(57)【要約】      （修正有）【課題】ウォータージェット推進器を大型にしても、噴射ノズルの噴射口直後の負圧による推進力の低下を生じにくくさせること。【解決手段】船に用いられるウォータージェット推進器における噴射ノズルＸであって、当該噴射ノズルＸの噴射口１１は水面近傍の空中に設けられるものにおいて、ポンプから送られる水流の一の流路に対して先端側でニ以上の噴射口を形成し、当該噴射口同士が一定距離以上離れて設けられることで、噴射口同士の間に空気流路を形成するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船に用いられるウォータージェット推進器における噴射ノズルであって、
噴射口は水面近傍の空中に設けられるものであり、
ポンプから送られる水流の一の流路に対して先端側でニ以上の噴射口が形成され、
当該噴射口同士が一定距離以上離れて設けられることで、噴射口同士の間に空気流路が形成されるウォータージェット推進器用噴射ノズル。
【請求項２】
前記噴射口は、円形もしくは楕円形であって、最短径が２０ｃｍ以下である請求項１に記載のウォータージェット推進器噴射ノズル。
【請求項３】
前記噴射口は、略長方形状であって、最短辺の長さが２０ｃｍ以下である請求項１に記載のウォータージェット推進器噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のウォータージェット推進器用噴射ノズルを有するウォータージェット推進器を備えた船。
【請求項５】
ポンプから送られる水流の一の流路に対して一の噴射口が形成される既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルの先端に取り付けられる噴射ノズルアダプタであって、
当該噴射ノズルの先端の外周面もしくは内周面に液密状態で係合する係合筒部を有し、当該係合筒部の先端側にニ以上の噴射口であるアダプタ噴射口が設けられ、当該アダプタ噴射口同士が一定距離以上離れて設けられることで、アダプタ噴射口同士の間に空気流路が形成される噴射ノズルアダプタ。
【請求項６】
前記既存のウォータージェット推進器の噴射口は円形であって、
前記噴射ノズルアダプタのアダプタ噴射口は、円形の開口に中心部から放射状に仕切りが形成されることでニ以上形成される請求項５に記載の噴射ノズルアダプタ。
【請求項７】
前記噴射口は、前記円形の外縁に最も近接する部分の幅が２０ｃｍ以下である請求項６に記載の噴射ノズルアダプタ。
【請求項８】
前記噴射ノズルアダプタのアダプタ噴射口は、任意形状の開口に平行に一定間隔で仕切りが形成されることでニ以上形成される請求項５に記載の噴射ノズルアダプタ。
【請求項９】
前記噴射口は、前記一定間隔は２０ｃｍ以下である請求項８に記載の噴射ノズルアダプタ。
【請求項１０】
請求項５に記載の既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルに、請求項５から９のいずれか１項に記載の噴射ノズルアダプタが固定されたウォータージェット推進器を有する船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船の推進に用いるウォータージェット推進器の噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
船の推進装置として用いられるウォータージェット推進器は、スクリュープロペラ推進器に比較して、キャビテーションの影響が少なく、船速を大きくできるという利点を持つ。ウォータージェット推進器は、ポンプを構成するインペラーの回転により船底の穴から吸い込んだ水を船尾に設けられる噴射ノズルより噴出することで推進力を得るものであるが、通常噴射ノズルの噴射口はポンプから送られる水流の一の流路に対して一だけ設けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ウォータージェット推進器の噴射ノズルの開口から水流が噴射することにより、噴射口後部は負圧となることから、噴射口を後方へ引く力が生じ、推進力が減じることとなる。しかし、小型船では、図６（ａ）に示すように、水流の速さに対して噴射口の大きさが十分に小さいので、噴射ノズルN1から噴射した負圧の水流に周囲の空気が、噴射口直後から水流の中心部にまで混入され、これにより負圧が緩和され推進力の低下を招くことはほとんどない。
しかし、船が大きくなれば推進力をより多く要するので、ウォータージェット推進器のインペラーも大きくなり、噴射ノズルの噴射口も大きくする必要が生じる。噴射ノズルの噴射口が大きくなると、図６（ｂ）に示すように、噴射ノズルN2の噴射口近傍の水流では中心側に空気が混入できない領域Ｒが発生する。従って、この部分は負圧のままであるので、引き戻す力Ｐが発生し、推進力を低下させる原因となる。即ち、ウォータージェット推進器は、大きくなればなるほど、噴射口の開口部が大きくなって負圧の部分が大きくなるので推進力Ｆが上がりにくくなる。このため、ウォータージェット推進器は大型船には適さなかった。
本発明は、このような問題に鑑みて、ウォータージェット推進器を大型にしても、噴射ノズルの噴射口直後の負圧による推進力の低下を生じにくくさせることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、船に用いられるウォータージェット推進器における噴射ノズルであって、噴射口は水面近傍の空中に設けられるものであり、ポンプから送られる水流の一の流路に対して先端側でニ以上の噴射口が形成され、当該噴射口同士が一定距離以上離れて設けられることで、噴射口同士の間に空気流路が形成されるウォータージェット推進器用噴射ノズルである。
