JP2908797B2 - 船舶推進装置用低速運転時排気システム - Google Patents

船舶推進装置用低速運転時排気システム

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JP2908797B2
JP2908797B2 JP63086244A JP8624488A JP2908797B2 JP 2908797 B2 JP2908797 B2 JP 2908797B2 JP 63086244 A JP63086244 A JP 63086244A JP 8624488 A JP8624488 A JP 8624488A JP 2908797 B2 JP2908797 B2 JP 2908797B2
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は船舶推進装置用の排気装置、とくに低速用排
気装置に関するものである。
船舶推進装置の排気は、下部ユニットを通って下方
に、それからプロペラを通過して流出することにより水
中に放出されるのが特徴である。比較的速い航行速度に
おいては、低圧域がプロペラ背後に存在し、排気は容易
にプロペラを通過して放出される。エンジンのアイドリ
ング時又は比較的低速の航行時においては、水が排気通
路内に逆流し、排気がプロペラを通過して放出されるの
を制限または妨げる背圧を形成する。
エンジンが比較的低速で運転される際に、水面上方の
位置に設けられた放出口を通して排気を放出するための
排気装置はこれまでにも提供されている。このような装
置の例は、1985年７月12日に出段され、本出願譲渡人に
譲渡された合衆国Wenstadt特許No.754,534に見られる。
（従来の技術） 関連する合衆国特許としては、以下のものがある。
他に関連するものとして、以下の日本の特許出願があ
る。
（発明が解決しようとする課題） 従来の装置では、低速用の排気出口から排出されるエ
ンジン排気には、水滴が多量に含まれており、このため
排気出口から水を噴霧するような外観を与えてるという
問題があったが、これを有効に阻止する手段が備えられ
ていない。
（課題を解決する手段） 上記目的を達成するため、本発明による船舶推進装置
は、下部を水で満たされた環状チャンバを備えている。
該チャンバには排気入口があり、これは水面より低い位
置に設けられている。従って、排気は一旦水に入ってか
ら環状チャンバに入る。環状チャンバに入った排気は環
状チャンバを周方向に回って該周方向の長さの50％より
大きい距離にわたって流れてから初めて該チャンバをで
ることができるように排気指向手段が設けられている。
このように環状チャンバを周方向にその50％以上の範
囲にわたり移動する間に排気に取り込まれた水が排気か
ら分離落下して、排気は水の含有が少ない状態で推進装
置を出ることができる。
本発明はまた、上述の作用を達成するのに都合のよい
アダプタを備えた船舶推進装置も提供する。アダプタは
推進装置のエンジンと下部ユニットとを連結するもの
で、エンジンの排気ポートと下部ユニットの排気導管と
を連通させる第１の通路を有している。またアダプタに
設けたポートが下部ユニット内の水ジャケットの前方部
から排気をアダプタの後方部に設けられた低速排気出口
まで導く。
（実 施 例） 本発明を実施した船舶推進装置10が図面に示されてい
る。図示の船舶推進装置10は船外機関であるが、本発明
は船尾駆動ユニットのような他形式の船舶推進装置にも
採用可能である。
図１に示したように、船舶推進装置10は、船の船尾横
翼材14に取付けられた取付けアセンブリ12を有する。種
々の適当な取付けアセンブリが採用可能であるが、本実
施例においては取付けアセンブリ12は船尾横翼材14に固
定される船尾横翼材ブラケット16及び水平なチルト軸20
のまわりに軸回転するように船尾横翼材ブラケット16に
取付けられた回り継手ブラケット18を備えている。
船舶推進装置10は、また、垂直な操舵軸24のまわりに
軸回転するように回り継手ブラケット18に取付けられた
推進ユニット22を備えている。
推進ユニット22は、前方端及び後方端（図１において
は左及び右）を有し、内燃機関26を含んでいる。エンジ
ン26は排気ポート28（図６参照）を有している。推進ユ
ニット22は、また、普通の駆動系34を介してエンジン26
によって駆動される回転可能に取付けられたプロペラ32
を含む下部ユニット30を有する。推進ユニット22はさら
にエンジン26を下部ユニット30に連結するアダプタ36を
