KR101913690B1 - 추진장치 및 이를 장착한 배 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보트와 선박, 잠수함의 추진장치에 디스크어레이 경계면 견인효과에 의해 워터젯1 그리고 이원리의 펌프를 이용한 워터젯2 추진장치에 관한 것이다.
프로펠러 스크류가 없어서 공동화현상이 없고 고속 주행하며 연비를 개선할 수 있고, 저소음으로 주행하며 유지보수가 없고 한쪽 비엘디시 모터에 고장이 발생해도 다른 비엘디시모터로 주행할 수 있다.
프로펠러 스크류가 없어서 공동화현상이 없고 고속 주행하며 연비를 개선할 수 있고, 저소음으로 주행하며 유지보수가 없고 한쪽 비엘디시 모터에 고장이 발생해도 다른 비엘디시모터로 주행할 수 있다.
Description
1836년 스미스가 발명하여 선박의 추진에 처음 적용하기 시작한 프로펠러 스크류를 고속으로 회전시키면 공동화현상(캐비테이션)이 발생하여 프로펠러 스크류가 손상되는 문제를 해결하기 위하여 프로펠러 스크류없이 공동화 현상없이 추진할 수 있는 워터젯1 워터젯2 추진장치를 선박과 잠수함에 적용하기 위한 것이다.
근대 소형 및 대형 선박의 추진에 프로펠러 스크류는 자동차의 바퀴처럼 필수품으로 사용되고 있다. 고대의 배들이 노를 져서 이동하는 것과 해풍의 힘 즉 배에 돛을 달아 이동하는 범선과 요트를 제외하고, 기원전 200여년전 아르키메데스의 양수기로 부터 시작된 프로펠러 스크류를 내연기관이 상용화된 이래 소형 보트 및 중 대형 선박에 적용하기 시작했으며 이 기술을 대체할 기술이 없었다.
대형 및 중형선박고 보트가 고속으로 추진되려면 프로펠러 스크류를 고속으로 회전시켜야 하는데, 프로펠러 스크류를 고속으로 회전시키면 쉬트캐비테이션 (Sheet Cavitation), 허브소용돌이(Hub Vortex), 끝부분소용돌이(Tip Vortex), 끝부분 소용돌이 파열(Bursting Tip Vortex), 클라우드공동화(Cloud Cavitation) 등 공동화현상에 의해 프로펠러 스크류가 손상되는 문제가 있기 때문에, 내연기관에 발전기를 연결하여 발전한 전기로 고속회전할 수 있는 비엘디시모터로 프로펠러 스크류를 고속회전하여 추진하는 고속정 개발을 연구개발도 했지만 공동화현상 문제를 벗어날 수 없어서 실패했고, 내연기관 엔진의 회전수에 최적화된 스크류를 적절히 회전시켜 공동화현상이 없는 선박의 효율은 정체되어 있을 수 밖에 없었다.
한편 잠수함의 경우 프로펠러 스크류회전 소음을 줄일 수 없기 때문에 적군의 음파탐지기에 탐지되는 문제를 해결할 수 없었다.
가솔린 엔진으로 프로펠러 스크류를 회전시켜 추진하는 소형 모터보트와 디젤엔진으로 스크류를 회전시켜 추진하는 중 대형 선박의 공통점이 경제속도 운행시 연비와 에너지 효율문제 이외에 선박의 모델별 구조에 따라 다소 차이는 있지만 소형 및 중대형 등 모든 선박들의 뒷쪽에 한개 또는 두개의 프로펠러 스크류로 항해하는 구조를 벗어나지 못하고 있다.
선박이나 소형 보트의 선체 내부에 추진장치를 내장시켜 항해한다면 선박의 뒷쪽에 만 있었던 한개 또는 두개의 프로펠러 스크류 대신에 선박이나 보트의 측면에 다수개 워터젯 추진장치로 속도와 효율을 개선 시킬 수 있다.
선체 내부에서 프로펠러 스크류를 구동시키는 일부 선박의 경우 해초나 물고기가 선체 내부로 유입될 경우 프로펠러 스크류가 손상될 수 있고 고속으로 회전시킬 경우 공동화 현상도 마찬가지로 발생하는 문제점을 가지고 있다.
