KR101524194B1 - 인력 수중익선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인력 수중익선에 관한 것으로, 부피가 가변 될 수 있고, 물에 뜰 수 있는 본체부, 상기 본체부에 연결되어 있고, 상기 본체부를 주행시키도록 추력이 발생하는 구동부, 상기 본체부에 연결되어 있고, 상기 본체부의 주행 방향을 조정하는 조향부, 그리고 상기 본체부에 연결되어 있고, 물 속에 위치하며, 상기 추력에 의해 양력이 발생하는 양력부를 포함하고, 상기 양력부에서 양력이 발생하면 상기 본체부는 물에서 부상(UP LIFT)할 수 있다.

Description

인력 수중익선{HYDROFOIL BOAT}

본 발명은 인력 수중익선에 관한 것이다.

기계화와 산업화라는 사회적 변화 속에서 자연스럽게 늘어난 여가 활동 중 하나가 스포츠 활동이다. 여기에서 탄생한 신종 용어가 레포츠이다. 레포츠는 강제됨이 없는 자유 분방함을 우선한다.

레포츠는 일상의 통제와 규칙을 떠나 새로운 규칙과 통제 아래서 즐거운 경험을 공유하려는 속성 때문에 지상은 물론 수상, 항공, 산악, 익스트림 게임(Extreme Game), 탐험 등 다양한 유형이 등장하고 있다.

이중 수상 레포츠는 요트 서핑, 윈도서핑, 수상스키, 수상보드, 제트보트 따위와 같이 다양한 기구들을 이용하여 수상에서 레저를 즐긴다.

이와 같은 수상 레포츠 기구들은 부피가 커서 운반의 어려움이 있고, 양력을 방생시켜 전진하는 구조의 경우 균형이 조금만 흔들려도 물속으로 가라앉게 됨으로써 고도의 기술이 있어야지만 사용할 수 있었다. 또한, 주행 시 물에 의한 많은 마찰 저항을 받게 되면서 원활하게 주행을 할 수 없었다.

공개특허공보 제10-2010-0062275호 (2010.06.10) 공개특허공보 제10-2005-0042966호 (2005.05.11)

본 발명은 보관 및 운반이 용이하고, 물의 마찰저항을 최소화할 수 있는 인력 수중익선을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선은 부피가 가변 될 수 있고, 물에 뜰 수 있는 본체부, 상기 본체부에 연결되어 있고, 상기 본체부를 주행시키도록 추력이 발생하는 구동부, 상기 본체부에 연결되어 있고, 상기 본체부의 주행 방향을 조정하는 조향부, 그리고 상기 본체부에 연결되어 있고, 물속에 위치하며, 상기 추력에 의해 양력이 발생하는 양력부를 포함하고, 상기 양력부에서 양력이 발생하면 상기 본체부는 물에서 부상(UP LIFT)한다.

상기 인력 수중익선은 상기 양력부 양측에 각각 연결되어있고, 상기 양력부로부터 기설정된 각도로 기울어져 있으며, 인력 수중익선이 좌우로 기울어질 경우 양력이 발생할 때 상기 양력부가 기울어지지 않도록 균형을 맞추는 균형 유지부를 더 포함할 수 있다.

상기 균형 유지부는 상기 제2 에어포일을 기준으로 상부측으로 5°내지 30°경사져 있고, 상기 균형 유지부의 길이는 상기 제2 에어포일의 끝을 기준으로 100mm 내지 300mm일 수 있다.

상기 양력부는, 상기 본체부의 저면 전방에 접힘 가능하게 연결되어 있는 제1 수중익부, 상기 본체부의 저면 후방에 접힘 가능하게 연결되어 있고, 상기 균형 유지부가 연결된 제2 수중익부, 그리고 상기 본체부에 연결되어 있고 상기 본체부가 물 위로 부상하는 높이를 조절하는 높이 조절부를 포함할 수 있다.

상기 높이 조절부는, 일측이 상기 본체부에 연결되어 있고, 길이 조절 가능한 프레임 및 상기 프레임의 타측에 연결되어 있고, 기설정된 넓이로 형성된 높이 패널을 포함하고, 상기 높이 패널은 전방에서 후방으로 갈수록 넓이가 넓어지며, 양력이 발생하면 물속에서 떠올라 수면에 위치하고, 상기 높이 패널이 상기 수면에 위치하면 상기 본체부의 부상 높이가 제어될 수 있다.

