JP2024066552A - 船外機および船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引ポンプでのベーパーロックに起因するエンジンへの燃料供給不足の発生を抑制する。【解決手段】船外機は、エンジンと、船体に配置される燃料タンクに貯留された液体燃料を吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプによって吸引された液体燃料を貯留し、液体燃料と蒸気とを分離するベーパーセパレータタンクと、ベーパーセパレータタンクに貯留された液体燃料をエンジンに供給する供給ポンプとを有する燃料供給機構と、を備える。船外機は、燃料供給機構を複数備える。【選択図】図４

Description

本明細書に開示される技術は、船外機および船舶に関する。

船舶は、船体と、船体の後部に取り付けられた船外機とを備える。船外機は、船舶を推進させる推力を発生する装置である。

船外機は、エンジンと吸引ポンプとベーパーセパレータタンクと供給ポンプとを有する燃料供給機構を備えている。吸引ポンプは、船体に配置される燃料タンクに貯留された液体燃料を吸引する。ベーパーセパレータタンクは、吸引ポンプによって吸引された液体燃料を貯留し、その液体燃料と蒸気とを分離する。供給ポンプは、ベーパーセパレータタンクに貯留された液体燃料をエンジンに供給する。

特開２００６－８２７１４号公報

従来の船外機は、燃料供給機構を１つしか備えていない。このため、１つの燃料供給機構に発揮できる燃料の吸引能力には限界があり、その結果、例えば吸引ポンプでのベーパーロックに起因して、エンジンへの燃料供給が不足するなどといった問題が生じるおそれがある。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される船外機は、エンジンと、複数の燃料供給機構とを備える。各燃料供給機構は、船体に配置される燃料タンクに貯留された液体燃料を吸引する吸引ポンプと、前記吸引ポンプによって吸引された液体燃料を貯留し、前記液体燃料と蒸気とを分離するベーパーセパレータタンクと、前記ベーパーセパレータタンクに貯留された液体燃料を前記エンジンに供給する供給ポンプとを有する。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、船外機、船外機と船体とを備える船舶等の形態で実現することが可能である。

本明細書に開示される船外機によれば、吸引ポンプでのベーパーロックに起因するエンジンへの燃料供給不足の発生を抑制することができる。

実施形態の船舶１０の構成を概略的に示す斜視図 船外機１００の構成を概略的に示す側面図 燃料供給機構３００等の構成を概略的に示す部分的断面図 エンジンアセンブリ１２０の配置構成を模式的に示す上面図 エンジンアセンブリ１２０の配管構成を示す模式図 変形例におけるエンジンアセンブリ１２０の配管構成を示す模式図

Ａ．実施形態：
（船舶１０の構成）
図１は、本実施形態の船舶１０の構成を概略的に示す斜視図である。図１および後述する他の図面には、船舶１０の位置を基準とした各方向を表す矢印を示している。より具体的には、各図には、前方（ＦＲＯＮＴ）、後方（ＲＥＡＲ）、左方（ＬＥＦＴ）、右方（ＲＩＧＨＴ）、上方（ＵＰＰＥＲ）および下方（ＬＯＷＥＲ）のそれぞれを表す矢印を示している。前後方向、左右方向および上下方向（鉛直方向）は、それぞれ互いに直交する方向である。

船舶１０は、船体２００と、船外機１００とを備える。

（船体２００の構成）
船体２００は、船舶１０において乗員が搭乗する部分である。船体２００は、居住空間２０４を有する船体本体部２０２と、居住空間２０４に設置された操縦席２４０と、操縦席２４０付近に設置された操縦装置２５０とを有する。操縦装置２５０は、例えば、ステアリングホイール２５２と、シフト・スロットルレバー２５４と、モニタ２５６と、入力装置２５８とを含む。また、船体２００は、居住空間２０４の後端を区画する仕切壁２２０と、船体２００の後端に位置するトランサム２１０とを有する。前後方向において、トランサム２１０と仕切壁２２０との間には、空間（以下、「後端上方空間２０６」という。）が存在している。

