KR101498389B1 - 능동형 흡음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 능동형 흡음장치에 관한 것으로, 측면 일면이 개방된 중공 함체부와, 상기 함체부 내부에 삽입되어 상기 함체부 내부에서 이동하여 상기 함체부 내부 체적을 조정함과 아울러 상기 함체부의 내부와 외부를 연통시키는 타공부의 개구율을 조정하는 가변흡음부를 포함한다. 본 발명은 흡음판의 뒤편 공기층의 두께와 함께 흡음판의 타공부 개구율과 깊이를 선택적으로 변경할 수 있도록 함으로써, 흡음장치의 설치 면적을 줄일 수 있으며, 따라서 실내 공간의 손실률을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

능동형 흡음장치{Variable bass trap}

본 발명은 능동형 흡음장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 개구율, 입구길이 및 체적을 가변하여 흡음 주파수 대역을 가변할 수 있는 능동형 흡음장치에 관한 것이다.

일반적으로 소음방지를 위하여 건물의 내, 외벽이나 문 등과 같은 벽체에 다공성 재료로 이루어진 흡음재를 부착하는 방식이 사용되고 있다. 이러한 흡음재 부착 방식은 비교적 단순한 구조의 흡음재를 사용하여 쉽게 방음 처리를 할 수 있다는 장점이 있으나, 특정한 주파수의 소리를 흡음하기는 어려우며, 특정한 주파수의 소리를 흡음하기 위해서는 각기 다른 구조를 사용해야 하기 때문에 흡음 대상 소리의 주파수가 변경될 때에는 시공된 흡음재를 제거하고 다시 시공해야 하는 불편함이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안하여 시공된 상태에서 흡음 주파수를 변경할 수 있는 구조의 반 능동형의 흡음장치가 제안되었다. 종래 반 능동형 흡음장치의 예로는 등록특허 10-0936786호(등록일자 2010년 1월 6일, 반 능동형 흡음 시스템 및 이를 이용한 흡음 방법)를 들 수 있다.

상기 등록특허 10-0936786호의 주요 내용은, 다공성 흡음판을 벽체와의 사이에 공기층이 위치하도록 설치하고, 다공성 흡음판과 벽체와의 사이 거리를 조절하는 것으로, 상기 공기층의 두께를 조절하여 흡음 주파수를 변경하는 것이다.

그러나 상기 등록특허와 같이 흡음 주파수를 변경하는데 벽체와 흡음판 사이의 거리를 조정하는 방법을 사용하는 경우, 흡음 주파수의 변경량이 큰 경우에는 적용될 수 없다. 흡음 주파수의 변경량이 큰 경우에는 벽체의 이동거리를 더 길게 하여 벽체와 흡음판 사이의 공기층의 두께 변위를 더 증가시키는 것으로 해결할 수 있으나, 이 경우 실내 공간이 그만큼 줄어들게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 흡음판의 뒤편 공기층의 두께의 변위를 증가시키지 않고도, 흡음 주파수의 변경 폭을 넓힐 수 있는 능동형 흡음장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 능동형 흡음장치는, 측면 일면이 개방된 중공 함체부와, 상기 함체부 내부에 삽입되어 상기 함체부 내부에서 이동하여 상기 함체부 내부 체적을 조정함과 아울러 상기 함체부의 내부와 외부를 연통시키는 타공부의 개구율을 조정하는 가변흡음부를 포함한다.

본 발명 능동형 흡음장치는, 흡음판의 뒤편 공기층의 두께와 함께 흡음판의 원형 또는 슬릿 타공형 타공부 개구율과 각각의 입구길이를 선택적으로 변경할 수 있도록 함으로써, 흡음장치의 설치 면적을 줄일 수 있으며, 따라서 실내 공간의 손실률을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 흡음장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 가변흡음부의 다른 실시 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 가변흡음부의 다른 실시 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부 단면 구성도이다.
도 5는 개구율조정판의 다른 실시예의 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 설치상태 사진이다.

이하, 본 발명 능동형 흡음장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 흡음장치 분해 사시도이다.

