KR20240068083A - 전기 구동형 워터 제트 추진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러 블레이드의 회전을 위한 추진력 발생 수단들이 최소한의 공간만을 차지하도록 설계됨으로써, 용이하게 제품의 소형화를 도모할 수 있는 전기 구동형 워터 제트 추진기에 관한 것으로서, 본 발명은 덕트 케이스, 상기 덕트 케이스부의 일측 개구에 마련되는 제 1 외륜 커버, 상기 덕트 케이스부의 타측 개구에 마련되는 제 2 외륜 커버, 상기 덕트 케이스의 내측에 마련되는 내륜 부재, 상기 내륜 부재의 내측에 마련되고, 상기 내륜 부재와 일체로 회전 가능한 블레이드 부재, 상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 내륜 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 자석 부재 및 상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 복수 개의 자석 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 코일 다발을 포함하며, 상기 복수 개의 코일 다발에 전원이 인가되는 경우, 상기 복수 개의 코일 다발과 상기 복수 개의 자석 부재가 전기적으로 상호 작용하여 자계를 형성시킴으로써, 상기 자계의 회전력에 의해 상기 블레이드 부재가 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 구동형 워터 제트 추진기{Water-jet thruster}

본 발명은 전기 구동형 워터 제트 추진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 이동체에 회전력 발생을 기반으로 한 추진력을 제공할 수 있는 추진기인 전기 구동형 워터 제트 추진기에 관한 것이다.

선박, 잠수정, 드론, 로봇 등 각종 수상/수중 이동체를 추진시키기 위한 일 예로, 워터 제트형 추진기가 활용되고 있다.

더 상세하게는, 앞서 언급된 선박 등 추진 대상의 하부측 내지 후미측에는 일종의 덕트가 마련되고, 이러한 덕트의 유입(Inlet, Intake)단 중 적어도 일부는 수중에 잠기도록 마련된다. 그리고, 덕트의 중간 관로 내지 말단측에 추진기가 마련된다.

이때, 추진기의 프로펠러 블레이드가 회전함으로써 발생하는 회전 흡인력에 의해 수중의 유체는 덕트 내로 흡입되며, 이후 덕트 내에서는 프로펠러의 회전에 의해 유체가 가속 및 압축되어, 덕트 내로 유입된 유체는 덕트의 출구단을 통해 외부에 노즐 방식으로 분사된다. 즉, 워터 제트형 추진기는 프로펠러의 회전을 이용한 일종의 펌프와 같은 기능을 수행함으로써, 유체를 고압 및 고속으로 분사시켜 추진 대상을 추진시키는 것이다.

상술한 워터 제트형 추진기의 일 예로, 선행하는 대한민국 등록 특허 제 10-2332731 호에는 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈이 개시되어 있다. 또한, 상기 선행문헌에는 서로 반대 방향으로 회전하는 2개의 임펠러가 개시되어 있다. 또한, 상기 선행문헌을 참고하면, 상술한 임펠러의 배치 및 회전 특성에 기인하여, 노즐 방식으로 배출되는 물의 회전 관성력이 최소화되어 워터제트에 직진성이 부여되고, 보트 제어의 정확도가 향상된다는 작용 효과가 개시되어 있다.

한편, 선박/보트/잠수정 등과 같은 각종 수상체/수중체들은 레저, 간이 탐사, 그 외 적은 인원의 기타 활용 등 각종 활용 목적에 따라 소형으로 제조될 수 있다. 특히, 수중 내지 수상 드론/로봇의 경우 무인체의 특성상 극히 작은 크기를 지닌다. 이때, 상술한 소형 추진 대상의 설계 자유도 및 기능적 공간 활용도를 최대한 확보하기 위해서는, 해당 추진 대상에 적용되는 추진기의 소형화가 필수적으로 수반되어야 한다.

그러나, 상기 선행문헌에 따르면, 임펠러 내지 블레이드를 회전시키기 위한 구동 수단인 모터는 높은 수밀성을 요하고 비교적 큰 부피를 차지하는 것이어서, 덕트 외부에 마련된 별도의 밀폐 공간에 설치되어야만 한다. 그리하여, 상기 선행문헌에 따르면, 임펠러와 블레이드에 연결되는 추진축이 덕트를 관통하도록 설치되고, 덕트 외부로 노출된 추진축의 말단에 모터가 결합될 수 밖에 없으며, 이로 인해 모터 등 구동 수단 전체가 덕트 외부에서 비교적 큰 공간을 점유한 채 설치될 수 밖에 없게 된다.

