KR102497853B1 - 저주파수용 차음 구조체 - Google Patents
저주파수용 차음 구조체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 저주파수용 차음 구조체에 관한 것으로서, 탄성막과, 스프링부재를 포함한다. 탄성막은 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환한다. 스프링부재는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 탄성막에 장착되어 공명 주파수에서 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는다. 공명 주파수에서 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 타겟 주파수의 소음이 차단된다.
Description
본 발명은 저주파수용 차음 구조체에 관한 것으로서, 상세하게는 차음 구조체를 경량화하여 저주파수 대역의 소음을 차단하기 위한 저주파수용 차음 구조체에 관한 것이다.
차음재는 음파의 에너지를 완전 반사하여 음파가 전달되지 못하게 하므로 방음효과를 요구하는 분야에 활용되고 있다. 일반적으로 철판, 플라스틱 합판, 석고보드, 합성고무 등의 판상재료를 부착하여 이들이 전달되는 음파를 제어하고 전달음을 줄여주는 재료로써 소음 차단효과가 뛰어나 소재를 활용하고 있다. 이러한 차음재는 주택층간, 세대간 방음재, 방음벽, 기계실, 공조실에 적용되며, 또한 외부의 소음을 완전히 차단하기 위해 활용되면 특수한 목적으로 활용되는 방송국, 스튜디오, 녹음실, 악기연습실에서 다양한 음역대를 차단하기 위해 적용되고 있다.
하지만, 차음재는 기본적인 물리법칙인 질량 법칙(Mass Law)에 적용받고 있다. 이 법칙은 음향학적인 물리현상으로 분리벽(차음재)의 면밀도와 주파수의 곱에 의해 벽의 투과손실이 정해지는 법칙으로, 분리벽이 무거울수록(밀도 증가) 또는 주파수가 높을수록 차음 효과가 커지는 법칙이다.
따라서 기존에 사용하는 재료인 철판, 합성고무, 석고보드 등은 원재료의 밀도가 매우 높아서 무게가 무거워지는 단점이 있으며, 고주파수 차단은 잘 되지만 저주파수 차단은 잘 되지 않는다. 왜냐하면, 저주파수를 차단하기 위해서는 차음재의 두께가 차단주파수의 파장과 관계가 있기 때문에 차음재의 두께가 두꺼워져야 하고 그렇게 되면 무게가 더욱 증가하기 때문에 경량화에 어려움이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막과, 공명 주파수에서 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재를 포함함으로써, 간단한 구조로 저주파 대역의 소음을 효과적으로 차단할 수 있는 저주파수용 차음 구조체를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며, 상기 스프링부재는 코일 스프링부재이고, 상기 코일 스프링부재의 평균 직경은 공기의 진행 방향을 따라 증가 또는 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고, 공기의 진행 방향을 따라 상기 스프링부재가 장착된 탄성막은 이격되게 배치되며, 복수의 스프링부재는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 스프링부재는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체에 있어서, 상기 복수의 스프링부재는 서로 다른 탄성계수를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 스프링부재는 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 동일한 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고, 상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고, 상기 스프링부재는 코일 스프링부재이며, 상기 코일 스프링부재의 평균 직경은 공기의 진행 방향을 따라 증가 또는 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고, 상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되며, 공기의 진행 방향을 따라 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막은 이격되게 배치되고, 복수의 질량 결합체는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고, 상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되며, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 질량 결합체는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체에 있어서, 복수의 스프링부재는 서로 다른 탄성계수를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저주파수용 차음 구조체는, 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고, 상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며, 상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되며, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 질량 결합체는 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 동일한 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 저주파수용 차음 구조체에 따르면, 간단한 구조로 저주파 대역의 소음을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 저주파수용 차음 구조체에 따르면, 시스템의 무게 및 부피를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 저주파수용 차음 구조체에 따르면, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수 대역을 확대하여 다양한 주파수 대역에서 소음을 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파수용 차음 구조체가 설치된 상태를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 작동 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 유효 밀도를 나타내는 그래프이고,
도 5는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 투과 손실을 나타내는 그래프이고,
도 6은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 스프링부재의 변형례를 도시한 도면이고,
도 7, 도 8 및 도 9는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 변형례를 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 작동 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 유효 밀도를 나타내는 그래프이고,
도 5는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 투과 손실을 나타내는 그래프이고,
도 6은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 스프링부재의 변형례를 도시한 도면이고,
도 7, 도 8 및 도 9는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 변형례를 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파수용 차음 구조체가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 작동 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 유효 밀도를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 저주파수용 차음 구조체(100)는 차음 구조체를 경량화하여 저주파수 대역의 소음을 차단하기 위한 것으로서, 탄성막(110)과, 스프링부재(120)를 포함한다.
