SHIMA式遠心ファンの威力！水中モーター単体で水中で回すとあら不思議！水面下10センチくらいでも渦を巻いて水を吸い込んでいます。

最初にプラ版で自作した6枚羽根のタービンより、ミニ四駆の廃物利用タービンの方が高効率なのは、目から鱗というか瓢箪から駒というか、とにかく開いた口がふさがりませんでした。

細かい理論的なことはページ末の解説を見てね(^^)/

ターボポンプ単体での動作の様子。「ひみつそうち」から水が噴き出しているのが分かりますか？
胴体内のレイアウトを整理すれば、こちらもなかなかの推力を得られそうではありませんか。

☆たんとん解説追加・灯油の電動ポンプは、単一電池２本で２６０クラスのモーターを回し、１分間に１０リットルの組み上げ能力があります。（毎秒１７０ｃｃは多いようですが、サイホン効果がありますからね。無動力でも毎秒１００ＣＣくらいは流せます）

私の「ひみつそうち」は、アルカリ単五１本で１４０モーターを回して毎秒３０ＣＣの水を汲み上げます。電池寿命は３分×１０回くらいですね。SHIMAさんのターボは、ニッカド１本で毎秒４０ＣＣくらいです。（超小型ニッカド２本にすると、速いのなんの…３０秒しかもちませんが）

ジュニアの船体だと、毎秒３０ＣＣの水を後方へ噴出させると３０センチ戦艦よりは速く航行できます。浴槽横断に１０秒凸凹ですけどね…
細かい理論を抜きにして、後部ノズルから高圧で水を吹き出しているのが今回の水流ターボの特徴です。私のは船体がスクリュウ推進と共用なのでテールの穴が大きめですが、ターボ専用のSHIMAさんは穴が小さく勢いも強いです。

7月10日までトップページに掲載していた「水ダンガンレーサー(こみや さん作)」です。

プロペラシャフトの位置に水中モーターの軸を合わせて固定し、後輪駆動系はそのままでシャーシからシャフトを飛び出させて、スクリューを装着しています。スクリューは直結、車輪は減速です。

ボディの後部には穴が開けてあり、水流ジェットとして機能するはずですが、なんせこないだは全く浮力材が入っておらずシンクの底を走るだけだったので効果のほどは定かではありません(^^;

隙間に発泡スチロールでも詰めてみましょう＞こみやさん

それにしてもダンガンはミニ四駆より水中モーターが載せやすそうですね(^_^)

◎水流ジェット   本来は水を圧縮して後方噴出するものです。ジュニア三世は完全にこのタイプで水中ジェット機でございました。我々が持っているジュニア二世改後期型は、主力が前方のスパイクブレードですが、胴体内部に水流ジェットを持ち後部から噴出する事で最高速度を得るようになっています。（ここまでは現実の話ね…いやマンガだけどさ）

  えせ水流ジェットというのは、Ｓ１水中モーターのスクリュウが作る噴流を  後方に噴出して疑似システムにしようというものです。
    水は圧縮せず、そのまんま後方に流すだけですから効率は悪いです。

  ※Ｓ１の最高効率というのは、Ｓ１程度の魚雷型の空気室を作り、その下にＳ１モーターを懸垂する物です。浮力体が半水没して、Ｓ１が水面にあるとマンガン電池でも大人が泳ぐより速いのです。
Ｓ１には数々の秘密があり(^_^)  電池室のリブは、前方からの水の流れを整流するだけでなく、スクリューの反トルクを打ち消す大事なパーツです。
舵の湾曲部分にスクリュウの尻が入る構造も、後方に渦を作りキャビテーションを発生させない為の物です。自作の水中モーターを作れば作るほどＳ１がいかに優れた設計か思い知らされます(^^;

    乳製品のボトルを利用し、内部にＳ１モーターを取り付けて水流ジェットにするとかなり遅いです。これも細かい改造を重ねそれなりのシステムになりましたが、固定式の自動浮沈を行う速度を出すのがやっとでした。

