JP2006273213A - 船艇の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、通常時に排気抵抗を極力少なくする開閉弁を提供することを課題とする。
【解決手段】 開閉弁４６は、弁ケース７１とこの弁ケース７１に上下移動自在に収納する弁体７２とで構成し、弁ケース７１は、上下に延びる筒部７３と、この筒部７３に開けた通し穴７４と、筒部７３の底に設ける底部７５と、筒部７３の上部に設ける排気入口７６とで構成し、弁体７２は、筒部７３の内面に沿わせると共に通し穴７４の開口を維持する高さの筒体７８と、この筒体７８の上部に被せると共に排気入口７６を閉塞可能な大きさのシール板７７とで構成するものである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、船艇の排気装置において、エンジン排気管出口に備える開閉弁の改良技術に関する。

排気管の出口を、水中に沈めて排気ガスを水中に放出するようにした船艇が広く普及しているが、転覆時などに排気管を伝わって水がエンジンに向かわないように、対策が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−９８９６６公報（図８）

特許文献１の図８は排気構造に設けた弁の一構成例を示す斜視図であり、弁６０（以下、開閉弁６０と云う。）は排気出口近傍に備え、合成樹脂製の材料で形成し、且つ円板形状をなし、円板の中心点を通過するように線分状の切れ目を入れ、複数の三角片６１を形成してなる。そして、排気管３８内の圧力が上昇したとき、複数の三角片６１が排気下流側に湾曲し、略星形状に開口して、艇外に排出する排気を通過させ、艇外から侵入しようとする水を阻止する。すなわち、開閉弁６０は、加える外力の強さに応じて撓み、外力を除去すると元の状態に復帰するという性質を利用して開閉を行うものである。

排気弁６０は、排気ガスの圧力で開くことを作動原理とするために、必然的に排気抵抗が発生する。この排気抵抗が大きいとエンジン背圧が大きくなりエンジンに悪影響を及ぼす。この影響を排除するために開閉弁６０を撓み易くすると排気管内に水が侵入し易くなる。
したがって、通常時に排気抵抗が発生することがなく、排気管内に水が侵入し難い開閉弁が望まれる。

本発明は、通常時に排気抵抗を極力少なくする開閉弁を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、船底を形成するハル及びこのハルに被せるデッキからなる艇体と、この艇体内に配置するエンジンと、このエンジンで発生する排気ガスを艇体外へ導く排気管と、この排気管の出口に設ける開閉弁とを備える船艇において、開閉弁は、弁ケースとこの弁ケースに上下移動自在に収納する弁体とで構成し、弁ケースは上下に延びる筒部と、この筒部に開けた通し穴と、筒部の底に設ける底部と、筒部の上部に設ける排気入口とで構成し、弁体は、筒部の内面に沿わせると共に通し穴の開口を維持する高さの筒体と、この筒体の上部に被せると共に排気入口を閉塞可能な大きさのシール板とで構成し、ハルが下でデッキが上であるときには、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ排出することができ、ハルが上でデッキが下であるときには、重力作用で移動した弁体のシール板が、排気入口を塞ぐように構成したことことを特徴とする。

ハルが下でデッキが上であるときには、弁体の自重により弁体が筒部の底部側に移動して、弁ケースに開けた排気入口と通し穴の開口との間が連通するので、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ円滑に排出することができる。
ハルが上でデッキが下であるときには、弁体の自重により弁体が筒部の上部に設けた排気入口側に移動して、弁体のシール板が排気入口を塞ぐので、排気入口から水が侵入することを極力避けることができる。

請求項２に係る発明では、船底を形成するハル及びこのハルに被せるデッキからなる艇体と、この艇体内に配置するエンジンと、このエンジンで発生する排気ガスを艇体外へ導く排気管と、この排気管の出口に設ける開閉弁とを備える船艇において、開閉弁は、弁ケースとこの弁ケースに揺動可能に取付ける弁体とで構成し、弁ケースは上下に延びる筒部と、この筒部の底に設ける通し穴と、筒部の上部に設ける排気入口とで構成し、弁体は、通し穴を塞ぎ得る大きさのシール板と、このシール板を揺動させるためにシール板から延ばしたアーム部と、弁体を揺動可能に支える支軸を通る水平線より弁開及び弁閉位置における弁体の重心が偏心する位置にてアーム部に設けた揺動支軸とで構成し、ハルが下でデッキが上であるときには、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ排出することができ、ハルが上でデッキが下であるときには、重力作用で揺動した弁体のシール板が、通し穴を塞ぐように構成したことことを特徴とする。

