝向轴心的半径方向向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部和上述轴体外周部之间形成了叶片的欠缺部。

希望将上述倾斜部相对于朝向上述轴心的半径方向的倾斜角度取为10度以上60度以下。

发明的效果

根据本发明的水喷射泵，由于在轴体的周围形成多个叶片，从轴向看，相邻接的叶片的前部和后部重叠的叶轮被设置在圆筒状的壳体内并被进行旋转驱动，其中，从轴向看，使上述叶片的后缘的至少一部分从朝向轴心的半径方向向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部和上述轴体外周部之间形成了叶片的欠缺部，所以获得下面的作用效果。

也就是说，由于从轴向看，使上述叶片的后缘的至少一部分从朝向轴心的半径方向向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部和上述轴外周部之间形成了叶片的欠缺部，所以在该欠缺部中，不产生叶片的前部中的高压区域和与其相邻接的叶片的后部中的低压区域的相互干涉。

因此，在该欠缺部中，压力变动被显著地缓和，水流的紊乱也被抑制。因此，起因于水流的紊乱的振动及噪音也被抑制，结果，船体的振动也被抑制。

如上所述，根据本发明，能够使上述重叠区域中的压力变动减小，抑制振动及噪音。

而且，由于通过使叶片的后缘的至少一部分从朝向轴心的半径方向向旋转方向上游侧倾斜，将上述欠缺部形成在该倾斜部和上述轴体外周部之间，即靠近叶轮的中心，所以与使叶片的后缘的至少一部分从朝向轴心的半径方向向旋转下游侧倾斜并在该倾斜部的外侧即在靠近叶轮的外侧形成欠缺部的情况相比，能够使效率提高(确保泵效率)。

另外，由于上述倾斜部相对于朝向轴心的半径方向的倾斜角度取为10度以上60度以下，所以能够更可靠地获得到上述效果。

附图说明

图1是表示使用本发明的水喷射泵的一个实施方式的小型滑行艇的一个例子的局部切开的概略侧视图。

图2是其概略俯视图。

图3是表示喷射泵的剖视图。

图4是叶轮的立体图。

图5是从前方(图4的左方)看叶轮的图。

图6(a)是叶轮的剖视图(图(6)中的a-a剖视图)，(b)是从后方看的图。

图7是表示叶轮的变形例的图，(a)是从前方看的图，(b)是从后方看的图。

图8是表示叶轮的比较例的图。

图9(a)、(b)是现有技术的说明图。

符号说明

30：水喷射泵

31：壳体

40：叶轮

41、42、43：叶片

41a、42a、43a：欠缺部

41e、42e、43e：后缘

50：轴体

51：轴体外周部

O：轴心

r：半径方向

R：旋转方向

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示使用本发明的水喷射泵的一实施方式的小型滑行艇的一个例子的局部切开的概略侧视图，图2是其概略俯视图。

如这些图(图1为主)所示，此小型滑行艇10是鞍座型小型船舶，乘员坐在船体11上的座位12上，握住带有调节杆的操舵手柄13可以进行行驶操作。

船体11为将外壳14和甲板15接合而在内部形成了空间16的浮体结构。在空间16内，在外壳14上搭载了引擎20，作为由此引擎20驱动的推进机构的水喷射泵30设置在外壳14的后部。

喷射泵30具有配置在从开口于船底的进水口17至开口于船体后端的喷流口32及喷嘴32a的流路18内的叶轮40，叶轮40的驱动用的轴(驱动轴)22经联轴器23与引擎20的输出轴21连结。因此，如果由引擎20经联轴器23及驱动轴22旋转驱动叶轮40，则从进水口17取入的水从喷流口32经喷嘴32a喷出，由此推进船体11。引擎20的驱动转速，即由喷射泵30产生的推进力，由上述操舵手柄13的调节杆13a(参照图2)的转动进行操作。喷嘴32a由未图示的钢丝等构成的连接机构连接着与该喷嘴32a一体的杆32a1(图2)和操舵手柄13，由操舵手柄13的操作进行转动操作，由此可以变更船体11的前进路线。

图3是表示喷射泵30的剖视图。

如此图所示，喷射泵30具有形成与设置在船体11的底部的进水口17(参照图1)连通的流路18的圆筒状的壳体(导叶通道)31、配置在此壳体31内的叶轮40、设置在壳体31内的叶轮的轴承部33、堵塞此轴承部33的后端的盖34。

喷射泵30，通过将在壳体31的前部形成的凸缘部31d由未图示的螺栓固定在外壳14上，以可装卸的方式相对于外壳14安装着。

壳体31具有叶轮收容部31a、轴承收容部31b、和喷流口32(参照图1)，叶轮收容部31a和轴承收容部31b被构成为一体。在轴承收容部31b内，经静叶片31b1，一体地形成了上述轴承部33。

图4是叶轮40的立体图，图5是从前方(图4的左方)看叶轮40的图，图6(a)是叶轮40的剖视图(图6(b)中的a-a剖视图)，(b)是从后方看到的图。

如图3～图6所示，叶轮40具有轴体50、和在此轴体50的周围与轴体50一体地形成螺旋状的多个(图示的是3个)叶片41、42、43，相邻接的叶片的前部和后部从轴向看重叠着。即，如图5所示，叶片41的前部41f和叶片43的后部43r、叶片42的前部42f和叶片41的后部41r、叶片43的前部43f和叶片42的后部42r从轴向看分别重叠着。

