KR20020019062A

KR20020019062A - 음향 방벽재를 갖춘 제한된 간격의 공기 장치 기기용 머플러

Info

Publication number: KR20020019062A
Application number: KR1020017015573A
Authority: KR
Inventors: 트레디닉케니쓰에프; 힐링조지디지; 브레티러쎌이
Original assignee: 캐롤린 에이. 베이츠; 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2002-03-09
Also published as: EP1190163A2; CN1371449A; AU1912701A; WO2001014695A2; BR9917339A; CA2373084A1; JP2003521610A; WO2001014695A3; US6089346A

Abstract

제한된 간격을 갖는 공기 장치에 의해 생성되는 소음 감쇠용 머플러이다. 머플러는 하우징과 음향 방벽재를 포함한다. 하우징은 유입구와 유출구를 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징의 적어도 일부는 유출구가 유입구의 직경보다 큰 폭을 갖도록 원추형이다. 또한, 하우징은 바람직하게는 대략 1.5 인치(38 mm) 보다 작은 최대 폭을 갖는다. 음향 방벽재는 하우징 내에 배치되고, 다수의 미소 기포가 형성되어 있다. 또한, 음향 방벽재는 하우징의 형상에 들어맞도록 형상이 이루어진다. 머플러는 머플러 수납용으로 이용 가능한 제한된 공간을 갖는 공기 밸브와 함께 사용될 수 있으며, 최소의 배압을 가진 채 현저한 소음 감소를 제공한다.

Description

음향 방벽재를 갖춘 제한된 간격의 공기 장치 기기용 머플러{MUFFLER WITH ACOUSTIC BARRIER MATERIAL FOR LIMITED CLEARANCE PNEUMATIC DEVICE APPLICATIONS}

매우 다양한 상이한 장치들이 공기 작용으로 제어 및/또는 작동된다. 그러한 장치들로는, 하나 혹은 그 이상의 공기 밸브 뱅크(bank)들이 결합된 처리 장치, 공기 로봇 기기, 공기 시험 장비, 수동 공구, 펌프 등이 포함된다. 기본적으로, 통상적으로는 공기인 가압 유체의 유동이 연결 암(arm)과 같은 기계 장치를 작동하거나 조종하는데 사용되고, 그 결과 소망하는 출력으로 나타난다. 특정 기기에 따라서는, 힘을 받는 공기를 장치 내의 원하는 지점으로 향하게 할뿐만 아니라 공기를 배출 포트를 통해 방출하기 위해서 전형적으로 하나 또는 그 이상의 공기 밸브가 결합된다. 공기는 가압되어 있고 배출 포트는 비교적 작기 때문에, 배출 공기는 통상 고속으로 주행한다. 고속 공기가 상대적으로 잔잔한 공기 내로 유동하기 때문에, 기류는 난류(亂流)화된다. 이러한 난류 기류와 연관된 와류(渦流)는 압력 변동을만들고, 그 결과 배출 소음이 초래된다.

특정 기기에 따라서는, 배출 소음이 허용할 수 없는 수준까지 상승할 수 있어, 소음으로 유발된 청각 상실을 야기할 수도 있다. 참고적으로, 미국(美國) 기준은 8시간을 넘어서 85 데시벨(dB)을 초과하는 연속적인 소음 수준에 노출되는 개인에 대하여 청각 보호기를 요구하고 있다. 국제 기준은 8시간을 넘어서 80 dB을 초과하는 소음 수준에 대하여 청각 보호기를 요구하고 있다. 특히, 80 dB보다 작은 배출 소음, 혹은 80 dB 보다 큰 수준의 간헐적인 소음도 똑같이 불쾌감을 유발하고 유해한 것일 수 있다.

공기 장치에 의해 생성되는 배출 소음의 효과를 최소화하기 위하여 다양한 기술들이 채용될 수 있다. 예를 들어, 장치에 매우 근접해서 일하는 개인에게 청각 보호기가 제공될 수 있다. 불행하게도, 작동자는 청각 보호기를 착용하는 것을 잊어버릴 수가 있고, 혹은 인지한 불편함으로 인해 단순히 그것을 사용하지 않는 것을 선택할 수 있다. 덧붙여서, 청각 보호기를 착용하지 않는 다른 근처의 작업자 혹은 방문자가 동일한 소음 관련 영향을 받을 것이다. 또 다르게는, 소음 방벽 혹은 담이 장치 둘레에 위치될 수 있다. 그러나, 많은 경우에, 이러한 접근은, 비용의 관점에서 그리고 외부 방벽이 적절한 장치의 작동을 방해한다는 이유에서 실용가능하지 않다. 셋째, 보다 실제적인 접근은 머플러 혹은 소음기를 배출 포트에 연결하는 것이다.