有する。アダプタ36は前方端及び後方端を有し、かつ、
エンジン26に連結される上面37、下部ユニット30に連結
される下面38及び下面38と上面37の間に広がる側面39を
有している。アダプタ36は、また、アダプタ上面37に設
けられてエンジン排気ポート28に連通する排気入口41、
アダプタ下面38に設けられた排気出口43及びアダプタ36
の内部を通って入口41と出口43との間を連通させる縦方
向に伸びている排気通路50を有している。
船舶推進装置10は、また、プロペラ32の中の高速用排
気出口40及びアダプタ排気出口43と高速用排気出口40と
の間で連通する手段を備えている。種々の適当な手段が
使用可能であるが、図示の構造例においては、この手段
は、下部ユニット30に設けられ、かつ、高速用排気出口
40に連通している下方排気通路42及び下部ユニット30の
内部に設けられ、かつ、下方排気通路42に連通している
下方端を有する内側ハウジングすなわち導管44を備えて
いる。内側ハウジング44は、結合板46を介してアダプタ
36の下方端に取付けられた上方端を有する。図６に示し
たように、結合板46はその中に内側ハウジング44の上方
端とアダプタ排気出口43との間で連通する排気通路48を
有する。したがって、エンジン排気ポート28は、アダプ
タ入口41、アダプタ排気通路50、アダプタ出口43、結合
板排気通路48、内側ハウジング44及び下方排気通路42を
介して高速用排気出口40に連結されている。
内側ハウジング44及びその中の排気を冷却するため
に、船舶推進装置10はさらに、内側ハウジング44のまわ
りを囲んでそれ自身と内側ハウジング44との間に水ジャ
ケットすなわち環状チャンバ54を形成する壁手段52を備
えている。
本実施例においては、壁手段52は下部ユニット30の外
壁を含む。図２によく示されているように、水ジャケッ
ト54は周方向長さ部分、水で満たされた下方部、前方部
56、対向している第１側方部58と第２側方部60及び後方
部62を有している。
水位64は、ダムすなわちせき66によって調節され、水
ジャケット54は、水中に水を放出する下方端を有するダ
クト68の上方端とせき66の上方を介して連通している。
水ジャケット54内の水はなんらかの適当な手段によっ
て供給される。本実施例においては、水は、エンジンの
水ジャケット（図示されていない）から水ジャケット54
へ放出される。異なる実施例においては、水は下部ユニ
ット30の外部から直接水ジャケット54内へポンプで汲み
入れられる。
すでに説明したように、エンジン26が比較的高速で運
転されているときには排気は容易に高速用排気出口40を
通って放出される。エンジン26が比較的低速で運転され
るときには、水が内側ハウジング44内へ逆流し、排気が
高速用排気出口40を通って放出されるのを制限又は妨げ
る。逆流した水の水位69は図６に示されている。したが
って、船舶推進装置10は、エンジン26が比較的低速で運
転されるときには水面上方の排気を放出するための手段
を備えている。水面上方の排気を放出するための手段
は、本実施例においては、アダプタ36の後方端でアダプ
タ36の側面39に設けられた低速用排気出口70及びエンジ
ン排気ポート28と低速用排気出口70との間を連通させる
手段を含んでいる。
エンジン排気ポートと低速用排気出口70との間を連通
させる手段によって排気の冷却及び消音を行うために排
気は気泡になって水ジャケット54を通過する。したがっ
て、エンジン排気ポート28と低速用排気出口70とを連通
させる手段は、水ジャケット54内に排気入口72及び排気
出口74を含んでいる。内側ハウジング44内の開口部であ
る入口72は、水ジャケット54内の水位64より下方の高さ
で、水ジャケット54の前方部56に設けられている。結合
板46とアダプタ36によって形成された開口部である出口
74は、水ジャケット54内の水位64より上方の高さで、水
ジャケット54の前方部56に設けられている。本実施例に
おいては、入口72及び出口74は水ジャケット54の周囲長
さの50％未満の距離を隔てて配置され、水ジャケット54
を入口72と出口74の間に広がる（そして水ジャケット54
の前方部56の部分のみを含む）短セグメントと入口72と
出口74の間に広がる（そして水ジャケット54の第１側方
部58,後方部62及び第２側方部60を含む）長セグメント
に分割している。
エンジン排気ポート28と低速用排気出口70との間を連
通させる手段は、水ジャケット入口72から水ジャケット
