KR101720912B1 - 철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법 - Google Patents

철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법 Download PDF

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이동훈
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법이 개시된다. 상기 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 제1 레일 및 제2 레일의 아래에 배치되고 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향을 따라 배열되어 상기 제1 레일 및 제2 레일 또는 상기 제1 레일 및 제2 레일을 지지하는 다수의 침목을 지지하는 복수의 콘크리트구조물; 및 상기 복수의 콘크리트구조물과 면접하거나 인접하도록 설치된 복수의 공명흡음판을 포함하고, 상기 공명흡음판은 외면에 다수의 제1 소음유입구멍이 형성된 메인챔버와, 상기 메인챔버의 내부공간에서 소정의 간격으로 이격되어 배치되어 있고 다수의 제2 소음유입구멍이 형성된 다공판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법{SOUND ABSORPTION SYSTEM OF RAILROAD WHEELS NOISE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 철도차륜 전동소음 흡음 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소음의 저감효과가 증대된 철도차륜 전동소음 흡음 시스템에 관한 것이다.
전동차 주요 소음발생원은 스퀼소음, 차륜 전동소음, 차체 진동방사음, 모터소음 등이 주요 소음원으로 작용하는데, 이러한 소음원이 터널내부에서 작동되면 터널에서의 공명작용으로 터널외부보다 5dB~10dB정도의 소음레벨을 증가시킨다. 이러한 터널내 공명소음은 그대로 전동차 객실로 투과되어 전동차의 객실 소음도를 높이는 요인이 되어 승객에게 소음에 대한 짜증이나 불쾌감 그리고 승객간의 대화를 방해하게 된다.
이러한 철도차륜 전동소음을 줄이기 위하여 레일사이에 흡음블록이나 공명흡음판을 이용하여 소음을 저감시키기 위한 연구가 추진되고 있다. 또한 철도차륜 가까이에 근접 방음벽을 시설하여 소음을 저감시키려는 시도가 추진되고 있다.
그러나 종래에 설치되는 철도 차륜 방음벽은 그 구조가 복잡하게 설계되어 설치 및 유지보수가 어려운 문제가 있다.
한국등록특허 제10-0748441호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공명흡음판이 제1 레일 및 제2 레일이 이격된 거리의 범위 내에 폭 넓게 배치하게 됨에 따라 제1 레일 및 제2 레일과 열차의 차륜 사이의 소음은 넓게 분포된 공명흡음판들을 통해 효과적으로 감소되어 소음의 저감 효과가 증대될 수 있도록 한 철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 제1 레일 및 제2 레일의 아래에 배치되고 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향을 따라 배열되어 상기 제1 레일 및 제2 레일 또는 상기 제1 레일 및 제2 레일을 지지하는 다수의 침목을 지지하는 복수의 콘크리트구조물; 및 상기 복수의 콘크리트구조물과 면접하거나 인접하도록 설치된 복수의 공명흡음판을 포함하고, 상기 공명흡음판은 외면에 다수의 제1 소음유입구멍이 형성된 메인챔버와, 상기 메인챔버의 내부공간에서 소정의 간격으로 이격되어 배치되어 있고 다수의 제2 소음유입구멍이 형성된 다공판을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향을 따라 배열된 각각의 콘크리트구조물은 상기 제1 레일 및 제2 레일의 폭 이상의 폭을 갖는 정사각형 또는 직사각형의 블록 형태로 구비되는 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고, 상기 제1 블록 및 제2 블록은 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향에 수직한 방향을 따라 정렬되어 하나의 콘크리트구조물을 구성하고, 상기 각각의 공명흡음판은 상기 제1 블록 및 제2 블록과 적어도 하나의 면이 면접하여 배치되되 상기 제1 블록 및 제2 블록이 정렬된 방향을 따라 상기 제1 블록 및 제2 블록과 일렬로 정렬되어 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 콘크리트구조물은 지면에 놓이는 베이스부와, 상기 베이스부의 상면의 일측에서 상향 돌출되고 상기 제1 레일을 지지하는 제1 레일지지부와, 상기 베이스부의 상면에서 상기 제1 레일지지부에 대향되게 배치되어 상기 제2 레일을 지지하는 제2 레일지지부와, 상기 제1 레일지지부 및 제2 레일지지부의 사이에 배치된 흡음판수용부를 포함하고; 상기 각각의 공명흡음판은 상기 각각의 콘크리트구조물의 흡음판수용부 내에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다수의 콘크리트구조물은 지면에 놓여서 상기 다수의 침목을 지지하고, 상기 다수의 침목은 상기 제1 레일 및 제2 레일을 지지하고, 상기 흡음 시스템은 상기 침목 위에서 상기 제1 레일 및 제2 레일의 사이에 배치되는 복수의 흡음판수납부재를 더 포함하고, 상기 각각의 흡음판수납부재는 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향에 평행한 길이를 갖고 상면이 개방된 챔버 형태이고 챔버의 외면에 다수의 제3 소음유입구멍이 형성된 흡음판수용챔버와, 상기 흡음판수용챔버의 내부를 다수의 구획으로 분할하도록 상기 흡음판수용챔버의 내부공간에 소정의 간격으로 배열되고 다수의 제4 소음유입구멍이 형성된 구획분할판들과, 상기 흡음판수용챔버의 개방된 상면을 덮고 다수의 제5 소음유입구멍이 형성된 챔버덮개들을 포함하고, 상기 각각의 공명흡음판은 상기 흡음판수용챔버 내부공간의 다수의 구획내에 수납될 수 있다.
