KR102539337B1 - 공압 시스템 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 시스템 소음 저감 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 공압 시스템 소음 저감 장치는 공압으로 작동하는 엑추에이팅 시스템의 배기 라인과 소통 가능하게 연결되고, 내부에 기체가 이동할 수 있는 이동로가 형성되어 있으며, 상기 이동로로 유입된 기체를 외부로 배출시켜 주기 위한 슬릿이 그 이동로와 소통 가능하게 형성되어 있는 디퓨저 본체; 및 상기 디퓨저 본체 내에 배치되고, 기체가 통과될 수 있는 다공성 구조로 이루어지는 다공성 셀 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공압 시스템 소음 저감 장치{Exhaust noise reduction apparatus for pneumatic system}

본 발명은 공압 시스템 소음 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기체를 골고루 분산 배출되게 하고 난류 발생을 최소화하여, 배기 성능을 저해하지 않으면서 소음을 줄일 수 있도록, 구조가 개선된 공압 시스템 소음 저감 장치에 관한 것이다.

최근 노약자나 장애인 등의 재활이나 활동 보조기기에 대해 연구개발이 다양하게 진행되고 있다. 특히 팔 또는 다리와 같은 관절의 움직임이 불편한 노약자나 장애인의 재활이나 활동 보조를 위한 보조기구로, 공압 인공 근육을 사용하는 기술에 관한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있는데, 그 이유는 공압 인공 근육이 안전하면서도 가볍고 유연한 성질과 높은 force density를 장점으로 가지고 있기 때문이다.

이런 공압 시스템을 사용하게 되면 압축성 유체인 공기를 사용하기 때문에 배기 시 고속 유동으로 인한 소음이 발생하게 되고, 이에 따라 스트레스 및 심장병, 심혈관계질환 등 인체에 악영향을 미칠 우려가 있다.

일반적으로 공압을 이용한 웨어러블 기기에 소음 저감 장치를 부착하면 소음은 줄일 수 있으나, 배기 속도가 감소하여 웨어러블 기기의 성능이 떨어지는 단점이 있다. 이는 일반적인 소음 저감 장치로 인해 배기 유동이 심하게 간섭을 받아 배기 성능이 급격히 감소하기 때문이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0570796호(2006.04.06) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1081769호(2011.11.03) 일본 공개특허공보 특개2006-29118(2006.02.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배기 성능이 저해되지 않으면서도 소음을 줄일 수 있게 하는 공압 시스템 소음 저감 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공압 시스템 소음 저감 장치는 공압으로 작동하는 엑추에이팅 시스템의 배기 라인과 소통 가능하게 연결되고, 내부에 기체가 이동할 수 있는 이동로가 형성되어 있으며, 상기 이동로로 유입된 기체를 외부로 배출시켜 주기 위한 슬릿이 그 이동로와 소통 가능하게 형성되어 있는 디퓨저 본체; 및 상기 디퓨저 본체 내에 배치되고, 기체가 통과될 수 있는 다공성 구조로 이루어지는 다공성 셀 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동로는 상기 슬릿을 사이에 두고 폐쇄된 구조로 이루어진 한 쌍의 폐쇄부들을 포함하여서, 상기 디퓨저 본체로 유입된 기체가 상기 한 쌍의 폐쇄부들 사이에 위치된 상기 다공성 셀 유닛을 거쳐 상기 슬릿을 통해 외부로 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 다공성 셀 유닛은, 상기 배기 라인과 가까운 부분이 멀리 위치한 부분보다 공극의 밀도가 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 다공성 셀 유닛은, 상기 배기 라인에 가깝게 배치되는 제1다공셀 유닛과, 상기 배기 라인으로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되고 상기 제1다공셀의 공극보다 밀도가 작은 공극을 가지는 적어도 하나의 제2다공셀 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1다공셀 유닛과 상기 제2다공셀 유닛은, 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 먼 위치로 갈수록 점진적으로 공극의 밀도가 작아지는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.

상기 제1다공셀 유닛은, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀과, 상기 제1중심셀을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀과의 사이에 가이드블럭이 배치될 수 있도록 그 제1중심셀과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀들을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1다공셀 유닛은, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀과, 상기 제1중심셀을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀과의 사이에 서브 통로가 형성될 수 있도록, 그 제1중심셀과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀들을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기 제1다공셀 유닛은, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀과, 상기 제1중심셀을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀과의 사이에 서브 통로를 형성하도록 그 제1중심셀과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀들을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 디퓨저 본체는, 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 유선형 라인부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 디퓨저 본체는 평판형으로 형성될 수 있다.

