JPH11255195A - 小型船舶のエンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの冷却液ジャケット内に詰まりや腐食
等を発生させることがなく、優れた冷却効果の得られる
小型船舶のエンジン冷却装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る小型船舶のエンジン冷却装置
は、液冷式のエンジンを搭載し、該エンジンの出力でウ
ォータージェット推進装置を作動させて走行するように
構成された小型船舶のエンジン冷却装置において、エン
ジン５の冷却液ジャケット36を流れるエンジン冷却液が
循環する閉ループ状に構成された一次冷却回路37と、こ
の一次冷却回路37中に接続された熱交換器19を上記ウォ
ータージェット推進装置14の高圧部40から取り出した外
水によって冷却する二次冷却回路41とを備えてなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液冷式のエンジン
を搭載した小型船舶のエンジン冷却装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】１〜２名の乗員が跨がって乗るように構
成され、自動二輪車のような回動式のハンドルバーを備
えた小型船舶（小型滑走艇、水上バイク等と呼ばれる）
がある。このような小型船舶は、船体内のほぼ中央部に
エンジンが搭載されており、船体の後部にウォータージ
ェット推進装置が設けられている。そして、エンジンの
出力でウォータージェット推進装置を作動させて走行す
る。

【０００３】このような小型船舶のエンジンは従来から
水冷エンジンとされており、一般にはウォータージェッ
ト推進装置の高圧部から取り出した少量の外水をエンジ
ン内部の冷却液ジャケット内に直接流すことにより冷却
がなされている。冷却に供された外水は再び外部に放流
される。

【０００４】この冷却方法によれば、車両用の水冷エン
ジンのように冷却水を循環させる冷却水ポンプや冷却水
を熱交換させる熱交換器（ラジエーター）、さらには冷
却水を貯溜するリザーバータンク等を必要としないた
め、非常に簡単な構造で高い冷却効果を得ることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにウォータージェット推進装置の高圧部から取り出
されてエンジン内部の冷却液ジャケットに流される外水
は、海水や河川水あるいは湖水等の自然水であり、多量
の不純物や塩分等が含まれているため、エンジンの冷却
液ジャケット内に不純物が堆積して冷却水の流通性が劣
化したり、エンジン内部に腐食が発生するという懸念が
ある。

【０００６】近年、小型船舶にも排ガス規制が実施され
た関係で、従来の２サイクルエンジンから４サイクルエ
ンジンへの置き換えが必至であるが、４サイクルエンジ
ンは２サイクルエンジンよりも冷却液ジャケットの通路
構造が細かいため、前述の問題点が一層顕著に現れ、小
型船舶における４サイクルエンジンの実用化が危ぶまれ
ていた。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するべくなされ
たもので、エンジンの冷却液ジャケット内に詰まりや腐
食等を発生させることがなく、優れた冷却効果をもたら
すことができ、併せて船体内部のデッドスペースを有効
に活用し、しかも船体のバランスを良好に保つことので
きる小型船舶のエンジン冷却装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る小型船舶のエンジン冷却装置は、液冷
式のエンジンを搭載し、該エンジンの出力でウォーター
ジェット推進装置を作動させて走行するように構成され
た小型船舶のエンジン冷却装置において、エンジンの冷
却液ジャケットを流れるエンジン冷却液が循環する閉ル
ープ状に構成された一次冷却回路と、この一次冷却回路
中に接続された熱交換器を上記ウォータージェット推進
装置の高圧部から取り出した外水によって冷却する二次
冷却回路とを備えてなることを特徴とする。

【０００９】このように構成されたエンジン冷却装置に
おいて、エンジンの冷却液ジャケットを流れるエンジン
冷却液は閉ループ状に構成された一次冷却回路を循環
し、その途中に接続された熱交換器によって熱交換され
る。このエンジン冷却液は外部に放流されることがない
ため、エンジン冷却液としてエンジン冷却専用のクーラ
ントやオイル等を用いることができる。一方、二次冷却
回路にはウォータージェット推進装置の高圧部から取り
出された外水が流され、この外水によって上記熱交換器
が冷却される。

【００１０】上記のように、エンジン冷却液としてエン
ジン冷却専用のクーラントやオイル等を用いることがで
きる点と、熱交換器を冷却する外水がエンジンの冷却液
ジャケットに直接流れ込まない点から、エンジンの冷却
液ジャケット内に詰まりや腐食等を発生させる懸念がな
く、優れた冷却効果を得ることができる。

