特開 2023-84794 船舶

(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】P2023084794

(43)【公開日】2023-06-20

(54)【発明の名称】船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/17 20060101AFI20230613BHJP

   B63H 25/06 20060101ALI20230613BHJP

【ＦＩ】

B63H21/17

B63H25/06

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199091

(22)【出願日】2021-12-08

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】516259608

【氏名又は名称】加藤 真士

(74)【代理人】

【識別番号】110001793

【氏名又は名称】弁理士法人パテントボックス

(72)【発明者】

【氏名】加藤 真士

(57)【要約】

【課題】航行中にＣＯ２を発生させることなく、バッテリで駆動される、船舶を提供する。
【解決手段】船舶１は、スクリュー１０を駆動する電動モータ１１と、電動モータ１１に接続された変圧器１２と、変圧器１２に接続されたバッテリ１３と、バッテリ１３に接続されたＤＣモータ１４と、ＤＣモータ１４によって駆動され、変圧器１２に接続された発電機１５と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリューを駆動する電動モータと、
前記電動モータに接続された変圧器と、
前記変圧器に接続されたバッテリと、
前記バッテリに接続されたＤＣモータと、
前記ＤＣモータによって駆動され、前記変圧器に接続された発電機と、
を備える、船舶。

【請求項2】

前記スクリュー及び前記電動モータは、船舶前方の左右に１つずつ配置される、請求項１に記載された、船舶。

【請求項3】

前記電動モータは、ＡＣモータである、請求項１又は請求項２に記載された、船舶。

【請求項4】

前記スクリューの船舶後方側に配置されて、船舶前後方向に伸びる筒体と、
前記筒体の途中に配置されて船舶の航行方向を変える操舵機構と、
をさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された、船舶。

【請求項5】

前記操舵機構は、前記筒体の船舶外側に設けた開口部と、前記筒体の内部に配置されたフラップと、から構成され、前記フラップは、前記開口部を塞ぐ後方噴射位置と前記筒体の断面を塞ぐ側方噴射位置とに回転遷移可能にされている、請求項４に記載された、船舶。

【請求項6】

前記筒体は、船舶前方から船舶後方まで伸びるとともに、前記操舵機構は、前記筒体の船舶前方寄りと船舶後方寄りに１つずつ配置される、請求項４又は請求項５のいずれか一項に記載された、船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリで駆動されて航行する船舶に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、船舶の主機関としてディーゼル機関が採用されている。しかし、ディーゼル機関は燃料として重油が使用されており、ＣＯ２、ＮＯｘ、ＳＯｘといった大気汚染物質が排出されることが問題となっている。そのため、近年では、環境への配慮から電気による駆動方式が注目されている。

【0003】

電気による駆動方式としては、モータを回し、モータに直結したプロペラを回すことにより推進力を得る方式が一般的である。このようにモータを使用した船舶として、例えば、特許文献１の船舶では、航行中は、モータによってスクリュープロペラを回転させて推進し、停泊中は、潮流によりスクリュープロペラを回転させて電力を回生することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－１２６８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１を含む従来の方式の船舶は、ガスエンジン発電機によって電力を生成するようになっている。そのため、ガスを燃焼させる際にＣＯ２が発生することが問題である。

【0006】

そこで、本発明は、航行中にＣＯ２を発生させることなく、バッテリで駆動される、船舶を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明の船舶は、スクリューを駆動する電動モータと、前記電動モータに接続された変圧器と、前記変圧器に接続されたバッテリと、前記バッテリに接続されたＤＣモータと、前記ＤＣモータによって駆動され、前記変圧器に接続された発電機と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

このように、本発明の船舶は、電動モータと、変圧器と、バッテリと、ＤＣモータと、発電機と、を備えている。したがって、航行中にＣＯ２を発生することのない、バッテリで駆動される船舶となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例の船舶の構成を説明する平面図である。

【図2】実施例の操舵機構の構成を説明する説明図である。（ａ）はフラップが後方噴射位置にある状態であり、（ｂ）はフラップが側方噴射位置にある状態である。

【図3】実施例の船舶の航行状態を説明する説明図である。（ａ）は直進状態であり、（ｂ）は回転状態であり、（ｃ）は並進状態である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【実施例0011】

（構成）
まず、図１を用いて本実施例の船舶１の全体構成を説明する。船舶１は、図１に示すように、スクリュー１０を駆動する電動モータ１１と、電動モータ１１に接続された変圧器１２と、変圧器１２に接続されたバッテリ１３と、バッテリ１３に接続されたＤＣモータ１４と、ＤＣモータ１４によって駆動され、変圧器１２に接続された発電機１５と、を備えている。そして、変圧器１２とバッテリ１３の間には切替スイッチ４１が設置され、バッテリ１３とＤＣモータ１４の間には別の切替スイッチ４２が設置される。

