KR101400382B1

KR101400382B1 - 보일러용 소음기

Info

Publication number: KR101400382B1
Application number: KR1020130119394A
Authority: KR
Inventors: 김동용
Original assignee: 김동용
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2014-05-27
Anticipated expiration: 2033-10-07

Abstract

본 발명은 보일러의 증기가 대기중으로 방출될 때 발생되는 소음을 감소시키기 위한 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 본체의 내부에 차단부재가 설치되고, 본체와 차단부재 사이에 흡음재가 채워져 있는 소음기에 있어서, 차단부재는 제1차단부재와 제2차단부재로 구성되고, 제1차단부재가 제2차단부재의 내부에 설치되며, 제1차단부재의 내부에 소음완화부재가 설치되어 효율적으로 소음을 감소시킬 수 있는 보일러용 소음기에 관한 기술분야가 개시된다.
또한 본 발명에 의한 보일러용 소음기는 제1차단부재와 제2차단부재 사이에 형성되는 공명실에 의해 증기를 확산시키고, 제1차단부재의 내부에 설치된 소음완화부재를 통해 증기가 공명실과 흡음재로의 유입이 용이하여 소음의 감소가 우수한 효과가 제공된다.

Description

보일러용 소음기{Silencer for boiler}

본 발명은 보일러의 증기가 대기중으로 방출될 때 발생되는 소음을 감소시키기 위한 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 본체의 내부에 차단부재가 설치되고, 본체와 차단부재 사이에 흡음재가 채워져 있는 소음기에 있어서, 차단부재는 제1차단부재와 제2차단부재로 구성되고, 제1차단부재가 제2차단부재의 내부에 설치되며, 제1차단부재의 내부에 소음완화부재가 설치되어 효율적으로 소음을 감소시킬 수 있는 보일러용 소음기에 관한 기술분야이다.

일반적으로 소음기는 내연기관이나 환기장치로부터 나오는 소음을 줄이기 위한 장치로서, 금속제의 원통이나 직사각형의 상자 모양을 하고 있다. 작동원리에 따라 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식과 가는관의 많은 구멍에서 넓은 공명실로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식 및 스틸울에 흡수시키는 흡수식 등이 있다.

아울러, 가정이나 산업용 보일러에 부착되어 고속의 증기가 대기중으로 방출될 때 난류유동에 의해 발생하는 소음을 저감시키기 위한 소음기로서, 더욱 상세하게는 고속의 증기가 소음기 내부로 유입될 때 발생하는 난류 및 충격성 소음을 분산시켜 난류강도를 저감시키고 흡음재를 경유하여 대기중으로 방출시킴으로써, 소음을 감소시키게 되는 것이다.

이러한 종래의 소음기의 구조를 도면 1 내지 2에 도시하였고, 이를 설명하면 다음과 같다.

배기관(100)과 플랜지를 이용하여 체결되는 배기관연결부(600)와 배출관(200)과 플랜지를 이용하여 체결되는 배출관연결부(700)를 본체(400)의 양측에 돌출되게 고정설치하고, 배기관연결부(600)와 배출관연결부(700)와 연결되며 흡음공(510)을 구비하는 차단부재(500)가 본체(400)의 내부에 설치되어 있다.

또한 본체(400)의 내부에는 본체(400)와 배기관연결부(600), 차단부재(500), 배출관연결부(700)의 사이에 흡음재(410)가 채워져 있고, 엔진에서 발생되는 배기가스가 배기관(100)을 거쳐 본체(400)로 유입되면 차단부재(500)의 흡음공(510)을 통하여 흡음재(410)에 유입되어 소음을 감소시키게 되는 것이다.

이와 같이 소음이 감소된 배기가스는 다시 흠음공(510)을 지나 배출관연결부(700)와 배출관(200)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 소음기는 단순히 차단부재의 흡음공과 차단부재 외주연에 감겨진 흡음재를 배기가스가 통과하면서 소음이 제대로 감소되지 못하고, 배기가스가 흡음공으로 유입되는 양보다 배출관으로 많은 양이 빠져나가 소음의 감소가 효율적으로 이루어지지 않는 문제가 발생하였다.

일예로 대한민국 공개특허 제2008-0050123호(이하 '종래기술 1'이라 함.)는 연통되게 조립공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 조립공에 양단이 내부에서 일치되도록 이루어지고, 외주연에 다수의 내부흡음공이 형성된 내부차단부재와; 상기 내부차단부재 양측에 조립공 외부로 돌출되게 고정되고, 배기관과 배출관에 체결 고정되는 제1,2플랜지부로 이루어진 소음기에 있어서, 상기 몸체와 내부차단부재 사이의 공간부에 개재되어 소음을 감쇄시키고, 배기가스를 필터링하게되는 흡음충진부재로 구성된다.

