(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
艇体内に備えたエンジンから排気管を後方に延ばし、この排気管の途中にウォータマフラーを備え、このウォータマフラーから上方に延びる逆Ｕ字状のウォータロックパイプを介して艇外へ排気ガスを排出する小型艇において、
前記ウォータマフラー内に、前記ウォータロックパイプの導入口が連通された膨張室を備えるとともに、前記ウォーターロックパイプの共鳴音を減衰するレゾネーターチャンバーを設け、
前記膨張室と前記レゾネーターチャンバーとを連通する連通管を、前記ウォーターマフラー内に溜まった冷却水の水面より上方に配置したことを特徴とする小型艇の排気装置。
【請求項２】
前記ウォータマフラー内において、前記冷却水の水面より下方に、前記膨張室と前記レゾネーターチャンバーとを連通する連通孔を設け、
前記連通孔を介して前記膨張室から前記レゾネーターチャンバーへ前記冷却水を流入させることを特徴とする請求項１に記載の小型艇の排気装置。
【請求項３】
前記膨張室を複数備え、それぞれの膨張室を他の連通管で連通し、
前記他の連通管は、上側空間が、前記冷却水の水面より上方に位置し、下側空間が、前記冷却水の水面より下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の小型艇の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一例としてジェットポンプから噴射した噴射水で推進する小型艇に搭載したエンジンの排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェット推進艇は、艇体の後部にジェットポンプを取付け、このジェットポンプをエンジンで駆動することにより艇底から水を吸込み、吸込んだ水を後方に噴射して推進する船艇である。
ジェット推進艇として、例えば特開平１０−２１２９３６「小型滑走艇の排気装置」が知られている。このジェット推進艇は、排気管の途中にウォータマフラーを備える。以下、ウォータマフラーについて同公報の図３の要部を再掲して説明する。
【０００３】
図８は従来のウォータマフラーを示す断面図である。
排気ガスの冷却に使用した冷却水は、ウォータマフラー１００の挿通口１０１から矢印ａの如く第２室１０３に流入し、第２室１０３に流入した冷却水は第１室１０２を経て第３室１０４に流入する。
【０００４】
一方、エンジンから排出した排気ガスは、ウォータマフラー１００の内側管１０５から矢印ｂの如く第１室１０２に流入し、第１室１０２に流入した排気ガスは連通筒１０６を経て第２室１０３に流入し、第２室１０３に流入した排気ガスは連通筒１０７を経て第３室１０４に流入する。
第３室１０４に流入した排気ガスは、第３室１０４内に溜まっている冷却水とともに排出管１０８から流出する。
【０００５】
このウォータマフラー１００によれば、第１〜第３室の膨張室に排気ガスを流すことで、排気ガスを拡張して排気騒音をある程度下げることが可能である。しかし、ガスの拡張だけでは十分な騒音低減を図ることは難しく、更なる騒音低減を図るために、排気管の途中に消音用のレゾネータを備えるものが提案されている。レゾネータで共鳴させることで、排気騒音を低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、排気管の途中にレゾネータを備えるためには、艇体内にレゾネータを収容する収容スペースを確保する必要がある。艇体の内部は限られた空間であり、この限られた空間にレゾネータ用の収容スペースを確保するためには、艇体の内部に取付ける多種の艇付属部品のレイアウトを十分に検討する必要がある。
このため、レゾネータ用の収納スペースを確保するために、比較的長い検討時間を必要とする。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、排気騒音の低減を簡単におこなうことができる小型艇の排気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、艇体内に備えたエンジンから排気管を後方に延ばし、この排気管の途中にウォータマフラーを備え、このウォータマフラーから上方に延びる逆Ｕ字状のウォータロックパイプを介して艇外へ排気ガスを排出する小型艇において、前記ウォータマフラー内に、前記ウォータロックパイプの導入口が連通された膨張室を備えるとともに、前記ウォーターロックパイプの共鳴音を減衰するレゾネーターチャンバーを設け、前記膨張室と前記レゾネーターチャンバーとを連通する連通管を、前記ウォーターマフラー内に溜まった冷却水の水面より上方に配置したことを特徴とする。
