KR100927197B1 - 복합간섭형 소음 감소 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합간섭형 소음 감소 장치에 관한 것으로, 선단효과에 의하여 소음이 집중되는 방음벽의 상단에서 소음을 다중회절원리에 의해 흡수하여 소멸하게 하며 소음의 경로를 길게 함으로써 소음의 감소효과를 향상함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소 장치는, 중앙의 제1프레임의 좌우 양측에 제2,3프레임이 상기 제1프레임 보다 낮은 산의 형태로 배열되면서 하나 이상의 연결홈과 하나 이상의 연결돌기를 통해 연쇄적으로 조립되어 이루어진 프레임 조립체(100)와; 상기 프레임 조립체의 제2,3프레임에 각각 형성되어 상기 프레임 조립체를 방음벽 상부에 고정하는 고정앵글(200)을 포함하며, 상기 제1 내지 제3프레임은, 내부가 중공인 관형으로서 통공(112,122,132)이 구비된 프레임 본체(111,121,131), 상기 프레임 본체의 내부에 일체로 형성되며 상기 통공을 통해 유입된 소음(음파)이 상기 프레임 본체 내부를 순환한 후 상기 통공을 통해 배출되도록 나선형으로 형성된 회절안내구(113,123,133)로 구성되고, 상기 제2,3프레임은 소음이 상기 제2,3프레임 본체의 통공을 통해 상기 제2,3프레임 본체에 유입되도록 유도하는 가이드부재(124,134)가 포함된다.

방음벽, 소음, 간섭, 스피리트

Description

복합간섭형 소음 감소 장치{SOUND INTERFERENCE DEVICE}

본 발명은 소음 감소 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선단효과에 의하여 소음이 집중되는 방음벽의 상단에서 소음을 다중회절원리에 의해 흡수하여 소멸하게 하며 또한 소음의 경로를 길게 함으로써 소음의 감소효과를 향상할 수 있는 복합간섭형 소음 감소 장치에 관한 것이다.

통상적으로 도로나 철로와 같은 소음 발생원으로부터 주거지역으로 전파되는 소음은 방음벽에 의하여 차단함으로서 보다 쾌적한 주거환경을 유지시키도록 하고 있으나 도로변의 주거지역이 점차 고층화됨에 따라 건물의 상층부에는 방음벽에 의

한 소음 저감효과가 미흡하였다.

그러나 건물 상층부의 소음저감을 위하여 방음벽을 보다 높게 설치하는 것은 방음벽을 풍압에 저항할 수 있게 기초부와 방음벽의 구조를 더욱 보강하여야 한다는 비용상의 부담은 물론 방음벽에 의하여 동절기에 그늘지는 부분이 증대되어 노면의 동결과 같은 부작용이 발생하며 저층부 주거인의 시야를 제한하여 또 다른 주 거환경 저해요인이 됨으로써 최근 선진국에서는 방음벽의 일정높이를 초과하지 않도록 이를 제한하고 있는 추세이므로 제한된 높이의 방음벽에서 소음차단효과를 극대화할 수 있는 시도가 이루어지고 있다.

