KR20020063585A - 보트의 추진 장치 - Google Patents

Abstract

선수방향의 수중에 흡입구(11)가 개구된 프론트 케이싱(12)과, 임펠러(17)가 내접한 임펠러 케이싱(10)과, 선미방향의 수중에 토출구(13)가 개구된 리어 케이싱(14)으로 선저(lb)에 곡관형의 추진기(2)를 구성하고, 임펠러(17)를 정역 회전 가능하게 한다.

Description

보트의 추진 장치 {BOAT PROPULSION DEVICE}

풍력으로 범주(帆走)하는 보트의 저부로부터 프로펠러를 돌출시킨 보조 추진기를 입출항 시 또는 무풍시에 사용하는 보트의 추진장치가 일본 특개평 6(1994)-219389호 공보에 개시(開示)되어 있다. 또한 전 프로펠러에서 발생한 회전류를 후 프로펠러에 의해 직선류에 정류(整流)하여 추진력을 얻는 이중 프로펠러 반전식의 보트의 추진장치가 일본국 특개평 6(1994)-107280호 공보에 개시되어 있다.

이와 같이 프로펠러로 추진하여, 키로 진행방향을 전환하는 보트의 추진장치는, 비교적 간단한 구성으로 큰 추진력이 얻어져, 중량물의 수송에 적합하지만, 선저(船底)로부터 수중에 돌출된 샤프트에 프로펠러를 장착하고 있다. 이로 인하여 다음 문제가 있다.

(1) 프로펠러가 얕은 여울의 모래나 바위에 닿거나, 또는 끈형 부유물이 얽혀 프로펠러 또는 그 샤프트가 손상된다.

(2) 요트의 경우, 프로펠러 샤프트가 수류저항으로 되고, 항속면에서 지장으로된다. 범주시에 클러치오프한 프로펠러의 구동기의 회전음이 요란하다.

(3) 프로펠러의 교환 또는 수리시, 보트를 육상시켜야만 한다.

이 점, 흡입구와 토출구가 선저에 면하는 선회식 소용돌이 케이싱을 선체에 내장하고, 흡입구로부터 물을 흡인하고, 상방의 임펠러로 가압하여 선회류로 하고, 이것을 토출구로부터 분사하여 추진력을 얻고, 소용돌이 케이싱을 종축 주위에 선회시켜 진행방향을 전환하는 얕은 여울 등 에서의 항주에 적합한 보트의 추진장치가 실개평 6(1994)-61695호 공보에 개시되어 있다.

이러한 보트의 추진장치는, 선저에 돌기물이 없고, 얕은 여울의 항주에도 적합하고, 또한 소용돌이 케이싱의 선회에 따라 후방·측방에의 항주가 가능하고, 이이안(離岸), 접안(接岸)에 적합하지만, 다음과 같은 문제가 있다:

(4) 가압 선회류를 케이싱에 충만시키고 나서 분사하기 때문에, 임펠러의 운동 에너지로부터 선회류의 압력 에너지로의 변환과, 이 압력 에너지로부터 분사시의 운동 에너지로의 변환이 필요하고, 에너지 손실이 크고, 효율이 나쁘다.

(5) 케이싱의 크기와 비교하여 수평방향으로의 분출면적을 크게 할 수 있지 않고, 수평방향으로의 추진효율이 낮다.

(6) 전후진의 전환시, 토출구와 일체로 된 케이싱 전체의 방향을 변화시키므로, 무겁고, 또한 장치가 대규모로 된다.

본 발명은, 얕은 여울을 항주(航走)하는 운반선, 지붕이 있는 배 등의 보트 또는 보조 추진기를 구비한 요트 등의 보트의 추진장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치를 구비한 요트의 측면도이다.

도 2는, 도 1의 추진장치의 일부 종단측면도이다.

도 3은, 도 2의 추진장치의 추진기의 종단측면도이다.

도 4는, 도 3의 추진기의 임펠러 케이싱의 분해단 측면도이다.

도 5는, 도 3의 추진장치의 저면도이다.

도 6은, 도 3의 추진장치의 정역회전 전환장치의 설명도이다.

도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치의 종단측면도이다.

도 8은, 도 7의 추진장치의 이중반전 임펠러의 설명도이다.

도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치의 종단측면도이다.

도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치의 종단측면도이다.

도 11A∼도 11D는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치를 나타낸 것으로서, 도 11A는 추진장치의 평면도, 도 11B는 추진장치의 측면도, 도 11C는 도 11B의 화살표 XIC 부의 단면도, 도 11D는 추진장치의 유로전환기구의 설명도이다.

도 12는, 전후진 전환기구의 유압회로도이다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 임펠러 케이싱을 선회시키지 않고도 전후진의 전환이 가능한 임펠러 내장식의 보트의 추진장치를 제공하는 것을 그 해결 과제로 한다.

