KR102181068B1 - 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스 - Google Patents

선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 가스 출력 디바이스에 관한 것이고, 배기 가스 출력 디바이스는 제 1 파이프 (10) 를 갖고, 뜨거운 배기 가스는 제 1 파이프 (10) 를 통해 지향될 수 있고, 제 1 파이프 (10) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 1 파이프의 반경 (10) 은 높이에 따라 변할 수 있고, 제 2 파이프 (20) 는 측 제 1 파이프 (10) 에 배열되고, 제 2 파이프 (20) 는 바닥에서 폐쇄되고, 제 2 파이프 (20) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 2 파이프 (20) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고, 제 1 파이프의 대칭 축선 (10) 및 제 2 파이프의 대칭 축선 (20) 은 일치하고, 제 1 파이프의 반경 (10) 은 제 2 파이프 (20) 의 반경보다 더 크고, 주변 공기는 제 2 파이프 (20) 을 통해 지향될 수 있고, 제 1 디퓨저 링 (30) 은 제 2 파이프 (20) 위에 그리고 제 1 파이프 내에 배열된다.

Description

선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스
본 발명은 운반 수단, 특히 선박의 열 시그니쳐 (heat signature) 를 감소시키기 위한 디바이스에 관한 것이다.
운반 수단들, 예를 들면 코르벳함들 또는 프리깃함들과 같은 선박에서, 동력은 예를 들면 디젤 또는 가스로부터 내연 엔진에 의해 일반적으로 얻어진다. 공지된 바와 같이, 뜨거운 가스들은 연소 중에 형성된다. 이들 가스들은 주변 공기로 배출된다. 그 결과로서, 따뜻한 구역들이 공기에서 형성되고, 공기가 나오는 주위 환경은 일반적으로 또한 가열된다. 그 결과로서, 운반 수단은 매우 용이하게 적외선 범위에 위치될 것이다.
따라서 배기 가스 유동이 주위 환경으로 배출되기 전에 배기 가스 유동을 냉각하고 이러한 방식으로 운반 수단의 시그니쳐를 감소시킬려는 시도가 종종 행해지고 있다. 특히 전투 상황에서, 이는 특히 중요할 수 있다.
EP 1 022 445 A1 은 실질적으로 연속적으로 두개의 가스 파이프들을 갖는 배기 파이프 시스템을 개시한다.
US 4,214,441 은 차가운 공기가 구멍들 및 링들을 통해 배기 가스 유동부로 통과되는 배기 가스 냉각 시스템을 개시한다.
WO 2006 / 088 437 A2 는 제 1 및 제 2 노즐을 갖는 배기 가스 디바이스를 개시한다.
US 2009 / 139 217 A1 은 모터 운반 수단을 위한 배기 가스 디바이스를 개시한다.
EP 1 770 249 A1 은 배기 가스 디퓨저를 개시한다.
US 2008 / 129 053 A1 은 배기 가스 혼합 디바이스를 개시한다.
US 5,826,428 A 는 버너를 개시한다.
이러한 형태들의 단점은 그것들이 종종 상대적으로 높은 유동 저항성을 나타내어, 배기 가스 유동을 방해하고 엔진에서 대항력을 발생시키거나 또는 가스 유동에서 능동적 이송 시스템을 요구한다는 점이다.
본 발명의 목적은 유동 저항성의 최적화, 배기 가스 유동의 냉각, 디바이스의 경제성 및 견고성 및 따라서 열 시그니쳐의 효율적인 감소가 가능하게 되는 선박을 위한 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1 에 나타낸 특징들을 갖는 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스에 의해 달성된다. 유리한 개선예들은 종속항들, 다음의 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.