본 발명에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법은 제1 레일 및 제2 레일을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물을 철도라인을 따라 배치하는 단계; 상기 복수의 콘크리트구조물의 위로 상기 제1 레일 및 제2 레일을 배치하는 단계; 외면에 다수의 제1 소음유입구멍이 형성된 메인챔버와, 상기 메인챔버의 내부공간에서 소정의 간격으로 이격되어 배치되어 있고 다수의 제2 소음유입구멍이 형성된 다공판을 포함하는 공명흡음판을 상기 콘크리트구조물의 주변에 다수 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 콘크리트구조물은 제1 레일 및 제2 레일의 폭 이상의 폭을 갖는 정사각형 또는 직사각형의 블록 형태로 구비되는 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고, 상기 제1 레일 및 제2 레일을 지지하기 위한 콘크리트구조물을 철도라인을 따라 배치하는 단계에서 상기 제1 블록 및 제2 블록을 상기 철도라인의 길이방향에 수직한 방향을 따라 정렬하여 하나의 독립된 콘크리트구조물을 구성하고 그 콘크리트구조물을 상기 철도라인의 길이방향을 따라 다수 배열하고, 상기 공명흡음판을 콘크리트구조물의 주변에 다수 설치하는 단계에서 상기 각각의 공명흡음판은 상기 제1 블록 및 제2 블록과 적어도 하나의 면이 면접하여 배치되되 상기 제1 블록 및 제2 블록이 정렬된 방향을 따라 상기 제1 블록 및 제2 블록과 일렬로 정렬하여 배치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 콘크리트구조물은 지면에 놓이는 베이스부와, 상기 베이스부의 상면의 일측에서 상향 돌출되고 상기 제1 레일을 지지하는 제1 레일지지부와, 상기 베이스부의 상면에서 상기 제1 레일지지부에 대향되게 배치되어 상기 제2 레일을 지지하는 제2 레일지지부와, 상기 제1 레일지지부 및 제2 레일지지부의 사이에 배치된 흡음판수용부를 포함하고, 상기 공명흡음판을 콘크리트구조물의 주변에 다수 설치하는 단계에서 상기 각각의 공명흡음판은 상기 각각의 콘크리트구조물의 흡음판수용부 내에 설치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 콘크리트구조물의 위로 상기 제1 레일 및 제2 레일을 배치하는 단계는 각각의 콘크리트구조물 상에 침목을 상기 철도라인을 따라 다수 배열하는 단계와, 상기 다수의 침목 상에 상기 제1 레일 및 제2 레일을 설치하는 단계를 포함하고, 상기 공명흡음판을 콘크리트구조물의 주변에 다수 설치하는 단계는 상기 침목 위에서 상기 제1 레일 및 제2 레일의 사이에 복수의 흡음판수납부재를 설치하는 단계와, 상기 공명흡음판을 상기 흡음판수납부재의 내부공간에 설치하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 흡음판수납부재는 상기 제1 레일 및 제2 레일의 길이방향에 평행한 길이를 갖고 상면이 개방된 챔버 형태이고 챔버의 외면에 다수의 제3 소음유입구멍이 형성된 흡음판수용챔버와, 상기 흡음판수용챔버의 내부를 다수의 구획으로 분할하도록 상기 흡음판수용챔버의 내부공간에 소정의 간격으로 배열되고 다수의 제4 소음유입구멍이 형성된 구획분할판들, 상기 흡음판수용챔버의 개방된 상면을 덮고 다수의 제5 소음유입구멍이 형성된 챔버덮개를 포함하고, 상기 공명흡음판을 상기 흡음판수납부재의 내부공간에 설치하는 단계에서 상기 각각의 공명흡음판은 상기 흡음판수용챔버 내부공간의 다수의 구획 내에 수납될 수 있다.