（船外機１００の構成）
図２は、船外機１００の構成を概略的に示す側面図である。図２には、船体２００の船体本体部２０２に備えられた燃料タンク２６０が示されている。以下では、特に断りがない限り、基準姿勢の船外機１００について説明する。基準姿勢は、後述するプロペラ軸１３６の回転軸線Ａｐが前後方向に延伸する姿勢である。前後方向、左右方向および上下方向のそれぞれは、基準姿勢の船外機１００に基づいて定められる。

船外機１００は、船舶１０を推進させる推力を発生する装置である。船外機１００は、船体２００の後部のトランサム２１０に取り付けられている。船外機１００は、船外機本体１１０と、懸架装置１５０とを有する。

（船外機本体１１０の構成）
船外機本体１１０は、エンジンアセンブリ１２０と、プロペラ１１２と、カウル１１４と、ケーシング１１６とを備える。

エンジンアセンブリ１２０は、エンジン本体１２２を中心とした複数の部品の集合体である。エンジンアセンブリ１２０は、エンジン本体１２２に加えて、燃料供給機構３００と、上流側配管２３０と、水分離フィルタ２３５（図３等参照）とを含む。エンジンアセンブリ１２０は、船外機１００における比較的上方の位置に配置されている。燃料供給機構３００と上流側配管２３０と水分離フィルタ２３５との構成については後述する。

エンジンアセンブリ１２０は、カウル１１４内に収容されている。エンジン本体１２２は、動力を発生する原動機である。エンジン本体１２２は、例えば内燃機関により構成されている。エンジン本体１２２は、燃料と空気とを含む混合気の燃焼に伴って往復するピストンが内部に収容されたシリンダ（図示しない）と、ピストンの往復に伴って回転するクランク軸（図示しない）と、を含む。シリンダは、ピストンを収容するシリンダボディと、混合気が燃焼する燃焼室をピストンおよびシリンダボディと共に形成するシリンダヘッドと、を備える。シリンダヘッドは、吸気バルブによって開閉される複数の吸気ポートと、排気バルブによって開閉される複数の排気ポートと、を備える。本実施形態では、エンジン本体１２２は、一対のバンク１２３（図４参照）を備えるＶ型エンジンであり、各バンク１２３にシリンダが配置されている。

プロペラ１１２は、複数枚の羽を有する回転体であり、上記プロペラ軸１３６の回転軸線Ａｐを中心に回転可能に設けられている。プロペラ１１２は、船外機１００における比較的下方の位置に配置されている。プロペラ１１２は、エンジンアセンブリ１２０において発生した動力に基づき回転することによって推力を発生する。

（懸架装置１５０の構成）
懸架装置１５０は、船外機本体１１０を船体２００に懸架する装置である。懸架装置１５０は、左右一対のクランプブラケット１５２と、チルト軸１６０と、スイベルブラケット１５６とを含む。

左右一対のクランプブラケット１５２は、船体２００の後方に、互いに左右方向に離隔した状態で配置されており、例えばボルトによって船体２００のトランサム２１０に固定されている。各クランプブラケット１５２には、左右方向に延伸する貫通孔が形成されている。

チルト軸１６０は、棒状の部材である。チルト軸１６０は、クランプブラケット１５２の貫通孔内に回転可能に支持されている。チルト軸１６０は、水平方向に沿って延びている。船外機１００は、チルト軸１６０を中心にチルト動作可能に構成されている（図２の白抜き矢印参照）。具体的には、プロペラ１１２が水中に位置するチルトダウン状態（船外機１００が基準姿勢にある状態 図１および図２参照）からプロペラ１１２が水面より上側に位置するチルトアップ状態までの範囲まで、船外機本体１１０のチルト軸１６０まわりの角度を変更することができる。

