JP3041282B1 - シュラウドを有する立型ウオータジェット推進機 - Google Patents

シュラウドを有する立型ウオータジェット推進機

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JP3041282B1
JP3041282B1 JP10349907A JP34990798A JP3041282B1 JP 3041282 B1 JP3041282 B1 JP 3041282B1 JP 10349907 A JP10349907 A JP 10349907A JP 34990798 A JP34990798 A JP 34990798A JP 3041282 B1 JP3041282 B1 JP 3041282B1
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満伸 日野
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 インペラ外周とインペラライナ内周の隙間か
ら吐出流水がインペラ入口側へ漏れるため推進機の性能
・効率が低下していた。 【解決手段】 立型ウオータジェット推進機のインペラ
6外周にシュラウド17を設け、シュラウド17外周と
これと対向したインペラライナ16内周の隙間を小さく
すると共に、インペラライナ16の長さはシュラウド1
7の長さと同等以上の長さとして吐出流をインペラ入口
側へ漏れにくくして推進機の性能を高めたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、性能
や効率を高めるべく、インペラ先端からの漏れを効果的
に減少するようにした構造をもつ立型ウオータジェット
推進機に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】立型ウオ
ータジェット推進機(例えば特開平6−278692号
公報、特開平6−286693号公報、特開平7−52
882号公報参照)は、取水口と吐出口が船底と同一平
面になるように構成され、船底から突出しないためクレ
ーン船等のように浅瀬で稼働する特殊船舶や、喫水が浅
いため充分なプロペラ深度を確保できず通常のトンネル
型スラスタを装備できないような船型の船舶に多用され
ている。また、本体部を360°の任意の方向に旋回させ
ることができるため、スラストを自在の方向に発生させ
ることができ、船舶の操縦性を高めることが可能とな
る。
【0003】図4は、上記特開平7−52882号公報
に記載されている立型ウオータジェット推進機の縦断面
図である。インペラ01から吐出した吐出流は、インペ
ラの下流にあるディフューザ02に流入し、水流の運動
エネルギを圧力エネルギに変換しながら、ケーシング0
3の内部04に流入し吐出口05から船外に吐出する。
インペラ01は同心に設置したインペラライナ06の中
で回転するが、インペラ01外周とインペラライナ06
内周の隙間はできるだけ小さい方が性能・効率上望まし
い。これは、隙間が大きい場合、効率良く水流を吐出で
きないだけでなく、インペラ出口側の方が入口側よりも
圧力が高いため、その隙間から吐出流が漏れ入口側に漏
水し循環するためである。
【0004】そこで、上記公報記載のウオータジェット
推進装置においては、インペラ外周にシュラウド07が
あり、これに対向したインペラライナ06の長さはシュ
ラウド07の長さより短いもので、そもそも吐出流を漏
れにくく意図したものではない。また、シュラウド平面
08に対向するインペラライナ位置にはインテーク平面
もない構造様式である。また、シュラウド07外周表面
には、溝加工も無く、吐出流を漏れにくくした構造様式
にはなっていない。
【0005】従って、インペラにより吐出した高圧流体
はインペラ入口に漏れ易くなるため性能が低下する。性
能・効率が低下すれば立型ウオータジェット推進機が小
型化できず、駆動する原動機も小型化できないため、本
船に必要なイニシャルコストやランニングコストを下げ
ることもできない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明は、ケーシング底面部に取水口を設け、
その上方にインペラ軸によりインペラを回転させ、取水
口から取水した流水を上部に押し上げてディフューザを
通過させ、ケーシングの内部に水流を充満させ、ケーシ
ング底面部にある吐出口より水流を吐き出す立型ウオー
