KR20190057694A - 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워터젯 선외기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입구와 배출구의 중심을 연결한 경로가 수평한 직선을 형성하도록 구성함으로써, 물의 상하 이동이 최소화되어 추진효율을 높이는 한편, 추진력의 직진성을 향상시킬 수 있으며, 선박이나 잠수형 모듈과 같이 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 선외기 본체를 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단을 구비함으로써, 특정 용도의 대상체에 제한되지 않고 다양한 대상체에 모듈형으로 결합할 수 있게 한 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기에 관한 것이다.

Description

탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기{DETACHABLE MODULE TYPE WATER JET FOR OUTBOARD MOTOR}
본 발명은 워터젯 선외기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입구와 배출구의 중심을 연결한 경로가 수평한 직선을 형성하도록 구성함으로써, 물의 상하 이동이 최소화되어 추진효율을 높이는 한편, 추진력의 직진성을 향상시킬 수 있으며, 선박이나 잠수형 모듈과 같이 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 선외기 본체를 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단을 구비함으로써, 특정 용도의 대상체에 제한되지 않고 다양한 대상체에 모듈형으로 결합할 수 있게 한 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기에 관한 것이다.
일반적으로 워터젯 선외기는 선박에 주로 사용되는 스크류 프로펠러 구동방식과는 다르게 제트엔진과 같은 방식으로 추진력을 발생시키는 추진기로서, 흡입부에서 빨아들인 물을 뒤로 분사하는 추진력에 의해 선박 등의 이동을 가능하게 한다.
현재 국내외에서 사용되는 대부분의 소형 보트는 선미에 프로펠러 선외기를 장착하여 보트를 움직이는 동력을 얻고 있는데, 이처럼 프로펠러 선외기를 장착할 경우 유류를 이용하는 엔진의 폭발력에 의해 강한 힘을 낼 수 있다는 장점은 있으나, 해상에 양식장의 시설물이나 폐어망 등이 많은 지역에서는 시설물이나 폐어망에 의한 프로펠러 손상과 그로 인한 인명피해의 발생가능성이 상당히 높아지게 되는 문제점이 있었다.
또한, 소형 보트에 주로 사용되는 프로펠러 선외기의 경우 프로펠러가 보트의 저면보다 낮게 위치하여야 보트를 구동하기 위한 추진력을 안정적으로 발생할 수 있기 때문에 소형 보트를 이용할 수 있는 장소가 제한적일 수 밖에 없었으며, 특히 암초가 많은 국내 서해안의 경우 프로펠러 선외기의 사용시 많은 위험에 노출될 수 밖에 없었다.
그에 따라, 최근에는 해상에 있는 시설물이나 폐어망 또는 암초 등에 의한 손상 우려가 적은 워터젯 선외기를 추진기로 이용하는 경우가 늘고 있으며, 워터젯 선외기의 성능 개선을 위한 많은 노력들이 이루어지고 있다.
이러한 워터젯 선외기는 수중을 향해 수직하게 절곡된 취수파이프를 통하여 임펠러의 회전력에 의해 물을 흡입한 후 이를 배출하도록 구성되곤 하였는데, 이처럼 수직하게 절곡된 취수파이프를 이용할 경우 임펠러를 통하여 흡입하는 힘이 절곡 부위에서 취수파이프 내벽에 부딪치면서 약화되어 추진효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 물이 흡입되는 영역과 물이 배출되는 영역의 높이가 다름으로 인해 임펠러에 의해 물이 회전하면서 흡입 또는 배출되는 회전력에 의해 선외기의 직진방향 움직임뿐만 아니라, 선외기의 상하 움직임과 좌우 움직임도 초래하게 되어, 직진 이동 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 워터젯 선외기는 소형 보트 등에 결합할 수 있는 선박용 워터젯 선외기나 잠수 가이드 모듈용 워터젯 장비 등 특정한 대상체에 결합될 수 있는 형태의 완성된 제품 형태로만 제시되고 있었다. 그에 따라, 다양한 수상레저를 즐기거나, 여러 장비를 이용하기 위해서는 각 장비별로 독립적인 워터젯 선외기를 구비하여야 하였는바, 여러 장비의 체험과 이용을 꺼리게 하는 요소가 되곤 하였다.
