JP3716183B2

JP3716183B2 - Suction pipeline and flash water jet ship in flash water jet ship

Info

Publication number: JP3716183B2
Application number: JP2001031050A
Authority: JP
Inventors: 剛江口; 修博上出
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2021-02-07
Also published as: JP2002234492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路およびこの吸込み管路を備えたフラッシュ型ウォータジェット船に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータジェット船は、船体にその軸方向に沿って船首側から船尾側へ向けて立ち上がる傾斜をもった吸込み管路を設け、船体に設けたポンプで吸込み管路を通して水を吸込んで船尾側へ噴射させて船体を推進させるものであり、このウォータジェット船のなかで吸込み口が船体の船底面で開口する吸込み管路を備えたものをフラッシュ型と呼んでいる。
【０００３】
すなわち、このフラッシュ型の吸込み管路は、フラッシュ型ウォータジェット船の船体にその軸方向に沿うとともに船体の船底面に対して船体の船首側か船尾側へ向けて立ち上がるように傾斜する通路と、この通路の一端が船体の船底面で開口して形成される吸込み口と、通路における中心軸線より下側となる内周面と船体の船底面に連続する面とが交叉して吸込み口の縁部を形作るリップとを有している。
【０００４】
従来、フラッシュ型ウォータジェット船に設ける吸込み管路は、通路、吸込み口およびリップを含めた全体の基本形状が、例えば通路の直径寸法が上流から下流にかけて一定である、あるいは通路の直径寸法が上流側から下流側にかけて順次小さくなるというように概ね決まっている。そして、吸込み管路は、フラッシュ型ウォータジェット船の船速などの仕様に応じて決まるポンプの口径に合せてスケール倍して直径寸法などの寸法を決めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の吸込み管路では、通路におけるスロート（通路として有効に作用する部分の入口）での水の流速に対してフラッシュ型ウォータジェット船の船速がある範囲の大きさである場合には性能上に問題を生じないが、スロートでの水の流速に対して船速がある範囲を超えて相対的に大きくなると、船速に対するスロートでの水の流速の差が拡大して次に述べる問題が発生する。
【０００６】
すなわち、通路の上側の内周面で水の流れに剥離を生じて逆流が発生し、この逆流による損失が増加する。また、リップに連続する船体の船底面で水の流れの境界層が発達し、局所的に静圧が低下してキャビテーションが発生する。
【０００７】
最近、ウォータジェット船に対しては船速を増大する要望が強くなっており、この要望に沿って船速を高速化すると前述した問題を考慮する必要がある。
【０００８】
本発明はスロートでの水の流速を増大して水の流れを改善し、特に高速船に好適なフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は前記の吸込み管路を備えたフラッシュ型ウォータジェット船を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路は、フラッシュ型ウォータジェット船の船体に設けられ、且つ前記船体の軸方向に沿うとともに前記船体の船底面に対して前記船体の船首側から船尾側へ向けて立ち上がるように傾斜する通路と、この通路の一端が前記船体の船底面で開口して形成される吸込み口と、前記通路における中心軸線より下側となる内周面と前記船体の船底面に連続する面とが交叉して前記吸込み口の縁部を形作るリップとを有する吸込み管路において、前記リップの先端部は、前記通路における中心軸線より下側となる内周面が船体内方に向けて湾曲しながら前記吸込み口の中央部へ延びて前記船体の船底面に連続する面と交叉して形成され、前記通路は、前記吸込み口、前記リップと共に、フラッシュ型ウォータジェット船の船体にその幅方向に並べて複数設けられ、前記船体幅方向の両側部に位置する通路は、前記通路における中心軸線より下側となる内周面の前記船底面に対する傾斜角度が、前記船体幅方向の中央部に位置する通路における中心軸線より下側となる内周面の前記船底面に対する傾斜角度より小さいことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明のフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路は、フラッシュ型ウォータジェット船の船体に設けられ、且つ前記船体の軸方向に沿うとともに前記船体の船底面に対して前記船体の船首側から船尾側へ向けて立ち上がるように傾斜する通路と、この通路の一端が前記船体の船底面で開口して形成される吸込み口と、前記通路における中心軸線より下側となる内周面と前記船体の船底面に連続する面とが交叉して前記吸込み口の縁部を形作るリップとを有する吸込み管路において、前記リップ部の先端部は、前記船体の船底面に連続する面が前記吸込み口の中央部へ向け延びながらせり上がるように湾曲して前記通路における中心軸線より下側となる内周面と交叉して形成され、前記通路は、前記吸込み口、前記リップと共に、フラッシュ型ウォータジェット船の船体にその幅方向に並べて複数設けられ、前記船体幅方向の両側部に位置する通路は、前記通路における中心軸線より下側となる内周面の前記船底面に対する傾斜角度が、前記船体幅方向の中央部に位置する通路における中心軸線より下側となる内周面の前記船底面に対する傾斜角度より小さいことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明のフラッシュ型ウォータジェット船は、船体と、この船体に設けられた請求項１または請求項２に記載の吸込み管路とを具備することを特徴とする
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。
【００１６】