ハルが下でデッキが上であるときには、弁体のシール板は弁ケースの通し穴を塞ぐことはないので、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ排出することができる。
ハルが上でデッキが下であるときには、弁体のシール板は揺動支軸を中心に揺動し、弁ケースの通し穴を塞ぐので、排気入口から水が侵入することを極力避けることができる。

請求項３に係る発明では、排気管は、途中にウオータマフラを備え、排気管の出口から排気ガスと一緒に冷却水を排出することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、開閉弁は、弁ケースと弁体とで構成したので、開閉弁を簡便に構成することができる。また、弁ケースの内面に沿わせて弁体を重力作用で上下に移動可能に構成したので、ハルが下でデッキが上であるときに、弁ケースの排気入口と通し穴の開口との間が連通し、排気抵抗を小さくできるという利点がある。

請求項２に係る発明では、開閉弁は、弁ケースと弁体とで構成したので、開閉弁を簡便に構成することができる。また、弁体は弁開及び弁閉位置における弁体の重心が偏心する位置にて弁体のアーム部に揺動支軸を設け、弁体を重力作用で揺動可能に構成したので、ハルが下でデッキが上であるときに、弁ケースの排気入口と通し穴の開口との間が連通し、排気抵抗を小さくできるという利点がある。

請求項３に係る発明では、弁本体の自重により排気管の出口が開閉し、ハルが上でデッキが下であるときに、排気管の出口から水が侵入することを極力避けることができる。
ハルが下でデッキが上であるときに、排気管出口が大きく開口しているので、排気ガスと一緒に冷却水を排出しても排気抵抗が大きくならない。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る船艇の側面図であり、船艇１０（ジェット推進艇１０とも云う。）は、船底１１ａ（艇底１１ａとも云う。）を形成するハル１１及びこのハル１１の上方を覆うデッキ１２からなる艇体１３を備え、この艇体１３内に燃料タンク１４を設け、この燃料タンク１４の後方にエンジン１５を配置し、このエンジン１５の上方に鞍乗型シート１７を配置し、エンジン１５の後方にジェットポンプ２０を設け、燃料タンク１４の上方に操舵ハンドル２８を取り付けたものである。

ジェットポンプ２０は、ハル１１を構成する艇底１１ａの開口１１ｂから後方へ延ばしたポンプハウジング２１を備え、このポンプハウジング２１内に図示せぬインペラを回転自在に取り付け、インペラをエンジン１５の駆動軸２３に連結した装置である。
エンジン１５を駆動してジェットポンプ２０に備えるインペラを回転させ、艇底１１ａの開口１１ｂから吸引した水をポンプハウジング２１を介してステアリングノズル２５から噴射する。なお２２は、ジェットポンプ２０を備えるジェットポンプ室である。

ステアリングノズル２５は、ポンプハウジング２１の後端に左右にスイング自在に取付けたノズルである。このステアリングノズル２５は、操舵ハンドル２８の操作で左右にスイングすることにより、艇体１３の操舵方向をコントロールする操舵用の部材である。

すなわち、ジェット推進艇１０は、燃料タンク１４からエンジン１５に燃料を供給してエンジン１５を駆動し、このエンジン１５の駆動力を駆動軸２３を介してジェットポンプ２０に伝達し、このジェットポンプ２０を駆動することにより艇底１１ａの開口１１ｂから水を吸引し、吸引した水をポンプハウジング２１の後端を通じてステアリングノズル２５から噴射水を噴射することにより水上を走行する船艇である。

