(57)【要約】船首方向の水中に吸込口（１１）を開口したフロントケーシング（１２）と、インペラ（１７）を内接したインペラケーシング（１０）と、船尾方向の水中に吐出口（１３）を開口したリアケーシング（１４）とで船底（１ｂ）に曲管状の推進機（２）を構成し、インペラ（１７）を正逆転可能とする。
2002028705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船首方向の水中に吸込口（１１、１１ａ、５０）を開口したフロントケーシング（１２、１２ａ、４５、５１）と、インペラ（１７、３４、５５）を内接したインペラケーシング（１０、１０ａ、４３、４９）と、船尾方向の水中に吐出口（１３、１３ａ、５２）を開口したリアケーシング（１４、１４ａ、４６、５３）とで船底（１ｂ）に曲管状の推進機（２、２ａ、２ｂ、４８）を構成すると共に、インペラケーシング（１０、１０ａ、４３、４９）に内接したインペラ（１７、３４、５５）を正逆転可能としたことを特徴とする船艇の推進装置。
【請求項２】
前記インペラケーシング（１０ａ）に内接するインペラを、前インペラ（３４ａ）と後インペラ（３４ｂ）からなる二重反転インペラ（３４）としたことを特徴とする請求項１記載の船艇の推進装置。
【請求項３】
前記インペラケーシング（１０、１０ａ、４３、４９）に内接するインペラ（１４、１４ａ、４６、５３）を、軸流羽根としたことを特徴とする請求項１または２に記載の船艇の推進装置。
【請求項４】
前記インペラケーシング（１０、１０ａ、４３、４９）と、このインペラケーシング（１０、１０ａ、４３、４９）の前後に連結したフロントケーシング（１２、１２ａ、４５、５１）とリアケーシング（１４、１４ａ、４６、５３）の流路の内径を概略同一寸法としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項５】
前記インペラケーシング（１０、１０ａ、４３）を円弧状に形成し、インペラ（１７、３４ａ、３４ｂ）を止着した駆動軸（９、３５、３６）を、インペラケーシング（１０、１０ａ、４３）の前後の周壁に設けた軸受（１５、１５ａ、１６、１６ａ）に軸支させたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項６】
前記インペラケーシング（４９）を円筒状に形成し、軸流羽根（５５）を止着した駆動軸（５６）を、インペラケーシング（４９）の後端部に連結した軸受サポート（４９）とフロントケーシング（４９）の側壁の軸受（５７）に軸支させたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項７】
前記フロントケーシング（１２、１２ａ、４５、５１）の吸込口（１１、１１ａ、５０）とリアケーシング（１４、１４ａ、４６、５３）の吐出口（１３，１３ａ、５２）にそれぞれ複数の整流翼（２１、２２、５８、５９）を配設し、推進機（２、２ａ、４８）に流入させる水流の整流化と、流入しようとする塵芥等を阻止させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項８】
前記フロントケーシング（１２ａ、５１）の吸込流路（Ａ、Ａ’）を船首方向に傾斜させ、リアケーシング（１４ａ、５３）の吐出流路（Ｂ、Ｂ’）を船尾方向に傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項９】
前記推進機のフロントケーシング（１２、１２ａ、４５、５１）とリアケーシング（１４、１４ａ、４６、５３）の下端部を取付フランジ（２３、２３ａ、４７、６０）に連結し、この取付フランジ（２３、２３ａ、４７、６０）を船底（１ｂ）の開口部に着脱自在に配設したことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項１０】
前記インペラケーシング（１０、１０ａ）を前後に分割可能としたことを特徴とする請求項４に記載の船艇の推進装置。
【請求項１１】