이와 같이, 상술한 추진축과 모터의 외부 노출 구조 및 큰 부피로 인해, 추진기 및 추진 대상의 소형화가 수행되기 어렵다는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 상술한 추진축과 모터의 큰 부피 및 복잡한 구조는, 추진기와 추진 수단간의 탈착 및 추진기 부품의 교체를 어렵게하는 주요한 요인 중 하나이므로, 이로 인해 추진기 내지 추진 수단의 유지 보수성이 충분히 확보되기 어렵다는 문제점이 발생하게 된다.

대한민국 등록 특허 제 10-2332731 호

상술한 과제 해결의 일환으로, 본 발명은 프로펠러 블레이드의 회전을 위한 추진력 발생 수단들이 최소한의 공간만을 차지하도록 설계됨으로써, 용이하게 제품의 소형화를 도모할 수 있는 전기 구동형 워터 제트 추진기를 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기는, 덕트 케이스, 상기 덕트 케이스부의 일측 개구에 마련되는 제 1 외륜 커버, 상기 덕트 케이스부의 타측 개구에 마련되는 제 2 외륜 커버, 상기 덕트 케이스의 내측에 마련되는 내륜 부재, 상기 내륜 부재의 내측에 마련되고, 상기 내륜 부재와 일체로 회전 가능한 블레이드 부재, 상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 내륜 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 자석 부재 및 상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 복수 개의 자석 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 코일 다발을 포함하며, 상기 복수 개의 코일 다발에 전원이 인가되는 경우, 상기 복수 개의 코일 다발과 상기 복수 개의 자석 부재가 전기적으로 상호 작용하여 자계를 형성시킴으로써, 상기 자계의 회전력에 의해 상기 블레이드 부재가 회전하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내륜 부재는, 외측 테두리를 따라 함몰 형성되는 복수 개의 자석 수용부를 포함하며, 상기 복수 개의 자석 부재는, 각각이 각 상기 자석 수용부에 탈부착 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는, 상기 제 1 외륜 커버의 길이 방향을 따라 관통 형성되고, 양 단이 개구되며, 상기 제 1 외륜 커버의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수 개의 제 1 조립홀, 상기 제 1 외륜 커버의 직경 방향을 기준으로, 상기 복수 개의 제 1 조립홀과 대칭되도록 상기 제 2 외륜 커버에 형성되는 복수 개의 제 2 조립홀 및 상호 마주하는 상기 제 1 조립홀과 상기 제 2 조립홀을 연통시키도록, 상기 덕트 케이스의 길이 방향을 따라 관통 형성되는 복수 개의 중간 조립홀을 더 포함하며, 상호 연통되도록 마주하는 상기 제 1 조립홀, 상기 중간 조립홀 및 상기 제 2 조립홀 각각에 별도의 조립용 고정구가 관통하여 체결되거나 분리됨으로써, 상기 제 1 외륜 커버와, 상기 제 2 외륜 커버와, 상기 내륜 부재는 상호 조립되거나 분리 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는, 상기 제 1 외륜 커버 및 상기 제 2 외륜 커버 중 적어도 어느 하나의 길이 방향을 따라 함몰 형성되고, 외측 일단이 개구되며, 상기 제 1 외륜 커버 및 상기 제 2 외륜 커버 중 적어도 어느 하나의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수 개의 전방측 설치홀을 더 포함하며, 각 상기 복수 개의 길이 전방측 설치홀 마다 설치용 고정구의 길이 부분 중 일부가 삽입되고, 상기 설치용 고정구의 길이 부분 중 나머지 일부가 추진시키고자 하는 추진 대상의 덕트에 결합됨으로써 상기 추진 대상과 결합되며, 상기 설치용 고정구가 분리되는 경우 상기 추진 대상으로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는, 상기 덕트 케이스의 외측 둘레면으로부터 상기 덕트 케이스의 직경 방향을 따라 함몰 형성되는 측방 설치홀을 더 포함하며, 상기 측방 설치홀에 설치용 고정구의 길이 부분 중 일부가 삽입되고, 상기 설치용 고정구의 길이 부분 중 나머지 일부가 추진시키고자 하는 추진 대상에 결합됨으로써, 상기 추진 대상과 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기는, 프로펠러인 블레이드 부재를 내측에 수용하는 덕트 케이스를 포함하며, 이에 따라 상기 블레이드 부재는 상기 케이스부에 의해 안정적으로 보호될 수 있어 장치 파손 등 각종 안전 사고가 최소화되는 효과가 발생하게 된다.

