KR20220091337A - 해수 분무형 적외선 신호 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수 분무형 적외선 신호 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 함정의 배기가스에 의해 발생하는 적외선 신호를 저감하여 함정의 피탐지 능력을 개선하기 위해 배기가스 배관 계통에 해수를 분무하여 배기가스 온도를 저감시키되, 해수 역류 및 배압으로 인한 영향을 방지하고 해수에 의한 배관 부식을 방지할 수 있도록 구성된 해수 분무형 적외선 신호 저감장치가 개시된다.

Description

해수 분무형 적외선 신호 저감장치 {Seawater spray type infrared signature suppression system}

본 발명은 해수 분무형 적외선 신호 저감장치에 관한 것으로서, 함정의 배기가스에 의해 발생하는 적외선 신호를 저감하여 함정의 피탐지 능력을 개선하기 위해 배기가스 배관 계통에 해수를 분무하여 배기가스 온도를 저감시키되, 해수 역류 및 배압으로 인한 영향을 방지하고 해수에 의한 배관 부식을 방지할 수 있도록 구성된 해수 분무형 적외선 신호 저감장치에 관한 것이다.

함정의 적외선 스텔스 기술은 적외선 탐지·추적 장비에 의한 적외선 신호탐지를 방지하기 위하여 선체표면에서 방출되는 적외선 신호를 최소화하는 기술이다. 이 기술의 기본원리는 함정에서 방출되는 적외선 신호를 저감하여 주변 환경과의 대비를 줄이는 것이다.

함정의 적외선 신호는 함정의 내부와 외부에서 발생할 수 있으며, 예를 들어 엔진 및 장비의 발열, 배기가스의 열, 주변 환경에 의한 선체가열 등으로 인해 적외선 신호가 방출된다.

이 중에서 특히 배기가스에 의해 발생되는 적외선 신호로 인한 피탐지 가능성이 가장 높기 때문에 배기가스 적외선 저감을 위한 기술개발의 필요성이 가장 높다. 이를 감안하여 개발된 IRSS(Infrared Signature Suppression System)는 함정에서 발생하는 배기가스 온도를 저감하여 주변 환경과 대비를 줄여 함정 피탐지 능력을 개선한다.

IRSS에 관련된 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2014-0017153 (2014년02월11일 공개)는 선박의 배기가스 배출장치에 관한 것으로서, 선박의 추진기관인 엔진이나 발전기 등의 배기가스 배출구에 연결되는 배기관을 수직 배기관과 수평 배기관을 함께 적용하고 이를 밸브와 제어기에 의하여 선택적으로 운용할 수 있도록 함으로써 수직 배기관에 설치되는 적외선 신호감소 장치(IRSS)를 생략 가능하도록 하는 구성을 제안하였다.

그러나, 상기 종래기술은 해수 분무를 이용하여 적외선 신호를 감소시키는 해수 분무형 IRSS에서 발생할 수 있는 문제점들(예, 해수 역류, 배압 영향, 배관 부식 등)을 해결하기 위한 구성을 제안하지는 않았다.