請求項２に記載の発明は、前記ウォータージェット推進器用噴射ノズルにおいて、前記噴射口は、円形もしくは楕円形であって、最短径を２０ｃｍ以下としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のウォータージェット推進器用噴射ノズルにおいて、前記噴射口は、略長方形状であり、最短辺の長さを２０ｃｍ以下としたものである。
請求項４に記載の発明は、前記ウォータージェット推進器用噴射ノズルを有するウォータージェット推進器を備えた船である。
請求項５に記載の発明は、ポンプから送られる水流の一の流路に対して一の噴射口が形成される既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルの先端に取り付けられる噴射ノズルアダプタであって、当該噴射ノズルの先端の外周面もしくは内周面に液密状態で係合する係合筒部を有し、当該係合筒部の先端側にニ以上の噴射口であるアダプタ噴射口が設けられ、当該アダプタ噴射口同士が一定距離以上離れて設けられることで、アダプタ噴射口同士の間に空気流路が形成される噴射ノズルアダプタである。
請求項６に記載の発明は、前記噴射ノズルアダプタにおいて、前記既存のウォータージェット推進器の噴射口は円形であって、前記噴射ノズルアダプタのアダプタ噴射口は、円形の開口に中心部から放射状に仕切りが形成されることでニ以上形成されるものである。  
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の噴射ノズルアダプタにおいて、前記噴射口は、前記円形の外縁に最も近接する部分の幅を２０ｃｍ以下としたものである。
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の噴射ノズルアダプタにおいて、前記噴射ノズルアダプタのアダプタ噴射口は、任意形状の開口に平行に一定間隔で仕切りが形成されることでニ以上形成されるものである。
請求項９に記載の発明は、前記噴射ノズルアダプタにおいて、前記噴射口は、前記一定間隔を２０ｃｍ以下としたものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルに、請求項５から９のいずれか１項に記載の噴射ノズルアダプタが固定されたウォータージェット推進器を有する船である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ポンプから送られる水流の一の流路に対して噴射口が二以上設けられるとともに、噴射口同士の間に空気流路が形成されるので、噴射口の総面積に対して、空気が触れる縁部を多くすることができるので、より多くの空気を噴射口から噴射する水流に混入させることができ、これにより、ウォータージェット推進器の噴射ノズルの噴射口直後の負圧による推進力の低下を抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、上述のような噴射ノズルを設けることで、大型にしても推進力の低下が少ない船を得ることができる
請求項５に記載の発明は、既存のウォータージェット推進器を有する船に取り付けることで、噴射口を二以上形成して空気の混入を促進させることができ、これにより、推進力の低下を抑制することができる。
請求項６に記載の発明は、放射状に噴射口が複数形成されるとともに、噴射口同士の間に空気流路が形成されるので、各噴射口はほぼ均等に空気を混入させることができる。
請求項８に記載の発明は、噴射口を平行に配列することで、加工、製造を比較的簡易に行うことができる。
請求項２、３、７、９に記載の発明は、各噴射口の水流の中心までの距離を１０ｃｍ以下とすることができ、これにより通常のウォータージェット推進器の噴射水流速度であれば、噴射口直後でもほぼ中心まで空気を混入させることができる。
請求項１０に記載の発明は、既存の特に大型のウォータージェット推進器を有する船に関しても、上述のような噴射ノズルアダプタを設けることで推進力の低下が少ない船を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（実施形態１）
以下、本考案の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１（ａ）に本実施形態に係る噴射ノズルＸの正面図を示し、図１（ｂ）に噴射ノズルＸの一部破断側面図を示す。噴射ノズルＸは、正面視が略長方形状で、この長方形面に複数に小さな小ノズル１０が複数配列されている。小ノズル１０は円形状の噴射口１１を有し、この噴射口の内径の大きさは２０ｃｍに定められる。また、小ノズル１０同士の間は、噴射ノズルＸの外周から空気が通る通路を形成するように一定の間隔１２が設けられている。なお、小ノズル１０の噴射口１１の総面積は、図示しないウォータージェット推進器のインペラーの断面績の約２分の１に定められる。なお、噴射口１１の大きさは、噴射される水流の速さに応じて、水流中に十分な空気が混入するように適宜定められる。一般的なウォータージェット推進器の水流の速さであれば、中心までの距離が１０ｃｍ以下であれば十分に噴射口直後でも中心にまで空気が混入する。
【０００７】
このような構成を有する噴射ノズルＸをウォータージェット推進器の噴射ノズルとして用いると、小ノズル１０の噴射口１１は２０ｃｍと小さく、また、間隔１２によって、小ノズル１０の周りには空気が流通できるので、各小ノズル１０から水流が噴射すると、図６（ａ）のように噴射口の直後においても、水流によって負圧になっている水流のほぼ中心にまで空気が混入し、水流による負圧を低減させる。即ち、噴射口の総面積が同じ一体の噴射口を持つノズルに比較して、推進力の低下が抑えられることとなる。これにより、ウォータージェット推進器を大型にして噴射水量を増やしても、噴射ノズルの噴射口直後の負圧による推進力の低下を抑えることができ、ウォータージェット推進器を大型船に不都合なく採用することができる。
