KR20200089930A - 소음 저감 기능을 구비한 선박용 질소산화물 저감장치 - Google Patents

소음 저감 기능을 구비한 선박용 질소산화물 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박용 질소산화물 저감장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박용 배기가스의 특정 주파수 소음을 저감시킬 수 있는 선박용 질소산화물 저감장치에 대한 것이다.
선박용 질소산화물 저감장치는 하우징과, SCR 모듈과, 흡음모듈과, 입구조절를 포함한다. 상기 하우징은 배기가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입된 배기가스가 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 배기가스의 소음을 감소시키기 위하여 상기 배출구로 유출되는 배기가스가 입구로 유입되어 머물 수 있는 공명방이 형성된 공명실을 구비한다. 상기 SCR 모듈은 상기 유입구로 유입된 배기가스에 함유된 녹스를 제거할 수 있도록 상기 하우징에 장착된다. 상기 흡음모듈은 상기 하우징의 배출구로 유출되는 배기가스의 소음을 감소시킬 수 있도록 흡음재가 충진되어 일정한 간격으로 배열된 스플리터를 구비하여 상기 하우징의 내부에 장착된다. 상기 입구조절부는 상기 공명방의 입구로 유입되는 상기 배기가스의 양을 조절할 수 있다.
본 발명에 의하면 흡음모듈과 공명실이 질소산화물의 하우징 내부에 장착되므로 별도의 소음기가 설치되지 아니하여도 소음을 감소시킬 수 있다. 따라서 선박의 공간활용을 높일 수 있다.

