JP4428305B2 - Ship exhaust system - Google Patents
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Description
本発明は、船舶の排気装置に関し、詳しくは、排気ガスの背圧低減および騒音低減を図る対策に係わる。 The present invention relates to a ship exhaust device, and more particularly, to measures for reducing exhaust gas back pressure and noise.
従来より、船舶の排気装置として、内燃機関から排気通路を介して排気ガスを導入する消音器を設けるとともに、この消音器に排気管の上流端を接続し、喫水線よりも上方に開口する排気管の下流端より排気ガスを船体外に排出するようにしたものは知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a ship exhaust device, a silencer that introduces exhaust gas from an internal combustion engine through an exhaust passage is provided, and an exhaust pipe connected to the upstream end of the exhaust pipe and opened above the water line is connected to the silencer. A device is known in which exhaust gas is discharged out of the hull from the downstream end (see, for example, Patent Document 1).
また、その他の船舶の排気装置として、内燃機関からの排気ガスを船体外に排出する排気管の下流端に、常時喫水線よりも下方に突出して水中で開口する低速時用排気口と、常時喫水線よりも上方に開口し、排気ガス排出時に開放する開閉可能な蓋を備えた高速用排気口とを設け、低速時に低速時用排気口からの排気ガスが水中に排出される一方、高速時に高速時用排気口からの排気ガスが蓋の開放により大気に排出されるようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as other ship exhaust devices, at the downstream end of an exhaust pipe for exhausting exhaust gas from the internal combustion engine to the outside of the hull, a low-speed exhaust port that protrudes downward from the constant water line and opens in water, and a constant water line A high-speed exhaust port with a lid that can be opened and closed is opened when exhaust gas is discharged, and exhaust gas from the low-speed exhaust port is discharged into the water at low speed, while high speed at high speed. Some exhaust gas from the time exhaust port is discharged to the atmosphere by opening the lid (see, for example, Patent Document 2).
更に、その他の船舶の排気装置として、内燃機関からの排気ガスを、第1および第2排気膨張室から主排気通路を介して水中に排気するとともに、その主排気通路から分岐する副排気通路を介して船体外凹部と喫水線とで囲まれた空中に排出するようにしたものもある(例えば、特許文献3参照)。そして、上記主排気通路の水中に開口する排気口よりも船首側に突起状のガイド部を水中に突出させ、このガイド部により、高速前進時に喫水線と共に下方へ推移する水流を排気口の周囲から迂回させることで、高速前進時に上記ガイド部により排気口の周囲から迂回させた水流と排気口との間に形成される負圧空間に対し上記排気口からの排気ガスを吸引させて排出するようにしている。 Further, as another ship exhaust device, an exhaust gas from the internal combustion engine is exhausted from the first and second exhaust expansion chambers into the water through the main exhaust passage, and a sub exhaust passage branched from the main exhaust passage is provided. In some cases, the air is discharged into the air surrounded by the concave portion outside the hull and the water line (for example, see Patent Document 3). Then, a projecting guide part protrudes into the water on the bow side of the exhaust port that opens in the main exhaust passage, and the guide part causes a water flow that moves downward along with the draft line at a high speed forward from the periphery of the exhaust port. By detouring, the exhaust gas from the exhaust port is sucked and discharged into the negative pressure space formed between the water flow detoured from the periphery of the exhaust port by the guide portion and the exhaust port when moving forward at high speed. I have to.
一方、その他の船舶の排気装置として、排気管の途中に、内燃機関からの排気ガスに対し海水等の冷却水をミキシングさせる排気用ミキシングチャンバを設け、この排気用ミキシングチャンバ内で高温の排気ガスを冷却水と混合させて冷却するようにしたものもある(例えば、特許文献4参照)。
ところが、上記従来の消音器に排気管を船体外の空中(水面よりも上方)に排気ガスを排出するもの(特許文献1のもの)では、消音器によって排気ガスの背圧が増大し、出力性能をある程度妥協せざるを得ない。また、排気ガスの温度を下げる目的で排気管内に海水を混ぜて排出する(海水ミキシング)もの(特許文献4のもの)では、排気ガスと共に水が空中に排出されて水面に泡が発生し、釣りなどには不向きなものとなる。 However, when the exhaust pipe is discharged into the air outside the hull (above the water surface) in the conventional silencer (the one disclosed in Patent Document 1), the back pressure of the exhaust gas is increased by the silencer and the output is increased. The performance must be compromised to some extent. In addition, in the case of discharging seawater in the exhaust pipe for the purpose of lowering the temperature of the exhaust gas (seawater mixing) (Patent Document 4), water is discharged into the air together with the exhaust gas, and bubbles are generated on the water surface. It is not suitable for fishing.