スイベルブラケット１５６は、一対のクランプブラケット１５２に挟まれるように配置されており、チルト軸１６０まわりに回転可能に支持されている。

（燃料供給機構３００等の詳細構成）
図３は、燃料供給機構３００等の構成を概略的に示す部分的断面図である。図３では、燃料供給機構３００の一部は側面構成が示されている。図３に示すように、燃料供給機構３００は、吸引ポンプ３１０と、ベーパーセパレータタンク３２０と、供給ポンプ３３０と、プレッシャレギュレータ３４０とを備えている。

吸引ポンプ３１０は、上下方向に延びる断熱用ケース内に駆動用モータ（図示しない）を内蔵し、燃料タンク２６０に貯留された液体燃料Ｆを吸引するポンプ（例えば低圧ポンプ）である。本実施形態では、吸引ポンプ３１０は、ベーパーセパレータタンク３２０の前側に位置している。また、ベーパーセパレータタンク３２０は、吸引ポンプ３１０に固定されている。吸引ポンプ３１０の下端部に位置する吸引口が、上流側配管２３０の一端部に接続されている。

図２に示すように、上流側配管２３０の他端部には、燃料ジョイント２３１が設けられている。この燃料ジョイント２３１は、燃料タンク２６０から延びる連結用配管２３３の先端部に接続される。なお、連結用配管２３３には、手動式のポンプ２３４が設けられている。吸引ポンプ３１０（燃料供給機構３００）は、燃料タンク２６０よりも高い位置に配置されている。このため、吸引ポンプ３１０は、燃料タンク２６０に貯留された液体燃料Ｆを、連結用配管２３３および上流側配管２３０を介して、上方に吸い上げる吸引力が要求される。吸引ポンプ３１０の上端部に位置する出力口は、下流側配管３１２の一端部に接続されている（図３参照）。

ベーパーセパレータタンク３２０は、吸引ポンプ３１０によって吸引された液体燃料Ｆを貯留し、液体燃料Ｆと蒸気とを分離する。具体的には、ベーパーセパレータタンク３２０は、収容空間３２２を有する。収容空間３２２には、開閉弁３５０とフロート３５６とが収容されている。開閉弁３５０は、バルブ３５２と回動アーム３５４とを有している。バルブ３５２の上端部は、下流側配管３１２の他端部に接続されており、バルブ３５２の下端部には、導入孔３５３が形成されている。このため、吸引ポンプ３１０によって吸引された液体燃料Ｆは、下流側配管３１２とバルブ３５２とを介してベーパーセパレータタンク３２０の収容空間３２２に供給可能とされている。

回動アーム３５４は、バルブ３５２の下方に配置されている。回動アーム３５４の前端部は、回動軸Ｌを中心に回動可能に支持されている。回動アーム３５４の回動軸Ｌは、バルブ３５２の導入孔３５３よりも前側に位置しており、チルト軸１６０に沿って平行に延びている。なお、回動アーム３５４の回動軸Ｌは、前後方向において、チルト軸１６０とフロート３５６との間に配置されている（図２および図３参照）。回動アーム３５４の後端部はフロート３５６を支持している。このような構成により、回動アーム３５４は、フロート３５６の上下動に応じて、導入孔３５３を閉塞する閉塞位置（図３の実線参照）と、導入孔３５３を開放する開放位置（図３の二点鎖線参照）とに変位することができる。

収容空間３２２に貯留された液体燃料Ｆの量が十分である場合、液体燃料Ｆによる浮力によってフロート３５６が上昇し、回動アーム３５４が閉塞位置になる。一方、収容空間３２２に貯留された液体燃料Ｆの量が減少した場合、フロート３５６が下降し、回動アーム３５４が開放位置になる。このように、ベーパーセパレータタンク３２０は、フロート式の開閉弁を有する構成とされている。また、燃料供給機構３００において、船外機１００がチルトダウン状態からチルトアップ姿勢になる際に、ベーパーセパレータタンク３２０内の開閉弁（回動アーム３５４）が開放位置から閉塞位置に変位することを抑制することができる。