대한민국 등록실용 제20-0398203호 대한민국 공개실용신안 제20-2011-0003096호 미국 공개특허 US2003/0024456
본 발명은 흡입구와 배출구의 중심을 연결한 경로가 수평한 직선을 형성하도록 구성함으로써, 물의 상하 이동이 최소화되어 추진효율을 높이는 한편, 추진력의 직진성을 향상시킬 수 있게 한 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은 선박이나 잠수형 모듈과 같이 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 선외기 본체를 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단을 구비함으로써, 특정 용도의 대상체에 제한되지 않고 다양한 대상체에 모듈형으로 결합할 수 있게 한 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기는,
물을 흡입한 후 배출하도록 내부가 비어있는 통으로 이루어져 있으며, 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 탈착 가능하게 결합되어 수중의 물을 대상체의 진행방향에 따라 수평한 직선 경로를 이루면서 흡입한 후 배출하는 통형의 워터젯 추진기 모듈; 상기 워터젯 추진기 모듈의 내부 공간에 설치되어 있으며, 상기 워터젯 추진기 모듈에 구비된 접촉전극을 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터부; 상기 전동식 모터부에 연결되어 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방 내부 공간에 설치되어 있으며, 상기 전동식 모터부의 구동에 의해 회전하면서 상기 워터젯 추진기 모듈의 전방에서 흡입된 물이 배출되는 배출압력을 증가시키는 임펠러부; 및 상기 워터젯 추진기 모듈의 후단에 결합되어 있으며, 상기 임펠러의 회전에 의해 증가된 압력으로 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방으로 물을 분사시켜 대상체의 직선방향 추진력을 발생시키는 물분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 워터젯 추진기 모듈은,
내부가 비어 있는 통으로서 물이 흡입되는 전면의 흡입구는 넓게 개방 형성되고 물이 배출되는 후면의 배출구는 좁게 개방 형성되며, 상기 흡입구와 배출구가 수평을 이루어 상기 물분사 노즐에서 배출되는 물의 상하 이동을 감소시키는 선외기 본체; 상기 선외기 본체 내부로 흡입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성하도록 상기 흡입구에 설치되어 있어 흡입되는 물의 선외기 본체 내부에서의 직진 방향 유체 흐름을 유도하는 인테이크 깃; 상기 선외기 본체의 외주면에 구비되어 있어 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 상기 선외기 본체를 탈착 가능하게 결합시키는 탈착결합부; 및 상기 탈착결합부에 구비되어 있어 상기 대상체에 구비된 전극과 접촉되면서 전원을 공급받는 전극접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 인테이크 깃은,
상기 흡입구를 통하여 선외기 본체 내부로 유입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성할 수 있도록, 상기 흡입구를 두 개 이상의 구획으로 나누는 적어도 하나 이상의 격벽; 및 상기 흡입구로 유입되는 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 물에 처음 접하게 되는 말단으로 갈수록 뾰족하게 좁아지는 뿔형 구조로 이루어져, 상기 흡입구의 중앙에서 격벽에 연결되어 전면으로 돌출되어 있는 첨단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전극접촉부는, 선박이나 잠수형 모듈과 같은 대상체에 구비된 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있도록, 선박용 선외기나 잠수형 모듈용 선외기에 구비된 배터리의 전극에 전기적으로 접촉할 수 있는 전극판이나 전극핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전동식 모터부는,
상기 선외기 본체의 내부 공간에 위치하여 상기 전극접촉부를 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터; 상기 전동식 모터의 회전축에 상기 임펠러의 샤프트를 결합하여 전동식 모터의 동력으로 임펠러를 회전시키는 회전력 전달부; 및 상기 회전력 전달부를 덮어 감싸서 상기 전동식 모터 내부로의 물 유입을 차단하는 방수커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 회전력 전달부는,