前記インペラケーシングを上半部のインペラケーシング（４３ａ）と下半部のインペラケーシング（４３ｂ）に分割可能として、上半部のインペラケーシング（４３ａ）に駆動軸（９ａ）を軸支したことを特徴とする請求項４に記載の船艇の推進装置。
【請求項１２】
前記インペラ（１７、３４）近傍のインペラケーシング（１０、１０ａ）に点検窓（４２）を設けたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【請求項１３】
前記リアケーシング（６３）から分岐して船側に臨む分岐路（６４、６５）を設け、リアケーシングとの間で流路選択可能としたことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の船艇の推進装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、浅瀬を航走する運搬船、屋形船等の船艇あるいは補助推進機を備えたヨット等の船艇の推進装置に関する。
背景技術
風力で帆走する船艇の底部からプロペラを突出させた補助推進機を入出港時または無風時に用いる船艇の推進装置が特開平６−２１９３８９号公報に開示されている。また前プロペラで発生した回転流を後プロペラで直線流に整流して推進力を得る二重プロペラ反転式の船艇の推進装置が特開平６−１０７２８０号公報に開示されている。
このようにプロペラで推進し、舵で進行方向を転換する船梃の推進装置は、比較的簡易な構成で大きな推進力が得られ、重量物の輸送に適するが、船底から水中に突出したシャフトにプロペラを取付けている。このため次の問題がある：
▲１▼　　　プロペラが浅瀬の砂や岩を噛み、あるいは紐状浮遊物が絡んでプロペラまたはそのシャフトを損傷する。
▲２▼　　　ヨットの場合、プロペラシャフトが水流抵抗となり、航速面で支障となる。帆走時にクラッチオフしたプロペラの駆動機の回転音が騒がしい。
▲３▼　　　プロペラの交換または修理に際し、船艇を陸上げしなくてはならない。
この点、吸込口と吐出口とが船底に臨む旋回式渦巻ケーシングを船体に内蔵し、吸込口から水を吸引し、上方のインペラで加圧して旋回流とし、これを吐出口から噴射して推進力を得、渦巻ケーシングを縦軸周りに旋回させて進行方向を転換する浅瀬等での航走に適した船艇の推進装置が実開平６−６１６９５号公報に開示されている。
こうした船艇の推進装置は、船底に突起物がなくて、浅瀬の航走にも適し、また渦巻ケーシングの旋回により後方・側方への航走が可能で、離岸、接岸に適しているが、次のような問題がある：
▲４▼　　　加圧旋回流をケーシングに充満させてから噴射するので、インペラの運動エネルギーから旋回流の圧力エネルギーへの変換と、この圧力エネルギーから噴射時の運動エネルギーへの変換とが必要で、エネルギーロスが大きく、効率が悪い。
▲５▼　　　ケーシングの大きさに比較して水平方向への噴出面積を大きくできず、水平方向への推進効率が低い。
▲６▼　　　前後進の切換に際し、吐出口と一体になったケーシング全体の方向を変えるので、重く、また装置が大掛かりになる。
発明の開示
この発明は上記問題を鑑みなされたもので、インペラケーシングを旋回させずとも前後進の切換が可能なインペラ内蔵式の船艇の推進装置を提供することをその解決課題とする。
この発明の要旨とするところは、船首方向の水中に吸込口を開口したフロントケーシングと、インペラを内接したインペラケーシングと、船尾方向の水中に吐出口を開口したリアケーシングとで船底に曲管状の推進機を構成すると共に、インペラケーシングに内接したインペラを正逆転可能として、フロントケーシングから吸引される水とリアケーシングから噴射される加圧水を、インペラを正転または逆転させて推進機の内部の水流方向を変換して、船艇の前進と後進の航走方向の切換えを可能としたもので、噴射水を水中に加圧水を噴射して大きい推進力を得るものである。
また、インペラケーシングに内接したインペラを、前インペラと後インペラからなる二重反転インペラとすれば、航走水流により吸込み性能とインペラの二重反転による吐出し性能が向上するもので、一枚のインペラよりも推進力が増加するものである。
