JP3818427B2 - 立型ウオータージェット推進機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浅瀬の航走を可能とした船舶のウオータージェット推進機に関し、特に、船舶の吐出し口の向きをかえて旋回も可能とした立型ウオータージェット推進機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浅瀬を走行する船舶の立型ウオータージェット推進機は、中心部の吸込口から吸引した水をインペラで加圧し、加圧した旋回流を複数のディフューザーで整流化させて円筒状の圧力ケーシングの内部に充満させ、圧力ケーシングの底部の吐出口から水流を噴射して船舶の推力を得る装置は、例えば、特開平６−２８６６９３号公報に記載してあるように公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置にあっては、遠心方向に加圧した加圧水をケーシングに供給するため、運動エネルギーが直接圧力エネルギーに変換されないために効率が悪く、ケーシングの吐出口も急激に縮少されるので縮流ロスが大きく、重量物を積むと吐出側に背圧がかかり、さらに、運転点が小流量側にかかり、キャビテーションが発生しやすくなる欠点があった。この発明は、羽根車による運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、この圧力エネルギーを維持しながら吐出し口から噴射させる立型ウオータージェット推進機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨とするところは、水平面で旋回可能に配設したケーシングの中央部にポンプケーシングを配設し、船底の吸込口から吸込んだ水をポンプケーシングに垂下した羽根車で揚水し、この揚水した水をケーシングの底面の吐出口から水中に噴射して船舶の推力を得る立型ウオータージェット推進機において、上記ポンプケーシングの外周部に羽根車の後端部を取り巻く渦巻ケーシングを配設し、この渦巻ケーシングを排出口に向けて徐々に拡大させると共に、排出口に連結した吐出し管の吐出し口を船底の推進後方に開口して、羽根車による運動エネルギーを渦巻ケーシングで圧力エネルギーに変換させるものである。そして、吐出し管は切断面を長円状に形成し、その長円状の面積を縮小させて船底まで垂下させ、その吐出し口を船底の推進後方に曲折して開口し、加圧水を加速させて船舶の推進後方の水中に噴射させるものである。また、羽根車のハブに巻き掛けた羽根が複数枚の螺旋状翼からなり、螺旋状翼の外周縁をポンプケーシングの内周面に接近させ、外周先端部をハブよりも吸込ケーシングの方向に突設させ、外周先端部の内側の吸込み部を大きく拡開して羽根の先端部で水の流入を案内させ、複数枚の螺旋状翼でバランス効率を良くしたものである。そして、回転軸心方向に流入した水流がスクリュー羽根部の羽根面で押込圧が高められ、その押込圧により吸込性能が向上してキャビテーションが防止され、斜流羽根部の遠心力と羽根面の揚力により徐々に加圧され、遠心羽根部の遠心作用によってさらに増圧、増速させるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明に係る船艇の立型ウオータージェット推進機は上記のように構成してあり、羽根車を回転させると、吸込ケーシングの吸込口から水が吸引され、螺旋状翼で加圧された水流が遠心方向に加圧され、旋回流を渦巻ケーシングの吐出側の拡大部に移送させるので、乱流等によるエネルギーロスもなく、運動エネルギーが圧力エネルギーに変換されるものである。そして、加圧水は渦巻ケーシングから吐出し管に流入し、吐出し管で圧力を維持しながら縮少開口した吐出し口から加圧水を噴射して船舶を推進させる。
【０００６】
【実施例】
この発明を実施例に基づき詳述すると、まず、図１において、符号１は船舶の船底２に配設した立型ウオータージェット推進機であって、立型ウオータージェット推進機１は船底２に固定した架台３に支架してある。そして、立型ウオータージェット推進機１のポンプケーシング４が吊下げ台５に連結されている。架台３の上部にはギャーケース６が支架されており、ギャーケース６の下端外周部に吊下げ台５が吊設され、架台３に回動自在に配設してある。ギャーケース６には駆動機（図示せず）に連動連結した水平状の入力シャフト７が挿通してあり、その先端にベベルギャー８が嵌着してある。また、ギャーケース６から駆動軸９が垂下してあり、この駆動軸９の上端に嵌着したベベルギャー１０が入力シャフト７のベベルギャー８に噛合わせてある。駆動軸９の下端に止着した羽根車１１がポンプケーシング４に配設してあり、入力シャフト７から伝達した動力で羽根車１１を回転させるようにしてある。
【０００７】
図２に示すように、ポンプケーシング４は上方に末広がり状に拡開されており、このポンプケーシング４に配設した羽根車１１は、円錐状のハブ１２に２〜４枚の螺旋状翼１３…が巻き掛けてあり、螺旋状翼１３の外周縁１３ａをポンプケーシング４の内周面に接近させて、軸対称とした螺旋状翼１３…がバランス効率を良くなるようにしてある。そして、螺旋状翼１３の外周先端部１３ｂをハブ１２よりも下方に突設させて、螺旋状翼１３の外周先端部１３ｂの内側に広い吸込部４ａを形成してあり、螺旋状翼１３の外周先端部１３ｂで水の流入を案内させて、インデューサー作用を起させるようにしてある。このポンプケーシング４の下端の吸込部４ａに下方を拡開した吸込ケーシング１４が連結してある。吸込ケーシング１４の吸込口１４ａが一方に傾斜させてあり、船舶の走航水流が流入しやすくしてある。そして、吸込ケーシング１４の吸込口１４ａには除塵用のスクリーン１６が配設してあり、傾斜させた吸込口１４ａと同一方向にスクリーン１６の格子を傾斜させて、吸込口１４ａから流入した水をポンプケーシング４の下端の吸込部４ａに案内するようにしてある。
【０００８】
また、ポンプケーシング４の上端部の外周に渦巻ケーシング１７が形成してあり、図３に示すように、渦巻室１８は排出側に向って徐々に容積を拡大させてある。羽根車１１で加圧した加圧水は螺旋状翼１３の後端部から渦巻ケーシング１７の渦巻室１８に旋回しながら流入するようにしてあり、羽根車１１の回転で発生した運動エネルギーを圧力エネルギーに変換するようにしてある。渦巻室１８の後端の底面には長円状の排出口１９が設けてあり、渦巻ケーシング１７の排出口１９にゆるやかにカーブを描きながら渦巻室１８の流れを下方に変更させる吐出し管２０が連結してある。吐出し管２０は切断面を長円状に形成してあり、その長円状の面積をやや縮小させて船底２まで垂下させてあり、水平面に対し１５〜２０度の角度αで吐出し口２０ａが外方へ開放してある。架台３の上部側端には駆動機２１が支架してあり、駆動機２１に嵌着したウオーム２２が吊下げ台５の上端に嵌着したウオームホイール２３に噛合せてあり、駆動機２１で吊下げ台５を回転させ立型ウオータージェット推進機１の吸込口１４ａと吐出し口２０ａの方向を変更させるようにしてある。
【０００９】
【発明の効果】
この発明に係る船艇のウオータージェット推進装置は上記のように構成してあり、渦巻ケーシングと吐出し管を設けたので、乱流等によるエネルギーロスもなくなるものである。即ち、従来装置にあっては、遠心方向に加圧した加圧水を圧力ケーシングに供給して、急激に縮少したケーシングの吐出し口から噴射するため、運動エネルギーが直接圧力エネルギーに変換されず吐出し口の縮少ロスが大きく効率も悪いものであるが、この発明にあっては、ポンプケーシングの外周部に渦巻ケーシングを配設したので、羽根車の回転で発生した旋回流を遠心方向に加圧して、渦巻ケーシングの吐出側に移送させるので、羽根車による運動エネルギーを渦巻ケーシングで圧力エネルギーに変換させることができるものである。そして、渦巻ケーシングの排出口に連結した吐出し管を船底の推進後方に開口したので、圧力エネルギーを維持しながら吐出し口から噴射できるものである。さらに、羽根車のハブに巻き掛けた螺旋状翼の外周縁をポンプケーシングの内周面に接近させ、外周先端部をハブよりも吸込口の方向に突設させたので、広い吸込部が形成されて口径も大きくなり、外周先端部が容積形ポンプの機能を発揮して、その推進力により流体の吸込量が増加して吸引効率を高めることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る立型ウオータージェット推進機の縦断側面図である。
【図２】同じく、ウオータージェット推進機の要部縦断側面図である。
【図３】同じく、ポンプケーシングの外周部に渦巻ケーシングを配設した概念図である。
【図４】同じく、渦巻ケーシングに連結した吐出し管の斜視図である。
【符号の説明】
１ 立型ウオータージェット推進機
２ 船底
４ ポンプケーシング
１１ 羽根車
１２ ハブ
１３ 螺旋状翼
１３ａ 外周縁部
１３ｂ 外周先端部
１４ 吸込ケーシング
１４ａ 吸込口
１７ 渦巻ケーシング
１９ 排出口
２０ 吐出し管
２０ａ 吐出し口