この実施の形態は、フラッシュ型ウォータジェット船の船体にその幅方向に３個の吸込み管路を並べて設けたものである。図１（ａ）は船体軸方向に沿って模式的に示す断面図、（ｂ）は船体幅方向に沿って模式的に示す断面図である。図１に示すように船体１０１には幅方向中央部に吸込み管路1が設けられ、幅方向左右両側部には吸込み管路２、3が設けられている。船体１０１には各吸込み管路１ないし３に応じて３台のポンプＰが搭載され、これら各ポンプＰが各吸込み管路１ないし３で吸込んだ水を船体１０１の後側へ向けて噴射し、その噴射力により推進力を得て船体１０１を前進移動させるようになっている。なお、船体１０１の船底面１０２は、左右両側部が中央部から舷側に向けて上向きに傾斜する傾斜面として形成されている。これは水の噴射力を生かして船体１０１を移動させるものである。図中W１は起動時の水面、Ｗ２は船体が高速で走行している時の水面である。
【００１７】
図２は船体１０１の中央部に設けられる吸込み管路１を示す図１（ｂ）Ｚ−Ｚ線に沿う断面図、図３は船体１０１の側部に設けられる吸込み管路２、３を示す図１（ｂ）Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。吸込み管路１と吸込み管路２、３は基本的な構成は同じであるために同じ部分は同じ共通の符号を付して示し、共通にして説明する。
【００１８】
すなわち、吸込み管路１ないし３は、通路１１、吸込み口１２，リップ１３および吐出し口１４を有している。通路１１は断面が例えば矩形をなすもので、船体１０１の軸方向に沿って配置される。通路１１は船体１０１の船底面１０２を基点として船体１０１の船首側から船尾側，すなわち水吸込み方向上流側から下流側へ向けて立ち上がるように傾斜するとともに、最も高い位置にある船尾側端部，すなわち吸込み方向下流側端部が水平となっている。この傾斜は船底面側から吸込み管路１ないし３を通して水を容易に吸い込むためのものである。Ｏ―Ｏはこの通路１１の中心軸線である。１１ａは通路１１において中心軸線Ｏ―Ｏより下側（リップ側）となる内周面、１１ｂは通路１１において中心軸線Ｏ―Ｏより上側（ランプ側）となる内周面である。
【００１９】
吸込み口１２は、通路１１の一端，すなわち水吸込み方向上流側端が船体１０１の船底面１０２に設けられた開口１０３に位置して開口して形成されるもので、船底面１０２の下側から通路１１の内部に水を吸込むものである。なお、吸込み口１２は、通路１１が船底面１０２に対して傾斜するので船体１０１の軸方向に対して細長い形状をなしている。リップ１３は、通路１１における中心軸線Ｏ―Ｏより下側となる内周面１１ａと船体１０１の船底面１０２に連続する面（船底面１０２と同一となる面）１３ａとが交叉して吸込み口１２の縁部の一部を形作るものである。吐出し口１４は、通路１１の他端、すなわち水吸込み方向下流側端に形成されている。吐出し口１４はポンプＰに直接に接続される。通路１１において通路として（吸込み管路として）有効に作用する部分の入口をスロートＳ１という。具体的にはリップ１３の上面（通路１１の内周面１１ａ）とこれに対向する通路１１の内周面１１ｂとの間の距離が最も短い箇所である。
【００２０】
ここで、リップ１３の形状について図４を参照して説明を加える。図４はリップ１３を拡大して示す断面図である。リップ１３は、仮想線で示す従来のリップ１３の形状に対して通路１１の中心軸線Ｏ―Ｏより下側となる内周面１１ａが船体１０１の船底面１０２側へ向けてへこむように緩やかに湾曲して吸込み口１２の中央部へ延びて船体１０１の船底面１０２に連続する面１３ａと交叉して形成されている。そして、リップ１３の上面（通路１１の内周面１１ａ）とこれに対向する通路１１の内周面１１ｂとの間の距離が最も短い箇所であるスロートＳ１が従来のスロートＳ２に比較して吸込み口１２の中央部側へ変位してスロートＳ１の上下方向の長さが短くなる。
【００２１】
各吸込み管路１ないし３は夫々このように構成されて船体１０１に装備される。次にこれら各吸込み管路１ないし３の作用について説明する。
【００２２】
船体１０１の船底面１０２の下側の水は船底面１０２と同じ面で開口する吸込み口１２から通路１１の内部へ吸込まれてスロートＳ１を通過して通路１１を一端側から他端側へ向けて流れ吐出し口１４から吐出される。そして、ポンプＰにより船体１０１の後側へ向けて噴射されて船体１０１が推進力を与えられて前側へ向けて移動する。
【００２３】
ここで、リップ１３は前述した形状に形成されており、スロートＳ１が従来に比較して吸込み口１２の中央部側へ変位し、スロートＳ１の上下方向の長さが短くなっている。そして、船体１０１が走行する船速が高速になった場合でも、吸込み口１２を通して通路１１に吸込まれてスロートＳ１を通過する水の速度が従来に比較して速くなる。このため、通路１１の内部において中心軸線Ｏ―Ｏより上側の内周面（ランプ側）１１ｂでの水の流れを円滑にして水の流れにおける剥離の発生を抑え、これにより逆流の発生を抑えて損失を低減させる。また、リップ１３の下側（船体１０１の船底面１０２に連続する面１３ａの下側）での水の流れを円滑にして、リップ１３の下側における水の流れにおける剥離を抑え、これによりリップ１３の下側における局所の静圧低下を抑えてキャビテーションの発生を防止できる。
【００２４】
特に、船速が高速になると通路１１に流入する水の流れの角度は船体１０１の船底面１０２から見て小さくなり上側の内周面１１ｂより下側の内周面１１ａに沿って流れるようになり内周面１１ｂ側における逆流の発生の原因となるが、この実施の形態ではリップ１３を前述した形状にすることにより流れが増速され上側の内周面１１ｂでの逆流の発生を抑えることができる。
【００２５】
さらに、この実施の形態では、船体１０１の両側部に設けられる吸込み管路２、３における通路１１の中心軸線Ｏ―Ｏより下側の内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度θ２が、船体１０１の中央部に設けられる吸込み管路１における通路１１の中心軸線Ｏ―Ｏより下側の内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度θ１より傾斜角度より小さく設定されている。例えば傾斜角度θ１は約２０°、傾斜角度θ２は約１７．５°である。
【００２６】
