WO2014042304A1 - 수중구동용 추진장치 - Google Patents

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WO2014042304A1
WO2014042304A1 PCT/KR2012/008068 KR2012008068W WO2014042304A1 WO 2014042304 A1 WO2014042304 A1 WO 2014042304A1 KR 2012008068 W KR2012008068 W KR 2012008068W WO 2014042304 A1 WO2014042304 A1 WO 2014042304A1
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WO
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rotor
drive shaft
stator
driving
underwater
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PCT/KR2012/008068
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English (en)
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Inventor
박태규
Original Assignee
Park Tea Gyu
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Publication date
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    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
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    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/46—Divers' sleds or like craft, i.e. craft on which man in diving-suit rides
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    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings

Definitions

  • the present invention relates to a propulsion device for underwater driving, and more particularly, to reduce the rotational force loss by integrating the driving motor and the propeller of the power source, and to further enhance the watertightness in the driving unit integrated propulsion unit maximizing propulsion efficiency
  • the present invention relates to a new type of underwater driving propulsion device improved to enable safe propulsion.
  • the propulsion device for underwater driving is a device mainly used to have the mobility to move in the water, such as electric boats, underwater scooters, submarines, other underwater equipment.
  • the propulsion devices mounted on electric boats, underwater scooters, submarines, other underwater equipment, or used in the water or underwater can be classified according to the propulsion type of the underwater driving propulsion system, the material of the hull, and the purpose of use.
  • the propeller rotates at a predetermined speed by a driving force supplied from an engine or a driving source, and the rotating propeller moves the fluid, thereby propelling the hull underwater.
  • water is introduced into the inlet opening at the bottom of the ship, pressurized water is introduced into the swirl flow by pressing the impeller, and the propulsion force is obtained by rectifying the swirl flow into a straight flow through a diffuser and then spraying it in the water jet form through the stern.
  • waterjet propulsion is also also waterjet propulsion.
  • the conventional propulsion structure is a structure in which the propeller is exposed to the stern, so that the seaweeds are caught and the propeller is easily damaged, thereby causing the underwater scooter to be inverted or inoperable, resulting in a great safety risk.
  • the problem has been raised that the diver may be injured if the operation is immature.
  • Patent Publication No. 2012-0034887 incorporating a propeller and maintaining the impeller shape to improve safety and propulsion.
  • the driving unit usually refers to a motor function, and since the motor is driven by electricity, even if a minute leak occurs in water, serious driving failure is required, so that very strict watertightness is required.
  • the present invention was created because of the need for watertight reinforcement as described above, by connecting the impeller responsible for the propulsion function directly to the motor without a coupling to prevent power loss and fluctuations during high-speed rotation to provide a stable propulsion and high propulsion efficiency
  • the driving part and the driving part are implemented as an integrated one, but unlike the structure disclosed so far, the stator and the rotor constituting the driving part are separated by a diaphragm to achieve a watertight structure that is close to perfect, and it is safe for underwater use. Its main purpose is to provide a submersible propulsion system to ensure full security.
  • the present invention is a means for achieving the above object, a drive unit housing 100 is built in a motor, a plurality of inlet holes 240 are connected to the drive unit housing 100 in the radial direction and the propeller 220 And a propulsion unit housing 200 having a driving shaft 210 for rotating the propeller 220 by receiving power of a motor;
  • the motor consists of a stator (110) and a rotor (120), wherein the stator (110) has a coil wound around a core, and the rotor (120) has a permanent magnet shape;
  • One end of the drive shaft 210 is fixed integrally with each other through the center of the rotor (120);
  • Between the rotor 120 and the stator 110 is divided into a separation plate 140, the separation plate 140 and the rotor 120 between the drive plate housing so that the separation gap 140 has an air gap ( Fixedly supported by a plate bracket 150 fixed to 100;
  • One end of the drive shaft 210 is also maintained apart from the separation plate 140, the rotor
  • the air gap is characterized in that 0.5-1.5mm.
  • an orifice is formed in the rotor 120 so that water introduced into the space S may be discharged to the outer space of the rotor 120 opposite to the separation plate 140. have.
  • the rotor 120 is characterized in that the surface is waterproof coating.
  • the drive shaft 210 is rotated and supported by a pair of front and rear bearings (132, 134) to be fixed integrally through the rotor 120, the stator 110 is also characterized in that separated through There is this.
