KR101929341B1 - 공명형 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공명형 소음 저감 장치는, 덕트 내부에 기립되어 설치되며, 길이방향의 상판, 길이방향의 하판, 상기 상판 및 상기 하판 사이에 수직되도록 결합되는 길이방향의 중앙격판, 상기 중앙격판으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 상기 상판에 결합되는 상부체결판, 상기 상부체결판과 수직방향으로 대응되도록 상기 중앙격판으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 상기 하판에 결합되는 하부체결판을 구비하는 케이스 및 상기 상부체결판과 상기 하부체결판이 형성하는 내부공간을 커버하도록 상기 상부체결판의 외측 하부와 상기 하부체결판의 외측 상부에 결합되는 다수개의 공명형 방음부재를 포함하며, 상기 상부체결판 및 상기 하부체결판은 내측에서 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소하도록 형성되며, 상기 방음부재는 상기 상부, 하부체결판에 내측에서 외측방향으로 순차적으로 결합될 수 있도록 외측방향으로 갈수록 수직길이가 증가하도록 형성되는 방음모듈을 포함한다.

Description

공명형 소음 저감 장치{Cavity Resonance Type Noise Reduction Apparatus}

본 발명은 공명형 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음 및 백연효과를 저감할 수 있는 공명형 소음 저감 장치에 관한 것이다.

종래의 흡음형 소음기 또는 일반적인 소음 저감 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 고주파 영역에서는 흡음률이 좋으나, 저주파영역에서는 흡음률이 좋지 않다. 따라서, 저주파음의 성분이 강한 대형 팬 등에 사용되는 소음기는 그 흡음률이 제한적이어서, 소음기의 길이를 길게 해야 하는 문제점이 있다.

둘째, 위와 같은 흡음형 소음기에 사용되는 흡음재로는 유리면(Glass Wool), 암면(Rock Wool), 폴리에스테르 흡음재(PE 흡음재)등의 섬유질 또는 다공질 흡음재료가 사용되는데, 이들 흡음재들은 대부분 공해 물질들로서 분진이 비산되어 나와 인체에 나쁜 영향을 줄 뿐만 아니라 사후 처리가 힘든 문제가 있다.

셋째, 냉각탑과 같이 온도와 습도가 높은 공기를 배출하는 경우에는 소음기를 통과한 후 배출되는 공기 중의 수증기가 소음기의 밖에서 응결되어 마치 연기가 피어오르는 것 같은 이른바, 백연(白煙, white smoke) 현상이 발생하여 문제가 된다. 위와 같은 백연은 단순히 수증기가 응결된 것으로 그 자체는 크게 문제가 되지 않으나, 시각적으로 매연과 같이 보여서, 소음과 더불어 유해물질이 배출되는 것과 같이 보여 민원을 더욱 악화시키는 요인이 된다.

넷째, 외부에 설치되거나 빗물 또는 수분에 노출되는 흡음형 소음기의 경우 비닐계 필름으로 내부 흡음재를 감싸 수분으로부터 흡음재가 노출되는 것을 예방하고는 있으나 시간이 지남에 따라 보호 비닐의 경화 및 노후화로 인해 흡음재가 수분에 노출되어 소음저감 성능이 저하되는 현상이 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 방음모듈을 케이스 및 방음부재로 구성하고, 상기 방음부재를 헬름홀츠의 공명원리를 이용한 방음부재로 형성함으로써, 저감하고자 하는 목표 주파수의 소음을 효과적으로 저감시키고자 한다.

방음모듈의 상부체결판 및 하부체결판을 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소되도록 형성하고 방음부재를 외측방향으로 수직길이가 증가하도록 형성하여, 방음부재를 내측에 위치한 상부, 하부체결판에 우선적으로 결합한 후 외측방향으로 수직길이가 감소하는 상부, 하부체결판에 순차적으로 결합함으로써, 소음 저감 장치의 제조 과정을 쉽고, 간단히 하며, 제조 시간을 감소하고자 한다.