대한민국 공개특허 10-2014-0017153 (2014년02월11일 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 함정의 배기가스에 의해 발생하는 적외선 신호를 저감하여 함정의 피탐지 능력을 개선하기 위해 배기가스 배관 계통에 해수를 분무하여 배기가스 온도를 저감시키되, 해수 역류 및 배압으로 인한 영향을 방지하고 해수에 의한 배관 부식을 방지할 수 있도록 구성된 해수 분무형 적외선 신호 저감장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 선박의 엔진 배기 측과 연결되어 배기가스가 유입되는 엔진 측 연결구; 상기 엔진 측 연결구의 상측에 연결되어 수직 상방으로 연장되며 상단에 제1 엘보우를 구비한 제1 수직관; 상기 제1 엘보우에 연결되어 수평 방향으로 연장되며 단부에 제2 엘보우를 구비한 제1 수평관; 상기 제2 엘보우에 제1 벨로우즈를 개재하여 입구부가 연결되고, 상기 제1 수평관의 배치 방향과 다른 수평 방향으로 배치되며, 상기 입구부의 반대측 하부에 수직 하방으로 출구부가 형성된 원통 형상의 소음기; 상기 소음기의 출구부에 제2 벨로우즈를 개재하여 연결되어 수직 하방으로 연장되며, 해수 또는 청수를 배기가스 유로 내에 하향 분사하는 물 분사 노즐이 설치되고, 분사된 물과 배기가스의 혼합 작용을 제공하는 적어도 하나 이상의 이너 플레이트가 상기 물 분사 노즐의 하부에 설치되며, 하단부에 제3 엘보우를 구비한 제2 수직관; 및 상기 제3 엘보우에 연결되어 상기 제2 수직관에서 유출되는 배기가스와 물을 선박의 측면부로 배출하는 배출 측 연결구;를 포함하여 구성된 해수 분무형 적외선 신호 저감장치가 개시된다.

바람직하게, 상기 물 분사 노즐은 스파이럴 노즐로서 복수의 물 분사 노즐이 하나의 수평면 상에서 상호 이격 배치되도록 설치된다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는 상기 복수의 물 분사 노즐로부터 분사된 물의 일부가 충돌하여 더 작은 액적으로 분할된 상태에서 상기 제2 수직관 내부를 유동하는 배기가스와 혼합되도록 구성된다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는 상기 제2 수직관 내부를 유동하는 배기가스의 일부는 충돌하고 배기가스의 나머지 일부는 충돌하지 않고 유동이 가능하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 물 분사 노즐은 스파이럴 노즐로서, 제1 물 분사 노즐, 제2 물 분사 노즐 및 제3 물 분사 노즐이 하나의 수평면 상에서 상기 제2 수직관의 중심선을 기준으로 120도 간격으로 상호 이격 배치된다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는, 상기 제1 물 분사 노즐, 제2 물 분사 노즐 및 제3 물 분사 노즐의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 폭을 갖는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 상부 이너 플레이트, 제2 상부 이너 플레이트 및 제3 상부 이너 플레이트를 포함하며, 상기 제1 상부 이너 플레이트, 제2 상부 이너 플레이트 및 제3 상부 이너 플레이트는, 하나의 수평면 상에서 상기 제2 수직관의 중심선을 기준으로 120도 간격으로 수평 간극을 갖도록 상호 이격 배치되고, 상기 제1 물 분사 노즐, 제2 물 분사 노즐 및 제3 물 분사 노즐의 각각의 배치 위치에 상응하는 위치에 배치된다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는, 상기 제1 상부 이너 플레이트, 제2 상부 이너 플레이트 및 제3 상부 이너 플레이트의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 링 형상으로 형성된 중간 이너 플레이트를 포함한다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는, 상기 중간 이너 플레이트의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 폭을 갖는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 하부 이너 플레이트, 제2 하부 이너 플레이트 및 제3 하부 이너 플레이트를 포함하며, 상기 제1 하부 이너 플레이트, 제2 하부 이너 플레이트 및 제3 하부 이너 플레이트는, 하나의 수평면 상에서 상기 제2 수직관의 중심선을 기준으로 120도 간격으로 수평 간극을 갖도록 상호 이격 배치되고, 상기 제1 상부 이너 플레이트, 제2 상부 이너 플레이트 및 제3 상부 이너 플레이트의 각각의 배치 위치를 기준으로 60도 회전한 위치에 상응하는 위치에 배치된다.

바람직하게 본 발명은, 해수 펌프로부터 물 분사 노즐로의 해수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제1 밸브와, 청수 펌프로부터 물 분사 노즐로의 청수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제2 밸브에 대한 개방/폐쇄 제어를 실행하는 제어부;를 더욱 포함한다.