そして、インペラケーシングに内接するインペラを、軸流羽根とすれば、羽根面が広くなり正逆転での水の加圧力が大きくなる。
特に、二重反転インペラを軸流羽根とすれば、前インペラで加圧した旋回流を後インペラの羽根面に案内して押込み圧を高くして、後インペラで直線流に変換しながらさらに加圧できるものである。
推進機のインペラケーシングと、このインペラケーシングに連結したフロントケーシングとリアケーシングの流路の内径を概略同一寸法とすれば、インペラの正転と逆転による加圧水の噴射力が概略等しくなり、船艇の後進時にも前進時の推進力が得られるものである。
そして、推進機のインペラケーシングを円弧状に形成し、インペラを止着した駆動軸を、インペラケーシングの前後の周壁に設けた軸受に軸支させれば、インペラを止着した駆動軸が均等に軸支され、振動が少なくなるものである。
また、インペラケーシングを円筒状に形成し、軸流羽根を止着した駆動軸を、インペラケーシングの後端部に連結した軸受サポートとフロントケーシングの側壁の軸受に軸支させれば、振動が軽減され、推進機も小さくできるものである。
推進機のフロントケーシングの吸込口とリアケーシングの吐出口にそれぞれ複数の整流翼を配設したもので、フロントケーシングへの吸込水流の案内と、噴射する旋回流の整流化が行われ、推進性能が良くなるとともに、流入しようとする塵芥等の阻止が行われるものである。そして、フロントケーシングの整流翼が塵芥等で閉塞した時には、インペラを逆回転させれば、整流翼を閉塞させた塵芥等を洗い流すことができる。
フロントケーシングの吸込流路を船首方向に傾斜させ、リアケーシングの吐出流路を船尾方向に傾斜させれば、航走水流による吸込みと船尾方向への水中噴射が行なわれ、大きい推進力が得られるもので、運搬船やヨット等の大型の船艇に適用できるものである。
推進機のフロントケーシングとリアケーシングの下端部を取付フランジに連結し、この取付フランジを船底の開口部に着脱自在に配設したもので、船底に突出しないコンパクトな構造となり、騒音が軽減できるものである。そして、推進機をユニット化して船艇から着脱が可能となるものである。
推進機のインペラケーシングを前後に分割可能とすれば、インペラを内接するインペラケーシングの組立てと分解が容易となり、インペラケーシングの内部の清掃と、インペラに絡み付いたロープや紐状物の取除きも簡単に行なえるものである。
また、インペラケーシングを上半部のインペラケーシングと下半部のインペラケーシングに分割可能として、上半部のインペラケーシングにインペラを止着した駆動軸を軸支すれば、インペラを軸支した上半部のインペラケーシングが推進機からの取外しが可能となり、修理等のメンテナンスが容易となるものである。
インペラ近傍のインペラケーシングに点検窓を設ければ、インペラケーシングの内部の点検が容易となり、事前にインペラ等の損傷が防止できるものである。
またリアケーシングから分岐して船側に臨む分岐路を設け、リアケーシングとの間で流路選択可能とすれば、横方向への推進が可能となる。
発明を実施するための最良の形態
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳述する。同じ部材又は要素は同じ符合で示す。
図１にこの発明の第１の実施の形態に係る補助推進装置Ａｐを備えたヨットＹを示し、図２及び図５にその補助推進装置Ａｐを示し、図３及び図４に同補助推進装置Ａｐの推進機２を示す。
上記ヨットＹは、単一のマスト１ｍを備えた船体１と主推進装置であるセール群５とで構成される。船体１は、その船底１ｂに、マスト１ｍより船首１ｃ寄りのキール６と船尾１ａ下方に突出する舵４とを備え、マスト１ｍと舵４との間に上記補助推進装置Ａｐが内蔵され、船艇１ｂ上面に固定されている。
この補助推進装置Ａｐは、水噴射式の推進機２と、この推進機２を駆動する内燃機関３と、この内燃機関３と推進機２との間に介設された正逆転切換装置８とで構成される。
推進機２は、正逆転切換装置８に連結された駆動軸９と、この駆動軸９にキー固定された螺旋形多翼式インペラ１７と、このインペラ１７に微細な公差で外接する水流路としてのインペラケーシング１０と、このケーシング１０の前後の端部に接続され船艇１ｂに開口するフロントケーシング１２及びリヤケーシング１４とで構成される。
