KR102640388B1 - 소음저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 소음저감장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감장치는, 내부에 제1 유로가 형성된 제1 덕트와, 내부에 제2 유로가 형성되며 제1 덕트와 이격 배치된 제2 덕트 사이에 배치되고, 내부에 제1 유로와 제2 유로가 연통되는 유로가 형성되며, 양단이 각각 제1 덕트와 제2 덕트에 연결되어 제1 덕트와 제2 덕트이 길이 방향을 따라 이동하는 통 형상의 본체부, 및 본체부의 너비 방향으로 본체부의 내주면을 관통하는 적어도 하나의 소음저감홀을 포함하되, 본체부가 길이 방향으로 이동함에 따라 소음저감홀이 제1 덕트 또는 제2 덕트와 중첩되어 소음이 저감될 수 있다.

Description

소음저감장치{Noise reducing device}
본 발명은 소음저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 덕트에서 발생된 소음의 주파수에 대응하여 공명주파수를 변경할 수 있어 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음저감장치에 관한 것이다.
일반적으로, 덕트(duct)는 공기와 같은 기상의 유체가 유동하는 통로로, 각종 기계장치 또는 구조물에 널리 사용된다. 예를 들어, 덕트는 건물이나 선박과 같은 구조물에 사용될 수 있으며, 필요에 따라 내부에 송풍팬이 설치되어 외부 공기의 유입과 실내 공기의 배출 등 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 그러나, 덕트 내부에 송풍팬이 설치될 경우, 공기의 유동은 원활해지나, 송풍팬에서 발생한 소음이 덕트를 통해 전달되는 문제가 있다. 이에, 덕트 내부에 송풍팬을 설치하지 않더라도 공기가 유동하면서 덕트와의 마찰로 인해 유체소음이 발생하기도 하므로, 덕트에서 발생하는 소음을 저감시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.
한편, 종래에는 설계 시점에서 소음 해석 결과를 바탕으로 덕트의 일정 위치에 사일런서(silenser)를 설치하였으며, 이로 인해, 실제 동작 시점에서 소음 저감 성능이 충분하지 않은 문제가 있다. 특히, 송풍팬 후단의 덕트 길이가 충분하지 않은 경우, 저주파 대역의 소음이 발생하여 별도의 공명형 소음기를 설치해야 하나, 공명형 소음기는 발생된 소음의 주파수와 소음기의 공명주파수가 어긋나면 소음을 저감시킬 수 없는 문제가 있다.
이에, 발생된 소음의 주파수에 대응하여 소음기의 공명주파수를 변경할 수 있는 구조의 소음저감장치가 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1030440호 (2011. 04. 14.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 덕트에서 발생된 소음의 주파수에 대응하여 고유 진동수를 변경할 수 있어 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 소음저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 소음저감장치는, 내부에 제1 유로가 형성된 제1 덕트와, 내부에 제2 유로가 형성되며 상기 제1 덕트와 이격 배치된 제2 덕트 사이에 배치되고, 내부에 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통되는 유로가 형성되며, 양단이 각각 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트에 연결되어 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트이 길이 방향을 따라 이동하는 통 형상의 본체부, 및 상기 본체부의 너비 방향으로 상기 본체부의 내주면을 관통하는 적어도 하나의 소음저감홀을 포함하되, 상기 본체부가 상기 길이 방향으로 이동함에 따라 상기 소음저감홀이 상기 제1 덕트 또는 상기 제2 덕트와 중첩되어 소음이 저감될 수 있다.
상기 소음저감홀이 상기 제1 덕트 또는 상기 제2 덕트와 중첩된 정도에 따라 공명주파수가 변하여 공명이 방지될 수 있다.
상기 본체부는 상기 내주면과 외주면 사이에 공간부가 형성되며, 상기 공간부는 일 측이 상기 소음저감홀과 연통될 수 있다.
상기 소음저감홀은 복수 개가 상기 본체부의 내주면에 링 형상으로 배치될 수 있다.