본 발명의 요지로 하는 것은, 선수방향의 수중에 흡입구가 개구된 프론트 케이싱과, 임펠러를 내접한 임펠러 케이싱과, 선미방향의 수중에 토출구가 개구된 리어 케이싱으로 선저에 곡관형(曲管形)의 추진기를 구성하는 동시에, 임펠러 케이싱에 내접한 임펠러를 정역 회전 가능하게 하여, 프론트 케이싱으로부터 흡인되는 물과 리어 케이싱으로부터 분사되는 가압수를, 임펠러를 정전 또는 역회전시켜 추진기의 내부의 수류방향을 변환하여, 보트의 전진과 후진의 항주방향의 전환을 가능하게 함으로써, 분사수를 수중에 가압수를 분사하여 큰 추진력을 얻는 것이다.

또, 임펠러 케이싱에 내접한 임펠러를, 전 임펠러와 후 임펠러로 이루어지는 이중반전 임펠러로 하면, 항주 수류에 의해 흡입 성능과 임펠러의 이중반전에 의한 토출성능이 향상됨으로써, 하나의 임펠러 보다도 추진력이 증가하는 것이다.

그리고, 임펠러 케이싱에 내접하는 임펠러를, 축류(軸流) 날개로 하면, 날개면이 넓게 되어, 정역 회전에서의 물의 가압력이 커진다.

특히, 이중반전 임펠러를 축류날개로 하면, 전 임펠러로 가압한 선회류를 후 임펠러의 날개면으로 안내하여 가압력을 높게 하여, 후 임펠러로 직선류로 변환하면서 다시 가압할 수 있는 것이다.

추진기의 임펠러 케이싱과, 이 임펠러 케이싱에 연결한 프론트 케이싱 과 리어 케이싱의 유로의 내경을 대략 동일 치수로 하면, 임펠러의 정전과 역전에 의한 가압수의 분사력이 대략 동등하게 되어, 보트의 후진시에도 전진시의 추진력이 얻어지는 것이다.

그리고, 추진기의 임펠러 케이싱을 원호형으로 형성하고, 임펠러를 고정한구동축을, 임펠러 케이싱의 전후의 주위벽에 설치한 베어링에 축지지하면, 임펠러를 고정한 구동축이 균등하게 축지지되고, 진동이 적어지는 것이다.

또, 임펠러 케이싱을 원통형으로 형성하고, 축류날개를 고정한 구동축을, 임펠러 케이싱의 후단부에 연결한 베어링 서포트와 프론트 케이싱의 측벽의 베어링에 축지지하면, 진동이 경감되어, 추진기도 작게 할 수 있는 것이다.

추진기의 프론트 케이싱의 흡입구와 리어 케이싱의 토출구에 각각 복수의 정류날개를 설치함으로써, 프론트 케이싱에의 흡입수류의 안내와, 분사하는 선회류의 정류화가 행해져, 추진성능이 양호해지는 동시에, 유입되려고 하는 진개(塵芥) 등의 저지가 행해지는 것이다. 그리고, 프론트 케이싱의 정류날개가 진개 등으로 폐쇄되었을 때는, 임펠러를 역회전시키면, 정류날개를 폐쇄시킨 진개 등을 씻어 버릴 수 있다.

프론트 케이싱의 흡입유로를 선수방향으로 경사지게 하여, 리어 케이싱의 토출유로를 선미방향으로 경사지게 하면, 항주 수류에 의한 흡입과 선미방향으로의 수중분사가 행해져, 큰 추진력이 얻어지는 것이며, 운반선이나 요트 등의 대형의 보트에 적용할 수 있는 것이다.

추진기의 프론트 케이싱과 리어 케이싱의 하단부를 장착 플랜지에 연결하여, 이 장착 플랜지를 선저의 개구부에 장착 및 분리 가능하게 설치함으로써, 선저에 돌출하지 않는 소형인 구조이 되고, 소음을 경감할 수 있는 것이다. 그리고, 추진기를 유닛화하여 보트로부터 장착 및 분리가 가능해 지는 것이다.

추진기의 임펠러 케이싱을 전후로 분할가능하게 하면, 임펠러를 내접하는 임펠러 케이싱의 조립과 분해가 용이하게 되고, 임펠러 케이싱의 내부의 청소와, 임펠러에 얽힌 로프나 끈형물의 제거도 간단히 행할 수 있는 것이다.

또, 임펠러 케이싱을 상반부의 임펠러 케이싱과 하반부의 임펠러 케이싱으로 분할가능하게 하여, 상반부의 임펠러 케이싱에 임펠러를 고정한 구동축을 축지지하면, 임펠러를 축지지한 상반부의 임펠러 케이싱이 추진기로부터의 분리가 가능해 져, 수리 등의 유지보수가 용이하게 되는 것이다.

임펠러 근방의 임펠러 케이싱에 점검창을 설치하면, 임펠러 케이싱의 내부의 점검이 용이하게 되고, 사전에 임펠러 등의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

또한 리어 케이싱으로부터 분기되어 선측에 면하는 분기로를 설치하고, 리어 케이싱과의 사이에서 유로 선택 가능하게 하면, 횡방향에의 추진이 가능하게 된다.

이하에, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다. 동일 부재 또는 요소는 동일 부호로 나타낸다.

도 1에 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 추진장치(Ap)를 구비한 요트(Y)를 나타내고, 도 2 및 도 5에 그 보조 추진장치(Ap)를 나타내고, 도 3 및 도 4에 이 보조 추진장치(Ap)의 추진기(2)를 나타낸다.