이는 선박 엔진에서 발생되어 소음기 내부로 공급되는 소음 및 배기가스를 내부차단부재와 흡음재를 통과시켜 소음을 감쇄하고 배기가스를 필터링 하는 종래에 비하여 내부차단부재와 몸체 사이의 공간부에 흡음충진부재를 통과시킴으로써 소음의 감쇄가 우수하고, 수직부와 수평날개부로 이루어진 외부차단재에 의해 흡음충진재가 안정되게 고정되어 소음 및 배기가스의 필터링이 우수하여 공해를 방지하게 되는 효과가 있다.

그러나 내부차단부재와 외부차단재의 흡음공이 엇갈리게 형성되어 배기가스가 유입되는 통로가 더 좁아져 흡읍충진재로 배기가스가 유입되는 양이 더 적어지는 문제가 발생하였고, 이로 인하여 소음이 감소되지 못하는 문제가 야기되는 문제점이 있었다.

다른 일예로 일본 공개특허공보 소63-109217호(1998.05.13, 공개)(이하 '종래기술 2'이라 함.)는 사일런스 케이스내에 다공관과 격벽으로 형성되고 격벽 외주연에 흡음성과 내열성이 높은 석면 및 흡음재를 구성하는 것을 특징으로 하는 엔진 배기 사일런스에 관한것으로서, 당공관과 격벽에 형성되어 있는 흡음공이 엇갈리지 않고 형성되어 배기가스가 유입되나 혼합흡음재를 거쳐 격벽의 흡음공을 통과하여 석면으로 유입되는 배기가스의 양이 배출관으로 배출되는 양에 비해 적어 소음의 감소가 효율적이지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0050123호 일본 공개특허공보 소63-109217호 대한민국 등록실용신안 제20-0169990호

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 고속의 증기(이하 '증기'라 한다.)가 흡음재로 유입이 원활하지 않아 소음의 감소가 효율적이지 못한 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제1차단부재와 제2차단부재 사이에 형성되는 공간으로 증기를 확산시키고, 소음완화부재를 이용하여 증기가 흡음재로 유입되는 양을 증가시켜 소음의 감소가 효율적인 보일러용 소음기를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의목적을 실현하고자, 배기관과 일측이 체결되는 배기관연결부를 구비하고, 배출관과 타측이 체결되는 배출관연결부를 구비하며, 상기 배기관연결부와 배출관연결부가 양측에 돌출되게 고정설치되는 본체를 구비하는 소음기에 있어서, 내부에 중공과 외주면에 복수개의 제1흡음공을 구비하고, 배기관연결부의 타측 말단과 배출관연결부의 일측 말단이 고정체결되는 제1차단부재와 내부에 중공이 형성되어 배기관연결부의 타측과 배출관연결부의 일측 및 제1차단부재를 내부에 수용하고, 외주면에 복수개의 제2흡음공을 구비하는 제2차단부재를 포함하여 구성되고, 상기 제1차단부재와 제2차단부재는 본체의 내부에 설치되며, 제2차단부재와 본체 사이에 흡음재가 채워진 것을 특징으로 한다.

또한 제1차단부재의 내부에 복수개의 통기홀이 형성된 소음완화부재를 더 포함하여 구성되는 보일러용 소음기를 제시한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 보일러용 소음기는 제1차단부재와 제2차단부재 사이에 형성되는 공명실에 의해 증기를 확산시키고, 제1차단부재의 내부에 설치된 소음완화부재를 통해 증기가 공명실과 흡음재로의 유입이 용이하여 소음의 감소가 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래의 소음기 단면도.
도 2는 종래의 소음기를 통과하는 배기가스의 흐름을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 소음기 외관 사시도.
도 4는 본 발명의 소음기 단면 사시도.
도 5는 본 발명의 소음기 단면도.
도 6은 본 발명의 소음기의 제2차단부재에 망상부재가 제외된 단면도.
도 7은 본 발명의 소음기를 통과하는 배기가스의 흐름을 나타낸 단면도.

