JP2552611B2 - ウォータジェット推進船のデフレクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウォータジェット推進
船のデフレクタ装置に関し、特にウォータジェットの方
向を任意の方向へ変換可能でかつウォータジェットの断
面積を可変できるように構成したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、全没翼型水中翼船が普及しつつあ
り、この水中翼船は、船体本体と、船体本体の前部に前
部ストラットを介して支持された前部翼と、船体の後部
に後部ストラットを介して支持された後部翼とを備えて
おり、ウォータジェット推進式推進装置の推進力で翼走
時には約４５ノットもの高速で航行する。この水中翼船
は、停泊時や艇走時に船体に作用する浮力で海面上に浮
かび、航行初期には艇走しつつ加速してテイクオフし、
翼走状態へ移行する。

【０００３】前記ウォータジェット推進装置は、ポンプ
で加圧した水をジェットノズルから噴出して推進力を発
生させるように構成してある。前記ウォータジェット式
推進装置では、艇走状態から翼走状態へ移行するテイク
オフ時に、船速が遅いためにポンプへの取水性能が低
く、ポンプにキャビテーションが発生しやすくなるが、
これを防ぐ為にテイクオフ時には、ポンプの回転数を下
げて推力を制限している。

【０００４】ところで、前記ジェットノズルの口径を絞
ってウォータジェットの断面積を小さくすれば、ポンプ
の噴出水量が減ってキャビテーションが発生しにくくな
り、且つ吐出圧が高まってウォータジェットの流速が増
大するため推進力の低下を少なくすることが出来ること
から、前記ジェットノズルの口径を可変にする技術が提
案されている。例えば、特開平１−２６２２９０号公報
や特開平２−１２４３９５号公報に記載のウォータジェ
ット推進機においては、外側の固定ノズルの内部に小径
のテーパ状の可動ノズルを軸方向へ移動可能に設け、可
動ノズルの前後方向位置を調節することで固定ノズルと
可動ノズル間の環状隙間を調節してジェットノズルのノ
ズル出口面積を調節するように構成してある。

【０００５】一方、特開平１−２６２２９１号公報に記
載のウォータジェット推進船のトリム調整装置において
は、ジェットノズルの後端部から延びる上下１対の可動
デフレクタを設け、これら可動デフレクタの前端部を左
右方向向きの水平枢支軸を介してノズルにヒンジ結合
し、これら１対の可動デフレクタを上下に揺動駆動する
駆動機構を設けてある。この１対の可動デフレクタを介
してウォータジェットの方向を上下方向に変えること
で、トリムを調整することができる。

【０００６】他方、実開平２−１２９９７号公報には、
ジェットノズルの後端部に左右１対の可動デフレクタ
（舵片）を左右方向へ回動可能に設け、これら可動デフ
レクタ を左右方向に独立に回動駆動するシリンダを設け
たポンプジェット推進装置が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記公報のウォータジ
ェット推進機は、ジェットノズルのノズル出口面積を調
節する機能において優れているものの、ウォータジェッ
トの方向を変える機能が無い。前記公報のトリム調整装
置は、ウォータジェットの方向を上下方向に変え得るも
のの、ジェットノズルのノズル断面積を調節する機能が
無い。前記公報のポンプジェット推進装置は、ジェット
ノズルのノズル断面積を調節する機能とウォータジェッ
トの方向を左右方向に変換する機能（操舵機能）がある
が、ウォータジェットの方向を上下方向に変えてトリム
調整するトリム調整機能がない。

【０００８】つまり、ウォータジェットの断面積を調節
する機能と、ウォータジェットの方向を左右方向に変換
する操舵機能と、トリム調整機能とを兼備したデフレク
タ装置は、未だ実用化されていない。本発明の目的は、
ノズル断面積調節機能とウォータジェットの方向を左右
方向に変換する操舵機能と、トリム調整機能とを兼備し
た簡単な構成のウォータジェット推進船のデフレクタ装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のウォータジェ
ット推進船のデフレクタ装置は、ポンプで加圧した水を
ジェットノズルから噴出させるように構成したウォータ
ジェット推進船において、前記ジェットノズルの外側
に、このジェットノズルに対してその軸心回りに回転可
能なリング部材を設け、前記リング部材に、その後端部
から後方へ延びてウォータジェットを案内するデフレク
タ装置であって、前記ウォータジェットを

