JP6497996B2 - Water jet propulsion machine - Google Patents

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Description

本発明は、ウォータージェット推進機に関する。   The present invention relates to a water jet propulsion device.

一般に、船底から吸い込まれた水を吸込みケーシングを通じてポンプに導き、このポンプで加圧した水を船尾後方に噴射して船舶を推進させるウォータージェット推進機が知られている。この種のウォータージェット推進機では、従来、ポンプの形状として軸流型のインペラ(羽根車)を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。通常、軸流型のポンプは、斜流型のインペラ(羽根車)を備えた斜流型のポンプに比べて、同等な性能を要求される場合、インペラの外径、すなわち、インペラを収容するポンプケーシングの外径(据付径)が斜流型よりも小さくなるため、船体への据付スペースを小さくできる利点がある。   In general, a water jet propulsion device is known in which water sucked from the bottom of a ship is guided to a pump through a suction casing, and water pressurized by the pump is jetted behind the stern to propel the ship. Conventionally, this type of water jet propulsion device is known to have an axial flow type impeller (impeller) as a pump shape (see, for example, Patent Document 1). In general, an axial flow type pump accommodates an outer diameter of an impeller, that is, an impeller, when equivalent performance is required as compared with a mixed flow type pump having a mixed flow type impeller (impeller). Since the outer diameter (installation diameter) of the pump casing is smaller than that of the mixed flow type, there is an advantage that the installation space on the hull can be reduced.

特開2002‐225796号公報JP 2002-225796 A

ところで、近年、据付スペースの更なる縮小化を目的として、船底の取水口に取り付けられる吸込みケーシングの管路径の縮小化が要望されている。しかし、吸込みケーシングの管路径を縮小した場合、吸込みケーシングの出口部に連結されるポンプケーシングの管路径が小さくなるため、必然的にポンプケーシング内に収容されるインペラの外径も小さくなる。このため、ポンプの小型に伴う性能の低下が懸念された。   By the way, in recent years, for the purpose of further reducing the installation space, there has been a demand for reducing the pipe diameter of the suction casing attached to the water intake on the ship bottom. However, when the pipe diameter of the suction casing is reduced, the pipe diameter of the pump casing connected to the outlet portion of the suction casing is reduced, so that the outer diameter of the impeller accommodated in the pump casing is inevitably reduced. For this reason, there was a concern about the deterioration of the performance due to the small size of the pump.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ポンプの性能を低減することなく、吸込みケーシングの小型化を実現できるウォータージェット推進機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water jet propulsion device that can realize downsizing of the suction casing without reducing the performance of the pump.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、船底の取水口に取り付けられる吸込みケーシングと、吸込みケーシングの出口部に連結されるポンプケーシングと、ポンプケーシング内に配置されて回転軸周りに回転する軸流型の羽根車とを備え、羽根車で加圧された水を船尾後方に噴射して船舶を推進させるウォータージェット推進機であって、ポンプケーシングは、吸込みケーシングの出口部よりも管路径の大きな円筒状の本体部と、羽根車の前縁よりも上流側で、本体部の管路径から吸込みケーシングの出口部の管路径まで徐々に縮径する縮径部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a suction casing that is attached to a water intake at the bottom of a ship, a pump casing that is connected to an outlet portion of the suction casing, and a rotation that is disposed in the pump casing. A water jet propulsion device having an axial flow type impeller that rotates around an axis and propelling the ship by injecting water pressurized by the impeller to the rear of the stern, wherein the pump casing is an outlet of the suction casing A cylindrical main body having a larger pipe diameter than the part, and a reduced diameter part that gradually decreases from the pipe diameter of the main body part to the pipe diameter of the outlet portion of the suction casing on the upstream side of the front edge of the impeller, It is provided with.

この構成によれば、ポンプケーシングは、吸込みケーシングの出口部よりも管路径の大きな円筒状の本体部と、羽根車の前縁よりも上流側で、本体部の管路径から吸込みケーシングの出口部の管路径まで徐々に縮径する縮径部とを備えたため、羽根車の外径を縮小することなく、管路径の小さな吸込みケーシングの出口部にポンプケーシングを連結することができる。従って、ポンプの性能を低減することなく、吸込みケーシングの小型化を実現することができ、ウォータージェット推進機の据え付けスペースの縮小化を図ることができる。さらに、吸込みケーシング内に保有される水量が低減されるため、運航時の船体重量の低減を図ることができる。   According to this configuration, the pump casing includes a cylindrical main body portion having a pipe diameter larger than the outlet portion of the suction casing, and an outlet portion of the suction casing from the pipe diameter of the main body portion on the upstream side of the front edge of the impeller. Therefore, it is possible to connect the pump casing to the outlet portion of the suction casing having a small pipe diameter without reducing the outer diameter of the impeller. Accordingly, the suction casing can be reduced in size without reducing the performance of the pump, and the installation space of the water jet propulsion device can be reduced. Furthermore, since the amount of water held in the suction casing is reduced, the hull weight during operation can be reduced.

