JPS60213627A - 推力発生装置 - 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】 本発明は被搬送物を吸−ヒげるための吸−１−管と、被
搬送物を吐出方向に搬送するための搬送管とを折曲状に
接続し、その接続部の一側部に設けたジェットノズルよ
り搬送管内に高圧流体を噴射させて被搬送物に推力を与
えたり、船舶の推進に必要な推力発生装置昏こ関する。

この種の推力発生装置は種々のものが公知であり、大別
すると２つの種類がある。１つは吸上管と搬送管とを直
線状に接続する方法と、もう１つは両管を折曲状に接続
する方法である。前者は従って噴射口は吸上管の後方（
下流）で搬送管の手前１こ位置してジェットノズルを挿
入し、その噴射口を被搬送物の流れの方向に向けて高圧
流体を噴射することによって被搬送物に負圧力（吸上刃
）を与えて推力を発生する方法である。しかしながら、
この方法ではジェットノズルが上述の位置にあるため吸
上物の流れに対していわゆる“ノド部となり、これが流
れを阻害して大きな摩擦抵抗となること、従って被搬送
物の粒径が自ずと制限されると共昏こジェット水の圧力
を過度に高めればキャビテーション・渦流が発生し、ノ
ズル自身が侵食や衝撃により損傷を受けるという欠点が
ある。

そこでか＼る欠点を除去するため、後者の方法では吸上
管と搬送管とを折曲状に接続し、噴射口を吸上管の手前
側で搬送管の後方に位置１７てその折曲状接続部にジェ
ットノズルを外装することによってノド部が出来るのを
回避している。この場合、駆動液体の吸引力を利用して
大気に而じる開口から空気を吸引し、液流を空気で囲続
することによってキャビテーションの発生を防止ｔ、、
ｔ＋ｔｔｇ動力を高効率に被搬送物に１云達することが
提案されている。しかしながらこの方法でも被搬送物と
大気を同時に負圧により吸引するため、駆動液体の駆動
エネルギーは両者ｌこ１分され、被搬送物に１００％変
換することが不可能となるデメリットも生じる。

又、前記いずれの方法においても、駆動力を液体のみに
めているため、噴射後被搬送物と混合する際に生ずる渦
流、管内壁の摩擦抵抗にょろり動エネルギーの損失はや
はり大きく、これを最小限に抑制して駆動エネルギーを
最高の効率で被搬送物に与えているとは言えない。また
、駆動液体自体を大量消費するためその処理にも間質が
あり、さらに混合後の被搬送物は質晰増大した分だけ余
分な駆動力を消費するためそれだけ吸引力が減少すると
いう悪循環も生じる。

本発明の目的は上記従来技術の有する欠点を除去し、被
搬送物に対して高効率な推力発生装置を提供するにある
。

そこで本発明の特徴とするところは、前記ジェットノズ
ルを高圧液体供給口と高圧気体供給口を有する筒状体か
ら形成し、該筒状体には高圧液体供給口に連通ずる高圧
液体用ノズル体と、該ノズル体の高圧液体用噴射口の外
側にこれと同心状に外挿した、高圧気体供給口に連通ず
る高圧気体用ノズル体とを設け、両ノズル体間ｌこ形成
される高圧気体用噴射口と、高圧液体用噴射口とをその
噴射方向が互いに平行となるように配設し、かつ該ジェ
ットノズルの中心軸線を搬送管のそれと一致させ、さら
に高圧気体用ノズル体の高圧気体用噴射口の内径に等し
い内径を有する一定長さの案内筒を高圧気体用ノズル体
に連続するように前記接続部の一側部膠こ設け、前記両
ノズル体を筒状体に対して着脱交換自在とした点にある
。

以下添付図を参照して本発明の実施例について詳述する
。

第１図及び第２図は本発明による推力発生装置の実施例
を示す。液体や固形物等の被搬送物を吸上げるための吸
上管１は被搬送物を吐出方向に搬送するための搬送管２
と折曲状に（鋭角状に）接続している。３は気液平行二
層流を駆動源として用いるジェットノズルである。該ジ
ェットノズル３は筒状体３′から成り、該筒状体３′の
外周に高圧液体　供給口と高圧気体供給口を有し、該筒
状体３′内には高圧液体用ノズル体４と高圧気体用ノズ
ル体５とを有する。高圧液体用ノズル体４はテーパ状に
拡開せる中心孔を有するリング４１管状体４″から成り
、この管状体４“の先端が高　□とこのリング４′の一
方側に突出せる一定長さの圧液体用噴射口６を形成する
。該管状体４“の外　′側に高圧気体用ノズル体５を挿
入し、このノズル　″体５の内径と管状体４”の外径と
の間に隙間を形成し、その先端が高圧気体用噴射ロアを
形成する。　゛高圧液体用噴射口６は高圧液体供給口８
に、高圧気体用噴射ロアは高圧気体供給口９Ｉこ連通し
ている。また、高圧液体用噴射口６と高圧気体用噴射ロ
アとはその噴射方向が互いに平行となるように配設する
。このような構成のジェットノズルを吸上管１と搬送管
２との接続部の一側部にその中心軸線が第送管のそれと
一致するように取り付ける。

