JP2018066277A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】船外機が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることが可能な船外機を提供する。
【解決手段】この船外機１００は、エンジン１０と、エンジン１０のインテークマニホールド１２に供給する空気を圧縮する過給機１１と、過給機１１により圧縮された空気を冷却するクーラ１３とを備え、圧縮された空気は、エンジン１０内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水がクーラ１３に噴き付けられることにより冷却されるように構成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、船外機に関し、特に、過給機を備える船外機に関する。

従来、過給機を備える船外機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、エンジンと、エンジンの吸気部に供給する空気を圧縮する過給機と、過給機により圧縮された空気を冷却するクーラとを備える船外機が開示されている。

特開２００１−１２３８４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているような従来の船外機では、エンジンの出力を過給によりさらに向上させる場合、ノッキングを抑制するために圧縮された吸気の温度を効率よく低下させる必要があるため、クーラの容量をさらに大きくする必要がある。このため、船外機が大型化するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、船外機が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることが可能な船外機を提供することである。

この発明の一の局面による船外機は、エンジンと、エンジンの吸気部に供給する空気を圧縮する過給機と、過給機により圧縮された空気を冷却するクーラとを備え、圧縮された空気は、エンジン内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水がクーラに噴き付けられることにより冷却されるように構成されている。

この一の局面による船外機では、上記のように、圧縮された空気を、エンジン内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水がクーラに噴き付けられることにより冷却されるように構成する。これにより、凝縮水が蒸発することにより、クーラの熱を効率よく取り除くことができるので、クーラの容量を大きくしなくても、吸気の温度を効率よく低下させることができる。その結果、船外機が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることができる。エンジン内の燃焼により生成されて凝縮した凝縮水を用いるので、船外機の外部の海水を用いる場合と異なり、クーラに塩が析出するのを抑制することができる。これにより、クーラに塩などの異物が溜まるのを抑制することができるので、クーラの効率が低下するのを抑制することができる。エンジン内の燃焼により生成されて凝縮した凝縮水を用いるので、ユーザが冷却のための水を補充する必要がない。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、凝縮水をクーラに導く冷却水通路をさらに備える。このように構成すれば、冷却水通路により凝縮水を容易に加圧された高温の吸気に供給することができるので、凝縮水により加圧された高温の吸気を容易に冷却することができる。

上記冷却水通路を備える構成において、好ましくは、冷却水通路の一方端は、エンジンの排気が通る排気流路に接続されている。このように構成すれば、エンジンの排気に含まれる水分が凝縮した凝縮水を排気流路から冷却水通路に導くことができるので、排気流路に凝縮水が溜まるのを抑制しつつ、加圧された高温の吸気の冷却に用いる凝縮水を容易に集めることができる。

この場合、好ましくは、エンジンは、上下方向に配列された複数の気筒を含み、冷却水通路の一方端は、最下部の気筒に対応する排気流路の下部に接続されている。このように構成すれば、最下部の気筒を含む複数の気筒の全てから排出される排気に含まれる凝縮水を集めて冷却水通路に導くことができるので、効率よく凝縮水を集めることができる。

上記冷却水通路を備える構成において、好ましくは、冷却水通路の途中に配置され、凝縮水を貯留する貯留部をさらに備える。ここで、排気中の水分が凝縮しやすい状態では、エンジンの温度も低いため、吸気をさらに冷却する必要がない。つまり、凝縮水が生成されるタイミングと、凝縮水をクーラの冷却に使用するタイミングとは、同じ時期にはならない。貯留部を設けることによって、排気中の水分が凝縮しやすい状態において、凝縮水を貯留しておくことができるとともに、吸気をさらに冷却する必要がある場合に、貯留部に貯留された凝縮水を使用して、加圧された高温の吸気を冷却することができる。

上記貯留部を備える構成において、好ましくは、貯留部の上部およびエンジンの排気が通る排気通路を接続する戻し通路をさらに備え、戻し通路は、排気通路において、冷却水通路が接続される位置よりも下流の位置に接続されている。このように構成すれば、貯留部が凝縮水により満杯になった場合に、戻し通路により冷却水通路が接続される位置よりも下流の位置の排気通路に凝縮水を返すことができるので、冷却水通路を介して凝縮水が逆流してエンジンに侵入するのを抑制することができる。戻し通路によりガス抜きをすることができるので、貯留部内の圧力が高まるのを抑制することができる。これにより、冷却水通路の凝縮水を容易に貯留部に移送することができる。

