JPH10505302A - 船舶用の水ジェット集合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポンプハウジング（１）を有する推進ポンプを含み、ポンプハウジング（１）の出口開口（２）にはステアリング部が備えられ、ステアリング部が船舶の回転、ならびに船舶の後退すなわち後進を可能にする。ステアリング部は、垂直軸線のまわりに揺動できるように取り付けられて、２つの平行な側部プレート（１０，１１）を有するように設計された支持／軸受構造を出口開口（２）の位置に含み、ステアリングノズル（１６）は該側部プレートの間において水平軸線（１４，１５）のまわりに枢動可能に取付けられている。矩形横断面を有するように設計された、また２つの側部プレート（１０，１１）の間のステアリングノズル（１６）の下側には、後進用バケット（２１）が枢動可能に取付けられる。この後進用バケット（２１）はステアリングノズル（１６）にリンク連結（２２〜２４）され、ステアリングノズル（１６）の前端部が上方へ揺動されるときに、ステアリングノズル（１６）の下側の上昇位置から下方へ揺動した位置へと揺動できるようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】 船舶用の水ジェット集合装置 本発明は、船舶用の水ジェット推進ユニットであって、入口開口および出口開 口のあるポンプハウジングを有する推進ポンプを含み、ポンプハウジングの出口 開口の位置に前後端部を有するステアリングノズルが備えられ、ステアリングノ ズルは水ジェットの方向制御のために前端部が垂直軸線のまわりに横方向に揺動 できるように取付けられ、また該ユニットの推進方向を逆転させるためにバケッ トがステアリングノズルの下側に備えられて、該バケットは水平軸線のまわりを 水ジェットの外側に配置される位置から水ジェットの中に配置される作動位置ま での間を揺動できるようになされた水ジェット推進ユニットに関する。 ＵＳ−ＰＳ４４７４５６１は前記形式の水ジェット推進ユニットを知らしめて おり、ポンプの出口開口には支持部が連結され、この支持部に水ジェットの方向 を制御するためのステアリングノズルが取付けられている。このステアリングノ ズルは垂直軸線のまわりを横方向に揺動できる。船舶を後退すなわち後進させる ためにユニットの推進方向を逆転させる目的でバケットも備えられており、この バケットはステアリングノズルから完全に外側に配置される位置と、ステアリン グノズル内に内方へ向かって揺動された作動位置との間を揺動できるようになさ れている。 本発明の１つの目的は、非常に高い精度を有し且つ最大可能な後進推進力を保 持して、駆動推進力を前後方向に制御でき、または船舶を静止保持できるように なされた水ジェット推進ユニットを提供することである。 それ故に本発明によれば、船舶用の水ジェット推進ユニットであって、入口開 口および出口開口のあるポンプハウジングを有する推進ポンプを含み、ポンプハ ウジングの出口開口の位置に前後端部を有するステアリングノズルが備えられ、 ステアリングノズルは水ジェットの方向制御のために前端部が垂直軸線のまわり に横方向に揺動できるように取付けられ、また該ユニットの推進方向を逆転させ るためにバケットがステアリングノズルの下側に備えられて、該バケットは水平 軸線のまわりを水ジェットの外側に配置される位置から水ジェットの中に配置さ れる作動位置までの間を揺動できるようになされた水ジェット推進ユニットが提 供される。前記水ジェット推進ユニットは、ステアリングノズルがノズル横断面 において実質的に矩形で、後端部において水平軸線のまわりで支持部の２つの側 部プレート間を枢動できるように取付けられており、これは横方向に揺動できる ように出口開口で垂直軸線のまわりに枢動可能に取付けられていること、またバ ケットが水平軸線のまわりで２つの側部プレート間を枢動できるように取付けら れ、またステアリングノズルに駆動連結されて、ステアリングノズルの前端部が 上方へ向かって揺動されたときにそのステアリングノズルの下側に上昇した位置 から下方へ揺動した位置まで揺動できるようになされていることを特徴とする。 ステアリングノズルとバケットとの間の駆動連結はリンク連結であることが有 利である。 