상기 전동식 모터의 회전축에서 발생된 회전력을 그에 결합되어 있는 상기 임펠러의 샤프트로 전달하는 커플링; 상기 커플링의 일 측에 설치되어 상기 커플링에 의해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 임펠러의 샤프트를 지지하는 베어링; 및 상기 베어링이 일정 간격을 유지하도록 설치되어 있는 리테이너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임펠러부는,
상기 전동식 모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받는 샤프트; 상기 샤프트에 고정되어 있어 샤프트와 함께 전동식 모터에서 전달되는 회전력으로 회전하는 임펠러 윙; 및 상기 임펠러 윙의 외주부 둘레를 일정 거리 이격된 상태로 감싸는 웨어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 임펠러 윙은,
상기 샤프트에 결합되어 있는 몸체인 바디; 및 상기 바디의 외주면 상부에서 하부에 이르도록 꼬인 나선 구조를 이루면서 설치되어 있고 선외기 본체에 있는 물이 타고 흘러나가는 배출 경로를 제공하는 윙;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 흡입구와 배출구의 중심을 연결한 경로가 수평한 직선을 형성하도록 구성함으로써, 물의 상하 이동이 최소화되어 추진효율을 높이는 한편, 추진력의 직진성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 선박이나 잠수형 모듈과 같이 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 선외기 본체를 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단을 구비함으로써, 특정 용도의 대상체에 제한되지 않고 다양한 대상체에 모듈형으로 결합할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 분리 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 내부 투시도.
도 4는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 투시 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기가 선박에 결합되는 것을 나타내는 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기가 잠수 가이드 모듈에 결합되는 것을 나타내는 예시도.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 내부 투시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 투시 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기의 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기는, 물을 흡입한 후 배출하도록 내부가 비어있는 통으로 이루어져 있으며 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 탈착 가능하게 결합되어 수중의 물을 대상체의 진행방향에 따라 수평한 직선 경로를 이루면서 흡입한 후 배출하는 통형의 워터젯 추진기 모듈(100)과, 상기 워터젯 추진기 모듈의 내부 공간에 설치되어 있으며 상기 워터젯 추진기 모듈에 구비된 접촉전극을 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터부(200)와, 상기 전동식 모터부에 연결되어 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방 내부 공간에 설치되어 있으며 상기 전동식 모터부의 구동에 의해 회전하면서 상기 워터젯 추진기 모듈의 전방에서 흡입된 물이 배출되는 배출압력을 증가시키는 임펠러부(300)와, 상기 워터젯 추진기 모듈의 후단에 결합되어 있으며 상기 임펠러의 회전에 의해 증가된 압력으로 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방으로 물을 분사시켜 대상체의 직선방향 추진력을 발생시키는 물분사 노즐(400)을 포함하여 구성된다.
상기 워터젯 추진기 모듈(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 통으로서 물이 흡입되는 전면의 흡입구는 넓게 개방 형성되고 물이 배출되는 후면의 배출구는 좁게 개방 형성되며 상기 흡입구와 배출구가 수평을 이루어 상기 물분사 노즐에서 배출되는 물의 상하 이동을 최소화하는 선외기 본체(110)와, 상기 선외기 본체 내부로 흡입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성하도록 상기 흡입구에 설치되어 있어 흡입되는 물의 선외기 본체 내부에서의 직진 방향 유체 흐름을 유도하는 인테이크 깃(120)과, 상기 선외기 본체의 외주면에 구비되어 있어 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 상기 선외기 본체를 탈착 가능하게 결합시키는 탈착결합부(130)와, 상기 탈착결합부에 구비되어 있어 상기 대상체에 구비된 전극과 접촉되면서 전원을 공급받는 전극접촉부(140)를 포함하여 구성된다.