  • the perfect watertightness is ensured by completely separating the stator and the rotor constituting the driving unit with a diaphragm, thereby obtaining a safe underwater operation.
  • FIG. 1 is an exemplary perspective view of an underwater scooter equipped with a propulsion apparatus for underwater driving according to the present invention.
  • FIG 2 is an exemplary side view of an underwater scooter equipped with a propulsion device for underwater driving according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing an exemplary installation structure of the underwater driving propulsion device according to the present invention.
  • the propulsion device for underwater driving according to the present invention is mounted on the stern rear surface of the hull 10 constituting the underwater scooter.
  • the hull 10 has a streamlined shape as a whole, it is configured so that the diver can hold the handle 20, steering while lying on the upper surface of the hull 10.
  • the propulsion device for underwater driving includes a drive unit housing 100 and the propulsion unit housing 200.
  • a motor (Motor) is built in the drive unit housing 100, and the drive unit housing 200 is fixed to the drive shaft 210 and the drive shaft 210 to be rotated by the power of the motor is rotated together
  • the propeller 220 is built to generate a driving force.
  • the drive unit housing 100 and the propulsion unit housing 200 is coupled to each other detachably assembled.
  • the motor is an alternating current motor as a PMAC (Permanment Magnet Alternative Current) motor
  • the stator 110 and the rotor 120 is provided in a form facing each other.
  • the stator 110 is a coil wound around the core, and is firmly fixed to the inside of the drive unit housing 100 by a front bracket 112 for tightly fixing one side of the drive unit housing 100, and the rotor. 120 is a structure in which a permanent magnet is attached to the disk plate and is rotatably installed while facing the stator 110 integrally fixed to the drive shaft 210.
  • the rotor 120 is preferably integrated in the form of a key fixed on the drive shaft (210).
  • a shear bearing 132 is interposed between the center of the rear bracket 114 and the drive shaft 210 for smooth rotation of the drive shaft 210, and spaced toward the shear bearing 132 and the propeller 220.
  • a rear end bearing 134 is installed at the point to support the drive shaft 210 to rotate smoothly.
  • a portion enclosed by the front bracket 112 and the rear bracket 114 constitutes the drive unit housing 100, and a stator 110 and a rotor 120 are installed therein.
  • the present invention further includes a separation plate 140 that completely partitions between the stator 110 and the rotor 120.
  • the separation plate 140 is disposed to close the stator 110 in a state in which the separation plate 140 is in close contact with the plate bracket 150 and the stator 110 while being supported by the plate bracket 150. do.
  • the separation plate 140 forms a space of about 0.5-1.5 mm, that is, an air gap with the rotor 120, and thus does not affect the rotational driving of the rotor 120.
  • the separation plate 140 is a source of the water flows toward the stator 110 when the water penetrates through the drive shaft 210 by completely separating the stator 110 from the rotor 120 side. Is blocked.
  • the reason for installing the space (S) and the separation plate 140 formed as described above is a very important concept, it is easy to seal the gap that does not flow, but it is obvious that the sealing between the flow member is very difficult to be.
  • the rotating drive shaft 210 should be connected to the rotor 120 constituting the motor.
  • the propeller 220 in direct contact with water in water is attached to the drive shaft 210, the water is easily moved to the rotor 120 and the stator 110 by riding the rotating drive shaft 210.
  • To seal the drive shaft 210 a number of times but because the drive shaft 210 is a rotating fluid it is not easy to seal to have a perfect water tightness, in particular close to the perfect seal (water-tight) due to the characteristics of equipment operated under water pressure ) Is not easy to implement.
  • stator 110 when water leakage occurs due to water leakage, electrical shorts, short circuits, sparks, short circuits, and the like occur on the stator 110, which threatens the safety of underwater use, as well as the risk of electric shock. It causes a very serious problem.
  • the present invention is not simply a diaphragm, but the water introduced in any way along the drive shaft 210 while forming a constant space (S) between the stator 110 and the rotor 120 is stator 110 By completely blocking between the stator 110 and the rotor 120 so that it can be removed by trapping in the space (S) so as not to fall at all to ensure the watertight close to perfection.