본 발명은 보일러에서 발생되는 증기를 배기관으로 배출시킬 때 발생되는 소음을 감소시키기 위한 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 흠음재에 흡수시키는 흡수식 방법과 가는관의 많은 구멍에서 넓은 공명실로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식의 방법을 이용하여 효율적으로 소음의 감소가 이루어지는 보일러용 소음기(이하 '소음기(1)'라 한다.)에 관한 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 7을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

구체적으로, 본 발명은 배기관(100)과 일측이 체결되는 배기관연결부(10)를 구비하고, 배출관(200)과 타측이 체결되는 배출관연결부(20)를 구비하며, 상기 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)가 양측에 돌출되게 고정설치되는 본체(50)를 구비하는 소음기(1)에 있어서, 내부에 중공과 외주면에 복수개의 제1흡음공(32)을 구비하고, 배기관연결부(10)의 타측 말단과 배출관연결부(20)의 일측 말단이 고정체결되는 제1차단부재(30);와 내부에 중공이 형성되어 배기관연결부(10)의 타측과 배출관연결부(20)의 일측 및 제1차단부재(30)를 내부에 수용하고, 외주면에 복수개의 제2흡음공(42)을 구비하는 제2차단부재(40);를 포함하여 구성되고, 상기 제1차단부재(30)와 제2차단부재(40)는 본체(50)의 내부에 설치되며, 제2차단부재(40)와 본체(50) 사이에 흡음재(52)가 채워진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 제1차단부재(30)의 내부에 복수개의 통기홀(36)이 형성된 소음완화부재(34)를 복수개 구비하고, 제2차단부재(40)의 외주연에 망상부재(46)가 설치되어 있으며, 본체(50)의 양측 내부에 완충공간(54)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 소음기(1)는

도 3에 도시된 바와 같이, 일측이 엔진(미도시)에 연결되는 배기관(100)이 연결되고, 타측에는 외부로 배출되는 배출관(200)이 연결되는 본체(50)를 포함하여 구성되는 것으로서, 엔진에서 발생되는 증기가 소음기(1)내부로 유입되어 소음을 감소시키는 역할을 한다.

구체적으로 본 발명의 소음기(1)는 본체(50)의 일측에 돌출되게 고정설치되어 배기관(100)과 플랜지부(800)로 연결되는 배기관연결부(10)와 타측에 돌출되게 고정설치되어 배출관(200)과 플랜지부(800)로 연결되는 배출관연결부(20)를 구비하고, 본체(50)의 내부에 복수개의 제1흡음공(32)이 형성된 제1차단부재(30)와 제2흡음공(42)이 형성된 제2차단부재(40) 및 흡음재(52)를 이용하여 소음을 흡수하여 감소시키는 것을 특징으로 한다.

즉, 보일러에서 발생된 증기가 배기관(100)과 배기관연결부(10)를 통과하여 제1차단부재(30)의 내부로 유입되면 제1흡음공(32)으로 증기가 제2차단부재(40)의 내부로 유입되고, 유입된 증기는 다시 제2흡음공(42)으로 흡음재(52)로 유입되어 소음을 흡수하게 되어 소음이 감소한 후 배출관연결부(30)와 배출관(200)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

아울러, 배기관연결부(10)는 일측이 배기관(100)과 체결되고, 배출관연결부(20)는 타측이 배출관(200)과 체결되고, 이때 체결구조는 일반적으로 사용되는 플랜지를 이용하여 체결되는 것이 바람직하나, 유입되는 증기가 외부로 유출되지 않도록 하는 체결구조이면 통상의 기술자가 다양하게 변경하여 실시 가능할 것이다. 또한 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)의 형태는 배기관(100)과 배출관(200)의 형태에 따라 다각의 구조로도 자유롭게 변경가능함은 자명할 것이다.

본 발명의 제1차단부재(30)는

내부에 중공과 외주면에 복수개의 제1흡입공(32)과 복수개의 통기홀(36)이 형성된 소음완화부재(34)를 복수개 구비하고, 배기관연결부(10)의 타측 말단과 배출관연결부(20)의 일측 말단이 고정체결되는 구성으로서, 배기관연결부(10)를 통해 증기가 유입되어 제1흡음공(32)으로 증기의 일부가 제2차단부재(40)로 유입되고, 일부는 소음완화부재(34)의 통기홀(36)을 통과한 후 배출관연결부(20)로 유입된다.

구체적으로 본 발명의 제1차단부재(30)는 양측이 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)와 각각 고정체결되거나 일체로 형성되어 있고, 그 형태는 배기관(100), 배출관(200), 배기관연결부(10) 및 배출관연결부(20)의 형태에 따라 자유롭게 변경가능함은 자명할 것이다.