この場合、好ましくは、排気通路の途中に配置された触媒をさらに備え、戻し通路は、排気通路において、触媒よりも下流の位置に接続されている。このように構成すれば、凝縮水が触媒を流れるのを抑制することができるので、触媒の効果を効率よく発揮させることができる。

上記貯留部を備える構成において、好ましくは、貯留部は、エンジンの負荷が低い場合に凝縮水が供給されて、エンジンの負荷が高い場合に凝縮水をクーラに噴き付けるように構成されている。このように構成すれば、負荷が低くエンジンの排気中の水が凝縮しやすい場合に凝縮水を貯留部に貯めることができるとともに、負荷が高く吸気をさらに冷却したい場合に、貯留部から供給される凝縮水により加圧された高温の吸気を冷却することができる。

上記冷却水通路を備える構成において、好ましくは、冷却水通路の他方端に接続され、凝縮水をクーラに向けて噴射する凝縮水インジェクタをさらに備える。このように構成すれば、凝縮水をクーラに噴き付けることができるので、凝縮水を蒸発させて、蒸発による気化潜熱により加圧された高温の吸気を冷却することができる。その分、クーラの容量を減じることができる。

この場合、好ましくは、凝縮水を凝縮水インジェクタに送る凝縮水汲み上げポンプをさらに備える。このように構成すれば、凝縮水汲み上げポンプを駆動させることにより、凝縮水をクーラに容易に供給することができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、凝縮水の不純物を除去するフィルタをさらに備える。このように構成すれば、エンジンの排気に含まれる不純物をフィルタにより除去することができるので、凝縮水が噴き付けられるクーラに異物が付着するのを抑制することができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、ユーザの増減速操作に基づいて、クーラに噴き付ける凝縮水の供給を制御する制御部をさらに備える。このように構成すれば、増速操作により負荷が増加する場合に、凝縮水により加圧された高温の吸気を速やかに冷却することができるので、エンジンの出力を速やかに高めることができる。

この場合、好ましくは、制御部は、エンジンに供給される吸気の温度に基づいて、クーラに噴き付ける凝縮水の供給を制御するように構成されている。このように構成すれば、吸気の温度が高くなった場合に、凝縮水により加圧された高温の吸気を冷却することができるので、吸気の温度が高くなるのを容易に抑制することができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、圧縮された空気は、凝縮水がエンジンの吸気部内に噴き付けられることにより冷却されるように構成されている。このように構成すれば、凝縮水を蒸発させて、吸気部内の加圧された高温の吸気を効率よく冷却させることができる。

本発明によれば、上記のように、船外機が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることができる。

本発明の一実施形態による船外機の概略を示した側面図である。 本発明の一実施形態による船外機の内部のエンジン付近を示した平面図である。 本発明の一実施形態による船外機を示したブロック図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（船外機の構成）
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による船外機１００の構成について説明する。なお、図中、ＦＷＤは、船外機１００が設けられた船体２００の前進方向（前方）を示しており、ＢＷＤは、船体２００の後進方向（後方）を示している。

本実施形態による船外機１００は、図１に示すように、エンジン１０と、筐体１と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２とを備えている。船外機１００は、船体２００の後部に取り付けられている。船外機１００は、ブラケット部３と、ドライブシャフト４と、ギア部５と、プロペラシャフト６と、プロペラ７とをさらに備えている。船外機１００は、ブラケット部３により上下方向の軸および水平方向の軸を中心にそれぞれ回動可能に船体２００に取り付けられている。なお、ＥＣＵ２は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

船外機１００は、図３に示すように、過給機１１と、インテークマニホールド１２と、クーラ１３と、吸気通路１４と、エキゾーストマニホールド１５と、排気通路１６と、冷却水通路１７と、貯留部１８と、ウォーターポンプ１９とをさらに備えている。なお、インテークマニホールド１２は、特許請求の範囲の「吸気部」の一例である。エキゾーストマニホールド１５および排気通路１６は、「排気流路」の一例である。

エンジン１０は、図２および図３に示すように、クランクシャフト１０１と、複数の気筒１０２とを含んでいる。エンジン１０には、図３に示すように、エンジン１０の回転数を検知するエンジン回転数センサ１０３が設けられている。過給機１１には、クラッチ１１１が設けられている。クラッチ１１１は、動力伝達部１１２により、クランクシャフト１０１に対して動力が伝達可能に接続されている。インテークマニホールド１２には、吸気圧を検知する吸気圧センサ１２２と、吸気温度を検知する吸気温センサ１２３とが設けられている。