この場合、ジェットノズルの先端に該ジェットノズルを
前記接続部の一側部に着脱自在に取り付けるための７ラ
ング部１０を設け、一方前記一側部に合フランジ１０′
を設けてこれをボルト１１その池の適宜手段で固定する
。フランジ部１０はその中心孔に内径が前記高圧気体用
ノズル体５の内径と一致する一定長さの案内筒１３をフ
ランジ部の一側に突出状に固定し、これと反対側にジェ
ットノズル先端をフランジ部に取り付けるための接続筒
１２を設け、この接続筒１２の内径に螺着等の方法によ
りジェットノズル先端を着脱自在に取り付ける。

７ラング部１０を前記接続部の一側部に取り付けると、
前記案内筒１３の外側とこの接続部の内径との間にリセ
ス１４が形成される。

高圧液体用ノズル体４の外径は筒状体３′の内径より若
干大きく形成し、筒状体３′の段部１５１ここれを嵌合
せしめたとき、その前端に当接し、これによって該ノズ
ル体４の所定位置を決めることができる。同様に筒状体
３′のもう１つの段部１６により前記ノズル体５の所定
位置を決めることができる。さらに挿入された両ノズル
体４，５が高圧流体の圧力により移動しないように、該
ノズル体５の後端はフランジ部１０に当接して固定され
ている。従って、高圧液体及び高圧気体の流量、圧力の
変化に応じて最適な径のノズル体をそれぞれ使用する。

なお、高圧液体用ノズル体４の高圧液体による押し出し
防１１ユのため高１Ｆ気体用ノズル体５との間にピン１
７を設ける。

高圧気体用噴射ロアの形状は環状のものを図示したが、
この他にも複数の小孔を同一円周上に配設したものとし
てもよい。孔の径、数等は必要に応じて適宜選定する。

次にかかる構成の推力発生装置の作用について説明する
。吸上管１の下端は水・ヘドロ・スラリー等の被搬送物
中に浸漬されている（図示省略）。

高圧液体及び高圧気体は噴射口６．７から互いに平行に
噴射されて案内筒１３内を実走する。高圧気体は噴射ロ
アから噴出した后も高圧気体用ノズル体５の内径と一致
する案内筒１３の内壁１こより拡散が不可能であり、又
加速された気体はその性質から管壁に沿って流れるため
、高圧液体の噴射通路側にあまり流出することなくその
直進方向は持続され、従って噴射速度もほとんど減する
ことなくこの間は維持される。一方高圧液体は前述の維
持されたエネルギの高速走行気流の円筒形状内に噴射さ
れることになるため、噴射口６より噴射された高圧液体
は高速円筒状気流の負圧力によりその流速に加速が加え
られ、極めて高速度の実走を可能にする。同時に、案内
筒１３内が低圧となり、高圧液体は案内筒１３の内壁に
拡散しようとするが、この場合はその低圧部分を埋める
べく高圧気体の流入が瞬時に行なわれるのでキャビテー
ションを起す間を与えない。そして搬送管２と吸上管１
との接続部の一側部に設けた開口からこの実走する高圧
液体と高圧気体からなる駆動流体は搬送管２の中心軸に
沿って吐出方向に噴出し、この時該流体の実走によって
生じた負圧力（吸上方）で被搬送物を吸」１管１より吸
−１−げて１般送管内を吐出方向に流送する。この場合
、駆動液体が被搬送物と混合する際に、駆動液体はその
周りを高圧気体で囲続されているから、搬送管２から受
ける摩擦抵抗が小さく、又被搬送物が駆動液体に合流す
る際の抵抗も高圧気体の壁が最初にこの抵抗を吸収する
ため、よりスムースに合流して混合する。

また、高圧気体の搬送管内の実走により生じた負圧力（
吸上方）との相乗効果により、高圧液体の噴射流は噴射
時の初速度をむしろ増速気味に維持し、搬送管内を実走
してその噴射流層内部に極めて大きな負圧力（吸上方）
を生じることになる。