エンジン１５に備える吸気系の構成について説明する。
艇体１３の前方に、艇体１３内に外気を導入するため外気導入口３１を設ける。本実施例において、この外気導入口３１は３つの外気導入ダクト３２、３３、３４である。
外気導入ダクト３２は、筒体３２ａと、この筒体３２ａの両端に開けた艇体外開口３２ｂ及び艇体内開口３２ｃからなる部材であり、艇体内開口３２ｃを艇体１３の下方に配置し、艇体外開口３２ａを艇体１３の上方に配置する。
外気導入ダクト３３、３４についても、外気導入ダクト３２と同様に構成し、筒体３３ａ、３４ａ、艇体外開口３３ｂ、３４ｂ、及び艇体内開口３３ｃ、３４ｃを備える。

外気導入ダクト３２、３３、３４で取り入れた空気をエンジン１５に供給するため、エンジン１５の前方から後方にエアダクト３５を延ばし、このエアダクト３５の後端３５ｂに空気を清浄にするエアクリーナ３６を配置し、このエアクリーナの出口３６ｂからエンジン１５に向け、ちりやごみなどを除去した空気をエンジン１５に導くための吸入通路４１を延ばす。
本実施例において、艇体１３に外気導入ダクト３２、３３、３４を備えたので、必要十分な量の外気を艇体１３内に取り入れることができる。

エンジン１５に備える排気系の構成を説明すると、エンジン１５で発生する排気ガスを艇体１３外へ導く排気管４２をエンジン１５の後方に延ばし、排気管４２の出口に開閉弁４６を設け、排気管４２の途中にウオータマフラ４４を介在させる。

図２は本発明に係る船艇の平面図である。
先ず、エンジンの吸気系の構成を説明する。
艇体１３の略中央にエンジン１５を配置し、このエンジン１５の前方位置に艇体１３の外部から外気を取り入れる外気導入口３１である外気導入ダクト３２、３３、３４を設ける。外気導入ダクト３２、３３、３４において、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂは艇体外開口であり、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃは艇体内開口である。そして、外部導入ダクトの艇体内開口３２ｃ、３３ｃ、３４ｃの後方にエアダクト３５を配置する。

エアダクト３５はエンジン１５の左側方に前後に配置した部材であり、前部開口３７をエアダクト３５の前端３５ａに備え、同じく後端３５ｂにエアクリーナ３６を取り付け、このエアクリーナの出口３６ｂとエンジン１５の間に吸入通路４１を接続する。

すなわち、エンジンの吸気系は、エアダクト３５の前部開口３７へ空気を送るために艇体１３に且つエンジン１５より前方位置に外気導入口３１を開け、この外気導入口３１から艇体１３内部へ導入した外気を、エアダクト３５を通じてエアクリーナ３６へ送り、続いて、エアクリーナの出口３６ｂに接続した吸入通路４１を通じてエンジン１５へ供給するようにしたものである。

次に、エンジンの排気系の構成を説明する。
エンジン１５で発生する排気ガスを艇体１３外へ導く排気管４２を設ける。この排気管４２は第１排気管４３と、第２排気管４４と、第３排気管４５からなる部材である。そして、排気ガスが流れる方向に第１排気管４３と、第２排気管４４と、第３排気管４５をこの順で接続し、第３排気管４５の出口に開閉弁４６を取り付けると共に、第１排気管４３と第２排気管４４の間に第１ウオータマフラ４８を介在させ、第２排気管４４と第３排気管４５の間に第２ウオータマフラ４９を介在させた。

すなわち、排気系を構成する排気装置４０は、エンジン１５で発生する排気ガスを艇体１３外へ導く排気管４２を設け、この排気管４２の出口に開閉弁４６を取り付けると共に、排気管４２の途中に第１ウオータマフラ４８と第２ウオータマフラ４９とからなるウオータマフラ４７を介在させ、エンジン１５排気音を減らしエンジン１５の排気ガスを艇体１３外に導くものである。

