KR20220000656A - 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전후방향으로 동축상으로 배치되는 2개의 임펠러가 서로 반대방향으로 회전하면서 인렛덕트를 통해 물을 흡수하여 노즐을 통해 분사함으로써 추진력을 발생시키는 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 워터제트 모듈은, 물을 흡입하는 인렛덕트의 측면부를 관통하여 회전 가능하게 설치되는 중공의 제1추진축; 상기 제1추진축의 후단부에 설치되어 인렛덕트의 입구를 통해 물을 흡입하는 흡입력을 발생시키는 제1임펠러; 상기 제1추진축의 전단부와 직접 연결되어 제1추진축을 일방향으로 회전시키며, 중심부에 축통과공이 전후방향으로 관통되게 형성되어 있는 제1모터; 상기 제1추진축의 중공부와 제1모터의 축통과공을 동축상으로 통과하도록 설치되어 회전하는 제2추진축;상기 제2추진축의 후단부에 설치되어 상기 제1임펠러의 반대방향으로 회전하면서 제1임펠러의 후단에서 유동하는 물의 흐름에 직진성을 부여하는 제2임펠러; 및, 상기 제1모터의 전방에 일렬로 배치되며, 제2추진축의 전단부와 직접 연결되어 제2추진축을 제1추진축의 반대방향으로 회전시키는 제2모터;를 포함한다.

Description

워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈{Water Jet Module of Boat}

본 발명은 보트의 추진을 위한 워터제트 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전후방향으로 동축상으로 배치되는 2개의 임펠러가 서로 반대방향으로 회전하면서 인렛덕트를 통해 물을 흡수하여 노즐을 통해 분사함으로써 추진력을 발생시키며, 2개의 임펠러를 독립적으로 회전시키기 위한 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 통합되어 구성된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 선박용 워터제트(Water Jet)는 물을 흡입해 추진노즐로 분사되게 함으로써, 그 힘에 의해 선박이 움직이게 하는 것으로, 선박 속도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 소음과 진동수준을 낮출 수 있고, 속도가 증가할수록 추진효율이 높아지는 장점이 있으며, 추진노즐에는 역추진노즐이 설치되어 이 역추진노즐을 이용해 선박을 조향할 수 있게 한다.

즉, 엔진과 워터제트가 플랜지로 연결되어 워터제트의 임펠러의 회전에 의하여 입구로 물을 흡입하여 노즐로 분사하는 추진력에 의하여 선박을 전진시킬 수 있도록 함과 아울러 후진 및 방향전환 시킬 수 있도록 하는 것이다.

이러한 선박의 워터제트는 임펠러가 일방향으로 고속 회전하면서 인렛덕트 내로 물을 흡입하여 노즐로 분사하기 때문에 물의 분사 과정에서 강한 회전 관성력이 발생하게 되고, 이러한 회전 관성력은 선박의 추진 방향의 제어를 어렵게 하는 문제를 발생시킨다.

이에 종래에는 임펠러의 바로 후방에 임펠러를 통해 분사되는 물의 회전관성력을 감쇄시키고 직진성을 부여하기 위한 고정날개 구조물(stator)을 설치하여 노즐을 통해 물이 직진하여 분출될 수 있도록 하고 있다(국내 등록특허 제10-1825973호 참조).

그러나 이러한 종래의 워터제트 구조는 고정날개 구조물이 노즐 내측에 배치되어 노즐을 인렛덕트와 분리하기가 어렵기 때문에 부품의 수리나 교체, 유지관리가 어렵고, 전체 구조가 복잡하며, 추진력이 저하되는 문제가 있다.

또한 임펠러를 회전시키기 위한 모터를 보트의 하부에서 전원공급장치와 전선을 통해 전기적으로 연결해야 하는데, 누전의 위험을 없애기 위하여 전원공급장치 뿐만 아니라 전선이 연결되는 컨넥터 부위 등을 완전히 수밀하게 은폐시켜야 한다. 따라서 전원공급장치의 구성과 컨넥터의 구성이 복잡해지고, 설치 작업이 어려운 문제도 있다.

