KR102487101B1 - Metamaterial muffler for noise reduction in low frequency - Google Patents

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재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
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Abstract

본 발명은 유동관과 유동관 외측에 배치되는 공명실을 연결하는 튜브를 이용하여 공명실 내부로 입사되는 소음의 음파 에너지의 손실을 최대화하여 유동관 내에서 유동하는 소음의 투과손실을 높일 수 있고, 상대적으로 저주파 영역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있는 메타 머플러를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 유체가 유동하는 유동관; 상기 유동관의 외측에 배치되고, 상기 유동관과의 사이에 공명실을 형성하는 외통; 상기 공명실의 내부에서 상기 유동관을 감싸도록 배치되는 튜브; 상기 유동관과 상기 튜브를 연통시키는 연결유로; 및 상기 튜브의 표면을 관통하여 형성되고, 상기 튜브와 상기 공명실을 연통시키는 관통홀;을 포함하는 특징을 개시한다.The present invention maximizes the loss of sound wave energy of noise incident into the resonance chamber by using a tube connecting the flow pipe and the resonance chamber disposed outside the flow pipe, thereby increasing the transmission loss of the noise flowing in the flow pipe, and relatively It is to provide a meta muffler capable of effectively attenuating noise in a low frequency region. The present invention for this purpose is a flow pipe through which the fluid flows; an outer cylinder disposed outside the flow pipe and forming a resonance chamber between the outer cylinder and the flow pipe; a tube disposed inside the resonance chamber to surround the flow pipe; a connection passage through which the flow pipe communicates with the tube; and a through hole formed through the surface of the tube and communicating the tube and the resonance chamber.

Description

저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러{METAMATERIAL MUFFLER FOR NOISE REDUCTION IN LOW FREQUENCY}Meta muffler for low frequency noise reduction {METAMATERIAL MUFFLER FOR NOISE REDUCTION IN LOW FREQUENCY}

본 발명은 메타 머플러에 관한 것으로, 상세하게는 유동관과 유동관 외측에 배치되는 공명실을 연결하는 튜브를 이용하여 유동관 내에서 유동하는 소음의 투과손실을 높일 수 있는 저주파 대역의 소음 저감을 위한 메타 머플러에 관한 것이다.The present invention relates to a meta muffler, and more particularly, to a meta muffler for reducing noise in a low frequency band capable of increasing transmission loss of noise flowing in a flow pipe by using a tube connecting a flow pipe and a resonance chamber disposed outside the flow pipe. It is about.

일반적으로 소음 저감장치는 이미 다양하게 개발되어 사용되고 있다. 이중 하나인 흡음재를 사용하는 흡음형은 고주파 영역에서는 우수한 성능을 가지지만 저주파 영역에서는 성능이 현저히 떨어지며, 흡음재의 비산 문제와 습기나 열에 취약하여 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.In general, noise reduction devices have already been developed and used in various ways. The sound-absorbing type using one of the sound-absorbing materials has excellent performance in a high-frequency region, but significantly deteriorates performance in a low-frequency region, and has problems with scattering of the sound-absorbing material and poor durability due to vulnerability to moisture or heat.

최근에는 유동관의 형상 변화로 인해 생겨나는 임피던스 부정합(Impedance mismatch)을 이용하여 음파를 반사시키는 원리를 이용하는 반사형이 함께 사용되고 있다. 대표적인 반사형으로는 배관의 단면적을 변화시킨 형태인 확장관이나 천공관을 이용한 모델들이 있지만, 배관의 단면적 변화 정도에 따라 소음 성능이 직결되기 때문에 크기나 부피가 커지는 문제점이 있다.Recently, a reflection type using the principle of reflecting sound waves by using an impedance mismatch caused by a change in the shape of a flow pipe has been used together. As a representative reflection type, there are models using an expansion pipe or a perforated pipe in which the cross-sectional area of the pipe is changed, but there is a problem in that the size or volume increases because the noise performance is directly related to the degree of change in the cross-sectional area of the pipe.

공명기를 이용한 소음장치는 유동관에서 발생하는 소음과 동일한 주파수를 갖는 공명기를 배관에 설치하여 소음을 감소시킨다. 그러나 공명기의 경우 각 배관 사이의 위치 관계, 주변 구조물과의 관계 등 여러 설계 조건에 의해 그 크기가 일정 범위 내로 제한되기 때문에, 타겟 주파수에 속하지 않는 소음의 저감 성능이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.A silencer using a resonator reduces noise by installing a resonator having the same frequency as noise generated in a flow pipe in a pipe. However, in the case of a resonator, since its size is limited within a certain range by various design conditions, such as the positional relationship between pipes and the relationship with surrounding structures, there is a problem in that noise reduction performance that does not belong to the target frequency is significantly deteriorated.

