JPH1045093A

JPH1045093A - 船舶推進方法及び船舶用エンジン

Info

Publication number: JPH1045093A
Application number: JP20598396A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Ikuta; 一成生田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の船舶用エンジンは、１対の独立したエ
ンジンを交互に起動させているため、エネルギー変換効
率が低く、小型で大出力のエンジンを得ることが困難で
あった。【解決手段】本発明による船舶用エンジンは、第１エ
ンジン(A)と第２エンジン(C)を連通管(20)で接続し、第
２エンジン(C)の起動によって送られた水(3)を用いて第
１エンジン(A)におけるテルミット反応で発生した高熱
で高温水蒸気爆発を誘起し、噴射口(24)から水(3)を噴
射して船舶を推進する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶推進方法及び
船舶用エンジンに関し、特に、１対のエンジンを連通管
で連通させ、小型で大出力を得るための新規な改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のプラズマ
放電による船舶推進方法及び船舶用エンジンとしては、
例えば、図３で示される特公平７−３５１６０号公報の
構成を挙げることができる。図３において、符号Ａ，Ｃ
で示されるものは第１、第２エンジンであり、この第
１、第２エンジンＡ，Ｃの第１、第２エンジン本体
Ａ₁，Ｃ₁は直流電源７に接続されたアモルファス鉄心を
用いたコイル７ａに接続されている。この第１エンジン
本体Ａ₁の上部には第１放電室１が形成され、その下方
位置には第１噴射口２ａを有し冷却水３が入り込んでい
る第１出力室２が形成されている。前記第１放電室１の
上部には第１絶縁体１ｃを介してプラズマ電極１ａが固
定されており、このプラズマ電極１ａは前記直流電源７
及びコイル７ａに接続されていると共に各エンジン本体
Ａ₁，Ｃ₁は前記コイル７ａに接続されている。

【０００３】第２エンジンＣは、これも外観上の形状は
第１エンジンＡと概略同様となっている。そして、ここ
では第２エンジンの第２エンジン本体Ｃ₁の上方部分に
第２絶縁体５ｂを具えるとともに、この第２絶縁体５ｂ
内にはプラズマ可動電極５ａが具えられており、駆動手
段（図示省略）の作動により、上下に移動することが可
能となっている。また、このプラズマ可動電極５ａの下
端部分には、第２エンジン本体Ｃ₁と一体化されている
接点電極５ｃと接触する放電電極５ａｌが形成されてい
る。そして、このプラズマ可動電極５ａの放電電極５ａ
ｌと、接点電極５ｃの下方部分は第２放電室５となって
いる。そして、第２エンジン本体Ｃ₁の下端部分には後
述する冷却用水３の第２噴射口６ａが形成され、この第
２噴射口６ａから接点電極５ｃまでが第２出力室６を構
成している。つまり、第２出力室６は第２放電室５をも
含む構造となっており、第２出力室６の上方部分に位置
する放電電極５ａｌの周辺が第２放電室５となってい
る。このように構成された第２エンジンＣを船体（図示
省略）に取付けると、冷却用水３は第２噴射口６ａから
第２出力室６、及び第２放電室５内へと入り込んでく
る。直流電源回路Ｄは、直流電源７とアモルファス鉄心
を用いたコイル７ａから構成されている。この回路Ｄ
は、まず、直流電源７と前記コイル７ａ間に第２エンジ
ンＣが直列に接続されている。その接点は、例えば、プ
ラズマ可動電極５ａの上端部分と、第２エンジン本体Ｃ
₁の上方部分である。そして、前記コイル７ａは第１エ
ンジンＡと並列に接続されている。この接続位置は、第
２エンジンＣと同様である。そして、このコイル７ａは
直流電源７から電流が流れると、これを電磁エネルギー
として蓄積することができるのであるが、コイル７ａ中
のアモルファス鉄心は図示されていない駆動手段を作動
させることによって上下に移動することができる。つま
り、このアモルファス鉄心を上下に移動させることによ
って、コイル７ａの電磁エネルギーの強弱を制御するこ
とができるようになっている。また、コイル７ａにアモ
ルファス鉄心を用いるのは、アモルファス金属が、その
原子配列がランダムで粒界や転位などの結晶欠陥をもた
ないため、等方的かつ均質であり、従来の金属にない高
強靭性と高耐腐蝕性を有するという特長があって、この
発明に係る船舶用エンジンの電気系統に使用するには非
常に適しているからである。

