KR100568126B1 - 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템에 관한 것으로, 그 목적은 공장, 발전소 등의 대형 스택 내에 설치되어, 압력손실을 최소화하면서도 가스터빈에서 발생하는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음저감시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 소음저감시스템은, 스택의 내부에 설치되어 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 소음저감시스템으로서, 스택의 내벽면으로는 일정한 크기의 방음골격이 다수개로 구획되어 다단으로 배치되어 있고, 구획 배치된 방음골격 사이로 흡음재가 설치되어 있는 내부방음벽체와, 내부방음벽체의 내측과 일정한 거리로 이격되어 있고, 흡음재가 설치된 방음골격이 다수개로 구획되어 동심원의 형태로 설치된 방음셀을 포함하며, 방음셀은 내부방음벽체의 높이 내에 2개 이상으로 다단 설치되어 방음셀과 내부방음벽체 사이를 통과하는 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 것을 특징으로 한다.

소음저감시스템, 스택, 가스터빈, 방음골격, 흡음재, 방음셀

Description

스택 내부에 설치되는 소음저감시스템{NOISE-REDUCING SYSTEM PROVIDED IN STACK}

도 1은 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템이 스택의 내부에 설치된 것을 보인 설치상태도.

도 2a는 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템의 저면사시도.

도 2b는 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템의 평면도.

도 3a는 본 발명에 적용된 내부방음벽체의 방음골격을 보인 도면.

도 3b는 본 발명에 적용된 흡음재의 사시도.

도 3c는 본 발명에 적용된 내부방음벽체의 방음골격에 흡음재가 설치된 것을 보인 도면.

도 4a는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격을 보인 도면.

도 4b는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격에 흡음재가 설치된 것을 보인 도면.

도 4c는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격에 흡음재가 설치되는 구조를 보인 단면도.

도 5a는 본 발명에 적용된 상, 하 방음셀이 스택의 내부에 고정되는 상태를 보인 도면.

도 5b는 본 발명에 적용된 중 방음셀이 스택의 내부에 고정되는 상태를 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 스택 20: 방음골격

30: 흡음재 40: 내부방음벽체

50: 방음셀 60: 사각강

70: 소음상쇄공간

본 발명은 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공장, 발전소 등의 대형 스택에 설치되어 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감할 수 있는 소음저감시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공장이나 발전소 등의 스택(Stack)으로는 전열면 본체 내의 열교환을 마친 가스가 대기중으로 방출된다.

이 때, 가스터빈에서 발생하는 소음 역시 스택을 통과하게 되는데, 이러한 소음이 그대로 방출될 경우에는 작업장 주변의 주민들에게 매우 큰 소음공해를 끼 칠 뿐만 아니라, 작업장 내의 근로자들의 건강에도 악영향을 끼치는 문제점이 발생되었다.

종래에는 가스터빈에서 발생되어 스택을 통해 방출되는 소음을 저감시키기 위하여, 원형에 다수의 가로줄이 형성된 골격에 방음판을 부설한 스프리터를 스택 내에 설치하여 왔으나, 이러한 종래의 소음저감시스템은 만족할 만한 소음감소효과를 제공하지 못할 뿐만 아니라, 스택 내의 단면적을 감소시킴에 따라 스택을 관류하는 가스의 배기압력에 있어서 상당한 손실을 가져오는 바, 이러한 압력손실의 결과로 스택의 직경을 더 크게 하는 등 배기에 더 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 현장시공으로 기존의 스택에 설치할 수 있고, 신설되는 스택에도 설치되어 대기중으로 발생되는 배출소음을 획기적으로 저감할 수 있는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템을 제공하는 데 있다.
하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템은, 전술한 문제를 모두 해소하고 흡음재가 일체로 장착된 방음셀을 다단으로 스택의 내부에 설치한다.
본 발명에 따른 방음셀은 동심원의 구조를 이루고 있으며, 스택의 내벽에 고정되어 스택의 내부를 따라 배출되는 배기의 소음의 압력손실을 최소한으로 줄여 스택의 내구성을 향상시킨다.
본 발명의 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

