JPH1134983A - ウォータージェット推進装置およびこれを装備した船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォータージェット推進装置を備えた船舶に
おいては、停止時においてインペラをある程度没水させ
る必要があるので、トランサムの下端は喫水線下のある
程度の深さのところに位置する。このため造波抵抗が大
きく、推進効率を向上させることができない。 【解決手段】 船舶１では、インペラ１０を内部に設け
たポンプ部１５とノズル５とを分離した構造とし、ノズ
ル５をポンプ部１５よりも高い位置に配置している。そ
して、このポンプ部１５とノズル５を水路６によって連
通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、船底
に形成された取水口から取り込んだ水を、ポンプ部のイ
ンペラで加圧してノズルから噴射することによって推力
を得るウォータージェット推進装置、および、このよう
な推進装置を装備した船舶に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６はウォータージェット推進装置を採
用した高速船１０１の断面図である。この図は水面に高
速船１０１が停止している状態を示している。図７は、
この高速船１０１をトランサム１０４側から見た背面図
である。

【０００３】ウォータージェット推進装置１３０は、高
速船１０１の船体後部に設けられている。そして、船底
１０２に開口部として形成された取水口１０３から水を
取り込み、この水をウォータージェット推進装置１３０
のポンプ部１１５で加圧してノズル１０５から噴射す
る。この後方への水流噴射に伴う反作用によって、高速
船１０１は推進する。

【０００４】上記のようなウォータージェット推進装置
１３０は、インペラ１１０を備えたポンプ部１１５が後
方のノズル１０５とほぼ一体化しており、インペラ１１
０とノズル１０５とは同軸上に設けられている。このイ
ンペラ１１０の回転によって水が加圧されるのである
が、高速船１０１の停止時、つまりインペラ１１０の停
止時においては、インペラ１１０は略下半部が没水す
る。すなわち、インペラ１１０の中心軸線が喫水線Ｌに
ほぼ一致している。インぺラ１１０をこのように配置し
ているのは、高速船１０１停止時においてもある程度イ
ンペラ１１０を没水させるようにしないと、ポンプ部１
１５の始動時に取水口１０３からの水の吸い込み量が不
足し、ポンプ部１１５内に水を充満させることができ
ず、十分な推進力を得ることができないからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図８は、高速で走行し
ているときの高速船１０１の断面図である。高速船１０
１の直後ではトランサム１０４の下端の位置まで水面Ｓ
が下がっている。そして、その後方で水面Ｓは喫水線Ｌ
を超えて盛り上がり、波が形成されている。図中の斜線
部はこの波を示す。このような波が大きく形成されるほ
ど高速船１０１の造波抵抗は大きくなり、高速船１０１
の推進性能が低下する。造波抵抗をできるだけ小さくす
るには、トランサム１０４の下端がなるべく喫水線Ｌ下
の浅いところに位置するようにするか、または、トラン
サム１０４の下端が喫水線Ｌよりも上方に位置するよう
にして、高速船１０１の後方に波がなるべく形成されな
いようにすればよい。しかし、ウォータージェット推進
装置を備えた船舶においては、前述したように停止時に
おいてインペラをある程度没水させる必要があるので、
トランサムの下端は喫水線下のある程度の深さのところ
に位置することになる。トランサムの下端の位置は、ポ
ンプの大きさによってほぼ決定されてしまい、このため
造波抵抗を減少させることが困難で、推進性能を向上さ
せることができない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この出願の発明は、インペラを内部に設けたポン
プ部とノズルとを分離した構造とし、ノズルをポンプ部
よりも高い位置に配置している。そして、このポンプ部
とノズルを水路によって連通している。これによればポ
ンプ部内のインペラを、ポンプ部停止時においても没水
状態に保ちつつ、トランサムの下端をより上方に位置さ
せることができる。よって造波抵抗を減少させて推進性
能を向上させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この出願発明のウォータージェッ
ト推進装置は、ノズルと内部にインペラが設けられたポ
ンプ部とを備え、船底に形成された取水口から該ポンプ
部に導かれた水を該インペラの回転によって加圧し、こ
の加圧された水を該ノズルから噴射して推力を得るウォ
ータージェット推進装置において、該ポンプ部と該ノズ
ルとが分離され、該ノズルが該インペラよりも高い位置
に配置され、該ポンプ部と該ノズルとが水路により連通
されている。

