2024-125524 水ジェット推進艇

(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】P2024125524

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】水ジェット推進艇

(51)【国際特許分類】

   B63H 11/08 20060101AFI20240911BHJP

   B63H 21/17 20060101ALI20240911BHJP

   B63H 19/02 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

B63H11/08 A

B63H21/17

B63H19/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033378

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001911

【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小野 純弥

(57)【要約】

【課題】インペラによって発生された水流を有効に利用する水ジェット推進艇。
【解決手段】水ジェット推進艇は、船体と、駆動源と、蓄電装置と、ジェット推進機構と、発電機構と、コントローラと、を備える。船体は、吸水口と、噴射口と、吸水口と噴射口とに連通する流路であって、少なくとも吸水口から噴射口に向かって延びるメイン流路を含む流路とが形成されている。駆動源は、船体に配置される。蓄電装置は、駆動源に電力を供給する。ジェット推進機構は、メイン流路に配置され、駆動源の駆動力により動作して流路に水流を発生させるインペラを有し、インペラによってメイン流路に発生された水流によって船体の推進力を発生させる。発電機構は、流路に配置され、インペラによって発生する水流を利用して発電を行う。コントローラは、発電機構が発電した電力によって蓄電装置を充電する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水ジェット推進艇であって、
吸水口と、噴射口と、前記吸水口と前記噴射口とに連通する流路であって、少なくとも前記吸水口から前記噴射口に向かって延びるメイン流路を含む流路とが形成された船体と、
前記船体に配置される駆動源と、
前記駆動源に電力を供給する蓄電装置と、
ジェット推進機構であって、
前記メイン流路に配置され、前記駆動源の駆動力により動作して前記流路に水流を発生させるインペラを有し、
前記インペラによって前記メイン流路に発生された水流によって前記船体の推進力を発生させる、ジェット推進機構と、
前記流路に配置され、前記インペラによって発生する水流を利用して発電を行う発電機構と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記発電機構が発電した電力によって前記蓄電装置を充電する、水ジェット推進艇。

【請求項2】

請求項１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記流路は、前記メイン流路から分岐した分岐流路を含み、
前記発電機構は、前記分岐流路に配置される、水ジェット推進艇。

【請求項3】

請求項２に記載の水ジェット推進艇であって、
前記分岐流路は、前記駆動源の周囲を通り、前記駆動源を冷却する冷却水の流路である第１の冷却水路を含み、
前記発電機構は、前記第１の冷却水路に配置される、水ジェット推進艇。

【請求項4】

請求項３に記載の水ジェット推進艇であって、
前記分岐流路は、前記冷却水の流路であって、前記第１の冷却水路における前記発電機構が配置された箇所よりも前記メイン流路側に位置する分岐地点から分岐した第２の冷却水路を含み、
前記第２の冷却水路には、前記発電機構が配置されず、
前記コントローラは、前記分岐地点において、前記冷却水の進路を、前記第１の冷却水路と前記第２の冷却水路との間で切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項5】

請求項４に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、
前記蓄電装置の蓄電残量が所定の値以上である場合に、前記冷却水の進路を前記第２の冷却水路に切り替え、
前記蓄電装置の蓄電残量が所定の値未満である場合に、前記冷却水の進路を前記第１の冷却水路に切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項6】

請求項４に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記第１の冷却水路の前記発電機構に異物が捕捉された場合に、前記冷却水の進路を前記第２の冷却水路に切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項7】

請求項６に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記第１の冷却水路における前記冷却水の流量の変化に基づいて前記異物の捕捉を検知する、水ジェット推進艇。

【請求項8】

請求項６に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記発電機構による発電量の変化に基づいて前記異物の捕捉を検知する、水ジェット推進艇。

【請求項9】

請求項６に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記駆動源の温度の変化に基づいて前記異物の捕捉を検知する、水ジェット推進艇。

【請求項10】

請求項２に記載の水ジェット推進艇であって、
前記船体の上面にスパウト噴出口が形成され、
前記分岐流路は、前記スパウト噴出口から前記船体に対して上方に噴出するスパウト水の流路である第１のスパウト流路を含み、
前記発電機構は、前記第１のスパウト流路に配置される、水ジェット推進艇。

【請求項11】

請求項１０に記載の水ジェット推進艇であって、
前記分岐流路は、前記スパウト水の流路であって、前記第１のスパウト流路における前記発電機構が配置された箇所よりも前記メイン流路側に位置する分岐地点から分岐した第２のスパウト流路を含み、
前記第２のスパウト流路には、前記発電機構が配置されず、
前記コントローラは、前記分岐地点において、前記スパウト水の進路を、前記第１のスパウト流路と前記第２のスパウト流路との間で切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項12】

請求項１１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、
前記蓄電装置の蓄電残量が所定の値以上である場合に、前記スパウト水の進路を前記第２のスパウト流路に切り替え、
前記蓄電装置の蓄電残量が所定の値未満である場合に、前記スパウト水の進路を前記第１のスパウト流路に切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項13】