선박을 위한 본 발명에 따른 배기 가스 출력 디바이스는 제 1 파이프를 갖고, 뜨거운 배기 가스는 제 1 파이프를 통해 지향될 수 있다. 제 1 파이프는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 1 파이프의 반경은 높이에 따라 변할 수 있다. 제 2 파이프는 제 1 파이프 내측에 배열된다. 제 2 파이프는 바닥에서 폐쇄된다. 제 2 파이프는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 2 파이프의 반경은 높이에 따라 변할 수 있다. 제 1 파이프의 반경은 제 2 파이프의 반경보다 크다. 주변 공기는 제 2 파이프를 통해 지향될 수 있다. 제 1 디퓨저 링은 제 2 파이프 위에 그리고 제 1 파이프 내에 배열된다. 배기 가스가 제 1 파이프로부터 나오는 것을 가능하게 하도록, 제 1 파이프의 반경은 따라서 제 2 파이프의 반경보다 주어진 높이에서 더 크다. 따라서 배기 가스가 유동할 수 있는 제 1 공기 갭이 존재하고, 제 1 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경과 제 2 파이프의 반경 사이의 차이와 동등하다. 반경들은 높이에 종속되기 때문에, 제 1 공기 갭이 폭은 또한 높이-종속적일 수 있다. 제 1 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경의 바람직하게 적어도 3%, 추가로 바람직하게 적어도 8%, 특히 바람직하게 적어도 15% 이다. 제 1 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경의 바람직하게 80 %, 추가로 바람직하게 적어도 60 %, 특히 바람직하게 적어도 35 % 보다 크지 않다. 제 1 디퓨저 링은 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖는다. 제 1 디퓨저 링의 반경은 제 1 디퓨저 링 (30) 에 인접한 측에서 제 2 파이프 (20) 의 반경보다 제 2 파이프에 인접한 측에서 더 크다. 이는 갭을 발생시키고, 그 결과로써 뜨거운 배기 가스는 제 1 디퓨저 링의 외측 주위를 유동할 뿐만 아니라 디퓨저 링의 내측에 도달한다. 따라서, 뜨거운 배기 가스는 양쪽 측들에서 디퓨저 링들에 대해 유동하고, 내측에서 배기 가스는 제 2 파이프를 통해 공급되는 차가운 주변 공기와 이미 혼합된다.
제 2 파이프를 통해 지향될 수 있는 주변 공기는 제 1 파이프에서 배기 가스 유동을 냉각시키는 데 사용된다. 높은 유동 저항성에 도달하지 않고 두개의 공기 유동들의 혼합을 달성하도록 디퓨저 링은 제 2 파이프 위에 배열된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 파이프의 대칭 축선 및 제 2 파이프의 대칭 축선은 일치한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 2 파이프는 하부 단부의 포인트로 테이퍼진다. 제 2 파이프의 하부 단부는 예를 들면 원뿔형 구성을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 2 파이프는 하부 단부에서 라운딩된다. 제 2 파이프의 하부 단부는 예를 들면 반구형 구성을 갖는다. 이러한 형상은 예를 들면 또한 드롭들의 경우에 형성되고, 특히 유동에 대해 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 디퓨저 링의 반경은 높이에 따라 변할 수 있다. 제 1 디퓨저 링의 대칭 축선 및 제 2 파이프의 대칭 축선은 일치한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 디퓨저 링의 형상은 그 내부 표면이 적어도 몇몇 위치 또는 위치들에서 제 2 파이프의 상부 원주 표면에 평행한 방식으로 선택된다. 