JP4275489B2 - 排気レゾネータの排水構造 - Google Patents

Description

本発明は、船舶における排気レゾネータの排水構造に関するものである。

従来の船舶として、船体内の水を排水する電動ビルジポンプを有しているとともに、エンジンの排気チャンバーと前記電動ビルジポンプとをビルジパイプで接続し、排気チャンバー内に所定以上の水がたまったときに電動ビルジポンプを駆動して排気チャンバー内の水を排水する構造のものが知られている（例えば特許文献１）。
また、エンジンの排気系にレゾネータを有している船舶も知られている（例えば特許文献２〜４）。
特開２０００−２６４２８８号公報 米国特許第６０１９６４８号公報 特開２０００−１１８４８８号公報 特開２０００−２８０９８２号公報

レゾネータに水が溜まると、レゾネータとしての機能が低下したり損なわれたりするので、上記特許文献２〜４記載のものでは、レゾネータを喫水線よりも上方に配置し、レゾネータに溜まろうとする水が自然に排出されるように構成する必要があった。
このため、レゾネータおよび、レゾネータを含む排気系装置のレイアウトが著しく制限されてしまうという課題があった。
この発明の目的は、上記課題を解決し、レゾネータおよびレゾネータを含む排気系装置のレイアウトの自由度を向上させることにある。

本発明の排気レゾネータの排水構造は、上記目的を達成するため、船体内の水を排水するビルジポンプを有しているとともに、エンジンの排気管内に冷却水を流し、その排気系にレゾネータを有している船舶において、前記レゾネータとビルジポンプとをビルジパイプで接続するとともに，前記ビルジポンプを、前記エンジンで駆動されるジェット推進ポンプで構成し，前記ピルジパイプの少なくとも一部を，前記レゾネータとビルジポンプとの間において，喫水線よりも上方に位置させるとともに，前記レゾネータの一部を喫水線よりも下方に位置させて該レゾネータの底部に前記ビルジパイプを接続したことを特徴とする。
望ましくは、前記喫水線よりも下方に位置しているレゾネータの一部は，前記排気系に設けられたウォーターマフラよりも下方まで延びている構成とする。

本発明の排気レゾネータの排水構造は、レゾネータとビルジポンプとをビルジパイプで接続してあるので、レゾネータを喫水線よりも下方に配置したとしても、レゾネータ内に溜まろうとする水はビルジポンプによって排水されることとなる。
したがって、レゾネータの機能を損なう（あるいは低減させる）ことなくレゾネータを喫水線より下方にも配置することが可能となり、結果として、レゾネータおよびレゾネータを含む排気系装置のレイアウトの自由度を著しく向上させることができる。
また、前記ビルジポンプを前記エンジンで駆動されるジェット推進ポンプで構成すると、エンジンの稼働時に、これと同期して、レゾネータ内に溜まろうとする水が排水されることとなるので、エンジン稼働時の騒音を低減させるための手段であるレゾネータの機能をエンジンの稼働と同期させて有効に確保することが可能となる。

図１は、本発明に係る排気レゾネータの排水構造の実施の形態を適用するのに適した船舶の一例としての小型艇を示す概略側面図、図２はジェット推進ポンプおよびその周辺の拡大断面図である。
図１に示すように、この小型艇１０は、鞍乗り型小型艇であり、艇体（船体）１１上のシート１２に乗員が座り、スロットルレバー付きの操舵ハンドル１３を握って操行可能である。
艇体１１は、ハル１４とデッキ１５とを接合して内部に空間１６を形成した浮体構造となっている。空間１６内において、ハル１４上には、エンジン２０が搭載され、このエンジン２０で駆動される推進手段としてのジェット推進ポンプ（以下ジェットポンプともいう）３０がハル１４後部に設けられている。

図２にも示すように、ジェットポンプ３０は、船底に開口した取水口１７から艇体後端に開口した噴流口３１およびディフレクタ３２に至る流路３３と、この流路３３内に配置されたインペラ３４とを有しており、インペラ３４のシャフト３５がエンジン２０の出力軸２０ａ（図１参照）に連結されている。したがって、エンジン２０によりインペラ３４が回転駆動されると、取水口１７から取り入れられた水が噴流口３１からディフレクタ３２を経て噴出され、これによって艇体１１が推進される。エンジン２０の駆動回転数、すなわちジェットポンプ３０による推進力は、前記操作ハンドル１３のスロットルレバー（図示せず）の回動操作によって操作される。ディフレクタ３２は、図示しない操作ワイヤーで操作ハンドル１３と連係されていて、ハンドル１３の操作で回動操作され、これによって進路を変更することができる。