상기 요트 Y는, 단일의 마스트(1m)를 구비한 선체(1)와 주 추진장치인 세일군(5)으로 구성된다. 선체(1)는, 그 선저(1b)에, 마스트(1m)보다 선수(1c) 근처의 용골(keel)(6)과 선미(1a) 하방으로 돌출되는 키(4)를 구비하고, 마스트(1m)와 키(4)와의 사이에 상기 보조 추진장치(Ap)가 내장되고, 보트(1b) 상면에 고정되어 있다.

이 보조 추진장치(Ap)는, 물분사식의 추진기(2)와, 이 추진기(2)를 구동하는 내연기관(3)과, 이 내연기관(3)과 추진기(2)와의 사이에 개재되어 장착된 정역회전 전환장치(8)로 구성된다.

추진기(2)는, 정역회전 전환장치(8)에 연결된 구동축(9)과, 이 구동축(9)에키고정된 나선형 다날개식 임펠러(17)와, 이 임펠러(17)에 미세한 공차로 외측 접촉하는 수류로로서의 임펠러 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)의 전후의 단부에 접속되어 보트(1b)에 개구되는 프론트 케이싱(12) 및 리어 케이싱(14)으로 구성된다.

보조 추진장치(Ap)는, 내연기관(3)으로 추진기(2)를 구동하여 선수(또는 선미)방향의 수중에으로부터 흡인한 물을 선미(또는 선수)방향의 수중에 가압수로서 분사하여, 그 추진력으로 요트(Y)를 전진(또는 후진)시킨다. 요트(Y)의 침로는 키(4)로 전환한다.

요트(Y)는, 입항, 출항 시, 또는 무풍상태 시에, 내연기관(3)으로 추진기(2)를 구동하여 항주하여, 레이스시나 근해 항주시에는, 세일군(5)에 바람을 받아 범주하고, 키(4)로 조종을 행한다. 이 추진장치(Ap2)는, 얕은 여울을 항주하는 운반선이나 지붕이 있는 배 등에도 사용할 수 있다.

정역회전 전환장치(8)는, 내연기관(3)의 출력축(7)과 추진기(2)의 구동축(9)과의 사이에 연결된다.

이 추진기(2)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 선미(1a)의 선저(1b)에 수평형으로 설치되고, 그 중간부를 원통형으로 형성하여 양 단부를 만곡시킨 원호형의 임펠러 케이싱(10)과, 임펠러 케이싱(10)의 일단에 연결하여 선수방향의 선저(1b)로부터 수중에 흡입구(11)가 개구된 프론트 케이싱(12)과, 임펠러 케이싱(10)의 타단에 연결하여 선미방향의 선저(1b)로부터 수중에 토출구(13)가 개구된 리어 케이싱(14)으로 곡관형으로 구성된다.

임펠러 케이싱(10)의 만곡시킨 주위벽에 베어링(15,16)이 설치되고, 이 임펠러 케이싱(l0)의 베어링(15,16)에 임펠러(17)를 고정한 구동축(9)이 수평형으로 축지지된다.

임펠러 케이싱(10)에 설치한 임펠러(17)는, 내연기관(3)의 출력을 정역회전 전환장치(8)로 전환하여 정전 또는 역회전시킨다. 임펠러(17)는, 임펠러 케이싱(10)의 중간부에 균등하게 지지하여, 진동을 경감시킨다.

임펠러 케이싱(10)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 그 중간부가 플랜지(18, 18)로 연결되고, 도 4에 도시한 바와 같이, 이 중간부에서 전후로 분할할 수 있다. 임펠러 케이싱(10)의 양 단부에 설치한 플랜지(19,20)를, 프론트 케이싱(12)과 리어 케이싱(14)의 상단부에 설치한 플랜지(19,20)에 각각 연결하여, 추진기(2)의 조립 및 분해를 용이하게 하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 프론트 케이싱(12)의 흡입구(11)에는, 병렬한 복수의 정류날개(21)···를 설치하고, 그 하단을 선수방향으로 향해서 경사지게 하고, 프론트 케이싱(12)의 흡입구(11)로부터 유입하는 주행수류를 안내하여, 가압력을 높인다. 병렬한 정류날개(21)는 프론트 케이싱(12)에 유입하는 진개 등을 저지하는 스크린기능을 가진다.

리어 케이싱(14)의 토출구(13)에도, 병렬한 복수의 정류날개(22)···를 설치하고, 그 하단을 선미방향으로 경사지게 하여, 임펠러(17)로 가압한 선회류를 직선류로 변환하면서 선미(1b) 근처의 수중으로 후방향으로 분사하고, 그 추진력으로 보트(1)를 전진시킨다.

도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 프론트 케이싱(12)과 리어 케이싱(14)의하단부를 장방형의 장착 플랜지(23)에 끼워 장착하고, 이 장착 플랜지(23)를 선저(1b)에 장착 및 분리 가능하게 고정한다. 유닛화한 추진기(2)가 소형인 구조로 되고, 소음이 경감되고, 추진기(2)의 보트(1)에의 장착 및 분리가 용이하게 된다.

