KR20150109061A - 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 및 이 장치를 탑재한 인명구조용 제트보드에 관한 것으로, 선체고정부를 통해 제트보드 선체의 인테이크 유로상에 고정된 장치하우징; 상기 선체고정부에 고정되고, 상기 장치하우징의 내경과 간격을 두고 설치된 회전자를 보호하는 회전자하우징; 상기 회전자하우징의 일단면에 고정되고, 구동모터가 내장되며, 회전자와 동력연결된 모터하우징; 상기 회전자하우징의 타단면에 고정되고, 상기 회전자와 일체를 이룬 구동축을 회전지지하는 씰하우징; 상기 구동축의 단부에 고정된 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 구동부와 추진부가 일체화 됨으로써 동력손실을 막고, 진동 및 소음도 줄일 수 있고, 축계가 노출되지 않으므로 물 흡입시 이물질에 의한 감김현상도 배제할 수 있다.

Description

구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 및 이 장치를 탑재한 인명구조용 제트보드{DRIVING PART AND IMPELLER ONEBODY TYPE WATERJET ELECTRIC PROPULSION UNIT AND JET BOARD FOR LIFESAVING SET IN THEREOF}

본 발명은 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 및 이 장치를 탑재한 인명구조용 제트보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력원인 구동모터가 디퓨져 내부에 위치되게 함으로써 구동모터의 회전자를 임펠러와 직결시켜 구동하므로 커플링 하우징 및 임펠러 고정축을 요구하지 않아 회전시 진동 및 손실을 줄일 수 있고, 나아가 구동축이 노출되지 않음으로 인해 이물질이 구동축에 감겨 구동효율 저하, 임펠러 손상의 문제도 일소하도록 개선된 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 및 이 장치를 탑재한 인명구조용 제트보드에 관한 것이다.

일반적으로, 수중구동용 추진장치는 주로 전기보트, 수중스쿠터, 잠수함, 기타 수중장비 등과 같이 물속에서 이동하는데 기동성을 갖도록 하기 위해 사용하는 장치이다.

이와 같이, 전기보트, 수중스쿠터, 잠수함, 기타 수중장비 등에 장착되어 수상 혹은 수중에서 이용되고 있는 추진장치들은 수중구동용 추진장치의 추진 형식, 선체의 재료 및 사용목적 등에 따라 구분할 수 있다.

보통, 수중구동용 추진장치의 추진 형식에 따른 분류의 경우 다양한 형태가 사용되고 있지만, 프로펠러(Propeller)를 이용한 추진장치를 일반적으로 많이 사용한다.

이때, 상기 프로펠러는 엔진 혹은 구동원으로부터 공급되는 구동력에 의해 소정 속도로 회전하며, 회전하는 프로펠러는 유체를 이동시키고, 이에 따라 선체를 수중에서 추진하게 된다.

다른 예로, 선저에 개구된 흡입구로 물을 인입하고 인입된 물을 임펠러로 가압하여 선회류로 바꾸며, 디퓨저를 통해 이 선회류를 직선류로 정류한 다음 선미를 통해 워터젯 형태로 분사함으로써 추진력을 얻는 워터젯 추진방식도 있다.

한편, 최근 해양 레저문화의 발달에 힘입어 수면과 수중을 자유롭게 움직일 수 있는 수중스쿠터의 보급이 활발하게 이루어지고 있는데, 이러한 수중스쿠터에는 보통 프로펠러형 추진장치가 장착된다.

이는 워터젯 추진방식의 경우 구조가 복잡하고 부피가 크며 고속 추진을 요구하는 선체에 주로 적용되기 때문에 수중스쿠터와 같은 소형 레포츠용 장비에는 구조상, 부피상, 비용상 여러가지 측면에서 적용하기 곤란하기 때문이다.

하지만, 통상적인 추진구조는 프로펠러가 선미에 노출되게 장착되는 구조였기 때문에 해초류 등이 걸려 감김으로써 프로펠러가 손상되기 쉽고, 그로 인해 수중스쿠터가 뒤집히거나 또는 작동불능 상태에 빠져 안전상 큰 위험을 초래하는 문제를 포함하여 조작미숙시 잠수자가 상해를 입을 수도 있다는 문제가 제기되었다.

이에, 이와 같은 문제를 해결하고자 본 출원인은 프로펠러를 내장시켜 임펠러 형태를 유지하면서 모터와 일체화시켜 안전성과 추진력을 향상시킨 공개특허 제2012-0034887호를 개시한 바 있다.