  • the drive shaft 210 is completely supported by the front and rear bearings 132 and 134 so as not to penetrate the stator 110 differently from the existing one, and thus the watertightness is further maximized.
  • the structure of the present invention such a thing hardly occurs, but even if a very small amount of water flows in through the drive shaft 210 which is a shaft, the heat generated during rotation flow of the drive shaft 210, the rotor 120, or the like.
  • the rotor 120 is easily dried by the rotor 120 so as to communicate with each other such that the spaces S and R can be drained from the space S to the space R inside the rear bracket 114 when not dried.
  • Orifices may be formed in a portion of the.
  • the present invention is configured so that the rotor 120 is a permanent magnet so as not to affect even if water is introduced from the rotor 120 side, so that electricity does not pass, so it is not a problem.
  • the space R extends toward the outer circumferential surface of the rotor 120 and is made by a plate bracket 150 and a rear bracket 114 interposed between the driving unit housing 100 and the rear bracket 114. .
  • the surface of the rotor 120 is coated with a coating film so as not to affect the driving of the rotor 120, that is, to maintain the function and durability of the magnet. Even better).
  • the drive shaft 210 is disposed through the drive shaft housing 212 connected to the rear bracket 114, the rear end bearing 134 for supporting the drive shaft 210 is rotated in the drive shaft housing 212 It is built.
  • the drive shaft 210 is supported to be smoothly rotated by the front bearing 132 and the rear bearing 134 installed at the center of the rear bracket 114.
  • a seal housing 230 is connected to the rear end of the drive shaft housing 212, and a seal 232 contacting the outer circumferential surface of the drive shaft 210 is built into the seal housing 230 to prevent water from flowing therein. Done.
  • the propeller 220 is mounted on the outside of the seal housing 230, the retainer 234 is further installed to seal the water flowing from the outside is sealed again.
  • a plurality of inlet holes 240 are formed on the outer circumferential surface of the propulsion unit housing 200, and the water introduced through the inlet holes 240 is sprayed to the rear of the underwater scooter through the propeller 220 to generate propulsion force. do.
  • a diffuser 250 is installed at the innermost end of the propulsion unit housing 200 to guide and discharge the fluid in a linear direction to increase propulsion efficiency, and a bushing 250 is provided at the center of the diffuser 250.
  • the rear end of the drive shaft 210 is fitted to the bushing 250 to be rotatably supported.
  • the present invention further includes the rotor 120 as a permanent magnet in a state in which the watertight structure is provided several times by the retainer 234, the seal housing 230, the seal 232, and the like.
  • 120 and the drive shaft 210 is provided in the form of attaching a separate separation plate 140 to the rotor 120 to be completely separated from the stator 110, between the separation plate 140 and the rotor 120 By forming the space (S) to achieve a near-perfect sealing to ensure the safety when using underwater.

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Abstract

본 발명은 수중구동용 추진장치에 관한 것으로, 모터가 내장된 구동부하우징과, 상기 구동부하우징에 접속되고 반경방향으로 다수의 유입구멍이 형성되며 프로펠러와 모터의 동력을 전달받아 프로펠러를 회전시키는 구동축이 내장된 추진부하우징을 포함하는 수중구동용 추진장치에 관한 것이다.

Description

수중구동용 추진장치
본 발명은 수중구동용 추진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력원인 구동모터와 추진체인 임펠러를 일체화시켜 회동력 손실을 줄이고, 추진효율을 극대화시킨 구동부 추진부 일체형 추진장치에서 수밀성을 더욱 강화시켜 안전한 추진이 가능하도록 개선된 새로운 타입의 수중구동용 추진장치에 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, 이러한 구동부와 추진부가 일체화 된 상태로 추진기능을 담당하기 때문에 주로 수중에서 구동되는 구조적 특징상 엄격한 수밀성이 요구된다는 제약이 따랐다.
즉, 구동부라 함은 보통 모터 기능을 말하는데, 모터는 전기로 구동되므로 수중에서 미세한 누수가 일어나더라도 심각한 구동불량을 초래하므로 매우 엄격한 수밀성이 요구되는 것이다.
이에, 본 출원인 개시된 상기 공개특허의 수밀성 부분을 더욱 더 보강할 필요성을 느끼게 되었다.