또한, 자석과 코일 등 추진 동력 발생을 위해 필수적으로 구비되어야 하는 동력 발생 수단들이 상기 덕트 케이스와 일체형에 가깝게 구비될 수 있으며, 이를 통해 동력 발생 부품들이 차지하는 공간이 최소화되어, 추진기 제품의 소형화 및 경량화가 용이하게 수행될 수 있게 된다. 여기서, 자석과 코일 등은 비교적 소형으로 마련될 수 있고, 배치 자유도가 폭넓게 확보될 수 있는 부품들이어서, 이를 통해 자석과 코일 등 동력 발생 부품들은 덕트 케이스의 내측에서 수밀성을 유지할 수 있는 설치 구조적 여유를 지닐 수 있으며, 덕트 케이스 내측의 다른 부품들의 배치 자유도 또한 최대한 확보될 수 있게 된다.

또한, 상술한 모터 기능 관련 부품들과 덕트 케이스간 일체형 구조가 제공됨으로써, 모터 기능 부품들을 설치하기 위해 추진 대상에서 할애해야 할 공간이 최소화될 수 있게 되어, 추진기와 다종의 추진 대상간 호환성이 향상되고 추진 대상의 설계 폭이 다양해지는 효과가 발생하게 된다.

또한, 추진기의 전체적인 외부 구조를 구성하는 덕트 케이스, 제 1 외륜 커버 및 제 2 외륜커버는 상호 조립 및 분해 가능한 구조로 형성될 수 있으며, 이와 같이 제품 조립성이 확보됨에 따라 내부 부품에 대한 유지 보수 용이성이 향상될 수 있게 된다.

또한, 별도의 설치용 고정구를 매개로, 추진기의 개구단 중 적어도 하나와 추진 대상의 덕트는 자유롭게 탈착될 수 있어, 이를 통해 추진기는 추진 대상에 자유롭게 설치 및 분리될 수 있어, 추진 대상 단위의 유지 보수성이 향상되고, 추진 대상의 설계 자유도가 최대한 확보될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이다.
도 6은 도 4의 C-C' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기의 일 설치 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기의 다른 설치 예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면에 포함되어 있고, 명세서 전체에 걸쳐 기재된 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서의 단수형 표현들은 문구에서 특별히 언급하지 않는 이상 복수형도 포함한다 할 것이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기 구동형 워터 제트 추진기에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기를 나타내는 사시도이다.

그리고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 도 1의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기(1000)는 덕트부(100), 추진부(200), 자석 부재(300), 코일 권취부(400) 및 베어링 부재(500)를 포함한다.

그리고, 도 4는 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이고, 도 5는 도 2의 B-B' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이다.

도 4 및 도 5를 더 참조하면, 상기 덕트부(100)는 덕트 케이스(111)와, 제 1 외륜 커버(121)와, 제 2 외륜 커버(131)를 포함할 수 있다.

더 상세하게는, 상기 덕트 케이스(111)는 양 단이 개구되고 내측이 중공된 구조로 형성된다. 일 예로, 상기 덕트 케이스(111)는 원통형 덕트 구조를 지닐 수 있다.

그리고, 상기 덕트 케이스(111)의 길이 방향을 따라 중간 조립홀(112)이 관통 형성될 수 있다. 또한, 상기 중간 조립홀(112)은 양 단이 개구될 수 있으며, 덕트 케이스(111)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 덕트 케이스(111)의 외측 둘레면으로부터 덕트 케이스(111)의 반경 방향을 따라 측방 설치홀(113)이 함몰 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 외륜 커버(121)는 덕트 케이스(111)의 일측 개구를 커버하도록 마련된다. 이에 따라, 제 1 외륜 커버(121)의 내측면은 덕트 케이스(111)의 내측과 마주하고, 제 1 외륜 커버(121)의 외측면은 외부와 마주하게 된다.

또한, 상기 제 1 외륜 커버(121)는 덕트 케이스(111)와 동축으로 마련되고, 덕트 케이스(111)에 대응되는 형상을 지닌다. 이때, 제 1 외륜 커버(121)에서 덕트 케이스(111)측 단부는 덕트 케이스(111)의 일단측 개구에 대응되는 개구 면적을 지니고, 제 1 외륜 커버(121)의 내벽측 내부 공간 또한 덕트 케이스(111)의 일단측 개구에 대응되는 중공 부피 및 면적을 지닌다. 한편, 제 1 외륜 커버(121)에서 외측 단부에는 덕트 케이스(111)측 단부에 비해 비교적 좁은 면적을 지닌 개구부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 외륜 커버(121)의 길이 방향을 따라 제 1 조립홀(122)이 관통 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 조립홀(122)은 양 단이 개구될 수 있으며, 제 1 외륜 커버(121)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

여기서, 중간 조립홀(112)과 제 1 조립홀(122)은 같은 개수로 마련되어, 상호 동축으로 연통되도록 마련될 수 있다.