대한민국 등록특허 제10-1825973호 대한민국 등록특허 제10-1244595호 대한민국 등록특허 제10-1913690호

본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전체 구성을 단순화할 수 있으며, 노즐의 탈부착이 용이하고, 추진력을 향상시킬 수 있는 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 2개의 임펠러를 독립적으로 회전시키기 위한 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 통합하여 구성함으로써 전체 구성을 단순화시키고, 설치 및 유지 관리가 용이한 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 워터제트 모듈은, 후방면에 덕트연결공이 개방되게 형성되고 하부면에 유입구가 하부로 개방되게 형성된 함체 형태로 되어, 보트의 선미 하부에 고정되는 모듈케이스; 전방부가 하측으로 만곡된 곡관 형태로 되어 상기 모듈케이스 내부에 설치되며, 후단부가 상기 덕트연결공에 연결되고 전단부가 상기 유입구에 연결되는 인렛덕트; 전방면과 후방면이 개방되며 후단부로 갈수록 직경이 줄어드는 콘(cone) 형태로 되어, 상기 모듈케이스의 외부에서 상기 인렛덕트의 후단부에 탈착 가능하게 설치되어 인렛덕트를 통해 흡입된 물을 외부로 배출하는 노즐; 상기 모듈케이스 내부의 전방에 설치되는 모터하우징; 상기 인렛덕트의 측면부와 상기 모터하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 중공의 제1추진축; 상기 제1추진축의 후단부에 설치되어 상기 유입구 및 인렛덕트의 전단부를 통해 물을 흡입하는 흡입력을 발생시키는 제1임펠러; 상기 모터하우징 내부에서 상기 제1추진축의 전단부와 직접 연결되게 설치되어 제1추진축을 일방향으로 회전시키며, 중심부에 축통과공이 전후방향으로 관통되게 형성되어 있는 제1모터; 상기 제1추진축의 중공부와 제1모터의 축통과공을 동축상으로 통과하도록 설치되어 상기 제1추진축의 반대방향으로 회전하는 제2추진축; 상기 제2추진축의 후단부에 설치되어 상기 제1임펠러의 반대방향으로 회전하면서 제1임펠러의 후단에서 유동하는 물의 흐름에 직진성을 부여하는 제2임펠러; 상기 모터하우징 내부에서 상기 제1모터의 전방에 일렬로 배치되며, 상기 제2추진축의 전단부와 직접 연결되어 제2추진축을 제1추진축의 반대방향으로 회전시키는 제2모터; 및, 배터리와, 상기 배터리의 전원을 제1모터와 제2모터로 인가하는 제어회로기판을 포함하며, 상기 모듈케이스 내부에 설치되는 전원공급부;를 포함한다.

상기 모듈케이스의 상부면과 하부면 양측부에 보트의 선미 하부에 하측 및 상측으로 돌출되게 형성되는 'T'형태의 결합돌기가 삽입되는 복수의 슬라이드홈이 보트의 전후방향으로 연장되게 형성되고, 모듈케이스의 양측부에 보트의 선미 하부에 나사 또는 볼트가 체결되는 체결보스가 상하방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 인렛덕트의 후단부에는 상기 모듈케이스의 덕트연결공의 주변부 외측면에 밀착되는 실링플랜지가 링 형태로 형성될 수 있다.

상기 제1임펠러는 상기 제1추진축의 후단부에 결합되는 원통형의 허브와, 상기 허브의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드를 포함하며, 상기 제2임펠러는 상기 제2추진축의 후단부에 결합되는 원통형의 허브와, 상기 허브의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 제1임펠러와 제2임펠러의 블레이드는 서로 반대방향의 나선형 궤적으로 비틀어지게 형성될 수 있다.

상기 제1임펠러의 허브의 후단부와 제2임펠러의 허브의 전단부 사이에 자기윤활성 재질의 베어링시트가 설치될 수 있다.

상기 제1임펠러의 허브의 외면과 제2임펠러의 허브의 외면은 동일선 상으로 연속적으로 형성될 수 있다.

상기 제1추진축의 중공부 내측면과 상기 제2추진축의 외측면 사이에 윤활유가 채워질 수 있다.