【００１０】挟んで対置されリング部材に固定的に設け
られた平板状の１対の固定案内板と、これら１対の固定
案内板間の一端側と他端側に前記ウォータジェットを挟
んで固 定案内板と直交状に夫々配置され、前端部におい
て固定案内板と直交する方向の軸心回りに回動自在に夫
々枢着され且つ外側へ膨らんだ断面円弧状の１対の可動
デフレクタ部材と、前記１対の可動デフレクタ部材を夫
々独立に回動駆動可能な１対の第１駆動手段とを備えた
デフレクタ装置を設け、前記リング部材を、少なくとも
９０度正逆方向へ選択的に回動駆動する第２駆動手段を
設けたものである。

【００１１】

【作用】請求項１のウォータジェット推進船のデフレク
タ装置においては、ジェットノズルの外側に、このノズ
ルに対してその軸心回りに回転可能なリング部材を設
け、このリング部材に、デフレクタ装置を設け、リング
部材を少なくとも９０度正逆方向に選択的に回動駆動す
る第２駆動手段を設けたので、１対の第１駆動手段によ
りデフレクタ装置の１対の可動デフレクタ部材を相接近
側へ回動させると、ウォータジェットが細く絞られる。
ここで、左右１対の可動デフレクタ部材が外側に膨らん
だ断面円弧状に形成されているため、ウォータジェット
を絞るときの絞り性能が高くなる。

【００１２】１対の固定案内板を上下に対置させた状態
では、１対の可動デフレクタ部材の方向を変えることに
よりウォータジェットの方向を左方又は右方の所望の方
向に変換できる。また、第２駆動手段によってリング部
材を９０度の範囲内で回動させて、１対の第１駆動手段
により１対の可動デフレクタ部材の方向を変えることに
より、ウォータジェットの方向を左右方向だけでなく、
上方又は下方、左方又は右方と上方又は下方とを組み合
わせた種々の方向、等の所望の方向に変換できる。

【００１３】

【発明の効果】請求項１のウォータジェット推進船のデ
フレクタ装置によれば、ジェットノズルの外側に回動可
能なリング部材を設け、このリング部材に、１対の平板
状の固定案内板と１対の可動デフレクタ部材とこれら可
動デフレクタ部材を夫々回動駆 動する１対の第１駆動手
段とを含むデフレクタ装置を設け、リング部材を少なく
とも９０度正逆方向に選択的に回動駆動する第２駆動手
段を設けたことにより、

【００１４】ウォータジェットを高い絞り性能で細く絞
ることができ、ウォータジェットの方向を左方又は右
方、上方又は下方、左方又は右方と上方又は下方とを組
み合わせた種々の方向等の所望の方向へ方向変換できる
から、トリム調整機能、ピッチング抑制機能、回頭モー
メント発生（操舵機能）、これらを組み合わせた機能、
などの機能が得られる。 しかも、デフレクタ装置の他
に、リング部材と第２駆動手段を設ければよいので、構
成が簡単化し、製作コスト的に有利である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、高速の全没翼型水中翼船に本発
明を適用した場合の一例である。図１に示すように、水
中翼船ＪＦの船体１０の船首部の下部中央には翼形断面
のラダーを兼ねる前部ストラット１２がその上端部にお
いて鉛直軸回り及び左右方向水平軸回りに回動可能に設
けられ、前部ストラット１２の下端のセンターポッド部
１２Ａには前部翼１３が設けられ、前部翼１３の後縁部
には前部フラップが設けられている。翼走時に前部スト
ラット１２は図示のように鉛直に下方へ伸張され、停船
や艇走時には前方へ回動させた水平姿勢に起される。