본 발명에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템 및 그 시공방법에 의하면, 공명흡음판이 제1 레일 및 제2 레일이 이격된 거리의 범위 내에 폭 넓게 배치하게 됨에 따라 제1 레일 및 제2 레일과 열차의 차륜 사이의 소음은 넓게 분포된 공명흡음판들을 통해 효과적으로 감소되어 소음의 저감 효과가 증대될 수 있고, 공명흡음판의 설치가 용이해지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공명흡음판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전송소음 흡음 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철도차륜 전동소음흡음 시스템 및 그 시공방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 공명흡음판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 복수의 콘크리트구조물(1100) 및 복수의 공명흡음판(1200)을 포함할 수 있다.
복수의 콘크리트구조물(1100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지할 수 있다. 복수의 콘크리트구조물(1100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 아래에 배치되고 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 길이방향을 따라 배열되어 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지할 수 있다.
각각의 콘크리트구조물(1100)은 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)으로 구성될 수 있다. 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 폭 이상의 폭을 갖는 정사각형 또는 직사각형의 블록 형태로 구비될 수 있다. 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 길이방향에 수직한 방향을 따라 정렬되어 하나의 콘크리트구조물(1100)을 구성할 수 있다. 즉, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하는 1열의 콘크리트구조물(1100)을 구성할 수 있다.
공명흡음판(1200)은 복수의 콘크리트구조물(1100)과 면접하거나 인접하도록 설치될 수 있다. 공명흡음판(1200)은 메인챔버(1210), 다수의 다공판(1220)을 포함할 수 있다.
메인챔버(1210)는 직육면체 형상의 챔버일 수 있고, 소음유입공간(1211) 및 제1 소음유입구멍(1212)을 포함할 수 있다. 소음유입공간(1211)은 메인챔버(1210)의 내부공간으로서 외부로부터 유입된 소음이 저감될 수 있는 공간이다. 제1 소음유입구멍(1212)은 메인챔버(1210)의 외면에 다수 형성될 수 있고, 메인챔버(1210) 외부의 소음이 소음유입공간(1211)으로 유입되도록 한다.
다수의 다공판(1220)은 메인챔버(1210)의 소음유입공간(1211) 내에 일정 간격으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 다수의 다공판(1220)은 메인챔버(1210)의 폭 방향으로 배열될 수 있다. 다수의 다공판(1220)은 제2 소음유입구멍(1221)이 형성될 수 있다. 제2 소음유입구멍(1221)들은 메인챔버(1210)의 소음유입공간(1211)로 유입된 소음이 단계적으로 통과된 후 다시 소음유입공간(1211) 밖으로 배출되면서 소음을 저감시키도록 한다.
이러한 공명흡음판(1200)은 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 적어도 하나의 면이 면접하여 배치되되 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)이 정렬된 방향을 따라 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 일렬로 정렬되어 배치될 수 있다.
일 예로, 공명흡음판(1200)은 1열의 콘크리트구조물(1100)에 인접하여 3개가 설치될 수 있다. 이러한 경우, 3개의 공명흡음판(1200) 중 어느 하나는 각각의 콘크리트구조물(1100)의 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)의 사이에 양면이 면접하여 설치될 수 있고, 나머지 2개의 공명흡음판(1200)은 각각 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)에 일면이 면접하여 설치될 수 있다.
여기서, 제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)은 입구(a1)가 출구(a2)보다 더 좁다.
따라서 벤투리 효과에 의해 소음이 좁은 입구(a1)를 통과할 때 속도가 빨라지면서 원활하게 유입된다. 그리고 넓은 직경의 출구(a2) 측으로 이송되면서 유속 및 압력이 저하되며 이에 따라 소음이 상쇄된다.
