KR102628298B1 - 부유하는 선박 - Google Patents

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한스-피터 와퍼지스
피터 슈나우퍼
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카야고 테크 게엠베하
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Abstract

본 발명은 선체, 적어도 하나의 시트, 및 상기 선체에 옆으로 배치되고 상기 선체에 직접 또는 간접적으로 연결된 2개의 아웃리거를 포함하는 부유하는 선박에 관한 것으로, 구동 출력에서 별개로 제어 가능하고, 모터, 특히 전기 모터에 의해 구동된 각각의 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 드라이브 유닛이 각 아웃리거에 할당된다. 그로 인해 부유하는 선박의 키가 비례 트랜스듀서에 연결되고, 그러한 비례 트랜스듀서로부터의 제어 신호가 그러한 비례 트랜스듀서로부터의 제어 신호에 따라 모터들을 직접 또는 간접적으로 제어하는 제어 유닛에 공급된다. 그러므로 정밀하게 제어 가능하고 또한 용이하게 해체 가능한 부유하는 선박이 제공된다.

Description

부유하는 선박
본 발명은 선체, 적어도 하나의 시트(seat), 및 선체에 옆으로 배치되고 선체에 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 2개의 아웃리거(outrigger)를 구비한 부유하는 선박에 관한 것으로, 드라이브 출력에서 따로따로 제어 가능하고 각각의 경우에 모터, 특히 전기 모터에 의해 구동된 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 드라이브 유닛이 각각의 아웃리거에 할당된다.
특허 문서 US2004/0168623A1(Multi-Hull Personal Watercraft)로부터, 2개(쌍동선) 또는 그 이상(3동선)인 선체와, 1개 이상의 시트를 갖는 레크리에이션 용도의 워터크래프트(watercraft)가 알려져 있다. 추진을 위해, 제트 추진 유닛의 1개 이상의 출수구가 제공된다. 이들은 선체들 사이 또는 선체들 내 또는 선체들 상에 배치될 수 있다. 이러한 선체들은 제트 추진 유닛의 성분들 전부 또는 일부가 내부에 수용될 수 있도록 치수가 정해질 수 있다. 워터크래프트의 조종(steering)을 위해, 출수구로부터 분출된 물이 대응하는 제어 수단을 통해 독립적으로 또는 종속적으로 조종된다. 이러한 식으로 예를 들면, 워터크래프트의 회전 반경이 감소될 수 있고, 더 나은 조종 제어가 이루어질 수 있다. 각각 하나의 펌프와 연관된 2개의 모터가 제공될 수 있다. 조종은 또한 2개의 펌프를 구동하는 하나의 모터를 가지고 행해질 수 있지만, 모터와 펌프들 사이에는 모터로부터 펌프들로의 에너지 전달에 영향을 미치기 위해 서로 독립적인 작동 가능한 수단이 제공된다. 또한 출수구로의 체적 흐름의 독립된 조절을 가지고 하나의 모터와, 여러 출수구가 있는 펌프를 조정하는 것이 가능하다. 마찬가지로 나가는 워터 제트(water jet)의 흐름 방향에 영향을 미치거나 제트 추진 유닛의 배향을 변경하는 것이 마찬가지로 제안된다.
EP2585393B1에서는, 중간 선체와, 사이드에서 중간 선체로부터 뒤에 놓이고 제거 가능하게 장착된 2개의 선체를 구비한, 레크리에이션 용도의 워터크래프트가 설명된다. 측면 선체들은 닫힌 플로트(flat)들로서 설계된다. 본 발명의 일 실시예에서, 그것들은 하나의 모터(제트 스키 엔진)를 담고 있다. 측면 선체들은 하나의 프레임(frame)에 의해 함께 결합된다. 중간 선체는 수면에 대해 비스듬한 채로 움직이는 회전축 주위에서 선회 가능하도록, 그러한 프레임과 따라서 측면 선체들에 결합된다. 그것의 설계는 상부에서 열리고 승객을 위한 시트를 지니고 있다. 핸들(handle)들이 그러한 프레임에 장착된다. 승객은 본인의 체중을 이동시키고 핸들에 압력을 가함으로써, 프레임에 대해 중간 선체를 선회시킬 수 있고, 따라서 회전축 주위에서 측면 선체들을 선회시킬 수 있으며 그로 인해 워터크래프트를 조종한다. 게다가, 모터들의 알맞은 작동에 의해 이동 방향에 영향을 미치는 것이 제공될 수 있다.
측면 선체들은 이동 방향에 대해 가로로 및 세로로 상이한 위치들에 장착될 수 있고, 그로 인해 워터크래프트의 부유하는 특성들에 영향을 미친다.
DE19538563A1은 배의 앞 부분과 그러한 앞 부분에 결합된 2개의 사이드 배들이 있는 3개의 용골(keel) 드라이브 보트를 보여준다. 전기 모터가 사이드 배들에서 제공될 때는 언제나, 물 유입 개구와 물 유출 개구 사이에 드라이브 로터(rotor)가 배치되고 이러한 드라이브 로터는 전기 모터에 의해 구동된다. 이들이 워터크래프트를 추진한다. 이러한 워터크래프트는 2개의 추진 유닛에 의해 조종될 수 있다. 이를 위해, 모터들은 각각 조종 레버에 와이어 케이블에 의해 연결된다. 모터들의 속도는 이러한 식으로 상이하게 설정될 수 있고, 워터크래프트의 이동 방향이 변경될 수 있다.
알려진 워터크래프트의 결점은 모터 파워의 기계적 설정이다. 이를 위해, 예를 들면 보우덴(Bowden) 케이블이나 다른 기계적 서보 기구가 워터크래프트의 선체 상의 키로부터 아웃리거에서의 모터까지 놓여져서, 그러한 아웃리거의 조립 및 분해를 어렵게 만든다. 그러한 조립 및 분해는 또한 기계적 서보 기구의 이동을 용이하게 가져오고, 반면에 심지어 약간의 정렬 불량이 있어도 모터 파워들의 상이한 설정을 가져오며, 워터크래프트는 더 이상 정확하게 조종되지 않을 수 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해, 하나의 선체와 2개의 옆으로 배치된 아웃리거를 갖는 부유하는 선박을 생성하는 것을 제안하고, 이러한 선박은 조립 또는 분해에 의해 승차 품질(riding quality)이 역효과를 받지 않으면서, 운송을 위해 용이하게 조립되고 분해될 수 있다.