前進方向へ移動するとき、ステアリングノズルが水ジェットを偏向させるよう に、支持部したがってステアリングノズルを水平面内で揺動させて船舶は操縦さ れる。 船舶が移動中に減速し、または後進移動させることは、水ジェットをその船底 下側において下方且つ前方へ向かうように偏向させる流路を確立することで、達 成される。これは、ステアリングノズルの前端縁を上方へ向かって揺動し、バケ ットを駆動連結により下方へ向けて揺動させることで行われる。 ステアリングノズルが上方へ向かって揺動されるとき、ステアリングノズルの 下側の水平縁は、ポンプハウジングの出口開口から水ジェットの中へ次第に切り 込んで、前方へ向かって偏向される水量を増大させるようになされる。後進推進 力はバケットに対する水圧の結果として生じる。 船舶は、支持部したがってステアリングノズルおよびブラケットが水平面内を 揺動されて前進方向の推進時と同様に、後進方向の推進時に操縦される。 ステアリングノズルの前方の支持部は、ステアリングノズルの矩形横断面に等 しい実質的に矩形の開口を、ポンプハウジングの出口開口と同一面内に有するこ とが有利である。 この開口は、後方へ向かってステアリングノズルの前端部付近へ延在する上方 から連結された頂部突起を有するならば、前記ステアリングノズルが支持開口へ 向かって前方へ向いた対応する底部突起を有し、前記底部突起はステアリングノ ズルの前端部が上方へ向かって揺動されるときに該底部突起が頂部突起に当接す るような寸法とされることが特に有利である。底部突起は水ジェット内に切り込 んで、増大される水量がバケットを経て前方へ向かって偏向されるようにする。 ステアリングノズルの開口の幅が前方に向かって減少するならば、これは特に 有利である。これは、ステアリングの揺動時の応答性を良くすることに寄与する 。何故ならば、水ジェットは更に内方へ向けて揺動した壁面に向かって流れて、 応答推進力を与えるからである。 最大可能な後進推進力を得るためには、この推進力はバケットに対する水圧に よるものであるが、バケットが形成する後進用流路はジェット放出の全体を通過 させることができるほどに十分大きな横断面を有していなければならない。この 後進用流路が狭すぎると、せき止めて逆流を生じ、後進推進力は減少される。 それ故に、バケットは後端部のステアリングノズルの幅よりも広い幅を有する ように設計されねばならない。このことは、後進用流路がステアリングノズルの 外側幅よりも実質的に広く作られて、垂直面において同じ通路幅を有することで 、例えば後進用流路の幅がステアリングノズルの外側の幅となるように制限され る上述した周知の実施例の場合よりも実質的に大きな流路横断面積を有すること ができることを意味する。 本発明は図面を参照して更に詳細に説明される。図面において、 第１図は船舶用の水ジェット推進ユニットのステアリング部の側面図である。 第２図は第１図のステアリング部の水平投影図である。 第３図は通常の作動位置におけるステアリング部を通る横断面を示す。 第４図はステアリングノズルが上方へ向かって揺動された中間位置とされたス テアリング部を通る断面を示す。 第５図はステアリングノズルが完全に上方へ向かって揺動されて後進位置にあ る第３図および第４図と同様の断面を示す。 図面において、船舶用水ジェット推進ユニットのポンプハウジング１の出口開 口は符号２で示されている。この出口開口は円形で、ポンプハウジング１の内部 の水ジェット推進ユニット用推進ポンプ（図示せず）によって与えられるような 水ジェットを噴出する。 ポンプハウジング１から上側突起３および下側突起４が突出している。これら の突起の各々は垂直穴を有し、その中にそれぞれ揺動用ボルト５，６が収容され る。上側フォーク８および下側フォーク９により支持部７はピボットすなわち揺 動用ボルト５，６で２つの突起３，４に枢動可能に取付けられている。 支持部７は箱形軸受構造であり、２つの側部プレート１０，１１を有し、これ らの側部プレートは後方へ向かって延在し、それぞれの後端部はステアリングノ ズル１６ようの揺動軸受１２，１３を有するように設計されている。 ステアリングノズル１６は、底部突起１７が突出している底部平均から矩形チ ューブの形態に構成されている。この底部突起は支持部７の矩形開口１８へと前 方へ向かって延在している。