종래 방음벽 상단에 설치되는 소음을 저감하는 구조로는 방음벽의 상단에서 도로면을 향하여 15ㅀ정도 경사지는 경사판을 설치하여 소음을 반사할 수 있게 한 것이 일반적이었으며 소음의 회절현상을 저감할 수 있도록 소음의 간섭 소멸효과를 응용한 것으로는 대한민국 등록실용신안 제34585호와 같이 하단은 도로면을 향하고 상단은 도로의 바깥지역을 향하도록 경사지게 장착되는 바닥부재와 바닥부재의 길이 방향, 즉 방음벽의 길이방향으로 소정간격을 유지하면서 구비되는 다수의 원기둥 형상의 환봉에 의한 '경사식 다중 회절 경로차 방식'의 것과 또 다른 회절현상 저감방식으로는 대한민국 등록실용신안 제360496호에서와 같이 다수의 흡음공이 형성된 전면판과 전면판의 상부에서 앞쪽으로 상향 돌출되면서 뒤쪽으로 만곡되는 형상을 하는 상부반사판과 일체형 구조를 이루며 상기 전면판의 앞쪽 소음을 흡입공으로 안내하기 위한 다수의 안내격막을 일정 간격으로 구비하고 내부에는 흡음재가 충진되는 '회절음 저감판'과 또 다른 간섭 소멸장치로는 굴곡된 스피리트(Split)내를 통과하는 소음과 스피리트 위를 통과하는 소음이 적절한 위치에서 서로 만나게 함으로서 간섭효과를 유발시키는 '통과 경로차 방식'의 것은 소음의 주파수 튜닝을 위하여 소음을 받아들여 튜닝 후 다시 배출하는 소음의 입사구와 배출구가 동일한 형식으로 전체적인 형상은 부채꼴 형상의 스피리트를 구비하는 소음간섭파 변조장치가 있었다.

그러나 상기와 같은 소음의 간섭소멸을 응용한 방식의 것은 특정주파수 영역에서는 소멸 간섭으로 인해 효과가 좋아지지만 이와 더불어 보강간섭으로 인해 나빠지는 주파수 영역도 발생하게 된다는 문제점이 있었다. 또한 상기와 같이 회절음 저감판과 내부 스피리트 및 다수의 안내격막이 일체화된 형태를 갖추기 위해서는 사출금형에 의해 제작되어야 함이 불가피한데 이럴 경우 응용되어 생산되는 제품은 금형 사출기술의 특성상 방음벽 길이방향으로의 제품길이가 제한될 수밖에 없는데 이러한 이유로 상기 방식에 의해 제작된 제품은 최대 단위 길이가 25cm이하에 불과하여 2개의 지주가 1경간으로 구성되는 방음벽 한 경간에 설치하기 위해서는 최소한 10 개 이상의 단위 제품을 분할 사출하여 이를 방음벽 길이방향으로 연결조립한 후 다시 방음벽 상단에 안착시키는 받침용 연결부재와 함께 조립해야 하는 문제점이 있었다. 또한 상기와 같이 일체형 사출제작방식은 개별 도로 및 철로의 주파수별 소음특성을 감안하여 스피리트의 위치 및 개수를 조절할 수 없어 최적의 간섭소멸효과를 얻는 데 있어 커다란 장애가 되고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원된 특허받은 특허 제678298호(단면 및 길이의 최적화 조정이 가능한 복합간섭형소음감소장치)가 있다.

선 특허 제678298호는 방음벽의 높이를 증가시키지 않으면서 방음벽을 넘어 전파되는 소음을 효과적으로 감소시킬 뿐만 아니라 간섭현상을 방지할 수 있는 효과가 있지만, 방음벽의 높이를 증가시키지 않고 소음을 감소하는데 한계가 있기 때문에 소음 감소 효과가 크지 않은 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방음벽의 높이를 증가시키지 않으면서 다중회절원리에 의해 소음을 흡수하여 소멸시키며 소음의 경로를 길게 함으로써 소음 감소 효과를 높이고 보강간섭현상을 방지할 수 있는 복합간섭형 소음 감소 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소장치는, 중앙의 제1프레임의 좌우 양측에 제2,3프레임이 상기 제1프레임 보다 낮은 산의 형태로 배열되면서 하나 이상의 연결홈과 하나 이상의 연결돌기를 통해 연쇄적으로 조립되어 이루어진 프레임 조립체와; 상기 프레임 조립체의 제2,3프레임에 각각 형성되어 상기 프레임 조립체를 방음벽 상부에 고정하는 고정앵글을 포함하며, 상기 제1 내지 제3프레임은, 내부가 중공인 관형으로서 통공이 구비된 프레임 본체, 상기 프레임 본체의 내부에 일체로 형성되며 상기 통공을 통해 유입된 소음이 상기 프레임 본체 내부를 순환한 후 상기 통공을 통해 배출되도록 나선형으로 형성된 회절안내구로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복합간섭형 소음 감소 장치에 의하면, 도로 및 철로에서 발 생하는 소음(음파)을 반사 및 흡수하여 소멸시킴과 함께 개별 소음원의 주파수별 특성을 고려하여 방음벽을 타고 상승하는 소음이 최적의 간섭경로를 거치도록 함으로써 다중회절 간섭소멸 및 반사경로차 간섭소멸시켜 소멸간섭시 발생하는 보강간섭현상을 최소화할 수 있다.