また、この構成において、縮径部は、本体部と回転軸を中心とした同心状に形成されても良い。この構成によれば、ポンプケーシングの作成をより容易に行うことができ、簡単な構成で吸込みケーシングの小型化を実現できる。   In this configuration, the reduced diameter portion may be formed concentrically around the main body portion and the rotation axis. According to this configuration, the pump casing can be created more easily, and the suction casing can be downsized with a simple configuration.

また、縮径部は、出口部の管路内底面と本体部の管路内底面とが同一の高さ位置となるように、出口部の管路中心を本体部の管路中心に対して鉛直下方に偏心させても良い。この構成によれば、回転軸に対して縮径部内の上下空間の断面積比を変化させることで上下を流れる流量の差を抑制し、流量バランスの均等化を実現できる。   In addition, the diameter-reduced portion has the center of the outlet portion with respect to the center of the main body portion so that the bottom surface of the outlet portion and the bottom surface of the main body portion are at the same height. It may be eccentric vertically downward. According to this configuration, by changing the cross-sectional area ratio of the upper and lower spaces in the reduced diameter portion with respect to the rotation axis, the difference in the flow rate flowing up and down can be suppressed, and the flow rate balance can be equalized.

また、本体部の管路径に対する出口部の管路中心と本体部の管路中心との偏心量は、10%以下であっても良い。この構成によれば、ポンプケーシングを流れる水の流量バランスを好適に整えることができ、ポンプケーシングへの流入を均一化することができる。   Further, the amount of eccentricity between the pipe center of the outlet and the pipe center of the main body relative to the pipe diameter of the main body may be 10% or less. According to this configuration, the flow rate balance of the water flowing through the pump casing can be suitably adjusted, and the inflow into the pump casing can be made uniform.

また、ポンプケーシングの本体部を昇降する昇降部を備え、縮径部は、本体部の昇降に追従して偏心する構成としても良い。この構成によれば、縮径部の偏心量を動的に調整することで、ポンプケーシング内の上下を流れる流量の差を抑制して整流を実現できる。   Moreover, the raising / lowering part which raises / lowers the main-body part of a pump casing is provided, and a diameter reducing part is good also as a structure which follows the raising / lowering of a main-body part, and decenters. According to this configuration, rectification can be realized by dynamically adjusting the amount of eccentricity of the reduced diameter portion and suppressing a difference in flow rate flowing up and down in the pump casing.

また、縮径部は、本体部から出口部に向かって、管路径が段階的に縮小するように配置される複数の環状部材と、隣接する環状部材の間をシールするシール部材とを備えても良い。この構成によれば、各環状部材の中心位置が変位させることで縮径部の偏心量を簡単に調整することができる。   The reduced diameter portion includes a plurality of annular members arranged so that the pipe diameter is gradually reduced from the main body portion toward the outlet portion, and a seal member that seals between adjacent annular members. Also good. According to this configuration, the eccentric amount of the reduced diameter portion can be easily adjusted by displacing the center position of each annular member.

本発明によれば、ポンプケーシングは、吸込みケーシングの出口部よりも管路径の大きな円筒状の本体部と、羽根車の前縁よりも上流側で、本体部の管路径から吸込みケーシングの出口部の管路径まで徐々に縮径する縮径部とを備えたため、ポンプの性能を低減することなく、吸込みケーシングの小型化を実現することができる。   According to the present invention, the pump casing includes a cylindrical main body portion having a pipe diameter larger than the outlet portion of the suction casing, and an outlet portion of the suction casing from the pipe diameter of the main body portion on the upstream side of the front edge of the impeller. Therefore, the suction casing can be downsized without reducing the performance of the pump.

