KR20170001854U - 함선용 수중방사소음 저감장치 - Google Patents

Abstract

함선 내의 기계류에서 발생하는 소음이나 배관 등에서 발생하는 유체소음이 선체를 통하여 수중으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 선체의 내측면에 1차적으로 소음을 저감하도록 구비되는 인슐레이션과 그 선체의 내측면 사이에 상기 인슐레이션을 통과하여 유입된 소음을 상쇄시켜 2차적으로 소음을 저감시키도록 에어가 충진되는 챔버를 구비하는 에어 포켓;을 포함하는 함선용 수중방사소음 저감장치를 제공한다.
그에 따라 군사적 목적으로 사용되는 함선의 경우, 스텔스 성능을 향상시킴과 아울러 상업 목적의 함선에 있어도 해양탐사효율 극대화 및 해양생물자원 보호를 최대한 높일 수 있는 효과를 가진다.

Description

함선용 수중방사소음 저감장치{Underwater radiated noise reduction system for ship}

본 고안은 함선용 수중방사소음 저감장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 함선 내의 기계류에서 발생하는 소음이나 배관 등에서 발생하는 유체소음이 선체를 통하여 수중으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 한 함선용 수중방사소음 저감장치에 관한 것이다.

함선이라 함은 군함이나 상선, 특수선 등을 포함하는 것으로, 특히 잠수함이나 수상함 등과 같은 군사적 목적으로 사용되는 함선의 경우, 수중방사소음이 생존과 직접적인 연관성을 갖는 스텔스 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중의 하나이다.

또한, 일반상선, 특수 목적선 등과 같은 상업 목적의 함선에 있어도 해양탐사효율 극대화 및 해양생물자원 보호 측면에서 최소화시켜야 하는 중요한 요소 중의 하나이다.

함선에서의 수중방사소음의 원인으로는 각종 기계류 구동에 따른 소음이나 배관 등에서의 발생되는 유체소음들이 대부분이며, 이러한 소음은 선체 외판을 통하여 수중으로 방사됨에 따라 발생하게 된다.

이러한 수중방사소음을 저감하기 위한 종래의 기본적으로 방법으로는 선체의 내측면에 인슐레이션(insulation)을 설치하여 저감시켰다.

그러나 함선의 선체 내측면에 설치되는 인슐레이션에 의해서만 각종 기계류와 배관들에서 발생하는 소음을 저감 시키기에는 한계가 있었다.

그에 따라 여러 겹으로 인슐레이션을 설치하는 방법도 사용되었으나, 이는 비용 상승은 물론 선체의 전체적인 무게도 증가시켜 효율성이 현저하게 저하되는 단점을 가진다.

상기와 같이 함선은 물론 선박에 수중방사소음을 저감하기 위한 종래의 선행기술에는 대한민국 등록특허 제10-1275154호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 유체에 의해 소음이 발생하는 파이프와 선체의 격벽 사이에 별도의 소음저감장치를 설치하여 방음에 대한 효율을 극대화한 선체용 배관의 소음저감 조립체와 같은 기술이 제안된 바있다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2014-0091240호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 선박에 제공되는 장치로부터 발생하는 소음이 수중으로 방사되는 것을 차단하여 소음의 발생을 저감할 수 있는 소음저감형 선박과 같은 기술도 제안된 바있다.

또, 대한민국 등록특허 제10-1540158호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 선박 외부 배출배관의 구조적인 개선을 통해 수중방사소음의 감소를 유도할 수 있는 선박 외부 배출배관의 저소음 분사장치와 같은 기술도 제안된 바있다.

대한민국 등록특허 제10-1275154호 대한민국 공개특허 제10-2014-0091240호 대한민국 등록특허 제10-1540158호

그러나 선행기술문헌 1 내지 2는 배관이나 장비와 선체 사이에 완충수단을 구비하는 것이고, 선행기술문헌 3은 배출배관을 통하여 해상으로 배출되는 소음을 저감하기 위한 것으로, 선체 내부의 각종 기계류에 발생하는 소음이나 배관들에서 발생하는 유체소음이 선체 또는 공기를 타고 전달되는 소음에 대해서는 그리 큰 실효성을 가지지 못하는 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 주된 기술적 과제는 함선 내의 기계류에서 발생하는 소음이나 배관 등에서 발생하는 유체소음이 선체를 통하여 수중으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 한 함선용 수중방사소음 저감장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 해결 하고자 하는 다른 기술적 과제는 소음의 상쇄 효율성을 극대화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 고안의 해결 하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 에어챔버 내의 에어 량을 체크한 후 자동으로 보충이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안의 구체적인 기술적 수단은 함선의 내부에 구비되는 기계류에서 발생하는 소음과 배관들로부터 발생하는 유체소음을 선체를 통하여 수중으로 방사되는 것을 저감하기 위한 저감장치로서, 상기 저감장치는 선체의 내측면에 1차적으로 소음을 저감하도록 구비되는 인슐레이션과 그 선체의 내측면 사이에 상기 인슐레이션을 통과하여 유입된 소음을 상쇄시켜 2차적으로 소음을 저감시키도록 에어가 충진되는 챔버를 구비하는 에어 포켓;을 포함한다.