일반적으로 고주파 영역의 소음을 제거하기 위해서는 상대적으로 작은 크기의 공명기가 필요하고, 저주파 영역의 소음을 제거하기 위해서는 상대적으로 큰 크기의 공명기가 필요하다. 그러나, 통상의 유동관은 좁은 공간에 설치되므로 큰 공명기를 설치하는데 많은 어려움이 있으며, 때문에 저주파 영역의 소음을 제거하는 것은 매우 어려웠으며, 장치의 소형화를 추구하는 최근 기술동향과도 거리가 멀었다.In general, a relatively small-sized resonator is required to remove noise in a high-frequency region, and a relatively large-sized resonator is required to remove noise in a low-frequency region. However, since a conventional flow tube is installed in a narrow space, it is difficult to install a large resonator, so it is very difficult to remove noise in the low frequency region, and it is far from the recent technological trend of miniaturization of the device.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0112867호(2017.10.12 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0112867 (published on October 12, 2017)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 유동관과 유동관 외측에 배치되는 공명실을 연결하는 튜브를 이용하여 공명실 내부로 입사되는 소음의 음파 에너지의 손실을 최대화하여 유동관 내에서 유동하는 소음의 투과손실을 높일 수 있고, 상대적으로 저주파 영역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있는 메타 머플러를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, and the present invention maximizes the loss of sound wave energy of noise incident into the resonance chamber by using a tube connecting the flow pipe and the resonance chamber disposed outside the flow pipe in the flow pipe. It is an object of the present invention to provide a meta muffler capable of increasing transmission loss of noise flowing in and effectively attenuating noise in a relatively low frequency region.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러는, 유체가 유동하는 유동관; 상기 유동관의 외측에 배치되고, 상기 유동관과의 사이에 공명실을 형성하는 외통; 상기 공명실의 내부에 배치되되 상기 유동관으로부터 외측으로 이격되고 상기 외통으로부터 내측으로 이격되며, 상기 유동관을 감싸도록 링 형상으로 형성되고, 상기 유동관에서 유동하는 유체의 유동방향을 따라 이격하여 배치되는 복수 개의 튜브; 상기 유동관과 각각의 상기 튜브를 연통시키며, 상기 유동관에서 유동하는 유체가 상기 튜브의 내부로 유입되도록 하는 연결유로; 및 상기 튜브의 표면에 관통하여 형성되고, 상기 튜브와 상기 공명실을 연통시키는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, a meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention includes a flow pipe through which a fluid flows; an outer cylinder disposed outside the flow pipe and forming a resonance chamber between the outer cylinder and the flow pipe; A plurality of spaces disposed inside the resonance chamber, spaced outwardly from the flow pipe and inwardly spaced from the outer cylinder, formed in a ring shape to surround the flow pipe, and spaced apart along the flow direction of the fluid flowing in the flow pipe. dog tube; a connection passage that communicates the flow pipe and each of the tubes and allows the fluid flowing in the flow pipe to flow into the tube; and a through hole formed through the surface of the tube and communicating the tube and the resonance chamber.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 튜브의 크기는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 크게 형성될 수 있고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 작게 형성될 수 있다.In the meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention, the size of the tube may be relatively large when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, and the target frequency is relatively If it is high, it can be formed relatively small.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 튜브의 단면 크기는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 작게 형성될 수 있고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 크게 형성될 수 있다.In the meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention, the cross-sectional size of the tube may be made relatively small when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, and the target frequency is relatively low. When it is high, it can be formed relatively large.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 연결유로와 상기 튜브가 연결되는 위치로부터 상기 관통홀까지의 거리는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 길게 형성될 수 있고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 짧게 형성될 수 있다.In the meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention, the distance from the connection passage and the tube to the through hole is relatively low when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low. It can be formed long, and when the target frequency is relatively high, it can be formed relatively short.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 관통홀은 복수 개가 마련될 수 있고, 이 경우 상기 관통홀의 수량은, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 적게 형성될 수 있고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 많게 형성될 수 있다.In the meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention, a plurality of through-holes may be provided, and in this case, the number of through-holes is relatively low when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low. It can be formed less, and when the target frequency is relatively high, it can be formed relatively more.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 공명실 내부에서 상기 유동관과 상기 외통을 연결하도록 형성되고, 상기 튜브를 고정하기 위한 고정격벽을 더 포함할 수 있다.The meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention may further include a fixed bulkhead formed to connect the flow pipe and the outer cylinder inside the resonance chamber and to fix the tube.

본 발명의 실시예에 따른 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러에 있어서, 상기 공명실은 복수의 서브 공명실로 구획될 수 있고, 이 경우 상기 서브 공명실에서 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수는 서로 다르게 형성될 수 있다.In the meta muffler for reducing low-frequency noise according to an embodiment of the present invention, the resonance chamber may be divided into a plurality of sub-resonance chambers, and in this case, target frequencies of noise to be attenuated in the sub-resonance chambers may be formed differently. there is.

