KR20240042703A - 소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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KR20240042703A
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이기승
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Abstract

본 발명은 선박의 프로펠러 후방에 구비되고, 외주면 둘레에 복수의 공기분사홀이 형성되어, 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 기포를 형성하는 공기분사부재, 공기분사부재로 공기를 공급하는 공기공급수단 및 공기분사부재에 구비되고, 공기분사홀을 통해 분사되는 공기의 방향을 프로펠러의 후류 쪽으로 전환시켜 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하는 분사가이드부를 포함하는 소음 저감 장치를 제공한다.

Description

소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박{AN APPARATUS FOR REDUCING NOISE AND A SHIP EQUIPPED WITH THE SAME}
본 발명은 소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 프로펠러에서 발생하는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 선박은 선체의 후미에 프로펠러를 포함하는 추진기가 장착되며, 프로펠러의 회전에 의해 전방 추력이 발생하여 운항하게 된다.
프로펠러는 선박의 운항 시 빠른 속도로 회전하기 때문에, 프로펠러 블레이드 주위에는 공동현상(cavitation)이 발생하게 된다.
여기서, 공동현상은 프로펠러가 회전할 때 블레이드 주위의 압력 차 때문에 해수가 기화하는 현상을 말하며, 블레이드가 회전함에 따라 블레이드 면의 압력 분포가 블레이드의 위치에 따라 변하게 되어 공동이 발생하였다가 소멸되는 과정이 되풀이 되면서 심각한 소음이 발생된다.
이와 같이 프로펠러의 공동현상에 의해 발생되는 수중방사소음은 연안 생태계를 교란시키는 문제가 있어, 최근에는 수중방사소음을 해결하기 위한 기술이 개발되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 선박 프로펠러의 소음 저감 방식을 도시한 것이다.
도 1의 (a)를 참조하면, Masker belt 방식은, 선체 중앙부에 벨트 형태의 분사장치(11)를 구비하여, 분사장치(11)를 통해 선미 쪽으로 공기를 분사하여 선체에서 발생하는 소음을 저감시키도록 하고 있으나, 주요 소음원인 프로펠러(12)에서 발생하는 수중방사소음은 효과적으로 차단하지 못하는 단점이 있다.
또한, 도 1의 (b)를 참조하면, 선체의 선미에 분사부(21)를 구비하여, 분사부(21)를 통해 후방의 프로펠러(22) 쪽으로 공기를 분사하는 방식은, 분사된 공기가 프로펠러(22)의 공동현상을 지연시켜 소음의 크기를 줄일 수 있으나 소음 저감 효과가 크지 않고, 프로펠러(22)의 후류 쪽에서 발생하는 수중방사소음은 효과적으로 차단하지 못하는 단점이 있다.
공개특허 제2011-0093570호(공개일: 2011.08.18) "기포발생기를 구비하는 선박"
본 발명에서는 소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박, 구체적으로는 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하여 프로펠러에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음 저감 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 선박의 프로펠러 후방에 구비되고, 외주면 둘레에 복수의 공기분사홀이 형성되어, 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 기포를 형성하는 공기분사부재, 공기분사부재로 공기를 공급하는 공기공급수단 및 공기분사부재에 구비되고, 공기분사홀을 통해 분사되는 공기의 방향을 프로펠러의 후류 쪽으로 전환시켜 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하는 분사가이드부를 포함하는 소음 저감 장치를 제공한다.
또한, 공기분사부재는 프로펠러의 후단 또는 프로펠러 축의 끝단에 결합되어, 프로펠러와 함께 회전하며 공기를 분사하고, 분사가이드부는 분사된 공기를 프로펠러의 후류 쪽으로 이동시킴으로써, 분사된 공기가 프로펠러의 회전 원심력에 의해 소용돌이 형태로 분산되어 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막이 형성되는 소음 저감 장치를 제공한다.
또한, 공기분사부재는 원통형의 캡 형태로 형성되고, 분사가이드부는 공기분사부재의 후단 둘레에서 공기분사홀과 인접한 위치에 단턱 형태로 돌출되게 형성되되, 분사가이드부에 형성된 단턱면은 프로펠러의 블레이드와 대향하게 배치되고, 공기분사홀을 통해 분사되는 공기를 프로펠러 쪽으로 이동시키도록 소정각도 경사지게 형성되는 소음 저감 장치를 제공한다.