바람직하게, 상기 제어부는, 적외선 신호 저감을 위한 개시 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브를 개방 제어하여 상기 해수 펌프로부터 물 분사 노즐로 해수가 공급되도록 하며, 적외선 신호 저감에 대한 종료 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브를 폐쇄 제어하고 미리 설정된 시간 동안 상기 제2 밸브를 개방 제어하여 상기 청수 펌프로부터 물 분사 노즐로 청수가 공급되도록 한다.

바람직하게, 상기 이너 플레이트는 일 지점이 힌지축을 통해 상기 제2 수직관의 내측에 고정되고 상기 힌지축을 중심으로 상기 이너 플레이트가 상기 제2 수직관의 내측으로부터 이격되는 제1 회동 또는 상기 제2 수직관의 내측으로 밀착되는 제2 회동이 가능하도록 구성되며, 상기 제1 회동 또는 제2 회동을 시키기 위한 회동력 제공 수단은 나사 기구이며, 상기 나사 기구는 나사 회전 방향에 따라 상기 이너 플레이트를 가압하여 제1 회동 방향으로 회동력을 제공하거나, 상기 이너 플레이트를 끌어 당겨서 제2 회동 방향으로 회동력을 제공하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 나사 기구는, 상기 제2 수직관에 고정 설치된 너트와, 상기 너트에 나사 결합된 상태로 상기 제2 수직관을 관통하여 상기 이너 플레이트 측을 향하도록 설치되며 회전 조작 방향에 따라 제2 수직관에 대한 관통 깊이가 변화되는 조절 볼트와, 상기 이너 플레이트와 조절 볼트의 단부를 연결하는 볼 조인트를 포함한다.

이와 같은 본 발명은, 함정의 배기가스에 의해 발생하는 적외선 신호를 저감하여 함정의 피탐지 능력을 개선시키며, 배기가스 온도를 저감시키기 위해 분무하는 해수로 인해 발생할 수 있는 해수 역류 및 배압으로 인한 영향을 방지하고 해수에 의한 배관 부식을 방지하는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제어 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제2 수직관 및 배출 측 연결구의 발췌 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제2 수직관 및 배출 측 연결구의 또다른 발췌 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 물 분사 노즐의 발췌 구성도,
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 이너 플레이트의 발췌 구성도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.

본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제어 구성도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제2 수직관 및 배출 측 연결구의 발췌 구성도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 제2 수직관 및 배출 측 연결구의 또다른 발췌 구성도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 물 분사 노즐의 발췌 구성도이다.

본 실시예의 해수 분무형 적외선 신호 저감장치는 엔진 측 연결구(10), 제1 수직관(20), 제1 수평관(30), 원통 형상의 소음기(40), 제2 수직관(50), 배출 측 연결구(60) 및 제어부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 엔진 측 연결구(10)는 선박의 엔진 배기 측(E)과 연결되어 배기가스(G)가 유입된다.

상기 제1 수직관(20)은 상기 엔진 측 연결구(10)의 상측에 연결되어 수직 상방으로 연장되며 상단에 제1 엘보우(22)를 구비한다.

상기 제1 수평관(30)은 상기 제1 엘보우(22)에 플랜지(F)를 통해 연결되어 수평 방향으로 연장되며 단부에 제2 엘보우(32)를 구비한다. 부호 S는 제1 수평관(30)을 선박 내부면에 와이어를 통해 고정 설치하기 위한 연결구이다.

상기 원통 형상의 소음기(40)는 상기 제2 엘보우(32)에 제1 벨로우즈(72)를 개재하여 횡방향의 입구부(41)가 연결되고, 상기 제1 수평관(30)의 배치 방향과 다른 수평 방향(도 1의 예의 경우 직각방향)으로 배치되며, 상기 입구부(41)의 반대측 하부에 수직 하방으로 출구부(43)가 형성된다. 제1 벨로우즈(72)는 온도 변화 및 진동 등의 발생 시에 수평 방향 변위를 상쇄하기 위해 설치되며 플랜지(F)를 통해 연결 설치된다.