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 구현하되, 지금까지 개시된 구조와 달리 구동부를 구성하는 고정자와 회전자를 격판으로 분리시켜 완벽에 가까운 수밀구조를 달성함으로써 수중 사용시 안전성을 완전하게 확보할 수 있도록 한 수중구동용 추진장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 모터가 내장된 구동부하우징(100)과, 상기 구동부하우징(100)에 접속되고 반경방향으로 다수의 유입구멍(240)이 형성되며 프로펠러(220)와 모터의 동력을 전달받아 프로펠러(220)를 회전시키는 구동축(210)이 내장된 추진부하우징(200)을 포함하는 수중구동용 추진장치에 있어서; 상기 모터는 고정자(110)와 회전자(120)로 이루어지되, 상기 고정자(110)는 코어에 코일이 감긴 형태이고, 상기 회전자(120)는 영구자석 형태이며; 상기 구동축(210)은 일단이 상기 회전자(120)의 중심을 관통하여 서로 일체로 고정되고; 상기 회전자(120)와 고정자(110) 사이는 분리격판(140)으로 구획분리되되, 분리격판(140)과 회전자(120) 사이는 에어갭을 갖도록 상기 분리격판(140)이 구동부하우징(100)에 고정된 격판브라켓(150)에 의해 고정지지되며; 상기 구동축(210)의 일단도 상기 분리격판(140)과 떨어진 채 유지되고, 분리격판(140)과 구동축(210)과 회전자(120) 사이에는 공간(S)이 형성되도록 상기 회전자(120)의 일측면 일부가 요입 형성된 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치를 제공한다.
이때, 상기 에어갭은 0.5-1.5mm인 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 회전자(120)에는 오리피스가 형성되어 상기 공간(S) 내부로 유입된 물을 분리격판(140) 반대측인 상기 회전자(120) 외측 공간으로 배출할 수 있도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.
뿐만 아니라, 상기 회전자(120)는 표면이 방수코팅된 것에 그 특징이 있다.
아울러, 상기 구동축(210)은 한 쌍의 전,후단베어링(132,134)에 의해 회전지지되면서 회전자(120)를 관통하여 일체로 고정되되, 고정자(110)는 관통하지 않고 분리 구성된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 구동부와 추진부가 일체화 된 수중구동용 추진장치에서 특히 구동부를 구성하는 고정자와 회전자를 격판으로 완전히 분리시킴으로써 완벽한 수밀성을 확보하고, 이를 통해 안전한 수중 운항이 가능하도록 한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수중구동용 추진장치가 탑재된 수중스쿠터의 예시적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수중구동용 추진장치가 탑재된 수중스쿠터의 예시적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수중구동용 추진장치의 예시적인 설치구조를 보인 단면도이다.
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 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중구동용 추진장치는 수중스쿠터를 구성하는 선체(10)의 선미 배면에 탑재된다.
이때, 선체(10)는 전체적으로 유선형을 가지면서 잠수자가 핸들(20)을 잡고, 선체(10)의 상면에 엎드린 상태로 조종하면서 탈 수 있도록 구성된다.
그리고, 본 본 발명에 따른 수중구동용 추진장치는 도 1 내지 도 3에서와 같이, 구동부와 추진부가 일체형으로 구현된 것이므로 구동부하우징(100)과 추진부하우징(200)을 포함한다.
이 경우, 상기 구동부하우징(100)에는 모터(Motor)가 내장되고, 상기 추진부하우징(200)에는 상기 모터의 동력을 받아 회전하는 구동축(210) 및 상기 구동축(210)에 고정되어 함께 회전되면서 추진력을 발생시키는 프로펠러(220)가 내장된다.
아울러, 상기 구동부하우징(100)과 추진부하우징(200)은 서로 분리 조립 가능하게 결합된다.
한편, 상기 모터는 기존과 달리 PMAC(Permanment Magnet Alternative Current) 모터로서 교류 모터이며, 고정자(110)와 회전자(120)가 서로 마주보는 형태로 구비된다.
특히, 직류 모터가 아닌 교류 모터를 적용함으로써 전압 변환이 용이하고, 아크 발생을 없애 안전성을 극대화시킬 수 있다.
