KR101639606B1 - 덕트 소음 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커(10)와 송풍팬(15)을 가동하여 소음을 측정하는 장치에 있어서: 상기 스피커(10)의 장착을 위한 다수의 개구(22)를 지니는 덕트(20); 상기 덕트(20)의 개구(22)를 개폐 가능도록 설치되는 덮개(30); 및 상기 덕트(20)의 내면에 설치되어 소음을 검출하고 표시하는 측정수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 스피커를 덕트의 외부에 설치하고 소음만 내부로 공급하는 방식을 도입하여 송풍팬에 의한 유동장을 균일하게 형성함에 따라 소음기 성능시험의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

덕트 소음 측정장치{Apparatus for measuring duct noise}

본 발명은 덕트 소음 측정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공기조화시스템에 설치되는 소음기의 성능을 시험하기 위한 덕트 소음 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박이나 육상건물의 EGP(Engine Exhaust Pipe) 또는 공기조화시스템(HVAC)의 소음전달 감소를 위해 다양한 크기와 종류의 소음기(Silencer)가 소정의 성능시험을 거쳐 설치된다.

도 1(a)를 참조하면, 설치될 소음기의 소음감소 성능을 위해 공장단계시험(FAT)시 바람과 소음을 같이 공급(DIL : Dynamic Insertion Loss)해서 시험하게 되는데, 바람은 일반적으로 송풍팬을 사용하고 소음은 음원(Sound Source)이라고 하는 스피커(10)를 덕트(20)나 파이프 내부에 설치하여 시험하는 것이 일반적인 ISO의 표준이다.

다만, 이 경우 덕트(20) 내부에 설치되는 스피커(10)의 형상에 기인하는 압력강하(Pressure Drop) 및 와류로 인해 유동장이 불균일하게 형성됨에 따라 소음기 성능 시험이 정확도를 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 스피커(10)의 사이즈를 최소화하는 등의 개선방안도 실효성이 낮다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서, 한국 공개특허공보 제0951471호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0384219호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 스피커가 구비되고 개구부가 형성되는 박스형상의 소음부와, 상기 소음부의 개구부가 형성된 면과 대면하여 결합되는 박스형상의 측정부와, 상기 측정부와 소음부에 발생되는 소음을 측정하는 수신부를 포함한다. 이에 따라, 측정시간을 단축시키고 측정작업이 간편하여 능률 향상을 기대한다.

선행문헌 2는 시스템의 입력부와 출력부에 각각 2개씩 설치된 마이크로폰을 이용하여 얻어진 음압으로 계산식을 이용하여 덕트 시스템의 소음 전달손실을 측정하고, 후반부에 각각 2개의 마이크로폰을 사용하여 측정을 단순화시킨다. 이에 따라, 소음을 예측하는 시스템의 보다 정확한 모델링을 도모한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 공기조화시스템(HVAC)의 덕트에 설치된 소음기 성능을 시험함에 있어 소음의 세기와 주파수 특성에 변화를 주기 곤란하다는 단점을 나타낸다.

1. 한국 공개특허공보 제0951471호 "차량의 실내소음 측정장치" (공개일자 : 2009. 11. 25.) 2. 한국 등록특허공보 제0384219호 "덕트 시스템의 소음 전달손실 측정방법" (공개일자 : 2001. 5. 15.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 스피커를 덕트의 외부에 설치하고 소음만 내부로 공급하는 방식을 도입하여 덕트 내부에 방해가 되는 구조물이 없는 관계로 송풍팬에 의한 유동장을 균일하게 형성할 수 있는 덕트 소음 측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스피커와 송풍팬을 가동하여 소음을 측정하는 장치에 있어서: 상기 스피커의 장착을 위한 다수의 개구를 지니는 덕트; 상기 덕트의 개구를 개폐 가능도록 설치되는 덮개; 및 상기 덕트의 내면에 설치되어 소음을 검출하고 표시하는 측정수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 덮개는 아암과 힌지를 개재하여 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 덕트는 설정된 수량의 개구를 위치변동 가능하게 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 덕트는 스피커의 장착을 위한 개구가 형성된 확관면을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 스피커를 덕트의 외부에 설치하고 소음만 내부로 공급하는 방식을 도입하여 송풍팬에 의한 유동장을 균일하게 형성함에 따라 소음기 성능시험의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 및 본 발명의 소음시험을 비교하여 나타내는 개념도
도 2는 본 발명에 따른 측정장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 측정장치의 사용상태를 예시하는 구성도
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 측정장치를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스피커(10)와 송풍팬(15)을 가동하여 소음을 측정하는 장치에 관하여 제안한다. 선박이나 육상건물의 EGP(Engine Exhaust Pipe) 또는 공기조화시스템(HVAC)에 설치되는 소음기의 성능시험을 주요 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 스피커(10)와 송풍팬(15)은 소음측정에 있어서 가진원의 역할을 하도록 설치된다.