일반적으로 말해서, 공기 장치와 관련한 머플러는 기류에 대한 방벽을 제공하거나 음파를 흡수하거나 혹은 이들 양자에 의해서 소음을 감쇠한다. 대부분의 상업용 기기의 경우에, 전형적인 머플러는 배출 포트에 장착하도록 설계된 원통형 하우징을 포함한다. 하우징은, 배출 포트로부터의 공기가 통과하는 하나 혹은 그 이상의 내부 챔버(chamber)를 한정한다. 또한, 기류 방벽 및/또는 소리 흡수 삽입물이 통상 하우징 내에 배치된다. 마지막으로, 하우징은, 공기가 머플러로부터 통과하여 방출되는 (혹은 배출되는) 하나 혹은 그 이상의 기류 통로 혹은 구멍들을 형성할 것이다. 금속과 직물로부터 세라믹 복합재에 이르는 범위의 매우 다양한 물질들이 삽입물로서 사용 가능하다. 예를 들어, 다양한 공기 머플러 제품들이, 대체 가능한 음향 방벽 삽입물을 사용하는 미국 미네소타주 세인트 폴(St. Paul, Minnesota) 소재의 Minnesota Mining & Manufacturing 사로부터 입수 가능하다.

정확한 형상과 관계없이, 공기 머플러 성능 측정시 두 개의 중요한 파라미터(parameter)들이 고려되어야만 한다. 첫째, 머플러는 배출 소음을 허용 가능한 수준까지 제한해야 한다. 덧붙여서, 머플러에 의해 야기되는 어떠한 배압(背壓)도 고려되어야만 한다. 가장 간단한 조건에 있어서, 전체 시스템 압력의 일부는 소정의 기류를 머플러를 통해 밀도록 요구된다. 이 압력은 머플러의 "배압"이라고 지칭된다. 특정 기기와 배압의 수준에 따라서, 공기 장치의 전체 성능이 크게 감소될 수 있다.

소음 감쇠와 배압 최소화가 반대의 관계에 있다는 것은 공지되어 있다. 즉, 특정 공기 머플러의 소음 감소 특성은 추가적인 혹은 보다 촘촘한 삽입재를 결합함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 추가적인 물질 혹은 물질 밀도는 배압을 증가시켜서 머플러 유용성을 감소시킬 것이다. 이러한 관계를 마음속에 둔 채, 머플러 하우징과 연관된 삽입재를 비교적 크게 설계함으로써 소음 감쇠와 배압이 최적화될 수 있다. 예를 들어, 대부분의 상업적으로 이용 가능한 공기 머플러들은 4 - 8 인치(102 - 203 mm) 범위의 길이와, 1.5 - 4 인치(38 - 102 mm) 범위의 외경을 갖는다.

전술한 크기 특성에 집착하는 공기 머플러들은 최소의 배압을 가지면서 공기의 배출 소음을 감쇠하는데 매우 효과적이라는 것이 입증되었다. 그러나, 불행하게도, 특정의 공기 장치 기기는 충분한 머플러 간격을 제공하지 않는다. 예를 들어, 특정 유형의 처리 장비(예를 들어, 우편물 분류기)는 서로 밀접하게 위치된 많은 수의 공기 밸브(이에 따른 배출 포트)가 결합된 밸브 탱크를 포함한다. 종종, 밸브 배출 포트는 중심에서 중심까지(center-to-center) 간격이 1.5 인치(38 mm)보다 작다. 명백히, 전술한 "표준" 머플러 크기는 머플러가 이러한 제한된 간격의 기기와 사용되는 것을 가로막는데, 이는 두 개의 머플러를 나란히 설치하는 것이 불가능하기 때문이다. 또한, 머플러 하우징이 비교적 길고 공기 장치로부터 상당한 거리를 연장하는 경우, 작동자가 머플러와 접촉하고 가능하게는 머플러를 부수거나 그렇지 않으면 손상할 기회가 매우 커진다.

