KR101649814B1 - 배기관 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

적외선 방출이 최소화되도록 배기 가스를 냉각시키는 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 배기관 냉각 시스템은 배기 라인에 설치되며, 냉각수를 분사하는 분사 모듈, 상기 배기 라인 내에 설치되며, 상기 분사된 냉각수를 수집하는 수집 모듈 및 상기 분사 모듈과 상기 수집 모듈 사이에 위치하며, 상기 분사 모듈로부터 분사된 냉각수를 상기 수집 모듈에 수집되도록 가이드하는 적어도 하나의 가이드 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 배기 라인을 통하여 흐르는 배기 가스가 상기 분사된 냉각수에 의해 냉각된다.

Description

배기관 냉각 시스템{SYSTEM OF COOLING EXHAUST GAS}
본 발명은 배기관 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
엔진으로부터 출력되어 선박의 외부로 배출되는 고온의 배기 가스로부터 적외선이 방출된다. 그러나, 이러한 적외선은 적외선 탐지기 등에 의해 탐지되어 선박이 테러 집단 등의 공격 타겟이 될 가능성이 있다.
따라서, 상기 선박의 적외선 발생을 최소화시킬 필요가 있다.
한국공개특허공보 제2014-0077231호 (공개일 : 2014년 6월 24일)
본 발명은 적외선 방출이 최소화되도록 배기 가스를 냉각시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 시스템은 배기 라인에 설치되며, 냉각수를 분사하는 분사 모듈; 상기 배기 라인 내에 설치되며, 상기 분사된 냉각수를 수집하는 수집 모듈; 및 상기 분사 모듈과 상기 수집 모듈 사이에 위치하며, 상기 분사 모듈로부터 분사된 냉각수를 상기 수집 모듈에 수집되도록 가이드하는 적어도 하나의 가이드 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 배기 라인을 통하여 흐르는 배기 가스가 상기 분사된 냉각수에 의해 냉각된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 방법은 엔진으로부터 출력된 배기 가스를 냉각시키기 위하여 냉각수를 분사하는 단계; 상기 분사된 냉각수를 수집 모듈로 수집하는 단계; 및 상기 수집된 냉각수를 바다로 배수하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 배기관 냉각 시스템 및 방법은 엔진으로부터 배출되어 선박의 외부로 배출되는 배기 가스를 배기 라인 내에서 냉각수를 이용하여 냉각시키므로, 상기 배기 가스로 인한 적외선의 방출이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 냉각수에 의해 상기 배기 가스로 인한 매연, 그을음 등이 씻겨 바다로 배출되므로, 선박을 시각적 탐지를 근원적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기관 냉각 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기관 냉각 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 모듈들의 결합을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
본 발명은 배기관 냉각 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 배기 가스가 엔진으로부터 출력되어 배기 라인을 통하여 선박의 외부로 배출될 때 상기 배기 라인 내에서 배기 가스를 냉각시켜 선박으로부터 발생되는 적외선 신호를 최소화시키는 시스템 및 방법을 제안한다.
일반적으로, 엔진으로부터 출력되어 선박의 외부로 배출되는 고온의 배기 가스로부터 적외선 신호가 방출되며, 이러한 방출된 적외선 신호는 적외선 탐지기에 의해 탐지될 수 있다. 또한, 선박의 외부로 배출되는 배기 가스 자체가 시각적으로 탐지될 가능성도 높다.
즉, 상기 배기 가스로 인하여 선박이 추적당할 가능성이 있으며, 이로 인하여 타 선박 등으로부터 공격 타겟이 될 가능성이 있다.
따라서, 이러한 선박의 추적이 불가능하도록 고온의 배기 가스를 냉각시킬 필요가 있다. 본 발명의 배기관 냉각 시스템은 배기 라인 내로 흐르는 배기 가스를 수냉시키는 방법을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 배기관 냉각 시스템 및 방법의 다양한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 배기관 냉각 시스템은 엔진(100)으로부터 출력된 배기 가스를 선박의 외부로 배출시키기 위한 배기 라인들(102, 106 및 104)을 포함할 수 있다.
