KR20070073934A - 증가된 마력을 갖는 아웃보드 제트 드라이브 선박용 추진시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템을 개시한다. 상기 시스템은 상기 보트의 선체 뒤에 부착되도록 구성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 엔진과, 그리고 상기 엔진에 대해 실질적으로 수평하게 그리고 수직으로 배향되며 상기 하우징에 장착되며 상기 엔진에 기능적으로 연결되는 제트 드라이브 유닛을 포함하며, 상기 엔진은 배출부 및 실린더를 구비하며, 상기 배출부와 상기 실린더 사이에 터보차저가 기능적으로 연결되고, 상기 터보차저는 상기 배출부를 수용하기 위한 하우징 및 터빈 조립체를 구비하며, 상기 배출부가 상기 터빈 조립체를 회전시키고, 상기 하우징은 배압을 감소시키도록 상기 터빈 조립체의 터빈 속도를 최적화시키기 위해 배출 가스 체적 및 속도를 제어하기 위한 크기인 직경을 갖는다.

Description

증가된 마력을 갖는 아웃보드 제트 드라이브 선박용 추진 시스템 {OUTBOARD JET DRIVE MARINE PROPULSION SYSTEM WITH INCREASED HORSEPOWER}

본 출원은 미국특허 가출원 제60/621,899호(출원일: 2004년 10월 25일; 발명의 명칭: 선박 추진 시스템용 디젤 엔진), 미국특허 가출원 제60/681,762호(출원일: 2005년 5월 17일; 발명의 명칭: 아웃보드 제트 추진 엔진용 연료 냉각제), 미국특허 가출원 제60/682,597호(출원일: 2005년 5월 18일; 발명의 명칭: 아웃보드 제트 추진 엔진용 연료 냉각제), 및 미국특허 가출원 제60/653,652호(출원일: 2005년 2월 16일; 발명의 명칭: 아웃보드 제트 드라이브 선박 추진 시스템 및 이 시스템용 제어 레버)를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 아웃보드 제트 드라이브 선박 추진 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 보트용 아웃보드 제트 드라이브 내의 마력 및 효율을 증가시키고, 보트 선체에 제거가능하게 부착되는, 하우징 내에 장착된 제트 드라이브 및 엔진을 갖는 아웃보드 제트 드라이브에 관한 것이다.

다수의 제안된 유형의 워터크래프트용 아웃보드 제트 드라이브가 존재하며, 이는 아웃보드 프로펠러 및 하부 유닛이 제트 드라이브 유닛을 대체하였던 아웃보드 모터와 유사하다. 이 제트 드라이브는 워터크래프트용 추진력을 제공하기 위해 작동하는 하부 유닛 내에 제트 펌프를 포함한다. 이러한 제트 드라이브는 보다 낮은 물에서 작동되며, 또한 프로펠러가 잠기며, 부상의 우려가 적다. 종래의 제트 드라이브가 아닌 가로재의 바닥과 선체 가로재에 관해 여러 위치에 제트 펌프를 위치시키기 위한 아웃보드 제트 드라이브를 위한 다양한 구성이 제안되었다.

일반적으로, 엔진 패키지는 얇은 유리 섬유 선체 내부에 장착된 내연 기관을 포함한다. 이러한 선체의 기부판은 물을 배출시키기 위한 배출부와 펌프로 물을 공급하기 위한 워터 인렛 스쿠프를 포함한다. 이 펌프 고압 워터 입구는 고속 워터제트에서 기인한 반응력에 의해 크래프트를 추진시키도록 워터 라인 위에서 후방으로 돌출된다. 미국특허 제3,055,175호는 선박 추진 유닛이 종래의 아웃보드 모터의 형태를 취하며, 추진 유닛을 보트를 추진시키도록 워터의 제트를 내보내도록 펌프를 사용하여 선박 제트 보터로 대체한다. 미국특허 제5,356,319호는 일체형 제트 파워 유닛이 방수 하우징 내에 저장되고 선체로부터 제거되도록 장착되며 선체 내부에 위치한 정(well) 내에 위치되는 제거가능한 인보드 추진 유닛을 갖춘 보트를 개시한다.

미국특허 제6,398,600호에 의해 제기되는 종래 기술의 단점은, 아웃보드 제트 추진 유닛이 보트에 탈착가능하게 장착되어, 주 연료 탱크 및 제어부가 보트의 선체 내부에 장착되고 아웃보드 제트 드라이브 유닛이 엔진과 하우징 내의 보트로부터 멀리 장착되며, 보트의 가로재에 제거가능하게 부착된다는 점이다. 연료 탱크 및 제어부는 선체와 아웃보드 드라이브 사이에 연결된다. 이 하우징은 서로 평행하게 위치되는 제트 드라이브와 엔진을 갖춘 클러치 메카니즘을 통해 제트 드라 이브 유닛을 작동시키기 위해 제트 드라이브 유닛 위로 직접 플랫폼 상에 엔진을 지지하도록 형상화된다.

아웃보드 제트 유닛은 출원인이 만족하도록 구성되었으나, 제트 추진의 성능을 완전히 실현되지 못 했다. 따라서, 종래의 단점을 극복하는 아웃보드 제트 추진 유닛에 대한 요구가 있다.

본 발명은 보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템을 제안한다. 상기 시스템은 상기 보트의 선체 뒤에 부착되도록 구성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 엔진과, 그리고 상기 엔진에 대해 실질적으로 수평하게 그리고 수직으로 배향되며 상기 하우징에 장착되며 상기 엔진에 기능적으로 연결되는 제트 드라이브 유닛을 포함하며, 상기 엔진은 배출부 및 실린더를 구비하며, 상기 배출부와 상기 실린더 사이에 터보차저가 기능적으로 연결되고, 상기 터보차저는 상기 배출부를 수용하기 위한 하우징 및 터빈 조립체를 구비하며, 상기 배출부가 상기 터빈 조립체를 회전시키고, 상기 하우징은 배압을 감소시키도록 상기 터빈 조립체의 터빈 속도를 최적화시키기 위해 배출 가스 체적 및 속도를 제어하기 위한 크기인 직경을 갖는다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 도면으로부터 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보트 상에 장착된 아웃보드 제트 드라이브를 통한 단 면도이다.

도 2는 내부에 장착된 제트 드라이브 유닛을 갖춘 아웃보드 제트 드라이브 하우징의 단면도이다.

도 3은 도 2의 제트 드라이브 유닛의 배면도이다.

도 4는 연결된 연료 탱크의 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따라 구성된 아웃보드 제트 드라이브용 드라이브 조립체의 입면도이다.

도 6은 제트 드라이브 하우징이 부착되지 않은 구성의 아웃보드 제트 드라이브 하우징의 배면도이다.

도 7은 본 발명에 따라 구성된 드라이브 샤프트 하우징을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명에 따라 구성된 제트 드라이브 하우징의 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따라 상기 하우징 내부에 장착된 드라이브 샤프트 지지 조립체의 사시도이다.

도 10은 본 발명에 따라 제트 드라이브 유닛 상에 버킷 조립체가 장착된 본 발명의 다른 실시예의 측면도이다.

도 11은 개방 위치의 버킷 조립체의 측면도이다.

도 12는 폐쇄 위치의 버킷 조립체의 측면도이다.

도 13은 버킷 조립체를 지지하기 위한 새들 조립체의 단면도이다.

도 14는 개방 위치의 버킷 조립체용 제어 조립체의 측면도이다.

도 15는 폐쇄 위치의 버킷 조립체용 제어 조립체의 측면도이다.

도 16은 버킷 조립체의 평면도이다.

도 17은 보트를 좌측으로 조향하는 버킷 조립체의 평면도이다.

도 18은 보트를 우측으로 조향하는 버킷 조립체의 평면도이다.

도 19는 상대적인 물과 기류를 나타내는 하우징의 바닥의 개략도이다.

도 20은 하우징의 볼록부와 제트 입구의 상대적인 폭을 나타내는 개략도이다.

도 21A 내지 도 21C는 하우징 및 제트 인테이크에 관한 물과 기류의 개략도이다.

도 22는 하우징을 지나서 이동할 때의 물 형상의 개략도이다.

도 23은 보트 및 아웃보드 제트 유닛에 관한 공기 및 물 이동의 측면도이다.

도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된 아웃보드 제트 추진 유닛의 사시도이다.

도 25는 본 발명에 따라 구성된 제트 펌프의 사시도이다.

도 26은 본 발명에 따라 구성된 스테이터의 평면도이다.

도 27은 본 발명에 따라 구성된 스테이터의 측면도이다.

도 28은 본 발명에 따라 구성된 제트 드라이브 선박용 추진 시스템용 하우징의 정면도이다.

도 29는 본 발명에 따른 아웃보드 제트 드라이브 선박용 추진 시스템용 하우징의 에지 사시도이다.

도 30은 본 발명에 따라 구성된 추진 시스템 및 보트의 상대적인 프로파일의 개략도이다.

도 31은 본 발명에 따라 구성된 시프트 플레이트의 측면도이다.

도 32는 본 발명에 따라 구성된 스로틀 플레이트의 측면도이다.

도 33은 본 발명에 따라 구성된 레버 플레이트의 제1 측면의 부분 입면도이다.

도 34는 본 발명에 따라 구성된 레버 플레이트의 반대 측면의 부분 입면도이다.

도 35는 본 발명에 따라 구성된 레버 제어 조립체의 측면도이다.

도 36은 본 발명에 따라 구성된 터보차저의 개략도이다.

도 37은 본 발명에 따른 연료 냉각 시스템의 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 가로대(12) 상에서 보트(11)의 선체에 부착된 아웃보드 제트 드라이브 유닛(10)이 도시된다. 제트 드라이브 유닛(17)은 내부에 플랫폼(14)과 이 플랫폼(14)에 부착되는 복수의 가요성 엔진 장작부(15)를 구비하는 하우징(13)을 포함한다. 플랫폼(14) 상의 엔진 장착부(15)에 내연 기관(16)이 장착된다. 엔진(15)은 내부 쿨러를 갖춘 터보차저를 구비하는 디젤 엔진인 것이 바람직하지만, 가솔린 엔진 역시 가능하며, 통상의 차량 또는 트럭 엔진인 것이 바람직하다. 제트 드라이브 유닛(17)은 하우징(13)의 플랫폼(14)의 밑면에 장착되며 하우징(13)의 전단부(18)에 부착된다. 이 하우징(13)은 물의 침입에 대항해서 밀 봉되며, 물 침입을 방지하고 또한 오일 또는 엔진 부동액이 누출되는 것을 방지하기 위해 플랫폼(14)과 하우징(13) 사이에서 밀봉된다.

인보드 제트 보트의 주된 종래 기술 구성은 인라인 셋업(inline setup)인데, 즉 엔진이 제트 드라이브와 직렬로 연결되는 구성이며, 이러한 구성은 부착된 제트와 보트 내부로부터 가로재(보트의 후방)와 마주하는 엔진의 플라이휠(flywheel) 및 드라이브 풀리를 구비한다. 본 발명에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(16) 및 제트 드라이브 유닛(17)을 이들이 가로재(transom) 뒤에 보트 외부에 있도록 종래 기술과 비교해서 회전시킴으로써, 엔진 기어(120) 및 제트 드라이브 풀리(28)가 이들 모두가 보트 외부로부터 가로재를 향해 동일한 방향에서 마주하도록 위치되는데, 즉 이들 엔진 기어(120) 및 제트 드라이브 풀리(28)는 직렬 구성의 상반된 방향으로 마주한다. 따라서, 이러한 구성에서, 드라이브 풀리 및 엔진 플라이휠은 보트의 보트의 후방과, 그러면서 보트의 외부로부터 마주하고 있다. 이때, 드라이브 벨트(27)를 사용함으로써, 제트는 실질적으로 엔진 바로 아래에 위치한다. 즉, 엔진 및 제트는 실질적으로 수직으로 적층되며 실질적으로 평행하게 배향된다. 엔진을 직렬 구성으로부터 180도 정도 회전시키면, 이러한 회전에 의해, 현재 사용 중인 다른 임펠러로부터 반대 방향(후방)으로 임펠러가 회전된다는 것을 당업자라면 이해할 것이다. 따라서, 제트 드라이브 유닛 및 엔진은 기본적으로 "후방에" 설치되어 제트 드라이브 내의 임펠러가 직렬 구성의 제트 드라이브 유닛 내의 임펠러와 비교해서 반대 또는 역 또는 "후방" 방향으로 회전하게 한다.

