JPH09280034A - 船舶推進機用排気装置 - Google Patents

船舶推進機用排気装置

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JPH09280034A
JPH09280034A JP8092601A JP9260196A JPH09280034A JP H09280034 A JPH09280034 A JP H09280034A JP 8092601 A JP8092601 A JP 8092601A JP 9260196 A JP9260196 A JP 9260196A JP H09280034 A JPH09280034 A JP H09280034A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度センサが過熱されるのを阻止しながら温
度センサで排気系の温度を正確に検出し、触媒や排気管
が溶損するのを阻止する。 【解決手段】 温度センサ21,22を排気管16にお
けるウォータージャケットの形成範囲内であって触媒2
0の下流側に取付ける。この温度センサ21,22の周
囲に冷却水通路Wを延在させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータージェッ
ト推進機、船外機、船内機などの船舶推進機に用いる船
舶推進機用排気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の船舶用推進機のうち水上走行船に
用いるウォータージェット推進機は、2サイクルエンジ
ンがジェットポンプを駆動する構成を採り、船体外から
吸入した水を冷却水として排気管を冷却する排気装置を
備えている。前記冷却水は、ジェットポンプのプロペラ
室に開口した冷却水入口からジェットポンプの圧力でエ
ンジンおよび排気管のウォータージャケットに圧送して
いる。
【0003】排気管のウォータージャケットは、排気管
を二重管構造として内管と外管との間にエンジンのウォ
ータージャケットから冷却水を導入し、排気系に設ける
ウォーターロックの上流側で冷却水を排気通路中に排出
する構成を採っている。また、近年では触媒を排気管内
に介装しており、前記ウォータージャケットを触媒の周
囲を含む範囲に形成して触媒をも冷却する構成を採って
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成したウォータージェット推進機用排気装置は、
触媒金属が溶けてしまったり、触媒より下流側の排気管
が変形したりこの排気管に穴が開いてしまうことがあっ
た。このように触媒や排気管が溶損してしまうのは以下
の二つの理由が考えられる。
【0005】第1の理由は、触媒に燃料の未燃焼分が流
れ込んで触媒内で燃焼し、触媒や排気ガスの温度が著し
く高くなるからである。すなわち、触媒が過熱されるこ
とにより触媒金属が溶けてしまい、排気管における排気
ガスが当たる部分が過熱されることによって強度低下を
起こし、排気ガスの圧力で変形したり穴が開いてしま
う。
【0006】水上走行船は、航走終了後に陸上でエンジ
ンの回転数が高回転域に達するように空吹かしをするこ
とがある。これは、エンジン内にオイルを行き渡らせて
防錆を図るとともにエンジンや排気系中の水を排出させ
ることを目的としている。水上走行船のエンジンは、オ
ーバーレブ状態になったときに点火系を制御し失火させ
ることによってエンジン回転数がそれ以上に上昇しない
構成を採っているため、前記空吹かし運転時には抵抗が
ほとんどないことからエンジンがオーバーレブ状態にな
り易く、失火したときに吸入した混合気が排気通路を通
って触媒に流入してしまう。この混合気中の燃料の未燃
焼分が触媒での燃焼を促進することによって、上述した
ように触媒や排気管が溶損してしまう。
【0007】燃料の未燃焼分が触媒に流れ込むのは、前
記空吹かし運転時の他に、航走時に船体が転覆したとき
などで水が吸気系に混入したり点火系にかかったりして
エンジンが失火したときにも同様に起こる。
【0008】第2の理由は、排気管を冷却する冷却水の
流量が減少し、排気管が過熱されるからである。すなわ
ち、冷却水をプロペラ室の冷却水入口からジェットポン
プの圧力で圧送する構成を採っていることから、冷却水
入口に砂や海藻などの異物が付着したり、冷却水入口か
ら前記異物がエンジンや排気管のウォータージャケット
に送られ易いので、異物によって冷却水入口やウォータ
ージャケット内の冷却水通路が狭められたときに冷却水
の流量が減少して排気管が過熱されてしまう。
【0009】このような不具合は、例えば特開平2−2
56814号公報に開示されたように、温度センサで排
気系の温度を検出して過熱時に警告する構成を採ること
によって、ある程度は解消することができる。この公報
に示された排気装置は、触媒の周囲にウォータージャケ
ットを形成し、このウォータージャケットから冷却水を
排出するための配水管に、温度検出部が冷却水に触れる
ように温度センサを取付けている。また、前記温度セン
サは、冷却水の温度が予め定めた温度より高くなったと
きに警告を発する警告装置に接続している。
【0010】しかしながら、温度センサを排気管とは別
の配水管に取付けたのでは、触媒や触媒近傍の排気管を
冷却した冷却水が温度センサの温度検出部に触れるまで
の間に冷却されてしまうので、触媒や触媒近傍の排気管
の温度を正確に検出することはできない。温度センサを
排気管に直接取付ける構成を採れば温度を正確に測定す
ることはできるが、触媒の近傍の排気管はきわめて高温
であるため、取付位置如何によっては温度センサが過熱
されて故障するおそれがある。
【0011】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、温度センサが過熱されるのを阻止し
ながら温度センサで排気系の温度を正確に検出し、触媒
や排気管が溶損するのを防ぐことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る船舶推
進機用排気装置は、温度センサを排気管におけるウォー