また、水中に排気ガスを排出する上で、排気管やガイド部を突出させているもの(特許文献2や特許文献3のもの)では、水流の抵抗となって、燃費の悪化や速度低下の原因となる。 In addition, when exhaust gas is discharged into the water, the exhaust pipe or the guide part protruding from the water (Patent Document 2 or Patent Document 3) becomes a resistance to water flow, resulting in deterioration of fuel consumption or speed reduction. Cause.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気ガスの背圧の上昇を抑え、かつ排気ガス排出時の水面での泡の発生を防止するとともに、燃費の悪化や速度低下を確実に防止することができる船舶の排気装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress an increase in exhaust gas back pressure, to prevent generation of bubbles on the water surface when exhaust gas is discharged, and to improve fuel efficiency. An object of the present invention is to provide a ship exhaust device that can reliably prevent deterioration and speed reduction.
上記目的を達成するため、本発明では、船舶の排気装置として、船体内の船尾側に、内燃機関の排気ガスを排気管を介して導入するチャンバを設けるとともに、このチャンバに、低速時に喫水線よりも上方に開口する第1の排気口と、低速時に喫水線よりも下方に開口する第2の排気口と、この第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続する壁部を有し、高速前進時に下方へ推移する喫水線での水流を第2の排気口の周囲から迂回させるように上記壁部によりガイドするガイド部材とを設ける。そして、上記第1の排気口からの排気ガスを、アイドリング時を含む低速時から高速時に亘って排出するようにしている一方、上記第2の排気口からの排気ガスを、高速前進時に上記ガイド部材の壁部により第2の排気口の周囲から迂回させた水流と第2の排気口との間に形成される負圧空間に対し吸引させて排出するようにしている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a chamber for introducing exhaust gas of an internal combustion engine through an exhaust pipe is provided on the stern side of a ship body as an exhaust device of a ship, and the chamber is provided with a draft line at a low speed. A first exhaust port that opens upward, a second exhaust port that opens below the water line at low speeds, and an opening that opens to the bow side of the second exhaust port and continues into the chamber. And a guide member that guides the wall from the periphery of the second exhaust port so as to detour the water flow on the water line that moves downward when traveling at high speed. The exhaust gas from the first exhaust port is discharged from a low speed including an idling time to a high speed, while the exhaust gas from the second exhaust port is discharged from the guide during the high speed advance. The negative pressure space formed between the water flow detoured from the periphery of the second exhaust port and the second exhaust port by the wall portion of the member is sucked and discharged.
この特定事項により、内燃機関から導入されたチャンバ内の排気ガスは、アイドリング時や低速前進時に喫水線よりも上方の第1の排気口から空中に円滑に排出される。そして、第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続する壁部を有するガイド部材によって、高速前進時に下方へ推移する喫水線での水流を第2の排気口の周囲から迂回させるようにガイドさせ、その迂回させた水流と第2の排気口との間の負圧空間に対し高速前進時にチャンバ内の排気ガスが吸引されて円滑に排出される。これにより、内燃機関からチャンバ内に導入された排気ガスが各排気口から円滑に排出されて背圧が増大することはなく、消音器を設けたもののように出力性能が犠牲になることはない。しかも、内燃機関からの排気ガスが容積を拡張したチャンバ内に導入されることにより、各排気口からの排気音を低減させることも可能となる。 Due to this specific matter, the exhaust gas in the chamber introduced from the internal combustion engine is smoothly discharged into the air from the first exhaust port above the water line during idling or low speed advance. Then, the guide member having a wall portion that is continuous toward the inside of the chamber from the opening portion that opens to the bow side of the second exhaust port causes the water flow at the water line that moves downward during high-speed advancement to flow in the second exhaust port. The exhaust gas in the chamber is sucked and smoothly discharged during high-speed advancement with respect to the negative pressure space between the bypassed water flow and the second exhaust port. As a result, the exhaust gas introduced into the chamber from the internal combustion engine is smoothly discharged from each exhaust port and the back pressure does not increase, and the output performance is not sacrificed as in the case where a silencer is provided. . In addition, exhaust gas from the internal combustion engine is introduced into the chamber whose volume is expanded, so that exhaust noise from each exhaust port can be reduced.
また、海水ミキシングにより排気管からチャンバ内に水が浸入しても、チャンバ内で泡が解消されて排気ガスと共に水が第1の排気口から空中に排出されることはなく、アイドリング時や低速前進時に排気ガスのみが第1の排気口から排出されて水面での泡の発生が防止され、釣りなどを円滑に行うことが可能となる。 Also, even if water enters the chamber from the exhaust pipe by seawater mixing, bubbles are eliminated in the chamber and the exhaust gas is not discharged into the air from the first exhaust port. When the vehicle moves forward, only the exhaust gas is discharged from the first exhaust port, so that the generation of bubbles on the water surface is prevented and fishing and the like can be performed smoothly.
