JPS6237296A - 水中翼船 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、水中翼船に関するものであり、更に詳述する
ならば、無駆動軸式にインペラを駆動する水ジェット推
進装置を収容した没水ポッドを設けた水中翼船に関する
ものである。

従来の技術 いわゆる水中翼船に使用されている水ジェット推進装置
は、例えば、第５図に示すように、船後部の船底ＩＯか
ら船尾の端壁１２へ貫通して延びる推進用水吸入吐出ダ
クト１４が設けられている。その水吸入吐出ダクト１４
の吸入口１４Ａは、水中翼８によって船体が水面から浮
揚して翼走するときも水を吸引するために、船底１０か
ら垂下して、水中翼８の近傍において船の前方に向いて
開口している。

その水吸入吐出ダク）１４の直線部分に同軸関係に整流
コーン１６が配置され、その整流コーン１６に回転イン
ペラ１８と固定翼２０とが交互が取り付けられている。

そして、固定翼２０は、整流コーン１６を支持するよう
に、その一端が整流コーン１６に固定され他端が水吸入
吐出ダクト１４の内壁に固定されている。一方、回転イ
ンペラ１８は、整流コーン１６に回転自在に支持され、
且つ、水吸入吐出ダクトｌ４の壁を貫通して水吸入吐出
ダクト１４に同軸関係に延びるインペラ駆動軸２２によ
り回転駆動される。

更に、第５図に図示しているように、インペラ駆動軸２
２は、水吸入吐出ダクト檗を貫通する貫通管２４を貫通
して、船体の内部に、具体的には機関室内に設置された
主機関（ディーゼルエンジンや電気モータなど）２６に
結合されている。そして、その貫通管２４には、添付図
面には詳細に図示していないが、管軸受が配置されてイ
ンペラ駆動軸２２を回転自在に支持している。更に、そ
の貫通管２４の両端には、それぞれ、封水部が設けられ
ている。

かくして、主機関が駆動されることにより、その出力軸
の回転がインペラ駆動軸２２に伝えられ、回転インペラ
１８が回転され、水吸入吐出ダクト１４の吸入口から水
を吸入しその水を吐出口から吐出して、その反作用によ
り船を推進する。その際の貫通管２４への水の侵入は、
その両端の封水部によって阻止される。

発明が解決しようとする問題点 しかし、水中翼船の以上のような構造の水ジェット推進
装置は、次のような大きな問題がある。

第１の問題は、機械的に回転するインペラ駆動軸が水吸
入吐出ダクトの壁に設けた貫通管を貫通しなければなら
ないことである。水吸入吐出ダクト内のインペラと船体
内とを結合する管を設けることは、その構造を完全な封
水構造としなければならず、非常に面倒であり且つその
部分に多大な費用を要する。

第２の問題は、インペラ、インペラ駆動軸及び主機関を
同一軸線上に配置しなければならず、その軸方向長が長
く、機関室配置上の制約となっている。

第３の問題は、水吸入吐出ダクトが、水中翼近傍から水
を吸引して船体内の高さまで引き上げて吐出するように
なされているために、長くならざるなえない。そのため
、水吸入吐出ダクトにおける水抵抗損失は無視できず、
主機関出力の利用効率が悪い。

第４の問題は、水吸入吐出ダクトの吐出口が水面の上に
位置するため、後進の場合、第５図には図示していない
が、水吸入吐出ダクトの吐出口にいわゆるデフレクタを
突出させて、そのデフレクタに吐出水を衝突させて、そ
の流水の向きを変えて、後進力を発生させている。その
ため、水吸入吐出ダクトの吐出口付近の構造が複雑にな
らざるを得ない。

そこで、本発明の第１の目的は、貫通管のように水吸入
吐出ダクト壁を貫通して封水構造が必要な管を必要とせ
ず、インペラの駆動から封水の問題を解消した水ジエツ
ト発生装置を有する水中翼船を提供することである。

また、本発明の第２の目的は、水ジェット推進装置のイ
ンペラと駆動源とを一直線に配置する必要がなく、且つ
、水吸入吐出ダクトにおける水抵抗損失を小さくした水
中翼船を提供せんとするものである。

更に、本発明の第３の目的は、水ジェット推進装置の水
吸入吐出ダクトの吐出口にデフレクタを設ける必要のな
い水中翼船を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、船体の下方に設けられ
た水中翼の付近に配置され且つ水吸入吐出ダクトが設け
られた没水ポッドと、該没水ポッドの前記水吸入吐出ダ
クト内に配置されたインペラ羽根と、該インペラ羽根の
周囲に設けられたインペラリングと、該インペラリング
に設けられた三相誘導電動機の回転子と、該回転子に協
働するように前記没水ポッド側に設けられた三相誘導電
動機の固定子とからなる水ジェット推進装置を具備する
ことを特徴とする水中翼船が提供される。

