KR20180064057A - 수중이동체 - Google Patents

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KR20180064057A
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Abstract

본 발명은 수중이동체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무인잠수함, 어뢰 등 수중에서 이동되는 수중이동체에 관한 것이다.
본 발명은, 수중에서 이동되는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 후단에 구비되어 상기 본체부(10)의 수중 추진력을 발생시키는 추진력 발생부(20)를 포함하는 수중이동체로서, 상기 추진력 발생부(20)는, 상기 본체부(10)의 후단에 연장형성되는 연장부(120)를 회전축으로 하여 회전에 의하여 수중 추진력을 발생시키며 끝단에 원주방향을 따라서 회전자부(350)가 설치되는 회전부(300)와; 수직단면이 유체역학적 구조를 가지는 원통형상을 가지며 상기 회전부(300)가 내부에 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성됨과 아울러 상기 회전자부(350)에 대응되는 위치에 고정자부(230)가 설치되는 덕트부(200)와; 상기 회전부(300) 및 상기 요홈(21) 중 적어도 어느 하나의 표면에 구비되어 상호 작용에 의한 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링형성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이동체를 개시한다.

Description

수중이동체{Underwater moving body}
본 발명은 수중이동체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무인잠수함, 어뢰 등 수중에서 이동되는 수중이동체에 관한 것이다.
일반적으로 어뢰, 잠수함, 잠수정, 수중탐사선 등 수중에서 추진력에 의하여 작동하는 수중이동체는, 본체 내부에 설치된 전기 모터와, 본체 외부에 설치되어 전기 모터의 회전력을 전달받아 수중 추진력을 발생시키는 프로펠러를 추진장치로서 사용한다.
그러나, 본체 내부에 전기모터가 설치되는 경우 본체의 내부에 전기 모터의 설치를 위한 공간을 확보해야 하므로 본체의 공간 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 회전력 발생을 위한 전기 모터 부분이 본체 외부에 설치되는 방안이 제시되고 있다.
종래의 수중이동체는, 전기 모터 부분을 외부에 설치함에 있어서, 전기모터 중 회전자와 일체화된 프로펠러와, 프로펠러의 외주부에 위치되어 전기가 인가되어 제어되는 고정자를 포함하여 구성된다.
그런데 종래의 수중이동체의 프로펠러는, 본체의 후단에 결합된 회전축에 베어링이 개재된 상태로 지지되어 설치됨에 따라서, 고속 회전시 베어링의 지속적인 마찰, 진동 등으로 큰 소음이 발생되는 문제가 있다.
특히 군용 잠수함의 경우 프로펠러의 회전에 의하여 베어링에서 방출되는 소음은 위치 감지의 지표가 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고정자 및 회전자 사이에 유체동압베이링을 설치함으로써 진동 및 소음을 최소화할 수 있는 수중이동체를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 수중에서 이동되는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 후단에 구비되어 상기 본체부(10)의 수중 추진력을 발생시키는 추진력 발생부(20)를 포함하는 수중이동체로서, 상기 추진력 발생부(20)는, 상기 본체부(10)의 후단에 연장형성되는 연장부(120)를 회전축으로 하여 회전에 의하여 수중 추진력을 발생시키며 끝단에 원주방향을 따라서 회전자부(350)가 설치되는 회전부(300)와; 수직단면이 유체역학적 구조를 가지는 원통형상을 가지며 상기 회전부(300)가 내부에 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성됨과 아울러 상기 회전자부(350)에 대응되는 위치에 고정자부(230)가 설치되는 덕트부(200)와; 상기 회전부(300) 및 상기 요홈(21) 중 적어도 어느 하나의 표면에 구비되어 상호 작용에 의한 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링형성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이동체를 개시한다.
상기 덕트부(200)는, 전방측에서 상기 본체부(10)에 결합된 하나 이상의 지지부(110)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 고정자부(230)는, 축방향 길이가 상기 회전자부(350)의 축방향 길이보다 더 큰 것이 바람직하다.
상기 고정자부(230)는, 상기 덕트부(200)에 형성된 요홈(21)의 내주면에 삽입되는 하우징(231)의 내부에 밀봉 설치될 수 있다.
상기 하우징(231)은, 해수에 부식이 강한 내부식성 재질을 가질 수 있다.
