KR101169155B1

KR101169155B1 - 회절음 저감 장치

Info

Publication number: KR101169155B1
Application number: KR1020100075501A
Authority: KR
Inventors: 김현주
Original assignee: 김현주
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-07-30
Also published as: KR20120013507A

Abstract

회절음 저감 장치가 개시된다. 회절음 저감 장치는 몸체부, 능동소음제어부 및 가이드부를 포함한다. 능동소음제어부는 몸체부의 상부면에 배열되고, 소음원에 의해 발생된 소음을 감쇄시키는 제1 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들을 포함한다. 가이드부는 몸체부의 상부면에 결합된다. 가이드부는 몸체부의 상부면으로부터 돌출되고 제1 스피커들을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되어 제1 상쇄신호를 가이드하는 적어도 두 개의 반사면을 구비한다. 이러한 회절음 저감 장치에 따르면, 방음벽을 넘어 회절되는 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.

Description

회절음 저감 장치{APPARATUS OF REDUCING DIFFRACTED SOUNDS}

본 발명은 회절음 저감 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 소음원에 의해 발생된 소음을 저감시킬 수 있는 회절음 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로를 주행하는 차량 또는 선로를 달리는 기차 등으로부터 발생된 소음 또는 공사장으로부터 발생된 소음이 주거지로 전달되는 것을 방지하기 위하여 소정 높이의 방음벽이 사용된다. 상기 방음벽을 소음원과 수음점 사이에 연속적으로 설치하여 차량이나 기차 또는 공사장으로부터 발생된 소음을 방음벽을 이용하여 수동적으로 차단하여 상기 소음이 주거지로 전달되지 못하도록 하는 것이다.

하지만, 이러한 방음벽을 이용하여 소음을 수동적으로 차단하는 경우, 양호한 방음 효과를 얻기 위해서는 방음벽의 높이를 높게 형성하여야 한다. 방음벽의 높이를 증가시키는 경우, 방음벽의 설치 비용이 증가할 뿐만 아니라, 도시 미관을 해치게 된다. 또한, 방음벽을 어느 정도 높이 형성하더라도, 방음벽만으로는 회절 현상이 심하게 나타나는 저주파 소음을 효과적으로 차단할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 방음벽을 넘어 진행하는 회절음을 효과적으로 감소시킬 수 있는 회절음 저감 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치는 몸체부, 능동소음제어부 및 가이드부를 포함한다. 몸체부는 하부면, 상부면 및 측면들을 구비한다. 상기 하부면은 소음원과 수음점 사이에 설치되고 제1 방향으로의 폭을 갖는 방음벽의 상부에 결합되고, 지면과 마주보도록 배치된다. 상기 상부면은 상기 하부면에 대향한다. 상기 측면들은 상기 하부면과 상기 상부면을 연결한다. 상기 능동소음제어부는 상기 제1 방향을 따라 상기 상부면의 상부에 배열되고, 상기 음원에 의해 발생된 소음을 감쇄시키는 제1 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들을 포함한다. 상기 가이드부는 상기 상부면으로부터 돌출되고 상기 제1 스피커들을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되어 상기 제1 상쇄신호를 가이드하는 적어도 두 개의 반사면을 구비하고, 상기 상부면에 결합된다.

상기 가이드부는 지지판을 더 포함할 수 있다. 상기 지지판은 상기 반사면들의 하단부들을 연결하고, 상기 제1 스피커들과 상기 상부면 사이에 배치되어 상기 제1 스피커들을 지지한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있고, 상기 가이드부는 상기 제1 측면에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 능동소음제어부는 상기 제1 측면에 배치된 복수의 제2 스피커들을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 스피커들은 상기 소음원에 의해 발생된 상기 소음 중 상기 방음벽을 넘어 상기 수음점 방향으로 진행하는 잔류 소음을 감쇄 또는 마스킹하는 제2 상쇄신호를 상기 수음점 방향으로 방사한다.