    ようするに、この会議室で使われる「水流ジェット」という用語は「筒型の船体の中でスクリュウを駆動し、前方から吸入した水を後方から吹き出して推進する」というシステムです。

◎ターボジェット推進   今回SHIMAさんが提唱したシステムは、水流ができるから船が進むのではなく、強制的に水を圧縮して後方に噴出するというシステムです。空気と違い、水を圧縮するのは玩具ではかなり無理がありますから、水を噴出するという意味になりますが…

》例の廃品利用ホバークラフトと同じ原理のターボフィンを内蔵しました。

  ターボフィンというのは、羽が平面ではなく立体になります。扇風機や換気扇は羽が回るだけですが、業務用の換気扇や掃除機の羽は筒形のローターが回ります。そこまでしなくてもプロペラをもっと立体的にした羽がテーブルの上に置く玩具の掃除機で見た人も多いと思います。

  これは市販品を見たことがなくて、何らかの玩具や機器からの流用になるのがネックです。壊れた玩具から取るとただですが買うとなると面倒です。

  玩具の水中ポンプ等はモーターに直結したコの字型の金具が円形の筒の中で回り、遠心力で外に押し出された水がチューブで外部に飛び出す仕組みです。チューブの先端が細くなっているので、１０センチ程度は水が飛びます。ただ機構が大きいので船外機ボートくらいの消防艇を作るのがやっとなんですけどね(^^;

［SHIMA］
そそ。水は非圧縮性流体ですから、圧力は加える事が出来ても圧縮する事は出来ません。(^_^)
簡単に言うと、遠心ポンプで水を後ろに飛ばして、その反動で前に進むってことになりますね。
ただ細い管や狭い隙間に流体を流す場合は圧力を掛けないと流れません。普通のスクリューでは圧力が稼げないので、今回の様な構造にする必要があります。

ファンとダクト(ハウジング)が一緒になってはじめて効果を発揮するので、単品で売られることが無いのだと思います。ファンだけだと風(水流)が円周方向に広がるだけですからね。単体で回すと渦潮がみれるよ。(,_'☆＼ ベキバキ

コーンの真ん中は水中モーターのスイッチを回す心棒にしています。0.3ｍｍのアルミの板を6ｍｍ位の円筒形に丸め、途中まで３カ所切れ込みを入れて３本の指を作り、その指で水中モーターの後ろを掴む様にし、エポキシ接着剤で固定。反対側の円筒形部分はテールコーンに突っ込み、同じくエポキシ接着剤で固定。テールコーンの外周部に滑り止めをプラ板で作って接着。これで、水の中でもスイッチを十分廻せます。

周りの８個の穴もちょっと大きすぎたみたい。もうちょっと絞ればもっと勢いよくなりそうです。

［たんとん］
翌日は動かないんで変だとおもったら、水流が乱れてます。なんと、適当に切って浮力材にしていたスチレンペーパーが
  ファンの周囲にハウジングを形成していたのでした。

  たしかに渦の中心の水を吸うわけですから、下図だと駄目(^^;

   ８−−  ファンの位置
  △       吸入口

  ジュニアの船体もダクトの一部になっているものの、ファンの周囲にあるペーパーが筒状ハウジングになってたのねー（爆）これが微妙で再現しにくいったらありゃしません(^^;

［SHIMA］
でも下図ならＯｋですよ。(私の場合)
　　　    　　／　　　ハウジング
　　　　    　 ８−− ファンの位置
吸入口　△＼　　　ハウジング

ハウジングの真ん中の穴から強制的に吸い込みます。やっぱり、ハウジング(隔壁)はきちんと設けるべきですね。

フィンの改善
６枚のフィンだと、水中での回転が重かったので、間引きをするつもりだったのが、ミニ四駆のホイールのリムを切り取ると丁度良い形ってのに気が付きました。灯台もと暗し。がちゃ玉と水中モーターの球面がハウジングを形成してくれます。・・・これがとっても性能いいのに驚き！！

