JPH04293693A - ウォータジェット推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船外から吸入した水をポ
ンプインペラによって加速して、船の進行後方へ噴出し
、その反動で船体を推進させるウォータジェット推進装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウォータジェット推進装置として
は図１に示すようなものがあり、船底の取水口３から後
方へ昇傾斜して船尾部後端のウォータジェット噴出口４
に至るウォータジェット噴出用ダクト５が設けられてい
て、同ダクト５の後部内には、ポンプインペラ８が配設
されている。

【０００３】なおポンプインペラ８は駆動軸６を介して
、原動機７と連結されている。またポンプインペラ８よ
りも後方には静翼９が設けられている。したがって、原
動機７によりポンプインペラ８を回転させることにより
、取水口３から、同ダクト５内へ水が吸入されて、ウォ
ータジェット噴出口４から高速のウォータジェットが噴
出されるため、その反作用により船が推進されるように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のウォータジェット推進装置では、水の抵抗に
逆らって船体を水中で噴流によって推進させるために、
大容量の海水ポンプインペラにより水を吸い込ませ、そ
の水を船内でより高い吐出圧力を加えるためにポンプを
高速回転させる動力源にガスタービンを使用するが、こ
れによると、ガス圧を高くすることに限界があり、より
高速化は望めない。たとえポンプインペラ８の回転が速
くなったとしても、インペラの裏面つまり水を押す側と
反対の面の圧力が減少し、このインペラの裏面の圧力が
水の蒸気圧にまで低下すると、水が蒸発して気泡を生じ
るいわゆるキャビテーション（空洞現象）が発生する。 そしてこの状態を続けるとインペラの材料に穴があいて
潰蝕してしまう状態となる。従って水の運動エネルギー
Ｆ＝１／２ｍｖ２　（ｍ＝質量，ｖ＝速度）の値をより
大きくすることに限界があり、これがために大型船舶（
例えば商船，タンカー，航空母艦等）には、今だに採用
されず、以然としてスクリュープロペラに依存して、ジ
ェット化による高速化から取り残されている。大量輸送
機関として、大きな利点を有しながら、ジェット化され
た大型航空機に高速輸送で大きく遅れを取るという問題
点を生じている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点を
解決しようとするもので、限界あるガス圧と機械的回転
に噴流加速の多くを依存しない質量増加と一体化した熱
効率の高い加速媒体手段で構成したウォータジェット推
進装置を提供することを目的とし、その手段として、水
，水蒸気，空気の噴射口を自々最適位置決めにおいて配
設し各流体の特質を効果的に利用して、３流体とポンプ
インペラとの組合せの中に新たに見い出した流体動熱力
学によって問題を解決しようとするものである。そこで
本発明のウォータジェット推進装置は、開口した取水口
から液体を吸い込み、その液体をウォータジェット噴射
用ダクト内のポンプインペラで加速し、ノズル部より噴
流させるウォータジェット推進装置において、液体を放
出する第１噴射口及び気体を放出する第２噴射口及び凝
縮性気体を放出する第３噴射口であって、それぞれの流
れを前記装置の前記ノズル部下流に放出する第１液体噴
射口及び第２気体噴射口及び第３凝縮性気体噴射口と、
気体が液体に接し周囲を囲繞して、整流し、負圧を発生
しうるような十分な長さ寸法をもち、これにより気体の
運動量が前記液体に伝達されて、前記装置の前記ノズル
部を通る液流を加速するような負圧形成室と、凝縮性気
体が液体に接して凝縮しうるような十分な長さ寸法をも
ち、これにより凝縮性気体の運動量が前記液体に伝達さ
れて前記装置の前記ノズル部を通る液流を加速するよう
な凝縮室とからなる前記装置の前記ノズル部を設け、前
記ノズル部吐出口を前記第１液体噴射口及び第２気体噴
射口から一定の距離に延長して設け、前記ノズル部吐出
口の口径は、第２気体噴射口から加圧気体を噴射しない
場合に第１液体噴射口からの液流が前記ノズル部吐出口
から噴流している状態で第２気体噴射口から大気が継続
して導入される圧力差の生じる範囲とし、前記第１液体
噴射口からの凝縮性気体を含まない噴流吐出液圧が前記
第３凝縮性気体噴射口からの噴流吐出圧力以下であり、
前記第２気体噴射口からの噴流速度≧前記第１液体噴射
口からの噴流速度で、且つ前記第２気体噴射口からの噴
流圧力＞液体の蒸気圧としたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】ポンプインペラ８を駆動して、取水口３から、
液体（水）を吸い込み加圧すると、第１液体噴射口４か
ら凝縮室１２内へ速度エネルギーとなって水は噴流する
。この噴流をさらに加速するために、凝縮性気体導入管
１１から高圧水蒸気を導入して、同噴射口１０から凝縮
室１２内に噴出する。水蒸気は、その運動量を水に伝達
するとともに凝縮して、水の質量に加わる。さらに気体
導入管１６から加圧気体（空気）を導入して、第２気体
噴射口１４から負圧形成室１８内に噴出する。空気は第
１液体噴射口４からの噴流液体を囲繞して周囲を減圧す
ることにより、上記噴流液体にその運動量を伝達し負圧
効果によって、吸引加速を行う。

