JP2018017215A - 船舶および船舶の排気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーターロック内における乱流の発生を抑制して排気ガスの排出効率の向上を図れる船舶、および、船舶のための排気構造を提供する。【解決手段】エンジンを備えた船舶の排気構造２０は、出口２１Ｄが形成された先端部２１Ａを有する上流排気管２１と、先端部２１Ａを収容した内部空間２２Ｇを有するウォーターロック２２と、ウォーターロック２２に接続された下流排気管２３と、流れ方向変換部材の一例としての堰き止め部２５と、を含む。上流排気管２１は、エンジンからの排気ガスを先端部２１Ａまで導く。下流排気管２３は、出口２１Ｄから内部空間２２Ｇに流入した排気ガスを艇体の外に排出する。堰き止め部２５は、出口２１Ｄにおいて、先端部２１Ａの管軸Ａと交差する交差方向Ｙ２へと排気ガスの流れ方向を変換する。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを備えた船舶、および、船舶のための排気構造に関する。

特許文献１に記載のウォータービークルは、エンジンから排出される排気ガスを船体から外部に排出する排気装置を含む。排気装置は、エンジンの側部から後方に延びる第１排気管と、第１排気管の後端部に接続されたタンク状のウォーターロックと、ウォーターロックの後部に接続されて船体の後端下部において開口した第２排気管とを含む。ウォーターロックの内部は、パーテーションによって上流部分と下流部分とに区画されている。パーテーションパイプが、パーテーションを貫通して設けられている。第１排気管の後端部は、ウォーターロック内の上流部分に配置された内管を含む。第２排気管の上流端部は、ウォーターロック内の下流部分に配置されている。

エンジンから排出される排気ガスは、第１排気管を通って内管の出口からウォーターロック内の上流部分に流れ、パーテーションパイプを通過してウォーターロック内の下流部分に入った後に、第２排気管を通って船外に排出される。

特開２００８−１５７２１７号公報

特許文献１に記載の内管の出口は、内管の管軸に沿う方向においてパーテーションに対向している。そのため、出口からウォーターロック内の上流部分に流入する排気ガスの一部が前記管軸に沿って直進してパーテーションおよびパーテーションパイプに衝突することによって、ウォーターロック内に乱流が発生することがある。ウォーターロック内に乱流が発生すると、ウォーターロック内の排気ガスが円滑に第２排気管に到達できなくなるので、船外への排気ガスの排出効率が低下する虞がある。

そこで、本発明の一実施形態は、ウォーターロック内における乱流の発生を抑制して排気ガスの排出効率の向上を図れる船舶、および、船舶のための排気構造を提供する。

本発明の一実施形態は、艇体と、前記艇体に収容されたエンジンと、出口が形成された先端部を有する上流排気管と、前記先端部を収容した内部空間を有するウォーターロックと、前記ウォーターロックに接続された下流排気管と、流れ方向変換部材と、を含む、船舶を提供する。前記上流排気管と前記ウォーターロックと前記下流排気管と前記流れ方向変換部材とは、船舶の排気構造を構成する。前記上流排気管は、前記エンジンからの排気ガスを前記先端部まで導く。前記下流排気管は、前記出口から前記内部空間に流入した排気ガスを前記艇体の外に排出する。前記流れ方向変換部材は、前記出口において、前記先端部の管軸と交差する交差方向へと排気ガスの流れ方向を変換する。

この構成によれば、エンジンから上流排気管の先端部に到達した排気ガスは、先端部の管軸と交差する交差方向へ向けて先端部の出口からウォーターロックの内部空間に流入する。このようにウォーターロックの内部空間に流入した排気ガスは、ウォーターロックの内壁に沿って流れることによって整流されるので、ウォーターロック内における乱流の発生を抑制できる。これにより、ウォーターロック内の排気ガスは、円滑に下流排気管に到達して艇体の外に排出されるので、排気ガスの排出効率の向上を図れる。

本発明の一実施形態において、前記先端部は、前記ウォーターロックの内壁を管軸方向に沿って貫通しており、前記流れ方向変換部材は、前記内壁に沿う方向へと排気ガスの流れ方向を変換してもよい。
この構成によれば、上流排気管の先端部の出口からウォーターロックの内部空間に流入した排気ガスは、確実にウォーターロックの内壁に沿って流れる。これにより、ウォーターロックの内部空間における排気ガスの整流が促進されるので、ウォーターロック内における乱流の発生を一層抑制して排気ガスの排出効率の一層の向上を図れる。