상기 하우징(231)은, 알루미늄, 알루미늄합금 및 스테인레스 스틸 중 적어도 어느 하나의 재질을 가질 수 있다.
상기 회전부(300)는, 상기 연장부(120)에 회전가능하게 설치되는 허브부(310)와; 일단이 상기 허브부(310)에 결합되며 원주방향을 따라서 배치되는 복수의 프로펠러부(320)와; 내주면에 상기 프로펠러부(320)의 타단이 결합되며 상기 요홈(21)에 적어도 일부가 반경방향으로 삽입되는 실린더부(330)와; 상기 고정자부(230)와 대응되는 위치에 상기 실린더부(330)의 외주면의 내부에 설치되는 상기 회전자부(350)와; 상기 회전자부(350)의 적어도 일부가 상기 고정자부(230)로 노출되도록 함과 아울러 상기 실린더부(330)의 외주면 중 상기 요홈(21)에 삽입된 부분에 설치되어 상기 유체동압베어링을 형성하기 위한 유체동압베어링형성부(340)를 포함할 수 있다.
상기 유체동압베어링형성부(340)는, 상기 요홈(21)에 삽입된 부분에서 상기 요홈(21)을 향하는 면에 상기 유체동압베어링을 형성하도록 하나 이상의 유체동압형성요홈(341)이 형성될 수 있다.
상기 실린더부(330)는, 원통형상을 가지며, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 상기 실린더부(330)의 외형 형상에 대응되는 실린더 형상을 가지며, 상기 유체동압형성요홈(341)은, 상기 실린더부(330)의 전방면, 상기 고정자부(230)를 향하는 외주면, 및 상기 실린더부(330)의 후방면에 형성될 수 있다.
상기 유체동압형성요홈(341)은, 상기 유체동압베어링형성부(340)의 외주면에서 원주방향을 따라서 일정간격 이격되어 복수 개로 형성될 수 있다.
상기 회전자부(350)의 적어도 일부는 상기 유체동압베어링형성부(340)에 의하여 고정될 수 있다.
상기 회전자부(350)는, 영구자석 및 상기 영구자석이 내부에 포함되도록 하는 부도체 재질의 몰딩부를 포함할 수 있다.
상기 몰딩부는, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 수중이동체는, 추진력 발생을 위한 전기모터구조를 본체부의 외부에 설치함으로써, 본체부 내부의 활용효과를 극대화할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 수중이동체는, 추진력 발생을 위한 프로펠러부의 회전지지를 위한 베어링을 유체동압베어링을 활용함으로써 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
즉, 발명에 따른 수중이동체는 회전부 및 덕트부 중 적어도 어느 하나의 표면에 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링부를 구비함으로써 베어링에 의하여 발생될 수 있는 소음 및 진동을 최소화 하는 이점이 있다.
예로서, 프로펠러부의 끝단을 연결하는 실린더부의 외주면에 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링부를 구비함으로써 프로펠러부의 회전을 안정적으로 지지하면서 프로펠러부의 회전시 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가, 유체동압베어링의 형성을 위한 유체동압베어링부가 실린더부의 외주면 중 전방 및 후방을 감싸도록 설치됨으로써 얇은 두께에 의하여 유체동압베어링의 형성이 가능하면서 유체동압베어링부의 설치에 따른 중량증가를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한 유체동압베어링부의 설치시 실린더부의 내부에 설치된 회전자부의 가장자리 끝단일부가 중첩되도록 위치시킴으로써 고속회전에도 불구하고 회전자부에 대한 원주방향을 지지를 동시에 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 수중이동체는, 고정자를 하우징의 내부에 설치하고, 몰딩액으로 충전하여 고정자의 해수 노출을 최소화 하는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 수중이동체는, 유체동압베어링형성부에 회전차의 노출을 위한 노출부분을 형성하며, 노출부분이 부도체 재질로 몰딩함으로써 회전자의 회전력 효율을 극대화할 뿐 아니라 회전자의 해수노출을 최소화하는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 수중이동체를 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1의 수중이동체에 설치되는 추진력발생부의 일부를 보여주는 일부 단면도이다.
도 3은, 도 1의 수중이동체에 설치되는 유체동압베어링형성부를 보여주는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 유체동압베어링형성부를 보여주는 평면도이다.