すなわち、吸込み管路２、３を設けた両側部の船底面１０２の水平方向に対する傾斜角度が船体１０１において吸込み管路１を設けた中央部のそれに対して大きい。この場合、船体１０１の両側部に設けた吸込み管路２、３では、水の流れがリップ１３の下側に回り込む角度がより大きくリップ１３の下側における静圧の低下も大きい。そこで、この実施の形態のように船体１０１の両側部に設けた吸込み管路２、３におけるリップ１３の上面を形作る下側の内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度θ２を傾斜角度θ１より小さくして水平に近づけることにより水の流れがリップ１３の下側に回り込む速度を小さくしてリップ１３の下側における静圧の低下を抑えることができキャビテーションの発生を防止できる。
【００２７】
これにより船体１０１に３個の吸込み管路１ないし３を設けたフラッシュ型ウォータジエット船において、船体１０１の両側部に設けられた吸込み管路２，３における水の流れの状態を改善して中央部に設けた吸込み管路１の性能に近づけることができる。
【００２８】
第２の実施の形態について図５ないし図７を参照して説明する。
【００２９】
この実施の形態は、前述した第１の実施の形態とは異なる形態でリップの形状を改善して従来の不具合を解決したものである。図５は船体１０１の中央部に設けられる吸込み管路１を示す断面図、図３は船体１０１の側部に設けられる吸込み管路２，３を示す断面図、図７はリップ１３を拡大して示す断面図である。この実施の形態ではリップの形状を除いて他の部分は第1の実施の形態と同じであり、図５ないし図７において図２ないし図４と同じ部分は同じ符号を付して示している。
【００３０】
すなわち、図７に示すようにリップ１３は、船体１０１の船底面１０２に連続する面１３ａが図７の仮想線で示す従来の形状に対して吸込み口１２の中央部へ向けて延びながらせり上がるように湾曲して、通路１１における中心軸線Ｏ―Ｏより下側となる内周面１１ａと交叉して形成されている。
【００３１】
このリップ１３の構成によれば、図７に示すようにスロートＳ１が従来のスロートＳ２に比較して吸込み口１２の中央部側へ変位し、スロートＳ１の上下方向の長さが短くなっている。そして、船体１０１が走行する船速が高速になった場合でも、吸込み口１２を通して通路１１に吸込まれてスロートＳ１を通過する水の速度が従来に比較して速くなる。このため、リップ１３の下側（船体１０１の船底面１０２に連続する面１３ａの下側）における水の流れを円滑にして、リップ１３の下側での水の流れの剥離を抑えリップ１３の下側における局所の静圧低下を抑えてキャビテーションの発生を防止できる。また、通路１１の中心軸線Ｏ―Ｏより上側の内周面１１ｂでの水の流れを円滑にして水の流れにおける剥離の発生を抑制でき、これにより逆流の発生を抑えて損失を低減させる。
【００３２】
特に、船速が高速になるとリップ１３下側への水の流れの回り込みの速度が大きくなりリップ１３下側の局所静圧が低下するが、リップ１３をこの実施の形態の構成とすることにより、リップ１３下側への水の流れの回り込みの速度を緩やかにしてリップ１３下側の局所静圧の低下を抑えることができる。
【００３３】
さらに、この実施の形態においても、船体１０１の両側部に設けられる吸込み管路２、３における通路１１の中心軸線Ｏ―Ｏより下側の内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度θ２（例えば約１７．５°）が、船体１０１の中央部に設けられる吸込み管路１における通路１１の下側の内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度θ１（例えば約２０°）より小さく設定されて、吸込み管路２，３における水の流れの状態を改善している。
【００３４】
ここで、本願発明の吸込み管路における水の流れ状態と従来の吸込み管路における水の流れ状態とを図面において比較する。図９ないし図１１は本願発明の吸込み管路における水の流れ状態を示し、ここでは一例として第２の実施の形態におけるリップの形状を採用している。図１２ないし１４は従来の吸込み管路における水の流れ状態を示しており、これら図１２ないし１４において５１は通路、５２は吸込み口、５３はリップを示している。
【００３５】
吸込み管路全体の圧力分布を見ると、本願発明の吸込み管路では、図９に示すように通路１１での水の流れがスムーズで損失が殆ど無く、リップ１３の下側でも水の流れがスムーズで境界層が小さく剥離の発生が無い。従来の吸込み管路では、図１２に示すように通路５１での損失が大きく、リップ５３の下側でも境界層の発達が顕著である。リップ下側の静圧分布を見ると、本願発明の吸込み管路では図１０に示すようにリップ１３の下側の静圧の低下が大変小さいが、従来の吸込み管路では図１３に示すようにリップ５３の静圧の低下が大きい。逆流の発生についてみると、本願発明の吸込み管路では図１１に示すように通路１１およびリップ１３下側のいずれにおいても逆流が殆ど発生しないが、従来の吸込み管路では図１４に示すように通路５１およびリップ５３下側のいずれにおいても逆流の発生が顕著である。
【００３６】
さらに、前述した第１および第２の実施の形態において、リップ１３の形状を変更して吸込み管路１ないし３における水の流れの状態を改善することに加えて、船速に大きさに応じて船体１０１の船底面１０２（水平方向）に対する傾斜角度を小さくして寝かすようにして水の流れの状態を改善することができる。すなわち、図８の仮想線に示すように通路１１における上側となる内周面１１ｂの船底面１０２に対する傾斜角度と、通路１１における下側となる内周面１１ａの船底面１０２に対する傾斜角度とを船体１０１の船速の増大に応じて小さく設定する。このようにして通路１１全体の傾斜角度を小さく設定することにより、スロートの直径が小さくなりスロートにおける水の流速を速くすることができる。これにより船速の高速化に対応して吸込み管路全体としてバランスがとれた状態で水の流れの状態を改善することができる。従来、吸込み管路１ないし３における通路１１の船底面１０２に対する傾斜角度は一定の大きさ例えば２５°であったが、本発明では船速の増大に応じて傾斜角度を小さくして水の流れの状態を改善することができる。
【００３７】
本発明におけるフラッシュ型ウォータジェット船は、船体に前記の各実施の形態の吸込み管路を装備することにより、吸込み管路におけるスロートでの水の流速を増大して通路およびリップ下側における水の流れを改善して、特に高速船に適用すると好適である。
