JP7170009B2 - 内蔵式推進システム - Google Patents

Description

本発明は、船舶の推進システムに関し、詳しくは内蔵式推進システムに関するものである。

一般の船舶用推進器はエンジンの駆動力によってスクリュープロペラを高速回転させる。スクリュープロペラが高速回転する際、プロペラ翼は水をかいて後方へ放出し、後方の水流に衝突することによって推進力を生成する。舵は左右方向に傾くことによって船舶の進行方向を制御する。

船舶が航行する際、従来のスクリュープロペラは喫水が比較的深いため、スクリュープロペラの回転に伴って生じた推進力は有効な分力が比較的小さく、効率が比較低い。エンジンの生じた排気ガスはプロペラハブの軸孔から排出される。同時にスクリュープロペラに掻かれて放出された水流と、エンジンの生じた排気ガスとは排水口のあたりに相互に干渉して乱流を生じさせ、回転中のスクリュープロペラの受けた抵抗を増大させるため、船体の推進力が減衰し、推進効率が降下する。一方、スクリュープロペラおよび舵板は船体の底部に露出するため、外部の物体に衝突するか、回転中のスクリュープロペラがビニール袋または漁網などの異物を巻き込むことが原因で故障が起こりやすい。

本発明は推進効率を向上させる内蔵式推進システムを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、内蔵式推進システムはエンジン、流体誘導機構および動力推進機構を備える。流体誘導機構は流体誘導台座および排気管を有する。流体誘導台座はエンジンの底部に装着され、吸水口、排水口、流体誘導流路、軸孔および排気室を有する。吸水口は流体誘導台座の前端に配置される。排水口は流体誘導台座の後端に配置される。流体誘導流路は流体誘導台座の内部に配置され、一端が吸水口に繋がり、別の一端が排水口に繋がる。軸孔は流体誘導台座の頂面かつ吸水口の上方に位置付けられ、かつ流体誘導流路に繋がる。排気室は流体誘導台座の頂面かつ軸孔の後方に位置付けられる。排気管は先端が流体誘導台座の外周面に固定され、かつ流体誘導台座の排気室に繋がる。動力推進機構は伝動軸および羽根車を有する。伝動軸は流体誘導台座の軸孔内に回転可能に装着され、エンジンに連結される。羽根車は伝動軸に連結され、流体誘導台座の流体誘導流路内かつ流体誘導台座の吸水口の上方に位置付けられる。エンジンの生じた動力は伝動軸の伝達によって羽根車を回転させる。

上述した構造特徴により、羽根車が回転を開始する際、水流は吸水口から流体誘導流路へ吸い込まれ、羽根車によって整流され、続いて排水口から後方へ噴出されて船舶を前進させる。エンジンが持続的に運転する際、エンジンの生じた排気ガスは流体誘導台座の排気室内に集中し、そののち排気管から流体誘導台座の外部へ排出されるため、排気ガスと流体誘導流路を流動する水流とが相互に干渉することを効果的に抑制し、推進効率を向上させることができる。

比較的好ましい場合、吸水口の開口部は下向きである。流体誘導台座は前端の底面に吸水ユニットを有する。吸水ユニットは前端に複数の吸水口に繋がる第一導流孔を有し、底面に複数の吸水口に繋がる第二導流孔を有する。複数の第一導流孔および複数の第二導流孔によって水流を吸水ユニットから流体誘導台座内に効果的に吸い込むことができる。

比較的好ましい場合、吸水ユニットはさらに複数の円弧状導流板を有する。複数の円弧状導流板は吸水ユニットの底面に間隔を置いて配置され、水流を複数の第二導流孔から流体誘導流路へ誘導することができる。

比較的好ましい場合、流体誘導台座はさらに羽根車を囲んで完全に覆う環状壁面を有する。上述した構造特徴により、本発明は吸水効率を向上させ、船底の近くの魚類またはダイバーを羽根車が負傷させることを抑制することができるだけでなく、船舶の喫水線が浅い時に対応できる。

比較的好ましい場合、流体誘導機構はさらに逆方向誘導部材を有する。逆方向誘導部材は流体誘導台座の後端に配置され、流体誘導台座に向かって上下にスウィングする。逆方向誘導部材が排水口の上方に位置する際、水流は排出口から後方へ噴出されて船舶を前進させる。逆方向誘導部材が排水口の後方に位置する際、排出口から噴出された水流は逆方向誘導部材の妨害を受けて噴射方向が後方から前方に変わるとともに船舶を後退させる。