【０００９】
ここで、レゾネーターチャンバーは、ウォーターロックパイプの共鳴音を共鳴原理を利用して減衰させるための共鳴室をいう。
ウォータマフラー内にウォーターロックパイプの共鳴音を減衰するレゾネーターチャンバーを設ける構成とした。このため、艇体内の限られた空間にレゾネータ用の収容スペースを確保する必要はない。
従って、艇体内の空間を、多種の艇付属部品を取付けるための空間として十分に活用することができるので、多種の艇付属部品のレイアウトを比較的簡単に決めることができ、レゾネータを簡単に備えることができる。
加えて、ウォータマフラーを利用してレゾネーターチャンバーを形成することで、レゾネータを構成するための部材を減らすことができ、コストを抑えることが可能になる。
【００１０】
また、請求項１は、ウォーターマフラー内に膨張室を備え、この膨張室と前記レゾネーターチャンバーとを連通管で連通するとともに、この連通管をウォーターマフラー内の水面より上方に配置したことを特徴とする。
【００１１】
膨張室とレゾネーターチャンバーとを連通する連通管を、ウォーターマフラー内の水面より上方に配置した。このため、連通管が冷却水で塞がれることがなく膨張室とレゾネーターチャンバーとを連通状態に保つことができるので、レゾネーターチャンバーの特性を維持してウォーターロックパイプの共鳴音を減衰することができる。
請求項２は、前記ウォータマフラー内において、前記冷却水の水面より下方に、前記膨張室と前記レゾネーターチャンバーとを連通する連通孔を設け、前記連通孔を介して前記膨張室から前記レゾネーターチャンバーへ前記冷却水を流入させることを特徴とする。
これにより、膨張室の冷却水を連通孔を介してレゾネーターチャンバーに流入させて、冷却水をウォーターマフラーの底面全域に滞留させることができる。
請求項３は、前記膨張室を複数備え、それぞれの膨張室を他の連通管で連通し、前記他の連通管は、上側空間が、前記冷却水の水面より上方に位置し、下側空間が、前記冷却水の水面より下方に位置することを特徴とする。
他の連通管の上側空間が冷却水の水面より上方に位置しているので、複数の膨張室を常時連通した状態に保つことができる。これにより、他の連通管を経て複数の膨張室に排気ガスを流すことができる。
一方、他の連通管の下側空間が冷却水の水面より上方に位置しているので、他の連通管を介して複数の膨張室に冷却水を流入させて、冷却水をウォーターマフラーの底面全域に滞留させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施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。また、本発明は小型艇に関するものであるが、以下ジェット推進艇を例に説明する。
図１は本発明に係る排気構造を備えた小型艇の側面図である。
ジェット推進艇１０は、艇体１１の前部１１ａに取付けた燃料タンク１４と、この燃料タンク１４の後方に設けたエンジン１５と、このエンジン１５の後方に設けたポンプ室１６と、このポンプ室１６に設けたジェットポンプ２０と、エンジン１５に吸気側を取付けるとともに排気側をポンプ室１６に取付けた小型艇の排気装置３０と、燃料タンク１４の上方に取付けた操舵ハンドル２８と、この操舵ハンドル２８の後方に取付けたシート２９とからなる。
【００１３】
ジェットポンプ２０は、艇底１２の開口１３から後方へ延びたハウジング２１を有し、このハウジング２１内にインペラ２２を回転自在に取り付け、インペラ２２をエンジン１５の駆動軸２３に連結したものである。
ジェットポンプ２０によれば、エンジン１５を駆動してインペラ２２を回転させることにより、艇底１２の開口１３から吸引した水をハウジング２１の後端開口を介して操舵管（操舵ノズル）２５から艇体１１の後方へ噴射することができる。
【００１４】
操舵管（操舵ノズル）２５は、ハウジング２１の後端に左右方向にスイング自在に取付けた部材である。この操舵ノズル２５は、操舵ハンドル２８の操作で左右方向にスイングすることにより艇体１１の操舵方向をコントロールする操舵用のノズルである。
【００１５】
この船艇１０によれば、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を介してインペラ２２に伝え、インペラ２２を回転することにより艇底１２の開口１３から水を吸引し、吸引した水をハウジング２１の後端を通して操舵ノズル２５から噴射して推進することができる。