본 발명에 따르면, 인렛덕트 내에서 제1임펠러와 제2임펠러가 서로 반대방향으로 고속으로 회전하면서 인렛덕트 전단부의 입구를 통해 물을 흡입하여 노즐을 통해 배출할 수 있다. 따라서 서로 반대방향으로 회전하는 2개의 임펠러에 의해 노즐로 배출되는 물의 회전관성력이 최소화되어 워터제트에 직진성이 부여되고, 보트 제어의 정확도가 향상될 수 있다.

또한 2개의 임펠러가 동시에 서로 반대방향으로 회전하므로 기존의 단일 임펠러를 사용하는 워터제트 모듈에 비하여 추진력을 더욱 증대시킬 수 있다.

특히 2개의 임펠러를 서로 반대 방향으로 회전시키기 위하여 각각의 임펠러의 축을 2개의 모터에 직접 연결하여 임펠러를 반대 방향으로 회전시키므로, 복잡한 기어나 동력전달장치를 구성하지 않아도 되며, 2개의 임펠러를 독립적으로 회전시키기 위한 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 모듈케이스에 통합되어 구성되므로 전체 구성을 단순화시킬 수 있으며, 조립 및 유지 관리가 용이해지고, 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 노즐의 전단부와 인렛덕트의 후단부 사이에 회전관성력을 감소시키기 위한 별도의 구조물을 설치할 필요가 없으므로 노즐을 인렛덕트에 용이하게 탈착시킬 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터제트 모듈이 보트에 설치된 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터제트 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 워터제트 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 워터제트 모듈의 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 워터제트 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 2에 도시한 워터제트 모듈의 정면도이다.
도 7은 도 2에 도시한 워터제트 모듈을 구성하는 이중 반전 추진장치의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 이중 반전 추진장치의 단면도이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터제트 모듈은, 보트(B)의 후방부 하측에 고정되는 함체 형태의 모듈케이스(1), 상기 모듈케이스(1) 내부에 설치되는 곡관 형태로 된 인렛덕트(10)와, 상기 모듈케이스(1)의 외부에서 인렛덕트(10)의 후단부에 탈착 가능하게 설치되는 노즐(20)과, 상기 인렛덕트(10)의 측면부를 관통하여 회전 가능하게 설치되는 중공의 제1추진축(110), 상기 제1추진축(110)의 후단부에 설치되는 제1임펠러(130), 상기 제1추진축(110)의 전단부와 직접 연결되어 제1추진축(110)을 일방향으로 회전시키는 제1모터(150), 상기 제1추진축(110)의 중공부과 제1모터(150)를 동축상으로 통과하도록 설치되어 회전하는 제2추진축(120), 상기 제2추진축의 후단부에 설치되어 제1임펠러(130)와는 반대방향으로 회전하면서 제1임펠러(130)에 의해 유동하는 물의 흐름에 직진성을 부여하는 제2임펠러(140), 상기 제1모터(150)의 전방에 일렬로 배치되어 제2추진축(120)을 제1추진축(110)의 반대방향으로 회전시키는 제2모터(160), 및 상기 인렛덕트(10)의 전방부 외측에 설치되어 상기 제1모터(150)와 제2모터(160)를 수용하는 모터하우징(30), 상기 모듈케이스(1) 내부에 설치되는 전원공급부를 포함한다.

상기 모듈케이스(1)는 후방면에 덕트연결공(2)이 개방되게 형성되고 하부면에 유입구(3)가 하부로 개방되게 형성된 대략 육면체의 함체 형태로 이루어진다. 모듈케이스(1)는 보트(B)의 선미 하부에 고정되게 설치되어 물에 잠겨지는 구성부로 내식성이 우수한 재질로 이루어지며, 내부에 물이 유입되지 않도록 구성된다. 모듈케이스(1)를 보트의 선미 하부에 용이하게 고정시키기 위하여, 모듈케이스(1)의 상부면과 하부면 양측부에 보트의 선미 하부에 하측 및 상측으로 돌출되게 형성되는 'T'형태의 결합돌기(6)가 삽입되는 복수의 슬라이드홈(4)이 보트(B)의 전후방향으로 연장되게 형성되고, 모듈케이스(1)의 양측부에 보트(B)의 선미 하부의 구조물에 나사 또는 볼트로 체결되는 2개의 체결보스(5)가 상하방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 모듈케이스(1)의 유입구(3)에는 수초나 해상 쓰레기와 같은 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 메쉬나 격자망 구조의 이물질유입 방지판이 설치될 수 있다.

