特開 2023-163396 水中翼船の推進システムおよび水中翼船

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163396

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】水中翼船の推進システムおよび水中翼船

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/38 20060101AFI20231102BHJP

   B63B 1/18 20060101ALI20231102BHJP

   F01D 15/04 20060101ALI20231102BHJP

   F02C 7/22 20060101ALI20231102BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

B63H21/38 B

B63B1/18 Z

F01D15/04

F02C7/22 C

F02C7/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022074288

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】宇井 岳夫

(57)【要約】

【課題】停電時の非常用燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジンへの燃料供給を継続して行う。
【解決手段】水中翼船１００の推進システム７は、燃料タンク７４と、燃料タンク７４の燃料によって駆動され、水中翼船１００の船体２を推進させるエンジン７２と、エンジン７２によって駆動される第１ポンプ７７と、両端が第１ポンプ７７に接続され、第１ポンプ７７によって燃料が循環する第２流路７３ｂと、第２流路７３ｂの燃料の一部をエンジン７２に分配する流量制御弁７８と、第２流路７３ｂに設けられ、第２流路７３ｂの燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口７９ｃが第１流路７３ａを介して燃料タンク７４と連通するエゼクタ７９とを備えている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクと、
前記燃料タンクの燃料によって駆動され、水中翼船の船体を推進させるエンジンと、
前記エンジンによって駆動される第１ポンプと、
両端が前記第１ポンプに接続され、前記第１ポンプによって燃料が循環する第２流路と、
前記第２流路の燃料の一部を前記エンジンに分配する分配機構と、
前記第２流路に設けられ、前記第２流路の燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口が第１流路を介して前記燃料タンクと連通するエゼクタとを備えている、水中翼船の推進システム。

【請求項2】

請求項１に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記エンジンは、ガスタービンエンジンである、水中翼船の推進システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記第１流路に設けられ、前記燃料タンクの燃料を前記エゼクタの吸引口に供給する電動式の第２ポンプとをさらに備えている、水中翼船の推進システム。

【請求項4】

請求項３に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記第２ポンプは、容積式ポンプであり、
前記第１流路に接続され、前記第２ポンプをバイパスする第４流路と、
前記第４流路を開閉する開閉弁とをさらに備えている、水中翼船の推進システム。

【請求項5】

請求項４に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記開閉弁は、前記第１流路のうち前記第２ポンプよりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると開弁する、水中翼船の推進システム。

【請求項6】

請求項３に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記第１流路に設けられ、燃料に含まれる異物を分離除去するフィルタをさらに備えている、水中翼船の推進システム。

【請求項7】

請求項３に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記第１流路のうち前記第２ポンプよりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると、前記燃料圧力が閾値以下になったことを水中翼船の操縦者に報知する報知部をさらに備えている、水中翼船の推進システム。

【請求項8】

請求項１または２に記載の水中翼船の推進システムにおいて、
前記燃料タンクの底面は、前記エンジンよりも下方に位置する、水中翼船の推進システム。

【請求項9】

船体と、
前記船体に搭載される請求項１または２に記載の推進システムとを備えている水中翼船。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、水中翼船及びその推進システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されているように、推進用のエンジンを備えた船舶の推進システムが知られている。この推進システムは、燃料タンクの燃料を昇圧してエンジンに供給する主ポンプと、主ポンプが故障等した際に代用される予備ポンプとを有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－６８８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前述したような一般船舶では、停電によりポンプが作動不可となった場合でも、エンジンへの燃料供給が継続して行われるよう、エンジンよりも高い位置に非常用の燃料タンクが設けられる場合がある。つまり、ポンプが作動不可となった際には、非常用の燃料タンクの燃料がその自重によってエンジンへ供給されるので、継続した燃料供給が可能となる。しかしながら、一般船舶よりも小型の水中翼船の場合、このような非常用の燃料タンクの設置スペースを確保するのは容易ではなく、そのため、停電時等にエンジンへの燃料供給を継続して行うことが困難である。

【0005】

本開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、停電時の非常用燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジンへの燃料供給を継続して行うことにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の水中翼船の推進システムは、燃料タンクと、エンジンと、第１ポンプと、第２流路と、分配機構と、エゼクタとを備えている。前記エンジンは、前記燃料タンクの燃料によって駆動され、水中翼船の船体を推進させる。前記第１ポンプは、前記エンジンによって駆動される。前記第２流路は、両端が前記第１ポンプに接続され、前記第１ポンプによって燃料が循環するものである。前記分配機構は、前記第２流路の燃料の一部を前記エンジンに分配する。前記エゼクタは、前記第２流路に設けられ、前記第２流路の燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口が第１流路を介して前記燃料タンクと連通している。

【0007】

また、本開示の水中翼船は、船体と、前記船体に搭載される前述の推進システムとを備えている。

【発明の効果】

【0008】

本開示の水中翼船の推進システムによれば、停電時の非常用燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジンへの燃料供給を継続して行うことができる。

【0009】

本開示の水中翼船によれば、停電時の非常用燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジンへの燃料供給を継続して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、右前方から視た水中翼船の斜視図である。