상기 선외기 본체(110)는, 내부가 비어 있고 전면과 후면이 개방되어 있어 물의 유입과 배출이 가능하도록 이루어진 통형의 관으로 구성된다. 도 1 내지 도 3에서는 외주면이 둥근 원통형의 관으로 도시하였으나, 이러한 외주면의 형상에 제한되지 않고 다양한 유선형의 외주면의 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
이러한 상기 선외기 본체(110)는, 추진력을 발생시키기 위한 물이 내부 공간으로 보다 많이 유입될 수 있도록 흡입구(112)는 넓게 형성되고, 내부 공간에 있는 물이 외부로 보다 강하게 분사될 수 있도록 배출구(114)는 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 선외기 본체(110)에서 물이 유입되었다가 분사되는 흡입구(112)와 배출구(114)는 각각의 중심을 연결한 경로가 수평한 직선을 형성하도록 구성됨으로써, 흡입구로 유입된 물이 배출구를 통해 분사되는 상기 선외기 본체 내부의 경로가 물의 상하 이동이 최소화된 수평한 직선 경로를 형성할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 선외기 본체(110)를 통하여 물이 흡입된 후 분사되는 경로가 수평한 직선 경로를 형성하도록 구성됨으로써, 상기 워터젯 추진기 모듈(100)에서 발생되는 추진력의 직진성을 향상시킬 수 있게 된다. 도 1에서는 물이 선외기 본체 (110)내부로 흡입되는 방향과 물이 물분사 노즐(400)을 통해 선외기 본체(110)에서 외부로 배출되는 방향을 화살표로 나타내었다.
또한, 상기 인테이크 깃(120)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡입구를 통하여 선외기 본체 내부로 유입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성할 수 있도록 상기 흡입구를 두 개 이상의 구획으로 나누는 적어도 하나 이상의 격벽(122)과, 상기 흡입구로 유입되는 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 물에 처음 접하게 되는 말단으로 갈수록 뾰족하게 좁아지는 뿔형 구조로 이루어져 상기 흡입구의 중앙에서 격벽에 연결되어 전면으로 돌출되어 있는 첨단부(124)로 구성된다.
이러한 상기 인테이크 깃(120)은, 상기 선외기 본체(110)의 내부 공간으로 들어오는 물이 상기 첨단부(124)의 외주면을 따라 흐르면서 상기 격벽(122)에 의해 나뉘어 있는 각 구획으로 분리되어 유입될 수 있도록 유도하게 된다. 그에 따라, 상기 흡입구(112)로 유입되는 물은 각 구획을 통과하는 물의 덩어리마다 선외기 본체를 가로질러 직진 방향으로 흐르는 유체 흐름을 형성할 수 있게 된다.
이와 같이 선외기 본체(110)의 내부 공간으로 유입되는 물을 상기 인테이크 깃(120)에서 복수의 유체 흐름으로 나누어 공급할 수 있게 함으로써, 흡입구(112) 중앙으로 유입되는 물의 직진 방향 흐름이 약화되지 않게 하여 상기 워터젯 추진기 모듈(100)의 직진성을 향상시킬 수 있게 함과 아울러, 상기 선외기 본체의 흡입구 주변에서 발생되는 와류를 감소시킬 수 있게 된다.
상기 탈착결합부(130)는, 선박이나 잠수형 모듈과 같이 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 상기 선외기 본체를 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단으로 이루어져, 상기 선외기 본체(100)의 외주면 상부에 설치되도록 구성된다. 도 2에서는 상기 탈착결합부(130)가 슬라이딩 결합될 수 있는 형태를 일 예로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 상기 선외기 본체를 대상체에 결합시킬 수 있는 다양한 결합수단이 채택될 수 있음은 물론이다.
이러한 탈착결합부(130)에 의해 상기 워터젯 추진기 모듈(100)을 여러 대상체에 교체 결합할 수 있게 되므로, 특정 선박용 선외기(10)나 특정 잠수형 모듈용 선외기(20)처럼 미리 정해져 있는 특정 용도의 대상체에 제한되지 않고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 추진기 모듈(100)을 교체하는 것만으로 선박이나 잠수형 모듈과 같은 대상체에의 결합수단으로부터 분리하여 다양한 대상체에 모듈형으로 결합 사용할 수 있게 된다.