상기 인렛덕트(10)는 전방부가 하측으로 만곡된 곡관 형태로 되어 모듈케이스(1) 내부에 설치되며, 후단부가 상기 모듈케이스(1)의 덕트연결공(2)에 연결되고 전단부가 상기 유입구(3)에 연결되게 설치된다. 상기 인렛덕트(10)는 그 전단부를 통해 물이 흡입된 후, 인렛덕트(10)의 후단부에 결합된 노즐(20)을 통해 물이 외부로 분사되면서 추진력이 발생한다. 인렛덕트(10)의 전단부 내측에는 내부로 흡입되는 물을 좌우로 분할함으로써 흡입되는 물의 회전관성력을 저감시키는 격벽체(12)가 연직하게 형성될 수 있다. 그리고 인렛덕트(10)의 측면 상단에는 상기 제1추진축(110)이 통과하는 축삽입공(11)이 관통되게 형성된다. 상기 축삽입공(11)의 내주연부에는 제1추진축(110)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(미도시)이 설치될 수 있다.

인렛덕트(10)의 후단부에는 상기 모듈케이스(1)의 덕트연결공(2)의 주변부 외측면에 밀착되는 실링플랜지(15)가 원형 링 형태로 형성된다. 상기 실링플랜지(15)와 덕트연결공(2)의 주변부 외측면 사이에는 수밀성을 높이기 위한 고무 또는 실리콘 등의 탄성 재질로 된 원형 링 형태의 패킹재(미도시)가 개재될 수 있다.

상기 노즐(20)은 전방면과 후방면이 개방되며 후단부로 갈수록 직경이 줄어드는 콘(cone) 형태로 되어, 모듈케이스(1)의 외부에서 상기 인렛덕트(10)의 후단부에 탈착 가능하게 설치된다. 노즐(20)의 전단부는 나사나 클램프기구, 또는 록킹돌기와 상기 록킹돌기가 삽입되는 'ㄱ'자형의 록킹홈, 또는 노즐(20)의 전단부 둘레와 인렛덕트(10)의 후단부 둘레를 따라 형성되는 암나사산과 수나사산과 같은 체결수단에 의해 인렛덕트(10)의 후단부에 탈착이 용이하게 결합될 수 있다.

상기 모터하우징(30)은 전후방향으로 연장된 원통 형태로 되어 모듈케이스(1) 내부에서 노즐(20)의 전방부 외측에 설치되며, 내부 공간에 상기 제1모터(150)와 제2모터(160)가 전후방향으로 배치된다. 모터하우징(30)의 후방면에는 상기 제1추진축(110)이 통과하는 관통공(32)이 형성되어 있다. 상기 제1추진축(110)의 외면은 상기 관통공(32)의 내주연부에 설치되는 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

제1추진축(110)과 제2추진축(120), 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140), 제1모터(150)와 제2모터(160)는 반대 방향으로의 고속 회전 운동력을 발생시켜 인렛덕트(10)의 전단부를 통해 물을 흡입하여 노즐(20)을 통해 배출함으로써 추진력을 발생시키는 이중 반전 추진장치를 구성하고 있는 구성요소들이다.

상기 제1추진축(110)은 소정의 길이를 중공의 원형 봉 형태로 되어, 상기 모터하우징(30)의 관통공(32)과 인렛덕트(10)의 축삽입공(11)을 통과하면서 일방향으로 회전 가능하게 설치된다. 제1추진축(110)의 전단부는 제1모터(150)와 직결되어 제1모터(150)의 동력을 바로 전달받아 회전한다.