【００３８】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明のフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路によれば、リップの先端部は、通路における中心軸線より下側となる内周面が船体内方に向けて湾曲しながら吸込み口の中央部へ延びて船体の船底面に連続する面と交叉して形成されることにより、通路におけるスロートを吸込み口の中央部側へ変位させてスロート長さを小さくし、通路における上側の内周面での水の流れを円滑して剥離の発生を抑え、これにより逆流の発生を抑えて損失を低減させる。また、リップの下側における水の流れを円滑にして、リップの下側における水の流れの剥離および境界層の発達を抑えて、これによりリップの下側における局所の静圧低下を抑えてキャビテーションの発生を防止する。
【００４０】
特にリップを前述した形状にすることにより水が増速されスムーズに通路へ流れてより良好に下側の内周面および上側の内周面の両方に流れて逆流の発生を抑えることができる。従って、請求項１の発明によれば特に高速船に好適な吸込み管路を得ることができる。しかも、船体幅方向の両側部に設けられる吸込み管路における水の流れがリップの下側に回り込む角度を小さくしてリップの下側における静圧の低下を抑えて性能を高めることができる。
【００４１】
請求項２の発明のフラッシュ型ウォータジェット船における吸込み管路によれば、リップ部の先端部は、船体の船底面に連続する面が前記吸込み口の中央部へ向け延びながらせり上がるように湾曲して通路における下側となる内周面と交叉して形成されているので、リップの下側における水の流れを円滑にして、リップの下側における水の流れの剥離および境界層の発達を抑えてリップの下側における局所の静圧低下を抑えてキャビテーションの発生を防止する。また、通路における上側の内周面での水の流れを円滑して水の流れの剥離の発生を抑え、逆流の発生を抑えて損失を低減させる。
【００４２】
特にリップを前述した形状にすることによりリップ下側への水の流れの回り込みの速度を緩やかにしてより一層リップ下側の局所静圧の低下を抑えることができる。従って、請求項２の発明によれば特に高速船に好適な吸込み管路を得ることができる。しかも、船体幅方向の両側部に設けられる吸込み管路における水の流れがリップの下側に回り込む角度を小さくしてリップの下側における静圧の低下を抑えて性能を高めることができる。
【００４３】
請求項３の発明のフラッシュ型ウォータジェット船は、スロートでの流速を増大して通路およびリップ下側における水の流れを改善した吸込み装備して、特に高速船に適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における船体を示す断面図。
【図２】同実施の形態における吸込み管路を示す断面図。
【図３】同実施の形態における吸込み管路を示す断面図。
【図４】同実施の形態における吸込み管路を拡大して示す断面図。
【図５】第２の実施の形態における船体を示す断面図。
【図６】同実施の形態における吸込み管路を示す断面図。
【図７】同実施の形態における吸込み管路を拡大して示す断面図。
【図８】第３の実施の形態における船体を示す断面図。
【図９】本願発明の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【図１０】本願発明の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【図１１】本願発明の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【図１２】従来の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【図１３】従来の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【図１４】従来の吸込み管路における水の流れを示す説明図。
【符号の説明】
１…吸込み管路
２…吸込み管路
３…吸込み管路
１１…通路
１１ａ…内周面
１１ｂ…内周面
１２…吸込み口
１３…リップ
１３ａ…船底面に連続する面
１４…吐出し口
１０１…船体
１０２…船底面
Ｓ１…スロート
Ｓ２…スロート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a suction line in a flash type water jet ship and a flash type water jet ship provided with the suction line.
[0002]
[Prior art]
A water jet ship is provided with a suction pipe with a slope rising from the bow side toward the stern side along the axial direction of the water jet ship, and water is sucked through the suction pipe with a pump provided in the hull and injected to the stern side. In this water jet ship, a water jet ship equipped with a suction pipe whose suction port opens at the bottom of the ship is called a flash type.
[0003]
That is, the flash-type suction pipe is a passage that inclines so as to rise along the axial direction of the flash-type water jet ship hull toward the bow side or the stern side of the hull with respect to the bottom of the hull. The edge of the suction port is formed by crossing the suction port formed by opening one end of the passage at the bottom of the hull, the inner peripheral surface below the center axis in the passage and the surface continuing to the bottom of the hull. And a lip forming part.
