(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路の外側に冷却水通路を有する二重管構造の排気管の下流部で冷却水を前記冷却水通路から排気通路に排出するウォータージェット推進装置において、前記排気管の上部に冷却水通路の途中と排気通路とを連通する連通孔を形成し、前記冷却水通路内であって前記連通孔の近傍に排気管の外側から過熱検出用温度センサを挿入し、この過熱検出用温度センサの温度検出部を前記冷却水通路内に位置させたことを特徴とするウォータージェット推進装置の過熱検出装置。
【請求項２】
請求項１記載のウォータージェット推進装置において、温度センサの先端部を連通孔に臨ませたことを特徴とするウォータージェット推進装置の過熱検出装置。
【請求項３】
排気通路の外側に冷却水通路を有する二重管構造の排気管の下流部で冷却水を前記冷却水通路から排気通路に排出するウォータージェット推進装置において、前記排気管の上部に冷却水通路の途中と排気通路とを連通する連通孔を形成し、前記冷却水通路における前記連通孔より下流側に排気管の外側から過熱検出用温度センサを挿入し、この過熱検出用温度センサの温度検出部を前記冷却水通路内に位置させたことを特徴とするウォータージェット推進装置の過熱検出装置。
【請求項４】
排気通路の外側に冷却水通路を有する二重管構造の排気管の下流部でエンジン冷却水を前記冷却水通路から排気通路に排出するウォータージェット推進装置において、前記排気管の下流部におけるエンジン冷却水を排気通路に排出する部位より下流側に位置する下流端に、この排気管より熱容量が少なくなる構造の管体を排気通路の一部を構成するように接続し、この管体に過熱検出用温度センサを温度検出部が管体外表面に接触する状態で取付けたことを特徴とするウォータージェット推進装置の過熱検出装置。
【請求項５】
請求項４記載のウォータージェット推進装置の過熱検出装置において、排気管をアルミニウム合金によって形成し、管体をステンレス鋼によって形成したことを特徴とするウォータージェット推進装置の過熱検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン冷却水の減少に伴なう温度上昇をセンサで検出するウォータージェット推進装置の過熱検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型滑走艇などに搭載するウォータージェット推進装置は、水冷式エンジンを使用し、エンジン冷却水の一部または全部で排気管を冷却する構造を採っている。排気管を冷却するのは、小型滑走艇は排気管が船体内に配置されており、排気管の熱が大気中に放散され難いからである。なお、エンジン冷却水は、ジェットポンプで昇圧された水の一部をエンジンに配管を介して導いたものである。
【０００３】
前記排気管は、排気通路の外側に冷却水通路を有する二重管構造になるように形成し、前記冷却水通路の上流側端部をエンジンのウォータージャケットに連通させるとともに、下流側端部を排気通路に連通させている。すなわち、排気管を冷却した後のエンジン冷却水を排気通路に排出する構造を採っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成した従来のウォータージェット推進装置は、ジェットポンプ側の冷却水入口に小石などが詰まったり、ここから水に混ざって浸入した砂がエンジンや排気管の冷却水通路に溜まることがある。このように冷却水通路が狭められたり閉塞されたりしてエンジンや排気管に供給される冷却水が不足すると、これらが過熱してしまう。
【０００５】
このような不具合は、冷却水の減少に起因する温度上昇を温度センサで検出し、通常時より温度が高くなったときにエンジン回転数を下げるなどの過熱防止制御を実行する構成を採ることによって解消することができる。しかし、この構成を採るに当たっては、冷却水減少に伴なう温度上昇を温度センサによって速く検出できるようにすることが問題であった。
【０００６】