또한 제1차단부재(30)의 제1흡음공(32)은 제1차단부재(30)의 외주면에 복수개가 형성되고, 제1차단부재(30)의 내부와 외부가 관통되게 형성되어 있으며, 너무 많은 갯수가 형성되면 증기가 제2차단부재(40)와 흡음재(52)로 유입되는 양이 많아져 소음기(1)의 수명이 단축될 수 있고, 너무 적은 갯수가 형성되면 증기가 제2차단부재(40)와 흡음재(52)로 유입되는 양이 적어져 소음의 감소가 효율적으로 이루어지지 않기 때문에 통상의 기술자의 반복 실험을 통하여 가장 적절한 갯수를 형성하는 것이 바람직하고, 배열 또한 균일 또는 불균일하게 하는 것은 자유롭게 변경실시 가능할 것이다.

아울러, 소음완화부재(34)는 제1차단부재(30)와 같은 재질로 이루어지거나, 내부에 흡음재를 포함하여 이루어지는 것으로, 증기가 통과할 수 있는 복수개의 통기홀(36)이 형성되어 있고, 일정의 두께를 갖는다.

즉, 소음완화부재(34)는 제1차단부재(30)의 내부에 고정설치되거나, 일체로 형성되고, 일정간격을 유지하여 배치되며 제1차단부재(30)로 유입되어 제1흡음공(32)을 통과하지 못한 증기를 다시 제1흡음공(32)으로 통과하도록 유도하는 역할을 하는 것이다.

또한 소음완화부재(34)의 통기홀(36)은 외주면에 형성되지 않고 제1차단부재(30)의 수평방향으로 연통되게 형성되는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 일정의 간격으로 2개를 설치하였지만 통상의 기술자가 필요한 갯수만큼 사용가능함은 자명할 것이다.

구체적으로 소음완화부재(34)는 도 2와 도 7에 도시된 바와 같이, 소음완화부재(34)가 없을 시에는 흡음공(510)으로 적은 양의 증기가 흡음재(410)로 유입되지만 소음완화부재(34)를 구비하는 본 발명은 소음완화부재(34)의 통기홀(36)을 미쳐 통과하지못한 증기가 제2차단부재(40)와 흡음재(52)로 유입되는 것이다.

본 발명의 제2차단부재(40)는

내부에 중공이 형성되어 배기관연결부(10)의 타측과 배출관연결부(20)의 일측 및 제1차단부재(30)를 내부에 수용하고, 외주면에 복수개의 제2흡입공(42)을 구비하며, 외주연을 둘러싸고 있는 망상부재(46)를 포함하여 구성되고, 제1차단부재(30)와 제2차단부재(40)사이에 공명실(48)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 제1차단부재(30)의 제1흡음공(32)으로부터 공명실(48)로 증기가 유입되고, 이러한 증기는 제2흡음공(42)을 통과하여 흡음재(52)로 유입되며, 흡음재(52)를 통과한 증기는 다시 제2차단부재(40)의 공명실(48)을 거쳐 제1차단부재(30)로 빠져나와 배출관연결부(20)를 통과하게 되는 것이다.

이때, 공명실(48)은 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공간으로 증기가 이동하여 확산됨으로써 서로의 음을 상쇄시키는 공명현상을 통해 소음을 감소시키는 역할을 하게 되고, 이러한 공명실(48)의 크기는 제2차단부재(40)의 크기에 의해 좌우되며 그 크기는 제1차단부재(30)의 약1.5배의 크기로 제2차단부재(40)가 제작되는 것이 바람직하다.

이는 제2차단부재(40)가 제1차단부재(30)보다 1.5배 미만으로 제작되면 공명실(48)의 크기가 작아 공명효과가 효율적으로 이루어지지 않고, 1.5배를 초과하여 제작되면 공명실(48)의 공명효과는 증가하나 이후에 증기가 유입되는 흡음재(52)의 양이 너무 적어져 흡음재(52)에서의 소음 감소율이 적기 때문이다.

또한 제2차단부재(40)와 제1차단부재(30)사이에 형성된 공명실(48)에 흡음재를 충진하여도 무방하나, 본 발명에서는 흡음재에 의한 흡수식 소음 감소를 이용하지 않고, 공명현상을 이용한 공명식의 소음 감소를 이용하고자 하였다. 이는 공명식의 소음 감소와 흡수식의 흡음재에 의한 소음 감소를 동시에 이루어지게 함으로써, 보다 효율적인 소음 감소를 위한 것이다.