【０００４】次に、この船舶用エンジンを実際に作動さ
せる場合について説明する。直流電源７は「ＯＮ」状態
にしておく。次に、第２エンジンＣのプラズマ可動電極
５ａをその駆動手段によって作動させる。始めは放電電
極５ａｌが接点電極５ｃと接触関係にあるものとする。
つまり、プラズマ可動電極５ａは「ＯＮ」状態にある。
この時、アモルファス鉄心を用いたコイル７ａには電磁
エネルギーが蓄積される。続いて、駆動手段が作動し、
プラズマ可動電極５ａは下方へと移動して「ＯＦＦ」状
態とする。ここで、この電極５ａｌ、５ｃ間には大電流
プラズマ放電が発生する。これはジュール熱となって、
高熱および高圧状態となって冷却用水３に運動エネルギ
ーを与える。この冷却用水３は、すでに述べたとうりプ
ラズマ放電をより高電圧化させるとともに、噴射用水と
もなって、第２出力室６の第２噴射口６ａから外部へと
噴射される。

【０００５】一方、この第２エンジンＣのプラズマ可動
電極５ａが「ＯＦＦ」状態にある時、アモルファス鉄心
を用いたコイル７ａに蓄積されていた電磁エネルギーは
第１エンジンＡのプラズマ電極１ａへ送給される。そし
て、この電極１ａにはプラズマ放電が発生し、前記第２
エンジンＣと同様に第１出力室２内の噴射用水３を外部
へと噴射する。引き続いて、第２エンジンＣのプラズマ
可動電極５ａは、その駆動手段の作動によって上方へと
移動し、再び接点電極５ｃに接触して「ＯＮ」状態とな
る。この時、前記コイル７ａにおいても再び電磁エネル
ギーが蓄積され、第１エンジンＡのプラズマ電極１ａへ
のプラズマ放電に備えた状態になっている。

【０００６】このようにして、第２エンジンＣのプラズ
マ可動電極５ａの「ＯＮ」状態から「ＯＦＦ」状態にな
るのを１サイクルとして、第１、第２エンジンＡ，Ｃと
もに、噴射用水３（冷却用水）を外部へと噴射して、そ
の反作用によって船体を推進させるのである。そして、
プラズマ放電によって噴射用水３が噴射された後の出力
室２，６は圧力が低下しているので、ここでは各噴射口
２ａ，６ａより再び外部から水が入り込んできて、次の
プラズマ放電に備えるのである。また、船体の推力の制
御、すなわち噴射用水３の噴射速度の制御は、コイル７
ａに用いられているアモルファス鉄心をその駆動手段の
作動によってコイル７ａから引き出せば蓄積される電磁
エネルギーを弱めてプラズマ放電を小さくすることがで
き、これをもって噴射速度を遅くさせることができる。
逆に、コイル７ａ間の最奥部分にまでアモルファス鉄心
を挿入させれば、その鉄心の作用によって蓄積される電
磁エネルギーは最大となり、プラズマ放電及び噴射速度
を最大とすることができる。したがって、船体の推進速
度はコイル７ａの電磁エネルギーを変化させることによ
って、容易に制御できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のジュール熱によ
る水の噴射を用いる船舶エンジンは、以上のように構成
されているため、エネルギー変換効率が低く、大出力の
エンジンを構築をするには極めて大型化しなければなら
ず実用化が難しいという欠点があった。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、１対のエンジンを連通管で
連通させ、小型で大出力を得るようにした船舶推進方法
及び船舶用エンジンを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による船舶推進方
法は、直流電源に対して、アモルファス鉄心を有するコ
イル及び第１エンジンを並列に接続し、前記直流電源と
前記コイル間に第２エンジンを直列に接続した船舶用エ
ンジンを用い、前記各エンジンを連通管で接続し、前記
第２エンジンの起動によって送られた水を用いて前記第
１エンジンにおけるテルミット反応で発生した高熱で高
温水蒸気爆発を誘起し、前記連通管の一端部の噴射口か
ら前記水を噴射することにより船舶を推進する方法であ
る。

【００１０】さらに詳細には、前記第１エンジンにテル
ミット反応体を供給した後、前記第２エンジンの放電を
起動させ、前記連通管の他端部の逆止弁を閉とし、前記
水を前記第１エンジン側へ供給する方法である。