특정한 선호예로서, 단지 디퓨저 링의 하부 원주 표면만이 제 2 파이프의 상부 원주 표면에 평행하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 디퓨저 링의 반경은 바닥으로부터 위로 증가한다. 반경에서의 증가는 외향을 향해 만곡되고 횡단면에서 공기 포일 표면과 유사한 디퓨저 링 형상을 발생시킨다. 그 결과로서, 디퓨저 링으로 인한 혼합 효과의 강화가 존재한다. 압력 차이는 디퓨저 링의 내부와 외부 영역 사이에 발생한다. 만곡된 형상으로 인해, 내측에서 공기는 보다 빠르게 유동하고, 따라서 감소된 압력은 항공기 날개에서와 같이 발생된다. 이러한 압력 차이로 인해, 제 2 파이프로 능동적 공기 공급에 대한 요구 없이 디퓨저 링의 내부로 제 2 파이프로부터 주변 공기의 효율적인 도입이 존재한다. 디퓨저 링의 표면은 바람직하게 외향으로 만곡된다. 특정한 선호예로서, 내부 표면 및 외부 표면의 곡률은 이차 함수들에 따라 서로 접근할 수 있고, 여기서 함수들은 서로 상이하다. 강화를 위해, 제 1 파이프는 부가적으로 내향으로 만곡되어, 제 1 파이프과 디퓨저 링 사이의 외부 영역에서 추가의 압력 증가를 발생시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 이는 뜨거운 배기 가스가 제 1 파이프과 디퓨저 링 사이에서 가속되는 효과를 갖는다. 그 결과로서, 외부 환형의 가스 유동은 가속이 특히 두드러지는 벽 측에서 디퓨저 링 뒤에서 형성된다. 가스 유동이 제 1 파이프로부터 나올 때에, 이는 물 제트 펌프의 것과 유사하고 제 1 파이프를 둘러싸는 주변 공기의 혼입을 통해 효율적인 혼합을 이끄는 효과를 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 디퓨저 링은 하부 단부에서 라운딩되고 상부 단부에서 뽀족한 형상을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 파이프의 반경은 디퓨저 링의 반경보다 주어진 높이에서 더 크다. 따라서 배기 가스가 유동할 수 있는 제 2 공기 갭이 존재하고, 제 2 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경과 디퓨저 링의 반경 사이의 차이와 동등하다. 반경들은 높이에 종속되기 때문에, 제 2 공기 갭의 폭은 높이-종속적일 수 있다. 제 2 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경의 바람직하게 적어도 2%, 추가로 바람직하게 적어도 5%, 특히 바람직하게 적어도 10% 이다. 제 2 공기 갭의 폭은 제 1 파이프의 반경의 바람직하게 80%, 추가로 바람직하게 적어도 60%, 특히 바람직하게 적어도 35% 보다 크지 않다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 3 파이프는 제 1 파이프 위에 배열된다. 제 3 파이프는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 3 파이프의 반경은 높이에 따라 변할 수 있다. 제 3 파이프의 반경은 제 1 파이프의 반경보다 크다. 제 1 파이프의 대칭 축선 및 제 3 파이프의 대칭 축선은 일치한다. 제 3 파이프를 사용하는 것은 뜨거운 배기 가스 사이에서 추가의 혼합을 발생시키고, 이로써 외부 환경으로부터 나오는 차가운 공기와 추가로 혼합되고 냉각된다. 따라서 제 2 파이프를 통해 통과되는 차가운 공기에 의해 그리고 제 3 파이프에서 외측으로부터 공급되는 차가운 공기에 의해 코어에서는 제 1 냉각 프로세스가 존재한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 4 파이프는 제 3 파이프 위에 배열된다. 제 4 파이프는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고, 제 4 파이프의 반경은 높이에 따라 변할 수 있다. 제 4 파이프의 가장 작은 반경은 제 3 파이프의 가장 큰 반경보다 크고, 제 3 파이프의 대칭 축선 및 제 4 파이프의 대칭 축선은 일치한다. 