높이별로 구획된 방음모듈에 구비된 방음부재를 서로 다른 공명구조를 가지도록 형성함으로써, 주파수를 달리하는 소음이 복합적으로 유입되더라도, 적층결합된 어느 하나의 방음모듈의 방음부재에서 저감되지 못하고 잔존하는 소음을 나머지 방음모듈의 방음부재에 의해 저감시키고자 한다.

냉각탑을 통해 덕트의 하부로 유입되는 고온다습한 공기가 덕트의 상부로 방출되기 전에 응축부(300) 또는 저감부에 의해 미리 응축함으로써, 백연이 덕트 상부로 방출되지 않고, 응축되어 하얀 가루 형태로 덕트 하부로 떨어뜨리게 함으로써, 백연현상을 저감하고자 한다.

본 출원의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공명형 소음 저감 장치는, 덕트 내부에 기립되어 설치되며, 길이방향의 상판, 길이방향의 하판, 상기 상판 및 상기 하판 사이에 수직되도록 결합되는 길이방향의 중앙격판, 상기 중앙격판으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 상기 상판에 결합되는 상부체결판, 상기 상부체결판과 수직방향으로 대응되도록 상기 중앙격판으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 상기 하판에 결합되는 하부체결판을 구비하는 케이스 및 상기 상부체결판과 상기 하부체결판이 형성하는 내부공간을 커버하도록 상기 상부체결판의 외측 하부와 상기 하부체결판의 외측 상부에 결합되는 다수개의 공명형 방음부재를 포함하며, 상기 상부체결판 및 상기 하부체결판은 내측에서 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소하도록 형성되며, 상기 방음부재는 상기 상부, 하부체결판에 내측에서 외측방향으로 순차적으로 결합될 수 있도록 외측방향으로 갈수록 수직길이가 증가하도록 형성되는 방음모듈을 포함한다.

방음모듈은 높이를 따라 복수개가 적층결합되며, 상기 높이별로 구획된 방음모듈은 서로 다른 공명구조를 가지는 것이 바람직하다.

최하부에 위치한 방음모듈의 하부에는 응축부가 더 구비되며, 상기 응축부는

내부에 길이방향의 냉각수 통과 유로가 구비되어, 하부로부터 유입되는 고온다습한 공기를 응축하는 것이 바람직하다.

응축부는 하부가 반원형상으로 형성되어, 하부로부터 유입되는 소음 또는 고온다습한 공기를 상부로 가이드하는 것이 바람직하다.

적층결합된 방음모듈간의 외부결합지점을 따라 길이방향의 열교환부가 구비되며, 상기 열교환부는 하부로부터 유입되는 고온다습한 공기를 응축하는 것이 바람직하다.

최상부에 위치한 방음모듈의 상부에는 삼각부가 더 구비되며, 상기 삼각부는

하부로부터 유입되는 공기가 상부로 원활히 상승되도록 가이드하는 것이 바람직하다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공명형 소음 저감 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 방음부재를 헬름홀츠의 공명원리를 이용한 방음부재로 형성함으로써, 저감하고자 하는 목표 주파수의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 방음부재를 내측에 위치한 상부, 하부체결판에 우선적으로 결합한 후 외측방향으로 수직길이가 감소하는 상부, 하부체결판에 순차적으로 결합함으로써, 소음 저감 장치의 제조 과정을 쉽고, 간단히 하며, 제조 시간을 감소할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 높이별로 구획된 방음모듈에 구비된 방음부재를 서로 다른 공명구조를 가지도록 형성함으로써, 주파수를 달리하는 소음이 복합적으로 유입되더라도, 적층결합된 어느 하나의 방음모듈의 방음부재에서 저감되지 못하고 잔존하는 소음을 나머지 방음모듈의 방음부재에 의해 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

넷째, 냉각탑을 통해 덕트의 하부로 유입되는 고온다습한 공기가 덕트의 상부로 방출되기 전에 응측부 또는 저감부에 의해 미리 응축함으로써, 백연현상을 저감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 출원을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공명형 소음 저감 장치의 전체 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공명형 소음 저감 장치의 방음모듈의 결합구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공명형 소음 저감 장치의 방음모듈이 적층결합된 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공명형 소음 저감 장치의 응축부 및 열교환부의 사용상태를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 그 형상에 대하여는 제한 없이 다양할 수 있으며 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음을 명시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면,

본 발명에 따른 공명형 소음저감 장치는, 냉각탑 등과 같이 소음을 발생하는 장치의 상부에 배치되는 덕트(20)의 내부에 기립된 상태로 복수개가 일정간격으로 이격되도록 설치되는 방음모듈(100)을 포함한다. 그리고, 상기 소음저감 장치에는 응축부(300) 및 삼각부(700)가 더 구비될 수 있다.