クーラ１３には、凝縮水を噴射する凝縮水インジェクタ１３１が設けられている。吸気通路１４には、スロットルバルブ１４１と、バイパスバルブ１４２と、リリーフバルブ１４３と、フィルタ１４４とが設けられている。排気通路１６には、触媒１６１が設けられている。

冷却水通路１７は、通路１７１と、通路１７２とを含んでいる。貯留部１８には、凝縮水汲み上げポンプ１８１と、フィルタ１８２と、戻し通路１８３とが設けられている。

エンジン１０は、船外機１００の上方に設けられており、ガソリンや軽油などの爆発燃焼により駆動される内燃機関により構成されている。エンジン１０は、過給運転により駆動される。クランクシャフト１０１は、エンジン１０の駆動により回転駆動される。気筒１０２は、たとえば、４つ設けられている。複数の気筒１０２は、上下方向に配列されている。複数の気筒１０２は、図２に示すように、Ｖ型に配置されている。つまり、エンジン１０は、Ｖ型エンジンである。エンジン回転数センサ１０３は、エンジン１０の回転数を検知する。エンジン回転数センサ１０３は、検知したエンジン１０の回転数をＥＣＵ２に送信する。

筐体１は、エンジン１０を覆っている。筐体１の内部には、少なくともエンジン１０と、ＥＣＵ２と、過給機１１と、インテークマニホールド１２と、クーラ１３と、エキゾーストマニホールド１５と、排気通路１６と、冷却水通路１７と、貯留部１８とが配置されている。

ＥＣＵ２は、船外機１００の各部を制御する。ＥＣＵ２は、エンジン１０の駆動を制御する。ＥＣＵ２は、過給機１１の駆動を制御する。ＥＣＵ２は、スロットルバルブ１４１の開閉を制御する。ＥＣＵ２は、バイパスバルブ１４２の開閉を制御する。ＥＣＵ２は、クラッチ１１１のオン・オフを制御する。ＥＣＵ２は、凝縮水汲み上げポンプ１８１の駆動を制御する。

図１に示すように、ドライブシャフト４は、エンジン１０の動力を伝達可能にエンジン１０のクランクシャフト１０１に連結されている。ドライブシャフト４は、上下方向に延びるように配置されている。

ギア部５は、船外機１００の下方に配置されている。ギア部５は、ドライブシャフト４の回転を減速して、プロペラシャフト６に伝達する。つまり、ギア部５は、上下方向に延びる回転軸線回りに回転するドライブシャフト４の駆動力を、前後方向に延びる回転軸線回りに回転するプロペラシャフト６に伝達する。

具体的には、ギア部５は、ピニオンギアと、前進用ベベルギアと、後進用ベベルギアと、ドッグクラッチとを含んでいる。ピニオンギアは、ドライブシャフト４の下端に取り付けられている。前進用ベベルギアおよび後進用ベベルギアは、ピニオンギアを挟み込むように、プロペラシャフト６に設けられている。ピニオンギアは、前進用ベベルギアおよび後進用ベベルギアと噛み合っている。ギア部５は、プロペラシャフト６と一体的に回転するドッグクラッチが前進用ベベルギアまたは後進用ベベルギアのいずれかと噛み合うように切り替えることにより、シフト位置（プロペラシャフト６の回転方向（前進方向および後進方向））を切り替える。ギア部５は、ドッククラッチが前進用ベベルギアおよび後進用ベベルギアのいずれとも噛み合わないように切り替えることにより、シフト位置をニュートラルとする。ギア部５は、ＥＣＵ２の制御により、シフト位置が前進方向、後進方向またはニュートラルに切り替えられる。

プロペラ７（スクリュー）は、プロペラシャフト６に接続されている。プロペラ７は、前後方向に延びる回転軸線回りに回転駆動される。プロペラ７は、水中で回転することにより、軸方向に推力を発生させる。プロペラ７は、回転方向に応じて、船体２００を、前進または後進させる。

図３に示すように、過給機１１は、エンジン１０のインテークマニホールド１２に供給する空気を圧縮する。過給機１１は、エンジン１０の駆動により回転駆動される。具体的には、過給機１１は、クランクシャフト１０１の回転による駆動を、動力伝達部１１２およびクラッチ１１１を介して伝達されて回転駆動される。つまり、過給機１１は、機械式過給機である。過給機１１は、一対のロータまたは羽根車を回転させることにより、インテークマニホールド１２に供給する空気を圧縮する。過給機１１は、たとえば、遠心式、ルーツ式、スクリュー式などにより駆動される。過給機１１は、スロットルバルブ１４１を介して空気が供給され、クーラ１３に圧縮した空気を送り出す。

