JPH0724698U - ウォータージェット推進器用インテークダクト内流速分布調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インテークダクト内流速分布を一様化してポ
ンプ部のキャビテーションを防止する。 【構成】 インテークダクト１内のインテーク２に近い
ところに、案内翼１０又は１１を取り付ける。案内翼１
０又は１１は長さｌをインテークダクト１の直径Ｄに対
し、Ｄ／２．５又はＤ／４．２とする。又、案内翼１０
又は１１は水平線に対しθの角度で取り付ける。吸込速
度比（Ｖd ／Ｖs ）が小のときはリップ８側の流速分布
が大となり、吸込速度比が大のときはランプ９側の流速
分布が大となるが、案内翼１０又は１１によりこれら偏
った流速分布が調整されて一様化される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はウォータージェット推進器のフラッシュ型インテークダクト内の流速 分布を一様化させるためのインテークダクト内流速分布調整装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

ウォータージェット推進器は、図７に一例の概略を示す如く、ウォータージェ ット推進艇の船尾側の船底部に開口させた水取入口（インテーク）２から船尾端 に開口するノズル３に達するフラッシュ型インテークダクト１内に、軸受４を介 して船体側に回転自在に支持させた主軸５を水平状態に延長させて、該主軸５の 先端部に、軸流ポンプを構成するように案内羽根６を固定すると共に羽根車７を 取り付け、ウォータージェット推進艇の航行時に主軸５を回転させて羽根車７を 回転させることにより、インテーク２部からインテークダクト１内へ取り込まれ る水をジェットとしてノズル３より後方へ噴出させて推進力を得るようにしてあ る。

【０００３】 上記インテークダクト１内の流体の流速分布は、吸入速度比（Ｉ．Ｖ．Ｒ．＝ Ｖd ／Ｖs ）により変化することが実験結果により明らかにされている。

【０００４】 図８の（イ）はインテークダクト１の概略断面図であり、Ｖd はインテークダ クト１内の流速、Ｖs は船の速度（インテーク２部の流速）である。（ロ）はＶ s ＝３５ｍ／ｓのときの該インテークダクト１内のポンプ入口部位置（Ａ−Ｂ） におけるインテークダクト１内の流速分布を求めた実験結果を示すものである。

【０００５】 上記図８の（ロ）に示す如く、吸入速度比Ｉ．Ｖ．Ｒ．が０．２５の場合は、 曲線Ｉで示す如く船底側のリップ８側では流速が大となるが、ランプ９側（上側 ）では流速は小で剥離して来る。Ｉ．Ｖ．Ｒ．が０．５の場合は、曲線IIに示す 如く、リップ８側に比してランプ９側の流速が大幅に落ちている。Ｉ．Ｖ．Ｒ． が０．７５になると、曲線III に示す如く、リップ８側とランプ９側とでは流速 分布の大きさの差は小さくなっているが、Ｉ．Ｖ．Ｒ．が１．０の場合は、曲線 IVに示す如く、リップ８側及びランプ９側に近付くほど流速が小さく変化し、Ｉ ．Ｖ．Ｒ．が１．２５の如く、Ｖs が小さくなると、曲線Ｖに示す如く、リップ ８側で流速が小となり、ランプ９側に近いところで流速が大となる傾向にあるこ とがわかる。

【０００６】 このように、船速Ｖs が変化してＩ．Ｖ．Ｒ．が小さくなればリップ８側の流 速が大となって、図９（イ）に示す如き流速分布となって、ランプ９側では逆流 が生じるようになり、又、Ｉ．Ｖ．Ｒ．が中位のときは、図９（ロ）に示す如く リップ８側の方が大となる流速分布となり、更に、Ｉ．Ｖ．Ｒ．が大のときは、 図９（ハ）に示す如く、ランプ９側が大となるような流速分布となる。

【０００７】 かかる場合におけるインテークダクト１内のポンプ入口部位置（Ａ−Ｂ）での 全圧分布について調べた結果、図１０（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）に示す如 き値が得られた。図１０（イ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝０．２５、（ロ）はＩ．Ｖ．Ｒ ．＝０．５、（ハ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝０．７５、（ニ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝１．０ 、（ホ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝１．２５の各場合におけるインテークダクト１内全圧 分布を示すもので、Ｉ．Ｖ．Ｒ．が異なる毎の全圧分布の値から明らかなように 、インテークダクト１内の上下方向では、全圧分布に大きな差があり、この大き な差がインテークダクト１内の垂直方向の流速分布の差となっていることがわか る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、インテークダクト１内の流速分布が吸込速度比（Ｉ．Ｖ．Ｒ．＝Ｖ d ／Ｖs ）により上述した如き変化し、上述のように垂直方向に大きな分布差が あるため、ポンプ部で流速の大きい方にキャビテーションが発生する問題がある と共に、流体による振動が発生する問題がある。