【図2】図２は、左後方から視た水中翼船の斜視図である。

【図3】図３は、右側方から視た水中翼船の側面図である。

【図4】図４は、水中翼船の前後のストラット及びフォイルの斜視図である。

【図5】図５は、第１運転モード時の推進システムを示す概略構成図である。

【図6】図６は、第２運転モード時の推進システムを示す概略構成図である。

【図7】図７は、その他の実施形態に係る推進システムを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、右前方から視た水中翼船１００の斜視図である。図２は、左後方から視た水中翼船１００の斜視図である。

【0012】

図１および図２に示すように、水中翼船１００は、船体２と、船体２に前部ストラット３を介して設けられた前部フォイル４と、船体２に後部ストラット５を介して設けられた後部フォイル６とを備えている。前部フォイル４および後部フォイル６は、水中翼であり、水中において揚力を発生させる。水中翼船１００は、船の重量が船体２の浮力で支持される艇走状態と、前部フォイル４および後部フォイル６による揚力によって船体２が水面よりも上に浮上した状態で航行する翼走状態とに切り替え可能となっている。

【0013】

以下、水中翼船１００の進行方向の前方を「前」、後方を「後」として前後方向を設定する。水中翼船１００の進行方向の前方を向いて右側を「右」、左側を「左」として左右方向、即ち、幅方向を設定する。水中翼船１００の高さ方向を上下方向に設定する。特段の断りが無い限り、「前後方向」とは、水中翼船１００の前後方向を意味し、「幅方向」とは、水中翼船１００の幅方向を意味する。また、船体２の前部とは、船体２を前後方向に２等分した場合の前半分を意味する。船体２の後部とは、船体２を前後方向に２等分した場合の後半分を意味する。

【0014】

図３は、右側方から視た水中翼船１００の側面図である。尚、図３においては、水面Ｗが図示されており、実線は翼走時の水面Ｗであり、二点鎖線は艇走時の水面Ｗである。

【0015】

図３に示すように、船体２は、船底２１を有している。この例では、船底２１は、いわゆるストレートＶタイプである。つまり、船底２１は、幅方向の中央において船首から船尾に向かって延び、下方に突出する稜部２２を有する。稜部２２は、船底２１の最下部を規定する。ただし、船底２１のうち後部ストラット５よりも後方の最後部は、水平面で形成され、いわゆるフラットボトムとなっている。以下、船底２１のうち、稜部２２を有する部分をＶ字部２３と称し、水平面で形成された部分をフラット部２４と称する。

【0016】

図４は、水中翼船１００の前後のストラット及びフォイルの斜視図である。この例では、水中翼船１００は、１本の前部ストラット３を備えている。前部ストラット３は、船体２の前部であって幅方向の中央に設けられている。前部ストラット３の上端部は、船体２、より詳しくは、船底２１に連結されている。

【0017】

前部ストラット３は、前部フォイル４を揚力が発生する第１位置に位置させる第１状態（図３参照）と、前部フォイル４を第１位置よりも上方の第２位置に位置させる第２状態（図示省略）との間で切り替え可能に構成されている。具体的には、前部ストラット３は、前後方向に回転するように、即ち、幅方向に延びる軸回りに回転するように、船体２に設けられている。

【0018】

第１状態は、前部ストラット３が船底２１から下方へ延びる状態である。第１状態は、使用状態ということもできる。第２状態は、前部ストラット３が第１状態から前方へ回転して、船底２１から前方へ延びる状態である。第２状態は、前部ストラット３および前部フォイル４を船体２に接近させた状態であり、格納状態ということもできる。さらに、前部ストラット３は、前後方向だけでなく、その軸心を中心に回転可能に船体２に設けられている。以下、特に断りがない限り、前部ストラット３等の構成を説明する際には、前部ストラット３は第１状態にあるものとする。

【0019】

前部フォイル４は、図４に示すように、前部ストラット３の下端部からそれぞれ左右に延びている。つまり、前部フォイル４は、前部ストラット３によって支持されている。

【0020】

前部フォイル４の後端部には、複数の前部フラップ４１が設けられている。前部フラップ４１は、船体２の幅方向に延びる軸回りに回動可能に設けられている。前部フラップ４１が回動することにより、前部フォイル４による揚力が調節される。

【0021】

この例では、水中翼船１００は、船体２の幅方向に並んで配置された少なくとも２本の後部ストラット５、より詳しくは、３本の後部ストラット５を備えている。後部ストラット５の上端部は、船体２、より詳しくは、船底２１に連結されている。

【0022】

３本の後部ストラット５は、船体２の後部、即ち、船体２を前後方向に２等分した場合の後半分において幅方向に並んで設けられている。後部ストラット５は、後部フォイル６を揚力が発生する第１位置に位置させる第１状態（図３参照）と、後部フォイル６を第１位置よりも上方の第２位置に位置させる第２状態（図示省略）との間で切り替え可能に構成されている。具体的には、後部ストラット５は、前後方向に回転するように、即ち、幅方向に延びる軸回りに回転するように、船体２に設けられている。

【0023】

第１状態は、後部ストラット５が船底２１から下方へ延びる状態である。第１状態は、使用状態ということもできる。第２状態は、後部ストラット５が第１状態から後方へ回転して、船底２１から後方へ延びる状態である。第２状態は、後部ストラット５および後部フォイル６を船体２に接近させた状態であり、格納状態ということもできる。以下、３本の後部ストラット５を区別する場合には、左側から順に、左後部ストラット５、中央後部ストラット５、右後部ストラット５と称する。