상기 몸체부는 상기 하부면, 상기 상부면 및 상기 측면들에 의해 둘러싸인 상기 몸체부의 내부 공간의 일부를 채우는 흡음부재를 더 포함할 수 있고, 상기 몸체부의 상부면에는 상기 소음을 상기 내부공간으로 유입시키는 복수의 개구가 형성될 수 있다. 상기 내부 공간의 천장면은 상기 하부면에 대해 경사지도록 형성될 수 있고, 상기 흡음부재의 표면은 상기 천장면에 대해 경사진 다수의 경사면 또는 다수의 곡면을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있고, 상기 가이드부는 상기 제1 및 제2 측면 사이의 중앙 영역에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치는 몸체부 및 능동소음제어부를 포함할 수 있다. 상기 몸체부는 하부면, 상부면 및 측면들을 구비할 수 있다. 상기 하부면은 소음원과 수음점 사이에 설치된 방음벽의 상부에 결합된다. 상기 상부면은 상기 하부면에 대향한다. 상기 상부며은 서로 마주보는 두 개의 반사면 및 상기 반사면의 하단부를 연결하는 지지면에 의해 형성되고 제1 방향으로 연장된 가이드 홈이 구비할 수 있다. 상기 측면들은 상기 하부면과 상기 상부면을 연결한다. 상기 능동소음제어부는 상기 가이드 홈 내부에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 음원에 의해 발생된 소음을 감쇄시키는 제1 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들을 포함할 수 있다. 상기 가이드 홈의 상기 두 개의 반사면은 상기 제1 스피커들에 의해 방사되는 제1 상쇄신호를 반사하여 상부 방향으로 가이드할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있고, 상기 가이드 홈은 상기 제1 측면에 인접하게 배치될 수 있다.

상기 능동소음제어부는 상기 제1 측면에 배치된 복수의 제2 스피커들을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 스피커들은 상기 소음원에 의해 발생된 상기 소음 중 상기 방음벽을 넘어 상기 수음점 방향으로 진행하는 잔류 소음을 감쇄 또는 마스킹하는 제2 상쇄신호를 상기 수음점 방향으로 방사할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있고, 상기 가이드 홈은 상기 제1 및 제2 측면 사이의 중앙 영역에 배치될 수 있다.

이러한 회절음 저감 장치에 따르면, 능동소음제어부의 제1 스피커들을 이용하여 제1 상쇄신호를 방사하고, 이를 반사면을 이용하여 상부 방향으로 가이드함으로써, 방음벽 상단에서 회절되는 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

그리고, 능동소음제어부의 제2 스피커들을 이용하여 방음벽을 넘어 수음점으로 진행하는 잔류소음을 상쇄시키는 제2 상쇄신호를 방사하므로, 수음점에 도달하는 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 공명기로 작용하는 몸체부 및 몸체부 내부에 배치된 흡음부재를 이용하여 방음벽 상단에서 회절되는 소음을 제거하므로, 방음벽 상단에서 회절되는 소음을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회절음 저감 장치의 상부 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 회절음 저감 장치의 하부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 회절음 저감 장치의 상부 평면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 회절음 저감 장치의 하부 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 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.

한편, 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.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 회절음 저감 장치의 상부 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 회절음 저감 장치의 하부 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치는 소음원(미도시)과 수음점(미도시) 사이에 설치되고 제1 방향(y)으로 연장되는 방음벽(10)의 상부에 배치된다. 예를 들면, 회절음 저감 장치는 방음벽(10)의 상부에 배치되어 방음벽(10)을 넘어 수음점 방향으로 진행하는 회절 소음을 감소시키는 기능을 한다. 방음벽(10)은 소음원으로부터 발생된 소음이 수음점 방향으로 진행하는 것을 방해하기 위하여, 지면으로부터 소정 높이만큼 돌출되고, 지면을 따라 제1 방향(y)으로 소정 폭만큼 연장되며, 소정의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 소음원과 수음점 사이에 방음벽(10)이 설치될 경우, 소음은 대부분 회절 현상에 의해 방음벽(10)을 넘어 수음점에 도달하게 된다. 따라서, 수음점에 도달하는 소음을 감소시키기 위해서는 방음벽(10) 상부에서 회절되는 소음을 감소시켜야 한다. 방음벽(10)을 넘어 수음점 방향으로 진행하는 회절 소음을 감소시키기 위하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치는 몸체부(100), 가이드부(200) 및 능동소음제어부(300)를 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 하부면(110), 상부면(120) 및 측면들(130)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 몸체부(100)는 다면체 또는 이와 유사한 형상을 가질 수 있다.

하부면(110)은 방음벽(10)의 상부에 결합된다. 하부면(110)은 지면에 평행하고 편평한 평면일 수 있다. 이와 달리, 하부면(110)은 지면에 경사진 면과 지면에 편평한 면 등으로 이루어질 수도 있다. 일례로, 아래쪽에서 올려다본 하부면(110)의 테두리는 제1 모서리(110a), 제2 모서리(110b) 및 제1 및 제2 모서리(110a, 110b)를 연결하는 제3 모서리드들(110c)로 이루어지는 다각형 형상을 가질 수 있다. 제1 모서리(110a)는 소음원과 수음점 사이로 연장되는 제1 방향(y)으로 연장되고, 수음점에 인접하게 위치할 수 있다. 제2 모서리(110b)는 제1 모서리(110a)에 대향하고, 소음원에 인접하게 위치할 수 있다.