중앙부가 뚫려있는 디스크를 여러 개 일정간격으로 고정시킨 디스크어레이를 회전시키면, 디스크 경계면 견인효과에 의해 유체를 펌핑할 수 있는 테슬라펌프 즉, 니콜라테슬라가 100여년 전에 개발한 테슬라 터빈(미국특허 1,061,142 1913. 5.6)의 기본 원리를 이용하여, 선박의 추진체로 적용하기 위해 몇가지 새로운 기술을 적용하고 개선하여 공동화현상을 원천적으로 배제시킨 추진장치를 구현하면, 필요한 유속과 유량을 펌핑하는 방법에 의해 스크류 없이 소형보트와 중대형 선박의 좌우 측면에 추진장치를 다수개 설치하여 속도와 연비를 개선시켜 추진시킬 수 있다.
즉 디스크의 직경을 크게하고 회전속도를 높여도 디스크 경계면 견인효과에 의해 공동화현상이 발생하지 않기 때문에 유속을 빠르게 할 수 있고, 디스크 수량을 늘리면 유량을 증대시킬 수 있는 1차 추진장치(워터젯1)로 선박에 적용할 수 있고, 1차 추진장치를 원형 가변노즐 워터젯엔진에 결합하여 노즐을 통해 강한 압력으로 물을 분사시키면, 워터젯 엔진 앞부분의 물을 워터젯엔진 중앙부로 흡입하여 후미로 배출하는 2차추진장치(워터젯2)를 구현할 수 있다.
워터젯2 추진장치를 소형 보트의 뒤에 2개 설치하여 쾌속정으로 작동시킬 수 있고, 중 대형 선박의 좌우 측에 다수개 설치하여 동시에 가동시키면 선박의 속도를 높이고 연비를 개선시켜 경제적으로 운항할 수 있다.
바다속에서 이동하는 잠수함에 추진장치나 워터젯2 추진장치 다수개를 적용하면 초저소음으로 이동할 수 있어서 기존 잠수함탐지용 음파탐지 장치로 식별할 수 없는 경쟁력을 가질 수 있다.
프로펠러 스크류가 없어 공동화현상이 없는 본 발명의 소형보트 및 중대형 선박용 내장 또는 외장 추진장치와 워터젯2 추진장치는 기존 스크류 방식 보트와 선박에 비해서 공동화 현상이 없기 때문에 속도를 높임과 동시에 프로펠러 스크류의 20여% 저효율 문제를 개선하여 연비를 수배 이상 개선시켜 경제적으로 항해할 수 있고,
프로펠러 스크류회전으로 인한 소음을 감소시키고 프로펠러 스크류가 해초나 그믈, 밧줄 등에 감기면 발생하는 기존 선박에 있었던 다양한 종류의 문제들을 해결하고 초고속의 한계를 넘을 수 없는 보트와 선박을 구현할 수 있게 되어 경쟁력을 가질 수 있다. 잠수함의 경우 초저소음으로 적군의 음파탐지기로 식별하기 어려워 기존 잠수함의 경우 불가능했던 초저소음 침투가 가능함과 동시에 연비개선 및 속도개선을 동시에 개선하여 절대적인 경쟁력을 가질 수 있다.
디스크어레이에 비엘디시모터를 2개 내장하여 워터젯1, 워터젯2 추진장치를 구현할 경우 외장형 모터로 구동할 때 회전축의 방수와 기밀성 문제가 없게되어 유지보수가 용이하고 소형 경량화된 추진장치를 구현하여 쾌속정, 스포츠 선박 등 다양한 응용분야에 적용할 때 경쟁력을 가질 수 있다.
또한 수상스키용 모터보트의 경우, 모터보트가 급회전이나 급정거시 수상스키타는 사람의 신체가 스크류에 부상을 입히는 사고가 발생하는 사고가 빈번하며 스크류에 해초가 감겨 모터 보트 엔진이 고장이 발생하거나 정지하는 문제가 발생하는데, 본 발명의 추진 장치는 스크류 자체가 없이 고속으로 주행할 수 있어서 안전사고를 원천적으로 방지할 수 있는 수상스포츠를 구현할 수 있다.