これは、小型滑走艇などに搭載するウォータージェット推進装置のエンジンは、高回転域、すなわち発熱量が最も多くなる運転域で使用することが多く、冷却水が不足するとエンジンおよび排気管が急速に昇温してしまうからである。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、冷却水が不足している状態を温度センサによって速く検出できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウォータージェット推進装置の過熱検出装置は、二重管構造の排気管の上部に、冷却水通路の途中と排気通路とを連通する連通孔を形成し、前記冷却水通路における前記連通孔の近傍に排気管の外側から過熱検出用温度センサを挿入し、この過熱検出用温度センサの温度検出部を前記冷却水通路内に位置させたものであり、他の発明は、前記連通孔に温度センサの先端部を臨ませたものであり、さらに他の発明は、前記連通孔より下流側の冷却水通路に温度センサを挿入し、この過熱検出用温度センサの温度検出部を前記冷却水通路内に位置させたものである。
これらの発明によれば、冷却水が冷却水通路に連通孔まで流れている状態では温度センサは冷却水の温度を検出する。冷却水が連通孔まで流れなくなると、排ガスが連通孔を通って冷却水通路に流入し、冷却水通路中をその下流端側へ流れることから、温度センサは排ガスに直接晒されるようになって排ガスの温度を検出する。
【０００９】
他の発明に係るウォータージェット推進装置の過熱検出装置は、二重管構造の排気管の下流部におけるエンジン冷却水を排気通路に排出する部位より下流側に位置する下流端に、この排気管より熱容量が少なくなる構造の管体を排気通路の一部を構成するように接続し、この管体に過熱検出用温度センサを温度検出部が管体外表面に接触する状態で取付けたものである。
本発明によれば、排気管の冷却水通路から排気通路に排出された冷却水によって管体が冷却される。温度センサは、この管体の外表面の温度を検出する。冷却水が減少すると、管体は、内面に排ガスが多く触れるようになり、温度が上昇する。この管体は、排気管に較べて熱容量が少ないから、温度が内面から温度センサに伝達されるまでに要する時間が排気管の温度を検出する場合に較べて短い。
【００１０】
他の発明に係るウォータージェット推進装置の過熱検出装置は、上述した発明に係るウォータージェット推進装置の過熱検出装置において、排気管をアルミニウム合金によって形成し、管体をステンレス鋼によって形成したものである。
本発明によれば、管体は、排気管より熱容量が少なく熱伝達が速いうえに耐熱性および耐腐食性を有するようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るウォータージェット推進装置の過熱検出装置の一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る過熱検出装置を採用した小型滑走艇の側面図で、同図は艇体におけるウォータージェット推進装置搭載部を破断して描いてある。図２は排気管の大径部の縦断面図、図３は排気管の下流側端部の縦断面図、図４は温度センサ取付部を拡大して示す断面図である。
【００１２】
これらの図において、符号１はこの実施の形態による小型滑走艇、２はこの小型滑走艇１の艇体である。この小型滑走艇１は、乗員が艇体２上のシート３に跨って着座し、このシート３の前方に設けた操舵ハンドル４を把持して航走するものである。また、シート３の左右両側方には、乗員の足を乗せるためのフートステップ（図示せず）が設けてある。
【００１３】
艇体２は、エンジン５およびジェットポンプ６からなるウォータージェット推進装置７を搭載するとともに、燃料タンク８をエンジン５より艇体前側に装着している。なお、艇体２内に設けた符号９，１０で示すものは、艇体２内に空気を導くためのダクトである。
【００１４】
前記エンジン５は、水冷式多気筒２サイクル型のもので、クランク軸１１の軸線方向が艇体２の前後方向を指向する状態で艇体２に搭載している。前記クランク軸１１をジェットポンプ６のドライブシャフト１２に連結している。また、このエンジン５は、クランクケース５ａの艇体右側に吸気装置（図示せず）を接続し、シリンダボディ５ｂの艇体左側に後述する排気装置１３を接続している。