도 5는, 도 3에서 A-A방향에서 보여주는 단면도이다.
도 6은, 도 3의 유체동압베어링형성부의 변형례를 보여주는 일부 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 수중이동체에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 수중이동체는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 수중에서 이동되는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 후단에 구비되어 상기 본체부(10)의 수중 추진력을 발생시키는 추진력 발생부(20)를 포함한다.
여기서 상기 수중이동체는, 수중 추진력을 이용하여 수중에서 이동 가능하도록 설치되는 장치로서 다양한 장치가 가능하다.
예로서, 상기 수중이동체는, 어뢰, 잠수함, 잠수정, 수중탐사선, 무인잠수정 등 수중에서 추진력에 의하여 이동가능한 장치이면 어떠한 장칭도 가능하다.
상기 본체부(10)는, 후술하는 추진력발생부(20)에 의하여 수중에서 이동되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 본체부(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수중에서 이동시 저항을 최소화할 수 있는 구조를 가지면 어떠한 구조도 가능하며, 유선형으로 형성되는 전단부와 후단부를 가지며, 후단부는 추진력발생부(20)의 설치를 위한 연장부(120)가 구비된다.
그리고 상기 본체부(10)는, 전단부에 폭약, 카메라 등 그 기능의 수행을 위한 장비, 물품 등의 설치를 위한 내부공간이 형성될 수 있다.
상기 연장부(120)는, 본체부(10)의 내부공간의 활용효율을 극대화 하기 위하여 본체부(10)의 후단에서 프로펠러부(320)의 회전중심축 방향으로 연장형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 연장부(120)는, 후술하는 덕트부(300)의 지지를 위한 하나 이상의 지지부(110; strut)가 결합될 수 있다.
상기 지지부(110)는, 덕트부(200)를 본체부(10)에 지지하기 위하여 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 지지부(110)는, 일단이 연장부(120)에 결합되고 타단이 덕트부(200)의 일측에 결합되는 복수개의 부재일 수 있다.
특히 상기 지지부(110)는, 횡단면이 에어포일형상을 가지는 등 수중이동체의 이동방향을 따라 저항을 최소화하기 위한 유체역학적 구조를 가짐이 바람직하다.
또한 상기 후술하는 덕트부(300)의 후방측에서 프로펠러부(320)의 회전에 따른 유체의 흐름과 조합하여 최적의 추진력을 발생시키기 위하여 연장부(120)를 중심으로 원주방향을 따라서 설치된 복수의 디퓨저부(400)들이 설치될 수 있다.
상기 디퓨저부(400)는, 덕트부(300)의 후방에 덕트부(300) 및 연장부(120) 중 적어도 하나와 결합되어 프로펠러부(320)의 회전에 따른 유체의 흐름과 조합하여 최적의 추진력을 발생시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 디퓨저부(400)는, 일단이 연장부(120)에 결합되고 타단이 덕트부(300)에 결합되고 그 단면이 유체역학적 구조를 가짐으로써 프로펠러부(320)의 회전에 따른 유체의 흐름과 조합하여 최적의 추진력을 발생시킬 수 있다.
상기 추진력발생부(20)는, 본체부(10)의 후단에 구비되어 본체부(10)의 수중 추진력을 발생시키기 위해 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 추진력발생부(20)는, 본체부(10)의 후단에 연장형성되는 연장부(120)를 회전축으로 하여 회전에 의하여 수중 추진력을 발생시키며 끝단에 원주방향을 따라서 회전자부(350)가 설치되는 회전부(300)와; 원통형상을 가지며 회전부(300)가 내부에 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성됨과 아울러 회전자부(350)에 대응되는 위치에 고정자부(230)가 설치되는 덕트부(200)와; 회전부(300) 및 요홈(21) 중 적어도 어느 하나의 표면에 구비되어 상호 작용에 의한 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링형성부(340)를 포함할 수 있다.
상기 덕트부(200)는, 수직단면이 유체역학적 구조를 가지는 원통형상을 가지며 회전부(300)가 내부에 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성됨과 아울러 회전자부(350)에 대응되는 위치에 고정자부(230)가 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 덕트부(200)는, 앞서 설명한 바와 같이, 전방측에서 본체부(10)에 결합된 하나 이상의 지지부(110)에 의하여 지지될 수 있다.