소음기(40, silencer)는 배기가스를 배출하기 전에 압력과 온도를 저하시켜 급격한 팽창에 의한 폭음을 억제하는 역할을 수행한다. 소음기(40)는 통상적으로 원통형으로 형성되며 내부에 작은 구멍이 뚫어진 몇 장의 판으로 칸막이(격벽)가 있어 배기가스가 소음기 속으로 유입되어 격벽의 작은 구멍을 통하여 배출되면서 서서히 팽창되고 압력과 온도가 함께 저하되어 폭음을 방지한다. 본 실시예의 소음기(40)는 선박용으로 사용되는 다양한 공지의 것들이 사용될 수 있다.

상기 제2 수직관(50)은 상기 소음기(40)의 출구부(43)에 제2 벨로우즈(74)를 개재하여 연결되어 수직 하방으로 연장된다. 제2 벨로우즈(74)는 온도 변화 및 진동 등의 발생 시에 수직 방향 변위를 상쇄하기 위해 설치되며 플랜지(F)를 통해 연결 설치된다.

상기 제2 수직관(50)의 상부 측에는 해수 또는 청수를 배기가스(G) 유로 내에 하향 분사하는 물 분사 노즐(90)이 설치되고, 배기가스(G)의 충분한 흐름 경로를 제공하고 분사된 물(W)과 배기가스(G)의 혼합 작용을 제공하는 적어도 하나 이상의 이너 플레이트(100)가 상기 물 분사 노즐(90)의 하부에 설치된다. 상기 제2 수직관(50)은 하단부에 제3 엘보우(76)를 구비한다.

만일 물 분사 노즐(90)을 소음기(40)의 입구부(41)의 상류 측에 설치하게 되면, 고온의 배기가스(G)에 해수를 분사하게 되고 해수와 반응하여 내부에 침전물이 발생할 수 있으며 침전물이 지속적으로 퇴적 시 무게로 인한 소음기 파손 우려가 있다. 이를 고려하여 본 실시예에서는 소음기(40)의 출구부(43)를 수직 하방으로 설치하고 출구부(43)의 하류 측에 물 분사 노즐(90)을 설치하여 해수 분사가 이뤄지도록 구성한다. 이러한 구조를 통해 침전물의 내부 퇴적을 방지한다.

또한, 상기 소음기(40)의 출구부(43)에 제2 벨로우즈(74)를 개재하여 연결되어 수직 하방으로 연장된 제2 수직관(50)은 선박 내부 공간 구조상 배치 길이의 한계가 있으므로, 한정된 제2 수직관(50)의 배치 길이 조건하에서 충분한 배기가스(G) 온도 저감을 하기 위해, 후술하는 바와 같이 스파이럴 노즐 타입의 물 분사 노즐(90)과 이너 플레이트(100)를 설치한다.

바람직하게, 상기 물 분사 노즐(90)은 도 5에 예시된 형태의 스파이럴 노즐로서, 복수의 물 분사 노즐(90)이 하나의 수평면 상에서 상호 이격 배치되도록 설치된다. 스파이럴(spiral) 노즐은 일반적인 풀콘(full cone) 노즐에 비하여 막힘을 효과적으로 방지하는 장점이 있으며 분사각은 120~170°로서 풀콘 노즐보다 더 큰 분사각을 제공하는 장점이 있다. 본 실시예의 경우, 해수 또는 청수를 배기가스(G)의 유로 단면적 내에 골고루 분사하여 혼합 냉각 효과를 증대시켜야 하므로, 스파이럴 노즐을 사용하는 것이 좋다.