【００１６】船体１０の船尾部の下部には、左右１対の
翼形断面の後部ストラット２２がその上端部において左
右方向の水平枢支ピンを介して回動可能に設けられ、左
右の後部ストラット２２の中間位置にはセンターストラ
ット２３がその上端において左右方向の水平枢支ピンを
介して回動可能に設けられ、左舷後部ストラット２２と
右舷後部ストラット２２の下端部同士に亙って後部翼２
４が設けられ、後部翼２４はセンターストラット２３の
下端部にも固着されている。

【００１７】前記センターストラット２３及びその上端
近傍の船体底部とに亙ってウォータジェット方式の推進
装置が設けられている。翼走時に左右の後部ストラット
２２及びセンターストラット２３は図示のように鉛直に
下方へ伸張され、艇走時には後方へ回動させた水平姿勢
に起される。

【００１８】次に、本願の特徴的構成であるデフレクタ
装置について図２〜図５に基いて説明する。船体１０の
後部の下部のうち、左舷側と右舷側には、ウォータジェ
ットポンプ３０が設けられ、各ウォータジェットポンプ
３０を駆動するタービンエンジン２１が設けられ、これ
ら１対のウォータジェットポンプ３０への取水通路の取
水口３１ａは、後部のセンターストラット２３の下端の
センターポッド２３Ａの前端に開口され、取水通路は、
センターポッド２３Ａとセンターストラット２３内に形
成された共通通路部（図示略）とその上端から左右のウ
ォータジェットポンプ３０へ延びる左右１対の分岐通路
部３１とから構成されている。

【００１９】各ウォータジェットポンプ３０は、そのポ
ンプケース３２内にポンプ駆動軸３３に連結されたイン
ペラ３４とステータ３５とを有するもので、ポンプケー
ス３２の後端部には、ウォータジェットノズル３６が一
体形成されている。各ウォータジェットポンプ３０のウ
ォータジェットノズル３６には、ウォータジェットＷを
絞ったり或いはウォータジェットＷの方向を左右方向に
方向変換する為の次のようなデフレクタ装置４０が設け
られている。前記デフレクタ装置４０は、ウォータジェ
ットＷを挟んで上下に平行に対置された上下１対の固定
案内板４１と、これら１対の固定案内板４１間にウォー
タジェットＷを挟んで左右に対置された左右１対の可動
デフレクタ部材４２と、これら可動デフレクタ部材４２
を夫々回動駆動する左右１対の油圧シリンダ４３と、こ
れら油圧シリンダ４３に油圧を供給する油圧供給装置等
から構成されている。各固定案内板４１は、ウォータジ
ェットノズル３６の後端よりも後方へ所定長さ延びた水
平な案内板部を有し、案内板部の前端から延びた固定部
４１ａがウォータジェットノズル３６の外面に溶接等で
固定されている。

【００２０】各可動デフレクタ部材４２は、ウォータジ
ェットＷの側部に沿う形状つまり外側へ膨らんだ形状の
部分円筒状に形成され、その前端部の上下１対の枢支部
４２ａが立向きのピン４４により固定案内板４１に枢着
され、これにより可動デフレクタ部材４２は、図２に鎖
線で図示のようにその前端のピン４４を回動中心として
左右方向へ回動自在に構成され、可動デフレクタ部材４
２を回動駆動する複動型の油圧シリンダ４３のロッド４
３ａの先端部は、可動デフレクタ部材４２の前端中段部
のブラケット４５に連結され、またそのシリンダ本体
は、ポンプケース３２に連結され、１対の油圧シリンダ
４３は、夫々配管や油圧ホースにより油圧供給装置に独
立に接続されている。