그리고, 제 1 외륜 커버(121)의 외측면 둘레 방향을 따라 복수 개의 전방측 설치홀(123)이 함몰 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 외륜 커버(121)의 내측 둘레면을 따라 소정의 폭 내지 직경을 지니고 소정의 깊이 내지 길이를 지닌 제 1 내륜 받침부(124)가 함몰 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 외륜 커버(121)의 내측 둘레면을 따라 제 1 베어링 설치부(125)가 함몰 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 베어링 설치부(125)는 제 1 내륜 받침부(124)와 제 1 외륜 커버(121)의 개구 중심부 방향을 향하여 단차지는 계단형 구조로 형성될 수 있다.

또한, 덕트 케이스(111)측에서 외부측 방향을 기준으로, 제 1 내륜 받침부(124)와 제 1 베어링 설치부(125)가 마련되며, 제 1 베어링 설치부(125)측이 제 1 내륜 받침부(124)측 보다 더 작은 직경을 갖는다.

그리고, 상기 제 2 외륜 커버(131)는 덕트 케이스(111)의 일측 개구를 커버하도록 마련된다. 또한, 상기 제 2 외륜 커버(131)는 상술한 제 1 외륜 커버(121)에 대응되는 구조로 형성되며, 이에 대한 설명은 제 1 외륜 커버(121)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

또한, 상기 제 2 외륜 커버(131)에는 제 2 조립홀(132), 전방측 설치홀(133), 제 2 내륜 받침부(134) 및 제 2 베어링 설치부(135)가 형성된다.

여기서, 제 2 조립홀(132), 전방측 설치홀(133), 제 2 내륜 받침부(134) 및 제 2 베어링 설치부(135)는 각기 상술한 제 1 조립홀(122), 전방측 설치홀(123), 제1 내륜 받침부 및 제 1 베어링 설치부(125)에 대응되는 구조로 형성되며, 이에 대한 설명은 제 1 조립홀(122), 전방측 설치홀(123), 제1 내륜 받침부 및 제 1 베어링 설치부(125)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

이때, 제 1 외륜 커버(121)와 제 2 외륜 커버(131)는 덕트 케이스(111)의 직경 방향 축선에 대하여 상호 대칭하도록 마련될 수 있다.

또한, 상호 동축으로 연통되게 마련되는 제 1 조립홀(122), 중간 조립홀(112) 및 제 2 조립홀(132)마다 별도의 조립용 고정구(t1)가 탈부착 가능하게 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 조립용 고정구(t1)는 각종 나사 구조, 핀 구조, 그 외 언급되지 않은 다양한 체결 수단일 수 있다.

이에 따라, 상기 조립용 고정구(t1)를 탈착함으로써 추진기(1000)의 외부 케이스 구조는 자유롭게 분해 및 조립될 수 있게 된다.

덧붙여, 조립용 고정구(t1)가 체결된 다음, 제 1 조립홀(122)과 제 2 조립홀(132) 내측에서는 조립용 고정구(t1)의 외측 말단부에 소정의 실링재(c)가 충진되어, 기밀성이 확보될 수 있다. 여기서, 상기 실링재(c)는 시멘트, 실리콘, 그 외 다양한 소재로 제조된 것일 수 있다.

이어서, 도 6은 도 4의 C-C' 방향에서 바라본 상태를 기준으로 한 단면도이다.

도 6을 더 참조하면, 상기 추진부(200)는 내륜 부재(211)와, 추진 축(221)과, 블레이드 부재(222)를 포함할 수 있다.

더 상세하게는, 상기 내륜 부재(211)는 내부가 중공되고 양 단이 개구된 일종의 덕트형 구조로 형성된다. 또한, 상기 내륜 부재(211)는 덕트부(100)의 내측에 수용된다. 또한, 상기 내륜 부재(211)의 길이는 덕트부(100)의 길이에 대응될 수 있다.

또한, 상기 내륜 부재(211)의 둘레면을 따라 내륜측 돌출부(212)가 연장 형성될 수 있다. 또한, 상기 내륜측 돌출부(212)는 내륜 부재(211)의 반경 방향을 향해 연장된 구조를 지닐 수 있으며, 내륜측 돌출부(212)의 양 단부는 내륜 부재(211)의 양 단부와 일종의 계단형으로 단차지게 형성될 수 있다.