도 6은, 내연기관(3)과 임펠러(17)와의 사이에 개재되어 장착된 정역회전 전환장치(8)를 나타낸다. 내연기관(3)의 출력축(7)에 연결한 입력축(24)과 아이들 샤프트(25)가 각각 기어케이스(26)에 축지지된다. 입력축(24)에 끼워 장착한 제1 기어(27)와 아이들 샤프트(25)에 끼워 장착한 제2 기어(28)가 서로 역회전하도록 맞물린다.

입력축(24)과 아이들 샤프트(25)와의 선단부에, 제1 전동기어(29)와 제2 전동기어(30)가 여유있게 끼워지고, 기어케이스(26)에 삽입 통과하여 구동축(9)에 끼워 장착한 구동기어(31)에, 제1 전동기어(29)와 제2 전동기어(30)가 양측으로부터 맞물린다. 입력축(24)에 전진용 다판 클러치(32)를 끼워넣고, 입력축(24)에 여유있게 끼운 제1 전동기어(29)를 유압으로 다판 클러치(32)에 끼워 장착하여 구동축(9)의 임펠러(17)를 정회전시킨다.

아이들 샤프트(25)에도 후진용 다판 클러치(33)를 끼워넣고, 아이들 샤프트(25)에 삽입한 제2 전동기어(30)를 다판 클러치(33)에 유압으로 끼워 장착하여 구동축(9)의 임펠러(17)를 역회전시킨다.

도 3에 도시한 바와 같이, 임펠러 케이싱(10)의 내경치수와, 임펠러 케이싱(10)에 연결한 프론트 케이싱(12)과 리어 케이싱(14)의 내경과는 대략 이 치수로, 임펠러(17)의 정·역회전에 의한 가압수의 분사력이 대략 동등하며, 보트(1)의 후진시에도 전진시의 추진력이 얻어져, 선박(1)의 전진과 후진의 항주가 신속하게 전환된다.

내연기관(3)의 출력을 정역회전 전환장치(8)로 전환하여 임펠러(l7)를 역회전시켰을 때는, 선저(1b)의 리어 케이싱(14)의 토출구(13)로부터 유입되는 물을 정류날개(22)로 안내하여 임펠러(17)의 선미측으로 이송한다. 임펠러(17)의 후면으로 이송된 물은 역회전하고 있는 임펠러(17)로 가압되고, 그 선회류를 프론트 케이싱(12)의 흡입구(11)에 설치한 정류날개(21)로 정류화하면서 선수방향으로 분사하여, 그 추진력으로 보트(1)를 후진 항주시킨다. 키(4)에 의해 후진 선회도 가능하다.

도 7은 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치(Pr1)를 나타낸다. 이 추진장치 (P1)는, 임펠러 케이싱(10a)에 이중반전 임펠러(34)를 설치한 추진기(2a)를 가지고, 전 임펠러(34a)와 후 임펠러(34b)가 각각 중공구동축(35)과 구동축(36)과 고정되어, 중공구동축(35)이 구동축(36)에 동심형으로 삽입 통과된다. 전 임펠러(34a)를 고정한 중공구동축(35)과 후 임펠러(34b)를 고정한 구동축(36)이 정역회전 작동장치(37)에 연결된다.

도 7의 실시예(Pr1)는, 추진기(2a)의 프론트 케이싱(12a)의 흡입유로(A)가 선수방향으로 경사지고, 리어 케이싱(14a)의 토출유로(B)가 선미방향으로 경사지고, 프론트 케이싱(12a)의 하단부가 흡입구(11a)에 설치한 정류날개(21)와 대략 평행하고, 항주 수류가 흡입구(11a)로부터 프론트 케이싱(12a)에 유입되기쉽다.

리어 케이싱(14a)의 하단부의 토출구(13a)가 정류날개(22)와 대략 평행하고, 리어 케이싱(14a)의 정류날개(22)에 의해 안내된 물이 선저(1b)의 수중 후방에 분사된다. 부호(23a)는 프론트 케이싱(12a)와 리어 케이싱(14a)과의 하단에 연결된 장착 플랜지이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 정역회전 작동장치(37)는, 구동축(36)의 기단부에 끼워 장착한 태양기어(38)와, 이 태양기어(38)의 주위에 맞물리는 복수의 유성기어(39)와, 이들 유성기어(39)의 외측에 맞물리고 중공구동축(35)의 기단부에 끼워 장착되는 내치기어(40)를 기어케이스(41)에 수납한 구성으로, 태양기어(38)의 회전에 의해 유성기어(39)를 사이에 두고 내치기어(40)를 반전시키고, 전 임펠러(34a)가 고정되어 중공구동축(35)과 후 임펠러(34b)가 고정된 구동축(36)을 서로 역방향으로 회전시킨다.