【００１１】また、本発明に係る小型船舶のエンジン冷
却装置は、前記熱交換器を前記エンジンの上部前側に設
けられた吸気装置の下方かつエンジンの前方に設けられ
た燃料タンクの後方に配置した。これにより、船体内部
のデッドスペースが有効に活用される。

【００１２】さらに、本発明に係る小型船舶のエンジン
冷却装置は、前記熱交換器を左右一対で設け、この熱交
換器を小型船舶の船体中心線を挟んで左右対称に配置し
た。こうすれば、熱交換器の設置によって船体の左右バ
ランスが崩れることがなくなり、船体バランスが良好に
保たれる。

【００１３】また、本発明に係る小型船舶のエンジン冷
却装置は、前記熱交換器を小型船舶の船体中心線に対し
て左右片側に配置し、上記船体中心線の他側には小型船
舶に搭載される他のタンク類を配置した。これにより、
熱交換器と他のタンク類とによって船体の左右バランス
が良好に保たれる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るエ
ンジン冷却装置の第１実施形態が適用された小型船舶の
右側面図であり、図２は上記小型船舶の平面図である。

【００１５】この小型船舶１は、その船体２の後半部分
に１〜２名の乗員が跨がって乗るように形成された着座
シート３が設けられ、その前方に回動式のハンドルバー
４が備えられている。また、船体内部のほぼ中央にエン
ジン５が搭載されている。このエンジン５は、例えば４
サイクル４気筒の液冷式エンジンであり、船体の長手方
向に沿う中心線Ｃに対して横向きに搭載されている。

【００１６】エンジン５の上部前側には吸気装置６が取
り付けられ、その前方にエアクリーナー７が設置されて
いる。一方、エンジン５の上部後側からは４本の排気管
８が後方に延びており、これらの排気管８は排気集合部
９に集合している。そして、この排気集合部９から１本
の排気集合管10が後方に延び、船体の後部左側に設置さ
れた排気マフラー11に接続されている。排気マフラー11
からは排気放出管12が左方に延び、その最終端部は船体
２の後面に開口する。

【００１７】船体２の後部中央にはウォータージェット
推進装置14が設けられており、エンジン５のクランクケ
ース15から後方に延びる出力軸16が接続されている。こ
の出力軸16の後端にはウォータージェット推進装置14の
内部に位置する図示しないプロペラが設けられており、
エンジン５が作動すると上記プロペラが回転して船体２
の底部側の水がウォータージェット推進装置14の内部に
取り入れられ、ウォータージェット推進装置14の後部に
設けられた吐出ノズル17から高圧で吐出される（図１中
の水流を示す矢印参照）。このため、その反動で船体２
が前方に進む。吐出ノズル17はハンドルバー４の左右回
動に連動して左右に首を振るため、ハンドルバー４の操
作で船体２の操舵を行うことができる。

【００１８】エンジン５の後方かつ船体２内部の右側寄
り（左側寄りでもよい）には、図３に断面を示すような
円筒状の熱交換器19が長手方向に沿って配置されてい
る。この熱交換器19は、例えば円筒状のケーシング20の
内部に数本の冷却液管21が長手方向に平行に配設された
ものである。これらの冷却液管21は両端を隔壁プレート
22に支持されるとともに、中間部を固定プレート23に支
持され、互いに所定の間隔を有してケーシング20内に固
定されている。

【００１９】２枚の隔壁プレート22は、その全周がケー
シング20の内周面に液密に固着されており、一方の隔壁
プレート22とケーシング20の一方の端板24との間に冷却
液流入室25が画成され、他方の隔壁プレート22と他方の
端板24との間に冷却液流出室26が画成されている。ま
た、２枚の隔壁プレート22の間は外水流通室27となる。
なお、固定プレート23はケーシング20の内周面には接し
ておらず、各冷却液管21にのみ固定されている。

【００２０】そして、冷却液流入室25には冷却液インレ
ット29が設けられ、冷却液流出室26には冷却液アウトレ
ット30が設けられ、外水流通室27の両端にはそれぞれ外
水インレット31と外水アウトレット32が設けられてい
る。

【００２１】一方、小型船舶１の船体中心線Ｃを挟んで
熱交換器19の反対側、即ち船体２の左側寄りには、小型
船舶１に搭載される他のタンク類、例えばリザーバータ
ンク33が配置されている。このリザーバータンク33はエ
ンジン冷却液を貯溜するためのタンクであるが、リザー
バータンク33に限らず、例えばエンジン５の潤滑方式が
ドライサンプ式である場合にはオイルタンク等であって
もよい。