도1은 디스크어레이 경계면 견인효과 제1추진장치 평면 입면 구조
도2는 디스크어레이 경계면 견인효과 제1추진장치 투시도 동작구조
도3은 모터구동 디스크어레이 디스크 내외 직경 및 두께 간격 세부 구조
도4는 제1추진장치를 내장형 워터젯 제2추진장치에 결합한 세부 동작구조 도5는 내장형 워터젯 제2추진장치를 스포츠 보트에 적용한 예
도6은 외장형 워터젯 제2추진장치 세부 동작구조
도7은 소형 보트용 내장 외장 워터젯 추진장치 설치 예
도8은 기존 프로펠러 스크류 공동화(캐비테이션)현상
도9는 기존 선박 내부 프로펠러 스크류 추진장치
도10은 비엘디시모터 2개를 디스크어레이 펌프에 내장한 예
도11은 비엘디시모터 2개를 제어하는 블록도 예
도12는 비엘디시모터 2개를 디스크어레이 펌프에 내장한 두종류 예
도13은 디스크어레이 디스크 내부에 유선형 곡률을 구성하여 개선한 예
도14는 디스크어레이 펌프 출구를 원형 가변노즐 워터젯 펌프에 적용한 예
도15는 워터젯 엔진의 원형노즐 가변 및 소용돌이 회전 출력 적용 예
도16은 잠수함에 워터젯엔진을 적용한 예
도2는 디스크어레이 경계면 견인효과 제1추진장치 투시도 동작구조
도3은 모터구동 디스크어레이 디스크 내외 직경 및 두께 간격 세부 구조
도4는 제1추진장치를 내장형 워터젯 제2추진장치에 결합한 세부 동작구조 도5는 내장형 워터젯 제2추진장치를 스포츠 보트에 적용한 예
도6은 외장형 워터젯 제2추진장치 세부 동작구조
도7은 소형 보트용 내장 외장 워터젯 추진장치 설치 예
도8은 기존 프로펠러 스크류 공동화(캐비테이션)현상
도9는 기존 선박 내부 프로펠러 스크류 추진장치
도10은 비엘디시모터 2개를 디스크어레이 펌프에 내장한 예
도11은 비엘디시모터 2개를 제어하는 블록도 예
도12는 비엘디시모터 2개를 디스크어레이 펌프에 내장한 두종류 예
도13은 디스크어레이 디스크 내부에 유선형 곡률을 구성하여 개선한 예
도14는 디스크어레이 펌프 출구를 원형 가변노즐 워터젯 펌프에 적용한 예
도15는 워터젯 엔진의 원형노즐 가변 및 소용돌이 회전 출력 적용 예
도16은 잠수함에 워터젯엔진을 적용한 예
도7은 기원전 200여 년 전 아르키메데스가 고안한 스크류 회전방식 양수기 (37)의 기본 원리를 기반으로 스미스가 1836년에 2회전 스크류 방식 특허에 의해 프로펠러 스크류(40)가 보트와 선박에 적용되어 동합금으로 만든 프로펠러 스크류( 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50)가 고속으로 회전하면 압력 때문에 스크류에기포가 발생하며 손상이 되는 다양한 공동화현상(52, 53, 54, 55, 56, 57: Cavitation)문제 때문에 프로펠러 스크류의 20여% 대 저효율 문제를 해결할 수 없고 최대한계속도 문제, 엔진과 프로펠러 스크류의 최적화 문제 등을 해결할 수 없었던 문제를 다음과 같은 실시예에 의해 해결하고자 한다.
도1, 2와 같이 비엘디시 모터(2)로 좌우 2개의 디스크어레이(3)를 회전시켜 좌우 앞 부분의 물을 입구(5)를 통해 물 고압 흡입(4)하여, 디스크어레이를 비엘디시 모터(2)로 회전시키면, 디스크 사이의 경계면 견인효과와 원심력에 의해 물을 높은 압력으로 출구(7)를 통해 강한 압력으로 고압 배출(8)하는 추진장치(1)를 보트나 중대형 선박, 잠수함에 적용하면 프로펠러 스크류(40)가 없어 다양한 공동화 현상 (52,53, 54,55,56,57) 없이 고속 저소음으로 추진 할 수 있다.