상기 본체부는 양단이 각각 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트에 나사 결합되며, 상기 본체부와 상기 제1 덕트 및 상기 제2 덕트에 각각 동일 피치, 동일 방향의 나사산이 형성되어 상기 본체부가 회전하면 상기 길이 방향을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 덕트에서 발생된 소음의 주파수에 대응하여 공명주파수를 변경할 수 있어 다양한 주파수의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 소음저감장치를 A-A 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 소음저감장치를 B-B 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 소음저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 소음저감장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소음저감장치를 도시한 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 소음저감장치(1)는 유체가 유동하는 덕트의 소음을 저감시키기 위한 장치로, 내부에 제1 유로(도 2의 A1 참조)가 형성된 제1 덕트(D1)와, 내부에 제2 유로(도 2의 A2 참조)가 형성되며 제1 덕트(D1)와 이격 배치된 제2 덕트(D2) 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 유체의 유동 방향은 제1 덕트(D1)에서 제2 덕트(D2)를 향할 수 있다. 즉, 제1 덕트(D1)는 소음저감장치(1)의 전면(前面) 측에 배치되고, 제2 덕트(D2)는 소음저감장치(1)의 후면(後面) 측에 배치되어, 유체는 제1 덕트(D1), 소음저감장치(1), 제2 덕트(D2)를 차례로 통과한다.
소음저감장치(1)는 덕트에서 발생된 소음의 주파수에 대응하여 공명주파수를 변경할 수 있어 다양한 주파수의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 소음저감장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 소음저감장치를 A-A 선으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 소음저감장치를 B-B 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 소음저감장치(1)는 본체부(10)와, 적어도 하나의 소음저감홀(20)을 포함한다.
본체부(10)은 전면과 후면이 각각 개방되어 내부에 제1 유로(A1)와 제2 유로(A2)가 연통되는 유로(10a)가 형성된 통 형상의 부재로, 전술한 바와 같이, 전면과 후면 측에 각각 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)가 배치된다. 본체부(10)은 양단이 각각 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)에 연결되어 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 본체부(10)은 양단이 각각 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)에 나사 결합될 수 있으며, 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 길이 방향으로 이동 가능하도록 제1 덕트(D1) 및 제2 덕트(D2)에 형성된 나사산과 일부만 체결될 수 있다. 이 때, 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 및 제2 덕트(D2)는 각각 동일 피치(pitch)와 동일 방향의 나사산이 형성되어, 본체부(10)가 회전하면 소음저감장치(1)가 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 여기서, 피치라 함은, 서로 근접하여 만나는 두 나사산 사이의 거리를 의미할 수 있다. 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 및 제2 덕트(D2)에 동일 피치와 동일 방향의 나사산이 형성됨에 따라, 본체부(10)를 돌리는 방향에 대응하여 본체부(10)가 전진 또는 후진 이동할 수 있다. 예를 들어, 작업자가 본체부(10)를 일 방향, 예를 들어, 시계 방향으로 돌리면, 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 사이의 나사 체결력이 증대되고, 동시에, 본체부(10)와 제2 덕트(D2) 사이의 나사 체결력이 감소되어 소음저감장치(1)가 제1 덕트(D1)가 위치한 전방으로 이동할 수 있다. 반대로, 본체부(10)를 타 방향, 예를 들어, 반 시계 방향으로 돌리면, 본체부(10)와 제2 덕트(D2) 사이의 나사 체결력이 증대되고, 동시에, 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 사이의 나사 체결력이 감소되어 소음저감장치(1)가 제2 덕트(D2)가 위치한 후방으로 이동할 수 있다. 이러한 본체부(10)는 유로(10a)와 접하는 내주면에 적어도 하나의 소음저감홀(20)이 형성된다.