상기 본체부는, 공기가 주입될 수 있는 한 쌍의 튜브, 상기 한 쌍의 튜브를 연결하고, 상기 튜브에 분리 가능하게 연결된 연결 패널, 그리고 상기 연결 패널에 분리 가능하게 연결되어 있고 접힐 수 있는 바닥 패널을 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 본체부와 연결되어 물 속에 위치할 수 있고, 전달받은 회전력을 추진력으로 변환하는 프로펠러, 상기 본체부 위에 배치되어 있고 회전력을 발생시키는 페달, 그리고 상기 페달과 상기 프로펠러를 연결하고, 상기 회전력을 상기 프로펠러에 전달하는 동력 전달부를 포함할 수 있다.

상기 조향부는 상기 본체부의 전방에 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 본체부 위로 노출된 핸들 및 상기 핸들과 연결되어 있고, 물 속에 잠길 수 있으며 주행 방향을 조정하는 방향키를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 인력 수중익선은 그린 환경, 인력의 과학기술을 하늘, 육지, 수상 스포츠분야에 확대 적용, 개발할 수 있는 계기를 마련할 수 있다. 엔진 동력 대신 탑승자의 운동에너지를 동력화하여 스포츠, 레저산업 활성화에 기여할 수 있다. 전문가가 아니라도 스포츠 마니아(MANIA), 선수, 일반인들도 스포츠, 레저 분야에 응용할 수 있다는 확신을 줄 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무게중심 계산, 양력에 의한 부양력 계산으로 에어포일의 각도조정 등을 생각하고 연구하며 즐기는 스포츠 문화가 정착될 수 있다. 에어포일에 의한 양력발생은 항공기뿐만 아니라 물속에서는 더 큰 양력을 발생하므로 조선, 해양 및 수상 스포츠와 레저 분야에 적용 확대할 수 있는 기술적 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 탑승자의 동력을 이용한 스포츠, 레저 장비에 소모되는 유류 비용 절감할 수 있다. 엔진 동력을 사용하지 않으므로 무동력 스포츠에 의한 친환경, 탄소배출 감소로 환경 정책에 기여할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 인력 수중익선의 대중화 및 보급을 통한 국민 여가 생활의 질적 향상에 기여하고, 해양 관광산업과 연계, 해양레저 수요에 대응한 경제적 효과 창출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 저면 사시도.
도 3은 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 측면도.
도 4는 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 정면도.
도 5는 도 1에 도시한 구동부와 조향부를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5에 도시한 구동부와 조향부를 나타낸 측면도.
도 7은 도 6에 도시한 제1 수중익부의 에어포일이 경사진 상태를 나타낸 측면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 저면 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시한 인력 수중익선을 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 인력 수중익선(100)은 물에 위치한 상태에서 일정 속도에 이르면 양력이 발생하여 물 위로 띄게 되어 물에 의한 저항이 최소화되는 것으로 본체부(10), 구동부(20), 조향부(30), 그리고 양력부(40)를 포함한다.

본체부(10)는, 부피가 가변 될 수 있고, 물에 뜰 수 있는 것으로 튜브(11), 연결 패널(12), 그리고 바닥 패널(13)을 포함한다.

튜브(11)는 기설정된 길이를 가지면 고무 따위로 만들어질 수 있다. 튜브(11)의 양단부는 유선형상으로 형성되어 있다. 튜브(11)는 유선형의 양단부에 의해 물과 직접적으로 부딪힘이 작다. 이에 따라 물에 대한 저항이 최소화될 수 있다.

튜브(11) 내부로 공기가 주입되어 있어 있다. 튜브(11)는 주입된 공기에 의해 부력이 발생한다. 도면에는 도시하지 않았으나, 튜브(11)에서 공기가 배출되면 튜브(11)는 접힐 수 있다. 접힌 튜브(11)는 보관 및 운반이 용이하다. 이와 같은 튜브(11)는 한 쌍으로 형성되어 있으며, 간격을 두고 마주한다.

그리고 튜브(11)에는 결합부(111)가 간격을 두고 형성되어 있다. 결합부(111)는 강도를 갖는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다.

연결 패널(12)은 한 쌍의 튜브(11)를 서로 연결한다. 연결 패널(12)은 기설정된 길이로 형성되어 있다. 연결 패널(12)의 단부는 튜브(11)의 결합부(111)에 분리 가능하게 결합되어 있다. 연결 패널(12)은 결합부(111)에 로프, 볼트 따위로 고정될 수 있다. 이와 같은 연결 패널(12)은 알루미늄 경량의 소재로 만들어질 수 있다.