제 3 파이프는 제 4 파이프 내에 부분적으로 배열될 수 있다. 대안예로서 또는 부가적으로, 제 3 파이프는 또한 상부 단부에서 테이퍼지는 방식으로 구현될 수 있다. 보다 큰 직경을 갖는 제 4 파이프의 부가적인 사용은 주변 공기가 배기 가스 유동 내로 공급되는 제 3 과 제 4 파이프 사이에 공기 갭의 형성을 발생시킨다. 배기 가스의 추가의 냉각을 발생시키는 차가운 주변 공기와의 제 2 혼합 스테이지가 존재한다. 본 발명의 개선예에서, 제 5 파이프는 제 4 파이프 위에 배열되고, 유사한 방식으로 제 4 파이프보다 큰 반경을 갖는다. 또 다른 공기 갭이 형성되고 이로써 추가로 혼합이 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 적어도 세개의 공기 공급 덕트들은 제 1 파이프의 외측으로부터 제 2 파이프의 내부로 공기를 지향시키도록 배열된다. 공기 공급 덕트는 예를 들면 파이프의 형태로 구현될 수 있다. 공기 공급 덕트는 차가운 주변 공기가 이전에 배기 가스와 혼합되지 않고 배기 가스 유동의 코어를 냉각시키도록 제 2 파이프에 진입하는 것을 가능하게 한다. 동시에,작은 수의 공기 공급 덕트들, 예를 들면 세개의 공기 공급 덕트들은 단지 낮은 공기 저항성을 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 적어도 세개의 공기 공급 덕트들은 제 2 파이프를 지지하는 역할을 한다. 제 2 파이프를 제 1 파이프의 내측에서 유지하도록, 지지부가 필수적이다. 지지부가 공기 공급 덕트에 의해 제공된다면, 추가의 구성 요소는 제거되고 따라서 보다 적은 유동 저항성이 발생된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 공기 공급 덕트들은 드롭 형상의 횡단면을 갖는다. 드롭 형상의 횡단면 (바닥에서 라운드 형이고 폭넓어지고, 상단의 포인트로 테이퍼짐) 은 유동의 관점에서 최적이고 추가로 배기 가스 유동에 대향하는 최소 가능한 유동 저항성이 존재하는 효과를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 적어도 세개의 공기 공급 덕트들은 제 1 파이프를 통해 유동하는 배기 가스 유동이 적어도 세개의 공기 공급 덕트들에 의해 회전하게 설정되는 방식으로 구성된다. 이를 달성하도록, 공기 공급 덕트들은 회전 대칭으로부터 벗어나는 횡단면을 갖는다. 특히, 횡단면은 공기 포일과 유사한 방식으로 성형될 수 있고 따라서 흡입 측 및 압력 측을 가질 수 있다. 여기서, 공기 공급 덕트들은 유리하게 하나의 공기 공급 덕트의 흡입 측이 또 다른 공기 공급 덕트의 압력 측에 인접하여, 배기 가스 유동에서 원형의 운동을 발생시키는 방식으로 배열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 배기 가스 출력 디바이스는 이송 디바이스를 갖고, 이송 디바이스는 공기 공급 덕트들을 통해 공기를 이송하도록 구성된다. 차가운 주변 공기가 배기 가스의 유동에 의해 안으로 드로잉되는 순수 수동적 작동 뿐만 아니라, 차가운 주변 공기는 또한 능동적으로 이송될 수 있다. 이는 배기 가스 유동의 현저하게 보다 큰 냉각을 발생시킨다. 그러나, 그것은 또한 다수의 단점을 갖는다. 다른 한편으로, 부가적인 능동적으로 이송되는 가스 양은 배기 가스에 대향하는 증가된 배압을 발생시킨다. 다른 한편으로, 비용들 및 마모가 증가한다. 따라서, 예를 들면 그러나 정상 작동에서 능동적 이송을 제공하지 않고 단지 전투 상황에서 능동적으로 스위칭되어 짧은 주기 동안 최대 냉각 효과를 달성하는 이송 디바이스를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 2 디퓨저 링은 제 1 디퓨저 링 위에 그리고 제 1 파이프 내에 배열된다. 