JP2001225794A - 電動機駆動によるウォータージェット推進艇 - Google Patents
電動機駆動によるウォータージェット推進艇Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウォータージェット推進艇の推進装置に関
し、駆動源に電動機を用い、その電源として燃料電池あ
るいは蓄電池を使用することにより、水中や大気の汚染
の恐れが無い無公害な船舶を提供する。 【解決手段】 ウォータージェット推進装置（２）を搭
載した船艇（１）において、該ウォータージェット推進
装置（２）の羽根車（５）の回転駆動源に交流電動機
（１０ａ）を用い、該交流電動機（１０ａ）の電源に燃
料電池（１２）あるいは蓄電池（１４）を使用した。上
記燃料電池（１２）あるいは蓄電池（１４）から発生す
る直流電流を交流電流に変換するために交流電動機（１
０ａ）の前にインバータ（１１）を設け、さらに、該イ
ンバータ（１１）で周波数変換制御も行なうことができ
るため、船艇（１）の速度制御が容易である。又、推進
装置の駆動源には電動機と電池だけを使用するので、水
中や大気の汚染の原因となる有害物質を含んだ排気ガス
の放出が無く、観光船や遊覧船あるいはダイビング用の
船舶として最適である。
し、駆動源に電動機を用い、その電源として燃料電池あ
るいは蓄電池を使用することにより、水中や大気の汚染
の恐れが無い無公害な船舶を提供する。 【解決手段】 ウォータージェット推進装置（２）を搭
載した船艇（１）において、該ウォータージェット推進
装置（２）の羽根車（５）の回転駆動源に交流電動機
（１０ａ）を用い、該交流電動機（１０ａ）の電源に燃
料電池（１２）あるいは蓄電池（１４）を使用した。上
記燃料電池（１２）あるいは蓄電池（１４）から発生す
る直流電流を交流電流に変換するために交流電動機（１
０ａ）の前にインバータ（１１）を設け、さらに、該イ
ンバータ（１１）で周波数変換制御も行なうことができ
るため、船艇（１）の速度制御が容易である。又、推進
装置の駆動源には電動機と電池だけを使用するので、水
中や大気の汚染の原因となる有害物質を含んだ排気ガス
の放出が無く、観光船や遊覧船あるいはダイビング用の
船舶として最適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジェットポンプの
羽根車駆動源として電動機を使用し、電源として電池を
用いたウォータージェット推進装置に関する。
羽根車駆動源として電動機を使用し、電源として電池を
用いたウォータージェット推進装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種のウォータージェット
推進機は、船舶の高速航走に適しており、更に、羽根車
がポンプケーシング内部に在り、外部には回転物が突出
していないため、安全で浅瀬走行も可能な推進装置とし
て広く利用されており、上記羽根車の駆動源としてガソ
リンエンジンやディーゼルエンジン等の原動機が使用さ
れており、又、１〜２人用の小型水上乗物では、例えば
特開平５−８５４７１号公報に開示している発明のよう
に推進機の駆動源としてバッテリーと電動機を使用して
いるものもある。
推進機は、船舶の高速航走に適しており、更に、羽根車
がポンプケーシング内部に在り、外部には回転物が突出
していないため、安全で浅瀬走行も可能な推進装置とし
て広く利用されており、上記羽根車の駆動源としてガソ
リンエンジンやディーゼルエンジン等の原動機が使用さ
れており、又、１〜２人用の小型水上乗物では、例えば
特開平５−８５４７１号公報に開示している発明のよう
に推進機の駆動源としてバッテリーと電動機を使用して
いるものもある。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】従来のウォータージェ
ット推進装置は上記のように加圧ポンプの駆動源として
ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の原動機を使
用している。これらの原動機は石油燃料を燃焼させなが
ら駆動しており、燃焼後の排気ガスは高温で、二酸化炭
素や窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害物質を含んでお
り、この排気ガスを水中あるいは大気中に排出してい
る。このような排気ガス中に含まれる大量の二酸化炭素
による地球温暖化や、窒素酸化物、硫黄酸化物が大気中
で硝酸や硫酸となり、これらが酸性雨となって森林の枯
死や河川、湖沼に悪影響を与えているということが問題
となっている。
ット推進装置は上記のように加圧ポンプの駆動源として
ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の原動機を使
用している。これらの原動機は石油燃料を燃焼させなが
ら駆動しており、燃焼後の排気ガスは高温で、二酸化炭
素や窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害物質を含んでお
り、この排気ガスを水中あるいは大気中に排出してい