제한된 것은 아니지만, 실례에서, 엔진(16)은 제트 드라이브 유닛(17)의 드 라이브 풀리(28)에 엔진(16)을 연결시키기 위해 내부에 클러치 메카니즘을 갖는 벨트 드라이브(27)를 구비한다. 보다 상세하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제트 드라이브 샤프트(17)의 샤프트(124) 상에 장착된 기어(122)(드라이브 풀리(28))에 연결된 엔진(16)의 플라이휠 상의 기어(120) 사이에 드라이브 트레인이 형성된다. 바람직한 실시예에서, 벨트 드라이브(27)는 상표명 Kevlar 벨트이며, 바람직하게, 건너뜀과 미끄러짐을 방지하도록 기어(120)에 맞물려 있다.

서로 상대적으로 위치하게 되는 제트 드라이브 유닛(17) 및 내연 기관(16)은 평행한 위치가 가장 효율적이지만, 이것이 오로지 가능한 위치는 아니다. 또한, 평행하게 위치됨으로써, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시하고 상술하였듯이 표준 수평 엔진 및 드라이브 벨트 구동의 사용을 허용한다.

제트 드라이브 유닛(17)은 엔진 아래에 위치하는 것이 바람직하지만, 내연 기관의 최상부, 반대, 또는 측면과 같이, 본 발명에 의해 다른 위치들이 고려된다.

이들은 본 발명의 범위 내에서 용인될 수 있지만 바람직하지 않다. 실례를 통해, 제트 드라이브 유닛(17)이 엔진의 최상부 또는 위에 위치한다면, 이 유닛이 작동하기는 하겠지만, 제트 까지 펌핑수(pumping water)를 필요로 할 것이다. 물이 보다 높이 펌핑될 수도록, 펌핑수로 보다 높은 파워가 손실되며 필요로 하게 되는 흡수부(water intake)가 보다 커진다(거품이 형성되고 캐비테이션(cavitation)이 생성되는 것을 방지하기 위해, 흡수부 시스템 전체에 걸쳐 흡수부는 그 크기의 점진적인 감소를 필요로 한다.)

또한, 제트 인테이크를 위한 최상의 물 유동은 보트의 바닥 중심에 있으며, 이것은 엔진 주위로 물을 전환시키는 문제를 야기할 수 있다. 이러한 위치는 또한 필시 엔진이 보다 낮아지게 하여 다른 문제를 발생시킨다. 이 문제로는 부식 및 배출 라이저(exhaust riser) 문제가 있다. 보트 또는 선박용 엔진 격벽의 가장 낮은 부분은 반드시 그 내부에 물을 가지게 된다. 엔진이 낮게 되면 물 속에 엔진이 놓이게 된다.

제트 드라이브 유닛(17)이 엔진(16)의 어느 한 측면 또는 양 측면 상에 위치하게 된다면, 이러한 위치선정은 최상부 상에 위치하는 것 보다는 더 양호한 위치선정이지만, 이것은 여전히 상기한 문제점들을 갖게 되며, 상당히 큰 폭의 마감질된 유닛을 필요로 할 것이며, 이로써, 특히 오로지 하나의 제트 드라이브 유닛이 사용된다면, 엔진(16)이 제트 드라이브 유닛(17) 보다 무겁다는 점에서 중량 분포 문제를 야기시킬 수 있다. 또한, 일측면 또는 다른 측면에 너무 많은 중량을 두게 되면, 필시 보트에 조종 문제가 야기될 것이다.

이미 설명하였듯이, 제트 드라이브 유닛이 엔진의 바닥 또는 밑면에 위치된다면, 이러한 위치선정은 지금까지 가장 실용적이며 바람직한 배치이다. 엔진이 상승되어, 부식 및 라이저 문제를 감소시킨다. 제트가 가장 낮은 위치에 있게 되어, 제트 인테이크 안으로 최상의 물 유동을 생성시킨다. 중량이 중심에 있다. 또한, 엔진의 중량을 제트 드라이브 유닛 및 흡수부 바로 위에 둠으로써, 흡수부는 현존 시스템에서 종종 발생하는 바와 같이 물에서 보다 적게 벗어날 같다. 흡수부가 물에서 벗어나면, 제트 드라이브 유닛에서 파워 및 조종성을 잃게 된다.

제트 드라이브 유닛으로 유입되며 유출되는 물 경로가 예컨대 원형 또는 굽 힘형 경로와 달리, 축방향 또는 직선 방향인 것도 바람직하다.

또한, 엔진이 체인에 고정되거나, 또는 일렬의 2개 이상의 기어를 갖는 직접 드라이브 시스템에 고정될 수 있으며, 벨트가 바람직함을 이해할 것이다. 클러치가 사용될 수 있지만 필수적인 것은 아니다.

벨트 드라이브 시스템의 장점은 효율성이다. 벨트 드라이브는 이론 상 엔진의 파워의 98%를 제트 임펠러에 전달한다. 실제로 다른 시스템은 엔진 파워의 대략 15%를 손실하며 시간 파워에 의해 나머지가 프로펠러 또는 제트 임펠러에 전달된다.

또한, 이것은 최상의 비용 절감의 제트 방법이라고 믿어진다. 최상의 효율성에서 작동하는 제트에 대해, 이 제트는 마력과 예상되는 부하에 대해 적절한 크기이어야 한다. 오늘날 작동되는 대부분의 제트 보트는 최적 효율을 위해 상당히 작은 크기의 제트를 사용하고 있다. 이것은 제트가 엔진 속도로 가동되기 때문이다. 보다 작은 제트가 보다 높은 속도(분당 회전수 또는 "RPM")로 가동될 수록, 보다 큰 제트가 보다 낮은 속도(RPM)에서 작동되어야 한다. 제트가 엔진 보다 작은 RPM으로 작동하기 위해서, 어느 정도의 기어링 감소가 요구된다. 현재, 제 위치에서 감소가 되는 경우, 이것은 트랜스미션에 의해 실시된다. 본 발명의 벨트 드라이브 시스템에 의하면, 상이한 크기의 기어를 사용함으로써 보다 낮은 RPM에서 제트를 작동시킬 수 있고, 설치되는 경우 기어 크기가 바람직하게 엔진 및 제트의 크기에 부합된다.

제트 드라이브 유닛(17)은 하우징(13)의 후방(21)을 통해 하우징(13) 내의 개구(20) 밖으로 연장된다. 이 제트 드라이브 유닛(17)은 흡수부(22)를 구비하며 대략 선체(11)의 바닥(23)의 높이가 되도록 위치한다. 제트 분사된 물의 출구 경로를 제공하는 배수부(24)는 하우징(13)의 후방 밖으로 연장한다. 제트 펌프(25)는 이 제트 펌프를 통해 안으로 물을 끌어들이고 배수부(24)로 내보내기 위해 제트 드라이브(17) 내에 장착된다. 제트 드라이브 유닛을 통과하는 물 경로는 바람직하게 도시된 바와 같이 거의 선형이다. 이 제트 드라이브 유닛(17)은 워터 라인(26) 아래로 보여지며 하우징(13)의 전방(18) 상의 브라켓(29) 위에 지지된다.

이제, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 제트 드라이브 유닛(17)을 위한 본 발명에 따른 장착 구조물이 제공된다. 상술한 바와 같이, 제트 드라이브 유닛(17)은 엔진(16)과 기능적으로 협력하는 방식으로 하우징(13)에 장착된다. 하우징(13)은 개구(20)를 갖는 후방면(21)에 제공된다. 개구(20)는 하우징(13)의 내부와 소통된다.

제트 펌프(25)는 드라이브 샤프트(124) 주위에 방사상으로 고정된 일련의 제트 블레이드이다. 도 25를 참조하면, 본 발명에 따라 구성되는 제트 펌프(25)의 사시도가 제공된다. 나선형 블레이드(500)는 도 1에 개략적으로 도시된 지지 부재(502)로부터 연장된다. 이 지지 부재(502)는 바람직하게 원추형이다. 복수의 블레이드가 나선형이며 이격되어 있기 때문에, 화살표(O)의 방향으로 블레이드 사이로 물이 들어온다. 제트 펌프 조립체(25)가 회전하기 때문에, 외측으로 뿐만 아니라 전방으로 물이 밀려나게 된다. 블레이드의 RPM이 증가함에 따라, 블레이드 사이에 캐비테이션이 증가한다. 또한, 최소한의 저항의 경로를 통해 물이 탈출하 게 된다. 대부분은 배수부(24)를 통해 전방으로 나아간다. 그러나, 블레이드 사이의 간격 때문에, 일부의 물은 캐비테이션과 파워 손실을 추가하면서 상류로 이동한다. 캐비테이션이 보다 커질 수록, 속도와 추진이 감소한다. 중첩되는 블레이드 사이의 간극의 크기의 함수로서 캐비테이션이 감소된다. 이 간극은 백분률로서 표시되는 1-((n-x)/n)의 함수로서 감소되며, 여기서 n은 현재 블레이드의 개수이며 x는 비교 제트 펌프와 비교할 때 추가의 블레이드의 개수와 동일하다. 실례를 통해, 블레이드의 개수가 3개에서 4개로 증가된다면, n=4 및 x=1이므로 증가량은 1-75%=25%이다. 블레이드가 2개에서 4개로 증가된다면, 블레이드가 등거리 간격임을 가정하여 간극이 50% 만큼 접근한다. 블레이드가 많아 질 수록 캐비테이션이 줄어든다. 그러나, 추진이 증가될 수 있는 한편, 속도는 증가되지 않는다.

따라서, 제트 펌프는 2개 유형의 블레이드, 임펠러 블레이드(510) 및 인덕션 블레이드(512)로 형성된다. 인덕션 블레이드(512)는 임펠러 블레이드(510)로 보다 밀집된 물 스트림을 제공하기 위해 임펠러 블레이드(510)를 향해 물을 끌어 들여서, 임펠러 블레이드(510)가 배수부(24) 밖으로 보다 많은 양의 물을 내보내게 한다.

각각의 인덕션 블레이드(520)는 길이(L_IN) 및 폭(W_IN)을 갖는다. 각각의 인덕션 블레이드(520)는 선단 에지 및 후단 에지를 구비한다. 각각의 인덕션 블레이드(520)는 일정하지 않은 피치를 갖는다. 즉, 인덕션 블레이드(520)는 선단 에지(522)가 나머지 부분의 피치 보다 작은 피치를 갖도록 구부러져 있다. 바람직한 실시예에서, 제한적인 것은 아니지만, 선단 에지(522)는 약 14도 각도의 피치를 가지는 반면, 인덕션 블레이드(520)의 후단 에지(522)는 약 17도 각도의 피치를 갖는다.

임펠러 블레이드(510)의 각각의 블레이드(500)는 길이(L_IM) 및 폭(W_IM)을 갖는다. 폭(W_IN)은 실질적으로 보다 작아서, 임펠러 블레이드(510)의 폭(W_IM)의 약 50% 내지 85%이다. 또한, 임펠러 블레이드(510)의 길이(L_IM)는 인덕션 블레이드(520)는 길이(L_IN) 보다 실질적으로 크다. 임펠러 블레이드(510)는 또한 후단 섹션(504) 보다 낮은 피치를 갖는 선단 에지(506)를 갖는 불균일한 피치를 갖는다. 임펠러 블레이드(510) 및 인덕션 블레이드(512)에서 보여지는 블레이드 각각을 따라서 피치의 변화는 후단 부분 보다 선단 에지에 보다 근접하게 발생된다.