【０００７】その結果ノズル部吐出口１７からは、水蒸
気と空気に加速された高速液体が噴出するので、より大
きな反動推力が生じる。又気体導入管１６から加圧気体
の導入を停止した場合に負圧形成室１８が液流によって
圧力差を生じるような口径にノズル部吐出口１７を設け
ているので気体導入管１６の枝管から大気が導入されキ
ャビテーションを防止し、高速液流の周囲を囲繞して、
動粘性暖和の潤滑油として作用し液体の速度エネルギー
の効率を高める。

【０００８】

【実施例】以下その構成等を図２に示す実施例により詳
細に説明する。図２中、図１と同じ符号はほぼ同様の部
分を示している。さて、本ウォータジェット推進装置１
´の場合も、船体１の船尾部２に、その船底の取水口３
から後方へ昇傾斜して船尾部２の第１液体噴射口４へ至
るウォータジェット噴出用ダクト５が設けられており、
同ダクト５の後部内には、駆動軸６を介して原動機７に
より回転駆動されるポンプインペラ８が設けられている
。７´は液密に設けられた軸受である。またこのポンプ
インペラ８より後方には、静翼９が設けられ、この静翼
９と一体に形成した第３凝縮性気体噴射口１０を有する
凝縮性気体を導入するための凝縮性気体導入管１１がそ
の噴射口１０の中心軸をポンプインペラ８の駆動軸６に
一致して設けられている。そして、同噴射口１０と第１
液体噴射口４の間で凝縮室１２を形成する。この凝縮室
１２と同心二重円筒の環状連通部からなる外筒１３を設
け、第２気体噴射口１４を形成する。同噴射口１４の右
後方で一定の距離まで加圧気体を導入するための環状空
隙部１５を設けここに加圧気体を導入するための気体導
入管１６が接続されている。そして第１液体噴射口４及
び第２気体噴射口１４の左前方一定の距離まで外筒１３
を延長してノズル部吐出口１７を形成する。この同吐出
口１７と第１液体噴射口４の間に負圧形成室１８を構成
して、静翼９からノズル部吐出口１７までをノズル部１
９とする。このように構成したウォータジェット推進装
置１´に於て、原動機７を稼働しポンプインペラ８によ
って海水を吸い込み同時に図示しないコンプレッサーを
稼働して気体導入管１６の第２気体噴射口１４から加圧
空気を噴出せしめる。所定の加圧下によって空気を環状
空隙部１５に供給し、この環状空隙部１５を徐々に縮小
すると流速は増大し、この流速が音速に達するまで空隙
部を縮小すると、この音速状態によって空気の放出側に
所謂音速の壁なるものが形成され、この音速の壁によっ
て空隙内の空気は励起されて極めて微小な攪流（マイク
ロターピュランス：ｍｉｃｒｏｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　
）となって空隙内を移動し放出されるようになる。この
ような音速状態で微小な攪流となった空気は、例えば超
音波洗浄機に見られるように極めて活性を帯び、環状空
隙部１５から放出された後にも、暫くこの活性化（アク
チベート：ａｃｔｉｖａｔｅ）を継続維持する。これは
負圧形成室１８内に放出された攪流が何重もの音速の壁
となって負圧形成室１８内全体に拡がり、各音速の壁が
恰もピストンのように作用して、負圧形成室１８内の流
体を前方へ駆動するとも考えられる。このような環状空
隙部１５において空気を活性化するには、所定の圧力に
おいて環状空隙部１５の間隔を臨界値以下に設定して空
気を音速状態で流通させること以外に、予め設定された
環状空隙部１５に流入される空気の圧力を増大させるこ
とによって、環状空隙部１５を比較的広幅としても空気
の音速状態が得られる。 即ちこの環状空隙部１５における空気の活性化は、環状
空隙部１５の間隔と流入空気の加圧圧力とによって相対
的に得られるもので、環状空隙部１５の流入側と流出側
の圧力差が２：１以上の場合に得られ、流入側と流出側
の圧力差を２：１以上、即ち３：１としても前記音速の
壁によって流出量の変化並びに活性化の度合の変化は実
質的に認められない。本発明は上記のような知得に基き
、この環状空隙部１５から活性化された空気によって他
の流体を極めて効果的に駆動することができる流体動力
学の活用を意図し、このように所定圧力値以上の圧力で
圧送された空気は図２の環状空隙部１５内で微小な攪流
となって、極めて活性化（アクチベート）された状態と
なり第２気体噴射口１４から放出される。するとこの放
出にともなってウォータジェット噴出用ダクト５の取水
口３から外筒１３のノズル部吐出口１７に向けて貫流す
るジェット噴流水の速度加速が誘起される。即ち従来の
アスピレータと同じように、１次流体の流れによる２次
流体の流れが誘起される。しかしこの２次流体は、従来
のアスピレータにおけるそれとは異って２次流体自体が
高速噴流（従来のウォータジェット推進装置における噴
流速度の限界を超越した高速噴流で水蒸気の作用効果の
ところで詳述する）であるため、あたかも、高速突走す
る円筒内を、さらにその速度を加速増速され、アクチベ
ートされた気流に突走力を授与されつつ突走する。しか
もその流れは非常にきれいに整流されている。このよう
な現象は、上記環状空隙部１５内において加圧空気の流
入側の圧力値と流出側の圧力値の比が２：１以上にした
時にピーク状態を呈し、この圧力値の比以下でも、後述
の凝縮性気体導入管１１による高圧水蒸気の噴射が基礎
的整流調整に関与しているので、本来的に整流状態がよ
くなっている。このようなピーク値が現われる理由とし
ては、環状空隙部１５内で微小な攪流となって活性化し
た空気流が環状空隙部１５から負圧形成室１８内に放出
された後にも微小な攪流状態を維持して活性化しており
、これ故内側のジェット噴流水に極めて活発に作用して
強大な負圧を発生しこれを負圧形成室１８の流出口側ノ
ズル部吐出口１７に向けて強力に吸引するものと判断さ
れる。さらにこのことは、負圧形成室１８の開口端ノズ
ル部吐出口１７から水中又は空中に噴出したジェット噴
流水がジェット気流に堅固にコーティングされた状態に
あることを意味する。即ち、特に水中に放出されたジェ
ット噴流水は、水との摩擦抵抗によって、その突走をさ
またげられ、そのジェット形状を長きにわたって維持す
ることは不可能となるが、この場合、空気によってコー
ティングされたジェット噴流水は、その空気が、あたか
も潤滑油として作用し、直接水と接触することを防いで
いるため、その動粘性は、大いに暖和されることになる
。これは加圧液体の供給源の駆動力の追加ヘッドを軽減
するのに役立ち、空中噴出の多くを水中噴出にかえるこ
とにより、離岸時よりの初動速度のスピードアップも計
ることができる。