상기 에어 포켓의 챔버는 선체와 기계류 또는 배관들 사이가 가까울 경우, 두꺼운 폭을 가지며, 상기 선체와 기계류 또는 배관들과의 사이가 멀 경우 얇은 폭을 갖도록 형성된다.

상기 챔버의 서로 대응되는 내측면에는 그 챔버 내로 유입되는 소음 간에 상호 산란(散亂)작용에 의해 소음이 상쇄되도록 산과 골 형태의 요철부를 더 포함한다.

상기 에어 포켓에 구비되는 챔버는 복수 개로 마련된다.

상기 에어 포켓은 복수 개로 마련된다.

상기 에어 포켓에는 챔버 내의 공기량을 측정하는 센서와, 상기 센서의 감지에 의해 설정 값 이하의 에어 양이 측정되면 챔버 내로 에어를 충당하는 에어공급기 및 상기 센서와 에어공급기를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기 에어 포켓은 선체 또는 인슐레이션으로부터 탈부착 가능하도록 구비된다.

본 고안은 함선 내의 기계류에서 발생하는 소음이나 배관 등에서 발생하는 유체소음이 선체를 통하여 수중으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 군사적 목적으로 사용되는 함선의 경우, 스텔스 성능을 향상시킴과 아울러 상업 목적의 함선에 있어도 해양탐사효율 극대화 및 해양생물자원 보호를 최대한 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 챔버 내에서의 소음 산란작용에 의해 소음의 상쇄 효율성을 극대화할 수 있도록 함으로서, 수중으로 방사되는 소음을 원천적으로 차단할 수 있는 효과도 가진다.

또, 에어챔버 내의 에어 양을 체크 한 후 자동으로 보충이 이루어질 수 있도록 함으로써, 지속적으로 소음을 효율적이면서 효과적으로 차단할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 일부 측단면도,
도 2는 도 1에 대한 사용상태를 설명하기 위한 측단면도,
도 3은 본 고안의 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 측단면도,
도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 측단면도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하세 설명하면 다음과 같으며, 본 고안이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 일부 측단면도이며, 도 2는 도 1에 대한 사용상태를 설명하기 위한 측단면도이다.

도시된 바와 같이 잠수함이나 군함 등과 같은 수상함 등과 같은 군사적 목적으로 사용되거나 일반상선, 특수 목적선 등과 같은 상업 목적으로 사용되는 함선(100)의 내부에 구비되는 기계류에서 발생하는 소음과 배관들로부터 발생하는 유체소음을 선체(110)를 통하여 수중으로 방사되는 것을 저감하기 위한 저감장치(1)를 제시한다.

본 고안은 함선 내의 기계류에서 발생하는 소음이나 배관 등에서 발생하는 유체소음이 선체를 통하여 수중으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

본 고안에 따른 상기 저감장치(1)는 선체(110)의 내측면에 1차적으로 소음을 저감하도록 구비되는 통상적인 인슐레이션(112)과 그 선체(110)의 내측면 사이에 상기 인슐레이션(112)을 통과하여 유입된 소음을 상쇄시켜 2차적으로 소음을 저감시키도록 에어가 충진되는 챔버(12)를 구비하는 에어 포켓(10);을 포함한다.

에어 포켓(10)은 취급이 편리하면서 물품성도 우수할 수 있음은 물론 설치작업 또한 용이하도록 통상적인 패드 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 선체로의 고정은 접착제 등을 사용하여 부착할 수 있음은 물론 통상적인 틀프레임 등을 제작하여 그 틀프레임 내에 탈착 가능하게 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 공지된 고정방식인 브래킷과 볼트 및 너트 등에 의해 탈착 가능하게 고정하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 에어 포켓과 고정되는 인슐레이션 또한 접착 고정할 수 있음은 물론 이 또한 통상적인 틀프레임을 제작하여 탈착 가능하게 고정할 수 있음은 물론 브래킷과 볼트 및 너트 등에 의해 탈착 가능하게 고정하는 것이 바람직하다.

그에 따라 선체 내의 기계류에서 발생되는 소음이나 배관들로부터 발생하는 유체소음은 1차적으로 인슐레이션을 거쳐 소음의 일부가 저감된다.

이렇게, 인슐레이션에 의해 일부 저감된 소음은 다시 에어 포켓의 에어가 충진된 챔버 내로 유입된 후 챔버 내의 공간에서 점차적으로 상쇄가 이루어지게 된다.

그로 인해 선체를 통하여 수중으로 방사되는 소음을 1차 인슐레이션에서, 2차적으로 에어 포켓에서 감소시킴으로써, 수중으로의 방사 소음을 최소화할 수 있는 조건을 가진다.

더욱이, 에어 포켓은 중량 또한 상당히 가벼워 선체로 하중에 대한 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 취급도 번거롭거나 불편함 없이 간편하게 이루어질 수 있음은 물론 경제성도 뛰어난 장점을 가진다.