しかも、水流を第2の排気口の周囲から迂回させるようにガイドさせるガイド部材の壁部は、第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続するものであることから、船体から突出させた排気管やガイド部のようにガイド部材の壁部が水流の抵抗となることがなく、燃費の悪化や速度低下を確実に防止することが可能となる。 In addition, the wall portion of the guide member that guides the water flow so as to be diverted from the periphery of the second exhaust port is continuous toward the inside of the chamber from the opening that opens closer to the bow side than the second exhaust port. As a result, the wall portion of the guide member does not become a resistance to water flow unlike the exhaust pipe and the guide portion protruding from the hull, and it becomes possible to reliably prevent deterioration of fuel consumption and speed reduction.
更に、内燃機関の排気ガスを排気管を介して導入し、その導入した排ガスを第1および第2の排気口から排出するチャンバが設けられていることにより、後方や側方から波を受ける荒天時や後退時に第1および第2の排気口から波がチャンバ内に浸入しても、その波の勢いがチャンバ内で緩衝されて排気管に直接的に作用することが回避され、排気管内への海水の逆流防止を図ることが可能となる。 Furthermore, by providing a chamber for introducing the exhaust gas of the internal combustion engine through the exhaust pipe and exhausting the introduced exhaust gas from the first and second exhaust ports, the stormy weather that receives waves from the rear and the side is provided. Even when a wave enters the chamber from the first and second exhaust ports at the time of retreating or retreating, it is avoided that the momentum of the wave is buffered in the chamber and directly acts on the exhaust pipe. It is possible to prevent the backflow of seawater.
特に、ガイド部材の開口部を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。 In particular, the following configurations are listed as specifying the opening of the guide member.
つまり、ガイド部材の開口部を、壁部を介してチャンバ内に連通する第3の排気口として兼用している。 That is, the opening of the guide member is also used as a third exhaust port communicating with the inside of the chamber through the wall.
この特定事項により、高速前進時にチャンバ内の排気ガスが第3の排気口からも排出され、チャンバ内の排気効率を高めることが可能となる。 With this specific matter, the exhaust gas in the chamber is also discharged from the third exhaust port during high-speed advance, and the exhaust efficiency in the chamber can be increased.
特に、後退時の排気ガスの排出を円滑に行えるようにするものとして、以下の構成が掲げられる。 In particular, the following configuration is listed as a means for smoothly discharging exhaust gas during retreat.
つまり、船体の船尾を、後退時に下方へ推移する喫水線での水流をガイドして第1および第2の排気口の周囲からそれぞれ迂回させるように喫水線に対し鋭角に切り立たせている。そして、第1の排気口からの排気ガスを、後退時に上記船尾により第1の排気口の周囲から迂回させた水流によって空中に排出するようにしている一方、第2の排気口からの排気ガスを、後退時に上記船尾により第2の排気口の周囲から迂回させた水流と第2の排気口との間に形成される負圧空間に吸引させて排出するようにしている。 That is, the stern of the hull is made to stand at an acute angle with respect to the draft line so as to guide the water flow along the draft line that moves downward when retreating and to bypass each of the first and second exhaust openings. The exhaust gas from the first exhaust port is exhausted into the air by the water flow that is detoured from the periphery of the first exhaust port by the stern when retreating, while the exhaust gas from the second exhaust port is discharged. Are sucked into a negative pressure space formed between the second exhaust port and the water flow diverted from the periphery of the second exhaust port by the stern during retreat.
この特定事項により、後退時に内燃機関から導入されたチャンバ内の排気ガスは、後退時に船尾により第1の排気口の周囲から迂回させた水流によって第1の排気口から空中に円滑に排出される。そして、後退時に船尾により第2の排気口の周囲から迂回させた水流と第2の排気口との間に形成される負圧空間に第2の排気口からの排気ガスが吸引されて円滑に排出される。これにより、チャンバ内の排気ガスを後退時にも各排気口から円滑に排出させて背圧の増大を抑制することが可能となる。 Due to this specific matter, the exhaust gas in the chamber introduced from the internal combustion engine at the time of reverse travel is smoothly discharged from the first exhaust port into the air by the water flow diverted from the periphery of the first exhaust port by the stern at the time of reverse operation. . Then, exhaust gas from the second exhaust port is smoothly sucked into the negative pressure space formed between the water flow diverted from the periphery of the second exhaust port by the stern at the time of reverse and the second exhaust port. Discharged. As a result, the exhaust gas in the chamber can be smoothly discharged from each exhaust port even when retreating, and an increase in back pressure can be suppressed.
特に、第2の排気口およびガイド部材の開口部を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。 In particular, the following configurations are listed as specifying the second exhaust port and the opening of the guide member.
つまり、第2の排気口およびガイド部材の開口部を、それぞれチャンバの下面に設け、チャンバの下面より上方へ突出する管状物の下端に連結し、そのガイド部材の壁部を開口部に連結した管状物によって形成している。 That is, the second exhaust port and the opening of the guide member are respectively provided on the lower surface of the chamber, connected to the lower end of the tubular object protruding upward from the lower surface of the chamber, and the wall of the guide member is connected to the opening. It is formed by a tubular object.