본 발명에 따르면, 유동관과 공명실을 연결하는 연결유로, 튜브 및 관통홀을 통하여 유동관 내에서 유동하는 소음의 투과손실을 높일 수 있다.According to the present invention, transmission loss of noise flowing in the flow pipe can be increased through the connection passage connecting the flow pipe and the resonance chamber, the tube, and the through hole.

본 발명에 따르면, 유동관과 공명실을 연결하는 연결유로, 튜브 및 관통홀을 통하여 저주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.According to the present invention, noise in a low frequency band can be effectively attenuated through a connection passage connecting a flow pipe and a resonance chamber, a tube, and a through hole.

본 발명에 따르면, 제한된 부피를 가지는 공명실에도 불구하고, 튜브 및 관통홀만을 적절히 변경하는 것으로 감쇠하고자 하는 주파수 대역의 소음을 감쇠할 수 있기 때문에, 머플러의 크기를 줄일 수 있고, 제한된 크기를 가지는 머플러의 설계 변경이 용이하다.According to the present invention, despite a resonance chamber having a limited volume, since it is possible to attenuate noise in a frequency band to be attenuated by appropriately changing only the tube and the through hole, the size of the muffler can be reduced, and the size of the muffler can be reduced. It is easy to change the design of the muffler.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타 머플러를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 메타 머플러의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 튜브의 크기가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 튜브의 단면 크기가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연결유로와 튜브가 연결되는 위치로부터 관통홀까지의 거리가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관통홀의 수량이 조절된 경우를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고정격벽을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서브 공명실을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a meta muffler according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a cross section of the meta muffler of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 .
4 is a view showing a case where the size of the tube is adjusted according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a case where the cross-sectional size of a tube according to an embodiment of the present invention is adjusted.
6 is a view illustrating a case in which a distance from a position where a connection passage and a tube are connected to a through hole is adjusted according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a case where the number of through holes is adjusted according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views showing a fixed bulkhead according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a sub resonance chamber according to an embodiment of the present invention.

이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numeral may be used for the same configuration, and additional description accordingly may be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타 머플러를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 메타 머플러의 단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.1 is a view showing a meta muffler according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a cross section of the meta muffler of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 메타 머플러(100)는 유동관(110) 내에서 유동하는 소음의 음파 에너지의 손실을 최대화하여 소음의 투과손실을 높이기 위한 것으로, 유동관(110), 외통(120), 튜브(130), 연결유로(140) 및 관통홀(150)을 포함할 수 있다.1 to 3, the meta muffler 100 according to the present embodiment maximizes the loss of sound wave energy of noise flowing in the flow pipe 110 to increase the transmission loss of noise, the flow pipe 110 , It may include an outer cylinder 120, a tube 130, a connection passage 140, and a through hole 150.

유동관(110)은 내부로 유체가 유동하며, 유동방향(A1)으로 구비될 수 있다.The fluid flows into the flow pipe 110 and may be provided in the flow direction A1.

유동관(110)의 내부로 유동하는 유체는 액체, 기체 등이 될 수 있으며, 본 실시예에서는 기체인 공기의 경우를 예로 들어 설명한다.The fluid flowing into the flow pipe 110 may be a liquid, a gas, and the like, and in this embodiment, air, which is a gas, will be described as an example.

본 실시예에서는 유동관(110)의 단면 형상을 원형 형상인 경우를 도시하고 있으나, 유동관(110)의 단면 형상은 사각형 등의 다각형 형상으로 형성될 수도 있다.In this embodiment, the cross-sectional shape of the flow pipe 110 is shown in a circular shape, but the cross-sectional shape of the flow pipe 110 may be formed in a polygonal shape such as a square.

외통(120)은 유동관(110)을 감싸도록 유동관(110)의 외측에 배치되며, 유동관(110)의 외측으로 유동관(110)과 이격되게 배치된다. 유동관(110)과 외통(120) 사이에는 공명실(S)이 형성될 수 있다.The outer cylinder 120 is disposed outside the flow pipe 110 so as to surround the flow pipe 110, and is disposed outside the flow pipe 110 and spaced apart from the flow pipe 110. A resonance chamber (S) may be formed between the flow pipe 110 and the outer cylinder 120 .

외통(120)은 메타 머플러(100)의 외형을 형성하게 되는데, 유동관(110)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 외통(120)의 단면 형상을 유동관(110)의 형상과 대응되는 원형 형상인 경우를 도시하고 있으나, 외통(120)의 단면 형상은 사각형 등의 다각형 형상으로 형성될 수도 있다. 물론, 유동관(110)과 외통(120)은 서로 다른 단면 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.The outer cylinder 120 forms the outer shape of the meta muffler 100, and is preferably formed in a shape corresponding to the shape of the flow pipe 110. In this embodiment, the cross-sectional shape of the outer cylinder 120 is shown in the case of a circular shape corresponding to the shape of the flow pipe 110, but the cross-sectional shape of the outer cylinder 120 may be formed in a polygonal shape such as a square. Of course, the flow pipe 110 and the outer cylinder 120 may be formed to have different cross-sectional shapes.