補助推進装置Ａｐは、内燃機関３で推進機２を駆動して船首（又は船尾）方向の水中から吸引した水を船尾（又は船首）方向の水中に加圧水として噴射し、その推進力でヨットＹを前進（または後進）させる。ヨットＹの針路は舵４で切換える。
ヨットＹは、入港、出港時、または無風状態の時に、内燃機関３で推進機２を駆動して航走し、レース時や沖合航走時には、セール群５に風を受けて帆走し、舵４で操船を行なう。この推進装置Ａｐ２は、浅瀬を航走する運搬船や屋形船等にも使用できる。
正逆転切換装置８は、内燃機関３の出力軸７と推進機２の駆動軸９との間に連結される。
この推進機２は、図３に示すように、船尾１ａの船底１ｂに水平状に配設し、その中間部を円筒状に形成して両端部を湾曲させた円弧状のインペラケーシング１０と、インペラケーシング１０の一端に連結して船首方向の船底１ｂから水中に吸込口１１を開口したフロントケーシング１２と、インペラケーシング１０の他端に連結して船尾方向の船底１ｂから水中に吐出口１３を開口したリアケーシング１４とで曲管状に構成される。
インペラケーシング１０の湾曲させた周壁に軸受１５、１６が設けられ、このインペラケーシング１０の軸受１５、１６にインペラ１７を止着した駆動軸９が水平状に軸支される。
インペラケーシング１０に配設したインペラ１７は、内燃機関３の出力を正逆転切換装置８で切換えて正転あるいは逆転させる。インペラ１７は、インペラケーシング１０の中間部に均等に支持して、振動を軽減させる。
インペラケーシング１０は、図３に示すように、その中間部がフランジ１８、１８で連結され、図４に示すように、この中間部で前後に分割できる。インペラケーシング１０の両端部に設けたフランジ１９、２０を、フロントケーシング１２とリアケーシング１４の上端部に設けたフランジ１９、２０にそれぞれ連結して、推進機２の組立て及び分解を容易にしている。
図３に示すように、フロントケーシング１２の吸込口１１には、並列した複数の整流翼２１…を配設し、その下端を船首方向に向けて傾斜させ、フロントケーシング１２の吸込口１１から流入する走行水流を案内して、押込圧を高める。並列した整流翼２１はフロントケーシング１２に流入する塵芥等を阻止するスクリーン機能を有する。
リアケーシング１４の吐出口１３にも、並列した複数の整流翼２２…を配設し、その下端を船尾方向に傾斜させ、インペラ１７で加圧した旋回流を直線流に変換しながら船尾１ｂ寄りの水中へ後向きに噴射し、その推進力で船艇１を前進させる。
図３及び図５に示すように、フロントケーシング１２とリアケーシング１４の下端部を長方形状の取付フランジ２３に嵌着し、この取付フランジ２３を船底１ｂに着脱自在に止着する。ユニット化した推進機２がコンパクトな構造となり、騒音を軽減し、推進機２の船艇１への取付け、取外しが容易となる。
図６は、内燃機関３とインペラ１７との間に介設された正逆転切換装置８を示す。内燃機関３の出力軸７に連結した入力軸２４とアイドルシャフト２５がそれぞれギヤーケース２６に軸支される。入力軸２４に嵌着した第一ギャー２７とアイドルシャフト２５に嵌着した第二ギャー２８とが互いに逆回転するように噛合する。
入力軸２４とアイドルシャフト２５との先端部に、第一伝動ギヤー２９と第二伝動ギヤー３０とがそれぞれ遊嵌され、ギヤーケース２６に挿通して駆動軸９に嵌着した駆動ギャー３１に、第一伝動ギヤー２９と第二伝動ギヤー３０とが両側から噛合する。入力軸２４に前進用の多板クラッチ３２を嵌入し、入力軸２４に遊嵌した第一伝動ギヤー２９を油圧で多板クラッチ３２に嵌着して駆動軸９のインペラ１７を正回転させる。
アイドルシャフト２５にも後進用の多板クラッチ３３を嵌入し、アイドルシャフト２５に遊嵌した第二伝動ギヤー３０を多板クラッチ３３に油圧で嵌着して駆動軸９のインペラ１７を逆回転させる。
図３に示すように、インペラケーシング１０の内径寸法と、インペラケーシング１０に連結したフロントケーシング１２とリアケーシング１４の内径とは略同寸法で、インペラ１７の正・逆転による加圧水の噴射力が概略等しく、船艇１の後進時にも前進時の推進力が得られ、船舶１の前進と後進の航走が迅速に切換えられる。
