KR102344474B1 - 선박용 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

선박용 소음저감장치에 관한 것으로, 배기가스가 유입되는 유입관, 상기 유입관을 통해 유입된 배기가스의 소음을 저감시키는 본체 및 상기 본체를 통과한 배기가스가 배출되는 배출관이 구비된 선박용 소음저감장치로서, 상기 본체의 내부에 수용되는 제1 흡음부재; 상기 제1 흡음부재의 외측에 수용되는 제2 흡음부재; 상기 제1 흡음부재 및 제2 흡음부재에 물이 공급되도록 상기 본체의 저면에 설치되는 물 탱크를 마련하여 흡음부재에 흡수된 물에 의해 배기가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있고, 유해가스가 제거된 배기가스를 배출시킴으로써 환경오염 또는 대기오염을 줄일 수 있으며, 물에 의해 본체가 저온으로 유지함으로써 주변의 장치 또는 부품을 저온으로 유지시킬 수 있고, 배기가스에 대한 환경 규제 또는 대형화 되는 선박의 배기가스를 원활하게 배출시킬 수 있음은 물론 배기가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있으며, 선박의 제조에 따른 환경규제 요건을 충족시킬 수 있고, 엔진룸 등에서 발생된 배기가스의 배출에 따른 소음을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

선박용 소음저감장치{Noise Reduction Device of Ship}

본 발명은 선박용 소음저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사일런서 내부에 물을 지속적으로 공급하여 줌으로써 배기가스의 온도를 낮추어 배기시킴과 함께 유해가스를 저감시켜 배출시킬 수 있는 선박용 소음저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 소음저감장치는 내연기관이나 환기장치로부터 나오는 소음을 줄이기 위한 장치로서, 금속제의 원통이나 직사각형의 상자 모양을 하고 있다. 작동원리에 따라 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식과 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식 및 스틸울에 흡수시키는 흡수식 등이 있다.

아울러 가정이나 산업용 보일러에 부착되어 고속의 증기가 대기 중으로 방출될 때 난류유동에 의해 발생하는 소음을 저감시키기 위한 소음저감장치로써, 더욱 상세하게는 고속의 증기가 소음저감장치 내부로 유입될 때 발생하는 난류 및 충격성 소음을 분산시켜 난류강도를 저감시키고 흡음재를 경유하여 대기 중으로 방출시킴으로써, 소음을 감소시키게 된다.

이러한 종래의 소음저감장치의 구조를 도면 1 내지 2에 도시하였고, 이를 설명하면 다음과 같다.

종래의 소음저감장치는 배기관(100)과 플랜지를 이용하여 체결되는 배기관연결부(600)와 배출관(200)과 플랜지를 이용하여 체결되는 배출관연결부(700)를 본체(400)의 양측에 돌출되게 고정 설치하고, 배기관연결부(600)와 배출관연결부(700)와 연결되며, 흡음공(510)을 구비하는 차단부재(500)가 본체(400)의 내부에 설치되어 있다.

또한 본체(400)의 내부에는 본체(400)와 배기관연결부(600), 차단부재(500), 배출관연결부(700)의 사이에 흡음재(410)가 채워져 있고, 엔진에서 발생되는 배기가스가 배기관(100)을 거쳐 본체(400)로 유입되면 차단부재(500)의 흡음공(510)을 통하여 흡음재(410)에 유입되어 소음을 감소시키게 되는 것이다.

이와 같이 소음이 감소된 배기가스는 다시 흠음공(510)을 지나 배출관연결부(700)와 배출관(200)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

이러한 종래의 소음저감장치는 단순히 차단부재의 흡음공과 차단부재 외주연에 감겨진 흡음재를 배기가스가 통과하면서 소음이 제대로 감소되지 못하고, 배기가스가 흡음공으로 유입되는 양보다 배출관으로 많은 양이 빠져나가 소음의 감소가 효율적으로 이루어지지 않는 문제가 발생하였다.

일예로 대한민국 공개특허 제2008-0050123호(이하 '종래기술 1'이라 함)에는 연통되게 조립공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 조립공에 양단이 내부에서 일치되도록 이루어지고, 외주연에 다수의 내부흡음공이 형성된 내부차단부재와; 상기 내부차단부재 양측에 조립공 외부로 돌출되게 고정되고, 배기관과 배출관에 체결 고정되는 제1,2 플랜지부로 이루어진 소음기에 있어서, 상기 몸체와 내부차단부재 사이의 공간부에 개재되어 소음을 감쇄시키고, 배기가스를 필터링 하게 되는 흡음충진부재로 구성된다.