比較的好ましい場合、逆方向誘導部材は左右両側に継手金具を別々に有する。二つの継手金具は前端が流体誘導台座の後端に連結される。流体誘導機構はさらにレバーおよび連結棒を有する。レバーは流体誘導台座の外周面に前後に移動可能に装着される。連結棒は前端がレバーの末端部に装着され、後端が逆方向誘導部材の一つの継手金具の後端に連結される。上述した構造特徴により、レバーは動力源の駆動力を受けて連結棒によって逆方向誘導部材を引っ張ったり緩めたりすることによって逆方向誘導部材を上方または下方の位置に切り替える。

比較的好ましい場合、流体誘導機構はさらに引張スプリングを有する。引張スプリングは前端がレバーに連結され、後端が逆方向誘導部材に連結されるため、連結棒は弾力によって逆方向誘導部材を第二位置から第一位置まで持ち上げることができる。

比較的好ましい場合、排気管は末端の開口部が下向きであるため、エンジンの生じた排気ガスと排出口から流出した水流とは相互に干渉することがない。

本発明による内蔵式推進システムの詳細な構造は特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを別の角度から見た斜視図である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを示す分解斜視図の一部分である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを側面から見た断面図の一部分である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを底面から見た断面図の一部分である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムを端部から見た断面図の一部分である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムにおいて逆方向誘導部が排水口の上方に位置する状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態による内蔵式推進システムにおいて逆方向誘導部が排水口の後方に位置する状態を示す側面図である。

以下、本発明による内蔵式推進システムを図面に基づいて説明する。なお、明細書において、方向性用語は図に示した方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品を示す。

（一実施形態）
図１から図４に示すように、本発明の一実施形態による内蔵式推進システム１０はエンジン２０、流体誘導機構３０および動力推進機構７２を備える。

エンジン２０は従来の技術であるため、詳細な構造および作動原理を省略する。

流体誘導機構３０は流体誘導台座３２を有する。流体誘導台座３２は板状継手４８によってエンジン２０のハウジング２２の底部に装着される。図３および図４に示すように、流体誘導台座３２は吸水口３４、排水口３６、流体誘導流路３８、軸孔４０および排気室４２を有する。吸水口３４は流体誘導台座３２の前端に配置され、開口部が下向きである。排水口３６は流体誘導台座３２の後端に配置され、開口部が後ろ向きである。流体誘導流路３８は流体誘導台座３２の内部にらせん状に配置され、前端が吸水口３４に繋がり、後端が排水口３６に繋がる。図４に示すように、軸孔４０は吸水口３４の上方に位置し、かつ流体誘導流路３８に繋がる。排気室４２は軸孔４０の後方に位置し、外部に繋がる排気孔４４を有する。

流体誘導機構３０はさらに排気管５０を有する。図３から図６に示すように、排気管５０は先端が流体誘導台座３２の外周面に固定され、かつ流体誘導台座３２の排気孔４４によって流体誘導台座３２の排気室４２に繋がる。排気管５０は末端の開口部が下向きである。上述した構造特徴により、本発明はエンジン２０の生じた排気ガスを流体誘導台座３２の排気室４２内に集中させ、続いて排気管５０から流体誘導台座３２の外部へ排出するため、排気ガスと流体誘導流路３８を流動する水流とが相互に干渉することを抑制することができる。

図２、図７および図８に示すように、流体誘導機構３０はさらに逆方向誘導部材５２、レバー５６、連結棒６０および引張スプリング６２を有する。逆方向誘導部材５２は左右両側面に継手金具５４を別々に有する。二つの継手金具５４は前端が流体誘導台座３２の後端に連結されるため、逆方向誘導部材５２は流体誘導台座３２に向かって第一位置Ｐ１（図７参照）および第二位置Ｐ２（図８参照）の間を上下に移動することができる。第一位置Ｐ１は排水口３６の上方にある。第二位置Ｐ２は排水口３６の後方にある。レバー５６は流体誘導台座３２の外周面に装着され、動力源（図中未表示）によって流体誘導台座３２に対して前後に移動することができる。連結棒６０は前端がレバー５６の末端部に装着され、後端が逆方向誘導部材５２の右側の継手金具５４の後端に連結される。引張スプリング６２は前端がレバー５６の突起部５８に連結され、後端が逆方向誘導部材５２の右側の継手金具５４の後端に連結されるため、連結棒６０は弾力によって逆方向誘導部材５２を第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１まで持ち上げることができる。