하부면(110)은 결합부(400)를 통하여 방음벽(10)의 상부에 결합될 수 있다. 결합부(400)는 하부면(110) 중 제1 모서리(110a)에 인접한 부분에 결합되고, 방음벽(10)의 상단부가 삽입될 수 있는 결합홈을 구비할 수 있다. 결합홈은 하부면(110)의 제1 모서리(110a)에 인접한 위치에서 제1 방향(y)을 따라 길게 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 결합부(400)는 하부면(110)과 결합하고 제1 방향(y)으로 길게 연장된 제1 결합판(410)과 제1 결합판(410)의 모서리들 중 제1 방향(y)으로 연장된 두 개의 마주보는 모서리들로부터 지면 방향으로 각각 연장된 두 개의 제2 결합판들(420)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 결합부(400)는 하부로 개방된 결합홈을 구비하고, 'ㄷ'자 또는 이와 유사한 형상의 단면을 가질 수 있다. 방음벽(10)과의 결합 안정성을 향상시키기 위하여, 결합부(400)의 제2 결합판들(420)과 방음벽(10)은 볼트 등(미도시)에 의해 체결될 수 있다.

상부면(120)은 하부면(110)에 대향한다. 위에서 내려다본 상부면(120)의 테두리는 하부면(110)의 제1 모서리(110a)와 대응하는 제4 모서리(120a), 하부면(110)의 제2 모서리(110b)와 대응하는 제5 모서리(120b) 및 제4 및 제5 모서리(120a, 120b)를 연결하는 제6 모서리들(120c)로 이루어진 다각형 형상으로 가질 수 있다. 상부면(120)은 하부면(110)에 대해 경사지게 위치한 경사면과 하부면(110)에 대해 평행한 평면을 포함할 수 있다. 예들 들면, 이후 설명될 몸체부(100)의 내부 공간(140)에 대응하는 상부면(120) 부분은 하부면(110)에 대해 경사지게 형성되고, 이후 설명될 가이드부(200)가 배치될 상부면(120) 부분은 하부면(110)에 대해 평행하게 형성될 수 있다. 상부면(120)의 경사면은 편평한 평면일 수도 있고, 위로 볼록한 곡면일 수도 있다.

측면들(130)은 상부면(120)과 하부면(110)을 연결한다. 예를 들면, 측면들(130)은 하부면(110)의 제1 모서리(110a)와 이에 대응하는 상부면(120)의 제4 모서리(120a)를 연결하는 제1 측면, 하부면(110)의 제2 모서리(110b)와 상부면(120)의 제5 모서리(120b)를 연결하는 제2 측면 및 하부면(110)의 제3 모서리들(110c)과 상부면(120)의 제6 모서리들(120c)을 각각 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 측면은 수음점과 마주보고, 제2 측면은 소음원과 마주보며, 제3 측면은 제1 측면과 제2 측면을 연결하도록 형성될 수 있다.

몸체부(100)는 하부면(110), 상부면(120) 및 측면들(130)에 의해 둘러싸인 내부 공간(140)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 몸체부(100)는 상부판, 하부판 및 상부판과 하부판의 대응하는 모서리들을 연결하는 측벽판들로 구성되고, 몸체부(100)의 내부 공간(140)을 상부판, 하부판 및 측벽판들에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 상부판의 상면은 몸체부(100)의 상부면(120)이 되고, 하부판의 하면은 몸체부(100)의 하부면(110)이 되며, 측벽판들의 외부면들은 몸체부(100)의 측면들(130)이 된다.

몸체부(100)가 내부 공간(140)을 구비하는 경우, 몸체부(100)의 상부면(120), 즉, 상부판에는 다수의 소음 흡입구(121)가 형성된다. 소음 흡입구(121)의 크기는 소음의 파장에 의해 정하여지고, 몸체부(100)가 공명기로 기능할 수 있도록 하기 위하여 소음 흡입구(121)의 크기는 소음의 파장에 비해 작은 것이 바람직하다. 방음벽(10) 상부를 넘어가는 소음 중 일부가 소음 흡입구들(121)을 통하여 내부 공간으로 유입되면, 하기 '수식 1'에 의해 정해지는 공명 주파수 부근의 음파는 위상이 반대로 변이되어 외부로 방출되고, 외부로 방출된 음파는 방음벽(10)을 넘어가는 소음과 만나 소멸간섭을 일으키게 된다. 그 결과, 공명 주파수 부근의 주파수를 갖는 소음이 공명기로 작용하는 몸체부(100)에 의해 소멸될 수 있다.