그리고 제2추진축(120)은 상기 제1추진축(110)의 중공을 통과하도록 설치되어 제1추진축(110)의 내부에 동축상으로 배치된다. 제2추진축(120)의 길이는 제1추진축(110)의 길이보다 길게 형성되어 전단부가 상기 제1모터(150)의 축통과공(151)을 관통하여 제1모터(150)에 직결되어 제2모터(160)의 동력을 바로 전달받아 회전한다. 이 때 제2추진축(120)은 제1추진축(110)과는 반대방향으로 회전하며, 제1추진축(110)과 동일한 회전 속도로 회전할 수도 있지만 회전시 발생하는 회전관성력을 최소화할 수 있도록 제1추진축(110)의 회전 속도보다 빠르거나 느리게 제어될 수 있다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 제1추진축(110)과 제2추진축(120)의 전방부와 후방부 사이에는 제1추진축(110)에 대해 제2추진축(120)을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 설치될 수 있으며, 제1추진축(110)의 내측면과 제2추진축(120)의 외측면 사이에는 그리스(grease)와 같은 윤활유가 채워질 수 있다.

상기 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140)는 노즐(20) 내부 또는 노즐(20)과 인렛덕트(10)의 연결부위 내측 공간에 설치되어, 서로 반대방향으로 고속으로 회전하면서 인렛덕트(10)를 통해 물을 흡입하여 노즐(20)을 통해 배출하는 작용을 한다. 제1임펠러(130)는 제1추진축(110)의 후단부에 결합되는 원통형의 허브(131)와, 상기 허브(131)의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드(132)를 포함한다. 또한 제2임펠러(140)는 제2추진축(120)의 후단부에 결합되는 원통형의 허브(141)와, 상기 허브(141)의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드(142)를 포함한다. 제2임펠러(140)는 제1임펠러(130)와 반대방향으로 회전하면서 물을 전방에서 후방으로 보내는 작용을 해야 하므로 제2임펠러(140)의 블레이드(142)는 제1임펠러(130)의 블레이드(132)와는 반대방향의 나선형 궤적으로 비틀어지게 형성된다. 즉, 제1임펠러(130)의 블레이드(132)와 제2임펠러(140)의 블레이드(142)는 서로 반대방향의 나선형 궤적으로 비틀어지게 형성된다.

상기 제1추진축(110)은 제2추진축(120)의 직경보다 크기 때문에 제1임펠러(130)의 허브(131)의 직경과 제2임펠러(140)의 허브(141)의 직경이 동일할 경우 제1임펠러(130)의 허브(131)와 제2임펠러(140)의 허브(141) 사이에 단차가 발생하고, 이 단차 부위에서 와류가 형성되어 물의 흐름이 원활하지 못하고 소음 및 진동이 발생할 수 있다. 따라서 제2임펠러(140)의 허브(141)의 직경을 제1임펠러(130)의 허브(131)의 직경보다 크게 하여, 제1임펠러(130)의 허브(131)의 외면과 제2임펠러(140)의 허브(141)의 외면이 대체로 동일선 상으로 연속적으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

또한 제1임펠러(130)의 허브(131)의 후단부와 제2임펠러(140)의 허브(141)의 전단부는 서로 연접하게 배치되므로 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140)가 서로 반대 방향으로 고속 회전하면서 워터제트를 생성할 때 마찰력에 의해 회전 저항이 발생하여 전력 손실이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 제1임펠러(130)의 허브(131)의 후단부와 제2임펠러(140)의 허브(141)의 전단부 사이에는 테프론과 같은 자기윤활성 재질의 베어링시트(180)가 설치될 수 있다. 상기 베어링시트(180)는 제1임펠러(130)의 허브(131)의 후단부와 제2임펠러(140)의 허브(141)의 전단부 사이의 틈새를 제거하면서 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140)가 원활하게 회전할 수 있도록 지지하며, 내마모성을 향상시켜 수명을 증대시키는 작용을 하게 된다.

제2임펠러(140)의 후단부에는 반구형의 캡(170)이 결합되어 제2임펠러(140)의 후단부를 폐쇄한다.

