KR101260823B1 - 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치에 관한 것으로; 열차가 이동하는 선로의 일측에 설치되는 방음벽의 상단에 수평하게 설치되되, 다수의 공간부가 구획되는 챔버의 상부에 상기 공간부와 연통되는 관통공이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 방음벽 상단에 헬름홀쯔 공명원리를 이용한 회절음 감소 장치를 구비하여 방음벽 상단의 회절음을 감소하여 기존 직립식 방음벽 성능의 한계를 보완하는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 기존 철도 방음벽 성능의 기술적 한계를 극복하고, 열차 운행의 고속화에 따른 소음원 위치와 특성에 따른 방음벽 효과와 수음위치를 확대할 수 있는 장점이 있다.

Description

공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치{Diffraction noise reduction device for noise barrier upper edge using helmholtz resonance absorber}

본 발명은 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 방음벽 상단으로 타고 넘어가는 음향에너지를 헬름홀쯔 공명원리를 활용하여 저감하여 방음벽 상단의 회절음으로 인한 방음벽 성능을 보완하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도방음벽은 일반 도로방음벽에 비하여 철도차량의 소음원 분포 특성상 방음벽을 향하여 입사하는 소음원 위치가 다양하고 그 특성이 다르며, 또한 철도의 운행특성에 따라서도 그 주파수 특성이 달라진다.

종래의 철도방음벽은 도로소음과 같이 도로와 바퀴가 접촉하는 접촉면에서 방음벽을 향해 입사하는 낮은 위치에서의 입사를 고려한 일반적인 방음벽의 형상과 구조를 활용하고 시공하여 왔다.

그러나, 철도가 고속화됨에 따라서 판토그라프(집전장치)와 같은 높은 위치의 소음원이 존재하며, 판토그라프 뿐만 아니라 고속으로 운행하는 철도차량은 차체상부 높이에서도 소음을 방사 한다.

이와 같은 철도차량의 운행으로 인해 발생하는 소음을 차단하기 위한 기존의 방음벽 기술은 크게 흡음형, 공명형, 반사형 등 방음판의 음향적 특성과 구조를 달리하여 시공한 방음벽과, 방음벽 상단의 모서리를 타고 넘어가는 비교적 파장이 긴 저주파수 음을 차단하기 위한 목적으로 부착되는 방음벽 상단소음저감장치가 추가적으로 부착된 형태로 나누어진다. 이때, 방음벽 상단소음저감장치는 그 물리적인 구현원리에 따라 간섭형과 흡음형 등으로 나뉜다.

그 일예로 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-0634348호에 기재된 기술이 있는데, 그 기술적 특징을 살펴보면 지반에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트(12)가 타설 양생된 기초부(10)와 상기 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)가 앵커볼트(24)를 매개로 고정 설치된 지지부(20)와 상기 지지부(20)의 베이스플레이트(22)에 각각 H빔이 조립 결합되어 형성된 지주부와 상기 지주부의 H빔 간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판(42)이 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치되는 방음판부(40)와 상기 지주부의 H빔 상단에 각각에 용접 결합됨과 동시에 T형 강판(52)으로 이루어진 브라켓(50)과 상기 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합되면서 방음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 소음감쇠부(60)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그런데, 철도소음은 도로소음과 달리 높이별로 분포되어 있고, 운행속도대역별로 그 주파수 특성이 달라지는 철도차량의 운행 소음원 분포와 특성을 고려하여야 함에도 불구하고 종래의 방음벽은 이와 같은 철도차량의 운행 소음원 분포와 특성이 전혀 반영되지 않고 대부분 하부(지면)위치에서 방사하는 소음원을 고려하여 설계 및 시공되고 있어 소음 저감이 효율적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한, 기존의 공명형, 흡음형, 간섭형 소음저감장치 기술은 특정 협대역 주파수 영역에서는 단순한 직립방음벽의 차음성능을 향상시키지만, 공명기의 물리적인 특성상 역효과가 일어나는 주파수 영역과 수음지역(receiver position)이 존재한다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 방음벽 상단의 회절음으로 인한 방음벽 성능의 한계를 보완하기 위해 헬름홀쯔 공명원리를 활용하여 방음벽 상단으로 타고 넘어가는 음향에너지를 저감하는 방음벽 상단의 회절음 감소 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

열차가 이동하는 선로의 일측에 설치되는 방음벽의 상단에 수평하게 설치되되, 다수의 공간부가 구획되는 챔버의 상부에 상기 공간부와 연통되는 관통공이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치를 제공한다.