바닥 패널(13)은 탑승자가 탑승할 수 있는 기설정된 넓이를 갖는다. 바닥 패널(13)은 연결 패널(12)에 분리 가능하게 결합되어 있다. 바닥 패널(13)은 분할되어 있다. 바닥 패널(13)의 분할된 부분은 경첩(도시하지 않음) 따위로 절첩 가능하게 연결되어 있다. 경첩에 의해 바닥 패널(13)이 연결 패널(12)에서 분리되면 절첩되어 부피가 작아질 수 있다.

이와 같은 본체부(10)의 튜브(11), 연결 패널(12), 바닥 패널(13)이 서로 분리되고, 절첩이 가능하므로 분리하여 보관할 수 있다. 이에 따라 인력 수중익선(100)의 보관 및 운반이 용이하다.

구동부(20)는, 본체부(10)에 연결되어 있고, 본체부(10)를 주행시키도록 추력을 발생시키는 것으로, 페달(21a, 21b), 동력 전달부(23), 프로펠러(24)를 포함한다.

페달(21a, 21b)은 바닥 패널(13)에 설치된 받침대(131)에 배치되어 있다. 페달(21a, 21b)은 한 쌍으로 형성되어 있다. 페달(21a, 21b)의 일측은 받침대(131)의 일측에 힌지 결합되어 있다. 페달(21a, 21b)은 힌지를 기준으로 움직일 수 있다. 이때 페달(21a, 21b)은 상하 방향으로 움직인다.

이와 같은 페달(21a, 21b)은 탑승자가 밟을 수 있다. 페달(21a, 21b)에는 탑승자 발이 걸리는 턱(211)이 형성되어 있다. 턱(211)에 의해 탑승자의 발은 앞으로 미끄러지지 않는다. 또한, 페달(21a, 21b)의 상면에는 발과 마찰을 높이는 미끄럼 방지 패드(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.

한편, 받침대(131)의 내부에는 페달(21a, 21b)의 상하 움직임에 의해 회전하는 디스크(22)가 회전 가능하게 배치되어 있다.

디스크(22)는 페달(21a, 21b)의 타측과 링크(212a, 212b)로 연결되어 있다. 일측 링크(212a)와 타측 링크(212b)는 180°간격으로 디스크(22)에 연결되어 있다. 일측 링크(212a)가 디스크(22)의 상사점 부분에 위치하면 타측 링크(212b)는 디스크(22)의 하사점 부분에 위치한다. 그리고 일측 링크(212a)와 연결된 일측 페달(21a)은 받침대(131)의 상면으로부터 떨어져(이하, 상승이라 함.) 있고, 타측 링크(212b)와 연결된 타측 페달(21b)은 받침대(131)의 상면에 접해(이하, 하강이라 함.) 있다. 페달(21a, 21b)의 상승 및 하강에 따라 링크(212a, 212b)가 상사점에서 하사점으로, 하사점에서 상사점으로 이동하게 되면서 디스크(22)가 회전된다.

동력 전달부(23)는 디스크(22)의 회전력을 전달한다. 동력 전달부(23)는 디스크(22)와 벨트 따위로 연결된 회전판(231)과, 기설정된 길이로 형성되어 있고 일측이 회전판(231)에 베벨기어로 연결된 구동축(232)을 포함한다. 여기서 구동축(232)의 타측에도 베벨기어가 형성되어 있다. 회전판(231)은 디스크(22)보다 작다. 회전판(231)은 디스크(22)의 회전력을 증속 시킨다. 구동축(232)이 회전판(231)에 연결된 것으로 설명하였으나, 구동축(232)은 디스크(22)에 직접 연결될 수도 있다. 이 경우 회전판(231)은 생략된다.

한편, 구동축(232)은 본체부(10)의 저면에 결합된 지지 프레임(26) 내부에 회전 가능하게 배치되어 있다. 여기서 지지 프레임(26)의 상부측은 본체부(10)에 분리 가능하게 결합되어 있다. 지지 프레임(26)의 하부측은 물 속에 위치한다.

또한, 본체부(10)의 저면에는 디스크(22)와 회전판(231)을 감싸는 커버(25)가 결합되어 있다. 커버(25)의 내부와 지지 프레임(26)의 내부는 연결되어 있다. 커버(25)는 외부 요건으로부터 디스크(22)와 구동축(232)이 연결된 회전판(231)을 보호한다.

