JP5724964B2 - ウォータージェット推進装置の吸込ケーシング - Google Patents

Description

本発明は、船艇の後部船底に開口する吸込口から水を吸い込む吸込ケーシングを有し、吸込ケーシングでポンプ部のスラストを受けるウォータージェット推進装置に関し、吸込ケーシングの流路あるいは船艇への取付板に応力を分散させるウォータージェット推進装置に関する。

従来、ウォータージェット推進装置の吸込ケーシングは、内部に流水が通過する筒状の吸水部と、船艇の船底およびトランサムに取り付ける取付部で構成され、吸水部は船底からトランサムに向かって上方に傾斜している。吸水部傾斜面の船首側には内部に軸受を有する軸受箱を付設し、羽根車を嵌合している主軸を軸支している。
小型あるいは中型のウォータージェット推進装置を搭載する船艇は、機関室のウォータージェット推進装置が占有するスペースを広くとれないため、上記のようにスラスト軸受を有する軸受箱を付設した吸込ケーシングで構成している。このような構造は特許文献１に開示されているように周知である。

特開２００１−１２２１９１号公報（図２）

従来のウォータージェット推進装置において、吸込ケーシングの構造材としてアルミニウム鋳物あるいはアルミニウム合金が多く使用されている。流路を形成している筒状の吸水部と船艇、トランサムに取り付ける板状の取付部は、金型・砂型あるいは溶接等で一体の構造体として形成される。吸水部傾斜面に軸受箱を付設すると、軸受箱との連結部材（フランジ）に大きな荷重がかかり、連結部材あるいは連結部材と吸水部傾斜面との接合部に応力集中が発生し、変形・破損する恐れがある。また、筒状の吸水部と板状の取付部との接合部も応力集中が発生し、同様に変形・破損する恐れがある。
本発明は、ウォータージェット推進装置で発生するスラストを受ける吸込ケーシングについて、応力集中がかかる箇所に補強リブを施し、吸込ケーシングの流路あるいは船艇への取付板に応力を分散させて、部材の疲労強度を高めることができるウォータージェット推進装置の吸込ケーシングを提供する。

軸受箱を連結する軸受フランジを傾斜流路に固着し、軸受フランジ両端側方から垂直リブを底部取付板まで延設すると、軸受フランジの船首側への曲げモーメントに対して強度部材である吸込流路で荷重を受けることができる。

また、底部取付板と傾斜流路との船首側接合部に船首側リブを立設し、傾斜流路の両端中央部近傍まで連続的に延設すると、傾斜流路と底部取付板との接合強度が増大し、船底のねじり、曲げに対して強度を有する。

本発明に係るウォータージェット推進装置の吸込ケーシングは、軸系のスラストを軸受箱で軸支し、それにより発生する応力を強度部材へ分散させるので、応力集中を低減できる。また、船艇のねじりや曲げによる吸込ケーシングへの応力を受けるための断面係数をリブによって増加させることができるので、主要部の肉厚を薄くでき、軽量化に寄与する。

本願発明に係るウォータージェット推進装置が艤装された船艇の側面図である。 同じく、ウォータージェット推進装置の縦断面図である。 同じく、ウォータージェット推進装置の吸込ケーシングをトランサム側からみた斜傾図である。 同じく、ウォータージェット推進装置の吸込ケーシングを駆動部からみた斜傾図である。

図１はこの発明に係るウォータージェット推進装置が艤装された船艇の側面図であって、ウォータージェット推進装置Ｗは、船艇Ｓの後部船底Ｓ１に開口する吸込口Ｓ２から水を吸い込む吸水部Ｗ１と、吸い込んだ水を加圧して船尾のトランサムＳ３後方へ吐出するポンプ部Ｗ２と、吐出された噴流の噴射方向を制御して船艇Ｓを操舵する操舵部Ｗ３とで構成される。ウォータージェット推進装置Ｗは機関室Ｓ４に設けられた駆動部Ｅと接続している。

船艇Ｓの船底Ｓ１とトランサムＳ３はウォータージェット推進装置Ｗと接続しており、ウォータージェット推進装置Ｗから吐出される噴流の反力を受けて船艇Ｓを前方に推進させる。