그에 따라, 종래에는 소형 보트와 잠수형 모듈을 모두 이용하고자 할 경우, 소형 보트를 이동시키는 추진력을 발생시키기 위한 소형 보트용 선외기와 잠수형 모듈을 이동시키는 추진력을 발생시키기 위한 잠수형 모듈용 선외기가 각각 필요하였으나, 본 발명에 의할 경우 하나의 워터젯 추진기 모듈(100)을 소형 보트용 선외기(10)에 결합하여 사용하다가, 필요시 워터젯 추진기 모듈(100)을 분리한 후 대상체를 바꾸어 잠수형 모듈용 선외기(20)에 결합하여 사용할 수 있게 되므로, 하나의 워터젯 추진기 모듈을 다양한 대상체의 추진기로 이용할 수 있어 그 활용도를 확대시킬 수 있게 된다.
상기 전극접촉부(미도시)는, 선박이나 잠수형 모듈과 같은 대상체에 구비된 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있도록, 선박용 선외기나 잠수형 모듈용 선외기에 구비된 배터리의 전극에 전기적으로 접촉할 수 있는 전극판이나 전극핀으로 구성된다. 이때, 상기 전극접촉부와 배터리의 전극이 연결되는 부분이 방수를 위한 처리가 되어 있어야 함은 물론이다.
이러한 상기 전극접촉부는, 상기 탈착결합부에 구비되어 있어 선박용 선외기나 잠수형 모듈용 선외기 등에 의해 대상체에 결합되면서 배터리 전극과의 전기적인 연결이 함께 이루어질 수 있도록, 스마트폰 등에 적용되어 있는 것과 같은 전극판이나 전극핀 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 대상체에 선외기를 결합한 후 전기적인 연결을 위한 배선작업 없이도 상기 워터젯 추진기 모듈을 결합하는 것만으로도 상기 전동식 모터부를 구동할 수 있는 전원을 간편하게 공급받을 수 있게 된다.
또한, 상기 워터젯 추진기 모듈(100)은, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선외기 본체(110)의 외주면 양 측부에서 외측으로 돌출 설치되어 있는 판형의 하이드로 포일(140)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 하이드로 포일(140)은, 상기 선외기 본체(110)의 외주면 양 측부에 설치된 수중익(水中翼)으로서, 선외기 본체의 직진 이동시 양력에 의해 선외기 본체를 부상시키고 물의 저항을 감소시키게 된다. 그에 따라, 상기 선외기 본체 내부에서 전동식 모터의 동력에 의해 회전하는 임펠러와, 이러한 임펠러의 회전에 의해 선외기 본체 내부 공간에서 회전하는 물의 회전에 의해 발생된 관성에 의해 선외기 본체가 회전하는 것을 방지할 수 있게 되므로, 상기 워터젯 추진기 모듈의 직진성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 전동식 모터부(200)는, 상기 선외기 본체의 내부 공간에 위치하여 상기 전극접촉부를 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터(210)와, 상기 전동식 모터의 회전축에 상기 임펠러의 샤프트를 결합하여 전동식 모터의 동력으로 임펠러를 회전시키는 회전력 전달부(220)와, 상기 회전력 전달부를 덮어 감싸서 상기 전동식 모터 내부로의 물 유입을 차단하는 방수커버(230)를 포함하여 구성된다.
상기 전동식 모터(210)는, 선박 등 대상체에 구비되거나 이러한 대상체에 결합되는 선외기에 자체적으로 구비되어 있는 배터리로부터 공급되는 전원에 의해 구동되어 동력을 발생시키는 모터로서, 도 3에 도시된 바와 같이 선외기 본체의 내부 공간에 설치된 모터홀더(212)에 수납되어 선외기 본체의 내부에 설치된다.