제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)의 입구(a1)의 시작 부분과 출구(a2)의 끝나는 부분의 단면적비는, 1:1.2 ∼ 1:5이다.
제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)의 입구(a1)와 제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)의 출구(a2)의 단면적비가 1:1.2 미만일 경우, 입구(a1) 및 출구(a2)의 통로 차이가 크지 않아서 소음의 유입 속도 개선 효과가 미미하다.
입구(a1)와 출구(a2)의 면적비가 1:5를 초과할 경우, 소음의 유입 속도는 크게 향상되지 않는 반면에 가공이 그만큼 어렵다. 따라서, 제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)들의 입구(a1)와 출구(a2)의 면적비가 1:1.2 ∼ 1:5를 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 다공판(1220)에 형성된 제2 소음유입구멍(1221)들은 다공판(1220)이 1∼10%의 공극율을 갖도록 형성된다.
다공판(1220)의 공극율이 1% 미만일 경우, 외부의 소음이 소음유입공간(1211) 내부로 원활히 유입되지 못한다. 다공판(1220)의 공극율이 10%를 초과할 경우, 메인챔버(1210) 내부의 오염이 증가되고, 빗물 등이 소음유입공간(1211) 내부로 유입되는 문제점이 발생된다. 따라서, 제2 소음유입구멍(1221)들은 다공판(1220)에 1∼10%의 공극율을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 공명흡음판(1200)을 이용하면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 외부의 소음이 다수의 다공판(1220)들의 제2 소음유입구멍(1221)들을 통해 다수의 다공판(1220)들을 단계적으로 통과하면서 소음유입공간(1211)으로 유입되는 과정에 의해 소음이 점차 감소된다. 따라서 효과적인 소음 감소가 이루어질 수 있다.
둘째, 다공판(1220)에 형성된 제2 소음유입구멍(1221)들은 다공판(1220)이 1∼10%의 공극율을 갖도록 형성된다.
앞서 설명한 바와 같이 다공판(1220)의 공극율이 1% 미만일 경우, 외부의 소음이 소음유입공간(1211) 내부로 원활히 유입되지 못하며, 다공판(1220)의 공극율이 10%를 초과할 경우, 메인챔버(1210) 내부의 오염이 증가되고 빗물 등이 소음유입공간(1211) 내부로 유입되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명의 다공판(1220)에는 최적의 공극율을 갖도록 제2 소음유입구멍(1221)들이 형성되므로 소음감소는 원활하게 이루어지고 외부의 오염이나 빗물의 유입은 최소화된다.
셋째, 제2 소음유입구멍(1221)들은, 입구(a1)가 출구(a2)보다 더 좁으며, 입구(a1)의 시작 부분과 출구(a2)의 끝나는 부분의 단면적비는, 1:1.2 ∼ 1:5 이다. 입구(a1)와 출구(a2)의 면적비가 1:1.2 미만일 경우, 입구(a1) 및 출구(a2)의 통로 차이가 크지 않아서 소음의 유입 속도 개선 효과가 미미하다. 입구(a1)와 출구(a2)의 면적비가 1:5를 초과할 경우, 소음의 유입 속도는 크게 향상되지 않는 반면에 가공이 어렵다.
따라서, 제2 소음유입구멍(1221)들의 입구(a1)와 출구(a2)의 면적비가 1:1.2 ∼ 1:5를 유지하므로 넓은 대역의 소음 저감 효과 및 소음 유입 효과를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(1100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S110); 상기 복수의 콘크리트구조물(1100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S120); 공명흡음판(1200)을 상기 콘크리트구조물(1100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S130)를 통해 시공될 수 있다.
상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 콘크리트구조물(1100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S110)에서는 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)을 철도라인의 길이방향에 수직한 방향을 따라 정렬하여 하나의 독립된 콘크리트구조물(1100)을 구성하고 그 콘크리트구조물(1100)을 철도라인의 길이방향을 따라 다수 배열한다.
복수의 콘크리트구조물(1100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S120)에서는 철도라인을 따라 다수 배열된 제1 블록(1110)들 상에 제1 레일(11)을 설치하고, 철도라인을 따라 다수 배열된 제2 블록(1120)들 상에 제2 레일(12)을 설치할 수 있다.