이는 선박 엔진에서 발생되어 소음기 내부로 공급되는 소음 및 배기가스를 내부차단부재와 흡음재를 통과시켜 소음을 감쇄하고 배기가스를 필터링 하는 종래에 비하여 내부차단부재와 몸체 사이의 공간부에 흡음충진부재를 통과시킴으로써 소음의 감쇄가 우수하고, 수직부와 수평날개부로 이루어진 외부차단재에 의해 흡음충진재가 안정되게 고정되어 소음 및 배기가스의 필터링이 우수하여 공해를 방지하게 되는 효과가 있다.

그러나 내부차단부재와 외부차단재의 흡음공이 엇갈리게 형성되어 배기가스가 유입되는 통로가 더 좁아져 흡읍 충진재로 배기가스가 유입되는 양이 더 적어지는 문제가 발생하였고, 이로 인하여 소음이 감소되지 못하는 문제가 야기되는 문제점이 있었다.

다른 일예로 일본 공개특허공보 소63-109217호(1998.05.13, 공개)(이하 '종래기술 2'이라 함)는 사일런스 케이스 내에 다공관과 격벽으로 형성되고 격벽 외주연에 흡음성과 내열성이 높은 석면 및 흡음재를 구성하는 것을 특징으로 하는 엔진 배기 사일런스에 관한 것으로서, 당공관과 격벽에 형성되어 있는 흡음공이 엇갈리지 않고 형성되어 배기가스가 유입되나 혼합흡음재를 거쳐 격벽의 흡음공을 통과하여 석면으로 유입되는 배기가스의 양이 배출관으로 배출되는 양에 비해 적어 소음의 감소가 효율적이지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2008-0050123호(2008년 6월 5일 공개) 일본 공개특허번호 소63-109217호(1998년 5월 13일 공개)

그러나 종래기술에 따른 소음저감장치는 배기가스를 흡음부재에 통과시켜 소음을 저감시키고 있으나, 소음 저감효과를 크게 얻을 수 없고, 고온의 배기가스에 의해 흡음부재가 가열되어 흡음효과를 떨어뜨리게 되며, 배기가스에 포함된 유해가스가 대기 중으로 배출되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡음부재에 물을 공급하여 줌으로써 배기가스의 온도를 떨어뜨려 배출시킴과 함께 배기가스에 포함된 유해가스의 배출을 저감시키는 선박용 소음저감장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배기가스의 소음을 줄이도록 소음 반사효과를 갖는 달걀판 형상으로 형성되는 선박용 소음저감장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박용 소음저감장치는 배기가스가 유입되는 유입관, 상기 유입관을 통해 유입된 배기가스의 소음을 저감시키는 본체 및 상기 본체를 통과한 배기가스가 배출되는 배출관이 구비된 선박용 소음저감장치로서, 상기 본체의 내부에 수용되는 제1 흡음부재; 상기 제1 흡음부재의 외측에 수용되는 제2 흡음부재; 상기 제1 흡음부재 및 제2 흡음부재에 물이 공급되도록 상기 본체의 저면에 설치되는 물 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 물 탱크에는 모세관 현상에 의해 제1 흡음부재 및 제2 흡음부재에 물이 흡수되도록 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 본체는 상기 물 탱크에 물이 공급되도록 상기 본체 외면에 설치되는 배관; 상기 배관에 물의 공급을 조절하는 조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 흡음부재와 제2 흡음부재는 유입된 배기가스의 소음이 저감되도록 표면적이 확대되도록 돌출부와 홈부가연속되는 달걀판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 소음저감장치에 의하면, 흡음부재에 흡수된 물에 의해 배기가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있고, 유해가스가 제거된 배기가스를 배출시킴으로써 환경오염 또는 대기오염을 줄일 수 있으며, 물에 의해 본체가 저온으로 유지함으로써 주변의 장치 또는 부품을 저온으로 유지시킬 수 있고, 배기가스에 대한 환경 규제 또는 대형화 되는 선박의 배기가스를 원활하게 배출시킬 수 있음은 물론 배기가스에 포함된 유해가스를 제거할 수 있으며, 선박의 제조에 따른 환경규제 요건을 충족시킬 수 있고, 엔진룸 등에서 발생된 배기가스의 배출에 따른 소음을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래의 소음저감장치를 보인 단면도,
도 2는 종래의 소음저감장치를 통과하는 배기가스의 흐름을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치를 보인 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치는 배기가스가 유입되는 유입관(11), 상기 유입관(11)을 통해 유입된 배기가스의 소음을 저감시키는 본체(10) 및 상기 본체(10)를 통과한 배기가스가 배출되는 배출관(12)이 구비된 선박용 소음저감장치로서, 상기 본체(10)의 내부에 수용되는 제1 흡음부재(20); 상기 제1 흡음부재(20)의 외측에 수용되는 제2 흡음부재(21); 상기 제1 흡음부재(20) 및 제2 흡음부재(21)에 물이 공급되도록 상기 본체(10)의 저면에 설치되는 물 탱크(30)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치는 흡음부재에 흡수된 물에 의해 배기가스의 소음을 줄임은 물론 소음저감장치의 온도를 낮추고, 배기가스에 포함된 유해가스를 줄여 배출되게 한다.