[0004]
Conventionally, a suction pipe provided in a flash type water jet ship has an overall basic shape including a passage, a suction port, and a lip, for example, the diameter of the passage is constant from upstream to downstream, or the diameter of the passage is upstream. It is generally decided that it becomes smaller gradually from the side to the downstream side. The suction pipe line is scaled to the pump diameter determined according to specifications such as the speed of the flash type water jet ship, and the dimensions such as the diameter dimension are determined.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional suction pipe, when the speed of the water jet of the flash type water jet ship is within a certain range with respect to the flow rate of water at the throat in the passage (the entrance of the portion that effectively acts as the passage). Does not cause a problem in performance, but if the boat speed becomes relatively large beyond a certain range with respect to the water flow rate at the throat, the difference in the water flow rate at the throat with respect to the boat speed will increase. The problem described will occur.
[0006]
That is, separation occurs in the flow of water on the inner peripheral surface on the upper side of the passage to generate a backflow, and the loss due to this backflow increases. In addition, a boundary layer of water flow develops on the bottom of the hull that continues to the lip, and the static pressure is locally reduced to generate cavitation.
[0007]
Recently, there has been a strong demand for water jet ships to increase the ship speed. If the ship speed is increased in accordance with this demand, it is necessary to consider the above-described problems.
[0008]
It is an object of the present invention to improve the flow of water by increasing the flow rate of water at the throat, and to provide a suction line in a flash type water jet ship particularly suitable for a high speed ship.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a flash-type water jet ship having the above-described suction pipe.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The suction pipe in the flash-type water jet ship according to the first aspect of the present invention is provided in the hull of the flash-type water jet ship and is along the axial direction of the hull and on the bow side of the hull with respect to the bottom of the hull. A passage that inclines so as to rise from the stern side to the stern side, a suction port formed by opening one end of the passage on the bottom surface of the hull, an inner peripheral surface that is below the center axis in the passage, and the A suction pipe having a lip that intersects a surface continuous with a bottom surface of a hull to form an edge of the suction port, and an inner peripheral surface of the tip of the lip is below a central axis in the passage There is formed by the intersection with the continuous surface to the vessel bottom surface of the hull extending into the central portion of the suction port while being curved toward the hull inwardly, the passageway, the inlet, together with the lip A plurality of passages arranged on both sides in the width direction of the hull of the flash type water jet ship are arranged in the width direction, and an inclination angle with respect to the bottom surface of the inner peripheral surface below the central axis in the passage Is smaller than the inclination angle of the inner peripheral surface below the center axis in the passage located at the center in the hull width direction with respect to the bottom of the ship .
[0011]
The suction pipe in the flash type water jet ship of the invention of claim 2 is provided in the hull of the flash type water jet ship and is along the axial direction of the hull and on the bow side of the hull with respect to the bottom of the hull. A passage that inclines so as to rise from the stern side to the stern side, a suction port formed by opening one end of the passage on the bottom surface of the hull, an inner peripheral surface that is below the center axis in the passage, and the A suction pipe having a lip that intersects a surface continuous with a bottom surface of the hull to form an edge of the suction port, and a tip portion of the lip portion has a surface continuous with the bottom surface of the hull. formed by the intersection with the inner circumferential surface of the lower side of the central axis of the passageway curved to as up auction while extending toward the central portion of the mouth, the passageway, the inlet, the lip Both of the passages provided on the hull of the flash-type water jet ship are arranged in the width direction, and the passages located on both sides in the hull width direction are on the inner bottom surface of the passage below the center axis with respect to the bottom of the ship. An inclination angle is smaller than an inclination angle with respect to the bottom surface of an inner peripheral surface below a central axis in a passage located at a central portion in the hull width direction .
[0012]
A flash-type water jet ship according to a third aspect of the invention comprises a hull and the suction pipe according to the first or second aspect provided in the hull.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0016]
In this embodiment, three suction pipes are arranged in the width direction on the hull of a flash-type water jet ship. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically shown along the hull axis direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically shown along the hull width direction. As shown in FIG. 1, the hull 101 is provided with a suction pipe 1 at the center in the width direction, and suction pipes 2 and 3 are provided at both left and right sides in the width direction. The hull 101 is equipped with three pumps P corresponding to the suction pipes 1 to 3, and each pump P injects water sucked in the suction pipes 1 to 3 toward the rear side of the hull 101. The propulsive force is obtained by the injection force to move the hull 101 forward. In addition, the ship bottom surface 102 of the hull 101 is formed as an inclined surface in which the left and right side portions are inclined upward from the central portion toward the anchor side. This is to move the hull 101 by utilizing the injection force of water. In the figure, W1 is the water surface at the time of startup, and W2 is the water surface when the hull is traveling at high speed.
[0017]
FIG. 2 is a sectional view taken along line ZZ in FIG. 1 (b) showing the suction pipe 1 provided in the center of the hull 101, and FIG. 3 shows the suction pipes 2 and 3 provided in the side part of the hull 101. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line YY. Since the basic configuration of the suction pipe 1 and the suction pipes 2 and 3 is the same, the same portions are denoted by the same reference numerals and will be described in common.
[0018]
That is, the suction pipes 1 to 3 have a passage 11, a suction port 12, a lip 13 and a discharge port 14. The passage 11 has a rectangular cross section, for example, and is disposed along the axial direction of the hull 101. The passage 11 is inclined so as to rise from the bow side of the hull 101 to the stern side, that is, from the upstream side to the downstream side in the water suction direction, with the bottom surface 102 of the hull 101 as a base point, and the stern side end portion at the highest position, That is, the downstream end portion in the suction direction is horizontal. This inclination is for easily sucking water through the suction pipes 1 to 3 from the ship bottom side. OO is the central axis of the passage 11. 11a is an inner peripheral surface that is lower (lip side) than the central axis OO in the passage 11, and 11b is an inner peripheral surface that is higher than the central axis OO (lamp side) in the passage 11.