도3은 디스크어레이 펌핑/추진장치의 세부 구조와 상호관계 파라미터를 나타낸 그림으로, 디스크어레이(3)의 디스크 직경(13)과 내경(14)을 적절하게 계산 하여 크게하고, 비엘디시 모터(2)의 회전수를 높여 회전시키면, 디스크 경계면 견인효과에 의해 유속을 매우 빠르게 펌핑할 수 있으며, 매우 빠른 속도로 디스크어레이(3)를 회전시켜도 경계면 효과로 인해 공동화현상이 발생하지 않는 펌프를 구현할 수 있어서 추진장치(1)로 적용하기 적합하다.
모터의 회전축을 베이스 디스크 허브(23)에 접시머리 볼트(25)로 고정시킬 수 있는 베이스디스크(24)에 6개 또는 8개의 디스크 고정 구멍(19)을 가공하고, 디스크스페이서(22)를 디스크 고정 구멍(19) 위에 6개 또는 8개 위치시키고, 그 위에 가운데가 비어있는 일정두께의 디스크를 올려놓고 디스크 스페이서(22)와 디스크를 반복시켜 올려놓고 접시머리몰트(21)의 접시머리 각도가 맞게 가공된 톱디스크(16)를 제일 위에 놓고 접시머리 볼트를 관통시켜 베이스디스크(24)에 고정시켜 디스크어레이(3)를 조립을 완성한다.
도4와 같이 소형보트(31A)에 워터젯2 추진장치를 부착하여 워터젯1 펌프(1)의 디스크어레이(3)를 회전시켜 흡입한 물(4)을 디스크어레이(3) 경계면 견인효과 (9, 10, 11)에 의해 높은 압력으로 출구(7)를 통해 원형 가변노즐(30)의 노즐 간격(93)를 통해 강한 압력으로 분사(27)하면, 도6과 같이 워터젯2 엔진의 흡입부에서 많은 량의 물을 높은 압력으로 흡입(28)하여, 강한 압력으로 배출(29)하는 작용과 반작용의 법칙에 의해 배가 고속으로 스크류(40) 없이 공동화현상 (52, 53, 54, 55, 56, 57) 없이 쾌속으로 항해할 수 있다.
도5와 같이 스포츠용 모터보트(31B)에 워터젯2 엔진을 적용하면, 도9와 같은 기존 프로펠러 스크류(40) 내장형 워터젯엔진 내부의 프로펠러 스크류에 수초에 감기거나 물고기가 들어가 고장을 일으켜 고장이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 워터젯2 좌우측 엔진의 출구에 역추진장치(33)를 부착하여 급우회전 (32A), 급좌회전(32B), 전진(32C), 급제동(32D) 등 보다 다이나믹한 해상 스포츠를 구현할 수 있다.
도7과 같이 외장형(Outboard) 워터젯2와 내장형(Inboard) 워터젯2 두 종류의 소형보트와 중, 대형 선박을 구현할 수 있다.
도10, 11, 12와 같이, 추진장치(1)는 베이스디스크(24)와 베이스디스크(24)상에 복수의 디스크가 배치된 디스크어레이(33)와 톱 디스크(16)와 로터 역할을 하도록 각각 내장된 6개 또는 8개의 자석(68,71)을 포함하고, 유체가 인입되는 인렛(6)과 아웃렛(8)을 포함하는 디스크어레이 울타리(하우징:17)의 밑면과 입구(66)부위에 6개 또는 8개의 스테이터 코일(67,70)을 각각 내장시킨, 2개 비엘디시모터가 내장된 워터젯1 펌프(65)를 구성하면, 외부의 비엘디시 모터(2)를 회전시켜 물을 펌핑 할 때 회전축의 기밀성과 방수문제가 없게되어 유지보수를 할 필요가 없게되고, 소형, 경량의 워터젯 펌프를 구현할 수 있게되고, 메인 비엘디시 모터가 고장을 일으켜도 즉시 서브비엘디시 모터로 전환하여 동작시킬 수 있는 추진장치를 구현할 수 있다.
