JP2933213B2 - ウオータジェット推進器用取水口の整流板 - Google Patents
ウオータジェット推進器用取水口の整流板Info
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Description
からの境界層の流入を防止し、更に境界層の外側の水流
を誘導するための形状を有したウオータジェット推進器
の取水口に設けられた整流板に関する。
進器01は、船尾の船底02に開口した取水口03から
導水ダクト04を通じて水をウオータジェットポンプ0
5で吸い上げ、このポンプ05で圧力エネルギを運動エ
ネルギに変換して船尾端の噴出ノズル06から高速でジ
ェット流Jを吐出して推進力を得るものである。
口03は船底02にフラッシュに設けられ、そのため船
底02の境界層(流速の遅い部分の流れ)が吸い込ま
れ、圧力損失の主な要因となっている。この境界層は、
図7(a)平面図、(b)横断面図に示すように取水口03の
前方からだけでなく、横方向からも吸い込まれることが
実験等で明らかになっている。取水口03における圧力
損失は推進効率に大きく影響するから従来より圧力損失
の少ない取水口を得るための種々の技術的工夫が見られ
る。
とり境界層の剥離を最小にしたり、図8のようなサイド
フェンス07と称する邪魔板を設けて境界層の流入を抑
えている(例えば特開平4−283196号公報、特開
平7−112698号公報参照)。
水口の縁部にアールを取ったものの場合、急激な剥離は
抑えられても境界層の吸い込みと発達の防止には効果が
ない。
や特開平7−112698号公報に記載のように取水口
の両側にサイドフェンス07を設けた場合、船底からの
境界層を排除できるが、図8のようにサイドフェンス0
7を回り込む流れに剥離を起こし新たな損失を発生させ
る。特に低速域では顕著であり、ポンプのキャビテーシ
ョンの発生による性能劣化を来している。
めに、この出願発明は、ウオータジェット推進器の取水
口の両側縁部に沿って前後方向に設けた2枚の整流板に
おいて、各整流板の横断面形状を船底との接合部から下
方へ行くに従い、取水口の中心から外側に向かって滑ら
かに湾曲させた部分を持ち、各整流板の縁部を円弧状に
滑らかにしたものである。これにより整流板を回り込む
流れに剥離が生じるのを防止して、取水口における圧力
損失特性が改善され、低速域でのウオータジェットポン
プのキャビテーションの発生による性能低下を防止す
る。
又は併合して採用されてもよい。
る境界層の排除厚さ相当の高さを最小とするとよい。こ
れにより流速の遅い部分の流れが取水口から流入するの
が阻止され、取水口における圧力損失特性が改善され、
ウオータジェットポンプの性能が向上する。
での接線の傾きを流線の流入角度の±15度以内とす
る。これにより横からの吸い込みがスムーズになり、流
れの剥離が防止される。
以上とするとよい。取水口の圧力損失が抑えられる。
以上とするとよい。整流板としての機能を充分発揮させ
るためである。
するとよい。有害な流れの剥離、ウオータジェットポン
プのキャビテーションの発生が抑制される。
形成すれば、後端での流れの剥離を抑えることができ
る。
にすれば水流の抵抗を最小にできる。
子板と整流板とを連設一体化するとよい。整流板を取り
付けることで格子板も同時に取水口に装備されるので、
格子板取付けの手間が省ける。
図面を参照しながら説明する。
1は、船尾の船底部2に開口した取水口3から導水ダク
ト4を通じて水をウオータジェットポンプ5で吸い上
げ、このポンプで圧力エネルギを運動エネルギに変換し
て船尾端の噴出ノズル6から高速でジェット流を吐出し
て推進力を得るものである。
船長方向に長い、長方形状に形成されており、この取水
口3の両側縁部に沿って整流板7が設けられている。2
つの整流板7は平行に船底2から下方に向けて垂直に立
設されている。通常、図1ように整流板7は取水口3の
長手方向全域に亘り延びている。整流板7の長さは、少
なくとも取水口3の長さの50%以上存在するのが機能
上望ましい。つまり、取水口の長さL0、整流板の長さ
LとすればL≧0.5L0 である。
の平板状であるが、先端形状にその特徴がある。即ち、
図2(c)の拡大横断面図で示すように整流板7の先端は
取水口3の外側方向に湾曲している。整流板7の形状を
吸い込み流線に沿うように板の下端部を湾曲させること
により、船底からの境界層の吸い込みを最小限に抑え、
かつ主流の流れを滑らかに吸い込むことができる。ま
た、前後方向の投影面積が板厚×高さであり、船体抵抗
に殆ど影響しない。これにより通常航走時の推進性能の
向上と、同時に低速運動をする湾内操船時の操縦力も向
上させることができる。ここに、整流板7の先端湾曲部
の曲率半径R、ここの接線方向と水平線とのなす角度
θ、船底面からの下方突出量Hとすれば、 R≧0.1H θ0−15°≦θ≦θ0+15° ここで、θ0 は数値流体計算又は実験により求めた流線
の流入角度である。
角度より±15°の範囲に設定されている。なお、整流
板7の板厚t、取水口3の側面から整流板7までの距離
b、整流板7の船底2との接合部におけるアールrcは
強度上や施工の容易化等の観点から決定される。
る。ここに、 δ*は境界層の排除厚さを示す。排除厚
さ次式により求められる。なお、u0は主流の流速、ν
は動粘度を示す。
形状を示す。前端部を円弧状に滑らかにし、有害な流れ
の剥離、キャビテーションの発生を最小にしたものであ
る。即ち、板厚をtとしたとき、ra≧0.1tとする
のがよい。
面形状を示したものである。後端部を鋭くテーパ状にし
後端部での剥離を抑えたものである。つまり、テーパ部
の長さLbと板厚tの関係を Lb≧tとするのがよ
い。
面形状を示す。前端部を円弧状にして水流の抵抗を最小
にしたものである。即ち、湾曲部の長さLa、曲率半径