クラッチ１１１は、過給機１１の駆動および停止を切り替える。具体的には、クラッチ１１１は、オンにすることにより過給機１１を駆動させ、オフにすることにより過給機１１を停止させる。クラッチ１１１は、電磁クラッチを含み、ＥＣＵ２の制御によりオンとオフとが切り替えられる。クラッチ１１１は、オンにされた場合、動力伝達部１１２を介したエンジン１０の駆動力を過給機１１に伝達する。クラッチ１１１は、オフにされた場合、動力伝達部１１２からの駆動力が伝達されなくなる。

動力伝達部１１２は、クランクシャフト１０１の回転駆動力をクラッチ１１１に伝達する。動力伝達部１１２は、たとえば、ベルトプーリ機構や、チェーンや、ギア機構などにより構成されている。

インテークマニホールド１２は、エンジン１０の各気筒に空気を分配して供給する。インテークマニホールド１２は、クーラ１３から空気が供給され、エンジン１０に空気を供給する。

吸気圧センサ１２２は、インテークマニホールド１２の吸気圧を検知する。吸気圧センサ１２２は、検知した吸気圧をＥＣＵ２に送信する。吸気温センサ１２３は、インテークマニホールド１２の吸気温度を検知する。吸気温センサ１２３は、検知した吸気温度をＥＣＵ２に送信する。

クーラ１３は、過給機１１により圧縮された空気を冷却する。クーラ１３は、エンジン１０により駆動されるウォーターポンプ１９で汲み上げた冷却水を用いて、過給機１１により圧縮された空気を冷却する。具体的には、クーラ１３は、クーラ１３内を流通する圧縮された空気とウォーターポンプ１９により汲み上げられた冷却水とが、フィンなどの放熱部材を介して熱交換を行うことによって、圧縮された空気を冷却する。つまり、クーラ１３は、水冷式である。クーラ１３により、エンジン１０に供給される空気の温度を低下させて、空気の密度を大きくすることが可能である。クーラ１３は、図３に示すように、過給機１１から圧縮された空気が供給され、冷却した空気をインテークマニホールド１２に供給する。なお、クーラ１３は、空気により冷却されてもよい。

ここで、本実施形態では、クーラ１３は、エンジン１０内の燃焼により生成する水蒸気が凝縮された凝縮水が噴き付けられる。具体的には、さらに圧縮され高温になった吸気をクーラ１３により冷却したい場合に、クーラ１３に凝縮水が噴射されて、加圧された高温の吸気が冷却される。これにより、凝縮水が気化して気化潜熱を加圧された高温の吸気から奪う。凝縮水は、冷却水通路１７に接続された凝縮水インジェクタ１３１によりクーラ１３に向けて噴射される。凝縮水インジェクタ１３１は、冷却水通路１７のクーラ１３に近い端部に接続されている。

なお、凝縮水をクーラ１３よりも上流に噴射してもよいが、凝縮水をクーラ１３に直接噴射することにより、クーラ１３に温度が高いままの（下げられる前の）空気が入るので、クーラ１３の入口の圧縮空気と、熱交換する流体（冷却水および凝縮水）との温度差を大きくすることができる。これにより、クーラ１３の熱交換効率を高めることが可能である。

吸気通路１４は、空気をエンジン１０に供給するために設けられている。スロットルバルブ１４１は、エンジン１０のインテークマニホールド１２に供給する空気の量を調整する。具体的には、スロットルバルブ１４１は、ＥＣＵ２の制御によりスロットル開度が調整される。スロットルバルブ１４１は、ユーザの操作に基づいて開閉が制御される。スロットルバルブ１４１には、フィルタ１４４を介する新しい空気と、ブローバイガスとが供給される。

バイパスバルブ１４２は、過給機１１により過剰に圧縮された空気を、過給機１１の上流に戻すために設けられている。つまり、バイパスバルブ１４２は、インテークマニホールド１２の吸気圧を調整する。具体的には、吸気圧が目標値よりも高い場合に、バイパスバルブ１４２は、開けられる方向に制御される。一方、吸気圧が目標値よりも低い場合に、バイパスバルブ１４２は、閉じられる方向に制御される。

リリーフバルブ１４３は、過給機１１により空気が所定の圧力以上に圧縮された場合に開いて、過剰な圧力を逃がすために設けられている。リリーフバルブ１４３は、機械式のバルブを含む。