이와 같은 지지 프레임(26)은 구동축(232)이 외부 물체와 접촉되는 것을 방지한다. 즉, 지지 프레임(26)은 구동축(232)을 외부 요건으로부터 보호한다.

프로펠러(24)는 지지 프레임(26)의 하부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 프로펠러(24)는 구동축(232)의 타측과 연결되어 있다. 디스크(22)의 회전력이 동력 전달부(23)를 통해 프로펠러(24)에 전달된다. 회전력을 전달받은 프로펠러(24)는 회전력을 추력으로 바꾸어 본체부(10)를 주행시킨다. 여기서, 프로펠러(24)의 세부적인 구성은 공지된 구성의 프로펠러와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

한편, 구동부(20)를 탑승자가 조작하는 구조로 설명하였으나, 경우에 따라 구동부(20)는 소형 선외기용 모터로 구성될 수도 있다.

조향부(30)는, 구동부(20)의 추력에 의해 이동하는 본체부(10)의 주행 방향을 조정하는 것으로, 핸들(31) 및 방향키(32)를 포함한다.

핸들(31)은 본체부(10)의 전방에 회전 가능하게 설치되어 있다. 핸들(31)은 기설정된 길이를 갖는다. 핸들(31)의 상부측은 바닥 패널(13) 상부로 돌출되어 있고, 하부측은 바닥 패널(13) 하부로 돌출되어 있다. 핸들(31)의 길이방향 중앙 부분이 바닥 패널(13)에 회전 가능하게 결합된다. 이와 같은 핸들(31)은 자전거 핸들 구조로 형성되어 있다.

방향키(RUDDER)(32)는 패널 형태로 형성되어 있다. 방향키(32)는 물 속에 위치하며, 핸들(31)의 하부측에 연결되어 있다. 이때 방향키(32)는 전방에서 후방 방향으로 형성되어 있다. 방향키(32)는 전방에서 후방으로 갈수록 얇아진다. 프로펠러(24)와 동일 선상에 배치되어 있다.

이와 같은 방향키(32)는 핸들(31)의 회전에 따라 회전하여 본체부(10)의 진행 방향을 조정하게 된다.

양력부(40)는 도 1 내지 도 6에서 나타낸 바와 같이, 구동부(20)의 추력에 의해 양력이 발생하여, 본체부(10)를 수면 위로 띄우는 것으로, 제1 수중익부(41), 제2 수중익부(42), 그리고 높이 조절부(43)를 포함한다.

제1 수중익부(41)는 본체부(10)의 전방 하부측에 위치한다. 제1 수중익부(41)는 제1 지지대(411) 및 제1 에어포일(412)을 포함한다.

제1 지지대(411)는 기설정된 길이로 형성되어 있다. 제1 지지대(411)는 한 쌍으로 형성되어 핸들(31)의 하부측을 사이에 두고 마주한다. 제1 지지대(411)의 상부측은 연결 패널(12)의 저면에 힌지(121) 연결되어 있다. 제1 지지대(411)는 힌지(121)를 기준으로 각도 조절되며 보관 및 운반 시 힌지를 기준으로 접힐 수 있다.

제1 에어포일(412)은 한 쌍의 제1 지지대(411)의 하단에 연결되어 있다. 이때 제1 에어포일(412)은 제1 지지대(411)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 제1 에어포일(412)은 방향키(32)의 하부측에 위치한다.

제1 에어포일(412)을 정면에서 보면 양측에서 가운데를 향하여 오목하게 곡선형태로 형성되어 있다. 그리고 제1 에어포일(412)을 측면에서 보면 전방은 유선형상으로 형성되어 있고, 전방에서 후방으로 갈수록 점진적으로 얇아진다. 또한, 제1 에어포일(412)의 표면은 곡면 형태로 형성되어 있다.

제2 수중익부(42)는 본체부(10)의 후방 하부측에 위치한다. 제2 수중익부(42)는 제2 지지대(421) 및 제2 에어포일(422)을 포함한다.

제2 지지대(421)는 제1 지지대(411)와 유사하게 힌지로 접힘 가능하게 연결 패널(12)에 연결되어 있다. 제2 지지대(421)는 한 쌍으로 형성되어 있다. 제2 지지대(421)는 프로펠러(24)를 사이에 두고 마주한다.

제2 에어포일(422)은 한 쌍의 제2 지지대(421) 하단에 결합되어 있다. 제2 에어포일(422)은 프로펠러(24) 하부측에 위치한다.