内燃機関３の出力を正逆転切換装置８で切換えてインペラ１７を逆転させた時は、船底１ｂのリアケーシング１４の吐出口１３から流入する水を整流翼２２に案内させてインペラ１７の船尾側へ移送する。インペラ１７の後面に移送された水は逆回転しているインペラ１７で加圧され、その旋回流をフロントケーシング１２の吸込口１１に配設した整流翼２１で整流化しながら船首方向へ噴射し、その推進力で船艇１を後進航走させる。舵４により後進旋回も可能である。
図７は別の実施例に係る船艇の推進装置Ｐｒ１を示す。この推進装置Ｐ１は、インペラケーシング１０ａに二重反転インペラ３４を配設した推進機２ａを有し、前インペラ３４ａと後インペラ３４ｂがそれぞれ中空駆動軸３５と駆動軸３６とに止着され、中空駆動軸３５が駆動軸３６へ同心状に挿通される。前インペラ３４ａを止着した中空駆動軸３５と後インペラ３４ｂを止着した駆動軸３６とが正逆転作動装置３７に連結される。
図７の実施例Ｐｒ１は、推進機２ａのフロントケーシング１２ａの吸込流路Ａが船首方向に傾斜し、リアケーシング１４ａの吐出流路Ｂが船尾方向に傾斜し、フロントケーシング１２ａの下端部が吸込口１１ａに配設した整流翼２１と概略平行で、航走水流が吸込口１１ａからフロントケーシング１２ａに流入しやすい。
リアケーシング１４ａの下端部の吐出口１３ａが整流翼２２と概略平行で、リアケーシング１４ａの整流翼２２で案内された水が船底１ｂの水中後方に噴射される。符号２３ａはフロントケーシング１２ａとリアケーシング１４ａとの下端に連結した取付フランジである。
図８に示すように、正逆転作動装置３７は、駆動軸３６の基端部に嵌着した太陽歯車３８と、この太陽歯車３８の回りに噛合する複数の遊星歯車３９と、これら遊星歯車３９の外側に噛合し、中空駆動軸３５の基端部に嵌着する内歯歯車４０とをギヤーケース４１に収納した構成で、太陽歯車３８の回転により遊星歯車３９を介して内歯歯車４０を反転させ、前インペラ３４ａが止着され中空駆動軸３５と後インペラ３４ｂが止着された駆動軸３６とを互いに逆方向へ回転させる。
推進機２ａの二重反転インペラ３４は、フロントケーシング１２ａの吸込口１１ｃに流入した水を、前インペラ３４ａで加圧して旋回流を得、これを後インペラ３４ｂの羽根面に案内して押込み圧を高くし、直線流に変換しながらさらに加圧する。二重反転インペラ３４で回転流エネルギーを圧力エネルギーに変換し、リアケーシング１４ａの吐出口１３ａから水中へ加圧水を噴射して船艇を航走させ、舵で船艇の針路を変更させる。
二重反転インペラ３４を配設した推進機２ａは推進力が大きく、推進機２ａが船底１ｂの下方に突出していないので、喫水線の浅い屋形船や浅瀬走行船に適する。
なお、図３に示す推進機２も、単段のインペラ１７を二重反転インペラ３４に変えることが出来る。
図７に示す推進機２ａに連結した正逆転作動装置３７は、図６に示す内燃機関３に直結された正逆転切換装置８を接続し、内燃機関３の出力軸７の回転を正逆転切換装置８で正回転から逆回転に切換え、正逆転作動装置３７で作動する二軸反転インペラ３４の前インペラ３４ａと後インペラ３４ｂとを逆回転方向に切換える構成とする。
内燃機関３の出力を正逆転切換装置８で逆転方向に切換えて二軸反転インペラ３４を逆転させる時は、船尾１ａの船底１ｂに水没したリアケーシング１４ａの吐出口１３ａから水を吸引し、後インペラ３４ｂの後面に移送した水を後インペラ３４ｂで加圧して旋回流を得、これを前インペラ３４ａで整流化した後、フロントケーシング１２ａの吸込口１１ａから船首方向の水中へ加圧水として噴射して船艇を後進させる。
フロントケーシング１２ａの吸込口１１ａの整流翼２１に塵芥等が付着して吸込口１１ａが閉塞した時は、二軸反転インペラ３４を逆回転させ、加圧された水流をフロントケーシング１２ａの内部から噴射して吸込口１１ａを閉塞する塵芥等を洗い流す。
図７に示す実施例Ｐｒ１は、インペラケーシング１０ａに点検窓４２を設け、インペラケーシング１０ａに配設された二重反転インペラ３４の点検を行なえるように構成する。