図３は図２の３−３線断面図であり、船艇の右側に第１ウオータマフラ４８を配置し、船艇の左側に第２ウオータマフラ４９を配置し、ジェットポンプ室１６の天井を形成する天板５３に開閉弁４６を取り付け、第２ウオータマフラ４９と開閉弁４６の間を第３排気管４５で連結することを示す。

第１ウオータマフラ４８及び第２ウオータマフラ４９は、図示せぬバンド状の取り付け部材によりジェットポンプ室２２を形成する側板５４、５４の外側に取り付けるものである。艇体１３の振動を和らげるため、艇底１１ａの内側に中底５１を形成し、艇底１１ａと中底５１の間に発泡体５２を封入する。

排気管４２は、途中に第１ウオータマフラ４８と第２ウオータマフラ４９を構成要素とするウオータマフラ４７を備えるものであり、排気管の出口である第３排気管の出口５５を通じ開閉弁４６から排気ガスを排出する。

図４は本発明に係る開閉弁の側面図であり、ジェットポンプ室２２の天井を形成する天板５３の一部に開口５６を開け、この開口５６に下方から第３排気管４５（図３参照）と開閉弁４６の間を連結する連結管６１を取り付け、この連結管６１の下方から開閉弁４６を取り付けることを示す。なお、天板５３は水平に形成したものである。

図５は本発明に係る開閉弁の構造を説明する断面図である。
ジェットポンプ室２２の開口５６に下方から取り付ける連結管６１は、筒体６２と、この筒体６２の下方に設けるフランジ部６３及び筒体６２の下端を形成するシール受部６４とからなる。
そして、連結管６１に備えるフランジ部６３を天板５３に締結ボルト６５、６５で取り付け、連結管６１に下方から開閉弁４６を開閉弁締結ボルト６６、６６で取付ける。

開閉弁４６は、弁ケース７１とこの弁ケース７１に上下移動自在に収納する弁体７２とで構成し、弁ケース７１は、上下に延びる筒部７３と、この筒部７３に開けた通し穴７４と、筒部７３の底に設ける底部７５と、筒部７３の上部に設ける排気入口７６とで構成し、弁体７２は、弁ケース７１に備える筒部７３の内面７３ｂに沿わせると共に通し穴７４の開口を維持する高さの筒体７８と、この筒体７８の上部に被せると共に弁ケース７１に備える排気入口７６を閉塞可能な大きさのシール板７７とで構成する。

ハル１１（図１参照）が下でデッキ１２が上であるときには、排気入口７６から進入した排気ガスは通し穴７４を通じて弁ケース７１外へ排出することができ、ハル１１が上でデッキ１２が下であるときには、重力作用で移動した弁体７２のシール板７７が、シール受部６４に当たることで、排気入口７６を塞ぐように構成した。

図６は本発明に係る開閉弁の分解斜視図であり、弁ケース７１に収納する弁体７２を入れ、この弁ケース７１を締結ボルト６６を介して連結管６１に取り付け開閉弁４６を組立てることを示す。
そして、連結管６１に備えるフランジ部３３を艇体１３（図１参照）に取り付ける。

図７は本発明に係る開閉弁の作用説明図である。
（ａ）において、ハル１１（図１参照）が下でデッキ１２が上であるとき、弁体７２が弁ケース７１に備える底部７５に位置すると共に、排気ガスが開口を通過して矢印８３のようにジェットポンプ室２２に排出される。

弁体７２の自重により弁体７２が弁ケース７１に備える底部７５側に移動して、弁ケース７１に開けた排気入口７６と通し穴７４の開口との間が連通するので、排気入口７６から進入した排気ガスは通し穴７４に形成された開口を通じて弁ケース７１外へ円滑に排出することができる。

（ｂ）において、ハル１１（図１参照）が上でデッキ１２が下であるとき、弁体７２は筒部７３の上部に移動し、シール板７７がシール受部６４に当り、水の侵入を阻止する。
弁体７２の自重により弁体７２が弁ケース７１に備える排気入口７６側に移動して、弁体７２のシール板７７が排気入口７６を塞ぐので、排気入口７６から水が侵入することを極力避けることができる。