この特定事項により、第2の排気口およびガイド部材の開口部は、これに下端を連結して上方へ突出する管状物によってチャンバ内への上下方向の寸法が確保されている。これにより、高速前進時に喫水線と共に下方へ推移する水流をガイド部材の壁部によって第2の排気口の周囲から迂回させる際に第2の排気口や開口部からのチャンバ内への水の浸入が管状物による上方への嵩上げによって効果的に防止される。また、後退時に船尾によって水流を第2の排気口の周囲から迂回させる際に第2の排気口や開口部からのチャンバ内への水の浸入が管状物による上方への嵩上げによって効果的に防止される。しかも、管状物によって第2の排気口やガイド部材の開口部からの排気音を低減させることも可能となる。 Due to this specific matter, the second exhaust port and the opening of the guide member are secured in the vertical dimension into the chamber by a tubular object that projects upward by connecting the lower end thereof. Thereby, when the water flow that moves downward together with the water line during high-speed advance is diverted from the periphery of the second exhaust port by the wall portion of the guide member, water enters the chamber from the second exhaust port or the opening. It is effectively prevented by the upward raising by the tubular object. In addition, when the water flow is diverted from the periphery of the second exhaust port by the stern at the time of retreat, the intrusion of water into the chamber from the second exhaust port or the opening is effectively prevented by raising the tube upward. Is done. Moreover, the exhaust sound from the second exhaust port and the opening of the guide member can be reduced by the tubular object.
更に、船体内に搭載した発電機の排気管の下流端をチャンバに連結している場合には、発電機からの排気ガスの排出時にチャンバ内で泡が処理されて排気ガスのみが排出することが可能となる上、発電機からの排気ガスが容積を拡張したチャンバ内に導入されて排気音を低減させることも可能となる。 Furthermore, when the downstream end of the exhaust pipe of the generator mounted in the hull is connected to the chamber, bubbles are processed in the chamber when exhaust gas is discharged from the generator, and only the exhaust gas is discharged. In addition, the exhaust gas from the generator is introduced into the chamber with the expanded volume, and the exhaust noise can be reduced.
以上、要するに、内燃機関からの排気ガスをチャンバ内に導入し、高速前進時に下方へ推移する喫水線での水流を第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続するガイド部材の壁部により第2の排気口の周囲から迂回させるようにガイドすることで、チャンバ内の排気ガスを第1および第2の排気口から円滑に排出させて背圧の増大を抑制し、出力性能の向上を図りかつ容積を拡張したチャンバ内に排気ガスを導入して各排気口からの排気音を低減させることもできる。しかも、チャンバ内で泡を解消し、アイドリング時や低速前進時に排気ガスのみを第1の排気口から排出させて水面での泡の発生を防止して、釣りなどを円滑に行うことができる。しかも、ガイド部材の壁部を開口部からチャンバ内に向かって連続させることで、ガイド部材の壁部を水流の抵抗とさ
せずに、燃費の悪化や速度低下を確実に防止することができる。更に、チャンバを設けることで、荒天時や後退時に第1および第2の排気口から浸入した波の勢いをチャンバ内で緩衝させて排気管に直接的に作用させることがなく、排気管内への海水の逆流防止を図ることができる。
In short, the exhaust gas from the internal combustion engine is introduced into the chamber, and the water flow at the waterline that moves downward when the vehicle moves forward at high speed continues from the opening opening to the bow side of the second exhaust port toward the chamber. By guiding the wall of the guide member to bypass the second exhaust port, the exhaust gas in the chamber is smoothly discharged from the first and second exhaust ports to suppress an increase in back pressure. In addition, exhaust gas can be introduced into the chamber whose output performance is improved and the volume is expanded to reduce the exhaust noise from each exhaust port. In addition, bubbles can be eliminated in the chamber, and only exhaust gas