상기 이너 플레이트(100)는 상기 복수의 물 분사 노즐(90)로부터 분사된 물(W)의 일부가 충돌하여 더 작은 액적으로 분할된 상태에서 상기 제2 수직관(50) 내부를 유동하는 배기가스(G)와 혼합되도록 구성된다.

또한 상기 이너 플레이트(100)는 상기 제2 수직관(50) 내부를 유동하는 배기가스(G)의 일부는 충돌하고 배기가스(G)의 나머지 일부는 충돌하지 않고 유동이 가능하도록 구성된다.

상기 배출 측 연결구(60)는 플랜지(F)를 통해 상기 제3 엘보우(76)에 연결되어 상기 제2 수직관(50)에서 유출되는 배기가스(G)와 물(W)을 선박의 측면부(SH)로 배출한다.

상기와 같이 본 실시예의 해수 분무형 적외선 신호 저감장치는, 엔진 측 연결구(10)보다 소음기(40)가 더 높은 위치에 있도록 설치되고, 소음기(40)의 출구부(43)가 수직 하방으로 설치되고 출구부(43)의 하류 측에 물 분사 노즐(90)이 설치되어 해수 분사가 이뤄지도록 구성되므로, 물 분사 노즐(90)에서 분사된 해수의 역류로 인한 엔진 손상을 방지하는 장점이 있다.

상기 제어부(300)는 해수 펌프(210)로부터 물 분사 노즐(90)로의 해수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제1 밸브(212)와, 청수 펌프(220)로부터 물 분사 노즐(90)로의 청수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제2 밸브(222)에 대한 개방/폐쇄 제어를 실행한다. 해수 펌프(210)는 해수 탱크(218)로부터 해수를 공급받으며, 청수 펌프(220)는 청수 탱크(228)로부터 청수를 공급받는다. 제1 밸브(212) 및 제2 밸브(222)와 물 분사 노즐(90)의 배관 중간에는 수동 중단 액츄에이터(230)가 구비된다.

보다 상세하게, 상기 제어부(300)는, 엔진 컨트롤 시스템(504)으로부터 적외선 신호 저감을 위한 개시 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브(212)를 개방 제어하여 상기 해수 펌프(210)로부터 물 분사 노즐(90)로 해수(SW)가 공급되도록 한다. 상기 제어부(300)의 제어 상태는 선박 모니터링/경보 시스템(502)으로 전송할 수 있다.

상기 제어부(300)는, 엔진 컨트롤 시스템(504)으로부터 적외선 신호 저감에 대한 종료 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브(212)를 폐쇄 제어하고 미리 설정된 시간 동안 상기 제2 밸브(222)를 개방 제어하여 상기 청수 펌프(220)로부터 물 분사 노즐(90)로 청수(FW)가 공급되도록 한다.

본 실시예의 해수 분무형 적외선 신호 저감장치는, 적외선 신호 저감을 위한 개시 신호가 입력되면 해수 분사를 진행하여 엔진 시동 초기에도 적외선 신호 방출량을 제어할 수 있도록 해수 분사량을 일정하게 분사하는 방식을 취하며, 해수 분무형 적외선 신호 저감장치 내부에서 고온의 배기가스와 해수가 반응하여 이물질이 쌓여 부식되는 현상을 방지하기 위해 적외선 신호 저감에 대한 종료 신호 후 미리 설정된 시간(예, 5분) 동안 청수 분사를 진행하여 세척을 진행한다.

바람직한 일예로, 상기 물 분사 노즐(90)은 스파이럴 노즐로서, 제1 물 분사 노즐(91), 제2 물 분사 노즐(92) 및 제3 물 분사 노즐(93)이 하나의 수평면 상에서 상기 제2 수직관(50)의 중심선(Ax)을 기준으로 120도 간격으로 상호 이격 배치된다. 이렇게 복수의 노즐이 이격 배치됨으로써 균일한 물 분사 효과를 얻을 수 있다.