【００２１】以上説明したデフレクタ装置４０の作用に
ついて説明する。水中翼船ＪＦが艇走状態から加速して
翼走状態へ移行するテイクオフ時には、船速も低いため
ウォータジェットポンプ３０への押込み圧が小さいこと
から、ウォータジェットポンプ３０の取水性能が低くな
って、キャビテーションが発生しやすくなるが、これを
防止する為、デフレクタ装置４０により、ウォータジェ
ットＷを絞ってウォータジェットポンプ３０の噴出水量
を減らして、キャビテーションの発生を防止する。この
場合、左右の油圧シリンダ４３のロッド４３ａを所定長
さ突出させることにより左右の可動デフレクタ部材４２
の後端（先端）側が相接近する方向へ、左右の可動デフ
レクタ部材４２を回動させると、その回動角に比例的に
ウォータジェットＷが絞られることになる。尚、ウォー
タジェットＷを絞ると、ウォータジェットＷの流速が増
大するため、推進力の低下も殆ど生じない。

【００２２】このように、デフレクタ装置４０により、
ウォータジェットＷの左右方向幅を幾分小さく調節して
ウォータジェットポンプ３０のキャビテーション発生を
防止できるため、キャビテーション発生防止の為にウォ
ータジェットポンプ３０の回転数を制限する必要がなく
なる。一般に、ウォータジェットポンプ３０に要求され
る所要推力は、翼走時よりもテイクオフ時の方が大きい
ため、前記のようにテイクオフ時にウォータジェットポ
ンプ３０の回転数制限がなくなると、ウォータジェット
ポンプ３０を小型化することも可能となる。

【００２３】一方、デフレクタ装置４０により、ウォー
タジェットＷの方向を左方又は右方の所望の方向へ傾け
ることにより、水中翼船ＪＦが左方又は右方へ旋回する
ときの回頭モーメントを発生させることもできる。この
場合、各デフレクタ装置４０において、左右１対の油圧
シリンダ４３を介して左右１対の可動デフレクタ部材４
２を略平行に左方へ回動させると、ウォータジェットＷ
の方向が左方へ傾くので、左旋回の回頭モーメントを発
生させることができ、また左右１対の可動デフレクタ部
材４２を略平行に右方へ回動させると、ウォータジェッ
トＷの方向が右方へ傾くので、右旋回の回頭モーメント
を発生させることができる。

【００２４】別実施例・・・図６、図７参照 次に、別実施例に係るデフレクタ装置５０について図６
と図７に基いて説明する。このデフレクタ装置５０は、
ウォータジェットノズル３６及びポンプケース３２にそ
の軸心回りに回転可能に設けられたリング部材５１と、
このリング部材５１を保持する左右１対のリテーナ５２
と、リング部材５１の鍔部に形成されたギヤ５３と、ギ
ヤ５３に噛合する駆動ギヤ５４と、駆動ギヤ５４を回転
駆動する油圧モータ又は電動モータ（図示略）（これは
船体内に設けられる）と、リング部材５１に固着された
前記実施例の固定案内板４１と同様の上下１対の固定案
内板５５と、上下１対の固定案内板５５間に設けられた
前記実施例の可動デフレクタ部材４２と同様の左右１対
の可動デフレクタ部材５６等から構成されている。

【００２５】前記リング部材５１と、ウォータジェット
ノズル３６及びポンプケース３２間には、必要に応じて
ベアリングが介装され、リング部材５１は滑らかに回転
可能に構成され、その前端には立向きの環状鍔５１ａが
形成され、その環状鍔５１ａの外周部にはギヤ５３が形
成されている。前記左右１対のリテーナ５２は、後方よ
り視て円弧状で、船体１０の壁部１０ａに溶接やボルト
にて固定され、リテーナ５２の保持部５２ａは、環状鍔
５１ａの後端面に回転摺動自在に当接され、これらリテ
ーナ５２の保持部５２ａによりリング部材５１はウォー
タジェットノズル３６から外れないように保持されてい
る。

