KR101301608B1 - 선박 엔진의 배기관용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 엔진의 배기관용 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 엔진의 배기가스의 배기관에 설치되어 내부의 흡음재를 교체 충진할 수 있는 선박 엔진의 배기관용 소음기에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 후단에 부착되어 선박 엔진의 소음을 제거하는 선박 엔진의 배기관용 소음기는 원통형의 외통(10); 상기 외통의 하단부에 고정판(12)에 의해 용접으로 고정되되, 상기 원통형의 외통에 일정간격 이격되어 설치되는 원통형의 타공판(20); 사각 단면의 링 형상을 지니며, 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸이며, 상기 외통과 상기 타공판 사이에 삽입되어 충진되는 다수개의 적층용 흡음 단위체(30); 상기 흡음 단위체가 충진삽입된 후, 상기 흡음 단위체의 이탈을 방지하도록 상기 외통의 상단부에 볼팅 체결되는 링 형상의 덮개판(40); 상기 외통의 상단부에 볼팅에 의해 체결되되, 소음기가 인접한 파이프와 연통되는 뚜껑(50);을 포함하되, 상기 외통의 하단부는 고정판에 의해 외통과 타공판이 용접결합에 의해 고정되나, 상기 외통의 상단부는 덮개판과 뚜껑에 볼팅에 의해 체결되어 체결 및 분리가능하다.

Description

선박 엔진의 배기관용 소음기{Exhaust silencer}

본 발명은 선박 엔진의 배기관용 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 엔진의 배기가스의 배기관에 설치되어 내부의 흡음재를 교체 충진할 수 있는 선박 엔진의 배기관용 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 중대형 선박용 엔진 등의 내연기관에서 배출되는 고온 고압의 배기가스가 그대로 배출되면 배기가스의 급격한 팽창에 의하여 폭발음이 발생되고, 이를 방지하기 위하여 소음기 내부의 단면을 변화하여 엔진의 소음을 감쇄시키거나 소음기 내부에 흡음재를 구비하여 음향 에너지를 흡수 감쇄하게 되는 것이다.

종래의 선박 엔진의 배기관용 소음기는 선박 건조시에 원통형의 외통 내부에 흡음재가 충진된 상태로 양단이 용접결합되어 선박의 배기관에 고정설치됨으로, 한번 설치후에는 내부의 흡음재를 교체 내지 재충진하는 것이 불가능하였다.