본 발명의 문제점은, 부유하는 선박의 키가 비례 트랜스듀서(proportional transducer)에 연결되고, 그러한 비례 트랜스듀서로부터의 제어 신호가 제어 유닛에 공급되어, 그러한 제어 유닛이 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 모터들을 직접적으로 또는 간접적으로 제어하는 것에 의해 해결된다. 그러므로 모터들의 구동을 위해, 선체와 아웃리거들 사이에는 전기적 접속이 요구되고, 이는 한번 더 용이하게 분리되고 연결될 수 있다. 조종 품질이 부정적으로 영향을 받지 않도록 조립 및 분해로 인한 오정렬은 제외될 수 있다. 비례 트랜스듀서 때문에, 키의 위치가 매우 정확하게 검출될 수 있고 모터들에 관한 제어 신호들로 전환될 수 있어서, 부유하는 선박의 정밀한 조종이 가능해진다. 조종을 위해 어떠한 추가 기계적 서보 기구도 움직일 필요가 없기 때문에, 조종은 매우 매끄럽게 이루어진다. 또한, 비례 트랜스듀서를 가지고 조정을 행하는 것은 기계식 해결책에 비해 경제적이다. 모터 파워들의 설정은 제어 유닛을 통해 직접적으로 행해질 수 있거나, 제어 유닛은 다른 다운스트림(downstream) 하위 조립체(subassembly)들을 구동시킬 수 있어서 그럴 경우 모터들을 구동시키게 된다.
예를 들면 전자기계식 액추에이터들에 의해 내연 기간을 사용할 때, 파워 설정은 모터들에서 유리하게 행해질 수 있다.
전기 모터들을 사용할 때 아웃리거들과 선체 사이의 파워 회로의 케이블들을 놓아야 하는 것을 피하기 위해, 매번 파워 조절기를 구비한 모터 제어기가 아웃리거들에 배치되고 제어 유닛에 연결되며, 모터 제어기들이 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 각각 연관된 모터의 모터 파워를 제어한다는 사실이 제공될 수 있다. 그럴 경우 유리하게 모터들의 파워 공급을 위한 저장 배터리들이 또한 아웃리거에 배치된다. 그러므로 선체와 아웃리거들 사이 제어 회로의 라인들을 놓는 것만이 필수적이다. 파워 조절기로서, 예를 들면 제어 신호에 따라 작동되고 파워 서플라이와 모터 사이의 전류 흐름을 조정하는, 적절히 설계된 파워 트랜지스터들을 사용하는 것이 가능하다.
제어 유닛이 비례 트랜스듀서의 아날로그 제어 신호를 적어도 하나의 디지털 제어 신호를 전환하거나 비례 트랜스듀서가 디지털 제어 신호를 내며, 그러한 디지털 제어 신호가 아웃리거들 내 또는 아웃리거들 상에 배치된 모터 제어기들로의 데이터 연결에 의해 보내져서, 디지털 제어 신호에 따라 연관된 모터의 파워를 각각 제어하는 것에 의해 모터들의 파워 조절기들과 키 사이의 신호 전송에 있어서의 결함이 방지될 수 있다. 아날로그 제어 신호들에 비해 디지털 제어 신호들은 결함 민감도(fault sensitivity)가 적고, 신호들의 타당성(plausibility)을 감시하는 더 양호한 능력을 가진다. 이러한 식으로, 모터들을 구동시의 결함은 회피될 수 있고, 따라서 부유하는 선박의 조작 안전성을 증대시킨다.
본 발명의 하나의 바람직한 변형 실시예에 따르면, 부유하는 선박의 속도 조절기의 속도 신호가 제어 유닛에 제공되고, 그러한 속도 신호는 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라서 모터들을 구동할 때 고려된다는 사실이 제공될 수 있다. 그러므로 속도 조절기가 0으로 설정될 때에는 키를 활성화하는 것이 모터를 작동시키지 않는다는 사실이 제공될 수 있다. 그러므로 예를 들면 부유하는 선박에 올라탈 때 모터의 의도되지 않은 작동을 회피하는 것이 가능하다. 속도 조절기의 가운데 설정에서는, 부유하는 선박을 조종하기 위해 하나의 모터의 파워가 증가되고 다른 모터의 파워는 감소되어, 곡선 모양의 이동을 가능하게 한다는 사실이 제공될 수 있다. 대안적으로, 곡선으로 이동하기 위해서는 하나의 모터의 파워만이 증가되거나 반대쪽 모터의 파워가 감소된다는 사실이 제공될 수 있다. 또한 곡선의 외측에서 모터의 파워를 증가시키고 동시에 곡선의 내측에서 모터의 파워를 감소시키는 것이 가능하다. 최대 속도 설정에서는, 하나의 모터의 파워가 조종을 위해 감소될 수 있고, 다른 모터는 최대 파워에서 계속해서 작동한다.
매번 속도 정보와 조종 정보 모두를 담고 있는 모터들에 관한 구동 신호를 얻기 위해서는, 비례 트랜스듀서의 제어 신호와 속도 조절기의 속도 신호로부터 적어도 하나의 디지털 구동 신호를 형성하고, 그러한 디지털 구동 신호를 모터 제어기에 공급하고/공급하거나 제어 유닛이 속도 조절기의 속도 신호로부터 디지털 속도 신호를 형성하고, 그러한 디지털 속도 신호를 모터 제어기에 공급한다는 사실이 제공될 수 있다. 따라서 속도 조절기의 속도 신호와 비례 트랜스듀서의 제어 신호가 제어 유닛에 의해 2개의 모터 제어기에 관한 적어도 하나의 결합된 디지털 신호로 변환되어 그 결과 모터들을 구동시킨다. 대안적으로, 속도 신호와 제어 신호는 제어 유닛에 의해 별개로 디지털화되고 모터 제어기들에 공급될 수 있으며, 그럴 경우 매번 각각의 조정된 모터에 관해 디지털 제어 신호와 디지털 속도 신호로부터 아날로그 구동 신호를 발생시킨다.