예로서, 상기 덕트부(200)는, 본체부(10)에 설치되는 하나 이상의 지지부(110)에 의하여 지지되는 원통형상을 가지며 내부에 고정자부(230)가 설치되며 고정자부(230)에 대응되어 후술하는 회전자부(300)가 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성될 수 있다.
또한, 상기 덕트부(200)는, 수중이동체의 이동방향을 따라 유체(해수 또는 담수)의 유체저항을 최소화하기 위하여 전체 수직단면이 미리 설계된 유체역학적 구조를 가짐이 바람직하다.
예로서, 상기 덕트부(200)는 수직단면이 유체역학적 구조를 가지도록 전단의 내주면 및 후단의 외주면 방향에 위치되는 양 끝단이 유선형상으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 덕트부(200)의 내주면에는, 후술하는 회전부(300)가 삽입되는 요홈(21)이 형성될 수 있다.
상기 요홈(21)은, 후술하는 회전부(300)의 적어도 일부가 삽입되는 구성으로서 고정자부(230)에 대응되어 내주면에 원주방향을 따라서 형성되는 형태이면 다양한 형태가 가능하다.
예로서, 상기 요홈(21)은, 회전부(300) 중 삽입되는 부분의 외형에 대응되는 형상으로서 유체동압베어링 형성을 위한 간극을 가지고 덕트부(200)의 내주면에 오목하게 형성될 수 있다.
상기 고정자부(230)는, 덕트부(200)의 내부에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 고정자부(230)는, 덕트부(200)의 내부에 삽입되는 하우징(231)의 내부에 밀봉 설치될 수 있다.
상기 하우징(231)은, 고정자부(230)가 해수에 노출되는 것을 방지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 하우징(231)은, 덕트부(200)의 내부에 삽입설치되는 원통형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 하우징(231)은 해수에 부식이 강한 내부식성 재질을 가지는 것이 바람직하다.
예로서, 상기 하우징(231)은, 알루미늄, 알루미늄합금 및 스테인레스 스틸 중 적어도 어느 하나의 재질을 가질 수 있다.
구체적으로 상기 하우징(231)은, 내부에 레진 등의 몰딩물질에 의하여 몰딩된 상태로 고정자부(230)가 고정될 수 있다.
이때, 상기 하우징(231)은 0.6t의 두께를 가질 수 있으며 용접에 의하여 밀봉될 수 있다.
또한 상기 하우징(231)의 내부에는, 회전자부(320)의 회전량, 회전위치를 감지하기 위한 홀센서가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 고정자부(230)는, 축방향 길이가 상기 회전자부(350)의 축방향 길이보다 더 큰 것이 바람직하다.
한편 상기 고정자부(230)는, 전기공급에 의하여 자속을 발생시킴으로써 후술하는 회전자부(320)를 구성하는 복수의 영구자석과의 자력반응에 의하여 회전부(300)를 회전시키는 구성으로서 회전자부(300)의 상호 자력반응구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 회전부(300)는, 본체부(10)의 후단에 연장형성되는 연장부(120)를 회전축으로 하여 회전에 의하여 수중 추진력을 발생시키며 끝단에 원주방향을 따라서 회전자부(350)가 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 회전부(300)는, 연장부(120)에 회전가능하게 설치되는 허브부(310)와; 일단이 허브부(310)에 결합되며 원주방향을 따라서 배치되는 복수의 프로펠러부(320)와; 내주면에 프로펠러부(320)의 타단이 결합되며 요홈(21)에 적어도 일부가 반경방향으로 삽입되는 실린더부(330)와; 고정자부(230)와 대응되는 위치에 실린더부(330)의 외주면의 내부에 설치되는 회전자부(350)와; 회전자부(350)의 적어도 일부가 고정자부(230)로 노출되도록 함과 아울러 실린더부(330)의 외주면 중 요홈(21)에 삽입된 부분에 설치되어 유체동압베어링을 형성하기 위한 유체동압베어링형성부(340)를 포함할 수 있다.
상기 허브부(310)는, 연장부(120)에 회전가능하게 설치되는 구성으로서 다양한 형태가 가능하다.