여기서, 내륜측 돌출부(212)의 각 말단면은 전술한 제 1 내륜 받침부(124)측과 제 2 내륜 받침부(134)측 내측면과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제 1 내륜 받침부(124)와 제 2 내륜 받침부(134)는 내륜 부재(211)가 덕트부(100)의 길이 방향을 따라 이탈되는 것을 방지하는 일종의 걸림턱으로써 작용하게 된다. 또한, 내륜측 돌출부(212)는 제 1 내륜 받침부(124)와 제 2 내륜 받침부(134) 사이의 거리에 대응되는 길이를 지닐 수 있다.

또한, 상기 내륜측 돌출부(212)의 외표면으로부터 내륜 부재(211)의 반경 방향을 향해 자석 수용부(213)가 함몰 형성될 수 있다. 또한, 상기 자석 수용부(213)는 내륜측 돌출부(212)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 추진 축(221)은 내륜 부재(211)의 내측에서 내륜 부재(211)의 중심부측 길이 방향을 따라 마련된다.

그리고, 상기 블레이드 부재(222)는 추진 축(221)과 내륜 부재(211)의 내벽면을 연결하도록 마련되며, 일종의 프로펠러 내지 블레이드의 형상을 지닐 수 있다. 일 예로, 상기 블레이드 부재(222)는 추진 축(221)의 길이 방향을 따라 소정의 곡률과 패턴을 갖고 휘어진 구조로 마련될 수 있으며, 추진 축(221)의 둘레 방향을 따라 다수 마련될 수 있다.

그리고, 상기 자석 부재(300)는 각 자석 수용부(213)의 내측에 인출입 가능하게 마련될 수 있다. 또한, 상기 자석 부재(300)는 영구 자석, 전동 자석, 그 외 언급되지 않은 다양한 자석 종류에 해당될 수 있다.

그리고, 상기 코일 권취부(400)는 중륜 부재(411)와, 코일 결합 돌출부(420)와, 코일 다발(430)을 포함할 수 있다.

더 상세하게는, 상기 중륜 부재(411)는 내부가 중공되고 양 단이 개구된 일종의 덕트형 구조로 형성된다. 또한, 상기 중륜 부재(411)는 덕트 케이스(111)에 대응되는 길이를 지니고, 덕트 케이스(111)의 내측에서 덕트 케이스(111)와 동축으로 마련된다. 또한, 상기 중륜 부재(411)는 내륜 부재(211)의 둘레 방향 외측을 감싸도록 마련되며, 이때 중륜 부재(411)와 내륜 부재(211)는 상호 소정 거리 이격되어 있다.

또한, 상기 중륜 부재(411)의 외주면 둘레 방향을 따라 중륜측 실링 홈(412)이 함몰 형성될 수 있다. 또한, 상기 중륜측 실링 홈(412)의 내측에는 탄성재(k)가 마련될 수 있다. 여기서, 상기 탄성재(k)의 두께는 덕트부(100)의 직경 방향을 기준으로 중륜측 실링 홈(412)의 내벽면과 덕트 케이스(111)의 내벽면 사이 거리보다 더 크도록 형성될 수 있다. 이와 같은 탄성재(k)의 두께 구조에 대응하여, 덕트 케이스(111)의 내벽면과 중륜 부재(411)의 외벽면이 상호 면접촉하게 되면, 탄성재(k)는 두께가 감소되도록 탄성 압축된 후 덕트부(100)의 직경 외측 및 내측 방향을 향해 탄성 복원되어, 이로써 덕트 케이스(111)와 중륜 부재(411) 사이에는 상기 탄성재(k)에 의한 기밀성이 확보될 수 있게 된다.

그리고, 상기 코일 결합 돌출부(420)는 중륜 부재(411)의 내측 테두리로부터 중륜 부재(411)의 중심축 방향을 향해 돌출 형성된다. 또한, 상기 코일 결합 돌출부(420)는 중륜 부재(411)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 코일 다발(430)은 각 코일 결합 돌출부(420)에 권취된다.

여기서, 코일 다발(430)에 전원이 인가되는 경우, 코일 다발(430)과 자석 부재(300)가 전기적으로 상호 작용하여 자계를 형성시키게 된다.

이때, 각 코일 다발(430), 각 자석 부재(300) 및 블레이드 부재(222)는 추진 축(221)의 둘레 방향을 따라 마련되므로, 상술한 자계 형성에 의해 자석 부재(300)는 추진 축(221)의 둘레 방향을 따라 회전하게 되고, 이에 따라 자석 부재(300)와 결합된 추진부(200) 전체는 전체 덕트 형상의 둘레 방향을 따라 회전하게 되므로, 이로써 추진 대상을 추진시키기 위한 회전 추진력이 발생하게 된다.