【０００９】さらにこのジェット噴流水に質量増加を行
いつつ、一段の強力な加速を与えるため凝縮性気体導入
管１１の第３凝縮性気体噴射口１０から図示しない水蒸
気原動所を稼働して高圧水蒸気を噴出せしめる。ウォー
タジェット推進装置は、通例流体の噴流によって働く。 ノズルが高圧の駆動水流を、高速低圧の駆動水噴流に変
える。この高速低圧の駆動水噴流は、ウォータジェット
噴出用ダクト５の第１液体噴射口４から外筒１３内の負
圧形成室１８を軸方向に流通して外筒１３外に噴出する
。ウォータジェット推進装置の事実上全ての用途におい
て、「駆動流体」と呼ばれる流体（水）がポンプインペ
ラ８によってノズル部１９の区域に圧送される。このポ
ンプ圧送は、ポンプ圧送エネルギーの運営費に対して、
配管の設備費のバランスを取るのに概して、最適な寸法
の配管によって生ずる。駆動流体流の流路は、ほぼ常に
比較的大きな断面積の駆動流体供給配管で始まり、この
配管は、流体流損失を軽減する寸法になっている。 ノズル部１９の手前の所でこの流路の断面積は漸減し従
って最初高圧の駆動流は、滑らかに加速し得、第１液体
噴射口４に対応する静圧に達する。第１液体噴射口４は
ウォータジェット推進装置１´本体の横軸線に沿って、
下流方向に噴流を放出するように配置される。高速噴流
は凝縮室１２周囲から噴出すジェット気流に囲繞され、
前記した活性化運動量の伝達を受けて、一層超高速噴流
となる。ウォータジェット推進装置は多くの船舶推進シ
ステムにおいて、限界あるスクリュープロペラによる推
進よりも、作用・反作用の力が比例する点で有用である
。しばしばこのようなシステムにおける用途は、多量の
流体を高速でポンプ圧送することを包含する。従ってポ
ンプ性能のわずかな改良がシステムの性能と経済性に多
大の効果をもたらしうる。単位時間に多量の水がポンプ
によって反復汲み上げられる。従ってポンプ効率の少し
の増加がシステムの性能と経済性に重要な改善をもたら
すことは明らかである。ウォータジェット推進装置を駆
動する原動流は内部の機械的（遠心）ポンプによって供
給される。このような内部遠心ポンプは、船底の海水を
吸引する。ここで運動量を高圧に変換する作用が働き、
ウォータジェット推進装置において、この高圧原動流は
ノズル部吐出口１７から再び船外に放出されその結果、
全体的な反動推進力を生ずる。本発明は、ウォータジェ
ット推進装置の内部に配置した凝縮性気体導入管１１に
水蒸気の高い位置エネルギーを導入して、ジェット噴流
水を加速するようにしたものである。水蒸気は、ジェッ
ト噴流水のバルク温度（混合平均温度）に対応する飽和
圧力を越える圧力で凝縮性気体導入管１１を通って膨張
し、飽和圧力まで圧力が下がる。この膨張の結果、水蒸
気圧力が水蒸気速度に変換する。好適構造において、水
蒸気膨張をなす凝縮性気体導入管１１は駆動液体噴流の
横軸線に沿い中央を下流方向に噴出するように形成され
、この駆動液体噴流はそれ自体がそれ自体のノズルを経
て加速され、圧力が供給圧力から飽和の圧力に下がる。 水蒸気は液体より高い速度で流れ、両流が凝縮室１２域
内を下流方向に進むにつれ、液体と混合するとともに凝
縮する。この混合と凝縮の過程はまた水蒸気と水の両流
間の運動量交換をもたらす。凝縮室１２域はほぼ完全な
凝縮が起った点のすぐ下流の点で終わっている。 この凝縮室１２域から出る流体噴流の比較的高い運動量
は、水蒸気の作用なしに得られるより高い速度として現
われる。凝縮室１２域から出現する全噴流運動量は凝縮
水蒸気による質量付加によりさらに増大する。この噴出
流は、ウォータジェット推進装置のノズル部吐出口１７
において次のように位置を占める。すなわち、その噴流
は、従来のウォータジェット推進装置からの駆動流体噴
出流の配置を類似するように流出する。このウォータジ
ェット推進装置におけるこの噴出流は同じ駆動流供給圧
力および流量をもつ従来のウォータジェット推進装置で
利用しうるより大きな運動量をもつので、このウォータ
ジェット推進装置は、船体を反動推進する能力が、それ
だけ高くなっている。このウォータジェット推進装置は
、船舶推進に関する用途の各々に個別に最適となるよう
に設計される。例えば、凝縮性気体導入管１１の先端開