can be discharged from the first exhaust port during idling or when moving forward at a low speed to prevent generation of bubbles on the surface of the water, so that fishing can be performed smoothly. In addition, by making the wall portion of the guide member continuous from the opening toward the inside of the chamber, it is possible to reliably prevent deterioration in fuel consumption and speed reduction without causing the wall portion of the guide member to resist water flow. Furthermore, by providing the chamber, the force of waves entering from the first and second exhaust ports during stormy weather or retreating is buffered in the chamber and does not directly act on the exhaust pipe, Seawater backflow can be prevented.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係わる排気装置を備えたクルーザタイプの船舶の一部を切り欠いた側面図であって、この船舶1の船体10中央部付近には、左右2つの内燃機関2(図1では一方のみ示す)が搭載され、この各内燃機関2により左右のプロペラ21(図1では一方のみ示す)をそれぞれ個別に回転させて船舶1を航行させるようになっている。各内燃機関2とプロペラ21との間には、図示しない前進後退切換ギヤ、減速ギヤ、船速切換用変速機およびクラッチが組み込まれたギヤ装置22が設けられている。
FIG. 1 is a side view in which a part of a cruiser-type ship provided with an exhaust device according to an embodiment of the present invention is cut away. In the vicinity of the center of a
各内燃機関2の排気口20には、それぞれ排気管3(図1では一方のみ示す)の上流端が連結されており、この各排気管3は船体10内の左右両舷側側を船尾(図1では左側)に向かって延びている。また、図2に示すように、船体10内の船尾の左右両舷側には、それぞれチャンバ4が設けられている。この各チャンバ4は、左右舷側方向に薄くかつ船体前後方向に長い略長方形薄箱形状を呈している。そして、各チャンバ4の前面略中央位置には排気管3の下流端が連結され、各内燃機関2からの排気ガスがそれぞれチャンバ4内に導入されるようになっている。
An upstream end of an exhaust pipe 3 (only one is shown in FIG. 1) is connected to the
また、図3に示すように、各チャンバ4は、船尾の左右両舷側に沿って設けられ、その外方面(左右両舷側の面)の船尾側上部位置にはアイドリング時および低速時などの排水時に喫水線S1よりも上方に開口する第1の排気口41が設けられている。この第1の排気口41は、図4にも示すように、排水時に喫水線S1よりも上方で船体10(舷側)外に開口し、チャンバ4の外方面よりチャンバ4内に向かって斜め前方向きへ突出する第1の円管状物41Aの外方端に連結されている。この第1の円管状物41Aの外方端には、その前側円弧状部分を船体10(左右の舷側)よりも外方に突出させた庇41A1が設けられている。また、チャンバ4の下面には、アイドリング時および低速時などの排水時に喫水線S1よりも下方に開口する第2の排気口42が設けられている。この第2の排気口42は、船体10の下面に開口し、チャンバ4の下面よりチャンバ4内に向かって上方斜め前方向きへ突出する第2の円管状物42A(管状物)の下端に連結されている。更に、チャンバ4の下面には、上記第2の排気口42よりも船首側(前側)において排水時に喫水線S1よりも下方に開口する開口部43が設けられている。この開口部43は、第2の排気口42よりも船首側において船体10の下面に開口し、チャンバ4の下面よりチャンバ4内に向かって上方斜め前方向きへ突出するガイド部材としての第3の円管状物43Aの下端に連結されている。この場合、第3の円管状物43Aの上流端(内端)は、第1および第2の円管状物41A,42Aと同様に、チャンバ4内に連通しており、開口部43が、第3の排気口43として兼用されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, each
そして、第3の円管状物43Aは、高速前進時などの滑走時に下方へ推移する喫水線S2(図3に二点鎖線で示す)での水流を第2の排気口42の周囲から迂回させるようにガイドする壁部43A1を備え、この壁部43A1は、開口部43(以下、第3の排気口43と称する)からチャンバ4内に向かって連続する第3の円管状物43Aの一部分(後側に位置する断面半円弧状部分)によって構成されている。また、第2の円管状物42Aは、その中心軸を喫水線S2に対し略45゜斜め前向きに倒した前傾状態で取り付けられている一方、第3の円管状物43Aは、その中心軸を喫水線S2に対し略30゜斜め前向きに倒した前傾状態で取り付けられている。そして、第1の排気口41からの排気ガスは、
排水時(アイドリング時を含む低速時)から滑走時(高速前進時)に亘って船外に空中排出されるようになっている。一方、第2の排気口42からの排気ガスは、滑走時に第3の円管状物43Aの壁部43A1により第2の排気口42の周囲から迂回させた水流と第2の排気口42との間に形成される負圧空間H1に対し吸引されて排出されるようになっている。この場合、第3の排気口43からの排気ガスは、第1および第2の排気口41,42から排出しきれないときに水中に排出されるようになっている。
And the 3rd
It is discharged to the outside of the ship from the time of drainage (low speed including idling) to the time of sliding (high speed forward). On the other hand, the exhaust gas from the