그리고, 공기를 매질로 하는 소음이 프레임 본체 내부를 순환한 후 최상단의 스피리트를 통과하여 유동경로가 길어짐으로써 소음 감소 효과를 더욱 크게 할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소 장치는, 방음벽(1)(방음벽, 방음판을 포함하는 방음 시설을 말한다) 상부에 결합되는 프레임 조립체(100)와; 프레임 조립체(100)를 방음벽(1)에 고정하는 고정앵글(200)과; 프레임 조립체(100)에 형성되며 방음벽(1) 주위의 소음을 감소시키는 소음감소수단으로 구성된다.

프레임 조립체(100)는, 방음벽 상단부에 장착되는 것이며 3개의 프레임 즉 제1 내지 제3프레임(110,120,130)으로 이루어진다.

제1 내지 제3프레임(110,120,130)은 도 1을 기준으로 할 때 산의 형태로 배열되며, 중앙에 배치되는 것을 제1프레임(110)이라 하고, 제1프레임(110)의 좌우 양측에 있는 것을 제2,3프레임(120,130)이라 하며, 이하 각각의 프레임(110,120,130)의 구조에 대해 설명한다.

제1프레임(110)은 내부가 중공인 관형이며 측방향을 향해 개방된 제1통공(112)이 구비된 제1프레임 본체(111), 제1프레임 본체(111)의 내부에 일체로 형성되며 제1통공(112)을 통해 유입된 소음(음파)이 제1프레임 본체(111) 내부를 순환한 후 제1통공(112)을 통해 배출되도록 형성된 제1회절안내구(113)로 구성된다.

제1회절안내구(113)는, 제1프레임 본체(111)의 내주면과의 사이에 유로를 형성하여 제1통공(112)을 통해 유입된 소음이 상기 유로를 따라 흐르도록 하는 것이며, 제1프레임 본체(111)에 유입된 소음의 경로가 길어질수록 소음 감소 효과가 커질 것이므로 예를 들어 나선형으로 절곡 내지 벤딩된 형태이고, 일측 단부는 제1프레임 본체(111)에 일체 또는 고정된다.

물론, 도면에 도시된 것은 제1회절안내구(113)의 일예를 도시한 것일 뿐이다.

제1 내지 제3프레임(110,120,130) 중 가장 위쪽에 배치되는 제1프레임(110)은 제2프레임(120) 또는 제3프레임(130)을 따라 흐르는 공기의 소음을 감소시키는 제1 내지 제3스피리트(114,115,116)가 포함된다.

제1 내지 제3스피리트(114,115,116)는 본 출원인에 의해 출원되어 특허받은 특허 제678298호(단면 및 길이의 최적화 조정이 가능한 복합간섭형소음감소장치)와 동일한 것이므로 여기서는 개략적인 설명만 한다.

제1스피리트(114)는 곡선형 단면의 판상으로 이루어지며 제1프레임(110)의 상단 중앙부에 연결부를 매개로 하여 연결되어 제1프레임(110)과의 사이에 공간을 형성한다.

제2,3스피리트(115,116)는 각각 곡선형 단면의 판상으로 이루어지며 제1스피리트(114)의 양측에 각각 연결부를 매개로 하여 연결되어 제1프레임(110)과의 사이에 공간을 형성함과 아울러 제1스피리트(114)와 대응되는 일측이 제1스피리트(114)의 저부에 간격을 두고 중첩되도록 배치된다.