방음모듈(100)은 케이스(120) 및 방음부재(150)로 구성되며, 덕트의 하부로부터 유입되는 소음을 저감하는 기능을 한다.

케이스(120)는 상판(121), 하판(122), 중앙격판(125), 상부체결판(127) 및 하부체결판(128)으로 구성된다.

상판(121)은 길이방향으로 형성된 직사각 형상을 가지며, 하판(122)은 상기 상판(121)과 대응되는 형상을 가진다.

중앙격판(125)은 길이방향으로 형성된 사각 형상을 가지며, 상판(121) 및 하판(122) 사이에 수직되도록 결합된다.

상부체결판(127)은 중앙격판(125)으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 상판(121)에 결합된다. 그리고, 상기 상부체결판(127)은 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소하도록 형성된다.

하부체결판(128)은 상기 상부체결판(127)과 수직방향으로 대응되는 위치에 배치되도록 상기 중앙격판(125)으로부터 외측방향으로 일정간격으로 이격되도록 다수개가 하판(122)에 결합된다. 그리고, 상기 하부체결판(128) 역시, 상부체결판(127)과 마찬가지로 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소하도록 형성된다.

공명형 방음부재(150)는 상부체결판(127)과 하부체결판(128)이 형성하는 내부공간을 커버하도록 상기 상부체결판(127)의 외측 하부와 상기 하부체결판(128)의 외측 상부에 다수개가 결합된다.

상기 방음부재(150)는 용접(800) 및 리벳 등의 방식으로 상부체결판(127)의 외측 하부와 하부체결판(128)의 외측 상부에 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 공명형 방음부재(150)는 헬름홀츠의 공명원리를 이용한 방음부재(150)가 사용되는 것이 바람직하다.

헬름홀츠의 공명원리는 공명기의 공명구멍으로 음파가 입사될 경우, 상기 음파를 특정 주파수에서 공진시켜 음파를 소실하는 원리를 말한다.

위와 같이, 헬름홀츠의 공명원리를 이용하여 본 발명에서의 방음모듈(100)의 방음부재(150)의 두께, 공명구멍(152)의 크기, 공명구멍(152)의 갯수 등의 공명구조를, 저감하고자 하는 목표 주파수에 대응되도록 설계하면, 외부로부터 유입되는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.

그리고, 도시된 바와 같이, 방음부재(150)를 수평적으로 다수개 배치함으로써, 저감하고자 하는 목표 주파수를 저주파에서 고주파까지 분포시켜 소음 저감 효과를 증가시킬 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면,

공명형 방음부재(150)는 상부체결판(127) 및 하부체결판(128)에 내측에서 외측방향으로 순차적으로 결합되도록 외측방향으로 갈수록 수직길이가 증가하도록 형성된다.

전술하였듯이, 상부체결판(127) 및 하부체결판(128)은 중앙격판(125)으로부터 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소되도록 형성된다. 따라서, 방음부재(150)는 상기 수직길이가 감소되는 상부, 하부체결판(127, 128)에 대응되어 결합되도록 외측방향으로 수직길이가 증가하도록 형성된다.