임펠러 블레이드(512)는 임펠러 블레이드(512)의 상류의 개별의 선단 섹션으로 보여짐을 주의한다. 그러나, 역시 본 발명에 따라서 임펠러 블레이드(510) 사이에 산재되거나 끼워 넣어진 인덕션 블레이드(512)를 제공하게 된다. 바람직하게 임펠러 블레이드의 상류에서 제트 펌프 내의 임펠러 블레이드와 협력하여 인덕션 블레이드를 제공함으로써, 보다 밀집된 물이 임펠러 블레이드에 전달되어 보다 향상된 추진 및 속도를 제공한다. 4개 이상의 임펠러 블레이드를 제공함으로써, 물의 역류를 상당히 감소시키도록 블레이드 사이에서 갭이 충분하게 밀착된다. 다른 블레이드를 추가하면 가속시 속도를 감속시키는 캐비테이션이 증가한다. 따라서, 인덕션 블레이드(512)가 제공된다.

제트 펌프(24)의 블레이드의 작용의 결과, 물이 화살표(P)의 방향(도 1, 도 2)으로 배수부(24)를 나온다. 그러나, 물은 난류이며 에너지가 모든 방향으로 흐른다. 따라서, 제트 펌프(25)로부터 나오는 물을 같은 방향으로 하기 위해 도 26에 도시된 바와 같은 스테이터(600)가 배수부(24)에 제공된다. 스테이터(600)는 중심 부재(602)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 중심 부재(602)는 원추형이다. 복수의 블레이드(604)는 원추형 중심 부재(602)로부터 배수부(24)의 벽으로 연장된다. 바람직한 실시예에서, 벽(606)은 블레이드(604)와 일체로 형성되어 배수부(24) 또는 블레이드(604) 내부에 장착되는 일체형 유닛을 형성하며, 원추형 중심 부재(602)는 배수부(24) 내부에 하우징 구조물과 일체로 형성될 수 있다.

물이 스테이터(600)를 통해 유동함에 따라, 하나의 방향으로 유동하도록 안내되지만, 일부의 에너지가 손실되고 물의 유동이 속도를 잃는다. 이어서, 보트 속도가 떨어진다. 그러나, 체적 감소 부재(610)는 원추형 부재(602)로부터 배수부(24)의 배출부 안으로 연장된다. 바람직한 실시예에서, 체적 감소 부재(610)는 단순히 원추형 부재(602)로부터의 연장 부재이다. 그러나, 스테이터(600)를 통해 유출되는 물의 유동 경로를 실제로 방해하지 않고 배수부(24) 내부의 체적을 감소시키는 임의의 구조물이 사용될 수 있다. 배수부(24) 내에서 물에 이용가능한 체적을 감소시킴으로써, 물의 속도가 증가되고, 배수부(24)에서의 제트에서 유출되는 물 기둥의 압력이 증가되어, 엔진(10)에 증가된 추진 및 속도를 제공한다.

제트 드라이브 유닛(17)은 제거가능한 카트리지로서 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제트 드라이브 유닛(17)은 제거가능한 제트 하우징(206) 내에 보 유된다. 제트 하우징(206)은 드라이브 샤프트(124)가 배치되는 드라이브 샤프트 하우징(201)을 지지한다. 드라이브 샤프트 하우징(201)은 개구(20) 내에 수용되며 개구(20)를 통해 연장되고 하우징(13)에 의해 수밀식 밀봉을 형성한다. 바람직한 실시예에서, 하우징(201)은 하우징(13)의 짝맞춤 볼팅 플레이트(204)에 볼팅 플레이트(202)를 사용하여 볼트 결합된다. 종래에 알려져 있는 가스킷 및 시일(seal)은 수밀식 방법으로 하우징(13)에 하우징 유닛(201)을 고정시키는데 사용된다.

제트 유닛(17)은 드라이브 샤프트(124) 주위에 하나의 유닛으로서 형성된다. 따라서, 하우징 유닛(201) 내부에 장착되는 드라이브 샤프트(124)는 개구(20)를 통해 하우징(201)을 포함한 전체 유닛을 간단히 미끄러뜨림으로써 하우징(13)에 용이하게 장착될 수 있다. 드라이브 풀리(28)는 드라이브 샤프트(124)에 고정되며, 차례로 드라이브 벨트(27)에 부착되고, 전체 제트 추진 유닛은 엔진 하우징(13)에 부착된다. 이 결과, 물과 접촉해 있어야만 하는 제트 유닛 구조물과 부식을 방지하기 위해 물로부터 멀어 떨어져 유지되는 엔진 구조물 사이에 분리가 제공되는 한편 단순한 조립체가 제공된다.

일 실시예에서, 드라이브 샤프트 하우징(201)은 제트 유닛 하우징(206) 내부에 미끄럼가능하게 수용된다. 제트 유닛 하우징(206)은 후방에 하우징을 볼트 결합시킴으로써 하우징(13)의 후방면(21)에 장착된다. 아웃보드 추진 시스템(10)의 전체적인 형상을 유지시키기 위해, 엔진 하우징(13)에는 제트 유닛 하우징(206)을 수용하기 위한 오목부(210)가 형성될 수 있다. 하우징(206)에는 하우징(13)에 부착하기 위한 플레이트(208)가 형성된다.

드라이브 샤프트(124)를 따라서의 진동은 드라이브 샤프트에 마모와 찢김을 야기한다. 이것은 드라이브 샤프트(124)의 단부 각각에서 실제로 심각하다. 도 9에 도시된 바와 같이, 브라켓(212)은 드라이브 풀리(28)와 인접한 드라이브 샤프트(124)의 단부에서 하우징(13)의 내부에 드라이브 샤프트 하우징(201)을 부착시킨다. 그 단부에서 드라이브 샤프트(124)를 안정화시키기 위해 드라이브 샤프트 하우징(201)의 어느 측면에 브라켓(212)이 제공된다.

예시적인 실시예에서, 브라켓은 밀링(milling)된 강, 알루미늄, 스테인레스 강 또는 다른 물질로 이루어질 수 있다. 스테인레스 강은 해양 환경을 위한 강성도, 내식성 및 중량의 최상의 조합을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 브라켓(212)은 본 발명의 범위 내에서 이 브라켓(212)이 엔진 격벽 내의 여러 위치에 부착될 수 있음을 이해할 수 있지만 최상의 지지를 제공하기 위해 가능한 한 드라이브 샤프트(124)의 단부에 근접하듯이 부착될 필요가 있다. 드라이브 샤프트(124)의 각 측면 바로 위와 측면 상에 부착되는 브라켓(212)은 최상의 지지를 제공하는 한편, 브라켓이 유지 보수를 위해 접근 가능하며 부착구, 볼트 구멍, 볼트 등을 가능하면 빌지 영역 위의 높이로 유지되게 한다.

드라이브 샤프트 하우징(201)의 길이를 따라 거의 중앙에 브라켓(202)을 위치시킴으로써, 드라이브 샤프트(124)의 추가의 지지가 제공된다. 부착되면, 하우징(13)과 제트 유닛 하우징(206) 사이에 플랜지(202)가 배치되며, 이 플랜지(202)는 그 길이를 따라 추가로 지지하는 드라이브 샤프트(124) 모두에 단단히 부착된다. 상술한 바와 같이, 샤프트 하우징(201)은 엔진 하우징(13) 및 제트 하우 징(206) 안으로 미끄러진다. 3개의 격벽이 용접, 볼트 결합 또는 다른 공지된 수단에 의해 플랜지(202)에 부착되며, 제트 하우징(206)의 볼트 플레이트(208)는 하우징(13)의 후방면(21)에 볼트 결합된다. 이러한 방법으로, 하우징(13)의 후방면(21) 상의 수용 영역(210) 내부에 제트 하우징(206)이 수용되고 위치된다.

바람직한 실시예에서, 드라이브 샤프트의 중앙에 근접한 플랜지를 구비하여 최상의 지지를 제공한다. 드라이브 샤프트의 단부에서의 다른 지지가 도움이 되지만 반드시 필요한 것은 아니다. 지지 시스템은 밀링된 강, 알루미늄, 스테인레스 강 또는 다른 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 스테인레스 강은 해양 환경에 대해 강성도, 내식성 및 중량의 최상의 조합을 제공한다.

아웃보드 추진 유닛(10)은 자동차에 사용되는 것과 유사한 폐루프 냉각 시스템을 이용한다. 바람직한 실시예에서, 추진 유닛(10)은 자동차 내의 라디에이터와 유사한 방식으로 엔진(16)을 냉각시키도록 물-대-물 열 교환기를 사용한다. 엔진, 수냉식 배출 매니폴드, 및 오일 냉각기을 통해 순환하는 물은 자동차에서 사용되는 것처럼 신선한 물로 처리되지만, 물 탱크형 라디에이터를 사용하지 않는다. 추진 유닛(10)은 작동되는 동안 엔진 내부를 해수 또는 오염된 신선한 물에 노출시킬 수 없다. 오히려, 순환되는 해수에 의해 냉각되는 열 교환기를 통해 엔진수 펌프에 의해 뜨거운 엔진수가 순환된다. 높은 보수 고무 해수 펌프 임펠러를 제거하고 개별 엔진 구동식 해수 펌프에 대한 조건을 제거하는 물 제트에 의해 열 교환기를 통해 해수가 펌핑된다.

다른 장점으로, 추진 유닛(10)에는 터보차저가 설치될 수 있다. 선박용 추 진 유닛(10)은 또한 엔진의 흡입 매니폴드 안으로 삽입되기 전에 압축된 공기를 냉각시키기 위해 스테인레스 강 및 백동 인터쿨러를 포함한다. 터보처저에 의해 유입 공기를 압축시키는 프로세스는 공기의 온도를 상승시킨다. 인터쿨러 내에서 해수에 의해 유입 공기를 냉각시킴으로써 보다 경제적으로 엔진이 보다 많은 파워를 생성시킬 수 있으며 엔진 배출부로부터의 연기 및 다른 오염물질을 감소시켜서 환경 표준에 부합된다.

다른 장점으로, 선박용 추진 유닛(10)에는 연료 냉각기가 설치될 수 있다. 연료 분사식 엔진은 엔진이 필요로 하는 것 보다 많은 연료를 엔진에 전달함이 확실하다. 초과의 연료는 나중에 사용하기 위해 연료 탱크에 돌려 보내진다. 돌려 보내진 연료는 엔진에 의해 가열되며 일정 시간이 지나서 탱크 내의 연료의 온도를 상승시키는 경향이 있다. 보다 높은 연료 온도는 엔진 파워 및 성능을 감소시킨다. 연료 냉각기는 이러한 문제를 해소한다. 연료 냉각기는 스테인레스 강 및 백동으로 이루어지며 냉각용 해수를 사용한다.

이제 도 24를 참조하면, 냉각 시스템을 사용하는 아웃보드 추진 유닛(10)이 제공된다. 용이한 설명을 위해 유사한 구조를 지시하는데 유사한 도면 부호가 사용된다. 추진 유닛(400)은 엔진(16) 및 제트 유닛(17)을 포함한다. 하우징(404)에 의해 제트 유닛(17)에 열 교환기(402)가 연결된다. 이 열 교환기(402)는 또한 하우징(406)에 의해 엔진(16)에 연결된다. 제2 하우징(408)은 인터쿨러(410)에 열 교환기(402)를 연결한다. 인터풀러(410)는 하우징(412)에 의해 엔진(16)이 배출부(414)에 연결된다. 또한, 인터쿨러(410)는 엔진(16)의 터보차저와 엔진(16)의 연료 라인에 연결된다.

작동하는 동안, 하우징(404)은 제트 유닛(17)에 연결되며 제트 유닛(17)을 통해 제트 스트림이 이동할 때 제트 스트림의 일부분을 빨아 들여서 압력 하에서의 물이 열 교환기(402) 안으로 화살표(M) 방향으로 이동한다. 호스(406)는 하우징(404)으로부터 열 교환기(402) 안으로 유동하는 냉각수에 의해 둘러싸인 열 교환기(402) 내부에서 배관(도시하지 않았지만 당해 기술에서 공지되어 있음)과 소통한다. 이러한 방법으로, 엔진(16)은 제트 유닛(17)을 통과하는 물과 격리된다. 제트 스트림과 중력에 의해 제공되는 압력은 가열된 물이 인터쿨러(410) 안으로 화살표(N) 방향으로 호스(408)를 통해 열 교환기(402)에서 유출되게 한다. 인터쿨러(410)는 배관 시스템을 포함하며, 이 배관 시스템은 터보차징된 엔진에 대해 보다 큰 효율을 제공하기 위해 터보차저, 배출부(414), 및 엔진 내부의 공기 및 연료를 냉각시키기 위한 엔진(16)의 연료 라인과 소통한다. 냉각기 연료는 엔진의 마력을 증가시킨다.