자석(68,71)은 밑면 부위에 배치된 메인 로터 자석(68)과 서브 로터 자석(71)을 포함한다.
스테이터 코일(67,70)은 밑면 부위에 배치된 메인 스테이터 코일(67)과 입구(66) 부위에 배치된 서브 스테이터 코일(70)을 포함한다.
자석(68,71)은 밑면 부위에 배치된 메인 로터 자석(68)과 서브 로터 자석(71)을 포함한다.
스테이터 코일(67,70)은 밑면 부위에 배치된 메인 스테이터 코일(67)과 입구(66) 부위에 배치된 서브 스테이터 코일(70)을 포함한다.
특히 기존 대부분의 중 대형 선박과 소형 보트들이 가솔린/디젤엔진으로 직접 프로펠러 스크류를 회전시켜 추진했던 기존 방법의 비효율성 문제를 플러그인 하이브리드 자동차와 같은 방법으로 엔진(79)이 발전기를 돌려 전기를 발전시켜 2차전지(78)에 충전해 두었다가, 소형보트나 선박이 출발할 때에는 2차전지(78)에 충전된 에너지로 비엘디시모터나 모터를 구동(74,75)시켜 출발하고, 2차전지(78)의 에너지밀도가 낮아지면 엔진(79)을 가동시켜 발전하여 사용하거나 충전하는 방법으로 선박을 운행하면 에너지 효율을 향상시킬 수 있게된다.
도13과 같이 디스크어레이(3) 입구측 디스크의 곡면(88)에 유선형 곡률을 구성하면, 디스크어레이(3)가 회전하여 디스크경계면 견인효과와 원심력(86)에 의해 디스크 중앙부로 흡입(87)된 물이 디스크의 곡면(88)에 의해 두 갈래로 보다잘 갈라져서 디스크사이로 진입하여 디스크어레이(3)의 경계면 견인효과를 보다 원활하게 하여 유속과 유량을 증대시킬 수 있다.
도14,15는 실시예3, 4의 워터젯1 펌프 출구를 원형 가변노즐(30)에 결합하여, 노즐조절회로(95)에서 보낸 신호에 의해 노즐 간격 조절 장치(94)로 노즐 간격(93)의 크기를 가변시켜 낮고 높은 수압(90)으로 분사(27)하여, 낮은압력(27A)일때는 흡입량(28A)이 작고, 높은압력(27C)일때는 흡입량이 커지게 되어 워터젯2 추진장치를 통해 배출될 때 워터젯2 추진 장치 내부의 한쪽 방향 수로(96)에 의해 물이 스크류를 통해 회전(96)하는 것처럼 배출될 때 높은 수압에 의해 선박이나 보트가 작용 반작용 법칙에 의해 추진된다.
여기서, 원형 가변노즐(30)은 외벽과 내벽, 외벽과 내벽의 형성 일단에서 유지되는 갭으로 구성되는 노즐 간격(93) 및 노즐 간격의 간격을 조절하는 노즐 간격 조절 장치(94)을 포함한다.
노즐 간격 조절 장치(94)은 일 예로, 수축 또는 팽참됨에 따라 노즐 간격(93)의 간격을 조절하는 팽창수단일 수 있다.
여기서, 원형 가변노즐(30)은 외벽과 내벽, 외벽과 내벽의 형성 일단에서 유지되는 갭으로 구성되는 노즐 간격(93) 및 노즐 간격의 간격을 조절하는 노즐 간격 조절 장치(94)을 포함한다.
노즐 간격 조절 장치(94)은 일 예로, 수축 또는 팽참됨에 따라 노즐 간격(93)의 간격을 조절하는 팽창수단일 수 있다.
도16은 잠수함에 좌우측에 워터젯2 추진장치 6개를 적용한 실시예를 나타낸 것으로 워터젯2 추진장치가 외부로 노출된 경우이고, 도면 이외에 잠수함 내부에 워터젯2 추진 장치를 내장시켜 돌출부가 없는 잠수함을 구현할 수 도 있고, 추진장치를 잠수함 내부에 설치하여 초저소음 잠수함을 구현 할 수 도 있다.