제2 에어포일(422)은 제1 에어포일(412)과 유사한 형태로 형성되어 있다. 다만, 그 크기에 있어 차이가 있다. 즉, 제2 에어포일(422)의 크기가 제1 에어포일(412)의 크기보다 더 크게 형성되어 있다.

이와 같은 양력부(40)의 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)에 의해, 추력이 발생하여 본체부(10)가 주행하게 되면 물 속에 위치한 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)은 수평으로 이동하게 되며, 이때 진행방향에 대해 수직한 위쪽을 향하여 힘을 받게 된다. 즉, 추력에 의해 본체부(10)가 주행하면 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)에 양력이 발생한다.

제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)에서 발생한 양력에 의해 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)은 상승하게 된다. 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)이 양력에 의해 상승하면 이와 연결된 본체부(10) 또한 상승하게 된다. 이에 따라 본체부(10)는 수면으로부터 떨어지면서 부상(UP LIFT)하게 된다.

이와 같은 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)이 받는 양력은 밀도에 비례하는데 물의 밀도는 공기보다 1000배 크기 때문에 제1 에어포일(412), 제2 에어포일(422)로 본체부(10)를 물 위로 띄울(부양) 수 있다.

한편, 추력에 의해 인력 수중익선(100)이 주행할 때 제1 에어포일(412)이 물로부터 받는 받음각이 크면 클수록 작은 추력에도 제1 에어포일(412)에 양력이 쉽게 발생할 수 있다. 받음각을 조절할 수 있도록 제1 지지대(411)가 도 7에서 도시한 바와 같이 힌지(121)를 기준으로 0°에서 5° 까지 3단계로 나누어 각도 조절되며 각도 조절된 상태를 고정할 수 있다. 제1 에어포일(412)의 받음각이 커질수록 물에 대한 저항이 커지게 되어 양력이 쉽게 발생하여 작은 힘으로 본체부(10)를 부상시킬 수 있다.

그리고 위 설명 및 도 7에서 제1 지지대(411)를 이용하여 제1 에어포일(412)의 받음각을 조절한다고 설명하였으나, 제1 지지대(411)와 제1 에어포일(412)이 결합된 부분에서 제1 에어포일(412)의 받음각을 조절할 수 있다. 제1 에어포일(412)의 각도 조절은 탑승자의 몸무게, 체력 상태, 탑승 인원에 따라 달라질 수 있다.

높이 조절부(43)는 하이트 컨트롤 시스템(height control system)으로서 제1 수중익부(41)와 제2 수중익부(42)에서 양력이 발생하여 본체부(10)가 부상할 때 부상 정도를 조절한다. 높이 조절부(43)는 프레임(431), 높이 패널(432) 및 수평바(433)를 포함한다.

수평바(433)는 연결 패널(12) 하부에 배치되어 제1 지지대(411)와 연결되어 있다.

프레임(431)은 기설정된 길이로 형성되어 있으며, 일측이 수평바(433)와 연결되어 있다. 프레임(431)은 본체부(10) 전방으로 돌출되면서 하부측을 향하여 경사져 있다. 프레임(431)의 타측은 물속에 위치할 수 있다. 프레임(431)은 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성되어 길이 조절이 가능하다.

높이 패널(432)은 프레임(431)의 타측에 연결되어 있다. 높이 패널(432)의 후방 부분이 프레임(431)에 연결되어 있다. 높이 패널(432)은 기 설정된 넓이로 형성되어 있다. 높이 패널(432)은 전방에서 후방으로 갈수록 그 넓이가 넓어진다. 그리고 높이 패널(432)은 후방에서 전방 방향으로 들려 있다. 또한, 높이 패널(432)은 좌우 폭 방향으로 곡면형태로 형성되어 있다.

높이 패널(432)은 프레임(431)의 길이에 의해 양력부(40)에서 양력이 발생하기 전에는 물 속에 위치한다. 그러나 양력부(40)에서 양력이 발생하여 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)이 양력을 받아 상승하게 되면 높이 패널(432)은 물 밖으로 나올 수 있다. 즉, 물 속에 있던 높이 패널(432)은 양력이 발생하면 수면 위로 노출된다. 수면 위로 노출된 높이 패널(432)에는 물에 저항을 받지 않는다. 이에 따라 높이 패널(432)은 다시 물속으로 들어가려고 한다. 그러나 높이 패널(432)이 물속으로 들어가기 위해 수면에 접하며, 높이 패널(432)은 물에 다시 저항을 받게 된다. 이에 따라 높이 패널(432)과 제1 수중익부(41)가 연결되어 있어 본체부(10)는 일정한 부양 높이를 유지한다.