추진기(2a)의 이중반전 임펠러(34)는, 프론트 케이싱(12a)의 흡입구(11c)에 유입된 물을, 전 임펠러(34a)에 의해 가압하여 선회류를 얻고, 이것을 후 임펠러(34b)의 날개면으로 안내하여 가압력을 높게 하고, 직선류으로 변환하면서 다시 가압한다. 이중반전 임펠러(34)로 회전류 에너지를 압력 에너지로 변환하고, 리어 케이싱(14a)의 토출구(13a)로부터 수중으로 가압수를 분사하여 보트를 항주시키고, 키로 보트의 침로를 변경시킨다.

이중반전 임펠러(34)를 설치한 추진기(2a)는 추진력이 크고, 추진기(2a)가 선저(1b)의 하방으로 돌출하지 않고 있기 때문에, 흘수선이 얕은 지붕이 있는 배나 얕은 여울 주행선에 적합하다.

또, 도 3에 나타낸 추진기(2)도, 단단(單段)의 임펠러(17)를 이중반전 임펠러(34)로 바꾸는 것이 가능하다.

도 7에 나타낸 추진기(2a)에 연결한 정역회전 작동장치(37)는, 도 6에 나타낸 내연기관(3)에 직결된 정역회전 전환장치(8)를 접속하여, 내연기관(3)의 출력축(7)의 회전을 정역회전 전환장치(8)로 정회전으로부터 역회전으로 전환하고, 정역회전 작동장치(37)로 작동하는 2축 반전 임펠러(34)의 전 임펠러(34a)와 후 임펠러(34b)를 역회전 방향으로 전환하는 구성으로 한다.

내연기관(3)의 출력을 정역회전 전환장치(8)로 역회전 방향으로 전환하여 2축 반전 임펠러(34)를 역회전시킬 때는, 선미(1a)의 선저(1b)에 수몰된 리어 케이싱(14a)의 토출구(13a)로부터 물을 흡인하고, 후 임펠러(34b)의 후면에 이송한 물을 후 임펠러(34b)로 가압하여 선회류를 얻고, 이것을 전 임펠러(34a)에서 정류화한 후, 프론트 케이싱(12a)의 흡입구(11a)로부터 선수방향의 수중으로 가압수로서 분사하여 보트를 후진시킨다.

프론트 케이싱(12a)의 흡입구(11a)의 정류날개(21)에 진개 등이 부착되어 흡입구(11a)가 폐쇄되었을 때는, 2축 반전 임펠러(34)를 역회전시키고, 가압된 수류를 프론트 케이싱(12a)의 내부로부터 분사하여 흡입구(11a)를 폐쇄하는 진개 등을 씻어 버린다.

도 7에 나타낸 실시예(Pr1)는, 임펠러 케이싱(10a)에 점검창(42)을 설치하고, 임펠러 케이싱(10a)에 설치된 이중반전 임펠러(34)의 점검을 행할 수 있도록 구성한다.

도 9는 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치(Pr2)를 나타낸다. 이 추진장치(Pr2)는, 추진기(2b)의 임펠러 케이싱(43)을, 그 상반부인 상측 케이싱(43a)과 하반부인 하측 케이싱(43b)으로 나누어, 플랜지(44,44)로 연결하고, 상측 케이싱(43a)의 주위벽의 베어링(15a,l6a)으로 구동축(9a)을 축지지한다.

하측 케이싱(43b)은, 그 전후에 설치된 프론트 케이싱(45) 및 리어 케이싱(46)과 일체로 구성하기 위해, 프론트 케이싱(45)과 리어 케이싱(46)과의 하단을 장착 플랜지(47)에 의해 연결한다. 상측 케이싱(43a)을 분리하면, 임펠러(17) 또는 이중반전 임펠러(34)의 교환 또는 오버홀 또는 이들에 얽힌 끈형물 등의 제거가 용이하게 된다.

또, 도 7에 나타낸 임펠러 케이싱(10a)의 점검창(42)은, 도 3에 나타낸 전후로 분할된 임펠러 케이싱(10)중 어느 하나, 또는 도 9에 나타낸 상하로 분할된 임펠러 케이싱(43)의 상측 케이싱(43a)에 설치할 수도 있다.

도 10은 다른 실시예에 따른 보트의 추진장치(Pr3)를 나타낸다. 이 추진장치(Pr3)는, 추진기(48)가, 선미(1a)의 선저(1b)에 수평형으로 설치하여 원통형으로 형성한 임펠러 케이싱(49)과, 이 임펠러 케이싱(49)의 일단에 연결되어 선수(1c) 방향의 선저(1b)에 흡입구(50)가 개구되는 프론트 케이싱(51)과, 임펠러 케이싱(49)의 타단에 연결되어 선미(1a) 방향의 선저(1b)에 토출구(52)가 개구되는 리어 케이싱(53)으로 곡관형으로 구성된다.

임펠러 케이싱(49)의 후단부에 베어링 서포트(54)를 연결하고, 축류날개(55)가 고정된 구동축(56)을, 프론트 케이싱(51)의 측벽의 베어링(57)과 임펠러케이싱(49)의 베어링 서포트(49)로 축지지하고, 구동축(56)을 짧게 하여 축류날개(55)의 진동을 감소시킨다.

도 10의 실시예(Pr3)는, 추진기(48)의 프론트 케이싱(51)의 흡입유로(A')가 선수방향으로 경사지고, 리어 케이싱(53)의 토출유로(B')가 선미방향으로 경사진다.

