JPH03213496A

JPH03213496A - ウォータジェット推進機のインテークダクト装置

Info

Publication number: JPH03213496A
Application number: JP682390A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Komiya; 浩小宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1991-09-18

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、高速船艇用の推進機として使用されるウォ
ータジェット推進機のインテークダクトの構造を改良し
たウォータジェット推進機のインテークダクト装置に関
する。

（従来の技術）ウォータジェット推進機は、第４図に示すように、イン
テークダクト２Ａの吸込口３Ａが船艇に開口され、この
吸込口から吸込まれた水を、駆動軸４により回転するポ
ンプ羽根車５によって加圧し、デイフユーザ６で整流し
たのち、船尾の吐出ロアから高速のジェットとして噴射
して、推力を得るようにしたものである。

一般に、ウォータジェット推進機のインテークダクトの
吸込口の構造は、第５図に示すように、インテークダク
ト２Ｂの吸込口３Ｂが船艇１から突き出たボッドタイプ
と、第４図に示すように、吸込口３Ａの開口面が船底１
と同一面にあるフラッシュタイプとに分けられる。ボッ
ドタイプは、船速すなわち、船底部を流れる水の動圧を
回収しやすいという長所があるが、吸込口３Ｂが水中へ
突出しているため、浅瀬の航行には不利であり、しかも
高速走行時には抵抗が増大するので、高速船艇に不向き
である。このため、高速船艇では、フラッシュタイプの
吸込口３Ａを持つインテークダクト２Ａが使用されてい
る。

ここで、従来技術のフラッシュタイプのインテークダク
トについて説明する。船速を■１１インテークダクト出
口部８の水の流速を■２とする。

これらの比Ｖ　２　／　ｖ　１をインテーク出口流速比
と称する。このインテーク出口流速比Ｖ　２　／　ｖ　
１は、船速■１と、船底１に搭載されたウォータジェッ
ト推進機のポンプ吸込比速度Ｓとの関数になり、概ね第
６図に示す通りである。この第６図から、インテーク出
口流速比■２／■１の値は、船速Ｖ１の増加およびポン
プ吸込比速度Ｓの減少によって小さくなることが判る。

ウォータジェット推進機が搭載された船艇の設計速度Ｖ
１は、３０〜６０ノツトであり、ポンプ羽根車５にキャ
ビテーションが発生しないためのポンプ吸込設計比速度
Ｓは１２００＋ｐｍ−ｍ３７ｍｉｎ以下の小さな値であ
るため、船艇の定格航行時におけるインテーク出口流速
比Ｖ　２　／　ｖ　１は０゜３〜０．５程度の小さな値
となる。一方、船艇を低速状態から急加速運転した時に
は、ウォータジェット推進機が全出力運転されるので、
インテーク出口流速比Ｖ　２　／　ｖ　１の値は船速に
ほぼ逆比例した大きな値となる。以上が船艇の運転状態
とインテーク出口流速比Ｖ　２　／　ｖ　１との関係で
ある。

第７図（Ａ）および（Ｂ）は、船艇の定格航行時（イン
テーク出口流速比Ｖ　２　／　ｖ　１小）と低速度から
急加速運転した時（インテーク出口流速比Ｖ２／■１大
）のそれぞれの場合におけるインテークダクト内部の流
れを、船速■１を同一として速度ベクトルで概略表示し
た図である。

第７図（Ａ）では、船艇１に沿って流速■１で流れる水
は、インテークダクト２Ａの吸込口３Ａからスムーズに
吸込まれ、インテークダクト２Ａ内で滑らかに減速され
て、インテークダクト出口部８において流速■２となり
、ポンプ羽根車５へ流入する。しかし、第７図（Ｂ）で
はウォータジェット推進機の全出力運転に伴い、流量が
増大するため、インテークダクト２人の吸込口３Ａ近傍
で急激な流速増加が生じ、この結果静圧が低下してキャ
ビテーションが発生する恐れがある。

このキャビテーションを抑制するためには、吸込口３Ａ
の断面積を大きくすればよいが、こうすると定格航行時
における水のインテーク（吸込）性能に悪影響を与える
ことになる。第７図（Ｃ）は第７図（Ａ）および（Ｂ）
に示したインテークダクト２人において、吸込口３への
断面積を大きくした場合であって、第７図（Ａ）同じイ
ンテーク出口流速比■２／■１におけるインテークダク
ト２Ａ内の水の流れを示したものである。この場合、船
艇１に沿って流速Ｖｔで吸込口３Ａに流入した水は急激
に減速し、しかも水の流れ方向がインテークダクト２Ａ
の下面側寄りに向いているので、水を吸込口３Ａからス
ムーズに吸込めず、インテークダクト２Ａの吸込性能が
低下してしまう。