フィルタ１４４は、スロットルバルブ１４１の上流に設けられている。フィルタ１４４は、エンジン１０に供給する空気に異物を入れないために設けられている。

エキゾーストマニホールド１５は、エンジン１０の各気筒１０２からの排気を合流させる。エキゾーストマニホールド１５は、エンジン１０から排気が流入され、排気通路１６に排気を送り出す。

排気通路１６は、エンジン１０の排気を船外機１００の外部に導くために設けられている。排気通路１６を通る排気は、エンジン１０を冷却した水とともに、船外機１００の外に排出される。

触媒１６１は、エンジン１０の排気を浄化するために設けられている。触媒１６１は、排気通路１６の途中に配置されている。触媒１６１は、エンジン１０の排気に含まれる所定の成分を、酸化または還元させて、低減または０にする。触媒１６１は、たとえば、エンジン１０内により燃焼しきれなかった、または、反応により生じた、炭化水素や一酸化炭素を、水および二酸化炭素に酸化する。触媒１６１は、たとえば、酸化窒素を還元して窒素ガスにする。触媒１６１は、たとえば、白金やパラジウムなどを含む。

本実施形態では、冷却水通路１７は、エンジン１０内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水をクーラ１３に導く。ここで、エンジン１０では、ガソリンや軽油などの炭化水素を含む燃料が燃焼されるので、燃焼により水が生成される。燃焼により生成された水は、気体の状態であるが、エンジン１０、エキゾーストマニホールド１５、排気通路１６が冷却されることにより、水（気体）を含む排気が冷却されて、凝縮して液体の水（凝縮水）になる。特に、エンジン１０をアイドリング運転している場合や、低負荷により運転している場合に、凝縮水が生成されやすい。冬場などの水温や外気温が低い場合にも、排気が冷却されやすくなるため、凝縮水が生成されやすい。凝縮水は、燃焼により生成された水であるため、塩分やミネラル分をほとんど含んでいない。

冷却水通路１７の一方端は、エンジン１０の排気が通るエキゾーストマニホールド１５に接続されている。具体的には、冷却水通路１７の一方端は、最下部の気筒１０２に対応するエキゾーストマニホールド１５の下部に接続されている。冷却水通路１７の他方端には、凝縮水インジェクタ１３１が接続されている。

通路１７１は、エキゾーストマニホールド１５と貯留部１８とを接続している。つまり、エキゾーストマニホールド１５の下部に集められた凝縮水が、通路１７１を通って、貯留部１８に移動される。通路１７１には、凝縮水の移動方向をエキゾーストマニホールド１５から貯留部１８へ流れる方向に限定するように逆止弁が設けられていてもよい。これにより、貯留部１８からエキゾーストマニホールド１５を介してエンジン１０に凝縮水が逆流するのを抑制することが可能である。

通路１７２は、貯留部１８と凝縮水インジェクタ１３１とを接続している。つまり、貯留部１８に貯留された凝縮水が、通路１７２および凝縮水インジェクタ１３１を介して、クーラ１３に噴き付けられる。

ここで、本実施形態では、貯留部１８は、冷却水通路１７の途中に配置され、凝縮水を貯留する。貯留部１８は、エンジン１０の負荷が低い場合に凝縮水が供給される。貯留部１８は、エンジン１０の負荷が高い場合に凝縮水をクーラ１３に噴き付けられる。つまり、エンジン１０の負荷が低く、排気の温度も低い場合に、排気中の水が凝集されて、貯留部１８に貯留される。一方、エンジン１０の負荷が高く、吸気の温度が高くなる場合に、貯留部１８の凝縮水がクーラ１３に噴き付けられて、加圧された高温の吸気が冷却される。

凝縮水汲み上げポンプ１８１は、凝縮水を凝縮水インジェクタ１３１に送る。具体的には、凝縮水汲み上げポンプ１８１は、貯留部１８に設けられ、貯留部１８に貯留された凝縮水を凝縮水インジェクタ１３１に送る。凝縮水汲み上げポンプ１８１は、ＥＣＵ２の制御により駆動される。凝縮水汲み上げポンプ１８１は、電動ポンプを含む。凝縮水汲み上げポンプ１８１は、通路１７２に接続されている。凝縮水汲み上げポンプ１８１は、フィルタ１８２を介して凝縮水を吸い上げて、通路１７２を介して凝縮水インジェクタ１３１に凝縮水を圧送する。

フィルタ１８２は、凝縮水の不純物を除去する。具体的には、フィルタ１８２は、貯留部１８に設けられている。フィルタ１８２では、たとえば、排気に混入するススや油分などが取り除かれる。フィルタ１８２は、交換可能に取り付けられている。つまり、ユーザは、フィルタ１８２を定期的に交換するだけでよく、加圧された高温の吸気を冷却するための水を補充する必要がない。