【０００８】よって、ポンプ部内のインペラを、ポンプ
部停止時においても没水状態に保ちつつ、一方で、ノズ
ルはインペラよりも上方に配置される。このようにノズ
ルがより高い位置に配置されるので、このウォータージ
ェット推進装置を船舶の推進装置として適用すると、従
来のウォータージェット推進装置を適用した船舶に比
べ、トランサムをその下端がより高いところに位置する
ように形成することができる。このようにすると、船舶
が高速で推進しても後方に大きな波が形成されず、造波
抵抗を減少させて推進性能を向上させることができる。

【０００９】上記ウォータージェット推進装置におい
て、水路を略Ｓ字状に湾曲して形成するようにしてもよ
い。このように構成すると、ポンプ部からノズルまで水
を滑らかに導くことができ、水路中を水が流れることに
よる圧力損失を小さくすることができる。

【００１０】また、この出願発明の船舶は、船底に取水
口を形成し、トランサムにノズルを設け、該取水口から
ポンプ部に水を導き、ポンプ部内のインペラによりこの
水を加圧し、この加圧された水を該ノズルから噴射して
推力を得る船舶において、該ポンプ部と該ノズルとが分
離され、該ノズルが該インペラよりも高い位置に配置さ
れ、該ポンプ部と該ノズルとが水路により連通されてい
る。

【００１１】よって、ポンプ部内のインペラを、ポンプ
部停止時においても没水状態に保ちつつ、一方で、ノズ
ルはインペラよりも上方に配置される。このようにノズ
ルをより高い位置に配置できるので、従来のウォーター
ジェット推進装置を適用した船舶に比べ、トランサムを
その下端がより高いところに位置するように形成するこ
とができる。このようにすると、船舶が高速で推進して
も後方に大きな波が形成されず、造波抵抗を減少させて
推進性能を向上できる。

【００１２】上記船舶において、水路を略Ｓ字状に湾曲
して形成するようにしてもよい。このように構成する
と、ポンプ部からノズルまで水を滑らかに導くことがで
き、水路中を水が流れることによる圧力損失を小さくす
ることができる。

【００１３】また上記船舶において、該トランサムを、
その下端が喫水線近傍に又は喫水線よりも上に位置する
ように形成すると、造波抵抗を極力減少させることがで
きる。

【００１４】

【実施例】この出願発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１５】図１は船舶１の断面図であり、船舶１が水
面で停止した状態を示している。この船舶１は単胴型の
高速船である。図２は図１の状態の船舶１を後方から見
た背面図である。図中のＬは喫水線を示す。

【００１６】図１を参照すると、船舶１の船体内部には
原動機２０が設置されている。また、取水口３が船底２
に開口して形成され、トランサム４にはノズル５が設け
られている。そして、船体内において、取水口３からノ
ズル５までの間に水路６が形成されている。この水路６
中にはインペラ１０が配設されており、インペラ１０の
シャフト１１は水路６の壁部を貫通して、結合手段たる
フランジ１２ａ、１２ｂによって原動機２０のシャフト
２１と同軸上に連結されている。

【００１７】水路６の、インペラ１０からノズル５にい
たるまでの部分は略Ｓ字状に湾曲しており、ノズル５の
中心軸線Ｃ１はインペラ１０の中心軸線Ｃ２よりも上方
に位置している。インペラ１０の中心軸線Ｃ２は喫水線
Ｌにほぼ一致している。よって、インペラ１０の略下半
部は船舶停止時においても没水している。また、インペ
ラ１０と水路６のうちのインペラ１０の周辺部とでポン
プ部１５が形成されている。そして、ノズル５、ポンプ
部１５、水路６によってウォータージェット推進装置が
構成されている。従来のウォータージェット推進装置に
おいてはポンプ部とノズルとがほぼ一体に形成されてい
たのに対し、この実施例に係るウォータージェット推進
装置では、ポンプ部１５とノズル５とは分離されてい
る。

【００１８】トランサム４の下端Ｂは、喫水線Ｌにほぼ
一致している。よって、トランサム４はほとんど没水し
ていない。上述したようにノズル５はこのトランサム４
に設けられているので、ノズル５は喫水線Ｌ上に露出し
ており、全く没水していない。