예로서, 상기 허브부(310)는, 본체부(10)의 외부에 연장형성되는 연장부(120)가 관통되도록 원통형상을 가지며 연장부(120)와 결합위치에 하나 이상의 보조 베어링(미도시)이 추가로 설치될 수 있다.
상기 보조 베어링은, 도시되지 않았으나 유체동압베어링 구조를 가지거나, 회전자부(350)의 회전시 유체동압베어링의 형성에 의하여 연장부(120)와 비접촉 상태를 유지할 수 있는바 설치되지 않을 수도 있다.
한편 상기 허브부(310)는, 회전자부(350)의 회전시 유체동압베어링의 형성에 의하여 덕트부(200)에 비접촉 상태에서 지지된 상태를 유지하는바 연장부(120)와 반드시 결합될 필요는 없다.
상기 프로펠러부(320)는, 내주면에 프로펠러부(320)의 타단이 결합되며 요홈(21)에 적어도 일부가 반경방향으로 삽입되는 구성으로서 수중이동체의 추진 구조에 따라서 다양한 구조가 가능하다.
상기 실린더부(330)는, 내주면에 프로펠러부(320)의 타단이 결합되며 요홈(21)에 적어도 일부가 반경방향으로 삽입되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 실린더부(330)는, 내주면이 덕트부(200)의 내주면과 연속된 면을 형성할 수 있도록 반경방향으로 요홈(21)에 모두 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 회전자부(350)는, 고정자부(230)와 대응되는 위치에 실린더부(330)의 외주면의 내부에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 회전자부(350)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더부(330)의 외주면에 형성되는 홈부에 삽입되어 설치될 수 있다.
이때, 상기 회전자부(350)는, 실린더부(330)의 원주방향을 따라서 설치된 복수의 영구자석으로 구성되는 등, 고정자부(230)와의 상호 회전구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 회전자부(350)는, 영구자석 및 영구자석이 내부에 포함되도록 하는 부도체 재질의 몰딩부를 포함할 수 있다.
상기 몰딩부는, 영구자석과 같은 회전자를 구성하는 부재가 해수 등에 부식되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 레진, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 등이 사용될 수 있다.
특히 상기 몰딩부는, 전기전도성이 없는 부도체 재질을 가짐이 바람직하나, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 사용도 가능함을 물론이다.
상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)의 적어도 일부가 고정자부(230)로 노출되도록 함과 아울러 실린더부(330)의 외주면 중 요홈(21)에 삽입된 부분에 설치되어 유체동압베어링을 형성하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전부(300)의 회전시 회전부(300) 및 덕트부(200) 사이에 발생되는 마찰을 최소화하면서 회전부(300)의 회전을 지지하는 구성으로서, 수중이동체의 추진력을 최대화할 수 있는 구성으로 구성됨이 바람직하다.
보다 구체적으로, 요홈(21)에 삽입된 부분에서 요홈(21)을 향하는 면에 유체동압베어링을 형성하도록 하나 이상의 유체동압형성요홈(341)이 형성될 수 있다.
상기 유체동압형성요홈(341)은, 유체동압베어링형성부(340)의 회전에 의한 유체동압베어링을 형성하기 위한 구성으로서 다양한 형태가 가능하다.
구체적으로 상기 유체동압형성요홈(341)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 유체동압베어링형성부(340)의 외면에서 수백마이크로 정도의 깊이를 가지는 오목한 홈일 수 있다.
여기서 상기 유체동압형성요홈(341)은, 전체 형상이 'V'자 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 그 폭 및 깊이는 유체동압베어링의 형성에 따라서 결정된다.
그리고 상기 유체동압형성요홈(341)은, 유체동압베어링형성부(340)의 외주면에서 원주방향을 따라서 일정간격 이격되어 복수 개로 형성될 수 있다.
한편 상기 실린더부(330)가 원통형상을 가질 때, 유체동압베어링형성부(340)는, 실린더부(330)의 외형 형상에 대응되는 실린더 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 실린더부(330)의 외면의 적어도 일부를 감쌀 수 있도록 원통형상의 적어도 일부의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
예로서, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)를 기준으로 실린더부(330)의 전방부분에 위치된 전방부, 실린더부(330)의 후방부분에 위치된 후방부로 2개의 부재로 구성될 수 있다.
