JP3618844B2 - 水上走行船 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系に触媒を介装した水上走行船に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、水上走行船としては、2サイクルエンジンを動力源とするウォータージェット推進装置を備え、乗員が船体上のシートに跨り操向ハンドルを把持して走航するように構成したものがある。この種の水上走行船に用いられるエンジンは船体内に設けたエンジン室に搭載されていた。このため、この水上走行船用エンジンの吸気装置はエンジン室の空気をエンジンに供給する構造になっていた。なお、エンジン室には、船体に設けた空気流通口を介してエンジン室外の大気が導入されるように構成していた。
【0003】
また、前記エンジンの排気装置は、排気通路がシリンダから船体後部に延在され、ウォーターロックを介して船体後部のプロペラ室に連通している。すなわち、排気ガスは船体後部から船外に排出されることになる。なお、前記ウォーターロックは、船体が転覆したときなどにプロペラ室側の排気出口から水がエンジン側へ逆流するのを防ぐためのものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、この種の水上走行船においては、水中に排出される排気ガスが海洋汚染、大気汚染の原因となるのを防ぐために、排気通路中に排気ガス浄化用の触媒コンバータを介装することが要請されるようになってきた。
【0005】
しかるに、水上走行船の排気通路中に触媒コンバータを介装するに当たっては、船体内に水が浸入してしまったときのことを考慮しなければならず、その配設位置が問題であった。すなわち、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してしまったときには、船体に対する水面の位置が上昇することにより排気出口から水が排気通路中を逆流し、吸気装置の空気吸込口からエンジンを介して排気装置の排気出口に至る吸排気系内の空気が吸気装置からエンジン室に流出してしまう。この空気の流出および水の逆流は船体内の水位が空気吸込口に達してここが閉塞されるまで起こるので、触媒コンバータの位置如何によってはこれが水没してしまう。
【0006】
触媒コンバータが水没してしまうと、触媒金属を胆持している多孔質材の孔部分に異物が詰まることがある。このようになると、水抜き後に再使用しようとしても触媒コンバータの本来の性能を得ることができなくなってしまう。また、この水上走行船を海上で使用していた場合には海水が多孔質材に染み込んでしまうため、再使用するときには海水が乾燥して生じた塩分によって前記孔部分が略埋められた状態になってしまい、前記同様に性能低下を起こしてしまう。
【0007】
さらに、触媒コンバータを使用して効率よく排気ガスを浄化するには、エンジン始動後から可及的に速く活性温度へ昇温させることが重要であるので、水上走行船に触媒コンバータを装着するに当たり何らかの対策を講じなければならない。しかも、運転中に触媒コンバータの温度が過度に上昇することをも防ぐことが必要である。
【0008】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、水上走行船に触媒コンバータを装着するに当たり、触媒コンバータが水没することがなく、しかもこれをエンジン始動後できるだけ速く活性温度へ昇温させることができるようにすることを目的とする。また、運転中に触媒コンバータ温度が過度に上昇することをも防げるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る水上走行船は、排気装置の排気系に触媒コンバータを介装し、この触媒コンバータの少なくとも上端部を吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけたため、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。
【0010】
また、第1の発明に係る水上走行船は、排気系における吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位を上方へ向けて凸となるように屈曲させて形成するとともに、触媒コンバータの少なくとも上端部を、水上に船体を浮かべてエンジンを停止させた状態での水面より上方に位置づけたため、船体を水上に浮かべた状態でエンジンが停止したときに排気出口から水が排気系内へ逆流したとしても、排気系の触媒コンバータ介装部の少なくとも上端部は水面より上側にあるために前記逆流水は触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。
【0011】
第2の発明に係る水上走行船は、第1の発明に係る水上走行船において、触媒コンバータを船体のエンジン室内に配設したため、エンジン室はエンジンによって内部空気が温められるので、エンジン始動後には触媒コンバータが前記温められた空気によって外方から加温される。
【0012】
第3の発明に係る水上走行船は、第1の発明に係る水上走行船において、船体中心線に対して左右方向の一方に触媒コンバータを配設し、他方に排気管の排気出口を配設したため、船体が触媒コンバータを下にして横転したときには、排気出口が水面より上方に位置づけられることからここから水が排気系中に逆流することがなく、排気出口を下にして横転したときには、排気出口が水中に没するにもかかわらず触媒コンバータが水面より上方に位置づけられるから、排気出口から逆流した水が触媒コンバータには達しない。
【0013】
第4の発明に係る水上走行船は、第1の発明に係る水上走行船において、触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側から下流側へ冷却水を流す冷却水通路を設けたため、前記触媒コンバータが冷却水によって冷却される。