本発明の一実施形態において、前記出口は、前記先端部において前記管軸を中心とする径方向の外方へ向けて開口していてもよい。この構成により、排気ガスをウォーターロックの内壁に沿って流すことができる。これにより、ウォーターロックの内部空間における排気ガスの整流が促進されるので、ウォーターロック内における乱流の発生を一層抑制して排気ガスの排出効率の一層の向上を図れる。

本発明の一実施形態において、前記流れ方向変換部材は、前記先端部に到達した排気ガスを堰き止めるための堰き止め部を含んでもよい。
この構成によれば、上流排気管の先端部に到達した排気ガスは、堰き止められることによって先端部の管軸に沿って直進できなくなる。これにより、先端部の出口における排気ガスの流れ方向を、前記交差方向へと変換することができる。

本発明の一実施形態において、前記堰き止め部を前記先端部に固定するための締結部材が備えられてもよい。
この構成によれば、上流排気管の先端部に固定されることによって堰き止め部の位置が安定するので、堰き止め部は、前記先端部に到達した排気ガスを確実に堰き止めることができる。

本発明の一実施形態において、前記締結部材が３つ以上設けられていてもよい。
この構成によれば、堰き止め部が、３つ以上の締結部材によって上流排気管の先端部に固定されることによって、堰き止め部の位置が一層安定する。
本発明の一実施形態において、前記先端部を取り囲み、前記エンジンの冷却水を前記内部空間に導くための流路を前記先端部との間に形成した排水管が備えられていてもよい。

この構成によれば、流路からウォーターロックの内部空間に流入した冷却水は、ウォーターロックの内壁に沿って流れる排気ガスに乗ることによって、円滑に下流排気管に到達して下流排気管から艇体の外に排出される。そのため、排気ガスの排出効率の向上だけでなく、冷却水の排出効率の向上も図れる。また、前述したようにウォーターロック内における乱流の発生が抑制されるので、ウォーターロック内の冷却水が乱流によってかき混ぜられてしぶきが生じることを抑制できる。したがって、このようなしぶきが出口から上流排気管に浸入して上流排気管内を逆流することを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る船舶の模式図である。 上下前後に沿う垂直面で切断したときの船舶の排気構造の断面図である。 排気構造の上流排気管の先端部の斜視図である。 第１変形例に係る上流排気管の先端部の斜視図である。 第２変形例に係る上流排気管の先端部の斜視図である。 上下前後に沿う垂直面で切断したときの第３変形例に係る排気構造の断面図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る船舶１の模式図である。図１における左右方向が船舶１の前後方向である。図１における左方は船舶１の前方である。以下の説明では、船舶１の前方を向いたときを基準として船舶１の左右方向を定義する。すなわち、図１の紙面に直交する方向における手前が、船舶１の左方であり、図１の紙面に直交する方向における奥が、船舶１の右方である。

船舶１は、艇体２と、艇体２の内部に収容されたエンジン３とを含む。艇体２は、船底を形成するハル４と、ハル４の上方に配置されたデッキ５とを含み、前後方向に長手である。エンジン３は、上下方向におけるハル４とデッキ５との間に区画されたエンジンルーム内に配置されている。エンジン３は、前後方向に延びるクランク軸線（図示せず）まわりに回転するクランクシャフト（図示せず）を含む内燃機関である。

この実施形態における船舶１は、ジェット推進艇であり、乗員が座るシート６と、乗員によって左右に操作されるステアリングハンドル７と、艇体２の後部に取り付けられたジェットポンプ８とをさらに含む。シート６およびステアリングハンドル７は、艇体２の上部に配置されている。スロットルレバー（図示せず）がステアリングハンドル７の右端部に取り付けられており、エンジン３の駆動力は、乗員によるスロットルレバーの操作によって調整される。

ジェットポンプ８は、エンジン３よりも後方に配置されている。ジェットポンプ８は、エンジン３の駆動力によって水を船底から吸引して艇体２の外に噴出する。これにより、ジェットポンプ８は、船舶１を推進させるための推進力を発生する。
詳しくは、ジェットポンプ８は、艇体２の水を吸引する吸水口９と、吸水口９から吸引された水を後方に噴出する排水口１０と、吸水口９に吸引された水を排水口１０に導く流路１１とを含む。ジェットポンプ８は、前後方向に延びるドライブシャフト１２と、流路１１内に配置されたインペラ１３および静翼１４と、ノズル１５と、ノズル１５から後方への水の噴出方向を左右に偏向させるデフレクタ１６とをさらに含む。