도 1을 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 흡음장치는, 일면이 개방된 함체부(10)와, 상기 함체부(10)의 내측에 위치하여 상기 개방된 면으로부터 그 개방된 면과 마주하는 면측으로 마련된 가이드부(20)와, 상기 가이드부(20)를 따라 이동하여 상기 함체부(10) 내부의 체적을 가변함과 아울러 상기 함체부(10) 내부 공간과 외부를 연통하는 타공부의 개구율을 가변하는 가변흡음부(30)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 흡음장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 함체부(10)는 측면의 일부가 개방된 중공 육면체의 구조를 가지고 있다. 설치 상태에서 함체부(10)의 상기 개방된 면은 벽체의 반대편을 향하게 된다.

상기 함체부(10)는 목재, 수지재 등 다양한 재질로 제작할 수 있으며, 공기가 통하지 않도록 상기 개방된 면을 제외하고는 밀폐되는 것이 바람직하다.

상기 함체부(10)의 내측은 헬름홀츠 공명기(Helmholtz resonator) 이론에서 내부 체적(V)에 해당하는 변수가 된다.

아래의 수학식1은 헬름홀츠 공명기의 공진주파수이다.

여기서 V는 공진기의 체적, l은 입구의 길이, A는 입구의 단면적, d는 입구의 직경을 나타낸다.

상기 수학식1을 참조할 때 공진기의 공진주파수와 외부의 음이 일치하는 경우 공진기 입구에서 공기가 공진기의 내부와 외부로 빠르게 왕복하게 되며, 그 과정에서 공진기 입구의 관벽과 마찰되어 열에너지로 변경된다. 따라서 그 주파수의 음을 흡음할 수 있게 된다.

상기 함체부(10)의 내측 공간이 수학식1에서 V가 되며, 함체부(10) 내부 공간은 가이드부(20)를 따라 함체부(10)의 개방면과 그 개방면과 마주하는 면 사이를 이동하는 가변흡음부(30)에 의해 조절이 가능하다. 상기 개방면과 마주하는 면은 벽체에 접하는 면이다.

상기 가이드부(20)는 상기 함체부(10)의 내측에 마련된 홈이거나 돌기일 수 있으며, 별도의 부재를 부착하여 형성한 것일 수 있다.

상기 수학식1에서 알 수 있는 바와 같이 함체부(10)의 내측 공간의 체적이 증가할수록 공진주파수는 낮아지게 되며, 체적이 감소할수록 공진주파수가 높아지게 된다.

상기 가변흡음부(30)에는 타공부(31)가 마련되어 있으며. 이후에 좀 더 상세히 설명되겠지만 상기 타공부(31)는 원형 또는 슬릿 구조일 수 있다. 이 타공부(31)는 상기 수학식1에서 A인 공긴기 입구의 단면적이 된다.

상기 타공부(31)는 3mm 직경의 원형 통공이며, 그 통공간의 피치는 96mm가 적당하지만, 이는 함체부(10)의 전체 크기를 고려하여 가변 될 수 있다.

상기 가변흡음부(30)는 상기 타공부(31)가 마련되어 있으며, 상기 가이드부(20)를 따라 상기 함체부(10)의 내측으로 변위 되어 함체부(10)의 내부 공간의 체적을 조절할 수 있는 체적조정판(32)과, 상기 체적조정판(32)의 측면에 마련된 슬라이드가이드(33)를 따라 이동하면서 상기 타공부(31)의 개구율을 조절하는 개구율조정판(34)을 포함하여 구성된다.

상기 가변흡음부(30)는 타공부(31)가 마련된 체적조정판(32)이 마련되어 있어, 그 체적조정판(32)이 가이드부(20)를 따라 이동하면서 함체부(10)의 내측과 상기 체적조정판(32)의 배면이 이루는 공간의 부피를 조절하게 된다.

이와 같은 이동을 위하여 상기 체적조정판(32)에는 상기 가이드부(20)와 치합되는 돌기부(36)가 마련되어 있다. 이 돌기부(36)는 상기 가이드부(20)가 홈의 형상인 경우에 적용되는 것이며, 반대로 가이드부(20)가 돌출된 구조인 경우에는 상기 체적조정판(32)에는 그 가이드부(20)에 치합되는 홈이 마련된다.

또한, 본 발명에서 상기 가이드부(20)는 반드시 필요한 필수구성요소는 아니며, 상기 함체부(10)의 개방면과 동일한 크기를 가지는 체적조정판(32)을 그 함체부(10)에 삽입한 상태에서 그 체적조정판(32)은 넘어지거나 외부의 힘이 작용하지 않고서는 변위 되지 않는 상태로 결합 될 수 있으며, 흡음 주파수(공진 주파수)를 변경할 때 외부에서 힘을 가하여 적당한 위치로 옮길 수 있기 때문이다.