【００１１】本発明による船舶用エンジンは、直流電源
に対して、アモルファス鉄心を有するコイル及び第１エ
ンジンを並列に接続し、前記直流電源と前記コイル間に
第２エンジンを直列に接続した船舶用エンジンにおい
て、前記各エンジンを連通するための連通管と、前記第
１エンジンに設けられ前記第１エンジン内に供給するテ
ルミット反応体の供給制御を行うための注入用仕切り板
と、前記注入用仕切り板の下方に固定されたプラズマ電
極と、前記第２エンジンに設けられ前記直流電源に接続
されると共に可動式に設けられた放電電極と、前記連通
管の他端部に設けられた逆止弁とを備えた構成である。

【００１２】さらに詳細には、前記第１エンジンが位置
する前記連通管には、ほぼ逆Ｕ字状に突出して形成され
た突出部を有し、前記突出部の中央に前記注入用仕切り
板を有する注入筒が設けられている構成である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による船
舶推進方法及び船舶用エンジンの好適な実施の形態につ
いて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同
一符号を付して説明する。図１において符号７で示され
るものは直流電源であり、この直流電源７には第１エン
ジンＡのプラズマ電極１ａ、アモルファス鉄心７ｂを用
いたコイル７ａ及び第２エンジンＣの可動電極５ａが接
続されている。前記各エンジンＡ，Ｃは、筒状に形成さ
れその一端部２０ａに噴射口２４を有すると共にその他
端部２０ｂに逆止弁２２で開閉自在に構成された吸水口
２１を有する連通管２０によって互いに連通された状態
に構成されている。

【００１４】前記第１エンジンＡは、前記連通管２０の
逆Ｕ字状に突出して形成された突出部２０Ａに設けら
れ、この突出部２０Ａには前記プラズマ電極１ａが第１
絶縁体１ｃを介して固定して設けられている。この突出
部２０Ａの上部には、出入自在に設けられた注入用仕切
り板２６を有する注入筒２３が一体に垂直配置され、こ
の注入筒２３の上部には周知のテルミット反応体（例え
ば、アルミニウムと酸化鉄の混合体）２５を収容するホ
ッパー３０が設けられ、前記注入用仕切り板２６の摺動
開閉によってテルミット反応体２５の注入筒２３側への
供給が制御されるように構成され、前述のプラズマ電極
１ａ、突出部２０Ａ、注入筒２３、注入用仕切り板２６
及びホッパ３０により第１エンジンＡを構成している。
従って、直流電源７に対してアモルファス鉄心７ｂを有
するコイル７ａ及び第１エンジンＡを並列に接続し、直
流電源７とコイル７ａ間に第２エンジンＣを直列に接続
して構成されている。

【００１５】前記連通管２０内には外部からの水３が侵
入していると共に、この連通管２０には前記コイル７ａ
の端部が接続されており、前記逆止弁２２の近傍位置に
形成された開口２０Ｂには前記可動電極５ａが第２絶縁
体５ｂを介して上下動自在に設けられ、この可動電極５
ａの下端には前記連通管２０内に位置する放電電極５ａ
ｌが接続されている。この放電電極５ａｌの平面積は前
記開口２０Ｂの平面積より大に構成され、この可動電極
５ａは、前記開口２０Ｂ及び前記第２絶縁体５ｂから抜
けないように構成されていると共に、この開口２０Ｂの
周縁は放電電極５ａｌと導通する接点電極５ｃを構成し
ている。

【００１６】次に、前述の構成による船舶用エンジン５
０を、図示しない船舶内に設置し、船舶が水上に浮いて
いる状態においては、逆止弁２２及び噴射口２４を介し
て水３が連通管２０内に侵入している。この状態におい
て、まず、注入用仕切り板２６を矢印Ａの方向に引くこ
とにより、ホッパー３０の底部が開口されてホッパー３
０内のテルミット反応体２５が注入筒２３を経て図２で
示すように連通管２０内に落下して供給され、注入用仕
切り板２６を元の位置へ戻すことによりテルミット反応
体２５の落下が停止される。

【００１７】次に、可動電極５ａを図示しないアクチュ
エータによって下方へ押し下げると、放電電極５ａｌと
接点電極５ｃとが離間するため水中放電が発生し、連通
管２０内の水３の内圧が上昇して逆止弁２２は第２図の
ように閉弁する。この時、コイル７ａ内の電磁エネルギ
ーは解放されるため、プラズマ電極１ａから連通管２０
内へ落下供給されたテルミット反応体２５に向かって放
電が起こり、このテルミット反応体２５が反応して発生
する大きい化学エネルギーが内圧の上昇した水３に接触
して水蒸気爆発を起こし、この水蒸気爆発によって噴射
口２４近傍の水３と共に強力なジェット噴流３０となっ
て噴射口２４から噴射して大きい推力が得られる。