戻し通路１８３は、貯留部１８の上部およびエンジン１０の排気が通る排気通路１６を接続する。戻し通路１８３は、排気通路１６において、冷却水通路１７が接続される位置よりも下流の位置に接続されている。具体的には、戻し通路１８３は、排気通路１６において、触媒１６１よりも下流の位置に接続されている。戻し通路１８３は、排気通路１６において、冷却水通路１７（通路１７１）が接続される位置よりも下方の位置に接続されている。戻し通路１８３は、貯留部１８に貯留された凝縮水をオーバーフローさせるために設けられている。戻し通路１８３は、貯留部１８のガスを抜く機能も有している。

ウォーターポンプ１９は、エンジン１０、クーラ１３、エキゾーストマニホールド１５、排気通路１６、オイルパンなどを冷却するための外部の水を送るために設けられている。ウォーターポンプ１９は、ドライブシャフト４の回転により駆動される。ウォーターポンプ１９から吐出された水は、エンジン１０、エキゾーストマニホールド１５、排気通路１６、オイルパンなどの外周部に設けられたウォータジャケットを構成する流路中およびクーラ１３の熱交換器内部を流れる。冷却に使用された後の水は、エンジン１０の排気とともに、外部に放出される。

本実施形態では、ＥＣＵ２は、ユーザの増減速操作に基づいて、クーラ１３に噴き付ける凝縮水の供給を制御する。具体的には、ユーザが増速操作を行った場合において、吸気の圧縮率が上がり、吸気の温度が所定値より上がりそうな場合に、ＥＣＵ２は、凝縮水汲み上げポンプ１８１と凝縮水インジェクタ１３１とを駆動させて、クーラ１３に噴き付ける凝縮水を噴射させる。つまり、さらに圧縮され高温になった吸気をクーラ１３により冷却したい場合に、ＥＣＵ２は、クーラ１３に噴き付ける凝縮水を供給するように制御する。たとえば、ＥＣＵ２は、増速操作に対して凝縮水を供給する必要があるか否かを予め記憶されたマップやテーブルを用いて判断してもよい。

本実施形態では、ＥＣＵ２は、エンジン１０に供給される吸気の温度に基づいて、クーラ１３に噴き付ける凝縮水の供給を制御する。具体的には、ＥＣＵ２は、吸気温センサ１２３により取得した吸気の温度が所定値よりも大きい場合に、凝縮水汲み上げポンプ１８１と凝縮水インジェクタ１３１とを駆動させて、クーラ１３に対して凝縮水を噴射させる。つまり、クーラ１３の冷却が足りないと判断された場合に、ＥＣＵ２は、クーラ１３に噴き付ける凝縮水を供給するように制御する。

（本実施形態の効果）
上記実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、加圧された高温の吸気を、エンジン１０内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水がクーラ１３に噴き付けられることにより冷却されるように構成する。これにより、凝縮水が蒸発することにより、クーラ１３に凝縮水を噴き付けることで、吸気の熱を効率よく取り除くことができるので、クーラ１３の容量を大きくしなくても、吸気の温度を効率よく低下させることができる。その結果、船外機１００が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることができる。これにより、エンジン１０の出力を上げようとした場合に、ノッキングが起きるのを抑制することができるので、点火のタイミングを遅角させることがない。その結果、効率よくエンジン１０の出力を上げることができる。エンジン１０内の燃焼により生成されて凝縮した凝縮水を用いるので、船外機１００の外部の海水を用いる場合と異なり、クーラ１３に塩が析出することは無い。これにより、クーラ１３に塩などの異物が溜まることは無いので、クーラ１３の熱交換効率が低下するのを抑制することができるとともに、塩害によるクーラ材料の腐食を招くことが無い。エンジン１０内の燃焼により生成されて凝縮した凝縮水を用いるので、ユーザが冷却のための水を補充する必要がない。

本実施形態では、上記のように、凝縮水をクーラ１３に導く冷却水通路１７を設ける。これにより、冷却水通路１７により凝縮水を容易にクーラ１３に供給することができるので、凝縮水により加圧された高温の吸気を容易に冷却することができる。

本実施形態では、上記のように、冷却水通路１７の一方端を、エンジン１０の排気が通るエキゾーストマニホールド１５に接続する。これにより、エンジン１０の排気に含まれる水分が凝縮した凝縮水をエキゾーストマニホールド１５から冷却水通路１７に導くことができるので、エキゾーストマニホールド１５に凝縮水が溜まるのを抑制しつつ、クーラ１３の冷却に用いる凝縮水を容易に集めることができる。