在图5、图6(b)中，箭头R表示叶轮40的旋转方向，各叶片41、42、43的后缘41e、42e、43e分别从朝向轴心O的半径方向r向旋转方向上游侧倾斜着，在该倾斜部(41e、42e、43e)和上述轴体50的外周部51之间形成了叶片41、42、43的欠缺部41a、42a、43a。

倾斜部(41e、42e、43e)相对于朝向轴心O的半径方向r的倾斜角度θ希望分别取为10度以上60度以下，更希望取为20度以上40度以下，在本实施方式中把倾斜角度θ取为大约35度。

如果倾斜角度不到10度，则欠缺部41a、42a、43a变得过小，不能充分地使重叠区域中的压力变动减小，不能抑制振动及噪音。另一方面，如果倾斜角超过60度，则欠缺部41a、42a、43a变得过大，泵效率下降。

因此，如上所述，希望倾斜角度取为10度以上60度以下，更希望取为20度以上40度以下。

再有，在图6(a)、(b)中，符号55是从后方见到的形成了圆弧状的减轻重量部。符号56是设置在毂部和轴体50内面之间的加强筋。

如图3所示，叶轮40，其轴体50的毂部前部52卡合在形成于驱动轴22的后端上的花键轴22b上，与驱动轴22一起旋转。此驱动轴22，其前端部如上述的那样，经联轴器23与已搭载在船体11上的引擎20的输出轴21连结着(图1)。

另一方面，在轴承部33上，经前后轴承构件(图示的是滚珠轴承)61、62可旋转(自由旋转)地支承着叶轮轴35，叶轮轴35支承轴体50的毂部后部53。在叶轮轴35的前端形成了外螺纹35a，通过此外螺纹35a与形成在轴体50的毂部后部53上的内螺纹54(参照图6(a))螺纹配合，叶轮40和叶轮轴35被结合在一起。

因此，叶轮40的毂部前部52与轴22结合，毂部后部53与叶轮轴35结合，这些轴22及叶轮轴35一起旋转。

图7是表示叶轮的变形例的图，(a)是从前方见到的图，(b)是从后方见到的图。在该图中，对于与图5、图6所示的叶轮40相同的部分或者相当的部分赋予了相同的符号。

此叶轮40＇与上述的叶轮40的不同点在于，使各叶片41、42、43的后缘的一部分(轴心O侧的部分)41e1、42e1、43e1分别从朝向轴心O的半径方向r向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部(41e1、42e1、43e1)和上述轴体50的外周部51之间形成了叶片41、42、43的欠缺部41a、42a、43a，其他方面不变。

倾斜部(41e1、42e1、43e1)相对于朝向轴心O的半径方向r的倾斜角度θ分别取为大约45度。

再有，作为后缘的其它部分的外侧部分41e2、42e2、43e2分别成为与朝向轴心O的半径方向r相同的方向。

根据以上那样的水喷射泵，能得到如下的作用效果。

(a)由于从轴向看，使叶片41、42、43的后缘的至少一部分(在图5中，后缘41e、42e、43e的大致全部，在图7中，后缘的一部分41e1、42e1、43e1)，从朝向轴心O的半径方向r向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部和上述轴体外周部51之间形成了叶片的欠缺部41a、42a、43a，所以在该欠缺部41a、42a、43a中，不产生叶片的前部41f、42f、43f中的高压区域(更详细地讲，是叶片的前部的背面侧中的高压区域)和与其相邻接的叶片的后部43r、41r、42r中的低压区域(更详细地讲，是叶片的后部的前面侧)的相互干涉。

因此，由于在该欠缺部41a、42a、43a中，压力变动被显著地缓和，水流的紊乱也被抑制，所以起因于水流紊乱的振动及噪音也被抑制，结果，船体11的振动也被抑制。

特别是，能够抑制在使船体11从停止状态或低速状态开始全速前进时或在回旋中等的起因于水流紊乱的振动和噪音。

而且，由于上述欠缺部41a、42a、43a，是使叶片的后缘的至少一个部分从朝向轴心O的半径方向r向旋转方向上游侧倾斜，并在该倾斜部和上述轴体外周部51之间即靠近叶轮40的中心形成的，所以，例如像图8所示的比较例的那样，与使叶片的后缘的至少一部分g从朝向轴心O的半径方向r向旋转方向下游侧倾斜并在该倾斜部g的外侧即靠近叶轮的外侧形成欠缺部c的情况相比，能够使泵效率提高(确保泵效率)，在图8所示的比较例中，由于靠近叶片的外侧欠缺，所以泵效率降低了。

(b)由于把倾斜部相对于朝向轴心O的半径方向r的倾斜角度取为10度以上60度以下，所以能够更可靠地获得上述效果。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明是不被上述的实施方式限定的，在本发明的宗旨的范围内可以实施适当的变形。

Claims

1.一种水喷射泵，在轴体的周围形成多个叶片，从轴向看，相邻接的叶片的前部和后部重叠的叶轮被设置在圆筒状的壳体内并被进行旋转驱动，其特征在于，从轴向看，使上述叶片的后缘的至少一部分以朝向轴心的半径方向为基准向旋转方向上游侧倾斜，在该倾斜部和上述轴体外周部之间形成了叶片的欠缺部。

2.根据权利要求1所述的水喷射泵，其特征在于，将上述倾斜部相对于朝向上述轴心的半径方向的倾斜角度取为10度以上60度以下。