그런데, 수중스쿠터 혹은 인명 구조용 제트보드는 모델이 다양하기 때문에 천편일률적으로 상기 공개특허의 형태대로 모터와 임펠러를 일체화시킨 구조로 전환시킬 수 없다.

특히, 도 1의 예시와 같은 워터젯 방식의 인명 구조용 제트보드에서는 선내에 구동모터(10)가 설치되고, 선외에 임펠러(20)가 설치되며, 임펠러(20)의 후단에는 디퓨져(30)가 설치되고, 임펠러 하우징(22)에는 인테이크(INTAKE)(24)가 형성되어 구동모터(10) → 커플링(40) → 구동축(50) → 임펠러(20)의 순서로 동력이 전달되면서 회전 구동되는 임펠러(20)에 의해 인테이크(24)로 물이 유입된 후 디퓨져(30) 및 후단 배출구(60)를 통해 분사되면서 추진되도록 구성되어 있다.

때문에, 축계가 길어 진동 및 소음이 심하게 발생될 뿐만 아니라, 선내와 선외의 경계에서는 커플링(40)을 보호하기 위한 커플링하우징(42), 구동축(50)을 안전하게 임펠러(20)로 인도하기 위한 씰하우징(44) 등이 별도로 더 구비되어야 하므로 구조적으로, 경제적으로, 제조상 손실이 매우 크다.

뿐만 아니라, 구동축(50)이 인테이크(24)를 관통하여 설치되어 있기 때문에 인테이크(24)를 통해 물이 흡입될 때 함유된 이물질이 구동축(50)에 감겨 구동효율을 감소시키거나 혹은 임펠러(20)의 손상까지 초래하므로 이에 대한 개선이 시급한 실정이다.

더구나, 상술한 종래 구조에서는 구동모터(10)를 냉각시킬 수 있는 구조가 마땅치 않아 장시간 사용시 열화의 문제도 안고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 수밀성 보강의 필요성 때문에 창출된 것으로, 추진기능을 담당하는 임펠러를 커플링없이 모터에 직접 연결하여 동력손실 및 고속회전시 요동을 막아 안정적인 추진력과 높은 추진효율을 제공하면서 모터의 효율도 개선하고 제어의 용이성을 확보하도록 구동부와 추진부를 일체형으로 구현한 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치 및 이 장치를 탑재한 인명구조용 제트보드를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 선체고정부를 통해 제트보드 선체의 인테이크 유로상에 고정된 장치하우징; 상기 선체고정부에 고정되고, 상기 장치하우징의 내경과 간격을 두고 설치된 회전자를 보호하는 회전자하우징; 상기 회전자하우징의 일단면에 고정되고, 구동모터가 내장되며, 회전자와 동력연결된 모터하우징; 상기 회전자하우징의 타단면에 고정되고, 상기 회전자와 일체를 이룬 구동축을 회전지지하는 씰하우징; 상기 구동축의 단부에 고정된 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 구동부와 추진부가 일체화 됨으로써 동력손실을 막고, 진동 및 소음도 줄일 수 있다.

뿐만 아니라, 축계가 노출되지 않으므로 물 흡입시 이물질에 의한 감김현상도 배제할 수 있다.

또한, 커플링하우징이나 씰하우징 등과 같은 부수적인 구조물을 별도로 더 구비할 필요가 없어 비용을 줄일 수 있다.

나아가, 인테이크된 물로 직접 구동모터를 냉각하므로 냉각효율이 향상된다.

도 1은 종래 기술에 따른 제트보드의 추진장치를 보인 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 추진장치가 제트보드에 탑재된 예를 보인 예시적인 부분 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 추진장치가 탑재된 제트보드의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치는 제트보드 선체(100)의 저면 후측에 탑재된다.

이때, 상기 제트보드 선체(100)는 도 4 및 도 5에서와 같이, 전체적으로 유선형을 가지면서 탑승자가 운전할 수 있도록 선단부 상면 좌,우에 조정손잡이(110)가 마련된다.

또한, 후단부 상면에는 안전메트(120)가 마련되어 탑승자가 배를 깔고 엎드릴 때 편의성을 제공하도록 구성된다.

아울러, 제트보드 선체(100)의 전면에는 조명, 카메라 등 촬영수단이 더 구비될 수 있으며, 조정손잡이(110) 사이 중앙에는 디스플레이가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제트보드 선체(100)의 저면 중앙부에는 인테이크(200)가 형성된다.

다시 말해, 기존에는 임펠러 쪽에 인테이크가 형성되었지만, 본 발명에서는 도 3에서와 같이, 아예 제트보드 선체(100)에 인테이크(200)가 형성되고, 그 유로 상에 본 발명 추진장치(300)가 탑재된다.