吸水口９は、船底において開口しており、排水口１０は、吸水口９より後方において後向きに開口している。ドライブシャフト１２の前端部は、艇体２内に配置されて、継手等（図示せず）を介してエンジン３のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。ドライブシャフト１２の後端部は、流路１１内に配置され、インペラ１３に連結されている。静翼１４は、インペラ１３の後方に配置されており、ノズル１５は、静翼１４の後方に配置されている。静翼１４およびノズル１５は、流路１１に固定されている。

インペラ１３は、流路１１内において、ドライブシャフト１２の中心軸線まわりに回転可能である。インペラ１３は、エンジン３によって、ドライブシャフト１２と共にドライブシャフト１２の中心軸線まわりに回転駆動される。インペラ１３が回転駆動されると、艇体２の外の水が吸水口９から流路１１内に吸引され、インペラ１３から静翼１４に送られる。インペラ１３によって送られた水が静翼１４を通過することにより、インペラ１３の回転によって生じた水流のねじれが低減され、水流が整えられる。したがって、整流された水が、静翼１４からノズル１５に送られる。ノズル１５は、前後方向に延びる筒状であり、排水口１０がノズル１５の後端部に形成されている。したがって、ノズル１５に送られた水は、ノズル１５の後端部の排水口１０から後方に噴射される。

デフレクタ１６は、ノズル１５から後方に延びている。デフレクタ１６は、上下方向に延びるデフレクタ軸線１６Ａまわりに左右に回転可能にノズル１５に連結されている。デフレクタ１６は、中空である。ノズル１５の排水口１０は、デフレクタ１６内に配置されている。デフレクタ１６には、後向きに開口した噴出口１７が形成されている。噴出口１７は、排水口１０の後方に配置されている。排水口１０から後方に噴射された水は、デフレクタ１６の内部を通って噴出口１７から後方に噴出される。デフレクタ１６は、ステアリングハンドル７の操作に応じて左右に回動する。これにより、ジェットポンプ８から噴出される水の方向が、ステアリングハンドル７の操作によって左右に変更されるので、船舶１が操舵される。

船舶１は、エンジン３において発生した排気ガスを艇体２の外へ排出するための排気構造２０をさらに含む。排気構造２０に関連して、排気口２Ａが、艇体２の左面部または右面部の後部に形成されている。排気構造２０は、上流排気管２１と、ウォーターロック２２と、下流排気管２３とを含み、艇体２内に配置されている。
上流排気管２１は、エンジン３におけるシリンダの排気ポート（図示せず）に接続されている。シリンダが複数存在する場合には、上流排気管２１は、各シリンダの排気ポートに接続されていて、合流した後に後方へ延びている。上流排気管２１は、エンジン３の排気ポートからの排気ガスを後方に導く。排気ガスの流れ方向における上流排気管２１の最下流に位置する先端部２１Ａは、上流排気管２１の後端部である。エンジン３から排出されたばかりの比較的高温の排気ガスが上流排気管２１内を通過するので、排気構造２０において少なくとも上流排気管２１は、金属製であることが好ましい。

図２は、上下前後に沿う垂直面で切断したときの排気構造２０の断面を左方から見た図である。先端部２１Ａは、管軸Ａを有する管状（この実施形態では円管状）に形成されている。この実施形態では、管軸Ａの管軸方向は、船舶１の前後方向と一致している。先端部２１Ａは、円管状に形成されていなくてもよく、例えば、管軸Ａと直交する平面で切断したときに略矩形状等の多角形状の断面を有する角管状に形成されていてもよい。先端部２１Ａにおいて前後方向における途中の部分は、一段細く形成されてくびれ部２１Ｂを構成している。円形状の開口部２１Ｃが、先端部２１Ａの後端面に形成されている。複数の出口２１Ｄが、先端部２１Ａの外周面に形成されている。各出口２１Ｄは、管軸Ａを中心とする径方向Ｒに沿って先端部２１Ａを貫通していて、径方向Ｒの外方へ向けて開口している。この実施形態では、前後方向において等間隔で並んだ４つの出口２１Ｄによって構成された列が複数存在し、これらの列が、先端部２１Ａの外周面においてくびれ部２１Ｂよりも後方の領域において、管軸Ａまわりの周方向Ｓに並んで配置されている。出口２１Ｄは、丸穴であってもよいし、丸穴でなく、前後方向または周方向Ｓに沿って延びるスリット状に形成されてもよい。出口２１Ｄが１つだけ存在してもよい。