소음저감홀(20)은 소음저감장치(1)의 공명주파수를 변경시키기 위한 것으로, 본체부(10)의 너비 방향으로 본체부(10)의 내주면을 관통하여 형성될 수 있다. 소음저감홀(20)은 이격 배치된 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2) 사이로 노출될 수 있으며, 복수 개가 본체부(10)의 내주면에 링 형상으로 배치될 수 있다. 도면 상에는 본체부(10)의 내주면에 8개의 소음저감홀(20)이 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 소음저감홀(20)의 개수 및 크기는 필요에 따라 가감될 수 있다. 본체부(10)의 내주면에 소음저감홀(20)이 형성됨으로써, 본체부(10)가 길이 방향으로 이동함에 따라 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1) 또는 제2 덕트(D2)와 중첩되어 소음이 저감될 수 있다. 다시 말해, 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1) 또는 제2 덕트(D2)와 중첩된 정도에 따라 소음저감장치(1)의 전체 공명주파수가 변하게 되며, 이로 인해, 공명(共鳴)은 방지되고 덕트에서 발생된 소음의 주파수와 소음저감장치(1)의 공명주파수를 일치시킬 수 있어 소음을 저감시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 본체부(10)는 내주면과 외주면 사이에 공간부(10b)가 형성되며, 공간부(10b)는 링 형상으로 형성되되 일 측이 소음저감홀(20)과 연통될 수 있다. 따라서, 특정 주파수의 소음이 소음저감홀(20)을 통해 공간부(10b)로 입사될 때, 소음저감홀(20)의 공기가 소음저감홀(20)의 내측벽과 마찰하며 진동하게 되고, 이로 인해, 음에너지의 일부가 열에너지로 변환되어 소음이 저감될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본체부(10)가 길이 방향으로 이동함에 따라 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1) 또는 제2 덕트(D2)와 중첩된 정도가 변하므로, 다양한 주파수의 소음을 저감시킬 수 있다.
한편, 하우징(10)과 중첩되는 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 내주면에는 흡음부재(30)가 설치될 수 있다. 흡음부재(30)는 소음을 추가로 흡수하기 위한 것으로, 제1 덕트(D1)의 내주면과 제2 덕트(D2)의 내주면에 각각 설치될 수 있다. 흡음부재(30)는 타공판(31)과 흡음재(32)를 포함할 수 있다. 타공판(31)은 복수의 타공이 형성된 판 형상의 부재로, 일 측면이 제1 유로(A1) 또는 제2 유로(A2)로 노출되고 타 측면에 흡음재(32)가 결합된다. 흡음재(32)는 탄성을 갖는 다공성 소재로, 판 형태로 형성되어 일 측이 타공판(31)의 타 측면에 밀착되고 타 측이 제1 덕트(D1) 또는 제2 덕트(D2)의 내주면에 밀착될 수 있다. 흡음재(32)는 예를 들어, 스폰지와 같은 다공성 합성수지재, 합성 또는 천연 소재를 발포하여 형성한 발포재, 흡수 능력이 우수한 섬유재 등으로 형성될 수 있다. 하우징(10)과 중첩되는 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 내주면에 흠음부재(30)가 설치됨으로써, 제1 덕트(D1) 및 제2 덕트(D2)와 중첩되는 본체부(10) 내부의 유로(10a)에서 난류가 발생하여 유동 소음이 발생하더라도 이를 효과적으로 흡수할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 소음저감장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 4 및 도 5는 소음저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 소음저감장치(1)는 덕트에서 발생된 소음의 주파수에 대응하여 공명주파수를 변경할 수 있어 다양한 주파수의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