図1は、第1実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a water jet propulsion device according to a first embodiment. 図2は、第2実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a water jet propulsion device according to the second embodiment. 図3は、縮径部を軸方向から見た部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the reduced diameter portion viewed from the axial direction. 図4は、第3実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the water jet propulsion device according to the third embodiment. 図5は、縮径部の構成を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the reduced diameter portion. 図6は、縮径部が偏心した後の状態を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state after the reduced diameter portion is eccentric. 図7は、縮径部が偏心した後のウォータージェット推進機を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the water jet propulsion device after the reduced diameter portion is eccentric.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, the constituent elements in the embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図である。ウォータージェット推進機10は、図1に示すように、船底2に形成された取水口2Aに取り付けられる吸込みケーシング11と、この吸込みケーシング11に連結されるポンプケーシング12と、このポンプケーシング12に連結される吐出ケーシング13とを備える。この吐出ケーシング13は、船尾3に形成された排水口3Aに固定されている。これら各ケーシング11〜13によって船舶の船底2と船尾3との間を連結し、推進用の水が流通する配管路14が形成される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a water jet propulsion device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the water jet propulsion device 10 includes a suction casing 11 attached to a water intake 2 </ b> A formed in the ship bottom 2, a pump casing 12 connected to the suction casing 11, and a connection to the pump casing 12. The discharge casing 13 is provided. The discharge casing 13 is fixed to a drain outlet 3A formed in the stern 3. These casings 11 to 13 connect the ship bottom 2 and the stern 3 of the ship to form a piping 14 through which water for propulsion flows.

吸込みケーシング11は、曲がり管形状を有し、吸込口11Aが船底2の取水口2Aに向けて開口すると共に、該取水口2Aから後方へ昇り傾斜した後、吐出口(出口部)11Bが船尾3に向かって開口する。吸込ケーシング11内の吸込口11Aの近傍には、不図示のストレーナが取り付けられており、吸込口11Aから吸い込まれる水中の異物が配管路14内に流入しないようになっている。   The suction casing 11 has a curved pipe shape. The suction port 11A opens toward the water intake port 2A on the bottom 2 of the ship, and after rising upward and tilting from the water intake port 2A, the discharge port (exit part) 11B is stern. Open toward 3. A strainer (not shown) is attached in the vicinity of the suction port 11 </ b> A in the suction casing 11 so that underwater foreign matter sucked from the suction port 11 </ b> A does not flow into the piping 14.

吸込みケーシング11の吐出口11Bには、ポンプケーシング12の入口12Aがフランジ連結され、該ポンプケーシング12の内部には軸流型のインペラ(羽根車)15が回転可能に収容されている。インペラ15は、略円錐形状を有するコーン部16と、このコーン部16の外周面に固定された複数の案内羽根17とを備える。コーン部16の先端にはインペラ15を回転する回転軸18が連結される。この回転軸18は、吸込みケーシング11に設けられた引出し管11Cを通じて外部に引き出され、回転軸18の先端側はエンジン(駆動源)19に連結されている。   An inlet 12A of the pump casing 12 is flange-connected to the discharge port 11B of the suction casing 11, and an axial flow type impeller (impeller) 15 is rotatably accommodated inside the pump casing 12. The impeller 15 includes a cone portion 16 having a substantially conical shape, and a plurality of guide blades 17 fixed to the outer peripheral surface of the cone portion 16. A rotating shaft 18 that rotates the impeller 15 is connected to the tip of the cone portion 16. The rotary shaft 18 is drawn to the outside through a drawer pipe 11 </ b> C provided in the suction casing 11, and the distal end side of the rotary shaft 18 is connected to an engine (drive source) 19.

ポンプケーシング12の出口12Bには、吐出ケーシング13の入口13Aがフランジ連結され、該吐出ケーシング13の内面には案内羽根20が固定されている。この案内羽根20は、インペラ15で加圧された水の流速を低下させないで直線状に整流化する静翼である。吐出ケーシング13の出口13Bは、船尾3に形成された排水口3Aに固定される。   An inlet 13 </ b> A of the discharge casing 13 is flange-connected to the outlet 12 </ b> B of the pump casing 12, and guide vanes 20 are fixed to the inner surface of the discharge casing 13. The guide vane 20 is a stationary blade that straightens the flow without reducing the flow rate of the water pressurized by the impeller 15. An outlet 13 </ b> B of the discharge casing 13 is fixed to a drain port 3 </ b> A formed in the stern 3.

上記した構成では、エンジン19が駆動してインペラ15が回転すると、この回転に伴い、船底2に形成された取水口2Aから水が吸込みケーシング11内に吸い込まれる。この水は、インペラ15で加圧された後、案内羽根20で整流され、排水口3Aを通じて船尾後方に噴射される。この船外に噴射されるウォータージェットの推進によって、船舶を推進させることができる。   In the configuration described above, when the engine 19 is driven to rotate the impeller 15, water is sucked into the suction casing 11 from the water intake port 2 </ b> A formed in the ship bottom 2 along with this rotation. This water is pressurized by the impeller 15, then rectified by the guide vanes 20, and sprayed to the rear of the stern through the drain port 3 </ b> A. The ship can be propelled by the propulsion of the water jet sprayed out of the ship.