【００２２】図４は、第１実施形態におけるエンジン冷
却装置35の概略構成を示すブロック図である。ここに示
すように、エンジン５の内部には冷却液ジャケット36が
形成されており、その中を流れるエンジン冷却液は閉ル
ープ状に構成された一次冷却回路37を循環する。この一
次冷却回路37の途中には前記熱交換器19とリザーバータ
ンク33が接続される。

【００２３】冷却液ジャケット36の入口側には冷却液ポ
ンプ38が設けられており、この冷却液ポンプ38にリザー
バータンク33を介して熱交換器19の冷却液アウトレット
30が接続される。また、熱交換器19の冷却液インレット
29は冷却液ジャケット36の出口側に接続され、閉ループ
状の一次冷却回路37が構成される。なお、冷却液ポンプ
38はエンジン５によって駆動される。

【００２４】また、ウォータージェット推進装置14の高
圧部40から取り出した外水によって熱交換器19を冷却す
るための二次冷却回路41が構成されている。この二次冷
却回路41の起点はウォータージェット推進装置14の高圧
部40であり、ここから延びるインレットホース42が熱交
換器19の外水インレット31に繋がり、熱交換器19の外水
アウトレット32からはアウトレットホース43が延びてい
る。アウトレットホース43の自由端は船外、かつ小型船
舶１の運転者に見えるような位置に開口するように置か
れる。

【００２５】エンジン冷却装置35は以上のように構成さ
れている。このエンジン冷却装置35において、エンジン
５の作動と同時に冷却液ポンプ38が駆動されると、図４
中に白矢印で示すように一次冷却回路37内をエンジン冷
却液が循環する。冷却液ポンプ38から吐出されたエンジ
ン冷却液は、先ずエンジン５の冷却液ジャケット36を通
ってエンジン５を冷却し、これにより高温になったエン
ジン冷却液は熱交換器19に流れる。

【００２６】熱交換器19に流れた高温なエンジン冷却液
は、冷却液インレット29から冷却液流入室25に入った
後、複数の冷却液管21に分流して冷却液流出室26に流れ
る。エンジン冷却液は複数の冷却液管21を通る際に後述
するように冷却液管21の外側を流れる外水によって熱交
換され、冷却される。そして、冷却されたエンジン冷却
液は冷却液アウトレット30から出てリザーバータンク33
に流れ、次に冷却液ポンプ38に吸入されて再びエンジン
５の冷却液ジャケット36に送られる。

【００２７】一方、二次冷却回路41では、エンジン５の
作動によりウォータージェット推進装置14の高圧部40に
おける内部圧力が高まるため、黒矢印で示すように高圧
部40内の外水がインレットホース42を経て熱交換器19に
流れる。外水は外水インレット31から外水流通室27に入
り、外水流通室27内を長手方向に流れて外水アウトレッ
ト32から出る。そして、アウトレットホース43を経て船
外に放流される。

【００２８】このように外水が熱交換器19の外水流通室
27内を長手方向に流れる際、外水流通室27内に配設され
ている複数の冷却液管21の外表面に外水が触れるため、
各冷却液管21の内部を流れている高温なエンジン冷却液
が熱交換されて冷却される。

【００２９】以上のように構成されたエンジン冷却装置
35は、閉ループ状に構成された一次冷却回路37を循環す
るエンジン冷却液が外部に放流されることがないため、
エンジン冷却液としてエンジン冷却専用のクーラントや
オイル等を用いることができる。しかも、二次冷却回路
41に流される外水がエンジン５の冷却液ジャケット36に
直接流れ込むことがない。

【００３０】これらの理由により、冷却液ジャケット36
内に詰まりや腐食等を発生させる原因を排除し、４サイ
クルエンジンのように冷却液ジャケット36の通路構造が
細かい場合においても優れた冷却効果を得ることができ
る。

【００３１】また、万一二次冷却回路41中における外水
の流れが詰まっても、一次冷却回路37におけるエンジン
冷却液の循環が止まることはないため、すぐにエンジン
５のオーバーヒートには至らず、小型船舶１の信頼性を
高めることができる。なお、前述したように二次冷却回
路41のアウトレットホース43の自由端が小型船舶１の運
転者に見える位置に開口しているため、万一異物が二次
冷却回路41内に詰まる等して外水の流れが悪くなって
も、運転者がこれを確認でき、エンジン５のオーバーヒ
ートを未然に防ぐことができる。

【００３２】また、このエンジン冷却装置35では、熱交
換器19が小型船舶１の船体中心線Ｃに対して左右片側に
配置されており、船体中心線Ｃの他側には他のタンク
類、例えばエンジン冷却液用のリザーバータンク33が配
置されているため、熱交換器19とリザーバータンク33と
によって船体２の左右バランスの均衡が良好に保たれ
る。なお、変形例として、熱交換器19の反対側に熱交換
器19と同等の重量を持つ機材（タンク類以外のものでも
可）を設置しても左右バランスを向上させることができ
る。

