KR19980017190U - 경사형 디퓨저 소음기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

본 고안은 발전용 보일러나 내연기관과 같이 고압의 증기가 외부로 방출되는 기관의 소음기에 관한 것이다.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

소음기의 디퓨저의 형상을 변경하여 소음기의 크기를 크게하지 않고도 음향주파수 특성을 이용하여 소음감소효과를 증대시킬 수 있는 소음기의 제공

3. 고안의 해결방법의 요지

디퓨저에 단면을 확장면과 축소면의 경사면으로 구성하여 반사파효과와 위상차효과를 최대화 함

4. 고안의 중요한 용도

본 고안은 발전용 보일러나 내연기관 또는 진공펌프와 같은 고압의 증기를 외부로 방출시키게 되는 장치에 설치하여 소음감소효과를 최대화 할 수 있다.

Description

경사형 디퓨저 소음기

본 고안은 발전용 보일러와 같이 고압의 증기를 방출하는 장치나 내연기관 또는 진공펌프의 배기가스의 소음을 감소시키기 위한 소음기에 관한 것이며, 특히 경사형 디퓨저는 확장단면과 축소단면을 갖고, 동시에 상부경사면과 하부경사면을 형성하고 있으므로 고주파와 저주파의 효과적인 소음감소를 가능케 하는 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 가스나 증기 배출 시스템에서 배출관을 통하여 직접 방출되는 소음레벨은 140∼150dBA정도의 감쇠되지 않은 소음이 방출하게 되는데 이 소음은 인근 주민들의 쾌적한 주거생활을 방해하게 되고 심한 경우는 청각 손상을 일으키게 한다. 이를 방지하기 위하여는 배출관의 끝 부분에서의 소음출력 레벨이 115dBA 이하가 되어야 하는데 이것을 위하여 배출관의 끝부분에 소음기를 설치하고 있다.

종래의 소음기는 제1도에서 보는 바와 같이 디퓨저(4)와 격벽(8)으로 구성되어 있고, 디퓨져에는 구멍이 천공되어 유체가 빠져나가도록 한다. 그러나 상기의 디퓨저는 단순한 원통형의 것으로서 디퓨저의 지름과 관의 단면적 관계인 공극률의 변화에 따라 배압(back pressure)의 영향이 크게 작용하여 보일러에 치명적인 손상을 일으키는 경우도 있다. 특히 구멍의 치, 갯수, 및 밀도는 기술적으로 숙련된 사람이나 유체의 물리적인 특성, 밸브의 설계압력, 및 유체의 속도 등에 따라 결정하게 되는데, 종래의 확산기는 수직면에 구멍을 뚫어 흡입되는 개스나 증기를 방출하게 되는 구조를 하고 있는데 배압의 조절이 매우 힘들다.

또한 소음감소를 위해서는 광대역 소음주파수를 제어해야 하는데 일반적으로 저주파는 활장실을 이용하고 고주파는 흡음형태의 격벽을 이용하고 있다. 그러나 종래의 소음기는 높은 소음을 감소시키기 위해서는 전체적인 치수가 너무 커서 경제적, 공간적으로 불합리하고, 치수와 복잡성 때문에 제조 비용이 상대적으로 높다는 문제점들을 갖고있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 소음기가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 특히 소음기의 크기를 크게하지 않고도 음향 주파수 성분의 위상차와 디퓨저의 확장면 및 축소면을 이용하여 소음을 감소시킬 수 있는 소음기의 제공을 목적으로 한다.

이와같은 목적은 상부경사면과 하부경사면을 형성하며 상기 상부경사면과 하부경사면에는 다수의 구멍을 형성한 디퓨저를 갖는 본 고안에 의하여 달성될 수 있는 바, 첨부도면을 참조로하여 이하에 상세히 설명한다.

제1도는 종래의 소음기의 구성도

제2도는 본 고안에 따른 소음기의 상태도

제3도는 제1도의 디퓨저의 상세도

제4도는 본 고안의 다른 실시예에 따른 디퓨저의 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3 ; 흡입관4 ; 종래의 디퓨저

4',4 ; 본 고안의 디퓨저5 ; 흡음재

6 ; 다공판7 ; 격벽

8 ; 배출구멍10 ; 끝단

11 ; 상부 경사면12 ; 하부 경사면

16,16' ; 확장단면17,17' ; 축소단면

본 고안에 따른 소음기는 제2도에서 보는 바와 같이 상부 내부에 흡음재(5)가 충진되고 외벽은 다공판(6)으로 형성된 다수의 격벽(7)이 일정한 간격을 배출구멍(8)으로 두고 설치되어 있고, 소음기의 저부로 부터 유입되는 흡입관(3)의 선단에 디퓨저(4)가 설치되어 있는 구성이다.

상기 디퓨저(4)는 그 상부의 끝단(10)이 막혀있으며, 상부 경사면과 하부경사면을 갖는다.

