JPS585840B2 - スイチユウパルスジエツトモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中パルスジェットモータに関し、更に詳細に
は、固定子と、この固定子内に回転自在に載架され、且
つその周縁部に、各々がパルスジェットユニットを構成
する長手方向に延在する複数のダクトを有する回転子と
、該固定子の上流端部に設けられ且つ該ダクトの上流端
部を閉鎖するよう構成したセグメントと、該固定子内に
形成され且つ該セグメントと協働する少なくとも１本の
固定噴射オリフイスと、該噴射オリフイスを介して該回
転子のダクトに連続的にガスを送給する加圧ガス源とか
らなる型式の水中パルスジェットモータに関する。

種々の形態の構造をしたこの種のパルスジェットモータ
が公知である。

しかしながら、多くの技術的問題、特に閉鎖セグメント
が位置する個所に於ける固定子と回転子との間を密封す
ることに問題があるためにその工業的使用にはかなりの
困難が伴なう。

この個所の良好な気密密封を行なうことは、不可能では
ないとしても事実、極めて困難であり、その結果の漏出
はモータの性質をかなり低下させる。

本発明に従い、固定子と、該固定子内に回転自在に載架
され、且つ開口した上流および下流端部を有する長手方
向に延在する複数のダクトを周縁部に装備せる回転子と
、該固定子に対して固定され、且つ該回転子の回転中に
該ダクトの上流端部を連続的に閉鎖する閉鎖セグメント
と、該固定子内の該セグメントの位置に設けられた噴射
オリフイスと、該噴射オリフイスに加圧ガスを供給する
加圧ガス源とからなり、該回転子のダクトの各々は噴射
孔を有し、この噴射孔は、該ダクトの上流端部が該閉鎖
セグメントによって閉鎖されるときに該噴射オリフイス
と整合するように構成され、該噴射オリフイスおよび該
噴射孔の下流部分は該ダクトの上流端部に隣接して配設
され，かくして、加圧ガスを該噴射孔に供給すると、加
圧水の緩衝体が該閉鎖セグメントと該噴射孔との間に形
成される水中パルスジェットモータが提供される。

上述の構成の結果、回転子のダクト中に噴出された加圧
ガスは水の緩衝体によって閉鎖セグメントから隔離され
るために閉鎖セグメントの個所の密封の問題は己ずと解
決されることが容易易に理解できる。

気密を行うよりも水密を行う方がはるかに容易であるこ
とは明らかである。

本発明の一態様に従うと、閉鎖セグメント内にエゼクタ
通路（ｅｊｅｃｔｏｒ ｐａｓｓａｇｅｓ）を形成して
、回転子のダクトの各々の上流端部を、回転子内に水を
貫流させるために設けた中心通路と連通せしめ、これら
のエゼクタ通路の該中心通路と隣接する端部を下流方向
に配向させている。

このようにして、緩衝体を形成している加圧水が閉鎖セ
グメント内のエゼクタ通路を通り漏出し、エゼクタすな
わちサイホン効果が回転子の前端部で達成される。

このサイホン効果によって水は中心通路の上流端部で吸
引されて、かくして回転子ダクトが閉鎖セグメントとの
整列からはずれると水で満されることが可能となる。

この構成によって、ダクトを水で満すのに必要な時間が
著しく減縮し、低前進速度の排水量のモータの性能が改
善されることが容易に理解できる。

次に、本発明の実施態様を添付の図面を参照して例示的
に説明する。

第１および第２図に示すパルスジェットモータは、水中
を移動するのに適当な輪郭を有する中空の固定子１を有
する。

固定子内に、参照番号２で示す如きころ軸受によって中
空の回転子３が回転自在に載架する。

各々がパルスジェットユニットを構成するダクト４が回
転子の周縁部に設ける。

これらのダクトは部分的にらせん状の通路に沿つて延在
して、更に別の駆動手段を設ける必要なく回転子の自動
的な回転を可能とする。

固定子１の頂部の支持柱内に開口５を形成する。

開口５は、回転子３のダクト４にガスを供給するよう設
計した圧力ガス源（図示せず）に連結し、且つ固定子の
頂部上流部分に設けた閉鎖セグメント６と協働する。

この閉鎖セグメント６はダクト４の上流端部を次々と密
封して、ダクト内に収容されている水が、開口５を介し
て供給される圧力ガスの作用のもとに下流方に排出され
るのを可能とする。