튜브(130)는 공명실(S)의 내부에 배치되며, 유동관(110)을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 튜브(130)는 유동관(110)으로부터 외측으로 이격되게 배치되고, 외통(120)으로부터 내측으로 이격되게 배치될 수 있다.The tube 130 is disposed inside the resonance chamber S and may be disposed to surround the flow tube 110 . That is, the tube 130 may be disposed to be spaced apart from the flow pipe 110 outwardly and may be disposed to be spaced apart from the outer cylinder 120 inwardly.

튜브(130)는 유동관(110)의 형성에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서와 같이, 원형 형상의 유동관(110)과 대응하도록 링 형상으로 형성될 수 있다.The tube 130 may be formed in a shape corresponding to the formation of the flow pipe 110, and, as in the present embodiment, may be formed in a ring shape to correspond to the circular flow pipe 110.

튜브(130)는 미리 설정된 크기를 가질 수 있으며, 튜브(130)의 크기는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 조절될 수 있다.The tube 130 may have a preset size, and the size of the tube 130 may be adjusted according to a target frequency of noise to be attenuated.

튜브(130)의 크기는 유동관(110)의 중심(c)에서 튜브(130)의 중심까지의 거리(b1,b2)로 정의될 수 있다.(도 4 참조)The size of the tube 130 may be defined as a distance (b1, b2) from the center (c) of the flow tube 110 to the center of the tube 130 (see FIG. 4).

즉, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 튜브(130)는 상대적으로 유동관(110)에 가까운 위치에 형성될 수 있고, 상대적으로 외통(120)에 가까운 위치에 형성될 수 있다.That is, the tube 130 may be formed at a position relatively close to the flow pipe 110 or relatively close to the outer cylinder 120 according to the target frequency of the noise to be attenuated.

그리고 튜브(130)는 길이 방향을 따라 일정한 크기의 단면을 가질 수 있으며, 미리 설정된 단면 크기를 가질 수 있다.Further, the tube 130 may have a cross section of a constant size along the longitudinal direction, and may have a preset cross section size.

또한, 튜브(130)의 단면 크기는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 조절될 수 있다. 즉, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 튜브(130)의 단면 크기는 상대적으로 작게 형성될 수 있고, 상대적으로 크게 형성될 수 있다.In addition, the cross-sectional size of the tube 130 may be adjusted according to the target frequency of noise to be attenuated. That is, the cross-sectional size of the tube 130 may be relatively small or relatively large according to the target frequency of the noise to be attenuated.

연결유로(140)는 유동관(110)과 튜브(130)를 연통시킨다. 유동관(110) 내에서 유동하는 유체의 일부는 연결유로(140)를 통하여 튜브(130)로 유입될 수 있다.The connection passage 140 communicates the flow pipe 110 and the tube 130 . A part of the fluid flowing in the flow pipe 110 may flow into the tube 130 through the connection passage 140 .

연결유로(140)는 유동방향(A1)과 교차하는 교차방향으로 연장하여 형성될 수 있으며, 유동관(110)과 튜브(130)를 연결하는 파이프 구조에 의해 형성될 수 있다.The connection passage 140 may be formed by extending in a cross direction crossing the flow direction A1, and may be formed by a pipe structure connecting the flow pipe 110 and the tube 130.

연결유로(140)는 유동관(110)의 둘레를 따라 하나 또는 복수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 유동관(110)과 튜브(130)를 연결하는 하나의 연결유로(140)를 형성하고 있다.One or more connection passages 140 may be formed along the circumference of the flow pipe 110 . In this embodiment, one connection passage 140 connecting the flow pipe 110 and the tube 130 is formed.

관통홀(150)은 튜브(130)의 표면에 관통하여 형성되고, 튜브(130)와 공명실(S)을 연통시킨다. 튜브(130) 내에서 유동하는 유체는 관통홀(150)을 통하여 공명실(S)로 유입될 수 있다.The through hole 150 is formed to penetrate the surface of the tube 130 and communicates the tube 130 and the resonance chamber (S). The fluid flowing in the tube 130 may flow into the resonance chamber S through the through hole 150 .

관통홀(150)은 유동방향(A1)과 교차하는 교차방향으로 형성될 수 있으며, 유동방향(A1)에 수직한 방향으로 형성될 수 있다.The through hole 150 may be formed in a cross direction crossing the flow direction A1, and may be formed in a direction perpendicular to the flow direction A1.