また、図1および図2に示すように、船体10の船尾は、後退時に船尾との当接により下方に推移する喫水線S3´での水流をガイドして第1および第2の排気口41,42の周囲からそれぞれ迂回させるように喫水線S3´に対し鋭角に切り立っている。そして、図5に示すように、第1の排気口41からの排気ガスは、後退時に船尾により第1の排気口41の周囲から水流を迂回させることによって空中に排出されるようになっている。一方、第2の排気口42からの排気ガスは、後退時に船尾との当接により第2の排気口42の周囲から迂回させた水流(船尾との当接により下方に推移する喫水線S3´での水流)と第2の排気口42との間に形成される負圧空間H2に吸引されて排出されるようになっている。なお、図5のS3は、後退時に船尾と当接しない喫水線を示している。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the stern of the
そして、図3に示すように、船舶1が10〜15ノット位の中速で半滑走する場合には、喫水線S4が排水時の喫水線S1よりも盛り上がって第1の排気口41に波が被ることがあるため、半滑走時に第1の円管状物41Aの庇41A1により第1の排気口41の周囲から水流を迂回させ、その迂回させた水流と第1の排気口41との間に形成される負圧空間H3(図4に表れる)に第1の排気口41からの排気ガスを吸引させて排出するようにしている。
As shown in FIG. 3, when the ship 1 is semi-sliding at a medium speed of about 10 to 15 knots, the draft line S4 rises more than the draft line S1 during drainage and the
更に、図2に示すように、船体10内の船尾側、具体的にはチャンバ4の前側または側方に位置する船体中央位置には、発電機5が搭載されている。この発電機5の左側には、排気管51が設けられている。排気管51は、その上流端が発電機5の下面に連結されて発電機5の下方より湾曲部51aを有して上方に立ち上がり、発電機5の上部にて屈曲部51bを有して左舷側に向かって斜め下方に延び、左舷側のチャンバ4の内方面略中央位置に下流端を導出させている。この場合、排気管51の下流端は、排水時の喫水線S1よりも上方位置でチャンバ4内に突き出した状態で取り付けられており、これによって、排気管3からの内燃機関2の機関圧力による発電機5の背圧上昇が避けられるようになっている。また、排気管51の上流端は、排気管51を介した発電機5への海水の逆流を防止する上で、下流端よりも低い位置で発電機5に対し接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, a
ここで、排気ガスをチャンバ4を介して各排気口41〜43から排気ガスを排出する場合と、排気ガスを排気管途中の消音器を介して排気ガスを排出する場合と、排気ガスを排気管途中に消音器を介さずに排気ガスを排出する場合とのそれぞれの背圧および騒音の特性を図6および図7に基づいて説明する。
Here, when exhaust gas is exhausted from the
先ず、内燃機関2の回転数に対する排気ガスの背圧の特性は、図6に示すように、消音器を備えた消音器有りの場合に比して消音器を備えない消音器無しの場合の方が排気ガスの背圧が低く、チャンバ4を備えた本発明のものの場合は、消音器無しの場合に比して若干背圧が高くなるものの、本願発明のものでは、内燃機関2の回転数が3200rpmを超えて中高速前進状態に移行した付近から、第2の排気口42からの排気ガスが、第3の円管状物43Aの壁部43A1により第2の排気口42の周囲から迂回させた水流と第2の排気口42との間に形成される負圧空間H1に対し第2の円管状物42Aを介して吸引されて排出されるため、排気ガスの背圧が大きく低下していることが判る。
First, as shown in FIG. 6, the characteristics of the exhaust gas back pressure with respect to the rotational speed of the internal combustion engine 2 are compared with the case without a silencer without a silencer as compared with the case with a silencer with a silencer. In the case of the present invention having the
また、内燃機関2の回転数に対する排気ガスの騒音の特性は、図7に示すように、消音
器無しの場合に比して消音器有りの場合の方が排気ガスの騒音が低く、本発明の如くチャンバ4を備えた場合は、消音器有りの場合よりもさらに騒音が低下していることが判る。特に、本願発明のものでは、内燃機関2の回転数が2600rpmに満たない低中速前進状態までは、大きな消音効果が得られている。
Further, as shown in FIG. 7, the characteristics of the exhaust gas noise with respect to the rotational speed of the internal combustion engine 2 are lower when the silencer is provided than when the silencer is not provided. When the
したがって、上記実施形態では、各内燃機関2からそれぞれ排気管3を介して導入されたチャンバ4内の排気ガスは、アイドリング時や低速前進時などの排水時に喫水線S1よりも上方の第1の排気口41から空中に円滑に排出される。また、中速前進する半滑走時に喫水線S4が排水時の喫水線S1よりも盛り上がって第1の排気口41に波が被ることがあるが、第1の円管状物41Aの庇41A1によって第1の排気口41の周囲から水流を迂回させることによって、その迂回させた水流と第1の排気口41との間に形成される負圧空間H3に第1の排気口41からの排気ガスを吸引させて円滑に排出される。そして、第2の排気口42よりも船首側に開口する第3の排気口43からチャンバ内に向かって連続する壁部43A1を有する第3の円管状物43Aによって、高速前進する滑走時に下方へ推移する喫水線S2での水流を第2の排気口42の周囲から迂回させるようにガイドさせ、その迂回させた水流と第2の排気口42との間の負圧空間H1に対し滑走時にチャンバ4内の排気ガスが吸引されて円滑に排出されるとともに、排出しきれなかったチャンバ4内の排気ガスが第3の排気口43を介して水中に排気される。これにより、各内燃機関2からチャンバ4内に導入された排気ガスが各排気口41〜43から円滑に排出されて背圧が増大することはなく、消音器を設けたもののように出力性能を犠牲にせずに出力性能の向上を図ることができる。しかも、各内燃機関2から排気管3を介した排気ガスが容積を拡張したチャンバ4内に導入される上、第1ないし第3の円管状物41A〜43Aによって第1ないし第3の排気口41〜43から排気が排出されるので、各排気口41〜43からの排気音を効果的に低減させることができる。更に、第2および第3の排気口42,43は、チャンバ4の下面より上方へ延びる円管状物42A,43Aによってチャンバ4内での上下方向の寸法が確保されているので、滑走時に下方へ推移する喫水線S2での水流を第3の円管状物43Aの壁部43A1によって第2の排気口42の周囲から迂回させる際に第2の排気口42や第3の排気口43からのチャンバ4内への水の浸入を各円管状物42A,43Aによる上方への嵩上げによって効果的に防止することができる。