タージャケットの形成範囲内であって触媒の下流側に取
付け、この温度センサの周囲に冷却水通路を延在させた
ものである。したがって、排気管のウォータージャケッ
ト内を流れる冷却水によって温度センサが冷却される。
【0013】第2の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る船舶推進機用排気装置において、
温度センサの温度検出部を排気通路に臨ませて触媒の近
傍に配設したものである。したがって、触媒を通過した
排気ガスが温度センサの温度検出部に当たるから、排気
ガス温度を高い精度をもって検出することができる。
【0014】第3の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る船舶推進機用排気装置において、
温度センサを、温度検出部が排気管の排気通路を形成す
る内管部分に触れる構成としたものである。したがっ
て、排気管における排気ガスに触れて最も温度が上昇す
る部分の温度を検出できる。
【0015】第4の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る舶推進機用排気装置において、温
度センサを、温度検出部がウォータージャケットの冷却
水通路に臨む構成としたものである。したがって、ウォ
ータージャケット内の冷却水の温度を触媒の下流側で検
出できる。
【0016】第5の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1ないし第4の発明のうち何れか一つの船舶推進
機用排気装置において、温度センサに、この温度センサ
が検出した温度が定常航走時の温度より高くなったとき
に警告を発する警告装置を接続したものである。したが
って、警告が発せられたときに運転者がエンジン回転数
を下げたりエンジンを停止させることによって、触媒や
排気管が過熱により溶損する温度に昇温することがな
い。
【0017】第6の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1ないし第4のうちいずれか一つの船舶推進機用
排気装置において、温度センサに、この温度センサが検
出した温度が定常航走時の温度より高くなったときにエ
ンジンを制御する過熱防止装置を接続したものである。
したがって、排気系の温度が設定温度を上回ったときに
は過熱防止装置がエンジンを制御する。
【0018】第7の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、ウォータージャケット内の冷却水を触媒より下流側
で排気通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管
外へ冷却水を排出する排水系に介装した流量センサに、
冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定めた流量だ
け変化したときに警告を発する警告装置を接続したもの
である。ウォータージャケット内の冷却水流量が減少す
ると、流量センサを有する排水系の流量も減少し、ウォ
ータージャケット内の冷却水を排出する部位が狭められ
たり閉塞されたりしたときには流量センサを有する配水
系の流量が増加するから、警告が発せられたときに運転
者がエンジン回転数を下げたりエンジンを停止させるこ
とによって、排気管が冷却水不足によって過熱し溶損す
る温度に昇温することがない。
【0019】第8の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、ウォータージャケット内の冷却水を触媒より下流側
で排気通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管
外へ冷却水を排出する排水系に介装した流量センサに、
冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定めた流量だ
け変化したときにエンジンを制御する過熱防止装置を接
続したものである。ウォータージャケット内の冷却水流
量が減少して流量センサを有する排水系の流量が定常航
走時の流量より予め定めた流量だけ減少したり、ウォー
タージャケット内の冷却水を排出する部位が狭められた
り閉塞されて流量センサを有する配水系の流量が定常航
走時の流量より予め定めた流量だけ増加したときに、過
熱防止装置がエンジンを制御する。
【0020】
【発明の実施の形態】
第1の実施の形態 以下、第1ないし第3の発明、第5および第6の発明に
係る船舶推進機用排気装置の一実施の形態を図1ないし
図10によって詳細に説明する。
【0021】図1はこの実施の形態による水上走行船の
側面図で、同図は船体の一部を破断して要部が露出する
状態で描いてある。図2は水上走行船の概略構成を示す
平面図、図3はエンジンを船体の前側から見た状態を示
す正面図で、同図は排気装置の触媒装着部を部分的に破
断して描いてある。図4は排気管の要部の縦断面図、図
5は排気管の要部の横断面図である。なお、図5中に図
4の破断位置をIV−IV線によって示している。
【0022】図6は図5における排気管のVI−VI線断面
図、図7は温度センサを接続する制御系のブロック図、
図8は温度マップを構成するグラフ、図9は触媒の溶損
を防止するための制御装置の動作を示すフローチャー
ト、図10は排気管の溶損を防止するための制御装置の
動作を示すフローチャートである。
【0023】これらの図において、符号1はこの実施の
形態による水上走行船を示し、符号2はこの水上走行船
1の船体を示す。この水上走行船1は、乗員が船体2上
のシート3に跨って着座し、このシート3の前方に設け
られた操向ハンドル4を把持して航走するものである。
また、シート3の左右両側方には、図2および3に示す
ように、乗員の足を乗せるためのステップ2aが船体2
に一体的に形成してある。
【0024】船体2内は、船底2bに立設したバルクヘ
ッド5によって前後に仕切られたエンジン室6とポンプ
室7とが画成されている。バルクヘッド5より船体前側
に位置づけられたエンジン室6内には、前記シート3の