また、ジェットノズル３の前記接続部への取り付けは、
その先端にフランジ部１０を設けて着脱自在としたから
、高圧液体及び高圧気体の流量。

圧力の変化に応じて最適な径のノズル体４，５に容易に
取り替えることができる。

従って高圧気体と高圧液体の圧力及び流量は、前述のよ
うに高圧液体の噴射流の初速度をむしろ増速気味に維持
するように適宜設定することができる。

以上詳述した通り、本推力発生方法では高圧液体と高圧
気体はそれぞれの噴射口から平行に噴射され、平行二層
流として流れ、高圧気体によって液流を囲続したま＼の
形状で案内筒内を実走した後、吸上げられた被搬送物と
混合するが混合後もその層状の流れの形状を保持しつつ
混合し、被搬送物を搬送するため、その有する運動エネ
ルギーの大部分は吸上刃及び搬送力として効率よく被搬
送物に与えられるため、極めて効率のよい推力発生方法
として作用する。

さらに前記両ノズル体及びジェットノズルを装置本体に
対して容易に着脱交換自在としたから、必要１こ応じて
種々の流量、圧力が利用できる。

また搬送管内には被搬送物の障害となるものは一切存在
せず、吸上管の内径までのものであれば吸上搬送が４能
である。さらに水推力発生装置では駆動流体として高圧
液体に加えて高圧気体を平行流として用いているので高
圧液体の駆動エネルギーを吸」二、１般送に１００％振
り向けることができると共に、局部的な圧力低下による
キャビテーション（空洞化現象）の発生も防１１−する
ことができる。高圧気体との相乗効果は駆動液体の被搬
送物ともなる悪循環の削減ｌこ効果的に働らく。

該装置を例えば船体等の推進装置として用いる場合、吸
上管が水中に没しているときは被搬送物として吸」二げ
られる水が前記高圧気液二相流と共に搬送管内を実走し
、その反作用Ｉこより上記船体等は推進力を得、また吸
」−管が水上にあるときにも同様に吸気される空気と」
−記高圧気液二相流との実走１こよる反作用により推進
力を得ることができる。

本発明による推力発生は−Ｌ記実施例の装置に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で種々変形することが
できる。又、使用する気体及び液体は各々空気及び水に
限らず、同一機能を有し高圧にｊ−る爆発の虞れのない
不活性のものであればどんなものでも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による推力発生装置の主要部縦断面図、
第２図はＸ−Ｘ断面で見たジェットノズルの横断面図で
ある。 １・・・吸上管、２・・・搬送管、３・・・ジェットノ
ズル、４・・・高圧液体用ノズル体、５・・・高圧気体
用ノズル体、６・・・高圧液体用噴射口、７・・・高圧
気体用噴射口、８・・・高圧液体供給口、９・・・高圧
気体供給口、１０・・・７ラング部、１３・・・案内筒
、１４・・・リセス。 特許出願人　毛　？彼　利　開 開　代理人　鎌　１）　文　二 第１図 第２図 °１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被搬送物を吸上げるための吸上管と、被搬送物を
   吐出方向に搬送するための搬送管とを折曲状に接続し、
   その接続部の一側部に設けたジェットノズルより搬送管
   内に高圧流体を噴射させて被搬送物に推力を与える推力
   発生装置蚤こおいて、該ジェットノズルは高圧液体供給
   口と高圧気体供給口を有する筒状体から成り、該筒状体
   内には高圧液体供給口に連通ずる高圧液体用ノズル体と
   、該パズル体の高圧液体用噴射口の外側にこれと同心状
   に外挿した、高圧気体供給口に連通ずる高圧気体用ノズ
   ル体とを設け、両ノズル体間に形成される高圧気体用噴
   射口と、高圧液体用噴射口とをその噴射方向が互いに平
   行となるように配設し、かつ該ジェットノズルの中心軸
   線を搬送管のそれと、一致させ、ざらに前記高子気体用
   ノズル体の高圧気体用噴射口の内径に等しい内径を有す
   る一定長さの案内筒を高圧気体用ノズル体に連続するよ
   うに前記接続部の一側部に設け、また前記両ノズル体を
   筒状体に対して着脱交換自在としたことを特徴とする推
   力発生装置。 ｆ２）　Ｍジェットノズルの先端に、該ジェットノズル
   を前記接続部の一側部に着脱自在に取り付けるための７
   ラング部を設け、該７ラング部の一側に前記筒状体に螺
   着自在の接続筒を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項Ｉこ記載の推力発生装置。 （３）前記フランジ部の中心孔に、その内径が前記高圧
   気体用ノズル体の内径と一致する案内筒を内挿状に該フ
   ランジ部の１１１！側に固定したことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の推力発生装置。