【0012】

すなわち、バッテリ１３からの電気でＤＣモータ１４を回転させて発電機１５を駆動して発電し、発電された電力を変圧器１２を介して電動モータ１１（及びバッテリ１３）に供給してスクリュー１０を回転させるようになっている。

【0013】

ここにおいて、本実施例の船舶１の駆動装置であるスクリュー１０及び電動モータ１１は、船舶前方の左右に１つずつ、合計２つ配置されている。スクリュー１０の回転軸には図示しないシャフトを介して電動モータ１１が連結されている。電動モータ１１は、好ましくは、ＡＣモータであるが、ＤＣモータであってもよい。

【0014】

変圧器１２は、発電機１５によって生成された交流電気の電圧を、電動モータ１１とバッテリ１３に適切な電圧に変圧する機能を有している。

【0015】

バッテリ１３は、停泊中に充電できることはもちろんであるが、発電機１５によって発電されて電動モータ１１で使用されない電気や、停止途中の負荷を回生して蓄電するようになっている。

【0016】

ＤＣモータ１４は、バッテリ１３からの電気によって回転して、発電機１５を回転させて交流電力を発生させる。

【0017】

発電機１５は、変圧器１２に接続されており、電圧を調整された電気を電動モータ１１に供給するようになっている。

【0018】

そして、本実施例の船舶１は、スクリュー１０の船舶後方側に配置されて、船舶前後方向に伸びる筒体２０と、筒体２０の途中に配置されて船舶の航行方向を変える操舵機構３０と、をさらに備えている。

【0019】

筒体２０は、船舶前後方向に伸びる円形や四角形の筒である。筒体２０は、船舶前方から船舶後方まで長く伸びている。そして、筒体２０の船舶前方寄りの位置と、船舶後方寄りの位置と、に船舶外側の側面に１箇所ずつ開口部２１、２１が配置されている。筒体２０の内部には、ひと回り径（断面積）の小さい別の筒体を配置することもできる。

【0020】

操舵機構３０は、この筒体２０の船舶外側に設けた開口部２１と、開口部２１の船舶後方に軸支された回転軸に取り付けられたフラップ２２と、から構成されている。フラップ２２は、開口部２１を塞ぐ後方噴射位置と、開口部２１を塞がずに筒体２０の断面を塞ぐ側方噴射位置と、に揺動（回動；回転）できるようになっている。なお、フラップ２２の揺動は、電気的に制御してもよいし、例えば上方まで伸びたシャフトを手動で操作してもよい。

【0021】

したがって、図２（ａ）に示すように、フラップ２２を船舶前後方向に揺動させることで、側方には噴射させずに後方に噴射させる後方噴射位置にすれば、全推進力を直進航行に利用できる。あるいは、図２（ｂ）に示すように、フラップ２２を船舶左右方向に揺動させることで、後方には噴射させずに側方に噴射させる側方噴射位置にすれば、全推進力を横方向の推進力として利用できる。

【0022】

（電気の流れについて）
バッテリ１３の電力でモータ１４を回す。モータ１４は、発電機１５と繋がっており、発電機１５は回転する。そうすることにより、電気が作られ、電気は変圧器１２で変圧され各部所に配電される。

【0023】

変圧器１２からモータ１４へ配電された電気は、モータ１４を回し続けるが、モータ１４が一定の回転数に達すると切替スイッチ４２が働いて、バッテリ１３からモータ１４への電力供給が止まる。

【0024】

また、変圧器１２からバッテリ１３への電力供給もバッテリ１３内の電力量（蓄電量）が規定量に達すると、切替スイッチ４１が働いて、変圧器１２からバッテリ１３への電力供給が止まる。

【0025】

初期バッテリ１３からの電力でモータ１４を回し、発電機１５から発電し変圧器１２で変圧した電気をモータ１４へ配電する。こうすることにより、バッテリ１３から電気の供給がなくても、モータ１４は回りつづけ、発電をつづける。したがって、この装置は、電気を生産するのに機械的なエンジンの使用はなく、ＣＯ２の発生はない。また、陸上においても、同様の方法の発電設備が可能となり、現有の火力発電所へも設備可能性が持てる。

【0026】

また、導水管（筒体２０）の内部には、螺旋や異形の筒が施してあり、スクリュープロペラ１０が前方の水を導水管（筒体２０）に掻き出すので、水は勢いがつき、スクリュープロペラ１０から発生されたエネルギーは１００％推進力となる。