ジェットポンプ３０には、船底のビルジ水を排出するためのビルジ管３６が挿入されている。したがって、ジェットポンプ３０はビルジポンプを構成している。ビルジ管３６は、ジェットポンプ３０の上部に形成された流路３０ａを介してピルジパイプ３７に接続されており、このビルジパイプ３７の他端が船底に開口していることにより船底のビルジ水がジェットポンプ３０内のジェット水流内へと排水される。
また、ピルジパイプ３７には分岐パイプ（この分岐パイプもまたビルジパイプである）３８が連結されており、この分岐パイプ（ビルジパイプ）３８が後述するレゾネータに接続されている（図３参照）。

エンジン２０（図１参照）はＤＯＨＣ型で直列４気筒のドライサンプ式４サイクルエンジンであり、そのクランクシャフト（出力軸）２０ａが艇体１１の前後方向に沿うように配置されている。
エンジン２０の後方にはターボチャージャ２４が配置され、このターボチャージャ２４のタービン部にエンジン排気マニホルドの排気出口が接続されている。
ターボチャージャ２４のタービン部にてタービンを回転させた排気は、図８にも示すように、それぞれ冷却水が流されるウォータジャケットＪが設けられている第１排気管５１，転覆時の水の逆流（ターボチャージャ２４等への水の侵入）を防止するための逆流防止室５２，および第２排気管５３を通じてウォーターマフラ６０へと排出され、さらにウォーターマフラ６０から、排気・排水管５４を経てジェットポンプ３０がおさめられている、艇外に開ロしたポンプ室１８へと排出される。
したがって、エンジン２０の排気は、ウォータジャケットＪを有する排気管（この実施の形態では上記第１排気管５１，逆流防止室５２，および第２排気管５３）を通じてそのウォータジャケットＪを通過した水とともに、ウォータマフラ６０および排気・排水管５４を経て艇外へ排出されることとなる。

図３（ａ）は上記のような排気系を小型艇１０の後方から見た概略図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ矢視図である。
図３において、７０はレゾネータである。このレゾネータ７０は排気・排水管５４に連結されており、その一部７１は喫水線ＷＬよりも下方に位置している。
レゾネータ７０の底部には、前述したビルジパイプ３８が接続されており、このビルジパイプ３８は前述したように、ピルジパイプ３７を介してビルジポンプをなすジェットポンプ３０へ接続されている。
したがって、エンジン稼働時（すなわちジェットポンプ３０駆動時）には、レゾネータ７０内に溜まろうとする水が、ビルジパイプ３８および３７を通じてジェットポンプ３０によるジェット水流内へと排水されることとなる。なお、ピルジパイプ３７、３８の少なくとも一部は喫水線ＷＬよりも上方に位置させる。
レゾネータの形状や配置箇所は、以下にいくつかの例を挙げて説明するように、自由に設定することが可能である。

図４はウォーターマフラ６０およびレゾネータの第２例を示す部分切断側面図である。
このウォーターマフラ６０は、膨張室６１を有しており、この膨張室６１に、前記排気管５３と、排気管５４とが接続されている。上述したように排気ガスＧと冷却水Ｗは、排気管５３からウォーターマフラ６０内に導入され、ウォーターマフラ６０から排気管５４を通じて艇外へと排出される。
ウォーターマフラ６０には、排気管５３と排気管５４との間において、膨張室６１内の上側を仕切る、下半分が略半円形状に開口した抑水板（部分的な仕切板）６３を設けてある。
図４において、Ｗ１は、排気管５３から排気とともにウォーターマフラ６０内に排出された水の水面を示している。抑水板６３の開口上端６３ａは水面Ｗ１よりも上方に位置している。
ウォーターマフラ６０の後部には、連通管６４が設けられており、この連通管６４にレゾネータ７２が接続されている。
レゾネータ７２の底部には、前述したビルジパイプ３８との接続管７２ａが設けられており、この接続管７２ａにビルジパイプ３８が接続されいる。なお、このような接続管７２ａは、前述したレゾネータ７０（図３参照）にも設けられている。
連通管６４は、ウォーターマフラ６０内水面Ｗ１よりも上方に位置しているので、レゾネータ７２内には、水は入りにくいが、小型艇１０の揺動等によりレゾネータ７２内に水が入ることがある。
しかしながら、エンジン稼働時（すなわちジェットポンプ３０駆動時）には、レゾネータ７２内に溜まろうとする水は、ビルジパイプ３８および３７を通じてジェットポンプ３０によるジェット水流内へと排水される。

図５（ａ）はウォーターマフラ６０およびレゾネータの第３例を示す側面図である。
このウォーターマフラ６０は、排気管５３が接続される膨張室６１と排気管５４が接続される膨張室６２とを個別に形成し、これら膨張室６１，６２を連通管６５で連通させてある。
そして、一方の膨張室６２に、レゾネータ（レゾネータチャンバ）７３を一体的に連結し、膨張室６２とレゾネータ７３とを連通管６４で連通させてある。
一方の膨張室６２およびレゾネータ７３は下方に傾斜させてあり、レゾネータ７３の底部の接続管７２ａにビルジパイプ３８を接続してある。