열 교환기(402) 및 인터쿨러(410)는 각각 엔진(16)의 수평 배향에 관해 바람직하게 수직으로 배향됨을 주지한다. 이러한 방법으로, 실제로 아웃보드 추진 시스템(10)이 가동되지 않는다면, 중력이 열 교환기(402)로부터 호스(408) 또는 호스(404) 안으로 해수 또는 청결한 물을 드레인시킨다. 이러한 방식으로, 필요 이상으로 열 교환기(402) 내에 해수가 남아 있지 않게 되어, 열 교환기(402) 내부의 임의의 배관 또는 인터쿨러(410) 내부의 구조물의 부식을 감소시킨다. 또한, 열 교환기(402)는 발마직하게 스테인레스 강 및 백금으로 이루어지며, 이들 모두는 엔 진(16)의 내부가 해수에 결과 노출되지 않도록 보장하는 것을 돕는 상당한 내식성 합금이다. 또한, 각각의 보트 트립 후에 엔진 플러싱(flushing)이 필요없는데, 이는 폐루프 냉각 시스템이 제공되기 때문이며, 엔진(16)은 보다 길고 신뢰할 만한 수명을 가지게 된다.

도 37을 참조하면, 엔진의 마력을 증가시키는 연소에 앞서 엔진을 냉각시키기 위한, 대체로 도면부호 800으로 지시되는 냉각 조립체의 개략도가 제공된다. 이러한 실시예에서, 냉각은 인터쿨러(410)가 아닌 열 교환기(402)에 의해 실시된다. 냉각 조립체(800)는 열 교환기(402)의 정상 단부에 위치되는 연료 냉각기(802)를 이용한다. 열 교환기(402) 내부에서 순환하는 물은 화살표(Z)로 나타내어 진다. 연료 냉각기(802)는 열 교환기(402) 내부에 배치되어 열 교환기(402) 내부의 물이 연료 냉각기(802) 내부의 연료를 냉각시킨다.

냉각 시스템(800)은 펌프/필터(804)를 또한 포함한다. 연료 라인은 연료 호스, 전달 라인 및 복귀 라인을 포함하며, 연료가 화살표 방향으로 유동한다. 펌프/필터(804)는 연료 호스(806)를 따라 연료를 수용한다. 바람직한 실시예에서, 연료 호스(806)는 연료 탱크(도시하지 않지만 바람직하게 하우징의 외부)를 냉각 시스템(800)에 연결시킨다. 바람직한 실시예에서, 사전에 연료를 여과시키기 위한 필터(808)가 연료 호스(806)를 따라 배치된다. 전달 라인(810)은 개략적으로 도시된 엔진(16)으로부터 연료 냉각기(802)로 가열된 연료를 전달한다. 복귀 라인(811)은 냉각된 연료를 필터(812)로 돌려 보낸다. 이어서, 필터(812)는 탱크로부터 들어오는 냉각된 연료와 상기한 냉각된 연료를 혼합하며, 제2 필터(814)를 통 해 엔진(16)으로 연료를 펌핑하는 리프트 펌프(805)에 연료를 주입한다.

바람직한 실시예에서, 연료 냉각기(802) 내부의 열 교환기(402)에서 전달 라인이 복귀 라인으로 병합되는 복귀는 열 교환기(402)의 냉각 효과로 최대 표면적 노출을 허용하도록 코일일 수 있다.

과거에, 엔진(16)에 의해 연소되지 않았던 가열된 연료는 아웃보드 시스템의 연료 탱크로 돌려보내 졌었다. 연료 탱크로 가열된 연료를 복귀시키는 것은 대체로, 산화 및 온도 상승으로 인한 해조류 성장을 촉진시키는 연료 온도의 상승으로 인해 마력을 손실한다. 다수의 아웃보드 선박은 탱크 상에 연료 복귀를 위한 설비를 갖지 않는다. 상술한 구조물에 의하면, 열 교환기(402)의 상부에서 연료를 상당히 냉각시키고 연료 필터(812)의 상부로 냉각된 연료를 복귀시킴으로써, 저압 또는 리프트 펌프(805)가 냉크로의 복귀 라인이 제거되는 것을 허용한다. 엔진은 이제 연료 온도가 증가할 때의 통상의 마력 손실없이 연속해서 최대 파워를 생산할 수 있다. 뜨거운 연료를 탱크로 돌려보내지 않음으로써, 마력 손실이 방지되며, 산화 및 온도 상승에 기인한 해조류 성장이 최소화 또는 제거된다. 본 발명은 도 37에 도시된 바와 같이 열 교환기 및 연료 라인에 대해 모듈식 추가 장치가 있을 때 설치가 용이하고 안전하며 저렴하다. 본 발명은 또한 군사용 연료인 JP8(제트 연료를 이러한 연료와 연관된 열 관련 내구성 문제 없이 사용할 수 있게 해 준다.

종래의 아웃보드 및 터보차지된 선박 엔진에서는 낮은 RPM에서의 터빈 출력에 RPM을 맞추야 할 필요가 있었다. 이것은 종래의 아웃보드 모터에 저단(저속, 저 토크) 파워를 전달할 것을 요구하였다. 그러나, 상기한 바와 같은 신규한 배향 및 구조의 결과 종래의 자동차 모터에 의해 구동되는 제트 펌프를 제공함으로써, 본 발명의 제트는 RPM에 관계없이 엔진에 연속적으로 작은 토크 부하를 제공한다. 따라서, 폐기물 게이트에 대한 필요성이 없다.

바람직한 실시예에서, 터보차저(402)는 종래에 공지된 폐기물 게이트를 통한 에너지 방출 보다는 엔진에 터보 특성을 맞춤으로써 배압(back pressure)의 상승을 제어한다. 하우징 직경 또는 영역/반경비는 하우징 측 상에 보다 높은 압력을 제공하기 위해 최대 RPM에서 터빈 속도를 최적화시키기 위해 배출 가스 체적 및 속도를 제어하도록 조절된다. 이제 도 35를 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 터보차저의 개략도가 제공된다.

엔진으로부터 추가의 파워를 얻는 일이 종종 필요하다. 본 출원인은 냉각된 연료와 혼합해서 또는 단독으로 터보차저(420)를 사용하여 150마력 엔진을 200 마력 엔진으로 상승시킬 수 있음을 알았다. 터보차저(420)는 제1 터빈 하우징(424)을 포함한다. 하우징은 엔진(422)의 배출부(428)에 연결된 흡입부(426)를 포함한다. 터빈(430)은 입력부(428)과 하우징 배출부(432) 사이에서 터빈 하우징 내부에 회전가능하게 배치되어, 배출부(432)를 향해 터빈(430)의 블레이드를 통과할 때, 엔진 배출부(428)를 통해 유출되는 엔진(422)으로부터의 배출에 의해 터빈(430)이 구동된다. 터빈(430)은 배출 유동 경로 내에 있다. 이 터빈(430)은 저단(low end) 파워를 제공하는 엔진의 터보 차징을 제공하는데 사용되는 배출 터빈보다 크다.

제2 하우징(450)은 각각의 실린더 챔버 안으로 엔진(422)으로의 출력을 제공 하는 배출부(452) 및 대기를 수용하기 위한 흡입부(456)를 구비한다. 공기 압축기(454)는 하우징(450) 내부에 회전가능하게 내장되며 공기 흡입부(456)와 배출부(452) 사이에서 유동 경로를 따라 있다. 공기 압축기(454)는 엔진에 저단 파워를 제공하는데 사용되는 압축기 보다 작다. 샤프트(460)는 공기 압축기(454)에 터빈(430)을 연결시킨다. 따라서, 엔진(422)이 배출을 발생시키면, 엔진은 터빈(430)을 회전시키고, 이어서 공기 압축기(454) 내의 샤프트(460)를 회전시킨다. 공기 압축기(454)의 회전에 의해, 배출부(456)에서의 진공이 압축기(454)를 통해 하우징(450) 안으로 대기를 흡인한 후 배출부(452)를 통해 엔진(422) 안으로 정압 하에서 가압된다. 이것은 엔진의 실린더(422) 내에 추가의 산소를 제공하여 피스톤을 구동시키기 위한 추가의 에너지와 보다 큰 폭발을 야기시킨다.

압축기 및 배출 터빈의 크기 및 영역/반경 비를 조절하여 보다 향상된 효율성을 제공한다. 이것은 단독으로 또는 냉각된 연료 및/또는 냉각된 유입 공기의 사용과 병행하여, 약 25% 이상 만큼 마력 효율을 증가시켜서, 약 150 마력을 약 200 마력의 제트 추진 시스템으로 만든다.

종래에 공지되었듯이, 때때로 공기는 하우징(450)을 통해 역류하여 효율성을 감소시킨다. 역류의 결과의 초과의 압력이 방출될 수 있도록 폐기물 게이트를 제공하는 것이 공지되어 있다. 하우징을 통한 기류의 정확한 체적 및 속도를 제공하도록 하우징(450)의 크기를 정함으로써, 폐기물 게이트의 필요성이 제거된다.

이러한 엔진 및 연관된 제어는 또한 비제한적인 실례를 통한 상표면 Zodiac으로 제조되는 것과 같은 강성의 팽창성 보트(RIB)와 함께 사용하기에 적합하다. 또한, 현재의 엔진의 사용은 자가-유지 RIB의 신규한 장점을 제공한다. RIB가 갖는 한 가지 단점은 팽창성 구조물이 필수적으로 대기의 함수로서 체적을 변화시킨다는 점이다. 고체로 나타내어 지는 팽창성 섹션이 태양으로 증발되는 경우, 냉각수 내에 배치되는 경우 체적이 손실된다. 또한, 어떠한 기밀이든지, 팽창된 대상물은 밸브, 시임 또는 물질을 통한 누수에서의 초과 시간에 축소되는 경향이 있다. 따라서, 자가-팽창 메카니즘이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 구성되는 엔진을 통해 이동하는 저압의 공기가 존재한다. 대체로, 공기는 25psi로 엔진을 통해 이동한다. 본 발명에서, 저압 하의 공기의 일부분을 빨아 들이기 위한 엔진의 유입 공기 통로를 따라 탭이 제공된다. 호스 또는 다른 유형의 배관 또는 튜브는 탭 또는 매니폴드를 팽창되는 구조물에 연결시킨다. 배관에 의해 형성되는 라인을 따라 조절기가 제공될 수 있다. 조절기는 하류의 압력이 팽창을 허용하는 미리정해진 수준 아래로 떨어지는 경우 개방되는 압력-제어형 다이어프램(diaphragm)이다. 팽창된 구조물 내의 압력이 미리정해진 양을 초과한다면 공기가 반대 방향으로 방출될 수도 있다.

도 10 내지 도 18을 참조하면, 제트 엔진의 다른 실시예가 제공된다. 용이한 기재를 위해 동일한 구조에 대해 동일한 도면 부호를 사용한다. 제트 출구부(54)도 1)를 나오는 물은 아웃보드 추진 엔진과 부착된 보트에 대해 구동력을 제공하는 것이다. 배출부(54)가 상술한 바와 같이 하우징(13)의 고정된 구조물에 고정되어 있기 때문에, 반대 작동 및 조향을 허용하기 위한 메카니즘이 필요로 하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 버킷 조립체(300)가 배출부(54)에서 제트 드라이브 유 닛(17)에 부착되어, 배수부(24)를 나오는 물이 버킷 조립체(300)에 의해 작동된다.