下方であって船体2の左右方向の中央となる位置にエン
ジン8を搭載し、このエンジン8の前方に燃料タンク9
を配設している。なお、シート3は、船体2に着脱自在
に取付けてあり、船体2に取付けた状態で下方のメンテ
ナンス用開口2c(図2参照)を上方から覆って閉塞す
るように構成している。この開口2cは、シート3を船
体2から取外すことによって、エンジン8および後述す
る排気装置の上流部分が露出するように形成している。
【0025】前記エンジン8は、水冷式2サイクル2気
筒型で2個の気筒を船体2の前後方向に並べた構造を採
っており、船体2の後部に設けたジェットポンプ10に
連結し、このジェットポンプ10とともにこの水上走行
船1を駆動するウォータージェット推進機を構成してい
る。この実施の形態で示すエンジン8は、エンジン冷却
水をジェットポンプ10のプロペラ室10a(図2参
照)から船体外の水を吸入する構造を採っている。な
お、エンジン冷却水をエンジン8に導くための圧力は、
前記プロペラ室10a内の圧力を用いている。
【0026】このエンジン8は図3に示すように、クラ
ンクケース8aの船体右側に吸気装置11を接続し、シ
リンダボディ8bの船体左側に排気装置12を接続して
いる。前記吸気装置11は、気化器11aと吸気サイレ
ンサー11bなどから構成している。また、このエンジ
ン8の点火系は、エンジン回転数が著しく高くなってエ
ンジン8がオーバーレブ状態になったときに点火プラグ
(図示せず)への給電を停止し、エンジン8を失火させ
てそれ以上に回転が上昇するのを阻止する構成を採って
いる。
【0027】前記排気装置12は、図1および図2に示
すように、前記シリンダボディ8bの船体左側の排気口
(図示せず)に接続して排気通路をエンジン8の前方へ
延在させる排気マニホールド13と、この排気マニホー
ルド13の船外機右側を指向する前端に接続し、エンジ
ン8のシリンダ部分より船外機右側で船外機後側へ延び
る排気チャンバー14と、この排気チャンバー14の後
端に後述する触媒保持用フランジ15を介して接続し、
エンジン8の後方で船体正面視において右下がりに延び
る排気管16と、この排気管16の後端にゴム製連通ホ
ース17を介して接続したウォーターロック18と、こ
のウォーターロック18の上部から上方へ延びてジェッ
トポンプ10の上方を横切りかつジェットポンプ10よ
り船体右側において後下がりに延在してジェットポンプ
10の後端部のジェットポンプ収容室側壁に接続された
排出管19と、前記排気チャンバー14と排気管16と
の接続部分の内側に装着した触媒20などから構成され
ており、エンジン8の排気ガスを船体後部のジェットポ
ンプ収容室側壁に開口する排気出口19aからジェット
ポンプ収容室内に排出する構造になっている。
【0028】この排気装置12は、船体2内に収容され
ているため航走時の風による冷却が期待できない関係か
らエンジン冷却水によって冷却する構造を採っている。
すなわち、前記排気マニホールド13、排気チャンバー
14および排気管16をそれぞれ鋳造によって二重管構
造をなすように一体に形成し、これらの内部に形成され
た空間を冷却水通路とするウォータージャケットにエン
ジン冷却水を流すように構成している。
【0029】前記ウォータージャケットの冷却水通路を
図3〜図6中に符号Wで示し、排気マニホールド13、
排気チャンバー14および排気管16の内管部分をそれ
ぞれ13a,14a,16aで示し、外管部分をそれぞ
れ13b,14b,16bで示す。また、前記内管部分
の内側に形成される排気通路を符号Sで示す。なお、排
気チャンバー14と排気管16の間に介装する触媒保持
用フランジ15にも、図4に示すように、エンジン冷却
水を流す冷却水通路Wを形成している。
【0030】この触媒保持用フランジ15が保持する触
媒20は、図4に示すように、触媒金属(図示せず)を
担持した断面略ハニカム状のアルミナなどからなる担体
20aを金属製保持円筒20bの内方に固着させること
によって形成しており、この金属製保持円筒20bを触
媒保持用フランジ15に固着している。
【0031】また、この排気装置12は、触媒20やこ
の触媒20の下流側の排気管16の温度を排気ガス用温
度センサ21および排気管用温度センサ22を用いて検
出し、触媒や排気管16が過熱されたときに後述する制
御装置によって警告を発生させたりエンジン8を停止す
るように構成している。
【0032】排気装置12に供給するエンジン冷却水
は、エンジン8内のウォータージャケット(図示せず)
から排気マニホールド13内の冷却水通路Wに流入させ
ている。また、この排気装置12は、エンジン冷却水を
排気マニホールド13から排気管16まで流した後、こ
の排気管16の後端から排気通路S中に排出する構造を
採っている。
【0033】ここで、エンジン冷却水を排気通路S中に
排出する排気管16の構成を図4〜図6によって説明す
る。排気管16は、図4に示すように逆向きS字状に屈
曲させて形成し、最上部にエンジン冷却水の一部をパイ
ロット水として排気管外へ排出するための排水口16c
を開口させるとともに、後端(下流端)に、船体2の後
方(排気ガスが流れる方向の下流側)を指向するように
冷却水出口23を開口させている。前記パイロット水
は、排気装置12にエンジン冷却水が流れていることを
運転者が確認するために、排気管16に接続したパイロ
ット水用配水管(図示せず)によって船体外へ排出す
る。
【0034】また、排気管16の後端には、金属によっ
て円環状に形成した絞り部材24を固定している。この
絞り部材24は、前記冷却水出口23を覆う構造を採っ
ており、上下方向の2箇所に排気管16の冷却水通路W
に連通する冷却水穴24aを穿設している。なお、図4
は、絞り部材24を冷却水穴24aが表れる位置で破断
して描いてある。また、図5中に符号24bで示すもの
は、絞り部材24を排気管16に固定するためのねじで
ある。
【0035】すなわち、エンジン冷却水は、排気管16
内の冷却水通路Wから前記排水口16cを通ってパイロ
ット水として排水されるとともに、前記冷却水穴24a
を通って連通ホース17内へ流入し、この連通ホース1