図２はウォータージェット推進装置の縦断面図であって、船底Ｓ１の吸込口Ｓ２に連通する吸込ケーシング１の吸水口２から吸引した水をポンプ部Ｗ２の羽根車３で加圧し、吐出ケーシング４の噴射ノズル５から船尾後方に加圧水を噴射して船艇Ｓを推進させるようにしている。噴射水を航走方向変換用のデフレクタ６で回動させることにより左右に噴射する。デフレクタ６は操作杆７により船内から回動させる。また、噴射水を後進用のリバーサ８で方向転換させて船艇方向に噴射させることにより船艇Ｓを後進させる。前進時にはリバーサ８を上方に回動してあり、噴流がリバーサ８と接触しないようにしている。

機関室Ｓ４の駆動部Ｅはウォータージェット推進装置Ｗの吸込ケーシング１を貫通して延設される主軸９に連結しており、主軸９を介してポンプ部Ｗ２で主軸９に嵌合している羽根車３を回転させている。羽根車３から発生する船首方向のスラストは、吸込ケーシング１に付設している軸受箱１０で軸支され、吸込ケーシング１を通して船艇Ｓに伝達される。

ウォータージェット推進装置Ｗは加圧した水を船尾後方の空中へ噴射させる。そのため、吸込ケーシング１の吸水部Ｗ１は船底Ｓ１に開口する吸込口Ｓ２からトランサムＳ３に向かって斜め上方に傾斜流路１１を形成している。トランサムＳ３近傍では船底Ｓ１に略水平な円筒状となり、内部には回転自在な羽根車３を内挿している。羽根車３に嵌合した主軸９は船首側に延設しており、吸込ケーシング１の傾斜流路１１に付設している軸受箱１０に軸支されている。軸受箱１０は吸込ケーシング１の傾斜流路１１上方に形成した軸受フランジ１２に連結している。

図３はウォータージェット推進装置の吸込ケーシングをトランサム側からみた斜傾図であり、図４はウォータージェット推進装置の吸込ケーシングを船首側からみた斜傾図である。
ウォータージェット推進装置Ｗは、船艇Ｓの変形による影響で、船底Ｓ１やトランサムＳ３からねじりや曲げ応力を受ける。また同時に、ウォータージェット推進装置Ｗが発生させるスラストを軸受箱１０で受ける。

ウォータージェット推進装置Ｗの羽根車３で発生する船首方向のスラストは、吸込ケーシング１に付設している軸受箱１０で軸支され、軸受フランジ１２を介して吸込ケーシング１から船艇Ｓに伝達される。吸込ケーシング１は船底Ｓ１とトランサムＳ３に固定されており、吸込ケーシング１の傾斜流路１１を船首側に引張する力が作用することになる。吸込ケーシング１を軸受フランジ１２や船底Ｓ１、トランサムＳ３へ取り付ける接合部には応力集中が発生し、最悪の場合、破損して機関室Ｓ４に水が浸水することになる。そのため、船首方向のスラストを船艇に伝達する吸込ケーシング１には各所に補強リブ１４，１５，１６，１７を設けている。

吸込ケーシング１の傾斜流路１１上方には軸受箱１０と連結する軸受フランジ１２が船底Ｓ１から略垂直に突設している。
軸受フランジ１２の両端中央部からトランサムＳ３方向に向かって水平リブ１４が設けられており、両端の幅を拡大させながら吸込ケーシング１に固着している。水平リブ１４は船底Ｓ１に対して略平行である。実施例では傾斜流路１１の略中心線上まで延設している。

羽根車３で発生する船首方向のスラストは軸受箱１０で支えるため、軸受箱１０と連結している軸受フランジ１２は船首方向に引張される。軸受フランジ１２と吸込ケーシング１の接合部に応力集中が発生するが、軸受フランジ１２両端から延設した水平リブ１４により、吸込ケーシング１の略水平な円筒状のポンプ部Ｗ２に応力を分散させるので、軸受フランジ１２接合部の破損を防止できる。

吸込ケーシング１の傾斜流路１１に突設している軸受フランジ１２の両端側方には垂直リブ１５を設けている。軸受フランジ１２中央部近傍から側方に幅を拡大させながら吸込ケーシング１の傾斜流路１１を介して底部取付板１８まで固着している。