이때, 관통홀(150)은 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 미리 설정된 거리를 가지도록 형성될 수 있으며, 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 관통홀(150)까지의 거리는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 조절될 수 있다.At this time, the through hole 150 may be formed to have a predetermined distance from a position where the connection passage 140 and the tube 130 are connected, and pass through from a position where the connection passage 140 and the tube 130 are connected. The distance to the hole 150 may be adjusted according to the target frequency of noise to be attenuated.

그리고, 튜브(130)의 길이 방향을 따라 복수 개의 관통홀(150)이 구비될 경우, 각 관통홀(150)은 균등한 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 따라서 튜브(130) 내의 유체는 유동관(110)의 둘레를 따라 형성되는 공명실(S) 측으로 균등하게 유입될 수 있다.And, when a plurality of through holes 150 are provided along the length direction of the tube 130, each through hole 150 may be spaced apart at equal intervals. Therefore, the fluid in the tube 130 can be evenly introduced into the resonance chamber S formed along the circumference of the flow tube 110 .

또한, 튜브(130)의 길이 방향을 따라 복수 개의 관통홀(150)이 구비될 경우, 튜브(130)의 길이 방향을 따라 마련되는 관통홀(150)의 수량은 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수에 따라 조절될 수 있다.In addition, when a plurality of through-holes 150 are provided along the length direction of the tube 130, the number of through-holes 150 provided along the length direction of the tube 130 depends on the target frequency of the noise to be attenuated. can be adjusted accordingly.

또한, 튜브(130)의 길이 방향을 따라 마련되는 복수 개의 관통홀(150)은 각각 관통홀군을 포함할 수 있다. 예컨대 링 형상의 튜브(130)가 구비될 경우 링 형상의 튜브(130)의 표면에는 복수 개의 관통홀이 방사상으로 형성될 수 있다. 따라서 튜브(130) 내의 유체는 튜브(130)의 둘레를 따라 형성되는 공명실(S) 측으로 균등하게 유입될 수 있다.In addition, each of the plurality of through holes 150 provided along the longitudinal direction of the tube 130 may include a through hole group. For example, when the ring-shaped tube 130 is provided, a plurality of through-holes may be radially formed on the surface of the ring-shaped tube 130 . Therefore, the fluid in the tube 130 can be evenly introduced into the resonance chamber S formed along the circumference of the tube 130 .

본 실시예에서는 외통(120)을 대향하는 튜브(130)의 외측 표면과 유동관(110)을 대향하는 튜브(130)의 내측 표면에 2개의 관통홀(150)이 마련되어 있다. 따라서 튜브(130) 내의 유체는 튜브(130)의 둘레를 따라 형성되는 공명실(S) 측으로 균등하게 유입될 수 있고, 관통홀(150)을 통하여 공명실(S)로 유입될 시 유동방향(A1)에 수직한 방향으로 유입될 수 있다.In this embodiment, two through holes 150 are provided on the outer surface of the tube 130 facing the outer cylinder 120 and on the inner surface of the tube 130 facing the flow pipe 110 . Therefore, the fluid in the tube 130 can be evenly introduced into the resonance chamber S formed along the circumference of the tube 130, and when introduced into the resonance chamber S through the through hole 150, the flow direction ( It can flow in a direction perpendicular to A1).

이와 같이, 본 발명은 제한된 부피를 가지는 공명실(S)의 부피에 대해 유동관(110)과 공명실(S)을 연결하는 튜브(130) 및 관통홀(150)을 이용하여 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 유효 길이를 최대화할 수 있기 때문에, 상대적으로 저주파 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As described above, the present invention uses the tube 130 and the through hole 150 connecting the flow tube 110 and the resonance chamber S to the volume of the resonance chamber S having a limited volume, so that the neck of the Helmholtz resonator ( Since the effective length of the hole) can be maximized, noise in a relatively low frequency band can be effectively attenuated.

그리고, 본 발명은 제한된 부피를 가지는 공명실(S)의 부피에 대해 유동관(110)과 공명실(S)을 연결하는 튜브(130) 및 관통홀(150)만을 적절히 조절함으로써, 감쇠하고자 하는 타겟 주파수 대역의 소음을 보다 효과적으로 감쇠할 수 있다.In addition, the present invention appropriately adjusts only the tube 130 and the through hole 150 connecting the flow pipe 110 and the resonance chamber S with respect to the volume of the resonance chamber S having a limited volume, so that the target to be damped Noise in a frequency band can be more effectively attenuated.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 튜브의 크기가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a case where the size of the tube is adjusted according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 튜브(130)의 크기(b1,b2)를 조절함으로써, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수를 조절 및 광대역화할 수 있다.According to this embodiment, by adjusting the sizes b1 and b2 of the tube 130, it is possible to adjust and widen the target frequency of noise to be attenuated.