【００１５】
排気装置１３は、前記シリンダボディ５ｂに接続した排気管１４と、この排気管１４の下流端にゴム製連通管１５を介して接続したウォーターロック１６と、このウォーターロック１６とジェットポンプ７のプロペラ室（図示せず）とを連通する排出管１７などから構成している。
【００１６】
前記排気管１４は、前記シリンダボディ５ｂから上方へ延びる横向きＵ字状の第１の管部材１８と、この第１の管部材１８の下流端からエンジン５の側方で後下がりに延びる第２の管部材１９と、この第２の管部材１９に触媒支持板２０を介して接続した第３の管部材２１とから構成し、エンジン５の側方に位置する部分をここが排気チャンバーになるように相対的に大径に形成している。
【００１７】
また、前記第１〜第３の管部材１８，１９，２１は、図２および図３に示すように、排気通路２２の外側に冷却水通路２３を有する二重管構造を採っている。排気通路２２は、エンジン５の排気口（図示せず）に連通し、冷却水通路２３は、エンジン５の冷却水出口（図示せず）に連通しており、エンジン運転時には排気管１４内を排ガスの他に冷却水が流れ、この冷却水で排気管１４を冷却することができる。なお、エンジン５への冷却水の供給は、ジェットポンプ６で昇圧された水をジェットポンプ６の冷却水供給口から図示してない配管でエンジン５の冷却水入口（図示せず）に導くことによって実施している。
【００１８】
前記第１の管部材１８は、内管１８ａと上下二つの外管１８ｂ，１８ｃとを組合わせることによって二重管構造を採っている。なお、この第１の管部材１８の最上部には、冷却水を船外に排出して冷却水が流れていることを確認するためのパイロット水用ホース２４を接続している。
【００１９】
第２、第３の管部材１９，２１は、鋳造によって内管部と外管部とをそれぞれ一体に形成することによって二重管構造を採っている。第２の管部材１９の内管部を符号１９ａで示し、外管部を１９ｂで示す。第３の管部材２１の内管部を符号２１ａで示し、外管部を２１ｂで示す。なお、第２、第３の管部材１９，２１の材料はアルミニウム合金である。
【００２０】
この実施の形態では、第１の管部材１８の上側外管１８ｃと、第２の管部材１９の外管部１９ｂとを連結部材２５で連結し、冷却水通路２３が第１の管部材１８と第２の管部材１９との連結部で途切れることがないようにしている。
【００２１】
第２の管部材１９と第３の管部材２１との間に介装した触媒支持板２０は、中央部に触媒コンバータ２６がここを貫通する状態で取付けてあり、排ガスの全量が触媒コンバータ２６を通るとともに、外周部に穿設した通水孔２０ａに冷却水が通る構造を採っている。触媒コンバータ２６は、触媒金属（図示せず）を担持した断面ハニカム状のアルミナなどからなる担体２７を金属製保持円筒２８の内側に固着させることによって形成している。
【００２２】
前記第３の管部材２１は、内管部２１ａおよび外管部２１ｂの断面形状がそれぞれ円形状になるように形成し、図３に示すように、下流端にフランジ付きステンレス鋼製管体２９を取付け、内管部２１ａと外管部２１ｂとの間に形成される冷却水通路２３から冷却水がフランジ２９ａの貫通穴２９ｂを通って管体２９の外方に流出するようにしている。前記管体２９は、下流端がウオーターロック１６の入口管１６ａの内側に臨むような径と長さをもって形成している。なお、管体２９の外側を流れる冷却水は、前記入口管１６ａの内側で排気通路２３に排出され、ウオーターロック１６および排出管１７を通って排ガスとともにジェットポンプ６のポンプ室に導かれる。
【００２３】
このように形成した管体２９を第３の管部材２１に取付けることによって、ゴム製連通管１５の内周部に高温の排ガスが吹付けられることを阻止することができるとともに、前記内周部を冷却水で冷却することができる。なお、第３の管部材２１とウォーターロック１６との間にゴム製連通管１５を介装したのは、排気管１４を取付けたエンジン５は艇体２に弾性支持させ、ウォーターロック１６を艇体２に剛直に支持させており、排気管１４がウォーターロック１６に対してエンジン５とともに僅かながらも移動するからである。
【００２４】