支持部のこの矩形開口はポンプハウジング１の出口 開口２の外側に配置され、支持部の軸受構造の一部を形成する上方から連結され た頂部突起１９を有している。ステアリングノズル１６の前端部が上方へ向かっ て揺動されると底部突起１７は頂部突起１９に当接される（第５図参照）。 ステアリングノズル１６の下側には、後進用バケット２１が２つのピボット２ ０により側部プレート１０，１１の間に枢動可能に取り付けられる。バケット２ １はリンク２２によりステアリングノズル１６にリンク連結されている。リンク ２２のそれぞれのピボットは２３、およびテアリングバケット２１の中の２４を 付されている。見られるように、このリンク連結は第３図〜第５図に順々に見ら れるようにステアリングノズルが上方へ向かって揺動するとき、バケット２１は 下方へ向かって揺動するようになされている。見られるように、このリンク連結 は、ステアリングノズルが留意したように上方へ向かって揺動するときに、後進 用バケットがまず初めは下方へ向かって迅速に移動し、次ぎに比較的ゆっくりと 移動するような幾何学構造とされている。この目的は、後進用ジェットを迅速に 確立できるようになし、これは常にすなわち少なくとも最大限の範囲で船舶の船 体から離れるようにされる。 ステアリングノズル１６は留意したように実質的に矩形の横断面を有し、また その幅は第２図に見られるように、後方へ向かって減少する。 しかしながら、バケット２１は一定幅を有し、代表的な実施例ではステアリン グノズルの外側幅よりも大きな幅を有する。後進用推進力はこのバケットに対す る水圧により生じる。水の全エネルギーが一定であれば、損失とは別に、速度エ ネルギーの幾分かは水がバケットにより形成された流路の湾曲部を通過するとき に圧力エネルギーに転換される。速度は減少されるので、流動横断面は真直の場 合よりも大きくされる。最大可能な後進用推進力を得るために、バケットで形成 される後進用流路はジェットの噴出全部を流せるように十分に大きな断面積を有 していなければならない。通路が狭すぎると、せき止めおよび逆流を生じて、後 進用推進力を生じる。 水ジェット推進ユニットの上述したステアリング部全体は２つの流体圧駆動シ リンダ２５，２６によりピボット５，６のまわりに横方向に枢動する。これらは 第１図および第２図にのみ示されており、第３図〜第５図では図面の簡明化のた めに省略されている。 ステアリングノズル１６は２つの流体圧駆動シリンダ２７，２８により垂直面 内で揺動できる。 本発明は以下に説明するように機能する。第３図において、ステアリングノズ ル１６はその通常位置で、すなわち内方へ向けられて支持部の出口開口２および 開口１８と同一平面となるように示されている。出口開口２から流動する水ジェ ットは矩形開口１８を通り、ステアリングノズル１６の前方の矩形開口内に流入 し、矢印で示すようにステアリングノズルを連続して通過して、ステアリングノ ズルの後端部を通って流出する。 船舶を回転させることが望まれるならば、支持部７、したがってステアリング ノズル１６も２つの流体圧駆動シリンダ２５，２６により中央ピボット５，６の まわりで揺動する。 移動中の船舶の減速、または後進は、流体圧駆動シリンダ２７，２８に助成さ れてステアリングノズル１６の前端縁を上方へ向けて揺動させ、ステアリングノ ズルがピボット１４，１５のまわりに揺動されることで達成される。この揺動作 動と同時に、第４図を参照すれば、バケット２１はその水平ピボット２０のまわ りに下方へ向かって揺動される。 ステアリングノズルの水平な下側縁すなわち突起１７は、ステアリングノズル １６が上方へ向かって揺動するときに水ジェットの中に次第に切り込んで、次第 に増大する量の水をバケット２１を経て前方へ向けて偏向させるようにする。そ れ故に、ステアリングノズルの垂直方向の偏向を変化させることにより、非常に 高い精度で前後方向へ向かう推進力の制御が可能となり、または船舶を静止保持 できる。 第４図において、ステアリングノズル１６は上方へ向かっての揺動の途中位置 で示されており、ここにおいて水ジェットは矢印で示されるように一部分がステ アリングノズル１６を通過し、一部分がバケット２１で形成された後進用通路を 通過する。