한정된 제2 수직관(50)의 배치 길이 조건 하에서 충분한 배기가스(G) 온도저감을 진행하기 위해, 아래와 같은 구조로 이너 플레이트(100)를 설치한다.

도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 상기 이너 플레이트(100)는, 상기 제1 물 분사 노즐(91), 제2 물 분사 노즐(92) 및 제3 물 분사 노즐(93)의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 폭을 갖는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 상부 이너 플레이트(111), 제2 상부 이너 플레이트(112) 및 제3 상부 이너 플레이트(113)를 포함한다.

상기 제1 상부 이너 플레이트(111), 제2 상부 이너 플레이트(112) 및 제3 상부 이너 플레이트(113)는, 하나의 수평면상에서 상기 제2 수직관(50)의 중심선(Ax)을 기준으로 120도 간격으로 수평 간극을 갖도록 상호 이격 배치되고, 상기 제1 물 분사 노즐(91), 제2 물 분사 노즐(92) 및 제3 물 분사 노즐(93)의 각각의 배치 위치에 상응하는 위치에 배치된다.

상기 이너 플레이트(100)는, 상기 제1 상부 이너 플레이트(111), 제2 상부 이너 플레이트(112) 및 제3 상부 이너 플레이트(113)의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 링 형상으로 형성된 중간 이너 플레이트(121)를 포함한다.

상기 이너 플레이트(100)는, 상기 중간 이너 플레이트(121)의 하부에 수직 간극을 갖도록 설치되며 폭을 갖는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 하부 이너 플레이트(131), 제2 하부 이너 플레이트(132) 및 제3 하부 이너 플레이트(133)를 포함한다.

상기 제1 하부 이너 플레이트(131), 제2 하부 이너 플레이트(132) 및 제3 하부 이너 플레이트(133)는, 하나의 수평면상에서 상기 제2 수직관(50)의 중심선(Ax)을 기준으로 120도 간격으로 수평 간극을 갖도록 상호 이격 배치되고, 상기 제1 상부 이너 플레이트(111), 제2 상부 이너 플레이트(112) 및 제3 상부 이너 플레이트(113)의 각각의 배치 위치를 기준으로 60도 회전한 위치에 상응하는 위치에 배치된다.

상기와 같은 이너 플레이트(100) 구조를 통해, 배기가스(G)의 유동 속도가 저감되어 상기 제1 물 분사 노즐(91), 제2 물 분사 노즐(92) 및 제3 물 분사 노즐(93)로부터 분사된 해수와 배기가스(G)가 열 교환되는 시간이 증가하여 해수의 온도 저감 효과가 더욱 향상될 수 있다. 특히, 상부 이너 플레이트(111,112,113)의 설치 위치와 하부 이너 플레이트(131,132,133)의 설치 위치가 서로 60도 회전한 위치에 엇갈리게 배치되고, 중간에 링 형상의 중간 이너 플레이트(121)가 설치되므로, 해수의 충돌 및 미세 액적으로의 분산 효과와 배기가스(G)의 유동 거리 증가에 따라 충분한 열 교환 시간이 확보될 수 있다.

한편, 배기가스(G)의 원활한 배출이 이뤄지지 않으면 엔진이 배압(배기가스 압력)으로 인한 영향을 받을 수 있으므로, 해수 분무형 적외선 신호 저감장치 내에서 배압이 적절한 범위로 제어될 필요가 있다. 이러한 배압 제어는 배기가스(G)의 유동 공간(A)의 크기 및 형상에 영향을 받는다. 본 실시예에서 배기가스(G)의 유동 공간(A)은 복수의 이너 플레이트들이 배치된 평면 영역을 기준으로 중심부의 빈 공간으로 이해될 수 있다.

배기가스(G)의 유동 공간(A)의 크기 및 형상을 조절하여 배압을 제어하기 위해, 상기 이너 플레이트(100)는 회동 가능한 형태로 구성될 수 있다. 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 해수 분무형 적외선 신호 저감장치의 이너 플레이트의 발췌 구성도이다.