【0024】

後部フォイル６は、図４に示すように、３本の後部ストラット５の下端部に設けられている。具体的には、左後部ストラット５の下端部と中央後部ストラット５の下端部とを連結するように後部フォイル６が左右に延び、右後部ストラット５の下端部と中央後部ストラット５の下端部とを連結するように後部フォイル６が左右に延びている。つまり、後部フォイル６は、後部ストラット５によって支持されている。

【0025】

後部フォイル６の後端部には、複数の後部フラップ６１が設けられている。後部フラップ６１は、幅方向に延びる軸回りに回動可能に設けられている。後部フラップ６１が回動することにより、後部フォイル６による揚力が調節される。

【0026】

艇走状態では、前部ストラット３および後部ストラット５は第１状態でも第２状態でもよく、前部ストラット３および後部ストラット５の一方が第１状態となり他方が第２状態となる場合もある。翼走状態では、図３に示すように、前部ストラット３および後部ストラット５の両方が第１状態になる。つまり、水中翼船１００は、翼走時には前部フォイル４および後部フォイル６の全体が水面Ｗよりも下方に没水する、いわゆる全没翼型の水中翼船である。

【0027】

また、水中翼船１００は、翼走時において、前部ストラット３がその軸心回りに回転することにより、旋回時の釣り合いを取る。つまり、前部ストラット３は、前部フォイル４を支持する機能と、方向舵としての機能とを有している。

【0028】

水中翼船１００は、図４に示すように、推進システム７を備えている。推進システム７は、船体２の内部に搭載され、船体２を推進させる。この例の推進システム７は、２組のジェットポンプ７１およびエンジン７２を備えている。１基のジェットポンプ７１と１基のエンジン７２とが１組となっている。

【0029】

２基のジェットポンプ７１は、船体２の後部且つ底部において左右に配置されている。中央後部ストラット５の下端部には、前方に開口する吸水口５１が設けられている。中央後部ストラット５の上端部は、二股に分岐し、それぞれ２基のジェットポンプ７１に接続されている。中央後部ストラット５の内部には、給水路が形成されている。水は、吸水口５１から中央後部ストラット５の内部に流入し、給水路を流れ、２基のジェットポンプ７１にそれぞれ流入する。

【0030】

２基のエンジン７２は、船体２の後部の左右にそれぞれ配置されている。各エンジン７２は、ギヤボックス７２ａ内の減速ギヤを介して、ジェットポンプ７１に連結されている。

【0031】

ジェットポンプ７１は、軸流ウォータジェットポンプである。ジェットポンプ７１は、中央後部ストラット５から流入した水を後方へ噴射し、船体２を前方へ推進させる。エンジン７２は、ジェットポンプ７１を駆動する。エンジン７２は、後述する燃料タンク７４の燃料によって駆動される。つまり、エンジン７２は、ジェットポンプ７１を駆動することで船体２を推進させる。

【0032】

この例では、エンジン７２は、ガスタービンエンジンである。ガスタービンエンジンでは、燃料を圧縮空気に噴射して燃焼させることでタービンが回転して、動力としての回転力が発生する。このエンジン７２の回転力によって、ジェットポンプ７１が駆動される。

【0033】

図５は、第１運転モード時の推進システム７を示す概略構成図である。図６は、第２運転モード時の推進システム７を示す概略構成図である。尚、図５および図６においては、ジェットポンプ７１およびギヤボックス７２ａの図示を省略している。

【0034】

推進システム７は、燃料タンク７４の燃料をエンジン７２に供給する燃料供給システムも有する。具体的には、図５に示すように、推進システム７は、燃料タンク７４と、燃料の流路７３と、第１ポンプ７７と、流量制御弁７８と、エゼクタ７９とを、燃料供給システムとして有している。流路７３は、第１流路７３ａ、第２流路７３ｂおよび第３流路７３ｃを有している。

【0035】

燃料タンク７４は、エンジン７２に供給する燃料、即ちエンジン７２を駆動するための燃料を貯留する。この例では、燃料は、軽油等の油である。図３に示すように、燃料タンク７４の底面７４ａは、エンジン７２よりも下方に位置する。エンジン７２および燃料タンク７４は、船体２内の船底２１に設けられている。より詳しくは、燃料タンク７４は、Ｖ字部２３に設けられ、エンジン７２は、Ｖ字部２３よりも高位置のフラット部２４に設けられている。つまり、燃料タンク７４の燃料は、その自重のみでエンジン７２に供給されない。

【0036】

第２流路７３ｂ、第３流路７３ｃ、第１ポンプ７７、流量制御弁７８およびエゼクタ７９は、２基のエンジン７２のそれぞれに対応して２組設けられている。

【0037】

第１ポンプ７７は、エンジン７２によって駆動される燃料ポンプである。つまり、第１ポンプ７７は、電動式の燃料ポンプではない。具体的には、第１ポンプ７７の駆動軸は、エンジン７２の出力軸と連結されており、エンジン７２の回転力によって第１ポンプ７７が駆動される。つまり、この例では、エンジン７２の回転力によって、ジェットポンプ７１および第１ポンプ７７が駆動される。第１ポンプ７７は、ガスタービンエンジンに付属する、いわゆる機付きポンプとも称される。