【００１９】このようにポンプ部１５が停止して船舶１
が停止した状態から、原動機２０を始動すると、原動機
２０に連結されたインペラ１０が回転を始める。インペ
ラ１０は下半部が没水しているので、十分な量の水を取
水口３から吸い込むことができ、よって、水路６内には
水が充満する。取水口３から取り込まれた水はポンプ部
１５で加圧され、水路６を介してノズル５に送り込まれ
る。水路６の、インペラ１０からノズル５にいたるまで
の部分はＳ字状に湾曲しているので、水路６内の水流は
滑らかであり、よって大きな圧力損失は生じない。そし
て加圧された水はノズル５から後方に噴射されて、この
噴射水流の反作用によって船舶１は推進力を得る。この
推進力によって船舶１は加速されて次第に高速となる。

【００２０】図３は高速で走行する船舶１の断面図であ
る。このように、高速で走行しても船舶１の直後の水面
Ｓは喫水線Ｌにほぼ一致し、大きな波は形成されない。
これは、トランサム４の下端Ｂがほぼ喫水線Ｌに一致し
ているためである。大きな波が形成されないので造波抵
抗は小さく、船舶１の推進性能は向上する。

【００２１】図４は、従来型のウォータージェット推進
装置を採用した船舶と、本実施例に係る船舶とで、その
剰余抵抗を試算して比較した図である。この図では、フ
ルード数（Ｆｎ）を横軸に、剰余抵抗を縦軸にとってい
る。そして、曲線ａは本実施例に係る船舶についての特
性を、曲線ｂは従来型のウォータージェット推進装置を
採用した船舶についての特性を、それぞれ示す。この図
から、本実施例に係る船舶は、従来型のウォータージェ
ット推進装置を採用した船舶に比べて、大幅に剰余抵抗
が減少することがわかる。これは、本実施例の船舶が、
走行中に後方に波が形成されにくく、造波抵抗が小さい
事に起因する。

【００２２】図５は、従来型のウォータージェット推進
装置を採用した船舶と、本実施例に係る船舶について、
主機馬力（ＢＨＰ）と船速（Ｋｎｏｔ）との関係を試算
した結果を示したものである。曲線ａは本実施例に係る
船舶についての特性を、曲線ｂは従来型のウォータージ
ェット推進装置を採用した船舶についての特性を、それ
ぞれ示す。この図から、同じ大きさの主機馬力であれば
本実施例に係る船舶の方が高速で走行可能であり、ま
た、同じ速度で走行するためには本実施例に係る船舶の
方が小さな主機馬力で足りることがわかる。すなわち、
本実施例に係る船舶は、従来型のウォータージェット推
進装置を採用した船舶に比べて推進性能が向上する。

【００２３】上記実施例では、トランサム４の下端Ｂが
喫水線Ｌにほぼ一致する構造を示したが、これに限ら
ず、トランサム４の下端Ｂが喫水線Ｌより上方に位置す
るようにしてもよい。このようにしてもトランサム４は
没水しないので船舶の後方に波が形成されにくく、造波
抵抗低減の効果がある。また、必ずしもトランサム４が
没水しないように形成する必要はなく、トランサム４の
下端Ｂが喫水線Ｌより下方に位置するようにしてもよ
い。このように構成しても本願発明はポンプ部１５より
もノズル５が上方に配置されるので、インペラとノズル
とが同軸になるように構成された従来型の船舶よりもト
ランサムの下端を上方に位置させることができる。従っ
て、従来型の船舶よりも造波抵抗を小さくすることがで
きる。

【００２４】また上記実施例では、インペラ１０は船舶
１の停止時において下半部のみが没水するような高さに
配置されている。しかし、インペラの配置高さはこうな
位置に限らず、始動時に十分な量を水を取水口から吸い
込むことができるなら、没水がさらに浅くてもよいし、
さらに深くてもよい。

【００２５】また、図１の実施例よりもインペラの没水
が大きくなるように配置してもよい。例えば、インペラ
の全体が没水するような高さ位置にインペラが配置され
るようにしてもよい。