請求項１１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記第１のスパウト流路の前記発電機構に異物が捕捉された場合に、前記スパウト水の進路を前記第２のスパウト流路に切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項14】

請求項１３に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記第１のスパウト流路における前記スパウト水の流量の変化に基づいて前記異物の捕捉を検知する、水ジェット推進艇。

【請求項15】

請求項１３に記載の水ジェット推進艇であって、
前記コントローラは、前記発電機構による発電量の変化に基づいて前記異物の捕捉を検知する、水ジェット推進艇。

【請求項16】

請求項１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記発電機構は、前記メイン流路に配置される、水ジェット推進艇。

【請求項17】

請求項１６に記載の水ジェット推進艇であって、
前記発電機構は、前記メイン流路において、前記インペラに対して下流側に配置される、水ジェット推進艇。

【請求項18】

請求項１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記蓄電装置は、第１のバッテリと、第２のバッテリと、を備え、
前記コントローラは、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリの状態を、前記発電機構が発電した電力によって充電する充電状態と、前記駆動源へ電力を供給する供給状態との間で切り替える、水ジェット推進艇。

【請求項19】

請求項１に記載の水ジェット推進艇であって、
前記発電機構は、水流を受けて回転する羽根を有する、水ジェット推進艇。

【請求項20】

水ジェット推進艇であって、
吸水口と、噴射口と、前記吸水口と前記噴射口とに連通する流路であって、少なくとも前記吸水口から前記噴射口に向かって延びるメイン流路を含む流路とが形成された船体と、
前記船体に配置される駆動源と、
ジェット推進機構であって、
前記メイン流路に配置され、前記駆動源の駆動力により動作して前記流路に水流を発生させるインペラを有し、
前記インペラによって前記メイン流路に発生された水流によって前記船体の推進力を発生させる、ジェット推進機構と、
前記流路に配置され、前記インペラによって発生する水流を利用して発電を行う発電機構と、
前記船体に配置される電気機器と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記発電機構が発電した電力を前記電気機器へ供給する、水ジェット推進艇。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、水ジェット推進艇に関する。

【背景技術】

【0002】

水ジェット推進艇は、船体と、駆動源と、ジェット推進機構とを備える。ジェット推進機構は、駆動源によって駆動され、船体の後方に向かう水流を発生させることにより、船体の推進力を発生させる。

【0003】

従来、船体と、駆動源と、インペラを含む推進ユニットとを備え、インペラの回転によって生じた水流を後方に噴射することによって推進する船舶が開示されている。インペラによって生じた水流は、船体の推進に利用されるだけでなく、例えば、駆動源の冷却にも利用される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１０７５９６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

インペラによって発生された水流は、船体の推進や、上記先行文献で開示されたような駆動源の冷却以外に利用することについて検討されていなかった。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示される技術は、例えば以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

（１）本明細書に開示される水ジェット推進艇は、船体と、駆動源と、蓄電装置と、ジェット推進機構と、発電機構と、コントローラと、を備える。前記船体は、吸水口と、噴射口と、前記吸水口と前記噴射口とに連通する流路であって、少なくとも前記吸水口から前記噴射口に向かって延びるメイン流路を含む流路とが形成されている。前記駆動源は、前記船体に配置される。前記蓄電装置は、前記駆動源に電力を供給する。前記ジェット推進機構は、前記メイン流路に配置され、前記駆動源の駆動力により動作して前記流路に水流を発生させるインペラを有し、前記インペラによって前記メイン流路に発生された水流によって前記船体の推進力を発生させる。前記発電機構は、前記流路に配置され、前記インペラによって発生する水流を利用して発電を行う。前記コントローラは、前記発電機構が発電した電力によって前記蓄電装置を充電する。

【0009】

本水ジェット推進艇によれば、インペラによって発生する水流を利用して発電を行う発電機構が発電した電力によって蓄電装置を充電することにより、インペラによって発生する水流を有効に利用することができ、ジェット推進艇の航続距離を延ばすことができる。

【0010】

（２）本明細書に開示される他の水ジェット推進艇は、船体と、駆動源と、ジェット推進機構と、発電機構と、電気機器と、コントローラと、を備える。前記船体は、吸水口と、噴射口と、前記吸水口と前記噴射口とに連通する流路であって、少なくとも前記吸水口から前記噴射口に向かって延びるメイン流路を含む流路とが形成されている。前記駆動源は、前記船体に配置される。前記ジェット推進機構は、前記メイン流路に配置され、前記駆動源の駆動力により動作して前記流路に水流を発生させるインペラを有し、前記インペラによって前記メイン流路に発生された水流によって前記船体の推進力を発生させる。前記発電機構は、前記流路に配置され、前記インペラによって発生する水流を利用して発電を行う。前記電気機器は、前記船体に配置される。前記コントローラは、前記発電機構が発電した電力を前記電気機器へ供給する。

【0011】

本水ジェット推進艇によれば、インペラによって発生する水流を利用して発電を行う発電機構が発電した電力を電気機器へ供給することにより、インペラによって発生する水流を有効に利用することができる。