즉, 본원발명은 흡음부재에 물이 수용되어 있어 물에 의해 소음저감장치의 온도를 낮추고, 배기가스에 포함된 유해가스를 감소시킨 상태로 외부로 배출되게 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치는 엔진의 배기관(미도시) 등에 연결되는 유입관(11)과 정화된 배기가스를 배출시키는 배출관(12)이 설치된 본체(10)와 상기 본체(10) 내부에 설치되는 흡음부재(20, 21) 및 흡음부재(20, 21)에 물을 공급하는 물 탱크(30)가 일체로 이루어진다.

상기 유입관(11)은 배기가스가 배출되는 엔진의 배기관(미도시)에 연결되며, 유입관(11)의 끝단에는 유입관(11)보다 큰 직경을 갖는 본체(10)가 설치된다.

상기 본체(10)의 타단에는 본체(10)를 통과한 배기가스가 배출되는 배출관(12)이 설치되며, 본체(10)의 내부에는 배기가스의 소음을 줄이기 위한 흡음부재(20, 21)가 내장된다.

상기 흡음부재는 유입관(11) 또는 배출관(12)과 유사한 직경을 갖는 제1 흡음부재(20)와 상기 제1 흡음부재(20)의 외측에 설치되는 제2 흡음부재(21)로 이루어진다.

아울러 제1 흡음부재(20)는 제2 흡음부재(21)의 내측에 설치되며, 제2 흡음부재(21)는 내부에 제1 흡음부재(20)가 설치되도록 중공의 원통형으로 형성된다.

도 3, 4에 도시된 바와 같이, 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)는 소음 효율을 높이기 위하여 각각 돌출부(23)와 홈부(24)가 연속되는 달걀판 형상으로 이루어질 수 있다.

즉, 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)는 서로 인접한 면을 올록볼록한 연속되게 형성하여 줌으로써, 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)의 접촉면(표면적)을 넓게 한다.

이는 제1 흡음부재(20)로 유입된 배기가스가 제2 흡음부재(21)로 이동되어 소음을 보다 저감시킬 수 있도록 한다.

이러한 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)의 접촉면은 접촉면을 넓게 하기 위하여 지그재그 형상으로 이루어질 수도 있으며, 불규칙한 'S'자 형상으로 이루어질 수도 있다.

상기 흡음부재(20, 21)는 소음을 경감시킬 수 있는 미네랄 울을 사용할 수 있다. 이외에도 소음을 줄일 수 있는 재질을 사용하여도 무방하다.

상기 본체(10)의 저면에는 물이 수용되는 물 탱크(30)가 설치된다. 상기 물 탱크(30)는 소정의 물이 채워지는 공간으로 이루어지며, 물 탱크(30)의 상부는 흡음부재(20, 21)에 물이 흡수되도록 다수의 구멍(31)이 형성된다.

상기 물 탱크(30)에 저장된 물은 흡음부재(20, 21)에 흡수되는데, 이는 모세관 현상에 의해 흡음부재(20, 21)에 물이 흡수된다.

아울러 본체(10)의 외면에는 물 탱크(30)에 물을 공급하기 위한 배관(13)이 설치되며, 배관(13)에는 물의 공급을 조절하는 조절밸브(미도시)가 설치된다.

다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치의 결합관계를 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치는 본체(10)의 일측에 유입관(11)을 형성하며, 본체(10)의 타측에는 배출관(12)을 형성한다.

상기 본체(10)의 외면에는 물을 공급할 수 있는 배관(13)을 설치하며, 배관(13)에는 물의 공급을 조절하는 조절밸브(미도시)를 설치한다.