【0038】

第２流路７３ｂは、両端が第１ポンプ７７に接続され、第１ポンプ７７によって燃料が循環する循環流路である。つまり、第２流路７３ｂの一端である流入端は、第１ポンプ７７の流出口７７ｂに接続され、第２流路７３ｂの他端である流出端は、第１ポンプ７７の流入口７７ａに接続されている。第１ポンプ７７は、第２流路７３ｂにおいて燃料を循環させる。

【0039】

流量制御弁７８は、第２流路７３ｂの燃料の一部をエンジン７２に分配する。流量制御弁７８は、分配機構の一例である。流量制御弁７８は、第２流路７３ｂに設けられている。具体的には、流量制御弁７８は、第２流路７３ｂにおける第１ポンプ７７の下流側、より詳しくは、第２流路７３ｂにおける流入口７７ａよりも流出口７７ｂに近い位置に設けられている。

【0040】

流量制御弁７８は、第２流路７３ｂを循環する燃料、即ち、第１ポンプ７７から吐出された燃料の一部を第３流路７３ｃを介してエンジン７２に供給し、残りの燃料を第２流路７３ｂで循環させる。第３流路７３ｃは、流量制御弁７８とエンジン７２との間に接続されている。流量制御弁７８は、エンジン７２の駆動に必要な流量の燃料を第２流路７３ｂから分流させる。つまり、流量制御弁７８は、エンジン７２に分配する燃料の流量を調整する。

【0041】

エゼクタ７９は、第２流路７３ｂに設けられ、第２流路７３ｂの燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口７９ｃが第１流路７３ａを介して燃料タンク７４と連通している。第１流路７３ａの一端である流入端は、燃料タンク７４に接続され、第１流路７３ａの他端である流出端は、吸引口７９ｃに接続されている。より詳しくは、第１流路７３ａの流出端は、２つに分岐し、それぞれ２つのエゼクタ７９の吸引口７９ｃに接続されている。

【0042】

より詳しくは、エゼクタ７９は、第２流路７３ｂにおける第１ポンプ７７の流入口７７ａと流量制御弁７８との間に設けられている。つまり、第２流路７３ｂでは、第１ポンプ７７の流出口７７ｂ側から順に、流量制御弁７８およびエゼクタ７９が設けられている。エゼクタ７９は、吸引口７９ｃ以外に、流入口７９ａおよび流出口７９ｂを有している。エゼクタ７９では、駆動流体である燃料が流入口７９ａから流入して流出口７９ｂから流出することにより、吸引口７９ｃに吸引作用が生じる。そのため、燃料タンク７４の燃料が第１流路７３ａを介して吸引口７９ｃに吸引され得る。つまり、第１ポンプ７７が第２流路７３ｂにおいて燃料を循環させることで、燃料タンク７４の燃料が第２流路７３ｂひいてはエンジン７２に供給される。

【0043】

推進システム７には、エンジン７２を始動させるモータ８１が設けられている。具体的に、モータ８１は、エンジン７２に連結されると共に、直接もしくは歯車装置（図示省略）等を介して第１ポンプ７７にも連結されている。すなわち、モータ８１は、エンジン７２および第１ポンプ７７を同時に駆動する。モータ８１は、エンジン７２および第１ポンプ７７の回転数を、エンジン７２の始動に必要な初期回転数まで上昇させる。その後、エンジン７２は、始動させられ、燃料を燃焼させての稼働となる。エンジン７２が始動した後は、第１ポンプ７７はエンジン７２の動力によって駆動される。モータ８１は、油圧式や電動式、空圧式等、種々の型式のモータを用いることができる。

【0044】

推進システム７は、第２ポンプ７５と、フィルタ７６と、第４流路７３ｄと、逆止弁８２とをさらに備えている。つまり、流路７３は、第４流路７３ｄをさらに有している。

【0045】

第２ポンプ７５は、第１流路７３ａに設けられ、燃料タンク７４の燃料をエゼクタ７９の吸引口７９ｃに供給する電動式の燃料ポンプである。第２ポンプ７５は、容積式ポンプである。例えば、第２ポンプ７５は、ギヤポンプやスクリューポンプである。容積式ポンプは、停止しているときは、燃料は流通不可である。

【0046】

フィルタ７６は、第１流路７３ａに設けられ、燃料に含まれる異物を分離除去する。より詳しくは、フィルタ７６は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分に設けられている。つまり、フィルタ７６は、第２ポンプ７５から吐出された燃料に含まれる異物を分離除去する。

【0047】

第４流路７３ｄは、第１流路７３ａに接続され、第２ポンプ７５をバイパスするバイパス流路である。より詳しくは、第４流路７３ｄは、第２ポンプ７５およびフィルタ７６をバイパスしている。第４流路７３ｄの一端である流入端は、第１流路７３ａにおける第２ポンプ７５の上流側に接続され、第４流路７３ｄの他端である流出端は、第１流路７３ａにおけるフィルタ７６の下流側に接続されている。つまり、第４流路７３ｄは、燃料タンク７４とエゼクタ７９の吸引口７９ｃとに連通している。