7からウォーターロック18へ流入する。ウォーターロ
ック18内に溜まったエンジン冷却水は、排気ガスの圧
力によって排出管19に押し出され、排気出口19aか
らジェットポンプ収容室内に排出される。
【0036】連通ホース17は略水平に延設しているの
で、ここに流入したエンジン冷却水は主に連通ホース1
7の下部を流れる。このため、連通ホース17の上部が
排気ガスの熱で過熱され易い。この実施の形態では、連
通ホース17におけるエンジン冷却水に触れる内周部に
アルミニウム合金製管体25をインサート成形すること
によって、ゴム製連通ホース17の上部が過熱されるの
を阻止している。すなわち、連通ホース17の上部の熱
が前記管体25の上部から下部へ伝導し、管体25にお
けるエンジン冷却水に触れる部分からエンジン冷却水中
に放熱されるので、ゴム製連通ホース17の上部が効率
よく冷却されて過熱されることがない。
【0037】また、前記排気管16は、前記排気ガス用
温度センサ21と排気管用温度センサ22とを取付ける
とともに、排気ガスを採取するための排気ガス採取口2
6と、エンジン冷却水をエンジン8から排気管16に直
接排出するための冷却水排出口27とを形成している。
前記排気ガス用温度センサ21は、図5に示すように、
温度検出部21aを排気通路Sに先端が排気通路中心に
達するように臨ませ、触媒20の下流端の近傍に配設し
ている。前記排気管用温度センサ22は、排気管16に
おける上部の屈曲部分の頂点となる部位、言い換えれ
ば、触媒20の下流側の排気通路Sの中心線EC が排気
管16と交差する部位に、温度検出部22aを内管部分
16aに接触させて取付けている。また、この排気管1
6は、前記温度センサ21,22を取付けるセンサ取付
け穴の周囲に冷却水通路Wを延在させている。この実施
の形態では、前記両温度センサ21,22としてサーミ
スタセンサを採用している。
【0038】そして、これらの温度センサ21,22
は、図7に示すように制御装置31に接続している。制
御装置31は、第5の発明に係る警告装置と第6の発明
に係る過熱防止装置の両方の機能を合わせもつように構
成し、この実施の形態では、排気ガス用温度センサ21
が検出した温度が触媒活性温度に達したときに表示パネ
ル32の緑色LED(図示せず)を点滅させ、定常走行
時の温度より予め定めた値だけ高い第1警告温度に達し
たときに、表示パネル32の赤色LED(図示せず)を
点滅させるとともにブザー(図示せず)を鳴動させるよ
うに構成している。前記触媒活性温度は、触媒20が反
応を開始し始めるときの温度のことであり、これを図8
の温度マップにおいて符号Aで示す。また、前記第1警
告温度を図8において符号Bで示す。これらの温度は、
この実施の形態で示す制御装置31ではエンジン回転数
にかかわりなく検出している。また、この実施の形態で
は、前記温度Aを600℃に設定し、前記温度Bを11
50℃に設定した。
【0039】また、制御装置31は、排気管用温度セン
サ22が検出した温度が定常走行時より予め定めた値だ
け高い第2警告温度に達したときに表示パネル32の赤
色LEDを点滅させるとともにブザーを鳴動させ、この
第2警告温度より予め定めた値だけ高い第3警告温度に
達したときに前記気化器11aのスロットル弁(図示せ
ず)を図示してないモータによってスロットル開度が徐
々に小さくなるように駆動し、スロットル弁の駆動開始
から予め定めた時間Tが経過した後に、気化器11aの
燃料供給弁(図示せず)を閉動作させてエンジン8を停
止させるように構成している。前記第2警告温度を図8
中に符号Cで示し、第3警告温度を同図において符号D
で示す。この実施の形態では、前記温度Cを110℃に
設定し、前記温度Dを250℃に設定した。前記表示パ
ネル32は、図1および図2に示すように、船体上部の
操向ハンドル4より船体前側であって、運転者が目視で
きる位置に配設している。
【0040】なお、エンジン8を停止させるに当たって
は、エンジン回転数がアイドリング回転数程度の低回転
であれば、点火系への給電を絶つことによって行うこと
もできる。さらに、制御装置31でエンジン回転数を低
下させるに当たっては、スロットル弁を閉動作させずに
気化器11aへ供給する燃料を減少させることによって
行うこともできる。
【0041】排気管16の前記排気ガス採取口26は、
冷却水出口23より上流側であって、図5に示すよう
に、排気管16を排気チャンバー14および排気マニホ
ールド13などとともにエンジン8に装着した状態で排
気管16の上面となる部位、すなわち排気通路の中心線
より上方に配設している。なお、図5は排気ガス採取口
26に排気ガス採取管33を取付けた状態で描いてあ
る。排気ガスを採取しないときには、この排気ガス採取
口26に図示してない栓体を螺着させ、排気ガスが漏れ
ることがないようにする。また、この排気管16は、図
5および図6に示すように、排気ガス採取口26の周囲
にも冷却水通路Wを延在させている。
【0042】排気管16の前記冷却水排出口27は、前
記排気ガス採取口26より下流側に位置づけられ、エン
ジン冷却水が排気ガス採取口26から離間する方向へ排
出されるように形成している。この構成を採ることによ
り、排気ガスを採取するときに排気ガス採取口26の近
傍でエンジン冷却水を排気通路S中に排出しても、エン
ジン冷却水が排気ガスとともに採取されることがない。
【0043】このように構成した水上走行船1では、エ
ンジン8が始動すると排気ガスがシリンダボディ8bか
ら排気装置12の排気マニホールド13へ排出されて排
気チャンバー14内で膨張する。そして、この排気ガス
の全量が触媒20を通って下流側の排気管16内に流入
し、ここから連通ホース17、ウォーターロック18お
よび排出管19を通って船体外へ排出される。排気ガス
が前記触媒20を通ることによって排気ガス中に含まれ
る有害成分が燃焼され除去される。
【0044】一方、エンジン8が始動することによっ
て、エンジン冷却水がシリンダボディ8bから排気装置
12の冷却水通路Wに供給される。このエンジン冷却水
は、一部が排気管16からパイロット水として排水され