図５（ｂ）はレゾネータの第４例を示す側面図である。
ウォーターマフラ６０は図４に示したものと同じである。
レゾネータ７４は、ウォーターマフラ６０とは完全に別体のレゾネータチャンバとして構成してあり、ウォーターマフラ６０側の連通管６４、レゾネータ７４側の連通管７４ａ、および連結管７４ｂを介してウォーターマフラ６０とレゾネータ７４とを連結してある。レゾネータ７４の底部にはビルジパイプ３８が接続される。

図６はレゾネータの第５例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
ウォーターマフラ６０は図４に示したものと同じである。
レゾネータ７５は、ウォーターマフラ６０に連通管６４で接続してあり、内部空間を仕切り板７５ａで千鳥状に仕切ってある。レゾネータ７５の底部にはビルジパイプ３８が接続されるので、レゾネータ７５は、図５（ａ）のものと同様、接続管７２ａ側が下方になるように傾斜させることもできる。

図７（ａ）はレゾネータの第６例を示す平面図である。
ウォーターマフラ６０は図４に示したものと同じである。
レゾネータ７６は、平面視略コの字型であり、ウォーターマフラ６０に連通管６４で接続してある。レゾネータ７６の底部には接続管７２ａが設けてある。
図７（ｂ）はレゾネータの第７例を示す平面図である。
ウォーターマフラ６０は図４に示したものと同じである。
レゾネータ７７は、平面視略コの字型の２本のレゾネータ７７ａ、７７ｂをそれぞれウォーターマフラ６０に連通管６４ａ、６４ｂで接続して構成してある。レゾネータ７７ａ、７７ｂの底部にはそれぞれ接続管７２ａが設けてある。

以上のような排気レゾネータの排水構造は、レゾネータとビルジポンプ３０とをビルジパイプ３７，３８で接続してあるので、レゾネータを喫水線ＷＬよりも下方に配置したとしても、レゾネータ内に溜まろうとする水はビルジポンプ３０によって排水されることとなる。
したがって、レゾネータの機能を損なう（あるいは低減させる）ことなくレゾネータを喫水線ＷＬより下方にも配置することが可能となり、結果として、レゾネータおよびレゾネータを含む排気系装置のレイアウトの自由度を著しく向上させることができる。
すなわち、レゾネータの形状および配置を、喫水線ＷＬを気にすることなく、ハル１４内のスペース等に応じて自由に設定することが可能となる。
また、ビルジポンプをエンジン２０で駆動されるジェット推進ポンプ３０で構成してあるので、エンジン２０の稼働時に、これと同期して、レゾネータ内に溜まろうとする水が排水されることとなる。したがって、エンジン稼働時の騒音を低減させるための手段であるレゾネータの機能をエンジンの稼働と同期させて有効に確保することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。

本発明に係る排気レゾネータの排水構造の実施の形態を適用するのに適した船舶の一例としての小型艇を示す概略側面図。 ジェット推進ポンプおよびその周辺の拡大断面図。 （ａ）は排気系を小型艇の後方から見た概略図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ矢視図。 ウォーターマフラおよびレゾネータの第２例を示す部分切断側面図。 （ａ）はウォーターマフラおよびレゾネータの第３例を示す側面図、（ｂ）はレゾネータの第４例を示す側面図。 レゾネータの第５例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 （ａ）はレゾネータの第６例を示す平面図、（ｂ）はレゾネータの第７例を示す平面図。 排気系の部分省略断面図。

符号の説明

１１ 艇体（船体）
２０ エンジン
３０ ジェット推進ポンプ（ビルジポンプ）
３７，３８ ビルジパイプ
７０，７２〜７７ レゾネータ

Claims (2)

1. 船体内の水を排水するビルジポンプを有しているとともに、エンジンの排気管内に冷却水を流し、その排気系にレゾネータを有している船舶において、前記レゾネータとビルジポンプとをビルジパイプで接続するとともに，前記ビルジポンプを、前記エンジンで駆動されるジェット推進ポンプで構成し，前記ピルジパイプの少なくとも一部を，前記レゾネータとビルジポンプとの間において，喫水線よりも上方に位置させるとともに，前記レゾネータの一部を喫水線よりも下方に位置させて該レゾネータの底部に前記ビルジパイプを接続したことを特徴とする排気レゾネータの排水構造。
2. 前記喫水線よりも下方に位置しているレゾネータの一部は，前記排気系に設けられたウォーターマフラよりも下方まで延びていることを特徴とする請求項１記載の排気レゾネータの排水構造。

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