KR200468563Y1 - 선박용 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배기관의 단부에 설치되어 NRGH(Noise Reduction and Gas Harmonizer) 기능을 수행함으로써 소음 저감효과 및 매연 저감효과를 대폭 향상시킬 수 있는 선박용 소음저감장치에 관한 것이다.
본 고안에 의한 선박용 소음저감장치는, 선박용 배기관의 단부에 설치되는 선박용 소음저감장치로서, 배기관의 단부에 설치되는 몸체; 및 상기 몸체 내에 설치되는 배플; 을 포함하고, 상기 몸체 및 상기 배플은 더블 콘 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 소음저감장치{NOISE REDUCTION APPARATUS FOR SHIP}

본 고안은 선박용 배기시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기관의 단부에 설치되어 NRGH(Noise Reduction and Gas Harmonizer) 기능을 수행함으로써 소음 저감효과 및 매연 저감효과를 대폭 향상시킬 수 있는 선박용 소음저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 내부에는 선박 추진을 위한 메인 엔진, 발전기 등이 설치되어 있고, 이러한 메인 엔진, 발전기 등에서는 배기가스가 발생하며, 이러한 배기가스는 배기시스템을 통해 배출된다.

배기가스가 배기시스템을 통해 배출되는 도중에 각종 소음이 발생하고, 이러한 소음은 엔진 폭발음인 맥동소음(저주파 하모닉 성분)과 배기관 내의 가스흐름으로 인해 발생하는 기류소음(중, 고주파 소음)으로 나눌 수 있다.

한편, 리그선 등에는 배기소음의 저감을 위하여 배기관의 도중에 사일렌서(silencer)가 설치되지만, 여전히 엔진 폭발 맥동 소음이 운전 중에 크게 나타나고 있으며, 엔진 폭발 소음 주파수와 일치하여 발생할 수 있는 공명소음도 크게 나타나는 단점이 있었다.

이에 대응하기 위해, 배기관의 높이를 수정하거나 추가적인 소음저감장치를 설치하고 있지만, 그 설치 및 유지관리 비용이 증대되는 단점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 배기관의 단부에 설치되어 NRGH(Noise Reduction and Gas Harmonizer) 기능을 수행함으로써 소음의 저감효과 및 매연저감효과를 대폭 향상시킬 수 있는 선박용 소음저감장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면에 따르면, 선박용 배기관의 단부에 설치되는 선박용 소음저감장치로서, 배기관의 단부에 설치되는 몸체; 및 상기 몸체 내에 설치되는 배플; 을 포함하고, 상기 몸체는, 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 넓어지는 단면구조로 형성되는 제1 몸체와, 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 좁아지는 단면구조로 형성되는 제2 몸체가 연달아 결합되어, 상기 몸체는 단면에서 볼 때 배기가스의 배출방향으로 폭이 넓어진 후 좁아지는 더블 콘 형상을 가지며, 상기 배플은 단면에서 볼 때 배기가스의 배출방향으로 폭이 넓어진 후 좁아지는 더블 콘 형상을 가지며, 상기 배플의 하면에는 복수의 타공을 가진 타공 시트가 부착되고, 상기 배플 내에는 흡음재가 설치되며, 그에 따라 상기 몸체와 상기 배플이 모두 더블 콘 형상을 가져, 배기가스가 상기 배플의 하면을 따라 흐르면서 확산 흐름을 형성하고 계속해서 상기 배플의 상면을 따라 흐르면서 수렴 흐름을 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치가 제공된다.

상기 몸체는 제1 및 제2 몸체가 결합되어 구성되고, 상기 제1 몸체는 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 넓어지는 단면구조로 형성되며, 상기 제2 몸체는 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 좁아지는 단면구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 몸체의 단부는 상기 배기관의 단부에 연결되고, 상기 제2 몸체의 단부에는 외부와 소통하는 개구가 형성되며, 상기 제2 몸체의 개구에는 망체가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제1 몸체의 단부에는 연결 파이프가 설치되고, 상기 연결 파이프의 단부에는 플랜지가 형성되며, 상기 연결 파이프의 플랜지에는 배기관의 단부가 결합되는 것이 바람직하다.

연결 파이프는 상기 제1 몸체의 내부에 설치되는 하나 이상의 장착 브래킷에 의해 상기 제1 몸체의 하단 개구 내에 삽입된 상태로 결합되어, 상기 연결 파이프의 외주면과 상기 제1 몸체의 내주면은 서로 이격된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 제1 몸체의 하단에는 원통형의 연장부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 배플의 하면에는 복수의 타공을 가진 타공 시트가 부착되고, 상기 배플 내에는 흡음재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 배플은 복수의 장착 브라켓을 통해 상기 제2 몸체의 내벽면에 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 고안에 의하면, 폭이 넓어지는 단면의 제1 몸체, 폭이 좁아지는 단면의 제2 몸체가 상호 대칭적으로 결합된 더블 콘 형상으로 구성되고, 또한 배플(baffle)이 제1 및 제2 몸체에 대응하는 더블 콘 형상으로 구성됨에 따라, 배기가스의 흐름이 확산된 후에 수렴되는 형태를 취하고, 이를 통해 기류 소음의 저감을 구현함과 더불어 배기가스의 연기(smoke) 및 그을음(soot) 등의 발생을 저감할 수 있다.