상기와 연관하여, 제2차단부재(40)의 외주연을 둘러싸고 있는 망상부재(46)는 제2차단부재로(40)로 유입된 증기가 제2흡음공(42)을 통하여 흡음재(52)로 유입될 때 분산이 용이하도록 하고, 진동으로 인한 흡음재(52)의 미세한 이동을 망상부재(46)로 인해 마찰력을 높여 흡음재(52)를 고정시키는 역할을 한다.

또한 망상부재(46)의 재질은 금속이나 제1차단부재(30) 및 제2차단부재(40)와 동일한 재질로 제작되는 것이 바람직하고, 제2차단부재(40)와 탈부착 가능하도록 체결되거나 제2차단부재(40)의 외주표면에 일체로 형성되어도 무방하다.

아울러 제2차단부재(40)는 양측이 본체(50)와 고정체결되는 것이 바람직하고, 이는 도 4 내지 도 7을 참고하여 볼 때 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)에 고정체결될 때보다 더욱 견고하게 흡음재(52)를 지지할 수 있게 된다.

본 발명의 본체(50)는

앞서 설명한 바와 같이 양측에 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)를 돌출되게 고정설치되고, 내부 양측에 칸막이(부호 미표시)를 설치하여 완충공간부(54)가 형성되며, 칸막이 내부에 제1차단부재(30) 및 제2차단부재(40)를 수용하는 것으로서, 제2차단부재(40)와 본체(50) 사이에 흡음재(52)가 채워져 소음을 흡수하여 감소시키는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 완충공간부(54)는 증기가 본체(50)의 내부로 유입될 때 본체의 흡음재(52)가 없는 벽면(부호 미표시)에 가해지는 충격을 칸막이에 1차적으로 전달하고 그에 따른 소음을 완충공간부(54)에서 감소시키게 되는 것이다.

아울러 본 발명의 흡음재(52)는 스텐와이어메쉬로 이루어지는것이 바람직하다. 이는 섬유성 흡음재나, 흡습성 흡음재를 사용하면 증기에 의해 수분이 축적되어 소음이 효율적으로 이루어지지 않기 때문이다.

상기와 연관하여, 스텐와이어메쉬는 냉간압연 또는 신선된 고강도 철선을 사용하여 세로선과 가로선을 직각으로 배열하고거나 교차로 배열하여 교차점을 전기저항용접으로 접합한 격자형으로서, 철수세미와 같이 부드러우면서도 다공을 갖는 것이다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시 예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시 예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

100 : 배기관 200 : 배출관
300. 1 : 소음기 400, 50 : 본체
410, 52 : 흡음재 500 : 차단부재
510 : 흡음공 600, 10 : 배기관연결부
700. 20 : 배출관연결부 800 : 플랜지부
30 : 제1차단부재 32 : 제1흡음공
34 : 소음완화부재 36 : 통기홀
40 : 제2차단부재 42 : 제2흡음공
46 : 망상부재 48 : 공명실
54 : 완충공간부

Claims

배기관(100)과 일측이 체결되는 배기관연결부(10)를 구비하고, 배출관(200)과 타측이 체결되는 배출관연결부(20)를 구비하며, 상기 배기관연결부(10)와 배출관연결부(20)가 양측에 돌출되게 고정설치되는 본체(50)를 구비하는 소음기(1)에 있어서,
내부에 중공과 외주면에 복수개의 제1흡음공(32)을 구비하고, 배기관연결부(10)의 타측 말단과 배출관연결부(20)의 일측 말단이 고정체결되는 제1차단부재(30);와
내부에 중공이 형성되어 배기관연결부(10)의 타측과 배출관연결부(20)의 일측 및 제1차단부재(30)를 내부에 수용하고, 외주면에 복수개의 제2흡음공(42)을 구비하는 제2차단부재(40);와
상기 제1차단부재(30)의 내부에 설치되고, 복수개의 통기홀(36)이 형성된 복수개의 소음완화부재(34); 및
상기 제2차단부재(40)의 외주연을 둘러싸고 있는 망상부재(46);를 포함하여 구성되고,
상기 본체(50)는 양측 내부에 형성되는 완충공간(54)을 더 포함하여 구성되며,
상기 제1차단부재(30)와 제2차단부재(40) 사이에 공명실(48)이 형성되고, 상기 제1차단부재(30)와 제2차단부재(40)는 본체(50)의 내부에 설치되며, 제2차단부재(40)와 본체(50) 사이에는 스텐와이어메쉬로 이루어진 흡음재(52)가 채워진 것을 특징으로 하는 보일러용 소음기.
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