本実施形態では、上記のように、冷却水通路１７の一方端を、最下部の気筒１０２に対応するエキゾーストマニホールド１５の下部に接続する。これにより、最下部の気筒１０２を含む複数の気筒１０２の全てから排出される排気に含まれる凝縮水を集めて冷却水通路１７に導くことができるので、効率よく凝縮水を集めることができる。

本実施形態では、上記のように、冷却水通路１７の途中に配置され、凝縮水を貯留する貯留部１８を設ける。ここで、排気中の水分が凝縮しやすい状態では、エンジン１０の温度も低いため、吸気をさらに冷却する必要がない。つまり、凝縮水が生成されるタイミングと、凝縮水をクーラ１３の冷却に使用するタイミングとは、同じ時期にはならない。貯留部１８を設けることによって、排気中の水分が凝縮しやすい状態において、凝縮水を貯留しておくことができるとともに、吸気をさらに冷却する必要がある場合に、貯留部１８に貯留された凝縮水を使用して、加圧された高温の吸気を冷却することができる。

本実施形態では、上記のように、貯留部１８の上部およびエンジン１０の排気が通る排気通路１６を接続する戻し通路１８３を、排気通路１６において、冷却水通路１７が接続される位置よりも下流の位置に接続する。これにより、貯留部１８が凝縮水により満杯になった場合に、戻し通路１８３により冷却水通路１７が接続される位置よりも下流の位置の排気通路１６に凝縮水を返すことができるので、冷却水通路１７を介して凝縮水が逆流してエンジン１０に侵入するのを抑制することができる。戻し通路１８３によりガス抜きをすることができるので、貯留部１８内の圧力が高まるのを抑制することができる。これにより、冷却水通路１７の凝縮水を容易に貯留部１８に移送することができる。

本実施形態では、上記のように、戻し通路１８３を、排気通路１６において、触媒１６１よりも下流の位置に接続する。これにより、凝縮水が触媒１６１を流れるのを抑制することができるので、触媒１６１の効果を効率よく発揮させることができる。

本実施形態では、上記のように、貯留部１８を、エンジン１０の負荷が低い場合に凝縮水が供給されて、エンジン１０の負荷が高い場合に凝縮水をクーラ１３に供給するように構成する。これにより、負荷が低くエンジン１０の排気中の水が凝縮しやすい場合に凝縮水を貯留部１８に貯めることができるとともに、負荷が高く吸気をさらに冷却したい場合に、貯留部１８から供給される凝縮水により加圧された高温の吸気を冷却することができる。

本実施形態では、上記のように、冷却水通路１７の他方端に接続され、凝縮水をクーラ１３に向けて噴射する凝縮水インジェクタ１３１を設ける。これにより、凝縮水をクーラ１３に噴き付けることができるので、凝縮水を蒸発させやすくすることができる。これにより、凝縮水の蒸発量を増やすことができるので、蒸発潜熱として熱を奪うことにより、加圧された高温の吸気を効率よく冷却することができる。

本実施形態では、上記のように、凝縮水を凝縮水インジェクタ１３１に送る凝縮水汲み上げポンプ１８１を設ける。これにより、凝縮水汲み上げポンプ１８１と凝縮水インジェクタ１３１とを駆動させることにより、凝縮水をクーラ１３に容易に噴き付けることができる。

本実施形態では、上記のように、凝縮水の不純物を除去するフィルタ１８２を設ける。これにより、エンジン１０の排気に含まれる不純物をフィルタ１８２により除去することができるので、凝縮水が噴き付けられるクーラ１３に異物が付着するのを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、ユーザの増減速操作に基づいて、クーラ１３に噴き付けられる凝縮水の供給を制御するＥＣＵ２を設ける。これにより、増速操作により負荷が増加する場合に、凝縮水により加圧された高温の吸気を速やかに冷却することができるので、エンジン１０の出力を速やかに高めることができる。

本実施形態では、上記のように、ＥＣＵ２を、エンジン１０に供給される吸気の温度に基づいて、クーラ１３に噴き付けられる凝縮水の供給を制御するように構成する。これにより、吸気の温度が高くなった場合に、凝縮水により加圧された高温の吸気を冷却することができるので、吸気の温度が高くなるのを容易に抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、複数の気筒１０２を、Ｖ型に配置する。これにより、Ｖ型のエンジン１０において、船外機１００が大型化するのを抑制しながら、吸気の温度を効率よく低下させることができる。