Description

소음 저감 기능을 구비한 선박용 질소산화물 저감장치{Nox reduction apparatus for ship with noise reduction}
본 발명은 선박용 질소산화물 저감장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박용 배기가스의 특정 주파수 소음을 저감시킬 수 있는 선박용 질소산화물 저감장치에 대한 것이다.
선박 또는 육상 플랜트의 배기가스로서 가장 많이 나오는 대기 오염물질이 녹스(NOx)이다. 녹스란 질소와 산소의 화합물로 연소과정에서 공기 중의 질소가 고온에서 산화 되어서 발생하며 NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5 7종류가 있다.
녹스를 정화하기 위하여 일반적으로 선택적 환원촉매(SCR, Selective Catalytic Reduction) 시스템이 많이 사용된다.
그래서 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 선박에 장착되는 질소산화물 저감장치(1)는 하우징(2)과 하우징(2) 내부에서 녹스를 제거하기 위한 SCR 모듈(4)을 구비한다. 배기가스는 하우징(2)의 유입구(2a)로 유입되어 SCR 모듈(4)에서 녹스 성분이 제거된 후 하우징(2)의 배출구(2b)로 배출된다. 이때 배출구(2b)로 배출되는 배기가스의 소음이 높기 때문에 하우징(2)의 배출구(2b)에는 흡음모듈(6)이 내부에 장착된 소음기(5)가 장착된다.
등록특허 제10-1850045호(등록일자 2018년 04월 12일) 공개특허 제10-2014-0121465호(공개일자 2014년 10월 15일)
도 3에 도시된 종래의 질소산화물 저감장치(1)는 배출되는 배기가스의 소음이 높기 때문에 소음을 감소시키기 위하여 별도의 소음기가 필요하였다. 따라서 별도의 소음기가 질소산화물 저감장치 외부에 장착됨으로 인하여 부피가 커진다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 질소산화물 저감장치(1)의 경우 소음기가 별도로 장착되더라도, 스플리트를 구비한 흡음모듈로 된 소음기로만 소리를 흡음하므로 소음을 크게 저감시키기 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 소음기는 발생되는 소음의 주파수에 적합하게 설계되어야 한다. 소음기를 현장에 설치시 현장에서 발생되는 소음의 주요 주파수가 소음기와 어긋날 경우 소음기를 조절하지 못한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 흡음모듈을 구비하여 별도의 소음기가 필요없는 선박용 질소산화물 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 흡음모듈 외에도 질소산화물 저감장치의 하우징에 공명실을 구비하여 소음을 저감시킬 수 있는 선박용 질소산화물 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 흡음 주파수를 조절하여 특정 주파수의 소음을 저감시킴으로써 소음 기능을 최적화 시킬 수 있는 선박용 질소산화물 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
선박용 질소산화물 저감장치는 하우징과, SCR 모듈과, 흡음모듈과, 입구조절를 포함한다. 상기 하우징은 배기가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입된 배기가스가 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 배기가스의 소음을 감소시키기 위하여 상기 배출구로 유출되는 배기가스가 입구로 유입되어 머물 수 있는 공명방이 형성된 공명실을 구비한다. 상기 SCR 모듈은 상기 유입구로 유입된 배기가스에 함유된 녹스를 제거할 수 있도록 상기 하우징에 장착된다. 상기 흡음모듈은 상기 하우징의 배출구로 유출되는 배기가스의 소음을 감소시킬 수 있도록 흡음재가 충진되어 일정한 간격으로 배열된 스플리터를 구비하여 상기 하우징의 내부에 장착된다. 상기 입구조절부는 상기 공명방의 입구로 유입되는 상기 배기가스의 양을 조절할 수 있다.
또한, 상기의 선박용 질소산화물 저감장치에 있어서, 상기 공명실은 상기 공명방이 복수 개로 구획되어 형성되도록 칸막이를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기의 선박용 질소산화물 저감장치는 상기 공명방의 크기를 조절할 수 있도록 상기 칸막이의 위치를 조절할 수 있는 칸막이조절부를 더 포함한다.
또한, 상기의 선박용 질소산화물 저감장치에 있어서, 상기 입구조절부는 입구조절판과, 슬라이딩부재를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 입구조절판은 상기 공명방의 입구를 막을 수 있다. 상기 슬라이딩부재는 일단이 상기 입구조절판에 결합되고 타단은 상기 공명실 외부로 노출되어 상기 입구조절판이 상기 입구를 막는 크기를 조절할 수 있게 상기 입구조절판을 슬라이딩시킬 수 있다.
또한, 상기의 선박용 질소산화물 저감장치에 있어서, 상기 칸막이는 상기 공명실에 슬라이딩할 수 있게 장착되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 칸막이조절부는 일단은 상기 칸막이에 결합되고 타단은 상기 공명실 외부로 노출되어 상기 칸막이를 슬라이딩시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 흡음모듈이 질소산화물 저감장치의 하우징 내부에 장착되므로 별도의 소음기가 설치되지 아니하여도 소음을 감소시킬 수 있다. 따라서 선박의 공간활용을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 흡음모듈 뿐만 아니라 하우징 내부에 공명실을 구비함으로 인하여 하우징에서 배출되는 배기가스의 소음을 감소시킬 수 있다. 따라서 배기가스의 소음을 효율적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 공명실의 공명방으로 유입되는 입구의 크기와, 공명방의 크기를 조절할 수 있다. 그래서 발생되는 특정 소음의 주파수에 맞추어서 소음을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 질소산화물 저감장치의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부분확대도,
도 3은 종래의 선박용 질소산화물 저감장치의 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 선박용 질소산화물 저감장치의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 선박용 질소산화물 저감장치는 하우징(10)과, SCR 모듈(20)과, 흡음모듈(30)과, 입구조절부(40) 및 칸막이조절부(50)를 포함한다.
하우징(10)은 배기가스가 유입되는 유입구(11)와, 유입구(11)로 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(13)가 형성되며, 공명실(15)을 구비한다. 공명실(15)은 배출구(13)로 배출되는 배기가스의 소음을 감소시키는 역할을 한다. 이를 위하여 공명실(15)은 배출구(13)로 배출되는 배기가스가 유입되어 머물 수 있는 공명방(16)이 형성된다. 공명방(16)에는 배기가스가 유입될 수 있도록 입구(17)가 형성된다. 이때 공명실(15)은 공명방(16)이 복수 개로 구획되어 형성되도록 칸막이(18)를 구비한다. 따라서 공명실(15)에는 복수의 공명방(16)이 형성된다. 여기서 칸막이(18)는 공명방(16)의 크기가 조절될 수 있도록 슬라이딩될 수 있다. 그래서 칸막이(18)가 슬라이딩하면 어느 한 쪽의 공명방(16)은 넓어지지만 다른 한 쪽의 공명방(16)은 좁아진다.
SCR 모듈(20)은 유입구(11)로 유입된 배기가스에 함유된 녹스(NOx)를 제거할 수 있도록 하우징(10)의 내부에 장착된다.
흡음모듈(30)은 하우징(10)의 배출구(13)로 유출되는 배기가스의 소음을 감소시킬 수 있도록 흡음재가 충진되어 일정한 간격으로 배열된 스플리터를 구비하여 하우징(10)의 내부에 장착된다. 흡음모듈(30)은 스플리터를 구비하므로 중주파수 및 고주파수의 소음을 저감시킬 수 있다.
입구조절부(40)는 공명방(16)의 입구(17)로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 역할을 한다. 공명방(16)이 저감시킬 수 있는 소음의 주파수는 공명방(16)으로 유입되는 입구(17)의 직경과 공명방(16)의 체적에 따라 달라진다. 그래서 입구(17)의 직경을 조절하거나 공명방(16)의 체적의 크기를 조절하면 저감시킬 수 있는 소음의 주파수를 변경시킬 수 있다. 즉 특정한 주파수의 소음을 감소시킬 수 있다.
선박에서 배출되는 배기가스의 소음의 주파수는 일반적으로 일정하다. 따라서 선박용 질소산화물 저감장치의 설계시 배출되는 배기가스의 소음 주파수를 파악하여 소음 주파수에 맞게 공명방(16)의 입구(17)의 크기와 공명방(16)의 체적의 크기를 설계할 수 있다. 그러면 각각의 선박에 맞게 소음을 저감시킬 수 있는 공명방(16)을 설계할 수 있다. 그런데 현실적으로는 설계시 예측한 배기가스의 소음의 주파수가 실제로 발생되는 배기가스의 소음의 주파수와 일치하지 아니한 경우가 발생된다. 이 경우 기존에는 공명방(16)의 체적 및 입구(17)의 크기를 조절할 수 없어서 소음을 저감시키는데에 한계가 있다는 문제점이 있다.
본 실시예의 입구조절부(40)는 이를 방지하기 위하여 공명방(16)의 입구(17)로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 역할을 한다.
이를 위해서 입구조절부(40)는 입구조절판(41)과, 슬라이딩부재(43)를 구비한다. 입구조절판(41)은 공명방(16)의 입구를 막을 수 있다. 슬라이딩부재(43)는 일단은 입구조절판(41)에 결합되고 타단은 공명실(15) 외부로 노출되어 입구조절판(41)이 공명방(16)의 입구(17)를 막는 크기를 조절할 수 있다. 그래서 외부에서 슬라이딩부재(43)를 조절하면 입구조절판(41)이 공명방(16)의 입구(17)를 막아서 공명방(16)으로 유입되는 배기가스의 유량을 조절할 수 있다.
칸막이조절부(50)는 일단은 칸막이(18)에 결합되고 타단은 공명실(15)의 외부로 노출되어 칸막이(18)를 슬라이딩시킬 수 있다. 즉 칸막이조절부(50)는 칸막이(18)를 슬라이딩시켜 공명방(16)의 넓이를 조절할 수 있다.
본 실시예의 경우 배기가스가 유입구(11)로 유입된다. 그러면 먼저 SCR 모듈(20)을 통과하여 녹스 성분이 제거된다. 녹스 성분이 제거된 배기가스는 배출구(13)로 배출되기 전 먼저 흡음모듈(30)을 통과한다. 흡음모듈(30)을 통과하면서 1차적으로 소음이 감소된다. 흡음모듈(30)을 통과한 배기가스는 하우징(10)에서 배출되면서 공명실(15)을 거쳐간다. 그러면 공명방(16)에 의하여 2차적으로 소음이 감소된다.
따라서 본 실시예의 선박용 질소산화물 저감장치는 흡음모둘(30)에서 중주파수 및 고주파수의 소음을 저감시키고, 슬라이딩부재(43)를 사용하여 입구조절판(41)으로 입구(17)를 막는 크기를 조절하고 칸막이조절부(50)로 칸막이(18)를 슬라이딩시켜서 공명방(16)의 크기를 조절하여 저감 시키고자 하는 특정한 주파수의 소음을 감소시킬 수 있다.
따라서 본 실시예에 의하면, 별도의 소음기를 장착할 필요가 없으므로 선박의 공간 활용도를 높일 수 있으며, 공명실(15)을 현장에서 조절할 수 있으므로 소음 저감 효과를 극대화 시킬 수 있다.
10 : 하우징 11 : 유입구
13 : 배출구 15 : 공명실
16 : 공명방 17 : 공명방 입구
18 : 칸막이 20 : SCR 모듈
30 : 흡음모듈 40 : 입구조절부
41 : 입구조절판 43 : 슬라이딩부재
50 : 칸막이조절부