【００２６】前記駆動ギヤ５４はギヤ５３の上端におい
てギヤ５３に噛合され、その駆動軸５４ａは壁部１０ａ
を挿通して船体１０内へ延び、船体１０内のモータに連
結され、そのモータで少なくとも９０度以上正逆回転駆
動される。但し、モータの代わりに油圧シリンダ等で回
動駆動するように構成してもよい。前記上下１対の固定
案内板５５と左右１対の可動デフレクタ部材５６の構成
については、前記実施例のものと同様であり、１対の固
定案内板５５はウォータジェットＷを挟んで上下に平行
に対置されてリング部材５１に固着され、また１対の可
動デフレクタ部材５６はウォータジェットＷを挟んで左
右に対置され、これらの前端部の枢支部５６ａは、夫々
固定案内板５５に立向きのピン５７を介して回動自在に
枢支され、左右１対の可動デフレクタ部材５６を夫々回
動駆動する油圧シリンダ５８が設けられ、油圧シリンダ
５８のロッドは対応する可動デフレクタ部材５６のブラ
ケット５９に連結され、また油圧シリンダ５８のシリン
ダ本体はリング部材５１に連結され、これら油圧シリン
ダ５８は、夫々船体１０内の油圧供給装置に油圧ホース
を介して独立に接続されている。

【００２７】以上説明したデフレクタ装置５０の作用に
ついて説明する。１対の固定案内板５５を水平に位置さ
せた状態においては、前記実施例の可変デフレクタ装置
４０と同様に、左右の可動デフレクタ部材５６を相接近
させることによりウォータジェットを幾分細く絞ってウ
ォータジェットポンプ３０のキャビテーションを防止で
き、また左右の可動デフレクタ部材５６を平行に左方又
は右方の所望の方向へ傾けてウォータジェットＷの方向
を所望の方向へ傾け回頭モーメントを発生させることが
出来る。一方、リング部材５１を９０度回動させると、
１対の固定案内板５５が立向きとなり、また１対の可動
デフレクタ部材５６が水平状態となるため、１対の可動
デフレクタ部材５６を平行に上方又は下方の所望の方向
へ傾けることで、ウォータジェットＷの方向を上方又は
下方へ傾けることができ、これによりトリム調整を行っ
たり、或いは船体１０のピッチングを抑制するようにウ
ォータジェットの方向を周期的に変換することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る水中翼船の側面図である。

【図２】ウォータジェットポンプ及びデフレクタ装置の
横断面図である。

【図３】ウォータジェットポンプ及びデフレクタ装置の
縦断面図である。

【図４】図２及び図３のデフレクタ装置の背面図であ
る。

【図５】図２及び図３のデフレクタ装置の要部斜視図で
ある。

【図６】ウォータジェットポンプ及びデフレクタ装置の
横断面図である。

【図７】図６のデフレクタ装置の背面図である。

【符号の説明】

３０ ウォータジェットポンプ ３６ ウォータジェットノズル ５０ デフレクタ装置 ５１ リング部材 ５３ ギヤ ５４ 駆動ギヤ ５５ 固定案内板 ５６ 可動デフレクタ部材 ５８ 油圧シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−262291（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−12997（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプで加圧した水をジェットノズルか
   ら噴出させるように構成したウォータジェット推進船に
   おいて、前記ジェットノズルの外側に、このジェットノズルに対
   してその軸心回りに回転可能なリング部材を設け、 前記リング部材に、その後端部から後方へ延びてウォー
   タジェットを案内するデフレクタ装置であって、前記ウ
   ォータジェットを挟んで対置されリング部材に固定的に
   設けられた平板状の１対の固定案内板と、これら１対の
   固定案内板間の一端側と他端側に前記ウォータジェット
   を挟んで固定案内板と直交状に夫々配置され、前端部に
   おいて固定案内板と直交する方向の軸心回りに回動自在
   に夫々枢着され且つ外側へ膨らんだ断面円弧状の１対の
   可動デフレクタ部材と、前記１対の可動デフレクタ部材
   を夫々独立に回動駆動可能な１対の第１駆動手段とを備
   えたデフレクタ装置を設け、 前記リング部材を、少なくとも９０度正逆方向へ選択的
   に回動駆動する第２駆動手段を設けた ことを特徴とする
   ウォータジェット推進船のデフレクタ装置。