제2프레임(120)은, 내부가 중공인 관형으로서 상부를 향해 개방된 제2통공(122)이 구비된 제2프레임 본체(121), 제2프레임 본체(121)의 내부에 일체로 형성되며 제2통공(122)을 통해 유입된 소음이 제2프레임 본체(121) 내부를 순환한 후 제2통공(122)을 통해 배출되도록 형성된 제2회절안내구(123)로 구성된다.

제2프레임(120)은 외부의 소음을 제2프레임 본체(121) 내부에 유도하기 위한 가이드부재(124)가 더 포함된다.

가이드부재(124)는 제2통공(122)의 외부에 간격이 형성되도록 벤딩되며 제2통공(122)을 감쌀 수 있는 길이의 판형이며 일측 단부가 제2프레임 본체(121)에 연결된다.

가이드부재(124)는 제2프레임 본체(121) 주위의 소음을 제2프레임 본체(121) 내부에 효율적으로 유도하기 위하여 타측 단부가 제2통공(122)보다 외부(앞쪽)에 배치되는 길이이다.

제3프레임(130)은 제2프레임(120)과 동일한 구조이며 단 제1프레임(110)을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 배치되는 것이다.

제1 내지 제3프레임(110,120,130)은 서로 동일한 구조로서 하나의 방법에 의해 제조된 후 제1프레임(110)에는 제1 내지 제3스피리트(114,115,116)가 결합되고 제2 및 제3프레임(120,130)에는 각각 가이드부재(124,134)가 결합되는 것이다.

이와 같이 구성된 제1 내지 제3프레임(110,120,130)은 서로 끼움방식에 의해 조립될 수 있도록 도 2에서 보이는 것처럼, 연결홈(117)과 연결돌기(118)가 일체로 구비된다. 도면에서는 제1프레임(110)을 예로 들어 도시하였으나, 앞서 제1 내지 제3프레임(110,120,130)은 동일한 구조라고 설명하였으므로 제2 및 제3프레임(120,130)도 연결홈과 연결돌기가 구성됨은 당연할 것이다.

연결홈(117)과 연결돌기(118)를 통해 제1 내지 제3프레임(110,120,130)이 서로 조립됨은 물론 연결홈(117)에는 가이드부재(124,134), 제1 내지 제3스피리트(114,115,116)가 연결된다.

연결홈(117)과 연결홈(118)은 각각 일측에서부터 타측으로 슬라이딩으로 되어 결합되는 형태 예를 들어 "T" 형 단면일 수 있다.

고정앵글(200)은 프레임 조립체(100)의 제2,3프레임(120,130)에 각각 결합되어 서로 일정 간격으로 이격되는 한 쌍이다.

고정앵글(200)은 수직부와 수평부를 갖도록 절곡 형성된 구조이며, 상기 수평부가 프레임 조립체(100)에 고정되고 상기 수직부가 방음벽(1) 상부에 외접하여 고정됨으로써 프레임 조립체(100)를 방음벽(1)에 고정한다.

본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소 장치에 따르면, 방음벽(1)을 타고 올 라오는 소음은 가이드부재(124,134)의 안내를 받아 제2통공(122,132)을 통해 제2,3프레임(120,130) 내부에 유입되며, 이어서 제2,3회절안내구(123,133)를 따라 제2,3프레임(120,130) 내부를 순환한 후 동일 유로를 따라 외부로 배출되고, 이러는 과정을 통해 소음의 감소가 일어난다.