비례 트랜스듀서가 증분 인코더로서 또는 전위차계로서 또는 용량성 비례 트랜스듀서로서 설계된다는 점에서 부유하는 선박의 간단하고 정밀한 조종이 이루어질 수 있다.
유리하게, 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 데이터 연결은 데이터 라인들에 의해 또는 무선 링크들에 의해 일어난다는 사실이 제공될 수 있다. 무선 링크들을 사용할 때, 유리하게는 선체와 아웃리거들 사이에 어떠한 케이블도 배치할 필요가 없다.
데이터 모두가 제어 유닛으로부터 모터 제어기들로 보내질 수 있고, 모터 제어기들로부터 제어 유닛으로 보내질 수 있도록, 데이터 연결은 양방향성이라는 사실이 제공된다. 그러므로 예를 들면, 모터 데이터는 모터 제어기들에 의해 검출되고 제어 유닛에 보내질 수 있다.
본 발명의 한 가지 변형 실시예에 따르면, 각각의 모터는 상호 연결된 저장 배터리들로 이루어지는 배터리 팩으로 조정되고, 배터리 팩의 충전 상태가 검출되며 데이터 연결을 통해 제어 유닛에 보내지며, 제어 유닛은 가장 많이 방전된 배터리 팩의 충전 상태에 따라 양 모터들에 관해 동등하게 모터들의 최대 이용 가능한 파워를 제한하도록 설계된다는 사실이 제공될 수 있다. 그럴 경우 예를 들면 모터 제어기들로부터 제어 유닛으로 배터리 팩들의 충전 상태에 대한 데이터를 송신하는 것이 일어날 수 있다. 양쪽에서 모터 파워를 동등하게 제한함으로써, 연관된 저장 배터리들의 상이한 충전 상태들 때문에, 상이한 파워들로 모터들이 작동되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
2개의 모터의 파워 출력의 정밀한 동기화를 달성하고 그로 인해 부유하는 선박의 정밀한 똑바른 진행(running)을 보장하기 위해, 모터들의 온도 및/또는 저장 배터리들의 온도 및/또는 제어 유닛의 온도가 검출되고 모터들의 최대 이용 가능한 파워를 제한하기 위해 고려된다는 사실이 제공될 수 있다. 그러한 값들은 각각의 배터리 팩들의 충전 상태 외에 추가로 고려될 수 있다.
아웃리거들이 선체에 분리 가능하게 연결되고/되거나 특히 플러그-인(plug-in) 종류의, 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 데이터 라인이 분리 가능하다는 점에서 부유하는 선박의 용이한 수송성이 달성될 수 있다. 따라서 아웃리거들은 선체와 개별적으로 운반된 하위 조립체들로부터 용이하게 분리될 수 있다. 데이터 라인들은 유리하게 물이 새지 않는 플러그-인 연결에서 분리될 수 있다. 이는 보우덴 케이블 등과 같은 기계적 제어 수단으로 가능한 것보다 아웃리거들의 명백하게 더 용이한 분해를 가능하게 한다. 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 무선 링크들을 사용할 때에는, 선체와 아웃리거들 사이에 어떠한 케이블 연결도 분리될 필요가 없고, 이는 부유하는 선박의 나중 조립뿐만 아니라, 분해를 더 단순화시킬 수 있다.
운반을 위해 선체의 특별히 공간을 절약하는 구성은 키에 의해 지지된 조향축이 선체에 힌지되어 달성될 수 있다. 따라서 그러한 조향축은 운반을 위해 선체에 맞닿아 펴질 수 있고, 이는 선체의 외측 치수를 상당히 감소시킬 수 있다. 키와 아웃리거들 사이에 어떠한 기계적 제어 수단도 필요하지 않기 때문에, 조향축의 힌지 기구(mechanism)는 매우 간단한 설계를 가질 수 있다. 제어 유닛과 모터 제어기 사이의 데이터 라인들을 사용할 때, 이들은 조향축과 선체 사이의 힌지 연결을 통해 이어질 수 있다. 대안적으로, 이러한 데이터 라인들은 힌지 연결의 영역에서의 접촉으로 이어질 수 있고, 이는 조향축이 아래로 힌지될 때 이루어지고, 조향축이 위로 힌지될 때에는 깨진다. 유리하게, 모터들은 조향축이 위로 힌지될 때에는 구동될 수 없다.
부유하는 선박의 승차 품질과 조종 능력은 1개 이상의 전기 모터 구동된 제어 요소들이 아웃리거들 각각에서 배치되고, 이들 전기 모터 구동된 제어 요소가 제어 신호 및/또는 속도 신호 및/또는 제어 신호와 속도 신호로부터 형성된 적어도 하나의 디지털 구동 신호에 따라서 구동 가능하게 된다는 점에서 향상될 수 있다. 따라서 전기 모터 구동된 제어 요소들은 속도 조절기 또는 키의 위치에 따라서 모터들 외에 추가로 조정된다.
아웃리거들에 선회 가능하게 부착된 제어 플랩(flap) 및/또는 방향타(rudder) 및/또는 선회 가능하게 배치된 편향 노즐 및/또는 선회 가능하게 배치된 전방위 추진기는 전기 모터 구동된 제어 요소들로서 구동 가능하다는 사실이 제공될 수 있다. 이들 제어 요소 모두는 모터들을 구동하는 것 외에 제어 행위 작동을 제공할 수 있다.
부유하는 선박의 거꾸로의 움직임을 가능하게 하기 위해, 드라이브 유닛들의 밀어내는 방향이 반대로 될 수 있다는 사실이 제공될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 프로펠러들이 반대 방향으로 회전하도록, 바람직하게는 모터들이 회전하는 방향이 전진하는 이동에 비해 반대로 된다. 부유하는 선박의 조종은 2개의 모터의 차동 구동(differential actuating)에 의해, 전진하는 이동시의 조종(steering)에 따라 행해진다. 또한, 오직 하나의 드라이브 유닛의 밀어내는 방향을 반대로 하고, 다른 드라이브 유닛은 계속해서 진행하는 방향으로 작동하게 함으로써 매우 좁은 곡선 움직임이 이루어질 수 있다.