図９は別の実施例に係る船艇の推進装置Ｐｒ２を示す。この推進装置Ｐｒ２は、推進機２ｂのインペラケーシング４３を、その上半部である上側ケーシング４３ａと下半部である下側ケーシング４３ｂとに分けて、フランジ４４，４４で連結し、上側ケーシング４３ａの周壁の軸受１５ａ、１６ａで駆動軸９ａを軸支する。
下側ケーシング４３ｂは、その前後に配設されたフロントケーシング４５及びリアケーシング４６と一体に構成すべく、フロントケーシング４５とリアケーシング４６との下端を取付フランジ４７で連結する。上側ケーシング４３ａを取外せば、インペラ１７又は二重反転インペラ３４の交換又はオーバーホール或いはそれらに絡まった紐状物等の取除きが容易になる。
なお、図７に示すインペラケーシング１０ａの点検窓４２は、図３に示す前後に分割されたインペラケーシング１０のいずれか、あるいは図９に示す上下に分割されたインペラケーシング４３の上側ケーシング４３ａに設けてもよい。
図１０は別の実施例に係る船艇の推進装置Ｐｒ３を示す。この推進装置Ｐｒ３は、推進機４８が、船尾１ａの船底１ｂに水平状に配設し円筒状に形成したインペラケーシング４９と、このインペラケーシング４９の一端に連結され船首１ｃ方向の船底１ｂに吸込口５０が開口するフロントケーシング５１と、インペラケーシング４９の他端に連結され船尾１ａ方向の船底１ｂに吐出口５２が開口するリアケーシング５３とで曲管状に構成される。
インペラケーシング４９の後端部に軸受サポート５４を連結し、軸流羽根５５が止着された駆動軸５６を、フロントケーシング５１の側壁の軸受５７とインペラケーシング４９の軸受サポート４９とで軸支し、駆動軸５６を短くして軸流羽根５５の振動を減少させる。
図１０の実施例Ｐｒ３は、推進機４８のフロントケーシング５１の吸込流路Ａ’が船首方向に傾斜し、リアケーシング５３の吐出流路Ｂ’が船尾方向に傾斜する。
フロントケーシング５１の吸込口５０に並列した複数の整流翼５８…を配設し、その下部を船首側へ緩やかに湾曲させて、船底１ｂの水中からフロントケーシング５１の吸込口５０へ流入する走行水流を案内し、インペラケーシング４９への押込み圧を高めて、軸流羽根５５の連続する羽根面で水の加圧力を高める。
リアケーシング５３の吐出口５２にも、並列した複数の整流翼５９…を配設し、その下部を船尾方向に緩やかに湾曲させ、軸流羽根５５で加圧した旋回流を直線流に変換しながら船尾１ｂの水中へ後方に噴射し、その推進力で船艇を前進させる。
フロントケーシング５１とリアケーシング５３との下端に取付フランジ９６を連結し、推進機４８をユニットとして船底１ｂから着脱可能にする。
図３に示す、推進機２のインペラケーシング１０に内接するインペラ１７、３４を軸流羽根としてもよく、それだと正逆転いずれにおいても水の加圧力が概略等しく、逆転させた軸流羽根の水の加圧力が十分大きくなる。特に、図７に示す推進機２ａのインペラケーシング１０ａに内接する二重反転インペラ３４を軸流羽根とすれば、前インペラ３４ａで加圧した旋回流を後インペラ３４ｂの羽根面に案内して押込み圧を高め、後インペラ３４ｂで直線流に変換しながらさらに吸引した水を加圧できる。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この発明の別の実施例に係るヨットＹの推進装置Ｐｒ４を示し、図１１Ａは推進装置Ｐｒ４の平面図、図１１Ｂは推進装置Ｐｒ４の側面図、図１１Ｃは図１１Ｂの矢視ＸＩＣ部の断面図、図１１Ｄは推進装置Ｐｒ４の流路切換機構の説明図である。
推進装置Ｐｒ４の推進機６０は、図１に示した推進機２と類似な構成のＵ字形インペラケーシング６２と、このケーシング６２の前端及び後端にフランジ７６、７５を介して接続されたフロントケーシング６６及び三股ケーシング６１と、この三股ケーシング６１にフランジ７２，７３，７４を介して接続されそれぞれ船尾１ｃ及び左右の船側から略水平に水中へ開口するリヤケーシング６３、レフトケーシング６４、及びライトケーシング６５とからなる。これらリヤケーシング６３、レフトケーシング６４、及びライトケーシング６５の吐出口は船体１にフランジ固定し、それぞれ複数の水平な整流翼を設ける。フロントケーシングの吐出口の構成は前記推進機２と同じにする。単段インペラ６８又は二重反転インペラ６８＋６９を駆動する駆動軸６７も、前記補助推進装置Ａｐの場合と同じ構成により内燃機関に連結する。なお、図１１Ａに示すように、インペラケーシング６２の中間部をフランジ７１で接合し、検査や整備の便宜をはかっても良い。