Claims (4)

  1. 배기가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입된 배기가스가 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 배기가스의 소음을 감소시키기 위하여 상기 배출구로 유출되는 배기가스가 입구로 유입되어 머물 수 있는 공명방이 형성된 공명실을 구비한 하우징과,
    상기 유입구로 유입된 배기가스에 함유된 녹스를 제거할 수 있도록 상기 하우징에 장착된 SCR 모듈과,
    상기 하우징의 배출구로 유출되는 배기가스의 소음을 감소시킬 수 있도록 흡음재가 충진되어 일정한 간격으로 배열된 스플리터를 구비하여 상기 하우징의 내부에 장착된 흡음모듈과,
    상기 공명방의 입구로 유입되는 상기 배기가스의 양을 조절할 수 있는 입구조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 질소산화물 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공명실은 상기 공명방이 복수 개로 구획되어 형성되도록 칸막이를 구비하며,
    상기 공명방의 크기를 조절할 수 있도록 상기 칸막이의 위치를 조절할 수 있는 칸막이조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 질소산화물 저감장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입구조절부는 상기 공명방의 입구를 막을 수 있는 입구조절판과,
    일단이 상기 입구조절판에 결합되고 타단은 상기 공명실 외부로 노출되어 상기 입구조절판이 상기 입구를 막는 크기를 조절할 수 있게 상기 입구조절판을 슬라이딩시킬 수 있는 슬라이딩부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박용 질소산화물 저감장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 칸막이는 상기 공명실에 슬라이딩할 수 있게 장착되며,
    상기 칸막이조절부는 일단은 상기 칸막이에 결합되고 타단은 상기 공명실 외부로 노출되어 상기 칸막이를 슬라이딩시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 선박용 질소산화물 저감장치.
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KR20230094805A (ko) * 2021-12-21 2023-06-28 심상칠 현무암 흡음재 적용으로 내열성을 강화하고 저주파수 대역 소음 저감이 가능한 선박 엔진용 친환경 하이브리드 소음기

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