프론트 케이싱(51)의 흡입구(50)에 병렬한 복수의 정류날개(58)···를 설치하여, 그 하부를 선수측으로 완만하게 만곡시켜, 선저(1b)의 수중으로부터 프론트 케이싱(51)의 흡입구(50)로 유입되는 주행수류를 안내하고, 임펠러 케이싱(49)의 가압력을 높여, 축류날개(55)의 연속하는 날개면에서 물의 가압력을 높인다.

리어 케이싱(53)의 토출구(52)에도, 병렬한 복수의 정류날개(59)…를 설치하고, 그 하부를 선미방향으로 완만하게 만곡시키고, 축류날개(55)로 가압한 선회류를 직선류로 변환하면서 선미(1b)의 수중으로 후방에 분사하여, 그 추진력으로 보트를 전진시킨다.

프론트 케이싱(5l)과 리어 케이싱(53)과의 하단에 장착 플랜지(96)를 연결하여, 추진기(48)를 유닛으로 하여 선저(1b)로부터 장착 및 분리 가능하게 한다.

도 3에 나타낸추진기(2)의 임펠러 케이싱(10)에 내접하는 임펠러(17,34)를 축류날개로 해도 되고, 그것이면 정역 회전 어디에 있어서도 물의 가압력이 대략 동등하며, 역회전시킨 축류날개의 물의 가압력이 충분히 커진다. 특히, 도 7에 나타낸 추진기(2a)의 임펠러 케이싱(10a)에 내접하는 이중반전 임펠러(34)를 축류날개로 하면, 전 임펠러(34a)에 의해 가압한 선회류를 후 임펠러(34b)의 날개면으로안내하여 가압력을 높이고, 후 임펠러(34b)에 의해 직선류로 변환하면서 다시 흡인한 물을 가압할 수 있다.

도 11A∼도 11D는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 요트 Y의 추진장치(Pr4)를 나타내고, 도 11A는 추진장치(Pr4)의 평면도, 도 11B는 추진장치(Pr4)의 측면도, 도 11C는 도 11B의 화살표 XIC부의 단면도, 도 11D는 추진장치(Pr4)의 유로전환기구의 설명도이다.

추진장치(Pr4)의 추진기(60)는, 도 1에 나타낸 추진기(2)와 유사한 구성의 U 자형 임펠러 케이싱(62)과, 이 케이싱(62)의 전단 및 후단에 플랜지(76, 75)를 사이에 두고 접속된 프론트 케이싱(66) 및 3갈래 케이싱(61)과, 이 3갈래 케이싱(61)에 플랜지(72,73,74)를 사이에 두고 접속되어 각각 선미(1c) 및 좌우의 선측으로부터 대략 수평으로 수중에 개구되는 리어 케이싱(63), 레프트 케이싱(64), 및 라이트 케이싱(65)으로 이루어진다. 이들리어 케이싱(63), 레프트 케이싱(64), 및 라이트 케이싱(65)의 토출구는 선체(1)에 플랜지 고정하고, 각각 복수의 수평인 정류날개를 설치한다. 프론트 케이싱의 토출구의 구성은 상기 추진기(2)와 동일하게 한다. 단단의 임펠러(68) 또는 이중반전 임펠러(68+69)를 구동하는 구동축(67)도, 상기 보조 추진장치(Ap)의 경우와 동일 구성에 의해 내연기관에 연결한다. 또, 도 11A에 도시한 바와 같이, 임펠러 케이싱(62)의 중간부를 플랜지(71)로 접합하여, 검사나 정비의 편의를 도모해도 된다.

3갈래 케이싱(61)은, 도 11C에 도시한 바와 같이, 외부조작 로드(81)를 사이에 두고 조작가능한 유로선택밸브(80)를 내장하고, 도 11D에 도시한 바와 같이, 좌측, 후방, 및 우측으로 유로를 전환가능하고, 이에 따라, 요트(Y)를 우진, 전진, 좌진시킬 수 있다.

이 실시예(Pr4)의 케이싱 구성은 다른 실시예에 적용할 수도 있다.

도 12는 이상의 각 실시예에 적용 가능한 전후진 전환클러치의 유압회로를 나타낸다.

이 유압회로는, 전환레버(90a)로 전환밸브(90)를 조작하면, 전후진 전환기구의 관련작동부에 연결된 전진클러치(91) 및 후진클러치(92)의 사이에서 유압이 전환된다. 도면중, (93)은 압력조정밸브, (94)는 유압 펌프, (95)는 오일탱크이다.

이상의 설명으로부터 명확히 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 보트의 추진장치는, 내연기관을 구동하여 임펠러 케이싱에 설치한 임펠러를 회전시키면, 선저부의 흡입구로부터 정류날개를 따라 물이 안내되어 프론트 케이싱에 흡인되어, 프론트 케이싱의 흡입구에 설치한 복수의 정류날개로 진개 등의 유입을 저지시킨다.

다음에, 임펠러 케이싱에 유입된 물을 임펠러로 가압하여, 가압된 선회류를 리어 케이싱의 정류날개로 직선류로 변환하여, 선회류 에너지를 압력 에너지로 변환하고, 선저부의 토출구로부터 선미방향의 수중에 가압수를 분사하여 보트를 추진시킨다.