（変形例）
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、船体に船外機が１機設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船体に船外機が複数設けられていてもよい。

上記実施形態では、過給機がエンジンの駆動により回転駆動される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、過給機をエンジンの排気ガスにより駆動させてもよい。つまり、排気タービン式の過給機を用いてもよい。

上記実施形態では、過給機がエンジンの駆動により回転駆動される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、過給機をモータの駆動により回転駆動させてもよい。

上記実施形態では、４つの気筒を含むＶ型のエンジンを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンが１つ以上３つ以下の気筒を含んでいてもよいし、５つ以上の気筒を含んでいてもよい。複数の気筒を直列に配置した直列型のエンジンであってもよい。

上記実施形態では、制御部としてのＥＣＵが船外機の筐体内に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部は、船外機の外に配置されていてもよい。たとえば、制御部は、船体に設けられていてもよい。

上記実施形態では、凝縮水汲み上げポンプを貯留部に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、凝縮水汲み上げポンプを貯留部以外の冷却水通路中に設けてもよい。

上記実施形態では、フィルタを貯留部に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、フィルタを貯留部以外の冷却水通路中に設けてもよい。

上記実施形態では、クーラに凝縮水を噴き付ける構成の例を説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クーラ下流側の吸気部に凝縮水インジェクタを取り付け、吸気部内に凝縮水を噴射してもよい。つまり、圧縮された空気を、凝縮水がエンジンの吸気部内に噴き付けられることにより冷却されるように構成してもよい。

２ ＥＣＵ（制御部）
１０ エンジン
１１ 過給機
１２ インテークマニホールド（吸気部）
１３ クーラ
１５ エキゾーストマニホールド（排気通路）
１６ 排気通路（排気流路）
１７ 冷却水通路
１８ 貯留部
１００ 船外機
１０２ 気筒
１３１ 凝縮水インジェクタ
１６１ 触媒
１８１ 凝縮水汲み上げポンプ
１８２ フィルタ
１８３ 戻し通路

Claims (14)

1. エンジンと、
   前記エンジンの吸気部に供給する空気を圧縮する過給機と、
   前記過給機により圧縮された空気を冷却するクーラとを備え、
   圧縮された空気は、前記エンジン内の燃焼により生成されて凝縮された凝縮水が前記クーラに噴き付けられることにより冷却されるように構成されている、船外機。
2. 凝縮水を前記クーラに導く冷却水通路をさらに備える、請求項１に記載の船外機。
3. 前記冷却水通路の一方端は、前記エンジンの排気が通る排気流路に接続されている、請求項２に記載の船外機。
4. 前記エンジンは、上下方向に配列された複数の気筒を含み、
   前記冷却水通路の一方端は、最下部の前記気筒に対応する前記排気流路の下部に接続されている、請求項３に記載の船外機。
5. 前記冷却水通路の途中に配置され、凝縮水を貯留する貯留部をさらに備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の船外機。
6. 前記貯留部の上部および前記エンジンの排気が通る排気通路を接続する戻し通路をさらに備え、
   前記戻し通路は、前記排気通路において、前記冷却水通路が接続される位置よりも下流の位置に接続されている、請求項５に記載の船外機。
7. 前記排気通路の途中に配置された触媒をさらに備え、
   前記戻し通路は、前記排気通路において、前記触媒よりも下流の位置に接続されている、請求項６に記載の船外機。
8. 前記貯留部は、前記エンジンの負荷が低い場合に凝縮水が供給されて、前記エンジンの負荷が高い場合に凝縮水を前記クーラに噴き付けるように構成されている、請求項５〜７のいずれか１項に記載の船外機。
9. 前記冷却水通路の他方端に接続され、凝縮水を前記クーラに向けて噴射する凝縮水インジェクタをさらに備える、請求項２〜８のいずれか１項に記載の船外機。
10. 凝縮水を前記凝縮水インジェクタに送る凝縮水汲み上げポンプをさらに備える、請求項９に記載の船外機。
11. 凝縮水の不純物を除去するフィルタをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の船外機。
12. ユーザの増減速操作に基づいて、前記クーラに噴き付ける凝縮水の供給を制御する制御部をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の船外機。
13. 前記制御部は、前記エンジンに供給される吸気の温度に基づいて、前記クーラに噴き付ける凝縮水の供給を制御するように構成されている、請求項１２に記載の船外機。
14. 前記圧縮された空気は、凝縮水が前記エンジンの吸気部内に噴き付けられることにより冷却されるように構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の船外機。

Images