상기 디퓨저 본체는 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 원통형으로 형성되고, 상기 슬릿은 상기 원주방향을 따라 방사형으로 배열 형성되는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공압 시스템 소음 저감 장치는, 공압 시스템에 연결된 디퓨저 본체 내부로 유입된 기체가 다공성 셀 유닛을 통해 유량 손실 없이 분산되도록 하고 그 분산된 기체가 슬릿을 통해 외부로 배출되게 함으로써, 배출가스 분산 효과와 유동 난류 최소화로 인하여 소음을 감소시킬 수 있게 함음 물론, 유속은 감소하나 유량이 유지되게 하여 배기 성능이 저하되지 않게 하여 결국 웨어러블 기기의 공압 구동 성능을 저해하지 않고 유지될 수 있게 하는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 사시도.
도 2은 본 발명 일실시예의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 ⅢⅢ단면도.
도 4는 도 1의 ⅣⅣ단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 사시도.
도 8은 도 7의 ⅧⅧ단면도.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 사시도이고, 도 2은 본 발명 일실시예의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 ⅢⅢ단면도이며, 도 4는 도 1의 ⅣⅣ단면도이다.

도 1 및 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치는, 예컨대 공압 인공 근육에 사용되는 공압 시스템에 있어서 기체의 배기 성능 저하를 최대한 억제시키면서 소음을 효과적으로 줄일 수 있게 하게 하여 소음 개선과 동시에 기기의 공압 구동 성능이 저해되지 않고 유지될 수 있게 하는 것으로, 디퓨저 본체(1)와 다공셀 셀 유닛(2)을 포함하여 이루어진다.

상기 디퓨저 본체(1)는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 공압으로 작동하는 엑추에이팅 시스템의 배기 라인과 소통 가능하게 연결되고, 내부에 공압 구동용 배출가스(이하 '기체'라 함)가 이동할 수 있는 이동로가 형성되어 있으며, 상기 이동로로 유입된 기체를 외부로 배출시켜 주기 위한 슬릿(10)이 그 이동로와 소통 가능하게 형성되어 있다.

상기 다공셀 셀 유닛(2)은, 상기 디퓨저 본체(1) 내에 배치되는 것으로, 예컨대 스폰지와 같이 기체가 통과될 수 있는 다공성 구조로 이루어진다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치는, 공압 시스템에 연결된 디퓨저 본체(1) 내부로 유입된 기체가 다공셀 셀 유닛(2)을 통해 유량 손실 없이 분산되도록 하고 그 분산된 기체가 슬릿(10)을 통해 외부로 배출되게 함으로써, 배출가스 분산 효과와 유동 난류 최소화로 인하여 소음을 감소시킬 수 있게 함음 물론, 유속은 감소하나 유량이 유지되게 하여 배기 성능이 저하되지 않게 하여 결국 웨어러블 기기의 공압 구동 성능을 저해하지 않고 유지될 수 있게 하는 장점을 가진다.

본 실시예에 채용된 디퓨저 본체(1)의 이동로는, 상기 슬릿(10)을 사이에 두고 폐쇄된 구조로 이루어진 한 쌍의 폐쇄부(11)들을 포함하여서, 상기 디퓨저 본체(1)로 유입된 기체가 상기 한 쌍의 폐쇄부(11)들 사이에 위치된 상기 다공셀 셀 유닛(2)을 거쳐 상기 슬릿(10)을 통해 외부로 배출되도록 구성되어서, 공압 구동용 배출가스가 유량 손실 없이 상기 슬릿(10)을 통해 집중적으로 분산 배출될 수 있게 한다.

상기 다공셀 셀 유닛(2)은, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 배기 라인과 가까운 부분이 멀리 위치한 부분보다 공극의 밀도가 더 크게 형성됨으로써, 상대적으로 먼 위치에 있는 부분까지도 기체가 원활하게 분산 유입될 수 있게 한다.

즉, 본 실시예에 채용된 상기 다공셀 셀 유닛(2)은, 상기 배기 라인에 가깝게 배치되는 제1다공셀 유닛(21)과, 상기 배기 라인으로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되고 상기 제1다공셀의 공극보다 밀도가 작은 공극을 가지는 적어도 하나의 제2다공셀 유닛(22)을 포함하여서, 상기 다공셀 셀 유닛(2)의 공극 밀도를 기체의 도달거리에 따라 서로 다르게 구성됨에 따라, 상기 디퓨저 본체(1)의 이동로 전체에 걸쳐 골고루 균일한 유량으로 분산되게 하여 소음 감소 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 한다.

상기 제1다공셀 유닛(21)은, 도 2 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀(211)과, 상기 제1중심셀(211)을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀(211)과의 사이에 가이드블럭(213)이 배치될 수 있도록 그 제1중심셀(211)과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀(212)들을 포함하여서, 기체가 상기 가이드블럭들(213) 사이로 통과되게 하여 유체 분산 효과를 향상시킬 수 있게 한다.

상기 디퓨저 본체(1)는, 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 유선형 라인부를 포함하여서, 상대적으로 먼 위치에서의 기체 이동 구간을 짧게 형성하여 상기 디퓨저 본체(1)에 마련된 슬릿(10)의 전 구간에 걸쳐 기체가 균일하게 배출될 수 있게 한다.

그리고, 본 실시예는 상기 다공성 셀 유닛(2)과 슬릿(10) 사이에 배치되는 망형 위치고정부재(3)를 포함하여서, 상기 다공셀 셀 유닛(2)이 디퓨저 본체(1)의 슬릿(10)을 통해 외부로 탈거되는 것을 방지할 수 있게 한다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 단면도이다.