供給ポンプ３３０は、ベーパーセパレータタンク３２０に貯留された液体燃料Ｆをエンジン本体１２２（インジェクタ）に供給（噴射）するポンプ（例えば高圧ポンプ）である。具体的には、供給ポンプ３３０の吸込部３３２が、ベーパーセパレータタンク３２０の収容空間３２２に配置されており、供給ポンプ３３０の排出部が、排出用配管３４２の一端部に接続されている。収容空間３２２に貯留された液体燃料Ｆが、供給ポンプ３３０の吸込部に吸い込まれて排出用配管３４２に排出される。

プレッシャレギュレータ３４０は、供給ポンプ３３０に対して下流側に配置されており、供給ポンプ３３０からの噴射圧力を調整する。

水分離フィルタ２３５は、上流側配管２３０に設けられている。水分離フィルタ２３５は、上流側配管２３０を流れる液体燃料Ｆから異物を除去する。

（燃料供給機構３００等の配置）
図４は、エンジンアセンブリ１２０の配置構成を模式的に示す上面図である。図４に示すように、船外機１００は、一対の燃料供給機構３００を備えている。要するに、船体２００に配置された燃料タンク２６０に貯留された液体燃料Ｆが、一対の燃料供給機構３００を経由してエンジン本体１２２に供給される。このため、燃料タンク２６０からの液体燃料Ｆの吸引負担が一対の吸引ポンプ３１０に分散され、さらに、液体燃料Ｆにおける蒸気の発生量が２つのベーパーセパレータタンク３２０に分散される。これにより、例えば燃料供給機構を１つだけ備える構成に比べて、１つの燃料供給機構３００に要求される液体燃料Ｆの吸引能力が低い分だけ、吸引ポンプ３１０でのベーパーロックに起因するエンジン本体１２２への燃料供給不足の発生を抑制することができる。

上下方向視で、一対の燃料供給機構３００は、エンジン本体１２２のクランクケース１２５に対して左右対称の位置に配置されている。このため、例えば一対の燃料供給機構３００が左右非対称に配置された構成に比べて、船外機１００の左右レイアウトの共通化を図ることができる。具体的には、クランクケース１２５には、一対のシリンダブロックおよびクランクシャフトが収容されている。一対のバンク１２３は、クランクケース１２５から後方に突出するように配置されている。左側の燃料供給機構３００は、排出用配管３４２（図４では図示しない）を介して、左側のバンク１２３に液体燃料Ｆを供給する。右側の燃料供給機構３００は、排出用配管３４２（図４では図示しない）を介して、右側のバンクに液体燃料Ｆを供給する。

クランクケース１２５の前側には、ミキシングボディ１２９が配置されている。ミキシングボディ１２９から導出された一対のインテークマニホールド１２７が一対のバンク１２３のそれぞれに連結されている。具体的には、左側のインテークマニホールド１２７が、ミキシングボディ１２９からクランクケース１２５の左側を通って、左側のバンク１２３に連結されている。右側のインテークマニホールド１２７が、ミキシングボディ１２９からクランクケース１２５の右側を通って、右側のバンク１２３に連結されている。これにより、ミキシングボディ１２９で吸い込まれた空気が、一対のインテークマニホールド１２７を介して、一対のバンク１２３のそれぞれに分配される。上下方向視で、各燃料供給機構３００は、クランクケース１２５とインテークマニホールド１２７との間に配置されている。

一対の燃料供給機構３００は、上下方向において同一の高さに配置されている、このため、一対の燃料供給機構３００が互いに異なる高さの位置に配置された構成に比べて、一対の燃料供給機構３００における液体燃料Ｆの吸引能力のバラツキを抑制することができる。また、一対の燃料供給機構３００がそれぞれ有するベーパーセパレータタンク３２０の収容可能容量（収容空間３２２の容積）は、互いに同じである。