Raと整流板7の高さとの関係を次のように設定すると
良い。
される場合、整流板7を一体に備えた格子板8である。
つまり、整流板7と格子板8とを一体連設することによ
り、整流板7を船底2に取り付ければ格子板8も同時に
装備されるので、格別に格子板8の取付の手間を要しな
い。
態で実施され、次のような効果を奏する。
船底との接合部から下方へ行くに従い、取水口の中心か
ら外側に向かって滑らかに湾曲させた部分を持ち、各整
流板の縁部を円弧状に滑らかにしたものであるから、整
流板を回り込む流れに剥離が生じるのを防止して、取水
口における圧力損失特性が改善され、特に、低速域での
ウオータジェットポンプのキャビテーションの発生によ
る性能低下を防止できる。
おける境界層の排除厚さ相当の高さとすれば流速の遅い
部分の流れが取水口から流入するのが阻止され、取水口
における圧力損失特性が改善され、ウオータジェットポ
ンプの性能が向上する。
流量を同じとした時の取水口での圧力損失の比較であ
る。縦軸に取水口の圧力損失、横軸に船速をとって示
す。これによれば、港内操船時等の低速域においては整
流板のない従来のものより本願の整流板付きのものが圧
力損失の低下が相当抑えられていることが分かる。通常
航走域でも効果がある。これより分かるように、本願で
は通常航走の推進効率の向上と港内操船時等の低速時に
おける操縦力の向上を図ることができる。
の側断面図である。
(c)は同拡大図である。
部の平面形状、(c)は側面形状である。
合の横断面図である。
側断面図である。
入する状態図、(b)はその横断面図である。
流れ込みの状態図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 ウオータジェット推進器の取水口の両側
縁部に沿って前後方向に設けた2枚の整流板において、 各整流板の横断面形状を船底との接合部から下方へ行く
に従い、取水口の中心から外側に向かって滑らかに湾曲
させた部分を持ち、各整流板の縁部を円弧状に滑らかに
したことを特徴とするウオータジェット推進器用取水口
の整流板。 - 【請求項2】 各整流板の高さは、通常航走時における
境界層の排除厚さ相当の高さを最小とする請求項1記載
のウオータジェット推進器用取水口の整流板。 - 【請求項3】 各整流板の湾曲は、板厚中心線の先端で
の接線の傾きを流線の流入角度の±15度以内とする請
求項1又は2記載のウオータジェット推進器用取水口の
整流板。 - 【請求項4】 各湾曲部の曲率半径は高さの1/10以
上とする請求項1〜3いずれか1項に記載のウオータジ
ェット推進器用取水口の整流板。 - 【請求項5】 各整流板の長さは取水口長さの50%以
上とする請求項1〜4いずれか1項に記載のウオータジ
ェット推進器用取水口の整流板。 - 【請求項6】 各整流板の前端部を円弧状にした請求項
1〜5いずれか1項に記載のウオータジェット推進器用
取水口の整流板。 - 【請求項7】 各整流板の後端部を先細りテーパ状に形
成した請求項1〜6いずれか1項に記載のウオータジェ
ット推進器用取水口の整流板。 - 【請求項8】 各整流板の前端部の側面形状を円弧状に
した請求項1〜7いずれか1項に記載のウオータジェッ
ト推進器用取水口の整流板。 - 【請求項9】 取水口に設けたゴミ吸い込み防止用格子
板に整流板を連設一体化した請求項1〜8いずれか1項
に記載のウオータジェット推進器用取水口の整流板。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP32453597A JP2933213B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ウオータジェット推進器用取水口の整流板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32453597A JP2933213B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ウオータジェット推進器用取水口の整流板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11157488A JPH11157488A (ja) | 1999-06-15 |
JP2933213B2 true JP2933213B2 (ja) | 1999-08-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32453597A Expired - Fee Related JP2933213B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | ウオータジェット推進器用取水口の整流板 |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP2011012937A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空調用室内ユニット |
US8403715B1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-03-26 | Howard M. Arneson | Marine jet drive |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP32453597A patent/JP2933213B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH11157488A (ja) | 1999-06-15 |
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