図１から図３に示すように、流体誘導機構３０はさらに吸水ユニット６４を有する。吸水ユニット６４は流体誘導台座３２の前端の底面かつ吸水口３４の下方に装着される。吸水ユニット６４は前端に複数の吸水口３４に繋がる第一導流孔６６を有し、底面に複数の吸水口３４に繋がる第二導流孔６８を有する。複数の第一導流孔６６は柵状に配列される。複数の第二導流孔６８は格子状に配列される。図４に示すように、吸水ユニット６４はさらに三つの円弧状導流板７０を有する。三つの円弧状導流板７０は吸水ユニット６４の底面に間隔を置いて配置され、第一導流孔６６および第二導流孔６８を通る水流を流体誘導台座３２の吸水口３４へ誘導する。

動力推進機構７２は伝動軸７４および羽根車７６を有する。図３および図４に示すように、伝動軸７４は流体誘導台座３２の軸孔４０に差し込まれてエンジン２０に連結される。羽根車７６は伝動軸７４に連結され、流体誘導台座３２の流体誘導流路３８内、かつ流体誘導台座３２の吸水口３４の上方に位置付けられる。羽根車７６は流体誘導台座３２の環状壁面４６によって覆われる。上述した構造特徴により、エンジン２０は伝動軸７４によって羽根車７６を駆動することができる。

羽根車７６が回転を開始する際、水流は吸水ユニット６４内に吸い込まれ、吸水ユニット６４から流体誘導台座３２へ誘導され、そののち羽根車７６によって整流される。続いて、整流された水流は流体誘導流路３８に流れ込んで排水口３６から後方へ噴出され、低圧かつ大流量の噴射状態を維持する。図７に示すように、逆方向誘導部材５２が第一位置Ｐ１、即ち排水口３６の上方に据えられる際、水流は排水口３６から後方へ噴出され、船舶を前進させる。図８に示すように、逆方向誘導部材５２が第二位置Ｐ２、即ち排水口３６の後方に据えられる際、排水口３６から噴出された水流は逆方向誘導部材５２の妨害を受けて噴射方向が後方から前方に変わるとともに船舶を後退させる。

本発明による内蔵式推進システム１０は先行技術に優れた点が下記のとおりである。

１）内蔵式推進システム１０が運転する際、水流は吸水ユニット６４内に吸い込まれ、吸水ユニット６４から流体誘導台座３２へ誘導され、続いて羽根車７６によって整流される。整流された水流は排水口３６から後方へ噴出されるため、船尾の後方に渦流が発生しにくい。航行中のエンジンの生じた排気ガスは排気管５０から流体誘導台座３２の外部へ排出される。従って、本発明は排気ガスと水流とが相互に干渉することを抑制し、推進効率および操作性を向上させることができる。

２）内蔵式推進システム１０において、羽根車７６は流体誘導台座３２の環状壁面４６によって覆われるため、水流を効果的に集中させる、即ち吸水効率を向上させるだけでなく、船底の近くの魚類またはダイバーを負傷させることを抑制することができる。従って、本発明は船舶の喫水線が浅い時に対応できる。

３）航行中の内蔵式推進システム１０は吸水ユニット６４によって様々な大型物体（例えばごみ、浮き木、ビニール袋または魚網など）が流体誘導流路３８に流れ込むことを抑制する。つまり、本発明は大型物体が羽根車７６に絡むことを減らすことができる。

１０：内蔵式推進システム、
２０：エンジン、
２２：ハウジング、
３０：流体誘導機構、
３２：流体誘導台座、
３４：吸水口、
３６：排水口、
３８：流体誘導流路、
４０：軸孔、
４２：排気室、
４４：排気孔、
４６：環状壁面、
４８：板状継手、
５０：排気管、
５２：逆方向誘導部材、
５４：継手金具、
５６：レバー、
５８：突起部、
６０：連結棒、
６２引張スプリング、
６４：吸水部材、
６６：第一導流孔、
６８：第二導流孔、
７０：円弧状導流板、
７２：動力推進機構、
７４：伝動軸、
７６：羽根車、
Ｐ１：第一位置、
Ｐ２：第二位置、