이에 따라 구동부(20)의 추력에 의해 양력부(40)에서 양력이 발생하고, 본체부(10)는 양력부(40)의 양력에 의해 부상된 상태로 주행하게 된다. 본체부(10)가 양력부(40)의 양력에 의해 부상 상태로 주행하므로 물에 의한 마찰이 최소화될 수 있다.

한편, 프레임(431)의 길이 조절에 의해 높이 패널(432)의 위치가 달라진다. 프레임(431)의 길이가 줄어들어 높이 패널(432)과 제1 에어포일(412)의 간격(L)이 멀어질수록 본체부(10)의 부상 높이가 낮아진다. 즉, 높이 패널(432)과 제1 에어포일(412)의 간격(L)(도 6 참조)에 따라 본체부(10)의 부상 정도를 조절할 수 있다.

아울러, 프레임(431)이 제1 지지대(411)와 연결된 수평바(433)에 연결되어 있으므로 제1 수중익부(41)가 각도 조절될 때 높이 조절부(43) 또한 연동되어 함께 각도 조절될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선(100)은 균형 유지부(50)를 더 포함할 수 있다.

균형 유지부(50)는 양력부(40)에 양력이 발생할 때 양력부(40)가 일측으로 기울어질 수 있다. 양력부(40)가 기울어지면 본체부(10) 또한 기울어지게 된다. 이렇게 양력부(40) 및 본체부(10)가 기울어지게 되면 인력 수중익선(100)은 전복될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 양력부(40)의 제2 에어포일(422)에는 균형 유지부(50)가 형성되어 있다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 균형 유지부(50)는 제2 에어포일(422)의 양측에 각각 형성되어 있다. 균형 유지부(50)는 제2 에어포일(422)의 끝에서부터 100mm 내지 300mm 길이로 형성되어 있다. 또한, 균형 유지부(50)는 제2 에어포일(422)을 기준으로 5°내지 30°각도(R2)로 경사져 있다. 이와 같은 균형 유지부(50)는 제2 에어포일(422)과 동일한 구조로 형성되어 있다.

양력부(40)가 기울어지려고 할 때 균형 유지부(50)의 저면(51) 부분이 물에 압력을 받게 된다. 기울어지는 균형 유지부(50)의 저면(51)이 압력을 받게 되면서 양력부(40)는 균형을 유지하게 된다. 이에 따라 본체부(10) 또한 균형을 유지할 수 있다.

다음은 위에서 설명한 인력 수중익선 작용에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 인력 수중익선(100)은 탑승자가 본체부(10)의 페달(21a, 21b)에 위치한 상태에서 페달(21a, 21b)을 밟게 되면 상하 운동을 하게 된다. 페달(21a, 21b)의 상하 운동은 페달(21a, 21b)과 연결된 디스크(22)를 회전시킨다. 즉, 페달(21a, 21b)의 상하운동이 디스크(22)에서 회전운동으로 변환된다. 디스크(22)의 회전운동은 회전판(231)에서 그 회전력이 증속되어 구동축(232)을 통하여 프로펠러(24)로 전달된다. 회전력을 전달받은 프로펠러(24)가 회전되면 추력이 발생하여 본체부(10)는 전방으로 주행하게 된다.

구동부(20)의 추력에 의해 인력 수중익선(100)이 일정 속도에 이르면 양력부(40)의 제1 에어포일(412), 제2 에어포일(422)에서 양력이 발생하여 본체부(10)가 물에서 부상하게 된다. 이때 탑승자의 체중과, 인원에 따라 제1 에어포일(412)의 받음각을 조절하여 본체부(10)의 부상 속도를 조절할 수 있다.

이에 따라, 본체부(10)가 물에서 부상하게 되어 마찰저항이 줄어들게 된다. 이로써 탑승자는 적은 힘으로 인력 수중익선(100)을 주행시킬 수 있다.

그리고 수면에 접하는 높이 조절부(43)의 높이 패널(432)에 의해 수면에서 본체부(10)가 부상한 높이를 일정하게 유지할 수 있다. 높이 조절부(43)의 높이 패널(432) 위치에 따라 본체부(10)의 부상 높이를 5cm 에서 30cm까지 높이를 조절하게 된다.