この閉鎖セグメントは第２図に示す如く、ほぼ４本の連
続したダクト分だけ円周方向に延在している。

圧力ガスを供給するための開口５は、回転子３の上流部
分の周囲の固定子１内に形成された環状室７とまず最初
に連通している。

この環状室は固定した噴射オリフイス８と連通する。

噴射オリフイス８は閉鎖セグメント６が位置する区域に
配置され、その軸方向の下流端部は回転子３の上流端部
と接する。

回転子３が回転すると、回転子の各々のダクト４に直接
に形成した噴射孔９が噴射オリフイス８と整合して、噴
射オリフイスは回転子の該ダクトと連通する。

本発明のパルスジェットモータの作動態様を簡単に説明
する。

パルスジェットモータの移動速度の単なる結果としてダ
クト４は水で、動的に満される。

これらのダクトのうちの１本が噴射孔９を介して加圧ガ
ス源と連通する。

即ち噴射孔９が固定噴射オリフイス８と整合する位置に
来ると、そのとき、該ダクトは閉鎖セグメントによって
上流端部が閉鎖されるために、ダクト内の水は直ちに自
動的に下流方向に噴出する。

回転子３の回転は、らせん状ダクト４の側壁に水が作用
することによって保持される。

従ってパルスジェットモータは他の動力源を必要とせず
連続的に確実に作動する。

噴射オリフイス８の軸方向下流端部はダクト４の上流端
部と隣接して配置されているので、加圧ガスを問題のダ
クト内に噴射すると加圧水の緩衝体１０が上流に形成さ
れる。