그리고, 프론트 케이싱의 정류날개가 진개 등으로 폐쇄되었을 때는, 임펠러를 역회전시키면, 리어 케이싱의 토출구로부터 흡인된 가압수이 프론트 케이싱의 흡입구로부터 분사되어, 정류날개를 폐쇄시킨 진개 등을 씻어 버릴 수 있다. 진로를 변경할 때는 키를 조작하여, 보트의 추진방향을 전환한다.

추진기의 임펠러 케이싱에 설치하는 임펠러를 이중반전 임펠러로 하면, 항주 수류에 의해 흡입 성능과 임펠러의 이중반전에 의한 토출성능이 향상됨으로써, 하나의 임펠러 보다도 추진력이 증가할 수 있다.

임펠러 케이싱에 내접하는 임펠러를, 축류날개로 하면, 정역 회전 어디든지 물의 가압력이 대략 동등하게 되어, 역회전시킨 축류날개의 물의 가압력이 충분히 커진다.

특히, 이중반전 임펠러를 축류날개로 하면, 전 임펠러로 가압한 선회류가 후 임펠러의 날개면으로 안내되어 가압력이 높아지고, 후 임펠러로 직선류로 변환하면서 또 가압하여, 회전류 에너지가 압력 에너지로 변환되어, 회수효율이 향상된다.

보트를 후진시킬 때는, 임펠러를 역회전시키면, 리어 케이싱으로부터 흡인된 물을 프론트 케이싱으로부터 분사하여 후진시킬 수 있고, 축류날개의 임펠러는 왕회전과 역회전의 선회 가압수량이 대략 동등하게 되어, 신속하게 전진과 후진이 전환된다. 선미에 복수의 추진기를 설치한 대형의 선박에서는, 선회방향 측 추진기의 임펠러를 역회전시키면, 키를 병용하여 가능하게 된다. 추진기를 점검, 수리 때에는, 임펠러 케이싱을 분리하면, 임펠러 케이싱에 설치한 임펠러의 오버홀이나 내부의 청소를 간단히 행할 수 있다.

또, 소형의 보트에서는, 수면상에서 보트를 매달아 올리면, 해상에서의 추진기의 수리와 소모품의 교체가 가능하게 된다.

또한 리어 케이싱으로부터 분기되어 선측에 면하는 분기로를 설치하고, 리어 케이싱과의 사이에서 유로선택 가능하게 하면, 횡방향에의 추진이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 추진기의 물의 흡입방향과 가압수의 분사방향을 전환하여 보트의 전진 항주와 후진을 행하고, 수류를 반전시키는 에너지 손실이 적고, 큰 추진력이 얻어져, 유지보수가 용이한 구조로 된다.

즉, 종래의 임펠러를 설치한 보트나 요트에서는, 얕은 여울에서는 모래사장 등에 접촉되어 임펠러나 임펠러샤프트가 손상될 우려가 있었다. 또, 선저 내부에 종축의 소용돌이 케이싱을 설치한 추진장치에서는, 임펠러가 물에 부여하는 운동 에너지가, 일단 압력 에너지로 변환되고, 다시 운동 에너지로 변환되므로, 에너지변환의 재 로스가 컸지만, 본 발명에서는, 이러한 변환이 없고, 선수방향의 수중에 흡입구가 개구된 프론트 케이싱과 선미방향의 수중에 토출구가 개구된 리어 케이싱을 임펠러 케이싱과 연결하여, 임펠러 케이싱의 임펠러를 정전 또는 역회전시키고, 큰 추진력과 신속한 보트의 전진 항주와 후진의 전환이 가능하게 된다.

임펠러 케이싱에 내접한 임펠러를, 이중반전 임펠러로 하면, 전 임펠러에 의해 가압력이 높여지고, 후 임펠러에 의해 선회류를 직선류로 변환하면서 다시 가압하기 때문에, 회전류 에너지가 압력 에너지로 변환되어, 하나의 임펠러 보다도 추진력이 증가한다.

임펠러 케이싱에 내접하는 임펠러를 축류날개로 하면, 정역 회전의 선회 가압수량이 동등하게 되어, 보트의 후진시에도 전진시의 추진력이 얻어진다.

그리고, 추진기의 유로의 내경을 대략 동일치수로 하면, 임펠러의 정전과 역회전에 의한 가압수의 분사력이 대략 동등하게 된다.

원호형으로 형성한 임펠러 케이싱의 전후의 주위벽에 임펠러의 구동축을 축지지하면, 진동이 적어져, 구동축도 짧아진다.

또, 원통형으로 형성한 임펠러 케이싱의 베어링 서포트와, 프론트 케이싱의 측벽의 베어링에, 축류날개를 고정한 구동축을 축지지하면, 구동축이 짧아져, 추진기도 작게 할 수 있다.

추진기의 프론트 케이싱의 흡입구와 리어 케이싱의 토출구에 각각 복수의 정류날개를 설치했기 때문에, 흡입수류의 안내와 가압된 선회류의 정류화가 행해져, 추진성능이 양호해지고, 제진(除塵) 작용도 행해진다.