본 실시예에서는 저주파수용 차음 구조체(100)를 구성하는 탄성막(110)과, 스프링부재(120)가 유동관(10) 내부에 설치되는 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 탄성막(110)은 공기(a)가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기(a)의 음파를 탄성파로 변환한다.
탄성막(110)은 저밀도 폴리에틸렌(low-density polyethylene, LDPE), 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등의 재질이 이용될 수 있으며, 경량화를 구현할 수 있는 저밀도의 다양한 재질이 이용 가능하다.
본 발명의 탄성막(110)은 공기(a)의 음파를 탄성파로 변환하는 기능을 수행한다. 만약 탄성막(110)이 존재하지 않고, 스프링부재(120)가 유동관(10) 내부에서 임의의 고정수단에 의해 장착되어 있다면, 스프링부재(120)에 공기(a)의 음파 에너지를 전달할 수 있는 매개체가 없게 되어 스프링부재(120)에는 아무런 현상이 발생하지 않고 공기(a) 중 소음은 전혀 차음되지 않은 채 유동관(10)을 통과하게 된다.
또한, 탄성막(110) 대신 단단한 금속 재질의 판에 스프링부재(120)가 장착된다면, 음파는 단단한 금속 재질의 판에 의해 입구 측으로 반사되어 차음 기능을 수행할 수 있지만, 무게가 무거워지는 문제가 발생한다.
상기 스프링부재(120)는 탄성막(110)에 장착되고, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성된다.
도 3의 (a)를 참조하면, 스프링부재(120)의 공명 주파수 이외의 주파수 대역에서는, 스프링부재(120) 자체의 진동은 거의 발생하지 않고, 탄성막(110)이 공기의 음파를 전달받아 공기의 음파가 탄성막(110)의 탄성파로 변환됨으로써 탄성막(110) 자체가 종방향으로 진동하게 된다.
반면에, 도 3의 (b)를 참조하면, 스프링부재(120)의 공명 주파수 대역에서는, 스프링부재(120)가 탄성막(110)으로부터 탄성파를 전달받아 소밀을 반복하면서 종방향의 진동을 전달하고, 스프링부재(120)가 장착된 탄성막(110)의 평균 변위는 감소하면서 거의 제로가 된다.
즉, 소음의 타겟 주파수와 일치하는 공명 주파수 대역에서는 공기(a)의 음파 에너지가 스프링부재(120)의 탄성파 에너지로 변환되어 발현되고, 탄성막(110) 자체의 진동은 거의 발생하지 않고 탄성막(110)의 평균 변위가 감소하면서 출구 측으로 공명 주파수 대역의 소음이 전달되지 않으면서 차단된다.
본 실시예에서 스프링부재(120)는 코일 스프링부재가 이용되는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스프링부재(120)의 공명 주파수 대역(대략 62Hz ~ 80Hz, 중심 주파수 66Hz)에서는 공기의 밀도(약 1.21 kg/㎥)보다 약 3000배 이상 공기의 유효 밀도가 증가함으로써, 공명 주파수 대역에서 투과 손실이 증가하고(최고 48 dB 이상), 탄성막(110)의 평균 변위 역시 감소하면서, 저주파수 영역(대략 62Hz ~ 80Hz)에서 감쇠하고자 하는 소음을 효과적으로 차단하고 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 기존의 질량 법칙을 극복할 수 있는 기술로서, 얇은 두께의 탄성막(110)을 가지면서 전체적으로 가벼운 차음 구조체(100)를 이용하여 공기의 유효 밀도를 증가시킴으로써, 음파가 매우 무거운 벽이 존재하는 것으로 반응하여 모든 음파가 반사되면서 음파의 전달을 차단할 수 있다.