도 4의 (a)에서와 같이, 만일 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우, 튜브(130)의 크기(b1)를 상대적으로 크게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 길이를 길게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 저주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As in (a) of FIG. 4, if the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, if the size b1 of the tube 130 is made relatively large, the length of the neck (hole) of the Helmholtz resonator Since it can correspond to a long setting, noise in a relatively low frequency band can be effectively attenuated.

도 4의 (b)에서와 같이, 반대로 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우, 튜브(130)의 크기(b2)를 상대적으로 작게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 길이를 짧게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 고주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.Conversely, as in (b) of FIG. 4, when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively high, if the size b2 of the tube 130 is made relatively small, the length of the neck (hole) of the Helmholtz resonator Since it can correspond to a short setting, noise in a relatively high frequency band can be effectively attenuated.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 튜브의 단면 크기가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a case where the cross-sectional size of a tube according to an embodiment of the present invention is adjusted.

본 실시예에 따르면, 튜브(130)의 단면 크기(c1,c2)를 조절하는 것으로도 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수를 조절 및 광대역화할 수 있다.According to this embodiment, the target frequency of the noise to be attenuated can be adjusted and broadened by adjusting the cross-sectional sizes c1 and c2 of the tube 130 .

도 5의 (a)에서와 같이, 만일 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우, 튜브(130)의 단면 크기(c1)를 상대적으로 작게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 넓이를 작게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 저주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 5, if the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, if the cross-sectional size c1 of the tube 130 is made relatively small, the width of the neck (hole) of the Helmholtz resonator Since it can correspond to setting small, noise in a relatively low frequency band can be effectively attenuated.

도 5의 (b)에서와 같이, 반대로 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우, 튜브(130)의 단면 크기(c2)를 상대적으로 크게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 넓이를 크게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 고주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.Conversely, as in (b) of FIG. 5, when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively high, when the cross-sectional size c2 of the tube 130 is made relatively large, the width of the neck (hole) of the Helmholtz resonator Since it can correspond to a large setting of , noise in a relatively high frequency band can be effectively attenuated.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연결유로와 튜브가 연결되는 위치로부터 관통홀까지의 거리가 조절된 경우를 나타낸 도면이다.6 is a view illustrating a case in which a distance from a position where a connection passage and a tube are connected to a through hole is adjusted according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 관통홀(150)까지의 거리(d1,d2)를 조절하는 것으로도 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수를 조절 및 광대역화할 수 있다.According to the present embodiment, by adjusting the distances (d1, d2) from the position where the connection passage 140 and the tube 130 are connected to the through hole 150, the target frequency of the noise to be attenuated is adjusted and broadband can get angry

도 6의 (a)에서와 같이, 만일 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우, 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 관통홀(150)까지의 거리(d1)를 상대적으로 길게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 길이를 길게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 저주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 6, if the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, the distance d1 from the position where the connection passage 140 and the tube 130 are connected to the through hole 150 If is formed relatively long, it can correspond to setting the length of the neck (hole) of the Helmholtz resonator to be long, so noise in a relatively low frequency band can be effectively attenuated.

도 6의 (b)에서와 같이, 반대로 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우, 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 관통홀(150)까지의 거리(d2)를 상대적으로 짧게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 길이를 짧게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 고주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As shown in (b) of FIG. 6, when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively high, the distance d2 from the position where the connection passage 140 and the tube 130 are connected to the through hole 150 If is formed relatively short, it can correspond to setting the length of the neck (hole) of the Helmholtz resonator to be short, so that noise in a relatively high frequency band can be effectively attenuated.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관통홀의 수량이 조절된 경우를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a case where the number of through holes is adjusted according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 튜브(130)의 길이 방향을 따라 마련되는 관통홀(150)의 수량을 조절하는 것으로도 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수를 조절 및 광대역화할 수 있다.According to this embodiment, the target frequency of the noise to be attenuated can be adjusted and widened by adjusting the number of through holes 150 provided along the length direction of the tube 130 .

도 7의 (a)에서와 같이, 만일 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우, 관통홀(150)의 수량(4개의 관통홀이 도시됨)을 상대적으로 적게 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 넓이를 작게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 저주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 7, if the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, if the number of through holes 150 (four through holes are shown) is formed relatively small, the Helmholtz resonator Since it can correspond to setting the width of the neck (hole) small, noise in a relatively low frequency band can be effectively attenuated.