위와 같이, 본 발명에 따른 소음 저감장치의 방음모듈(100)은 상부체결판(127) 및 하부체결판(128)이 중앙격판(125)으로부터 외측방향으로 갈수록 수직길이가 감소되도록 형성되고, 방음부재(150)는 외측방향으로 수직길이가 증가하도록 형성되므로, 상기 방음부재(150)를 내측에 위치한 상부, 하부체결판(127, 128)에 우선적으로 결합한 후, 외측방향으로 수직길이가 감소하는 상부, 하부체결판(127, 128)에 순차적으로 결합되면 되므로, 그 제조 과정이 쉽고 간단하며, 제조 시간이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

도 3을 참조하면,

본 발명에 따른 공명형 소음 저감 장치의 방음모듈(100)은 높이를 따라 수직방향으로 복수개가 적층결합된다. 상기 복수개의 방음모듈(100)의 전면과 후면에는 별도의 커버(40)가 부착될 수 있다.

상기 높이별로 구획된 방음모듈(100-1, 100-2, 100-3))에 구비된 방음부재(150-1, 150-2, 150-3)는 서로 다른 공명구조를 가진다. 즉, 하부에 위치한 방음모듈(100-1)의 방음부재(150-1), 중앙에 위치한 방음모듈(100-2)의 방음부재(150-2) 및 상부에 위치한 방음모듈(100-3)의 방음부재(150-3)가 각각 서로 다른 공명구멍(152-1, 152-2, 152-3)의 크기, 서로 다른 공명구멍의 갯수 등 서로 다른 공명구조를 가지는 것이다.

냉각탑과 같이 소음을 발생하는 기계에서는 단일한 주파수의 소음만 발생되는 것이 아니고, 여러 종류의 주파수 성분을 가지는 소음이 복합적으로 발생된다.

따라서, 본 실시예에서와 같이, 공명구조를 달리하는 방음부재(150-1, 150-2, 150-3)가 구비된 방음모듈(100-1, 100-2, 100-3))을 복수개로 적층결합함으로써, 주파수를 달리하는 소음이 복합적으로 유입되더라도, 적층결합된 어느 하나의 방음모듈(100)의 방음부재(150)에서 저감되지 못하고 잔존하는 소음은 나머지 방음모듈(100)의 방음부재(150)에 의해 저감되므로, 소음을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.

도 4를 참조하면,

최하부에 위치한 방음모듈(100-1)의 하부에는 응축부(300)가 더 구비된다.

상기 응축부(300)는 상면이 최하부에 위치한 방음모듈(100-1)의 하판(122-1)에 길이방향으로 결합되고, 하부가 반원형상으로 형성된다. 따라서, 하부로부터 유입되는 소음 또는 고온다습한 공기가 상기 반원형상의 응축부(300)에 의해 상부로 가이드된다.

응축부(300)의 내부에는 길이방향의 냉각수 통과 유로(320)가 구비된다.

상기 냉각수 통과 유로(320)에는 냉각수가 저장되거나, 별도의 장치에 의해 냉각수가 통과될 수 있다. 따라서, 상기 냉각수에 의해 응축부(300)의 온도가 낮아지게 된다.

냉각탑으로부터 온도와 습도가 높은 공기가 상승하여 응축되면, 이른바, 백연(白煙, white smoke) 현상이 발생한다.

따라서, 냉각탑을 통해 덕트의 하부로 유입되는 고온다습한 공기가 덕트의 상부로 방출되기 전에 상기 고온다습한 공기를 응축부(300)에 의해 미리 응축함으로써, 백연이 덕트 상부로 방출되지 않고, 응축되어 하얀 가루 형태로 덕트 하부로 떨어뜨려진다. 결과적으로, 응축부(300)에 의해 백연현상을 저감하는 효과를 얻을 수 있다.

도 4를 참조하면,

적층결합된 방음모듈(100)간의 외부결합지점을 따라 길이방향의 열교환부(500)가 더 구비된다. 상기 열교환부(500)는 전술한 응축부(300)의 냉각수 통과 유로(320)와 같은 구성이 될 수 있으며, 온도를 낮출 수 있는 다양한 냉각수단이 사용될 수도 있다.

덕트의 하부로부터 유입되는 고온다습한 공기는 대부분 응축부(300)에 의해 응축되나, 일부 공기는 응축되지 않고 상부로 상승하여 백연현상을 일으킬 수 있다. 따라서, 방음모듈(100)간의 외부결합지점을 따라 열교환부(500)를 더 구비함으로써, 응축되지 않고 상승하는 백연을 다시 응축하여, 하얀 가루 형태로 떨어뜨릴 수 있게 되는 것이다.