이때, 상기 고정자(110)는 코어에 코일이 감긴 형태로서, 구동부하우징(100)의 일측면을 밀폐고정하는 전방브라켓(112)에 의해 상기 구동부하우징(100) 내부에 견고히 고정되고, 상기 회전자(120)는 디스크판에 영구자석이 부착된 구조로서 상기 고정자(110)를 마주보고 구동축(210)에 일체로 고정된 채 회전가능하게 설치된다.
이 경우, 상기 회전자(120)는 상기 구동축(210) 상에 키 고정되는 형태로 일체화됨이 바람직하다.
또한, 상기 전방브라켓(112)과 대향되는 구동부하우징(100)의 개방된 타측은 후방브라켓(114)에 의해 밀폐되는데, 상기 후방브라켓(114)의 중심을 관통하여 상기 회전자(120)와 일체로 결합되는 구동축(210)이 배치된다.
이때, 상기 구동축(210)의 원활한 회전을 위해 상기 후방브라켓(114)의 중심과 구동축(210) 사이에는 전단베어링(132)이 개재되며, 상기 전단베어링(132)과 프로펠러(220) 쪽으로 이격된 지점에는 후단베어링(134)이 설치되어 상기 구동축(210)이 원활하게 회전되도록 지지하게 된다.
따라서, 상기 전방브라켓(112)과 후방브라켓(114)에 의해 둘러싸인 부분이 구동부하우징(100)을 이루며, 그 내부에 고정자(110)와 회전자(120)가 설치된다.
본 발명은 이와 같은 구조에서, 고정자(110)와 회전자(120) 사이를 완전히 구획하는 분리격판(140)을 더 포함한다.
상기 분리격판(140)은 도 3에 확대 도시된 바와 같이, 격판브라켓(150)에 지지된 채 격판브라켓(150)과 고정자(110) 사이에 밀착된 상태로 고정자(110) 측을 밀폐하도록 배치된다.
이러한 구조를 통해 분리격판(140)은 회전자(120)와 약 0.5-1.5mm의 공간, 즉 에어갭(Air Gap)을 형성하게 되어 회전자(120)의 회전구동에 영향을 미치지 않는다.
또한, 상기 분리격판(140)은 고정자(110) 측을 회전자(120) 측과 완전히 분리시킴으로써 구동축(210)을 타고 혹시라도 물이 침투했을 때 그 물이 고정자(110) 쪽으로 흘러 들어가는 것이 원천 봉쇄된다.
때문에, 전기배선 등 전기설비가 구비되 고정자(110) 측을 수중에 있더라도 해수로부터 완전히 보호되므로 안전성이 극대화되며, 상기 분리격판(140)과 구동축(210)도 서로 접촉되지 않기 때문에 구동축(210)의 구동도 원활하고, 구동축(210)을 제외한 나머지 공간(S)는 혹여라도 침투된 물이 흘러내려 가둬지도록 유도한다.
여기에서, 상기와 같이 형성된 공간(S)와, 분리격판(140)을 설치하는 이유는 아주 중요한 개념으로서, 유동되지 않는 틈새는 씰링하기가 쉽지만 유동되는 부재 사이의 씰링은 매우 어려운 것은 자명한 사항이다.
그런데, 본 발명과 같이, 구동부와 추진부가 일체로 된 경우, 구동력이 추진력으로 전환되기 위해서는 회전하는 구동축(210)이 모터를 구성하는 회전자(120)까지 연결되어야 한다.
하지만, 수중에서 물과 직접 접촉되는 프로펠러(220)가 구동축(210)에 부착되어 있으므로 회전하는 구동축(210)을 타고 물이 회전자(120), 고정자(110) 측으로 쉽게 이동하기 때문에 이를 차단하기 위해 구동축(210)을 다수회에 걸쳐 씰링하지만 구동축(210)이 회전하는 유동체이므로 완벽한 수밀성을 갖도록 씰링하기란 쉽지 않은 일이며, 특히 수중에서 수압을 받으면서 운항되는 장비라는 특성상 완벽에 가까운 씰링(수밀)을 구현해 내기란 쉽지 않은 일이다.
더구나, 수밀성이 떨어져 누수되는 현상이 발생되면 고정자(110) 측에서 전기적 쇼트, 즉 단락, 스파크, 누전 등이 발생하면서 감전사고의 위험은 물론 장비의 구동이 정지되어 버리기 때문에 수중 사용시 안전을 위협하는 아주 중대한 문제를 야기시킨다.