また、この発明によれば、前記触媒コンバータより上流側の冷却水通路に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたため、前記冷却水通路に供給された冷却水はその一部が前記冷却水取出管を介して排出されるから、エンジン始動時に前記触媒コンバータの周囲に冷却水が溜まるまでの時間を長くとることができる。
【0014】
第5の発明に係る水上走行船は、第4の発明に係る水上走行船において、保持板を介して触媒コンバータを排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたため、前記触媒コンバータは前記保持板を介して冷却水によって冷却される。
【0015】
第6の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータを、船体内に大気を導入する空気流通口と前記吸気装置の空気吸込口とを結ぶ仮想直線が通らない位置に配設したものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。また、エンジン運転時に船体の空気流通口から吸気装置の空気吸込口へ向かう空気流が触媒コンバータの近傍を通らないから、触媒コンバータが前記空気流によって冷却されることは少ない。
【0016】
第7の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体内に浮体を設けるとともに、前記触媒コンバータより下流側の排気通路の少なくとも一部を、乗員が乗船していない状態での全没喫水線より上方に位置づけたものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。また、乗員が乗船していない状態で船体内に多量の水が侵入したとしても、浮体の浮力によって水上に浮かんだ状態に維持される。このとき、排気管の排気出口から侵入した水は排気装置中を水位が全没喫水線に達するまで上昇する。
このため、触媒コンバータより下流側の排気通路のうち少なくとも一部が全没喫水線より上方に位置づけられていれば、ここより上流側の触媒コンバータへは水が遡上することがない。
【0017】
第8の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体中心線に対して左右方向の一方に前記触媒コンバータを配設するとともに、他方に前記排気出口を配設したものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。また、船体が触媒コンバータを下にして横転したときには、排気出口が水面より上方に位置づけられることからここから水が排気系中に逆流することがなく、排気出口を下にして横転したときには、排気出口が水中に没するにもかかわらず触媒コンバータが水面より上方に位置づけられるから、排気出口から逆流した水が触媒コンバータには達しない。
第9の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側となる部位から下流側となる部位へ冷却水を流す冷却水通路を設け、この冷却水通路における前記触媒コンバータより上流側の部位に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。また、この発明によれば、触媒コンバータが冷却水によって冷却される。さらに、この発明によれば、触媒コンバータより上流側の冷却水通路に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたため、前記冷却水通路に供給された冷却水はその一部が冷却水取出管を介して排出されるから、エンジン始動時に触媒コンバータの周囲に冷却水が溜まるまでの時間を長くとることができる。
第10の発明に係る水上走行船は、第9の発明に係る水上走行船において、触媒コンバータをこれが嵌合する保持板を介して排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたため、前記触媒コンバータは保持板を介して冷却水によって冷却される。
【0018】
【発明の実施の形態】
第1の実施の形態
以下、本発明の実施の形態の一例を図1ないし図5によって詳細に説明する。
図1は第1の実施の形態による水上走行船の側面図で、同図においてはウォータージェット推進装置部分を破断して描いてある。図2は第1の実施の形態による水上走行船の概略構成を示す平面図、図3は同じく横断面図で、同図の破断位置は図1中にIII−III線によって示してある。図4は排気装置の膨張部を拡大して示す断面図、図5は図4における触媒コンバータのV−V線断面図である。
【0019】
これらの図において、1はこの実施の形態による水上走行船、2はこの水上走行船1の船体である。この水上走行船1は、乗員が船体2上のシート3に跨って座り、このシート3の前方に設けられた操向ハンドル4を把持して走航するものである。また、シート3の左右両側方には、図3に示すように乗員の足を乗せるためのステップ2aが船体2に一体的に形成されている。
【0020】
船体2内は、船底2bに立設されたバルクヘッド5によって前後に仕切られたエンジン室6とポンプ室7とが画成されている。バルクヘッド5より船体前側に位置するエンジン室6には、前記シート3の下方であって船体2の左右方向中央部となる位置にエンジン8が搭載されるとともに、このエンジン8の前方となる位置に燃料タンク9が配置されている。
【0021】
また、このエンジン室6は、船体2に支持固定された前側空気流通ダクト10および後側空気流通ダクト11を介して大気中に連通している。なお、第4の発明に係る空気流通口はこれらの空気流通ダクト10,11によって構成されている。前記前側空気流通ダクト10は前記燃料タンク9より船体前側に配設され、後側空気流通ダクト11はシート3の下方に配設され前記ポンプ室7からバルクヘッド5を貫通してエンジン室6に臨むように形成されている。なお、これら両ダクト10,11は何れも船体2の左右方向中央に位置づけられている。