제1모터(150)와 제2모터(160)는 모터하우징(30) 내부에 일렬로 배열되며, 각각 제1추진축(110)의 전단부 및 제2추진축(120)의 전단부와 직접 연결되어 제1추진축(110) 및 제2추진축(120)을 회전시킨다. 제1모터(150)는 제2모터(160)의 바로 후방에 배치되며, 중심부에 제2추진축(120)이 통과하는 축통과공(151)이 전후방향으로 관통되게 형성되어 있다. 상기 축통과공(151) 내측에는 제2추진축(120)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(미도시)이 설치될 수 있다. 제1모터(150)와 제2모터(160)는 모듈케이스(1) 내부에 설치되는 전원공급부와 전기적으로 연결되어 전원공급부로부터 전원을 인가받아 작동한다.

상기 전원공급부는 배터리(41)와, 상기 배터리(41)의 전원을 제1모터(150)와 제2모터(160)로 인가하기 위한 전기회로와 전기부품이 장착된 제어회로기판(42)을 포함한다. 상기 전원공급부는 모듈케이스(1) 내부에 설치되기 때문에 제어회로기판(42)과 컨넥터, 배터리(41) 등의 수밀을 위한 별도의 실링 구조물을 필요로 하지 않는다.

전술한 것과 같은 구성을 갖는 워터제트 모듈은 다음과 같이 작동한다.

전원공급부의 제어회로기판(42)을 통해 제1모터(150)와 제2모터(160)에 제어신호가 인가되면, 제1모터(150)와 제2모터(160)가 서로 반대방향으로 회전력을 발생시키고, 제1모터(150)와 제2모터(160)의 동력은 각각 제1추진축(110) 및 제2추진축(120)에 전달되어 제1추진축(110)과 제2추진축(120)이 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.

이에 따라 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140)가 서로 반대방향으로 고속으로 회전하면서 인렛덕트(10) 전단부의 입구를 통해 물을 흡입하여 노즐(20)을 통해 배출한다. 이 때 제1임펠러(130)와 제2임펠러(140)는 서로 반대방향으로 회전 운동하면서 물을 전방에서 후방으로 배출하므로 노즐(20)을 통해 배출되는 물의 회전관성력이 최소화되어 워터제트에 직진성이 부여되고, 보트 제어의 정확도가 향상될 수 있다.

그리고 2개의 임펠러(130, 140)가 동시에 서로 반대방향으로 회전하므로 기존의 단일 임펠러를 사용하는 워터제트 모듈에 비하여 추진력을 더욱 증대시킬 수 있다.

특히 본 발명은 2개의 임펠러(130, 140)를 서로 반대 방향으로 회전시키기 위하여 각각의 임펠러(130, 140)의 추진축(110, 120)을 2개의 모터(150, 160)에 독립적이고 직접적으로 연결하여 임펠러(130, 140)를 반대 방향으로 회전시키므로, 복잡한 기어나 동력전달장치를 구성하지 않아도 되기 때문에 전체 구성을 단순화시킬 수 있으며, 모듈케이스(1) 내부에 노즐(20)을 제외한 전체 구성요소를 설치하기 용이한 이점도 있다. 즉, 하나의 모터로 2개의 임펠러(130, 140)를 서로 반대방향으로 구동시키고자 할 경우에는 모터의 동력을 다른 하나의 임펠러의 축으로 전달하기 위한 기어(예를 들어 유성기어 세트 등)나 벨트 등의 동력전달장치가 필요하지만, 본 발명은 제1모터(150)의 중심부에 축통과공(151)을 형성하여 제2추진축(120)을 제2모터(160)에 직접 연결하여 회전시킬 수 있다.

또한 노즐(20)의 전단부와 인렛덕트(10)의 후단부 사이에 회전관성력을 감소시키기 위한 별도의 구조물을 설치할 필요가 없으므로 노즐(20)을 인렛덕트(10)에 용이하게 탈착시킬 수 있다.