ところで、この種のウォータージェット推進機では、船舶への据付スペースの縮小化が要望されている。一方、ウォータージェット推進機を構成する各ケーシングを単純に縮小化した場合には、ポンプケーシング内に収容されるインペラの外径が小さくなる。インペラの外径は、船舶の推進力に密接に関連するため、小型化に伴う推進性能の低下が懸念された。   By the way, in this kind of water jet propulsion machine, reduction of the installation space to a ship is desired. On the other hand, when each casing constituting the water jet propulsion unit is simply reduced in size, the outer diameter of the impeller accommodated in the pump casing is reduced. Since the outer diameter of the impeller is closely related to the propulsive force of the ship, there was a concern that the propulsion performance would decrease with downsizing.

本実施形態では、ポンプケーシング12は、円筒状に形成された本体部21と、この本体部21の上流側に設けられ、吸込みケーシング11の吐出口11Bに向けて徐々に管路径を縮小する縮径部22とを備える。本体部21は、吸込みケーシング11の吐出口11Bの管路径D1よりも大きな管路径D2に形成され、この本体部21の内部にインペラ15が収容されている。また、縮径部22は、インペラ15の案内羽根17の前縁17Aよりも上流側に設けられ、本体部21の管路径D2から吐出口11Bの管路径D1に縮径する。   In this embodiment, the pump casing 12 is provided on the upstream side of the main body portion 21 formed in a cylindrical shape and the main body portion 21, and is gradually reduced toward the discharge port 11 </ b> B of the suction casing 11. And a diameter portion 22. The main body 21 is formed with a pipe diameter D2 larger than the pipe diameter D1 of the discharge port 11B of the suction casing 11, and the impeller 15 is accommodated inside the main body 21. Further, the reduced diameter portion 22 is provided on the upstream side of the front edge 17A of the guide vane 17 of the impeller 15 and is reduced in diameter from the pipeline diameter D2 of the main body portion 21 to the pipeline diameter D1 of the discharge port 11B.

この構成によれば、ポンプケーシング12が吸込みケーシング11の吐出口11Bに向けて徐々に管路径を縮小する縮径部22を備えることにより、この縮径部22に連結される吸込みケーシング11の吐出口11Bの管路径D1の縮小化を図ることができ、ひいては、吸込みケーシング11の小型化を実現できる。発明者の実験やシミュレーションによると、吸込みケーシング11の体積が従前よりも1〜2割低減できることが判明した。このように、吸込みケーシング11が小型化されることにより、この吸込みケーシング11の製作コストを低減できると共に、船舶への据付スペースの縮小化を図ることができる。これに加え、吸込みケーシング11内に保有される水量が低減されるため、運航時の船体重量の低減を図ることができる。   According to this configuration, the pump casing 12 includes the reduced diameter portion 22 that gradually reduces the pipe diameter toward the discharge port 11 </ b> B of the intake casing 11, so that the suction casing 11 connected to the reduced diameter portion 22 discharges. The pipe diameter D1 of the outlet 11B can be reduced, and as a result, the suction casing 11 can be reduced in size. According to the inventor's experiments and simulations, it has been found that the volume of the suction casing 11 can be reduced by 10 to 20% compared to the prior art. Thus, by reducing the size of the suction casing 11, it is possible to reduce the manufacturing cost of the suction casing 11 and to reduce the installation space on the ship. In addition, since the amount of water retained in the suction casing 11 is reduced, the weight of the hull during operation can be reduced.

また、ポンプケーシング12の本体部21は、吸込みケーシング11の吐出口11Bの管路径D1よりも大きな管路径D2に形成されるため、吸込みケーシング11の小型化に伴い、インペラ15の外径の小型化を行う必要がない。従って、吸込みケーシング11を実現しつつ、インペラ15(ポンプ)の送水能力、すなわち船舶の推進力の低下を防止できる。さらに、縮径部22は、インペラ15の案内羽根17の前縁17Aよりも上流側に設けられるため、インペラ15の案内羽根17が縮径部22に接触することはない。   Further, the main body 21 of the pump casing 12 is formed to have a pipe diameter D2 larger than the pipe diameter D1 of the discharge port 11B of the suction casing 11, so that the outer diameter of the impeller 15 is reduced as the suction casing 11 is downsized. There is no need to convert Accordingly, it is possible to prevent the impeller 15 (pump) from supplying water, that is, to reduce the propulsion power of the ship, while realizing the suction casing 11. Furthermore, since the reduced diameter portion 22 is provided on the upstream side of the front edge 17A of the guide vane 17 of the impeller 15, the guide vane 17 of the impeller 15 does not contact the reduced diameter portion 22.

