JP4628575B2 - ジェット推進型の滑走艇 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水流を後方に噴出してその反動で水上を航行する小型滑走艇（ Personal Watercraft（パーソナルウォータークラフト）; ＰＷＣとも呼ばれる) 等のジェット推進型の滑走艇に関し、特にその排気システム（装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
所謂ジェット推進型の滑走艇は、レジャー用，スポーツ用としてあるいはレスキュー用として、近年多用されている。このジェット推進型の滑走艇では、一般的に艇の底面に設けられた吸水口から吸い込んだ水を、ウォータージェットポンプで加圧・加速して後方へ噴射することによって船体を推進させる。
【０００３】
そして、このジェット推進型の滑走艇の場合、上記ウォータージェットポンプの噴射口の後方に配置したステアリングノズルを左右に揺動させることによって、後方への水の噴射方向を左右に変更することによって、艇を右側あるいは左側に操舵する。
【０００４】
ところで、ジェット推進型の滑走艇の一つである小型滑走艇の場合、艇の長手方向の中央から後端側に配設され騎乗型シートの下方の、エンジンルーム内にエンジンが配設され、このエンジン後端からクランク軸を突設し、このクランク軸をウォータージェットポンプのポンプ軸と連結して、該ウォータージェットポンプを駆動するよう構成されている。
【０００５】
また、エンジンの排気マニホルイドは、消音器を介して、排気管に接続され、排気管先端から、艇外にエンジンの排気ガスを排出する。
【０００６】
一般的には、上記排気管の先端は、艇のトランサムから空気中に突設され、該排気管から空気中へ排気ガスを排出する構成を具備する。
【０００７】
また、別の形態として、本出願人にかかる、特開昭６０−１５７９９４号公報に開示されるように、インペラの回転軸を中空軸にして、該インペラ軸の中空部分を、上記排気管の先端と接続して、水中に排気ガスを排出するよう構成したものもある。また、これに近い構成のものとして、船外機のプロペラ軸を中空にして、該プロペラ軸にエンジンの排気管の先端を接続して、水中に排気ガスを排出するよう構成したものがある（特開昭５４−１５１２９３号公報）。
【０００８】
しかしながら、上記特開昭６０−１５７９９４号公報および特開昭５４−１５１２９３号公報に記載されている先行技術は、いずれも、エンジンによって回転するインペラ軸あるいはプロペラ軸であることから、固定されている排気管の先端との接続部分のシール構造が複雑になり、従って、該シール構造のシールの耐久時間を長くすることに限界がある。
【０００９】
シール構造を容易にするため、実開昭５０−９９６９１号に記載するように、排気管の先端から、インペラ後端域まで、ポンプの流水路を横断するよう接続管を延設するととも、この接続管を、インペラ軸後端から後方に延設した排気ノズルに接続して、排気ノズルから排気ガスを排出するよう構成したものもある。
【００１０】
しかしながら、かかる構成では、上記接続管が、ウォータージェットポンプ内の通水の抵抗となり、ウォータージェットポンプの能力、つまり艇の推進力を低下させることになる。この結果、ジェット推進型の滑走艇の特徴の一つである艇の高速航行を阻害することになる。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、ウォータージェットポンプの能力を低下させることなく、且つ、耐久時間を長くすることができる排気システムを具備したジェット推進型の滑走艇を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を、以下のような構成からなるジェット推進型の滑走艇によって解決することができる。即ち、
また、本第１の発明にかかるジェット推進型の滑走艇は、エンジンと、このエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプとを備えて、該ウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射しその反動によって推進するとともに、エンジンから排出される排気ガスの排出口を前記ウォータージェットポンプの通水路に向けて設けた小型滑走艇において、
前記ウォータージェットポンプに配置されたインペラの後方に、整流作用をおこなう整流部材と、該整流部材の外周面からポンプ内周面に向けて配設した静翼とを配置するとともに、
上記静翼に、外周端がエンジン側からの排気通路につながる空洞を形成するとともに、この空洞とつながる排気ガス通路を上記整流部材内部に形成し、且つ該整流部材の表面に、上記排気ガス通路につながる排出口を開口したことを特徴とする。
【００１３】