상기 공명흡음판(1200)을 콘크리트구조물(1100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S130)에서는 각각의 공명흡음판(1200)은 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 적어도 하나의 면이 면접하여 배치되되 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)이 정렬된 방향을 따라 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 일렬로 정렬하여 배치한다.
이하에서는 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 통해 열차가 레일 위를 지날 때 발생되는 소음이 저감되는 과정을 설명한다.
열차가 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 타고 지날 때 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 진동하고, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜의 사이에는 소음이 발생된다.
이때, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이에서 발생되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 주변으로 방사되는데, 이때 제1 레일(11) 주변으로 방사되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12) 주변에 배치되어 있는 공명흡음판(1200)으로 흡수되어 소음이 저감된다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 이용하면, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하는 침목을 작은 규격의 콘크리트구조물(1100)로서 이용하고, 공명흡음판(1200)이 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 이격된 거리의 범위 내에 폭 넓게 배치하게 됨에 따라 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이의 소음은 넓게 분포된 공명흡음판(1200)들을 통해 효과적으로 감소되어 소음의 저감 효과가 증대될 수 있다.
제2 실시예
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 복수의 콘크리트구조물(2100), 복수의 공명흡음판(2200)을 포함할 수 있다.
복수의 콘크리트구조물(2100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지할 수 있다. 복수의 콘크리트구조물(2100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 아래에 배치되고 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 길이방향을 따라 배열되어 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지할 수 있다.
각각의 콘크리트구조물(2100)은 프리캐스트 콘크리트 형태로 미리 제작되어 구비될 수 있다. 각각의 콘크리트구조물(2100)은 베이스부(2110), 제1 레일지지부(2120), 제2 레일지지부(2130) 및 흡음판수용부(2140)를 포함할 수 있다.
베이스부(2110)는 지면에 놓이는 부분이다. 베이스부(2110)는 정사각형 또는 직사각형 형상의 블록 형태일 수 있다.
제1 레일지지부(2120)는 베이스부(2110)와 일체로 형성되어 베이스부(2110)의 상면의 일측에서 상향 돌출될 수 있다. 이러한 제1 레일지지부(2120)는 제1 레일(11)을 지지할 수 있다.
제2 레일지지부(2130)는 베이스부(2110)와 일체로 형성되어 베이스부(2110)의 상면에서 상향 돌출되고 제1 레일지지부(2120)에 대향되게 배치될 수 있다. 이러한 제2 레일지지부(2130)는 제2 레일(12)을 지지할 수 있다.
흡음판수용부(2140)는 제1 레일지지부(2120) 및 제2 레일지지부(2130)의 사이에 배치될 수 있다. 흡음판수용부(2140)는 제1 레일지지부(2120) 및 제2 레일지지부(2130)의 상면으로부터 베이스부(2110)의 상면까지의 깊이를 가질 수 있다.
각각의 공명흡음판(2200)은 상기 각각의 콘크리트구조물(2100)의 흡음판수용부(2140) 내에 설치될 수 있다. 각각의 공명흡음판(2200)의 구조는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 공명흡음판(2200)의 구조와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(2100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S210); 상기 복수의 콘크리트구조물(2100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S220); 공명흡음판(2200)을 상기 콘크리트구조물(2100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S230)를 통해 시공될 수 있다.
제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(2100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S210)에서는 콘크리트구조물(2100)의 제1 레일지지부(2120) 및 제2 레일지지부(2130)가 지면에 수직하도록 베이스부(2110)를 지면 상에 놓아서 철도라인을 따라 일정 간격으로 다수 배치할 수 있다.
복수의 콘크리트구조물(2100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S220)에서는 철도라인을 따라 배열된 각각의 콘크리트구조물(2100)의 제1 레일지지부(2120) 상에 제1 레일(11)을 설치하고 제2 레일지지부(2130) 상에 제2 레일(12)을 설치할 수 있다.
공명흡음판(2200)을 상기 콘크리트구조물(2100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S230)에서는 철도라인을 따라 배열된 각각의 콘크리트구조물(2100)의 흡음판수용부(2140)의 내부로 공명흡음판(1200)을 삽입하여 콘크리트구조물(2100) 내에 공명흡음판(2200)이 위치하도록 설치할 수 있다.
이하에서는 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 통해 열차가 레일 위를 지날 때 발생되는 소음이 저감되는 과정을 설명한다.