본 발명은 아래에서 도면에 나타내어진 샘플 실시예의 도움으로 더 면밀하게 설명된다.
도 1은 부유하는 선박의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 부유하는 선박의 측면도.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 부유하는 선박의 배면도.
도 4는 운반 위치에 있는 도 1, 도 2, 및 도 3에 도시된 부유하는 선박의 선체의 측면도.
도 5는 도 4에 도시된 부유하는 선박의 측면 사시도.
도 6은 제어 플랩이 추가로 장착된 도 1의 부유하는 선박를 도시하는 도면.
도 7은 방향타가 추가로 장착된 도 2의 부유하는 선박를 도시하는 도면.
도 8은 제어 플랩과 방향타가 추가로 장착된 도 3의 부유하는 선박를 도시하는 도면.
도 9는 부유하는 선박에 관한 노즐 배치를 도시하는 도면.
도 1은 부유하는 선박(10)의 사시도를 보여준다. 부유하는 선박(10)은 선체(20)와, 선체에 옆으로 배치되고 부유하는 선박(10)의 뒤쪽 방향(21)으로 뒤에 장착된 2개의 아웃리거(20, 30)로 구성된다. 선체(20)는 앉는 면(52), 등받이(51), 및 머리 받침(53)이 있는 시트(50)를 가진다. 등받이(51)는 앉는 면(52)으로의 연접식 연결부(54)에 의해 힌지(hinge)된다. 앉는 면(52)의 앞에는, 선체(20)가 발판(23)을 형성한다. 제어 시스템(90)은 조향축(91) 및 키(93)와 연관된다. 조향축(91)은 시트(50) 쪽으로 위로 기울여져 있는 부유하는 선박(10)의 뱃머리(21)로부터 배향된다. 뱃머리(21)를 향하는 그것의 단부에서는, 조향축(91)이 선체(20)에 힌지 연결(92)에 의해 이어져 있다. 이와 반대로, 키(93)는 조향축(91)에 힌지(95)에 의해 이어져 있다. 도시된 설계 변형에서의 키(93)는 2개의 핸들(handle)(93.1, 93.2)을 가지고, 이러한 핸들 상에는 도 6에 도시된 조작 요소(94)가 배치된다. 또한, 미도시되고 시트(50)를 향하는 디스플레이가 키(93)에 배치된다. 대안적인 변형 실시예에서는, 키가 또한 컨트롤 휠(control wheel) 또는 스티어링 휠(steering wheel)로서 설계될 수 있다.
선체(20)에 인접하게 슬라이드 판(80)이 아웃리거(30, 40) 사이에 제공된다. 도시된 펴진(folded out) 조작 위치에서는, 슬라이드 판(80)의 상부측(81)이 수면으로부터 널리 향하여 있고, 도 3에 도시된 슬라이드 판(80)의 슬라이드 표면(82)은 수면 쪽을 향해 있다. 사이드(side)에서는 슬라이드 판(80) 상에 웹(web)(83.1, 83.2)이 배치된다. 웹(83.1, 83.2)은 관절 이음(articulated) 방식으로 베어링 블록(24.1, 24.2)에 힌지 연결(84.1, 84.2)에 의해 고정되고, 이러한 베어링 블록(24.1, 24.2)은 사이드에서 선체(20) 상에 배치된 베어링 웹(25.1, 25.2) 상에 배치된다. 아웃리거(30, 40)를 고정하기 위한 홀더(holder)(60, 70)는 슬라이드 판(80)의 웹(83.1, 83.2) 상에 배치된다. 아웃리거(30, 40)의 상부 측(31, 41) 상에는 홀딩(holding) 장치(33, 43)가 배치된다. 홀딩 장치(33, 43)는 홀더(60, 70)가 삽입되는 U자 모양의 홀딩 섹션(33.1, 43.1)을 형성한다. 홀딩 섹션(33.1, 43.1) 반대쪽에는 홀더(60, 70)가 보어 홀(borehole)의 형태로 조임 시트(fastening seat)(61, 71)를 가진다. 홀더(60, 70)는 조임 요소(62, 72)에 의해 연결되고, 이러한 조임 요소(62, 72)는 조임 시트(61, 71)를 통해 홀딩 장치(33, 43)으로 이어져 있다. 상부 측(31, 41) 반대쪽에서는 아웃리거(30, 40)가 물을 향해 있는 바닥 측(bottom side)(32, 42)을 형성한다.
도 2는 도 1에 도시된 부유하는 선박(10)의 측면도를 보여준다. 시트(50)의 등받이(51)와 도 1에 도시된 슬라이드 판(80)의 상부측(81) 사이에는 팽창식 쿠션(11)이 배치된다. 부풀려지지 않은 쿠션(11)은 시트(50)의 등받이(51)에서 채워넣어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로 등받이(51)에 또는 슬라이드 판(80)에 에어 매트리스(미도시)가 결합될 수 있다. 이러한 에어 매트리스는 필요할 때 부풀려질 수 있고, 부유하는 선박(10)에 의해 당겨질 수 있다. 이러한 목적으로, 에어 매트리스는 부유하는 선박(10)에 바람직하게 부착된다. 이러한 에어 매트리스는 제2(second) 승객용 공간을 제공하고, 또한 비상 상황에서 구조 기구로서 사용될 수 있다.