1. 추진장치 2. 비엘디시모터
3. 디스크어레이 4. 물 고압 흡입
5. 입구 6. 인렛
7. 출구 8. 아웃렛
9. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름1
10. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름가속 2
11. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름 급가속 3
12. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름 최대 가속 고압
13. 디스크 직경 14. 디스크 내경
15. 워터젯1 펌프 입구 16. 톱(상부) 디스크
17. 워터젯1 펌프 하우징 18. 모터 샤프트
19. 디스크 고정 구멍 20. 디스크 두께
21. 접시머리 볼트 22. 디스크 스페이서
23. 베이스 디스크 허브 24. 베이스디스크
25. 디스크허브 모터회전축 고정 볼트
27. 원형 가변노즐 고압 분사
28. 워터젯2 추진장치 물 고압 흡입
29. 워터젯2 추진장치 물 고압 배출
30. 원형 가변노즐
31A. 워터젯2 추진장치 소형 보트 적용 예 31B. 초소형 스포츠 보트 적용예
32A. 워터젯2 엔진 우회전 32B. 워터젯2 엔진 좌회전
32C. 워터젯2 엔진 직진 32D. 워터젯2 엔진 급제동
33. 워터젯2 역추진 장치 34. 워터젯2 역추진 분사
35. 외장형(outboard) 워터젯2 추진장치
36. 내장형(Inboard) 워터젯2 추진장치
37. 아르키메데스 스크류 양수기
38. 1836년 스미스발명 세계최초 프로펠러 스크류
39. 모터보트 추진장치 40. 프로펠러 스크류
41. 모터보트 엔진 / 모터 42. Trailling edge
43. 프로펠러 face 44. 프로펠러 Fillet area
45. 프로펠러 Hub or Boss 46. 프로펠러 Hub or Boss Cap
47. 프로펠러 Leading Edge 48. 프로펠러 Back
49. 프로펠러 Shaft 50. 프로펠러 Stern tube bearing
51. 프로펠러 Stern tube 52. 프로펠러 Sheet Cavitation
53. 프로펠러 PHV and Hub Vortex
54. 프로펠러 tip Vortex with Nodes
55. 프로펠러 Bursting Tip Vortex
56, 57. Cloud Cavitation 으로 인해 훼손된 프로펠러의 예
58. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치.
59. 프로펠러 스크류 내부 관통 추진장치 인터페이스 로터 및 스테이터
60. 고압 배출 61. 고압 흡입부
62. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치 기존 제품 예.
63. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치 물흐름 예
64. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치.물흐름 방향
65. 비엘디시 모터2개를 내장한 디스크어레이 워터젯1 펌프
65A. 워터젯1 펌프 앞면 65B. 워터젯1 펌프 뒷면
66. 워터젯1 펌프 입구
67. 메인 스테이터 코일
68. 메인 로터 자석 69. 디스크어레이 뒷면
70. 서브 스테이터 코일
71. 서브 로터 자석
72. 디스크어레이 앞면
73. 비엘디시모터 내장 워터젯1 펌프 제어 회로 블록
74. 메인 비엘디시모터 제어회로 75. 서브비엘디시모터 제어회로
76. 로터 회전속도 검출 센서 77. 압력센서
78. 2차 전지 79. 엔진
80. 인공지능 최적화 제어 81. 운전 또는 조정
82. 비엘디시모터 내장 디스크어레이 물 펌프 단면도
83. 비엘디시모터 내장 디스크어레이 공기 펌프 단면도
84. 디스크어레이 디스크스페이스 85. 디스크어레이 디스크 두께
86. 디스크 경계면 견인효과와 원심력 가속
87. 디스크어레이 회전 원심력 흡입 88. 디스크 중앙부 곡면
89. 디스크어레이 회전 원심력 흡입율 개선
90. 압력센서 91. 워터젯2 내부 흡입
92. 워터젯2 내부 가속 이동 93. 노즐 간격
94. 노즐 간격 조절 장치 95. 노즐 간격 조절회로
96. 압력 회전 배출 97. 소용돌이 회전 배출
99. 잠수함 또는 잠수정
3. 디스크어레이 4. 물 고압 흡입
5. 입구 6. 인렛
7. 출구 8. 아웃렛
9. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름1
10. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름가속 2
11. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름 급가속 3