この緩衝体はダクトの開口９および閉鎖セグメント６に
よって限界づけられる。

このようにして、ダクト内の加圧ガスは一定量の水によ
って閉鎖セグメントから隔離され、この区域の良好な気
密が確実に行われる。

気密密封よりも液密密封を行うのがかなり容易であるこ
とに留意すべきである。

従って、閉鎖セグメントからガスが漏出する危険が除去
され、パルスジェットモータの性能が向上する。

このようにして回転子の各ダクト４の上流部分内に形成
される緩衝体１０の加圧水を種々の目的で利用できるこ
とに注目されよう。

第３および第４図はそのような利用の一つの方法を示し
ている。

複数の、例えば３本の通路を閉鎖セグメント５内に形成
して、整列状態のダクト４の上流端部と周囲の水との連
通を行う。

これらの通路の外側端部はモータの中心方向且つ下流方
向に配向させる。

従って、緩衝体１０の加圧水が通路１１から漏出すると
軸方向のサイホン効果が設定されて、モータの入口端部
の方に水が吸引される。

この作用によって、一定の個所で回転子のダクトを水で
満すことが容易となり、モータの進行が低速のときのこ
れらのダクトを水で満す所要時間が減縮される。

第４図に示す如く、通路１１を回転子の回転方向と同一
方向に横側に傾むけてサイホン効果を増大すると有利で
ある。

第５および第６図に示す態様では、通路１２を各ダクト
４の上流部分の回転子３の内側壁部に直接に形成する。

これらの通路１２は全て下流方向に配向され、第６図に
示す如く、回転子の回転軸上で交差しないように軸方向
に対して共通の方向に傾けられている。

これらの傾斜通路を介して緩衝体１０の加圧水が噴出す
ると、モータの入口部分に、回転子の回転する方向とは
逆方向で軸方向の且つ回転のサイホン効果が生ずる。

上述した如く、このサイホン効果は水の吸引を起すこと
は明らかであるが、その遠心作用によって回転子３の回
転速度を正確に制御することが可能である。

このために、適当な定格の遠心弁を各通路に装備すると
好ましい。

上述の構成を第３および第４図に図示した態様と組合せ
て用い得ることも理解できよう。

モータの出口面で均一な速度分布を得てモータの推力を
増大させるために、パルスジェットの下流部分にサイホ
ン効果を生じさせることも明らかに可能である。

回転子のダクトから水が噴出する速度はパルスジェット
の進行速度よりも常に大きい。

従って、サイホン効果を生ずるためには、この高速度の
水と低速度の水を連通ずるだけで十分である。

第７および第８図に示す如く、この目的のためには，ダ
クト４をモータの中心通路と連結するように回転子３は
その下流端部に於いてその長さのある部分にわたり中空
である。

２つのウエツプ１４によって固定子１に固定して連結し
た内側板１３を備えて、加圧ガスが噴射される区域内の
ダクトの切断部分を閉鎖する。

かくして、サイホン効果はこの板を越えてのみ生じ、即
ち水が噴出す速度が最大な個所でのみ生じ、他方、噴出
が行われたときの水柱の可能な最大の慣性が保持される
。

この下流のサイホン効果が第３および第４図または第５
および第６図に図示した構成によって得られる上流のサ
イホン効果と組合せて利用できることは勿論である。

第９図は緩衝体１０の加圧水の利用の第３の態様を示し
、この場合には加圧ガス源は過熱蒸気発生器によって構
成される。

過熱蒸気の使用は水中パルスジェットモータの動力では
特に有利であることが理解できよう。

特に開放サイクルで、パルスジェットがコンデンサの機
能を果す場合に好ましい。

更に、過熱蒸気は凝縮可能であるから、噴出後には消滅
し、このために航跡（ｗａｋｅ）がない。

最後に、水蒸気発生器は極めて静かな装置であり、燃焼
は連続的であり、従って余り汚染を生じない。

第９図は、パイプコイル１６、バーナ１７および煙排出
ダクト１８を有するボイラ１５を示す。

パイプコイル１６は、ダクト５に連結されて固定子１の
環状室７に水蒸気を送給する水蒸気蓄積器１９内に貫入
している。

生じる水蒸気の一部をパイプ系２０に通してポンプ２１
を作動し、ボイラに水を供給する。

この水蒸気はパイプ２２から大気中に排出する。

過熱蒸気が噴出されると、ポンプ２１は回転子の各ダク
ト４内に形成された緩衝体１０から加圧水を直接供給さ
れる。

このために、該ポンプは、固定子１の上流部分に形成さ
れ且つ閉鎖セグメント６の位置でダクト４の上流端部と
連通している加圧水収集器２４と通路２３によって連結
されている。

かくして、ポンプ２１は既に一定圧力に加圧されている
水を供給されるので、パルスジェットユニットに供給す
ることが必要な水蒸気圧力と比較すると低い圧力差で作
動する。

従って、このポンプは普通の型式よりも低出力でよく、
経費が少なくてよい。

上述の特定の構成は全て、添付の図面に図示した中空の
回転子からなるパルスジェットモータの場合のみならず
、船体の外部に配置した中心送給型のパルスジェットモ
ータにも使用することができることは容易に理確できる
であろう。

本発明の実施態様は下記の通りである （１）固定子と、該固定子内に回転自在に載架され、且
つ開口した上流および下流端部を有する長手方向に延在
する複数のダクトを周縁部に装備せる回転子と、該固定
子に対して固定され、且つ該回転子の回転中に該ダクト
の上流端部を連続的に閉鎖する閉鎖セグメントと、該固
定子内の該セグメントの位置に設けられた噴射オリフイ
スと、該噴射オリフイスに加圧ガスを供給する加圧ガス
源とからなり、該回転子のダクトの各各は噴射孔を有し
、この噴射孔は、該ダクトの上流端部が該閉鎖セグメン
トによって閉鎖されるときに該噴射オリフイスと整合す
るように構成され、該噴射オリフイスおよび該噴射孔の
下流部分は該ダクトの上流端部に隣接して配設され、か
くして、加圧ガスを該噴射孔に供給すると、加圧水の緩
衝体が該閉鎖セグメントと該噴射孔との間に形成される
水中パルスジェットモータ。