また、本実施形態のポンプケーシング12を用いることにより、管路径の異なる吸込みケーシング11に対して、同一の外径のインペラ15を使用することができるため、インペラ15(ポンプ)の製作コストの低減を図ることができる。   Further, by using the pump casing 12 of the present embodiment, the impeller 15 having the same outer diameter can be used for the suction casing 11 having different pipe diameters, so that the manufacturing cost of the impeller 15 (pump) is reduced. Can be achieved.

本実施形態では、ポンプケーシング12は、本体部21と縮径部22とが同心円状に形成されている。具体的には、本体部21と縮径部22とは、いずれも回転軸18の軸心を中心とした同心円状に形成されている。この構成では、ポンプケーシング12の作成をより容易に行うことができ、簡単な構成で吸込みケーシング11の小型化を実現できる。また、吸込みケーシング11の中心軸上に配置された回転軸18に対して、インペラ15の回転軸を容易に取り付けることができる。   In the present embodiment, the pump casing 12 has a main body portion 21 and a reduced diameter portion 22 formed concentrically. Specifically, both the main body 21 and the reduced diameter portion 22 are formed concentrically around the axis of the rotating shaft 18. In this configuration, the pump casing 12 can be created more easily, and the suction casing 11 can be downsized with a simple configuration. Further, the rotation shaft of the impeller 15 can be easily attached to the rotation shaft 18 disposed on the central axis of the suction casing 11.

ここで、縮径部22の形状は、縮径前後の管路面積(管路径)の比と拡大角θとで決定される。この場合、拡大角θは、ポンプケーシング12の全長が従前のポンプケーシングよりも長くならない程度の角度とすることが好ましい。さらに、拡大角θを大きくするにつれて、管路面積が急激に拡大するため、配管路14内の主流に剥離が生じる恐れがある。このため、剥離の発生を効果的に抑えるためには、拡大角θの大きさを20°以下に設定することが好ましい。   Here, the shape of the reduced diameter portion 22 is determined by the ratio of the pipe area before and after the diameter reduction (the pipe diameter) and the expansion angle θ. In this case, the enlarged angle θ is preferably set to an angle that does not allow the entire length of the pump casing 12 to be longer than that of the previous pump casing. Furthermore, since the pipe area rapidly increases as the enlargement angle θ is increased, the main flow in the pipe 14 may be peeled off. For this reason, in order to suppress generation | occurrence | production of peeling effectively, it is preferable to set the magnitude | size of the expansion angle (theta) to 20 degrees or less.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係るウォータージェット推進機110について説明する。図2は、第2実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図であり、図3は、縮径部を軸方向から見た部分断面図である。なお、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。この第2実施形態では、第1実施形態を基本構成とし、ポンプケーシング112の形状が第1実施形態とは異なっている。
[Second Embodiment]
Next, the water jet propulsion device 110 according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the water jet propulsion device according to the second embodiment, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the reduced diameter portion viewed from the axial direction. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the second embodiment, the basic configuration is the first embodiment, and the shape of the pump casing 112 is different from that of the first embodiment.

本構成のように、船底2に形成された取水口2Aから水を汲み上げる構成の配管路14では、配管路14を流れる水の流量バランスが崩れ、インペラ15の回転軸18の上方で流量が減少し、回転軸18の下方で流量が増加する傾向にある。   In the piping 14 configured to draw water from the water intake 2 </ b> A formed in the ship bottom 2 as in this configuration, the flow rate balance of the water flowing through the piping 14 is disrupted, and the flow rate decreases above the rotating shaft 18 of the impeller 15. However, the flow rate tends to increase below the rotating shaft 18.

ポンプケーシング112は、図2に示すように、円筒状に形成された本体部21と、この本体部21の上流側に設けられ、吸込みケーシング11の吐出口11Bに向けて徐々に管路径を縮小する縮径部122とを備える。この第2実施形態では、上記した傾向を解消するために、縮径部122は、本体部21に対して偏心して形成されている。   As shown in FIG. 2, the pump casing 112 is provided on the upstream side of the cylindrical main body 21 and the main body 21, and the pipe diameter is gradually reduced toward the discharge port 11 </ b> B of the suction casing 11. And a reduced diameter portion 122. In the second embodiment, the reduced diameter portion 122 is formed eccentrically with respect to the main body portion 21 in order to eliminate the above-described tendency.

具体的には、縮径部122は、本体部21の管路底面21Aと、吸込みケーシング11の吐出口11Bに連なる縮径部122の管路底面122Aとが同一の高さ位置に形成されており、図3に示すように、縮径部122の上流側(吸込みケーシング11の吐出口11B側)の管路中心O1は、本体部21の管路中心O2(回転軸18の軸心位置に相当)よりも鉛直下方に位置している。   Specifically, the reduced diameter portion 122 is formed such that the bottom surface 21A of the main body 21 and the bottom surface 122A of the reduced diameter portion 122 connected to the discharge port 11B of the suction casing 11 are at the same height position. As shown in FIG. 3, the pipe center O1 on the upstream side of the reduced diameter portion 122 (on the discharge port 11B side of the suction casing 11) is located at the pipe center O2 of the main body portion 21 (at the axial center position of the rotary shaft 18). It is located vertically below the equivalent).