タジェット推進機において、インペラ外周にシュラウド
を設け、シュラウド外周とこれと対向したインペラライ
ナ内周の隙間を小さくすると共に、インペラライナの長
さはシュラウドの長さと同等以上の長さとして吐出流を
インペラ入口側へ漏れにくくしたうえ、更に、上記シュ
ラウド外周の表面に円周溝を形成することにより、イン
ペラ出口側の高い圧力が徐々に減圧されるため更に吐出
流がインペラ入口側へ漏れにくくなるものである。
【0007】或いは、シュラウド外周の表面にインペラ
回転方向に螺旋となる螺旋溝を形成した場合には、イン
ペラが回転することにより、螺旋溝内の水をインペラ出
口側(ディフューザ側)の方へ送り戻すような運動を与
えて漏れを防止するとともにこれを回収するように働
き、漏れ水の減少作用を更に一層増大させる。
【0008】上記の場合、インペラ入口側のシュラウド
にはシュラウド平面を設け、シュラウド平面に対向する
インペラライナ位置にはインテーク平面を設け、その対
向長さを同等の長さとすることにより、更に一層インペ
ラ入口側へ吐出流を漏れにくくできる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。図1は本願発明に係る立型ウ
オータジェット推進機の概略縦断面図である。
【0010】立型ウオータジェット推進機は、船体1に
取り付けられ、中央部に動力伝達機構2を内蔵したギヤ
ボックス3を立設した据付フランジ4と、据付フランジ
4中央部下方に延びる旋回軸受内輪5と、この旋回軸受
内輪5を挿通して垂下し下端にインペラ6を備えたイン
ペラ軸7と、インペラ6の下流側に位置した旋回軸受内
輪5に取り付けられたディフューザ8と、旋回モータ9
により旋回自在に旋回軸受内輪5に支承されたケーシン
グ10等からなる。
【0011】据付フランジ4は、船体1の開口1c上に
設けられて、船体1の内底板1a上に固定されている。
この据付フランジ4の中央部に立設したギヤボックス3
には図示しない原動機から延びる駆動軸11が挿通支承
され、先端にピニオンギヤ2aが設けてあり、これに噛
合して動力伝達機構2を構成するホイルギヤ2bが設け
られている。このホイルギヤ2bの下方にはインペラ軸
7が筒状の旋回軸受内輪5の中を内挿垂下し、上下の軸
受7aで支持されている。
【0012】旋回軸受内輪5はギヤボックス3に連接し
て下方に筒状に延び、その下端のフランジ部5aにディ
フューザ8が多数の取付ボルト8bによって取り付けら
れていると共に、インペラ軸7に摺接するインペラ軸シ
ール12が取り付けられている。旋回軸受内輪5は、船
体1に固定された据付フランジ4に取着され又はこれに
連接して静止部をなし、旋回軸受内輪5に連なるように
取着されたディフューザ8も回転しない静止部(固定
部)となっている。
【0013】一方、円筒状のケーシング10は、開口1
cにはまり込む形で設けられており、その中央部に旋回
軸受内輪5と同心に旋回輪13が立設されている。この
旋回輪13は旋回輪軸受14を介して旋回軸受内輪5に
係合支持され、ディフューザ8とは切り離されて単独に
旋回可能になっている。即ち、ケーシング10の旋回輪
13には係合ギア13aが形成され、据付フランジ4上
に配置した旋回モータ9の旋回軸9a下端のギヤ9bに
噛合しており、旋回モータ9の駆動によりケーシング1
0は単独に旋回するようになっている。
【0014】ケーシング10の底面10aの中央部に
は、取水口15が形成され、インペラ6を取り囲むよう
にインペラライナ16が上方に立ち上がっている。イン
ペラ6の外周にはシュラウド17が装着され、シュラウ
ド17の内面は取水口壁の内面16aに連なる弧状をな
し、上方ではディフューザ8の内面に連なっている。シ
ュラウド17の外周面とインペラライナ16の内周とは
極力小さい隙間δをもって対向しており、しかもインペ
ラライナ16の長さaはシュラウド17の長さbとは同
等又はそれ以上の長さに形成されている。これにより、
ディフューザ8方向に吐出した水が上記隙間を通ってイ
ンペラ入口側(取水口側)へ漏れ(逆流し)にくくなっ
ている。さらに、インペラ入口側のシュラウド平面17
aとそれに対向するインペラライナ位置にはインテーク
平面16aが形成されており(即ち、インペラライナ1
6はシュラウド17を囲むような段付き構造に形成され
ている)、その対向長さは同等の長さになっている。こ
れによっても吐出流水が漏れにくくなっている。