또한, 분사가이드부의 단턱면은 공기분사홀과 인접한 하단 부분에 비하여 상단 부분이 프로펠러 쪽으로 돌출되게 경사진 형태로 형성되고, 공기분사홀은 단턱면의 하단을 향해 공기를 분사하도록 형성되어, 공기분사홀에서 분사되는 공기가 경사진 단턱면에 걸쳐지면서 방향이 전환되어 프로펠러 쪽으로 이송되고, 프로펠러의 후류 영역을 감싸는 우산 형태의 소음 차단막을 형성하는 소음 저감 장치를 제공한다.
또한, 공기분사부재에 구비되고, 분사가이드부의 돌출 높이 또는 각도를 조절하는 조정부재를 더 포함하고, 조정부재는, 분사가이드부를 공기분사부재에서 돌출시키거나 공기분사부재 내측으로 인입시키며 분사가이드부의 돌출 높이를 조절하는 제1 조정부 및 분사가이드부를 회전시켜 각도를 조절하는 제2 조정부를 포함하는 소음 저감 장치를 제공한다.
또한, 프로펠러와 인접한 선체 부분 또는 공기분사부재에 구비되고, 프로펠러에서 발생되는 소음량을 검출하는 센서부 및 센서부로부터 전달되는 검출값에 따라 공기공급수단 또는 조정부재를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제어부는, 센서부로부터 검출된 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 공기공급수단을 통해 공급되는 공기량 또는 공기 압력을 증가시켜 공기분사부재를 통한 공기 분사량을 증대시킴으로써, 프로펠러의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 소음 차단 효과를 향상시키거나, 조정부재를 통해 분사가이드부의 돌출 길이 또는 각도를 조절하여, 분사가이드부에 의한 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절함으로써, 프로펠러의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 크기를 조절하여 소음 차단 효과를 향상시키는 소음 저감 장치를 제공한다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는, 선체 내에 구비되는 압축공기생성부, 선체에 설치되는 프로펠러 축, 프로펠러 축에 결합되는 프로펠러, 프로펠러의 후단 또는 프로펠러 축의 끝단에 결합되고, 외주면에 형성된 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 기포를 형성하는 공기분사부재, 공기분사부재에 의해 분사되는 공기의 방향을 프로펠러의 후류 쪽으로 전환시켜 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하는 분사가이드부, 프로펠러의 전단에 연결되고 프로펠러 축을 감싸며 결합되는 제1 하우징, 선체의 후미에 구비되고 제1 하우징을 감싸도록 형성되어, 제1 하우징과의 사이에 오일 또는 공기 유동을 위한 공간부를 형성하는 제2 하우징, 압축공기생성부와 연결되고, 선체와 제2 하우징을 관통하여 공간부에 연결되는 제1 에어라인 및 공간부와 연결되고, 제1 하우징, 프로펠러 및 공기분사부재를 관통하여 복수의 공기분사홀과 연결되는 제2 에어라인을 포함하는 선박을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치는, 프로펠러의 후방에 공기분사부재를 구비하고, 공기분사부재에서 분사되는 공기를 분사가이드부를 통해 프로펠러의 후류 영역으로 이동시킴으로써, 프로펠러의 회전 원심력에 의해 공기가 소용돌이 형태로 분산되어 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막이 형성될 수 있고, 소음 차단막을 통해 프로펠러에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 프로펠러에서 발생되는 소음량을 검출하고, 검출된 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 프로펠러 후류 영역으로 공기 분사량를 증대시키거나, 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절하여, 소음 차단막에 의한 소음 차단 효과를 증대시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 선박 프로펠러의 소음 저감 방식을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치의 공기 분사 구조를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치의 공기 분사 형태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 내 공기공급수단과 공기분사부재를 연결하는 에어라인의 구조를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 장치를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 장치에 센서부 및 제어부를 포함한 구조를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)의 공기 분사 구조를 도시한 것이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)의 공기 분사 형태를 도시한 것이다.
본 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)는, 프로펠러(230)의 후방에 공기분사부재(110)를 구비하고, 공기분사부재(110)에서 분사되는 공기를 분사가이드부(130)를 통해 프로펠러(230) 쪽으로 이동시켜, 프로펠러(230)의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성함으로써 프로펠러(230)에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)는, 공기분사부재(110), 공기공급수단(120) 및 분사가이드부(130)를 포함할 수 있다.
공기분사부재(110)는 선체(210)에서 프로펠러(230)의 후방에 구비되고, 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 소음 차단을 위한 기포를 형성할 수 있다.