이때, 상기 모터홀더(212)는 일단이 상기 인테이크 깃(120)의 일면에 연결되고, 타단이 상기 임펠러의 외부를 감싸는 웨어링(330)에 연결되어 상기 선외기 본체(110) 내부 중앙 부분에 설치됨으로써, 상기 선외기 본체 내부에서 이동하는 물의 유체 흐름에 대한 방해를 최소화하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전력 전달부(220)는, 상기 전동식 모터의 회전축에서 발생된 회전력을 그에 결합되어 있는 상기 임펠러의 샤프트로 전달하는 커플링(221)과, 상기 커플링의 일 측에 설치되어 상기 커플링에 의해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 임펠러의 샤프트를 지지하는 베어링(222)과, 상기 베어링이 일정 간격을 유지하도록 설치되어 있는 리테이너(223)를 포함하여 구성된다.
이러한 회전력 전달부(220)에 의해 상기 전동식 모터(210)의 회전축에 결합되어 있는 임펠러의 샤프트(310)로 전동식 모터의 회전력이 전달되어 임펠러의 회전을 야기함으로써, 선외기 본체 내부로 흡입된 후 강하게 배출되는 물의 흐름을 강화시킬 수 있게 된다.
상기 방수커버(230)는 상기 임펠러의 샤프트(310)가 모터의 회전축에 연결되는 전동식 모터(210)의 일 측에 결합되어 전동식 모터 내부로 물이 유입되는 것을 차단하도록 구성된다. 이때, 상기 전동식 모터의 타측은 임펠러 샤프트 등 회전력 전달을 위한 결합부위가 불필요하게 되는바 상기 모터홀더의 일면을 밀폐시켜 전동식 모터 내부로 물이 유입되는 것을 차단할 수 있게 됨은 물론이다.
상기 임펠러부(300)는, 상기 전동식 모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받는 샤프트(310)와, 상기 샤프트에 고정되어 있어 샤프트와 함께 전동식 모터에서 전달되는 회전력으로 회전하는 임펠러 윙(320)과, 상기 임펠러 윙의 외주부 둘레를 일정 거리 이격된 상태로 감싸는 웨어링(330)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 임펠러 윙(320)은, 상기 샤프트에 결합되어 있는 몸체인 바디(322)와, 상기 바디의 외주면 상부에서 하부에 이르도록 꼬인 나선 구조를 이루면서 설치되어 있고 선외기 본체에 있는 물이 타고 흘러나가는 배출 경로를 제공하는 윙(324)으로 구성된다.
상기 임펠러 윙의 바디(322)는, 물이 임펠러 윙(320)으로 유입되는 전단은 직경이 작고, 물이 임펠러 윙의 윙(324) 부분을 타고 흘러 나가는 후단으로 갈수록 직경이 커지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 임펠러 윙(320)은 바디(322)의 크기를 증가시키고 윙(324)의 두께를 증가시켜 물이 배출되는 압력을 증가시킴으로써 상기 워터젯 추진기 모듈의 직진성을 향상시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이 경우 임펠러 윙에서 바디의 크기를 증가시킬 경우 배출되는 물의 압력이 높아지게 되어 물의 유체 흐름에서 기포 발생정도가 감소되고, 윙의 두께를 증가시킬 경우 응력이 감소되어 임펠러 윙을 타고 흘러나가는 물의 흐름을 방해하는 요소를 감소시킬 수 있게 된다. 다만 상기 임펠러 윙의 바디가 커질 경우 물이 윙을 타고 흘러나갈 수 있는 공간이 줄어들어 배출되는 유량이 감소될 수 있으나, 이 경우 상기 전동식 모터의 회전수를 증가시켜 윙의 회전마다 배출되는 유량의 줄어듦으로 인한 추진력 저하를 보상할 수 있게 된다.