이때, 상기 챔버에 형성되는 다수의 공간부는 격벽에 의해 독립되게 형성되며, 상기 챔버의 상단에는 상기 공간부와 연통되며 상기 공간부에 비해 직경이 협소한 관통공이 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버는 상기 방음벽의 상단에 수평 방향으로 설치되는 하판과, 상기 하판의 상부에 다수의 공간부를 형성하는 격벽과, 상기 격벽의 상부에 일체로 고정되어 상기 공간부를 마감하되 표면에 상기 공간부와 연통되도록 다수의 관통공이 일정간격을 유지하며 형성되는 상판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 격벽은 격자 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버는 상기 방음벽의 길이방향으로 설치하며 일정 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 챔버는 직육면체 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 상판의 상부에는 슬라이드부재가 형성되고, 상기 슬라이드부재에는 상기 관통공과 동일한 크기의 제1보조관통공과, 상기 관통공보다 직경이 작게 형성되는 제2보조관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상판의 상부에는 슬라이드부재가 형성되고, 상기 슬라이드부재에는 상기 관통공과 동일한 크기의 제1보조관통공이 이열로 형성되되, 첫번째 열에는 상판에 형성된 관통공과 대응되도록 형성되고, 두번째 열에는 상판에 형성된 관통공의 개수보다 적게 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 상판의 상부에는 슬라이드부재가 형성되고, 상기 슬라이드부재에는 상기 관통공과 동일한 크기의 제1보조관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 챔버의 측부에는 상기 슬라이드부재의 이동을 제어하여 관통공의 열림정도를 조절하는 조절부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 조절부는, 상기 슬라이드부재의 측부에 설치되는 렉기어와, 상기 챔버의 측부에 설치되는 피니언기어와, 상기 피니언 기어가 설치되는 모터와, 소음의 주파수를 검지 및 측정하는 주파수 분석부와, 상기 주파수 분석부에서 감지한 주파수에 따라 모터의 회전을 제어하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 챔버는 상부에 관통공이 형성되고, 높이를 다르게 형성한 다수의 단위셀로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단위셀의 형상을 원통 형상 또는 사각통 형상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 방음벽 상단에 헬름홀쯔 공명원리를 이용한 회절음 감소 장치를 구비하여 방음벽 상단의 회절음을 감소하여 기존 직립식 방음벽 성능의 한계를 보완하는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 기존 철도 방음벽 성능의 기술적 한계를 극복하고, 열차 운행의 고속화에 따른 소음원 위치와 특성에 따른 방음벽 효과와 수음위치를 확대할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치의 설치 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 챔버를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 챔버를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 챔버를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 챔버를 구성하는 상판의 일부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치의 설계를 위해, 무향실에서 방음벽 상단에 회절음 감소 장치를 설치하지 않은 상태와 설치한 상태에서의 방음벽 후면에서 측정한 소음레벨을 비교하여 도출한 성능 향상도를 주파수 대역에 대하여 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치의 무향실 시험 설치도이다.
도 8은 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치의 무향실 시험 개념도이다.
도 9는 도 7의 시험에 다른 소음 저감도를 도시한 도면이다.
도 10의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상판의 부분 확대도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 단면도이다.
도 11의 (a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상판의 부분 확대도이고, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 A-A선 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로 챔버의 측부에 조절부가 설치된 개략도이다.
도 13은 도 12의 블럭도이다.
도 14는 도 12의 작동을 보여주는 상태도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예로 챔버를 구성하는 단위셀의 높이를 각각 다르게 형성한 개략도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예로 챔버의 설치 위치를 보여주는 개념도이다.