이 버킷 조립체(300)는 버킷 하우징(308)을 포함한다. 버킷 하우징(308)은 서스펜션 아암(35)에 의해 하우징(13)으로부터 현수되는 새들(saddle; 302)에 의해 지지된다. 서스펜션 아암(35)은 스티어링 로드(steering rod; 306)에 기능적으로 연결된다. 버킷 하우징(308)을 지지하기 위한 임의의 구조물이 버킷 하우징(308)이 배수부(24)를 나오는 물을 수용하도록 배수부(24)에서 지지되는 한 사용될 수 있음이 본 발명의 범위 내에서 이해된다. 버킷 하우징(308)은 배수부(24)를 나오는 물을 수용하기 위한 입구 포트(309), 하우징(308)에 물이 생성되게 하기 위한 제1 배출부(311) 및 제2 배출부(314)를 구비한다.

버킷 조립체(310)는 하우징(308) 상에 피봇가능하게 장착된다. 버킷 연결부(312)는 버킷(310) 및 리버스 케이블(314)에 연결되며, 이 리버스 케이블(314)은, 버킷(310)이 화살표(A) 방향으로 배출부(311)를 물이 통과할 수 있게 개방되는 제1 위치로 화살표(C)의 방향으로 버킷(310)이 회전하도록 버킷 연결부(312)를 제어한다. 버킷 연결부(312)는 또한 제1 배출부(311)(도 12)에 근접하도록 화살표(B)의 방향으로 이동하고 하우징(308)의 제2 배출부(314)를 통해 물 경로를 재인도하도록 버킷(310)을 제어한다. 하우징(13)을 향해 뒤로 실질적으로 화살표(D) 방향으로 물을 안내하도록 배출부(314)에 방향성 부재(316)가 제공된다.

피봇이동하는 버킷 형상 부재가 사용되지만, 배수부(311)를 선택적으로 개폐시키는 임의의 구조물이 사용될 수 있음을 주지한다. 바람직한 실시예에서, 단지 실례로서, 연결 메카니즘(312)은 피봇부를 갖는 2개의 아암(arm)형 구조물이며, 화 살표(E)의 방향(도 13)으로 리버스 케이블(314)의 이동이 부재(312)의 피봇점을 상승시키고 2개의 아암을 함께 가져 오며 거리를 단축시키도록 리버스 케이블(314)에 연결되는 위치에서 하나의 아암을 다른 아암에 연결시키며, 버킷(310)을 새들(302)을 향해 끌어 들이고 버킷(310)을 화살표(C) 방향으로 상승시킨다. 이러한 방법으로, 화살표(A)의 방향으로 실질적으로 물이 통과되는 것이 저지되지 않으며, 푸싱 하우징(13) 및 이 하우징(13)에 부착된 보트를 전방으로 밀어 낸다. 그러나, 버킷(319)을 이동시키기 위한 임의의 구조물이 사용될 수도 있다.

리버스 케이블(314)이 화살표(F)의 방향(도 12)으로 이동되는 경우, 부재(12)의 아암이 벌려져서, 화살표(B)의 방향으로 버킷(310)을 회전시키고 하우징(308)의 일단부를 폐쇄시키며 화살표(D)의 방향으로 유출되는 물이 보트를 향해 강제 이송된다. 가이드 부재(316)에 의해 안내되는 바와 같이 개구(314)를 통해 유출되는 물의 힘은 반대 방향으로 보트를 밀어낸다. 리버스 케이블(314)은 기계식 또는 전자식 제어에 의해 보트의 제어부에 연결된다.

바람직한 실시예에서, 리버스 케이블이 스티어링 노즐 상에 장착된다. 이것은 최대 역추진 제어를 제공하며, 표분 3인치 스트로크 케이블을 사용하여 리버스 버킷에 의해 정상적인 역 방향을 유지하도록 스티어링 노즐이 장착된다. 케이블을 물 밖으로 유지시키기 위해, 수직 작동이 구상되었다. 즉, 물로부터 실질적으로 떨어진 제트 팩 유닛(17) 위로 하우징(308)과 협력하도록 케이블 구조물이 장착된다. 이것은, 정상적인 물 라인 위로 부재(312)의 스테인레스 푸시/풀 로드를 제외하고, 전체 케이블을 유지시키고, 보트에 대해 시일 또는 방진의 필요성을 제거한 다. 리버스 버킷이 조향하는 동안 과도하게 위와 아래로 이동하는 것을 방지하기 위해, 리버스 케이블(312)이 스티어링의 회전 지점에 근접하게, 즉 스티어링 로드의 스티어링 케이블(304, 306) 부근에 위치하게 된다.

바람직한 실시예에서, 리버스 버킷, 레버, 베어링 및 볼트는 스테인레스 강으로 이루어지며, 알루미늄, 유리섬유, 플라스틱 또는 임의의 강성 물질과 같은 임의의 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 케이블(314)의 스트로크는 약 3인치로 제한되는 것이 바람직하고, 연결되는 경우 버킷에 추가의 역회전을 제공하는 전체 역 위치에 부합되도록 리버스 버킷이 내려오는 배출부 아래에 추가의 고정 디버터 등을 배치함으로써 달성되는 최소 성과를 갖는 최대량의 리버스 방향으로 핸드-파워식으로 이동될 것이다. 케이블(314)의 단부는 새들(302)에서 스위벨(swivel)(볼-타입)을 가져서, 스티어링이 변환되고 임의의 스티어링 역 버킷 위치 상에서의 각도 변화를 허용하는 동안 케이블이 고정을 유지하게 한다. 보트에 제공되는 부재(12)의 아암은 전방 위치로 반대로 로킹하도록 구성되어, 케이블 상의 킥백(kickback)을 제거하고, 버킷을 제 위치에 유지시키도록 케이블 상에 의존하지 않고 역기어에서 완전 추진의 사용을 허용한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종래의 프로펠러 엔진 스로틀에 공지되듯이 거동하도록 운전자에게 보이는 간단한 제어 레버가 바람직하다. 도 31 내지 도 35를 참조하면, 본 발명에 따라 엔진의 속도 및 방향을 제어하기 위한, 전반적으로 도면부호 1000으로 나타낸 레버 조립체(1000)가 제공된다. 바람직한 이점은 단일 레버를 제공한다는 점이며, 이 레버는 모션의 범위를 통해 방향 뿐만 아 니라 보트가 이동하게 될 속도 모두를 제어하도록 케이블(314)을 제어한다.

시프트 조립체(1000)는 하우징을 포함한다. 시프트 플레이트(1010), 스로틀 플레이트(1200), 및 이들 사이에 배치되며 시프트 플레이트(1010) 및 스로틀 플레이트(1200)와 기능적으로 연결되는 레버 플레이트(1100)가 하우징(1001) 내부에 장착된다.

시프트 플레이트(1010)(도 31)는 후술할 플레이트에 대한 회전 축선을 형성하는 관통홀(1012)을 포함한다. 제1 만곡형 채널(1014)은 시프트 플레이트(1010)의 표면(1016)을 따라 실질적으로 L자형을 갖는다. 채널(1014)의 경로를 따라 그 일단부에 멈춤쇠(1018)가 제공된다. 채널(1014)의 경로를 따라 채널(1014)의 타단부에 엘보우 영역(1020)이 형성된다. 실질적으로 L자형의 제2 채널(1030)이 표면(1016)을 따라 시프트 플레이트(1010) 내에 형성된다. 채널(1030)은 시프트 플레이트(1010)를 통해 연장된다. 채널(1030)은 엘보우 영역(1034) 및 멈춤쇠(1032)를 포함한다. 멈춤쇠(1032) 및 엘보우 영역(1034)은 채널(1030)의 양 단부에 형성된다.

제3 채널(1040)은 그 표면(1016)을 따라 시프트 플레이트(1010)를 관통해서 형성된다. 제3 채널(1040)은 또한 제1 단부에 위치한 엘보우 영역(1042) 및 제2 단부에 위치한 멈춤쇠(1044)를 포함한다. 채널(1014, 1030)과 마찬가지로, 채널(1040)은 멈춤쇠를 갖는 일단부와 엘보우 섹션을 갖는 타단부를 구비한다.

일반적으로 채널(1018, 1013)은 채널(1040)로부터 회전 축선(1012)의 반대측 상에 시프트 플레이트(1010) 상에 실질적으로 놓인다.

케이블(314)은 시프트 플레이트(1010)를 버킷(310)에 연결시킨다. 케이블(314)은 시프트 섹션(1050)에서 플레이트(1010)에 연결된다. 시프트 플레이트(1010)의 이동으로 인해 버킷(310)이 이동된다.

도 32를 참조하면, 스로틀 플레이트(1200)가 도시된다. 스로틀 플레이트(1200)는 스로틀 플레이트(1200)를 통해 연장하는 회전공 축선(1202)을 포함한다. 실질적으로 낫(scythe) 형상을 갖는 채널(1204)은 표면(1206)을 따라 스로틀 플레이트(1200)를 통해 연장된다. 채널(1204)은 곡선형 부분(1208)으로부터 엘보우 부분(1212)을 가로질러 제1 평탄화 부분(1210) 안으로 연장하는 곡선형 부분(1208)을 포함한다. 채널(1204)의 반대측 제2 단부에는, 채널(1204)의 직선화에 의해 형성되는 멈춤쇠(1216)에 의해 곡선형 부분(1208)으로부터 분리된 실질적으로 직선형 제2 부분(1214)이 존재한다.

표면(1206)을 가로질러 스로틀 플레이트(1200)를 통해 실질적으로 U자형의 채널(1220)이 형성된다. 표면(1206)을 따라 스로틀 플레이트(1200)를 통해 레버 샤프트 수용 채널(1222)이 형성되며, 이 레버 샤프트 수용 채널(1222)은 U자형 채널(1220)에 의해 형성되는 아암 내부에 실질적으로 배치된다.

스로틀 프레이트(1200)는 작동 영역(1250)을 포함한다. 작동 영역(1250)은 케이블(720)에 연결되며 차례로 엔진(16)의 스로틀에 연결된다. 단순화된 실시예에서, 케이블(720)이 부착되기 위한 최대 토크를 제공하기 위해 작동 영역(1250)의 말단 단부에 연결 구멍(1252)이 제공된다. 그러나, 커플링, 버클 등의 사용과 같이 종래에 공지된 부착 방법이 스로틀 플레이트(1200)에 케이블(720)을 부착시키기 위해 사용될 수 있다. 케이블(720)이 화살표(Y)의 방향으로 당겨짐에 따라, 엔진(16)의 RPM이 증가하고, 이어서 제트 드라이브(26)의 RPM과 배출부(24)로부터의 물 유동의 압력 및 속도가 증가한다.

도 33을 참조하면, 도면부호 1100으로 전반적으로 나타낸 레버 플레이트가 제공된다. 회전공(1102)의 축선은 레버 플레이트(1100)를 통해 연장된다. 제1 표면 상에서, 롤러(1104, 1106, 1108)는 레버 플레이트(1100)의 제1 표면(1110) 상에 배치된다. 롤러(1104)는 표면(1110)으로부터 외측으로 연장되며, 레버 조립체가 조립되는 경우 시프트 플레이트(1010)의 채널(1040)을 통해 수용된다. 유사하게, 롤러(1106)는 채널(1020) 내부에 수용되며, 롤러(1108)는 채널(1032) 내부에 수용된다.

롤러(1110, 1112)는 레버 플레이트(1100)의 반대측(1116) 상에 배치되며 스로틀 플레이트(1200)의 채널(1214, 1220) 내부에 수용되도록 위치한다. 특히, 롤러(1110)는 채널(1220) 내부에 수용되며 롤러(1112)는 채널(1214) 내부에 수용된다. 아래에 설명하듯이, 각각의 롤러는 각각의 채널을 따라 미끄러지도록 구성된다.

레버 플레이트(1100)는 레버 조립체(1000)가 완전히 조립될 때 레버 플레이트(1100)를 작동시키기 위한 레버(1120)를 포함한다. 레버 조립체(1000)는 하우징(1001) 내부에 배치된다. 제1 샤프트(도시 안됨)는 하우징(1001)으로부터 회전공 축선(1012, 1202)을 통해 연장한다. 제2 샤프트는 하우징(1001)으로부터 레버 플레이트(1100)의 회전공 축선(1102)을 통해 연장한다. 각각의 롤러(1104, 1106, 1108, 1110, 1112)는 실선으로 도시된 바와 같이 역방향으로 각각의 채널 내부에 위치된다. 전방 방향으로 로킹된 위치는 가상선으로 도시된다.