또한, 상기 임펠러 윙(320)에서 기포발생을 줄이기 위해 상기 임펠러 바디(322)의 크기를 증가시키기 어려울 경우, 물이 유입되는 경로상에서 상기 임펠러 윙의 전단에 별도의 유도 날개인 인듀서(Inducer)(미도시)를 추가하여 임펠러 윙 회전시에 초래되는 기포의 발생을 감소시킬 수 있게 된다.
상기 웨어링(330)은, 상기 임펠러 윙이 회전하면서 발생되는 물의 회전에 의한 마찰력이 선외기 본체 내부에 직접 가해지게 되어 상기 선외기 본체 내부가 손상되거나 마모되는 것을 방지할 수 있도록 상기 임펠러 윙(320)의 외주부 둘레를 감싸는 내부가 비어 있는 관으로 구성된다.
이때, 상기 임펠러 윙(320)의 외주부와 웨어링(330) 사이는 임펠러 윙이 웨어링의 내주면에 직접 접하여 손상되거나 회전력의 감소를 초래하는 것을 방지할 수 있도록 일정거리 이격된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 물분사 노즐(400)은, 상기 선외기 본체에서 물이 분사되는 후단의 배출구(114)에 설치되어 있으며, 상기 임펠러 윙(320)에 의해 회전하면서 배출되는 물을 워터젯 추진기 모듈(100)이 진행하는 방향의 후방으로 강하게 배출시키는 노즐로 구성된다.
이때, 상기 물분사 노즐(400)은 도 2에 도시된 바와 같이 말단이 좁게 형성되어 상기 임펠러부(300)에서 배출되는 물을 외부로 고속 배출하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이처럼 상기 물분사 노즐을 통하여 물이 강하게 배출될 경우 그러한 강한 배출압력에 의해 선외기 본체 내부의 압력 저하를 야기하게 되고 이는 상기 선외기 본체의 흡입구 측에서 물의 강한 흡입을 초래하게 된다.
이와 같이 본 발명은 워터젯 추진기 모듈을 선박이나 잠수용 모듈 등에 쉽게 교체하여 결합할 수 있는 탈착 가능한 모듈형태로 제공함으로써, 하나의 모듈형 워터젯 선외기를 여러 종류의 대상체에 선택적으로 교환하며 사용할 수 있게 된다.
또한, 상기 워터젯 추진기 모듈(100)은 물이 흡입되는 흡입구(112)와 물이 배출되는 배출구(114)가 거의 동일한 직선상에 수평하게 위치하고 있는 직선형의 흡입 및 배출 구조를 채택함으로써, 배출구에서 강한 압력으로 분사되는 배출압력이 흡입구에서의 물의 흡입에 압력 손실을 최소화하면서 전달될 수 있게 하여 추진효율과 직진성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10 : 선박용 선외기 20 : 잠수함 모듈용 선외기
100 : 워터젯 추진기 모듈 110 : 선외기 본체
112 : 흡입구 114 : 배출구
120 : 인테이크 깃 122 : 격벽
124 : 첨단부 130 : 탈착결합부
140 : 하이드로 포일
200 : 전동식 모터부 210 : 전동식 모터
212 : 모터홀더 220 : 회전력 전달부
221 : 커플링 222 : 베어링
223 : 리테이너 230 : 방수커버
300 : 임펠러부 310 : 샤프트
320 : 임펠러 윙 322 : 바디
324 : 윙 330 : 웨어링
340 : 베어링
400 : 물분사 노즐

Claims (8)

  1. 물을 흡입한 후 배출하도록 내부가 비어있는 통으로 이루어져 있으며, 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 탈착 가능하게 결합되어 수중의 물을 대상체의 진행방향에 따라 수평한 직선 경로를 이루면서 흡입한 후 배출하는 통형의 워터젯 추진기 모듈;
    상기 워터젯 추진기 모듈의 내부 공간에 설치되어 있으며, 상기 워터젯 추진기 모듈에 구비된 접촉전극을 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터부;
    상기 전동식 모터부에 연결되어 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방 내부 공간에 설치되어 있으며, 상기 전동식 모터부의 구동에 의해 회전하면서 상기 워터젯 추진기 모듈의 전방에서 흡입된 물이 배출되는 배출압력을 증가시키는 임펠러부; 및