（エンジンアセンブリ１２０の配管構成）
図５は、エンジンアセンブリ１２０の配管構成を示す模式図である。図５に示すように、上流側配管２３０は、主管２３６と一対の分岐管２３７とを有する。主管２３６の一端部は、燃料ジョイント２３１に接続されている。一対の分岐管２３７は、主管２３６の他端部から分岐している。一対の分岐管２３７の下流側端部は、それぞれ、一対の燃料供給機構３００が有する吸引ポンプ３１０に接続されている。これにより、例えば、一対の燃料供給機構３００が互いに独立の配管を介して燃料タンク２６０に接続される構成に比べて、配管構成を簡略化することができる。

一対の分岐管２３７のそれぞれには、水分離フィルタ２３５が設けられている。これにより、例えば主管２３６に１つの水分離フィルタ２３５が設けられた構成に比べて、１つの水分離フィルタ２３５における異物除去の負担を軽減することができる。また、一対の分岐管２３７の高低差（一方の分岐管２３７における高低差と他方の分岐管２３７における高低差）は、互いに同じである。これにより、例えば一対の分岐管２３７の高低差が互いに異なる構成に比べて、一対の分岐管２３７の高低差に起因して一対の燃料供給機構３００における液体燃料Ｆの吸引性能がばらつくことを抑制することができる。なお、一対の分岐管２３７の長さは同じである。但し、エンジンアセンブリ１２０のレイアウトに応じて、一対の分岐管２３７の長さが互いに異なる構成としてもよい。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態の船舶１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、エンジン本体１２２は、一対のバンク１２３を有するＶ型エンジンであったが、これに限らず、１つのバンクを有するエンジンでもよいし、３つ以上のバンクを有するエンジン（例えばＷ型エンジン）でもよい。

上記実施形態では、吸引ポンプ３１０がベーパーセパレータタンク３２０の外部に配置された構成であったが、吸引ポンプ３１０がベーパーセパレータタンク３２０の収容空間３２２に収容された構成でもよい。また、上記実施形態では、吸引ポンプ３１０とベーパーセパレータタンク３２０とが一体形成された構成であったが、これに限らず、吸引ポンプ３１０とベーパーセパレータタンク３２０とが別体とされ、互いに離間して配置された構成でもよい。

上記実施形態において、一対の燃料供給機構３００は、例えばミキシングボディ１２９の前側に配置された構成でもよい（図４の点線参照）。また、一対の燃料供給機構３００が、いずれも、エンジン本体１２２に対して左右方向の一方側（例えば右側または左側）に配置された構成でもよい。船外機１００は、３つ以上の燃料供給機構３００を備える構成でもよい。上記実施形態において、一対の燃料供給機構３００が左右非対称に配置された構成や一対の燃料供給機構３００が互いに異なる高さの位置に配置された構成でもよい。また、一対の燃料供給機構３００がそれぞれ有するベーパーセパレータタンク３２０の収容可能容量（収容空間３２２の容積）は、互いに異なってもよい。

上記実施形態において、回動アーム３５４の回動軸Ｌがフロート３５６の後ろ側に位置する構成でもよい。ベーパーセパレータタンク３２０は、フロート式とは異なる開閉弁（例えば制御式の開閉弁）を備える構成でもよい。

図６は、変形例におけるエンジンアセンブリ１２０の配管構成を示す模式図である。図６では、主管２３６に１つの水分離フィルタ２３５が設けられており、一対の分岐管２３７には、水分離フィルタ２３５が設けられていない。これにより、水分離フィルタ２３５の数が少ない分だけ部品点数を低減することができるとともに、配管構成を簡略化することができる。なお、上記実施形態および変形例において、水分離フィルタ２３５を備えない構成でもよい。