【００２６】また、図１の実施例では船舶１として単胴
型の高速船を示したが、本願発明は双胴船または多胴船
にも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２８】この出願発明のウォータージェット推進装
置では、ポンプ部内のインペラを、ポンプ部停止時にお
いても没水状態を保つように配置しつつ、一方で、ノズ
ルをインペラよりも上方に配置することができるので、
トランサムをその下端がより高いところに位置するよう
に形成することができる。そしてトランサムをこのよう
に形成すると、船舶が高速で推進しても後方に大きな波
が形成されず、造波抵抗を減少させて推進性能を向上さ
せることができる。

【００２９】また、上記ウォータージェット推進装置に
おいて、水路を略Ｓ字状に湾曲して形成すると、ポンプ
部からノズルまで水を滑らかに導くことができ、水路中
を水が流れることによる圧力損失を小さくすることがで
きる。

【００３０】また、この出願発明の船舶では、ポンプ部
内のインペラを、ポンプ部停止時においても没水状態を
保つように配置しつつ、一方で、ノズルをインペラより
も上方に配置することができるので、トランサムをその
下端がより高いところに位置するように形成することが
できる。トランサムをこのように形成すると、船舶が高
速で推進しても後方に大きな波が形成されず、造波抵抗
を減少させて推進性能を向上させることができる。

【００３１】上記船舶において、水路を略Ｓ字状に湾曲
して形成すると、ポンプ部からノズルまで水を滑らかに
導くことができ、水路中を水が流れることによる圧力損
失を小さくすることができる。

【００３２】さらに、上記船舶において、該トランサム
を、その下端が喫水線近傍に又は喫水線よりも上に位置
するように形成すると、造波抵抗を極力減少させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】船舶の断面図であり、船舶が水面で停止した状
態を示す図である。

【図２】図１の状態の船舶を後方から見た背面図であ
る。

【図３】高速で走行する船舶の断面図である。

【図４】従来型のウォータージェット推進装置を採用し
た船舶と、本実施例に係る船舶とで、その剰余抵抗を試
算して比較した特性図である。

【図５】従来型のウォータージェット推進装置を採用し
た船舶と、本実施例に係る船舶について、主機馬力（Ｂ
ＨＰ）と船速（Ｋｎｏｔ）との関係を試算した結果を示
した特性図である。

【図６】ウォータージェット推進装置を採用した高速船
の断面図である。

【図７】図６の高速船をトランサム側から見た背面図で
ある。

【図８】高速で走行しているときの図６の高速船の断面
図である。

【符号の説明】

１…船舶 ２…船底 ３…取水口 ４…トランサム ５…ノズル ６…水路 １０…インペラ １１…シャフト １２ａ、１２ｂ…フランジ １５…ポンプ部 ２０…原動機 ２１…シャフト Ｂ…トランサムの下端 Ｃ１…ノズルの中心軸線 Ｃ２…インペラの中心軸線 Ｌ…喫水線 Ｓ…水面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルと内部にインペラが設けられたポ
   ンプ部とを備え、船底に形成された取水口から該ポンプ
   部に導かれた水を該インペラの回転によって加圧し、こ
   の加圧された水を該ノズルから噴射して推力を得るウォ
   ータージェット推進装置において、 該ポンプ部と該ノズルとが分離され、該ノズルが該イン
   ペラよりも高い位置に配置され、該ポンプ部と該ノズル
   とが水路により連通されたウォータージェット推進装
   置。
2. 【請求項２】 該水路が略Ｓ字状に湾曲して形成され
   た、請求項１記載のウォータージェット推進装置。
3. 【請求項３】 船底に取水口を形成し、トランサムにノ
   ズルを設け、該取水口からポンプ部に水を導き、ポンプ
   部内のインペラによりこの水を加圧し、この加圧された
   水を該ノズルから噴射して推力を得る船舶において、 該ポンプ部と該ノズルとが分離され、該ノズルが該イン
   ペラよりも高い位置に配置され、該ポンプ部と該ノズル
   とが水路により連通された船舶。
4. 【請求項４】 該水路が略Ｓ字状に湾曲して形成され
   た、請求項３記載の船舶。
5. 【請求項５】 該トランサムを、その下端が喫水線近傍
   に又は喫水線よりも上に位置するように形成した、請求
   項３又は４記載の船舶。