KR100270572B1 - 토목 천공기의 방음 및 방진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목 천공기의 방음 및 방진장치에 관한 것으로, 그 목적은 토목 천공기의 드릴이 동작시 발생하는 소음공해 중 저감하고자 하는 특정 주파수대역의 소음을 감쇄시킬 수 있고 비산하는 분진을 막을 수 있는 방음 및 방진장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 구성은 반원체를 이루고 있는 2개의 부분체가 상부 및 측면에 각각 돌출되어 있는 브라켓을 통상의 체결수단을 사용하여 다수의 너트를 체결하여 일체로된 구조체로 구성하되, 상기 일체로된 구조체의 하부와 상부는 개방된 구조를 가지며, 상부의 개구가 하부의 개구보다 작게 형성하여 상부 방향으로 소음의 전파나 분진의 비산을 막도록 구성하고, 상기 방진 및 방음장치의 내부는 특정주파수 대역을 걸러내기 위하여 일정 크기의 직경을 가지는 구멍이 서로 인접하는 구멍과 일정거리를 두어 천공된 유공판으로 이루어지고, 배후에 전달된 소음을 열에너지를 전환시켜 흡음하는 유리섬유 그리고 철판 순으로 단면이 이루어지며 가장외부에 차음쉬트를 사용하고, 하부를 철판으로 용접하여 구성된다.

Description

토목 천공기의 방음 및 방진장치

본 발명은 토목 천공기의 방음 및 방진장치에 관한 것으로, 상세하게 설명하자면 드릴을 사용하여 지표면에 대한 천공 작업시 발생하는 특정 주파수의 소음 및 분진을 감소시키기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 항만, 공업단지, 아파트단지 등의 대단위 토목 및 건축공사현장 등에서는 시추공 등을 설치하기 위하여 천공기 등을 사용하여 드릴 작업을 하게 된다.

상기와 같은 공사현장에서 드릴작업을 행하기 위해서는 큰 동력이 필요하게 되는데 이러한 큰 동력에 의해 작동되는 드릴이 흙을 파게 되면 흙과 직접 마찰하는 드릴에서 각기 다른 주파수를 가진 소음이 발생하게 되며, 작업이 진행됨에 따라 많은 양의 분진이 필연적으로 발생하게 된다.

따라서 작업장 부근에서 소음 데시벨(dB)을 측정하게 되면 각기 다른 주파수 대역을 갖는 소음들이 합쳐져 최종 검측되는 소음 데시벨(dB)이 증가되는 현상이 발생하게 된다.

더욱이 이러한 소음 중 가장 큰 문제점을 가지는 소음은 사람의 귀에 민감한 주파수를 가지는 특정대역의 소음이다.

하지만 상기와 같은 문제점에도 불구하고 지금까지는 공사현장에서 이러한 문제점을 해결할 만한 별도의 장치가 마련되어 있지 않아 드릴작업 현장은 물론 인근지역까지도 소음공해에 시달릴 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

또한 작업시 발생하는 다량의 비산 먼지로 인하여 공사장은 물론 인근 지역 까지도 먼지공해에 시달리는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 토목 천공기의 드릴이 동작시 발생하는 소음공해 중 저감하고자 하는 특정 주파수대역의 소음을 감쇄시킬 수 있고 비산하는 분진을 막을 수 있는 방음 및 방진장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 반원체를 이루고 있는 2개의 부분체가 상부 및 측면에 각각 돌출되어 있는 브라켓을 통상의 체결수단을 사용하여 다수의 너트를 체결하여 일체로된 구조체를 구성하되, 상기 일체로된 구조체의 하부와 상부는 개방된 구조를 가지며, 상부의 개구가 하부의 개구보다 작게 형성하여 상부방향으로 소음의 전파나 분진의 비산을 막도로 구성하고, 상기 방진 및 방음장치의 내부는 특정주파수 대역을 걸러내기 위하여 일정 크기의 직경을 가지는 구멍이 서로 인접하는 구멍과 일정거리를 두어 천공된 유공판으로 이루어지고, 배후에 전달된 소음을 열에너지로 변환시켜 흡음하는 유리섬유 그리고 철판 순으로 단면이 이루어지며, 가장 외부에 차음쉬트를 사용하고, 하부를 철판으로 용접한 것을 특징으로 하는 토목 천공기의 방음 및 방진장치를 제공함으로써 달성된다.