【0022】
前記エンジン8は2サイクル2気筒型で2個の気筒を前後に並べた構造になっており、船体後部に設けられたジェットポンプ12に連結され、このジェットポンプ12とともにこの水上走行船1を駆動するウォータージェット推進装置を構成している。
【0023】
このエンジン8は図3に示すように、クランクケース8aの船体右側に吸気装置13が接続され、シリンダボディ8bの船体左側に排気装置14が接続されている。前記吸気装置13は、クランクケース8aに吸気管13aを介して気化器15を接続し、さらに、この気化器15の上流側端部に吸気サイレンサー16を接続することによって構成されている。前記気化器15はエンジン8の気筒毎に設けられ、吸気通路の軸線が上方へ向かうにしたがって次第に船体2の左右方向中心側に偏在するように傾斜された状態で配置されている。
【0024】
すなわち、図3に示すように、気化器15および吸気サイレンサー16は、船体の前方から見て右側へ傾斜して配設されることになる。吸気サイレンサー16の前端部に位置する符号17で示す部材は吸気ダクトで、この吸気ダクト17は先端の空気吸込口17aがエンジン8のシリンダ部分の前方となる部位に開口している。
【0025】
前記排気装置14は、シリンダボディ8bに接続されて排気通路を側方へ延在させる導出部18と、この導出部18の前端からこれより船体前方かつエンジン8のシリンダ部より上方へ延在された後に船体後側へ後下がりに延在されるように形成された膨張部19と、船体左側の船底部に配置されて前記膨張部19の後端にゴム製連通ホース20を介して連通されたウォーターロック21と、このウォーターロック21の後端上部から上方へ延びてジェットポンプ12の上方を横切りかつジェットポンプ12より船体右側において後下がりに延在してジェットポンプ12の後端部のプロペラ室側壁に接続された排出管22から構成されており、エンジン8の排気ガスをジェットポンプ12のプロペラ室側壁に開口する排気出口14aからプロペラ室内に排出する構造になっている。また、前記膨張部19内には、後述する触媒コンバータ23が介装されている。
【0026】
この排気装置14は、船体2内に収容されているため走航時の風による冷却が期待できない関係からエンジン冷却水によって冷却される構造になっている。すなわち、図4に示すように、膨張部19を二重管構造としてその内側管部と外側管部との間にエンジン冷却水を流すことによって冷却されるように構成されている。
【0027】
ここで、膨張部19の構造について詳述する。膨張部19は、導出部18に接続される上流側内管24、上流側外管25と、これら両管の下流側端部に接続された管部材26と、この管部材26の下流端に後述する触媒コンバータ23を保持する保持板27を介して接続された下流側内管28、下流側外管29と、これらの下流側内管28、下流側外管29の下流側端部どうしの間に介装されたシールラバー30とから構成されている。前記上流側内管24、上流側外管25はそれぞれ船体前側へ向けて凸となるように側面視略横向きU字状に形成されており、両者の間に冷却水通路W1が形成されるように互いに離間している。なお、上流側外管25は、互いに連結された下部25aと上部25bとから構成されている。
【0028】
冷却水通路W1の最上部となる部位には、冷却水取出口25cを介して冷却水導出ホース25dが連通されている。この冷却水導出ホース25dは船体側壁に開口しており、エンジンが運転しているときにはこの開口から冷却水が船外に排出されることにより、冷却水が流れていることを運転者が目視できるようにするためのものである。
【0029】
また、これらの上流側内管24および上流側外管25は、下端部を導出部18に接続することにより上流側内管24内の排気通路S1が導出部18の排気通路(図示せず)に連通するとともに、両管間の冷却水通路W1が導出部18の冷却水出口(図示せず)に連通するように構成される。
【0030】
前記管部材26は、一体成形された内管部26aと外管部26bからなり、これら両管部どうしの間に冷却水通路W2が形成されている。そして、この管部材26は、前記上流側内管24および上流側外管25の下流側端部にその軸線が後下がりに傾斜するように連結されている。ここで、内管部26aは上流側内管24に直接連結され、外管部26bは連結部材31を介して上流側外管25に連結されている。これによって、この管部材26の中心部に設けられた排気通路S2が上流側の排気通路S1に連通するとともに、両管部間の冷却水通路W2が上流側の冷却水通路W1に連通する。
【0031】
前記下流側内管28および下流側外管29はそれぞれ略漏斗状に形成されており、両管28,29間に冷却水通路W3が形成されるように互いに離間し、かつ下流側端部どうしの間にシールラバー30を挾持した状態で、前記管部材26の下流側端部に触媒コンバータ用保持板とともに貫通ボルト32によってねじ止めされている。このように下流側内管28および下流側外管29を上流側部材に連結することによって、下流側内管28内の排気通路S3が触媒コンバータ23を介して前記排気通路S2に連通されることになる。また、前記冷却水通路W3は、下流側内管28の上流側端部に形成された連結用フランジ28aの冷却水用連通穴を介して上流側の冷却水通路に連通されるようになっている。さらに、下流側外管29の下端部は、前記管部材26より鉛直方向に近くなるような傾斜角度をもって後下がりに延設され、ここに前記連通ホース20が装着されている。
【0032】