るものの、大部分が排気マニホールド13→排気チャン
バー14→触媒保持用フランジ15→排気管16→絞り
部材24→連通ホース17→ウォーターロック18とい
う順に流れ、前記各部材および触媒20を冷却する。
【0045】また、エンジン始動後は、排気ガス用温度
センサ21および排気管用温度センサ22が検出した温
度と予め定めた温度A〜Dとを制御装置31が比較し、
温度に応じて各種の制御を行う。この制御装置31の制
御を図9および図10に示すフローチャートによってさ
らに詳細に説明する。
【0046】制御装置31は、先ず、図9中のステップ
S1で示すように、エンジン始動後に排気ガス用温度セ
ンサ21が検出した排気ガス温度が触媒活性温度Aに達
したか否かを判定する。触媒活性温度Aに達するまでは
表示パネル32での表示は行わず、触媒活性温度Aに達
した後は、ステップS2に示すように表示パネル32の
緑色LEDを点滅させる。
【0047】緑色LEDが点灯していないときには触媒
20が活性温度に達していない状態であるので、このと
きに排気系に燃料の未燃焼分が流入しても触媒20での
燃焼が促進されてしまうことはない。このため、エンジ
ン始動から緑色LEDが点灯するまでの間であれば、こ
の水上走行船1を陸上に引き上げた状態でエンジン8を
空吹かしし、エンジン8内にオイルを行き渡らせて防錆
を図るとともに、エンジン8や排気装置12中の水を排
出させても、触媒20や排気管16が溶損することはな
い。
【0048】排気ガス温度が触媒活性温度Aに達した
後、例えば航走中に吸気系に水が侵入したり、点火系に
水がかかって電流がリークしたときなどでエンジン8が
失火すると、排気系に燃料の未燃焼分が流入して触媒2
0での燃焼が促進される。このときには、排気ガス用温
度センサ20が検出する排気ガス温度が定常走行時の温
度を大きく上回る。この排気ガス温度が第1警告温度に
達すると、ステップS3からステップS4へ進んで制御
装置31は表示パネル32のブザーを鳴動させるととも
に赤色LEDを点滅させる。このときは緑色LEDを消
灯する。このような警告が発せられたときに運転者がエ
ンジン回転数を下げたりエンジン8を停止させることに
よって、触媒20や排気管16は過熱により溶損する温
度に上昇する以前に温度が低下する。なお、制御装置3
1は、前記ブザー音ならびにLED表示による警告をエ
ンジン8が停止するまで継続して行うように構成してい
る。
【0049】制御装置31は、上述した排気ガス温度の
検出動作と平行してエンジン始動後に図10中にステッ
プP1で示すように、排気管用温度センサ22が出力し
た排気管16の温度が定常走行時の温度より予め定めた
値だけ高い第2警告温度Cに達しているか否かを判定す
る。ジェットポンプ10のプロペラ室10aに開口する
冷却水入口が砂や海藻などで閉塞されたり、前記異物が
堆積することによりエンジン8内あるいは排気装置12
内の冷却水通路Wが狭められたときには、排気装置12
は冷却能力が低下することから温度が上昇する。このと
きには、触媒20を通ることにより昇温された排気ガス
が流れる排気管16が最も高温になる。
【0050】そして、上述したように冷却能力が低下し
て排気管16の温度が第2警告温度に達したときに、制
御装置31はステップP2に示すように表示パネル32
のブザーを鳴動させるとともに赤色LEDを点滅させ
る。この警告もエンジン8が停止するまで継続して行わ
れる。運転者が前記警告に気付かずに航走を継続する
と、排気装置12の温度がさらに上昇し、排気管用温度
センサ22が検出する排気管16の温度は第3警告温度
Dに達する。
【0051】第3警告温度Dに達すると、ステップP3
からステップP4に進んで制御装置31が気化器11a
のスロットル弁をスロットル開度が徐々に小さくなるよ
うに駆動してエンジン回転数を徐々に低下させ、ステッ
プP5で予め定めた時間Tが経過するまで待機してから
ステップP6で燃料供給弁を閉動作させてエンジン8を
停止させる。その後、制御装置31は、ステップP7に
示すようにエンジン回転制御(スロットル弁の制御)お
よび表示パネル32のブザーの鳴動を停止し、赤色LE
Dのみを点滅させる。
【0052】したがって、この排気装置12によれば、
触媒20の下流側の排気ガスの温度や排気管16の温度
が設定温度より高くなったことを運転者にブザー音やL
ED表示で警告することができるから、警告が発せられ
たときに運転者がエンジン回転数を下げたりエンジン8
を停止させることによって、触媒20や排気管16が過
熱により溶損する温度に昇温することがない。しかも、
排気管16の温度が設定温度より高くなったことを警告
を発した後に運転を継続しているときにはエンジン8が
停止するから、触媒20や排気管16が溶損温度に昇温
するのを阻止できる。この実施の形態では、エンジン8
を停止させるときには燃料を減少させて行っているの
で、エンジン8が失火することなくエンジン回転数を低
下させることができる。このため、エンジン回転数を低
下させるときに燃料の未燃焼分が排気系に流入しないか
ら、触媒20の燃焼が促進されてしまうことがない。し
かも、エンジン回転数を徐々に低下させてからエンジン
8を停止するので、エンジン停止時に船体2の姿勢が急
変することがない。
【0053】また、この排気装置12は、排気ガス用温
度センサ21および排気管用温度センサ22を排気管1
6に取付け、これらの温度センサ21,22の周囲に冷
却水通路Wを延在させているため、温度センサ21,2
2が過熱されるのを防ぎながら排気系における触媒20
より下流側で温度が相対的に高くなる部位の温度を検出
することができる。
【0054】さらに、排気ガス用温度センサ21は、温
度検出部21aを排気通路Sに臨ませて触媒20の近傍
に配設したため、触媒20を通過した排気ガスが前記温
度検出部21aに当たるから、排気ガス温度を高い精度
をもって検出することができる。したがって、触媒20
とともに温度が上昇する排気ガスの温度を正確に検出す
ることによって、触媒20の温度を間接的であっても正
確に検出することができる。
【0055】さらにまた、排気管用温度センサ22の温
度検出部22aを排気管16における排気通路Sを形成