る。このような排気ガス中に含まれる大量の二酸化炭素
による地球温暖化や、窒素酸化物、硫黄酸化物が大気中
で硝酸や硫酸となり、これらが酸性雨となって森林の枯
死や河川、湖沼に悪影響を与えているということが問題
となっている。
【０００４】又、従来のウォータージェット推進機と原
動機とは駆動軸の強度、伝動効率の点で出来る限り接近
した配置としている。すなわち、船艇の後方部にこれら
の重量物が位置するので、船舶を設計する際、これらの
機器の重量配分を考慮した設計を行なう必要があり、自
由な設計が出来難いという難点がある。さらに、上記の
原動機はピストンの上下運動を回転運動に変えて駆動す
るので、振動や騒音が大きく、これらを低減させるため
に多額のコストがかかるという問題がある。
動機とは駆動軸の強度、伝動効率の点で出来る限り接近
した配置としている。すなわち、船艇の後方部にこれら
の重量物が位置するので、船舶を設計する際、これらの
機器の重量配分を考慮した設計を行なう必要があり、自
由な設計が出来難いという難点がある。さらに、上記の
原動機はピストンの上下運動を回転運動に変えて駆動す
るので、振動や騒音が大きく、これらを低減させるため
に多額のコストがかかるという問題がある。
【０００５】特開平５−８５４７１号公報に記載の発明
ではジェットポンプの駆動用として直流電動機を使用し
ており、上記に記載の原動機を使用することによって発
生する問題点は解消されている。しかしながら、特開平
５−８５４７１号公報の発明のように、１〜２人用の小
型水上乗物として直流電動機を使用することは特に問題
は無いのであるが、船舶が中型、大型になると直流電動
機では外形が大きくなり、重量も重くなるという問題が
ある。さらに、電動機自体も高価となりコストアップの
要因ともなる。又、直流電動機は高回転時、すなわち、
船舶が高速航走時においては低トルクとなり、ウォータ
ージェット推進艇の特徴である高速航走には適していな
い。
ではジェットポンプの駆動用として直流電動機を使用し
ており、上記に記載の原動機を使用することによって発
生する問題点は解消されている。しかしながら、特開平
５−８５４７１号公報の発明のように、１〜２人用の小
型水上乗物として直流電動機を使用することは特に問題
は無いのであるが、船舶が中型、大型になると直流電動
機では外形が大きくなり、重量も重くなるという問題が
ある。さらに、電動機自体も高価となりコストアップの
要因ともなる。又、直流電動機は高回転時、すなわち、
船舶が高速航走時においては低トルクとなり、ウォータ
ージェット推進艇の特徴である高速航走には適していな
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は船舶の吸込ケーシングに吸引した水をポンプ
ケーシングの羽根車で加圧し、吐出ケーシングから加圧
水を噴射して推進力を得るウォータージェット推進機の
駆動源を交流電動機とし、この電源として燃料電池ある
いは蓄電池を用い、上記交流電動機と燃料電池あるいは
蓄電池との間に周波数変換用及び直流／交流変換用のイ
ンバータを設ける。
め本発明は船舶の吸込ケーシングに吸引した水をポンプ
ケーシングの羽根車で加圧し、吐出ケーシングから加圧
水を噴射して推進力を得るウォータージェット推進機の
駆動源を交流電動機とし、この電源として燃料電池ある
いは蓄電池を用い、上記交流電動機と燃料電池あるいは
蓄電池との間に周波数変換用及び直流／交流変換用のイ
ンバータを設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は上述のような構成によ
り、吸込ケーシングに吸引した水をポンプケーシングの
羽根車で加圧し、吐出ケーシングから加圧水を噴射して
船艇の推進力を得るウォータージェット推進装置の羽根
車の回転駆動源に交流電動機を用いる。交流電動機は直
流電動機に比べ、構造が比較的簡単なため低価格であ
り、小形・軽量である。さらに、高速回転に適している
ので高速走行用のウォータージェット推進艇の駆動源と
して好適である。そして、この交流電動機の電源には燃
料電池を使用する。上記の燃料電池に水素と酸素を供給
することにより発電を行ない、この電気を取出して交流
電動機へ供給するものであるが、燃料電池から取出した
電気は直流電流なので、燃料電池と交流電動機の間にイ
ンバータを設け、このインバータで直流電流から交流電
流に変換を行なう。さらに、上記インバータでの周波数
変換操作によって、交流電動機の回転数制御を行ない、
ウォータージェット推進艇の速度制御が容易に出来るも
のである。
り、吸込ケーシングに吸引した水をポンプケーシングの
羽根車で加圧し、吐出ケーシングから加圧水を噴射して
船艇の推進力を得るウォータージェット推進装置の羽根
車の回転駆動源に交流電動機を用いる。交流電動機は直
流電動機に比べ、構造が比較的簡単なため低価格であ
り、小形・軽量である。さらに、高速回転に適している
ので高速走行用のウォータージェット推進艇の駆動源と
して好適である。そして、この交流電動機の電源には燃
料電池を使用する。上記の燃料電池に水素と酸素を供給
することにより発電を行ない、この電気を取出して交流