排気構造２０は、流れ方向変換部材の一例としての堰き止め部２５をさらに含む。堰き止め部２５は、前後方向に一致した板厚方向を有する円板状に形成されている。堰き止め部２５は、先端部２１Ａに後方から対向していて、開口部２１Ｃを塞いでいる。この状態における堰き止め部２５を先端部２１Ａの一部とみなしてもよい。堰き止め部２５は、締結部材の一例としての複数本（この実施形態では３本）のボルト２６によって先端部２１Ａに固定されている。

図３は、堰き止め部２５が固定された先端部２１Ａを後方から見た斜視図である。ボルト２６に関連して、先端部２１Ａは、その後端から周方向Ｓの全域にわたって径方向Ｒの外方へ張り出した環状のフランジ部２１Ｅと、先端部２１Ａの外周面から径方向Ｒの外方へ隆起してフランジ部２１Ｅから前方へ延びる隆起部２１Ｆとを一体的に有する。隆起部２１Ｆは、ボルト２６と対応して複数存在し、この実施形態では、３つの隆起部２１Ｆが周方向Ｓにおいて等間隔で並んでいる。出口２１Ｄは、周方向Ｓにおいて隆起部２１Ｆから外れた位置、具体的には、隣り合う隆起部２１Ｆの間に配置されている。開口部２１Ｃを塞いだ状態にある堰き止め部２５における外周部２５Ａは、フランジ部２１Ｅに後方から重なっている。

各ボルト２６のねじ部（図示せず）は、外周部２５Ａおよびフランジ部２１Ｅを後方からこの順番で貫通し、対応する隆起部２１Ｆに形成されたねじ穴（図示せず）に組み付けられている。これによって、堰き止め部２５が先端部２１Ａに固定されている。この状態における３つのボルト２６は、周方向Ｓにおいて等間隔で並んでいる。このように堰き止め部２５が少なくとも３つのボルト２６によって先端部２１Ａに固定されれば、ボルト２６が２つ以下である場合よりも、堰き止め部２５の位置が安定する。

ウォーターロック２２は、前後方向においてエンジン３とジェットポンプ８との間に配置されている（図１参照）。図２を参照して、ウォーターロック２２は、例えば前後方向に長手のタンク状に形成されている。ウォーターロック２２は、前後方向に延びる円筒部２２Ａと、円筒部２２Ａの後端部に接続されて円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂを後方から塞いだ後閉塞部２２Ｃと、円筒部２２Ａの前端部に接続されて内部空間２２Ｂを前方から塞いだ前閉塞部２２Ｄとを一体的に含む。後閉塞部２２Ｃおよび前閉塞部２２Ｄのそれぞれは、ほぼ円板状に形成されている。後閉塞部２２Ｃは、後方へ向けて膨れるように湾曲していてもよい。前閉塞部２２Ｄは、前方へ向けて膨れるように湾曲していてもよい。前閉塞部２２Ｄの中心部には、前方へ突出した突出部２２Ｅが一体的に設けられている。突出部２２Ｅは、円筒部２２Ａよりも外径の小さい円筒状に形成されている。突出部２２Ｅの内部空間２２Ｆは、円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂに前方から連通していて、これらの内部空間は、ウォーターロック２２全体の内部空間２２Ｇを構成している。内部空間２２Ｆに連通する開口部２２Ｈが、突出部２２Ｅの前端面に形成されている。

上流排気管２１の先端部２１Ａにおいて少なくともくびれ部２１Ｂのよりも後方の部分は、開口部２２Ｈから突出部２２Ｅの内部空間２２Ｆに挿入されている。先端部２１Ａは、突出部２２Ｅから円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂの前端部まではみ出すことによって、前閉塞部２２Ｄにおけるウォーターロック２２の内壁２２Ｉを前後方向に沿って貫通している。先端部２１Ａにおいて少なくとも出口２１Ｄが形成された部分は、円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂに配置されている。このように内部空間２２Ｂに収容された先端部２１Ａは、円筒部２２Ａおよび突出部２２Ｅと同軸状に配置されている。先端部２１Ａと、先端部２１Ａを取り囲んだ突出部２２Ｅとの間には、流路２７が形成されている。流路２７は、環状に形成され、先端部２１Ａと突出部２２Ｅとの間において前後方向に延びて、前方から内部空間２２Ｂに連通している。