出口74まで流れる排気が水ジャケット54の周長の50％よ
り長い距離にわたって水ジャケット54をまわって流れる
ように要求する手段、即ち指向手段を含んでいる。
種々の適当な要求手段が使用可能であるが、本実施例
においては、要求手段は排気が水ジャケット54の短セグ
メントを通って水ジャケット入口72から水ジャケット出
口74まで流れるのを防止する手段を含んでいる。別な言
い方をすれば、要求手段は、入口72から出口74まで流れ
る排気が前方部56から後方部62まで第１側方部58に沿っ
て流れ、ついで後方部62をまわって流れ、さらに後方部
62から前方部56まで第２側方部60に沿って流れることを
要求する手段を含んでいる。種々の適当な手段が使用可
能であるが、図示の構造例では、このような手段は内側
ハウジング44と下部ユニット30の間に延び、かつ、水ジ
ャケット54の前方部56すなわち短セグメント内に設けら
れているシール80を有している。図２に示したように内
側ハウジング44は垂直に延びたフランジ82を有し、シー
ル80はフランジ82に取付けられている。図２を参照すれ
ば、シール80は、入口72を通って水ジャケット54に流入
する排気を水ジャケット54を時計まわりの方向に出口74
まで強制的に流すようにし、排気が出口74へ反時計まわ
りの方向、すなわち、前方部56を横切って下方へ流れる
のを防止する。
エンジン排気ポート28と低速用排気出口70との間を連
通させる手段は、エンジン排気ポート28と水ジャケット
入口72との間を連通させる手段を含んでいる。種々の適
当な手段が使用可能であるが、本実施例においては、こ
の手段はアダプタ入口41、アダプタ通路50、アダプタ出
口43、結合板通路48、内側ハウジング44の上方部及び内
側ハウジング44内に垂直に伸びているダクト84を備えて
いる。ダクト84は一部分は内側ハウジング44の外壁によ
って形成され、一部分は内側ハウジング44の外壁に両端
で一体に連結されたＬ−形状壁86によって形成されてい
る。ダクト84は水ジャケット入口72に連通する下方端及
び内側ハウジング44の内部と連通する上方端を有する。
エンジン排気ポート28と低速用排気出口70との間を連
通させる手段は水ジャケット出口74と低速用排気出口70
との間を連通させる手段も含んでいる。種々の適当な手
段が利用可能であるが、本実施例においては、この手段
はアダプタ36において、アダプタ下面38に配置され、か
つ、出口43の前方に設けられた排気入口87及びアダプタ
36の内部で伸びてアダプタ入口87と低速用排気出口70と
の間を連通させる第２通路88を含んでいる。図６及び７
に示したように、通路88は入口87に連通する前方端及び
低速用排気出口70に連通する後方端を有する。通路88は
その前方端と後方端の中間に第１アダプタ通路50の対向
する側面をまわって通る分岐路94及び96を有している。
アダプタ36は第２通路88のような内側通路の形成ができ
る消失発泡（ロストフォーム,lost foam）鋳造法によっ
て製作されるのが望ましい。
本実施例においては、アダプタ36は、入口87の断面積
よりもかなり大きい断面積を有する内側部分すなわち膨
張室98を通路88内に有するマフラ手段を含んでいる。マ
フラ手段はまた、通路88の分岐路94及び96のそれぞれに
縮流部100及び縮流部100の断面積よりもかなり大きい断
面積を有する膨張室102を有している。
水ジャケット出口74と低速用排気出口70との間を連通
させる手段は出口74とアダプタ入口87との間を連通させ
る通路89を有している。通路89はアダプタ36の冷却水通
路90の下に延びており、結合板46、結合板46の下方端に
取付けられたプレート92及びアダプタ36の下面38によっ
て形成されている。
低速用排気装置は以下に述べるように働く。エンジン
26が比較的低速で運転されているときには、内側ハウジ
ング44内に逆流した水によって、排気は高速用排気出口
40を通過して流出するのを妨げられる。したがって、排
気はダクト84の上方端に入り、ダクト84を通って下方に
水ジャケット入口72まで進む。このことが図６に矢印で
示してある。水ジャケット入口72から入った排気は水ジ
ャケット54内の水の中を気泡となって通過し、結局は水
ジャケット54の第１側方部58又は後方部62の水中から出
てくる。シール80は排気が水ジャケット54の前方部56を
横切ってまっすぐに出口74へ流れるのを妨げる。排気は
水ジャケット54の水中から出たのち、水面64の上方の空