본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 5에 의하면 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)는 헬름홀쯔 공명원리를 활용하여 방음벽 상단으로 타고 넘어가는 음향에너지를 저감하여 기존 철도 방음벽 성능의 기술적 한계를 극복하고, 열차 운행의 고속화에 따른 소음원 위치와 특성에 따른 방음벽 효과와 수음위치를 확대할 수 있다.

이때, 헬름홀쯔 흡음기는 용적과 함께 비교적 작은 개구부를 갖는 공진기를 이용한 흡입기로써 관심의 대상이 되는 파장에 비해 짧은 목과 큰 부피를 가지는 구조로 되어 있으며, 목 부분의 공기는 질량으로, 통의 부피는 스프링으로 작용하여 이 질량과 스프링에 의해서 고유진동수가 결정되며, 공진주파수에서 가장 큰 흡음이 이루어지도록 설게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)는 열차가 이동하는 선로의 일측에 수직방향으로 설치되는 방음벽(200)의 상단에 수평하게 설치되는 것으로, 다수의 공간부(112a)가 격벽(112)에 의해 구획되는 챔버(110)의 상부에 상기 공간부(112a)와 연통되는 협소한 관통공(114a)이 형성되어서 이루어진다.

이때, 상기 챔버(110)에 형성되는 각각의 공간부(112a)는 격벽(112)에 의해 독립되게 형성되며, 상기 챔버(110)의 상단에는 상기 공간부(112a)와 연통되며 상기 공간부(112a)에 비해 직경이 협소한 관통공(114a)이 형성된다.

그리고, 상기 챔버(110)의 상단이 높은 위치에서 직각의 각도와 가깝게 직접적으로 입사하는 음파를 성능향상의 주요 보강대상으로 한다는 사실과 방음벽(200) 후면의 하부영역이 아닌 회절각이 비교적 작은 방음벽(200) 상단 근접영역 혹은 상부의 수음위치에 대한 향상을 위해 전체적으로 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)는 방음벽(200)과 함께 T- 형태를 이루도록 한다.

상기 챔버(110)를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 챔버(110)는 상기 방음벽(200)의 상단에 수평 방향으로 설치되는 하판(116)과, 상기 하판(116)의 상부에 격자 형태로 설치되어 다수의 공간부(112a)가 형성되는 격벽(112)과, 상기 격벽(112)의 상부에 일체로 고정되어 상기 공간부(112a)를 마감하되 표면에 상기 공간부(112a)와 연통되도록 다수의 관통공(114a)이 일정간격을 유지하며 형성되는 상판(114)으로 이루어진다.

이때, 전체적으로 상기 챔버(110)는 방음벽(200)의 길이방향으로 길게 설치하며 일정 폭을 갖도록 한다. 이 경우 상기 챔버(110)의 폭과 길이 및 높이는 다양한 설계 기준에 적합하게 조절할 수 있지만, 바람직하게는 직육면체 형상으로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 상판(114)은 공기입자의 질량으로 인해 단위면적당 질량을 맞추기 위하여 천공형태로 관통공(114a)이 형성되며, 공기층으로 이해할 수 있는 각각의 공간부(112a)는 격자형태로 나뉘어져 있다.

이때, 상기 챔버(110)는 최소값의 음향임피던스의 공간적 위치는 최대한 음파가 상단을 타고 회절하는 영역에서 넓게 분포하여 방해하는 방향으로 설계되어야 하고 제작하는 데에 있어서도 직육면체 형상으로 제작하는 것이 원형이나 옆으로 긴 타원형으로 제작하는 것보다 용이하고, 제작비도 저렴한 장점이 있다.

또한, 상기 챔버(110)는 입사소음 및 수음지역 조건하에서 단순직립형의 성능을 향상하기 위해 상단의 너비가 넓을수록 음향효과가 크지만, 설치지역의 강풍의 영향이나 구조적 안정성 등을 고려하여 그 너비를 적절하게 조절함이 바람직하다.