【０００９】 そこで、本考案は、吸込速度比（Ｉ．Ｖ．Ｒ．）により変化するインテークダ クト内流速分布を一様化させて、ポンプ部のキャビテーション、流体による振動 を生じさせないようにしようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、インテークダクト内のインテークに近 い位置で且つリップ側寄りの位置に、所要大きさの案内翼を設置した構成とする 。

【００１１】 又、上記案内翼を可動式としてもよい。

【００１２】

【作用】

案内翼をインテークダクトの入口部に設置すると、吸入速度比Ｉ．Ｖ．Ｒ．に より変化するインテークダクト内の流速分布が一様化され、キャビテーションを 発生させることがなくなる。

【００１３】 案内翼を可動式とすると、Ｉ．Ｖ．Ｒ．の変化に対応して流速分布をより一様 化させることが可能となる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【００１５】 図１は本考案の一実施例を示すもので、インテークダクト１内のインテーク２ に近いところで、しかも、インテークダクト１の垂直方向中央部よりも下側位置 に、インテークダクト１の直径Ｄ（Ｄ＝１２５mm）に対して幅寸法ｌをＤ／２． ５、すなわち、５０mmとし且つ厚さｔを５mmとした案内翼１０又は上記ｌをＤ／ ４．２、すなわち、３０mmとし、ｔを３mmとした案内翼１１を、取付角度θを２ ５°として斜めに設置し、吸込速度比Ｉ．Ｖ．Ｒ．が小さいときと、大きいとき とで異なるインテークダクト１内流速分布を、上記案内翼１０又は１１により水 の流れを規制することによって一様化させるようにする。

【００１６】 インテークダクト１内に案内翼がない場合の流速分布は、図９の如く、Ｉ．Ｖ ．Ｒ．が小のときは船底のリップ８側に偏るような流れとなり、Ｉ．Ｖ．Ｒ．が 大のときは上側のランプ９側に偏るような流れとなることは前記したとおりであ り、この場合に、インテークダクト１内のインテーク２近くに案内翼１０又は１ １を図１の如く設置すると、インテークダクト１のポンプ部に達しようとする水 の流れは、インテーク２部で案内翼１０又は１１により規制されるため、リップ ８側に偏っていた流れはランプ９側へも流され、逆に、ランプ９側に偏っていた 流れはリップ８側へも流れるようになって、ポンプ入口部での流速分布は一様化 されることになる。

【００１７】 上記インテークダクト１内の流速分布が一様化される根拠として、ポンプ入口 部位置（Ａ−Ｂ）での全圧分布について調べた結果、図１０の（イ）（ロ）（ハ ）（ニ）（ホ）に示した案内翼がない場合のインテークダクト内全圧分布に対し て、図２（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）と図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ ）に示すような値が得られた。

【００１８】 図２及び図３において、ともに（イ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝０．２５、（ロ）はＩ ．Ｖ．Ｒ．＝０．５、（ハ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝０．７５、（ニ）はＩ．Ｖ．Ｒ． ＝１．０、（ホ）はＩ．Ｖ．Ｒ．＝１．２５におけるインテークダクト１内のポ ンプ入口部位置（Ａ−Ｂ）での全圧分布を示すもので、案内翼１０を取り付けた 場合は、図２の（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）に示す如く、又、案内翼１１を 取り付けた場合は、図３の（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）に示す如く、Ｉ．Ｖ ．Ｒ．が小、中、大のときでもインテークダクト１内の垂直方向の全圧分布はほ ぼ差がなくなって一様化され、特に、案内翼１０を取り付けた場合のＩ．Ｖ．Ｒ ．＝０．７５とＩ．Ｖ．Ｒ．＝１．０のときは、最も安定していることがわかり 、これに基づきインテークダクト１内流速分布は図４に示す如く一様化されるこ とになる。

【００１９】 次に、全圧損失係数とＩ．Ｖ．Ｒ．との関係について求めたところ、図５に示 す如き結果が得られた。図５中、○印は案内翼のない場合であり、△印は案内翼 １０を取り付けた場合であり、又、□印は別の案内翼１１を取り付けた場合であ る。

【００２０】 図５から明らかなように、たとえば、Ｉ．Ｖ．Ｒ．＝０．７５のところでは、 案内翼を取り付けない場合に比して案内翼１０又は１１を取り付けた場合の方が 、案内翼１０又は１１に対する流体の摩擦抵抗等の原因で圧力損失が僅かに大と なるが、流速分布については、図３（ハ）と図１０（ハ）との比較で明らかなよ うに案内翼１０を取り付けると、上下方向の全圧分布の差がなくなるため流速分 布の一様化が図れる。この点、全圧損失係数が最小となる吸込速度比（Ｉ．Ｖ． Ｒ．）においても、案内翼がない場合は、図１０（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ ）に示す如くインテークダクト内全圧分布が上下で差が大きいことからインテー クダクト内流速分布をよくすることができない。