第2実施形態によれば、ポンプケーシング112は、縮径部122の上流側(入口側)が下流側(出口側)に比べて、下方に偏心しているため、回転軸18に対して上下空間の断面積比を変化させることで上下を流れる流量の差を抑制し、流量バランスの均等化を実現できる。このため、インペラ15には上下の流量バランスが整った水が流入することで、該インペラ15で均等に加圧された水を噴射することができる。   According to the second embodiment, the pump casing 112 has an upper and lower space with respect to the rotary shaft 18 because the upstream side (inlet side) of the reduced diameter portion 122 is eccentric downward relative to the downstream side (outlet side). By changing the cross-sectional area ratio, it is possible to suppress the difference in the flow rate flowing up and down, and to realize equalization of the flow rate balance. For this reason, the water in which the upper and lower flow rate balance is adjusted flows into the impeller 15 so that the water pressurized uniformly by the impeller 15 can be injected.

また、第2実施形態によれば、縮径部122は、本体部21の管路底面21Aと、該縮径部122の管路底面122Aとが同一の高さ位置に形成しているため、ポンプケーシング112に流入した水の剥離を防止することができる。   Further, according to the second embodiment, the reduced diameter portion 122 is formed such that the pipe bottom surface 21A of the main body portion 21 and the pipe bottom surface 122A of the reduced diameter portion 122 are formed at the same height position. Separation of the water flowing into the pump casing 112 can be prevented.

また、第2実施形態では、図3に示すように、本体部21の管路径D2に対する、縮径部122の上流側(吸込みケーシング11の吐出口11B)の管路中心O1と本体部21の管路中心O2との偏心量hは、10%以下とすることが好ましい。偏心量hの制限は、拡大角θ(図1)と管路径拡大率によって設定される。偏心方向は、必ず、吸込みケーシング11の吐出口11Bの管路中心O1よりも、本体部21の管路中心O2が上側に設定される。この偏心量hが大きくなり過ぎると、縮径部122の管路底面122Aが下流側に向けて上り傾斜となり、ポンプケーシング112への流入にかえって悪影響を与えることになる。この構成によれば、ポンプケーシング112を流れる水の流量バランスを好適に整えることができ、ポンプケーシング112への流入を均一化できるという効果を有する。   Moreover, in 2nd Embodiment, as shown in FIG. 3, the pipe line center O1 and the main-body part 21 of the diameter-reduced part 122 upstream (discharge port 11B of the suction casing 11) with respect to the pipe-diameter D2 of the main-body part 21 are shown. The amount of eccentricity h with respect to the pipe center O2 is preferably 10% or less. The limit of the eccentricity h is set by the expansion angle θ (FIG. 1) and the pipe diameter expansion rate. In the eccentric direction, the pipe center O2 of the main body 21 is always set above the pipe center O1 of the discharge port 11B of the suction casing 11. If the amount of eccentricity h becomes excessively large, the pipe bottom surface 122A of the reduced diameter portion 122 is inclined upward toward the downstream side, which adversely affects the flow into the pump casing 112. According to this configuration, the flow rate balance of the water flowing through the pump casing 112 can be suitably adjusted, and the inflow into the pump casing 112 can be made uniform.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係るウォータージェット推進機210について説明する。図4は、第3実施形態に係るウォータージェット推進機の概略断面図である。図5は、縮径部の構成を示す概略断面図である。また、図6は、縮径部が偏心した後の状態を示す概略断面図である。また、図7は、縮径部が偏心した後のウォータージェット推進機を示す概略断面図である。なお、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。この第3実施形態では、第1実施形態を基本構成とし、ポンプケーシング212の構成が第1実施形態とは異なっている。
[Third Embodiment]
Next, the water jet propulsion device 210 according to the third embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the water jet propulsion device according to the third embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the reduced diameter portion. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state after the reduced diameter portion is eccentric. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the water jet propulsion device after the reduced diameter portion is eccentric. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the third embodiment, the basic configuration is the first embodiment, and the configuration of the pump casing 212 is different from that of the first embodiment.