Therefore, in the above-described embodiment, the exhaust gas in the
また、各排気管3,51からチャンバ4内に水が排出されても、チャンバ4内で泡が解消されて排気ガスと共に水が第1の排気口41から空中に排出されることはなく、排水時に排気ガスのみが第1の排気口41から排出されて水面での泡の発生が防止され、釣りなどを円滑に行うことができる。
Further, even if water is discharged into the
そして、水流を第2の排気口42の周囲から迂回させるようにガイドする壁部43A1は、第2の排気口42よりも船首側において開口する第3の排気口43からチャンバ4内に向かって連続する第3の円管状物43Aの一部分(後側に位置する断面半円弧状部分)によって構成されているので、船体から突出させた排気管やガイド部のように第3の円管状物43Aの壁部43A1が水流の抵抗となることがなく、燃費の悪化や速度低下を確実に防止することができる。
And wall part 43A1 which guides a water flow so that it may detour from the circumference | surroundings of the
また、第3の円管状物43Aの開口部43が、壁部43A1を介してチャンバ4内に連通する第3の排気口として兼用されているので、滑走時および半滑走時にチャンバ4内の排気ガスが第3の排気口34(開口部43)からも水中に排出され、チャンバ4内の排気効率を高めることができる。
Further, since the
そして、船体10の船尾を、後退時に下方へ推移する喫水線S3での水流をガイドして第1および第2の排気口41,42の周囲からそれぞれ迂回させるように喫水線S3に対し鋭角に切り立たせることによって、第1の排気口41からの排気ガスが、後退時に上記
船尾により第1の排気口41の周囲から水流を迂回させることによって空中に円滑に排出される一方、第2の排気口42からの排気ガスが、後退時に上記船尾により第2の排気口42の周囲から迂回させた水流と第2の排気口42との間に形成される負圧空間H2に吸引されて円滑に排出されることになり、これによって、チャンバ4内の排気ガスを後退時にも各排気口41,42から円滑に排出させて背圧の増大を抑制することができる。また、後退時に船尾によって水流を第2の排気口42の周囲から迂回させる際にも、第2の排気口42や第3の排気口43からのチャンバ4内への水の浸入を第2および第3の円管状物42A,43Aによる上方への嵩上げによって効果的に防止することができる。
Then, the stern of the
しかも、船体10内に搭載した発電機5の排気管51の下流端が左舷側のチャンバ4に連結されているので、発電機5からの排気ガスの排出時にチャンバ4内で泡が処理されて排気ガスのみを排出することができる上、発電機5からの排気ガスが容積を拡張したチャンバ4内に導入されて排気音を低減させることもできる。
Moreover, since the downstream end of the
更に、各内燃機関2からの排気ガスを排気管3を介して導入し、その導入した排ガスを第1ないし第3の排気口41〜43から排出するチャンバ4によって、後方や側方から波を受ける荒天時や後退時に第1ないし第3の排気口41〜43から波がチャンバ4内に浸入しても、その波の勢いがチャンバ4内で緩衝されて排気管3,51に直接的に作用することが回避され、排気管3,51内への海水の逆流防止を実践することができる。
Further, the exhaust gas from each internal combustion engine 2 is introduced through the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、第3の円管状物43Aの開口部43を壁部43A1を介してチャンバ4内に連通する第3の排気口として兼用したが、第3の円管状物の上端がチャンバ内に連通せずに閉じられていてもよく、この場合においても、滑走時に下方へ推移する喫水線での水流を壁部によって第2の排気口の周囲から迂回させるようにガイドさせることが可能となる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The other various modifications are included. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第3の円管状物43Aの一部分つまり後側に位置する断面半円弧状部分によって壁部43A1を構成したが、第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続し、高速前進時に下方へ推移する喫水線での水流を壁部によって第2の排気口の周囲から迂回させるようにガイドする壁部であればなんでもよい。
Moreover, in the said embodiment, although wall part 43A1 was comprised by the cross-sectional semicircular arc-shaped part located in a part of 3rd
更に、上記実施形態では、クルーザタイプの船舶の排気装置として適用した場合について述べたが、水ジェット推進装置等を備えた一人乗りまたは二人乗りの小型滑走艇などの船舶の排気装置として適用してもよいのはもちろんである。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied as an exhaust device for a cruiser type ship has been described. However, the present invention is applied as an exhaust device for a ship such as a single-seat or two-seater small planing boat equipped with a water jet propulsion device or the like. Of course.