[0019]
The suction port 12 is formed by opening one end of the passage 11, that is, an upstream end in the water suction direction at an opening 103 provided on the bottom surface 102 of the hull 101. Water is sucked into the passage 11. The suction port 12 has an elongated shape with respect to the axial direction of the hull 101 because the passage 11 is inclined with respect to the bottom surface 102. The lip 13 crosses the inner peripheral surface 11a below the central axis OO in the passage 11 and a surface (surface that is the same as the bottom surface 102) 13a continuous with the bottom surface 102 of the hull 101 to cross the suction port. A part of the 12 edges is formed. The discharge port 14 is formed at the other end of the passage 11, that is, at the downstream end in the water suction direction. The discharge port 14 is directly connected to the pump P. An inlet of a portion that effectively acts as a passage (as a suction pipe) in the passage 11 is referred to as a throat S1. Specifically, this is the place where the distance between the upper surface of the lip 13 (the inner peripheral surface 11a of the passage 11) and the inner peripheral surface 11b of the passage 11 facing this is the shortest.
[0020]
Here, the shape of the lip 13 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the lip 13. The lip 13 is gently set so that the inner peripheral surface 11a below the central axis OO of the passage 11 is recessed toward the bottom surface 102 of the hull 101 with respect to the shape of the conventional lip 13 indicated by the phantom line. It is curved and extends to the center of the suction port 12 and is formed so as to intersect with a surface 13 a that continues to the bottom surface 102 of the hull 101. Then, the throat S1, which is the shortest distance between the upper surface of the lip 13 (the inner peripheral surface 11a of the passage 11) and the inner peripheral surface 11b of the passage 11 opposite to the upper surface, sucks in comparison with the conventional throat S2. Displacement toward the center of the mouth 12 shortens the length of the throat S1 in the vertical direction.
[0021]
Each of the suction pipes 1 to 3 is configured in this manner and mounted on the hull 101. Next, the operation of each of the suction pipes 1 to 3 will be described.
[0022]
Water below the bottom surface 102 of the hull 101 is sucked into the passage 11 from the suction port 12 that opens on the same surface as the bottom surface 102, passes through the throat S <b> 1, and the passage 11 is directed from one end to the other end. And discharged from the discharge outlet 14. And it is injected toward the rear side of the hull 101 by the pump P, and the hull 101 is given a propulsive force and moves toward the front side.
[0023]
Here, the lip 13 is formed in the shape described above, and the throat S1 is displaced toward the center of the suction port 12 as compared with the conventional case, and the length of the throat S1 in the vertical direction is shortened. Even when the boat speed at which the hull 101 travels increases, the speed of the water that is sucked into the passage 11 through the suction port 12 and passes through the throat S1 becomes higher than the conventional speed. For this reason, the flow of water on the inner peripheral surface (lamp side) 11b above the central axis OO within the passage 11 is made smooth to suppress the occurrence of separation in the water flow, thereby suppressing the occurrence of backflow. To reduce losses. In addition, the flow of water on the lower side of the lip 13 (the lower side of the surface 13a continuous with the bottom surface 102 of the hull 101) is made smooth to suppress separation in the water flow on the lower side of the lip 13, thereby The occurrence of cavitation can be prevented by suppressing the local static pressure drop on the lower side of 13.
[0024]
In particular, when the boat speed increases, the angle of the water flowing into the passage 11 decreases as seen from the bottom surface 102 of the hull 101 and flows along the inner peripheral surface 11a below the upper inner peripheral surface 11b. In this embodiment, the lip 13 is shaped as described above to increase the flow and suppress the occurrence of the reverse flow on the upper inner peripheral surface 11b. Can do.
[0025]
Further, in this embodiment, the inclination angle θ2 of the inner peripheral surface 11a below the center axis OO of the passage 11 in the suction pipes 2 and 3 provided on both sides of the hull 101 with respect to the bottom surface 102 is determined by the hull. The inclination angle θ1 is set to be smaller than the inclination angle θ1 with respect to the ship bottom surface 102 of the inner peripheral surface 11a below the central axis OO of the passage 11 in the suction pipe 1 provided at the center of 101. For example, the inclination angle θ1 is about 20 °, and the inclination angle θ2 is about 17.5 °.
[0026]
That is, the inclination angle with respect to the horizontal direction of the ship bottom surface 102 at both sides where the suction pipes 2 and 3 are provided is larger than that at the center part where the suction pipe 1 is provided in the hull 101. In this case, in the suction pipes 2 and 3 provided on both sides of the hull 101, the angle at which the water flows around the lower side of the lip 13 is larger and the decrease in the static pressure on the lower side of the lip 13 is also large. Therefore, as in this embodiment, the inclination angle θ2 of the lower inner peripheral surface 11a that forms the upper surface of the lip 13 in the suction pipes 2 and 3 provided on both sides of the hull 101 with respect to the bottom surface 102 is determined from the inclination angle θ1. By making it smaller and getting closer to the horizontal, the speed at which the flow of water wraps around the lower side of the lip 13 is reduced, so that a decrease in static pressure on the lower side of the lip 13 can be suppressed and the occurrence of cavitation can be prevented.
[0027]
As a result, in the flash type water jet ship having three suction pipes 1 to 3 in the hull 101, the state of the water flow in the suction pipes 2 and 3 provided on both sides of the hull 101 is improved and the center is improved. It is possible to approach the performance of the suction pipe 1 provided in the section.