また、前記第３の管部材２１における下流端の近傍で略水平に延びる部分の上部には、エンジン５や排気管１４が過熱しているか否かを検出するための温度センサ３０が取付けてある。この実施の形態では、前記水平延在部の最も高くなる位置に温度センサ３０を取付けている。この温度センサ３０は、温度検出部３０ａで温度を検出して過熱防止装置３１に温度信号を送出する構造を採っており、第３の管部材２１に外管部２１ｂおよび内管部２１ａを貫通するように穿設した透孔３２に温度検出部３０ａを外側から挿入している。前記透孔３２における内管部２１ａを貫通する部分が本発明に係る連通孔を構成している。この連通孔を図３および図４において符号３３で示す。なお、この連通孔３３を含めて前記透孔３２は、内管部２１ａを連通孔部分で図３の紙面と直交する方向に切断した状態で最も高くなる位置に形成している。
【００２５】
温度センサ３０は、前記連通孔３３の途中に温度検出部３０ａの先端が位置付けられるように、言い換えれば温度検出部３０ａの先端が第３の管部材２１の内管部２１ａから排気通路２２側へ突出することがないように、第３の管部材２１に固定している。前記先端の位置をこのように設定したのは、温度検出部３０ａが連通孔３３より内管部２１ａの内側に臨むことによって通常状態で高温の排ガスに常に晒されるようになるのを阻止するためと、後述するように排ガスが連通孔３３を通って冷却水通路２３内に流入するときに温度温度検出部３０ａに確実に触れるようにするためである。
【００２６】
また、この温度センサ３０に接続した過熱防止装置３１は、温度センサ３０が検出した温度が第１の警告温度（約１１０℃であって、定常時の温度より高くかつ過熱状態での温度より低い温度）に達したときに、ブザー３４を鳴らすとともに警告灯３５を点灯させる構成を採っている。これらのブザー３４や警告灯３５は、操舵ハンドル４の近傍に配設している。また、この過熱防止装置３１は、温度センサ３０が検出した温度が第２の警告温度（約２５０℃であって、過熱状態での温度より僅かに低い温度）に達したときには前記警告に加えてエンジン５を失火させる構成を採っている。
【００２７】
次に、上述したように温度センサ３０および過熱防止装置３１を備えた過熱検出装置の動作を説明する。
エンジン５を運転しているときであって冷却水系に詰まりなどの異常がないときには、冷却水は排気管１４中の冷却水通路２３を流れ、第３の管部材２１の下流端から排気通路２２側に排出される。このとき、温度センサ３０は、温度検出部３０ａが冷却水に触れることから、冷却水の温度を検出する。また、第３の管部材２１内を流れる冷却水の一部は、温度検出部３０ａが臨む連通孔３３を通って冷却水通路２３から排気通路２２に流出する。
【００２８】
ジェットポンプ６の冷却水供給口に小石が詰まったり、水に混ざって浸入した砂などの異物によってエンジン５内あるいは排気管１４内の冷却水通路２３が狭められたりして冷却水の流量が減少すると、第３の管部材２１の連通孔３３に冷却水が流れなくなり、代わりに排ガスがこの連通孔３３から冷却水通路２３に流入して下流側へ流れる。このときには、温度センサ３０は、温度検出部３０ａが排ガスに直接晒されることになるから排ガスの温度を検出するようになる。
【００２９】
冷却水の温度は高くても数十度であるのに対し、排ガスの温度は数百度にも達するため、正常時と冷却水減少時とで温度センサ３０が検出する温度の温度差が大きくなり、連通孔３３を通る排ガスがたとえ僅かであっても速く異常を検出することができる。すなわち、温度センサ３０が検出する温度は、冷却水が不足し始めて連通孔３３を僅かに排ガスが流れるようになることによって前記第１警告温度に達し、連通孔３３を流れる冷却水がなくなるととともに前記第２警告温度に達する。
【００３０】
したがって、連通孔３３での冷却水の有無を温度センサ３０によって検出することができるから、水温が上昇したり排気管１４の温度が上昇したことを温度センサで検出する場合に較べて、冷却水が不足していることを速く検出することができる。
【００３１】