구체적으로, 공기분사부재(110)는 캡 형태로 형성되어 프로펠러(230)의 후단 또는 프로펠러 축(220)의 끝단에 결합될 수 있고, 외주면 둘레에 복수의 공기분사홀(111)이 형성될 수 있다.
일 예로써, 본 실시예의 공기분사부재(110)는 원통형의 캡 형태로 형성되고, 원주면 둘레를 따라 일정 간격으로 공기분사홀(111)이 형성될 수 있으며, 프로펠러(230)가 구비된 프로펠러 축(220)의 끝단에 결합되어, 프로펠러 축(220)의 회전력에 의해 프로펠러(230)와 함께 회전될 수 있다.
이러한 공기분사부재(110)는 외주면 둘레에 형성된 복수의 공기분사홀(111)을 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 공기를 분사하여 기포에 의한 소음 차단막을 형성함으로써, 선박의 프로펠러(230)에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
통상 선박의 선미에 배치되어 추력을 발생시키는 프로펠러는 고속 회전 시, 흡입을 받는 프로펠러의 전면과, 압력을 받는 프로펠러의 후면 간의 압력 차가 커지게 되면서 공동현상(Cavitation)이 발생되는데, 공동현상에 의한 강한 충격파로 인하여 수중방사소음이 발생되며, 이에 따라 본 실시예에서는 공기분사부재(110)를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 공기를 분사하여 기포에 의한 소음 차단막을 형성함으로써 프로펠러(230)에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
즉, 본 실시예의 공기분사부재(110)는 프로펠러(230)의 후방에서 복수의 공기분사홀(111)을 통해 공기를 분사하고, 분사된 공기가 후술되는 분사가이드부(130)에 의해 프로펠러(230)의 블레이드 쪽으로 이송되는데, 공기분사부재(110)가 프로펠러(230)와 함께 회전하며 공기를 분사함으로써, 분사된 공기가 프로펠러(230)의 회전 원심력에 의해 소용돌이 형태로 분산되어 프로펠러(230)의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막이 형성될 수 있다.
공기공급수단(120)은 선체(210) 내에 구비되어 공기분사부재(110)로 공기를 공급할 수 있다.
일 예로써, 공기공급수단(120)은 선체(210) 내에 구비되는 컴프레셔(compressor) 등의 압축공기생성부(121)와, 압축공기생성부(121)와 공기분사부재(110)에 형성된 복수의 공기분사홀(111)을 연결하는 에어라인(122)을 포함할 수 있다.
여기서, 에어라인(122)은 선체(210) 내 압축공기생성부(121)로부터 공급되는 공기를 프로펠러(230)를 관통하여 공기분사부재(110)의 공기분사홀(111)로 이송하도록 형성될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
또한, 다른 예로써, 공기공급수단(120)은 공기분사부재(110)의 내부에 구비되어, 복수의 공기분사홀(111)로 공기를 공급할 수도 있다.
분사가이드부(130)는 공기분사부재(110)에 구비되고, 복수의 공기분사홀(111)을 통해 분사되는 공기의 방향을 프로펠러(230) 쪽으로 전환시킬 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 분사가이드부(130)는 공기분사부재(110)의 후단 둘레에서 공기분사홀(111)과 인접한 위치에 "ㄱ"의 단턱 형태로 돌출되게 형성될 수 있다.
이때, 분사가이드부(130)의 단턱면(131)은 프로펠러(230)의 블레이드와 대향하게 배치될 수 있고, 공기분사홀(111)을 통해 분사되는 공기를 프로펠러(230) 쪽으로 이동시키도록 소정각도 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 단턱면(131)은 공기분사홀(111)과 인접한 하단 부분에 비하여, 상단 부분이 프로펠러(230) 쪽으로 돌출되게 경사진 형태로 형성될 수 있다.
또한, 공기분사부재(110)에 형성된 공기분사홀(111)은 분사가이드부(130)의 단턱면(131) 하단을 향해 공기를 분사하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 복수의 공기분사홀(111)에서 분사되는 공기는 경사진 단턱면(131)에 걸쳐지면서 방향이 전환되어 전방 쪽인 프로펠러(230) 쪽으로 이송될 수 있고, 프로펠러(230)의 후류 영역을 감싸는 우산 형태의 소음 차단막을 형성할 수 있다.