する内管部分16aに接触させたため、排気管16にお
ける排気ガスに触れて最も温度が上昇する部分の温度を
検出できる。特に、この温度センサ22を排気管16の
上部の屈曲部の頂点となる部位に取付けることによっ
て、排気管16における温度が最初に上昇する部分の温
度を検出できるので、検出遅れに起因して排気管16が
溶損することはない。
【0056】なお、この実施の形態では、排気管用温度
センサ22が検出した温度が第2警告温度Dより高くな
ったときに警告を発生させ、その後にエンジン8の回転
制御を行う例を示したが、警告を発生させずに直ちにエ
ンジン8を停止させることもできる。また、エンジン8
を停止させるに当たっては、エンジン回転数を低下させ
ずに行ってもよい。
【0057】第2の実施の形態 排気管16の温度を検出する排気管用温度センサは図1
1に示すように構成することもできる。図11は排気管
用温度センサの他の実施の形態を示す図で、同図(a)
は排気管の横断面図、同図(b)は(a)図におけるB
−B線断面図である。図11において前記図1ないし図
10で説明したものと同一もしくは同等部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【0058】図11において符号41で示す排気管用温
度センサは、バイメタル式温度スイッチからなり、排気
管16における相対的に下流側となる部位に取付けて排
気ガス用温度センサ21とともに制御装置31に接続し
ている。また、この温度センサ41は、温度検出部41
aを二つ備え、これらの温度検出部41aを、それぞれ
排気管16の外管部分16bに接触させている。さら
に、この実施の形態でも、排気管16における前記温度
検出部41aの周囲に冷却水通路Wを延在させている。
【0059】前記二つの温度検出部41aのうち一方
は、前記第1の実施の形態で説明した第2警告温度Cに
達したときにON状態になり、他方は、第3警告温度D
に達したときにON状態になるように構成している。こ
の形態を採ることにより、前記第1の実施の形態を採る
場合と同等の効果、すなわち温度センサ41が過熱され
るのを阻止しながらこの温度センサ41で排気管16の
温度を検出し、排気管16が過熱されるのを防ぐことが
できるという効果が得られる。
【0060】また、この実施の形態のように相対的に低
温になる部位に温度センサ41を取付けることによっ
て、使用限界温度が相対的に低いバイメタル式温度スイ
ッチでも排気管16の温度を検出することができる。す
なわち、サーミスタ式温度センサより安価なバイメタル
式温度スイッチを採用できるので、排気装置12の製造
コストを低く抑えることができる。
【0061】第3の実施の形態 排気管用温度センサは、図12に示すように、排気管1
6内のエンジン冷却水の温度を検出する構成を採ること
もできる。この形態で示す排気装置が第4の発明を構成
している。図12はエンジン冷却水の温度を検出する形
態を示す図で、同図は排気管の要部のみを示す横断面図
である。同図において前記図1ないし図11で説明した
ものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付
し詳細な説明は省略する。
【0062】図12に示す排気管用温度センサ41は、
前記第2の実施の形態で示したものと同じくバイメタル
式温度スイッチを採用し、反応温度が異なる二つの温度
検出部41aをそれぞれ排気管16内の冷却水通路Wに
臨ませている。
【0063】排気管16内を流れるエンジン冷却水は触
媒20や排気管16とともに温度が上昇するから、温度
センサ41によって排気管16内のエンジン冷却水の温
度を検出することにより、触媒20や排気管16の温度
を間接的であっても正確に検出することができる。した
がって、この形態を採ることにより、前記第1の実施の
形態を採る場合と同等の効果が得られる。
【0064】第4の実施の形態第7の発明および第8の
発明に係る船舶推進機用排気装置の一実施の形態を図1
3および図14によって詳細に説明する。図13はエン
ジン冷却水の流量によって過熱を検出する形態を示す図
で、同図(a)は排気管の縦断面図、同図(b)は排気
管の横断面図である。なお、図13(b)中に図13
(a)の断面位置をA−A線によって示している。図1
4は冷却水流量マップを構成するグラフである。これら
の図において前記図1ないし図10で説明したものと同
一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な
説明は省略する。
【0065】図13に示す排気管16は温度センサとし
て排気ガス用温度センサ21のみを取付けている。排気
管16の温度を検出するに当たっては、排気管16の上
部の排水口16cに接続した配水管51に流量センサ5
2を介装し、この流量センサ52によって冷却水流量を
検出することによって行う。すなわち、排気管16の冷
却水通路Wの冷却水流量が減少すると配水管51を流れ
る冷却水も減少することと、絞り部材24の冷却水穴2
4aが異物により狭められたり閉塞されたときには配水
管51を流れるエンジン冷却水の流量が増加することか
ら、配水管51でのエンジン冷却水の流量から排気管1
6の温度上昇を検出することができる。
【0066】前記流量センサ52は、この実施の形態で
はプロペラ式のものを採用し、配水管51を流れるエン
ジン冷却水の流量が第1の実施の形態で説明した第2警
告温度Cおよび第3警告温度Dに相当する流量まで減少
したときに制御装置31に検出信号を送出するように構
成している。第2、第3警告温度に相当する流量は、図
14に示す冷却水流量マップによって検出する。
【0067】冷却水流量マップは、定常航走時に配水管
51中を流れるエンジン冷却水の流量をエンジン回転数
に対応させて実線で示し、公差を加味した最小許容流量
および最大許容流量を一点鎖線で示している。また、排
気管16が過熱され始めるときのエンジン冷却水の流量
を二点鎖線で示している。
【0068】この実施の形態で用いる制御装置31は、
流量センサ52が検出した冷却水流量が図14の一点鎖
線で挟まれた領域に相当する流量より少なかったり多い