때문에, 수밀성 확보는 당해 분야의 핵심 기술중 핵심이라해도 과언이 아닐 만큼 중요하다.
이러한 것을 이루기 위해, 본 발명에서는 단순히 격판을 둔 것이 아니라, 고정자(110)와 회전자(120) 사이에 일정한 공간(S)을 형성하면서 구동축(210)을 따라 혹시라도 유입된 물이 고정자(110) 측으로 일절 넘어가지 않도록 공간(S) 상에 가두어 제거할 수 있도록 고정자(110)와 회전자(120) 사이를 완벽하게 차단함으로써 완벽에 가까운 수밀성을 확보하도록 한 것이다.
더구나, 상기 구동축(210)은 기존과 완전히 다르게 고정자(110)를 관통하지 않도록 전,후단베어링(132,134)에 의해 회전 지지되는 구조이므로 수밀성은 더욱 극대화된다.
나아가, 본 발명 구조상으로는 거의 그런 일이 발생하지 않겠지만, 혹시라도 극미량의 물이 샤프트인 구동축(210)을 타고 유입되더라도 구동축(210), 회전자(120) 등의 회전유동시 발생되는 열기에 의해 쉽게 건조되며, 혹여 건조되지 않을 경우에는 상기 공간(S)으로부터 후방브라켓(114) 안쪽 공간(R)으로 배수시킬 수 있도록 이들 공간(S,R)을 서로 연통시키도록 상기 회전자(120)의 일부에 오리피스(도면번호 생략)를 형성할 수도 있을 것이다.
무엇보다도, 본 발명은 회전자(120) 측에서는 혹여 물이 유입되더라도 영향을 미치지 않도록 회전자(120)가 영구자석으로 되어 있어 전기가 통하지 않으므로 문제가 되지 않도록 구성된다.
아울러, 상기 공간(R)은 회전자(120)의 외주면을 향해 연장되고, 구동부하우징(100)과 후방브라켓(114) 사이에 개재된 격판브라켓(150)과, 후방브라켓(114)에 의해 만들어진다.
최악의 경우, 물이 침투하여 공간(S)를 만충시키더라도 회전자(120)의 구동에 영향을 주지 않도록, 즉 자석의 기능과 내구성을 유지할 수 있도록 회전자(120)의 표면은 도막처리(방수처리)되면 더욱 좋다.
한편, 상기 구동축(210)은 상기 후방브라켓(114)과 접속되는 구동축하우징(212)을 관통하여 배치되며, 구동축하우징(212) 내부에는 상기 구동축(210)을 회전지지하는 후단베어링(134)이 내장된다.
따라서, 상기 구동축(210)은 후방브라켓(114)의 중심에 설치된 전단베어링(132)과 상기 후단베어링(134)에 의해 원활하게 회전될 수 있도록 지지된다.
또한, 상기 구동축하우징(212)의 후단에는 씰하우징(230)이 접속되고, 씰하우징(230)의 내부에는 상기 구동축(210)의 외주면과 접하는 씰(232)이 내장되어 물이 유입되지 않도록 씰링하게 된다.
뿐만 아니라, 상기 씰하우징(230)의 외측에는 프로펠러(220)가 장착되는데, 외측에서 유입되는 물을 차단할 수 있도록 리테이너(234)가 더 설치되어 또한번 씰링하게 된다.
그리고, 추진부하우징(200)의 외주면에는 다수의 유입구멍(240)이 형성되고, 상기 유입구멍(240)을 통해 유입된 물은 프로펠러(220)를 통해 수중스쿠터 후방으로 뿜어지면서 추진력을 발생시키게 된다.
이때, 추진부하우징(200)의 최후단 내경에는 디퓨져(250)가 설치되어 유체를 직선방향으로 안내 배출하여 추진효율을 높이게 되며, 이 디퓨져(250)의 중심에는 부싱(250)이 마련되고, 상기 부싱(250)에 구동축(210)의 후단이 끼워져 회전지지된다.