三股ケーシング６１は、図１１Ｃに示すように、外部操作ロッド８１を介して操作可能な流路選択弁８０を内蔵し、図１１Ｄに示すように、左方、後方、及び右方へ流路を切換可能で、これにより、ヨットＹを右進、前進、左進させることができる。
この実施例Ｐｒ４のケーシング構成は他の実施例に適用しても良い。
図１２は以上の各実施例に適用可能な前後進切換クラッチの油圧回路を示す。
この油圧回路は、切換レバー９０ａで切換弁９０を操作すると、前後進切換機構の関連作動部に連結された前進クラッチ９１及び後進クラッチ９２の間で油圧が切り換えられる。図中、９３は調圧弁、９４は油圧ポンプ、９５は油タンクである。
以上の説明から明らかなように、この発明に係る船艇の推進装置は、内燃機関を駆動してインペラケーシングに配設したインペラを回転させると、船底部の吸込口から整流翼に沿って水が案内されてフロントケーシングに吸引され、フロントケーシングの吸込口に設けた複数の整流翼で塵芥等の流入を阻止させる。
次に、インペラケーシングに流入した水をインペラで加圧して、加圧された旋回流をリアケーシングの整流翼で直線流に変換して、旋回流エネルギーを圧力エネルギーに変換し、船底部の吐出口から船尾方向の水中に加圧水を噴射して船艇を推進させる。
そして、フロントケーシングの整流翼が塵芥等で閉塞した時には、インペラを逆回転させれば、リアケーシングの吐出口から吸引した加圧水がフロントケーシングの吸込口から噴射され、整流翼を閉塞させた塵芥等を洗い流すことができる。
進路を変更する時には舵を操作して、船艇の推進方向を切換える。
推進機のインペラケーシングに配設するインペラを二重反転インペラとすれば、航走水流により吸込み性能とインペラの二重反転による吐出し性能が向上するもので、一枚のインペラよりも推進力が増加することができる。
インペラケーシングに内接するインペラを、軸流羽根とすれば、正逆転いずれにおいても水の加圧力が概略等しくなり、逆転させた軸流羽根の水の加圧力が十分大きくなる。
特に、二重反転インペラを軸流羽根とすれば、前インペラで加圧した旋回流が後インペラの羽根面に案内されて押込み圧が高くなり、後インペラで直線流に変換しながらさらに加圧して、回転流エネルギーが圧力エネルギーに変換され、回収効率が向上する。
船艇を後進させる時には、インペラを逆回転させれば、リアケーシングから吸引した水をフロントケーシングから噴射して後進させることができ、軸流羽根のインペラは正回転と逆回転の旋回加圧水量が概略等しくなり、迅速に前進と後進が切換えられる。船尾に複数の推進機を配設した大型の船舶にあっては、旋回方向側の推進機のインペラを逆回転させれば、舵を併用して小回りが可能となる。推進機を点検、修理するときには、インペラケーシングを取外せば、インペラケーシングに配設したインペラのオーバーホールや内部の清掃が簡単に行なえる。
なお、小型の船艇では、水面上で船艇を吊上げれば、海上での推進機の修理と消耗品の取替えが可能となる。
またリアケーシングから分岐して船側に臨む分岐路を設け、リアケーシングとの間で流路選択可能とすれば、横方向への推進が可能となる。
従って、この発明によれば、推進機の水の吸込み方向と加圧水の噴射方向を切換えて船艇の前進航走と後進を行ない、水流を反転させるエネルギーロスが少なく、大きい推進力が得られ、メンテナンスの容易な構造となる。