この実施の形態で示したように排気系に触媒コンバータ２６を介装する場合には、これを備えていない排気管に較べると排気管の下流部を流れる排ガスの温度が高くなり、僅かに冷却水が不足しただけでも排気管１４が過度に熱せられる。しかし、この過熱検出装置を採用することにより、触媒コンバータ２６の下流側のきわめて高い温度の排ガスに排気管１４が晒される構造でも、この排気管１４が過熱するのを確実に阻止することができる。
【００３２】
また、この実施の形態では、連通孔３３を第３の管部材２１の下流端の近傍に配設しているので、連通孔３３を通って排気通路２２に流入した冷却水が触媒コンバータ２６にかかることはない。特に、この実施の形態で示したようにエンジン５として２サイクルエンジンを採用する場合には、連通孔３３から排気通路２２に流入して排ガスの圧力で霧状に吹飛ばされた冷却水が、排気管１４中に生じる排気脈動で逆流することがあるが、連通孔３３が上述したように触媒コンバータ２６から下流側に大きく離間しているため、触媒コンバータ２６への水の付着がない。この小型滑走艇１を海上で使用するときには冷却水は海水であるので、この実施の形態を採ることにより、触媒コンバータ２６に塩分が付着することを阻止することができる。
【００３３】
しかも、連通孔３３をこの実施の形態で示した位置より上流側に配設する場合に較べて、連通孔３３から排気通路２２に流入した冷却水が排ガスとともに流れる距離が短いので、排気抵抗が小さくなる。
【００３４】
さらに、この実施の形態では、連通孔３３を第３の管部材２１における略水平な下流側端部の最上部と対応する位置に形成したので、冷却水が不足し始めてここに流れる冷却水の水位が下がると、直ちに排ガスが排気通路２２から流入するので、感度がよい。なお、連通孔３３を断面円形の内管部２１ａにおける上半部に形成しておくことにより、この実施の形態をとるときと略同じ効果を奏する。
【００３５】
なお、この実施の形態では、温度センサ３０の温度検出部３０ａを連通孔３３内に臨ませた例を示したが、冷却水通路２３内であって連通孔３３の近傍に挿入することもできるし、冷却水通路２３における連通孔３３より下流側に挿入することもできる。このように構成しても上記実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
【００３６】
第２の実施の形態
温度センサ３０は、図５に示すように第３の管部材２１より下流側に配設することができる。
図５は他の実施の形態を示す要部の断面図で、同図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３７】
図５に示す第３の管部材２１は、内部の冷却水通路２３をその下流端が連通穴４１を介して排気通路２２に連通するように形成している。この連通穴４１は、第３の管部材２１の内管部２１ａに周方向に間隔をおいて複数並設している。また、この第３の管部材２１の下流端には、フランジ付き管体４２をボルト４３で固定し、この管体４２と、管体４２にこれを覆うように取付けたゴム製連通管１５とを介してウォーターロック１６の入口管１６ａを接続している。
【００３８】
前記管体４２は、ステンレス鋼によって断面円形状に形成し、熱容量が第３の管部材２１より少なくなるように厚みおよび長さを設定している。なお、ここでいう第３の管部材２１の熱容量とは、第３の管部材２１の冷却水通路２３に冷却水が入っていない状態での熱容量、すなわち第３の管部材２１単体での熱容量のことである。また、この管体４２の厚みは、第３の管部材２１の厚みより薄くなるように設定している。さらに、この管体４２の最上部に温度センサ３０ａを温度検出部３０ａが管体外表面に接触する状態で取付けている。温度センサ３０の取付けは、内周部にゴム層を有するバンド４４で温度検出部３０ａを管体４２とともに緊縛することによって行っている。
【００３９】
次に、このように温度センサ３０を管体４２に取付けてなる過熱検出装置の動作について説明する
冷却水が冷却水通路２３を流れる状態では、冷却水通路２３から前記連通穴４１を通って排気通路２２に排出された冷却水によって管体４２が冷却される。温度センサ３０は、この管体４２の外表面の温度を検出する。冷却水が減少すると、管体４２は、内面に排ガスが多く触れるようになり、温度が上昇する。この管体４２は、第３の管部材２１に較べて熱容量が少ないから、温度が内面から温度センサ３０に伝達されるまでに要する時間が第３の管部材２１の温度を検出する場合に較べて短い。