1 船舶
10 船体
2 内燃機関
3 排気管
4 チャンバ
41 第1の排気口
42 第2の排気口
43 第3の排気口(開口部)
43A 第3の円管状物(ガイド部材)
43A1 壁部
5 発電機
51 排気管
H1,H2,H3
負圧空間
S1 排水時の喫水線
S2 滑走時の喫水線
S3,S3´ 後退時の喫水線
S4 半滑走時の喫水線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
43A Third tubular object (guide member)
Negative pressure space S1 Draft water line S2 Sliding water line S3, S3 ′ Retreating water line S4 Semi-running water line
Claims (5)
このチャンバには、
低速時に喫水線よりも上方に開口する第1の排気口と、
低速時に喫水線よりも下方に開口する第2の排気口と、
この第2の排気口よりも船首側に開口する開口部からチャンバ内に向かって連続する壁部を有し、高速前進時に下方へ推移する喫水線での水流を第2の排気口の周囲から迂回させるように上記壁部によりガイドするガイド部材と
が設けられていて、
上記第1の排気口からの排気ガスは、アイドリング時を含む低速時から高速時に亘って排出されるようになっている一方、
上記第2の排気口からの排気ガスは、高速前進時に上記ガイド部材の壁部により第2の排気口の周囲から迂回させた水流と第2の排気口との間に形成される負圧空間に対し吸引されて排出されるようになっていることを特徴とする船舶の排気装置。 A chamber for introducing the exhaust gas of the internal combustion engine through the exhaust pipe is provided on the stern side of the hull,
This chamber contains
A first exhaust opening that opens above the waterline at low speed;
A second exhaust opening that opens below the waterline at low speed;
A wall portion that continues from the opening that opens to the bow side of the second exhaust port toward the inside of the chamber and bypasses the water flow at the water line that moves downward when traveling at high speed from the periphery of the second exhaust port. A guide member that is guided by the wall so as to
The exhaust gas from the first exhaust port is discharged from a low speed including an idling time to a high speed,
The exhaust gas from the second exhaust port is a negative pressure space formed between the second exhaust port and the water flow that is detoured from the periphery of the second exhaust port by the wall portion of the guide member when moving forward at high speed. An exhaust device for a ship characterized by being sucked and discharged.
ガイド部材の開口部は、壁部を介してチャンバ内に連通する第3の排気口として兼用されていることを特徴とする船舶の排気装置。 In the ship exhaust device according to claim 1,
The ship exhaust device, wherein the opening of the guide member is also used as a third exhaust port communicating with the inside of the chamber through the wall portion.
船体の船尾は、後退時に下方へ推移する喫水線での水流をガイドして第1および第2の排気口の周囲からそれぞれ迂回させるように喫水線に対し鋭角に切り立っており、
第1の排気口からの排気ガスは、後退時に上記船尾により第1の排気口の周囲から迂回させた水流によって空中に排出されるようになっている一方、
第2の排気口からの排気ガスは、後退時に上記船尾により第2の排気口の周囲から迂回させた水流と第2の排気口との間に形成される負圧空間に吸引されて排出されるようになっていることを特徴とする船舶の排気装置。 In the ship exhaust device according to claim 1 or 2,
The stern of the hull stands at an acute angle with respect to the draft line so as to guide the water flow at the draft line that moves downward when retreating and to divert from the surroundings of the first and second exhaust ports, respectively.
The exhaust gas from the first exhaust port is discharged into the air by the water flow diverted from the periphery of the first exhaust port by the stern when retreating,
The exhaust gas from the second exhaust port is sucked and discharged into a negative pressure space formed between the water flow diverted from the periphery of the second exhaust port by the stern and the second exhaust port at the time of retreat. An exhaust device for a ship, characterized in that
第2の排気口およびガイド部材の開口部は、それぞれチャンバの下面に設けられ、チャンバの下面より上方へ突出する管状物の下端に連結されており、
そのガイド部材の壁部は、開口部に連結した管状物によって形成されていることを特徴とする船舶の排気装置。 In the exhaust system for a ship according to any one of claims 1 to 3,
The second exhaust port and the opening of the guide member are respectively provided on the lower surface of the chamber and connected to the lower end of a tubular object protruding upward from the lower surface of the chamber,
The ship exhaust device is characterized in that the wall portion of the guide member is formed by a tubular object connected to the opening.
船体内には発電機が搭載されており、
この発電機の排気管の下流端がチャンバに連結されていることを特徴とする船舶の排気装置。 In the exhaust system for a ship according to any one of claims 1 to 4,
A generator is mounted inside the hull,
An exhaust device for a ship, wherein a downstream end of an exhaust pipe of the generator is connected to a chamber.
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