詐月 以上のような本発明による水中翼船に使用されている水
ジェット推進装置は、インペラ羽根の周囲に設けられた
インペラリングと、そのインペラリングに協働するよう
に没水ポッド側部分とが、三相誘導電動機の回転子と固
定子とをそれぞれ構成しているので、水吸入吐出ダクト
側部分の固定子を電気的に付勢することにより、回転子
が固定子に対して相対移動する。すなわち、インペラリ
ングが回転する。その結果、水吸入吐出ダクトを貫通し
て面倒な封水構造を必要とするインペラ駆動軸がなくて
も、インペラ羽根は回転して、水ジェットが発生され、
水中翼船が推進する。従って、水ジェット推進装置は封
水問題を解放できる。

また、水ジェット推進装置が、水中翼近傍の没水ポッド
に設置されているので、水吸入吐出ダクトが、水中翼近
傍から水を吸引して船体内の高さまで引き上げる必要が
ない。それ故、水吸入吐出ダクトを長くする必要がなく
、水吸入吐出ダクトにおける水抵抗損失を小さくして、
エネルギーの利用効率を向上することができる。

同様に、水ジェット推進装置が、水中翼、近傍の没水ポ
ッドに設置されているので、インペラを反対方向に回転
することにより、後進することができる。従って、面倒
なデフレクタを設ける必要がない。

実施例 以下、添付図面を参照して本発明による水中翼船の実施
例を説明する。

第１図は、本発明による水中翼船の１実施例の側面図で
あり、第２図は、その後面図である。

図示の水中翼船は、その船体の前後に、水中翼２８を有
している。その水中翼は、中央部が、船体の中央から垂
下する支柱３０で支持され、両端は、船体の両側から垂
下する側柱３２により支持されている。図示の実施例で
は、支柱３０及び側柱３２は共に固定であり、従って水
中翼２８は船体に対して固定されている。

そして、各支柱３０の両側で水中翼２８の上方には、一
対の没水ポッド３４が固定されており、その没水ポッド
の中に水ジェット推進装置が設けられている。しかし、
前部の水中翼の没水ポッド３４は省略してもよい。

第３図は、その没水ポッドの側面図であり、第４図は、
端面図である。第３図に示すように、没水ポッドは、支
持架構３６により、水中翼２８及び支柱３０に固定され
ている。なお、水中翼２８には、第３図に示すように、
姿勢制御用補助翼３８が設けられ、また、第４図に示す
ように、支柱３ｏの下端には、補助翼作動用のカウリン
グ４ｏが設けられている。

没水ポッドには、推進用水吸入吐出ダクト４２が設けら
ており、その水吸入吐出ダクト４２は、はぼ直線状であ
る。そのような水吸入吐出ダクト４２内に、その水吸入
吐出ダクトと同軸関係に、整流コーン４４が配置され、
その整流コーン４４は、固定翼４６により支持されてい
る。そして、その各隣接する固定翼４６の間において、
インペラが整流コーン４４に回転自在に取り付けられて
いる。そのインペラは、整流コーン４４に回転自在に支
持された回転軸にほぼ等角度関係に配置された複数のイ
ンペラ羽根４８と、そのインペラ羽根４８の周囲に設け
られたインペラリング５０とから構成されている。そし
て、そのインペラリング５０は、水吸入吐出ダクト４２
に形成された環状凹部４２Ａ内に収容され、インペラリ
ング５０の内面が水吸入吐出ダクト４２の内面とほぼ共
面になるようになされている。

そのインペラリング４４の外周面には、その全周にわた
って三相誘導電動機の回転子５２（回転子鉄心及び回転
子導体）が埋め込まれている。そして、没水ポッドのイ
ンペラリング４４に対設する部分すなわち上記した凹部
４２Ａに、三相誘導電動機の固定子５４が設置されてい
る。その固定子５４は、インペラリングの周方向に、イ
ンペラリングの実質的な長さにわたって広がり、その固
定子鉄心及び固定子導体は、インペラリングの周方向に
配列されている。また、固定子の磁極面は、インペラリ
ング５０の外周面にできる限り近接して位置し、磁気抵
抗をできるだけ小さくすると共に磁力線がインペラリン
グ面に対してほぼ垂直に生じるようになされている。

かくして、没水ポッドに回転インペラによる軸流を発生
する水ジェット推進装置が装備される。

上記した没水ポッドの水ジェット推進装置の固定子には
、船体から支柱を介して電力を供給する。

その電力は、例えば、ディーゼルエンジンなどの原動機
で駆動される三相交流発電機の一定周波数の電気を整流
機により直流に変換し更にインバータにより可変周波数
三相交流にして供給する。そして、そのインバータを、
船橋操縦装置からの速度設定信号により制御することに
より、その設定速度に見合う周波数の三相電力を固定子
に供給することができる。