제3도는 본 고안의 디퓨저의 상세도로서, 상기 도면에서 보듯이 본 고안의 디퓨저는 디퓨저의 중간부위에서 원통의 단면이 점점 축소되는 하부경사면(12)을 이루고 그 단면은 축소단면(17)을 이루며, 다시 그 상부로 가면서 확장단면(16)을 이루게 되고 그 표면은 상부 경사면(11)을 형성하는 구조로 되어 있으며, 상기 상부경사면(11)과 하부경사면(12)에는 유체가 배출되는 구멍(15)이 형성되어 있다.

상기 상부경사면과 하부경사면의 경사각은 10°∼80°정도가 가능하고 45°를 권장한다.

이상과 같은 구성을 통한 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

흡입관(3)을 통하여 유출되는 가스나 증기는 디퓨저(4)로 유입되어 경사면의 구멍(15)을 통하여 분출되어 격벽(7)사이의 배출구멍(8)을 통하여 외기로 배출된다.

경사면에 형성되는 구멍(15)의 지름은 흡입관의 지름과의 공극률을 계산하여 유체 유동에 의해 발생되는 소음 주파수 성분을 고주파(high frequency)특성으로 유도하여 흡음재(5)와 다공판(6)으로 구성된 격벽(7)에서 쉽게 저감될 수 있게 한다.

디퓨저는 단면적 변화에 따라 반사파가 발생하는데 단면적 비가 증가할수록 반사파 효과가 커진다. 따라서 본 고안에서는 흡입관(3)을 통하여 디퓨저로 유입되는 유체는 상부로 이동하면서, 하부경사면(12)에서 디퓨저의 단면이 점점 축소되는 축소단면(17)을 이루는 관계로 반사파 호과가 발생하게 되고 다시 상기 축소단면(17)의 상부로 상부경사면(11)을 이루면서 확대단면(16)을 구성하여 단면적이 변화하면서 다시 반사파 효과가 발생하게 되어 반사파효과를 더욱 크게 얻을 수 있게 된다.

또한 상부경사면(11)과 하부경사면(12)에 형성된 구멍(15)을 통하여 분출되는 유체는 일정한 경사방향으로 분출되므로 외벽과 수직으로 충돌하지 않는다. 또한 경사면의 구멍을 통하여 분출되는 유체는 경사각을 갖게되므로 상부경사면으로 분출된 유체와 하부경사면으로 분출된 유체는 위상차를 갖게되어 소음이 감소되게 된다.

또한 본 고안의 상부 경사면(11)과 하부경사면(12)의 길이를 변화시키는 방법으로도 위상차 효과를 얻을 수 있다.

디퓨저에서 방출되는 유체는 반사파 효과와 위상차효과에 의해서 소음의 고주파로의 유도 및 저주팍 소음되고, 격벽(7)사이의 배출구멍(8)으로 통하여 외부로 배출되면서 소음의 고주파성분은 격벽(7)의 흡음재(5)에 흡음되어 소음을 감소시키게 된다.

이와 같이 본 고안은 디퓨저에 경사면과 경사단면부를 형성한 구성을 통하여 반사파효과와 위상차효과를 얻을 수 있으며, 저주파와 고주파성분의 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.

제4도는 본 고안의 다른 실시예를 보여주고 있다.

본 실시예에서는 디퓨저의 상부경사면과 하부경사면을 2개씩 형성하여 반사파효과와 위상차효과를 더욱 증대시킨 것이다.

상기 도면에서 보는 바와 같이 본 실시예에서는 디퓨저의 상부로 올라가면서 축소단면(17), 확장단면(16), 축소단면(17'), 확장단면(16')이 교대로 다단으로 형성되게 되므로 소음의 반사파효과를 더욱 증대시킬 수 있으며, 음파의 위항차에 따른 소음감소효과 또한 증대되게 된다.

물론 본 고안의 경사면의 갯수를 더 변화시킬 수 있는 것은 충분히 고려할 수 있고, 이 역시 본 고안의 기술범위에 포함되는 것이지만, 소음기의 크기와 방출증기의 용량에 잘 맞추어야 할 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 디퓨저에 상부경사면과 하부경사면을 형성하고, 디퓨저의 단면적이 변화하는 확장면과 축소면을 가지므로써, 반사파효과와 위상차효과를 최대화하여 소음감소를 최대화 할 수 있음은 물론, 유체가 방출되는 구멍이 경사면에 형성되어 있으므로 분출된 유체가 구멍으로 직접적으로 반사되어 오지 않으므로 배압에 의한 장치의 파손을 방지하여 배압의 걱정없이 공극률을 변화시킬 수 있으므로 소음기의 설계의 다양화를 이룰수 있는 효과도 아울러 갖게 되는 것이다.

이와 같이 본 고안은 소음기의 디퓨저의 형상을 변경하여 소음기의 크기를 증대시키지 않고도 소음감소 효과를 최대화 할 수 있으므로 보일러나 내연기관 등에서 편리하게 설치할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 소음기의 상부는 격벽이 설치되고 하부에는 디퓨저가 설치된 소음기에 있어서,

   상기 디퓨저는 확장단면(16)을 갖는 상부경사면(11)과 축소단면(17)을 갖는 하부경사면(12)이 다단식으로 형성되며, 상기 상부경사면(11)과 하부경사면(12)에는 유체가 분출되는 구멍(15)이 형성된 것을 특징으로 하는 경사형 디퓨저 소음기.