しかして、上述のように構成されたジェット推進型の滑走艇では、ウォータージェットポンプの性能向上に寄与する静翼とコーン形の整流部材を利用して、排気ガスをウォータージェットポンプ内に排出するよう構成されることから、ウォータージェットポンプの性能を全く低減させることなく、ウォータージェットポンプ内に排気ガスを排出することができる。また、排出口が形成される整流部材の表面を、正の曲率から構成しておくと、ウォータージェットポンプの通水路を通過する水によって、通水時には整流部材の表面が負圧になり、従って、排気ガスを該整流部材内からの吸い出し、効率よく排気ガスを水中に排出することができる構成となる。
【００１４】
本第２の発明にかかるジェット推進型の滑走艇は、エンジンと、このエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプとを備えて、該ウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射しその反動によって推進するとともに、エンジンから排出される排気ガスの排出口を前記ウォータージェットポンプの通水路に向けて設けた小型滑走艇において、
前記ウォータージェットポンプに配置されたインペラの後方に、整流作用をおこなう静翼をインペラの回転軸あるいはその延長線側から外径方に向けて配置するとともに、
上記静翼に、外周端がエンジン側からの排気通路につながる空洞を形成するとともに、この空洞とつながる排出口を該静翼の表面に開口したことを特徴とする。
【００１５】
しかして、上述のように構成されたジェット推進型の滑走艇では、ウォータージェットポンプの性能向上に寄与する静翼を利用して、排気ガスをウォータージェットポンプ内に排出するよう構成されることから、ウォータージェットポンプの性能を全く低減させることなく、ウォータージェットポンプ内に排気ガスを排出することができる。また、排出口が形成される静翼の前縁部以外の表面は、ウォータージェットポンプの通水路を通過する水によって、通水時には負圧になり、従って、該負圧により排気ガスは該静翼内から吸い出され、効率よく排気ガスを水中に排出することができる構成となる。
【００１６】
また、上記ジェット推進型滑走艇おいて、前記排出口を、ウォータージェットポンプが作動中における、圧力分布が負圧となる部位、例えば流速が大きな前記整流部材あるいは静翼の表面に形成すると、最適な実施形態となる。
【００１７】
また、上記ジェット推進型滑走艇おいて、前記静翼が形成されているウォータージェットポンプのケーシングを二重管で構成し、該二重管に排気管の先端を接続するとともに、上記静翼を、二重管からインペラの回転軸の延長線に対して、放射状に複数枚配置して、該二重管部分を介して、排気管先端と各静翼とが接続されていると、該静翼内部の排気ガス通路の総断面積を大きくすることができ、しかもウォータージェットポンプ内の水の流れを損なうほどに翼厚寸法を大きくすることがない点で、好適な実施形態となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかるジェット推進型滑走艇について、小型滑走艇を例に挙げて、図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態にかかるジェット推進型滑走艇のウォータージェットポンプ部分に形成された排気システムの構成を示す部分断面図、図２は図１のII−II矢視断面図、図５は本発明の実施形態にかかるジェット推進型の小型滑走艇の全体側面図、図６は図５の平面図である。
【００２０】
図５，図６において、Ａは船体で、この船体Ａは、ハルＨとその上方を覆うデッキＤから構成され、これらハルＨとデッキＤを全周で接続する接続ラインはガンネルラインＧと呼ばれ、この実施例では、このガンネルラインＧは、この小型滑走艇の喫水線Ｌより上方に位置している。
【００２１】
そして、上記デッキＤの中央よりやや後部には、図６に図示するように、船体Ａの上面に長手方向に延びる平面視において略長方形の開口部１６が形成され、図５，図６に図示するように、この開口部１６上方に騎乗用のシートＳが配置されている。
【００２２】
また、エンジンＥは、上記シートＳ下方のハルＨとデッキＤに囲まれた横断面形状が「凸」状の空間２０内に配置される。
このエンジンＥは、多気筒（この実施例では３気筒）のエンジンＥで、図５に図示するように、クランクシャフト１０ｂが船体Ａの長手方向に沿うような向きで搭載されており、このクランクシャフト１０ｂの出力端は、プロペラ軸１５を介して、インペラ２１が取着されているウォータージェットポンプＰのポンプ軸２１Ｓ側に、一体的に回転可能に連結されている。そして、このインペラ２１は、その外周方が、ポンプケーシング２１Ｃで覆われ、小型滑走艇の底面に設けられた給水口１７から取り入れた水を吸水通路を介して取り込んで、ウォータージェットポンプＰで加圧・加速して、通水断面積が後方にゆくに従って小さくなったポンプノズル（噴出部）２１Ｒを通って、後端の噴射口２１Ｋから吐出して、推進力を得るよう構成されている。
【００２３】