【００２１】 次に、図６は本考案の他の実施例を示すもので、図１に示す場合と同様に、イ ンテークダクト１内のインテーク２部に近いところで中央部より下側位置に案内 翼１０又は１１を設置するようにした構成において、案内翼１２の両側部に軸１ ３を固定し、該軸１３をインテークダクト１の壁面に貫通させて回転自在に支持 させ、且つ該軸１３を図示しない駆動装置に連結して、取付角度θを可変にでき るようにしたものである。

【００２２】 この実施例によれば、吸込速度比（Ｉ．Ｖ．Ｒ．＝Ｖd ／Ｖs ）の変化に対し て案内翼１２の角度θを軸１３を中心に変えてやることにより、容易に流速分布 を変えることができてインテークダクト内流速分布を一様化することができる。 この場合、船速Ｖs はわかっているので、インテークダクト１内の流速Ｖd がわ かることによりＩ．Ｖ．Ｒ．を求めることができ、このＩ．Ｖ．Ｒ．に対応して 案内翼１２の角度を自動的に変えてやるようにする。これにより船が発進し始め たときから巡航に至るまでのキャビテーション特性を改善させることができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案のウォータージェット推進器用インテークダクト内流 速分布調整装置によれば、インテークダクト内のインテーク近くの位置に、流体 の流れを規制する案内翼を取り付けた構成としてあるので、船速Ｖs とインテー クダクト内の流速Ｖd とによる吸込速度比Ｖd ／Ｖs が小のときにインテークダ クト内の下側に多く流れ、又、吸込速度比が大のときにインテークダクト内の上 側に多く流れる流速分布を案内翼により調整することにより一様化させることが でき、このインテークダクト内流速分布の一様化によりインテークダクト内での ポンプの羽根車のキャビテーション性能を改善でき、且つ流体による振動、騒音 も防止でき、又、上記案内翼を可変とすることにより、案内翼を吸込速度比の変 化に対応して向きを変更させることができて、流速分布をより一層一様化させる ことができ、高速艇等の発進時から巡航に至るまでのキャビテーション特性の改 善を図ることが可能となる、という優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すインテークダクトの断
面概略図である。

【図２】インテークダクト内に案内翼を取り付けたとき
のポンプ入口部位置での全圧分布を示すもので、（イ）
は吸込速度比が０．２５のとき、（ロ）は吸込速度比が
０．５のとき、（ハ）は吸込速度比が０．７５のとき、
（ニ）は吸込速度比が１．０のとき、（ホ）は吸込速度
比が１．２５のときの全圧分布を示す図である。

【図３】インテークダクト内に別の案内翼を取り付けた
ときのポンプ入口部位置での全圧分布を示すもので、
（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）は図２の（イ）（ロ）
（ハ）（ニ）（ホ）と同様に吸込速度比が順に０．２
５、０．５、０．７５、１．０、１．２５のときの全圧
分布を示す図である。

【図４】本考案によるインテークダクト内流速分布を示
す概要図である。

【図５】全圧損失係数と吸込速度比との関係を示す図で
ある。

【図６】本考案の他の実施例の概要を示す図である。

【図７】ウォータージェット推進器の概要を示す図であ
る。

【図８】従来のインテークダクト内の流速分布について
示すもので、（イ）はインテークダクトを示す図、
（ロ）はインテークダクト内の垂直方向の流速分布を吸
込速度比ごとに示す図である。

【図９】従来のインテークダクト内流速分布を示すもの
で、（イ）は吸込速度比が小の場合、（ロ）は吸込速度
比が中の場合、（ハ）は吸込速度比が大の場合の流速分
布図である。

【図１０】従来のインテークダクト内の全圧分布につい
て示すもので、（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）は図２
及び図３における（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）と同
様に吸込速度比が順に０．２５、０．５、０．７５、
１．０、１．２５のときの全圧分布を示す図である。

【符号の説明】

１ インテークダクト ２ インテーク ３ 吐出ノズル ５ 主軸 ７ 羽根車 ８ リップ ９ ランプ １０，１１，１２ 案内翼 １３ 軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウォータージェット推進器用インテーク
   ダクト内のインテークに近い位置に、所要大きさの案内
   翼を横方向に取り付けてなることを特徴とするウォータ
   ージェット推進器用インテークダクト内流速分布調整装
   置。
2. 【請求項２】 案内翼を取付角度が変えられるよう可変
   構造とした請求項１記載のウォータージェット推進器用
   インテークダクト内流速分布調整装置。