Claims (3)

1. 水平面で旋回可能に配設したウオータージェット推進機の中央部にポンプケーシング（４）を配設し、船底（２）の吸込口（１４ａ）から吸込んだ水をポンプケーシング（４）に垂下した羽根車（１１）で揚水し、この揚水した水を船底（２）の吐出し口（２０ａ）から水中に噴射して船舶の推力を得る立型ウオータージェット推進機（１）において、上記ポンプケーシング（４）の外周部に羽根車（１１）の後端部を取り巻く渦巻ケーシング（１７）を配設し、この渦巻ケーシング（１７）を排出口（１９）に向けて徐々に拡大させると共に、排出口（１９）に連結した吐出し管（２０）の吐出し口（２０ａ）を船底（２）の推進後方に開口したことを特徴とする立型ウオータージェット推進機。
2. 上記吐出し管（２０）は切断面を長円状に形成し、その長円状の面積を縮小させて船底（２）まで垂下させ、その吐出し口（２０ａ）を船底（２）の推進後方に曲折して開口したことを特徴とする請求項１記載の立型ウオータージェット推進機。
3. 上記羽根車（１１）のハブ（１２）に巻き掛けた羽根が複数枚の螺旋状翼（１３…）からなり、螺旋状翼（１３）の外周縁部（１３ａ）をポンプケーシングの内周面に接近させ、外周先端部（１３ｂ）をハブ（１２）よりも吸込ケーシング（１４）の方向に突設させたことを特徴とする請求項１または２記載の立型ウオータージェット推進機。

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