제1도는 본 발명의 사시도이고,

제2도는 제1도의 A-A선 단면도이고,

제3도는 제1도의 B-B선 단면도이고,

제4도는 유공판의 구조를 보인 정면도이며,

제5도는 본 발명의 효과를 나타낸 7m 측정지점에서의 비교 그래프이고,

제6도는 본 발명의 효과를 나타낸 15m 측정지점에서의 비교 그래프이며,

제7도는 본 발명장치의 단일 구조체를 보인 참고도이고,

제8도는 본 발명장치를 이용하여 작업을 하는 현장을 보인 참고도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

(1,2) : 부분체 (3) : 차음쉬트

(4) : 유공판 (5,51) : 철판

(6) : 유리섬유 (11,11',21,21') : 브라켓

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 사시도를 도시하고 있는데, 본 발명의 방음 및 방진장치는 반원체를 이루고 있는 2개의 부분체(1,2)가 상부 및 측면에 각각 돌출되어 있는 브라켓(11,11',21,21')에 형성되어 있는 다수의 너트를 통상의 체결수단을 사용하여 일체를 이루는 구조로 되어 있다.

상기 방진 및 방음장치의 외부 둘레로는 차음쉬트(3)가 둘레에 설치되는데, 그 체결방법은 통상의 체결방법을 사용하여 체결한다.

상기 차음쉬트의 물성 및 특징을 보면 그 조성이 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate)20%와 합성고무 (Synthetic Rubber)35% 그리고 기타 부틸, 우레탄, 석유수지 등으로 이루어지는 조성비를 가지며, 비중은 2㎏/㎥이고, 내열성능은 120도 정도에 견디도록 설계되었다.

이러한 물성을 가지는 차음쉬트의 차음성능은 4㎜ 두께의 차음쉬트일 경우 500Hz 대역에서 약 9dB을 나타내고 있어, 철판에 부딪쳐 나는 소리를 없애줄 뿐만 아니라 자체적인 중량에 의해 소음을 차단하는 등의 이중효과가 있다.

방진 및 방음장치의 내부는 일정 크기의 직경을 가지는 구멍이 서로 인접하는 구멍과 일정거리를 두어 천공된 유공판(4)으로 이루어진다.

상기 방진 및 방음장치의 하부와 상부는 개방된 구조를 가지며, 상부의 개구가 하부의 개구보다 작게 형성하여 상부방향으로 소음의 전파나 분진의 비산을 막도록 구성하였다.

상부 개구에는 드릴이 삽입되어 하부 방향으로 굴착을 하게 된다.

하부 개구의 하부면에는 굴착 작업 중 토출되는 토사의 배출을 위하여 필요에 따라 지지대를 세움으로써 원활한 배출작용을 할 수 있다.

도 2 는 도 1의 A-A선 단면도인데, 본 발명의 방음 및 방진장치를 이루는 2개의 부분체가 중앙부에서 서로 접하고 있으며, 각 부분체의 최외각으로부터 차음 쉬트(3), 철판(5), 발생된 음파를 열에너지로 변환시켜 흡음하는 유리섬유(6), 특정주파수 대역을 걸러내는 유공판(4)순으로 단면이 이루어지며 하부는 철판(51)을 사용하여 용접한다.

도 3 은 도 1의 B-B선 단면도인데 도 2 와 같은 단면을 이루되 상부와 하부에 각각 복수개의 너트를 가진 브라켓(11,11',21,21')이 형성되어 있다.

도 4 는 유공판의 구조를 보인 정면도인데, 유공판(4)은 일정 크기의 직경을 가지는 구멍이 서로 인접하는 구멍과 일정거리를 두어 천공되어 이루어지는데, 특정주파수의 대역의 소음의 저감을 위해서는 구멍의 직경 및 구멍간의 거리를 계산하여야 한다.

본 발명의 흡음구조는 음의 공명을 이용한 공명흡음구조를 사용한다.

이러한 흡음 구조는 특정주파수 부근의 음을 흡음구멍사이 공간에 의한 공명에 의해 흡음을 하게 된다.

즉, 음파가 입사될 때 구멍부분의 공기는 입사음과 일체가 되어 앞, 뒤로 진동하며 동시에 배후공기층의 공기가 스프링과 같이 압축과 팽창을 반복한다.

특히 공명 주파수 부근에서는 공기의 진동이 커지고 공기의 마찰점성 저항이 생겨 음에너지가 열에너지로 변하는 양이 증가하므로 흡음율은 최대가 된다.

따라서 제거하고자 하는 특정주파수를 저감하기 위해서 구멍의 크기 및 구멍간의 거리를 계산하여 다공판을 만들면 특정 주파수의 음을 저감시킬 수 있다.

다음은 공명주파수를 구하는 공식이다.

여기서 P = 개구율(%), L = 유공판에서 벽체까지의 공기층 두께(m)

t = 판두께(m), d = 유공판의 구멍지름 (m)

V = 음속 이다.