삭제

전술한 본 발명의 목적은, 스택의 내부에 설치되어 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 소음저감시스템으로서, 스택의 내벽면으로는 일정한 크기의 방음골격이 다수개로 구획되어 다단으로 배치되어 있고, 구획 배치된 방음골격 사이로 흡음재가 설치되어 있는 내부방음벽체와, 내부방음벽체의 내측과 일정한 거리로 이격되어 있고, 흡음재가 설치된 방음골격이 다수개로 구획되어 동심원의 형태로 설치된 방음셀을 포함하며, 방음셀은 내부방음벽체의 높이 내에 2개 이상으로 다단 설치되어 방음셀과 내부방음벽체 사이를 통과하는 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템을 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 전술한 내부방음벽체 내지 방음셀의 방음골격은 각종 형강과 구조형 각형 강관을 수평, 수직으로 배치하여 다열, 다단의 구획면을 형성시키고, 스택의 내면을 따라 연장되어 설치된다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 의하면, 전술한 흡음재로는 발포알루미늄, 글래스울(glass wool), 마이크로 퍼포레이터(micro perforator)를 비롯한 다양한 흡음재가 사용될 수 있다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 전술한 방음셀은 방음골격이 동일한 동심원으로 이루어진 상,하 방음셀과, 상, 하 방음셀보다 작은 동심원으로 이루어진 중방음셀로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 전술한 상, 중, 하 방음셀은 스택의 내벽면에 고정되는 고정골격이 소음해석에 따른 일정한 각도로 연장된다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 전술한 다수개로 구획된 방음셀의 방음골격 전후로는 흡음재가 설치되어 고정된다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 전술한 다수개로 구획된 방음셀의 방음골격 전후에 설치되는 흡음재는 동일한 넓이를 가진 사각강이 흡음재 사이에 다수개로 설치되어 흡음재와의 거리는 일정하게 유지시켜 소음상쇄공간을 형성한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템이 스택의 내부에 설치된 것을 보인 설치상태도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템의 저면사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템의 평면도이고, 도 3a는 본 발명에 적용된 내부방음벽체의 방음골격을 보인 도면이고, 도 3b는 본 발명에 적용된 흡음재의 사시도이고, 도 3c는 본 발명에 적용된 내부방음벽체의 방음골격에 흡음재가 설치된 것을 보인 도면이고, 도 4a는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격을 보인 도면이고, 도 4b는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격에 흡음재가 설치된 것을 보인 도면이고, 도 4c는 본 발명에 적용된 방음셀의 방음골격에 흡음재가 설치되는 구조를 보인 단면도이고, 도 5a는 본 발명에 적용된 상, 하 방음셀이 스택의 내부에 고정되는 상태를 보인 도면이고, 도 5b는 본 발명에 적용된 중 방음셀이 스택의 내부에 고정되는 상태를 보인 도면이다.

도 1a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템은 스택(10)의 내부에 설치되어 내부를 통과하는 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 소음저감시스템(100)으로서, 스택(10)의 내벽면(12)으로는 일정한 크기의 방음골격(20)이 다수개로 구획되어 다단으로 배치되어 있고, 구획 배치된 방음골격(20) 사이로 흡음재(30)가 설치되어 있는 내부방음벽체(40)와, 내부방음벽체(40)의 내측과 일정한 거리로 이격되어 있고, 흡음재(30)가 설치된 방음골격(20)이 다수개로 구획되어 동심원의 형태로 설치된 방음셀(50)을 포함하며, 방음셀(50)은 내부방음벽체(40)가 설치된 높이 내에 2개 이상으로 다단 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 설치되는 스택(10)은 전열면 본체내의 열교환을 마친 가스가 배출되는 통로를 의미하고, 배출되는 배기가스는 하측에서 상측을 관통한 후 배출된다.

도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소음저감시스템(100)은 전술한 스택(10)의 내부에 설치되고, 2개 이상의 다단으로 이루져 있음을 알 수 있으며, 특히 스택(10)의 내벽면(12)은 내부방음벽체(40)로 둘러쌓여 있다.

내부방음벽체(40)는 도 3a에 도시된 바와 같이 일정한 크기로 구획되어 있는 방음골격(20)이 다수개로 다단으로 배치되어 있다.

이러한 방음골격(20)은 각종 형강(22)과 구조형 각형 강관(22a)이 수평, 수직으로 배치된 후 볼트 내지 리벳 결합되어 골격을 이루고 있고, 이 골격은 다열, 다단로 이루어진 구획면(24)을 이루고 있다.

이 구획면(24)은 바람직하게 소음을 감쇄하는 곳으로서, 방음골격(20)의 형태에 따라 원형 내지 허니콤 등의 형상으로 이루어질 수도 있으며, 당업자라 하면 다양하게 변형시켜 적용할 수도 있다.

바람직하게 방음골격(20)은 스택(10)의 내부를 향한 방향으로 결합되는 형강(22)과 구조형 각형 강관(22a) 사이의 단차가 없어야 하며, 일정한 평면을 유지하고 있어야 한다.

이는 후술하는 흡음재(30)를 설치하는 경우 그 설치의 편리성을 증대시키기 위함이며, 방음골격(20)과 흡음재(30) 사이가 벌어질 경우 그 흡음성이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

다시 방음골격(20)은 스택(10)의 내벽면(12)에 고정되어야 하며, 이는 방음골격(20)의 하단에 설치된 선반(25)에 의해서 해결한다.

선반(25)은 통상적으로 적용되는 원형의 스택(10)에 적당하도록, 90°의 간격으로 내벽면(12)을 따라 설치된다.