このように、弁体７２の自重により排気管の出口５５（図３参照）に取り付けた開閉弁４６が開閉し、ハル１１（図１参照）が上でデッキ１２が下であるときに、排気管の出口５５に連結した通し穴７４の開口から水が侵入することを阻止する。

加えて、開閉弁４６は、弁ケース７１と弁体７２とで構成したので、開閉弁４６を簡便な構造にすることができる。また、弁ケース７１に備える筒部７３の内面７３ｂに沿わせて弁体７２を重力作用で上下に移動可能に構成し、ハル１１が下でデッキ１２が上であるときに、弁ケース７１の排気入口７６と通し穴７４の開口との間が連通し、排気抵抗を小さくできるという利点がある。

図８は図５の別実施例図であり、連結管６１Ｂは、筒体６２Ｂと、この筒体６２Ｂの下方に設けるフランジ部６３Ｂとからなる。そして、連結管６１Ｂに下方から開閉弁４６Ｂを開閉弁締結ボルト６６Ｂ、６６Ｂで取付ける。

開閉弁４６Ｂは、弁ケース７１Ｂとこの弁ケース７１Ｂに揺動可能に取付ける弁体７２Ｂとで構成し、弁ケース７１Ｂは上下に延びる筒部７３Ｂと、この筒部７３Ｂの底に設ける通し穴７４Ｂと、筒部７３Ｂの上部に設ける排気入口７６Ｂとで構成し、弁体７２Ｂは、通し穴７４Ｂを塞ぎ得る大きさのシール板８７と、このシール板８７を揺動させるためにシール板８７から延ばしたアーム部８８と、弁体７２Ｂを揺動可能に支える支軸を通る水平線より弁開及び弁閉位置における弁体７２Ｂの重心が偏心する位置にてアーム部８８に設けた揺動支軸８９とで構成する。

ハル１１（図１参照）が下でデッキ１２が上であるときには、排気入口７６Ｂから進入した排気ガスは通し穴７４Ｂを通じて弁ケース７１Ｂ外へ排出することができ、ハル１１が上でデッキ１２が下であるときには、重力作用で揺動した弁体７２Ｂのシール板８７が、通し穴７４Ｂを塞ぐように構成した。

図９は図８の９−９線断面図であり、弁体７２Ｂに備える左右のアーム部８８、８８に筒部７３Ｂに備える軸穴９１、９１を合わせ、揺動支軸８９、８９で弁体７２Ｂを揺動自在に取り付けることを示す。なお、これらの揺動支軸８９、８９を一本にしてアーム部８８、８８の間を突き通すようにしても良い。

図１０は図８の作用図である。
（ａ）において、ハル１１（図１参照）が下でデッキ１２が上であるとき、弁体７２Ｂの自重により、弁体７２Ｂは揺動支軸８９を軸として、弁体７２Ｂに備えるシール板８７の上部９２が筒部７３Ｂの内面９３に当り、通し穴７４Ｂに開口を形成し、排気ガスが開口を通過して矢印９４・・・のようにジェットポンプ室２２に排出する。

弁体７２Ｂのシール板８７は弁ケース７１Ｂの通し穴７４Ｂを塞ぐことはないので、排気入口７６Ｂから進入した排気ガスは通し穴７４Ｂに形成された開口を通じて弁ケース７１Ｂの外へ排出することができる。このように、排気管出口としての通し穴７４Ｂの開口が大きく開口しているので、排気ガスと一緒に冷却水を排出しても排気抵抗が大きくならない。

（ｂ）において、ハル１１（図１参照）が上でデッキ１２が下であるとき、弁体７２Ｂの自重により、弁体７２Ｂは揺動支軸８９を軸として矢印９５の向きに揺動し、弁体７２Ｂに備えるシール板８７の下部９６が筒部の端部９７に当ると共に、シール板の端部９８が筒部７３Ｂの内面９３に当り、水の侵入を阻止する。

弁体７２Ｂのシール板８７は揺動支軸８９を中心に揺動し、弁ケース７１Ｂの通し穴７４Ｂを塞ぐので、排気入口７６Ｂから水が侵入することを極力避けることができる。
開閉弁４６Ｂは、弁ケース７１Ｂと弁体７２Ｂとで構成したので、開閉弁４６Ｂを簡便に構成することができる。