이때, 상기 유체동압베어링형성부(340)의 전방부는, 실린더부(330)의 전방부분을 감싸도록 단면형상이, 'ㄱ'자 형상 또는 'ㄷ'자 형상 등을 가질 수 있다.
즉, 상기 유체동압베어링형성부(340)의 전방부는, 실린더부(330)의 전방면 및 요홈(21)의 내주면을 향하는 외주면의 일부에 설치될 수 있다.
그리고 상기 유체동압베어링형성부(340)의 후방부는, 실린더부(330)의 후방부분을 감싸도록 단면형상이, 'ㄱ'자 형상 또는 'ㄷ'자 형상 등을 가질 수 있다.
즉, 상기 유체동압베어링형성부(340)의 후방부는, 실린더부(330)의 후방면 및 요홈(21)의 내주면을 향하는 외주면의 일부에 설치될 수 있다.
한편 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)가 설치된 부분으로 더 연장될 수 있다.
이때, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)가 설치된 부분으로 더 연장됨으로써 회전자부(350)를 반경방향으로 안정적으로 지지할 수 있다.
구체적으로, 회전부(300)의 회전에 의하여 회전자부(350)는, 원심력에 의하여 반경방향으로 힘을 받게 되는데 유체동압베어링형성부(340)가 회전자부(350)가 설치된 부분으로 더 연장됨으로써 회전자부(350)를 원심력과 반대방향으로 가압됨으로써 회전자부(350)를 안정적으로 지지하게 된다.
또한 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)가 설치된 부분으로 더 연장됨으로써 요구되는 유체동압베어링 형성을 위한 실린더부(330)의 축방향 길이를 최소화할 수 있다.
구체적으로, 유체동압베어링 형성을 위해서는 일정 면적을 요하는바 실린더부(330)의 축방향 길이가 결정되는데 유체동압베어링형성부(340)가 회전자부(350)가 설치된 부분으로 연장되므로 상대적으로 회전자부(350)를 기준으로 한 유체동압베어링형성부(340)의 설치를 위한 실린더부(330)의 전방길이 및 후방길이를 줄일 수 있어 회전부(300)의 전체 중량을 감소시킬 수 있게 된다.
한편 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)가 설치된 부분으로 더 연장되는 구조는, 고정자부(230) 측에서 보면, 실린더부(330)의 축방향으로 고정자부(230)가 설치된 부분의 내주면 쪽으로 더 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더부(330)의 축방향으로 고정자부(230)가 내부에 밀봉 설치된 하우징(231)의 내주면의 일부까지 더 연장됨으로써 요구되는 유체동압베어링 형성을 위한 실린더부(330)의 축방향 길이를 최소화할 수 있다.
다른 예로서, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 실린더부(330)의 외면형상에 대응되어 내주면의 적어도 일부를 제외함과 아울러 회전자부(350)를 제외한 외주면 전체를 감싸도록 실린더부(330)의 외형에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 유체동압형성요홈(341)은, 실린더부(330)의 전방면, 고정자부(230)를 향하는 외주면, 및 실린더부(330)의 후방면에 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)의 회전효율을 증대시키기 위하여 고정자부(230)에 회전자부(350)가 노출되는 것이 바람직하나, 회전자부(350)는 해수에 노출시 훼손될 수 있는 위험이 큰 문제가 있다.
따라서 이를 해결하기 위하여 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)가 삽입되는 위치에서 고정자부(230)에 노출되는 부분이 형성되며, 회전자부(350)가 해수에 노출되는 것을 방지할 수 있도록 회전자부(350)의 노출부분은 부도체물질의 재질이 추가로 몰딩될 수 있다.
한편, 상기 유체동압베어링형성부(340)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전자부(350)의 적어도 일부가 유체동압베어링형성부(340)에 의하여 커버될 수 있다.
이러한 구조에 의하여, 한편 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350)의 적어도 일부가 상기 유체동압베어링형성부(340)에 의하여 고정될 수 있게 된다.
한편 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 알루미늄, 알루미늄합금, 스테인레스 스틸 등 강성이 높은 재질을 가지는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 실시예에서 상기 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링형성부(340)가 회전부(300)에 설치되는 예로서만 설명하였으나, 회전부(300) 및 요홈(21) 중 적어도 어느 하나의 표면에 형성되어, 회전부(300) 및 요홈(21)의 상호작용에 의한 유체동압베어링을 형성하기 위한 형태이면 다양한 형태가 가능하다.