그리고 모듈케이스(1)를 보트(B)의 선미 하부에 결합하기만 하면 워터제트 모듈을 간단히 보트(B)의 선미 하부에 설치할 수 있으므로 워터제트 모듈의 설치 및 분해가 용이하고, 유지 관리도 용이한 이점도 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

B : 보트 1 : 모듈케이스
2 : 덕트연결공 3 : 유입구
4 : 슬라이드홈 5 : 체결보스
6 : 결합돌기 10 : 인렛덕트
11 : 축삽입공 12 : 격벽체
15 : 실링플랜지 20 : 노즐
30 : 모터하우징 32 : 관통공
41 : 배터리 42 : 제어회로기판
110 : 제1추진축 120 : 제2추진축
130 : 제1임펠러 131 : 허브
132 : 블레이드 140 : 제2임펠러
141 : 허브 142 : 블레이드
150 : 제1모터 151 : 축통과공
160 : 제2모터 170 : 캡
180 : 베어링시트

Claims (7)

1. 후방면에 덕트연결공이 개방되게 형성되고 하부면에 유입구가 하부로 개방되게 형성된 함체 형태로 되어, 보트의 선미 하부에 고정되는 모듈케이스;
   전방부가 하측으로 만곡된 곡관 형태로 되어 상기 모듈케이스 내부에 설치되며, 후단부가 상기 덕트연결공에 연결되고 전단부가 상기 유입구에 연결되는 인렛덕트;
   전방면과 후방면이 개방되며 후단부로 갈수록 직경이 줄어드는 콘(cone) 형태로 되어, 상기 모듈케이스의 외부에서 상기 인렛덕트의 후단부에 탈착 가능하게 설치되어 인렛덕트를 통해 흡입된 물을 외부로 배출하는 노즐;
   상기 모듈케이스 내부의 전방에 설치되는 모터하우징;
   상기 인렛덕트의 측면부와 상기 모터하우징을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 중공의 제1추진축;
   상기 제1추진축의 후단부에 설치되어 상기 유입구 및 인렛덕트의 전단부를 통해 물을 흡입하는 흡입력을 발생시키는 제1임펠러;
   상기 모터하우징 내부에서 상기 제1추진축의 전단부와 직접 연결되게 설치되어 제1추진축을 일방향으로 회전시키며, 중심부에 축통과공이 전후방향으로 관통되게 형성되어 있는 제1모터;
   상기 제1추진축의 중공부와 제1모터의 축통과공을 동축상으로 통과하도록 설치되어 상기 제1추진축의 반대방향으로 회전하는 제2추진축;
   상기 제2추진축의 후단부에 설치되어 상기 제1임펠러의 반대방향으로 회전하면서 제1임펠러의 후단에서 유동하는 물의 흐름에 직진성을 부여하는 제2임펠러;
   상기 모터하우징 내부에서 상기 제1모터의 전방에 일렬로 배치되며, 상기 제2추진축의 전단부와 직접 연결되어 제2추진축을 제1추진축의 반대방향으로 회전시키는 제2모터; 및,
   배터리와, 상기 배터리의 전원을 제1모터와 제2모터로 인가하는 제어회로기판을 포함하며, 상기 모듈케이스 내부에 설치되는 전원공급부;
   를 포함하는 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 모듈케이스의 상부면과 하부면 양측부에 보트의 선미 하부에 하측 및 상측으로 돌출되게 형성되는 'T'형태의 결합돌기가 삽입되는 복수의 슬라이드홈이 보트의 전후방향으로 연장되게 형성되고, 모듈케이스의 양측부에 보트의 선미 하부에 나사 또는 볼트가 체결되는 체결보스가 상하방향으로 연장되게 형성된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 인렛덕트의 후단부에는 상기 모듈케이스의 덕트연결공의 주변부 외측면에 밀착되는 실링플랜지가 링 형태로 형성된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1임펠러는 상기 제1추진축의 후단부에 결합되는 원통형의 허브와, 상기 허브의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드를 포함하며, 상기 제2임펠러는 상기 제2추진축의 후단부에 결합되는 원통형의 허브와, 상기 허브의 외면에 나선형으로 비틀어지게 형성된 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 제1임펠러와 제2임펠러의 블레이드는 서로 반대방향의 나선형 궤적으로 비틀어지게 형성된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1임펠러의 허브의 후단부와 제2임펠러의 허브의 전단부 사이에 자기윤활성 재질의 베어링시트가 설치된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
6. 제4항에 있어서, 상기 제1임펠러의 허브의 외면과 제2임펠러의 허브의 외면은 동일선 상으로 연속적으로 형성된 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1추진축의 중공부 내측면과 상기 제2추진축의 외측면 사이에 윤활유가 채워진 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈.
   

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