열차가 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 타고 지날 때 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 진동하고, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜의 사이에는 소음이 발생된다.
이때, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이에서 발생되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 주변으로 방사되는데, 이때 제1 레일(11) 주변으로 방사되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12) 주변에 배치되어 있는 공명흡음판(2200)으로 흡수되어 소음이 저감된다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 이용하면, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하는 침목을 프리캐스트 콘크리트 형태의 콘크리트구조물(2100)로서 이용하고, 공명흡음판(2200)이 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 이격된 거리의 범위 내에 폭 넓게 배치하게 됨에 따라 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이의 소음은 넓게 분포된 공명흡음판(2200)들을 통해 효과적으로 감소되어 소음의 저감 효과가 증대될 수 있다.
또한, 콘크리트구조물(2100)이 프리캐스트 콘크리트 형태로 미리 제작됨에 따라 현장에서 즉시 철도라인을 따라 배치하여 신속하게 침목을 구성할 수 있고, 공명흡음판(2200)을 콘크리트구조물(2100)의 흡음판수용부(2140)의 내측으로 삽입하는 간단한 작업으로 설치가 가능하므로 공명흡음판(2200)의 설치가 용이해지는 이점이 있다.
제3 실시예
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전송소음 흡음 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 다수의 콘크리트구조물(3100), 복수의 흡음판수납부재(3200), 복수의 공명흡음판(3300)을 포함할 수 있다.
복수의 콘크리트구조물(3100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하는 다수의 침목(20), 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지할 수 있다. 복수의 콘크리트구조물(3100)은 철도라인의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 일 예로, 콘크리트구조물(3100)은 직사각형 또는 정사각형의 블록 형태일 수 있다.
복수의 흡음판수납부재(3200)는 복수의 공명흡음판(3300)을 수납할 수 있다. 각각의 흡음판수납부재(3200)는 흡음판수용챔버(3210), 구획분할판들(3220), 챔버덮개(3230)를 포함할 수 있다.
흡음판수용챔버(3210)는 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 길이방향에 평행한 길이를 갖고, 상면이 개방된 챔버 형태이고, 챔버의 외면에 다수의 제3 소음유입구멍(3211)이 형성될 수 있다.
구획분할판들(3220)은 흡음판수용챔버(3210)의 내부공간에 소정의 간격으로 배열되어 흡음판수용챔버(3210)의 내부를 다수의 구획으로 분할할 수 있다. 구획분할판들(3220)에는 흡음판수납부재(3200)의 내부로 유입되는 소음이 통과할 수 있는 다수의 제4 소음유입구멍(3221)이 형성될 수 있다.
챔버덮개(3230)는 흡음판수용챔버(3210)의 개방된 상면을 덮을 수 있다. 즉, 구획분할판들(3220)에 의해 분할된 구획들 내부를 덮을 수 있다. 챔버덮개들(3230)에는 흡음판수납부재(3200)의 외측으로부터 소음이 유입되도록 다수의 제5 소음유입구멍(3231)이 형성될 수 있다.
일 예로, 흡음판수납부재(3200)는 2개일 수 있고, 이러한 경우, 각각의 흡음판수납부재(3200)는 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 제3 소음유입구멍(3211) 내지 제5 소음유입구멍(3231)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 제1 소음유입구멍(1212) 및 제2 소음유입구멍(1221)의 형태와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
각각의 공명흡음판(3300)은 흡음판수용챔버(3210) 내부공간의 다수의 구획내에 수납될 수 있다. 각각의 공명흡음판(3300)은 흡음판수용챔버(3210) 내부공간에 유동 없이 삽입되어 위치할 수 있는 규격을 갖도록 구비될 수 있다. 각각의 공명흡음판(3300)의 구조는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 공명흡음판(3300)의 구조와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(3100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S310); 상기 복수의 콘크리트구조물(3100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S320); 공명흡음판(3300)을 상기 콘크리트구조물(3100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S330)를 통해 시공될 수 있다.
제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(3100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S310)는 복수의 콘크리트구조물(3100)을 지면 상에 놓아서 철도라인을 따라 일정 간격으로 다수 배치할 수 있다.