또한, 본체부(10)가 부상할 때 반응하는 초기 상황을 균형 유지부(50)에 의해 양력부(40)의 양력 균형이 유지되어 기울어지지 않는다. 이에 따라 인력 수중익선의 정적 안정성 구성(static stability structure)을 갖는다.

다시 말하자면, 본 발명의 인력 수중익선(100)은 다인승으로 사용할 수 있으며, 탑승 인원에 따라 양력부(40)의 받음각을 조절할 수 있다. 그리고 탑승자의 체중이동에 의한 상하운동이 회전운동으로 변환하여 구동부(20)에서 추력이 발생한다. 추력에 의해 일정속도에 이르면 물 속에 위치한 양력부(40)에서 양력이 발생하여 양력부(40)가 부양하면서 본체부(10)가 부상하게 된다. 또한, 본체부(10)가 부양하게 되면 높이 조절부가 물 밖으로 나와 수면에 접하게 되면서 추력이 지속되는 한 본체부(10)는 일정한 높이를 유지하면서 주행할 수 있다. 이때 본체부(10)가 물에 접하지 않게 되어 물에 의한 저항이 최소화되어 인력 수중익선은 원활하게 주행할 수 있다.

한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 인력 수중익선(100)의 조립은 다음과 같다.

먼저, 한 쌍의 튜브(11)에 공기를 주입한다. 그리고 한 쌍의 튜브(11)를 연결 패널(12)로 연결한다.

그리고 제1 지지대(411)와 제2 지지대(421)를 연결 패널(12)에서 펼치고 제1 에어포일(412)과 제2 에어포일(422)을 각 지지대에 결합한다. 한편, 인력 수중익선(100)의 탑승자 체중, 연령 및 인원에 따라 제1 에어포일(412)의 받음각을 조절한다. 또한, 높이 조절부(43)의 프레임(431) 길이를 조절하여 본체부(10)가 부상하는 높이를 설정한다. 어린이가 탑승할 경우 프레임(431)의 길이를 줄여 높이 패널(432)이 제1 에어포일(412)의 간격이 멀어지도록 하고 성인이 탑승할 경우 프레임(431)의 길이를 늘이어 높이 패널(432)과 제1 에어포일(412)과 간격이 가까워지도록 한다. 높이 패널(432)과 제1 수중익부(41)의 간격에 따라 본체부(10)가 수면으로부터 부양되는 간격을 조절하며, 그 간격은 50mm 내지 300mm일 수 있다.

다음으로, 연결 패널(12)에 바닥 패널(13)을 펼쳐 고정한다. 그리고 구동부(20)를 결합한다.

또한, 본체부(10)에 조향부(30)의 핸들(31)과 방향키(32)를 고정한다.

이와 같이 인력 수중익선(100)의 본체부(10), 구동부(20), 조향부(30), 그리고 양력부(40)가 서로 분리될 수 있어 사용하지 않을 때 분리시켜 부피를 최소화할 수 있다.

즉, 본체부(10)의 튜브(11), 연결 패널(12), 그리고 바닥 패널(13)을 서로 분리한다. 연결 패널(12)에서 분리된 바닥 패널(13)은 접을 수 있다. 또한, 핸들(31)에서 방향키(32)를 분리하고 핸들(31)은 본체부(10)에서 분리한다. 구동부(20)의 프로펠러(24)와 구동축(232), 디스크(22) 들을 분리한다.

또한, 높이 조절부(43), 제1 수중익부(41), 그리고 제2 수중익부(42)를 분리하고, 제1 수중익부(41) 및 제2 수중익부(42)의 제1 지지대(411)와 제2 지지대(421)는 절첩시킨다. 더불어, 연결 패널(12)과 분리된 튜브(11)에서 에어를 배출시켜 접는다.

이와 같이 인력 수중익선(100)의 각 구성들이 분리되면 대략 가로 1,100mm 세로 400mm 높이 300mm 가방에 넣어 보관할 수 있다. 또한, 분해로 인하여 부피가 작아져 승용차의 트렁크에 넣을 수도 있다.

이러한, 인력 수중익선(100)은 에어포일에 의한 양력발생은 항공기뿐만 아니라 물속에서는 더 큰 양력을 발생하므로 조선, 해양 및 수상 스포츠와 레저 분야에 적용 확대할 수 있는 기술적 효과가 있다.