이와 같이, 본 발명은 리테이너(234), 씰하우징(230), 씰(232) 등에 의해 수차례에 걸친 수밀구조를 갖춘 상태에서, 더 나아가 회전자(120)를 영구자석으로 하고, 회전자(120) 및 구동축(210)을 고정자(110)와 완전히 분리되게 별도의 분리격판(140)을 회전자(120)에 부착시키는 형태로 구비하며, 분리격판(140)과 회전자(120) 사이에 공간(S)을 형성함으로써 거의 완벽에 가까운 씰링이 이루어지도록 하여 수중 사용시 안전성을 확실하게 확보하도록 한 것이다.

Claims (5)

  1. 모터가 내장된 구동부하우징(100)과, 상기 구동부하우징(100)에 접속되고 반경방향으로 다수의 유입구멍(240)이 형성되며 프로펠러(220)와 모터의 동력을 전달받아 프로펠러(220)를 회전시키는 구동축(210)이 내장된 추진부하우징(200)을 포함하는 수중구동용 추진장치에 있어서;
    상기 모터는 고정자(110)와 회전자(120)로 이루어지되,
    상기 고정자(110)는 코어에 코일이 감긴 형태이고, 상기 회전자(120)는 영구자석 형태이며;
    상기 구동축(210)은 일단이 상기 회전자(120)의 중심을 관통하여 서로 일체로 고정되고;
    상기 회전자(120)와 고정자(110) 사이는 분리격판(140)으로 구획분리되되, 분리격판(140)과 회전자(120) 사이는 에어갭을 갖도록 상기 분리격판(140)이 구동부하우징(100)에 고정된 격판브라켓(150)에 의해 고정지지되며;
    상기 구동축(210)의 일단도 상기 분리격판(140)과 떨어진 채 유지되고, 분리격판(140)과 구동축(210)과 회전자(120) 사이에는 공간(S)이 형성되도록 상기 회전자(120)의 일측면 일부가 요입 형성된 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 에어갭은 0.5-1.5mm인 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 회전자(120)에는 오리피스가 형성되어 상기 공간(S) 내부로 유입된 물을 분리격판(140) 반대측인 상기 회전자(120) 외측 공간으로 배출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치.
  4. 청구항 1에 있어서;
    상기 회전자(120)는 표면이 방수코팅된 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치.
  5. 청구항 1에 있어서;
    상기 구동축(210)은 한 쌍의 전,후단베어링(132,134)에 의해 회전지지되면서 회전자(120)를 관통하여 일체로 고정되되, 고정자(110)는 관통하지 않고 분리 구성된 것을 특징으로 하는 수중구동용 추진장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015100499B4 (de) * 2015-01-14 2021-04-08 Cayago Tec Gmbh Schwimm- und Tauchhilfe
DE102015100501B4 (de) * 2015-01-14 2023-05-17 Cayago Tec Gmbh Unterwasser-Antriebs-Einheit
DE102015000259B4 (de) * 2015-01-16 2016-12-29 Cayago Gmbh Schwimm- und Tauchhilfe
FR3064977B1 (fr) * 2017-04-06 2021-02-12 Visit Seabed France Systeme de propulsion sous-marin
KR101840784B1 (ko) * 2017-10-30 2018-03-22 (주)서브테크 잠수부용 추진장치
CN114987729B (zh) * 2022-05-30 2024-03-26 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 集成电机推进装置及船舶

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930021497A (ko) * 1992-04-29 1993-11-22 엠. 피. 린치 일체로 형성된 모터를 갖는, 선박용 추진장치
KR20080056147A (ko) * 2005-07-05 2008-06-20 마린 프로펄션 테크놀로지스, 인코포레이티드 선박용 다중 노즐 벤투리 시스템
KR20110132701A (ko) * 2010-06-03 2011-12-09 박태규 일체형 수중추진장치
KR20120034887A (ko) * 2010-10-04 2012-04-13 박태규 수중 스쿠터용 구동부 추진부 일체형 추진장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930021497A (ko) * 1992-04-29 1993-11-22 엠. 피. 린치 일체로 형성된 모터를 갖는, 선박용 추진장치
KR20080056147A (ko) * 2005-07-05 2008-06-20 마린 프로펄션 테크놀로지스, 인코포레이티드 선박용 다중 노즐 벤투리 시스템
KR20110132701A (ko) * 2010-06-03 2011-12-09 박태규 일체형 수중추진장치
KR20120034887A (ko) * 2010-10-04 2012-04-13 박태규 수중 스쿠터용 구동부 추진부 일체형 추진장치

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