[0028]
A second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0029]
This embodiment solves the conventional problems by improving the shape of the lip in a form different from the first embodiment described above. 5 is a cross-sectional view showing the suction pipe 1 provided at the center of the hull 101, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the suction pipes 2 and 3 provided at the side of the hull 101, and FIG. FIG. In this embodiment, except for the shape of the lip, the other parts are the same as those of the first embodiment. In FIGS. 5 to 7, the same parts as those in FIGS. .
[0030]
That is, as shown in FIG. 7, the lip 13 rises while the surface 13 a continuous with the bottom surface 102 of the hull 101 extends toward the center of the suction port 12 with respect to the conventional shape indicated by the phantom line in FIG. 7. In this way, the passage 11 is formed so as to cross the inner peripheral surface 11a below the central axis OO in the passage 11.
[0031]
According to the configuration of the lip 13, as shown in FIG. 7, the throat S1 is displaced toward the center of the suction port 12 as compared with the conventional throat S2, and the vertical length of the throat S1 is shortened. . Even when the boat speed at which the hull 101 travels increases, the speed of the water that is sucked into the passage 11 through the suction port 12 and passes through the throat S1 becomes higher than the conventional speed. For this reason, the flow of water on the lower side of the lip 13 (the lower side of the surface 13a continuous with the bottom surface 102 of the hull 101) is made smooth, and separation of the water flow on the lower side of the lip 13 is suppressed. It is possible to prevent the occurrence of cavitation by suppressing the local static pressure drop on the lower side. Moreover, the flow of water on the inner peripheral surface 11b above the central axis OO of the passage 11 can be made smooth to suppress the occurrence of separation in the water flow, thereby suppressing the occurrence of backflow and reducing the loss.
[0032]
In particular, when the boat speed becomes high, the speed of the water flow around the lip 13 increases and the local static pressure below the lip 13 decreases, but the lip 13 is configured in this embodiment. In addition, it is possible to reduce the local static pressure lowering on the lower side of the lip 13 by slowing the speed of the water flow around the lower side of the lip 13.
[0033]
Further, also in this embodiment, the inclination angle θ2 (for example, the inner peripheral surface 11a below the center axis OO of the passage 11 in the suction pipes 2 and 3 provided on both sides of the hull 101 with respect to the bottom surface 102 (for example, About 17.5 °) is set smaller than an inclination angle θ1 (for example, about 20 °) of the inner peripheral surface 11a on the lower side of the passage 11 in the suction pipe 1 provided in the center of the hull 101 with respect to the bottom surface 102. The state of water flow in the suction pipes 2 and 3 is improved.
[0034]
Here, the water flow state in the suction pipe line of the present invention and the water flow state in the conventional suction pipe line are compared in the drawings. 9 to 11 show the flow state of water in the suction pipe of the present invention. Here, the shape of the lip in the second embodiment is adopted as an example. 12 to 14 show the flow of water in a conventional suction pipe. In these FIGS. 12 to 14, 51 denotes a passage, 52 denotes a suction port, and 53 denotes a lip.
[0035]
Looking at the pressure distribution of the entire suction pipe, in the suction pipe of the present invention, the flow of water in the passage 11 is smooth and almost no loss as shown in FIG. Smooth, small boundary layer and no delamination. In the conventional suction pipe, as shown in FIG. 12, the loss in the passage 51 is large, and the development of the boundary layer is remarkable even under the lip 53. Looking at the static pressure distribution on the lower side of the lip, as shown in FIG. 10, in the suction pipe of the present invention, the decrease in the static pressure on the lower side of the lip 13 is very small, but in the conventional suction pipe, as shown in FIG. In addition, the decrease in the static pressure of the lip 53 is large. As regards the occurrence of the reverse flow, as shown in FIG. 11, in the suction pipe of the present invention, almost no reverse flow occurs in either the passage 11 or the lower side of the lip 13, but in the conventional suction pipe, as shown in FIG. The occurrence of backflow is remarkable in both the passage 51 and the lower side of the lip 53.
[0036]
Furthermore, in the first and second embodiments described above, the shape of the lip 13 is changed to improve the state of water flow in the suction pipes 1 to 3, and in addition to the ship speed, Thus, the state of water flow can be improved by reducing the inclination angle of the hull 101 with respect to the bottom surface 102 (horizontal direction) and lying down. That is, as shown by an imaginary line in FIG. 8, an inclination angle of the inner peripheral surface 11 b that is the upper side in the passage 11 with respect to the bottom surface 102 and an inclination angle of the inner peripheral surface 11 a that is the lower side in the passage 11 with respect to the bottom surface 102. It is set to be smaller as the ship speed of the hull 101 increases. Thus, by setting the inclination angle of the entire passage 11 to be small, the diameter of the throat becomes small and the flow rate of water in the throat can be increased. Thereby, the state of the water flow can be improved in a state where the entire suction pipe line is balanced in response to the increase in ship speed. Conventionally, the inclination angle of the passage 11 in the suction pipes 1 to 3 with respect to the bottom surface 102 is a constant magnitude, for example, 25 °. However, in the present invention, the inclination angle is decreased in accordance with the increase in the ship speed, and the flow of water. Can improve the condition.
[0037]
The flash-type water jet ship according to the present invention is equipped with the suction pipe of each of the above embodiments in the hull, thereby increasing the flow rate of water at the throat in the suction pipe and increasing the water flow rate in the passage and under the lip. It is preferable to improve the flow and apply to a high-speed ship in particular.