１０：船舶 １００：船外機 １１０：船外機本体 １１２：プロペラ １１４：カウル １１６：ケーシング １２０：エンジンアセンブリ １２２：エンジン本体 １２３：バンク １２５：クランクケース １２７：インテークマニホールド １２９：ミキシングボディ １３６：プロペラ軸 １５０：懸架装置 １５２：クランプブラケット １５６：スイベルブラケット １６０：チルト軸 ２００：船体 ２０２：船体本体部 ２０４：居住空間 ２０６：後端上方空間 ２１０：トランサム ２２０：仕切壁 ２３０：上流側配管 ２３１：燃料ジョイント ２３３：連結用配管 ２３４：ポンプ ２３５：水分離フィルタ ２３６：主管 ２３７：分岐管 ２４０：操縦席 ２５０：操縦装置 ２５２：ステアリングホイール ２５４：シフト・スロットルレバー ２５６：モニタ ２５８：入力装置 ２６０：燃料タンク ３００：燃料供給機構 ３１０：吸引ポンプ ３１２：下流側配管 ３２０：ベーパーセパレータタンク ３２２：収容空間 ３３０：供給ポンプ ３３２：吸込部 ３４０：プレッシャレギュレータ ３４２：排出用配管 ３５０：開閉弁 ３５２：バルブ ３５３：導入孔 ３５４：回動アーム ３５６：フロート Ａｐ：回転軸線 Ｆ：液体燃料 Ｌ：回動軸

Claims (12)

1. 船外機であって、
   エンジンと、
   船体に配置される燃料タンクに貯留された液体燃料を吸引する吸引ポンプと、前記吸引ポンプによって吸引された液体燃料を貯留し、前記液体燃料と蒸気とを分離するベーパーセパレータタンクと、前記ベーパーセパレータタンクに貯留された液体燃料を前記エンジンに供給する供給ポンプとを有する燃料供給機構と、
   を備え、
   前記燃料供給機構を複数備える、船外機。
2. 請求項１に記載の船外機であって、
   前記複数の燃料供給機構は、上下方向において同一の高さに配置されている、船外機。
3. 請求項１に記載の船外機であって、
   前記複数の燃料供給機構は、前記船外機の左右方向の中心位置に対して対称の位置に配置されている、船外機。
4. 請求項１に記載の船外機であって、
   前記各燃料供給機構が有する前記ベーパーセパレータタンクは、前記吸引ポンプに連通する導入孔と、フロートと、前記フロートの上下動に応じて前記導入孔を閉塞する閉塞位置と前記導入孔を開放する開放位置に変位する開閉弁と、を収容する、船外機。
5. 請求項４に記載の船外機であって、
   前記船外機は、チルト軸を中心にチルト動作可能に構成され、
   前記ベーパーセパレータタンクは、さらに、前後方向において前記チルト軸と前記フロートとの間に配置され、前記フロートを支持し、前記フロートを前記チルト軸に沿った回転軸を中心に回動させる回動アームを収容する、船外機。
6. 請求項１に記載の船外機であって、
   前記エンジンは、複数のバンクを有し、
   前記複数の燃料供給機構は、前記複数のバンクのそれぞれに個別に液体燃料を供給する構成である、船外機。
7. 請求項１に記載の船外機であって、
   前記燃料タンク側に連結される主管と、前記主管から分岐する複数の分岐管とを備え、
   前記複数の分岐管は、前記複数の燃料供給機構のそれぞれの前記吸引ポンプに連通する、船外機。
8. 請求項７に記載の船外機であって、
   前記複数の分岐管における高低差は、互いに同じである、船外機。
9. 請求項７に記載の船外機であって、
   前記複数の分岐管のそれぞれに水分離フィルタが設けられている、船外機。
10. 請求項１に記載の船外機であって、
    前記複数の燃料供給機構の少なくとも２つのそれぞれが有する前記ベーパーセパレータタンクの収容可能容量は、互いに同じである、船外機。
11. 請求項１に記載の船外機であって、
    前記複数の燃料供給機構の少なくとも２つのそれぞれが有する前記ベーパーセパレータタンクの収容可能容量は、互いに異なる、船外機。
12. 船体と、
    前記船体の後部に取り付けられた請求項１に記載の船外機と、
    を備える、船舶。

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