【００１６】
図２は本発明に係る小型艇の排気装置の側面図である。
小型艇の排気装置３０は、エンジン１５の排気マニホールド（図示しない）に排気管３１を繋ぎ、この排気管３１の端部３２をポンプ室１６の天井壁１７（艇体の壁面）に沿わせて取付け、この天井壁１７に配置したレゾネータ４０を排気管３１の端部３２に繋ぎ、レゾネータ４０の排気口４１をポンプ室１６の内部空間１６ａに臨ませたものである。
【００１７】
これにより、排気管３１の排気口３３を、レゾネータ４０の排気口４１を介してポンプ室１６の内部空間１６ａに連通させることができる。なお、レゾネータ４０の排気口４１は、排気管３１の排気口３３に対向する位置に配置することで、排気ガス及び冷却水をレゾネータ４０の排気口４１からスムーズに排出することができる。
【００１８】
排気管３１は、排気マニホールドに繋いだエキゾーストパイプ３４と、このエキゾーストパイプ３４の出口に繋いだエキゾーストボディ３５と、このエキゾーストボディ３５の出口側に繋いだウォータマフラー３６と、このウォータマフラー３６に繋いだウォータロックパイプ３７と、ウォータロックパイプ３７の排気口に繋いだテールパイプ３８とからなり、テールパイプ３８の端部（すなわち、排気管３１の端部）３２をポンプ室１６の天井壁１７に取付けたものである。
ウォータマフラー３６は、ポンプ室１６の右側に配置した部材である。なお、ウォータマフラー３６については、図３〜図７で詳しく説明する。
【００１９】
レゾネータ４０をポンプ室１６の内部空間１６ａに備えることで、予めデッドスペースとして残存している空間を利用してレゾネータ４０を取付けることができる。このため、レゾネータ４０を取付ける空間を艇体１１内に確保する必要はない。レゾネータ４０は、ウォータロックパイプ３７に連通する中空部を蛇行させることで、コンパクトな矩形状に形成することができる。
このレゾネータ４０を備えることで、共鳴の原理を利用してウォータロックパイプ３７の共鳴音を減衰させることができる。
【００２０】
ウォータロックパイプ３７は、凸部３７ａが上位となるように折曲げたパイプである。ウォータロックパイプ３７の凸部３７ａを上位に配置することで、万が一テールパイプ３８からウォータロックパイプ３７内に水が侵入した場合でも、侵入した水はウォータロックパイプ３７の凸部３７ａを乗り越えることができないので、エンジン１５側に水が侵入することを阻止できる。すなわち、このウォータロックパイプ３７はウォータロックの機能を備えている。
【００２１】
図３は本発明に係る小型艇の排気装置のウォータマフラーを示す斜視図である。
ウォータマフラー３６は、前蓋５１ａを一体に形成した第１筒体５１と、この第１筒体５１の後端開口５１ｂを塞ぐ前壁面５２ａを一体に備えた第２筒体５２と、この第２筒体５２の後端開口５２ｂを塞ぐ後壁面５３と、この後壁面５３及び第２筒体５２に前端開口５４ａを取付けるとともに後蓋５４ｂを一体に形成した第３筒体５４とを有し、第１筒体５１及び前壁面５２ａで第１膨張室５５を形成し、第２筒体５２及び後壁面５３で第２膨張室５６を形成し、後壁面５３及び第３筒体５４でレゾネーターチャンバー５７を形成したものである。
【００２２】
加えて、ウォータマフラー３６は、第１筒体５１の側壁５１ｃにエキゾーストボディ３５の出口３５ａを取付け、前壁面５２ａに第１膨張室５５と第２膨張室５６とを連通する前連通管５８を備え、第２筒体５２の側壁５２ｃにウォータロックパイプ３７の導入口３７ｂ側を取付け、後壁面５３に第２膨張室５６とレゾネーターチャンバー５７とを連通する後連通管（連通管）５９を備え、加えて後壁面５３に第２膨張室５６とレゾネーターチャンバー５７とを連通する連通孔５３ａを形成したものである。
【００２３】
このレゾネーターチャンバー５７は、ウォーターロックパイプ３７の共鳴音を減衰するための共鳴室であり、その特性はレゾネーターチャンバー（共鳴室）５７の容積、前連通管５８の径、前連通管５８の長さで特定することができる。
よって、レゾネーターチャンバー（共鳴室）５７の容積、前連通管５８の径、前連通管５８の長さを、ウォータロックパイプ３７の共鳴音に対応させるように適宜設定すればよい。
【００２４】
第１筒体５１の前蓋５１ａ及び第３筒体５４の後蓋５４ｂにそれぞれ略十字形の凹み（以下、「補強リブ」という）５１ｄ，５４ｄを形成した。補強リブ５１ｄ，５４ｄを形成することで、ウォータマフラー３６の剛性を高めることができるので、前蓋５１ａ及び後蓋５４ｂの振動を抑えることができる。