특히, 본 고안은 배플 내에 흡음재를 설치함으로써 타공 시트의 타공을 통해 배기가스의 소음이 흡음재로 효과적으로 흡수됨에 따라 그 소음저감효과가 매우 향상될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 선박용 소음저감장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 고안에 의한 소음저감장치의 배플을 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안에 의한 소음저감장치에 따른 흐름분포를 나타낸 도면이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 선박용 소음저감장치 및 이를 포함하는 배기시스템을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박의 메인 엔진, 보일러 등과 같은 기관으로부터 선박의 외측으로 배기관(1)이 연장되고, 이 배기관(1)의 단부는 선박의 연돌(funnel) 등을 통해 외부로 노출된다.

배기관(1)의 단부에는 본 고안에 의한 소음저감장치(10)가 설치되고, 이 소음저감장치(10)에 의해 배기관(1)을 통해 배출되는 배기가스의 소음이 효과적으로 저감될 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 따른 소음저감장치(10)는, 몸체(11, 12)와, 이 몸체(11, 12) 내에 설치된 배플(13)과, 배플(13)측에 결합된 타공 시트(14)를 포함한다.

몸체(11, 12)는 배기관(1)의 단부에 연결되고, 일 실시예에 의하면 도 1과 같이 제1 및 제2 몸체(11, 12)가 상호 대칭적으로 결합되어 더블 콘(double cone) 형상으로 구성된다.

제1 몸체(11)는 배기가스의 배출방향(도 1의 화살표 B참조)으로 그 폭이 넓어지는 단면의 콘 형상으로 구성되고, 제2 몸체(12)는 배기가스의 배출방향(도 1의 화살표 B참조)으로 그 폭이 좁아지는 단면의 콘 형상으로 구성된다. 특히, 제1 및 제2 몸체(11, 12)는 동일축선 상에 위치하도록 구성된다.

제1 몸체(11)의 단부는 배기관(1)의 단부에 연결된다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 제1 몸체(11)의 단부에는 연결 파이프(16)가 설치되고, 연결 파이프(16)의 단부에는 플랜지(16a)가 형성되며, 연결 파이프(16)의 플랜지(16a)는 배기관(1)의 단부측 플랜지(1a)에 예컨대 나사 등의 체결부재를 통해 결합될 수 있다.

연결 파이프(16)는 제1 몸체(11)의 내부에 설치되는 하나 이상의 장착 브래킷(16a)에 의해 제1 몸체(11)와 연결되며, 연결 파이프(16)가 제1 몸체(11)의 하단 개구 내에 삽입된 상태로 유지된다. 이때 연결 파이프(16)의 외주면과 제1 몸체(11)의 내주면은 서로 이격된 상태를 유지한다. 제1 몸체(11)의 하단에는 대략 원통형의 연장부재(17)가 설치될 수 있다. 이와 같이 제1 몸체(11)와 연결 파이프(16) 사이가 간극을 가지고 서로 이격되어 있으므로, 소음저감장치(10)의 내부로 유입되는 빗물 등은 배플(13)을 타고 흘러내린 후 낙하하여 제1 몸체(11)와 연결 파이프(16) 사이의 간극을 통해 연결 파이프(16)의 외부로 배출될 수 있다.

제2 몸체(12)는 그 단부에 외부와 소통하는 개구가 형성되고, 제2 몸체(12)의 개구에는 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 망체(12a)가 설치된다. 그리고, 제2 몸체(12)의 개구측에는 망체(12a)를 유지시키는 하나 이상의 크로스바(12b)가 설치될 수도 있다.

배플(13)은 위쪽이 배기가스의 배출방향(도 1의 화살표 B참조)으로 그 폭이 좁아지는 콘 형상으로 형성되고 아래쪽이 배기가스의 배출방향의 배출방향으로 그 폭이 넓어지는 콘 형상으로 형성된다. 그에 따라 배플(13)은, 제1 및 제2 몸체(11, 12)와 마찬가지로 더블 콘(double cone) 형상으로 구성된다.

배플(13)은 하나 이상의 장착 브라켓(13a)을 통해 몸체(11, 12) 내에 설치된다. 특히, 배플(13)은 하나 이상의 장착 브라켓(13a)을 통해 제2 몸체(12)의 내벽면에 대해 일정간격으로 이격되어 설치된다. 그리고, 배플(13)은 몸체(11, 12)와 동일 축선 상에 위치하도록 배치된다.