口位置が調節自在とすることにより凝縮室１２域内で水
蒸気の凝縮が完全に行われるように設計され、単位正味
流体流汲み上げ量当りの所要駆動エネルギーが少ない。 この改良ウォータジェット推進装置は、比較上の正味プ
ラント熱消費率によって測定した有効システムポンプ圧
送効率を高める。さらに本用途の場合、この水蒸気導入
式ウォータジェット推進装置は、圧力を上げる特殊な送
給遠心ポンプの必要を無くしうる。この場合、特に高い
圧力用のダクトが不要である。最後に水蒸気は凝縮室１
２から出る質量流量を増すので、一定量の反動力を発生
させるための汲み上げ流体流量を減らすことができ、従
ってその作用点を比較的有利で高い効率の点としうる。 ガスタービンのガス圧にその多くを依存する必要のない
理由がここに存する。本発明の目的は、水中及び水上で
大差のない反動推進力を発生させる方法と装置を開示す
ることである。従ってウォータジェット推進装置に凝縮
室１２を設ける。凝縮室１２はその出口端に第１液体噴
射口４を備え、凝縮性気体導入管１１の第３凝縮性気体
噴射口１０は好ましくは水の噴流の中心軸をそれと同じ
方向に水蒸気を噴射する。水蒸気噴流は、凝縮性気体導
入管１１の両端間の圧力差の存在によって発生する。水
蒸気は凝縮性気体導入管１１内で通流し、そこで水蒸気
流は圧力が低下し、高速に変わる。凝縮室１２域の中心
域から水蒸気が液体流と接触する。これにより水蒸気の
凝縮が生じ、凝縮性気体導入管１１両端間の圧力差を保
つ。運動量伝達が高速水蒸気から低速水流に向かって発
生する。結局図２の第１液体噴射口４からは水蒸気に加
速された流体流が噴出する。この水蒸気に加速された流
体流は運動量がかなり増大した流体流として、凝縮室１
２域から出る。凝縮室１２域を出た流体流は、前記した
高速気体噴流の突走によって形成されたトンネル負圧形
成室１８域に突入し、前記した作用の働きによってさら
に相乗効果をこの流体液流に生ぜしめる。凝縮室１２域
から出るこの運動量増大噴流は、機械的回転に多くを依
存しないという改良ポンプ作用をもたらしうる。 即ち凝縮室１２域で流体流を加速することにより汲み上
げ用ポンプヘッドを減らしうることである。換言すると
、ウォータジェット推進装置の凝縮室１２で水蒸気噴流
によって加えられる速度が、汲み上げ用ポンプを用いて
追加ヘッドを供給する必要を無くする。その結果最終の
ノズル部吐出口１７とポンプインペラ８間の効率低下と
それらの配管損失が減少する。開示したポンプ圧送系の
他の利点は、水蒸気と水の混合が接触熱交換をもたらす
ことである。熱がウォータジェット噴出用ダクト５の噴
出流に加えられ最終的にウォータジェット推進装置噴出
流に加えられる。その結果、ウォータジェット噴出用ダ
クト５及び外筒１３内の水流の効率が高まる。水蒸気を
駆動液体の凝縮室１２域に導入することは、駆動液体に
有用な任事をなすことであることを認識されたい。それ
はまた接触熱交換すなわち水蒸気に最初存在する熱エネ
ルギーの事実上全ての保存をなす。この接触熱交換は凝
縮室１２から出る流体の温度を上げる。同時にウォータ
ジェット推進装置から出る水の全体的な温度も上げる。 有用な仕事と事実上全ての熱エネルギー保存とのこの組
合せにより、蒸気原動所において周知の熱効率が得られ
る。かくして、水蒸気の役割りと、汲み上げ液体流との
役割り分担が明確になってくる。即ち水蒸気は、その水
蒸気分子と水分粒子の音速にまで達する高い運動量を凝
縮の際液体流に伝達する。この伝達は、液体流と水蒸気
噴流との間の界面に作用するせん断力によって生ずる。 このせん断力は液体流を加速増速する。水蒸気によって
加えられる加速の限界は、蒸気原動所ボイラー（図示省
略）の耐圧強度の限界に比例する。それは、事実上爆発
の臨界点にまで、その上限の引き上げを可能とし、発生
した蒸気エネルギーは、その全量を噴流加速に参入し得
、同時に質量増加それ自体となって現出する。又ウォー
タジェット推進装置１´に使用されているポンプインペ
ラ８についてはこれを大直径，低回転にして荷重度を下
げると効率が向上すると共にポンプインペラ８のキャビ
テーションを防止することは、周知の事実である。