そのような三相電力の供給により、固定子は、インペラ
リングの外周面の回転子に対設している磁極面に移動磁
界を発生する。その移動磁界は、インペラリングの回転
子の二次鉄心を透過して、その結果、二次導体に渦電流
を生じさせ、その電流と磁界との相互作用により回転力
が発生する。

従って、インペラ羽根がその回転軸を中心にして回転し
て、水ジェットにより推力を発生し、船を例えば前進さ
せる。そして、その回転速度は、上記したインバータが
固定子に供給する三相電力の周波数を制御することによ
り簡単に制御することができる。

かくして、没水ポッドの水ジェット推進装置は、インペ
ラリングに設けられたインペラ羽根乃至はその回転軸に
、船体内の原動機を機械的を結合する必要がなく、また
、インペラリングに対して同等電気的な結線をする必要
なく、インペラを水中で回転駆動することができる。

そして、水ジェット推進装置が没水構造であるので、イ
ンペラを反転駆動することにより、船を後退させること
ができる。

更に、上記した実施例では、回転インペラが一対設けら
れ、それぞれの回転軸が独立している。

このように構成することにより、各インペラを交互に反
対方向に回転させることができる。

また、上記実施例は、回転インペラが２段構成になって
いるが、３段以上の多投構成としても、反対に、１段構
成にしてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による水中翼船
は、従来の水中翼船では得れない、次のような優れた効
果を奏する。

■　水中翼近傍に配置した没水ポッドに設けられた水ジ
ェット推進装置のインペラ駆動源が、インペラリングと
水吸入吐出ダクトの固定子とで構成された三相誘導電動
機であるので、他に機械的な駆動源を必要としない。従
って、没水ポッド式水ジェット推進装置は、機関室の位
置に制約されず、どのような位置に配置することができ
る。

■　インペラと水吸入吐出ダクト外とを結合する必要が
ないので、水吸入吐出ダクトの貫通管のような封水構造
の管を設ける必要がないため、インペラ駆動軸まわりの
封水の問題から完全に開放される。

■　更に、インペラを直接三相誘導電動機に構成して電
気的に駆動しているので、機械的動力伝達手段が必要な
く、また、インペラ、インペラ軸及び駆動源を同一軸線
上に配置しなければならない問題はない。

■　水ジェット推進装置を没水ポッド内に設けたので、
水吸入吐出ダクトは水を吸引して吐出するだけに必要な
長さで足りる。従って、水吸入吐出ダクトを短くでき、
水抵抗損失を低減して、エネルギー効率を向上すること
ができる。

■　更に、水ジェット推進装置は没水構造であるので、
インペラを反転駆動することにより、水中翼船を後退さ
せることができ、従来必要であったデフレクタが必要な
い。

■　インペラの周囲にインペラリングを設け、且つその
インペラリングを駆動するので、インペラの剛性が増大
する。

■　インペラの支持軸はトルク伝達の必要がないので、
その直径を小さくすることができる。

■　また、三相誘導電動機の駆動電力を周波数制御する
ことにより、インペラの回転数を自由にすなわち無制限
に選択することができる。

■　各インペラを独立した回転軸で支持することにより
、多段インペラを交互に反対方向に回転させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による水中翼船の１実施例の側面図、
第２図は、その後面図、第３図は、第１図に示す水中翼
船の没水ポッドの側面図、第４図は、その端面図、第５
図は、従来の水中翼船の水ジェット推進装置の概略図で
ある。 〔主な参照番号〕 ８・・水中翼　　　　１０・・船底 １２・・船尾端壁　　　１４・・水吸入吐出ダクト１６
・・整流コーン　　１８・・回転インペラ２０・・固定
翼　　　　２２・・インペラ駆動軸２４・・貫通管　　
　　２８・・水中翼３０・・支柱　　　　　３２・・側
柱 ３４・・没水ポッド　　３６・・支持架構３８・・姿勢
制御用補助翼 ４０・・補助翼作動用カウリング ４２・・水吸入吐出ダクト ４４・・整流コーン　　４６・・固定翼４８・・インペ
ラ　　　５０・・インペラリング５２・・回転子　　　
　５４・・固定子・の。 昧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）船体の下方に設けられた水中翼の付近に配置され
   且つ水吸入吐出ダクトが設けられた没水ポッドと、該没
   水ポッドの前記水吸入吐出ダクト内に配置されたインペ
   ラ羽根と、該インペラ羽根の周囲に設けられたインペラ
   リングと、該インペラリングに設けられた三相誘導電動
   機の回転子と、該回転子に協働するように前記没水ポッ
   ド側に設けられた三相誘導電動機の固定子とからなる水
   ジェット推進装置を具備することを特徴とする水中翼船
   。