従って、いわゆるビビり音の発生を防止してジェット推進艇の騒音低減を図ることができる。
【００２５】
図４は本発明に係る小型艇の排気装置のウォータマフラーを示す断面図であり、ウォータマフラー３６内にウォーターロックパイプ３７の共鳴音を減衰するレゾネーターチャンバー５７を設けた状態を示す。
ウォータマフラー３６内にレゾネーターチャンバー５７を設けることで、排気管３１の外部にレゾネータを備える必要がなく、艇体１１（図１に示す）内の限られた空間にレゾネータ用の収容スペースを確保する必要はない。
従って、艇体１１内の空間を、多種の艇付属部品を取付けるための空間として十分に活用することができるので、多種の艇付属部品のレイアウトを比較的簡単に決めることができる。
加えて、ウォータマフラー３６を利用してレゾネーターチャンバー５７を形成することで、レゾネータを構成するための部材を減らすことができる。
【００２６】
また、ウォーターマフラー３６内の第２膨張室５６とレゾネーターチャンバー５７とを後連通管５９で連通するとともに、この後連通管５９をウォーターマフラー３６内の冷却水６０の水面より上方に配置した。
このため、後連通管５９が冷却水６０で塞がれることがなく、レゾネーターチャンバー５７の特性を維持でき、ウォーターロックパイプ３７の共鳴音を確実に減衰することができる。
【００２７】
図５は図４の５−５線断面図である。
ウォータロックパイプ３７の導入口３７ｂを角度θのテーパ状に形成することで、導入口３７ｂを第２筒体５２の側壁５２ｃに近づけて配置することができる。よって、第２膨張室５６の底部５２ｄに溜まった冷却水６０を排気ガスでスムーズに導入口３７ｂに導いて、ウォータロックパイプ３７から効率よく艇体１１（図１に示す）の外部に排出することができる。
ここで、ウォータマフラー３６内に溜まる冷却水６０の水位（水面６０ａの高さ）は、ウォータロックパイプ３７の導入口３７ｂの最大高さＨが上限高さになる。
【００２８】
冷却水６０の水位が上限高さＨに到達した場合でも、前連通管５８の上側空間５８ａは冷却水６０の上方に位置しているので、第１膨張室５５（図４に示す）と第２膨張室５６とを常時連通した状態に保つことができる。
このため、第１膨張室５５の排気ガスを前連通管５８を経て第２膨張室５６に流すことができる。
【００２９】
図６は図４の６−６線断面図であり、ウォーターマフラー３６内の第２膨張室５６とレゾネーターチャンバー５７（図４に示す）とを連通する後連通管５９を、後壁面５３の上方部位に取付け、後壁面５３の下方部位に連通孔５３ａを開けた状態を示す。
後壁面５３の上方部位に後連通管５９を配置することで、冷却水６０の上限水位Ｈより高い位置に後連通管５９を配置することができる。よって、後連通管５９が冷却水６０で塞がれることがなく、レゾネーターチャンバー５７における共鳴原理を利用してウォーターロックパイプ３７の共鳴音を確実に減衰することができる。
【００３０】
次に、図７に基づいて小型艇の排気装置３０、特にウォータマフラー３６の作用について説明する。
図７は本発明に係る小型艇の排気装置を構成するウォータマフラーの作用説明図である。
エンジン１５（図２に示す）から排出した排気ガスは、排気マニホールド（図示しない）に繋いだエキゾーストパイプ３４（図２に示す）を経てエキゾーストボディ３５に流れ、エキゾーストボディ３５を経てウォータマフラー３６の第１膨張室５５に矢印▲１▼の如く流入する。
一方、排気ガスの冷却に使用した冷却水６０のうちの一部もエキゾーストボディ３５を経てウォータマフラー３６の第１膨張室５５に流入する。
【００３１】
第１膨張室５５に流入した排気ガスは、前連通管５８を経て第２膨張室５６に矢印▲２▼の如く流れ、第２膨張室５６に流入した排気ガスは、第２膨張室５６内で矢印▲３▼の如く循環する。
循環した排気ガスはウォータロックパイプ３７の導入口３７ｂから矢印▲４▼の如くウォータロックパイプ３７内に流入し、ウォータロックパイプ３７を経て艇体１１（図１に示す）の外部に排出する。
ここで、第２膨張室５６とレゾネーターチャンバー５７とを後連通管５９で連通したので、レゾネーターチャンバー５７の共鳴原理を利用してウォーターロックパイプ３７の共鳴音を確実に減衰して、排気騒音の消音効果を十分に高めることができる。
【００３２】
一方、第１膨張室５５に流込した冷却水６０は、前連通管５８を経て第２膨張室５６に流れ、第２膨張室５６に流入した冷却水６０は連通孔５３ａを介してレゾネーターチャンバー５７に流入する。