また、図５において、２はウォータージェットポンプＰ内を通過する水を整流するための静翼である。また、図５，図６おいて、１０はステアリング操作手段である操舵用のハンドルで、このハンドル１０を左右に操作することによって、上記ポンプノズル２１Ｒ後方のステアリングノズル１８を左右に揺動させて、ウォータージェットポンプＰの稼働時に、艇を所望の方向に操舵できるよう構成されている。
【００２４】
また、図５に図示するように、上記ステアリングノズル１８の上後方には、水平に配置された揺動軸１９ａを中心に下方に揺動可能に、ボウル形状のリバース用のデフレクター１９が配置され、このデフレクター１９をステアリングノズル１８後方の下方位置へ揺動動作させることによって、ステアリングノズル１８から後方に吐出される水を前方に転向させて、後進できるよう構成されている。
【００２５】
また、図５，図６において、１２は後部デッキで、この後部デッキ１２には、開閉式のハッチカバー２９が設けられ、ハッチカバー２９の下方に小容量の収納ボックスが形成されている。また、図５あるいは図６において、２３は前部ハッチカバーで、このハッチカバー２３の下方には備品等を収納するボックス（図示せず）が設けられている。
【００２６】
ところで、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇では、図１，図２に図示するような排気システムを具備している。即ち、上記ウォータージェットポンプＰのケーシングＰｋ内のインペラ２１の後方（後流側）には、インペラ２１側の端部の外径がインペラ２１の胴部の外径に等しく、後方側で径方向に徐々に縮小した表面が正の曲率によって構成されるコーン形の整流部材１が回転不能に配置されている。上記インペラ２１を支持しているポンプ軸２１Ｓの後端部は、ベアリングを介して上記整流部材１の前端部（図１において右側端部）で回転自在に支持されている。
【００２７】
そして、図１あるいは図２に図示するように、上記整流部材１の外周面１ｆから、上記ケーシングＰｋの内周面にかけて、外径方向に上記静翼２が配設されている。
この静翼２は、図１あるいは図２に図示するように、内部が空洞に形成され、この空洞部分２ｓの外端は、二重管構造になって排気通路３の一部（二重管状の部分Ｐｗ）が形成されている上記ウォータージェットポンプＰのケーシングＰｋと連通している。
また、上記静翼２の空洞部分２ｓの内端は、上記整流部材１の内部に形成されている排気ガス通路１Ｆ（図１参照）と連通している。
また、図１に図示するように、上記排気ガス通路１Ｆの先端は、該整流部材１の外周面に達し、この外周面に排気出口１Ｅを形成している。
この排気出口１Ｅは、ウォータージェットポンプＰが作動中、つまりウォータージェットポンプＰの通水路Ｐｒを水が流れている場合（図１の破線の矢印Ｚ参照）に、排気出口１Ｅが形成されている表面が正の曲率で構成されていることから、該水の流れに起因して、負圧となる。
【００２８】
また、上記排気通路３の基端は、図５に図示するエンジンＥのエキゾーストマニホルド（図示せず）と消音器（図示せず）を介して接続されている。
【００２９】
しかして、上述のように構成されている本実施形態にかかる小型滑走艇の場合、エンジンＥからの排気ガスは、上記排気通路３を通って、ウォータージェットポンプＰの二重管状の部分Ｐｗから、上記静翼２の空洞部分２ｓに送られ、この空洞部分２ｓの内端から上記整流部材１の排気ガス通路１Ｆを経て、排気出口１Ｅから排出される。この際、排気ガスは、通水路Ｐｒを流れる水によって、上記排気出口１Ｅが負圧状態になっていることから、排気ガスは、吸引される状態で、ウォータージェットポンプＰを通過する水流内に、効果的に排出される。
そして、上記静翼２および整流部材１のいずれもが、固定側に固定的に配設されている部材であることから、排気ガスの通過する通路の各接続部分（連結部分）に介装されるシール部材も、可動しないことから磨耗が実質的に生じず、耐久性が高まる。
また、上記静翼２および整流部材１ともに、いずれもウォータージェットポンプＰ内を通過する水流に対して、整流作用を奏するものであることから、抵抗とならず、ウォータージェットポンプの能力を低減させることはない。
従って、艇の推進力全体を考えると、排気効率が向上して、むしろ、推進力は向上することになる。
【００３０】
ところで、上記実施形態に代えて、図３，図４に図示するように、ウォータージェットポンプＰ内のインペラ２１の後方に上記実施形態の場合と同様に配設した、内部に空洞部分２ｓを有する静翼２自体の表面に、該空洞部分２ｓと通ずる排気出口２Ｅを形成して、排気通路３と上記ウォータージェットポンプＰの二重管状の部分Ｐｗを経てエンジン側から排出される排気ガスを、ウォータージェットポンプＰ内を通過する水流内に排出するように、構成してもよい。上記排気出口２Ｅは、ウォータージェットポンプＰの通水路Ｐｒに水が流れている場合（図３の破線の矢印Ｚ参照）に、該水の流れに起因して、負圧となるような位置、具体的には、表面が正の曲率からなる静翼２の前縁部を除いた表面に形成される。