이러한 구성에 대해, 실선으로 도시한 바와 같이, 상세한 설명은 완전 스로틀에서 역 방향으로 엔진이 로킹된 상태에서 시작한다. 레버 플레이트(1100)가 화살표(W)의 방향으로 회전됨에 따라, 롤러(1104)가 화살표(T)의 방향으로 채널(1040)을 따라 이동하고, 롤러(1108)가 화살표(U)의 방향으로 이동하며, 롤러(1106)가 화살표(V)의 방향으로 채널(1018)을 따라 이동한다. 롤러(1104)는 엘보우 영역(1042)에 의해 역 위치로 유지된다. 힘의 작용없이, 롤러(1104)가 엘보우 영역(1042)을 가로지르는 것이 어렵다. 유사하게, 롤러(1106, 1108))가 각각의 멈춤쇠(1018, 1030)를 가로지르기가 어렵고, 역 방향에 각각의 롤러를 유지시킨다. 롤러가 각각의 채널을 가로지르면, 롤러는 그 회전 시 레버 플레이트(110)를 지지하는 효과를 갖는 회전 축선(1012)을 중심으로 각각의 가이드 채널 회전 플레이트(1010) 상에 힘을 인가한다. 이것은 케이블(314)을 상승시키고, 이어서 버킷(310)을 상승시키며 배출부(314)로부터 배출부(311)로 더욱 더 물 유동을 전환시키며, 초기에 역 방향으로의 속도를 감소시킨다.

동시에, 롤러(1110, 1112)는 각각의 채널(1220, 1204)을 통해 이동한다. 역으로부터 전방으로 나아갈 때, 롤러(1110)는 화살표(S)의 방향으로 채널(1220) 주위로 이동하는 동안, 롤러(1112)는 채널(1204)를 통해 화살표(R)의 방향으로 이동한다. 이로 인해 스로틀 플레이트(1200)가 화살표(Q)의 방향으로 회전한다. 또한, 방향 변경에 의해 시프트 플레이트(1010)가 회전함에 따라 시프트 플레이 트(1010)가 작동하기 때문에, 레버 플레이트(1100)가 스로틀 플레이트(1200)에 관해 아래로 캠 이동하고 그 회전 축선(1102)이 화살표(X)의 방향으로 이동하여, 실제로 스로틀 플레이트(1200)가 회전 축선(1202)을 중심으로 회전하여 스로틀 플레이트(1200)를 상승시킨다. 이를 고려한 다른 방법으로, 플레이트(1200)가 스로틀(12)에 관해 상승하여, 시프트 플레이트(1200)가 샤프트(1122)와 접촉 상태가 된다.

작동하는 동안, 아이들 위치에서 시작하여, 롤러(1104, 1106, 1108)가 멈춤 영역(1040, 1030, 1018)과 엘보우 영역(1042, 1020, 1034) 각각의 사이에서 가이드 채널을 따라 어느 곳에 배치된다. 전방 추진을 제공하기 위해, 레버(1120)가 화살표(W) 방향으로 회전하여, 롤러(1104, 1106, 1108)가 각각의 가이드 채널 내의 가상 롤러의 위치를 향해 이동하게 한다. 롤러가 레버 플레이트(1100)에 고정되어 있기 때문에, 롤러가 각각의 가이드 채널을 통해 이동할 때, 이들 롤러는 가이드 채널을 상승시키는 효과를 가지며, 이어서 회전 축선(1012)을 중심으로 시프트 플레이트(1010)를 회전시키고, 케이블(314)을 상승시켜 버킷(310)을 상승시킨다. 이러한 상승은 롤러(1106)가 엘보우 영역(1020)을 가로지르고, 롤러(1108)가 엘보우 영역(1034)을 가로지르고 롤러(1104)가 멈춤 영역(1034)을 가로지를 때 까지 발생된다. 하나 이상의 위치에서, 제트 드라이브로부터 엔진이 해제되지 않고, 각각의 엘보우 영역과 멈춤쇠 사이에서 이동하는 동안, 엔진(16)은 실질적으로 아이들 상태이며, 버킷(310)은 배출부(310, 314)를 통한 제트 압력의 균형을 맞추는 위치에 있다.

각각의 롤러가 전방 위치에서 각각의 엘보우 또는 멈춤쇠를 일단 지나치면, 시프트 플레이트(1010)는 롤러의 회전에도 불구하고 더 이상 회전하지 않는다. ㅡ러나, 스로틀 플레이트(1200)에 발생되었던 것은 레버와 함께 시프트 플레이트의 회전이 스로틀 플레이트(1200)를 상대적으로 상승시키면서 화살표(X)의 방향으로 레버 플레이트(1100)의 회전 샤프트(1122)의 축선을 캠 이동한 것이다. 레버 플레이트(110)의 추가의 회전은 가이드 채널(1220, 1208) 각각과 접촉하게 되는 화살표(R)의 방향으로 롤러(1112)를 이동시키고 화살표(S)의 방향으로 롤러(1110)를 이동시켜서, 작동 영역(1250)이 케이블(720)이 엔진(10)의 스로틀의 개방을 야기하여 화살표(Y)의 방향으로 이동되게 하면서 화살표(Y)의 방향으로 이동되도록 화살표(Q)의 방향으로 스로틀 플레이트(1200)를 상승 및 회전시킨다. 케이블(720)이 화살표(Y)의 방향으로 추가로 이동함에 따라, 엔진은 제트 드라이브에 추가의 회전을 제공하고, 물 배출부(24)로부터 나오는 추가의 워터 제트를 야기하여 전방으로의 보트의 속도를 증가시킨다. 풀 스로틀에서, 각각의 롤러(1110, 1112)는 롤러(1104, 1106, 1108)와 마찬가지로 가상선으로 도시된 바와 같은 위치로 도시된다.

롤러(1110, 1112)가 각각의 가이드 채널(1220, 1204) 내부에서 이동함에 따라, 실례에서, 롤러(1106)가 엘보우 영역(1020)과 가이드 채널(1018)의 정지 단부(1024) 사이에서 이동하게 된다. 이 영역을 가로지르는 것은 실제로 시프트 플레이트(1010)에 영향을 미치지 않지만, 스로틀 플레이트(1200)가 회전하게 된다. 유사하게, 동일한 기간 동안, 롤러(1108)는 엘보우 영역(1034)으로부터 가이드 채 널(1030)의 정지벽(1036)까지의 영역을 가로지르며 롤러(1104)는 멈춤쇠(1044)로부터 가이드 채널(1040)의 정지벽(1046)까지 이동한다.

엔진의 역추진을 발생시키기 위해 이동 경로가 역전된다.

그러나, 시프트 플레이트(1000)가 역 방향으로 회전하겠지만, 샤프트(1122)가 채널(1222) 내부에서 역 방향으로 이동함에 따라 스로틀 플레이트(1200)가 화살표(Q)의 방향으로 이동하게 되고, 두번째로 롤러(1110, 1112)가 보다 적은 정도로 반대 방향으로 이동함을 주지해야 한다. 이러한 방법으로, 엔진 스로틀은 완전 개방 위치에 관해 보다 낮아져서, 유출되는 제트 스트림의 적어도 일부분이 버킷에 의해 포착되며, 보다 낮은 속도로 배출부(314)를 통해 방향성 부재(316)에서 편향된다.

바람직한 실시예에서, 화살표(Y)의 방향으로 작동 영역(1250)의 운동은 전방 배향으로일 때 약 1~3/4인치 이동하고, 약 5/8 인치 반대로 이동한다. 제어 목적을 위한 바람직한 실시예에서 버킷(310)은 결과 보트 내의 엔진의 과도하게 신속하거나 빠른 역 이동을 방지하도록 전체적으로 낮추어지지 않음을 주지한다. 또한, 역 추진이 전방 추진과 균형을 이루는 5/8 인치와 1/4~3/4 인치의 스트로크 길이 사이에 어느 곳에서 아이들링이 발생된다.

사용자에게, 레버의 작동은 연속적일 것이며 시임(seam)이 없을 것이다. 레버가 제1 위치와 제2 위치 사이에 이동함에 따라, 제트 스트림의 일부분이 배출부(314)를 통해 역 방향으로 편향될 때 버킷의 시프팅은 전방으로의 속도를 감소시킨다. 제2 방향으로부터 제3 방향으로 연속되는 시프팅은 스로틀을 감소시키고, 전방 방향으로의 속도를 증가시킨다. 제2 위치와 제3 위치 사이 어느 곳인 제4 위치는, 제트 드라이브에서 전방 그리고 역 방향으로의 추진을 균형을 맞추기 위해 충분히 시프트 플레이트가 회전된 위치이다. 이것은 엔진과의 해제없이 보트를 아이들링 상태로 만든다.

역 방향으로 작동하는 경우, 우선 보트는 제3 위치와 제2 위치 사이에서 시프팅이 발생될 때 아래로 천천이 이동하며, 바람직한 실시예이지만 제한된 것은 아닌 실시예에서, 1~3/4 인치 내지 5 인치로 케이블(720) 상의 잡아당김을 감소시키도록 스로틀 플레이트(1200)가 회전된다. 버킷(310)은 레버가 제2 위치에서 제1 위치로 시프팅될 때 낮아지게 되며, 보트의 방향의 변화를 야기한다. 단일 레버는 속도 및 방향을 제어한다.

제트 드라이브 유닛(17)의 배출 부분(54)이 보트(11)의 선체(12)로부터 멀리 떨어져 있도록 아웃보드 모터를 이용함으로써, 배출 개구(314)를 통해 하우징(308)으로부터 유출되는 워터 제트는 선체(11)와 실질적으로 상호작용하지 ㅇ낳는다. 이 결과, 선체는 유출되는 제트 스트림에 의해 실질적으로 방해받지 않으며, 역으로 구동하는 경우의 제트 엔진의 효율성이 상당히 증가된다.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 스티어링 로드(306)는 버킷 하우징(308)에 피봇가능하게 연결된다. 스티어링 로드(306)는 또한 보트(11) 상의 핸드 제어에 연결되어 구동기가 제어 스티어링을 제어한다. 스티어링 로드(306)의 이동을 통해, 버킷 조립체(308)는 좌회전하도록 화살표(G)의 방향으로 우회전하도록 화살표(H)의 방향으로 회전된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(13)의 정상부(30)는 하우징 주요 부분으로부터 제거가능하다. 내부에 엔진(16) 및 제트 드라이브 유닛(17)이 장착된 하우징(13)은 한 쌍의 브라켓(32)을 갖는 선체(11)의 가로재(12)에 부착될 수 있다. 이 브라켓(32)은 먼지의 침입의 줄이고 거칠게 손상되는 것을 줄이도록 보트의 선체의 바닥 보다 높거나 보트의 선체의 바닥과 실질적으로 균일하게 하우징(13)이 장착될 수 있게 한다.

도 19 내지 도 23을 참조하면, 엔진 하우징의 바람직한 실시예가 도시된다. 바람직한 실시예에서, 하우징(313)은 볼록한 하부면(315)을 구비한다. 바람직한 실시예에서, 하우징(313)의 하부면은 실질적으로 사발 형상이다. 바람직한 실시예에서, 제한적인 것은 아니지만, 볼록면이 선체(11)의 바닥 보다 1인치 높거나 선체(11)의 바닥 보다 2인치 낮게 배치된다. 이것은 제트 드라이브 유닛(17) 내의 캐비테이션을 상당히 감소시킨다.