배기 라인(106)은 배기 라인들(102 및 104)을 연결시키며, 기존에 없던 새롭게 추가된 라인일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배기 라인(106) 내에는 배기 가스를 냉각시키기 위해 사용된 해수를 수집하는 수집 모듈이 배열될 수 있다. 일반적으로, 해수의 온도가 낮기 때문에 별도의 냉각 장치 없이 해수만으로 배기 가스를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 배기관 냉각 시스템은 바다로부터 해수를 인입한 후 예를 들어 스프링 쿨러를 이용하여 해수를 배기 가스로 분사시킬 수 있다. 결과적으로, 배기 가스가 냉각되게 된다. 이 때, 스프링 쿨러로부터 분사된 해수는 상기 수집 모듈에 의해 수집되어 바다로 배출될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.
정리하면, 본 실시예의 배기관 냉각 시스템은 배기 라인들(102, 106 및 104) 내에서 배기 가스를 냉각시킨 후 냉각된 배기 가스를 배출시킨다. 따라서, 선박으로부터 발생되는 적외선 신호가 최소화될 수 있다.
위에서는, 해수가 배기 가스를 냉각시키는 것으로 언급하였으나, 배기 가스를 냉각시키는 냉각 물질에는 제한이 없다. 이하, 배기 가스를 냉각시키는 물질을 냉각재라 하겠고, 특히 물인 경우 냉각수라 하겠다.
또한, 위에서는 다수의 배기 라인들(102, 106 및 104)을 사용하였으나, 하나의 배기 라인 내에서 배기 가스가 냉각될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기관 냉각 방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 엔진으로부터 배기 가스가 배출되기 시작한다(S200).
이어서, 상기 배출되는 배기 가스로 인하여 배기 라인 내의 온도가 기설정 온도 이상으로 상승하는 지의 여부가 판단된다(S202).
배기 라인 내의 온도가 기설정 온도보다 작으면, 배기 가스는 냉각됨이 없이 배기 라인을 통하여 선박의 외부로 배출된다(S204).
반면에, 배기 라인 내의 온도가 기설정 온도 이상이면, 배기 가스는 냉각재, 예를 들어 해수에 의해 냉각된 후 선박의 외부로 배출된다(S206). 이 때, 상기 냉각에 사용된 해수는 수집 모듈에 의해 수집된 후 바다로 배출될 수 있다.
정리하면, 본 실시예의 배기관 냉각 방법은 배기 라인 내의 온도를 모니터링하고, 모니터링 결과 배기 라인 내의 온도가 기설정 온도 이상이 되면 배기 가스를 냉각시키기 시작한다.
예를 들어, 상기 배기관 냉각 방법은 배기 라인 내의 온도가 기설정 온도 이상이면 스프링 쿨러를 작동시켜 해수를 배기 가스에 분사시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기관 냉각 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 엔진으로부터 배기 가스가 배출되기 시작한다(S300).
이어서, 배기 가스의 배출 시간이 기설정 시간 이상인지의 여부가 판단된다(S302).
배기 가스의 배출 시간이 기설정 시간보다 작으면 배기 가스는 냉각됨이 없이 계속적으로 선박의 외부로 배출된다(S300).
반면에, 배기 가스의 배출 시간이 기설정 시간 이상이면, 배기 가스가 냉각재에 의해 냉각된 후 선박의 외부로 배출될 수 있다(S304).
정리하면, 본 실시예의 배기관 냉각 방법은 배기 가스 배출 시간을 기준으로 하여 배기 가스의 냉각 동작을 결정할 수 있다.
한편, 배기 가스가 일정 시간 냉각된 후에는 배기 가스의 냉각을 중지시키고, 냉각시킴 없이 배기 가스를 선박의 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 상기 배기관 냉각 방법은 특정 주기 또는 비주기로 하여 배기 가스를 냉각시키거나 냉각시키지 않을 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 정리하면, 본 실시예의 배기관 냉각 방법은 온도 또는 배출 시간을 기준으로 하여 배기 가스의 냉각을 제어할 수 있다.