前記シールラバー30はゴム材によって略漏斗状に形成され、前記下流側内管28と下流側外管29の下流側端部における冷却水通路W3となる部位に挾持されている。そして、このシールラバー30は前記挾持部分に排気ガスの流れ方向に延びる凹溝30aが多数形成され、この凹溝30aを介してエンジン冷却水を排気通路中に排出するように構成されている。この凹溝30aはシールラバー30の外面を凹ませるように形成されている。
【0033】
すなわち、エンジン冷却水は、シールラバー30と下流側外管29との間に形成した前記凹溝30aからなる冷却水通路を通り、下流側内管28の下流側開口28bからシールラバー30内を介して延在する排気通路中にシールラバー30の下端から排出されることになる。
【0034】
触媒コンバータ23は、図4および図5に示すように、触媒金属(図示せず)を担持した断面略ハニカム状のアルミナなどからなる担体33を金属製保持円筒34の内方に固着させることによって形成しており、前記保持板27を介して前記膨張部19に支持固定されている。この保持板27は金属材によって円環板状に形成されてその中空部に前記保持円筒34が貫通して固着され、外周部が前記管部材26と下流側内管28の連結用フランジ28aとの間に介装される構造になっている。また、この保持板27の外周部には管部材26の冷却水通路W2に前記連結用フランジ28aの冷却水用連通穴を連通させるための貫通穴27aが多数穿設されている。
【0035】
そして、この触媒コンバータ23は、排気装置14の排気系における前記吸気装置13の空気吸込口17aおよび排気出口14aより上方となる部位に位置づけられている。言い換えれば、排気系のウォーターロック21より上流側に、上方に向けて凸となるように屈曲して空気吸込口17aおよび排気出口14aより上方に延在する部分が設けられ、この上方延在部に触媒コンバータ23が介装されている。さらに、触媒コンバータ23は、乗員が乗船していない状態において水上に船体2を浮かべてエンジン8を停止させた状態での水面より上方に位置するように配設している。この水面を図1中に二点鎖線Lで示す。
【0036】
このように構成した水上走行船1では、エンジン8が始動すると排気ガスがシリンダボディ8bから排気装置4の導出部18へ排出されて膨張部19に流入する。膨張部19に流入した排気ガスは、排気通路S1および排気通路S2からなる膨張室で膨張し、その全量が触媒コンバータ23介して下流側の排気通路S3に流入する。排気ガスが触媒コンバータ23を通ることによって排気ガス中に含まれる有害成分が燃焼され除去される。
【0037】
一方、エンジン8が始動することによって、エンジン冷却水が前記導出部18から膨張部19内の冷却水通路W1に供給されるようになる。このエンジン冷却水は、冷却水通路W1→冷却水通路W2→保持板27の貫通穴27a→連結用フランジ28aの連通穴→冷却水通路W3→シールラバー30の凹溝30aという順に流れ、排気ガスによって加熱された膨張部19を冷却する。
【0038】
膨張部19内の排気通路S3に流れた排気ガスは、下流側内管28の下流側開口28bからシールラバー30内に流入し、シールラバー30から連通ホース20内に流出するときに前記凹溝30aから流出したエンジン冷却水と混合される。その後、排気ガスとエンジン冷却水は連通ホース20からウォーターロック21および排出管22を順次通って排気出口14aからプロペラ室に排出される。
【0039】
また、エンジン運転時には吸気装置13がエンジン室6内の空気を吸引するために、エンジン室6内には前側空気流通ダクト10および後側空気流通ダクト11から外気が導入される。このとき、エンジン室6内には、船体2の左右方向中央に位置する両ダクト10,11と吸気装置13の空気吸込口17aとを結ぶ仮想直線に沿う空気流が生じるが、この仮想直線が通らない位置に触媒コンバータ23が配設されているから、触媒コンバータ23の近傍に前記空気流が通ることがなく、相対的に低温な外気によって触媒コンバータ23が冷却されることはない。
このため、触媒コンバータ23をエンジン始動後短時間で活性温度まで昇温させることができる。
【0040】
その上、触媒コンバータ23は、エンジン8によって内部空気が温められるエンジン室6内に配設されているので、エンジン始動後には前記温められた空気によって外方から加温されることになる。
この構成によっても触媒コンバータ23が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【0041】
さらに、エンジン停止状態でこの水上走行船1の船体2内に水が浸入した場合には、浸入水の水量に応じて排気出口14aから水が排気系へ逆流する。すなわち、船体2が浸入水の重量により沈むことによって排気出口14aに加わる水圧が上昇し、吸気系からエンジン8を介して排気系に至る吸排気系中の空気を空気吸込口17aからエンジン室6内へ押し出すように水が排気出口14aに流入する。この逆流現象は、エンジン室6内に浸入した水によって吸気装置13の空気吸込口17aが閉塞され、吸排気系内の空気が流出しなくなるまで起こる。
【0042】
このように空気吸込口17aが浸入水によって閉塞されるまで排気系中に水が逆流したとしても、触媒コンバータ23は空気吸込口17aおよび排気出口14aより上方に位置づけられており、触媒コンバータ介装部分は空気溜りになることから、排気系中を逆流した水が触媒コンバータ23に到達することはない。
このため、触媒コンバータ23に水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船1を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータ23が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
なお、触媒コンバータ23の少なくとも上端部が空気吸込口17aおよび排気出口14aより上方に位置づけられていれば、触媒コンバータ23への水の付着を同様に防止することができる。
【0043】