軸受フランジ１２に発生する船首方向のスラストは、軸受フランジ１２両端から垂下した垂直リブ１５により、吸込ケーシング１の傾斜流路１１に応力を分散させるので、軸受フランジ１２接合部の破損を防止できる。

吸込ケーシング１の船首側には、底部取付板１８と傾斜流路と１１の接合部に船首側リブ１６を設けている。船首側リブ１６は底部取付板１８と傾斜流路１１の船首側接合部から傾斜流路１１両端にかけて連続的に設けられており、傾斜流路１１の中央部近傍まで延設している。船首側リブ１６は一定の高さで立設している。傾斜流路１１の中央部近傍では傾斜流路１１と船首側リブ１６との応力集中を避けるため、船首側リブ１６の高さを有しない。
本実施例の吸込ケーシング１は、傾斜流路１１下方にスクリーン取付用の凸部１９を有しており、凸部１９は傾斜流路１１の両端まで幅を有しているため、凸部１９の両端側壁を船首側リブ１６と連続的に連設させている。

船艇のねじりや曲げによる吸込ケーシング１への応力は、底部取付板１８に設けている船首側リブ１６により、吸込ケーシング１の傾斜流路１１両端に応力を分散させるので、底部取付板１８と傾斜流路１１の接合部の破損を防止できる。

吸込ケーシング１の船尾側には、底部取付板１８と傾斜流路１１とを連設させる船尾側リブ１７を設けている。傾斜流路１１の船尾側下方から底部取付板１８まで垂下させて、傾斜流路１１と底部取付板１８とを連設し、略三角形の船尾側リブ１７を形成している。
本実施例では、傾斜流路１１両端下部からそれぞれ船尾側リブ１７を垂下させ、底部取付板１８上に一定の高さで立設させながらトランサム取付板２０まで連設させている。トランサム取付板２０にも一定の高さで立設させて、上方の円筒状のポンプ部Ｗ２の両端に接続している。傾斜流路１１両端下部から底部取付板１８、トランサム取付板２０、ポンプ部Ｗ２両端は船尾側リブ１７により連続的に連結している。

船艇のねじりや曲げによる吸込ケーシング１への応力は、底部取付板１８およびトランサム取付板２０に設けている船尾側リブ１７により、吸込ケーシング１の傾斜流路１１両端に応力を分散させるので、底部取付板１８、トランサム取付板２０と傾斜流路１１の接合部の破損を防止できる。

本発明のウォータージェット推進装置の吸込ケーシングは、応力集中がかかる箇所に補強リブを施して、吸込ケーシングの流路あるいは船艇への取付板等の強度部材に応力を分散させることができる。したがって、部材の疲労強度が高まり、薄肉軽量化、長寿命化が可能となり、吸込ケーシングに付設する軸受箱でスラストを受ける小型あるいは中型のウォータージェット推進装置に有用なものとなる。

１ 吸込ケーシング
３ 羽根車
９ 主軸
１０ 軸受箱
１１ 傾斜流路
１２ 軸受フランジ
１４ 水平リブ
１５ 垂直リブ
１６ 船首側リブ
１７ 船尾側リブ
１８ 底部取付板
２０ トランサム取付板
Ｓ３ トランサム
Ｗ ウォータージェット推進装置

Claims (2)

1. 羽根車（３）の主軸（９）が傾斜流路（１１）を貫通し、吸込ケーシング（１）に付設した軸受箱（１０）で軸支するウォータージェット推進装置（Ｗ）において、
   軸受箱（１０）を連結する軸受フランジ（１２）を傾斜流路（１１）に固着し、軸受フランジ（１２）両端側方から垂直リブ（１５）を底部取付板（１８）まで延設した
   ことを特徴とするウォータージェット推進装置の吸込ケーシング。
2. 羽根車（３）の主軸（９）が傾斜流路（１１）を貫通し、吸込ケーシング（１）に付設した軸受箱（１０）で軸支するウォータージェット推進装置（Ｗ）において、
   底部取付板（１８）と傾斜流路（１１）との船首側接合部に船首側リブ（１６）を立設し、傾斜流路（１１）の両端中央部近傍まで連続的に延設した
   ことを特徴とするウォータージェット推進装置の吸込ケーシング。

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