한편, 상기 에어 포켓(10)의 챔버(12)는 선체(110)와 기계류 또는 배관들 사이가 가까울 경우, 두꺼운 폭을 가지며, 상기 선체와 기계류 또는 배관들과의 사이가 멀 경우 얇은 폭을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 선체와 기계류 또는 배관들 사이가 가까울 경우 소음 또한 크게 발생함에 따라 챔버의 폭을 두껍게 하여 소음에 대한 상쇄 효율성을 높일 수 있도록 한다. 아울러, 선체와 기계류 또는 배관들 사이가 상대적으로 멀 경우에는 소음은 작게 발생할 수 있는 관계로, 챔버를 얇게 형성하여도 소음에 대한 상쇄 효율성을 높일 수 있다.

그리고 상기 에어 포켓(10)에 구비되는 챔버(12)는 도시하지 않았으나, 하나가 아닌 복수 개로 마련하는 것이 바람직한 것으로, 이는 혹여 에어 포켓이 손상이나 파손이 발생하였을 경우 복수 개로 마련된 챔버에 의해 손상된 부분의 챔버의 에어만 빠지도록 함에 따라 에어 포켓 전체의 에어가 빠지지 않아, 손상되지 않은 챔버에서는 소음 저감이 지속적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

아울러, 에에 포켓을 하나만 구비하는 것이 아니라 복수 개로 구비하여 배치함으로써, 손상된 부분의 에어 포켓만을 원활하게 교체가 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 고안의 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 확대 측단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 인슐레이션을 거쳐 챔버 내로 유입되는 소음의 상쇄 효율성을 극대화할 수 있도록 하는 데 있다.

챔버(12)의 서로 대응되는 내측면에는 그 챔버(12) 내로 유입되는 소음 간에 상호 산란(散亂)작용에 의해 소음이 상쇄되도록 산과 골 형태의 요철부(12A)를 더 포함한다.

다시 말해서, 챔버 내로 유입되는 소음의 입사파와 요철부의 산 또는 골과 충돌되어 다시 입사파 측으로 반사되는 소음의 반사파 간의 충돌로 인하여 챔버 내에서의 소음 상쇄 효율성을 극대화할 수 있는 조건을 가진다.

그로 인해 선체를 통하여 수중으로의 방사되는 소음을 원천적으로 방지할 수 있는 뛰어난 효율성도 가진다.

도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 측단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 에어 포켓 내의 에어가 온도 변화 등의 의해 에어 량이 부족할 경우, 이를 자동으로 충당할 수 있도록 한다.

에어 포켓(10)에는 챔버(12) 내의 공기량을 측정하는 통상적인 센서(22)와, 상기 센서(22)의 감지에 의해 설정 값의 이하의 에어 양이 측정되면 챔버(12) 내로 에어를 충당하는 통상적인 에어 콤프레셔 등과 같은 에어 공급기(24) 및 상기 센서와 에어 공급기를 제어하는 공지된 방식에 의해 제어하는 제어부(20)를 더 포함한다.

그에 따라 온도 변화 등에 의해 에어 포켓 내의 에어가 증발 등에 의해 부족할 경우, 센서와 에어 공급기 및 제어부에 의해 설정 값에 해당되는 에어를 충당함으로써, 소음의 저감 효율성을 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

1 : 저감장치
10 : 에어 포켓 12 : 챔버
12A : 요철부 20 : 제어부
22 : 센서 24 : 에어 공급기
100 : 함선
110 : 선체 112 : 인슐레이션

Claims (7)

1. 함선의 내부에 구비되는 기계류에서 발생하는 소음과 배관들로부터 발생하는 유체소음을 선체를 통하여 수중으로 방사되는 것을 저감하기 위한 저감장치로서,
   상기 저감장치는 선체의 내측면에 1차적으로 소음을 저감하도록 구비되는 인슐레이션과 그 선체의 내측면 사이에 상기 인슐레이션을 통과하여 유입된 소음을 상쇄시켜 2차적으로 소음을 저감시키도록 에어가 충진되는 챔버를 구비하는 에어 포켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어 포켓의 챔버는 선체와 기계류 또는 배관들 사이가 가까울 경우, 두꺼운 폭을 가지며, 상기 선체와 기계류 또는 배관들과의 사이가 멀 경우 얇은 폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 챔버의 서로 대응되는 내측면에는 그 챔버 내로 유입되는 소음 간에 상호 산란작용에 의해 소음이 상쇄되도록 산과 골 형태의 요철부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 에어 포켓에 구비되는 챔버는 복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어 포켓은 복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에어 포켓에는 챔버 내의 공기량을 측정하는 센서와, 상기 센서의 감지에 의해 설정 값 이하의 에어 양이 측정되면 챔버 내로 에어를 충당하는 에어공급기 및 상기 센서와 에어공급기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 에어 포켓은 선체 또는 인슐레이션으로부터 탈부착 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 함선용 수중방사소음 저감장치.
   

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