【0048】

逆止弁８２は、第４流路を開閉する。逆止弁８２は、開閉弁の一例である。逆止弁８２は、第４流路７３ｄに設けられている。逆止弁８２は、第４流路７３ｄにおいて燃料タンク７４側からエゼクタ７９の吸引口７９ｃ側へ向かう燃料の流れのみを許容する。

【0049】

より詳しくは、逆止弁８２は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると開弁する。図示しないが、例えば、逆止弁８２は、弁体を開弁方向に付勢する付勢部材を有し、前述した燃料圧力が閾値以下になると、弁体が付勢部材の付勢力に抗して開弁する。この閾値は、例えば、第２ポンプ７５が運転中に何らかの要因で作動不可となって停止した際、第１流路７３ａにおける第２ポンプ７５よりもの下流側の部分の圧力が低下し得る値に設定される。

【0050】

推進システム７は、第５流路７３ｅおよび圧力調整弁８３をさらに備えている。つまり、流路７３は、第５流路７３ｅをさらに有している。

【0051】

第５流路７３ｅは、第１流路７３ａの燃料を燃料タンク７４に戻す戻し流路である。第５流路７３ｅは、燃料タンク７４と、第１流路７３ａにおける第２ポンプ７５よりも下流側の部分とに連通している。より詳しくは、第５流路７３ｅは、第１流路７３ａにおけるフィルタ７６よりも下流側の部分に連通している。つまり、第５流路７３ｅの一端である流入端は、第４流路７３ｄにおける逆止弁８２よりも下流側の部分に接続されている。第５流路７３ｅの他端である流出端は、燃料タンク７４に接続されている。

【0052】

圧力調整弁８３は、第５流路７３ｅに設けられている。圧力調整弁８３は、第２ポンプ７５が吐出する流量のうち、エンジン７２が消費しない分の流量を燃料タンク７４に還流させる一方、第１流路７３ａの圧力、すなわち吸引口７９ｃの圧力を所定の値に調整する。

【0053】

推進システム７は、圧力センサ８５および制御装置８６をさらに備えている。

【0054】

圧力センサ８５は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力を検出する。圧力センサ８５は、第１流路７３ａにおいて、第２ポンプ７５よりも下流側の部分、より詳しくは、フィルタ７６よりも下流側の部分に設けられている。圧力センサ８５は、制御装置８６と通信可能であり、検出した燃料圧力を制御装置８６に送信する。以下、特段の断りが無い限り、「検出圧力」とは、圧力センサ８５が検出した燃料圧力を意味する。

【0055】

制御装置８６は、第２ポンプ７５、流量制御弁７８、圧力調整弁８３、モータ８１等、推進システム７の全体を制御する。

【0056】

また、制御装置８６は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が前述の閾値以下になると、前記燃料圧力が閾値以下になったことを水中翼船１００の操縦者に報知する。つまり、制御装置８６は、圧力センサ８５から送信された検出圧力が閾値以下になると、そのことを操縦者に報知する。制御装置８６は、報知部の一例である。例えば、制御装置８６は、操縦者の操作画面等に表示したり、所定の報知音を発したりすることで報知する。

【0057】

このように構成された推進システム７では、第１運転モードと第２運転モードとが切り替え可能になっている。第１運転モードは、第２ポンプ７５を駆動しながら、エンジン７２に燃料を供給するモードである。第２運転モードは、第２ポンプ７５が停止している状態で、エンジン７２に燃料を供給するモードである。

【0058】

第１運転モード時の推進システム７では、図５に矢印で示すように、燃料タンク７４の燃料がエンジン７２に供給される。具体的には、先ず、モータ８１によってエンジン７２および第１ポンプ７７の回転数が所定の回転数まで上昇し、それに伴って、第２流路７３ｂにおいて燃料が循環し始める。このとき、流量制御弁７８は、第２流路７３ｂからエンジン７２に燃料を分配しないように設定されている。つまり、第２流路７３ｂでは、第１ポンプ７７から吐出された燃料の全量が循環する。

【0059】

第１ポンプ７７の回転数が所定の初期回転数まで上昇すると、制御装置８６が流量制御弁７８を制御して、第２流路７３ｂの燃料の一部を第３流路７３ｃを介してエンジン７２に分配する。つまり、第２流路７３ｂを循環する燃料の圧力が、エンジン７２を駆動するために必要な圧力まで上昇すると、第２流路７３ｂからエンジン７２に高圧の燃料が分配される。こうして、エンジン７２が駆動される。これに伴い、第１ポンプ７７がエンジン７２によって駆動される。

【0060】

第２流路７３ｂでは、第１ポンプ７７によって燃料が循環することで、エゼクタ７９の吸引口７９ｃに吸引作用が生じる。そのため、第１流路７３ａから吸引口７９ｃに燃料が吸引される。吸引口７９ｃに吸引された燃料は、第１ポンプ７７によって第２流路７３ｂを循環する。