또한, 각 자석 부재(300) 및 각 코일 다발(430)은 개수 및 형상이 비교적 자유롭게 설정될 수 있는 것이어서, 이를 통해 구동 수단의 소형화 및 설계 자유도 확보가 용이해지는 장점이 발생하게 된다. 이러한 장점들이 제공됨으로써, 자석 부재(300) 및 코일 다발(430)은 덕트부(100) 내측의 밀폐 공간에서 높은 수밀성을 유지할 수 있고, 다른 부품들과의 결합관계 측면에서 높은 공간 활용 효율을 지닐 수 있다.

그리고, 상기 베어링 부재(500)는 한 쌍으로 구비되며, 각기 전술한 제 1 베어링 설치부(125)측과 제 2 베어링 설치부(135)측에 마련된다. 이에 따라, 각 베어링 부재(500)의 대부분 외표면은 제 1 외륜 커버(121), 제 2 외륜 커버(131) 및 내륜 부재(211)와 면접촉하게 된다.

그리하여, 덕트부(100)의 직경 방향을 기준으로 베어링 부재(500)는 내륜 받침부(124, 134)에서 베어링 설치부(125, 135)의 둘레 방향측 내벽면과 내륜 부재(211)의 외벽면 사이에 마련되며, 이를 통해 덕트부(100)의 직경 방향을 따라 베어링 부재(500)가 이탈 내지 진동되는 것이 방지될 수 있게 된다.

또한, 덕트부(100)의 길이 방향을 기준으로 베어링 부재(500)는 내륜 받침부(124, 134)에서 베어링 설치부(125, 135)의 개구 방향측 내벽면과 내륜측 돌출부(212)의 개구 방항 외측면 사이에 마련되며, 이를 통해 덕트부(100)의 길이 방향을 따라 베어링 부재(500)가 이탈 내지 진동되는 것이 방지될 수 있게 된다.

또한, 각 베어링 부재(500)는 덕트부(100)의 내측면과 추진부(200)의 외주면과 면접촉한 채 추진 축(221)을 회전 축선으로 하여 자유롭게 회전 및 구름 운동 할 수 있다. 그리하여, 상술한 자계 형성에 의해 추진부(200)가 회전하게 되는 경우, 추진부(200)와 면접촉하는 각 베어링 부재(500)는 베어링의 구동 원리에 대응하여 추진부(200)의 회전을 원활히 가이드하게 된다.

여기서, 베어링 부재(500)는 구름 베어링, 미끄럼 베어링, 그 외 언급되지 않은 다양한 종류의 베어링일 수 있다.

그리고, 상술한 추진기(1000)의 일 조립 예로써, 먼저 제 1 외륜 커버(121) 또는 제 2 외륜 커버(131) 중 어느 하나가 덕트 케이스(111)와 상호 동축으로 마련될 수 있다. 여기서, 설명상의 편의를 위하여 제 1 외륜 커버(121)가 덕트 케이스(111)의 일측 개구측과 먼저 결합되는 것을 기준으로 설명하도록 한다.

다음으로, 제 1 외륜 커버(121)와 덕트 케이스(111)는 조립용 고정구(t1)에 의해 상호 고정된다.

다음으로, 베어링 부재(500)가 제 1 베어링 설치부(125)측에 마련된다.

다음으로, 코일 권취부(400)가 덕트 케이스(111)의 내측으로 인입된다. 여기서, 중륜 부재(411)에는 탄성재(k)가 결합되어 있다.

다음으로, 자석 부재(300)와 결합된 추진부(200)가 중륜 부재(411)의 내측으로 인입된다.

다음으로, 제 2 외륜 커버(131)측을 기준으로, 내륜 부재(211)와 내륜측 돌출부(212)가 상호 접하는 위치에 나머지 하나의 베어링 부재(500)가 마련된다.

다른 예로써, 추진부(200)가 먼저 덕트부(100)에 결합된 후 코일 권취부(400)가 덕트부(100)를 감싸도록 결합될 수 있다.

다음으로, 제 2 외륜 커버(131)가 덕트 케이스(111)의 나머지 개구측과 동축으로 결합된다. 이후, 제 2 외륜 커버(131)와 덕트 케이스(111)가 조립용 고정구(t1)에 의해 상호 고정됨으로써 추진기(1000)가 완전히 조립될 수 있다.

아울러, 상술한 조립 과정들이 역순 수행됨으로써, 추진기(1000)가 분해될 수 있다.