상기 이너 플레이트(100)는 일 지점이 힌지축(102)을 통해 상기 제2 수직관(50)의 내측에 고정되고 상기 힌지축(102)을 중심으로 상기 이너 플레이트(100)가 상기 제2 수직관(50)의 내측으로부터 이격되는 제1 회동(R1) 또는 상기 제2 수직관(50)의 내측으로 밀착되는 제2 회동(R2)이 가능하도록 구성된다. 부호 105는 힌지축(102)을 제2 수직관(50)의 내측에 회동 가능한 형태로 설치하는 결합부이다.

본 실시예의 회동 가능한 이너 플레이트(100)는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 상부 이너 플레이트(111), 제2 상부 이너 플레이트(112) 및 제3 상부 이너 플레이트(113)이거나, 또는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성된 제1 하부 이너 플레이트(131), 제2 하부 이너 플레이트(132) 및 제3 하부 이너 플레이트(133)일 수 있다.

상기 이너 플레이트(100)가 상기 제2 수직관(50)의 내측으로부터 이격되는 제1 회동(R1) 시에는 제2 수직관(50)의 중앙부에 형성된 배기가스(G)의 유동 공간(A)이 면적이 작아지므로 배압이 높아지게 된다. 상기 이너 플레이트(100)가 상기 제2 수직관(50)의 내측으로 밀착되는 제2 회동(R2) 시에는 제2 수직관(50)의 중앙부에 형성된 배기가스(G)의 유동 공간(A)이 면적이 커지므로 배압이 낮아지게 된다. 이러한 조작을 통해 제2 수직관(50)의 중앙부에 형성된 배기가스(G)의 유동 공간(A)에 대한 배압을 적절한 범위로 조절할 수 있다.

일예로, 상기 제1 회동(R1) 또는 제2 회동(R2)을 시키기 위한 회동력 제공 수단은 나사 기구(400)이며, 상기 나사 기구(400)는 나사 회전 방향(B1,B2)에 따라 상기 이너 플레이트(100)를 가압하여 제1 회동 방향으로 회동력을 제공하거나, 상기 이너 플레이트(100)를 끌어 당겨서 제2 회동 방향으로 회동력을 제공하도록 구성된다.

상기 나사 기구(400)는, 상기 제2 수직관(50)에 고정 설치된 너트(402)와, 상기 너트(402)에 나사 결합된 상태로 상기 제2 수직관(50)을 관통하여 상기 이너 플레이트(100) 측을 향하도록 설치되며 회전 조작 방향에 따라 제2 수직관(50)에 대한 관통 깊이(D1,D2)가 변화되는 조절 볼트(404)와, 상기 이너 플레이트(100)와 조절 볼트(404)의 단부를 연결하는 볼 조인트(406,408)를 포함하여 구성된다.

볼 조인트(406,408)는, 조절 볼트(404)의 단부에 형성된 볼 헤드(406)와, 상기 볼 헤드(406)가 약간의 유격을 갖는 상태로 수납되고 상기 이너 플레이트(100)에 고정된 조인트 수납부(408)를 포함하여 구성되며, 조절 볼트(404)의 단부의 직선 이동(D1-D2)을 힌지축(102)을 중심으로 한 이너 플레이트(100)의 회전 운동(R1-R2)으로 변환한다. 원호형을 갖는 복수의 이너 플레이트(100)의 회전 운동(R1-R2)에 의해 제2 수직관(50)의 중앙부에 형성된 배기가스(G)의 유동 공간(A)의 면적이 변화하고 배압이 제어될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10: 엔진 측 연결구
20: 제1 수직관
22: 제1 엘보우
30: 제1 수평관
32: 제2 엘보우
40: 소음기
50: 제2 수직관
60: 배출 측 연결구
72: 제1 벨로우즈
74: 제2 벨로우즈
76: 제3 엘보우
90: 물 분사 노즐
91,92,93: 제1 물 분사 노즐, 제2 물 분사 노즐, 제3 물 분사 노즐
100: 이너 플레이트
111,112,113: 제1 상부 이너 플레이트, 제2 상부 이너 플레이트, 제3 상부 이너 플레이트
121: 중간 이너 플레이트
131,132,133: 제1 하부 이너 플레이트, 제2 하부 이너 플레이트, 제3 하부 이너 플레이트
210: 해수 펌프
212: 제1 밸브
220: 청수 펌프
222: 제2 밸브
300: 제어부
400: 나사 기구
402: 너트
404: 조절 볼트
406,408: 볼 조인트
E: 선박의 엔진 배기 측
G: 배기가스
W: 물