제2프레임(120)의 제2회절안내구(123)를 통과한 소음이나 방음벽(1) 주위의 소음은 제1통공(112)을 통해 제1프레임(110) 내부에 유입되어 제1회절안내구(113)를 통과하여 감소되며, 제1통공(112)을 통해 배출된 소음은 제2스피리트(115)를 따라 제1프레임(110)과 제2스피리트(115) 사이의 공간을 순환한 후 유동한다. 제1 내지 제3스피리트(114,115,116)에 의한 작용은 선 등록에 구체적으로 기재되어 있으므로 구체적인 작용 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소 장치의 정면도.

도 2는 본 발명에 의한 복합간섭형 소음 감소 장치에 적용된 프레임의 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 방음벽, 100 : 프레임 조립체

110,120,130 : 프레임, 113,123,133 : 회절안내구

114,115,116 : 스피리트, 124,134 : 가이드부재

Claims (3)

1. 중앙의 제1프레임의 좌우 양측에 제2,3프레임이 상기 제1프레임 보다 낮은 산의 형태로 배열되면서 하나 이상의 연결홈과 하나 이상의 연결돌기를 통해 연쇄적으로 조립되어 이루어진 프레임 조립체(100)와;

   상기 프레임 조립체의 제2,3프레임에 각각 형성되어 상기 프레임 조립체를 방음벽 상부에 고정하는 고정앵글(200)과;

   곡선형 단면의 판상으로 이루어지며 상기 제1프레임의 상단 중앙부에 연결부를 매개로 하여 연결되어 상기 제1프레임과의 사이에 공간을 형성하는 제1스피리트(114),

   각각 곡선형 단면의 판상으로 이루어지며 상기 제1스피리트의 양측에 연결부를 매개로 하여 연결되어 상기 제1프레임과의 사이에 공간을 형성함과 아울러 상기 제1스피리트와 대응되는 일측이 상기 제1스피리트의 저부에 공간을 두고 중첩되는 제2,3스피리트(115,116)를 포함하며,

   상기 제1프레임은, 내부가 중공인 관형으로서 상기 제2스피리트의 저부에 측방향을 향해 개방된 제1통공(112)이 구비된 제1프레임 본체(111), 상기 제1프레임 본체의 내부에 일체로 형성되며 상기 제1통공을 통해 유입된 소음이 상기 제1프레임 본체 내부를 순환한 후 상기 제1통공을 통해 배출되도록 나선형으로 형성된 제1회절안내구(113)로 구성되고,

   상기 제2,3프레임은, 각각 내부가 중공인 관형으로서 상부를 향해 개방된 제 2,3통공(122,132)이 구비된 제2,3프레임 본체(121,131), 상기 제2,3프레임 본체의 내부에 일체로 형성되며 상기 제2,3통공을 통해 유입된 소음이 상기 제2,3프레임 본체 내부를 순환한 후 상기 제2,3통공을 통해 배출되도록 나선형으로 형성된 제2,3회절안내구(123,133),

   상기 제2,3프레임 본체의 외부에 간격이 형성되도록 벤딩된 판형이며 일측 단부가 상기 제2,3프레임 본체에 연결되어 상기 제2,3프레임 본체의 제2,3통공을 통해 소음이 상기 제2,3프레임 본체에 유입되도록 유도하는 가이드부재(124,134)로 구성된 것을 특징으로 하는 복합간섭형 소음 감소 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제3회절안내구는,

   상기 제1 내지 제3프레임 본체의 내주면과의 사이에 유로를 형성하여 상기 제1 내지 제3통공을 통해 유입된 소음이 상기 유로를 따라 흐르도록 나선형으로 절곡되데, 일측 단부는 상기 제1 내지 제3프레임 본체의 제1 내지 제3통공 안쪽에 연결되고 타측 단부는 상기 유로를 따라 흐르는 소음이 내부를 순환한 후 상기 유로를 통해 배출되도록 개방된 것을 특징으로 하는 복합간섭형 소음 감소 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 가이드부재는 상기 제2,3프레임에 연결홈과 연결돌기를 통해 끼워 결합되는 것을 특징으로 하는 복합간섭형 소음 감소 장치.

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