이 과정에서는, 복수의 공기분사홀(111)에서 분사되는 공기가 프로펠러(230)의 회전 원심력에 의해 소용돌이 형태로 분산됨으로써, 프로펠러(230)에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)는, 공기 분사에 의해 형성된 기포를 이용하여 프로펠러(230)의 후류 영역을 감싸는 우산 형태의 소음 차단막을 형성함으로써, 프로펠러(230)에서 방사되는 소음을 용이하게 차단할 수 있음은 물론, 기존의 프로펠러(230) 블레이드에 공기를 분사하는 방식에 비해, 프로펠러(230)의 후류를 통해 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 분사가이드부(130)가 단턱 형태로 형성된 것에 대해 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 단턱 형태 이외에도 공기의 분사 방향을 전환시킬 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있음은 자명하다.
한편, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 내 공기공급수단(120)과 공기분사부재(110)를 연결하는 에어라인(122)의 구조를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박(200)은, 선체(210)의 후미에 프로펠러 축(220)이 회전 가능하게 설치되고, 프로펠러 축(220)에 프로펠러(230)가 결합되며, 캡 형태의 공기분사부재(110)가 프로펠러(230)의 후단 또는 프로펠러 축(220)의 끝단에 결합되어, 프로펠러 축(220)의 회전력에 의해 프로펠러(230)와 함께 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 프로펠러(230)의 전단에는 프로펠러 축(220)을 감싸며 결합되는 제1 하우징(240)이 구비되고, 선체(210)의 후미에는 제1 하우징(240)을 감싸는 제2 하우징(250)이 구비되며, 제1 하우징(240)과 제2 하우징(250) 사이에는 공간부(260)가 형성될 수 있다.
여기서, 공간부(260)는 오일이 유동하는 선체(210)와 프로펠러 축(220)의 사이 공간과 연결될 수 있고, 공간부(260)에는 오일의 누출을 방지하는 밀폐부재(270)가 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 공기공급수단(120)의 압축공기생성부(121)는 선체(210) 내에 구비되고, 압축공기생성부(121)와 연결되는 제1 에어라인(122a)은 제2 하우징(250)을 관통하여 공간부(260)로 연결될 수 있다.
이때, 제1 에어라인(122a)과 연결되는 공간부(260) 내에는 밀폐부재(270)에 의해 차폐된 공기이송공간(261)이 형성될 수 있고, 공기이송공간(261)과 연결되는 제2 에어라인(122b)은 제1 하우징(240), 프로펠러(230) 및 공기분사부재(110)를 관통하여 공기분사홀(111)에 연결될 수 있다.
이와 같은 구성으로, 선체(210) 내 컴프레셔 등의 압축공기생성부(121)에서 공급되는 공기는 선체(210) 및 제2 하우징(250)을 관통하는 제1 에어라인(122a)을 따라 공간부(260) 내 공기이송공간(261)을 통과하여, 제1 하우징(240), 프로펠러(230) 및 공기분사부재(110)를 관통하는 제2 에어라인(122b)을 따라 공기분사홀(111)을 통해 기포 형태로 배출될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)는, 상술한 제1 실시예의 소음 저감 장치(100)와 비교하여, 공기 분사 방향을 프로펠러(230) 쪽으로 전환시키는 분사가이드부(130)의 돌출 높이 또는 각도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 소음 저감 장치(300)는 공기분사부재(110)에 구비되어 분사가이드부(130)의 돌출 높이 또는 각도를 조절하는 조정부재(310)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 분사가이드부(130)는 공기분사부재(110)의 후단 둘레에 복수로 분할된 형태로 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예의 분사가이드부(130)는 공기분사부재(110) 후단의 원주 둘레를 따라 복수로 배치되어, 공기분사부재(110)에 형성된 복수의 공기분사홀(111)을 통해 분사되는 공기의 방향을 프로펠러(230) 쪽으로 전환시킬 수 있다.
또한, 일 예로써, 도 7에 도시된 바와 같이, 조정부재(310)는 실린더(312) 구조 또는 랙/피니언기어(313,314)와 모터(미도시) 구조를 갖는 제1 조정부(311)를 포함할 수 있고, 이러한 제1 조정부(311)를 통해 각각의 분사가이드부(130)를 공기분사부재(110)에서 돌출시키거나 공기분사부재(110) 내측으로 인입시킬 수 있으며, 분사가이드부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있다.
이에 따라, 공기분사부재(110)의 공기분사홀(111)에서 공기가 분사될 때, 조정부재(310)를 동작시켜 분사가이드부(130)를 돌출 높이를 조절함으로써, 분사가이드부(130)에 의한 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절할 수 있으며, 이를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 크기를 조절할 수 있다.