（２）上記回転子は環状であって、水が貫流する様に開
口した中心通路を形成し、上記閉鎖セグメントと上記各
ダクト噴射孔との間の位置を該中心通路と連通させる少
なくとも１本のエゼクタ通路が設けられ、少なくとも上
記噴射オリフイスが上記ダクトの噴射孔と整合するとき
は、該中心通路に開口している該エゼクタ通路の端部は
下流方向に配向されている第１項のモータ。

（３）複数の上記エゼクタ通路が上記閉鎖セグメント内
に形成されている第２項のモータ。

（４）上記エゼクタ通路の上記した下流端部は、上記回
転子の半径方向に餉度をつけて配向されている第３項の
モータ。

（５）上記ダクトの各々に１本づつのエゼクタ通路が上
記回転子に形成されている第２項のモータ。

（６）上記エゼクタ通路の上記した下流端部の全ては、
上記回転子の半径方向にある共通の角度をつけて配向さ
れている第５項のモータ。

（７）上記回転子は環状でそれを貫通して中心通路が形
成され、且つ上記ダクトの半径方向の内側および外側境
界部分を画定する半径方向の内側および外側壁部を有し
、該内側幅部の下流端部分は切断されている第１項のモ
ータ。

（８）上記固定子は上記中心通路の下流端部分内に固定
した部分的に環状の壁部を形成し、この部分的に環状の
壁部は上記回転子の上記内側壁部と軸方向に且つ上記閉
鎖セグメントと円周方向にに整列し、更に該部分的に環
状の壁部の下流端部は上記内側壁部の下流端部と隣接し
て配置されている第７項のモータ。

（９）上記加圧ガス源は過熱蒸気の発生器からなる第１
項のモータ。

（１０）更に、上記発生器に連結し給水する送給ポンプ
と、上記閉鎖セグメント内に形成され且つ該ポンプに上
記ダクトの上流端部から水を送給しうる通路とを有する
第９項のモータ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルスジェットモータの単純化した長
手方向断面図である。 第２図は第１図のモータの正面立面図である。 第３図は第１および第２図に示した構成の変化を示す部
分断面図である。 第４図は、いくつかの部分を削除した、第３図に対応す
る部分正面図である。 第５図は本発明の第２の態様を示す部分断面図である。 第６図は第５図中の線■−■で切断した断面図である。 第７図は本発明の第３の態様を示す部分断面図である。 第８図は第７図中の線■−■で切断した断面図である。 第９図は本発明の第４の態様を示す。図中の主な参照番
号を以下に示す。 １……固定子、２……ころ軸受、３……回転子、４……
ダクト、５……開口、６……閉鎖セグメント、７……環
状室、８……噴射オリフイス、９……噴射孔、１０……
加圧水の緩衝体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定子と、該固定子内に回転自在に載架され、且つ
   開口した上流および下流端部を有する長手方向に延在す
   乞複数のダクトを周縁部に装備せる回転子とを含む水中
   パルスジェットモータにおいて、該固定子に対して固定
   され、且つ該回転子の回転中に該ダクトの上流端部を連
   続的に閉鎖する閉鎖セグメントと、該固定子内でかつ該
   セグメントの下流位置に設けられた噴射オリフイスと、
   該噴射オリフイスに加圧ガスを供給する加圧ガス源とか
   らなり、該回転子のダクトの各々は噴射孔を有し、この
   噴射孔は、該ダクトの上流端部が該閉鎖セグメントによ
   って閉鎖されるときに該噴射オリフイスと整合するよう
   に構成され、該噴射オリフイスおよび該噴射孔は該ダク
   トの上流端部の下流にこれと近接して配設され、かくし
   て、加圧ガスを該噴射孔に供給すると、加圧水の緩衝体
   が該閉鎖セグメントと該噴射孔との間に形成される水中
   パルスジェットモータ。