[수식 1]

[Hz]

{여기서, h, a, d, c 및 β는 각각 '소음 흡입구의 두께(상부판의 두께)', '소음 흡입구의 크기', '배후 공기층의 두께(내부 공간의 높이)', '음속' 및 '개공률'을 나타냄}

공명기로 작용하는 몸체부(100)가 다양한 공명 주파수를 갖는다면, 방음벽(10)을 넘어 수음점에 도달하는 소음은 보다 감소될 것이다. 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 내부 공간에 대응하는 몸체부(100)의 상부판이 몸체부(100)의 하부판에 대해 경사지게 배치되어 있으므로, 내부 공간(140)의 높이는 위치에 따라 다르게 된다. 따라서, 공명기로 작용하는 몸체부(100)는 다양한 범위의 공명 주파수를 갖게 된다.

몸체부(100)는 내부 공간(140)의 일부를 채우는 흡음부재(150)를 더 포함할 수 있다. 흡음부재(150)는 소음 흡입구(121)를 통하여 내부 공간(140)으로 유입된 소음을 일부 흡수한다. 특히, 흡음부재(150)를 이용한 소음 감소 방법은 고주파 대역의 주파수를 갖는 음파에 효과적이다. 그리고, 위에서 설명한 것과 같은 공명 흡음 현상을 이용한 소음 감소 방법은 저주파 대역의 주파수를 갖는 음파에 유효하다. 공명기로 작용하는 몸체부(100)가 보다 다양한 공명 주파수를 갖도록, 흡음부재(150)의 표면은 내부 공간(140)의 천정면에 대해 경사진 다수의 경사 평면 또는 곡면들을 포함할 수 있다.

가이드부(200)는 몸체부(100)의 상부면(120)에 결합되고, 이 후 설명될 능동소음제어부(300)의 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호를 가이드하여 제1 상쇄신호의 지향성을 향상시킨다. 가이드부(200)는 몸체부(100)의 제1 측면에 인접한 상부면(120) 영역에 배치될 수 있다. 구체적으로, 가이드부(200)는 제1 반사면(210) 및 제2 반사면(220)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 반사면(210, 220)은 몸체부(100)의 상부면(120)으로부터 돌출되고, 제1 방향(y)을 따라 길게 연장되도록 배치될 수 있다. 제1 반사면(210)은 몸체부(100)의 제1 측면에 인접한 위치에 배치되고, 제2 반사면(220)은 제1 반사면(210)과 소정 간격 이격되어 제1 반사면(210)과 마주보도록 배치된다. 제1 상쇄신호를 가이드하기 위하여, 반사면들(210, 220)은 제1 스피커들(310)보다 높이 돌출된다. 상기와 같이 반사면들(210, 220)을 배치하면, 제1 스피커들(310)에 의해 방사된 제1 상쇄신호 중 일부는 반사면들(210, 220)에 의해 반사되어 상부 방향으로 가이드되고, 그 결과, 상부 방향에 대한 제1 상쇄신호의 지향성이 향상된다.

가이드부(200)는 몸체부(100)와의 결합을 용이하게 하고, 회절 저감 장치의 제작을 용이하게 하기 위해서, 지지판(230)을 더 포함할 수 있다. 지지판(230)은 몸체부(100)의 상부면(120)에 결합되고, 반사면들(210, 220)의 하단부들을 연결하도록 배치될 수 있다. 이처럼 배치된 지지판(230)은 몸체부(100)의 상부면(120)과 제1 스피커들(310) 사이에 배치되어 제1 스피커들(310)을 지지한다. 지지판(230)은 제1 스피커들(310) 사이에서 지지판(230)을 관통하는 볼트 등(미도시)에 의해 몸체부(100)의 상부면(120)에 체결될 수 있다. 가이드부(200)의 반사면들(210, 220)과 지지판(230)은 일체로 형성될 수 있다.

능동소음제어부(300)는 제1 방향(y)으로 배열된 다수의 제1 스피커들(310)을 포함한다. 구체적으로, 제1 스피커들(310)은 가이드부(200)의 지지판(230) 및 반사면들(210, 220)에 의해 형성되고 제1 방향(y)으로 길게 연장된 가이드 홈의 내부에 일렬로 배치될 수 있다. 제1 스피커들(310)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 스피커들(310)은 약 0.5m 내지 약 1.5m의 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 능동소음제어부(300)의 제1 스피커들(310)은 소음원으로부터 발생된 소음을 감소시키기 위한 제1 상쇄신호를 상부 방향으로 방사한다.