【0012】

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、水ジェット推進艇、水ジェット推進艇の製造方法等の形態で実現することができる。

【発明の効果】

【0013】

本明細書に開示される水ジェット推進艇によれば、インペラによって発生する水流を利用して発電を行う発電機構が発電した電力によって蓄電装置を充電することにより、インペラによって発生する水流を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態の水ジェット推進艇１０の構成を概略的に示す側面図

【図2】本実施形態の水ジェット推進艇１０の構成を概略的に示す上面図

【図3】駆動装置３０およびジェット推進機構４０の周辺構成を概略的に示す説明図

【図4】水ジェット推進艇１０の制御構成を示すブロック図

【図5】本実施形態の発電機構１００の詳細構成を概略的に示す説明図

【図6】モータ３１周辺の流路の配置を概略的に示す説明図

【図7】スパウト噴出口２５周辺の流路の配置を概略的に示す説明図

【図8】変形例の発電機構１００ａの詳細構成を概略的に示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0015】

Ａ．実施形態：
Ａ－１．水ジェット推進艇１０の構成：
図１は、本実施形態の水ジェット推進艇１０の構成を概略的に示す側面図である。図２は、本実施形態の水ジェット推進艇１０の構成を概略的に示す上面図である。図１，図２および後述する他の図面には、水ジェット推進艇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。

【0016】

本実施形態における水ジェット推進艇１０とは、例えば、パーソナルウォータークラフト（ＰＷＣ）である。水ジェット推進艇１０は、船体２０と、駆動装置３０と、ジェット推進機構４０と、噴流調整機構５０と、変位機構６０と、操船装置７０と、コントローラ（制御装置）８０と、後述する電気機器８４と、蓄電装置８６と、後述する発電機構１００とを備える。

【0017】

（船体２０の構成）
船体２０は、ハル２１と、デッキ２２と、シート２３と、取付部２４とを有する。ハル２１は、船体２０の船底を構成する。デッキ２２は、船体２０の上部を構成する。デッキ２２には、スパウト噴出口２５が形成されている（図２参照）。スパウト噴出口２５には、後述するスパウト水ＳＷが供給される。水ジェット推進艇１０は、スパウト噴出口２５から船体２０に対して上方に噴出させることにより、周辺の波が高い場合であっても、他船の乗員が水ジェット推進艇１０の存在を認識できるようにしている。シート２３は、船体２０の前後方向の略中央に配置されており、図示しないオペレータ（乗員）が着座することができる。取付部２４は、駆動装置３０とジェット推進機構４０とを収容しており、ハル２１の下部に取り付けられている。また、船体２０には、後に詳述するように、少なくともメイン流路４１を含む流路１９０が形成されている。

【0018】

（駆動装置３０の構成）
図３は、駆動装置３０およびジェット推進機構４０の周辺構成を概略的に示す説明図である。図３に示すように、駆動装置３０は、船体２０における下方に配置されている。駆動装置３０は、モータ３１と、ウォータージャケット３３とを有する。モータ３１は、例えばブラシレスモータである。モータ３１は、蓄電装置８６から供給された電力によって出力軸（図示せず）を中心に回転駆動する。ウォータージャケット３３は、モータ３１の外側を覆っている。モータ３１とウォータージャケット３３との空間には、後述する冷却水導入路９１からモータ３１を冷却するための冷却水ＣＷが供給される冷却水槽３４が形成されており、冷却水槽３４に供給された冷却水ＣＷによってモータ３１が冷却される。モータ３１は、特許請求の範囲における駆動源の一例である。

【0019】

（ジェット推進機構４０の構成）
ジェット推進機構４０は、船体２０の推進力を発生させる機構である。ジェット推進機構４０は、船体２０における後下方に配置されている。ジェット推進機構４０は、ダクト４１ａと、インペラハウジング４１ｂと、静翼ハウジング４１ｃと、ノズル４１ｄと、インペラ４４と、ドライブシャフト４５と、静翼４６と、スクリーン４７と、ハウジング４９とを有する。

【0020】

ダクト４１ａと、インペラハウジング４１ｂと、静翼ハウジング４１ｃと、ノズル４１ｄとは、それぞれ前後方向に延びる略筒状体である。ダクト４１ａには、水を吸い込むための開口である吸水口４２が形成され、ノズル４１ｄには、インペラ４４によって発生される後述する噴流ＪＷを噴出させるための開口である噴射口４８が形成されている。また、ダクト４１ａと、インペラハウジング４１ｂと、静翼ハウジング４１ｃと、ノズル４１ｄとのそれぞれの内部に形成された空間が互いに連通することにより、吸水口４２と噴射口４８とに連通し、吸水口４２から噴射口４８に向かって延びるメイン流路４１が形成されている。

【0021】

ドライブシャフト４５と、インペラ４４と、静翼４６と、スクリーン４７とは、メイン流路４１に配置されている。ドライブシャフト４５は、棒状の部材であり、モータ３１の出力軸（図示せず）の後端部に連結されている。インペラ４４は、複数の羽根を有しており、ドライブシャフト４５の後方に取り付けられている。静翼４６は、複数の羽根を有している。スクリーン４７は、格子状の部材であり、吸水口４２付近に取り付けられることにより、メイン流路４１への異物の侵入を抑制する。