また、弁体７２Ｂは弁開及び弁閉位置における弁体７２Ｂの重心が偏心する位置にて弁体のアーム部８８に揺動支軸８９を設け、弁体７２Ｂを重力作用で揺動可能に構成したので、ハル１１（図１参照）が下でデッキ１２が上であるときに、弁ケース７１Ｂの排気入口７６Ｂと通し穴の開口５６Ｂとの間が連通し、排気抵抗を小さくできるという利点がある。

本発明は、ジェット推進艇に好適である。

本発明に係る船艇の側面図である。 本発明に係る船艇の平面図である。 図２の３−３線断面図である。 本発明に係る開閉弁の側面図である。 本発明に係る開閉弁の構造を説明する断面図である。 本発明に係る開閉弁の分解斜視図である。 本発明に係る開閉弁の作用説明図である。 図５の別実施例図である。 図８の９−９線断面図である。 図８の作用図である。

符号の説明

１０…ジェット推進艇、１１…ハル、１１ａ…艇底、１２…デッキ、１３…艇体、１５…エンジン、４０…排気装置、４２…排気管、４６、４６Ｂ…開閉弁、４７…ウオータマフラ、５５…排気管の出口、７１、７１Ｂ…開閉弁の弁ケース、７２、７２Ｂ…弁体、７３、７３Ｂ…筒部、７４、７４Ｂ…通し穴、７５、７５Ｂ…底部、７６、７６Ｂ…排気入口、７８…筒体、７７、８７…シール板、８８…アーム部、８９…揺動支軸、９３…筒部の内面。

Claims (3)

1. 船底を形成するハル及びこのハルに被せるデッキからなる艇体と、この艇体内に配置するエンジンと、このエンジンで発生する排気ガスを艇体外へ導く排気管と、この排気管の出口に設ける開閉弁とを備える船艇において、
   前記開閉弁は、弁ケースとこの弁ケースに上下移動自在に収納する弁体とで構成し、
   前記弁ケースは上下に延びる筒部と、この筒部に開けた通し穴と、前記筒部の底に設ける底部と、前記筒部の上部に設ける排気入口とで構成し、
   前記弁体は、前記筒部の内面に沿わせると共に前記通し穴の開口を維持する高さの筒体と、この筒体の上部に被せると共に前記排気入口を閉塞可能な大きさのシール板とで構成し、
   前記ハルが下でデッキが上であるときには、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ排出することができ、
   前記ハルが上でデッキが下であるときには、重力作用で移動した弁体のシール板が、前記排気入口を塞ぐように構成したことを特徴とする船艇の排気装置。
2. 船底を形成するハル及びこのハルに被せるデッキからなる艇体と、この艇体内に配置するエンジンと、このエンジンで発生する排気ガスを艇体外へ導く排気管と、この排気管の出口に設ける開閉弁とを備える船艇において、
   前記開閉弁は、弁ケースとこの弁ケースに揺動可能に取付ける弁体とで構成し、
   前記弁ケースは上下に延びる筒部と、この筒部の底に設ける通し穴と、前記筒部の上部に設ける排気入口とで構成し、
   前記弁体は、前記通し穴を塞ぎ得る大きさのシール板と、このシール板を揺動させるためにシール板から延ばしたアーム部と、弁体を揺動可能に支える支軸を通る水平線より弁開及び弁閉位置における弁体の重心が偏心する位置にて前記アーム部に設けた揺動支軸とで構成し、
   前記ハルが下でデッキが上であるときには、排気入口から進入した排気ガスは通し穴を通じて弁ケース外へ排出することができ、
   前記ハルが上でデッキが下であるときには、重力作用で揺動した弁体のシール板が、通し穴を塞ぐように構成したことを特徴とする船艇の排気装置。
3. 前記排気管は、途中にウオータマフラを備え、前記排気管の出口から排気ガスと一緒に冷却水を排出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の船艇の排気装置。

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