그러나, 근래에 수년간 항해한 선박을 대상으로 소음기 내부를 살펴본 결과, 선박 엔진의 배기가스의 고온과 고압으로 인하여 흡음재가 소실되어 없어져 실질적으로 소음기의 역할을 할 수 없다는 사실을 확인하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 선박 엔진의 배기가스용 소음기 내의 흡음재의 소실 여부를 육안으로 확인할 수 있으며, 내부에 흡음재를 재충진할 수 있는 분리 가능한 구조를 갖는 선박 엔진의 배기가스용 소음기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고압의 배기가스에 의해 발생되는 차압을 줄임과 동시에, 안정적으로 구성요소를 지지할 수 있는 선박 엔진의 배기가스 소음기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 후단에 부착되어 선박 엔진의 소음을 제거하는 선박 엔진의 배기관용 소음기는 원통형의 외통(10); 상기 외통의 하단부에 고정판(12)에 의해 용접으로 고정되되, 상기 원통형의 외통에 일정간격 이격되어 설치되는 원통형의 타공판(20); 사각 단면의 링 형상을 지니며, 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸이며, 상기 외통과 상기 타공판 사이에 삽입되어 충진되는 다수개의 적층용 흡음 단위체(30); 상기 흡음 단위체가 충진삽입된 후, 상기 흡음 단위체의 이탈을 방지하도록 상기 외통의 상단부에 볼팅 체결되는 링 형상의 덮개판(40); 상기 외통의 상단부에 볼팅에 의해 체결되되, 소음기가 인접한 파이프와 연통되는 뚜껑(50);을 포함하되, 상기 외통의 하단부는 고정판에 의해 외통과 타공판이 용접결합에 의해 고정되나, 상기 외통의 상단부는 덮개판과 뚜껑에 볼팅에 의해 체결되어 체결 및 분리가능하다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 원통형 타공판의 중앙에는 중앙 사각 타공판(70)이 형성되며, 상기 중앙 사각 타공판에는 다수개의 사각 흡음 단위체(72)가 충진되어 적층되되, 상기 사각 흡음 단위체(72)는 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸인 구조를 갖는다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 중앙 사각 타공판의 상단부에는 차압 발생을 방지하도록 삼각형단면을 갖는 삼각 덮개판(74)이 볼팅에 의해 체결된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 타공판의 상단부에는 상부링(22)이 고정설치되고, 상기 뚜껑의 내측에는 하부링(52)이 고정설치되되, 상기 상부링(22)과 상기 하부링(52)은 하부의 직경이 상부의 직경보다 큰 콘 형상이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 타공판의 상부링과 상기 뚜겅의 하부링을 지지하는 삽입링(60)이 형성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 외통 표면의 일측에는 상기 흡음 단위체를 점검할 수 있는 볼팅에 의해 점검구 덮개판을 체결 및 분리가능한 흡음재 점검구(80)가 형성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 흡음 단위체(30, 72)의 형상을 유지시킴과 동시에 쉽게 삽입되도록, 상기 흡음 단위체(30, 72)는 고정띠(30a, 72a)에 의해 감겨진다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 고내열성 섬유는 실리카 섬유가 사용된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 선박 엔진의 배기관용 소음기는 일측(하단부)이 용접 고정되나 타측(상단부)이 볼팅 체결에 의해서 뚜껑과, 덮개판을 분리할 수 있음으로, 흡음재 점검구를 통해 흡음재의 소실을 확인한 후에는 덮개판과 뚜껑을 외통에서 분리하여 새로이 다수개의 흡음재 단위체를 충진하여 소음기로서의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 선박 건조 후 수년이 경과한 후 흡음재가 소실되더라도 소음기 전체를 교체하지 않고 흡음재 단위체만을 교체 충진함으로써 소음기를 반영구적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 선박 엔진의 배기관용 소음기는 상부링, 하부링 및 삼각 덮개판을 통해, 배기가스의 흐름을 유도하여 고압의 배기가스에 의해 발생되는 차압을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 분리 사시도 및 부분 분리 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 적층용 흡음 단위체(30)를 삽입하는 과정을 설명하기 위한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 사각 흡음 단위체(72)를 삽입하는 과정을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 선박 엔진의 배기관용 소음기를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 분리 사시도 및 부분 분리 단면도이다. 도 2는 각 구성이 결합된 상태의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 선박 엔진의 배기관용 소음기는 선박 엔진의 후단에 부착되어 선박 엔진의 소음을 제거하는 데, 원통형의 외통(10), 내측의 원통형의 타공판(20), 다수개가 적층되는 적층용 흡음 단위체(30), 볼팅 체결되는 덮개판(40), 볼팅체결되는 뚜껑(50)을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 가장 큰 특징은 외통과 타공판 사이에 흡음 단위체(30)를 외부에서 다수개 적층한 후, 외통의 상단부를 덮개판과 뚜껑에 볼팅에 의해 체결하여, 선박의 건조 후 장시간의 운항으로 인하여 흡음 단위체(즉, 흡음재)가 소실된 경우에 뚜껑과 덮개판을 분리하여 다시 흡음 단위체를 외통과 타공판 사이에 충진시킬 수 있다.

기본적으로, 외통의 하단부는 고정판에 의해 외통과 타공판이 용접결합에 의해 고정되나, 외통의 상단부는 뚜껑과 덮개판에 각각 볼팅체결되어 체결 및 분리가능한 구조를 갖는다.