【0022】

ハウジング４９は、ハウジング４９の内部に配置された複数のベアリング（図示せず）を介して、ドライブシャフト４５を回転可能に支持している。従って、インペラ４４は、ドライブシャフト４５の回転軸線Ａｃを中心として、ドライブシャフト４５と一体となって回転する。一方、静翼４６は、ハウジング４９および静翼ハウジング４１ｃに固定されている。従って、静翼４６は、回転不能である。

【0023】

このような構成により、蓄電装置８６からコントローラ８０を介してモータ３１に電力が供給されることによってモータ３１の出力軸が回転すると、モータ３１の駆動力がドライブシャフト４５に伝達される。ドライブシャフト４５の回転に伴ってインペラ４４が動作すると、船体２０の外部（ハル２１の下方）の水が吸水口４２を介してメイン流路４１に吸い込まれ、メイン流路４１に水流が発生する。メイン流路４１に発生した水流は、インペラ４４から静翼４６に送られる。前述の通り、静翼４６は、インペラ４４の動作に関わらずハウジング４９と静翼ハウジング４１ｃとによって固定されているため、静翼４６に送られた水流は、インペラ４４の回転によって生じたねじれが低減され、整流される。整流された水は、静翼４６からノズル４１ｄに送られ、噴射口４８から後方に噴射される。これにより、噴流ＪＷが発生し、前進方向への推進力が発生する。このような構成であるため、モータ３１の回転速度が高いほど、ジェット推進機構４０から噴出される噴流ＪＷの流量が増加する。従って、モータ３１の運転状態（回転速度）を変更することによって、ジェット推進機構４０から噴出される噴流ＪＷの量（噴射力）が調整される。

【0024】

（噴流調整機構５０および変位機構６０の構成）
噴流調整機構５０は、デフレクタ５１とリバースゲート５２とを有する。変位機構６０は、デフレクタ移動機構６１と、リバースゲート移動機構６５とを有する（図１参照）。

【0025】

デフレクタ５１は、略円筒状（円錐台状）の部材であって、後方に向かうほど内径が小さくなるように形成されている。デフレクタ５１は、ノズル４１ｄの後方に配置され、ノズル４１ｄの噴射口４８を覆っている（図１参照）。従って、ノズル４１ｄの噴射口４８から噴出した噴流ＪＷは、デフレクタ５１内を通って排出口５１ａから噴出する。デフレクタ５１は、噴射口４８の後方において鉛直軸回り及び水平軸回りに回動可能である。すなわち、デフレクタ５１は、その回動位置に応じて噴射口４８から船体２０の後方に噴出される噴流ＪＷの左右方向の向き及び上下方向の向きを変更可能である。デフレクタ移動機構６１は、操船装置７０による操作に応じてデフレクタ５１を変位させる。

【0026】

リバースゲート５２は、デフレクタ５１の後方側に配置されており（図１参照）、前進位置とニュートラル位置と後進位置との間で変位することが可能である。前進位置は、前後方向においてリバースゲート５２がデフレクタ５１の排出口５１ａを覆わない位置であり、リバースゲート５２が前進位置にあるとき、噴流ＪＷの噴出によって船体２０が前進する。ニュートラル位置は、前後方向においてリバースゲート５２がデフレクタ５１の排出口５１ａの一部を覆う位置であり、リバースゲート５２がニュートラル位置にあるとき、噴流ＪＷの噴出によって船体２０が減速する。後進位置は、前後方向においてリバースゲート５２がデフレクタ５１の排出口５１ａの全体を覆う位置であり、リバースゲート５２が後進位置にあるとき、噴流ＪＷの噴出によって船体２０が後進する。リバースゲート移動機構６５は、操船装置７０による操作に応じてリバースゲート５２を変位させる。

【0027】

（操船装置７０の構成）
操船装置７０は、ステアリングハンドル７１と、右グリップ部７２Ｒと、左グリップ部７２Ｌとを有する（図２参照）。ステアリングハンドル７１は、船体２０に対して左右方向に延びた一対のバー状の部分を有し、上下方向に沿った回動軸中心に回動可能に支持されている。右グリップ部７２Ｒは、ステアリングハンドル７１の右側に設けられ、左グリップ部７２Ｌは、ステアリングハンドル７１の左側に設けられている。水ジェット推進艇１０のオペレータは、右グリップ部７２Ｒと左グリップ部７２Ｌとを把持してステアリングハンドル７１を回動させることができる。ステアリングハンドル７１を回動させると、変位機構６０を介して、デフレクタ５１を左右方向に回動させることができる。また、操船装置７０は、複数の操作子（図示せず）を有しており、オペレータは、操作子を操作することによって、モータ３１の始動および停止、デフレクタ５１の上下方向の回動、または、リバースゲート５２の回動を行うことができる。