도 5 는 본 발명의 효과를 나타낸 7m 측정지점에서의 비교 그래프로서 본 발명의 장치를 이용했을 때의 효과를 보이고 있다.

도 6 는 본 발명의 효과를 나타낸 15m 측정지점에서의 비교 그래프로서 본 발명의 장치를 이용했을 때의 효과를 보이고 있다.

도 7 은 본 발명장치의 단일 구조체를 보인 참고도이고,

도 8 은 본 발명장치를 이용하여 작업을 하는 현장을 보인 참고도이다.

다음은 본 발명의 실시예이다.

[실시예 1]

1000Hz 근처의 소음을 저감하는 유공판을 제작하기 위하여 다음과 같이 제작하였다.

여기서 P = 19.6372(%), L = 0.05m(유공판에서 철판까지의 공기층 두께)

t = 0.0016m(철판두께), d = 0.01m(유공판의 구멍지름)

V = 340m

상기와 같은 조건을 갖는 본 발명의 흡음구조는 f_r이 1094.689Hz의 공명주파수를 가져 1000Hz 부근의 소음을 저감하는 흡음효과를 가진다.

[실시예 2]

800Hz 근처의 소음을 저감하는 유공판을 제작하기 위하여 다음과 같이 제작하였다.

여기서 P = 19.6372(%), L = 0.048m(유공판에서 철판까지의 공기층 두께)

t = 0.0012m(철판두께), d = 0.02m(유공판의 구멍지름)

V = 340m

상기와 같은 조건을 갖는 본 발명의 흡음구조는 f_r이 834.4579Hz의 공명주파수를 가져 800Hz 부근의 소음을 저감하는 흡음효과를 가진다.

상기와 같이 설계된 유공판과 유리섬유와 철판과 차음쉬트단면 구조를 가지는 2개의 구조체가 조립된 원통형의 방음 및 방진장치는 토목 천공기의 드릴을 굴착하고자 하는 지표위에 드릴을 위치시킨 후 2개의 구조체를 조립하여 작업을 시작하면 특정 소음이 유공판과 유리섬유와 철판 및 차음쉬트를 거치면서 감소하게 되고, 비산하는 먼지는 상부의 개구에 막혀 하부방향으로 떨어지게 되며, 발생하는 토사는 필요한 만큼 구조체의 하부에 설치한 지지대 사이로 밀려나오게 된다.

상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 소음 저감 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명은 굴착작업시 비산하는 먼지를 줄이는데 다음과 같은 효율과 배출량 감소 효과가 있다.

따라서 공사현장의 소음과 비산하는 먼지등을 저감하여 공사장 및 공사장 인근에서의 소음공해 및 분진공해를 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반원체를 이루고 있는 2개의 부분체가 상부 및 측면에 각각 돌출되어 있는 브라켓을 통상의 체결수단을 사용하여 다수의 너트를 체결하여 일체로된 구조체로 구성하되, 상기 일체로된 구조체의 하부와 상부는 개방된 구조를 가지며, 상부의 개구가 하부의 개구보다 작게 형성하여 상부방향으로 소음의 전파나 분진의 비산을 막도록 구성하고, 상기 방진 및 방음장치의 내부는 특정주파수 대역을 걸러내기 위하여 일정 크기의 직경을 가지는 구멍이 서로 인접하는 구멍과 일정거리를 두어 천공된 유공판으로 이루어지고, 배후에 발생된 전파의 열에너지를 감쇠시켜 흡음하는 유리섬유 그리고 철판 순으로 단면이 이루어 배후공간을 확보하며, 하부를 철판으로 용접한 것을 특징으로 하는 토목 천공기의 방음 및 방진장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유공판이 1000Hz 근처의 소음을 저감하도록 개공율을 19.6372(%)로 하고 유공판에서 철판까지의 공기층 두께를 0.05m로 하며, 철판 두께를 0.0016m로 하고 유공판의 구멍 지름을 0.01m로 한 것을 특징으로 하는 토목 천공기의 방음 및 방진장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 유공판이 800Hz 근처의 소음을 저감하도록 개공율을 19.6372(%)로 하고 유공판에서 철판까지의 공기층 두께를 0.048m로 하며, 철판두께를 0.0012m로 하고 유공판의 구멍 지름을 0.02m로 한 것을 특징으로 하는 토목 천공기의 방음 및 방진장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 일체로된 구조체의 외부 둘레로는 차음쉬트를 통상의 체결방법을 사용하여 체결한 것을 특징으로 하는 토목 천공기의 방음 및 방진장치.