상기 체적조정판(32)의 전면부 마주하는 두 가장자리에는 슬라이드가이드(33)가 마련되어 있으며, 그 슬라이드가이드(33)를 따라 이동이 가능하며 상기 체적조정판(32)의 전면에 밀착되는 다수의 개구율조정판(34)가 마련되어 있다.

상기 개구율조정판(34)는 전면과 배면을 관통하는 노출부(35)가 마련되어 있으며, 그 노출부(35)의 위치에 따라 상기 체적조정판(32)에 마련된 타공부(31)의 개구율을 조절할 수 있다.

즉, 노출부(35)가 상기 타공부(31)와 일치하는 위치에서는 개구율이 높아지며, 노출부(35)와 타공부(31)가 불일치하는 위치에서는 그 타공부(31)가 개구율조정판(34)에 의해 가려져 노출되지 않기 때문에 타공부(31)의 개구율이 낮아지게 된다.

상기 타공부(31)의 개구율이 높아지는 경우에는 상기 수학식1에서 A인 입구의 표면적이 증가 되는 것이며, 개구율이 낮아지는 경우에는 A가 줄어들게 되는 것이다. A가 증가할수록 흡음 주파수는 증가하게 되며, A가 감소할수록 흡음 주파수가 낮아지게 된다.

상기 개구율조정판(34)는 복수로 마련하여 타공부(31)의 개구율을 보다 다양하게 변경할 수 있도록 하여, 흡음 주파수를 더 미세하게 조정할 수 있도록 한다.

도 1에서 상기 체적조정판(32)은 x축 방향으로 이동이 가능하며, 개구율조정판(34)은 y축 방향을 따라 이동 가능한 구성이다. 이때 상기 슬라이드가이드(33)는 반드시 있어야 하는 구성은 아니다. 상기 개구율조정판(34)의 높이가 상기 함체부(10)의 내부 공간의 높이와 동일한 경우에는 별도의 가이드 수단이 없이도 고정된 상태를 유지할 수 있으며, 외부에서 힘을 가하여 y축 방향으로 이동이 가능하기 때문이다.

그러나 체적조정판(32)과 개구율조정판(34)은 서로 최대한 밀착되는 것이 바람직하기 때문에 슬라이드가이드(33)를 사용하는 것이 좀 더 바람직한 결과를 얻을 수 있다.

이처럼 본 발명은 흡음장치의 내부 공간의 체적을 변경함과 아울러 입구의 단면적을 조절할 수 있어, 흡음 주파수의 대역을 넓힐 수 있으며, 특히 흡음장치를 소형화하여 설치 장소의 협소 여부에 무관하게 적용할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변흡음부의 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변흡음부는, 체적조정판(32)에 마련된 타공부(31)가 상하로 긴 슬릿형의 구조이며, 그 타공부(31)가 개구율조정판(34)과 동일한 수 또는 개구율조정판(34) 이상의 수로 형성될 수 있다.

또한 상기 체적조정판(32)의 전면에 밀착되어 좌우(y축 방향)로 이동 가능한 개구율조정판(34)에도 상기 타공부(31)와 동일한 형상인 슬릿형 노출부(35)가 마련되어 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변흡음부(30)는 함체부(10)의 내측에서 x축 방향으로 이동할 수 있는 체적조정판(32)을 사용하여 함체부(10) 내부의 체적의 변화에 따른 흡음 주파수 변경을 할 수 있으며, 상기 개구율조정판(34)을 y축 방향으로 상기 개구율조정판(34) 각각을 이동시켜 각 개구율조정판(34)에 마련된 슬릿형 노출부(35)와 상기 슬릿형 타공부(31)의 위치관계를 조절하여 입구의 단면적을 조절하여 흡음 주파수를 변경할 수 있다.

상기 체적조정판(32)의 타공부(31)와 개구율조정판(34)의 노출부(35)는 형상과 크기가 모두 동일한 것일 수 있으며, 필요에 따라서는 형상과 크기를 다르게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변흡음부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 일부 단면 구성도이다.