この構成においても、上記図１，図２に図示する実施形態の場合と、同じ作用効果を奏することができる。この実施形態において、図１，図２に図示する実施形態と同じあるいは対応する構成には、同じ参照符号を付している。
【００３１】
また、上記排気出口は、上記各実施形態で示す部位に限定されるものでなく、上記実施形態の他にも、ウォータージェットポンプ内を通過する水流により負圧が生じる部分であれば、何処の位置に設けてもよく、できるだけ負圧の状態の大きい位置に設けることが排気効率を高める上で好ましい。
【００３２】
なお、図１、図３において、１５は先端がエンジンのクランク軸に連結されているプロペラ軸、１７はウォータージェットポンプＰの給水口、１８はステアリングノズル、２１Ｒはポンプノズル、ＨｂはハルＨの底部に形成されたポンプ室の上壁部、３０は格子状になり上記給水口１７への異物の混入を防止するグレーチング部材である。また、図１、図３において、実線で示す矢印Ｙは排気ガスの流れを示し、破線で示す矢印ＺはウォータージェットポンプＰでの水流の流れを示す。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ウォータージェットポンプの能力を低下させることなく、且つ、排気ガス通路の接続シール部材の耐久時間を長くすることができ、且つ排気効率を高めた排気システムを有するジェット推進型の滑走艇を提供することができる。
【００３４】
しかも、構造的には全く複雑になることなく、従来からの部材を利用して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかるジェット推進型滑走艇のウォータージェットポンプ部分に形成された排気システムの構成を示す部分断面図である。
【図２】 図１のII−II矢視断面図である。
【図３】 図１とは別の実施形態にかかるジェット推進型滑走艇のウォータージェットポンプ部分に形成された排気システムの構成を示す部分断面図である。
【図４】 図３のIV−IV矢視断面図である。
【図５】 本発明の実施形態にかかるジェット推進型の小型滑走艇の全体側面図である。
【図６】 図５に示す小型滑走艇の全体平面図である。
【符号の説明】
Ｐ……ウォータージェットポンプ
Ｅ……エンジン
２……静翼
２ｓ……空洞部分（空洞）
２Ｅ……排気出口
３……排気通路
２１……インペラ

Claims (4)

1. エンジンと、このエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプとを備えて、該ウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射しその反動によって推進するとともに、エンジンから排出される排気ガスの排出口を前記ウォータージェットポンプの通水路に向けて設けた小型滑走艇において、
   前記ウォータージェットポンプに配置されたインペラの後方に、整流作用をおこなう整流部材と、該整流部材の外周面からポンプ内周面に向けて配設した静翼とを配置するとともに、
   上記静翼に、外周端がエンジン側からの排気通路につながる空洞を形成するとともに、この空洞とつながる排気ガス通路を上記整流部材内部に形成し、且つ該整流部材の表面に、上記排気ガス通路につながる排出口を開口したことを特徴とするジェット推進型の滑走艇。
2. エンジンと、このエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプとを備えて、該ウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射しその反動によって推進するとともに、エンジンから排出される排気ガスの排出口を前記ウォータージェットポンプの通水路に向けて設けた小型滑走艇において、
   前記ウォータージェットポンプに配置されたインペラの後方に、整流作用をおこなう静翼をインペラの回転軸あるいはその延長線側から外径方に向けて配置するとともに、
   上記静翼に、外周端がエンジン側からの排気通路につながる空洞を形成するとともに、この空洞とつながる排出口を該静翼の前縁部及び外周端部を除いた表面に開口したことを特徴とするジェット推進型の滑走艇。
3. 前記排出口を、ウォータージェットポンプが作動中における、圧力分布が負圧となる部位に形成したことを特徴とする請求項１又２記載のジェット推進型の滑走艇。
4. 前記静翼が形成されているウォータージェットポンプのケーシングを二重管で構成し、該二重管に排気管の先端を接続するとともに、上記静翼を、二重管からインペラの回転軸の延長線に対して、放射状に複数枚配置して、該二重管部分を介して、排気管先端と各静翼とを接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載のジェット推進型の滑走艇。

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