Claims (9)

1. エンジン、流体誘導機構および動力推進機構を備え、
   前記流体誘導機構は流体誘導台座、吸水ユニットおよび排気管を有し、
   前記流体誘導台座は前記エンジンの底部に装着され、吸水口、排水口、流体誘導流路、軸孔および排気室を有し、前記吸水口は前記流体誘導台座の前端に配置され、前記排水口は前記流体誘導台座の後端に配置され、前記流体誘導流路は前記流体誘導台座の内部に配置され、一端が前記吸水口に繋がり、別の一端が前記排水口に繋がり、前記軸孔は前記吸水口の上方に位置し、前記流体誘導流路に繋がり、前記排気室は前記軸孔の後方に位置し、
   前記排気管は先端が前記流体誘導台座の外周面に固定され、前記流体誘導台座の前記排気室に繋がり、
   前記吸水ユニットは、前記流体誘導台座の前記前端の底面に配置され、前記吸水ユニットは、前記吸水口に繋がる複数の第一導流孔を前記前端に有し、前記吸水口に繋がる複数の第二導流孔を底面に有し、
   前記動力推進機構は伝動軸および羽根車を有し、
   前記伝動軸は前記流体誘導台座の前記軸孔内に回転可能に装着され、前記エンジンに連結され、
   前記羽根車は前記伝動軸に連結され、前記流体誘導台座の前記流体誘導流路内かつ前記流体誘導台座の前記吸水口の上方に位置付けられ、
   前記排気管は、湾曲部と下方に延びる部分とを有し、
   前記湾曲部は、一端が前記流体誘導台座の外周に接続され、他端が前記下方に延びる部分に接続され、前記下方に延びる部分は前記流体誘導台座の底に向かって延び、
   前記流体誘導流路は、前記羽根車の軸方向と交差する方向に延びることを特徴とする内蔵式推進システム。
2. 前記吸水口の開口部は下向きであり、前記吸水ユニットは、前記吸水口の下方に位置する、請求項１に記載の内蔵式推進システム。
3. 前記吸水ユニットはさらに複数の円弧状導流板を有し、複数の前記円弧状導流板は前記吸水ユニットの底面に間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項２に記載の内蔵式推進システム。
4. 前記流体誘導台座はさらに前記羽根車を囲んで覆う環状壁面を有することを特徴とする請求項１に記載の内蔵式推進システム。
5. 前記流体誘導機構はさらに逆方向誘導部材を有し、前記逆方向誘導部材は前記流体誘導台座の後端に配置され、前記流体誘導台座に向かって第一位置および第二位置の間を上下に運動し、
   前記逆方向誘導部材が前記第一位置に持ち上がれば、前記逆方向誘導部材が前記排水口の上方に位置し、前記逆方向誘導部材が前記第二位置に留まれば、前記逆方向誘導部材が前記排水口の後方に位置することを特徴とする請求項１に記載の内蔵式推進システム。
6. 前記逆方向誘導部材は左右両側に継手金具を別々に有し、二つの前記継手金具は前端が前記流体誘導台座の後端に連結され、
   前記流体誘導機構はさらにレバーおよび連結棒を有し、前記レバーは前記流体誘導台座の前記外周面に前後に運動可能に装着され、前記連結棒は前端が前記レバーの末端部に装着され、後端が前記逆方向誘導部材の一つの前記継手金具の後端に連結されることを特徴とする請求項５に記載の内蔵式推進システム。
7. 前記流体誘導機構はさらに引張スプリングを有し、前記引張スプリングは前端が前記レバーに連結され、後端が前記逆方向誘導部材に連結されることを特徴とする請求項６に記載の内蔵式推進システム。
8. 前記排気管は末端の開口部が下向きであることを特徴とする請求項１に記載の内蔵式推進システム。
9. 前記流体誘導流路はらせん状に伸びることを特徴とする請求項１に記載の内蔵式推進システム。

Images