도 6은 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 스프링부재의 변형례를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5에서는 스프링부재(120)가 원통형 스프링부재인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 도 6을 참조하면, 코일 스프링부재(120a, 120b)의 평균 직경은 공기(a)의 진행 방향을 따라 감소하도록 형성될 수도 있고, 증가하도록 형성될 수도 있다. 즉, 스프링부재가 원추형 스프링부재로 형성될 수도 있다.
일반적으로 코일 스프링부재는, 원통형 스프링부재의 탄성계수와 원추형 스프링부재의 탄성계수가 동일할 경우, 원추형 스프링부재의 길이가 원통형 스프링부재의 길이보다 짧게 형성된다고 알려져 있다.
따라서, 본 실시예에서는 동일한 탄성계수를 구현하는 조건 하에서 코일 스프링부재(120a, 120b)의 평균 직경이 공기(a)의 진행 방향을 따라 감소 또는 증가하도록 형성함으로써, 코일 스프링부재(120a, 120b)의 길이를 줄일 수 있고, 이를 통해 전체 시스템의 크기를 줄여 시스템을 간소하게 구성할 수 있다.
도 7, 도 8 및 도 9는 도 1의 저주파수용 차음 구조체의 변형례를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 스프링부재(121, 122)가 장착된 탄성막(111, 112)이 복수 개 마련되고, 공기(a)의 진행 방향을 따라 스프링부재(121, 122)가 장착된 탄성막(111, 112)은 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 복수의 스프링부재(121, 122)는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
도 8을 참조하면, 스프링부재(123, 124)가 장착된 탄성막(113, 114)이 복수 개 마련되고, 스프링부재(123)가 장착된 탄성막 중 하나(113)는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 스프링부재(124)가 장착된 탄성막 중 다른 하나(114)는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치될 수 있다.
마찬가지로, 복수의 스프링부재(123, 124)는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 변형례에 따르면, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수 대역을 확대할 수 있어, 이를 통해 다양한 주파수 대역에서 소음을 차단할 수 있다.
스프링부재(120)의 공명 주파수를 조정하기 위해서는 질량을 변경할 수도 있고, 탄성계수를 변경할 수도 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 어느 하나의 스프링부재의 질량을 변경할 경우 복수의 스프링부재 중 어느 하나의 질량은 상대적으로 증가하게 된다. 스프링부재의 질량의 증가는 결국 시스템의 질량 및 부피가 커지게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 실시예에서는 스프링부재의 공명 주파수를 조정하기 위해서 스프링부재의 탄성계수를 변경하는 것이 바람직하다. 즉, 도 7에 도시된 복수의 스프링부재(121, 122) 또는 도 8에 도시된 복수의 스프링부재(123, 124)는 서로 다른 탄성계수를 가지도록 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 저주파수용 차음 구조체(100)는 어레이 형태(100')로 배열될 수도 있다. 차음해야 하는 경로의 단면적이 클 경우, 단일의 탄성막(110)으로 경로를 가로막게 되면 스프링부재(120)의 질량 등으로 인해 탄성막(110)에 스프링부재(120)를 장착하기 곤란한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 적정 크기의 저주파수용 차음 구조체(100)를 어레이 형태(100')로 배열하여 공기(a)가 진행하는 경로에 설치할 수 있다.
스프링부재(120)가 장착된 탄성막(110)이 복수 개 마련되고, 스프링부재(120)가 장착된 탄성막(110) 중 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 스프링부재(120)가 장착된 탄성막(110) 중 다른 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치될 수 있다.
이때, 복수의 스프링부재(120)는 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 동일한 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파수용 차음 구조체를 도시한 도면이다.
본 실시예에서는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예의 저주파수용 차음 구조체(100)와 동일한 구성 및 기능의 설명은 생략하고, 차이점에 해당하는 부분을 위주로 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 저주파수용 차음 구조체(200)는, 탄성막(210)과, 질량 결합체(220)를 포함한다.
상기 탄성막(210)은 공기(a)가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기(a)의 음파를 탄성파로 변환한다.
상기 질량 결합체(220)는 탄성막(210)에 일단부가 장착되는 스프링부재(221)와, 스프링부재(221)의 타단부에 장착되는 질량부재(222)를 구비한다. 질량 결합체(220)는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 공명 주파수에서 탄성막(210)으로부터 탄성파를 전달받는다.