근접한 간격의 공기 밸브 배출 포트와 연관된 간격 문제를 극복하기 위한 노력들이 이루어져 왔다. 예를 들어, 관(管)이 각각의 배출 포트에 연결된 다음 배출 포트로부터 간격이 떨어진 지점의 단일 머플러로 향해진다. 이 기술은 비싸고 시간 소모적이며 금지되는 배압을 야기할 것이다. 또 다르게는, 소결(燒結) 황동이나 펠트(felt)와 같은 방벽재를 함유하는 감소된 크기의 원통형 머플러 하우징을 생산하기 위한 시도들이 이루어져 왔다. 일련의 이러한 형상을 갖는 머플러들이 제한된 간격의 밸브 뱅크에 나란히 장착될 수 있는 반면, 각각의 개별 머플러와 연관된 필수적으로 작은 부피의 선택된 삽입 물질은 충분한 소음 감소를 제공하도록 기류를 변경하거나 및/또는 소음을 흡수할 수 없다.

공기 장치에 의해 생성된 소음 감쇠용 머플러는 계속해서 매우 대중적이 되고 있다. 그러나, 특정의 공기 장치가 매우 제한된 머플러 수납용 간격 공간을 갖고 있는 경우, "표준" 크기의 머플러는 사용될 수 없다. 실용 가능한 감소된 크기의 공기 머플러를 설계하기 위한 노력들은 효과가 없었다. 이에 따라, 제한된 간격 공간을 갖는 기기와 함께 사용될 수 있는 크기를 갖고 허용 가능한 소음 감소와 배압 특성을 갖는 공기 머플러에 대한 요구가 존재한다.

본 발명은 공기 장치에 의해 생성되는 소음 감쇠용 머플러에 관한 것이다. 보다 특정적으로는, 본 발명은 머플러 배치용으로 제한된 이용 가능한 영역을 갖는 공기 장치와 함께 사용되는 감소된 크기의 머플러에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 머플러의 사시도이다.

도 2는 도 1의 머플러의 하우징 부분의 확대 측단면도이다.

도 3은 덮개가 없는 상태의 도 1의 머플러의 확대 측단면도이다.

도 4는 도 1의 머플러의 덮개 부분의 사시도이다.

도 5는 도 1의 머플러의 분해 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 머플러가 결합된 공기 장치의 측입면도이다.

도 7은 머플러를 통과하는 기류를 도시하는, 도 6의 장치의 일부의 확대 측단면도이다.

본 발명의 한가지 특징은 공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음을 감쇠하기 위한 머플러에 관한 것이다. 머플러는 하우징과 음향 방벽재를 포함한다. 하우징은 유입구와 유출구를 갖는다. 유입구는 배출 포트에 장착되기 위한 형상을 갖는다. 또한, 하우징의 적어도 일부는 원추형이어서, 유출구가 유입구의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 음향 방벽재는 다수의 미소 기포(microbubble)를 포함하고, 하우징 내에 배치된다. 이를 위하여, 음향 방벽재는 하우징의 형상에 들어맞는 형상을 갖는다.

사용 전에, 하우징은 유입구가 배출 포트에 장착된다. 배출 포트로부터의 가압 공기는 유입구를 경유하여 음향 방벽재와 접촉하도록 향한다. 음향 방벽재는 많은 수의 구불구불한 통로를 제공하여 기류를 변경 혹은 확산시키고 음향 에너지를 열 에너지로 전환시킨다. 덧붙여서, 원추형 형상으로 인해, 하우징은 공기를 음향 방벽재를 통해 보다 균일하게 분산시킬 뿐만 아니라 난류 유동의 형성을 최소화하는 역할을 한다. 이러한 특성들로 인해, 머플러는 현저한 소음 감쇠를 달성한다. 특히, 원추형 형상의 하우징과 조합된 음향 방벽재는 최소의 배압을 생성한다.

본 발명의 다른 특징은 공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음을 감쇠하기 위한 머플러에 관한 것이다. 머플러는 하우징과 음향 방벽재를 포함한다. 하우징은 유입구와 유출구를 포함하는데, 유입구는 배출 포트에 장착되기 위한 형상을 갖는다. 또한, 하우징은 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작은 최대 폭을 갖는다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징은 원추형이고 이에 따라 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작은 최대 단면 직경(혹은 폭)을 갖는다. 음향 방벽재는 다수의 미소 기포를 가지며 하우징 내에 배치된다. 보다 특정적으로, 음향 방벽재는 하우징의 형상에 들어맞는 형상을 갖는다. 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징은 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작은 연장 길이를 갖는다.