加えて、排気装置14における触媒コンバータ23が介装される部位を上方へ向けて凸となるように屈曲させ、水上に船体2を浮かべてエンジン8を停止させた状態での水面Lより上方に触媒コンバータ23を位置づけたため、水上でエンジン8が停止したときに排気出口14aから水が排気系内へ逆流したとしても、排気系の触媒コンバータ介装部は水面より上側にあるために前記逆流水は触媒コンバータ23に到達することがない。
この構成を採ることによって、触媒コンバータ23に水が付着するのをより一層確実に防ぐことができる。
なお、触媒コンバータ23の少なくとも上端部を、水上に船体2を浮かべてエンジン8を停止させた状態での水面Lより上方に位置づけることによっても、前記同様に触媒コンバータ23に水が付着するのを防ぐことができる。
【0044】
また、この実施の形態では触媒コンバータ23より下流側で排気装置冷却用冷却水を排気通路中に排出させる構成を採っているので、排気通路中に排出される冷却水によって触媒コンバータ23が冷却されることはない。すなわち、この構成によっても触媒コンバータ23が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【0045】
加えて、上記実施の形態では触媒コンバータ23を冷却水取出口25cより下流側に位置づけたので、冷却水取出口25cより上流側に位置づけた場合に較べて触媒コンバータ23の周囲を流れる冷却水の流量が減り、触媒コンバータ23が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【0046】
第2の実施の形態
次に本発明に係る水上走行船の他の実施の形態を図6〜図8によって詳細に説明する。
図6は第2の実施の形態による水上走行船の概略構成を示す側面図、図7は同じく平面図、図8は排気装置の膨張部を拡大して示す断面図である。これらの図において前記図1ないし図5で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【0047】
図6〜図8において、符号41は浮体で、この浮体41はプラスチック発泡体からなり、船体2内における船体前部と後部とに配設し、船底2bの上面に密着させている。また、この浮体41は、船体2内が水で満たされたとしても船体2が浮上するような浮力を得られるように体積などを設定している。乗員が乗船していない状態で船体2内に水が満たされたときの喫水線を本明細書中においては全没喫水線といい、これを図6中に二点鎖線Sによって示す。
【0048】
この実施の形態で示す排気装置14は、前記全没喫水線Sより上方に触媒コンバータ23が位置づけられており、排気通路における触媒コンバータ23より下流側の二箇所が全没喫水線Sより上方に突出している。すなわち、膨張部19内における触媒コンバータ23の下流側となる部位と、排出管22におけるジェットポンプ12の上方となる部位とが全没喫水線Sより上方に位置づけられている。これらの二箇所の上方突出部を図6中にドットを多数付して示す。
【0049】
このように浮体41を備えた水上走行船1は、乗員が乗船していない状態で空気流通ダクト10,11などから侵入した水が船体2内を満たしたとしても、船体2は浮体41の浮力によって浮いた状態に維持される。例えばこの水上走行船を他の船舶などに牽引ロープを介して接続して曳航する場合には、エンジン停止状態でありビルジポンプ(図示せず)が作動していないから、デッキに開口した空気取入口(空気流通ダクト10,11)などから水が船体2内に侵入すると、これが排出されずに溜まってしまい、最終的には船体2内が水で満たされてしまう。しかし、浮体41の浮力が作用するため、船体2は全没喫水線Sまで沈んだ状態で浮かぶようになる。
【0050】
このように船体2内が水で満たされると、排気出口14aが水中に開口していることから、水は排気出口14aから排気通路中を逆流し、全没喫水線Sまで達するようになる。このとき、前記水は、図6中にドットを付して示した上方突出部まで逆流する。すなわち、触媒コンバータ23より下流側に前記上方突出部を設けているので、たとえ船体2内に多量に水が侵入し浮体41の浮力によって浮かんでいる状態になったとしても、排気出口14aから逆流した水は触媒コンバータ23まで達することがない。なお、この実施の形態では前記上方突出部を二箇所設けているが、必ずしも二箇所に設ける必要はなく、何れか一方のみであっても同等の効果が得られる。
【0051】
また、この実施の形態で示す水上走行船1は、図7に示すように、触媒コンバータ23を船体中心線に対して船体2の左側に配設し、排気出口14aを船体2の右側に配設している。このように構成すると、船体2が左右方向の何れの方向に横転しても触媒コンバータ23に水が触れるのを防ぐことができる。
【0052】
すなわち、船体2が排気出口14aを下にして横転した場合は、排気出口14aが水中に没しても触媒コンバータ23が水面より上方に位置づけられるため、排気出口14aから排気通路中に侵入した水が触媒コンバータ23側へ流れるのを防ぐことができる。また、船体2が触媒コンバータ23を下にして横転した場合は、排気出口14aが水面より上方に位置づけられるから、水がここから排気通路に侵入することはない。
【0053】
さらに、この実施の形態では、排気装置14の膨張部19に捨て水用ホース42を接続している。この捨て水用ホース42は、膨張部19内の冷却水通路W2と排気通路の排気出口14aとを連通し、冷却水通路W1に連通させた冷却水導出ホース25dと比較して大量にエンジン冷却水を流すことができるように構成している。この例では、捨て水用ホース42を管部材26の上流側上部に接続している。詳述すると、この捨て水用ホース42は、触媒コンバータ23の周囲にこの上流側から下流側へ至るように設けた冷却水通路のうち触媒コンバータ23より上流側に位置づけられる冷却水通路W2からエンジン冷却水を船外に導くように設けている。
【0054】