보트의 선체(11)가 물을 통과함에 따라, 임의의 거품을 상승류로 알려진 바와 같이 공기가 물과 함께 혼합된다. 제트 드라이브 유닛(17)을 통과할 때 물 내의 공기가 캐비테이션을 야기시키고, 이것은 아웃보드 추진 유닛(10)의 파워를 감소시킨다. 그러나, 둥글며 볼록한 하부면(315)을 선체(11)로부터 후단 위치에 제공함으로써, 하우징(313)의 침수된 바닥면(315)을 따라 고압력 영역이 제공된다. 또한, 물은 하우징(313)을 가로질러 이동할 때 도 22와 같은 형상을 취한다. 물이 화살표(I)의 방향으로 상대적으로 이동함에 따라, 그 경로는 하우징(313) 둘레로 넓어진 후 하우징(313)을 가로질러 이동할 때 좁아진다. 이것은 주변의 물에 관해 물을 통해 이동할 때 하우징(313)의 표면을 따라 고압 영역이 형성되기 때문이다.

공기가 이를 포함하는 물보다 밀도가 낮고 가볍기 때문에, 공기는 선체(11)와 후단 하우징(313) 사이에 위치한 저압 영역(K)을 통해 화살표(J)(도 19 참조)의 방향으로 탈출하거나 도 23에 도시된 바와 같이 하우징(313)의 측면으로 이동한다. 실제로, 고압에 의해 물로부터 기포가 밀려 나온다. 기포(320)는 하우징(313)의 측면에서 저압 영역을 찾으며, 나머지 물이 입구(22)로 직접 진행할 수 있게 한다. 하우징(313)의 둥근 형상은 또한 화살표(L)의 방향으로 하우징에 보다 근접하게 물을 유지시켜서, 물을 보다 효과적으로 안내하고, 이로부터 기포가 입구(22)로부터 빠져나온다. "솔리드(solid)" 물은 입구 안으로 제공되는 것, 즉 실질적으로 기포가 제거되어 캐비테이션이 방지되는 물이다.

화살표(L)의 방향으로 이동하는 물이 하우징(313)으로부터 먼 물 보다 빠르게 이동하는 경향이 있어서 이 물이 입구(22)에 달라붙음을 주지해야 한다. 도 22에 도시된 바와 같이 압력 하에 있는 경우의 형상의 폭을 넓혀서, 원하는 워터 스트림 외부로 기포를 보다 빼낸다. 도 23에 도시되듯이, 기포(320)는 그들이 빠져 나가면서 자신의 이탈을 추가하며, 제트 드라이브 유닛(17)의 입구(22)에 들어가도록 보다 순수한 물의 스트림(324)을 허용한다.

바람직한 실시예에서, 폭(M)에서의 하우징(313)의 볼록 형상의 폭은 입구(22)의 폭(N) 보다 크다. 이러한 방법으로, 입구(22)를 향해 유동하는 물(324)은 고압 영역의 중심에 있으며, 추가로 물로부터 기포(320)의 제거를 보장한다. 바람직한 실시예에서, 하우징(313)의 볼록한 부분의 폭은 입구(22)의 폭의 약 120% 이다. 다시, 바람직한 실시예에서, 제한적인 것은 아니지만, 바닥면(315)이 선체(11)의 바닥(317) 위 1인치 내지 선체(11)의 바닥(317) 아래 2인치 사이에 위치될 수 있다. 도시되었듯이, 버킷 조립체(300)가 실제로 선체(11)와 직교하면, 보트는 전방으로 구동된다. 버킷 조립체(300)가 선체(11)(어느 일측면)와 90도 미만의 각도를 형성하면, 보트는 회전한다.

그러나, 도 20에 도시된 바와 같이, 선체(11)에 관해 엔진 하우징(313)의 일부의 오버행(overhang)이 존재한다. 이들 오버행 영역(370)은 물을 붙잡고 드래그를 제공한다. 하우징(313)의 상대적인 폭을 유지하고 드래그를 감소시키기 위해, 하우징(380)은 하우징(313)의 총 폭을 유지하도록 충분히 단계형(도 28 내지 도 30)이며, 오버행을 방지하도록 선체(11)와 인접한 이들 위치에서 협소하다. 하우징(380)은 중심선(38)을 구비하는 제1 볼록 부분(382)을 포함한다. 볼록 부분(382)은 보트로부터 멀어지는 방향으로 보트의 선체로부터 연장하는 방향으로 만곡된다. 또한, 볼록 섹션(382)의 피치는 중심선(382)으로부터 멀어지게 증가한다. 피치는 약 26도의 각도로 가파를 수 있다. 볼록한 부분은 또한 기포가 캐비테이션을 감소시키는 흡입부로부터 멀어지게 유지되는 것을 돕는다.

바람직한 실시예에서, 하우징(380)은 중심선(384)을 중심으로 실질적으로 대칭형이므로, 하우징(380)의 일측면만을 설명한다. 중심선(384)으로부터 연장하여, 단계 부분(386)이 선반 부분(388)을 형성한다. 포켓은 단계 부분(386) 내부의 추가의 단계로서 형성된다. 포켓(390)은 측벽(393), 제2 벽(396), 및 이들 사이에 형성된 단계부(384)를 포함한다.

포켓(390) 내부에 엔진(400)을 방출시키기 위한 배출부(397)가 제공된다. 포켓(390)이 2개 이상의 측면 상에서 둘러싸여 있기 때문에, 하나의 벽(393)은 중심선(384)에 가장 근접한 포켓(390)의 일부분이며, 배출부(397)를 통해 이탈되는 공기 및 가스는, 특히 역방향으로 이동하는 경우 단계 벽(386, 393)에 의해 중심선(384)으로부터 멀어지게 편향되며 하우징(380)의 측면을 향해 편향된다. 따라서, 기포는 제트의 흡입부에 다시 들어가지 않아서 캐비테이션을 감소시킨다.

어떤 경우든, 폭은 기포(320)가 도 21a에 도시된 바와 같이 충분히 넓게 변형되기에 충분해서, 입구(22)가 선체(11)와 일렬이든지 또는 좌회전 및 우회전하는 동안(도 21b, 도 21c), 입구를 방해하거나 입구에 유입되지 않도록 흡입부(22)의 충분한 반경에서 멀어지게 편향된다.

선체(11)는 가로재(12)를 통해 거기서부터, 하우징(13) 내부에 위치한 내부 연료 라인(37)으로부터 신속하게 연결 및 해제될 수 있는 신속 해제부(36)로 연장하는 연료 라인(35) 및 연료 탱크 입구(34)를 내부에 장착한 주 연료 탱크(33)를 구비한다. 연료 라인(37)은 엔진(16)의 연료 분사기 안으로 직접 공급되는 연료 라인(42) 안으로 그리고 주 연료 탱크(33)로부터 그리고 보조 연료 탱크(38)로부터 연료를 펌핑하기 위한 연료 펌프(41)에 연결되는 연료 라인(40)이 연결되는 보조 내부 연료 탱크(38)로 들어간다. 연료 복귀 라인(43)은 엔진(16) 연료 분사기로부터 복귀 연료 라인(46)을 가지며 공급 최상부(45)를 갖는 탈기기(deaerator; 44)로 그리고 보조 연료 탱크(38)로 연결된다.

배터리(47)는 하우징(13)의 내부에 장착되며 지면 라인(48)을 통해 제트 드 라이브 유닛(17)으로 연결된다. 엔진 및 제트 드라이브 유닛(17)은 아웃보드 제트 드라이브 유닛의 작동을 제어하기 위해 엔진(16) 및 클러치 유닛(27)에 그리고 하우징(13)을 통해 장착된 방수 커넥터인 신속 전기 커넥터(51)를 통해 연결되는 전기 제어 라인(50)을 통해 제어된다.

하우징(13)의 후방벽은 라인을 부착시키기 위해 부착된 토우 브라켓(tow bracket; 52)을 구비한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 필터 캡(34)을 구비하는 주 연료 탱크(33)는 연료 라인(35)으로부터 보조 탱크(38)로 연결되며, 이 보조 탱크는 보조 탱크 개구(55)를 구비하며, 보조 탱크(38)로부터 연료 라인(40)을 통해 라인(42)으로부터 연료 분사기로, 그리고 연료 분사기로부터 탈기기(44)를 통해 뒤로, 연료 라인(43)을 통해 보조 연료 탱크(38)로 뒤로 연결되는 연료 펌프(41)를 구비한다.

작동 중에, 선체(11)는 모든 제어부와 센서들과 함께 내부에 설치되는 연료 탱크(33)를 구비한다. 연료 탱크가 연료 라인(35)을 통해 가로재(12)를 통해 연결되는 한편, 제어 및 센서들은 복수-라인 전기 컨덕터(50)를 통해 연결된다. 아웃보드 추진 유닛(10)은 이때 선체(23)의 바닥과 아웃보드 추진 유닛(10)의 바닥을 정렬시키기 위한 위치에서 가로재(12) 상의 브라켓(12)에 부착될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 브라켓(32)은 엔진(16) 및 제트 드라이브 유닛(17)에 대한 진동을 추가로 감소시키기 위한 충격 흡수기일 수 있다. 이대, 연료 라인에 신속 연결 커플링(36)을 단순히 부착시킴으로써, 연료 라인을 제트 드라이브 유닛(17)에 연결시키는 한편, 신속 커플링(51)의 연결에 의해 전기 제어부에 연결된다. 제트 드라이 브 유닛(17)이 어떤 이유로 제거되어야 한다면, 이 유닛은 전체 유닛을 제거하기 위해 신속 커플링(36, 51)을 해제시킴으로써 브라켓(32)으로부터 해제될 수 있다. 아웃보드 추진 유닛(10)은, 플랫폼(14) 밑면에서 내부에 제트 드라이브 유닛(17)을 장착하고 플랫폼(14) 상의 엔진 장착부(15)에 엔진(16)을 장착한 후 풀리(28)를 통해 엔진(16)과 제트 드라이브 유닛(17) 사이에 벨트 드라이브 클러치 메카니즘(27)을 연결시키는 방수 하우징을 구성함으로써 구성된다.

바람직한 실시예에서, 엔진(16) 및 제트 드라이브 유닛(17)은 선박에서 하나의 유닛이기 때문에, 사용되는 제트 크기는 알려져 있다. 보다 작은 보트는 감소를 경험하므로, 상당히 작게 작동되는 엔진 속도인 제트를 사용한다. 보다 큰 제트 및 감소를 사용하기를 원하는 이들에 대해, 트랜스미션이 사용되어야 한다. 이것은 엔진의 효율성을 빼앗는 추가의 기어 변속과 복잡한 추가의 층을 위한 추가의 비용이 든다. 또한, 특수한 제트에 대해 특별한 엔진을 부합시키도록 트랜스미션이 이루어질 수 있음에도 불구하고, 현재 부피의 제조는 이러한 비용을 금지시킨다.

본 발명의 다른 주요 장점은, 하나 또는 모든 기어를 변화시킴으로써 기어비가 변화될 수 있다는 것이다. 이 결과, 임의의 엔진 파워가 단일 제트 구성에서의 원하는 RPM에 부합될 수 있다. 4 또는 5개의 상이한 제트를 가지면, 35 HP에서 2000 HP 까지의 엔진의 범위가 커버될 수 있다. 따라서, 하나의 제트는 이제 50 HP 내지 400 HP까지의 엔진과 사용될 수 있다. 이것은 상이한 제트가 상이한 엔진에 대해 구성될 필요가 없다는 점에서 커다란 장점이 된다.

바람직하게, 하우징(13, 201)은 부력을 발생시키고 엔진의 부식 또는 손상을 방지하도록 대개 밀봉된다. 그러나, 외부로의 오일 및 제동액 누설의 방지는 하나의 이점이다. 엔진으로부터의 누수는 개별의 배수를 엔진 아래에 제공함으로써 고립될 수 있다.

상술한 바에도 불구하고, 본 발명에 따라서, 일부 모델에서, 물이 그 목적을 위해 특수하게 드릴링된 관통홀을 통해 열 교환기 및 인터쿨러에 유입 및 유출될 수 있다. 그러나, 이들 관통홀은 엔진 격벽 안으로 물이 유입 또는 누수되는 것을 방지하도록 밀봉된다. 또한, 물은 배출 포트 안으로 유입될 수 있다. 그러나, 엔진은 엔진 또는 엔진 격벽에 유입되기에 충분히 높게 물이 상승되는 것을 방지하도록 워터 라인 위로 충분히 멀리 있다. 물은 또한 흡입부에 유입되어 제트 노즐로 유출된다. 이러한 물은 제트 임펠러 샤프트 둘레의 구멍을 밀봉함으로써 엔진 격벽에 유입되는 것이 방지된다. 물이 유입될 수 있는 덮개 내에 공기 흡입 방출부가 존재할 수도 있다. 이들은 임의의 물을 배수하도록 구성된 배플(baffle)로 구성되며, 이는 엔진 격벽 안으로 오기 전에 덮개를 통해 밖으로 나가게 된다.