도 3b는 본 고안에 적용된 흡음재(30)를 보인 사시도로, 평탄한 수평면으로 형성된 기본적인 형상으로 제공되나, 미도시된 지그에 의해 원형의 스택(10) 내벽면(12)에 설치 가능하도록 곡면의 형상으로 가공되어 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 전술한 흡음재(30)는 방음골격(20) 사이의 구획면(24) 일면에 설치되어 있고, 설치된 모습을 살펴보면 흡음재(30)의 일면, 바람직하게는 스택(10)의 내부 방향에서 고정브라켓(32)을 사방으로 설치하여 방음골격(20)의 찬넬(22a)과 결합시키며, 이때 결합시키는 체결구는 볼트, 리벳, 앙카볼트 등 다양한 체결구가 적용될 수 있음은 당연하다.

또한, 흡음재로는 알루미늄을 용해한 후 각종 첨가제를 투입하여 특수발포시킨 발포알루미늄, 글래스울(glass wool), 예를 들어 SUS와 같은 금속을 미세타공한 마이크로 퍼포레이터(micro perforator)를 비롯한 다양한 흡음재가 사용될 수 있다.

도 1, 도 2a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 스택(10)의 내부에 설치되고, 내부방음벽체(40)의 내측과 일정한 거리로 이격되어 있으며, 흡음재(30)가 설치된 방음골격(20)이 다수개로 구획되어 동심원의 형태로 설치된 방음셀(50)이 다단으로 설치되어 있다.

도시된 바와 같이, 방음셀(50)은 내부방음벽체(40)가 설치된 높이를 기준으로 그 높이보다 작은 높이로 2개 이상으로 다단 설치된다.

이러한 방음셀(50)은 방음골격(20)이 동일한 동심원으로 이루어진 상,하방음셀(52)과, 상, 하방음셀(52)보다 작은 동심원으로 이루어진 중방음셀(54)로 구성되어 있다.

방음셀(50)은 원형의 스택(10) 내부와 동일한 중심선상에서 동심원을 이루고 있으며, 전술한 상, 하방음셀(52)보다 작은 중방음셀(54)이 중간에 위치한다.

상, 중, 하방음셀(52, 54)은 공통적으로 동심원을 이루고 있는 방음골격(20)을 형성하고 있고, 여기에서 방사상으로 연장된 고정골격(26)과 서로 결합되어 있다.

특히, 상, 하방음셀(52)과 중방음셀(54)은 수평의 고정골격(26)이 엇갈리게 설치되어 있으며, 동심원을 이루고 있는 방음골격(20)에서 그 차이가 있고, 연장된 수평의 고정골격(26)은 동심원 형상의 방음골격(20)의 소음해석결과에 따른 각도(예를 들어 90°의 각도), 바람직하게는 4개로, 스택(10)의 내벽면(12)과 결합된다. 상기한 소음해석은 소음해석 프로그램을 사용하여 실시한다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이 방음골격(20)의 전후로는 전술한 흡음재(30)가 설치되어 있으며, 그 결합은 전술한 내부방음벽체(40)에 설치된 방음골격(20)과 동일한 방법에 의해서 결합시킨다.

도 4c는 방음골격(20), 고정골격(26) 전후로 설치되는 흡음재(30)의 설치상태를 보인 도면으로, 다수개로 구획된 방음셀(50)의 방음골격(20), 고정골격(26)의 전후에 설치되는 흡음재(30)는 동일한 넓이를 가진 사각강(60)이 바람직하게 방음골격(20)과 고정골격(26)사이에 설치되고, 더욱 바람직하게는 흡음재(30) 사이에 다수개로 설치되어 흡음재(30)와의 거리를 일정하게 유지시켜 소음상쇄공간(70)을 이루고 있다.

사각강(60)은 전술한 방음골격(20)과 고정골격(26)을 이루는 골격 사이의 공간을 형성시키는 구성요소로 흡음재(30)가 항시 수평상태로 긴장을 유지하고 있도록 하며, 소음이 흡입되어 상쇄되는 소음상쇄공간(70)을 형성시킨다.

사각강(60)은 전술한 골격 사이에 다수개로 설치될 수 있으며, 도시된 바와 같이 3개로 설치됨이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.

다시 사각강(60)과 흡음재(30) 내지 방음골격(20), 고정골격(26)은 전술한 바와 같이 서로 다양한 체결구에 의해서 결합될 수 있고, 본 발명에서는 소음으로 인한 진동을 방지하기 위하여 가스켓(72)을 흡음재(30)와 사각강(60) 사이에 설치한다.