このように捨て水用ホース42を介して触媒コンバータ23より上流側からエンジン冷却水の一部を排出する構成を採ると、膨張部19内の冷却水通路にエンジン冷却水が残っていない状態からエンジン8を始動してここがエンジン冷却水で満たされるまでに要する時間は、捨て水用ホース42を設けない場合に較べて長くなる。詳述すると、排気装置14の冷却水通路W1〜W3はエンジン8が停止している状態ではエンジン冷却水がほとんど残っていない状態にあり、エンジン8が始動することによって上流側(エンジン8側)から徐々にエンジン冷却水が溜まるようになる。上述したように捨て水用ホース42を設けていると、冷却水通路W1〜W3に溜まるエンジン冷却水は、全供給量から捨て水用ホース42へ排出されたエンジン冷却水を差し引いた残り分となる。このため、冷却水通路W1〜W3がエンジン冷却水で満たされるまでの時間を長くとることができる。
【0055】
すなわち、エンジン8が始動してから冷却水通路W1〜W3がエンジン冷却水で満たされて触媒コンバータ23が冷却されるようになるまでの間に、排気ガスによって触媒コンバータ23を昇温させることができるから、昇温時に排気ガスの熱を有効に利用できる。
【0056】
また、捨て水用ホース42によって冷却水通路W2のエンジン冷却水の一部を排出すると、膨張部19から連通ホース20内に排出されるエンジン冷却水を減少させることができる。すなわち、排気管を冷却するために大量に送られたエンジン冷却水の全量を排気通路中に排出すると排気抵抗が増大してエンジン出力が低下してしまうが、この構成を採ることにより、排気通路に排出されるエンジン冷却水を最小限としてエンジン出力が低下するのを抑えることができる。
この実施の形態で示す捨て水用ホース42は、エンジン8から十分に離間した排気出口14aにエンジン冷却水を排出するように構成しているので、ここに排出されたエンジン冷却水によってエンジン出力が大きな影響を受けることはない。
【0057】
この実施の形態で示したように、排気装置14の冷却水通路からエンジン冷却水を排出するに当たり捨て水用ホース42と冷却水導出ホース25dとの2本のホースを使用したのは、冷却水導出ホース25dのみではエンジン冷却水を大量に排出することができないからである。すなわち、冷却水導出ホース25dは、図7に示したように、排気装置14に接続される部分より下流側で船体2の左右方向に分岐させて船体2の左右方向の両側まで延ばし、エンジン冷却水が流れているのを運転者が目視できるように船体2の左右両側にエンジン冷却水を排出させるものであるため、ここに大量にエンジン冷却水を流すと、エンジン冷却水が運転者にかかることがあるからである。このため、エンジン冷却水を運転者が見える位置に相対的に少量となるように排出する冷却水導出ホース25dと、運転者から離れた位置に相対的に大量となるように排出する捨て水用ホース42とが必要になる。
【0058】
エンジン8が始動して通常走航状態に移行した後は、触媒コンバータ23の上流側から下流側にわたるように冷却水通路W2,W3を設けていることから、活性化して温度が上昇した触媒コンバータ23が過度に高温になるのを防ぐことができる。このとき、触媒コンバータ23の熱は、触媒コンバータ23が嵌合した状態で保持する保持板27を介して貫通穴27a内のエンジン冷却水に伝達されるので、触媒コンバータ23の熱をきわめて効率よく放散させることができる。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように第1の発明に係る水上走行船は、排気装置の排気系に触媒コンバータを介装し、この触媒コンバータの少なくとも上端部を吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけたため、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。
【0060】
このため、触媒コンバータに水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータの少なくとも上端部が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
【0061】
また、第1の発明に係る水上走行船は、排気系における吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位を上方へ向けて凸となるように屈曲させて形成するとともに、触媒コンバータの少なくとも上端部を、水上に船体を浮かべてエンジンを停止させた状態での水面より上方に位置づけたため、水上でエンジンが停止したときに排気出口から水が排気系内へ逆流したとしても、排気系の触媒コンバータ介装部の少なくとも上端部は水面より上側にあるために前記逆流水は触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。
このため、触媒コンバータに水が付着するのをより一層確実に防ぐことができる。
【0062】
第3の発明に係る水上走行船は、第1の発明に係る水上走行船において、船体中心線に対して左右方向の一方に触媒コンバータを配設し、他方に排気管の排気出口を配設したため、船体が触媒コンバータを下にして横転したときには、排気出口が水面より上方に位置づけられることからここから水が排気系中に逆流することがなく、排気出口を下にして横転したときには、排気出口が水中に没するにもかかわらず触媒コンバータが水面より上方に位置づけられるから、排気出口から逆流した水が触媒コンバータには達しない。
したがって、船体が左右方向の何れに横転しても触媒コンバータに水が触れることを防止できる。
【0063】
第4の発明に係る水上走行船は、第1の発明に係る水上走行船において、触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側から下流側へ冷却水を流す冷却水通路を設けたため、前記触媒コンバータが冷却水によって冷却される。このため、活性化して温度が上昇した前記触媒コンバータが過度に高温になるのを防ぐことができる。