電動機へ供給するものであるが、燃料電池から取出した
電気は直流電流なので、燃料電池と交流電動機の間にイ
ンバータを設け、このインバータで直流電流から交流電
流に変換を行なう。さらに、上記インバータでの周波数
変換操作によって、交流電動機の回転数制御を行ない、
ウォータージェット推進艇の速度制御が容易に出来るも
のである。
【０００８】上記の燃料電池に使用する燃料としては、
純水素を水素吸蔵合金タンクに貯留して供給する方法、
あるいはメタノール、天然ガス等を改質器を通して水素
を取り出し燃料電池に供給する方法がある。尚、交流電
動機の電源として、上述の燃料電池に代えて蓄電池を使
用してもよいものである。
純水素を水素吸蔵合金タンクに貯留して供給する方法、
あるいはメタノール、天然ガス等を改質器を通して水素
を取り出し燃料電池に供給する方法がある。尚、交流電
動機の電源として、上述の燃料電池に代えて蓄電池を使
用してもよいものである。
【０００９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。まず、図１は本発明の推進装置を搭載したウォー
タージェット推進艇の一部を切断した側面図であり、図
２は船内型のウォータージェット推進装置２の系統を示
す構成図である。図１の船艇１の船底に配設したウォー
タージェット推進装置２の吸込ケーシング３から吸引し
た水をポンプケーシング４内に設けた羽根車５で加圧
し、この加圧した水を案内羽根６で整流し、吐出ケーシ
ング７の後端部の噴射口８から噴出して推進力を得るよ
うにしてある。
する。まず、図１は本発明の推進装置を搭載したウォー
タージェット推進艇の一部を切断した側面図であり、図
２は船内型のウォータージェット推進装置２の系統を示
す構成図である。図１の船艇１の船底に配設したウォー
タージェット推進装置２の吸込ケーシング３から吸引し
た水をポンプケーシング４内に設けた羽根車５で加圧
し、この加圧した水を案内羽根６で整流し、吐出ケーシ
ング７の後端部の噴射口８から噴出して推進力を得るよ
うにしてある。
【００１０】図２の羽根車５に主軸９の一端を嵌合さ
せ、主軸９の他端はポンプケーシング４から突出して外
部に延設している。この主軸９の他端に軸継手９ａを配
設し、さらに、この軸継手９ａに交流電動機１０ａを連
結している。交流電動機１０ａの電源は燃料電池１２を
使用し、この燃料電池１２の燃料には燃料タンク１３に
貯留している水素を使用する。燃料電池１２の内部に水
素と酸素（空気）を供給して電気化学的に反応させると
発電を行ない、電気を取り出すことかできる。そして、
燃料電池１２からは水素と酸素が化学反応を起こした後
に生成される水が排出されるものである。
せ、主軸９の他端はポンプケーシング４から突出して外
部に延設している。この主軸９の他端に軸継手９ａを配
設し、さらに、この軸継手９ａに交流電動機１０ａを連
結している。交流電動機１０ａの電源は燃料電池１２を
使用し、この燃料電池１２の燃料には燃料タンク１３に
貯留している水素を使用する。燃料電池１２の内部に水
素と酸素（空気）を供給して電気化学的に反応させると
発電を行ない、電気を取り出すことかできる。そして、
燃料電池１２からは水素と酸素が化学反応を起こした後
に生成される水が排出されるものである。
【００１１】上記の燃料電池１２から取り出された電気
は直流電流である。この直流電流をインバータ１１で交
流電流に変換した後、交流電動機１０ａに供給し、この
交流電動機１０ａを回転駆動させることによって、羽根
車５が回転し、ウォータージェット推進力を得ることが
できるものである。又、上記インバータ１１は運転席１
５からの操作によって周波数の変換が行なえ、交流電動
機１０ａの回転数を可変速することができる。すなわ
ち、羽根車５の回転数を可変にできるので、船艇１の速
度制御が容易に行なえる。
は直流電流である。この直流電流をインバータ１１で交
流電流に変換した後、交流電動機１０ａに供給し、この
交流電動機１０ａを回転駆動させることによって、羽根
車５が回転し、ウォータージェット推進力を得ることが
できるものである。又、上記インバータ１１は運転席１
５からの操作によって周波数の変換が行なえ、交流電動
機１０ａの回転数を可変速することができる。すなわ
ち、羽根車５の回転数を可変にできるので、船艇１の速
度制御が容易に行なえる。
【００１２】次に、図３〜図５に基づいて本発明の推進
装置について詳述する。図３は船外型のウォータージェ
ット推進装置２の系統を示す構成図である。このウォー
タージェット推進装置２に配設している案内羽根６の支
持部材６ａの内部に交流電動機１０ｂを内蔵させてお
り、この交流電動機１０ｂの回転軸を吸込ケーシング３
側に突出させ、この回転軸に羽根車５を嵌合している。
吸込ケーシング３から吸引された水は羽根車５によって
加圧され、案内羽根６で整流された後、吐出ケーシング
７の後端部の噴射口８からウォータージェット流として
噴出されるものである。上記の交流電動機１０ｂの電源
としては前記、図２において詳述した船内型のウォータ
ージェット推進装置２と同様、燃料電池１２を使用して
いる。