하우징의 바닥이 보트 선체의 바닥 보다 높거가 같은 높이와 같이 임의의 적합한 위치에 장착될 수 있지만, 보트의 바닥 주위 또는 같은 임의의 위치가 작업가능하다. 바람직한 위치에서, 하우징의 바닥은 제트 드라이브 유닛의 흡수부에 유입되는 청정한 물의 양을 보장 또는 최대화시키기 위해 보트의 선체의 바닥 아래 약 1 인치에 있다. 또한, 이러한 위치는 먼지의 침입이나 손상되어 고장나는 것을 감소시킨다. 물론, 이러한 위치는 보트의 바닥의 구성에 따라 변화될 수 있음을 이해할 것이다. 제트 흡입부가 하우징 안으로 구성되기 때문에 이것이 최적의 위치이다. 그럼에도 불구하고, 보트의 바닥 중심은 바람직한 실시예에서 물 흡입부에 대해 최적의 깊이 위치이다.

바람직한 실시예에서, 선박 추진 유닛(10)의 스티어링 노즐, 버킷 조립체(300)의 배출부는 보트 가로재(12) 뒤로 약 30 인치 이상에 있다. 이것은 우수한 스티어링 지렛대를 제공하며, 물 제트(313)를 갖는 커다란 직경은 다량의 물을 이동시키고, 이것은 거의 보정없이 크리스프 스티어링 응답 및 솔리드 트래킹을 제공한다. 선박 추진 유닛(10)의 스티어링 제어 압력은 상당히 적고 편한한 보트을 위해 파워 스티어링을 필요로 하지 않는다.

버킷 조립체(300)로 인해, 아웃보드 추진 유닛(10)은 "브레이크 상의 재치(putting)"의 성능을 제공한다. 아웃보드 추진 유닛(10)이 역으로 변환되는 경우, 엔진 및 워터 제트의 모든 파워는 보트를 정지 및 반대로 이동시키도록 적용된다. 여기에 개시한 바와 같은 아웃보드 추진 유닛(10)이 장착된 5000 파운드의 보트에 대한 시험에서, 보트는 용이하게 30 mph로부터 2개의 보트 길이 내에서 완전하게 멈출 수 있음을 보여준다.

아웃보드 추진 유닛(10)을 정지시키기 위한 권장 절차는 약 50% 만큼 엔진 RPM을 감소시키고 역으로 전환하는 것이다. 필요하다면, 엔진 RPM은 증가될 수 있다. 비상 시에, 보트는 임의의 파워 설정으로 직접 역으로 전환될 수 있지만, 보트 승객에게 부상을 줄 수도 있다.

보트 내부의 이용가능한 공간은 대체로 최상급이다. 본 발명에 따른 아웃보 드 추진 시스템과 통상의 아웃보드 엔진은 엔진 및 필수 장비를 위한 보트 내부의 가치있는 공간을 필요로 하는 인보드 시스템 및/또는 인보드/아웃보드 시스템에 대해 특별한 장점을 갖는다. 이들 통상의 아웃보드가 프로파일 위로 경사질 때 보트 내부에 일반적으로 공간을 필요로 하기 때문에, 심지어 통상의 아웃보드는 아웃보드 추진 유닛(10)에 비해 단점을 갖는다. 또한, 다수의 아웃보드는, 다음의 바다가 보트를 침수시키는 것을 방지하도록 보트 내부에 제2 가로재를 필요로 하는 정확한 프로펠러 깊이를 달성하기 위해 가로재 내에 노치(notch)를 필요로 한다. 이러한 공간은 보트 공간을 줄인다.

아웃보드 추진 유닛(10)은 임의의 구성 요소를 위한 보트 내부의 공간을 필요로 하지 않는다. 보트 내부의 공간의 증가는 예컨대, 승객, 베이트 웰, 생선 창고, 및 라운지 데크 등의 임의의 사용을 위해 이용가능하다.

엔진(16)이 유리 섬유 셸 내부에 고품질의 진동 고립기 상에 장착되며, 하우징(13)이 진동 고립기의 제2 시스템을 사용하여 보트 가로재 상에 장착되기 때문에, 예외적이고 예상치 못한 수준의 조용한 편안함이 제공된다. 이 결과, 보트 승선은 보다 안락하고 피로가 적다.

가동될 때 내연 기관은 뜨거워진다. 이 엔진열은 보트 내에서 여러 방법으로 처리된다. 엔진 수냉 시스템은 이 열의 상당량을 제거하도록 구성되지만, 이 시스템은 약 화씨 160도 내지 220도에서 작동하여 엔진이 정확하게 작동하는 것을 보장한다. 열의 균형은 엔진 격벽의 공기에 대류, 복사로 방출된다. 이러한 열은 특히 뜨거운 날에 엔진 격벽의 영역 내에서 상당히 불편하게 한다. 이러한 문제점 은 임의의 인보드 또는 UO 드라이브 구성에 의해 존재한다. 방출 팬 및 단열은 이 문제를 어느 정도로 감소시킬 수 있지만, 제거하기는 어렵다.

아웃보드 선박 엔진은 보트 뒤로 가로재 뒤에 장착된다. 수냉 시스템에 의해 아웃보드로 전달되지 않는 이들 엔진으로부터의 임의의 열은 보트 위로 공기 안으로 방출된다. 이것은 인보드 장착 엔진에 비해 특징적인 장점을 모든 아웃보드 엔진에 제공한다.

아웃보드 추진 유닛(10)은, 밀봉된 박스 내에 장착된 엔진을 구비하고 이 박스 내부의 공기가 엔진 안으로 정상적으로 분사되며 물 내로 배출되어 나가기 때문에 추가의 장점을 갖는다. 승객은 추진 유닛에 의해 야기되는 보트 내의 공기의 열기를 느낄 수 없을 것이다.

하우징(313)을 밀봉한 결과, 아웃보드 추진 유닛(10)은 자가-부력 성능을 갖도록 독특하게 구성된다. 하우징이 밀봉되기 때문에, 이것은 팽창을 제공한다. 실제로 바람직한 실시예에서, 약 1 피트의 드래프트에서, 이 하우징은 약 250 lbs를 부유하며, 약 1.5 피트(18인치)의 드래프트에서, 약 500 lbs를 부유하며, 그리고 약 2 피트의 드래프트에서 약 850 lbs를 부유시킨다(선박 추진 시스템의 대략적인 총 중량 ). 이것은 임의의 보트에 상당한 특징과 장점이 되며, 낮은 프리보드 규모를 갖는 보다 작은 보트에 특히 가치 있다.

새로운 4-사이클 아웃보드의 일부는 추가의 중량에 의해 스쿠퍼가 침수되기 때문에 상당히 무겁고 일부의 현존 보트 상에서 사용될 수 있다. 하나 이상의 보트 제조자는 이들 무거운 엔진을 수용하기 위한 보트를 재구상하였다. 인보드/아 웃보드 및 인보드 시스템은 부유를 제공하기 위해 단지 보트에 의존한다. 이들 모든 상황에서, 추진 시스템의 중량은 보트의 화물 및 승객 수용 능력을 감소시킨다.

하우징의 부력으로 인해, 아웃보드 추진 유닛(10)은 보트가 보다 무거운 운반 성능을 독특하게 갖게 하며, 추가의 장점으로서 보트 내부에 추가의 이용가능한 공간이 발생된다.

아웃보드 추진 유닛(10)은 바람직하게 엔진 냉각을 위해 열 교환기로 해수를 공급하도록 스테인레스 강 워터 제트 임펠러를 사용한다. 이 임펠러가 회전한다면, 냉각 기능을 위한 물이 존재한다. 스테인레스 강 임펠러가 심하게 손상될 지라도, 보트를 이동하고 엔진을 냉각시키기에 충분한 물 유동이 존재한다.

Claims (15)

1. 보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템으로서,

   상기 보트의 선체 뒤에 부착되도록 구성된 하우징과,

   상기 하우징 내부에 배치되는 엔진과, 그리고

   상기 엔진에 대해 실질적으로 평행하게 그리고 수직으로 배향되며 상기 하우징에 장착되며 상기 엔진에 기능적으로 연결되는 제트 드라이브 유닛을 포함하며,

   상기 엔진은 배출부 및 실린더를 구비하며, 상기 배출부와 상기 실린더 사이에 터보차저가 기능적으로 연결되고, 상기 터보차저는 상기 배출부를 수용하기 위한 하우징 및 터빈 조립체를 구비하며, 상기 배출부가 상기 터빈 조립체를 회전시키고, 상기 하우징은 배압을 감소시키도록 상기 터빈 조립체의 터빈 속도를 최적화시키기 위해 배출 가스 체적 및 속도를 제어하기 위한 크기인 직경을 갖는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 터빈 조립체는 상기 하우징 내에 배치되는 제1 터빈, 샤프트, 제2 터빈, 및 공기 흡입부를 포함하며, 상기 제1 터빈은 상기 엔진으로부터의 배출에 응답해서 회전하며, 상기 제2 터빈은 상기 제1 터빈에 의해 상기 제2 터빈이 회전하도록 상기 샤프트에 연결되는 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 공기 흡입부는 상 기 제2 터빈과 소통되며, 상기 제2 터빈은 회전할 때 상기 공기 흡입부로부터 상기 실린더 안으로 공기를 이동시키는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 터빈은 저단 파워를 제공하는 터빈 보다 크며, 상기 제2 터빈은 저단 파워를 제공하는 터빈 보다 작은,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 엔진은 약 200 마력 이상의 유효 마력을 갖는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 보트는 강성 팽창성 보트인,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 보트는 강성 팽창성 보트인,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 터보차저는 25% 이상 상기 엔진의 유효 마력을 증가시키는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 엔진은 냉각 시스템, 및 상기 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 라인을 더 포함하며, 상기 냉각 시스템은 상기 제트 드라이브 유닛으로부터 물을 수용하도록 상기 제트 드라이브 유닛에 기능적으로 연결되며, 상기 연료 라인은 상기 연료 라인 내부의 연료를 냉각시키기 위해 적어도 부분적으로 상기 물 내부에 배치되는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 엔진은 약 200 마력 이상의 유효 마력을 갖는,

   보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
10. 보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템으로서,

    하우징과,

    상기 하우징 내부에 배치되는 엔진과,

    상기 엔진에 대해 실질적으로 평행하게 상기 하우징 내부에 배치되며 상기 엔진에 기능적으로 연결되는 제트 드라이브 유닛,

    상기 제트 드라이브 유닛으로부터의 물을 수용하기 위해 상기 제트 드라이브 유닛에 기능적으로 연결되는 냉각 시스템, 및

    연료를 제공하기 위해 상기 엔진에 기능적으로 연결되는 연료 라인을 포함하며, 상기 연료 라인의 적어도 일부분은 상기 냉각 시스템을 통해 연장되며 상기 연료 라인 내부의 연료를 냉각시키는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 냉각 시스템은 열 교환기, 및 연료를 공급하기 위한, 상기 열 교환기 내부에 인접한 연료 냉각기를 포함하며, 상기 연료 라인의 적어도 일부분은 상기 열 교환기에 의해 냉각되는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 연료 냉각기에 상기 연료를 펌핑하기 위한 분사 펌프를 더 포함하며, 상기 연료 라인은 상기 엔진으로 냉각된 연료를 돌려보내기 위한 복귀 라인을 포함하는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 복귀 라인과 상기 엔진 사이에 배치되는 연료 필터를 더 포함하는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 하우징은 강성 팽창성 보트에 부착되는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 하우징은 약 30피트 이하의 길이를 갖는 보트에 부착되는,

    보트용 아웃보드 제트 드라이브 시스템.

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