【0061】

一方、エンジン７２の始動操作を始める直前もしくは同時に、制御装置８６によって第２ポンプ７５が駆動される。そうすると、第２ポンプ７５によって、燃料タンク７４の燃料が第１流路７３ａを介して２つのエゼクタ７９の吸引口７９ｃに供給される。第１流路７３ａでは、第２ポンプ７５から吐出された燃料がフィルタ７６を通過する際、燃料に含まれる異物が分離除去される。そのため、清浄な燃料が吸引口７９ｃに供給される。

【0062】

このように、第１運転モードでは、第２ポンプ７５が燃料タンク７４の燃料を吸引口７９ｃに供給すると共に、吸引口７９ｃが第２ポンプ７５からの燃料を吸引する。つまり、第２ポンプ７５によるポンプ作用と、エゼクタ７９による吸引作用とによって、燃料タンク７４の燃料が第２流路７３ｂひいてはエンジン７２に供給される。こうして、第２流路７３ｂでは、循環する燃料の一部がエンジン７２に供給される一方、燃料タンク７４の燃料が補給される。これにより、エンジン７２が正常に駆動される。

【0063】

また、第１運転モードでは、圧力制御弁８３によって第１流路７３ａの圧力が制御される。つまり、圧力制御弁８３により、燃料タンク７４からエゼクタ７９の吸引口７９ｃに供給する燃料の圧力が調整される。これにより、適切な圧力の燃料を第２流路７３ｂに供給することができる。

【0064】

第１運転モード時において、例えば、停電により第２ポンプ７５が作動不可、即ち停止した場合、自動的に第２運転モードに切り替わる。第２運転モード時の推進システム７では、図６に矢印で示すように、燃料タンク７４の燃料がエンジン７２に供給される。

【0065】

具体的には、第２ポンプ７５が停止すると、逆止弁８２が自動的に開弁する。より詳しくは、第２ポンプ７５が停止すると、第１流路７３ａにおける第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下、すなわち逆止弁８２が開弁する圧力以下に低下するため、逆止弁８２が開弁する。つまり、第１流路７３ａにおける第２ポンプ７５よりも下流側の部分では、第２ポンプ７５が停止することに加え、吸引口７９ｃの吸引作用により、圧力が閾値以下に急激に低下する。そのため、逆止弁８２は、第２ポンプ７５の停止と略同時に開弁する。

【0066】

一方、第１ポンプ７７は、エンジン７２によって駆動されていることから停電によっては停止しない。そのため、第２流路７３ｂでは、燃料が循環し続けるので、エゼクタ７９の吸引口７９ｃに吸引作用が継続して生じる。

【0067】

こうして、逆止弁８２が開弁すると、燃料タンク７４と吸引口７９ｃとが、第１流路７３ａおよび第４流路７３ｄを介して連通する。そのため、燃料タンク７４の燃料は、吸引口７９ｃに吸引される。吸引口７９ｃに吸引された燃料は、第１ポンプ７７によって第２流路７３ｂを循環する。そして、第２流路７３ｂを循環する燃料の一部は、第１運転モードと同様、エンジン７２に分配される。こうして、燃料タンク７４の燃料は、継続して第２流路７３ｂひいてはエンジン７２に供給される。

【0068】

また、圧力センサ８５の検出圧力が閾値以下になると、制御装置８６はそのことを水中翼船１００の操縦者に報知する。これにより、操縦者は、第２ポンプ７５が停止したことを速やかに把握することができる。そのため、第２ポンプ７５の停止に関して速やかに対処することができる。

【0069】

このように、水中翼船１００の推進システム７では、エンジン７２によって駆動される第１ポンプ７７が燃料を循環させる第２流路７３ｂと、第２流路７３ｂの燃料の一部をエンジン７２に分配する流量制御弁７８と、第２流路７３ｂの燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口７９ｃが第１流路７３ａを介して燃料タンク７４と連通するエゼクタ７９とが設けられている。そのため、停電した場合でも、エゼクタ７９の吸引口７９ｃには吸引作用が生じるので、継続して燃料タンク７４の燃料が吸引口７９ｃに吸引される。したがって、停電時の非常用燃料タンク、即ち、エンジン７２よりも高い位置に設けられ、燃料がその自重のみでエンジン７２に供給される燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジン７２への燃料供給を継続して行うことができる。

【0070】

また、エンジン７２は、ガスタービンエンジンである。ガスタービンエンジンは、例えばディーゼルエンジンと比べて、燃焼開始の回転数が高い。そのため、第１ポンプ７７の運転回転数も高くなるので、第２流路７３ｂにおける燃料の圧力が高くなる。そうすると、エゼクタ７９の吸引口７９ｃに生じる吸引力が増大する。そのため、例えば、第１流路７３ａの長さが長い場合やエンジン７２と燃料タンク７４との高低差が大きい場合であっても、吸引口７９ｃは燃料タンク７４の燃料を吸引し得る。

【0071】

また、推進システム７では、第１流路７３ａに設けられ、燃料タンク７４の燃料を吸引口７９ｃに供給する電動式の第２ポンプ７５が設けられている。そのため、吸引口７９ｃによる吸引力が不足する状態、例えば、燃料タンク７４の燃料の液位が低下して吸引口７９ｃが燃料を吸引し難くなる状態になった場合でも、燃料タンク７４の燃料が第２流路７３ｂに供給される。