더불어, 공기분사부재(110)에서 공기를 분사하지 않을 때에는 조정부재(310)를 통해 분사가이드부(130)를 공기분사부재(110) 내측으로 인입시킬 수 있다.
또한, 다른 예로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 조정부재(310)는 모터(미도시)를 통해 분사가이드부(130)를 회전시켜 각도를 조절할 수 있는 제2 조정부(315)를 더 포함할 수 있고, 이를 통해 분사가이드부(130)의 각도를 조절하여, 분사가이드부(130)에 의한 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절할 수 있으며, 이를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 크기를 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)에 센서부(320) 및 제어부(미도시)를 포함한 구조를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)는, 프로펠러(230)에서 발생하는 소음량을 검출하는 센서부(320)와, 센서부(320)로부터 전달되는 검출값에 따라 공기공급수단(120) 또는 조정부재(310)를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 공기공급수단(120)은 제어부(미도시)의 제어에 따라 공기분사부재(110)로 공급되는 공기량 또는 공기 압력을 조절할 수 있다.
센서부(320)는 프로펠러(230)와 인접한 선체 부분 또는 공기분사부재(110)에 구비되어 프로펠러(230)에서 발생되는 소음량을 검출할 수 있다.
또한, 제어부(미도시)는 센서부(320)로부터 검출되는 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 상황에 따라 공기공급수단(120) 또는 조정부재(310)를 제어하여, 소음 차단 효과를 증대시킬 수 있다.
본 실시예의 소음 저감 장치(300)는, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 공기공급수단(120), 공기분사부재(110) 및 분사가이드부(130)를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성할 수 있는데, 일 예로써, 프로펠러(230)의 회전속도 증가 등에 의해 프로펠러(230)에서 발생하는 소음량이 증가되어, 센서부(320)로부터 검출되는 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 제어부(미도시)는 공기공급수단(120)을 제어하여 공기 분사량을 늘리거나 공기 압력을 증가시켜, 프로펠러(230)의 후류 영역에 형성되는 기포량을 증대시킴으로써 기포에 의한 소음 차단막의 소음 차단 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
더욱이, 제어부(미도시)는 조정부재(310)를 제어하여 공기분사부재(110)로부터 분사가이드부(130)의 돌출 높이 또는 각도를 조절함으로써, 분사가이드부(130)에 의한 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절할 수 있으며, 이를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 크기를 조절하여 소음 차단 효과를 증대시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)는, 프로펠러(230)의 후방에 공기분사부재(110)를 구비하고, 공기분사부재(110)에서 분사되는 공기를 분사가이드부(130)를 통해 프로펠러(230)의 후류 영역으로 이동시킴으로써, 프로펠러(230)의 회전 원심력에 의해 공기가 소용돌이 형태로 분산되어 프로펠러(230)의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막이 형성될 수 있고, 소음 차단막을 통해 프로펠러(230)에서 발생되는 수중방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 프로펠러(230)에서 발생되는 소음량을 검출하고, 검출된 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 프로펠러(230) 후류 영역으로 공기 분사량를 증대시키거나, 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절하여, 소음 차단막에 의한 소음 차단 효과를 증대시킬 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 300 : 소음 저감 장치 110 : 공기분사부재
120 : 공기공급수단 130 : 분사가이드부
200 : 선박 210 : 선체
220 : 프로펠러 축 230 : 프로펠러
240 : 제1 하우징 250 : 제2 하우징
260 : 공간부 270 : 밀폐부재
310 : 조정부재 320 : 센서부

Claims (8)

  1. 선박의 프로펠러 후방에 구비되고, 외주면 둘레에 복수의 공기분사홀이 형성되어, 상기 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 기포를 형성하는 공기분사부재;
    상기 공기분사부재로 공기를 공급하는 공기공급수단; 및