원통형의 외통(10)은 소음기의 몸체를 이루는 부분으로, 일측에는 내부 점검구(90)가 형성되고, 타측에는 내부의 적층용 흠음 단위체의 소실여부 등을 확인할 수 있는 흡음재 점검구(80)가 형성된다. 일반적으로 설치되는 내부 점검구는 스파크 어레스터 내부의 불연소 카본 등의 이물질을 검사하기 위한 부분이다. 본 발명에서는 특이하게 흡음재 점검구(80)를 설치하는 데, 흡음재 점검구 뚜껑판(82)이 볼팅에 의해 체결되며, 흡음재 점검구 뚜껑판(82)을 분리한 후 내부의 흡음재의 존재여부 및 소실여부를 확인할 수 있다.

원통형 타공판(20)은 원통형 외통과 내측으로 일정간격 이격되어, 하단부에서 고정판(12)에 의해 일측이 고정된다. 타공판(20)의 상단부에는 상부링(22)이 용접에 의해 고정설치되는 데, 그 형상은 도시된 바와 같이, 상측으로 갈수록 내경이 작아지는, 즉, 하부의 직경이 상부의 직경보다 큰 콘(corn) 형상의 링 모양이다. 이와 같은 형상을 가지는 이유는 배출되는 고압의 배기가스에 의해 발생되는 차압을 줄이기 위한 것이다.

상기 외통과 상기 타공판 사이에 삽입되어 충진되는 적층용 흡음 단위체(30)는 도시된 바와 같이 사각 단면의 링 형상을 지니며, 내부는 흡음재(ex. mineral wool)가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸인 구조를 갖는다. 고내열성 섬유는 특히 '유리섬유'가 사용될 수 있는 데, 고내열성, 고강도를 위해 유리섬유의 종류 중 '실리카 (유리)섬유' 가 보다 바람직하다. 실리카 섬유는 통상의 유리섬유와 같이 실리카를 주성분으로 하는 비결정성 소재로서 유리섬유의 일종류로 볼 수 있으며, 천연재료인 현무암을 용융시키고, 부싱을 통과하여 섬유상으로 변화하였다고 하여 '현무암 섬유'라고도 한다. 실리카 (유리) 섬유는 결합물질이 없어 가열시 가스가 배출되지 않고, 낮은 가비중에서 강도와 유연성을 가지며, 높은 열절연 , 전파방지, 흡음 등의 기능을 가고 있고, 기계적인 가공 및 처리가 쉬운 장점을 가지고 있으며, 고강성 , 내충격성, 소음/진동 흡수성, 내열성, 단열성, 내알칼리성 등 역학적 및 열적 성질이 뛰어나다는 특징이 있다. 따라서, 바람직하게는 이러한 특성을 가지는 실리카 섬유가 사용된다. 다수개의 흡음 단위체가 적층 삽입됨은 물론이며, 흡음 단위체의 크기 및 개수는 외통의 길이에 따라 달라짐은 물론이다.

바람직하게는 도시된 바와 같이 흡음 단위체(30)는 고정띠(30a)에 의해 감겨 져 있다. 고정띠는 고온의 배기가스로 인하여 철재로 제작될 수 있다. 이는 상기 흡음 단위체(30)의 형상을 유지시킴과 동시에 외통과 타공판 사이에 삽입시에 용이하게 삽입되도록 하기 위해서이다. 즉, 흡음 단위체(30)가 고정띠로 감겨져 있지 않는 경우에, 타공판의 구멍 형성과정에서 생긴 버(burr)에 의해 흡음 단위체가 걸려 용이하게 삽입되지 않을 위험이 있다. 따라서, 흡음 단위체를 고정띠(30a)를 감아, 흡음 단위체의 형상을 유지시킴과 동시에 외통과 타공판 사이에 삽입시에 용이하게 삽입되도록 하는 것이다. 흡음 단위체를 하우징에 삽입할 수도 있으나, 이러한 방법은 과도한 비용 증가를 초래함으로, 철재의 고정띠(30a)를 사용하는 것이 바람직하다.