그리고 고유가 시대에 레저 스포츠 기구를 인력을 이용함으로써 수요 증가와 그에 따른 고용창출 효과가 늘어날 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 인력 수중익선
10: 본체부 11: 튜브
111: 결합부 12: 연결 패널
13: 바닥 패널 131: 받침대
20: 구동부 21a, 21b: 페달
211: 턱 212a, 212b: 링크
22: 디스크 23: 동력 전달부
231: 회전판 232: 구동축
24: 프로펠러 25: 커버
26: 지지 프레임 30: 조향부
31: 핸들 32: 방향키
40: 양력부 41: 제1 수중익부
411: 제1 지지대 412: 제1 에어포일
42: 제2 수중익부 421: 제2 지지대
422: 제2 에어포일 43: 높이 조절부
431: 프레임 432: 높이 패널
50: 균형 유지부

Claims (8)

1. 부피가 가변될 수 있고, 물에 뜰 수 있는 본체부,
   상기 본체부의 일측에 연결되어 있고, 상기 본체부의 주행 방향을 조정하는 조향부,
   상기 본체부의 타측에 연결되어 있고, 상기 본체부가 주행할 수 있도록 추력이 발생하는 구동부, 그리고
   상기 본체부의 일측 저면에 연결되어 있고 각도 조절될 수 있는 제1 수중익부와, 상기 본체부의 타측 저면에 연결되어 있는 제2 수중익부 및 상기 제1 수중익부와 연결되어 있고 상기 본체부가 물 위로 부상하는 높이를 조절하며 상기 제1 수중익부를 따라 각도 조절되는 높이 조절부를 포함하는 양력부
   를 포함하고,
   상기 제1 수중익부는, 상기 본체부 하부에 배치되어 일측이 상기 본체부와 힌지로 연결되어 각도 조절할 수 있는 제1 지지대 및 상기 제1지지대의 타측에 연결되어 있는 제1 에어포일을 포함하며,
   상기 높이 조절부는, 상기 제1 지지대와 연결되어 있는 수평바와, 일측이 상기 수평바와 연결되어 있고 길이 조절할 수 있는 프레임 및 상기 프레임의 타측에 연결되어 있고 주행에 의해 양력이 발생하면 물 위로 노출될 수 있는 높이 패널을 포함하고,
   상기 제1 지지대는 상기 본체부와 힌지 연결되어 상기 힌지를 기준으로 단계적으로 각도 조절할 수 있고, 상기 높이 조절부는 상기 제1 지지대를 따라 연동되어 각도 조절되는
   인력 수중익선.
2. 제1항에서,
   상기 제2 수중익부는, 상기 본체부에 연결된 제2 지지대, 상기 제2 지지대에 연결되어 있는 제2 에어포일을 포함하고,
   상기 제2 에어포일의 양측에 각각 연결되어 있고, 주행 시 상기 양력부가 기울어지지 않도록 균형을 맞추는 균형 유지부
   를 더 포함하는 인력 수중익선.
3. 제2항에서,
   상기 균형 유지부는 상기 제2 에어포일을 기준으로 상부측으로 5°내지 30°경사져 있고, 상기 균형 유지부의 길이는 상기 제2 에어포일의 끝을 기준으로 100mm 내지 300mm인 인력 수중익선.
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 높이 패널은 전방에서 후방으로 갈수록 넓이가 넓어지며, 양력이 발생하면 물속에서 떠올라 수면에 위치하고, 상기 높이 패널이 상기 수면에 위치하면 상기 본체부의 부상 높이가 제어되는 인력 수중익선.
6. 제1항에서,
   상기 본체부는
   공기가 주입될 수 있는 튜브,
   상기 튜브를 연결하고, 상기 튜브에 분리 가능하게 연결된 연결 패널, 그리고
   상기 연결 패널에 분리 가능하게 연결되어 있고 접힐 수 있는 바닥 패널
   을 포함하는
   인력 수중익선.
7. 제1항에서,
   상기 구동부는
   상기 본체부와 연결되어 물 속에 위치할 수 있고, 전달받은 회전력을 추진력으로 변환하는 프로펠러,
   상기 본체부 위에 배치되어 있고, 상하 운동으로 회전력을 발생시키는 페달, 그리고
   상기 페달과 상기 프로펠러를 연결하고, 상기 회전력을 상기 프로펠러에 전달하는 동력 전달부
   를 포함하는
   인력 수중익선.
8. 제1항에서,
   상기 조향부는
   상기 본체부의 전방에 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 본체부 위로 노출된 핸들 및
   상기 핸들과 연결되어 있고, 물 속에 잠길 수 있으며 주행 방향을 조정하는 방향키
   를 포함하는
   인력 수중익선.

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