上述したように、船底2に形成された取水口2Aから水を汲み上げる構成の配管路14では、配管路14を流れる水の流量バランスが崩れ、インペラ15の回転軸18の上方で流量が減少し、回転軸18の下方で流量が増加する傾向にある。さらに、この流量バランスの偏りは、船速とポンプ流量との関係によっても大きく変化する。   As described above, in the piping 14 configured to draw water from the water intake 2 </ b> A formed in the ship bottom 2, the flow rate balance of the water flowing through the piping channel 14 is lost, and the flow rate is reduced above the rotating shaft 18 of the impeller 15. The flow rate tends to increase below the rotary shaft 18. Further, the deviation in the flow rate balance varies greatly depending on the relationship between the ship speed and the pump flow rate.

ポンプケーシング212は、図4に示すように、円筒状に形成された本体部21と、この本体部21の上流側に設けられ、吸込みケーシング11の吐出口11Bに向けて徐々に管路径を縮小する縮径部222とを備える。この第3実施形態では、縮径部222は、本体部21に対して偏心量を調整可能に構成されている。   As shown in FIG. 4, the pump casing 212 is provided on the upstream side of the main body portion 21 and the main body portion 21, and the pipe diameter is gradually reduced toward the discharge port 11 </ b> B of the suction casing 11. And a reduced diameter portion 222. In the third embodiment, the reduced diameter portion 222 is configured to be able to adjust the amount of eccentricity with respect to the main body portion 21.

ウォータージェット推進機210は、船底2上に、ポンプケーシング212及び吐出ケーシング13を昇降自在に支持する昇降装置(昇降部)30を備えている。この昇降装置30は、例えば、上下に伸縮するロッド31を備える油圧シリンダ等で構成され、このロッド31の先端にポンプケーシング212の本体部21が固定されている。これにより、ロッド31の伸縮により、ポンプケーシング212の本体部21及び吐出ケーシング13は昇降する。なお、図4及び図7では図示を省略したが、吐出ケーシング13の出口13Bと船尾3の排水口3Aとの間には、吐出ケーシング13の昇降に追従して水の侵入を防止する構造となっている。   The water jet propulsion unit 210 includes an elevating device (elevating unit) 30 that supports the pump casing 212 and the discharge casing 13 to be movable up and down on the ship bottom 2. The lifting device 30 is constituted by, for example, a hydraulic cylinder provided with a rod 31 that expands and contracts vertically, and the main body 21 of the pump casing 212 is fixed to the tip of the rod 31. Thereby, the main body 21 and the discharge casing 13 of the pump casing 212 are moved up and down by the expansion and contraction of the rod 31. Although not shown in FIGS. 4 and 7, between the outlet 13 </ b> B of the discharge casing 13 and the drain outlet 3 </ b> A of the stern 3, the structure prevents the intrusion of water following the elevation of the discharge casing 13. It has become.

また、本実施形態では、ポンプケーシング212と共に、インペラ15も昇降する。このため、インペラ15のコーン部16に連結される第1回転軸118Aと、エンジン19に連結される第2回転軸118Bとの間には、ジョイント軸118Cと一対の連結ピン119によりクランク接続されている。これにより、ポンプケーシング212を昇降させたとしても、エンジン19の回転をインペラ15に好適に伝達することができる。   In the present embodiment, the impeller 15 also moves up and down together with the pump casing 212. Therefore, the first rotating shaft 118A connected to the cone portion 16 of the impeller 15 and the second rotating shaft 118B connected to the engine 19 are crank-connected by the joint shaft 118C and the pair of connecting pins 119. ing. Thereby, even if the pump casing 212 is raised and lowered, the rotation of the engine 19 can be suitably transmitted to the impeller 15.

ポンプケーシング212の縮径部222は、本体部21の昇降に追従して偏心するように構成され、具体的には、図5に示すように、本体部21から吸込みケーシング11の吐出口11B(不図示)に向かって、管路径が段階的に縮小するように配置される複数の環状部材40A,40B,40C,40Dと、隣接する環状部材の間を水密にシールするシール部材41とを備えて構成される。シール部材41は、可撓性を有する樹脂材料等で形成され、環状部材40A・・の変位に追従して変形できるようになっている。このため、縮径部222は、図6に示すように、本体部21の上昇に追従して、各環状部材40A,40B,40C,40Dの中心位置が変位し、縮径部222の上流側(入口側)の偏心量を簡単に調整することができる。なお、図5及び図6では、環状部材40A,40B,40C,40Dの数を4つとしたが、これに限るものではない。   The diameter-reduced portion 222 of the pump casing 212 is configured to be eccentric following the elevation of the main body 21. Specifically, as shown in FIG. 5, the discharge port 11B ( A plurality of annular members 40A, 40B, 40C, and 40D that are arranged so that the pipe diameter is reduced in a stepwise manner, and a seal member 41 that seals water tightly between adjacent annular members. Configured. The seal member 41 is formed of a flexible resin material or the like, and can be deformed following the displacement of the annular member 40A. For this reason, as shown in FIG. 6, the diameter-reduced portion 222 follows the ascent of the main body portion 21, and the center positions of the annular members 40 </ b> A, 40 </ b> B, 40 </ b> C, 40 </ b> D are displaced. The amount of eccentricity on the (inlet side) can be easily adjusted. 5 and 6, the number of the annular members 40A, 40B, 40C, and 40D is four, but the present invention is not limited to this.