使ったのはトムゴディなどに使われている大径の３本スポークタイプの後輪用ホイールです。シャフトの穴を貫通させて、外側から水中モーターの軸を差し込むと、ホイールの外側凹面が水中モーターの球状とちょうど合います。３本のスポークの先端を渦巻き状に曲げると結果良好でした。エアロホイールも考えましたが、形状がいまいちでした。

最初はモーターに取り付けた平面円盤に渦巻き状に羽(プラ版)を貼り付けたファンとがちゃ玉でハウジングを構成していました。

最初のハウジング：がちゃ玉→（｜←平面円盤
現在のハウジング：がちゃ玉→（（←水中モーターの球面

この水中モーターの球面に沿って水が流れるので、効率がかなり良くなるみたいです。おまけに前述のホイールとも相性良いみたいです。

・・・さて、ここまで書いてきましたが、言葉だけだと分かりにくいので、図解してみました。(文字絵は慣れていないし、マックで書いているので他で見れるか心配ですが・・・。)

全体像はこんな感じです。(ちょっとずんぐりですね。)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｑ￣￣￣＼　　　　　　　　　　　　　
　　　  　 　（　発泡　 ｜　　　　　　　　　　　　
　　　　　　｜ スチロール  ｜　　　    　　／￣｜　　　　
　　　　　　｜＿＿＿＿｜＿＿＿＿／　　 ｜　　　　
　△／￣￣￣￣／　→　　→　　　￣￣＼｜　　　　
　／｜ギ　　／▲／￣￣￣￣｜￣＼＿＿→￣＝→　　
（　 ｜ヤ　 → ◆　　水中モーター　　）＝□　　　
　＼｜列　↑＼▼＼＿＿＿＿｜＿／￣￣→＿＝→　　
　▽＼＿　↑　＼　→　　→  　　  ＿＿／ ｜　排　　
　　→→→　／￣￣￣￣￣￣￣￣＼　    ｜　水　　
　　吸￣￣￣￣　　　　　　　　　　      ＼＿｜　　　　
　　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　口　　　　→：水の流れ　　　　　　　　　

以下分解して、少し解説します。

　△
　／｜←スパイクブレード部です。(内部は密閉し空気室化)
（　 ｜　水中モーターからギヤ列を介して、１：９に
　＼｜　減速して回転します。
　▽
　　　　　　 　　 ／
  がちゃ玉→／▲
中央に  穴→　◆←遠心ファン
が開いてる。＼▼　(と言っても大径ホイールのスポーク部だけ)
　　　　 　　　　＼
　　　　　　　　　　　　　　　電池ケース(短縮化)
　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　接続金具
　　　　　　　　／￣￣￣￣｜￣＼＿＿　↓＝　　　
　　　　　　　　　　水中モーター　　）＝□　　　
　　　　　　　　＼＿＿＿＿｜＿／￣￣　　＝　　　
　　　　　　　　　　↑　　　　　　　　　↑　　　
　　　　　　　　　　モーターケース　　　テールノズル
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・モーターケースは舵及び吸盤の取り付け部を切り取り完全な円筒形。周囲４カ所に、船体との隙間を支える流線型のリブを接着。
左右分割の船体で挟み込んでいるだけ。また、船体内側に細く切ったプラ板を貼り、そのリブの回り止めを行い、テールノズルを回すこと
によって電源のon/offが出来ます。・電池ケースは単５サイズに短縮。
・接続金具はアルミ板で自作。テールノズルと電池ケースを直結。
・テールノズルは８カ所の噴射口を開けてあります。

ギヤ列は難しくてちょっと表現出来ません。
(ギヤ６個、リンク２個・・・。)
そのうちどこかで画像公開されるのを見て下さい。