下流排気管２３は、ウォーターロック２２の円筒部２２Ａを上方から貫通することによってウォーターロック２２に接続された上流端部２３Ａと、艇体２の排気口２Ａに接続された下流端部２３Ｂ（図１参照）とを有し、上流端部２３Ａから下流端部２３Ｂまで延びている。艇体２の外の海水等の水が排気口２Ａから下流排気管２３内を逆流することを防止するために、下流排気管２３において上流端部２３Ａと下流端部２３Ｂとの間の途中部分は、上方へ延びてから下方へ延びるように折れ曲がって形成されている（図１参照）。

上流端部２３Ａは、円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂの後部に配置されている。上流端部２３Ａの下端には、下方に臨む入口２３Ｃが形成されている。船舶１が転覆して艇体２および排気構造２０の上下方向が逆になった場合には、入口２３Ｃは、艇体２の周囲の水面よりも上方に位置する。そのため、艇体２の外の水が排気口２Ａから下流排気管２３内を逆流して入口２３Ｃからウォーターロック２２内に浸入することを防止できる。上流端部２３Ａは、内部空間２２Ｂにおいて上流排気管２１の先端部２１Ａおよび堰き止め部２５に後方から対向するように、左右方向（図２の紙面に直交する方向）においてこれらと同じ位置に配置されてもよい。または、上流端部２３Ａは、先端部２１Ａおよび堰き止め部２５に対して左右方向にずれた位置に配置されてもよい。

排気構造２０は、排水管３０と冷却管３１とをさらに含む。排水管３０は、上流排気管２１の先端部２１Ａを同軸状で取り囲んでいて、先端部２１Ａとの間に流路３２を形成している。流路３２は、環状に形成され、先端部２１Ａと排水管３０との間において前後方向に延びている。流路３２の前端部（図示せず）は、塞がれている。流路３２は、先端部２１Ａとウォーターロック２２の突出部２２Ｅとの間の流路２７に対して、突出部２２Ｅの開口部２２Ｈを介して前方から連通している。

冷却管３１は、エンジン３と排水管３０とに接続されている。冷却管３１に関連して、艇体２内には、艇体２の外の水を冷却水として船底から取り込んでエンジン３に送る冷却路（図示せず）が設けられていて、冷却路を通ってエンジン３を冷やした冷却水は、冷却管３１を通って流路３２に流入し、流路３２および流路２７を順番に通過してウォーターロック２２の円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂに流入する。つまり、流路３２および流路２７は、エンジンの冷却水を内部空間２２Ｂに導くために設けられている。なお、排水管３０の後端部が突出部２２Ｅに径方向Ｒの外方から密着しているので、排水管３０と突出部２２Ｅとの継ぎ目からの冷却水の漏出が防止される。

次に、排気構造２０における排気ガスおよび冷却水の流れについて説明する。エンジン３からの排気ガスは、上流排気管２１内を通って先端部２１Ａまで導かれる。先端部２１Ａに到達した排気ガスは、先端部２１Ａ内では、先端部２１Ａの管軸Ａに沿って後方へ流れる（破線矢印Ｙ１参照）。
先端部２１Ａ内において後方へ流れる排気ガスの先には、堰き止め部２５が存在するので、先端部２１Ａ内の排気ガスは、堰き止め部２５によって堰き止められる。ボルト２６を用いて先端部２１Ａに固定されることによって位置が安定した堰き止め部２５は、先端部２１Ａに到達した排気ガスを確実に堰き止めることができる。

先端部２１Ａ内の排気ガスは、堰き止め部２５によって堰き止められることによって先端部２１Ａの管軸Ａに沿って直進できなくなるので、管軸Ａと交差する交差方向Ｙ２へと流れ方向を変えて先端部２１Ａの出口２１Ｄを通過する。このように、堰き止め部２５は、先端部２１Ａ内の排気ガスを堰き止めることによって、出口２１Ｄにおいて、先端部２１Ａ内の排気ガスの流れ方向を交差方向Ｙ２へと変換する。そのため、先端部２１Ａ内の排気ガスは、交差方向Ｙ２へ向けて出口２１Ｄから放射状に拡散しながらウォーターロック２２の円筒部２２Ａの内部空間２２Ｂに流入する（図３も参照）。