본 발명에 따르면 상기 스피커(10)의 장착을 위한 다수의 개구(22)를 지니는 덕트(20)가 구비된다. 덕트(20)는 실제 시스템에 적용되는 크기가 선호되지만 시뮬레이션을 위하여 축소된 크기도 무방하다. 도시에는 직선형 덕트(20)를 예시하지만 적어도 부분적으로 곡선형을 포함하도록 구성할 수도 있다. 도 1(b)와 같이 덕트(20)의 개구(22)는 해당되는 스피커(10)의 크기에 맞추도록 형성된다. 스피커(10)에서 발행한 소음은 송풍팬(15)에 의한 바람을 타고 전파된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 덕트(20)의 개구(22)를 개폐 가능도록 덮개(30)가 설치되는 구조를 지닌다. 소음시험에 있어서 특정의 개구(22)를 선택하여 스피커(10)를 설치하므로 선택되지 않은 개구(22)는 덮개(30)로 막아서 시험에 영향을 주지 않도록 한다. 덮개(30)는 개구(22)의 폐쇄 상태에서 덕트(20)의 내면과 높이차를 발생하지 않도록 형성한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 덮개(30)는 아암(32)과 힌지(34)를 개재하여 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다. 덮개(30)를 아암(32)과 힌지(34)로 지지하면 분실이나 오염의 우려가 경감된다. 덮개(30)는 덕트(20)와 동일한 소재로 형성하는 것이 좋으나 여타의 소재를 선택할 수도 있다.

이때, 힌지(34) 상에는 토션스프링(36)을 설치하여 항시 아암(32)이 덮개(30)를 개구(22)에 밀착하도록 하는 것이 좋다. 이 경우 덮개(30)가 개방 또는 폐쇄의 행정단에서 정지 상태를 유지하는 구성을 부가할 수도 있다.

한편, 도 2(b)에 나타내는 것처럼 스피커(10)는 덕트(20)의 상하면, 좌우측면에 모두 설치할 수 있다. 이를 위해 덕트(20)의 4면에 개구(22)와 함께 덮개(30)를 형성한다.

또, 본 발명에 따르면 측정수단(40)이 상기 덕트(20)의 내면에 설치되어 소음을 검출하고 표시하는 구조이다. 측정수단(40)은 소음을 전기적 신호로 변환하는 마이크로폰(41), 소음의 패턴을 화면상으로 표시하는 모니터(42), 마이크로폰(41)의 입력으로 모니터(42)의 출력을 생성하는 제어기(45) 등으로 구성된다. 물론 제어기(45)는 스피커(10)와 송풍팬(15)의 출력을 제어하는 알고리즘을 포함할 수도 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 덕트(20)는 설정된 수량의 개구(22)를 위치변동 가능하게 구비하는 것을 특징으로 한다. 예컨대 도 3에서 상면에 구비되는 스피커(10)를 부호 10a, 10b 10c, 10d로 가정하면 모든 스피커(10)를 슬라이딩 가능한 하나의 장착판(도시 생략)에 장착한다. 이에, 덕트(20) 상에서 장착판을 당기거나 밀면 덕트(20)의 상면과 측면의 스피커(10)가 일렬을 유지하거나 지그재그 배열을 유지할 수 있다.

이때, 부호 10a, 10b 10c, 10d의 스피커(10)는 각각 다른 패턴(진폭과 주파수)으로 구동될 수 있다. 도 3의 그래프는 각각의 스피커(10)에 의한 진폭은 동일하고 주파수가 다르게 구동되는 예를 도시한다. 이와 같은 방식으로 원하는 복합신호를 구현할 수 있으므로 실제 탑재되는 장비와 유사한 소음원으로 작용한다. 즉, 스피커(10) 에레이별 종류와 용량을 변경하여 우퍼구현이나 독립소음(Tonal Noise)을 구현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 덕트(20)는 스피커(10)의 장착을 위한 개구(22)가 형성된 확관면(25)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 확관면(25)은 덕트(20)에서 단면적이 작은 부분과 큰 부분의 중간에 위치하는 부분이다. 확관면(25)은 덕트(20)의 중심축에 대하여 대략 30~70˚의 경사를 이루도록 형성된다. 확관면(25)에 장착되는 스피커(10)는 소음의 유동방향에 대한 지향성을 높여서 소음 패턴을 변경하거나 스피커(10)의 전체적인 설치 수량을 축소한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 스피커 15: 송풍팬
20: 덕트 22: 개구
25: 확관면 30: 덮개
32: 아암 34: 힌지
36: 토션스프링 40: 측정수단
41: 마이크로폰 42: 모니터
45: 제어기

Claims (4)

1. 스피커(10)와 송풍팬(15)을 가동하여 소음을 측정하는 장치에 있어서:
   상기 스피커(10)의 장착을 위한 다수의 개구(22)를 지니는 덕트(20);
   상기 덕트(20)의 개구(22)를 개폐 가능도록 설치되는 덮개(30); 및
   상기 덕트(20)의 내면에 설치되어 소음을 검출하고 표시하는 측정수단(40);을 포함하여 이루어지고,
   상기 덕트(20)는 설정된 수량의 개구(22)를 위치변동 가능하게 구비하는 것을 특징으로 하는 덕트 소음 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 덮개(30)는 아암(32)과 힌지(34)를 개재하여 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 덕트 소음 측정장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 덕트(20)는 스피커(10)의 장착을 위한 개구(22)가 형성된 확관면(25)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 덕트 소음 측정장치.

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