（発明が解決しようとする課題）従来技術にあっては、インテークダクト２Ａの形状が固
定しているため、前述したように定格航行時と低速度か
らの急加速した時の両者において高性能なインテークダ
クトを提供することが困難であった。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、
ウォータジェット推進機を搭載した高速船艇の広範な運
転状況下において、キャビテーションの発生を防止でき
、かつ、水の吸込性能を向上させることができるウォー
タジェット推進機のインテークダクト装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は、船底に吸込口が、船尾にノズルがそれぞれ
配置されたインテークダクト内にポンプ羽根車が配設さ
れ、このポンプ羽根車の駆動により上記吸込口から水を
吸い込み、この水を上記ノズルから噴射して船艇を推進
させるウォータジェット推進機において、上記インテー
クダクトの吸込口近傍の一部を上記インテークダクトの
軸心に直角な方向に可動として、吸込口の開口面積を変
更し得るよう構成したものである。

（作用）インテークダクトの吸込口の開口面積を変更しうるよう
構成したので、船艇を低速度から急加速運転してインテ
ーク出口流速比が大きくなった時には、吸込口の開口面
積を大に設定して、インテークダクト内を流れる水の流
速が増大しないようにし、キャビテーションの発生を防
止する。

また、船艇を定格速度で運転する時には、インテークダ
クトの吸込口を小さな開口面積に設定すれば、インテー
クダクト内を流れる水の流速が急速に減少せず、しかも
吸込口において水が澱みを生じることもなく、スムーズ
に吸込まれる。したがって、インテークダクトの水の吸
込性能を向上させることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１−図は、この発明に係るウォータジェット推進機の
一実施例を示す断側面図である。

ウォータジェット推進機のインテークダクト１０は、船
艇の船底１１と同一面内に吸込口１２が形成され、この
吸込口１２から船底の後方へ向って斜め上方へ伸びて形
成される。吸込口１２は方形形状であり、インテークダ
クト１０の出口部１３は円形形状であって、インテーク
ダクト１０は吸込口１２の方形形状から出口部１３の円
形形状へ滑らかに変化して構成される。

インテークダクト１０の出口部１３には、駆動軸によっ
て回転駆動されるポンプ羽根車（図示せず）が連結され
、このポンプ羽根車の後方にデイフユーザ（図示せず）
が設置される。さらに、このデイフユーザの後方にノズ
ル（図示せず）が配置される。ポンプ羽根車の回転によ
り吸込口」−２から水が吸込まれ、この水は更に加圧さ
れ、デイフユーザーで整流された後、ノズルからジェッ
ト噴流として噴射される。このジェット噴流により船艇
が前進する。

さて、インテークダクト１０の吸込口１２から出１」部
１３までの部分における船底１１と対向する側にダクト
座１４が船底１１へ向って垂設される。また、インテー
クダクト１０における吸込口１−２から出口部１３まで
のダクト面の一部、つまりダクト座１４から出口部吸込
口１３に至る部分は、可動ダクト面１５として構成され
る。

この可動ダクト面１５は二点支持され、後端は連結ロッ
ド１６によってダクト座」−４に支持される。連結ロッ
ド１６の両端は、廻り対偶としてのピン１７および１−
８によって連結ロッド１６およびダクト座１４に支持さ
れる。一方、可動ダクト面」５の前端は、廻り対偶とし
てのピン１９を介し、作動ロッド２０の先端に支持され
る。この作動ロッド２０は、ダクト座１４に固定された
アクチュエータ２１によって伸縮する蛇腹２２に接続さ
れる。さらに、作動ロッド２０は、船底１１に設置され
た軸受２３に、摺動自在に支持される。

したがって、アクチュエータ２１の作動により、蛇腹２
２が収縮し、これにより、作動ロッド２０が船艇の流れ
方向に移動して、可動ダクト面］５の傾斜角が変化する
。この可動ダクト面Ｊ５の傾斜角が変化して、可動ダク
ト面１５がインテークダクト１０の軸心に直角方向へ移
動すると、吸込口１２を構成する可動ダクト面１５の下
端部が船艇の長手方向に移動するので、吸込口１２の開
口面積が変動する。

次に作用効果を説明する。

船艇の定格航行時には、インテークダクト１０の吸込口
１２に吸込まれた水の流速がインテークダクト１０内で
急減速しないように、吸込口１２の開口面積が後述の低
速状態から急加速した時に比べ小さくなるように可動ダ
クト面１５が制御される。すなわち、第２図（Ａ）に示
すように、アクチュエータ２１によって蛇腹２２が伸長
し、作動ロッド２０が繰り出されると、ロッド２０の先
端部のピン１９はロッド１１の中心軸の軸に沿って船首
方向に移動する。この作動ロッド２０の繰り出しに伴な
って連結ロッド１６がピン１８を中心にして時計方向に
回転するので、作動ダクト面」、５と船底１１との迎角
θ１が小さくなり、吸込口４．２の開口面積が小さくな
る。