【００３３】ところで、図５は本発明に係るエンジン冷
却装置の第２実施形態が適用された小型船舶の右側面図
である。この小型船舶46において、図１に示す前記第１
実施形態の小型船舶１と同一の構成を持つ部分には同一
の符号を付して説明を省略する。また、そのエンジン冷
却装置47は、熱交換器48の設置位置を除けば第１実施形
態のエンジン冷却装置35と同一の構成を持つ。

【００３４】このエンジン冷却装置47では、熱交換器48
がエンジン５の上部前側に設けられた吸気装置６の下方
かつエンジン５の前方に設けられた燃料タンク49の後方
に横向きに配置されている。このような位置に熱交換器
48を配置したことにより、船体２内部のデッドスペース
を有効に活用するとともに、熱交換器48のような重量物
を船体２の重心付近に設置することができるため、小型
船舶46の運動性能を飛躍的に高めることができる。

【００３５】さらに、図６は本発明に係るエンジン冷却
装置の第３実施形態が適用された小型船舶の平面図であ
る。この小型船舶51においても、前記第１実施形態の小
型船舶１と同一の構成を持つ部分には同一の符号を付し
て説明を省略する。

【００３６】この小型船舶51のエンジン冷却装置52の場
合、熱交換器53Ｌと53Ｒとが左右一対で設けられてお
り、エンジン冷却液を貯溜するリザーバータンクは設け
られていない。各熱交換器53Ｌ，53Ｒの内部構造は第１
実施形態のエンジン冷却装置35における熱交換器19と同
様である。これらの熱交換器53Ｌ，53Ｒは小型船舶51の
船体中心線Ｃを挟んで左右対称に配置されている。

【００３７】図７は、このエンジン冷却装置52の概略構
成を示すブロック図である。ここに示すように、２つの
熱交換器53Ｌ，53Ｒは、閉ループ状に構成された一次冷
却回路54の途中に直列的に接続されている。即ち、エン
ジン５の冷却液ジャケット36の入口側に設けられた冷却
液ポンプ38に右側の熱交換器53Ｒの冷却液アウトレット
30が接続され、熱交換器53Ｒの冷却液インレット29には
左側の熱交換器53Ｌの冷却液アウトレット30が接続さ
れ、熱交換器53Ｌの冷却液インレット29が冷却液ジャケ
ット36の出口側に接続されて閉ループ状の一次冷却回路
54が構成される。なお、２つの熱交換器53Ｌ，53Ｒを並
列的に接続したり、一次冷却回路54を２系統に分けて構
成し、各系統に１台ずつ熱交換器53Ｌおよび53Ｒを接続
すること等も考えられる。

【００３８】一方、ウォータージェット推進装置14の高
圧部40からは２本のインレットホース56，57が延びて左
右の熱交換器53Ｌ，53Ｒの外水インレット31に繋がり、
左右の熱交換器53Ｌ，53Ｒの外水アウトレット32からは
それぞれアウトレットホース58，59が延びている。これ
により、２系統の二次冷却回路60，61が構成されてい
る。なお、各アウトレットホース58，59の自由端は船
外、かつ小型船舶51の運転者に見える位置に開口するよ
うに置かれる。

【００３９】このように構成されたエンジン冷却装置52
では、エンジン５の作動と共に冷却液ポンプ38が駆動さ
れ、図７中に白矢印で示すように一次冷却回路54内をエ
ンジン冷却液が循環する。エンジン冷却液はエンジン５
内部の冷却液ジャケット36を流れてエンジン５を冷却
し、高温になったエンジン冷却液は左右の熱交換器53
Ｌ，53Ｒの冷却液管21を流れて冷却される。

【００４０】一方、エンジン５の作動によりウォーター
ジェット推進装置14の高圧部40から外水が黒矢印で示す
ように各二次冷却回路60，61のインレットホース56，57
を経て左右の熱交換器53Ｌ，53Ｒの外水流通室27に圧送
され、冷却液管21内を流れるエンジン冷却水を冷却した
後にアウトレットホース58，59を経て船外に放流され
る。