이어서, 도 7은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기의 일 설치 예를 나타내는 도면이며, 도 7을 더 참조하여 추진기의 일 설치 예에 대해 설명하도록 한다.

도 7을 더 참조하면, 추진기(1000)는 추진 대상에서의 덕트(d)와 동축으로 결합될 수 있다. 여기서, 상기 덕트(d)는 유체가 유입되는 유입측 덕트(d1)와 유입된 유체가 고압의 제트 형태로 분사되는 제트측 덕트(d2)로 구분될 수 있다.

더 상세하게는, 추진기(1000)는 유입측 덕트(d1)와 제트측 덕트(d2) 사이에 동축으로 마련된다.

이때, 추진기(1000)의 입구단과 마주하는 유입측 덕트(d1)의 유출단에는 반경 방향을 따라 복수 개의 덕트측 제 1 체결홀(d11)이 형성되고, 추진기(1000)의 출구단과 마주하는 제트측 덕트(d2)의 유입단에는 반경 방향을 따라 복수 개의 덕트측 제 2 체결홀(d22)이 형성된다. 또한, 각 덕트측 제 1 체결홀(d11)과 각 덕트측 제 2 체결홀(d22)은 자신과 마주하는 각 전방측 설치홀(123, 133)과 동축으로 마련된다.

그리고, 외부에서 추진기(1000) 방향으로 별도의 설치용 고정구(t2)가 상기 제 1 체결홀(d11)과 추진기(1000)의 입구단측 설치홀(123)을 관통하도록 체결될 수 있다. 아울러, 덕트측 제 2 체결홀(d22)과 추진기(1000)의 출구단측 설치홀(133) 또한 상술한 상기 제 1 체결홀(d11)과 상기 설치홀(123)간 결합에 대응되는 방식으로 상호 결합될 수 있다.

그리하여, 상기 설치용 고정구(t2)의 길이 부분 중 일부는 전방측 설치홀(123, 133)에 삽입되고, 상기 설치용 고정구(t2)의 나머지 길이 부분측은 덕트측 체결홀(d11, d22)에 결합되어, 이로써 추진기(1000)와 덕트(d)간 결합이 완료된다. 아울러, 각 설치용 고정구(t2)가 추진기(1000)에서 외부 방향으로 분리됨으로써, 추진기(1000)와 덕트(d)는 상호 분리될 수 있다.

여기서, 상기 설치용 고정구(t2)는 나사 구조, 핀 구조, 그 외 언급되지 않은 다양한 체결 수단일 수 있다. 또한, 각 설치용 고정구(t2)에는 너트 등 마감을 위한 각종 수단이 체결될 수 있다.

덧붙여, 유입측 덕트(d1)와 제트측 덕트(d2)는 추진 대상의 크기, 사용 목적, 사용 환경, 그 외 각종 요인에 따라 유입측 덕트(d1)는 다양한 형상을 지닐 수 있다. 또한, 필요에 따라 제트측 덕트(d2)의 설치는 생략될 수 있다.

이어서, 도 8은 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기의 다른 설치 예를 나타내는 도면이며, 도 8을 더 참조하여 추진기의 다른 설치 예에 대해 설명하도록 한다.

도 8을 더 참조하면, 추진기(1000)는 추진 대상에서의 바닥면(u)과 상하로 결합될 수 있다. 이때, 추진기(1000)와 상기 바닥면(u)의 길이축은 상호 나란하게 마련될 수 있다.

더 상세하게는, 전술한 측방 설치홀(113)에 별도의 설치용 고정구(t2) 중 일부가 삽입되고, 각 설치용 고정구(t2)의 나머지 일부가 상기 바닥면(u)에 결합됨으로써, 추진 대상과 추진기(1000)가 상호 결합될 수 있다.

그리고, 도 7 및 도 8을 통해 상술한 내용과 같이, 추진기(1000)는 설치용 고정구(t2)를 매개로 추진 대상의 덕트(d) 내지 바닥면(u) 구조에 자유롭게 착탈될 수 있어, 상기 추진기(1000)는 각종 추진 대상에 대한 높은 호환성 및 유지 보수성을 지니게 된다.

이상과 같이 본 발명은 전기 구동형 워터 제트 추진기를 제공하고자 하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하고, 본 발명의 권리 범위는 특허 청구범위 뿐만이 아닌, 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시 예에도 미친다 할 것이다.