도 7의 (b)에서와 같이, 반대로 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우, 관통홀(150)의 수량(8개의 관통홀이 도시됨)을 상대적으로 많이 형성하면, 헬름홀츠 공명기의 목(구멍)의 넓이를 크게 설정하는 것과 대응될 수 있기에 상대적으로 고주파수 대역의 소음을 효과적으로 감쇠할 수 있다.Conversely, as shown in (b) of FIG. 7, when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively high, when a relatively large number of through-holes 150 (eight through-holes are shown) are formed, the Helmholtz resonator Since it can correspond to setting the width of the neck (hole) large, noise in a relatively high frequency band can be effectively attenuated.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고정격벽을 나타낸 도면이다.8 and 9 are views showing a fixed bulkhead according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 메타 머플러(100)는 공명실(S)의 내부에 배치되며, 튜브(130)를 고정하기 위한 고정격벽(160)을 더 포함할 수 있다.According to this embodiment, the meta muffler 100 is disposed inside the resonance chamber S and may further include a fixed partition 160 for fixing the tube 130.

고정격벽(160)은 유동관(110)과 튜브(130)를 연결하도록 형성될 수 있고, 외통(120)과 튜브(130)를 연결하도록 형성될 수도 있다. 물론 도시된 바와 같이, 고정격벽(160)은 유동관(110)과 튜브(130) 및 외통(120)을 연결하도록 형성될 수도 있다.The fixed bulkhead 160 may be formed to connect the flow pipe 110 and the tube 130, or may be formed to connect the outer cylinder 120 and the tube 130. Of course, as shown, the fixed bulkhead 160 may be formed to connect the flow pipe 110, the tube 130, and the outer cylinder 120.

이러한 고정격벽(160)을 통하여 튜브(130)는 공명실(S)의 내부에서 안정적인 위치가 보장될 수 있다.A stable position of the tube 130 in the resonance chamber S can be guaranteed through the fixed partition wall 160 .

본 실시예에서는 180도 간격으로 이격하여 배치되는 2개의 고정격벽(160)을 구비하고 있으나, 고정격벽(160)은 유동관(110)을 둘레를 따라 3개 이상의 수량으로 구비될 수도 있다.In this embodiment, two fixed bulkheads 160 are provided spaced apart from each other by 180 degrees, but the fixed bulkheads 160 may be provided in a quantity of three or more along the circumference of the flow pipe 110 .

이러한 고정격벽(160)에 의해 공명실(S)은 복수의 공명실로 구분될 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 180도 간격으로 이격하여 배치되는 고정격벽(160)에 의하여 공명실(S)은 고정격벽(160)을 중심으로 좌측 영역과 우측 영역으로 구분될 수 있다.The resonance chamber (S) may be divided into a plurality of resonance chambers by such a fixed partition wall (160). As shown in FIG. 9 , the resonance chamber S may be divided into a left area and a right area around the fixed partition wall 160 by the fixed partition walls 160 spaced apart from each other by 180 degrees.

그리고, 고정격벽(160)이 구비될 경우 연결유로(140)는 고정격벽(160)의 내부에 마련될 수 있다.Also, when the fixed barrier rib 160 is provided, the connection passage 140 may be provided inside the fixed barrier rib 160 .

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서브 공명실을 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing a sub resonance chamber according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 메타 머플러(100)는 공명실(S)은 유동관(110)과 외통(120)에 대해 유동방향(A1)으로 길게 형성되는데, 이러한 공명실(S)은 유동방향(A1)을 따라 복수의 서브 공명실(S1,S2,S3,S4,S5,S6)로 구획될 수 있다.2 and 10, in the meta muffler 100 according to this embodiment, the resonance chamber (S) is formed long in the flow direction A1 with respect to the flow pipe 110 and the outer cylinder 120, such a resonance chamber (S) may be partitioned into a plurality of sub resonance chambers (S1, S2, S3, S4, S5, S6) along the flow direction (A1).

즉, 복수 개의 연결유로(140)와 복수 개의 튜브(130)가 유동방향(A1)을 따라 이격하여 배치됨으로써, 각 튜브(130)의 주변 영역에는 복수의 서브 공명실(S1,S2,S3,S4,S5,S6)이 형성될 수 있다.That is, as the plurality of connection passages 140 and the plurality of tubes 130 are spaced apart from each other along the flow direction A1, a plurality of sub resonance chambers S1, S2, S3, S4, S5, S6) may be formed.

여기서, 각 서브 공명실(S1,S2,S3,S4,S5,S6)을 형성하는 튜브(130) 및 관통홀(150)을 서로 다르게 설계 변경함으로써, 각 서브 공명실(S1,S2,S3,S4,S5,S6)에서 감쇠되는 소음의 타겟 주파수를 서로 다르게 형성할 수 있다.Here, by changing the design of the tube 130 and the through hole 150 forming each of the sub resonance chambers S1, S2, S3, S4, S5, and S6 differently from each other, each sub resonance chamber S1, S2, S3, Target frequencies of the noise attenuated in S4, S5, and S6) may be formed differently.