도 3과 도 4를 각각 참조하면, 타 구성은 도 2의 구성과 동일하나, 개구율조정판(34)의 형상을 변경하여 상기 체적조정판(32)의 타공부(31) 개구율을 조절함과 아울러 그 타공부(31)의 두께를 조절할 수 있도록 한다.

상기 타공부(31)의 두께라 함은 상기 수학식1에서 l로 표시되는 입구의 길이에 해당하는 값이다.

즉, 상기 개구율조정판(34)은 노출부(35)가 형성되는 위치가 주변에 비하여 더 두꺼운 것으로 할 수 있으며, 그 노출부(35)가 타공부(31)와 일치하게 되면 상기 공기가 유동 되는 입구의 길이가 변경되어 흡음 주파수가 가변 된다.

도 5는 상기 개구율조정판의 다른 실시예의 단면 구성도이다.

도 5를 참조하면 상기 개구율조정판(34)은 다수의 노출부(35a, 35b, 35c)가 마련되어 있으며, 각 노출부(35a, 35b, 35c)의 깊이에 차이가 있도록 개구율조정판(34)을 좌우로 두께의 차이가 있도록 구성할 수 있다.

따라서 상기 타공부(31)와 일치되는 노출부(35a, 35b, 35c)에 따라서 앞서 설명한 입구 길이인 l이 가변 되어 흡음 주파수를 변경할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 설치상태 사진이다.

도 6을 참조하면 본 발명은 다수가 벽면에 설치될 수 있으며, 특히 앞서 설명한 예들 중 하나로 전체 벽면에 설치할 수도 있으나, 앞서 설명한 모든 실시예의 구성을 조합하여 설치할 수 있다.

이와 같은 조합에 의하여 흡음 주파수를 미세하게 세분화하여 조정하기가 용이하게 되며, 사용자의 취향에 맞게 배치하여 인테리어 효과를 얻을 수 있다.

또한 하나의 함체부(10)에 적용되는 가변흡음부(30)의 개구율조정판(34)을 모두 동일한 모양으로 하지 않고, 앞서 설명한 다른 실시예의 형상을 갖는 개구율조정판(34)을 혼합 사용할 수 있다.

이처럼 본 발명은 흡음장치의 내부 체적뿐만 아니라 입구의 면적과 입구의 길이를 선택적으로 변경함이 가능하여, 원하는 흡음 주파수를 정밀하게 조정함이 가능하며, 동일한 공간 내에서 흡음 주파수 대역을 넓힐 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10:함체부 20:가이드부
30:가변흡음부 31:타공부
32:체적조정판 33:슬라이드가이드
34:개구율조정판 35:노출부

Claims (7)

1. 측면 일면이 개방된 중공 함체부; 및
   상기 함체부 내부에 삽입되어 상기 함체부 내부에서 이동하여 상기 함체부 내부 체적을 조정함과 아울러 상기 함체부의 내부와 외부를 연통시키는 타공부의 개구율을 조정하는 가변흡음부를 포함하되,
   상기 가변흡음부는,
   상기 함체부에 삽입되어 위치의 조정에 따라 상기 함체부의 내부 체적을 가변 조정하며, 상기 타공부가 형성된 체적조정판; 및
   타공인 노출부를 구비하여, 상기 체적조정판의 전면에 밀착된 상태에서 위치가 조정되어, 상기 노출부에 의해 상기 타공부의 개구율을 조절하는 개구율조정판을 포함하는 능동형 흡음장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 타공부와 상기 노출부는,
   원형 또는 슬릿형 타공인 것을 특징으로 하는 능동형 흡음장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 개구율조정판은 다수로 마련되되 각각의 두께에 차등을 두어 상기 노출부의 깊이가 다르게 하는 것을 특징으로 하는 능동형 흡음장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 개구율조정판은,
   상기 노출부가 다수로 마련되며, 각각의 노출부의 깊이가 다른 것을 특징으로 하는 능동형 흡음장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 함체부의 내부에는 상기 가변흡음부가 이동될 수 있도록 하는 가이드부를 더 포함하는 능동형 흡음장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 체적조정판의 전면 가장자리에는 상기 개구율조정판을 상기 체적조정판에 밀착된 상태로 이동시킬 수 있는 슬라이드가이드를 더 포함하는 능동형 흡음장치.

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