외통의 상단부에 덮개판(40)이 볼팅 체결된다. 덮개판(40)은 흡음 단위체가 충진삽입된 후, 흡음 단위체의 이탈을 방지하도록 외통에 용접 결합되는 내측 플렌지(14)에 볼팅체결된다. 덮개판(40)은 도시된 바와 같이 링 형상을 지니되, 안쪽은 상부쪽으로 휘어진 휨부가 형성되는 데, 이는 타공판의 상부링을 지지하기 위해서이다.

뚜껑(50)은 상기 외통의 상단부의 외측 플렌지에 볼팅에 의해 체결되되, 소음기가 인접한 파이프와 연통되는 부분이다. 뚜껑의 내측에는 하부링(52)이 용접에 의해 고정설치되는 데, 그 형상은 도시된 바와 같이, 상측으로 갈수록 내경이 작아지는, 즉, 하부의 직경이 상부의 직경보다 큰 콘(corn) 형상의 링 모양이다. 이와 같은 형상을 가지는 이유는 타공판의 상부링과 동일한 이유로서, 배출되는 고압의 배기가스에 의해 발생되는 차압을 줄이기 위한 것이다.

뚜껑의 하부링의 끝단과 타공판의 상부링의 끝단은 일치되는 것이 바람직한데, 배기가스가 그 사이의 틈새로 빠져 오는 것을 방지하기 위해서이다.

바람직하게는 타공판의 상부링과 뚜껑의 하부링을 지지하는 삽입링(60)이 삽입되는 데, 삽입링은 도시된 바와 같이 원판 링의 형상으로 타공판의 상부링의 끝단과 뚜껑의 하부링의 끝단을 지지하는 역할과 함께, 뚜껑의 하부링과 타공판의 상부링 사이의 틈새를 막아주는 역할을 하게 된다.

이와 같이, 덮개판(40)과 뚜껑(50) 각각이 볼팅에 의해 외통(10)의 상단부 각각 체결됨으로, 이를 분리하기 용이하며, 이에 따라 선박의 건조 후 장시간의 운항으로 인하여 흡음 단위체(즉, 흡음재)가 소실된 경우에 뚜껑과 덮개판을 분리하여 다시 흡음 단위체를 충진하여 소음기로서의 역할을 계속적으로 유지시킬 수 있다.

한편, 원통형 타공판(20)의 중앙에는 중앙 사각 타공판(70)이 형성된다. 중앙 사각 타공판(70)은 단면이 사각형 형상을 가지며, 내부에는 다수개의 사각 흡음 단위체(72)가 충진되어 적층된다(도 4 참조). 사각 흡음 단위체(72)는 직육면체의 구조를 가지나, 그 구성은 적층용 흡음 단위체(30)과 같이 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸인 구조를 갖는다. 고내열성 섬유는 앞서 언급된 바와 같이, 유리 섬유, 보다 바람직하게는 '실리카 섬유'가 사용된다. 중앙 사각 타공판(70)에 다수개의 사각 흡음 단위체의 충진이 모두 이루어지면, 중앙 사각 타공판의 상단부에는 삼각 덮개판(74)에 의해 볼팅 체결된다. 삼각 덮개판(74)은 볼팅에 의해 중앙 사각 타공판에 체결됨으로, 필요에 따라 체결 및 분리가 가능하다. 삼각 덮개판은 도시된 바와 같이 삼각형 단면을 지니는 데, 이는 배기가스에 의한 차압 발생을 방지하도록 하기 위해서이다.