これにより、冷却水６０はウォータマフラー３６の底面３６ａ全域に滞留する。滞留した冷却水６０は、排気ガスとともにウォータロックパイプ３７の導入口３７ｂからウォータロックパイプ３７内に流入し、ウォータロックパイプ３７を経て艇体１１の外部に排出する。
【００３３】
なお、前記実施形態では、ウォータマフラー３６にレゾネーターチャンバー５７を備えるとともに排気管３１の端部３２にレゾネータ４０を備えた例につて説明したが、これに限らないで、レゾネータ４０を備えないでウォータマフラー３６にレゾネーターチャンバー５７をのみを備える構成にすることも可能である。
【００３４】
また、前記実施形態では、小型艇としてジェットポンプで推進するジェット推進艇を例に説明したが、小型艇の推進手段はこれに限定するものではない。
さらに、前記実施形態では、ウォータマフラー３６を第１、第２の膨張室５５，５６を備えた例について説明した、これに限らないで、膨張室の数は任意に設定することが可能である。また、ウォータマフラー３６の形状も適宜変更することは可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ウォータマフラー内にウォーターロックパイプの共鳴音を減衰するレゾネーターチャンバーを設けることで、艇体内の限られた空間にレゾネータ用の収容スペースを確保する必要はない。このため、艇体内の空間を、多種の艇付属部品を取付けるための空間として十分に活用することができるので、多種の艇付属部品のレイアウトを比較的簡単に決めることができる。
従って、レゾネータを比較的簡単に備えることができるので、排気騒音を簡単に低減することができる。
【００３６】
加えて、ウォータマフラーを利用してレゾネーターチャンバーを形成することで、レゾネータを構成するための部材を減らすことができ、コストを抑えることが可能になる。
【００３７】
また、請求項１は、膨張室とレゾネーターチャンバーとを連通する連通管を、ウォーターマフラー内の水面より上方に配置した。よって、連通管が冷却水で塞がれることがなく膨張室とレゾネーターチャンバーとを連通状態に保つことができる。
このため、レゾネーターチャンバーの共鳴原理を利用するという特性を維持することができるので、レゾネーターチャンバーでウォーターロックパイプの共鳴音を減衰することができる。従って、排気ガスの排気騒音を確実に低減することができる。
請求項２は、冷却水の水面より下方に連通孔を設けることで、膨張室の冷却水を連通孔を介してレゾネーターチャンバーに流入させて、冷却水をウォーターマフラーの底面全域に滞留させることができる。
請求項３は、他の連通管の上側空間が冷却水の水面より上方に位置しているので、複数の膨張室を常時連通した状態に保つことができる。これにより、他の連通管を経て複数の膨張室に排気ガスを流すことができる。
一方、他の連通管の下側空間が冷却水の水面より上方に位置しているので、他の連通管を介して複数の膨張室に冷却水を流入させて、冷却水をウォーターマフラーの底面全域に滞留させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気構造を備えた小型艇の側面図
【図２】本発明に係る小型艇の排気装置の側面図
【図３】本発明に係る小型艇の排気装置のウォータマフラーを示す斜視図
【図４】本発明に係る小型艇の排気装置のウォータマフラーを示す断面図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】図４の６−６線断面図
【図７】図７は本発明に係る小型艇の排気装置を構成するウォータマフラーの作用説明図である。
【図８】従来のウォータマフラーを示す断面図
【符号の説明】
１０…小型艇（ジェット推進艇）、１１…艇体、１５…エンジン、３１…排気管、３６…ウォータマフラー、３７…ウォータロックパイプ、３７ｂ…導入口、５３ａ…連通孔、５５…膨張室（第１膨張室）、５６…膨張室（第２膨張室）、５７…レゾネーターチャンバー、５８…他の連通管（前連通管）、５８ａ…上側空間、５９…連通管（後連通管）、６０…冷却水、６０ａ…水面。
【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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【図７】
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【図８】
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