【００１０】このことからポンプインペラ８は比較的大
きく形成して翼面積を増し、回転数を減らして翼面荷重
を減少することにより噴流加速よりも質量の増大に重点
を置き、この大質量の加速は、前記水蒸気によって行う
ことが、推進効率を高める。試みたデータは同一の反動
推力を発生させるのに第３凝縮性気体噴射口１０からの
水蒸気噴流が７０ｋｇ／ｃｍ２　程度の圧力のとき、第
１液体噴射口４からの噴射水流が噴射水圧を噴出点で１
０．５ｋｇ／ｃｍ２　以下に下げるのに十分なヘッドで
ポンプインペラ８を回転せしめた時が、ポンプインペラ
８の原動機１７において消費するエネルギーと、図示し
ない蒸気原動所で消費するエネルギーのトータルが最も
少量であることを示す。このとき第３凝縮性気体噴射口
１０を通る水蒸気は２７００〜３０００フィート／毎秒
の範囲の速度に達し、水蒸気は超音速であり、水分粒子
を含む。第１液体噴射口４から噴出する水も、第３凝縮
性気体噴射口１０を出る水蒸気と同じ静圧値をもち、約
８．４ｋｇ／ｃｍ２　である。ポンプインペラ８による
給水供給圧力は８７．５ｋｇ／ｃｍ２　で第１液体噴射
口の出口圧力８．４ｋｇ／ｃｍ２　との間の圧力低下を
表す動ヘッドは約２９００フィートである。これは約４
２５フィート／毎秒のバルク平均噴射速度に相当する。

