KR100358237B1 - 흠음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흠음장치에 관한 것으로, 공명실(11)을 갖으며 박스형으로 형성한 공명관(10)과, 상기 공명관(10) 일측에 일체형으로 구비된 외부에서 발생된 소음을 내부로 유입하는 포집공(21)을 갖는 안내관(20)으로 이루어지며, 상기 공명관(10)을 공기유동방향과 직교되도록 구성하고, 상기 공명관(10)을 다수개로 적층 배열하여 여러 주파수를 차단하도록 하는 것으로, 기기의 냉각 및 온도조절을 위해 기기실로 유입 또는 유출되는 공기의 흐름을 방해하지 않는 상태에서 기기에서 발생되는 소음이 외부로 전달되는 것을 효과적으로 차단하도록 하는 것이다.

Description

흠음장치{Device that absorb sound}

본 발명은 흠음장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기기실의 풍도에 공명원리를 적용하여 기기로부터 발생되는 소음을 차단하도록 하는 것이다.

대형 변압기 또는 대형펌프 등과 같이 주요기기 들은 그 중요성이나 소음제어 효율성 측면에서 단독적으로 방을 만들어 안전관리 및 소음제어를 하는 경우가 많이 있다.

이때 기기에 필요한 공기유량 제공 또는 기기의 온도조절을 위해 실 내/외를 연결하는 공기 풍도가 제공되게 되며, 이 풍도에 의해 실내에서 실외로 전달되는 소음이 문제시 되게 된다.

이에 따라 공기풍도에는 첨부도면 도1에 도시된 바와같은 종래의 흡음덕트(1)를 제공하는 것이 널리 사용되어지고 있다.

이때 흡음덕트(1)의 흡음재(2)는 공명형흡음재(2a)와 소실형 흡음재(2b)를 사용하고 있는데, 첨부도면 도2a에 도시된 바와같이 일반적으로 널리 사용되고 있는 공명형흡음재(2a)는 장치 또는 부품의 벽체(5)에 설치된다.

그 공명형흡음재(2a)는 다수의 흡음구멍(3)이 천공된 다공판 형태로 형성된다.

이 공명형흡음재(2a)의 다공판은 벽체(5)와 일정간격을 두고 이격되어 설치되며, 이에 따라 다공판과 벽체(5) 사이에는 공명실(4)이 형성되며, 그 공명실(4)에는 공기층이 형성된다.

이 공명실(4)은 공명기 역할을 함으로써, 흡음구멍을 통해 유입되는 특정주파수 소음을 흡음하는 것이다.

즉, 전체 다공판의 표면적에 대한 흡음구멍(3)의 직경의 비율인 개구율, 다공판의 두께 및 공명실(4)의 길이를 매개변수로 하는 공명주파수의 음파가 흡음된다.

이 공명주파수를 식으로 표현하면 다음과 같다.

이 식에 의하면, 동일한 길이의 공명실(4)에서는 소음을 저감하고자 하는 주파수가 낮아질수록 개구율이 낮아지거나 또는 다공판의 두께는 커져야 한다.

여기서, 개구율을 낮추게 되면 비흡음 표면이 증가되며, 다공판의 두께를 증가시키면 공명형흡음재(2a)의 체적이 커지는 문제점이 있다.

한편, 첨부도면 도2b에 도시된 바와같이 음파를 열로 변환시키는 소실형흡음재(2b)는 일정두께를 가지며, 예컨대 500Hz 이상의 고주파수에서 흡음효과가 높은 유리섬유로 형성된다.

이 소실형흡음재(2b) 또한 흡음성을 향상시키기 위해 소실형흡음재(2b)를 벽체(5)에 대해 일정간격을 두고 설치하여 그 소실형흡음재(2b)와 벽체(5) 사이에 흡음공기층이 형성되는 방식이 채택되고 있다.

또한, 다른 하나의 방식으로서, 소음을 저감하고자 하는 주파수를 낮추기 위해 소실형흡음재(2b)의 두께를 증가시키는 방법이 있다.

그러나, 흡음공기층을 형성하는 방식은 고주파수 영역에서는 흡음율이 저하되어 흡음공기층을 무제한적으로 증대시킬 수 없음은 물론 체적 또는 과다한 설치공간이 요구되는 문제점이 있다.

또한, 소실형흡음재(2b)의 두께를 증대시키는 방식은 고가의 재료의 증대로 인해 비용이 과도하게 소요됨은 물론 마찬가지로 체적이 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 기기의 냉각 및 온도조절을 위해 기기실로 유입 또는 유출되는 공기의 흐름을 방해하지 않는 상태에서 기기에서 발생되는 소음이 외부로 전달되는 것을 효과적으로 차단하는 흠음장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공명형 흡음재의 장점을 이용하여 변압기 및 펌프와 같이 특정주파수에 소음에너지가 특정주파수에 집중되어 있는 기기들의 소음을 저감시키기 위한 흠음장치를 제공함에 있다.

도1은 종래의 기술을 이용한 공기풍도용 흡음덕트의 구성도.

도2a,도2b는 종래의 기술에 대한 설명을 하기 위한 사용상태도로서,

도2a는 공명형 흡음재 구성도,

도2b는 소실형 흡음재 구성도.

도3a,도3b은 본 발명의 일 실시예에 대한 개략적인 구성도로서,

도3a는 사시도.

도3b은 측단면도.

도4a,도4b,도4c는 본 발명의 다른 구성상태를 나타낸 요부구성도로서,

도4a는 공명실에 흡음재를 구성한 상태도.

도4b는 포집부의 다른 구성상태도.

도4c는 안내관의 다른 구상상태도.도 5a~5b는 본 발명의 사용상태를 나타낸 예시도.