交差方向Ｙ２は、管軸Ａに対して傾斜しながら後方へ向かう方向を含む。この場合、先端部２１Ａにおいて径方向Ｒの外方へ向けて開口した出口２１Ｄから内部空間２２Ｂに流入した排気ガスの先には、ウォーターロック２２の内壁において管軸Ａと平行な部分、つまり円筒部２２Ａの内壁２２Ｊが存在する。そのため、流入した排気ガスは、内壁２２Ｊに沿って後方へ流れる（破線矢印Ｙ３参照）。

交差方向Ｙ２は、管軸Ａに対して傾斜する方向だけでなく、管軸Ａに略直交するように前閉塞部２２Ｄの内壁２２Ｉに沿う方向Ｙ４も含む。この場合、内部空間２２Ｂに流入した排気ガスは、内壁２２Ｉに沿って径方向Ｒの外方へ流れてから（破線矢印Ｙ４参照）、円筒部２２Ａの内壁２２Ｊに沿って後方へ流れる（破線矢印Ｙ３参照）。
排気ガスは、円筒部２２Ａの内壁２２Ｊに沿って後方へ流れることによって整流されるので、ウォーターロック２２内における乱流の発生を抑制できる。これにより、ウォーターロック２２内の排気ガスは、乱流の影響を受けることなく円滑に下流排気管２３の入口２３Ｃに到達できる（破線矢印Ｙ５参照）。ウォーターロック２２内の排気ガスは、内壁２２Ｊに沿って後方へ流れた後に後閉塞部２２Ｃの内壁２２Ｋに沿って流れてから入口２３Ｃに到達してもよいし、内壁２２Ｊに沿って流れる途中において入口２３Ｃに到達してもよい。入口２３Ｃに到達した排気ガスは、下流排気管２３を通過した後に排気口２Ａ（図１参照）から艇体２の外に排出される。

エンジン３の高速回転時や加減速時のように排気ガスの勢いが強い状況であっても、排気ガスをウォーターロック２２の内壁２２Ｊに沿って流すことによって、ウォーターロック２２内における乱流の発生を抑制して排気ガスの排出効率の向上を図れる。
流路３２および２７からウォーターロック２２の内部空間２２Ｇに流入した冷却水（１点鎖線の矢印Ｙ６参照）は、交差方向Ｙ２へ向けて出口２１Ｄから拡散してウォーターロック２２の内壁２２Ｊに沿って流れる排気ガス（破線矢印Ｙ２およびＹ３参照）に乗ることによって円滑に下流排気管２３に到達する。下流排気管２３に到達した冷却水は、排気ガスと混ざった状態で下流排気管２３から艇体２の外に排出される。これにより、排気ガスだけが艇体２の外に排出される場合に比べて、排気ガスの排気音が小さくなる。

排気ガスだけでなく冷却水も内壁２２Ｊに沿って流れることによって整流されるので、排気ガスの排出効率の向上だけでなく、冷却水の排出効率の向上も図れる。また、ウォーターロック２２内における排気ガスの乱流の発生が抑制されるので、ウォーターロック２２内の冷却水が乱流によってかき混ぜられてしぶきが生じることを抑制できる。したがって、このようなしぶきが先端部２１Ａの出口２１Ｄから上流排気管２１に浸入し、上流排気管２１内を逆流してエンジン３に到達することを抑制できる。そのため、冷却水の逆流を想定して上流排気管２１の管長を長くしなくて済むので、上流排気管２１を短くして排気構造２０および船舶１全体のコンパクト化を図ることができる。

本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
図４および図５は、それぞれ第１変形例および第２変形例に係る上流排気管２１の先端部２１Ａを後方から見た斜視図である。また、図６は、第３変形例に係る排気構造２０の断面図である。これらの図４、図５および図６において、今まで説明した部分と同一の部分には同一番号を付して、当該部分についての説明は省略する。