【００１１】キャビテーションの発生は凝縮室１２の内
壁面にも生じ得るが、水蒸気によって伝えられる熱がこ
れを防止する。又負圧形成室１８の内壁面は、液体の蒸
気圧以上の噴流圧力で第２気体噴射口１４から気体を放
出しているので同様に防止する。

【００１２】船の速度が減速段階に達すると、その段階
に応じて次の様な操作を行うことが出来る。■　　水蒸
気の噴射を停止する。■　　気体の噴射を停止して、代
りに大気を導入する。これは気体導入管１６のバルブＡ
を閉じて、この手前で分岐する大気に連通する大気管１
６´のバルブＢを開いて大気を吸引するもので、この吸
引は、ノズル部吐出口１７から液体が噴流している状態
で負圧形成室１８及び環状空隙部１５が負圧を生じる範
囲にノズル部吐出口１７の口径を設定することにより圧
力差の発生によって生じる。これは前記した第２気体噴
射口１４から気体を噴射した場合の作用効果に比較して
、前者がその音速にも達する気体噴流によって能動的に
液体噴流に作用を及ぼすのに対し、後者は液体噴流によ
って受動的に導入されるもので、減速段階にあって気体
コンプレッサー（図示省略）の稼働を停止した後にあっ
ても、負圧形成室１８を通過する液体噴流の直径は第１
液体噴射口４と同径を維持することが出来、したがって
、液体噴流の速度は同噴射口４からの噴流速度をそのま
ま維持すると共に、動粘性の緩和、キャビテーションの
解消にも役立つ。■　　バルブＢを閉じると第１液体噴
射口４からの液体噴流は、凝縮室１８の口径一杯に拡大
して、ノズル部吐出口１７より吐出されるのでさらに減
速が行われることになる。■　　原動機７の段階的減速
及び停止によって、船は停止に至る。

【００１３】これら■〜■はかならずしも、この順序で
行う必要はなく、自由な組合せ、あるいは、単独駆動と
してもよく、各種の速度及び用途の選択を自由なものと
することができる。その一例を記すると、停船状態にお
いて、駆動軸６の中心が静水面２０と一致するか、ある
いは水中下に没している場合が多いので、ウォータジェ
ット噴出用ダクト５の内部にも水が侵入していることが
多く、これにより同ダクト５の内面や第１液体噴射口４
の内面あるいはポンプインペラ８や静翼９に、水中生物
が付着して汚損を生じた場合、同ダクト５の内部等をク
リーニングすることは困難なことであり、したがって同
ダクト５の内部等が汚損されると、これによる摩擦抵抗
が急激に増大して、推進効率が大幅に低下する。