【0028】

（コントローラ８０、電気機器８４、および、蓄電装置８６の構成）
図４は、水ジェット推進艇１０の制御構成を示すブロック図である。コントローラ８０および蓄電装置８６は、船体２０内に配置されている。本実施形態では、蓄電装置８６は、第１のバッテリ８７と、第２のバッテリ８８とを有する。

【0029】

コントローラ８０は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）、Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ（ＰＬＤ）等）を用いて構成される。コントローラ８０は、モータ３１、第１のバッテリ８７、および、第２のバッテリ８８のそれぞれと電気的に接続されている。コントローラ８０は、操船装置７０の操作に応じて第１のバッテリ８７および第２のバッテリ８８に充電された電力をモータ３１に供給する。コントローラ８０は、操船装置７０の操作に応じて電力の供給量を変化させ、モータ３１の回転数の制御を行う。

【0030】

また、詳細は後述するが、水ジェット推進艇１０は、流路１９０に配置され、インペラ４４によって発生する水流を利用して発電を行う発電機構１００（１００Ａ～１００Ｄ）を備えている。コントローラ８０は、水ジェット推進艇１０に備えられた発電機構１００によって発電された電力の供給先を制御する。コントローラ８０は、発電機構１００が発電した電力によって蓄電装置８６を充電し、或いは、モータ３１もしくは水ジェット推進艇１０に備えられた電気機器８４へ直接電力を供給する。電気機器８４とは、例えば操船装置７０に備えられたディスプレイ等の電力によって動作する各種装置である。

【0031】

Ａ－２．発電機構１００の詳細構成：
図５は、本実施形態の発電機構１００の詳細構成を概略的に示す説明図である。発電機構１００は、船体２０に形成された流路１９０に配置され、インペラ４４によって発生する水流を利用して発電を行う。図５（ａ）は、水流の流れ方向視での発電機構１００の構成を示しており、図５（ｂ）は、水流の流れ方向に交差する方向視での発電機構１００の構成を示している。また、図５（ｂ）中の矢印（ＦＬＯＷ）は、水流の流れ方向を示している。発電機構１００は、ハウジング１０１と、インペラ１０２と、回転軸１０３とを備える。ハウジング１０１は、インペラ１０２と、回転軸１０３とを収容する。回転軸１０３は、棒状の部材であり、延伸方向が水流の流れ方向に略平行となるように配置されている。インペラ１０２は、羽根を有しており、回転軸１０３周りに回転するように回転軸１０３に固定され、水流を受けて回転することができる。すなわち、発電機構１００は、インペラ４４によって発生される水流のエネルギーをインペラ１０２の回転エネルギーに変換し、インペラ１０２の回転エネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電する機構である。なお、本実施形態の発電機構１００は、回転軸１０３の延伸方向が水流の流れ方向に略平行となるように配置されるタービン型の発電機構である。

【0032】

Ａ－３．発電機構１００による発電方法の詳細：
図３に示すように、船体２０に形成された流路１９０は、メイン流路４１に加え、メイン流路４１から分岐した分岐流路９０を含んでいる。分岐流路９０は、冷却水流路９６と、スパウト流路９９とを含む。

【0033】

図６は、モータ３１周辺の流路の配置を概略的に示す説明図である。図６は、船体２０の内部を示している。冷却水流路９６は、モータ３１の周囲を通り、モータ３１を冷却する冷却水ＣＷの流路である。冷却水流路９６は、冷却水導入路９１と、左舷側第１冷却水路９２と、左舷側第２冷却水路９３と、トランサム側第１冷却水路９４と、トランサム側第２冷却水路９５とを含む。左舷側第１冷却水路９２は、特許請求の範囲における第１の冷却水路の一例であり、左舷側第２冷却水路９３は、特許請求の範囲における第２の冷却水路の一例である。また、トランサム側第１冷却水路９４は、特許請求の範囲における第１の冷却水路の一例であり。トランサム側第２冷却水路９５は、特許請求の範囲における第２の冷却水路の一例である。

【0034】

左舷側第１冷却水路９２には、発電機構１００（以下、特に「発電機構１００Ａ」という。）が配置されている。左舷側第２冷却水路９３は、左舷側第１冷却水路９２における発電機構１００Ａが配置された箇所よりもメイン流路４１側に位置する分岐地点１１０Ａから分岐し、発電機構１００Ａよりも下流で、再度、左舷側第１冷却水路９２に合流する構成を有する。分岐地点１１０Ａには、例えば、電磁弁等の流路切替装置（図示せず）が配置されている。また、トランサム側第１冷却水路９４には、発電機構１００（以下、特に「発電機構１００Ｂ」という。）が配置されている。トランサム側第２冷却水路９５は、トランサム側第１冷却水路９４における発電機構１００Ｂが配置された箇所よりもメイン流路４１側に位置する分岐地点１１０Ｂから分岐し、発電機構１００Ｂよりも下流で、再度、トランサム側第２冷却水路９５に合流する構成を有する。分岐地点１１０Ｂには、例えば、電磁弁等の流路切替装置（図示せず）が配置されている。