복수의 콘크리트구조물(3100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S320)는 각각의 콘크리트구조물(3100) 상에 침목(20)을 상기 철도라인을 따라 다수 배열하는 단계(S321)와, 상기 다수의 침목(20) 상에 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 설치하는 단계(S322)를 포함할 수 있다.
공명흡음판(3300)을 콘크리트구조물(3100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S330)는 상기 침목(20) 위에서 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 사이에 복수의 흡음판수납부재(3200)를 설치하는 단계(S331)와, 상기 공명흡음판(3300)을 상기 흡음판수납부재(3200)의 내부공간에 설치하는 단계(S332)를 포함할 수 있다.
공명흡음판(3300)을 상기 흡음판수납부재(3200)의 내부공간에 설치하는 단계(S332)에서는 흡음판수납부재(3200)에 구비된 챔버덮개들(3230)을 열어서 흡음판수납부재(3200) 내부의 분할된 구획들을 개방하고, 이어서 분할된 구획들의 내부에 공명흡음판(3300)을 삽입하여 흡음판수납부재(3200)들 내부에 공명흡음판(3300)들이 수납되도록 한다.
이하에서는 이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 통해 열차가 레일 위를 지날 때 발생되는 소음이 저감되는 과정을 설명한다.
열차가 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 타고 지날 때 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 진동하고, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜의 사이에는 소음이 발생된다.
이때, 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이에서 발생되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 주변으로 방사되는데, 이때 제1 레일(11) 주변으로 방사되는 소음은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12) 주변에 배치되어 있는 공명흡음판(3300)으로 흡수되어 소음이 저감된다.
즉, 소음은 흡음판수납부재(3200)의 외면에 형성된 제3 소음유입구멍(3211)을 통해 내부로 유입된 후 흡음판수납부재(3200)의 내부의 구획들 내에 수납된 공명흡음판(3300)의 내부로 흡수되어 소음이 저감된다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템을 이용하면, 공명흡음판(3300)이 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)이 이격된 거리의 범위 내에 폭 넓게 배치하게 됨에 따라 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)과 열차의 차륜 사이의 소음은 넓게 분포된 공명흡음판(3300)들을 통해 효과적으로 감소되어 소음의 저감 효과가 증대될 수 있다.
또한, 공명흡음판(3300)을 흡음판수납부재(3200) 내측으로 삽입하는 간단한 작업으로 설치가 가능하므로 공명흡음판(3300)의 설치가 용이해지는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 공명흡음판(1200, 2200, 3200)은 알루미늄 합금 재질로 구비될 수 있고, 이러한 공명흡음판(1200, 2200, 3200)에는 부식방지용 피복 조성물이 도포될 수 있다.
피복 조성물은, 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 80중량% 및 프로판올아민(Propanol amine) 20중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물 100중량%에 대하여, 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine)을 1 내지 10중량%로 구성된다.
본 발명에서는 레조르시놀 디글리시틸에테르의 우수한 내화학성, 치수안정성 등의 특성과 프로판올아민의 내부식성 등의 특성 및 멜라민 유도체의 우수한 윤활특성 등을 활용하여 보다 친환경적인 공명흡음판(1200, 2200, 3200)의 부식방지를 위한 피복을 형성할 수 있다.
상기 부식방지용 피복 조성물을 도포하는 방법은 특별한 제한은 없으나, 알루미늄합금 표면에 건조도막 두께가 10 내지 30㎛가 되도록 도포되는 것이 바람직하다. 건조도막 두께가 10㎛ 미만이면 수명이 짧아질 수 있고, 30㎛를 초과하는 경우에는 기능상 문제점은 없으나 경제적 이점이 감소한다.