装置について詳述する。図３は船外型のウォータージェ
ット推進装置２の系統を示す構成図である。このウォー
タージェット推進装置２に配設している案内羽根６の支
持部材６ａの内部に交流電動機１０ｂを内蔵させてお
り、この交流電動機１０ｂの回転軸を吸込ケーシング３
側に突出させ、この回転軸に羽根車５を嵌合している。
吸込ケーシング３から吸引された水は羽根車５によって
加圧され、案内羽根６で整流された後、吐出ケーシング
７の後端部の噴射口８からウォータージェット流として
噴出されるものである。上記の交流電動機１０ｂの電源
としては前記、図２において詳述した船内型のウォータ
ージェット推進装置２と同様、燃料電池１２を使用して
いる。
【００１３】図４は船内型のウォータージェット推進装
置２の他の実施例を示す構成図であり、交流電動機１０
ａの電源として、燃料電池１２に代えて蓄電池１４を使
用したものである。この蓄電池１４も燃料電池１２と同
様、直流電流で取り出すので、インバータ１１で交流電
流に変換している。図５は船外型のウォータージェット
推進装置２の他の実施例を示す構成図であり、交流電動
機１０ｂの電源として、上記と同じく燃料電池１２に代
えて蓄電池１４を使用したものである。
置２の他の実施例を示す構成図であり、交流電動機１０
ａの電源として、燃料電池１２に代えて蓄電池１４を使
用したものである。この蓄電池１４も燃料電池１２と同
様、直流電流で取り出すので、インバータ１１で交流電
流に変換している。図５は船外型のウォータージェット
推進装置２の他の実施例を示す構成図であり、交流電動
機１０ｂの電源として、上記と同じく燃料電池１２に代
えて蓄電池１４を使用したものである。
【００１４】
【発明の効果】本発明のウォータージェット推進艇はポ
ンプの羽根車の回転駆動源に交流電動機を用い、この交
流電動機の電源として燃料電池あるいは蓄電池を使用し
たので、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の原
動機のように二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物等の
有害物質を含んだ排気ガスの放出は皆無であり、水中あ
るいは大気が汚染されることが無い。さらに、交流電動
機の回転を直接ポンプの羽根車に伝達するので、上記の
原動機のように上下運動による振動や騒音の発生が無
く、観光船、遊覧船あるいはダイビング用の船舶やクジ
ラやイルカ等の海洋生物のウォッチング用の船舶として
最適である。
ンプの羽根車の回転駆動源に交流電動機を用い、この交
流電動機の電源として燃料電池あるいは蓄電池を使用し
たので、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の原
動機のように二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物等の
有害物質を含んだ排気ガスの放出は皆無であり、水中あ
るいは大気が汚染されることが無い。さらに、交流電動
機の回転を直接ポンプの羽根車に伝達するので、上記の
原動機のように上下運動による振動や騒音の発生が無
く、観光船、遊覧船あるいはダイビング用の船舶やクジ
ラやイルカ等の海洋生物のウォッチング用の船舶として
最適である。
【図１】本発明に係る電動機駆動によるウォータージェ
ット推進艇の一部を切断した側面図である。
ット推進艇の一部を切断した側面図である。
【図２】本発明に係る船内型ウォータージェット推進装
置の系統構成図である。
置の系統構成図である。
【図３】本発明に係る船外型ウォータージェット推進装
置の系統構成図である。
置の系統構成図である。
【図４】本発明の他の実施例のウォータージェット推進
装置の系統構成図である。
装置の系統構成図である。
【図５】同じく、本発明の他の実施例のウォータージェ
ット推進装置の系統構成図である。
ット推進装置の系統構成図である。
１ 船艇 ２ ウォータージェット推進装置 ３ 吸込ケーシング ４ ポンプケーシング ５ 羽根車 ６ 案内羽根 ６ａ 支持部材 ７ 吐出ケーシング １０ａ，１０ｂ 交流電動機 １１ インバータ １２ 燃料電池 １４ 蓄電池
Claims (3)
- 【請求項１】 吸込ケーシング（３）に吸引した水をポ
ンプケーシング（４）の羽根車（５）で加圧し、吐出ケ
ーシング（７）から加圧水を噴射して船艇（１）の推進
力を得るウォータージェット推進装置（２）において、
上記羽根車（５）の回転駆動源を交流電動機（１０ａ）
とし、該交流電動機（１０ａ）の電源として燃料電池
（１２）を用い、該交流電動機（１０ａ）と燃料電池
（１２）の間に周波数変換、直流／交流変換用のインバ
ータ（１１）を設けたことを特徴とする電動機駆動によ
るウォータージェット推進艇。 - 【請求項２】 上記記載のウォータージェット推進装置
（２）において、ポンプケーシング（４）の羽根車
（５）と直結した交流電動機（１０ｂ）を案内羽根
（６）の支持部材（６ａ）の内部に内蔵して船外型推進
機としたことを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動