【0035】

インペラ４４によって吸水口４２から取り込まれた水は、メイン流路４１におけるインペラ４４に対して下流側にある開口から分岐した冷却水導入路９１に送られる。冷却水導入路９１は、メイン流路４１との接続部である一方の端部から前方に延びており、他方の端部は、ウォータージャケット３３に形成された開口に接続されている。冷却水ＣＷは、メイン流路４１から冷却水導入路９１に送られ、冷却水槽３４を通過することにより、モータ３１の冷却を行う。冷却水槽３４を通過した冷却水ＣＷは、左舷側第１冷却水路９２またはトランサム側第１冷却水路９４に送られる。

【0036】

左舷側第１冷却水路９２は、ウォータージャケット３３との接続部である一方の端部から左方に延びており、他方の端部は、ハル２１の左方側に形成された排水口（図示せず）に接続されている。また、トランサム側第１冷却水路９４は、ウォータージャケット３３との接続部である一方の端部から後方に延びており、他方の端部は、ハル２１の後方側に形成された排水口（図示せず）に接続されている。そのため、モータ３１の冷却に用いられた冷却水ＣＷは、左舷側第１冷却水路９２またはトランサム側第１冷却水路９４に送られ、排水口を介して船体２０の外部に放出される。このとき、左舷側第１冷却水路９２に配置された発電機構１００Ａおよびトランサム側第１冷却水路９４に配置された発電機構１００Ｂは、冷却水ＣＷのエネルギーを利用して発電することができる。

【0037】

一方で、左舷側第２冷却水路９３には、発電機構１００が配置されていない。そのため、コントローラ８０は、発電機構１００Ａによる発電を行わない場合は、分岐地点１１０Ａの流路制御装置を制御し、冷却水ＣＷの進路を左舷側第２冷却水路９３に切り替えることにより、発電機構１００Ａを迂回することができる。同様に、トランサム側第２冷却水路９５には、発電機構１００が配置されていない。そのため、コントローラ８０は、発電機構１００Ｂによる発電を行わない場合は、分岐地点１１０Ｂの流路制御装置を制御し、冷却水ＣＷの進路をトランサム側第２冷却水路９５に切り替えることにより、発電機構１００Ｂを迂回することができる。具体的には、蓄電装置８６の蓄電残量が所定の値以上である場合に、冷却水ＣＷの進路を左舷側第２冷却水路９３およびトランサム側第２冷却水路９５に切り替え、蓄電装置８６の蓄電残量が所定の値未満である場合に、冷却水ＣＷの進路を左舷側第１冷却水路９２およびトランサム側第１冷却水路９４に切り替える。これにより、蓄電装置８６が過充電となることを抑制することができる。

【0038】

上記以外にも、コントローラ８０は、所定の状態となった場合に、分岐地点１１０Ａおよび分岐地点１１０Ｂの流路切替装置を制御し、冷却水ＣＷの進路を、左舷側第１冷却水路９２から左舷側第２冷却水路９３に切り替え、または、トランサム側第１冷却水路９４からトランサム側第２冷却水路９５に切り替える。所定状態とは、例えば、発電機構１００に異物が捕捉された状態である。コントローラ８０は、左舷側第１冷却水路９２の発電機構１００Ａに異物が捕捉された場合に、冷却水ＣＷの進路を左舷側第２冷却水路９３に切り替え、発電機構１００Ａを迂回させる。同様に、コントローラ８０は、トランサム側第１冷却水路９４の発電機構１００Ｂに異物が捕捉された場合に、冷却水ＣＷの進路をトランサム側第２冷却水路９５に切り替え、発電機構１００Ｂを迂回させる。これにより、発電機構１００Ａまたは発電機構１００Ｂに捕捉された異物によって冷却水流路９６に流れる冷却水ＣＷの流量が低下し、モータ３１の温度が上昇することを抑制することができる。コントローラ８０は、左舷側第１冷却水路９２およびトランサム側第１冷却水路９４における冷却水ＣＷの流量の変化や、発電機構１００Ａおよび発電機構１００Ｂによる発電量の変化、モータ３１の温度の変化に基づいて、発電機構１００Ａおよび発電機構１００Ｂでの異物の捕捉を検知することができる。

【0039】

図７は、スパウト噴出口２５周辺の流路の配置を概略的に示す説明図である。図７は、船体２０におけるデッキ２２と取付部２４との空間を示している。スパウト流路９９は、スパウト噴出口２５から船体２０に対して上方に噴出するスパウト水ＳＷの流路である。スパウト流路９９は、第１のスパウト流路９７と、第２のスパウト流路９８とを含む。

【0040】

第１のスパウト流路９７には、発電機構１００（以下、特に「発電機構１００Ｃ」という。）が配置されている。第２のスパウト流路９８は、第１のスパウト流路９７における発電機構１００Ｃが配置された箇所よりもメイン流路４１側に位置する分岐地点１１０Ｃから分岐し、発電機構１００Ｃよりも下流で、再度、第１のスパウト流路９７に合流する構成を有する。分岐地点１１０Ｃには、例えば、電磁弁等の流路切替装置（図示せず）が配置されている。