図４に示す第１変形例では、先端部２１Ａの外周面における出口２１Ｄが省略され、堰き止め部２５は、その外周部２５Ａから前方へ延びた円筒部２５Ｂを一体的に有している。円筒部２５Ｂは、先端部２１Ａの後端のフランジ部２１Ｅに後方から接触している。そのため、堰き止め部２５は、前後方向の隙間を隔てて先端部２１Ａの開口部２１Ｃに対向しているので、開口部２１Ｃは、堰き止め部２５によって塞がれておらず、後方へ開放されている。周方向Ｓに並んだ複数の切り欠き２５Ｃが、円筒部２５Ｂに形成されている。各切り欠き２５Ｃは、円筒部２５Ｂの後端から前方に延び、円筒部２５Ｂを径方向Ｒにおいて貫通している。各切り欠き２５Ｃは、フランジ部２１Ｅによって前方から塞がれていて、この状態において、出口２１Ｄとして機能している。各切り欠き２５Ｃは、堰き止め部２５と開口部２１Ｃとの前後方向における隙間に対して径方向Ｒの外方から連通している。

第１変形例において、上流排気管２１内を通って先端部２１Ａまで導かれた排気ガスは、管軸Ａに沿って後方へ流れて開口部２１Ｃを通過する。開口部２１Ｃを通過した排気ガスの先には、堰き止め部２５が存在するので、排気ガスは、堰き止め部２５によって堰き止められ、管軸Ａと交差する交差方向Ｙ２へと流れ方向を変えて各切り欠き２５Ｃを通過し、径方向Ｒの外方へ放射状に拡散しながらウォーターロック２２の内部空間２２Ｂに流入する。その後の排気ガスは、前述したようにウォーターロック２２の内壁２２Ｊに沿って後方へ流れることによって整流されるので、円滑に下流排気管２３に到達して艇体２の外に排出される。

図５に示す第２変形例では、出口２１Ｄが形成された先端部２１Ａと、堰き止め部２５とが、溶接等によって一体化されている。この場合には、堰き止め部２５を先端部２１Ａに固定するためのボルト２６（図３参照）と、先端部２１Ａにおいてボルト２６が組み付けられる隆起部２１Ｆ（図３参照）とを省略できる。この場合、出口２１Ｄは、先端部２１Ａの外周面において周方向Ｓにおける全域にわたって均等に設けられてもよい。先端部２１Ａは、上流排気管２１において先端部２１Ａよりも上流に位置する部分に対して別のボルト３５によって固定される。

図６に示す第３変形例において、ウォーターロック２２は、仕切部材４０と、中継管４１とを含む。仕切部材４０は、ウォーターロック２２の後閉塞部２２Ｃと近似した形状を有する円板状に形成されていて、ウォーターロック２２の内部空間２２Ｂにおいて前後方向における略中央に配置されている。仕切部材４０は、内部空間２２Ｂを、上流排気管２１の先端部２１Ａを収容した上流空間２２Ｌと、上流空間２２Ｌよりも後方に位置して下流排気管２３の上流端部２３Ａを収容した下流空間２２Ｍとに仕切っている。仕切部材４０の下端部には、上流空間２２Ｌの下部に溜まった冷却水を下流空間２２Ｍに逃がすための水抜き穴４０Ａが形成されている。

中継管４１は、前後方向に延びていて、仕切部材４０を前後方向に貫通した状態で仕切部材４０に固定されている。中継管４１は、複数存在してもよく、図６では２つの中継管４１が上下方向に並んで配置されている。上流空間２２Ｌと下流空間２２Ｍとは、中継管４１の内部を介して連通した状態にある。上流排気管２１の先端部２１Ａの出口２１Ｄから交差方向Ｙ２へ向けて放射状に拡散しながらウォーターロック２２の内部空間２２Ｂに流入した排気ガスは、上流空間２２Ｌにおいてウォーターロック２２の内壁２２Ｊに沿って後方へ流れることによって整流される（破線矢印Ｙ３参照）。そして、整流された排気ガスは、中継管４１の内部を通って下流空間２２Ｍに流入した後に、下流排気管２３を通って艇体２の外に排出される。中継管４１の前端部には、前方へ向けて広がったテーパー部４１Ａが形成されているとよい。テーパー部４１Ａによって、上流空間２２Ｌの排気ガスを円滑に中継管４１の内部に取り込むことができる。