【0072】

また、第２ポンプ７５が容積式ポンプであるため、例えば燃料タンク７４が第２ポンプ７５よりも低い位置に設けられていても、燃料タンク７４の燃料を第２ポンプ７５によって容易に汲み上げることができる。そのため、燃料タンク７４等の配置の自由度が増す。

【0073】

さらに、第１流路７３ａには第２ポンプ７５をバイパスする第４流路７３ｄが設けられ、第４流路７３ｄには第４流路７３ｄを開閉する開閉弁が設けられている。第２ポンプ７５は容積式ポンプであるところ、停止した状態の第２ポンプ７５では燃料を流通させることができない。この例では、停電等により第２ポンプ７５が停止した場合、開閉弁を開弁することにより、燃料タンク７４の燃料を第４流路７３ｄを介して吸引口７９ｃに供給することができる。

【0074】

また、第４流路７３ｄに設けられる開閉弁は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると開弁する。停電等により第２ポンプ７５が停止すると、吸引口７９ｃの吸引作用にもよって、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下に低下する。そのため、第２ポンプ７５が停止すると、自動的に開閉弁が開弁する。これにより、開閉弁に対する人為的操作が省略される。

【0075】

特に、開閉弁は、逆止弁８２である。そのため、逆止弁８２は、電気的な通信を行うことなく、自動的に開弁することができる。したがって、部品点数を削減することができる。

【0076】

また、第２ポンプ７５が設けられている第１流路７３ａには、燃料に含まれる異物を分離除去するフィルタ７６が設けられている。そのため、異物が分離除去された清浄な燃料を第２流路７３ｂひいてはエンジン７２に供給することができる。一方、フィルタ７６を設けることにより、第１流路７３ａにおける圧力損失が増大する。そうすると、吸引口７９ｃが燃料タンク７４の燃料を十分に吸引することが困難になる虞がある。しかしながら、この例では、第２ポンプ７５が設けられているため、燃料タンク７４の燃料を吸引口７９ｃに十分に供給することができる。

【0077】

また、推進システム７では、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になったことを操縦者に報知する制御装置８６が設けられている。そのため、操縦者は、第２ポンプ７５が停止したことを速やかに把握することができる。したがって、第２ポンプ７５の停止に関して速やかに対処することができる。

【0078】

また、燃料タンク７４の底面７４ａは、エンジン７２よりも下方に位置する。そのため、エンジン７２の上方空間が極めて制限される水中翼船１００において、推進システム７を容易に配置することができる。

【0079】

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0080】

例えば、本開示の水中翼船１００の推進システムは、図７に示す構成としてもよい。図７は、その他の実施形態に係る推進システム７Ａを示す概略構成図である。尚、図７においては、ジェットポンプ７１およびギヤボックス７２ａの図示を省略している。この推進システム７Ａは、前記実施形態の推進システム７において、第２ポンプ７５、フィルタ７６、第４流路７３ｄ、第５流路７３ｅおよび圧力調整弁８３を省略したものである。この推進システム７Ａは、運転モードとしては、前記実施形態の第２運転モードのみを有する。つまり、この推進システム７Ａでは、非停電時であっても停電時であっても、燃料タンク７４の燃料は、第１流路７３ａを介してエゼクタ７９の吸引口７９ｃに吸引される。第２流路７３ｂにおける動作や第１ポンプ７７等の動作については前記実施形態と同様である。この例においても、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0081】

また、エンジン７２は、ガスタービンエンジンに限らず、例えば、ディーゼルエンジンであってもよい。

【0082】

また、推進システム７では、第５流路７３ｅおよび圧力調整弁８３を省略してもよい。

【0083】

また、第４流路７３ｄに設ける開閉弁は、逆止弁８２に限らず、例えば、電磁弁や電動弁等でもよい。

【0084】

また、制御装置８６において、報知部としての機能を省略するようにしてもよい。

【0085】

以上のように、本開示の技術における第１の側面に係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａは、燃料タンク７４と、燃料タンク７４の燃料によって駆動され、水中翼船１００の船体２を推進させるエンジン７２と、エンジン７２によって駆動される第１ポンプ７７と、両端が第１ポンプ７７に接続され、第１ポンプ７７によって燃料が循環する第２流路７３ｂと、第２流路７３ｂの燃料の一部をエンジン７２に分配する流量制御弁７８と、第２流路７３ｂに設けられ、第２流路７３ｂの燃料が駆動流体として流通すると共に、吸引口７９ｃが第１流路７３ａを介して燃料タンク７４と連通するエゼクタ７９とを備えている。

【0086】

この構成によれば、停電した場合でも、エゼクタ７９の吸引口７９ｃには吸引作用が生じるため、継続して燃料タンク７４の燃料が吸引口７９ｃに吸引される。したがって、停電時の非常用燃料タンクを設けることなく、停電時でもエンジン７２への燃料供給を継続して行うことができる。

【0087】

また、本開示の技術における第２の側面に係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａは、第１の側面に係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａにおいて、エンジン７２は、ガスタービンエンジンである。

【0088】

この構成によれば、ガスタービンエンジンは、例えばディーゼルエンジンと比べて、燃焼開始の回転数が高いため、第１ポンプ７７の運転回転数も高くなり、第２流路７３ｂにおける燃料の圧力が高くなる。そのため、エゼクタ７９の吸引口７９ｃに生じる吸引力が増大する。そのため、吸引口７９ｃは、確実に燃料タンク７４の燃料を吸引することができる。