아울러, 상기 챔버(110)의 공기층에 해당하는 공간부(112a)의 내경은 관심대상의 음파의 반파장보다는 작아야 한다. 챔버(110)의 공간부(112a)의 내경이 입사하는 음파의 반파장인 경우 첫 번째 음향횡모드가 챔버(110)의 공간부(112a)안에 생성되어 내경이 작은 경우보다 효과가 현저히 떨어질 수 있기 때문이다.

한편, 본 발명은 헬름홀쯔 공명기의 원리를 활용하여 방음벽(200) 상단의 음향임피던스 및 그에 따른 전달 음향에너지를 제어하고자 하며, 방음벽(200)의 성능을 향상하고자 하는 목적 주파수영역과 목적 수음위치에 부합하도록 최적의 음향임던스를 찾는 것이 중요하다.

따라서, 질량과 스프링 등으로 구성된 단순공진기의 공진주파수 도출원리를 이용하여 챔버(110)의 상판(114) 두께, 챔버(110)의 상판(114) 면적에 대한 관통공(114a)의 면적이 차지하는 비율, 관통공(114a)의 크기 등의 수치를 결정함으로써 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)에 의한 음향임피던스를 구한다.

이와 같은 조건하에서 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)를 설계하기 위하여 설정된 공진주파수 영역에 따라서 소음의 주파수 영역마다 그 효과가 다르게 나타난다. (도 6 참조)

이 경우 상기 그래프는 300km/h 로 운행하는 고속철도의 소음을 고려하여 설계되어 검증한 결과이지만 그 성능향상을 목적하고자 하는 주파수 영역에 따라서 공명형 상단을 이루는 단위셀의 크기와, 높이, 상판(114)의 천공구조를 달리하여 설계함으로써 다양한 주파수 영역의 소음, 다양한 소음원에 활용할 수 있다.

이를 위해 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 방음벽(200) 상단에 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)를 T형으로 설치하고 방음벽(200)의 일측에는 소음을 발생하기 위한 스피커(120)와 그 스피커(120)에서 출력되는 소음의 레퍼런스값을 측정하기 위한 레퍼런스용 마이크로폰(Ref)을 설치하고, 상기 방음벽(200)의 타측에는 스피커(120)를 통해 출력되는 소음이 방음벽(200) 상단의 회절음 감소 장치(100)를 타고 넘은 상태의 소음도를 측정하기 위해 높이 차를 두고 다수의 마이크로폰(CH1 ~ CH7)을 설치한다. 이 경우 음향의 반사와 외부의 잡음이 최소가 되도록 무향실(無響室)에서 실험한다.

이때, 주로 방음벽의 성능을 보강하고자 하는 주파수 영역을 700Hz ~ 2500Hz 로 고려하여 공진주파수를 선정하여 설계한 성능향상도 시험결과를 도 9에 도시된 바와 같이 얻을 수 있다.

즉, 도 9는 무향실 시험을 통해 방음벽(200)만 존재하는 경우에 비해 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)를 추가함으로써 후면의 추가적인 총합소음 저감도를 나타낸다.

즉, 총합소음 저감도는 1/3 옥타브 중심주파수로 나타낼 경우 31.5Hz ~ 10000Hz 주파수 영역에 해당하는 값을 산출하였다. 기존 방음벽과는 달리 본 발명에 따른 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)를 구비함으로써 이 주파수 영역의 총합소음도 향상도는 회절각이 큰 그늘음장 하부에 해당하는 측정영역보다 측정위치가 높은 곳에서 더 큰 효과가 일어남을 알 수 있다.

즉, 일반 직립식의 방음벽으로는 효과를 볼 수 없는 가시선을 벗어난 상부 위치인 5번 채널과 6번 채널까지 향상효과가 나타남을 확인할 수 있으며, 7번 채널의 위치에서도 8dB 에 이르는 향상도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

한편, 본 발명을 통해 향상효과가 있는 주파수 영역을 확대하기 위한 다중공진주파수 설계를 이용한 헬름홀쯔 공명원리를 이용한 회절음 감소 장치(100)를 적용할 수 있다. 이와 같은 예로 500Hz, 630Hz, 820Hz, 1340Hz, 1340Hz, 2380Hz, 1340Hz 등의 다양한 공명주파수 공진기의 배합으로 약 2500Hz 영역에서 최대효과 및 주변 주파수 영역까지 더 높은 향상효과를 달성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예로 도 10에 도시된 바와같이, 챔버(110)는 격자무늬로 형성된 격벽(112)에 의해 다수의 공간부(112a)로 나뉘어 지는데, 각각의 공간부(112a)의 상부에 형성된 상판(114)의 상부에는 상판(114) 전체를 커버하며, 슬라이딩되는 슬라이딩부재(115)가 형성된다.