제1 스피커들(310)을 통해 제1 상쇄신호를 방사하기 위하여, 능동소음제어부(300)는 소음원으로부터 발생된 소음을 수신하여 이를 전기적 신호인 소음신호로 변환하는 제1 마이크로폰(미도시) 및 제1 마이크로폰으로부터 전송된 소음신호를 기초로 소음을 감소시킬 수 있는 제1 상쇄신호를 생성하는 제1 신호처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 공진기로 작용하는 몸체부(100)에 의해 일부 소멸된 소음을 수집하기 위하여, 제1 마이크로폰은 가이드부(200)의 반사면들(210, 220) 중 소음원에 가까운 제2 반사면(220)에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 신호처리부는 소음신호의 전체 주파수 대역에 대응하는 제1 상쇄신호를 생성할 수도 있으나, 소음신호 중 가청 대역의 주파수를 갖는 신호만을 필터링하여 이에 대응하는 제1 상쇄신호를 생성할 수도 있다. 제1 스피커들(310)은 제1 신호처리부로부터 제1 상쇄신호를 제공받아 이를 방사하는 것이다. 제1 상쇄신호는 상쇄하고자 하는 소음신호와 주파수 및 진폭은 동일하나 위상이 반대인 신호일 수 있다.

능동소음제어부(300)는 몸체부(100)의 측면들(130) 중 수음점과 마주보는 제1 측면에 배치된 다수의 제2 스피커들(320)을 더 포함할 수 있다. 제2 스피커들(320)은 서로 이격되어 배치된다. 예를 들면, 제2 스피커들(320)은 제1 스피커들(310) 사이의 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제2 스피커들(320)은 소음원에 의해 발생된 소음 중 몸체부(100) 및 제1 상쇄신호에 의해 소멸되지 않고 방음벽(10)을 넘어 수음점 방향으로 진행하는 잔류소음을 감쇄시키는 제2 상쇄신호를 상기 수음점 방향으로 방사한다. 제2 스피커들(320)은 약 0.5m 내지 약 1.5m의 간격으로 이격되고, 제1 스피커들(310) 사이의 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 스피커들(320)을 통해 제2 상쇄신호를 방사하기 위하여, 능동소음제어부(300)는 잔류소음을 수집하여 전기적 신호로 변환하는 제2 마이크로폰(미도시) 및 제2 마이크로폰으로부터 전송된 소음신호를 기초로 잔류소음을 감소시킬 수 있는 제2 상쇄신호를 생성하는 제2 신호처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 스피커들(320)은 잔류 소음을 마스킹하기 위하여 미리 저장된 백색소음을 방사할 수도 있다.

본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치에 따르면, 공명기로 작용하는 몸체부(100)에 의해 회절 현상이 현저하게 나타나는 저주파 대역의 소음을 감소시킬 뿐만 아니라, 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호 및 제2 스피커들(320)에 의해 방사되는 제2 상쇄신호를 이용하여 방음벽(10)을 넘어 회절하는 소음을 더욱 감소시킬 수 있다.

실시예 2

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 본 발명의 실시예 2에 따른 회절음 저감 장치는 가이드부(200)를 대신하여 몸체부(100)의 상부면(120)에 가이드홈(123)을 형성하여 그 내부에 제1 스피커들(310)을 배치하는 것과, 제2 스피커들(320)이 몸체부(100)의 제1 측면에 형성된 스피커 수납홈 내부에 배치된다는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회절음 저감 장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 설명은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 구성에 대한 설명으로 대신하고, 이하에서는 상기 구별되는 구성에 대해서 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 회절음 저감 장치는 몸체부(100) 및 능동소음제어부(300)를 포함한다.

몸체부(100)의 상부면(120)에는 능동소음제어부(300)의 제1 스피커들(310)을 수납하고, 제1 스피커들(310)에 의해 방사된 제1 상쇄신호를 상부 방향으로 가이드하기 위한 가이드 홈(123)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(123)은 제1 방향(y)으로 길게 연장되고, 몸체부(100)의 측면들(130) 중 수음점과 마주보는 제1 측면에 인접하게 형성될 수 있다. 가이드 홈(123)은 제1 방향(y)을 길게 연장되고 서로 마주보는 두 개의 반사면들(123a) 및 반사면들(123a)의 하단부를 연결하고 제1 스피커들(310)을 지지하는 지지면(123b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사면(123a)은 가이드 홈(123)의 측벽일 수 있고, 지지면(123b)은 가이드 홈(123)의 바닥면일 수 있다. 가이드 홈(123)의 측벽을 반사면(123a)으로 이용하기 위하여, 가이드 홈(123)의 측벽을 음파의 흡수률이 낮으면서 반사률이 높은 물질로 코팅할 수 있다. 가이드 홈(123)의 반사면(123a)은 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호 중 일부를 반사하여 제1 상쇄신호를 상부 방향을 가이드하여야 하므로, 가이드 홈(123)의 깊이는 제1 스피커들(310)의 높이보다 큰 것이 바람직하다.