先端部２１Ａ内の排気ガスの流れ方向を交差方向Ｙ２に変換する流れ方向変換部材として、円板状の堰き止め部２５の代わりに、図６において点線で示したガイド部材４５を用いてもよい。ガイド部材４５は、先端部２１Ａ内に配置された傾斜面４５Ａを有する。傾斜面４５Ａは、後方へ向かうにつれて径方向Ｒの外方にずれるように先端部２１Ａの管軸Ａに対して傾斜していればよく、テーパー面や平面によって構成される。先端部２１Ａ内において管軸Ａに沿って直進する排気ガスは、傾斜面４５Ａにガイドされることによって、交差方向Ｙ２へと流れ方向を変えて先端部２１Ａの出口２１Ｄを通過する。

堰き止め部２５を先端部２１Ａに固定する締結部材として、ボルト２６の代わりに、ナット（図示せず）を用いてもよい。この場合には、ナットが、例えば先端部２１Ａから後方へ突出して堰き止め部２５を貫通したねじ軸（図示せず）に組み付けられることによって、堰き止め部２５が先端部２１Ａに固定される。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ ：船舶
２ ：艇体
３ ：エンジン
２０ ：排気構造
２１ ：上流排気管
２１Ａ ：先端部
２１Ｄ ：出口
２２ ：ウォーターロック
２２Ｇ ：内部空間
２２Ｉ ：内壁
２３ ：下流排気管
２５ ：堰き止め部
２６ ：ボルト
３０ ：排水管
３２ ：流路
４５ ：ガイド部材
Ａ ：管軸
Ｒ ：径方向
Ｙ２ ：交差方向
Ｙ４ ：（内壁２２Ｉに沿う）方向

Claims (14)

1. 艇体と、
   前記艇体に収容されたエンジンと、
   出口が形成された先端部を有し、前記エンジンからの排気ガスを前記先端部まで導くための上流排気管と、
   前記先端部を収容した内部空間を有するウォーターロックと、
   前記ウォーターロックに接続され、前記出口から前記内部空間に流入した排気ガスを前記艇体の外に排出するための下流排気管と、
   前記出口において、前記先端部の管軸と交差する交差方向へと排気ガスの流れ方向を変換する流れ方向変換部材と、
   を含む、船舶。
2. 前記先端部は、前記ウォーターロックの内壁を管軸方向に沿って貫通しており、
   前記流れ方向変換部材は、前記内壁に沿う方向へと排気ガスの流れ方向を変換する、請求項１に記載の船舶。
3. 前記出口は、前記先端部において前記管軸を中心とする径方向の外方へ向けて開口している、請求項１または２に記載の船舶。
4. 前記流れ方向変換部材は、前記先端部に到達した排気ガスを堰き止めるための堰き止め部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶。
5. 前記堰き止め部を前記先端部に固定するための締結部材を含む、請求項４に記載の船舶。
6. 前記締結部材を３つ以上含む、請求項５に記載の船舶。
7. 前記先端部を取り囲み、前記エンジンの冷却水を前記内部空間に導くための流路を前記先端部との間に形成した排水管をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶。
8. エンジンを備えた船舶のための排気構造であって、
   出口が形成された先端部を有し、前記エンジンからの排気ガスを前記先端部まで導くための上流排気管と、
   前記先端部を収容した内部空間を有するウォーターロックと、
   前記ウォーターロックに接続され、前記出口から前記内部空間に流入した排気ガスを艇体の外に排出するための下流排気管と、
   前記出口において、前記先端部の管軸と交差する交差方向へと排気ガスの流れ方向を変換する流れ方向変換部材と、
   を含む、船舶の排気構造。
9. 前記先端部は、前記ウォーターロックの内壁を管軸方向に沿って貫通しており、
   前記流れ方向変換部材は、前記内壁に沿う方向へと排気ガスの流れ方向を変換する、請求項８に記載の船舶の排気構造。
10. 前記出口は、前記先端部において前記管軸を中心とする径方向の外方へ向けて開口している、請求項８または９に記載の船舶の排気構造。
11. 前記流れ方向変換部材は、前記先端部に到達した排気ガスを堰き止めるための堰き止め部を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の船舶の排気構造。
12. 前記堰き止め部を前記先端部に固定するための締結部材を含む、請求項１１に記載の船舶の排気構造。
13. 前記締結部材を３つ以上含む、請求項１２に記載の船舶の排気構造。
14. 前記先端部を取り囲み、前記エンジンの冷却水を前記内部空間に導くための流路を前記先端部との間に形成した排水管をさらに含む、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の船舶の排気構造。

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