【0041】

インペラ４４によって吸水口４２から取り込まれた水は、メイン流路４１におけるインペラ４４に対して下流側にある開口から分岐した第１のスパウト流路９７に送られる。第１のスパウト流路９７は、メイン流路４１との接続部である一方の端部から上方に延びており、他方の端部はデッキ２２に形成されたスパウト噴出口２５に接続されている。スパウト水ＳＷは、メイン流路４１から第１のスパウト流路９７に送られ、スパウト噴出口２５から船体２０に対して上方に噴出することにより、他船の乗員が水ジェット推進艇１０の存在を認識できるようにしている。このとき、第１のスパウト流路９７に配置された発電機構１００Ｃは、スパウト水ＳＷのエネルギーを利用して発電することができる。

【0042】

一方で、第２のスパウト流路９８には、発電機構１００が配置されていない。そのため、コントローラ８０は、発電機構１００Ｃによる発電を行わない場合は、分岐地点１１０Ｃの流路制御装置を制御し、スパウト水ＳＷの進路を第２のスパウト流路９８に切り替えることにより、発電機構１００Ｃを迂回することができる。具体的には、蓄電装置８６の蓄電残量が所定の値以上である場合に、スパウト水ＳＷの進路を第２のスパウト流路９８に切り替え、蓄電装置８６の蓄電残量が所定の値未満である場合に、スパウト水ＳＷの進路を第１のスパウト流路９７に切り替える。これにより、蓄電装置８６が過充電となることを抑制することができる。

【0043】

上記以外にも、コントローラ８０は、所定状態となった場合に、分岐地点１１０Ｃの流路切替装置を制御し、スパウト水ＳＷの進路を、第１のスパウト流路９７から第２のスパウト流路９８に切り替える。所定状態とは、例えば、発電機構１００に異物が捕捉された状態である。コントローラ８０は、第１のスパウト流路９７の発電機構１００Ｃに異物が捕捉された場合に、スパウト水ＳＷの進路を第２のスパウト流路９８に切り替え、発電機構１００Ｃを迂回させる。これにより、発電機構１００Ｃに捕捉された異物によってスパウト噴出口２５から噴出するスパウト水ＳＷの流量が低下することを抑制することができる。コントローラ８０は、第１のスパウト流路９７におけるスパウト水ＳＷの流量の変化や、発電機構１００Ｃによる発電量の変化に基づいて、発電機構１００Ｃでの異物の捕捉を検知することができる。

【0044】

図３に示すように、メイン流路４１においても、発電機構１００（以下、特に「発電機構１００Ｄ」という。）が配置されている。発電機構１００Ｄは、メイン流路４１において、インペラ４４に対して下流側に配置されている。メイン流路４１に配置された発電機構１００Ｄは、インペラ４４によって取り込まれ、噴流ＪＷとなって噴出する前の水の水流のエネルギーを利用して発電することができる。

【0045】

上述のような方法で発電機構１００によって発電された電力は、コントローラ８０の制御によって蓄電装置８６、モータ３１、電気機器８４に供給される。蓄電装置８６は、第１のバッテリ８７と、第２のバッテリ８８との２つのバッテリを備えている。コントローラ８０は、第１のバッテリ８７および第２のバッテリ８８の状態を、発電機構１００が発電した電力によって充電する充電状態と、モータ３１へ電力を供給する供給状態との間での切り替えを制御する。これにより、水ジェット推進艇１０が航走中であっても、蓄電装置８６の充電と、蓄電装置８６から駆動装置３０への電力の供給とを両立することができる。

【0046】

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。

【0047】

上記実施形態の水ジェット推進艇１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形が可能である。例えば、上記実施形態では、駆動装置３０の駆動源としてモータ３１のみを例示したが、モータ３１とともに、または、モータ３１に替えて、エンジン等を備えていてもよい。

【0048】

上記実施形態の水ジェット推進艇１０は、パーソナルウォータークラフトであったが、例えば、ジェット推進機構を備えるスポーツボート等の他の船舶であってもよい。

【0049】

上記実施形態では、蓄電装置８６は、第１のバッテリ８７と、第２のバッテリ８８との２つのバッテリを備えているが、３つ以上のバッテリを備えていてもよい。

【0050】

上記実施形態では、発電機構１００が配置される流路として、冷却水流路９６と、スパウト流路９９と、メイン流路４１とが示されているが、発電機構１００が配置される流路はこれに限られず、インペラ４４によって発生される水流の流路であれば、いずれの位置に配置されてもよい。

【0051】

上記実施形態では、メイン流路４１は、ダクト４１ａと、インペラハウジング４１ｂと、静翼ハウジング４１ｃと、ノズル４１ｄとが一体となって形成されているが、メイン流路４１は単一の部材によって形成されていてもよい。

【0052】

上記実施形態では、冷却水流路９６およびスパウト流路９９は、メイン流路４１におけるインペラ４４に対して下流側から分岐しているが、冷却水流路９６およびスパウト流路９９は、メイン流路４１におけるインペラ４４に対して上流側から分岐していてもよい。