몸체부(100)의 측면들(130) 중 수음점과 마주보는 제1 측면에는 능동소음제어부(300)의 제2 스피커들(320)을 수납할 수 있는 스피커 수납홈이 형성될 수 있다. 스피커 수납홈은 제2 스피커들(320)을 각각 수납하는 다수의 수납홈들로 구성될 수 있다. 이와 달리, 스피커 수납홈은 제1 스피커들(310)을 모두 수납하기 위하여 제1 방향(y)으로 길게 연장된 단일 수납홈으로 구성될 수도 있다. 스피커 수납홈의 깊이는 제한이 없다. 예를 들면, 수납홈의 깊이는 제2 스피커들(320)의 높이와 동일할 수도 있고, 제2 스피커들(320)의 높이보다 작을 수도 있으며, 제2 스피커들(320)의 높이보다 클 수도 있다.

실시예 3

도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 회절음 저감 장치의 상부 평면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 회절음 저감 장치의 하부 평면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치는 방음벽(10)을 넘어 수음점 방향으로 진행하는 회절 소음을 감소시키기 위하여, 몸체부(100), 가이드부(200) 및 능동소음제어부(300)를 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 하부면(110), 상부면(120) 및 측면들(130)을 포함할 수 있다. 하부면(110)은 방음벽(10)의 상부에 결합된다. 하부면(110)은 지면에 평행하고 편평한 평면일 수 있다. 이와 달리, 하부면(110)은 지면에 경사진 면과 지면에 편평한 면 등으로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 아래쪽에서 올려다본 하부면(110)의 테두리는 제1 모서리(110a), 제2 모서리(110b) 및 제1 및 제2 모서리(110a, 110b)를 연결하는 제3 모서리들(110c)로 이루어지는 다각형 형상을 가질 수 있다. 제1 모서리(110a)는 소음원과 수음점 사이로 연장되는 제1 방향(y)으로 연장되고, 수음점에 인접하게 위치할 수 있다. 제2 모서리(110b)는 제1 모서리(110a)에 대향하고, 소음원에 인접하게 위치할 수 있다.

하부면(110)은 결합부(400)를 통하여 방음벽(10)의 상부에 결합될 수 있다. 결합부(400)는 하부면(110) 중 제1 및 제2 모서리(110a, 110b) 사이의 중앙 영역에 결합되고, 방음벽(10)의 상단부가 삽입될 수 있는 결합홈을 구비할 수 있다. 결합부(400)의 구체적인 구성은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 결합부와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상부면(120)은 하부면(110)에 대향한다. 위에서 내려다본 상부면(120)의 테두리는 하부면(110)의 제1 모서리(110a)와 대응하는 제4 모서리(120a), 하부면(110)의 제2 모서리(110b)와 대응하는 제5 모서리(120b) 및 제4 및 제5 모서리(120a, 120b)를 연결하는 제6 모서리들(120c)로 이루어진 다각형 형상으로 가질 수 있다.

측면들(130)은 상부면(120)과 하부면(110)을 연결한다. 예를 들면, 측면들(130)은 하부면(110)의 제1 모서리(110a)와 이에 대응하는 상부면(120)의 제4 모서리(120a)를 연결하는 제1 측면, 하부면(110)의 제2 모서리(110b)와 상부면(120)의 제5 모서리(120b)를 연결하는 제2 측면 및 하부면(110)의 제3 모서리들(110c)과 상부면(120)의 제6 모서리들(120c)을 각각 연결하는 제3 측면들을 포함할 수 있다. 즉, 제1 측면은 수음점과 마주보고, 제2 측면은 소음원과 마주보며, 제3 측면은 제1 측면과 제2 측면을 연결하도록 형성될 수 있다.

몸체부(100)는 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치에 있어서와 동일 또는 유사하게 하부면(110), 상부면(120) 및 측면들(130)에 의해 둘러싸인 내부 공간(140)을 구비하고, 몸체부(100)의 상부면(120)에는 다수의 소음 흡입구(121)가 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치의 몸체부(100) 역시 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 몸체부(100)와 동일 또는 유사하게 공명기로서 기능한다. 또한, 몸체부(100)의 내부 공간(140)에는 흡음부재(150)가 배치될 수 있다. 흡음부재(150)에 대한 구체적인 구성은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 흡음부재와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

가이드부(200)는 몸체부(100)의 상부면(120)에 결합되고, 이 후 설명될 능동소음제어부(300)의 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호를 상부 방향으로 가이드하여 제1 상쇄신호의 지향성을 향상시킨다. 가이드부(200)는 결합부(400)의 상부, 즉, 상부면(120) 중 제4 및 제5 모서리(120a, 120b) 사이의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 가이드부(200)가 배치되는 위치를 제외한 가이드부(200)의 구체적인 구성은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 가이드부(200)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