보다 구체적으로, 도 2에서와 같이, 상기 추진장치(300)는 상기 인테이크(200) 유로 상에 견고히 고정되는 장치하우징(310)을 포함한다.

상기 장치하우징(310)은 선체고정부(320)를 통해 상기 제트보드 선체(100)에 고정됨으로써 인테이크(200)로 유입된 물은 상기 장치하우징(310) 내부로 유입된 후 장치하우징(310)의 길이방향으로 흘러가도록 안내된다.

여기에서, 상기 장치하우징(310)의 선단, 즉 흡입측 외경은 상기 인테이크(200)의 내경과 일체되게 하여 밀착 고정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 선체고정부(320)에는 회전자(330)가 고정되며, 상기 회전자(330)는 상기 장치하우징(310) 내부에 위치된다.

이때, 상기 회전자(330)는 회전자하우징(340)에 의해 밀폐되며, 상기 회전자하우징(340)의 외부면 일부는 상기 선체고정부(320)에 견고히 고정된다.

또한, 상기 회전자하우징(340)의 일측면에는 모터하우징(350)이 긴밀히 밀착고정되고, 상기 모터하우징(350) 내부에는 구동모터(360)가 구비되며, 상기 구동모터(360)는 동력을 회전자(330)로 전달하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 회전자하우징(340)의 타측면에는 씰하우징(370)이 긴밀히 밀착 고정되고, 상기 씰하우징(370)의 중앙을 관통하여 구동축(380)이 설치되는데, 상기 구동축(380)은 상기 회전자(330)의 중앙을 관통하여 상기 구동모터(360)와 연결된다.

다시 말해, 상기 구동축(380)과 회전자(330)는 일체로 형성된다. 때문에, 커플링이 필요없어 진동이나 소음 발생이 억제되며, 동력 전달시 효율성이 높아진다.

아울러, 상기 구동축(380)의 선단에는 워터젯임펠러(390)가 고정된다.

결국, 상기 워터젯임펠러(390)의 후단인 씰하우징(370)의 외측과, 상기 장치하우징(310)의 내측 사이 공간은 인테이크된 물이 유동하는 공간이 되며, 이를 통해 디퓨징되므로 상기 워터젯임펠러(390)는 일종의 디퓨져 기능을 함께 갖춘 구조라고 보면 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 추진장치는 상술한 종래 임펠러 위치와 정반대 방향으로 설치됨은 물론 모터의 회전축, 즉 회전자의 축과 구동축이 일체형을 이루기 때문에 기존의 커플링 전달 방식에 비해 동력손실이 현저히 줄어들고, 소음 발생도 거의 없게 된다.

이에 더하여, 기존에는 모터와 임펠러가 각각 선내와 선외로 분리 구현되어 있어 모터 냉각은 공냉식이었지만, 본 발명에서는 인테이크된 물이 유동하면서 곧바로 모터를 냉각하도록 구성되는 수냉식이기 때문에 냉각효율이 그 만큼 향상되는 잇점을 갖는다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 인테이크 유로 상에 구동축이 노출되지 않기 때문에 인테이크된 물에 함유된 이물질이 축에 감길 염려도 없어 구동효율이 저하되지 않으며, 장수명화를 달성할 수 있다.

100: 제트보드 선체 200: 인테이크
300: 추진장치

Claims (4)

1. 선체고정부를 통해 제트보드 선체의 인테이크 유로상에 고정된 장치하우징;
   상기 선체고정부에 고정되고, 상기 장치하우징의 내경과 간격을 두고 설치된 회전자를 보호하는 회전자하우징;
   상기 회전자하우징의 일단면에 고정되고, 구동모터가 내장되며, 회전자와 동력연결된 모터하우징;
   상기 회전자하우징의 타단면에 고정되고, 상기 회전자의 축과 일체를 이룬 구동축을 회전지지하는 씰하우징;
   상기 구동축의 단부에 고정된 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 임펠러는 인테이크의 입수측에 배치되고, 상기 모터하우징은 인테이크의 배수측에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 장치하우징의 흡입측 선단은 상기 인테이크의 내경에 일치되게 밀착 고정되며; 상기 장치하우징과 상기 씰하우징, 회전자하우징, 모터하우징 사이의 공간으로 물이 흘러가면서 상기 구동모터가 내장된 모터하우징을 수냉각하는 것을 특징으로 하는 구동부 추진부 일체형 워터젯 전기 추진장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 추진장치가 선체의 저면에 탑재된 인명 구조용 제트보드.

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