【0053】

上記実施形態では、左舷側第１冷却水路９２と左舷側第２冷却水路９３、トランサム側第１冷却水路９４とトランサム側第２冷却水路９５、または、第１のスパウト流路９７と第２のスパウト流路９８のそれぞれにおいて、流路制御装置による流路の切り替えを行う所定状態について、発電機構１００に異物が捕捉された状態を例示しているが、所定状態は、これに限られない。例えば、回転軸１０３が折れた状態や、発電機構１００による発電量が低下した状態、発電機構１００による発電がされているものの蓄電装置８６が充電されない状態、発電機構１００と分岐流路９０との間で水漏れが発生した状態等も、所定状態に含まれる。

【0054】

上記実施形態では、メイン流路４１に配置された発電機構１００Ｄは、メイン流路４１におけるインペラ４４に対して下流側に配置されているが、インペラ４４に対して上流側に配置されていてもよい。

【0055】

上記実施形態では、メイン流路４１に配置された発電機構１００Ｄは、噴流ＪＷとして噴出する前の水の水流を利用して発電を行っているが、発電機構１００Ｄは、噴射口４８から噴射された後の噴流ＪＷを利用して発電を行ってもよい。例えば、発電機構１００Ｄをリバースゲート５２に取り付けることにより、噴流ＪＷの水流を利用して発電してもよい。

【0056】

上記実施形態では、冷却水流路９６に配置された発電機構１００Ａおよび発電機構１００Ｂは、冷却水槽３４よりも下流側に配置されているが、冷却水槽３４よりも上流側（すなわち、本実施形態の冷却水導入路９１）に配置されていてもよい。

【0057】

上記実施形態では、水ジェット推進艇１０は、タービン型の発電機構１００を備えているが、発電機構１００の構成はこれに限定されない。図８は、変形例の発電機構１００ａの詳細構成を概略的に示す説明図である。水ジェット推進艇１０は、例えば、図８に示したような水車型の発電機構１００ａを備えていてもよい。図８（ａ）は、水流の流れ方向視での発電機構１００ａの構成を示しており、図８（ｂ）は、水流の流れ方向に交差する方向視での発電機構１００ａの構成を示している。また、図８（ｂ）中の矢印（ＦＬＯＷ）は、水流の流れ方向を示している。発電機構１００ａは、ハウジング１０１ａと、インペラ１０２ａと、回転軸１０３ａとを備えている。水車型の発電機構１００ａは、回転軸１０３の延伸方向が水流の流れ方向に交差するように配置される。発電機構１００ａは、発電機構１００と同様に、インペラ４４によって発生される水流のエネルギーをインペラ１０２ａの回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、インペラ１０２ａの回転エネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電することができる。

【0058】

上記実施形態では、水ジェット推進艇１０は、モータ３１の周囲を通った冷却水ＣＷが船体２０の外部へ放出されるまでの流路として、左舷側の流路（左舷側第１冷却水路９２および左舷側第２冷却水路９３）が形成されているが、冷却水ＣＷの流路の構成はこれに限定されない。例えば、モータ３１の周囲を通った冷却水ＣＷは、右舷側の流路を介して船体２０の外部へ放出されていてもよく、該右舷側の流路に発電機構１００が配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０：水ジェット推進艇 ２０：船体 ２１：ハル ２２：デッキ ２３：シート ２４：取付部 ２５：スパウト噴出口 ３０：駆動装置 ３１：モータ ３３：ウォータージャケット ３４：冷却水槽 ４０：ジェット推進機構 ４１：メイン流路 ４１ａ：ダクト ４１ｂ：インペラハウジング ４１ｃ：静翼ハウジング ４１ｄ：ノズル ４２：吸水口 ４４：インペラ ４５：ドライブシャフト ４６：静翼 ４７：スクリーン ４８：噴射口 ４９：ハウジング ５０：噴流調整機構 ５１：デフレクタ ５１ａ：排出口 ５２：リバースゲート ６０：変位機構 ６１：デフレクタ移動機構 ６５：リバースゲート移動機構 ７０：操船装置 ７１：ステアリングハンドル ７２Ｌ：左グリップ部 ７２Ｒ：右グリップ部 ８０：コントローラ ８６：蓄電装置 ８７：第１のバッテリ ８８：第２のバッテリ ９０：分岐流路 ９１：冷却水導入路 ９２：左舷側第１冷却水路 ９３：左舷側第２冷却水路 ９４：トランサム側第１冷却水路 ９５：トランサム側第２冷却水路 ９６：冷却水流路 ９７：第１のスパウト流路 ９８：第２のスパウト流路 ９９：スパウト流路 １００：発電機構 １００Ａ：発電機構 １００Ｂ：発電機構 １００Ｃ：発電機構 １００Ｄ：発電機構 １０１：ハウジング １０２：インペラ １０３：回転軸 １１０Ａ：分岐地点 １１０Ｂ：分岐地点 １１０Ｃ：分岐地点 １９０：流路 Ａｃ：回転軸線 ＣＷ：冷却水 ＪＷ：噴流 ＳＷ：スパウト水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】