여기서, 상기 슬라이딩부재(115)에는 상기 상판(114)에 형성된 관통공(114a)과 동일한 크기의 제1보조관통공(115a)과 관통공(114a)보다 직경이 작게 형성된 제2보조관통공(115b)이 순차적으로 형성된다.

그래서, 상기 슬라이딩부재(115)에 형성된 제1보조관통공(115a)과 상판(114)의 관통공(114a)이 연통되도록 위치하거나, 상기 슬라이딩부재(115)를 슬라이딩시켜 제2보조관통공(115b)와 관통공(114a)를 연통되도록 위치하도록 함으로써, 구멍의 크기를 조절할 수 있게 되어, 별도로 챔버(110)를 제작하지 않더라도 공진주파수를 변화시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 슬라이딩부재(115)는 상기 상판(114)의 하부에 설치하여 사용할 수 도 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 11에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 상부에 형성된 상판(114)의 상부에는 슬라이드부재(115)가 형성되는데, 상기 슬라이드부재(115)에는 상판(114)에 형성된 관통공(114a)과 동일한 크기의 제1보조관통공(115a)이 이열로 형성된다.

여기서, 상기 이열로 형성된 제1보조관통공(115a) 중, 첫번째 열(115c)에는 상판(114)에 형성된 모든 관통공(114a)과 연통되도록 형성되고, 두번째 열에(115d)는 상판(114)에 형성된 관통공(114a)의 개수보다 적게 형성되게 된다.

그래서, 상기 슬라이드부재(115)를 슬라이딩 시킴으로써, 첫번째 열(115c)과 연통되도록 할 경우에는 상판(114)의 관통공(114a) 개수와 동일하게 구멍이 형성되지만, 두번째 열(115d)와 연통되도록 할 경우 상판(114a)에 형성된 관통공(114a) 중 일부가 슬라이드부재(115)에 의해 막히게 되어, 상판(114)에 형성된 관통공(114a)의 개수보다 보다 적은 개수의 구멍을 형성하게 되어, 별도로 챔버(110)를 제작하지 않더라도 공진주파수를 변화시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 슬라이드부재(115)는 상기 상판(114)의 하부에 설치하여 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 챔버(110)의 상부에 설치되는 상판(114)의 상부에는 슬라이드부재(115)가 형성되고, 상기 슬라이드부재(115)에는 상기 상판(114)에 형성된 관통공(114a)과 동일한 크기의 제1보조관통공(115a)이 형성된다.

여기서, 상기 챔버(110)의 측부에는 상기 슬라이드부재(115)의 이동을 제어하여 관통공(114a)의 열림정도를 조절하는 조절부(300)가 구비된다.

이때, 상기 조절부(300)는 상기 슬라이드부재(115)의 측부에 설치되는 렉기어(240)와, 상기 챔버(110)의 측부에 설치되는 피니언기어(350)와 상기 피니언기어(350)가 설치되는 모터(330)와 상기 챔버(110)의 일측에 구비되어 소음의 주파수를 검지하여 주파수를 측정하는 주파수 분석부(310)와 상기 주파수 분석부(310)에서 감지한 주파수에 따라 모터(330)의 회전을 제어하는 제어부(320)로 구성된다.

그래서, 상기 주파수 분석부(310)는 철도차량이 방음벽에 근접할 때 발생하는 소음을 감지하고, 감지한 소음의 레벨이 일정 이상이 되면, 상기 주파수 분석부(310)에서 검지된 주파수에 따라 슬라이드부재(115)의 이동을 제어하여, 소음에 대한 공진주파수를 가지도록 상기 관통공(114a)의 열림정도를 조절하게 된다.