【００４１】このエンジン冷却装置52は、熱交換器53
Ｌ，53Ｒが左右一対で２台設けられているため、エンジ
ン５の冷却効果が高く、大出力エンジンにも対応するこ
とができる。そして、このように左右一対で設けられた
熱交換器53Ｌ，53Ｒが船体中心線Ｃを挟んで左右対称に
配置されているため、熱交換器53Ｌ，53Ｒの設置によっ
て船体２の左右バランスが崩れることがなく、船体バラ
ンスが非常に良好に保たれる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る小型
船舶のエンジン冷却装置は、液冷式のエンジンを搭載
し、該エンジンの出力でウォータージェット推進装置を
作動させて走行するように構成された小型船舶のエンジ
ン冷却装置において、エンジンの冷却液ジャケットを流
れるエンジン冷却液が循環する閉ループ状に構成された
一次冷却回路と、この一次冷却回路中に接続された熱交
換器を上記ウォータージェット推進装置の高圧部から取
り出した外水によって冷却する二次冷却回路とを備えて
なることを特徴とするものである。

【００４３】このように構成すれば、エンジン冷却液と
してエンジン冷却専用のクーラントやオイル等を用いる
ことができ、しかも熱交換器を冷却する外水がエンジン
の冷却液ジャケットに直接流れ込まないため、エンジン
の冷却液ジャケット内に詰まりや腐食等を発生させる懸
念をなくして優れた冷却効果を得ることができる。

【００４４】また、本発明に係る小型船舶のエンジン冷
却装置は、前記熱交換器を前記エンジンの上部前側に設
けられた吸気装置の下方かつエンジンの前方に設けられ
た燃料タンクの後方に配置したため、船体内部のデッド
スペースを有効に活用することができる。

【００４５】さらに、本発明に係る小型船舶のエンジン
冷却装置は、前記熱交換器を左右一対で設け、この熱交
換器を小型船舶の船体中心線を挟んで左右対称に配置し
たため、熱交換器の設置によって船体の左右バランスが
崩れることを防ぎ、船体バランスを良好に保つことがで
きる。

【００４６】そして、本発明に係る小型船舶のエンジン
冷却装置は、前記熱交換器を小型船舶の船体中心線に対
して左右片側に配置し、上記船体中心線の他側には小型
船舶に搭載される他のタンク類を配置したため、船体の
左右バランスを良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジン冷却装置の第１実施形態
が適用された小型船舶の右側面図。

【図２】図１に示す小型船舶の平面図。

【図３】熱交換器の断面図。

【図４】第１実施形態におけるエンジン冷却装置の概略
構成を示すブロック図。

【図５】本発明に係るエンジン冷却装置の第２実施形態
が適用された小型船舶の右側面図。

【図６】本発明に係るエンジン冷却装置の第３実施形態
が適用された小型船舶の平面図。

【図７】第３実施形態におけるエンジン冷却装置の概略
構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１，46，51 小型船舶 ２ 船体 ５ エンジン ６ 吸気装置 14 ウォータージェット推進装置 19，48，53Ｌ，53Ｒ 熱交換器 33 小型船舶に搭載される他のタンク類の一例であるリ
ザーバータンク 35，47，52 エンジン冷却装置 36 冷却液ジャケット 37，54 一次冷却回路 38 冷却液ポンプ 40 高圧部 41，60，61 二次冷却回路 49 燃料タンク Ｃ 小型船舶の船体中心線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液冷式のエンジンを搭載し、該エンジン
   の出力でウォータージェット推進装置を作動させて走行
   するように構成された小型船舶のエンジン冷却装置にお
   いて、エンジン５の冷却液ジャケット36を流れるエンジ
   ン冷却液が循環する閉ループ状に構成された一次冷却回
   路37，54と、この一次冷却回路37，54中に接続された熱
   交換器19，48，53Ｌ，53Ｒを上記ウォータージェット推
   進装置14の高圧部40から取り出した外水によって冷却す
   る二次冷却回路41，60，61とを備えてなることを特徴と
   する小型船舶のエンジン冷却装置。
2. 【請求項２】 前記熱交換器48を前記エンジン５の上部
   前側に設けられた吸気装置６の下方かつエンジン５の前
   方に設けられた燃料タンク49の後方に配置した請求項１
   に記載の小型船舶のエンジン冷却装置。
3. 【請求項３】 前記熱交換器53Ｌ，53Ｒを左右一対で設
   け、この熱交換器53Ｌ，53Ｒを小型船舶の船体中心線Ｃ
   を挟んで左右対称に配置した請求項１に記載の小型船舶
   のエンジン冷却装置。
4. 【請求項４】 前記熱交換器19を小型船舶の船体中心線
   Ｃに対して左右片側に配置し、上記船体中心線Ｃの他側
   には小型船舶に搭載される他のタンク類を配置した請求
   項１に記載の小型船舶のエンジン冷却装置。