슬라이드 판(80)은 도 3에 도시된 그것의 하부 슬라이드 표면(82)이 선체(20)의 밑면(28)과 직접 붙어있도록 그것의 열린 위치에 배치된다. 따라서 선체 밑면(28)과 슬라이드 표면(82)은 서로 안으로 이음매없이 지나가고 물을 향하는 연속되는 표면을 형성한다. 드라이브 유닛(100, 110)은 아웃리거(30, 40)에 배치된다. 드라이브 유닛(100, 110)은 아웃리거(30, 40)에 배치된 모터들을 포함한다. 이러한 모터들은 바람직하게는 전기 모터로서 설계된다. 전기 모터들의 경우에서의 파워 공급은 저장 배터리로부터 나오고, 이러한 저장 배터리들은 배터리 팩들로서 설치되어 있으며, 아웃리거(30, 40)에 마찬가지로 배치된다. 모터들은 도 3에 도시된 드라이브 샤프트(103)를 통해 프로펠러(102, 112)를 구동한다. 프로펠러(102, 112)는 흐름 채널(101, 111) 안쪽에 배치된다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 부유하는 선박의 배면도를 보여준다.
도 1 내지 도 3에서, 부유하는 선박(10)은 펴진 조작 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 아웃리거(30, 40)는 홀더(60, 70)에 의해 선체(20)에 연결된다. 시트(50)는 펴지고 승객을 위한 공간을 제공한다. 조향축(91)은 키(93)와 조작 요소(94)가 승객에 의해 조작될 수 있도록, 그것의 조작 위치에 있다. 부유하는 선박(10)의 추진력은 설명된 드라이브 유닛(100, 110)으로부터 나온다. 이를 위해, 프로펠러(102, 112)가 모터들에 의해 구동된다. 부유하는 선박(10)의 조향은 키(93)와 그것 상에 배치된 조작 요소(94)들을 통해 이루어진다. 이를 위해, 승객은 제어 핸들(93.1, 93.2)을 움켜쥐고 힌지(95)에서의 키(93)를 조향축(91)에 대하여 회전시킨다. 미도시된 전자식 비례 트랜스듀서는 힌지(95)의 영역에 배치된다. 이는 키(93)를 회전시킴으로써 움직여지고, 이러한 키(93)는 비례 트랜스듀서의 출력 신호로서 제어 신호를 변경한다. 제어 신호는 역시 도시되지 않은 제어 유닛으로 중계된다. 제어 유닛은 키(93) 또는 조향축(91) 안쪽에 배치된다. 속도 조절기는 부유하는 선박(10)의 속도를 조정하기 위해 키(93) 상에 제공되거나 대신으로 선체(20)의 발판(23)에 제공된다. 속도 조절기의 출력 신호로서의 속도 신호는 마찬가지로 제어 유닛에 공급된다. 제어 유닛은 제어 신호와 속도 신호로부터 모터들을 작동시키기 위한 디지털 구동 신호를 형성한다. 대안적으로, 비례 트랜스듀서는 이미 디지털 제어 신호를 제공하기 위해 설계될 수 있다. 디지털 구동 신호는 아웃리거(30, 40)에 배치된 2개의 모터 제어기로 데이터 연결에 의해 중계된다. 데이터 송신은 도시되지 않은 데이터 라인에 의해 또는 제어 유닛과 모터 제어기 사이의 무선 링크에 의해 이루어진다. 모터 제어기는 전력 조절기(regulator)를 가진다. 이들은 배터리 팩들과 전기 모터들 사이에 설치되어 있다. 전력 조절기의 도움으로, 모터들의 파워가 구동 신호에 따라서 조정된다. 속도 조절기에 의한 속도 조정은 부유하는 선박(10)이 똑바로 진행하도록 모터들에서 균등한 조정을 가져온다. 바람직하게, 모터들은 부유하는 선박(10)의 양호한 똑바른 진행이 달성되도록 속도가 변하는 타입의 것이다. 키(93)의 제어 신호는 모터들 중 하나가 더 높은 파워로 작동되고 따라서 다른 모터보다 속도가 더 높게 만든다. 그러므로 예를 들면 우측으로 회전하고 키(93)가 우측으로 회전되는 것이 요망될 때, 좌측 모터 그리고 따라서 좌측 프로펠러(102)가 우측 프로펠러(112)를 갖는 우측 모터보다 더 세게 구동된다. 이는 부유하는 선박(10)의 방향 변경을 일으킨다. 제어 움직임 후의 모터들의 파워가 얼마나 높아지는 지는 바람직하게는 속도 조절기의 속도 설정에 의해 지시된다. 그러므로 속도 설정이 0인 경우, 키(93)에 의한 제어 신호는 모터들의 어떠한 구동도 가져오지 않거나 소량의 파워를 갖는 구동만을 가져온다는 사실이 제공될 수 있다. 이러한 식으로, 부유하는 선박(10)이 움직이는 상태로 설정되거나, 예를 들면 승객이 앉아 있는 상태에서 의도되지 않은 조타 움직임에 의한 강한 움직임에 있게 되는 것이 방지될 수 있다. 부유하는 선박(10)의 중간 속도 설정에서는, 하나의 모터의 파워 또는 속도는 감소될 수 있고, 조타 움직임의 결과로서 반대측 모터의 파워 또는 속도는 증가된다. 하나의 모터의 파워가 변경되지 않게 유지되고, 반대측 모터의 파워가 증가 또는 감소만 하는 것이 마찬가지로 가능하다. 반면에 최대 속도 설정에서는, 하나의 모터의 파워 그리고 따라서 속도가 감소되고, 반면에 반대측 모터가 최대 파워 또는 속도로 계속해서 작동된다는 사실이 제공된다. 마찬가지로 반대측 드라이브 유닛(100, 110)이 계속해서 순방향으로 작동하면서, 하나의 드라이브 유닛(100, 110)의 밀어내는 방향을 거꾸로 하는 것이 가능하다. 드라이브 유닛(100, 110)들의 이러한 작동은 좁은 곡선을 통해 그것이 움직이는 것을 가능하게 한다.
비례 트랜스듀서는 증분 인코더로서, 전위차계로서, 또는 용량성 비례 트랜스듀서로서 설계될 수 있다. 그것은 키(93)의 위치 각도에 비례하는 아날로그 출력 신호를 제공한다. 그러한 비례 트랜스듀서는 값이 싸고 튼튼하다. 동시에, 그것들은 부유하는 선박(10)의 정밀한 조타가 가능하게 되도록, 키(93)의 위치 각도에 대한 그것들의 출력 신호의 관계에서 높은 정밀도를 가진다. 본 발명의 한 가지 대안적인 변형 실시예에 따르면, 비례 트랜스듀서가 그것의 설정 위치에 따라서 디지털 신호를 직접적으로 내어놓는다는 사실이 또한 제공될 수 있다.