ときに表示パネル32のブザーを鳴動させるとともに赤
色LEDを点滅させ、図14の二点鎖線で挟まれた領域
に相当する流量より少なかったり多いときにエンジン回
転制御を行うように構成している。このエンジン回転制
御は、第1の実施の形態で説明した制御と同じである。
なお、前記制御装置31が第7の発明に係る警告装置を
構成するとともに、第8の発明に係る過熱防止装置を構
成している。したがって、この形態を採っても上述した
各実施の形態を採る場合と同等の効果が得られる。
【0069】なお、上述した各実施の形態では、本発明
に係る排気装置を水上走行船用ウォータージェット推進
機に適用する例を示したが、この推進機に限定されるこ
とはなく、他の船舶用推進機、例えば船外機や船内機な
どにも本発明を適用することができる。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように第1の発明に係る船
舶推進機用排気装置は、温度センサを排気管におけるウ
ォータージャケットの形成範囲内であって触媒の下流側
に取付け、この温度センサの周囲に冷却水通路を延在さ
せたため、排気管のウォータージャケット内を流れる冷
却水によって温度センサが冷却される。
【0071】したがって、温度センサが過熱されるのを
防ぎながら排気系における触媒より下流側で温度が相対
的に高くなる部位の温度を検出することができる。この
ため、温度センサを例えば警告装置を接続して加熱時に
警告を発生させる構成を採るに当たって信頼性が高い。
【0072】第2の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る船舶推進機用排気装置において、
温度センサの温度検出部を排気通路に臨ませて触媒の近
傍に配設したため、触媒を通過した排気ガスが温度セン
サの温度検出部に当たるから、排気ガスの温度を高い精
度をもって検出することができる。
【0073】触媒を通過した排気ガスは触媒とともに温
度が上昇するから、温度センサによって排気ガスの温度
を検出することにより、触媒の温度を間接的であっても
正確に検出することができる。したがって、本発明によ
れば、触媒が過熱されていることを排気ガスの温度から
正確に検出することができる。
【0074】第3の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る船舶推進機用排気装置において、
温度センサを、温度検出部が排気管の内管部分に触れる
構成としたため、排気管における排気ガスに触れて最も
温度が上昇する部分の温度が検出される。したがって、
排気管が過熱されていることを正確にしかも検出遅れが
生じることなく検出することができる。
【0075】第4の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1の発明に係る舶推進機用排気装置において、温
度センサを、温度検出部が冷却水通路に臨む構成とした
ため、ウォータージャケット内の冷却水の温度を触媒の
下流側で検出できる。
【0076】前記冷却水は触媒や排気管とともに温度が
上昇するから、温度センサによって排気管内の冷却水の
温度を検出することにより、触媒の温度を間接的であっ
ても正確に検出することができる。したがって、本発明
によれば、触媒が過熱されていることを冷却水の温度か
ら正確に検出することができる。
【0077】第5の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1ないし第4の発明のうち何れか一つの船舶推進
機用排気装置において、温度センサに、この温度センサ
が検出した温度が定常航走時の温度より高くなったとき
に警告を発する警告装置を接続したため、警告が発せら
れたときに運転者がエンジン回転数を下げたりエンジン
を停止させることによって、触媒や排気管が過熱により
溶損する温度に昇温することがない。したがって、本発
明の構成を採ることによって、触媒や排気管が溶損する
のを防ぐことができる。
【0078】第6の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、第1ないし第4のうちいずれか一つの船舶推進機用
排気装置において、温度センサに、この温度センサが検
出した温度が定常航走時の温度より高くなったときにエ
ンジンを制御する過熱防止装置を接続したため、排気系
の温度が設定温度を上回ったときには過熱防止装置がエ
ンジンを制御する。したがって、本発明の構成を採るこ
とによって触媒や排気管が溶損するのを阻止できる。
【0079】第7の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、ウォータージャケット内の冷却水を触媒より下流側
で排気通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管
外へ冷却水を排出する排水系に介装した流量センサに、
冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定めた流量だ
け変化したときに警告を発する警告装置を接続したた
め、ウォータージャケット内の冷却水流量が減少すると
流量センサを有する排水系の流量も減少し、ウォーター
ジャケット内の冷却水の排出口が狭められたり閉塞され
ると流量センサを有する配水系の流量が増加するから、
警告が発せられたときに運転者がエンジン回転数を下げ
たりエンジンを停止させることによって、排気管が冷却
水不足あるいは冷却水の排水不良に起因して過熱し溶損
する温度に昇温することがない。したがって、本発明の
構成を採ることによって、排気管が溶損するのを防ぐこ
とができる。
【0080】第8の発明に係る船舶推進機用排気装置
は、ウォータージャケット内の冷却水を触媒より下流側
で排気通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管
外へ冷却水を排出する排水系に介装した流量センサに、
冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定めた流量だ