【0027】

（操舵機構の作用）
そして、本実施例の操舵機構３０を備える船舶１であれば、例えば、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のような航行が可能となる。
・図３（ａ）：直進
船舶１を直進させる場合には、両方の電動モータ１１、１１を回転させ、４つの操舵機構３０の全てでフラップ２２を０度の位置（筒体２０の断面が全開）とする。
・図３（ｂ）：回転
船舶１を例えば右に回転させる場合には、両方の電動モータ１１、１１を回転させ、４つの操舵機構３０のうち、左前のフラップ２２を９０度の位置（筒体２０の断面が全閉）とし、右後のフラップ２２を９０度の位置（筒体２０の断面が全閉）とする。
・図３（ｃ）：並進
船舶１を例えば右に並進させる場合には、左の電動モータ１１のみを回転させ、４つの操舵機構３０のうち、左前のフラップ２２を４５度の位置（筒体２０の断面が半閉）とし、左後のフラップ２２を９０度の位置（筒体２０の断面が全閉）とする。

【0028】

（効果）
次に、本実施例の船舶１の奏する効果を列挙して説明する。

【0029】

（１）上述してきたように、本実施例の船舶１は、スクリュー１０を駆動する電動モータ１１と、電動モータ１１に接続された変圧器１２と、変圧器１２に接続されたバッテリ１３と、バッテリ１３に接続されたＤＣモータ１４と、ＤＣモータ１４によって駆動され、変圧器１２に接続された発電機１５と、を備えている。したがって、航行中にＣＯ２を発生することのない、バッテリ１３で駆動される船舶となる。さらに、発電機１５を備えることで、効率よくエネルギーを使用することができる。

【0030】

（２）また、スクリュー１０及び電動モータ１１は、船舶前方の左右に１つずつ配置されることによって、左右の電動モータ１１を制御することで、船舶１の方向を制御しやすくなる。さらに、船舶１の前方にスクリュー１０があることで、得られた水流を後方で利用しやすくなる。

【0031】

（３）さらに、電動モータ１１は、ＡＣモータであることが好ましい。このような構成であれば、発電機１５で発電されて変圧器１２によって変圧された交流電気を効率よく利用することができる。

【0032】

（４）また、スクリュー１０の船舶後方側に配置されて、船舶前後方向に伸びる筒体２０と、筒体２０の途中に配置されて船舶の航行方向を変える操舵機構３０と、をさらに備えることで、簡単な構成によって、船舶の航行方向を自在に変えることができる。

【0033】

（５）さらに、操舵機構３０は、筒体２０の船舶外側に設けた開口部２１と、筒体２０の内部に配置されたフラップ２２と、から構成され、フラップ２２は、開口部２１を塞ぐ後方噴射位置と筒体２０の断面を塞ぐ側方噴射位置とに回転遷移可能にされていることが好ましい。このような構成であれば、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）～（ｃ）に示したように、少ない推進装置を効率よく利用して、様々な航行方法が可能となる。

【0034】

（６）また、筒体２０は、船舶前方から船舶後方まで伸びるとともに、操舵機構３０は、筒体２０の船舶前方寄りと船舶後方寄りに１つずつ配置されることで、図３（ａ）～（ｃ）に示したように、前後の推進装置を効率よく利用して、自在な方向転換（回転・旋回）が可能となる。

【0035】

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0036】

１ 船舶
１０ スクリュー
１１ 電動モータ（ＡＣモータ）
１２ 変圧器
１３ バッテリ
１４ ＤＣモータ
１５ 発電機
２０ 筒体
２１ 開口部
２２ フラップ
３０ 操舵機構
４１ 切替スイッチ
４２ 切替スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

スクリューを駆動する電動モータと、
前記電動モータに接続された変圧器と、
前記変圧器に接続されたバッテリと、
前記バッテリに接続されたＤＣモータと、
前記ＤＣモータによって駆動され、前記変圧器に接続された発電機と、
を備え、
前記スクリューの船舶後方側に配置されて、船舶前後方向に伸びる筒体と、前記筒体の途中に配置されて船舶の航行方向を変える操舵機構と、をさらに備え、
前記操舵機構は、前記筒体の船舶外側に設けた開口部と、前記筒体の内部に配置されたフラップと、から構成され、前記フラップは、前記開口部を塞ぐ後方噴射位置と前記筒体の断面を塞ぐ側方噴射位置とに回転遷移可能にされている、船舶。

【請求項2】

前記スクリュー及び前記電動モータは、船舶前方の左右に１つずつ配置される、請求項１に記載された、船舶。

【請求項3】

前記電動モータは、ＡＣモータである、請求項１又は請求項２に記載された、船舶。

【請求項4】

前記筒体は、船舶前方から船舶後方まで伸びるとともに、前記操舵機構は、前記筒体の船舶前方寄りと船舶後方寄りに１つずつ配置される、請求項１に記載された、船舶。