한편 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 회전자부(350) 및 고정자부(230)에 의하여 구성되는 전동기 부분의 손실이 있지만 유체동압베어링의 효과를 최적화하기 위하여 외주면 전체를 감싸도록 실린더부(330)의 외면형상에 대응되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 원통형의 실린더부(330)의 외형에 대응되는 원통형상을 가질 수 있다. 여기서 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 실린더부(330)의 내주면의 적어도 일부를 포함하거나 실린더부(330)의 내주면을 제외하여 실린더부(330)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 본체부 20: 추진력 발생부
200: 덕트부 300: 회전부

Claims (13)

  1. 수중에서 이동되는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 후단에 구비되어 상기 본체부(10)의 수중 추진력을 발생시키는 추진력 발생부(20)를 포함하는 수중이동체로서,
    상기 추진력 발생부(20)는,
    상기 본체부(10)의 후단에 연장형성되는 연장부(120)를 회전축으로 하여 회전에 의하여 수중 추진력을 발생시키며 끝단에 원주방향을 따라서 회전자부(350)가 설치되는 회전부(300)와;
    수직단면이 유체역학적 구조를 가지는 원통형상을 가지며 상기 회전부(300)가 내부에 삽입되도록 요홈(21)이 원주방향을 따라서 형성됨과 아울러 상기 회전자부(350)에 대응되는 위치에 고정자부(230)가 설치되는 덕트부(200)와;
    상기 회전부(300) 및 상기 요홈(21) 중 적어도 어느 하나의 표면에 구비되어 상호 작용에 의한 유체동압베어링을 형성하는 유체동압베어링형성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 덕트부(200)는, 전방측에서 상기 본체부(10)에 결합된 하나 이상의 지지부(110)에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자부(230)는, 축방향 길이가 상기 회전자부(350)의 축방향 길이보다 더 큰 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자부(230)는, 상기 덕트부(200)에 형성된 요홈(21)의 내주면에 삽입되는 하우징(231)의 내부에 밀봉 설치된 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징(231)은, 해수에 부식이 강한 내부식성 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하우징(231)은, 알루미늄, 알루미늄합금 및 스테인레스 스틸 중 적어도 어느 하나의 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전부(300)는,
    상기 연장부(120)에 회전가능하게 설치되는 허브부(310)와;
    일단이 상기 허브부(310)에 결합되며 원주방향을 따라서 배치되는 복수의 프로펠러부(320)와;
    내주면에 상기 프로펠러부(320)의 타단이 결합되며 상기 요홈(21)에 적어도 일부가 반경방향으로 삽입되는 실린더부(330)와;
    상기 고정자부(230)와 대응되는 위치에 상기 실린더부(330)의 외주면의 내부에 설치되는 상기 회전자부(350)와;
    상기 회전자부(350)의 적어도 일부가 상기 고정자부(230)로 노출되도록 함과 아울러 상기 실린더부(330)의 외주면 중 상기 요홈(21)에 삽입된 부분에 설치되어 상기 유체동압베어링을 형성하기 위한 유체동압베어링형성부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유체동압베어링형성부(340)는,
    상기 요홈(21)에 삽입된 부분에서 상기 요홈(21)을 향하는 면에 상기 유체동압베어링을 형성하도록 하나 이상의 유체동압형성요홈(341)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 실린더부(330)는, 원통형상을 가지며, 상기 유체동압베어링형성부(340)는, 상기 실린더부(330)의 외형 형상에 대응되는 실린더 형상을 가지며,
    상기 유체동압형성요홈(341)은, 상기 실린더부(330)의 전방면, 상기 고정자부(230)를 향하는 외주면, 및 상기 실린더부(330)의 후방면에 형성된 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 유체동압형성요홈(341)은, 상기 유체동압베어링형성부(340)의 외주면에서 원주방향을 따라서 일정간격 이격되어 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전자부(350)의 적어도 일부는 상기 유체동압베어링형성부(340)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 회전자부(350)는, 영구자석 및 상기 영구자석이 내부에 포함되도록 하는 부도체 재질의 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이동체.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 몰딩부는, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 하는 수중이동체.
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