능동소음제어부(300)는 제1 방향(y)으로 배열된 다수의 제1 스피커들(310)을 포함한다. 구체적으로, 제1 스피커들(310)은 가이드부(200)의 지지판(230) 및 반사면들(210, 220)에 의해 형성되고 제1 방향(y)으로 길게 연장된 가이드 홈(123)의 내부에 일렬로 배치될 수 있다. 제1 스피커들(310)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치의 능동소음제어부(300) 역시 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 능동소음제어부(300)와 동일 또는 유사하게 소음원으로부터 발생된 소음을 수신하여 이를 전기적 신호인 소음신호로 변환하는 제1 마이크로폰 및 제1 마이크로폰으로부터 전송된 소음신호를 기초로 소음을 감소시킬 수 있는 제1 상쇄신호를 생성하는 제1 신호처리부를 더 포함할 수 있다. 또한, 능동소음제어부(300)는 몸체부(100)의 측면들(130) 중 수음점과 마주보는 제1 측면에 배치된 다수의 제2 스피커들(320)을 더 포함할 수 있다. 제1 스피커들(310)이 배치되는 위치를 제외한 능동소음제어부(300)의 구체적인 구성은 본 발명의 실시예 1에 따른 회절음 저감 장치의 능동소음제어부(300)와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치에 따르면, 공명기로 작용하는 몸체부(100)에 의해 회절 현상이 현저하게 나타나는 저주파 대역의 소음을 감소시킬 뿐만 아니라, 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호 및 제2 스피커들(320)에 의해 방사되는 제2 상쇄신호를 이용하여 방음벽(10)을 넘어 회절하는 소음을 더욱 감소시킬 수 있다.

실시예 4

도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 회절음 저감 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 본 발명의 실시예 4에 따른 회절음 저감 장치는 가이드부(200)를 대신하여 몸체부(100)의 상부면(120)에 가이드 홈(123)을 형성하여 그 내부에 제1 스피커들(310)을 배치하는 것과, 제2 스피커들(320)이 몸체부(100)의 제1 측면에 형성된 스피커 수납홈 내부에 배치된다는 것을 제외하고는 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 설명은 본 발명의 실시예 3에 따른 회절음 저감 장치의 구성에 대한 설명으로 대신하고, 이하에서는 상기 구별되는 구성에 대해서 설명한다.

도 8를 참조하면, 본 발명의 실시예 4에 따른 회절음 저감 장치는 몸체부(100) 및 능동소음제어부(300)를 포함한다.

몸체부(100)의 상부면(120)에는 능동소음제어부(300)의 제1 스피커들(310)을 수납하고, 제1 스피커들(310)에 의해 방사된 제1 상쇄신호를 상부 방향으로 가이드하기 위한 가이드 홈(123)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(123)은 제1 방향(y)으로 길게 연장되고, 몸체부(100)의 상부면(120) 중 제4 및 제5 모서리(120a, 120b) 사이의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 가이드 홈(123)은 제1 방향(y)을 길게 연장되고 서로 마주보는 두 개의 반사면들(123a) 및 반사면들(123a)의 하단부를 연결하고 제1 스피커들(310)을 지지하는 지지면(123b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사면(123a)은 가이드 홈(123)의 측벽일 수 있고, 지지면(123b)은 가이드 홈(123)의 바닥면일 수 있다. 가이드 홈(123)의 측벽을 반사면(123a)으로 이용하기 위하여, 가이드 홈(123)의 측벽을 음파의 흡수률이 낮으면서 반사률이 높은 물질로 코팅할 수 있다. 가이드 홈(123)의 반사면(123a)은 제1 스피커들(310)에 의해 방사되는 제1 상쇄신호 중 일부를 반사하여 제1 상쇄신호를 상부 방향을 가이드하여야 하므로, 가이드 홈(123)의 깊이는 제1 스피커들(310)의 높이보다 큰 것이 바람직하다.