배기 가스 출력 디바이스가 제 3 파이프를 갖는다면, 제 2 디퓨저 링은 바람직하게 제 1 디퓨저 링과 제 3 파이프 사이에 배열된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 배기 가스 출력 디바이스는 물 분사 디바이스를 갖는다. 물 분사는 하나 이상의 위치들에서 발생한다. 물 분사의 이점은 한편으로 물의 매우 높은 열 용량에 의해 그리고 다른 한편으로 마찬가지로 상대적으로 높은 증발 엔탈피의 사용에 의해 극도로 효율적인 냉각이 발생한다는 점이다. 그러나, 비용은 단점을 갖는 데, 이는 이러한 구역에서 물의 지속적인 존재 때문이다. 물 분사는 따라서 바람직하게 단지 집중적인 냉각이 필수적인, 예를 들면 전투 중일 때 선택적으로서 부가된다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 본 발명에 따른 배기 가스 출력 디바이스를 갖는 선박에 관한 것이고, 이는 바람직하게 군용 선박이다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 배기 가스 출력 디바이스를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이고, 배기 가스 출력 디바이스는 공기를 이송시키기 위한 이송 디바이스 및 물 분사 디바이스를 갖는다. 디바이스는 네개의 기본 작동 상태들로 작동될 수 있다. 순수하게 수동적 모드에서, 공기의 능동적 이송 또는 물 분사는 존재하지 않는다. 능동적 모드에서, 공기의 능동적 이송은 존재하지만 물 분사는 존재하지 않는다. 집중적인 모드에서, 공기의 능동적 이송 및 물 분사가 존재한다. 높은 습기 모드에서, 단지 물 분사만 존재하지만 공기의 능동적 이송은 존재하지 않는다. 제 1 방법 단계에서, 방법은 미션 파라미터들을 구체화하는 것을 포함한다. 제 2 단계에서, 미션 파라미터들을 매칭하는 작동 상태가 선택된다.
예를 들면 간단한 전달 미션은 미션 파라미터로서 구체화된다. 이러한 경우에, 경제적 양상들이 중요하고, 따라서 수동적 모드가 선택된다. 모니터링 미션이 미션 파라미터로서 선택되면, 시그니쳐는 긴 시간 주기동안 가능한 작게 유지되어야 하지만, 상기 모드는 바다에서의 스테이션에서 가능한 긴 시간 동안 구성되어야 한다. 능동적 모드는 따라서 이러한 경우에 대해 선택된다. 전투 또는 실탄 사용 상황에서, 시그니쳐의 최소화는 절대적 우선 사항이며, 따라서 집중적인 모드가 이러한 경우에 선택된다.
본 발명에 따른 배기 가스 출력 디바이스는 도면들에 예시된 예시적인 실시형태에 의해 아래에 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 제 1 배기 가스 출력 디바이스를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 2 는 제 2 배기 가스 출력 디바이스를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 3 은 제 3 배기 가스 출력 디바이스를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 4 는 제 4 배기 가스 출력 디바이스를 통한 횡단면도를 도시한다.
도 5 는 제 5 배기 가스 출력 디바이스의 개략도를 도시한다.
도 6 은 상이한 각도로부터 제 5 배기 가스 출력 디바이스의 개략도를 도시한다.
제 1 배기 가스 출력 디바이스는 도 1 에서 횡단면도로 도시된다. 배기 가스 출력 디바이스는 뜨거운 배기 가스가 아래로부터 도입되고 냉각된 배기 가스가 상단에서 배출되는 제 1 파이프 (10) 를 포함한다. 제 2 파이프 (20) 는 제 1 파이프 (10) 에 배열된다. 이는 바닥에서 폐쇄되고 상단에서 개방된다. 뜨거운 배기 가스의 가스 유동은 제 2 파이프 (20) 로부터 차가운 공기를 혼입 (entrain) 한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 또한 차가운 공기가 제 2 파이프 (20) 로부터 능동적으로 이송되는 것이 가능하다. 제 1 디퓨저 링 (30) 은 제 2 파이프 (20) 위에 배열된다.