【００４０】
冷却水の温度は高くても数十度であるのに対し、排ガスの温度は数百度にも達するため、正常時と冷却水減少時とで温度センサ３０が検出する温度の温度差が大きくなり、管体４２の内面に触れる排ガスがたとえ僅かであっても速く異常を検出することができる。すなわち、温度センサ３０が検出する温度は、冷却水が不足し始めて管体４２の内面を冷却する冷却水が減ることによって前記第１警告温度に達し、この冷却水がなくなるととともに前記第２警告温度に達する。
【００４１】
したがって、管体４２内を流れる冷却水の有無を温度センサ３０によって検出することができるから、水温が上昇したり排気管１４の温度が上昇したことを温度センサで検出する場合に較べて、冷却水が不足していることを速く検出することができる。
【００４２】
また、この実施の形態を採るときのように、第３の管部材２１をアルミニウム合金によって形成し、管体４２をステンレス鋼によって形成すると、管体４２は、第３の管部材２１より熱容量が少なく熱伝達が速いうえに耐熱性および耐腐食性を有するようになる。
【００４３】
なお、上述した各実施の形態では、排気管１４にエンジン冷却後の冷却水を流す構造の例を示したが、排気管１４にエンジンの冷却系とは別の冷却系によって冷却水を供給することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷却水が冷却水通路に連通孔まで流れている状態では温度センサは冷却水の温度を検出する。冷却水が連通孔まで流れなくなると、排ガスが連通孔を通って冷却水通路に流入し、冷却水通路中をその下流端側へ流れることから、温度センサは排ガスに直接晒されるようになって排ガスの温度を検出する。
【００４５】
したがって、連通孔での冷却水の有無を温度センサによって検出することができるから、水温が上昇したり排気管の温度が上昇したことを温度センサで検出する場合に較べて、冷却水が不足していることを速く検出することができる。
【００４６】
排気管の下流端に接続した管体に温度センサを取付ける他の発明によれば、排気管の冷却水通路から排気通路に排出された冷却水によって管体が冷却される。温度センサは、この管体の外表面の温度を検出する。冷却水が減少すると、管体は、内面に排ガスが多く触れるようになり、温度が上昇する。この管体は、排気管に較べて熱容量が少ないから、温度が内面から温度センサに伝達されるまでに要する時間が排気管の温度を検出する場合に較べて短い。
【００４７】
したがって、管体内を流れる冷却水の有無を温度センサによって検出することができるから、水温が上昇したり排気管の温度が上昇したことを温度センサで検出する場合に較べて、冷却水が不足していることを速く検出することができる。
【００４８】
管体をステンレス鋼によって形成する他の発明によれば、管体は、排気管より熱容量が少なく熱伝達が速いうえに耐熱性および耐腐食性を有するようになるから、冷却水が不足していることを速く検出することができるとともに、耐久性が高いウォータージェット推進装置の過熱検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る過熱検出装置を採用した小型滑走艇の側面図である。
【図２】  排気管の大径部の縦断面図である。
【図３】  排気管の下流側端部の縦断面図である。
【図４】  温度センサ取付部を拡大して示す断面図である。
【図５】  他の実施の形態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１…小型滑走艇、２…艇体、５…エンジン、６…ジェットポンプ、７…ウォータージェット推進装置、１４…排気管、２１…第３の管部材、２２…排気通路、２３…冷却水通路、３０…温度センサ、３０ａ…温度検出部、３３…連通孔、４２…管体。
【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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