即ち、従来のインペラを配設した船艇やヨットにあっては、浅瀬では砂浜等に接触してインペラやインペラシャフトが損傷する恐れがあった。また、船底内部に縦軸の渦巻ケーシングを設けた推進装置にあっては、インペラが水に与える運動エネルギーが、一旦圧力エネルギーに変換され、再び運動エネルギーに変換されるので、エネルギー変換の再のロスが大きかったものであるが、この発明にあっては、このような変換がなく、船首方向の水中に吸込口を開口したフロントケーシングと船尾方向の水中に吐出口を開口したリアケーシングをインペラケーシングに連結して、インペラケーシングのインペラを正転または逆転させ、大きい推進力と迅速な船艇の前進航走と後進の切換えが可能となる。
インペラケーシングに内接したインペラを、二重反転インペラとすれば、前インペラで押込み圧が高められ、後インペラで旋回流を直線流に変換しながらさらに加圧するので、回転流エネルギーが圧力エネルギーに変換されて、一枚のインペラよりも推進力が増加する。
インペラケーシングに内接するインペラを軸流羽根とすれば、正逆転の旋回加圧水量が等しくなり、船艇の後進時にも前進時の推進力が得られる。
そして、推進機の流路の内径を概略同一寸法とすれば、インペラの正転と逆転による加圧水の噴射力が概略等しくなる。
円弧状に形成したインペラケーシングの前後の周壁にインペラの駆動軸を軸支させれば、振動が少なくなり駆動軸も短くなる。
また、円筒状に形成したインペラケーシングの軸受サポートと、フロントケーシングの側壁の軸受に、軸流羽根を止着した駆動軸を軸支させれば、駆動軸が短くなり、推進機も小さくできる。
推進機のフロントケーシングの吸込口とリアケーシングの吐出口にそれぞれ複数の整流翼を配設したので、吸込水流の案内と加圧された旋回流の整流化が行われ、推進性能が良くなり、除塵作用も行われる。
フロントケーシングの吸込流路とリアケーシングの吐出流路を船首方向と船尾方向に傾斜させれば、航走水流による吸込みと船尾方向への水中噴射が行なわれ、大きい推力が得られる。
そして、フロントケーシングとリアケーシングの下端部を取付フランジに連結したので、船底に突出しないコンパクトな構造となり、ユニット化した推進機は船底からの着脱が容易となり、水面上に船艇を吊上げれば海上での点検修理も行なえる。
インペラケーシングを分割可能とすれば、インペラを内接するインペラケーシングの組立てと分解が簡単となり、インペラケーシングに配設したインペラのオーバーホールや推進機の内部の清掃が簡単に行なえる。
また、インペラ近傍のインペラケーシングに点検窓を設ければ、インペラケーシングの内部の点検が容易となり、事前にインペラ等の損傷が防止できる。
またリアケーシングから分岐して船側に臨む分岐路を設け、リアケーシングとの間で流路選択可能とすれば、横方向への推進が可能である。
産業上の利用の可能性
この発明によれば、インペラケーシングを旋回させずとも前後進の切換が可能なインペラ内蔵式の船艇の推進装置が提供され、船艇構成が簡易化される。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の一実施例に係る推進装置を備えたヨットの側面図である。
図２は、図１の推進装置の一部縦断側面図である。
図３は、図２の推進装置の推進機の縦断側面図である。
図４は、図３の推進機のインペラケーシングの分解断側面図である。
図５は、図３の推進装置の底面図である。
図６は、図３の推進装置の正逆転切換装置の説明図である。
図７は、この発明の別の実施例に係る船艇の推進装置の縦断側面図である。
図８は、図７の推進装置の二重反転インペラの説明図である。
図９は、この発明の別の実施例に係る船艇の推進装置の縦断側面図である。
図１０は、この発明の別の実施例に係る船艇の推進装置の縦断側面図である。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この発明の別の実施例に係る船艇の推進装置を示し、図１１Ａは推進装置の平面図、図１１Ｂは推進装置の側面図、図１１Ｃは図１１Ｂの矢視ＸＩＣ部の断面図、図１１Ｄは推進装置の流路切換機構の説明図である。
図１２は、前後進切換機構の油圧回路図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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