도 2 는 제 1 배기 가스 출력 디바이스에 상당하는 제 2 배기 가스 출력 디바이스를 도시한다. 단지 차이는 제 1 파이프 (10) 가 유출구에서 유동 속도를 증가시키도록 상단을 향해 수축된 부분 (constriction) 을 갖는다는 점이다.
도 3 은 제 2 배기 가스 출력 디바이스 뿐만 아니라 제 3 파이프 (40) 를 갖는 제 3 배기 가스 출력 디바이스를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제 3 파이프 (40) 는 유리하게 뿐만 아니라 추가의 차가운 주변 공기를 드로잉하도록 바닥에서 다소 폭넓게 된다.
추가의 개선예로서, 도 4 는 제 3 배기 가스 출력 디바이스 뿐만 아니라 제 4 파이프 (50) 를 갖는 제 4 배기 가스 출력 디바이스를 도시하고, 제 3 파이프 (40) 는 제 4 파이프 (50) 내에 부분적으로 배열된다. 차가운 주변 공기는 이로써 추가의 스테이지로 드로잉된다.
도 5 및 도 6 은 상이한 각도들로부터의 제 5 배기 가스 출력 디바이스를 도시한다. 제 2 파이프 (20) 는 제 1 파이프 (10) 내에 배열되고 세개의 공기 공급 덕트들 (60) 을 통해 차가운 공기를 공급한다. 이러한 경우에, 차가운 공기는 공기 공급 덕트들 (60) 을 통해 수동적으로 또는 능동적으로 유동될 수 있다. 여기서, 공기 공급 덕트들 (60) 은 제 1 파이프 (10) 내에서 제 2 파이프 (20) 를 지지한다. 제 1 디퓨저 링 (30) 은 제 2 파이프 (20) 위에 배열된다.
10 제 1 파이프
20 제 2 파이프
30 제 1 디퓨저 링
40 제 3 파이프
50 제 4 파이프
60 공기 공급 덕트

Claims (11)

  1. 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스로서,
    상기 배기 가스 출력 디바이스는 제 1 파이프 (10) 를 갖고,
    뜨거운 배기 가스는 상기 제 1 파이프 (10) 를 통해 지향되고,
    상기 제 1 파이프 (10) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고,
    상기 제 1 파이프 (10) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고,
    제 2 파이프 (20) 는 상기 제 1 파이프 (10) 내측에 배열되고,
    상기 제 2 파이프 (20) 는 바닥에서 폐쇄되고,
    상기 제 2 파이프 (20) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고,
    상기 제 2 파이프 (20) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고,
    상기 제 1 파이프 (10) 의 반경은 상기 제 2 파이프 (20) 의 반경보다 크고,
    상기 제 1 파이프 (10) 의 외측으로부터 상기 제 2 파이프 (20) 의 내부로 공기가 지향되고,
    제 1 디퓨저 링 (30) 은 상기 제 2 파이프 (20) 위에 그리고 상기 제 1 파이프 내에 배열되고,
    상기 제 1 디퓨저 링 (30) 은 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고,
    상기 제 1 디퓨저 링 (30) 의 반경은 상기 제 1 디퓨저 링 (30) 에 인접한 측에서의 상기 제 2 파이프 (20) 의 반경보다 상기 제 2 파이프 (20) 에 인접한 측에서 더 큰, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디퓨저 링 (30) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고,
    상기 제 1 디퓨저 링 (30) 의 대칭 축선 및 상기 제 2 파이프 (20) 의 대칭 축선은 일치하는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디퓨저 링 (30) 의 반경은 바닥으로부터 위로 증가하는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 3 파이프 (40) 는 상기 제 1 파이프 (10) 위에 배열되고,
    상기 제 3 파이프 (40) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고,
    상기 제 3 파이프 (40) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고,
    상기 제 3 파이프 (40) 의 반경은 상기 제 1 파이프 (10) 의 반경보다 크고,
    상기 제 1 파이프 (10) 의 대칭 축선 및 상기 제 3 파이프 (40) 의 대칭 축선은 일치하는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 4 파이프 (50) 는 상기 제 3 파이프 (40) 위에 배열되고,
    상기 제 4 파이프 (50) 는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖고,
    상기 제 4 파이프 (50) 의 반경은 높이에 따라 변할 수 있고,
    상기 제 4 파이프 (50) 의 반경은 상기 제 3 파이프 (40) 의 반경보다 크고,
    상기 제 3 파이프 (40) 의 대칭 축선 및 상기 제 4 파이프 (50) 의 대칭 축선은 일치하고,