도 1 및 도 4를 참조하면,

최상부에 위치한 방음모듈(100-3)의 상부에는 삼각부(700)가 더 구비된다.

상기 삼각부(700)는 덕트의 하부로부터 유입되는 공기가 상부로 원활히 상승되도록 가이드하는 기능을 한다.

즉, 상기 삼각부(700)는 방음모듈(100)에 의해 소음이 저감되고, 응축부(300) 및 열교환부(500)에 의해 백연현상이 저감된 공기가 상부로 원활히 상승되도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 방음모듈 120: 케이스
121: 상판 122: 하판
125: 중앙격판 127: 상부체결판
128: 하부체결판 150: 공명형 방음부재
152: 공명구멍 300: 응축부
320: 냉각수 통과 유로 500: 열교환부
700: 삼각부

Claims (6)

1. 덕트 내부의 공기 유동 방향과 나란한 방향으로 기립되어 복수개가 나란히 적층결합되는 방음모듈을 포함하는 공명형 소음 저감장치로서,
   하나의 상기 방음모듈은,
   상판, 상기 상판과 대면하는 하판, 상기 상판 및 상기 하판 사이에 수직되
   도록 결합되어 상기 상판과 상기 하판을 연결하는 중앙격판, 상기 중앙격판을 중심으로 양 단의 외측방향으로 일정간격으로 이격하여 상기 중앙격판과 대면배치되며 상기 상판에 결합되는 복수개의 상부체결판, 상기 상부체결판과 수직방향으로 대응되도록 상기 중앙격판을 중심으로 양 단의 외측방향으로 일정간격으로 이격하여 상기 중앙격판과 대면배치되며 상기 하판에 결합되는 복수개의 하부체결판을 구비하는 케이스; 및
   상기 상부체결판과 상기 하부체결판이 형성하는 내부공간을 커버하는 복수개의 방음부재로서, 그 양 단이 상기 상부체결판의 외측 하부와 상기 하부체결판의 외측 상부에 결합되어 복수개가 서로 대면배치되고, 복수개의 공명구멍을 포함하는 방음부재
   를 포함하고,
   상기 상부체결판 및 상기 하부체결판은 중앙격판으로부터 외측방향으로 갈수록 그 수직길이가 감소하도록 형성되며,
   상기 방음부재는 상기 상부, 하부체결판에 내측에서 외측방향으로 순차적으로 결합될 수 있도록 외측방향으로 갈수록 그 수직길이가 증가하여 각 방음부재의 길이가 서로 다르도록 형성되며,
   상기 복수개의 방음모듈은,
   각각의 방음모듈에 형성되는 공명구멍의 크기, 개수 및 공명구멍 간 이격거리가 서로 다르며, 일측 방음모듈에서 타측 방음모듈로 갈수록 상기 공명구멍의 크기가 감소하고 개수가 증가하도록 구성되어 서로 다른 공명구조를 가지는 것
   을 특징으로 하는 방음부재를 구비하는 공명형 소음 저감 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   최하부에 위치한 방음모듈의 하부에는 응축부가 더 구비되며,
   상기 응축부는
   내부에 냉각수 통과 유로가 구비되어,
   하부로부터 유입되는 고온다습한 공기를 응축하는 공명형 소음 저감 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 응축부는
   하부가 반원형상으로 형성되어,
   하부로부터 유입되는 소음 또는 고온다습한 공기를 상부로 가이드하는 공명형 소음 저감 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 적층결합된 방음모듈간의 외부결합지점을 따라 길이방향의 열교환부가 구비되며,
   상기 열교환부는
   하부로부터 유입되는 고온다습한 공기를 응축하는 공명형 소음 저감 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   최상부에 위치한 방음모듈의 상부에는 삼각부가 더 구비되며,
   상기 삼각부는
   하부로부터 유입되는 공기가 상부로 원활히 상승되도록 가이드하는 공명형 소음 저감 장치.

Images