즉, 각 서브 공명실(S1,S2,S3,S4,S5,S6)을 형성하는 튜브(130)의 크기, 튜브(130)의 단면 크기, 연결유로(140)와 튜브(130)가 연결되는 위치로부터 관통홀(150)까지의 거리, 관통홀(150) 수량 등을 개별적으로 조절 및 설정함으로서, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수를 보다 광대역화할 수 있다.That is, the size of the tube 130 forming each of the sub-resonance chambers S1, S2, S3, S4, S5, and S6, the cross-sectional size of the tube 130, and the connection path 140 and the tube 130 are connected. By individually adjusting and setting the distance from the location to the through-holes 150 and the number of through-holes 150, the target frequency of the noise to be attenuated can be broadened.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 메타 머플러(100)는 제한된 부피를 가지는 공명실(S)에도 불구하고, 튜브(130) 및 관통홀(150)만을 적절히 조절함으로써, 목표로 하는 타겟 주파수 대역의 소음을 감쇠할 수 있기 때문에, 머플러의 소형화가 가능하다.In addition, the meta muffler 100 according to the present invention, in spite of the resonance chamber S having a limited volume, properly adjusts only the tube 130 and the through hole 150 to reduce the noise of the target frequency band. Since it can be attenuated, it is possible to downsize the muffler.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art can make various modifications to the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. may be modified or changed.

100: 메타 머플러
110: 유동관
120: 외통
130: 튜브
140: 연결유로
150: 관통홀
S: 공명실100: meta muffler
110: fluid pipe
120: outer tube
130: tube
140: connection flow
150: through hole
S: resonance room

Claims (7)

유체가 유동하는 유동관;
상기 유동관의 외측에 배치되고, 상기 유동관과의 사이에 공명실을 형성하는 외통;
상기 공명실의 내부에 배치되되 상기 유동관으로부터 외측으로 이격되고 상기 외통으로부터 내측으로 이격되며, 상기 유동관을 감싸도록 링 형상으로 형성되고, 상기 유동관에서 유동하는 유체의 유동방향을 따라 이격하여 배치되는 복수 개의 튜브;
상기 유동관과 각각의 상기 튜브를 연통시키며, 상기 유동관에서 유동하는 유체가 상기 튜브의 내부로 유입되도록 하는 연결유로; 및
상기 튜브의 표면에 관통하여 형성되고, 상기 튜브와 상기 공명실을 연통시키는 관통홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.a flow pipe through which fluid flows;
an outer cylinder disposed outside the flow pipe and forming a resonance chamber between the outer cylinder and the flow pipe;
A plurality of spaces disposed inside the resonance chamber, spaced outwardly from the flow pipe and inwardly spaced from the outer cylinder, formed in a ring shape to surround the flow pipe, and spaced apart along the flow direction of the fluid flowing in the flow pipe. dog tube;
a connection passage that communicates the flow pipe and each of the tubes and allows the fluid flowing in the flow pipe to flow into the tube; and
A meta muffler for reducing low-frequency noise, characterized in that it comprises a through-hole formed through the surface of the tube and communicating the tube and the resonance chamber. 제1항에 있어서,
상기 튜브의 크기는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 크게 형성되고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
The size of the tube is relatively large when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, and is formed relatively small when the target frequency is relatively high. . 제1항에 있어서,
상기 튜브의 단면 크기는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 작게 형성되고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
The cross-sectional size of the tube is relatively small when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, and is relatively large when the target frequency is relatively high. Muffler. 제1항에 있어서,
상기 연결유로와 상기 튜브가 연결되는 위치로부터 상기 관통홀까지의 거리는, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 길게 형성되고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
The distance from the connection passage and the tube to the through hole is relatively long when the target frequency of the noise to be damped is relatively low, and relatively short when the target frequency is relatively high. A meta muffler for reducing low-frequency noise. 제1항에 있어서,
상기 관통홀은 복수 개가 마련되고,
상기 관통홀의 수량은, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 상대적으로 적게 형성되고, 상기 타겟 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 상대적으로 많게 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
A plurality of through holes are provided,
The number of through holes is relatively small when the target frequency of the noise to be attenuated is relatively low, and relatively large when the target frequency is relatively high. . 제1항에 있어서,
상기 공명실 내부에서 상기 유동관과 상기 외통을 연결하도록 형성되고, 상기 튜브를 고정하기 위한 고정격벽;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
The meta-muffler for reducing low-frequency noise, characterized in that it further comprises: a fixed bulkhead formed to connect the flow pipe and the outer cylinder inside the resonance chamber and to fix the tube. 제1항에 있어서,
상기 공명실은 복수의 서브 공명실로 구획되고,
상기 서브 공명실에서 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수가 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파 소음 저감을 위한 메타 머플러.According to claim 1,
The resonance chamber is partitioned into a plurality of sub resonance chambers,
A meta muffler for reducing low-frequency noise, characterized in that the target frequencies of the noise to be attenuated in the sub-resonance chamber are formed differently.
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