도6는 본 발명의 흡음장치를 이용한 소음저감 효과 측정상태도.

도7는 본 발명의 흠음장치를 이용한 소음저감 효과 측정에 대한 결과도.♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

50:흠음장치10:공명관 11:공명실

20:안내관 21:포집공

30:흡음재100:임피던스 튜브

110:스피커 120:소음측정기

이하에서 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.첨부된 도면의 도 3a 내지 도 4c에서는 본 발명의 전체적인 외형을 보인 구성도로서 이의 도면중 부호 50은 본 발명의 흠음장치를 표시하고 있다.상기 흠음장치(50)는 공명실(11)을 갖으며 박스형으로 형성한 공명관(10)과, 상기 공명관(10) 일측에 일체형으로 구비된 외부에서 발생된 소음을 내부로 유입하는 포집공(21)을 갖는 안내관(20)으로 이루어진다.상기 공명실(11)을 갖는 공명관(10)은 일정한 크기의 공간을 형성하도록 박스형으로 형성된다.상기 공명관(10) 일측에는 포집공(21)이 형성된 안내관(20)을 일체로 형성한다.

상기 안내관(20)의 포집공(21)은 외부에서 발생되는 소음을 내부로 유입한다.

여기서 안내관(20)의 길이, 공명실(11)이 구비된 공명관(10)의 길이, 안내관(20)의 면적 및 공명실(11)의 면적은 소음저감을 원하는 주파수에 따라 선택적으로 변화시킬 수 있다.

상기 공명관(10)의 포집공(21)에 의해 포집되는 소음은 안내관(20)을 거쳐 공명관(10)의 공명실(11)에서 팽창되어 저감되게 된다.본 발명은 상기 일 실시예에 의해 한정되는 것이 아닌 것으로 첨부 도면 도4a와 같이 공명실(11)을 구비한 공명관(10)의 내벽면에 별도의 흡음재(30)를 설치하여 공명실(11) 내로 흡음되는 소음의 저감효율을 높히도록 구성하였다.또한, 첨부 도면 도4b에 도시된 바와 같이 포집공(21) 부분을 요입되게 형성하여 흡입 효율을 높히도록 구성하였다.또한, 첨부 도면 도4c에 도시된 바와같이 공명실(11) 내로 길게 연장되게 설치되는 안내관(20)의 경우도 전방은 넓고 후방는 작게 구성하여 포집공(21)으로 포집되는 소음을 공명실(11) 내로 안내가 용이하며, 안내된 소음이 외부로 역류되는 현상을 방지한다.

이하, 본 발명에 따른 흠음장치의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 흥음장치는 제한적이진 않지만, 변압기 또는 펌프와 같이 소음에너지가 특정 주파수들에 집중되어 있는 기기들의 공기풍도에 설치하게 되면, 상기 기기들로부터 발생하는 특정수파수의 소음은 포집공(21)에 의해 포집되어 안내관(20)을 통해 공명관(10)에 구비되는 공명실(11)로 안내된다.

이와 같이 공명실(11)로 안내된 소음은 팽창되면서 공명실(11)의 공명관(10) 내벽면에 부딪히면서 급격히 저감된다.

상기와 같은 본 발명은 각 주파수들에 맞는 흡음장치(50)를 첨부 도면 도 5a에 도시된 바와 같이 유체흐름방향과 흠음장치(50)를 평행되게 형성하여 사용한다.또한, 첨부 도면 도 5b에 도시된 바와 같이 흠음장치(50)를 유체흐름방향과 직교되게 배열하여, 포집공(21)이 공기유입 방향으로 설치하여 소음을 차단하게 된다.이와 같이 흡음장치(50)의 포집공(21)을 소음의 진행방향과 일치시켜 소음차단을 극대화시키게 된다.또한, 본 발명에 따른 흠음장치는 모든 주파수에 걸친 소음성능을 공명주파수에만 집중시켰기 때문에 특정주파수에서의 소음저감에 매우 효율적이다.

그리고 종래의 공명형 흡음재의 다공판 역할을 하는 흡음관의 전체 두께가 확장관으로 이어지는 길이 만큼 길어졌기 때문에 동일한 개구율에서는 종래의 공명형 흡음재 보다 공명주파수가 훨씬 낮은 저주파수에 형성됨으로써, 저주파수 소음을 저감하기 위해 흡음관의 두께 또는 길이를 증가시키지 않고도 저주파수의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이와같은 본 발명에 따른 흠음장치는, 일 실시예에 대한 음향특성을 도 6에 예시한 바와 같이 임피던스 튜브(100)내에 설치하여 스피커(110)를 통해 나오는 소음의 저감효율을 소음측정기(120)로 측정하는 방법으로 실험하여, 흠음장치의 차음성능을 나타낸 도 7에서 보는 바와 같이 소음저감 효과 측정에 대한 결과도에서 확연하게 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기기 또는 기계장치에서 발생되는 특정주파수의 소음을 공명형 흡음방식을 이용하여 저감시킬 수 있으므로 차음성능이 현저히 향상되는 효과가 있는 것이다.

또한, 얇은 두께 및 길이로 구성하여 콤팩트하고 체적이 소형화됨으로써 제품성이 향상되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 기기 또는 기계장치를 포함하는 실내에서 실외로 전파되는 소음을 차단하기 위한 흡음장치에 있어서,

   공명실(11)을 갖으며 박스형으로 형성한 공명관(10)과,

   상기 공명관(10) 일측에 일체형으로 구비된 외부에서 발생된 소음을 내부로 유입하는 포집공(21)을 갖는 안내관(20)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공명관(10)을 공기유동 방향과 직교되도록 구성한 것을 특징으로 하는 흠음장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 공명관(10)을 다수개로 적층 배열하여 여러 주파수를 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 흠음장치.