프론트 케이싱의 흡입유로와 리어 케이싱의 토출유로를 선수방향과 선미방향으로 경사지게 하면, 항주 수류에 의한 흡입과 선미방향으로의 수중분사가 행해져, 큰 추진력이 얻어진다.

그리고, 프론트 케이싱과 리어 케이싱의 하단부를 장착 플랜지에 연결했기 때문에, 선저에 돌출하지 않는 콤팩트한 구조로 되고, 유닛화한 추진기는 선저에서의 장착 및 분리가 용이하게 되고, 수면상에 보트를 매달아 올리면 해상에서의 점검수리도 행할 수 있다.

임펠러 케이싱을 분할가능하게 하면, 임펠러를 내접하는 임펠러 케이싱의 조립과 분해가 간단해지고, 임펠러 케이싱에 설치한 임펠러의 오버홀이나 추진기의 내부의 청소를 간단히 행할 수 있다.

또, 임펠러 근방의 임펠러 케이싱에 점검창을 설치하면, 임펠러 케이싱의 내부의 점검이 용이하게 되고, 사전에 임펠러 등의 손상을 방지할 수 있다.

또한 리어 케이싱으로부터 분기되어 선측에 면하는 분기로를 설치하고, 리어케이싱과의 사이에서 유로 선택가능하게 하면, 횡방향으로의 추진이 가능하다.

본 발명에 의하면, 임펠러 케이싱을 선회시키지 않고도 전후진의 전환이 가능한 임펠러 내장식의 보트의 추진장치가 제공되어, 보트 구성이 간단화된다

Claims (13)

1. 선수(船首)방향의 수중에 흡입구(11,11a,50)가 개구된 프론트 케이싱(12,12a,45,51)과, 임펠러(l7,34,55)를 내접한 임펠러 케이싱(10,10a,43,49)과, 선미(船尾)방향의 수중에 토출구(13,13a,52)가 개구된 리어 케이싱(14,14a,46,53)으로 선저(lb)에 곡관형(曲管形) 추진기(2,2a,2b,48)를 구성하는 동시에, 임펠러 케이싱(10,10a,43,49)에 내접한 임펠러(17,34,55)를 정역 회전 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 임펠러 케이싱(10a)에 내접하는 임펠러를, 전 임펠러(34a)와 후 임펠러(34b)로 이루어지는 이중반전 임펠러(34)로 하는 것을 특징으로 보트의 추진장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 임펠러 케이싱(10,10a,43,49)에 내접하는 임펠러(14,14a,46,53)를, 축류날개로 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 임펠러 케이싱(10,10a,43,49)와, 이 임펠러 케이싱(10,10a,43,49)의 전후에 연결한 프론트 케이싱(12,12a,45,51)과 리어 케이싱(l4,14a,46,53)의 유로의 내경을 대략 동일 치수로 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 임펠러 케이싱(10,10a,43)을 원호형으로 형성하고, 임펠러(17,34a, 34b)를 고정한 구동축(9,35,36)을, 임펠러 케이싱(10,10a,43)의 전후의 주벽에 설치한 베어링(l5,15a,16,16a)에 축지지하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 임펠러 케이싱(49)을 원통형으로 형성하고, 축류날개(55)를 고정한 구동축(56)을, 임펠러 케이싱(49)의 후단부에 연결한 베어링 서포트(49)와 프론트 케이싱(49)의 측벽의 베어링(57)에 축지지하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프론트 케이싱(12,12a,45,51)의 흡입구(11,11a,50)와 리어 케이싱(14, 14a,46,53)의 토출구(13,13a,52)에 각각 복수의 정류날개(21,22,58,59)를 설치하여, 추진기(2,2a,48)에 유입시키는 수류의 정류화와, 유입하려고 하는 진개(塵芥) 등을 저지시키는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프론트 케이싱(12a,51)의 흡입유로(A,A')를 선수방향으로 경사지게 하여, 리어 케이싱(14a,53)의 토출유로(B,B')를 선미방향으로 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 추진기의 프론트 케이싱(12,12a,45,51)와 리어 케이싱(14,14a,46,53)의 하단부를 장착 플랜지(23,23a,47,60)에 연결하고, 이 장착 플랜지(23,23a,47,60)를 선저(1b)의 개구부에 장착 및 분리 가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
10. 제4항에 있어서,

    상기 임펠러 케이싱(10,1Oa)을 전후로 분할가능하게 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
11. 제4항에 있어서,

    상기 임펠러 케이싱을 상반부의 임펠러 케이싱(43a)과 하반부의 임펠러 케이싱(43b)으로 분할가능하게 하여, 상반부의 임펠러 케이싱(43a)에 구동축(9a)을 축지지하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 임펠러(17,34)근방의 임펠러 케이싱(10,10a)에 점검창(42)을 설치하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리어 케이싱(63)으로부터 분기되어 선측에 면하는 분기로(64, 65)를 설치하고, 리어 케이싱과의 사이에서 유로 선택가능하게 하는 것을 특징으로 하는 보트의 추진장치.