데이터 라인들을 통한 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 데이터 연결이 존재할 때에는, 이들이 바람직하게는 플러그의 방식으로 선체(20)와 아웃리거(30, 40)에 분리 가능하게 연결된다. 따라서 아웃리거(30, 40)의 분해를 위해, 데이터 라인들이 용이하게 분리될 수 있다. 플러그 연결들은 그에 따라 물이 새지 않게 설계된다. 본 발명의 한 가지 가능한 실시에에서는, 데이터 라인들이 홀더(60, 70)에서 놓여 있다. 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 무선 링크의 경우에, 유리하게는 선체(20)와 아웃리거(30, 40) 사이에 어떠한 데이터 또는 신호 라인들도 필요하지 않고, 이는 아웃리거(30, 40)의 조립 및 분해를 더 단순화시킨다.
도시된 샘플 실시예에서는, 모터들의 작동을 위한 구동 신호가 키(93)의 아날로그 제어 신호와 속도 조절기의 속도 신호로부터의 제어 유닛에 의해 형성되고 모터 제어기들에 중계된다. 대안적으로, 제어 신호와 속도 신호를 따로따로 모터 제어기들에 중계하는 것도 가능하다. 이들은 모터들의 파워 설정을 위한 각각의 구동 신호를 형성한다. 예를 들면 제어 유닛에서 결합되게 선체(20)에서 파워 조절기들을 배치하는 것이 마찬가지로 가능하다. 하지만 그러한 경우 결점은 아웃리거(30, 40)와 선체(20) 사이에 파워 회로의 케이블들이 놓여질 필요가 있다는 점이다.
도시된 샘플 실시예에서, 전기 모터들이 부유하는 선박(10)의 추진을 위해 추가로 제공된다. 전기 모터들의 파워 설정은 특히 적합한 파워 트랜지스터들에 의해 모터 제어기들에서 제공된 파워 조절기들에 의해 유리하게 행해진다. 이들은 배터리 팩들로서 상호 연결된 저장 배터리들과 하나의 배터리 팩이 각각의 아웃리거(30, 40)에 배치되어 있는 전기 모터들 사이에 설치된다. 유리하게, 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 데이터 연결은 양방향성이다. 더욱이, 모터 제어기들은 배터리 팩들의 충전 상태를 검출하고 그러한 상태를 제어 유닛에 송신하도록 유리하게 설계된다. 그럴 경우 제어 유닛은 모터 파워들을 설정할 때, 배터리 팩들의 충전 상태를 고려할 수 있다. 도시된 샘플 실시예에서는, 모터들의 모터 파워 또는 속도가 가장 많이 방전된 배터리 팩의 충전 상태에 따라 제한된다는 사실이 제공된다. 이는 배터리 팩들의 상이한 충전 상태들 때문에, 하나의 모터가 다른 모터보다 낮은 최대 파워 또는 속도로 작동되는 것을 방지한다. 유리하게, 배터리 팩들의 충전 상태 외에, 모터들의 온도, 저장 배터리들의 온도 및/또는 제어 유닛의 온도가 검출되고 모터 파워 또는 속도의 제한을 위해 고려된다.
전기 모터들에 대해 대안적으로, 아웃리거(30, 40)에 배치되어 있는 내연기관이 또한 사용될 수 있다. 유리하게, 이 경우 전기 모터 구동된 액추에이터가 아웃리거(30, 40)에 배치되고, 이는 제어 유닛이 발생시킨 구동 신호에 따라 모터들의 파워 또는 속도를 설정한다.
아웃리거(30, 40)는 홀더(60, 70)에 의해 슬라이드 판(80)에 연결된다. 하지만 대안적으로, 홀더(60, 70)는 또한 선체(20)에 고착될 수 있다. 홀딩 장치(33, 43)와 조임 요소(62, 72)는, 아웃리거(30, 40)가 홀더(60, 70)로부터 용이하고 신속하게 느슨해지고 홀더(60, 70)에 용이하고 신속하게 부착될 수 있도록, 설계된다. 이는 아웃리거(30, 40)의 신속하고 용이한 조립 및 분해를 가능하게 한다. 또한 홀더(60, 70)는 몇몇 조임 시트(61, 71)를 포함한다. 이것들은 선체(20)에 대해 상이한 위치에서 아웃리거(30, 40)를 배치 및 고착시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 식으로, 부유하는 선박(10)의 승차의 품질이 각각의 상황 또는 운전자가 바라는 것에 적합하게 될 수 있다.
슬라이드 판(80)은 선체(20)의 뒤쪽 부분(21)에 힌지되고, 도시된 조작 위치에서 수면 상의 그것의 슬라이드 표면(82)에 놓인다. 슬라이드 판(80)은 부유하는 선박(10)이 이미 비교적 낮은 속도로 변위 움직임으로부터 슬라이딩 움직임으로 바뀌도록 부유하는 선박(10)의 슬라이딩 특성을 향상시킨다. 부풀릴 수 있는 쿠션(11)은, 특히 부유하는 선박(10)의 느린 이동 또는 정지 상태 동안에 추가 부력을 제공한다. 또한, 부풀릴 수 있는 쿠션(11)은 시트(50)와 슬라이드 판(80)의 등받이(51)의 상호 브레이싱(bracing)을 일으키고, 이는 특히 부유하는 선박(10)이 고속으로 움직일 때 등받이(51)와 슬라이드 판(80)의 위치들의 추가적인 안정화를 가져온다. 슬라이드 판(80), 등받이(51), 및 조향축(91)은 작동 위치에서 잠겨 있다.
도 4는 운반 위치에 있는 도 1, 도 2, 및 도 3에 도시된 부유하는 선박의 선체의 측면도를 보여주고, 도 5는 도 4에 도시된 부유하는 선박의 측면 사시도를 보여준다.