12. 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의한 물 흐름 최대 가속 고압
13. 디스크 직경 14. 디스크 내경
15. 워터젯1 펌프 입구 16. 톱(상부) 디스크
17. 워터젯1 펌프 하우징 18. 모터 샤프트
19. 디스크 고정 구멍 20. 디스크 두께
21. 접시머리 볼트 22. 디스크 스페이서
23. 베이스 디스크 허브 24. 베이스디스크
25. 디스크허브 모터회전축 고정 볼트
27. 원형 가변노즐 고압 분사
28. 워터젯2 추진장치 물 고압 흡입
29. 워터젯2 추진장치 물 고압 배출
30. 원형 가변노즐
31A. 워터젯2 추진장치 소형 보트 적용 예 31B. 초소형 스포츠 보트 적용예
32A. 워터젯2 엔진 우회전 32B. 워터젯2 엔진 좌회전
32C. 워터젯2 엔진 직진 32D. 워터젯2 엔진 급제동
33. 워터젯2 역추진 장치 34. 워터젯2 역추진 분사
35. 외장형(outboard) 워터젯2 추진장치
36. 내장형(Inboard) 워터젯2 추진장치
37. 아르키메데스 스크류 양수기
38. 1836년 스미스발명 세계최초 프로펠러 스크류
39. 모터보트 추진장치 40. 프로펠러 스크류
41. 모터보트 엔진 / 모터 42. Trailling edge
43. 프로펠러 face 44. 프로펠러 Fillet area
45. 프로펠러 Hub or Boss 46. 프로펠러 Hub or Boss Cap
47. 프로펠러 Leading Edge 48. 프로펠러 Back
49. 프로펠러 Shaft 50. 프로펠러 Stern tube bearing
51. 프로펠러 Stern tube 52. 프로펠러 Sheet Cavitation
53. 프로펠러 PHV and Hub Vortex
54. 프로펠러 tip Vortex with Nodes
55. 프로펠러 Bursting Tip Vortex
56, 57. Cloud Cavitation 으로 인해 훼손된 프로펠러의 예
58. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치.
59. 프로펠러 스크류 내부 관통 추진장치 인터페이스 로터 및 스테이터
60. 고압 배출 61. 고압 흡입부
62. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치 기존 제품 예.
63. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치 물흐름 예
64. 프로펠러 스크류 선박/보트 내부 관통 추진장치.물흐름 방향
65. 비엘디시 모터2개를 내장한 디스크어레이 워터젯1 펌프
65A. 워터젯1 펌프 앞면 65B. 워터젯1 펌프 뒷면
66. 워터젯1 펌프 입구
67. 메인 스테이터 코일
68. 메인 로터 자석 69. 디스크어레이 뒷면
70. 서브 스테이터 코일
71. 서브 로터 자석
72. 디스크어레이 앞면
73. 비엘디시모터 내장 워터젯1 펌프 제어 회로 블록
74. 메인 비엘디시모터 제어회로 75. 서브비엘디시모터 제어회로
76. 로터 회전속도 검출 센서 77. 압력센서
78. 2차 전지 79. 엔진
80. 인공지능 최적화 제어 81. 운전 또는 조정
82. 비엘디시모터 내장 디스크어레이 물 펌프 단면도
83. 비엘디시모터 내장 디스크어레이 공기 펌프 단면도
84. 디스크어레이 디스크스페이스 85. 디스크어레이 디스크 두께
86. 디스크 경계면 견인효과와 원심력 가속
87. 디스크어레이 회전 원심력 흡입 88. 디스크 중앙부 곡면
89. 디스크어레이 회전 원심력 흡입율 개선
90. 압력센서 91. 워터젯2 내부 흡입
92. 워터젯2 내부 가속 이동 93. 노즐 간격
94. 노즐 간격 조절 장치 95. 노즐 간격 조절회로
96. 압력 회전 배출 97. 소용돌이 회전 배출
99. 잠수함 또는 잠수정
Claims (9)
- 중심영역에 유체가 인입되는 인렛(6)이 형성되고, 가장자리에 아웃렛(8)이 형성되며, 스테이터 코일(67, 70)이 설치된 디스크어레이 울타리(17)와;
상기 디스크어레이 울타리 내에 회전가능하게 지지되는 베이스 디스크(24)와, 베이스 디스크상에 서로 이격된 상태로 적층된 복수의 디스크로 구성된 디스크어레이(3) 및 상기 스테이터 코일과 대향하는 디스크의 면에 설치된 자석(68, 71)을 포함하는 테슬라 터빈과;
일단에서 유지되는 갭으로 구성되는 노즐 간격(93), 상기 노즐 간격을 조절하는 노즐 간격 조절 장치(94)를 포함하는 원형 가변노즐(30)을;
포함하되,
디스크 어레이(3)를 구성하는 복수의 디스크 각각의 중앙부 단면이 곡면(88)의 유선형 구조를 가져, 디스크 어레이 회전시 발생하는 디스크 경계면 견인효과와 원심력에 의해 디스크 어레이 중앙부로 흡입된 물이 디스크 각각의 중앙부 단면의 곡면에 의해 보다 잘 갈라져 디스크 경계면 견인효과를 보다 원활하게 하는 추진장치.