間を後方部62をまわり第２側方部60を横切って出口74ま
で流れる。このことが図10に矢印で示してある。この間
に、排気と混合された水のほぼすべてが排気と分離さ
れ、水ジャケット54内の水の中に滴下する。水ジャケッ
ト出口74から出た排気は通路89を通り、アダプタ入口87
に入り、アダプタ通路88を通って低速用排気出口70から
流出する。このことが図６に矢印で示してある。
本発明の種々の特徴は特許請求の範囲に記載されてい
る。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明を採用した船舶推進装置の側面図である。 図２は図１の矢視２−２の図である。 図３は図２の矢視３−３の図である。 図４は図２に示したシールの拡大断面図である。 図５は図１の矢視５−５の図である。 図６は図５の矢視６−６の図である。 図７は図６の矢視７−７の図である。 図８は図６の矢視８−８の図である。 図９は図６の矢視９−９の図である。 図10は図５の矢視10−10の図である。 10……船舶推進装置、12……取付けアセンブリ 14……船尾横翼材、16……船尾横翼材ブラケット 18……自在ブラケット、20……チルト軸 22……推進ユニット、24……操舵軸 26……エンジン、28……排気ポート 30……下部ユニット、32……プロペラ 34……駆動系、36……アダプタ 44……内側ハウジング（又は導管） 46……結合板、52……壁手段 54……水ジャケット（又は環状チャンバ） 66……せき、68……ダクト 80……シール、82……フランジ 84……ダクト、86……Ｌ−形状壁 92……プレート、98……膨張室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・イー・マシアー アメリカ合衆国イリノイ州60099，ズィ オン，ノース・アデルフィ 40020 (56)参考文献 米国特許4604069（ＵＳ，Ａ) 米国特許4607723（ＵＳ，Ａ) 米国特許4507092（ＵＳ，Ａ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気ポートを有するエンジンと、前記エン
    ジンによって駆動されるよう回転可能に取付けられたプ
    ロペラを含む下部ユニットと、を含み、該下部ユニット
    は環状チャンバを形成する手段を含み、該環状チャンバ
    は、水で満たされた下部、水面より低い位置に設けら
    れ、かつ、前記排気ポートに連通する排気入口及び水面
    より高い位置に設けられた排気出口を含み、さらに前記
    チャンバの排気入口から前記チャンバの排気出口まで排
    気が前記チャンバの周方向長さの50％より大きい距離に
    わたって前記チャンバ内を周方向にまわって流れるよう
    にする排気指向手段を含んでいる船舶推進装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の船舶推進装置において、
    該推進装置がさらに第２の排気出口及び前記エンジン排
    気ポートと前記第２の排気出口との間を連通させる導管
    手段とを含んでおり、かつ、水が前記導管手段とその中
    の排気を冷却するように前記環状チャンバが前記導管手
    段を取り囲んでいる船舶推進装置。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の船舶推進装置において、
    前記チャンバの排気入口と前記チャンバの排気出口が前
    記チャンバの周方向長さの50％より小さい距離を隔てて
    配置され、前記チャンバを前記チャンバの排気入口と前
    記チャンバの排気出口との間に広がる短セグメントと前
    記チャンバの排気入口と前記チャンバの排気出口との間
    に広がる長セグメントに分割し、かつ、前記指向手段が
    排気が前記短セグメントを通って前記チャンバの排気入
    口から前記チャンバの排気出口へ流れるのを防止するた
    めの防止手段を含む船舶推進装置。
  4. 【請求項４】請求項３に記載の船舶推進装置において、
    前記チャンバを形成する前記手段が内壁及び外壁を含
    み、かつ、前記防止手段が前記内壁と前記外壁との間に
    延びたシールを含んでいる船舶推進装置。
  5. 【請求項５】請求項１に記載の船舶推進装置において、
    前記チャンバが前方部、対向した第１側方部と第２側方
    部及び後方部を有し、前記チャンバの排気出口と前記チ