第５図において、ステアリングノズル１６は完全に上方へ向かって全 速後進位置に揺動されて示されており、またこの時点で水ジェットは第５図に矢 印で示されるように後進用流路内へ流れることが見られる。 ステアリングノズル−チェーン連結−バケット装置の幾何学構造は、ステアリ ングノズルが上方へ向かって揺動するときにバケットはまず迅速に下方へ向かっ て移動するように選定される。「釣り合いのとれた推進力」の位置から全速後進 位置へ向かって、後進用バケットの角度は殆ど変化せず、船舶の船体から常に後 進用ジェットが離れることを保証するために大きい角度とされる。 船舶が後進推進されるとき、ピボット５，６のまわりをステアリング部の全体 が揺動される前進推進時と同様に操縦される。水平面内の後進用ジェットの角度 は、したがってステアリング部分の枢動角度にほぼ等しくなる。 代表的な実施例では、ステアリングノズルとバケットとの駆動連結はリンク連 結として示されており、或る利点を与えている。勿論、他の駆動連結、例えば相 互作用する有歯セグメントも考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 入口開口および出口開口（２）のあるポンプハウジング（１）を有する 推進ポンプを含み、ポンプハウジング（１）の出口開口（２）の位置に前後端部 を有するステアリングノズル（１６）が備えられ、ステアリングノズルは水ジェ ットの方向制御のために前端部が垂直軸線（５，６）のまわりに横方向に揺動で きるように取付けられ、また該ユニットの推進方向を逆転させるためにバケット （２１）がステアリングノズルの下側に備えられて、該バケットは水平軸線（２ ０）のまわりを水ジェットの外側に配置される位置から水ジェットの中に配置さ れる作動位置までの間を揺動できるようになされた船舶用の水ジェット推進ユニ ットであって、ステアリングノズル（１６）がノズル横断面において実質的に矩 形で、その後端部において水平軸線（１４，１５）のまわりで支持部（７）の２ つの側部プレート間を枢動できるように取付けられており、これは横方向に揺動 できるように出口開口（２）で垂直軸線（５，６）のまわりに枢動可能に取付け られていること、またバケット（２１）が水平軸線（２０）のまわりで２つの側 部プレート（１０，１１）の間を枢動できるように取付けられ、またステアリン グノズル（１６）に駆動連結（２２〜２４）されて、ステアリングノズル（１６ ）の前端部が上方へ向かって揺動されたときにそのステアリングノズルの下側に 上昇位置から下方へ揺動した位置まで揺動できるようになされていることを特徴 とする水ジェット推進ユニット。 ２． ステアリングノズル（１６）とバケット（２１）との間の駆動連結がリ ンク連結であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載された水ジェット推進 ユニット。 ３． ステアリングノズル（１６）の前部で支持部（７）は実質的に矩形の開 口（１８）を有しており、該開口はステアリングノズル（１６）の矩形横断面と 同じで、ポンプハウジング（１）の出口開口（２）と同一平面に位置することを 特徴とする請求の範囲第１項に記載された水ジェット推進ユニット。 ４． 支持部の開口（１８）がステアリングノズル（１６）の前端部近くで後 方へ向かって延在する上方から連結された頂部突起（１９）を有し、前記ステア リングノズル（１６）は支持部の開口（１８）へ向かって前方へ突出する突起（ １７）に対応する底部を有し、前記突起は、ステアリングノズル（１６）の前端 部が上方へ向かって揺動するときに底部突起（１７）が頂部突起（１８）に当接 するように寸法決めされていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載された 水ジェット推進ユニット。 ５． 後方へ向かってステアリングの開口幅が減少することを特徴とする請求 の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載された水ジェット推進ユニッ ト。 ６． バケット（２１）がノズル後端部でステアリングノズル（１６）の幅よ り大きい幅を有することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれ か１項に記載された水ジェット推進ユニット。