상기 조절밸브는 물 탱크(30)에 주기적으로 물이 공급되도록 자동으로 개폐되는 밸브를 사용할 수 있다.

상기 본체(10)의 내부에는 일정 직경을 갖는 제1 흡음부재(20)를 내장하며, 제1 흡음부재(20)의 외면에는 제2 흡음부재(21)를 설치한다. 이러한 흡음부재(20, 21)는 모세관 현상에 의해 증발된 물을 끌어 당겨 물을 흡수하게 된다.

이를 위해 물 탱크(30)에는 직경이 작은 구멍(31)을 다수 형성한다.

또 물 탱크(30)에는 일정 높이를 유지할 수 있도록 본체(10)의 외면에 배관(13)을 연결한다.

상기 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)는 배기가스의 유동이 원활하게 이루어지도록 표면적을 넓게 형성한다. 즉, 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)는 도 3, 4에서와 같이, 올록볼록한 형상, 즉 각각 돌출부(23)와 홈부(24)가 연속되거나 지그재그 또는 불규칙한 'S'자 형상의 파형으로 형성될 수 있다.

다음 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치의 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소음저감장치는 엔진 등의 배기 측에 설치된다. 상기 엔진 등에서 배출된 배기가스는 유입관(11)을 통해 본체(10) 내부로 유입된다.

상기 유입관(11)을 통해 유입된 배기가스는 제1 흡음부재(20)를 관통하게 되며, 제1 흡음부재(20)를 관통한 배기가스는 제2 흡음부재(21)로 이동하게 된다.

이때 흡음부재(20, 21)에는 물이 흡수되어 있으므로, 유해가스 중에서 불화수수(HF), 염화수소(HCL), 이산화유황(SO^- ₂) 등과 같이 물에 용해되는 유해가스를 제거하게 된다.

상기 물 탱크(30)에 저장되어 있는 물은 모세관 현상에 의해 물 탱크(30) 상부에 설치되어 있는 흡음부재(20, 21)에 흡수된다.

아울러 물 탱크(30)에는 배관(13)을 통해 물이 주기적으로 공급되며, 배관(13)을 통해 공급되는 물은 물 탱크(30)의 용량 또는 증발 시간에 맞추어 주기적으로 공급 된다.

한편 본체(10)는 흡음부재(20, 21)에 물이 흡수되어 있으므로, 온도가 낮은 흡음부재(20, 21)에 의해 본체(10)의 온도가 낮아지게 된다. 이와 같이 본체(10)는 낮은 온도를 유지하게 되며, 유입관(11)을 통해 유입된 고온의 배기가스는 온도가 낮은 흡음부재(20, 21)를 거치면서 온도가 낮아지게 된다.

이와 같이 배기가스의 온도가 낮아짐에 따라 소음저감장치의 주변에 설치된 다른 장비 또는 부품 등에 고온의 열이 전달하지 않게 된다. 즉, 소음저감장치는 물 탱크(30)의 물 및 물이 흡수된 흡음부재(20, 21)에 의해 항상 저온의 상태를 유지할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10: 본체 11: 유입관
12: 배출관 13: 배관
20: 제1 흡음부재 21: 제2 흡음부재
30: 물 탱크 31: 구멍

Claims (5)

1. 배기가스가 유입되는 유입관(11), 상기 유입관(11)을 통해 유입된 배기가스의 소음을 저감시키는 본체(10) 및 상기 본체(10)를 통과한 배기가스가 배출되는 배출관(12)이 구비된 선박용 소음저감장치로서,
   상기 본체(10)의 내부에 수용되는 제1 흡음부재(20);
   상기 제1 흡음부재(20)의 외측에 수용되도록 중공의 원통형으로 형성되는 제2 흡음부재(21);
   상기 본체(10)의 저면에 설치되며, 상기 제1 흡음부재(20) 및 제2 흡음부재(21)에 모세관 현상으로 인해 물이 공급되도록 다수의 구멍(31)이 형성된 물 탱크(30);를 포함하되,
   상기 본체(10)는
   상기 물 탱크(30)에 물이 공급되도록 상기 본체(10) 외면에 설치되는 배관(13);
   상기 배관(13)에 물의 공급을 조절하는 조절밸브를 포함하고,
   상기 제1 흡음부재(20)와 제2 흡음부재(21)는 유입된 배기가스의 소음이 저감되도록 표면적이 확대되는 돌출부(23)와 홈부(24)가 각각 연속되는 달걀판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.
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