によるウォータージェット推進艇。 - 【請求項３】 上記交流電動機（１０ａ，１０ｂ）の電
源として蓄電池（１４）を用いたことを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の電動機駆動によるウォーター
ジェット推進艇。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041392A JP2001225794A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 電動機駆動によるウォータージェット推進艇 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000041392A JP2001225794A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 電動機駆動によるウォータージェット推進艇 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001225794A true JP2001225794A (ja) | 2001-08-21 |
Family
ID=18564642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000041392A Pending JP2001225794A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 電動機駆動によるウォータージェット推進艇 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001225794A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002362488A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Sanshin Ind Co Ltd | 小型船舶における電動式推進装置 |
| US7052339B2 (en) * | 2002-05-29 | 2006-05-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Propulsion system for a fast seagoing ship, especially a naval ship |
| US7329160B2 (en) | 2000-02-26 | 2008-02-12 | Andrea Grimmeisen | Motorized watercraft |
| US7410395B2 (en) * | 2004-08-20 | 2008-08-12 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Parent-child type boat with generator |
| US7963814B2 (en) | 2004-10-12 | 2011-06-21 | Rotinor Gmbh | Electric motor-driven water craft, which is cooled by the surrounding water |
| CN104906800A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-09-16 | 陕西师范大学 | 一种压电喷水推进系统及安装此系统的玩具船 |
| WO2015151850A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | ヤンマー株式会社 | 燃料電池船 |
| JP2015196412A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | ヤンマー株式会社 | 燃料電池船 |
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| CN110550172A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-10 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 船闸、升船机专用水下拖曳船泵水推进系统及方法 |
| CN115042948A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-13 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种多管电动喷水推进器 |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000041392A patent/JP2001225794A/ja active Pending
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