け変化したときにエンジンを制御する過熱防止装置を接
続したため、ウォータージャケット内の冷却水流量が定
常航走時の流量より予め定めた流量だけ減少したり、予
め定めた流量だけ増加したときに過熱防止装置がエンジ
ンを制御するから、排気管が冷却水不足あるいは冷却水
の排水不良に起因して過熱し溶損する温度に昇温するこ
とがない。したがって、本発明の構成を採ることによっ
て、排気管が溶損するのを阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 水上走行船の側面図である。
【図2】 水上走行船の概略構成を示す平面図である。
【図3】 エンジンを船体の前側から見た状態を示す正
面図である。
【図4】 排気管の要部の縦断面図である。
【図5】 排気管の要部の横断面図である。
【図6】 図5における排気管のVI−VI線断面図であ
る。
【図7】 温度センサを接続する制御系のブロック図で
ある。
【図8】 温度マップを構成するグラフである。
【図9】 触媒の溶損を防止するための制御装置の動作
を示すフローチャートである。
【図10】 排気管の溶損を防止するための制御装置の
動作を示すフローチャートである。
【図11】 排気管用温度センサの他の実施の形態を示
す図である。
【図12】 エンジン冷却水の温度を検出する形態を示
す図である。
【図13】 エンジン冷却水の流量によって過熱を検出
する形態を示す図である。
【図14】 冷却水流量マップを構成するグラフであ
る。
【符号の説明】
1…水上走行船、2…船体、8…エンジン、10…ジェ
ットポンプ、11a…気化器、12…排気装置、13…
排気マニホールド、14…排気チャンバー、16…排気
管、20…触媒、21…排気ガス用温度センサ、21
a,22a,41a…温度検出部、22,41…排気管
用温度センサ、31…制御装置、32…表示パネル、5
1…配水管、52…流量センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01P 11/16 F01P 11/16 F 11/18 11/18 B

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管における触媒の周囲を含む範囲に
    船体外から吸入した水を冷却水として流すウォータージ
    ャケットを設けるとともに、排気系の温度を検出する温
    度センサを備えた船舶推進機用排気装置において、前記
    温度センサを排気管におけるウォータージャケットが設
    けられた部位であって触媒の下流側に取付け、この温度
    センサの周囲に冷却水通路を延在させたことを特徴とす
    る船舶推進機用排気装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の船舶推進機用排気装置に
    おいて、温度センサの温度検出部を排気通路に臨ませて
    触媒の近傍に配設したことを特徴とする船舶推進機用排
    気装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の船舶推進機用排気装置に
    おいて、温度センサを、温度検出部が排気管における排
    気通路を形成する内管部分に触れる構成としたことを特
    徴とする船舶推進機用排気装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の船舶推進機用排気装置に
    おいて、温度センサを、温度検出部がウォータージャケ
    ットの冷却水通路に臨む構成としたことを特徴とする船
    舶推進機用排気装置。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のうち何れか一
    つの船舶推進機用排気装置において、温度センサに、こ
    の温度センサが検出した温度が定常航走時の温度より高
    くなったときに警告を発する警告装置を接続したことを
    特徴とする船舶推進機用排気装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし請求項4のうちいずれか
    一つの船舶推進機用排気装置において、温度センサに、
    この温度センサが検出した温度が定常航走時の温度より
    高くなったときにエンジンを制御する過熱防止装置を接
    続したことを特徴とする船舶推進機用排気装置。
  7. 【請求項7】 排気管における触媒の周囲を含む範囲に
    船体外から吸入した水を冷却水として流すウォータージ
    ャケットを設けるとともに、排気系の温度を検出する温
    度センサを備えた船舶推進機用排気装置において、ウォ
    ータージャケット内の冷却水を、触媒より下流側で排気
    通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管外へ冷
    却水を排出する排水系に流量センサを介装し、この流量
    センサに、冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定
    めた流量だけ変化したときに警告を発する警告装置を接
    続したことを特徴とする船舶推進機用排気装置。
  8. 【請求項8】 排気管における触媒の周囲を含む範囲に
    船体外から吸入した水を冷却水として流すウォータージ
    ャケットを設けるとともに、排気系の温度を検出する温
    度センサを備えた船舶推進機用排気装置において、ウォ
    ータージャケット内の冷却水を、触媒より下流側で排気
    通路内と排気管外とに排出する構成とし、排気管外へ冷
    却水を排出する排水系に流量センサを介装し、この流量
    センサに、冷却水の流量が定常航走時の流量より予め定
    めた流量だけ変化したときにエンジンを制御する過熱防
    止装置を接続したことを特徴とする船舶推進機用排気装
    置。
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