1000 : 본 발명에 의한 전기 구동형 워터 제트 추진기
100 : 덕트부
111 : 덕트 케이스
112 : 중간 조립홀
113 : 측방 설치홀
121 : 제 1 외륜 커버
122 : 제 1 조립홀
123 : 전방측 설치홀
124 : 제 1 내륜 받침부
125 : 제 1 베어링 설치부
131 : 제 2 외륜 커버
132 : 제 2 조립홀
133 : 전방측 설치홀
134 : 제 2 내륜 받침부
135 : 제 2 베어링 설치부
200 : 추진부
211 : 내륜 부재
212 : 내륜측 돌출부
213 : 자석 수용부
221 : 추진 축
222 : 블레이드 부재
300 : 자석 부재
400 : 코일 권취부
411 : 중륜 부재
412 : 중륜측 실링 홈
420 : 코일 결합 돌출부
430 : 코일 다발
500 : 베어링 부재

Claims (5)

1. 덕트 케이스;
   상기 덕트 케이스부의 일측 개구에 마련되는 제 1 외륜 커버;
   상기 덕트 케이스부의 타측 개구에 마련되는 제 2 외륜 커버;
   상기 덕트 케이스의 내측에 마련되는 내륜 부재;
   상기 내륜 부재의 내측에 마련되고, 상기 내륜 부재와 일체로 회전 가능한 블레이드 부재;
   상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 내륜 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 자석 부재; 및
   상기 덕트 케이스의 내측에서 상기 복수 개의 자석 부재의 외측 테두리 방향을 따라 구비되는 복수 개의 코일 다발을 포함하며,
   상기 복수 개의 코일 다발에 전원이 인가되는 경우, 상기 복수 개의 코일 다발과 상기 복수 개의 자석 부재가 전기적으로 상호 작용하여 자계를 형성시킴으로써, 상기 자계의 회전력에 의해 상기 블레이드 부재가 회전하는 것을 특징으로 하는 전기 구동형 워터 제트 추진기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내륜 부재는,
   외측 테두리를 따라 함몰 형성되는 복수 개의 자석 수용부를 포함하며,
   상기 복수 개의 자석 부재는,
   각각이 각 상기 자석 수용부에 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 전기 구동형 워터 제트 추진기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는,
   상기 제 1 외륜 커버의 길이 방향을 따라 관통 형성되고, 양 단이 개구되며, 상기 제 1 외륜 커버의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수 개의 제 1 조립홀;
   상기 제 1 외륜 커버의 직경 방향을 기준으로, 상기 복수 개의 제 1 조립홀과 대칭되도록 상기 제 2 외륜 커버에 형성되는 복수 개의 제 2 조립홀; 및
   상호 마주하는 상기 제 1 조립홀과 상기 제 2 조립홀을 연통시키도록, 상기 덕트 케이스의 길이 방향을 따라 관통 형성되는 복수 개의 중간 조립홀을 더 포함하며,
   상호 연통되도록 마주하는 상기 제 1 조립홀, 상기 중간 조립홀 및 상기 제 2 조립홀 각각에 별도의 조립용 고정구가 관통하여 체결되거나 분리됨으로써, 상기 제 1 외륜 커버와, 상기 제 2 외륜 커버와, 상기 내륜 부재는 상호 조립되거나 분리 가능한 것을 특징으로 하는 전기 구동형 워터 제트 추진기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는,
   상기 제 1 외륜 커버 및 상기 제 2 외륜 커버 중 적어도 어느 하나의 길이 방향을 따라 함몰 형성되고, 외측 일단이 개구되며, 상기 제 1 외륜 커버 및 상기 제 2 외륜 커버 중 적어도 어느 하나의 둘레 방향을 따라 마련되는 복수 개의 전방측 설치홀을 더 포함하며,
   각 상기 복수 개의 길이 전방측 설치홀 마다 설치용 고정구의 길이 부분 중 일부가 삽입되고, 상기 설치용 고정구의 길이 부분 중 나머지 일부가 추진시키고자 하는 추진 대상의 덕트에 결합됨으로써 상기 추진 대상과 결합되며,
   상기 설치용 고정구가 분리되는 경우, 상기 추진 대상으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 구동형 워터 제트 추진기.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 전기 구동형 워터 제트 추진기는,
   상기 덕트 케이스의 외측 둘레면으로부터 상기 덕트 케이스의 직경 방향을 따라 함몰 형성되는 측방 설치홀을 더 포함하며,
   상기 측방 설치홀에 설치용 고정구의 길이 부분 중 일부가 삽입되고, 상기 설치용 고정구의 길이 부분 중 나머지 일부가 추진시키고자 하는 추진 대상에 결합됨으로써, 상기 추진 대상과 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 구동형 워터 제트 추진기.