【０００８】
なお、噴射ノズルＸの噴射口の形状は種々の変形が可能であり、例えば、図２（ａ）（ｂ）のそれぞれに正面図および一部破断側面図を示す噴射ノズルＹのように、噴射口１１Ａを長方形状に形成してもよい。なお、各噴射口１１同士の間には、やはり、空気の流路となる間隔１２Ａが形成される。この場合は短辺の長さを十分に短くすることで、長辺側から中心にまで空気を混入させることができる。通常のウォータージェット推進器の流速であれば短辺の長さが２０ｃｍ以下であれば、十分中心にまで空気を混入させることができる。また、噴射ノズルＹは、噴射口をノズル状にしていない。このように、複数形成される各噴射口をノズル状にすることは、必ずしも要求されない。
【０００９】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る噴射ノズルアダプタＺについて説明する。図３（ａ）に噴射ノズルアダプタＺの正面図を示し、図３（ｂ）に噴射ノズルアダプタＺに縦断面図を示す。噴射ノズルアダプタＺは既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルＮに取り付けられるものであって、当該ウォータージェット推進器用噴射ノズルＮの先端に外嵌する円筒状の係合筒部３０の先端側に、中心から放射状に複数の噴射口１１Ｂが形成される。噴射口１１Ｂ同士の間には空気が流通する間隔１２Ｂが形成される。この際、噴射口１１Ｂのもっとも外側の縁部の長さを２０ｃｍ以下とする。また、係合筒部３０はウォータージェット推進器用噴射ノズルＮの先端外周面に液密状態で係合するとともに図示しないボルトにより固定される。このような構成を有する噴射ノズルアダプタＺを既存の大型のウォータージェット推進器用噴射ノズルＮに固定することで、既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルＮに対しても、噴射ノズルの噴射口直後の負圧による推進力の低下を抑制することができる。
【００１０】
なお、噴射ノズルアダプタに関しても噴射口の形状は種々の変形が可能である。変形例として図４（ａ）に噴射ノズルアダプタＶの正面図を示し、図４（ｂ）に噴射ノズルアダプタＶの縦断面図を示す。噴射ノズルアダプタＶも、既存のウォータージェット推進器用噴射ノズルＮの先端に外嵌する円筒状の係合筒部３０の先端側に、噴射口が形成されるものである。噴射ノズルアダプタＶの噴射口１１Ｃは、平行な複数のスリットにより形成される。また、噴射口１１Ｃ同士の間には、やはり空気が流通する間隔１２Ｃが形成される。この際、噴射口１１Ｃを構成するスリットの幅を２０ｃｍ以下とする。なお、間隔１２Ｃを構成する部分はＶ字状の溝が形成されることで空気の流通量を大きくしている。このような構成によっても、やはり、既存のウォータージェット推進器に関して、水流に十分な空気を混入させ負圧を低減することができる。
【００１１】
なお、噴射ノズルの噴射口内部側において抵抗を減じるように、図５（ａ）（ｂ）に示すように、水流に対して垂直な面を形成しないように、噴射口１１αの内部を傾斜面として外部に向って内径が小さくなるような絞り部１３を設けるようにしてもよい。これは噴射ノズルアダプタに関しても同様である。
また、上記実施形態では噴射ノズルアダプタは噴射ノズルの外周に係合するようにしているが、内周面に係合するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は実施形態１に係る噴射ノズルの正面図であり、（ｂ）は実施形態に係る噴射ノズルの一部破断側面図である。
【図２】（ａ）は実施形態１に係る噴射ノズルの変形例を示す正面図であり、（ｂ）は実施形態１に係る噴射ノズルの変形例の一部破断側面図である。
【図３】（ａ）は実施形態２に係る噴射ノズルアダプタの正面図であり、（ｂ）は実施形態２に係る噴射ノズルアダプタの縦断面図である。
【図４】（ａ）は実施形態２に係る噴射ノズルアダプタの変形例を示す正面図であり、（ｂ）は実施形態２に係る噴射ノズルアダプタの変形例を示す側面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）とも噴射ノズルの噴射口内部の変形例を示す噴射ノズルの一部破断断面図である。
【図６】（ａ）は従来の小口径のウォータージェット推進器の噴射ノズルの空気の混入状態を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は大口径のウォータージェット推進器の噴射ノズルの空気の混入状態を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００１３】
Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｖ  噴射ノズル
１０    小ノズル
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１α  噴射口
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  間隔
３０  筒状係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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