바람직하게는 도시된 바와 같이 사각 흡음 단위체(72) 또한 흡음 단위체(30) 과 동일하게 고정띠(72a)에 의해 감겨져 있는 데, 고온의 배기가스로 인하여 철재의 재질이 사용될 수 있다. 이는 사각 흡음 단위체의 형상을 유지시킴과 동시에 중앙 사각 타공판으로의 삽입을 용이하도록 하기 위해서이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 적층용 흡음 단위체(30)를 삽입하는 과정을 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박 엔진의 배기관용 소음기의 사각 흡음 단위체(72)를 삽입하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

도 3에서는 외통을 생략하여 도시하였으나, 흡음 단위체가 외통과 타공판 사이에 충진됨은 물론이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 적층용 흡음 단위체(30)가 순차적으로 다수개 삽입 충진되게 되며, 같은 방식으로 도 4와 같이, 사각 흡음 단위체(72) 역시 중앙 사각 타공판에 순차적으로 다수개 삽입 충진되게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 외통
12: 고정판
14: 내측 플렌지
20: 타공판
22: 상부링
30: 적층용 흡음 단위체
30a: 고정띠
40: 덮개판
50: 뚜껑
52: 하부링
60: 삽입링
70: 중앙 사각 타공판
72: 사각 흡음 단위체
74: 삼각 덮개판
80: 흡음재 점검구:
82: 흡음재 점검구 뚜껑판

Claims (8)

1. 선박 엔진의 후단에 부착되어 선박 엔진의 소음을 제거하는 선박 엔진의 배기관용 소음기에 있어서,
   원통형의 외통(10);
   상기 외통의 하단부에 고정판(12)에 의해 용접으로 고정되되, 상기 원통형의 외통에 일정간격 이격되어 설치되는 원통형의 타공판(20);
   사각 단면의 링 형상을 지니며, 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸이며 , 상기 외통과 상기 타공판 사이에 삽입되어 충진되는 다수개의 적층용 흡음 단위체(30);
   상기 흡음 단위체가 충진삽입된 후, 상기 흡음 단위체의 이탈을 방지하도록 상기 외통의 상단부에 볼팅 체결되는 링 형상의 덮개판(40);
   상기 외통의 상단부에 볼팅에 의해 체결되되, 소음기가 인접한 파이프와 연통되는 뚜껑(50);을 포함하되,
   상기 외통의 하단부는 고정판에 의해 외통과 타공판이 용접결합에 의해 고정되나, 상기 외통의 상단부는 덮개판과 뚜껑에 볼팅에 의해 체결되어 체결 및 분리가능한 것을 특징으로 하는 소음기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원통형 타공판의 중앙에는 중앙 사각 타공판(70)이 형성되며,
   상기 중앙 사각 타공판에는 다수개의 사각 흡음 단위체(72)가 충진되어 적층되되,
   상기 사각 흡음 단위체(72)는 내부는 흡음재가 충진되고, 외부는 고내열성 섬유로 감싸인 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 소음기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 중앙 사각 타공판의 상단부에는 차압 발생을 방지하도록 삼각형단면을 갖는 삼각 덮개판(74)이 볼팅에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 소음기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 타공판의 상단부에는 상부링(22)이 고정설치되고, 상기 뚜껑의 내측에는 하부링(52)이 고정설치되되,
   상기 상부링(22)과 상기 하부링(52)은 하부의 직경이 상부의 직경보다 큰 콘 형상인 것을 특징으로 하는 소음기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 타공판의 상부링과 상기 뚜겅의 하부링을 지지하는 삽입링(60)이 형성되는 것을 특징으로 하는 소음기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 외통 표면의 일측에는 상기 흡음 단위체를 점검할 수 있는 볼팅에 의해 점검구 덮개판을 체결 및 분리가능한 흡음재 점검구(80)가 형성되는 것을 특징으로 하는 소음기.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 흡음 단위체(30, 72)의 형상을 유지시킴과 동시에 쉽게 삽입되도록, 상기 흡음 단위체(30, 72)는 고정띠(30a, 72a)에 의해 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 소음기.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 고내열성 섬유는 실리카 섬유인 것을 특징으로 하는 소음기.

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