【００１４】そこでノズル部吐出口１７に設けられた蓋
２１（図示省略）を閉じて、第２気体噴射口１４から加
圧空気を噴出することにより、外筒１３及びウォータジ
ェット噴出用ダクト５内の水を空気に置換える。　　そ
の結果外筒１３及び同ダクト５内の水面は取水口３の位
置まで下がるため、同ダクト５内からは水がなくなり、
これにより水中生物の付着による汚損の発生を防止でき
る。又同時に第３凝縮性気体噴射口１０から水蒸気を噴
出すれば空気は一層膨張し、又その熱によって強固に付
着した生物を死滅させることも出来、同ダクト５の内壁
部やポンプインペラ８あるいは静翼９等の水中生物によ
る汚損及び推進効率の低下を防止できる。

【００１５】

【発明の効果】上述の如く構成し、作動する本発明装置
はポンプインペラの大径化、低回転による低荷重から生
れる周知の効率的大質量と、最初に存在する熱エネルギ
ーの事実上全ての保存をなくす水蒸気による凝縮加速と
気体による負圧加速との組み合わせはＦ＝ρａｖ２で示
される反動推力の上限値拡大を効果的分担と相乗効果に
よって極めて容易に達成し極めて効力が高く、Ｆ＝ρａ
ｖ２　（Ｆ＝反動力，ρ＝密度，ａ＝流路面積，ｖ＝速
度）で求められる反動推力は強大となり大型船舶のジェ
ット推進化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のウォータジェット推進装置を示す説明図
。

【図２】本発明のウォータジェット推進装置を示す説明
図。

【符号の説明】

１　　船体 ２　　船尾部 ３　　取水口 ４　　第１液体噴射口 ５　　ウォータジェット噴出用ダクト ６　　駆動軸 ７　　原動機 ８　　ポンプインペラ ９　　静翼 １０　　第３凝縮性気体噴射口 １１　　凝縮性気体導入管 １２　　凝縮室 １３　　外筒 １４　　第２気体噴射口 １５　　環状空隙部 １６　　気体導入管 １７　　ノズル部吐出口 １８　　負圧形成室 １９　　ノズル部 Ａ　　バルブ Ｂ　　バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　開口した取水口から液体を吸い込み、
   その液体をウォータジェット噴射用ダクト内のポンプイ
   ンペラで加速し、ノズル部より噴流させるウォータジェ
   ット推進装置において、液体を放出する第１噴射口及び
   気体を放出する第２噴射口及び凝縮性気体を放出する第
   ３噴射口であって、それぞれの流れを前記装置の前記ノ
   ズル部下流に放出する第１液体噴射口及び第２気体噴射
   口及び第３凝縮性気体噴射口と、気体が液体に接し周囲
   を囲繞して、整流し、負圧を発生しうるような十分な長
   さ寸法をもち、これにより気体の運動量が前記液体に伝
   達されて、前記装置の前記ノズル部を通る液流を加速す
   るような負圧形成室と、凝縮性気体が液体に接して凝縮
   しうるような十分な長さ寸法をもち、これにより凝縮性
   気体の運動量が前記液体に伝達されて前記装置の前記装
   置の前記ノズル部を通る液流を加速するような凝縮室と
   からなる前記ノズル部を設け、前記ノズル部吐出口を前
   記第１液体噴射口及び第２気体噴射口から一定の距離に
   延長して設け、前記ノズル部吐出口の口径は、第２気体
   噴射口から加圧気体を噴射しない場合に第１液体噴射口
   からの液流が前記ノズル部吐出口から噴流している状態
   で第２気体噴射口から大気が継続して導入される圧力差
   の生じる範囲とし、前記第１液体噴射口からの凝縮性気
   体を含まない噴流吐出液圧が前記第３凝縮性気体噴射口
   からの噴流吐出圧力以下であり、前記第２気体噴射口か
   らの噴流速度≧前記第１液体噴射口からの噴流速度で、
   且つ前記第２気体噴射口からの噴流圧力＞液体の蒸気圧
   としたことを特徴とするウォータジェット推進装置。