몸체부(100)의 측면들(130) 중 수음점과 마주보는 제1 측면에는 능동소음제어부(300)의 제2 스피커들(320)을 수납할 수 있는 스피커 수납홈이 형성될 수 있다. 스피커 수납홈은 제2 스피커들(320)을 각각 수납하는 다수의 수납홈들로 구성될 수 있다. 이와 달리, 스피커 수납홈은 제1 스피커들(310)을 모두 수납하기 위하여 제1 방향(y)으로 길게 연장된 단일 수납홈으로 구성될 수도 있다. 스피커 수납홈의 깊이는 제한이 없다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치는 방음벽의 상부에 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들 및 제1 스피커들로부터 방사되는 제1 상쇄신호를 상부 방향으로 가이드하는 반사면들을 포함하므로, 방음벽 상부에서 회절되는 소음을 능동적으로 소멸시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치는 잔류 소음을 상쇄시키기 위해 수음점 방향으로 제2 상쇄신호를 방사하는 복수의 제2 스피커들을 더 포함하므로, 보다 효과적으로 수음점에 도달하는 소음을 저감시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들에 따른 회절음 저감 장치는 공명기로 작용하고, 내부에 흡음 부재를 구비하는 몸체부를 포함하므로, 소음을 보다 확실하게 감소시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 방음벽 100 : 몸체부
110 : 몸체부의 하부면 120 : 몸체부의 상부면
121 : 소음 흡입구 130 : 몸체부의 측면
150 : 흡음 부재 200: 가이드부
300 : 능동소음제어부 400 : 결합부

Claims

소음원과 수음점 사이에 설치되고 제1 방향으로의 폭을 갖는 방음벽의 상부에 결합되고 지면과 마주보는 하부면, 상기 하부면에 대향하는 상부면 및 상기 하부면과 상기 상부면을 연결하는 측면들을 구비하는 몸체부;
상기 제1 방향을 따라 상기 상부면의 상부에 배열되고, 상기 음원에 의해 발생된 소음을 감쇄시키는 제1 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들을 포함하는 능동소음제어부; 및
상기 상부면으로부터 돌출되고 상기 제1 스피커들을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되어 상기 제1 상쇄신호를 가이드하는 적어도 두 개의 반사면을 구비하고, 상기 상부면에 결합된 가이드부를 포함하는 회절음 저감 장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드부는 상기 반사면들의 하단부들을 연결하고, 상기 제1 스피커들과 상기 상부면 사이에 배치되어 상기 제1 스피커들을 지지하며, 상기 상부면에 결합되는 지지판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제2항에 있어서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함하고,
상기 가이드부는 상기 제1 측면에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제3항에 있어서, 상기 능동소음제어부는 상기 제1 측면에 배치된 복수의 제2 스피커들을 더 포함하고,
상기 제2 스피커들은 상기 소음원에 의해 발생된 상기 소음 중 상기 방음벽을 넘어 상기 수음점 방향으로 진행하는 잔류 소음을 감쇄 또는 마스킹하는 제2 상쇄신호를 상기 수음점 방향으로 방사하는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제3항에 있어서, 상기 몸체부는 상기 하부면, 상기 상부면 및 상기 측면들에 의해 둘러싸인 상기 몸체부의 내부 공간의 일부를 채우는 흡음부재를 더 포함하고,
상기 상부면에는 상기 소음을 상기 내부공간으로 유입시키는 복수의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제5항에 있어서, 상기 내부 공간의 천장면은 상기 하부면에 대해 경사지고,
상기 흡음부재의 표면은 상기 천장면에 대해 경사진 다수의 경사면 또는 다수의 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제2항에 있어서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함하고,
상기 가이드부는 상기 제1 및 제2 측면 사이의 중앙 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
소음원과 수음점 사이에 설치된 방음벽의 상부에 결합되는 하부면, 서로 마주보는 두 개의 반사면 및 상기 반사면의 하단부를 연결하는 지지면에 의해 형성되고 제1 방향으로 연장된 가이드 홈이 구비하고, 상기 하부면과 대향하는 상부면 및 상기 하부면과 상기 상부면을 연결하는 측면들을 구비하는 몸체부; 및
상기 가이드 홈 내부에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 음원에 의해 발생된 소음을 감쇄시키는 제1 상쇄신호를 방사하는 복수의 제1 스피커들을 포함하는 능동소음제어부를 포함하고,
상기 두 개의 반사면은 상기 제1 스피커들에 의해 방사되는 제1 상쇄신호를 반사하여 가이드하는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제8항에 있어서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함하고,
상기 가이드 홈은 상기 제1 측면에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제9항에 있어서, 상기 능동소음제어부는 상기 제1 측면에 배치된 복수의 제2 스피커들을 더 포함하고,
상기 제2 스피커들은 상기 소음원에 의해 발생된 상기 소음 중 상기 방음벽을 넘어 상기 수음점 방향으로 진행하는 잔류 소음을 감쇄 또는 마스킹하는 제2 상쇄신호를 상기 수음점 방향으로 방사하는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.
제8항에 있어서, 상기 몸체부의 측면들은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 수음점과 마주보는 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하고 상기 소음원과 마주보는 제2 측면 및 상기 제1 및 제2 측면들을 연결하는 제3 측면들을 포함하고,
상기 가이드 홈은 상기 제1 및 제2 측면 사이의 중앙 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 회절음 저감 장치.