배기가스가 직접 충돌하는 배플(13)의 하면에는 대략 1.5t 정도의 두께를 가지는 타공 시트(perforate sheet)(14)가 부착된다. 타공 시트(14)에는 복수의 타공이 형성되며, 이러한 타공을 통해 배기가스가 타공 시트(14)의 표면을 따라 흐를 때 그 소음이 대폭 감소될 수 있다.

또한, 배플(13) 내에는 흡음재(15)가 설치되고, 흡음재(15)는 미네랄 울(mineral wool), 글래스 클로스(glass cloth) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 흡음재(15)를 통해 배기가스의 소음이 타공 시트(14)의 타공을 통해 흡음재(15)로 흡수되어 그 소음이 효과적으로 저감될 수 있다.

이와 같은 본 고안은 폭이 넓어지는 단면의 제1 몸체(11), 폭이 좁아지는 단면의 제2 몸체(12)가 상호 대칭적으로 결합된 더블 콘 형상으로 구성되고, 또한 배플(13) 역시 제1 및 제2 몸체(11, 12)에 대응하는 더블 콘 형상으로 구성됨에 따라, 배기가스가 배플(13)의 하면, 즉 타공 시트(14)의 표면을 따라 흐르면서 확산흐름을 형성하고, 계속해서 배기가스는 배플(13)의 상면을 따라 흐르면서 수렴흐름을 형성한다. 이에, 배기가스의 기류 소음이 효과적으로 저감됨과 더불어 배기가스의 연기(smoke) 및 그을음(soot) 등의 발생을 저감할 수 있다.

특히, 본 고안은 배플(13) 내에 흡음재(15)를 설치함으로써 타공 시트(14)의 타공을 통해 배기가스의 소음이 흡음재(15)로 효과적으로 흡수됨에 따라 그 소음저감효과가 매우 향상될 수 있는 장점이 있다.

아래의 [표 1]은 본 고안에 의한 소음저감효과를 나타낸 결과표로서, 여러 옥타브 밴드에서의 노이즈 소스에서 그 소음이 저감된 결과를 나타낸다.

	OCTAVE BAND CENTER FREQ.(Hz)								OA
	63	125	250	500	1K	2K	4K	8K
Noise source	97.7	98.2	88.1	94.6	94.1	98.2	97.3	92.8	105.1
Noise Reduction	-1.5	-4.1	-8.0	-9.0	-8.5	-8.5	-9.3	-8.5	5.4
Lp1 dB(A)	96.2	94.0	80.0	85.5	85.5	89.7	88.0	84.2	99.7

상술한 [표 1]과 같이, 본 고안에 의하면 105.1dB의 노이즈 소스에서 5.4dB로 저감되어 99.7dB의 결과가 도출됨을 알 수 있었다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10: 소음저감장치 11: 제1 몸체
12: 제2 몸체 13: 배플
14: 타공 시트 15: 흡음재

Claims (8)

1. 선박용 배기관의 단부에 설치되는 선박용 소음저감장치로서,
   배기관의 단부에 설치되는 몸체; 및
   상기 몸체 내에 설치되는 배플; 을 포함하고,
   상기 몸체는, 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 넓어지는 단면구조로 형성되는 제1 몸체와, 배기가스의 배출방향으로 그 폭이 좁아지는 단면구조로 형성되는 제2 몸체가 연달아 결합되어, 상기 몸체는 단면에서 볼 때 배기가스의 배출방향으로 폭이 넓어진 후 좁아지는 더블 콘 형상을 가지며,
   상기 배플은 단면에서 볼 때 배기가스의 배출방향으로 폭이 넓어진 후 좁아지는 더블 콘 형상을 가지며, 상기 배플의 하면에는 복수의 타공을 가진 타공 시트가 부착되고, 상기 배플 내에는 흡음재가 설치되며,
   그에 따라 상기 몸체와 상기 배플이 모두 더블 콘 형상을 가져, 배기가스가 상기 배플의 하면을 따라 흐르면서 확산 흐름을 형성하고 계속해서 상기 배플의 상면을 따라 흐르면서 수렴 흐름을 형성하며,
   상기 제1 몸체의 단부는 상기 배기관의 단부에 연결되고, 상기 제2 몸체의 단부에는 외부와 소통하는 개구가 형성되며, 상기 제2 몸체의 개구에는 망체가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 몸체의 단부에는 연결 파이프가 설치되고, 상기 연결 파이프의 단부에는 플랜지가 형성되며, 상기 연결 파이프의 플랜지에는 배기관의 단부가 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   연결 파이프는 상기 제1 몸체의 내부에 설치되는 하나 이상의 장착 브래킷에 의해 상기 제1 몸체의 하단 개구 내에 삽입된 상태로 결합되어, 상기 연결 파이프의 외주면과 상기 제1 몸체의 내주면은 서로 이격된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 몸체의 하단에는 원통형의 연장부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.
7. 삭제
8. 청구항 1항에 있어서,
   상기 배플은 복수의 장착 브라켓을 통해 상기 제2 몸체의 내벽면에 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 소음저감장치.

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