도 1 내지 도 3에 도시된 아웃리거(30, 40)는 홀더(60, 70)로부터 해체되었다. 조향축(91)은 선체(20)의 발판(23) 쪽으로 힌지 연결(92)에서 펴진다. 따라서 키(93)는 선체(20)의 발판(23)에서 앉는 표면(52) 앞에 위치한다. 시트(50)의 등받이(51)는 도 5에 도시된 2중 화살표(12)에 따라서 조향축(91) 쪽으로 힌지 연결(54)에서 펴진다. 그것은 그것의 머리 받침(53)이 조향축(91)에 맞닿은 채로 놓여 있다. 슬라이드 판(80)은 마찬가지로 2중 화살표(12)에 따라 선체(20)의 뱃머리(21)에 대한 그것의 운반 위치로 펴진다. 이러한 목적을 위해, 슬라이드 판(80)은 도 1에 도시된 바와 같이, 힌지 연결(84.1, 84.2) 주위에서 선회한다. 힌지 연결(84.1, 84.2)은 웹(83.1, 83.2)의 상부 단부와 베어링 블록(24.1, 24.2) 상에 위치하고, 이러한 베어링 블록(24.1, 24.2)은 베어링 웹(25.1, 25.2)의 위쪽 단부에 배치된다. 힌지 연결(84.1, 84.2)로부터의 슬라이드 판(80)의 이러한 간격 때문에, 슬라이드 판(80)은 도시된 운반 위치에서, 그것의 상부 측(81)이 펴진 시트(50)의 머리 받침(53) 또는 등받이(51)에 맞닿은 채로 놓여지도록 선회될 수 있다. 슬라이드 표면(82)은 바깥족으로 회전되고, 시트(50), 키(93)를 구비한 조향축(91), 및 발판(23)을 덮는다. 이러한 식으로, 그것들은 운반하는 동안 보호된다. 홀더(60, 70)는 슬라이드 판(80)을 가지고 앞쪽으로 접힌다. 유리하게, 슬라이드 판(80)과 앉는 면(52), 그리고 조향축(91)이 그것들의 운반 위치에서 잠겨진다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이드 판(80)의 작동 위치에서 슬라이드 판(80)은 정지 표면이 선체(20)의 뒤쪽 부분(22)에서 접합 표면(26)에 맞닿아 놓여 있고, 이 경우는 보유 브래킷(retaining bracket)(27.1, 27.2)에 의해 붙들려 있다.
도시되지 않은 본 발명의 또 다른 실시예에서는 선체(20)의 외측 치수가 그것의 운반 위치에서는 더 감소될 수 있도록, 홀더(60, 70)가 접을 수 있거나 끌어넣어질 수 있게 또한 설계될 수 있다.
용이하게 제거 가능한 아웃리거(30, 40)와, 제어 유닛과 모터 제어기들 사이의 용이하게 분리된 데이터 연결 때문에, 부유하는 선박(10)은 그것의 개별 부품들, 즉 선체(20)와 2개의 아웃리거(30, 40)로 운반을 위해 용이하게 분해될 수 있다. 접는 조향축(91), 접는 시트(50), 및 접는 슬라이드 판(80) 때문에, 선체(20)의 외측 치수는 운반을 위해 상당히 감소될 수 있다. 그러므로 부유하는 선박(10)은 한 사람에 의해 운반될 수 있는 하위 조립체(subassembly)들, 즉 좌측 및 우측 아웃리거(30, 40), 및 외측 치수가 감소된 선체(20)로서 존재한다.
부유하는 선박(10)의 조립은 예를 들면 물 위에서 용이하게 행해질 수 있다. 이를 위해, 슬라이드 판(80), 등받이(51), 및 조향축(91)이 그것들의 작동 위치 내로 접어지고 그곳에서 잠겨진다. 그 다음 아웃리거(30, 40)가 홀더(60, 70)에 연결된다. 선체(20)에 대한 아웃리거(30, 40)의 바라는 위치들은 과정에서 조정된다. 그 후, 구동 신호들의 송신을 위한 데이터 라인들이 대응하는 소켓들 내로 채워진다.
도 6은 제어 플랩(34, 44)이 추가로 장착된 도 1의 부유하는 선박(10)을 보여준다. 제어 플랩(34, 44)은 좌측 아웃리거(30)와 우측 아웃리거(40)에 조인트(34.1, 44.1)에 의해 부착된다. 제어 플랩(34, 35)은 전자기계적으로 이동 가능한 제어 요소를 구성하고, 이러한 제어 요소는 아웃리거(30, 40)로의 그것들의 배향시 조정될 수 있다. 이를 위해, 전자기계적으로 작동된 액추에이터들이 도시되지 않은 채로 제공된다. 이들은 키(93)의 제어 신호에 따라 구동된다. 제어 플랩(34, 35)의 도움으로, 워터크래프트(10)의 기동성이 더 향상될 수 있다.
도 7은 방향타(35, 45)가 추가로 장착된 도 2의 부유하는 선박(10)을 보여준다. 도 8은 제어 플랩(34, 44)과 방향타(35, 45)가 추가로 장착된 도 3의 부유하는 선박(10)을 보여준다.
도 8로부터 특별히 볼 수 있는 것처럼, 방향타(35, 45)는 흐름 채널(101, 111)의 연장 부분에 배치된다. 그러므로 그것들은 프로펠러(102, 112)에 의해 분출된 물의 흐름 구역에서 직접 놓인다. 방향타(35, 45)는 도시된 2중 화살표(35.2, 45.2)에 따라서 키(93)를 구동시 도시되지 않은 전자기계적으로 작동된 제어 요소들에 의해 대응하는 방향타 축(35.1, 45.1) 주위에서 선회될 수 있다. 동시에, 제어 플랩(34, 44)은 조인트(34.1, 44.1)에 의해 형성된 그것들의 회전축(34.2, 44.2) 주위에서 회전될 수 있다. 방향타(35, 45)와 제어 플랩(34, 44) 때문에, 부유하는 선박(10)의 조종 능력이 드라이브 유닛(100, 110)만으로 조종하는 것에 비해 향상될 수 있다.