また、前記触媒コンバータより上流側の冷却水通路に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたため、前記冷却水通路に供給された冷却水はその一部が前記冷却水取出管を介して排出されるから、エンジン始動時に前記触媒コンバータの周囲に冷却水が溜まるまでの時間を長くとることができる。このため、エンジン始動とともに触媒コンバータの周囲に冷却水が満たされて触媒コンバータが冷却されることがなく、エンジン始動後に触媒コンバータを排気ガスによって効率よく加熱できるから、触媒コンバータが短時間で活性温度に達するようになる。
【0064】
第5の発明に係る水上走行船は、第4の発明に係る水上走行船において、保持板を介して触媒コンバータを排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたため、前記触媒コンバータは保持板を介して冷却水によって冷却される。このため、運転中に前記触媒コンバータの温度が過度に上昇するのを防ぐことができる。
【0065】
第6の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータを、船体内に大気を導入する空気流通口と前記吸気装置の空気吸込口とを結ぶ仮想直線が通らない位置に配設したものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。このため、触媒コンバータに水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータの少なくとも上端部が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
また、エンジン運転時に船体の空気流通口から吸気装置の空気吸込口へ向かう空気流が触媒コンバータの近傍を通らないから、触媒コンバータが前記空気流によって冷却されることは少ない。したがって、これによっても触媒コンバータをエンジン始動後短時間で活性温度まで昇温させることができる。
【0066】
第7の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体内に浮体を設けるとともに、前記触媒コンバータより下流側の排気通路の少なくとも一部を、乗員が乗船していない状態での全没喫水線より上方に位置づけたものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。このため、触媒コンバータに水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータの少なくとも上端部が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
また、乗員が乗船していない状態で船体内に多量の水が侵入したとしても、浮体の浮力によって水上に浮かんだ状態に維持される。このとき、排気管の排気出口から侵入した水は排気装置中を水位が全没喫水線に達するまで上昇する。
このため、触媒コンバータより下流側の排気通路のうち少なくとも一部が全没喫水線より上方に位置づけられていれば、ここより上流側の触媒コンバータへは水が遡上することがない。したがって、例えば船体を曳航しているときに船体内に多量の水が侵入して沈没状態になったとしても、船体を浮上させておくことができ、しかも、この状態であっても触媒コンバータに水が触れるのを確実に防ぐことができる。
【0067】
第8の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体中心線に対して左右方向の一方に前記触媒コンバータを配設するとともに、他方に前記排気出口を配設したものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。このため、触媒コンバータに水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータの少なくとも上端部が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
また、船体が触媒コンバータを下にして横転したときには、排気出口が水面より上方に位置づけられることからここから水が排気系中に逆流することがなく、排気出口を下にして横転したときには、排気出口が水中に没するにもかかわらず触媒コンバータが水面より上方に位置づけられるから、排気出口から逆流した水が触媒コンバータには達しない。したがって、船体が左右方向の何れに横転しても触媒コンバータに水が触れることを防止できる。
【0068】
第9の発明に係る水上走行船は、船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側となる部位から下流側となる部位へ冷却水を流す冷却水通路を設け、この冷却水通路における前記触媒コンバータより上流側の部位に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたものである。
この発明によれば、エンジン停止状態で船体内に水が浸入してこの浸入水によって吸気装置の空気吸込口が閉塞されたとしても、排気出口から排気系内へ逆流する水は触媒コンバータ介装部が空気溜りになることから触媒コンバータの少なくとも上端部に到達することがない。このため、触媒コンバータに水中の異物が付着するのを確実に防ぐことができる。しかも、この水上走行船を海上で使用したとしても逆流した海水に触媒コンバータの少なくとも上端部が触れることがなく、これに塩が付着することに起因して使用不能になるようなことはない。