또한, 상기 부식방지용 피복 조성물이 도포된 공명흡음판(1200, 2200, 3200)은 10 내지 30분 동안 공기 건조 후 100 내지 200℃, 바람직하게는 150 내지 180℃에서 10 내지 50분 동안 경화하여 비점착성이고 광택이 우수한 도막을 얻는 것이 가능하다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
1100, 2110, 3110 : 콘크리트구조물
1200, 2200, 3300 : 공명흡음판
1210 : 메인챔버
1220 : 다공판
3200 : 흡음판수납부재

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 열차의 운행 중 차륜과 레일 사이에서 발생하는 소음을 차단하기 위한 시스템을 시공하기 위한 방법으로서,
    제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 복수의 콘크리트구조물(1100, 2100, 3100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S110, S210, S310);
    상기 복수의 콘크리트구조물(1100, 2100, 3100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S120, S220, S320);
    외면에 다수의 제1 소음유입구멍(1212)이 형성된 메인챔버(1210)와, 상기 메인챔버(1210)의 내부공간에서 소정의 간격으로 이격되어 배치되어 있고 다수의 제2 소음유입구멍(1221)이 형성된 다공판(1220)을 포함하는 공명흡음판(1200, 2200, 3300)을 상기 콘크리트구조물(1100, 2100, 3100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S130, S230, S330)를 포함하며;
    상기 복수의 콘크리트구조물(3100)의 위로 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 배치하는 단계(S320)는 각각의 콘크리트구조물(3100) 상에 침목(20)을 상기 철도라인을 따라 다수 배열하는 단계(S321)와, 상기 다수의 침목(20) 상에 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 설치하는 단계(S322)를 포함하고,
    상기 공명흡음판(3300)을 콘크리트구조물(1100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S330)는 상기 침목(20) 위에서 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 사이에 복수의 흡음판수납부재(3200)를 설치하는 단계(S331)와, 상기 공명흡음판(3300)을 상기 흡음판수납부재(3200)의 내부공간에 설치하는 단계(S332)를 포함하고,
    상기 각각의 흡음판수납부재(3200)는 상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 길이방향에 평행한 길이를 갖고 상면이 개방된 챔버 형태이고 챔버의 외면에 다수의 제3 소음유입구멍(3211)이 형성된 흡음판수용챔버(3210)와, 상기 흡음판수용챔버(3210)의 내부를 다수의 구획으로 분할하도록 상기 흡음판수용챔버(3210)의 내부공간에 소정의 간격으로 배열되고 다수의 제4 소음유입구멍(3221)이 형성된 구획분할판들(3220)과, 상기 흡음판수용챔버(3210)의 개방된 상면을 덮고 다수의 제5 소음유입구멍(3231)이 형성된 챔버덮개(3230)를 포함하고,
    상기 공명흡음판(3300)을 상기 흡음판수납부재(3200)의 내부공간에 설치하는 단계(S332)에서 상기 각각의 공명흡음판(3300)은 상기 흡음판수용챔버(3210) 내부공간의 다수의 구획내에 수납되는 것을 특징으로 하는,
    철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 각각의 콘크리트구조물(1100)은 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)의 폭 이상의 폭을 갖는 정사각형 또는 직사각형의 블록 형태로 구비되는 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)을 포함하고,
    상기 제1 레일(11) 및 제2 레일(12)을 지지하기 위한 콘크리트구조물(1100)을 철도라인을 따라 배치하는 단계(S110)에서 상기 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)을 상기 철도라인의 길이방향에 수직한 방향을 따라 정렬하여 하나의 독립된 콘크리트구조물(1100)을 구성하고 그 콘크리트구조물(1100)을 상기 철도라인의 길이방향을 따라 다수 배열하고,
    상기 공명흡음판(1200)을 콘크리트구조물(1100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S130)에서 상기 각각의 공명흡음판(1200)은 상기 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 적어도 하나의 면이 면접하여 배치되되 상기 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)이 정렬된 방향을 따라 상기 제1 블록(1110) 및 제2 블록(1120)과 일렬로 정렬하여 배치하는 것을 특징으로 하는,
    철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 각각의 콘크리트구조물(2100)은 지면에 놓이는 베이스부(2110)와, 상기 베이스부(2110)의 상면의 일측에서 상향 돌출되고 상기 제1 레일(11)을 지지하는 제1 레일지지부(2120)와, 상기 베이스부(2110)의 상면에서 상기 제1 레일지지부(2120)에 대향되게 배치되어 상기 제2 레일(12)을 지지하는 제2 레일지지부(2130)와, 상기 제1 레일지지부(2120) 및 제2 레일지지부(2130)의 사이에 배치된 흡음판수용부(2140)를 포함하고,
    상기 공명흡음판(2200)을 콘크리트구조물(2100)의 주변에 다수 설치하는 단계(S230)에서 상기 각각의 공명흡음판(2200)은 상기 각각의 콘크리트구조물(2100)의 흡음판수용부(2140) 내에 설치하는 것을 특징으로 하는,
    철도차륜 전동소음 흡음 시스템의 시공방법.
  8. 삭제
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