この結果、定格航行時のようにインテーク出口流速比Ｖ
　２　／　ｖ　＋の値が小さい場合、すなわち、船速■
と同じ速度で吸込口１２からインテークダクト１０内に
吸込まれた水が約半分以下の流速Ｖ２で出口部１３から
流出する場合でも、吸込口１２の面積が適当に絞られる
ので、この部分において流速が急激に減少せず、水の流
れ方向をインテークダクト２の中心線き平行になって、
吸込口１２から吸込まれた水は澱みを生じることなくス
ムーズに流れる。故に、損失を低く押えることができ、
水の吸込性能を向上させることができる。

一方、低速状態から急加速した時のように、インテーク
出口流速比■２／■１の値が大きい場合には、第２図（
Ｂ）に示すように、アクチュエータ２１の作動によって
蛇腹２２が収縮し、作動ロッド２０がアクチュエータ２
１側に引込まれる。

すると、作動ロッド２０の先端部のピン１９はロッド２
０の中心軸上を船尾方向に向って移動し、これに伴い連
結ロッド１６はピン１８を中心に反時計方向に回転する
。この結果、可動ダクト面１５と船底１１との挟角θ２
が大きくなると共に、可動ダクト面１５の下端部が船尾
方向に移動するので、吸込口１２の開口面積が大きくな
る。

この結果、船速■１と同じ流速でインテークダクト１０
の吸込口１２から吸込まれた水が、これと同程度かある
いはそれ以上の流速■２でインテークダクト１−０の出
口部１−３から流出する際にも、インテークダクト１０
の吸込口Ｊ３近傍で水の流速が急速に増加せず、従って
、静圧の低下によるキャビテーションの発生を防止でき
る。

第３図（Ａ）および（Ｂ）は、この発明に係るウォータ
ジェット推進機のインテークダクト装置の他の実施例の
作動を示す断面図であり、前記実施例と同一部分は同一
の符号を付す。

第３図（Ａ）は、船艇の低速航行時のように、インテー
ク出口流速比Ｖ、、／Ｖ、が小さな場合を示す。可動ダ
クト面２４は、ピン２５を介して、インテークダクト２
６に回転可能に支持される。

１又、蛇腹２２に連結された作動ロッド２７に、ピン２８
を介して連結ロッド２９が回転可能に支持される。この
連結ロッド２９の他端は、ピン３０を介して可動ダクト
面２４を回転可能に支持する。

したがって、インテーク出口流速比ｖ２／ｖｌが小さな
定格航行時には、アクチュエータ２１の作用で蛇腹２２
が伸長し、連結２９が可動ダクト面２４を押し上げる。

これにより、吸込口１２の開口面積が絞られ、吸込口１
２から吸込まれた水の流速が急激に減少することを防止
でき、水の吸込性能を向上させることができる。

また、第３図（Ｂ）に示すように、低速状態から急加速
した時のように、インテーク出口流速比が大きな場合に
は、アクチュエータ２１の作動で蛇腹２２が収縮し、可
動ダクト面２４が船尾方向に引かれて、吸込口１２の開
口面積が増大する。

この結果、インテークダクト２６内を流れる水の流速が
急激に増大せず、キャビテーションの発生を防止できる
。

〔発明の効果〕

２以上のように、この発明に係るウォータジェット推進機
のインテークダクト装置によれば、インテークダクトの
吸込口近傍の一部を上記インテークダクトの軸心に直角
な方向に可動として、吸込口の開口面積を変更し得るよ
う構成したことから、ウォータジェット推進機を搭載し
た高速船艇の高範囲な運転条件下においてキャビテーシ
ョンの発生を防止でき、かつ、水の吸込性能を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るウォータジェット推進機のイン
テークダクト装置の一実施例を示す断側面図、第２図（
Ａ）および（Ｂ）は第１図のインテークダクト装置の作
動状態を示す図、第３図（Ａ）および（Ｂ）はこの発明
の他の実施例の作動状態を示す断側面図、第４図は従来
のウォータジェット推進機を示す断側面図、第５図は従
来の他のウォータジェット推進機を示す断側面図、第６
図は船速とインテーク出口流速比との関係を示ずグラフ
、第７図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は第４図に示す従
来のインテークダクト装置におけるインテークダクト内
の水の流れを示す説明図である。１０・・・インテークダクト、１１・・・船艇、１２・
・・吸込［−１，１３・・・出口部、１５・・・可動ダ
クト面、１６・・・連結ロッド、２０・・・作動ロッド
、２１・・・アクチュエータ、２２・・・蛇腹。

Claims

【特許請求の範囲】

船底に吸込口が、船尾にノズルがそれぞれ配置されたイ
ンテークダクト内にポンプ羽根車が配設され、このポン
プ羽根車の駆動により上記吸込口から水を吸い込み、こ
の水を上記ノズルから噴射して船艇を推進させるウォー
タジェット推進機において、上記インテークダクトの吸
込口近傍の一部を上記インテークダクトの軸心に直角な
方向に可動として、吸込口の開口面積を変更し得るよう
構成したことを特徴とするウォータジェット推進機のイ
ンテークダクト装置。