【００１８】次に、可動電極５ａを図示しないアクチュ
エータによって持上げ、図１のように放電電極５ａｌと
接点電極５ｃとを再び導通させた状態とすると、第２エ
ンジンＣ側の動作が停止して連通管３０内の圧力が低下
し、かつ、逆止弁２２がわずかに開くため、外部からの
海水等の水３が連通管２０内に集合する。次に、第１エ
ンジンＡの前述のような起動が開始され、前述の各エン
ジンＡ，Ｄは次々と前述の動作を繰り返すことにより大
推力を発生できる。なお、各エンジンＡ，Ｃの出力の制
御は、従来例と同様にアモルファス鉄心７ｂとコイル７
ａとの相対位置を変化させて達成できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明による船舶推進方法及び船舶用エ
ンジンは、以上のように構成されているため、次のよう
な効果を得ることができる。すなわち、第２エンジンで
第１エンジンへ水を送り込み、テルミット反応体と水と
の水蒸気爆発によって推力を得るので、極めて大馬力の
船舶エンジンが容易に得られる。また、エネルギーのほ
とんどをテルミット反応体で受け持つ事ができるので、
投入される電気エネルギーは極く小さくて良く、一次電
源は電池の使用が可能となる。さらに、第１、第２エン
ジンを連通管で互いに連通させているため、船舶用エン
ジン自体の形状を従来よりも大幅に小型化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による船舶用エンジンを示す構成図であ
る。

【図２】図１の動作状態を示す構成図である。

【図３】従来の船舶用エンジンを示す構成図である。

【符号の説明】

Ａ第１エンジンＣ第２エンジン３水７直流電源７ａコイル７ｂアモルファス鉄心２０ａ一端部２０ｂ他端部２２逆止弁２４噴射口２５テルミット反応体５０船舶用エンジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源(7)に対して、アモルファス鉄
心(7b)を有するコイル(7a)及び第１エンジン(A)を並列
に接続し、前記直流電源(7)と前記コイル(7a)間に第２
エンジン(C)を直列に接続した船舶用エンジン(50)を用
い、前記各エンジン(A,C)を連通管(20)で接続し、前記
第２エンジン(C)の起動によって送られた水(3)を用いて
前記第１エンジン(A)におけるテルミット反応で発生し
た高熱で高温水蒸気爆発を誘起し、前記連通管(20)の一
端部(20a)の噴射口(24)から前記水(3)を噴射することに
より船舶を推進することを特徴とする船舶推進方法。
【請求項２】前記第１エンジン(A)にテルミット反応
体(25)を供給した後、前記第２エンジン(C)の放電を起
動させ、前記連通管(20)の他端部(20b)の逆止弁(22)を
閉とし、前記水(3)を前記第１エンジン(A)側へ供給する
ことを特徴とする請求項１記載の船舶推進方法。
【請求項３】直流電源(7)に対して、アモルファス鉄
心(7b)を有するコイル(7a)及び第１エンジン(A)を並列
に接続し、前記直流電源(7)と前記コイル(7a)間に第２
エンジン(C)を直列に接続した船舶用エンジンにおい
て、前記各エンジン(A,C)を連通するための連通管(20)
と、前記第１エンジン(A)に設けられ前記第１エンジン
(A)内に供給するテルミット反応体(25)の供給制御を行
うための注入用仕切り板(26)と、前記注入用仕切り板(2
6)の下方に固定されたプラズマ電極(1a)と、前記第２エ
ンジン(C)に設けられ前記直流電源(7)に接続されると共
に可動式に設けられた放電電極(5a)と、前記連通管(20)
の他端部(20b)に設けられた逆止弁(22)とを備えたこと
を特徴とする船舶用エンジン。
【請求項４】前記第１エンジン(A)が位置する前記連
通管(20)には、ほぼ逆Ｕ字状に突出して形成された突出
部(20A)を有し、前記突出部(20A)の中央に前記注入用仕
切り板(26)を有する注入筒(23)が設けられていることを
特徴とする請求項３記載の船舶用エンジン。