본체부(10)는 제1 유로(A1)가 형성된 제1 덕트(D1)와, 제2 유로(A2)가 형성된 제2 덕트(D2) 사이에 배치되며, 양단이 각각 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)에 나사 결합되어 유로(10a)가 제1 유로(A1) 및 제2 유로(A2)와 연통된다. 본체부(10)는 내주면에 복수 개의 소음저감홀(20)이 링 형상으로 배치되며, 소음저감홀(20)은 공간부(10b)와 연통되되 이격 배치된 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2) 사이로 노출된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 작업자가 본체부(10)를 일 방향, 예를 들어, 시계 방향으로 돌리면, 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 사이의 나사 체결력이 증대되고, 동시에, 본체부(10)와 제2 덕트(D2) 사이의 나사 체결력이 감소되어 본체부(10)가 제1 덕트(D1)가 위치한 전방으로 이동한다. 본체부(10)가 전방으로 이동하면, 본체부(10)에 형성된 소음저감홀(20)도 전방으로 이동하며, 이로 인해, 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1)와 완전히 중첩된다. 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1)와 완전히 중첩되면, 소음이 공간부(10b)로 입사될 수 없으므로, 소음 저감 효과를 낼 수 없다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 작업자가 본체부(10)를 타 방향, 예를 들어, 반 시계 방향으로 돌리면, 본체부(10)와 제1 덕트(D1) 사이의 나사 체결력이 일부 감소하고, 동시에, 본체부(10)와 제2 덕트(D2) 사이의 나사 체결력이 일부 증가되어 본체부(10)가 제2 덕트(D2)가 위치한 후방으로 일부 이동한다. 본체부(10)가 후방으로 일부 이동하면, 소음저감홀(20)도 후방으로 일부 이동하며, 이로 인해, 소음저감홀(20)이 제1 덕트(D1)와 일부만 중첩되고 일부는 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2) 사이로 노출된다. 소음저감홀(20)의 일부가 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2) 사이로 노출되면, 특정 주파수의 소음이 소음저감홀(20)을 통해 공간부(10b)로 입사될 수 있으며, 이로 인해, 음에너지의 일부가 열에너지로 변환되어 소음이 저감될 수 있다.
한편, 하우징(10)과 중첩되는 제1 덕트(D1)와 제2 덕트(D2)의 내주면에는 복수의 타공이 형성된 타공판(31)과 흡음재(32)로 이루어진 흡음부재(30)가 설치되므로, 본체부(10) 내에서 난류가 발생하더라도 이를 효과적으로 흡수할 수 있어 소음을 저감시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 소음저감장치
10: 본체부 10a: 유로
10b: 공간부 20: 소음저감홀
30: 흡음부재 31: 타공판
32: 흡음재
A1: 제1 유로 A2: 제2 유로
D1: 제1 덕트 D2: 제2 덕트

Claims (5)

  1. 내부에 제1 유로가 형성된 제1 덕트와, 내부에 제2 유로가 형성되며 상기 제1 덕트와 이격 배치된 제2 덕트 사이에 배치되는 소음저감장치에 있어서,
    상기 소음저감장치는,
    내부에 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통되는 유로가 형성되며, 양단이 각각 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트에 연결되어 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트의 길이 방향을 따라 이동하는 통 형상의 본체부, 및
    상기 본체부의 너비 방향으로 상기 본체부의 내주면을 관통하는 적어도 하나의 소음저감홀을 포함하되,
    상기 본체부는 양단이 각각 상기 제1 덕트와 상기 제2 덕트에 나사 결합되며,
    상기 본체부와 상기 제1 덕트 및 상기 제2 덕트에 각각 동일 피치, 동일 방향의 나사산이 형성되어 상기 본체부가 회전하여 상기 길이 방향으로 이동함에 따라 상기 소음저감홀이 상기 제1 덕트 또는 상기 제2 덕트와 중첩되어 소음이 저감되는 소음저감장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소음저감홀이 상기 제1 덕트 또는 상기 제2 덕트와 중첩된 정도에 따라 공명주파수가 변하여 공명이 방지되는 소음저감장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 내주면과 외주면 사이에 공간부가 형성되며, 상기 공간부는 일 측이 상기 소음저감홀과 연통되는 소음저감장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 소음저감홀은 복수 개가 상기 본체부의 내주면에 링 형상으로 배치되는 소음저감장치.
  5. 삭제
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