물론, 배기관 냉각 방법은 이러한 제한없이 배기 가스가 배출될 때는 언제든지 배기 가스를 냉각시키는 동작을 계속적으로 수행할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기관 냉각 시스템의 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 모듈들의 결합을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 배기관 냉각 시스템은 배기 라인들(102, 106 및 104) 내부에 설치될 수 있으며, 배기 라인(104)은 연돌(400)에 설치될 수 있다. 다만, 배기 라인(104)의 설치가 연돌(400)로 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
분사 모듈(410), 예를 들어 적어도 하나의 스프링 쿨러가 배기 라인(104)의 종단에 설치될 수 있다. 스프링 쿨러(410)는 해수 유입 라인(412)과 연결될 수 있고, 도시하지는 않았지만 밸브에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 밸브를 사용자의 제어에 따라 자동 또는 수동으로 개방시킴에 의해 해수 유입 라인(412)을 통하여 유입된 해수가 스프링 쿨러(410)를 통하여 배기 라인(104)의 내부로 분사될 수 있다. 한편, 스프링 쿨러(410)는 고압으로 동작하여 미스트 형태로 해수를 분사시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스프링 쿨러(410)는 계속적으로 동작하지 않고 외부 제어에 따라 온도 또는 배기 가스 배출 시간을 기준으로 하여 해수를 분사시킬 수 있다.
배기 라인(106)의 상단 또는 배기 라인(104)의 하단에는 제 1 가이드 모듈(422), 예를 들어 스포일러(Spoiler)가 설치될 수 있다. 제 1 가이드 모듈(422)은 해수 및 배기 가스를 통과시킬 수 있는 구조를 가진다.
일 실시예에 따르면, 제 1 가이드 모듈(422)의 폭은 도 4에 도시된 바와 같이 수집 모듈(426)의 폭보다 작을 수 있다. 결과적으로, 제 1 가이드 모듈(422)을 통과한 해수가 수집 모듈(426)로 모두 수집될 수 있다. 즉, 제 1 가이드 모듈(422)은 해수를 냉각시키는 역할뿐만 아니라 해수가 수집 모듈(426)로 수집되도록 가이드하는 역할도 수행할 수 있다.
제 2 가이드 모듈(424)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 가이드 모듈(422)과 결합될 수 있으며, 일부는 배기 라인(104) 내에 존재하고 일부는 배기 라인(106) 내에 존재할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 가이드 모듈(424)은 철망으로 이루어진 콘 형상을 가질 수 있다. 철망으로 이루어져 표면적이 넓어지므로, 제 2 가이드 모듈(424)을 배기 가스가 통과하면 냉각 효율이 더 높아질 수 있다.
이 때, 제 2 가이드 모듈(424) 중 배기 라인(106) 내에 존재하는 부분의 폭은 수집 모듈(426)의 폭보다 작을 수 있다. 결과적으로, 제 2 가이드 모듈(424)을 통과한 해수가 수집 모듈(426)로 모두 수집될 수 있다.
즉, 가이드 모듈들(422 및 424)은 해수로 배기 가스를 냉각시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라 해수를 수집 모듈(426)로 가이드하는 역할도 수행할 수 있다.
또한, 가이드 모듈들(422 및 424)은 불순물을 필터링하는 역할도 수행할 수 있다.
한편, 가이드 모듈들(422 및 424) 둘 다 사용되지 않고, 하나의 가이드 모듈만이 사용될 수도 있다.
수집 모듈(426)은 배기 라인(106) 내에 설치되며, 가이드 모듈들(422 및 424)로부터 배출된 해수를 수집하여 배수관(428)을 통하여 바다로 배수시키는 역할을 수행한다.
이러한 수집 모듈(426)의 설치를 위하여 배기 라인(106)은 배기 라인(102 또는 104)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다.
한편, 수집 모듈(426)에 의해 수집된 해수는 스프링 쿨러(410)에 의해 재사용되게 할 수도 있지만, 스프링 쿨러(410)로 분사될 해수가 충분하므로 바다로 배수되는 것이 효율적이다.