    상기 워터젯 추진기 모듈의 후단에 결합되어 있으며, 상기 임펠러의 회전에 의해 증가된 압력으로 상기 워터젯 추진기 모듈의 후방으로 물을 분사시켜 대상체의 직선방향 추진력을 발생시키는 물분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 워터젯 추진기 모듈은,
    내부가 비어 있는 통으로서 물이 흡입되는 전면의 흡입구는 넓게 개방 형성되고 물이 배출되는 후면의 배출구는 좁게 개방 형성되며, 상기 흡입구와 배출구가 수평을 이루어 상기 물분사 노즐에서 배출되는 물의 상하 이동을 감소시키는 선외기 본체;
    상기 선외기 본체 내부로 흡입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성하도록 상기 흡입구에 설치되어 있어 흡입되는 물의 선외기 본체 내부에서의 직진 방향 유체 흐름을 유도하는 인테이크 깃;
    상기 선외기 본체의 외주면에 구비되어 있어 수상이나 수중에서 이동하는 대상체에 상기 선외기 본체를 탈착 가능하게 결합시키는 탈착결합부; 및
    상기 탈착결합부에 구비되어 있어 상기 대상체에 구비된 전극과 접촉되면서 전원을 공급받는 전극접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인테이크 깃은,
    상기 흡입구를 통하여 선외기 본체 내부로 유입되는 물이 적어도 두 개 이상의 직진 방향으로 진행하는 유체 흐름을 형성할 수 있도록, 상기 흡입구를 두 개 이상의 구획으로 나누는 적어도 하나 이상의 격벽; 및
    상기 흡입구로 유입되는 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 물에 처음 접하게 되는 말단으로 갈수록 뾰족하게 좁아지는 뿔형 구조로 이루어져, 상기 흡입구의 중앙에서 격벽에 연결되어 전면으로 돌출되어 있는 첨단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 전극접촉부는, 선박이나 잠수형 모듈과 같은 대상체에 구비된 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있도록, 선박용 선외기나 잠수형 모듈용 선외기에 구비된 배터리의 전극에 전기적으로 접촉할 수 있는 전극판이나 전극핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 전동식 모터부는,
    상기 선외기 본체의 내부 공간에 위치하여 상기 전극접촉부를 통하여 공급되는 전원에 의해 구동되는 전동식 모터;
    상기 전동식 모터의 회전축에 상기 임펠러의 샤프트를 결합하여 전동식 모터의 동력으로 임펠러를 회전시키는 회전력 전달부; 및
    상기 회전력 전달부를 덮어 감싸서 상기 전동식 모터 내부로의 물 유입을 차단하는 방수커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 회전력 전달부는,
    상기 전동식 모터의 회전축에서 발생된 회전력을 그에 결합되어 있는 상기 임펠러의 샤프트로 전달하는 커플링;
    상기 커플링의 일 측에 설치되어 상기 커플링에 의해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 임펠러의 샤프트를 지지하는 베어링; 및
    상기 베어링이 일정 간격을 유지하도록 설치되어 있는 리테이너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 임펠러부는,
    상기 전동식 모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받는 샤프트;
    상기 샤프트에 고정되어 있어 샤프트와 함께 전동식 모터에서 전달되는 회전력으로 회전하는 임펠러 윙; 및
    상기 임펠러 윙의 외주부 둘레를 일정 거리 이격된 상태로 감싸는 웨어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 임펠러 윙은,
    상기 샤프트에 결합되어 있는 몸체인 바디; 및
    상기 바디의 외주면 상부에서 하부에 이르도록 꼬인 나선 구조를 이루면서 설치되어 있고 선외기 본체에 있는 물이 타고 흘러나가는 배출 경로를 제공하는 윙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착 가능한 모듈형 워터젯 선외기.
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