공명 주파수에서 스프링부재(221)는 소밀을 반복하면서 종방향으로 진동을 전달하고 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210)의 평균 변위가 감소하면서 타겟 주파수의 소음이 차단된다.
도 2에 도시된 실시예에서는 스프링부재(120)가 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되는 반면에, 본 실시예에서는 스프링부재(221)와 질량부재(222)로 구성된 질량 결합체(220)가 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되는 점에서 차이가 있다.
본 실시예에서도, 도 7에 도시된 바와 동일하게, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210)이 복수 개 마련되고, 공기(a)의 진행 방향을 따라 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210)은 이격되게 배치되며, 복수의 질량 결합체(220)는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
본 실시예에서도, 도 8에 도시된 바와 동일하게, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210)이 복수 개 마련되고, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210) 중 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210) 중 다른 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 질량 결합체(220)는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
본 실시예에서도, 도 9에 도시된 바와 동일하게, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210)이 복수 개 마련되고, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210) 중 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 질량 결합체(220)가 장착된 탄성막(210) 중 다른 하나는 공기(a)가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며, 복수의 질량 결합체(220)는 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 동일한 타겟 주파수의 소음이 차단될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체는, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막과, 공명 주파수에서 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재 또는 질량 결합체를 포함함으로써, 간단한 구조로 저주파 대역의 소음을 효과적으로 차단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체는, 원추형 스프링부재를 채용함으로써, 시스템의 무게 및 부피를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저주파수용 차음 구조체는, 복수 개의 탄성막과 스프링부재를 마련하고, 스프링부재의 공명 주파수를 서로 다르게 형성함으로써, 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수 대역을 확대하여 다양한 주파수 대역에서 소음을 차단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 유동관
100 : 저주파수용 차음 구조체
110 : 탄성막
120 : 스프링부재
100 : 저주파수용 차음 구조체
110 : 탄성막
120 : 스프링부재
Claims (12)
- 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및
감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며,
상기 스프링부재는 코일 스프링부재이고,
상기 코일 스프링부재의 평균 직경은 공기의 진행 방향을 따라 증가 또는 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및
감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며,
상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고,
공기의 진행 방향을 따라 상기 스프링부재가 장착된 탄성막은 이격되게 배치되며,
복수의 스프링부재는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및
감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며,
상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고,
상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며,
복수의 스프링부재는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수의 스프링부재는 서로 다른 탄성계수를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막; 및
감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 탄성막에 장착되어 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받는 스프링부재;를 포함하고,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 스프링부재가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되며,
상기 스프링부재가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되고,
상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 스프링부재가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며,
복수의 스프링부재는 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 동일한 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막;
상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고,
상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고,
상기 스프링부재는 코일 스프링부재이며,
상기 코일 스프링부재의 평균 직경은 공기의 진행 방향을 따라 증가 또는 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막;
상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고,
상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고,
상기 질량 결합체가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되며,
공기의 진행 방향을 따라 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막은 이격되게 배치되고,
복수의 질량 결합체는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막;
상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고,
상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고,
상기 질량 결합체가 장착된 탄성막이 복수 개 마련되며,
상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 일부를 가로막도록 설치되고, 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막 중 다른 하나는 공기가 진행하는 경로의 단면 다른 일부를 가로막도록 설치되며,
복수의 질량 결합체는 서로 다른 공명 주파수를 가지도록 형성되어, 서로 다른 타겟 주파수의 소음이 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
복수의 스프링부재는 서로 다른 탄성계수를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 저주파수용 차음 구조체. - 공기가 진행하는 경로를 가로막도록 설치되고, 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성막;
상기 탄성막에 일단부가 장착되는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 타단부에 장착되는 질량부재를 구비하는 질량 결합체;를 포함하고,
상기 질량 결합체는 감쇠하고자 하는 소음의 타겟 주파수와 동일한 공명 주파수를 가지도록 형성되고, 상기 공명 주파수에서 상기 탄성막으로부터 탄성파를 전달받으며,
상기 공명 주파수에서 상기 스프링부재는 소밀을 반복하여 진동을 전달하고 상기 질량 결합체가 장착된 탄성막의 평균 변위가 감소하면서 상기 타겟 주파수의 소음이 차단되고,
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