[0038]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement by changing variously.
[0039]
【The invention's effect】
According to the suction pipe in the flash type water jet ship of the first aspect of the present invention, the tip of the lip has the inner peripheral surface below the central axis in the passage curved toward the inside of the ship while the suction port by being shaped formed by extending the central portion to cross the continuous surface to the ship's bottom surface of the hull, to reduce the throat length by displacing the central portion of the inlet suction throat of passage of the upper side in the passage The flow of water on the peripheral surface is smoothed to suppress the occurrence of separation, thereby suppressing the occurrence of backflow and reducing the loss. It also smoothes the flow of water under the lip and suppresses the separation of water flow and the development of the boundary layer under the lip, thereby reducing local static pressure drop under the lip and cavitation Preventing the occurrence of
[0040]
In particular, when the lip has the above-described shape, water is accelerated and smoothly flows into the passage, and more favorably flows on both the lower inner peripheral surface and the upper inner peripheral surface, thereby suppressing the occurrence of backflow. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a suction conduit particularly suitable for a high-speed ship. In addition, the angle at which the water flow in the suction pipes provided on both sides in the width direction of the hull wraps around the lower side of the lip can be reduced, and the decrease in static pressure on the lower side of the lip can be suppressed to improve the performance.
[0041]
According to the suction pipe in the flash type water jet ship of the invention of claim 2, the tip portion of the lip portion is curved so that the surface continuous to the bottom surface of the hull rises toward the center portion of the suction port. because it is a form formed by the intersection with the inner circumferential surface of the lower side of the passage and, in the smooth flow of water in the lower lip, the development of detachment and the boundary layer of the water flow in the lower lip To suppress the local static pressure drop on the lower side of the lip to prevent cavitation. Further, the flow of water on the upper inner peripheral surface in the passage is smoothed to suppress the occurrence of separation of the water flow, and the occurrence of backflow is suppressed to reduce the loss.
[0042]
In particular, by making the lip into the shape described above, it is possible to moderate the speed of the water flow around the lip and further suppress the decrease in local static pressure below the lip. Therefore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a suction conduit particularly suitable for a high-speed ship. In addition, the angle at which the water flow in the suction pipes provided on both sides in the width direction of the hull wraps around the lower side of the lip can be reduced, and the decrease in static pressure on the lower side of the lip can be suppressed to improve the performance.
[0043]
The flash type water jet ship according to the invention of claim 3 is preferably applied to a high-speed ship, in particular, equipped with a suction device that increases the flow velocity at the throat to improve the flow of water under the passage and the lip .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a hull according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a suction conduit in the same embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a suction conduit in the same embodiment.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a suction conduit in the same embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a hull in the second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a suction conduit in the same embodiment.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a suction conduit in the same embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a hull in a third embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view showing the flow of water in the suction pipe of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the flow of water in the suction pipe of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the flow of water in the suction pipe of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the flow of water in a conventional suction pipe.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the flow of water in a conventional suction pipe.
FIG. 14 is an explanatory view showing the flow of water in a conventional suction pipe.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Suction line 2 ... Suction line 3 ... Suction line 11 ... Passage 11a ... Inner peripheral surface 11b ... Inner peripheral surface 12 ... Suction port 13 ... Lip 13a ... Surface 14 continuous to ship bottom ... Discharge port 101 ... Hull 102 ... bottom S1 ... throat S2 ... throat

Claims

A passage provided in a hull of a flash-type water jet ship and inclined so as to rise from the bow side of the hull toward the stern side along the axial direction of the hull and with respect to a bottom surface of the hull; A suction port formed by opening one end at the bottom of the hull of the hull, an inner peripheral surface below the center axis in the passage, and a surface continuous to the bottom of the hull cross the cross of the suction port. In a suction line having a lip forming an edge,
The tip of the lip intersects a surface that extends to the center of the suction port and continues to the bottom of the hull while the inner peripheral surface below the center axis of the passage is curved toward the inside of the hull. Formed ,
A plurality of the passages are provided along with the suction port and the lip in the width direction of the hull of the flash type water jet ship, and the passages located on both sides in the width direction of the hull are below the central axis in the passage. An inclination angle of the inner peripheral surface with respect to the bottom surface of the ship is smaller than an inclination angle of the inner peripheral surface on the lower side with respect to the center axis in the passage located in the center in the hull width direction with respect to the bottom surface of the ship. A suction line in a flash-type water jet ship.

A passage provided in a hull of a flash-type water jet ship and inclined so as to rise from the bow side of the hull toward the stern side along the axial direction of the hull and with respect to a bottom surface of the hull; A suction port formed by opening one end at the bottom of the hull of the hull, an inner peripheral surface below the center axis in the passage, and a surface continuous to the bottom of the hull cross the cross of the suction port. In a suction line having a lip forming an edge,
The tip portion of the lip portion intersects with an inner peripheral surface that is curved so that a surface continuing to the bottom surface of the hull rises while extending toward the center portion of the suction port and is below the central axis in the passage. Formed ,
A plurality of the passages are provided along with the suction port and the lip in the width direction of the hull of the flash type water jet ship, and the passages located on both sides in the width direction of the hull are below the central axis in the passage. An inclination angle of the inner peripheral surface with respect to the bottom surface of the ship is smaller than an inclination angle of the inner peripheral surface on the lower side with respect to the center axis in the passage located in the center in the hull width direction with respect to the bottom surface of the ship. A suction line in a flash-type water jet ship.

A flush water jet ship comprising a hull and the suction pipe according to claim 1 or 2 provided in the hull.