- 제1항에 있어서,
상기 원형 가변노즐은 노즐 간격을 조절하기 위해 상기 노즐 간격 조절 장치에 신호를 발신하는 노즐 간격 조절 회로(95)를 더 포함하는 추진장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 자석은 베이스 디스크에 형성되는 메인 로터 자석(68)을 포함하고,
상기 스테이터 코일은 상기 메인 로터 자석과 대응되는 울타리 하부에 형성되는 메인 스테이터 코일(67)을 포함하는 추진장치.
- 제1항에 있어서,
상기 자석은 적층된 복수의 디스크 어레이 중 최상단의 디스크 어레이에 형성되는 서브 로터 자석(71)을 포함하고,
상기 스테이터 코일은 상기 서브 로터 자석과 대응되는 울타리 상부에 형성되는 서브 스테이터 코일(70)을 포함하는 추진장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 디스크 어레이 사이에 배치되어, 복수의 디스크 어레이간에 간격을 형성하는 디스크 스페이서(22)를 더 포함하는 추진장치.
- 삭제
- 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 기재된 추진장치를 이용하는 배.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160050600A KR101913690B1 (ko) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | 추진장치 및 이를 장착한 배 |
Publications (2)
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---|---|
KR20170121846A KR20170121846A (ko) | 2017-11-03 |
KR101913690B1 true KR101913690B1 (ko) | 2018-12-28 |
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ID=60383571
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020160050600A KR101913690B1 (ko) | 2016-04-25 | 2016-04-26 | 추진장치 및 이를 장착한 배 |
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KR20220000656A (ko) | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 강현욱 | 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈 |
KR20220082321A (ko) | 2020-12-10 | 2022-06-17 | 강현욱 | 추진 효율성 및 구난 효율성이 향상된 워터제트 추진 무인 구난정 |
WO2022211406A1 (ko) * | 2021-03-28 | 2022-10-06 | 탁승호 | 하이브리드 추진장치를 이용한 무인비행장치와 하이브리드 추진장치 |
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KR200493214Y1 (ko) * | 2016-12-28 | 2021-02-18 | 대우조선해양 주식회사 | 선박에 장착되는 테슬라 디스크형 추진 장치 |
-
2016
- 2016-04-26 KR KR1020160050600A patent/KR101913690B1/ko active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102332731B1 (ko) | 2020-06-26 | 2021-11-29 | 강현욱 | 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈 |
KR20220000656A (ko) | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 강현욱 | 워터제트 추진식 보트의 워터제트 모듈 |
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WO2022211406A1 (ko) * | 2021-03-28 | 2022-10-06 | 탁승호 | 하이브리드 추진장치를 이용한 무인비행장치와 하이브리드 추진장치 |
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KR20170121846A (ko) | 2017-11-03 |
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