第3実施形態によれば、ポンプケーシング212の縮径部222は、本体部21の昇降に追従して偏心するように構成されているため、例えば、船舶の出発時には、図4に示すように、縮径部222を本体部21と同心状に配置し、船速及び水の流量(エンジン回転数)が増してきたときには、図7に示すように、本体部21を上昇させて縮径部222の上流側を偏心させることができる。この構成によれば、縮径部222の偏心量を動的に調整することで、ポンプケーシング212内の上下を流れる流量の差を抑制し、配管路14内の整流を実現できる。   According to the third embodiment, the diameter-reduced portion 222 of the pump casing 212 is configured to be eccentric following the elevation of the main body portion 21. For example, as shown in FIG. When the reduced diameter portion 222 is arranged concentrically with the main body portion 21 and the boat speed and the flow rate of water (engine speed) increase, as shown in FIG. The upstream side of 222 can be eccentric. According to this configuration, by dynamically adjusting the amount of eccentricity of the reduced diameter portion 222, a difference in flow rate flowing up and down in the pump casing 212 can be suppressed, and rectification in the pipeline 14 can be realized.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記した形態に限るものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it is not restricted to an above-described form.

2 船底
2A 取水口
3 船尾
3A 排水口
10、110、210 ウォータージェット推進機
11 吸込ケーシング
11A 吸込口
11B 吐出口(出口部)
12、112、212 ポンプケーシング
13 吐出ケーシング
14 配管路
15 インペラ(羽根車)
17 案内羽根
17A 前縁
18 回転軸
19 エンジン
21 本体部
21A 管路底面
22、122、222 縮径部
30 昇降装置(昇降部)
40A,40B,40C,40D 環状部材
41 シール部材
122A 管路底面
2 Ship bottom 2A Intake port 3 Stern 3A Drain port 10, 110, 210 Water jet propulsion machine 11 Suction casing 11A Suction port 11B Discharge port (exit part)
12, 112, 212 Pump casing 13 Discharge casing 14 Pipe line 15 Impeller (impeller)
17 Guide vane 17A Front edge 18 Rotating shaft 19 Engine 21 Body 21A Pipe bottom 22, 122, 222 Reduced diameter part 30 Lifting device (lifting unit)
40A, 40B, 40C, 40D Annular member 41 Seal member 122A Pipe bottom

Claims (2)

船底の取水口に取り付けられる吸込みケーシングと、前記吸込みケーシングの出口部に連結されるポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配置されて回転軸周りに回転する軸流型の羽根車とを備え、前記羽根車で加圧された水を船尾後方に噴射して船舶を推進させるウォータージェット推進機であって、
前記ポンプケーシングは、前記吸込みケーシングの前記出口部よりも管路径の大きな円筒状の本体部と、前記羽根車の前縁よりも上流側で、前記本体部の管路径から前記吸込みケーシングの前記出口部の管路径まで徐々に縮径する縮径部と
前記ポンプケーシングの前記本体部を昇降する昇降部と、を備え、
前記縮径部は、前記本体部の昇降に追従して偏心することを特徴とするウォータージェット推進機。
A suction casing attached to a water intake on the bottom of the ship, a pump casing connected to an outlet portion of the suction casing, and an axial flow type impeller disposed in the pump casing and rotating around a rotation axis, A water jet propulsion device that propels a ship by injecting water pressurized by an impeller to the rear of the stern,
The pump casing includes a cylindrical main body having a pipe diameter larger than the outlet portion of the suction casing, and an upstream side of the front edge of the impeller, and the outlet of the suction casing from the pipe diameter of the main body portion. A diameter-reduced portion that gradually decreases to the pipe diameter of the portion ;
An elevating part that elevates and lowers the main body part of the pump casing,
The reduced diameter portion is eccentric following the elevation of the main body, and is a water jet propulsion device.
前記縮径部は、前記本体部から前記出口部に向かって、管路径が段階的に縮小するように配置される複数の環状部材と、隣接する環状部材の間をシールするシール部材とを備えることを特徴とする請求項に記載のウォータージェット推進機。
The reduced diameter portion includes a plurality of annular members arranged so that the pipe diameter is gradually reduced from the main body portion toward the outlet portion, and a seal member that seals between adjacent annular members. The water jet propulsion device according to claim 1 .
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