【0015】また、図2に示すようにシュラウド17の
外周の表面に円周溝18を上下方向に幾つか形成すれ
ば、インペラ出口側の高い圧力が徐々に減圧されるた
め、インペラ入口側へ漏れる流水はより減少する。
【0016】或いは、上記円周溝に代えて、図3に示す
ようにシュラウド17の外周表面に、インペラ軸7の回
転方向と同じ方向に螺旋する螺旋溝19を設ければ、イ
ンペラが回転することにより螺旋溝19内の水に対しイ
ンペラ出口側の方へ送り込むような運動を与えるため、
流水の漏れを防ぐとともにこれを回収するようになるた
め、上記円周溝より更に大きな漏れ防止効果を発揮す
る。
【0017】なお、ディフューザ8から出た水流は、デ
ィフューザ8に連通したケーシング10の内部(圧力
室)20に入り、圧力室20の水はケーシング底面10
aに形成したガイドベーン21を有する吐出口22から
噴出し推力を発生するようになっている。そして、ケー
シング10を旋回モータ9により旋回することにより吐
出口22の位置が360°自在に変えられるようになっ
ている。
【0018】
【発明の効果】この出願発明は、以上説明したような形
態で実施され、次のような効果を奏する。すなわち、イ
ンペラにより吐出した高圧流体はインペラ入口側へ漏れ
にくくなるため、ウオータジェット推進機の性能・効率
を向上させることができ、その結果、推進機の小型化と
ともに、駆動する原動機も小型化を達成できる。これに
より、本船に必要なイニシャルコストやランニングコス
トも下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る立型ウオータジェット推進機の
概略縦断面図である。
【図2】シュラウド外周表面に円周溝を形成した場合の
インペラ周辺の要部外形図である。
【図3】シュラウド外周表面に螺旋溝を形成した場合の
インペラ周辺の要部外形図である。
【図4】従来の立型ウオータジェット推進機の縦断面図
である。
【符号の説明】
6…インペラ 7…インペラ軸 8…ディフューザ 9…旋回モータ 10…ケーシング 15…取水口 16…インペラライナ 17…シュラウド 18…円周溝 19…螺旋溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 11/08 B63H 5/15 B63H 25/42 B63H 25/46 F04D 29/18 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング底面部に取水口を設け、その
    上方にインペラ軸によりインペラを回転させ、取水口か
    ら取水した流水を上部に押し上げてディフューザを通過
    させ、ケーシングの内部に水流を充満させ、ケーシング
    底面部にある吐出口より水流を吐き出す立型ウオータジ
    ェット推進機において、 インペラ外周にシュラウドを設け、シュラウド外周とこ
    れと対向したインペラライナ内周の隙間を小さくすると
    共に、インペラライナの長さはシュラウドの長さと同等
    以上の長さとし、シュラウド外周の表面に円周溝を形成
    したことを特徴とするシュラウドを有する立型ウオータ
    ジェット推進機。
  2. 【請求項2】 ケーシング底面部に取水口を設け、その
    上方にインペラ軸によりインペラを回転させ、取水口か
    ら取水した流水を上部に押し上げてディフューザを通過
    させ、ケーシングの内部に水流を充満させ、ケーシング
    底面部にある吐出口より水流を吐き出す立型ウオータジ
    ェット推進機において、 インペラ外周にシュラウドを設け、シュラウド外周とこ
    れと対向したインペラライナ内周の隙間を小さくすると
    共に、インペラライナの長さはシュラウドの長さと同等
    以上の長さとし、シュラウド外周の表面にインペラ回転
    方向に螺旋となる螺旋溝を形成したことを特徴とするシ
    ュラウドを有する立型ウオータジェット推進機。
  3. 【請求項3】 インペラ入口側のシュラウドにはシュラ
    ウド平面を設け、シュラウド平面に対向するインペララ
    イナ位置にはインテーク平面を設け、その対向長さを同
    等の長さとしたことを特徴とする請求項1又は2記載
    シュラウドを有する立型ウオータジェット推進機。
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