도 8은 부유하는 선박(10)에 관한 노즐 설비(120)를 보여준다. 노즐 설비(120)는 추진 노즐(121)과 리버싱(reversing) 노즐(124)에 의해 형성되고, 이러한 리버싱 노즐(124)은 힌지된 연결(123)에 의해 추진 노즐(121)에 연결되어 있다. 옆쪽에는 힌지된 연결(13)의 구역에서 리버싱 노즐(124) 상에 어플리케이션 포인트(122)가 배치된다.
노즐 설비(120)는 제트 드라이브 유닛의 부분이고, 이러한 제트 드라이브 유닛은 도시된 드라이브 유닛(100, 110)에 대해 대안적으로 제공될 수 있는 것이다. 매번 제트 드라이브 유닛은 아웃리거(30, 40)에서 배치된다. 그러한 제트 드라이브 유닛에서는, 모터에 의해 구동된 날개바퀴(impeller)의 형태를 갖는 프로펠러가 흐름 채널에서 배치된다. 이러한 날개바퀴는 물 유입 개구로부터 물을 빨아들이고, 빨아드린 물을 부유하는 선박(10)의 뒤쪽 부분(22) 쪽으로 도시된 노즐 설비(120)에 의해 분출한다. 부유하는 선박(10)은 이러한 식으로 만들어진 반동(recoil)에 의해 추진된다. 부유하는 선박(10)의 조종 능력을 향상시키기 위해, 편향 노즐(124)의 배향과, 따라서 물 제트의 분사 방향이 변경될 수 있다. 이는 어플리케이션 포인트(122)에 연결되는, 도시되지 않은 전자기계적으로 작동된 제어 요소들에 의해 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 행해진다.

Claims (15)

  1. 부유하는 선박(10)으로서,
    선체(20),
    적어도 하나의 시트(50), 및
    상기 선체(20)에 옆으로 배치되고 상기 선체(20)에 직접 또는 간접적으로 연결된 2개의 아웃리거(30, 40)를 구비하고,
    각 아웃리거(30, 40)는 구동력 면에서 별개로 제어 가능하고, 각기 모터에 의해서 구동되는 적어도 하나의 프로펠러(102, 112)를 포함하는 드라이브 유닛(100, 110)에 할당되고,
    상기 부유하는 선박(10)의 키(helm)(93)는 비례 트랜스듀서에 연결되고, 상기 비례 트랜스듀서의 제어 신호는 상기 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 모터들을 직접 또는 간접적으로 제어하는 제어 유닛에 공급되고,
    매번 파워 조절기를 구비한 모터 제어기가 상기 아웃리거에 배치되고 상기 제어 유닛에 연결되며, 상기 모터 제어기는 상기 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 각기 할당되는 모터의 모터 파워를 제어하며,
    상기 제어 유닛은 상기 비례 트랜스듀서의 아날로그 제어 신호를 적어도 하나의 디지털 제어 신호로 전환하거나 상기 비례 트랜스듀서가 디지털 제어 신호를 출력하고, 상기 디지털 제어 신호는 상기 아웃리거 내 또는 상기 아웃리거 상에 배치된 모터 제어기들로의 데이터 연결을 통해 공급되어, 상기 디지털 제어 신호에 응답하여 상기 각기 할당된 모터의 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛에는 상기 부유하는 선박(10)의 속도 조절기의 속도 신호가 공급되고, 상기 비례 트랜스듀서의 제어 신호에 따라 모터들을 작동시킬 때 상기 속도 신호가 고려되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 비례 트랜스듀서의 제어 신호와 상기 속도 조절기의 속도 신호로부터 적어도 하나의 디지털 구동 신호를 형성하고, 상기 디지털 구동 신호를 모터 제어기들에 공급하거나 상기 제어 유닛은 상기 속도 조절기의 속도 신호로부터 디지털 속도 신호를 형성하고 상기 디지털 속도 신호를 상기 모터 제어기에 공급하는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 비례 트랜스듀서는 증분형 인코더로서 또는 전위차계로서 또는 용량성의 비례 트랜스듀서로서 설계되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 상기 모터 제어기 사이의 데이터 연결은 데이터 라인 또는 무선 링크에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 연결은 양방향성인 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  7. 제1 항에 있어서,
    각 모터는 상호 연결된 저장 배터리들로 이루어지는 배터리 팩(pack)으로 조정되고, 상기 배터리 팩의 충전 상태가 검출되며, 상기 제어 유닛으로의 데이터 연결을 통해 보내지고, 상기 제어 유닛은 가장 많이 방전된 배터리 팩의 충전 상태에 따라 양 모터에 관해 동등하게 모터들의 최대 이용 가능한 파워를 제한하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 모터의 온도 또는 상기 저장 배터리의 온도 또는 상기 제어 유닛의 온도가 검출되고 상기 모터의 최대 이용 가능한 파워를 제한하기 위해 고려되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  9. 제5 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아웃리거(30, 40)는 상기 선체(20)에 분리 가능하게 연결되거나 상기 제어 유닛과 상기 모터 제어기 사이의 플러그-인(plug-in) 종류의 데이터 라인들은 분리 가능한 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  10. 제1 항에 있어서,
    키(93)에 의해 지지된 조향축(91)은 상기 선체(20)에 힌지(hinge)되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 아웃리거 각각에는 하나 이상의 전기 모터 구동된 제어 요소가 배치되고, 이들 전기 모터 구동된 제어 요소는 제어 신호 또는 속도 신호 또는 아날로그 제어 신호와 속도 신호로부터 형성된 적어도 하나의 디지털 구동 신호에 따라 작동 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  12. 제11 항에 있어서,
    제어 플랩(34, 44) 또는 상기 아웃리거에 선회 가능하게 부착된 방향타 또는 선회 가능하게 배치된 편향 노즐(124) 또는 선회 가능하게 배치된 전방위 추진기는 전기 모터 구동된 제어 요소로서 작동 가능한 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 드라이브 유닛(100, 110)의 밀어내는 방향은 반대로 될 수 있는 것을 특징으로 하는 부유하는 선박.

  14. 삭제
  15. 삭제
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