【0089】

また、本開示の技術における第３の側面に係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａは、第１または第２の側面に係る水中翼船１００の推進システム７において、第１流路７３ａに設けられ、燃料タンク７４の燃料をエゼクタ７９の吸引口７９ｃに供給する電動式の第２ポンプ７５とをさらに備えている。

【0090】

この構成によれば、吸引口７９ｃによる吸引力が不足する状態になった場合でも、燃料タンク７４の燃料を容易に第２流路７３ｂに供給することができる。

【0091】

また、本開示の技術における第４の側面に係る水中翼船１００の推進システム７は、第１乃至第３の側面の何れか１つに係る水中翼船１００の推進システム７において、第２ポンプ７５は、容積式ポンプであり、第１流路７３ａに接続され、第２ポンプ７５をバイパスする第４流路７３ｄと、第４流路７３ｄを開閉する開閉弁とをさらに備えている。

【0092】

この構成によれば、第２ポンプ７５が容積式ポンプであるため、例えば燃料タンク７４が第２ポンプ７５よりも低い位置に設けられていても、燃料タンク７４の燃料を第２ポンプ７５によって容易に汲み上げることができる。そのため、燃料タンク７４等の配置の自由度が増す。さらに、第１流路７３ａには第２ポンプ７５をバイパスする第４流路７３ｄが設けられ、第４流路７３ｄには第４流路７３ｄを開閉する開閉弁が設けられている。第２ポンプ７５は容積式ポンプであるところ、停止した状態の第２ポンプ７５では燃料を流通させることができない。本開示の技術では、停電等により第２ポンプ７５が停止した場合、開閉弁を開弁することにより、燃料タンク７４の燃料を第４流路７３ｄを介して吸引口７９ｃに供給することができる。

【0093】

また、本開示の技術における第５の側面に係る水中翼船１００の推進システム７は、第４の側面に係る水中翼船１００の推進システム７において、開閉弁は、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると開弁する。

【0094】

この構成によれば、停電等により第２ポンプ７５が停止すると、吸引口７９ｃの吸引作用にもよって、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下に低下する。そのため、第２ポンプ７５が停止すると、自動的に開閉弁が開弁する。これにより、開閉弁に対する人為的操作を省略することができる。

【0095】

また、本開示の技術における第５の側面に係る水中翼船１００の推進システム７は、第３の側面に係る水中翼船１００の推進システム７において、第１流路７３ａに設けられ、燃料に含まれる異物を分離除去するフィルタ７６をさらに備えている。

【0096】

この構成によれば、異物が分離除去された清浄な燃料を第２流路７３ｂひいてはエンジン７２に供給することができる。一方、フィルタ７６を設けることにより、第１流路７３ａにおける圧力損失が増大する。そうすると、吸引口７９ｃが燃料タンク７４の燃料を十分に吸引することが困難になる虞がある。しかしながら、この例では、第２ポンプ７５が設けられているため、燃料タンク７４の燃料を吸引口７９ｃに十分に供給することができる。言い換えれば、第１流路７３ａに第２ポンプ７５を設けているので、第１流路７３ａにおける圧力損失をそれ程気にすることなく、第１流路７３ａにフィルタ７６を設けることができる。

【0097】

また、本開示の技術における第７の側面に係る水中翼船１００の推進システム７は、第３乃至第６の側面の何れか１つに係る水中翼船１００の推進システム７において、第１流路７３ａのうち第２ポンプ７５よりも下流側の部分の燃料圧力が閾値以下になると、前記燃料圧力が閾値以下になったことを水中翼船の操縦者に報知する制御装置８６をさらに備えている。

【0098】

この構成によれば、操縦者は、第２ポンプ７５が停止したことを速やかに把握することができる。したがって、第２ポンプ７５の停止に関して速やかに対処することができる。

【0099】

また、本開示の技術における第８の側面に係る水中翼船１００の推進システム７は、第１乃至第７の側面の何れか１つに係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａにおいて、燃料タンク７４の底面７４ａは、エンジン７２よりも下方に位置する。

【0100】

この構成によれば、エンジン７２の上方空間が極めて制限される水中翼船１００において、推進システム７を容易に搭載することができる。

【0101】

また、本開示の技術における第９の側面に係る水中翼船１００は、船体２と、船体２に搭載される第１乃至第８の側面の何れか１つに係る推進システム７，７Ａとを備えている。

【0102】

この構成によれば、第１の側面に係る水中翼船１００の推進システム７，７Ａと同様の作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0103】

１００ 水中翼船
２ 船体
７，７Ａ 推進システム
７２ ガスタービンエンジン（エンジン）
７３ａ 第１流路
７３ｂ 第２流路
７３ｄ 第４流路
７４ 燃料タンク
７４ａ 底面
７５ 第２ポンプ
７６ フィルタ
７７ 第１ポンプ
７８ 流量制御弁（分配機構）
７９ エゼクタ
７９ｃ 吸引口
８２ 逆止弁（開閉弁）
８６ 制御装置（報知部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】