도 5a와 도 5b는 상술한 본 발명에 따른 상, 중, 하방음셀(52, 54)이 스택(10)의 내벽면(12)에 고정되는 상태를 보인 것으로, 일정한 유격 즉, 배가가스의 온도 내지 유해성분으로 인해 변형될 수 있는 내벽면(12)과 상, 중, 하방음셀(52, 54)의 방음골격(20), 고정골격(26) 사이의 결합에 여유 공차를 둔 결합을 예시하고 있다.

예시된 바에 의하면 내벽면(12)과 결합되는 상, 중, 하방음셀(52, 54)의 고정골격(26) 사이에는 5mm - 10mm 사이의 여유공차를 두고 있으며, 내벽면(12) 내지 내부방음벽체(40)에 고정된 형강(22)에 고정골격(26)의 골격이 삽입되어 고정되어, 방음셀(50)과 내부방음벽체(40) 사이를 통과하는 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감한다.

다음에는 이러한 소음저감시스템(100)의 설치과정 및 이에 따른 효과를 상세히 설명한다.

먼저, 스택(10)의 내부라는 한정된 공간에서 설치해야 되는 문제점으로 외부 제작공장에서 내부방음벽체(40)의 방음골격(20)과 상, 중, 하방음셀(52, 54)의 방음골격(20), 고정골격(26)을 이루는 골격을 별도로 가공한다.

위에서 언급하였듯이 방음골격(20)과 고정골격(26)에 설치되는 흡음재(30)는 미도시된 지그에 의해서 미리 가공되어 있다.

별도로 가공된 골격은 스택(10) 내부로 투입되고, 비계를 설치하여 스택(10) 내벽면(12)에 먼저 내부방음벽체(40)를 시공한다.

내부방음벽체(40)가 시공된 다음 그 내측으로 상, 중, 하방음셀(52, 54)을 차례로 시공하여 소음저감시스템(100)을 완성하게 된다.

그리고 위와 같은 엇갈려 설치된 상, 중, 하방음셀(52, 54)과 내부방음벽체(40)에 의해서 가스터빈에서 발생하여 스택을 통해 방출되는 소음을 저감할 수 있으며, 스택 내에 이로 인해 발생하는 스택(10)의 손상을 줄일 수 있고, 연동하여 발생하는 소음을 획기적으로 저감시킨다.

즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템(100)을 제공하여 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템에 의하면, 스택 내에 설치되는 내부방음벽체와 다단의 방음셀을 통해, 가스터빈에서 발생되어 스택을 통해 대기중으로 방출되는 소음을 획기적으로 저감할 수 있다.

또한, 방음셀의 다단배열, 그 형상 등을 통해, 스택 내에서 배기압력의 손실을 최소화되도록 설치됨으로써, 동일 배기효율을 기준으로 볼 때 종래의 구조보다 스택의 직경을 감소시킬 수 있으며, 가스의 배기에 소요되는 비용을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한 현장시공을 통해, 신설되는 스택에 설치될 수 있을 뿐만 아니라 기존의 스택에 설치될 수도 있다.

Claims (7)

1. 스택의 내부에 설치되어 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 소음저감시스템에 있어서,

   스택의 내벽면에 일정한 크기의 다수개로 구획되어 다단으로 배치되는 방음골격의 사이로 흡음재가 설치되는 내부방음벽체;

   상기 내부방음벽체의 내측에 설치되는 상기 방음골격이 복수개로 구획되는 동심원 형태의 방음셀;

   로 구성되되,

   상기 방음셀은 상기 내부방음벽체의 높이 내에 2개 이상의 다단으로 설치되어 상기 방음셀과 상기 내부 방음벽체사이를 통과하는 가스터빈에서 발생하는 소음을 저감하는 것을 특징으로 하는 스택내부에 설치되는 소음저감시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내부방음벽체 내지 방음셀의 방음골격은 각종 형강과 구조형 각형 강관을 수평, 수직으로 배치하여 다열, 다단의 구획면을 형성시키고, 상기 스택의 내면을 따라 연장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 흡음재는 발포알루미늄, 글래스울, 마이크로 퍼포레이터 중 하나인 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 방음셀은 상기 방음골격이 동일한 동심원으로 이루어진 상,하 방음셀과, 상기 상, 하 방음셀보다 작은 동심원으로 이루어진 중방음셀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 상, 중, 하 방음셀은 소음해석결과에 따라 소음을 간섭현상에 의해 저감시키는 각도로 상기 스택의 내벽면에 고정되는 고정골격이 연장되는 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 다수개로 구획된 방음셀의 방음골격 전후로는 흡음재가 설치되어 고정된 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 다수개로 구획된 방음셀의 방음골격 전후에 설치되는 흡음재는 동일한 넓이를 가진 사각강이 흡음재 사이에 다수개로 설치되어 상기 흡음재와의 거리는 일정하게 유지시켜 소음상쇄공간을 형성시키는 것을 특징으로 하는 스택 내부에 설치되는 소음저감시스템.

Images