    상기 공기분사부재에 구비되고, 상기 공기분사홀을 통해 분사되는 공기의 방향을 상기 프로펠러의 후류 쪽으로 전환시켜 상기 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하는 분사가이드부를 포함하는 소음 저감 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기분사부재는 상기 프로펠러의 후단 또는 프로펠러 축의 끝단에 결합되어, 상기 프로펠러와 함께 회전하며 공기를 분사하고, 상기 분사가이드부는 상기 분사된 공기를 상기 프로펠러의 후류 쪽으로 이동시킴으로써, 상기 분사된 공기가 상기 프로펠러의 회전 원심력에 의해 소용돌이 형태로 분산되어 상기 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막이 형성되는 소음 저감 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공기분사부재는 원통형의 캡 형태로 형성되고,
    상기 분사가이드부는 상기 공기분사부재의 후단 둘레에서 상기 공기분사홀과 인접한 위치에 단턱 형태로 돌출되게 형성되되,
    상기 분사가이드부에 형성된 단턱면은 상기 프로펠러의 블레이드와 대향하게 배치되고, 상기 공기분사홀을 통해 분사되는 공기를 상기 프로펠러 쪽으로 이동시키도록 소정각도 경사지게 형성되는 소음 저감 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분사가이드부의 단턱면은 상기 공기분사홀과 인접한 하단 부분에 비하여 상단 부분이 상기 프로펠러 쪽으로 돌출되게 경사진 형태로 형성되고,
    상기 공기분사홀은 상기 단턱면의 하단을 향해 공기를 분사하도록 형성되어,
    상기 공기분사홀에서 분사되는 공기가 상기 경사진 단턱면에 걸쳐지면서 방향이 전환되어 상기 프로펠러 쪽으로 이송되고, 상기 프로펠러의 후류 영역을 감싸는 우산 형태의 소음 차단막을 형성하는 소음 저감 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공기분사부재에 구비되고, 상기 분사가이드부의 돌출 높이 또는 각도를 조절하는 조정부재를 더 포함하고,
    상기 조정부재는,
    상기 분사가이드부를 상기 공기분사부재에서 돌출시키거나 상기 공기분사부재 내측으로 인입시키며 상기 분사가이드부의 돌출 높이를 조절하는 제1 조정부; 및
    상기 분사가이드부를 회전시켜 각도를 조절하는 제2 조정부를 포함하는 소음 저감 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프로펠러와 인접한 선체 부분 또는 상기 공기분사부재에 구비되고, 상기 프로펠러에서 발생되는 소음량을 검출하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 전달되는 검출값에 따라 상기 공기공급수단 또는 상기 조정부재를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 검출된 소음량이 기 설정된 범위를 초과하는 경우,
    상기 공기공급수단을 통해 공급되는 공기량 또는 공기 압력을 증가시켜 상기 공기분사부재를 통한 공기 분사량을 증대시킴으로써, 상기 프로펠러의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 소음 차단 효과를 향상시키거나,
    상기 조정부재를 통해 분사가이드부의 돌출 길이 또는 각도를 조절하여, 상기 분사가이드부에 의한 공기 분사 방향 또는 분사 범위를 조절함으로써, 상기 프로펠러의 후류 영역에 형성되는 소음 차단막의 크기를 조절하여 소음 차단 효과를 향상시키는 소음 저감 장치.
  7. 선체 내에 구비되는 압축공기생성부;
    상기 선체에 설치되는 프로펠러 축;
    상기 프로펠러 축에 결합되는 프로펠러;
    상기 프로펠러의 후단 또는 상기 프로펠러 축의 끝단에 결합되고, 외주면에 형성된 복수의 공기분사홀을 통해 공기를 분사하여 기포를 형성하는 공기분사부재;
    상기 공기분사부재에 의해 분사되는 공기의 방향을 상기 프로펠러의 후류 쪽으로 전환시켜 상기 프로펠러의 후류 영역에 기포에 의한 소음 차단막을 형성하는 분사가이드부;
    상기 프로펠러의 전단에 연결되고 상기 프로펠러 축을 감싸며 결합되는 제1 하우징;
    선체의 후미에 구비되고 상기 제1 하우징을 감싸도록 형성되어, 상기 제1 하우징과의 사이에 오일 또는 공기 유동을 위한 공간부를 형성하는 제2 하우징;
    상기 압축공기생성부와 연결되고, 상기 선체와 상기 제2 하우징을 관통하여 상기 공간부에 연결되는 제1 에어라인; 및
    상기 공간부와 연결되고, 상기 제1 하우징, 상기 프로펠러 및 상기 공기분사부재를 관통하여 상기 복수의 공기분사홀과 연결되는 제2 에어라인을 포함하는 선박.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 공간부는 오일이 유동하는 상기 선체와 상기 프로펠러 축의 사이 공간과 연결되고,
    상기 공간부 내에는 상기 밀폐부재에 의해 차폐된 공기이송공간이 형성되고, 상기 공기이송공간에 상기 제1 에어라인과 제2 에어라인이 연결되는 선박.
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