    ャンバの排気入口が前記前方部に設けられ、かつ、前記
    指向手段が前記チャンバの排気入口から前記チャンバの
    排気出口へ流れる排気が前記前方部から前記後方部まで
    前記第１側方部に沿って流れ、ついで後方部をまわって
    流れ、さらに前記後方部から前記前方部まで前記第２側
    方部に沿って流れるようにする手段を含む船舶推進装
    置。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の船舶推進装置において、
    前記チャンバを形成する前記手段が内壁と外壁を含み、
    かつ、前記指向手段が前記内壁と前記外壁との間に延び
    たシールを含んでいる船舶推進装置。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の船舶推進装置において、
    前記推進装置がさらに第３の排気出口及び前記チャンバ
    の排気出口と前記第３の排気出口との間を連通させる通
    路手段とを含んで成る船舶推進装置。
  8. 【請求項８】請求項７に記載の船舶推進装置において、
    前記推進装置が前方端及び後方端を有し、前記第３の排
    気出口が前記後方端に隣接して設けられ、かつ、前記チ
    ャンバの排気入口及び前記チャンバの排気出口が前記前
    方端に隣接して設けられている船舶推進装置。
  9. 【請求項９】請求項８に記載の船舶推進装置において、
    前記下部ユニットを前記エンジンに連結し、それ自身の
    中を貫通して伸び前記エンジン排気ポートと前記チャン
    バの排気入口との間で連通している第１の通路を含むア
    ダプタをさらに前記推進装置が有し、かつ、前記チャン
    バの排気出口と前記第３の排気出口との間で連通する前
    記通路手段が前記アダプタを貫通して伸びている第２の
    通路を含む船舶推進装置。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の船舶推進装置におい
    て、前記第３の排気出口が前記アダプタに設けられてい
    る船舶推進装置。
  11. 【請求項１１】請求項７に記載の船舶推進装置におい
    て、さらに前記推進装置が前記下部ユニットを前記エン
    ジンに連結し、それ自身の中を貫通して伸び前記エンジ
    ン排気ポートと前記チャンバの排気入口との間で連通す
    る第１の通路を含むアダプタを有し、かつ、前記チャン
    バの排気出口と前記第３の排気出口との間で連通する前
    記通路手段が前記アダプタを貫通して伸びている第２の
    通路を含む船舶推進装置。
  12. 【請求項１２】請求項11に記載の船舶推進装置におい
    て、前記第３の排気出口が前記アダプタに設けられてい
    る船舶推進装置。
  13. 【請求項１３】排気ポートを含むエンジンと、高速排気
    出口と前記エンジンによって駆動される回転可能に取付
    けられているプロペラを含む下部ユニットと、を含み、
    該下部ユニットは、前記高速排気出口と連通しているほ
    ぼ垂直な導管と、前記導管を取り囲み、それ自身と前記
    導管との間に水ジャケットを形成する壁手段であって、
    前記水ジャケットが水で満たされた下部、前方部及び水
    面より下方に設けられ前記エンジン排気ポートに連通し
    ている排気入口を含むようになっている、前記壁手段と
    を備え、さらに前記エンジンを前記下部ユニットに連結
    するアダプタとが設けられ、該アダプタが前記エンジン
    排気ポートと前記導管との間で連通する第１の通路、前
    記通路の前方に設けられ、前記水ジャケット内の水位よ
    り上方の点で前記水ジャケットの前記前方部と連通して
    いるポート、前記第１の通路の後方に設けられている低
    速排気出口及び前記アダプタの内部を伸びて前記アダプ
    タのポートと低速排気出口とを連通させる第２の通路を
    含んでいる、船舶推進装置。
  14. 【請求項１４】請求項13に記載の船舶推進装置におい
    て、前記第１の通路は対向している側面を有し、かつ、
    前記第２通路は前記第１通路の前記対向している両側面
    の側を各々延びている第１分岐路及び第２分岐路を含む
    船舶推進装置。
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