また、この発明によれば、触媒コンバータが冷却水によって冷却されるから、活性化して温度が上昇した触媒コンバータが過度に高温になるのを防ぐことができる。さらに、この発明によれば、触媒コンバータより上流側の冷却水通路に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたため、前記冷却水通路に供給された冷却水はその一部が冷却水取出管を介して排出されるから、エンジン始動時に触媒コンバータの周囲に冷却水が溜まるまでの時間を長くとることができる。
このため、エンジン始動とともに触媒コンバータの周囲に冷却水が満たされて触媒コンバータが冷却されることがなく、エンジン始動後に触媒コンバータを排気ガスによって効率よく加熱できるから、触媒コンバータが短時間で活性温度に達するようになる。
第10の発明に係る水上走行船は、第9の発明に係る水上走行船において、触媒コンバータをこれが嵌合する保持板を介して排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたため、触媒コンバータは前記保持板を介して冷却水によって冷却される。
このため、運転中に触媒コンバータの温度が過度に上昇するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態による水上走行船の側面図で、同図においてはウォータージェット推進装置部分を破断して描いてある。
【図2】第1の実施の形態による水上走行船の概略構成を示す平面図である。
【図3】第1の実施の形態による水上走行船の横断面図である。
【図4】排気装置の膨張部を拡大して示す断面図である。
【図5】図4における触媒コンバータのV−V線断面図である。
【図6】第2の実施の形態による水上走行船の概略構成を示す側面図である。
【図7】第2の実施の形態による水上走行船の概略構成を示す平面図である。
【図8】排気装置の膨張部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
1…水上走行船、2…船体、5…バルクヘッド、6…エンジン室、8…エンジン、10…前側空気流通ダクト、11…後側空気流通ダクト、13…吸気装置、14…排気装置、14a…排気出口、17a…空気吸込口、19…膨張部、20…連通ホース、23…触媒コンバータ、41…浮体、42…捨て水用ホース。

Claims (10)

  1. 船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記排気系における前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位を上方へ向けて凸となるように屈曲させて形成し、この部位であって水上に船体を浮かべてエンジンを停止させた状態での水面より上方に、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を位置づけたことを特徴とする水上走行船。
  2. 請求項1記載の水上走行船において、触媒コンバータを船体のエンジン室内に配設したことを特徴とする水上走行船。
  3. 請求項1記載の水上走行船において、船体中心線に対して左右方向の一方に触媒コンバータを配設するとともに、他方に排気管の排気出口を配設したことを特徴とする水上走行船。
  4. 請求項1記載の水上走行船において、触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側となる部位から下流側となる部位へ冷却水を流す冷却水通路を設け、この冷却水通路における前記触媒コンバータより上流側の部位に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたことを特徴とする水上走行船。
  5. 請求項4記載の水上走行船において、触媒コンバータをこれが嵌合する保持板を介して排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたことを特徴とする水上走行船。
  6. 船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータを、船体内に大気を導入する空気流通口と前記吸気装置の空気吸込口とを結ぶ仮想直線が通らない位置に配設したことを特徴とする水上走行船。
  7. 船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体内に浮体を設けるとともに、前記触媒コンバータより下流側の排気通路の少なくとも一部を、乗員が乗船していない状態での全没喫水線より上方に位置づけたことを特徴とする水上走行船。
  8. 船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、船体中心線に対して左右方向の一方に前記触媒コンバータを配設するとともに、他方に前記排気出口を配設したことを特徴とする水上走行船。
  9. 船体内の空気を吸入する吸気装置およびエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、この排気装置の排気系に触媒コンバータが介装された水上走行船において、前記触媒コンバータの少なくとも上端部を前記吸気装置の空気吸込口およびこの排気装置の排気出口より上方となる部位に位置づけ、前記触媒コンバータが設けられる排気管に、前記触媒コンバータの上流側となる部位から下流側となる部位へ冷却水を流す冷却水通路を設け、この冷却水通路における前記触媒コンバータより上流側の部位に冷却水を船外に導く冷却水取出管を連通させたことを特徴とする水上走行船。
  10. 請求項9記載の水上走行船において、触媒コンバータをこれが嵌合する保持板を介して排気管に固定し、前記保持板に、前記排気管の冷却水通路に連なる冷却水通路を設けたことを特徴とする水上走行船。
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