배기 라인(102)은 플렌지(430)를 통하여 엔진에 직접 결합될 수도 있고 다른 배기 라인에 결합될 수도 있다. 또한, 배기 라인(102)의 결합 방식에는 특별한 제한이 없으며, 다양하게 변형될 수 있다.
이러한 구조의 배기관 냉각 시스템에서 배기 가스를 냉각시키는 과정을 살펴보겠다.
스프링 쿨러(410)로 해수를 분사시키면, 배기 라인(104)의 내벽, 가이드 모듈들(422 및 424) 및 수집 모듈(426)이 냉각되게 된다. 결과적으로, 배기 가스는 수집 모듈(426)의 외벽, 가이드 모듈들(422 및 424)로부터 수집 모듈(426)로 자연 낙하하는 해수, 배기 라인(104)의 내벽 및 스프링 쿨러(410)로부터 배출되는 해수에 의해 순차적으로 냉각된다. 즉, 다수의 냉각 단계들을 통하여 배기 가스를 냉각시키므로, 배기 가스의 냉각 효율이 우수하다.
또한, 해수는 배기 가스 배출시 생성되는 매연, 그을음 등을 씻어서 바다로 배출시킬 수 있으므로, 선박의 시각적 탐지를 근원적으로 방지시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 ; 엔진 102, 104, 106 : 배기 라인
400 : 연돌 410 : 분사 모듈
412 : 해수 유입 라인 422 : 제 1 가이드 모듈
424 : 제 2 가이드 모듈 426 : 수집 모듈
428 : 배수관 430 : 플렌지

Claims (9)

  1. 배기 라인에 설치되며, 냉각수를 분사하는 분사 모듈;
    상기 배기 라인 내에 설치되며, 상기 분사된 냉각수를 수집하는 수집 모듈; 및
    상기 분사 모듈과 상기 수집 모듈 사이에 위치하며, 상기 분사 모듈로부터 분사된 냉각수를 상기 수집 모듈에 수집되도록 가이드하는 적어도 하나의 가이드 모듈을 포함하며,
    상기 가이드 모듈은,
    상기 분사 모듈로부터 분사된 냉각수를 자연 낙하시키는 제 1 가이드 모듈; 및
    상기 제 1 가이드 모듈과 결합하며, 철망 형태를 가지는 콘 타입 제 2 가이드 모듈을 포함하되,
    상기 제 1 가이드 모듈의 폭은 상기 수집 모듈의 폭보다 작아서 상기 제 1 가이드 모듈을 통과하여 자연 낙하하는 냉각수가 상기 수집 모듈로 수집되며, 상기 제 2 가이드 모듈 중 상기 수집 모듈과 마주보는 부분의 폭이 상기 수집 모듈의 폭보다 작아서 상기 제 2 가이드 모듈을 통과한 냉각수가 상기 수집 모듈로 수집되고, 상기 배기 라인을 통하여 흐르는 배기 가스가 상기 분사된 냉각수에 의해 냉각되며, 상기 냉각수는 해수이고, 상기 분사 모듈은 바다로부터 유입된 해수를 상기 배기 라인 내부로 미스트 형태로 분사하는 것을 특징으로 하는 배기관 냉각 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 수집 모듈로 수집된 냉각수는 배수관을 통하여 바다로 배수되는 것을 특징으로 하는 배기관 냉각 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분사 모듈은 스프링 쿨러이며, 밸브에 의해 상기 냉각수의 분사가 제어되는 것을 특징으로 하는 배기관 냉각 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 배기 가스의 배출이 시작된 후 기설정 시간이 경과하거나 상기 배기 라인의 온도가 기설정 온도 이상이 되면 상기 분사 모듈이 상기 냉각수를 분사시키는 것을 특징으로 하는 배기관 냉각 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 배기 라인은 연돌에 설치되는 것을 특징으로 하는 배기관 냉각 시스템.





  8. 삭제
  9. 삭제
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