따라서, 다양한 공진주파수를 가지는 챔버(110)를 각각 제작하지 않더라도 공진주파수를 변화시킬 수 있어 소음의 다양한 주파수에 따라 공진주파수를 적절하게 조절하여 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 15에 도시된 바와 같이, 방음벽(200)의상단에 선로를 주행하는 철도차량에 의해 발생하는 소음을 줄여주기 위한 챔버(110')가 설치되는데, 이러한 챔버(110')를 구성하는 단위셀의 높이를 각각 다르게 형성하여 하나의 챔버(110')를 구성한다.

그래서, 높이가 다르게 형성된 각각의 단위셀마다 각각 다른 공진주파수를 형성하도록 함으로써, 하나의 챔버(110')를 사용하여 한번에 다양한 주파수의 소음을 저감할 수 있게 한다.

여기서, 상기 단위셀의 형상은 사각통 형상이나 원통형상으로 형성할 수 있는데, 사각통형상으로 형성하게 되면, 각각의 단위셀 사이에 공간이 없이 밀착되게 설치되고, 각각의 단위셀을 원통형으로 형성하게 되면, 각각의 단위셀 사이에 별도의 공간이 형성되게 된다.

그래서, 원통형상으로 형성한 경우, 추가적인 관형태의 공간을 구성하므로 주파수 영역에 따라서 흡음의 효과를 증대시키기도 하고, 이러한 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 다른 구성을 추가하여 소음을 보다 용이하게 저감시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예로 도 16에 도시된 바와 같이, 방음벽(200)의 상부에 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치(100)를 설치할 때, 현장의 조건에 따라 그 위치를 전부, 후부, 또는 중심부로 조절하여 설치할 수 있어, 보다 안정적으로 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100: 회절음 감소 장치 110,110': 챔버
112: 격벽 112a: 공간부
114: 상판 114a: 관통공
116: 하판 200: 방음벽

Claims (13)

1. 다수의 공간부가 구획되는 챔버의 상부에 상기 공간부와 연통되는 관통공이 형성되도록 하여 열차가 이동하는 선로의 일측에 설치되는 방음벽의 상단에 수평하게 설치되되,
   상기 챔버는 상기 방음벽의 상단에 수평 방향으로 설치되는 하판과, 상기 하판의 상부에 다수의 공간부를 형성하는 격벽과, 상기 격벽의 상부에 일체로 고정되어 상기 공간부를 마감하되 표면에 상기 공간부와 연통되도록 다수의 관통공이 일정간격을 유지하며 형성되는 상판으로 이루어지고,
   상기 상판의 상부에는 슬라이드부재가 형성되며,
   상기 슬라이드부재에는 상기 관통공과 동일한 크기의 제1보조관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버에 형성되는 다수의 공간부는 격벽에 의해 독립되게 형성되며, 상기 챔버의 상단에는 상기 공간부와 연통되며 상기 공간부에 비해 직경이 협소한 관통공이 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 격벽은 격자 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버는 상기 방음벽의 길이방향으로 설치하며 일정 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 챔버는 직육면체 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 슬라이드부재에는 관통공보다 직경이 작게 형성되는 제2보조관통공이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제1보조관통공은 이열로 형성되되,
   첫번째 열에는 상판에 형성된 관통공과 대응되도록 형성되고,
   두번째 열에는 상판에 형성된 관통공의 개수보다 적게 형성되는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
   
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버의 측부에는 상기 슬라이드부재의 이동을 제어하여 관통공의 열림정도를 조절하는 조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 조절부는,
    상기 슬라이드부재의 측부에 설치되는 렉기어와,
    상기 챔버의 측부에 설치되는 피니언기어와,
    상기 피니언 기어가 설치되는 모터와,
    소음의 주파수를 검지 및 측정하는 주파수 분석부와,
    상기 주파수 분석부에서 감지한 주파수에 따라 모터의 회전을 제어하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진주파수의 가변 기능의 헬름홀쯔 흡음기를 이용한 방음벽 상단 회절음 감소 장치.
    
    
12. 삭제
13. 삭제

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