본 실시예에 채용된 제1다공셀 유닛(411)과 제2다공셀 유닛(412)은, 공압 시스템의 배기 라인에 가까운 부분에서 먼 위치로 갈수록 점진적으로 공극의 밀도가 작아지는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.

그리고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 공압 시스템 소음 저감 장치의 단면도이다.

본 실시예에서는 제1중심셀(711)과 한 쌍의 제1사이드셀들(712) 사이에 서브 통로(713)가 형성되어서, 기체가 상기 서브 통로(713)에 일시적으로 수용되게 하여 한꺼번에 많은 양의 기체가 다공셀을 통과하는 과정에서 발생하는 유체 저항을 최소화시킬 수 있게 한다.

또한, 상기 디퓨저 본체는 도 1과 같이 평판형으로 형성될 수도 있고, 도 7과 같이 원통형으로 형성되는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공압 시스템 소음 저감 장치의 사시도이고, 도 8은 도 7의 ⅧⅧ단면도이다.

도 7 및 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 상기 디퓨저 본체(5)는 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 원통형으로 형성되고, 상기 슬릿(50)은 상기 원주방향을 따라 방사형으로 배열 형성된다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는 평판형에 비해 설치 환경 상의 제약은 있을 수 있으나, 원통형 구조를 통해 기체가 360도 방향으로 균일하게 분산 배출될 수 있게 한다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

1:디퓨저 본체 10:슬릿
11:폐쇄부 2:다공성 셀 유닛
21:제1다공셀 유닛 211:제1중심셀
212:제1사이드셀 213:서브 통로
22:제2다공셀 유닛 3:망형 위치고정부재

Claims (11)

1. 공압으로 작동하는 엑추에이팅 시스템의 배기 라인과 소통 가능하게 연결되고, 내부에 기체가 이동할 수 있는 이동로가 형성되어 있으며, 상기 이동로로 유입된 기체를 외부로 배출시켜 주기 위한 슬릿이 그 이동로와 소통 가능하게 형성되어 있는 디퓨저 본체; 및 상기 디퓨저 본체 내에 배치되고, 기체가 통과될 수 있는 다공성 구조로 이루어지는 다공성 셀 유닛;을 포함하고,
   상기 다공성 셀 유닛은, 상기 배기 라인과 가까운 부분이 멀리 위치한 부분보다 공극의 밀도가 더 크게 형성되되, 상기 배기 라인에 가깝게 배치되는 제1다공셀 유닛과, 상기 배기 라인으로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되고 상기 제1다공셀의 공극보다 밀도가 작은 공극을 가지는 적어도 하나의 제2다공셀 유닛을 포함하며,
   상기 제1다공셀 유닛은, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀과, 상기 제1중심셀을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀과의 사이에 가이드블럭이 배치될 수 있도록 그 제1중심셀과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동로는 상기 슬릿을 사이에 두고 폐쇄된 구조로 이루어진 한 쌍의 폐쇄부들을 포함하여서, 상기 디퓨저 본체로 유입된 기체가 상기 한 쌍의 폐쇄부들 사이에 위치된 상기 다공성 셀 유닛을 거쳐 상기 슬릿을 통해 외부로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1다공셀 유닛과 상기 제2다공셀 유닛은, 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 먼 위치로 갈수록 점진적으로 공극의 밀도가 작아지는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
6. 삭제
7. 공압으로 작동하는 엑추에이팅 시스템의 배기 라인과 소통 가능하게 연결되고, 내부에 기체가 이동할 수 있는 이동로가 형성되어 있으며, 상기 이동로로 유입된 기체를 외부로 배출시켜 주기 위한 슬릿이 그 이동로와 소통 가능하게 형성되어 있는 디퓨저 본체; 및 상기 디퓨저 본체 내에 배치되고, 기체가 통과될 수 있는 다공성 구조로 이루어지는 다공성 셀 유닛;을 포함하고,
   상기 다공성 셀 유닛은, 상기 배기 라인과 가까운 부분이 멀리 위치한 부분보다 공극의 밀도가 더 크게 형성되되, 상기 배기 라인에 가깝게 배치되는 제1다공셀 유닛과, 상기 배기 라인으로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되고 상기 제1다공셀의 공극보다 밀도가 작은 공극을 가지는 적어도 하나의 제2다공셀 유닛을 포함하며,
   상기 제1다공셀 유닛은, 상기 이동로의 중심에 배치되는 제1중심셀과, 상기 제1중심셀을 기준으로 하여 양측에 그 제1중심셀과의 사이에 서브 통로가 형성될 수 있도록, 그 제1중심셀과 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1사이드셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 디퓨저 본체는, 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 유선형 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 디퓨저 본체는 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 셀 유닛이 디퓨저 본체의 슬릿을 통해 외부로 탈거되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 다공성 셀 유닛과 슬릿 사이에 배치되는 망형 위치고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저 본체는 상기 배기 라인에 가까운 부분에서 상대적으로 먼 위치로 갈수록 점진적으로 폭이 작아지는 원통형으로 형성되고, 상기 슬릿은 상기 원주방향을 따라 방사형으로 배열 형성되는 것을 특징으로 하는 공압 시스템 소음 저감 장치.

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