    상기 제 3 파이프 (40) 는 상기 제 4 파이프 (50) 내에 부분적으로 배열되는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 세개의 공기 공급 덕트들 (60) 은 상기 제 1 파이프 (10) 의 외측으로부터 상기 제 2 파이프 (20) 의 내부로 공기를 지향시키는 방식으로 배열되는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 세개의 공기 공급 덕트들 (60) 은 상기 제 2 파이프 (20) 를 지지하는 역할을 하는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 공급 덕트들 (60) 은 드롭 (drop) 형상의 횡단면을 갖는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 세개의 공기 공급 덕트들 (60) 은 상기 제 1 파이프 (10) 를 통해 유동하는 배기 가스 유동이 상기 적어도 세개의 공기 공급 덕트들 (60) 에 의해 회전하게 설정되는 방식으로 구성되는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 배기 가스 출력 디바이스는 이송 디바이스를 갖고,
    상기 이송 디바이스는 상기 공기 공급 덕트들 (60) 을 통해 공기를 이송하도록 구성되는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 디퓨저 링은 상기 제 1 디퓨저 링 (30) 위에 그리고 상기 제 1 파이프 (10) 내에 배열되는, 선박을 위한 배기 가스 출력 디바이스.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102290919B1 (ko) * 2020-12-23 2021-08-19 주식회사 한국종합기계 해수 분무형 적외선 신호 저감장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100319333A1 (en) 2009-06-22 2010-12-23 Paccar Inc Thermal diffuser

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4214441A (en) 1978-09-12 1980-07-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Infrared suppressor device
DE3743798A1 (de) * 1987-12-23 1989-07-13 Marinetechnik Gmbh Ueberwasserfahrzeug, insbesondere fuer militaerische zwecke
JPH05171917A (ja) * 1991-12-19 1993-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 赤外線放射低減装置
DE19504183A1 (de) * 1995-02-09 1996-08-14 Eberspaecher J Brenner zur thermischen Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, insbesondere Dieselmotors
DE19902310A1 (de) 1999-01-21 2000-07-27 Volkswagen Ag Gasleitungssystem, insbesondere Abgasleitungssystem für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine
US7284364B2 (en) 2003-09-08 2007-10-23 Northrop Grumman Ship Systems, Inc. Passive exhaust suppressor and method
US20080129053A1 (en) * 2004-05-12 2008-06-05 Piercey Gerald S Engine-generator set
DE602005018060D1 (de) * 2005-09-28 2010-01-14 David Blennerhassett Abgasdiffusor
US8056327B2 (en) * 2006-04-25 2011-11-15 International Truck Intellectual Property Company, Llc Micro-venturi exhaust cooling device
US20090139217A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 International Truck Intellectual Property Company, Llc Exhaust gas temperature reduction device for aftertreatment devices
CN101896693B (zh) * 2007-12-18 2013-11-13 马克卡车公司 用于卡车的排气扩散器
US7833301B2 (en) * 2008-05-30 2010-11-16 Deere & Company Engine exhaust cooler and air pre-cleaner aspirator
US8671671B1 (en) * 2011-07-14 2014-03-18 Northern California Diagnostic Laboratories Exhaust system for an internal combustion engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100319333A1 (en) 2009-06-22 2010-12-23 Paccar Inc Thermal diffuser

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