Claims (7)

1. 선박의 엔진 배기 측과 연결되어 배기가스가 유입되는 엔진 측 연결구;
   상기 엔진 측 연결구의 상측에 연결되어 수직 상방으로 연장되며 상단에 제1 엘보우를 구비한 제1 수직관;
   상기 제1 엘보우에 연결되어 수평 방향으로 연장되며 단부에 제2 엘보우를 구비한 제1 수평관;
   상기 제2 엘보우에 제1 벨로우즈를 개재하여 입구부가 연결되고, 상기 제1 수평관의 배치 방향과 다른 수평 방향으로 배치되며, 상기 입구부의 반대측 하부에 수직 하방으로 출구부가 형성된 원통 형상의 소음기;
   상기 소음기의 출구부에 제2 벨로우즈를 개재하여 연결되어 수직 하방으로 연장되며, 해수 또는 청수를 배기가스 유로 내에 하향 분사하는 물 분사 노즐이 설치되고, 분사된 물과 배기가스의 혼합 작용을 제공하는 적어도 하나 이상의 이너 플레이트가 상기 물 분사 노즐의 하부에 설치되며, 하단부에 제3 엘보우를 구비한 제2 수직관; 및
   상기 제3 엘보우에 연결되어 상기 제2 수직관에서 유출되는 배기가스와 물을 선박의 측면부로 배출하는 배출 측 연결구;를 포함하여 구성된 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 물 분사 노즐은 스파이럴 노즐로서 복수의 물 분사 노즐이 하나의 수평면 상에서 상호 이격 배치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이너 플레이트는 상기 복수의 물 분사 노즐로부터 분사된 물의 일부가 충돌하여 더 작은 액적으로 분할된 상태에서 상기 제2 수직관 내부를 유동하는 배기가스와 혼합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 이너 플레이트는 상기 제2 수직관 내부를 유동하는 배기가스의 일부는 충돌하고 배기가스의 나머지 일부는 충돌하지 않고 유동이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 물 분사 노즐은 스파이럴 노즐로서, 제1 물 분사 노즐, 제2 물 분사 노즐 및 제3 물 분사 노즐이 하나의 수평면 상에서 상기 제2 수직관의 중심선을 기준으로 120도 간격으로 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   해수 펌프로부터 물 분사 노즐로의 해수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제1 밸브와, 청수 펌프로부터 물 분사 노즐로의 청수 공급을 개방/폐쇄 제어하는 제2 밸브에 대한 개방/폐쇄 제어를 실행하는 제어부;를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   적외선 신호 저감을 위한 개시 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브를 개방 제어하여 상기 해수 펌프로부터 물 분사 노즐로 해수가 공급되도록 하며,
   적외선 신호 저감에 대한 종료 신호가 입력되면, 상기 제1 밸브를 폐쇄 제어하고 미리 설정된 시간 동안 상기 제2 밸브를 개방 제어하여 상기 청수 펌프로부터 물 분사 노즐로 청수가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 해수 분무형 적외선 신호 저감장치.
   

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