사용 전에, 머플러는 유입구가 배출 포트에 장착된다. 하우징의 제한된 최대 폭 덕분에 머플러가 제한된 영역 내로 장착되는 것이 용이해진다. 또한, 일련의 유사한 형상의 머플러들이 근접한 간격의 배출 포트들을 갖는 공기 밸브 뱅크의 부분으로서 나란히 배치될 수 있다. 머플러로 들어가는 공기는 음향 방벽재와 접촉하도록 향한다. 음향 방벽재는 기류에 대한 방벽을 제공한다. 결과적인 기류의 변경 때문에, 머플러는 최소의 배압으로 그렇지 않으면 배출 포트에서 발생되었을 소음을제한한다.

본 발명의 또 다른 특징은 공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음을 감쇠하기 위한 머플러를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 유입구와 유출구를 갖는 하우징을 제공하는 단계를 포함한다. 다수의 미소 기포를 포함하는 음향 방벽재가 유사하게 제공된다. 음향 방벽재는 제1 상태에서는 유동성이고 제2 상태에서는 비교적 강성인 것으로 선택된다. 음향 방벽재는, 그것이 하우징의 형상과 들어맞도록 제1 상태에서 하우징 내로 삽입된다. 마지막으로, 하우징 내의 음향 방벽재는 비교적 강성인 제2 상태로 전이된다. 이러한 비교적 강성의 상태에서, 음향 방벽재는 머플러의 유입구로 들어가는 기류에 대한 방벽으로서 역할한다.

머플러(20)의 하나의 바람직한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 머플러(20)는 하우징(22)과, 음향 방벽재(barrier material)(24)와, 덮개(26)(도 1에 부분적으로 도시됨)를 포함한다. 일반적인 조건에 있어서, 음향 방벽재(24)는 하우징(22) 내에 배치된다. 덮개(26)는 하우징(22)의 단부 상에 장착된다.

도 1 및 2를 참조하면, 하우징(22)은 유입구(30)와 유출구(32)를 구성하는 측벽(28)을 포함하고, 또한 유입구 섹션(34), 중앙 섹션(36) 및 유출구 섹션(38)에 의해 한정된다. 참고적으로, 최종 조립되었을 때, 공기는 머플러(20)의 유입구(30)로 들어가서, 대체로 유출구(32) 쪽으로 향한다. 따라서, 여러 가지 부품들 및/또는 위치들이 유입구(30)의 "상류" 혹은 유출구(32)의 하류로 기술될 수 있는데, 방향 용어의 사용은 단지 설명의 목적을 위한 것이지 제한하기 위한 방법은 아니다.

유입구 섹션(34)은 바람직하게는 원통형이고, 공기 장치의 배출 포트(도시 안됨)에 장착되도록 형상이 이루어진다. 즉, 하나의 바람직한 실시예에서, 유입구 섹션(34)에는 외부 나사산(thread)(40)이 형성되어 있다. 또 다르게는, 다른 장착 기술 및 관련 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 외부 나사산(40)을 갖는 경우에, 유입구 섹션(34)은 "표준" 배출 포트 크기와 일치하는 크기를 갖는다. 즉, 예를 들어, 바람직하게는, 유입구 섹션(34)은 1/8 인치(inch) National Pipe Taper (NPT)의 배출 포트와 대응하는 외경을 갖는다. 또 다르게는, 유입구 섹션(34)은 1/4 인치 NPT, 3/8 인치 NPT, 1/2 인치 NPT, 3/4 인치 NPT 혹은 1 인치 NPT와 대응하는 크기를 가질 수 있다. 나아가, 배출 포트가 National Pipe Taper 외의 장착 설계{즉, 테이퍼(taper)되지 않은 것}를 충족할 때, 유입구 섹션(34)은 대응하는 형상으로 가정될 것이다.

중앙 섹션(36)은 유입구 섹션(34)으로부터 연장하고, 바람직하게는 형상이 원추형이다. 보다 특정적으로, 중앙 섹션(36)은 유출구(32)가 유입구(30)의 직경보다 큰 직경을 갖도록, 유입구 섹션(34)에서 유출구 섹션(38)으로 각을 이루면서 연장한다. 도 2의 길이방향 단면도를 참조하면, 중앙 섹션(36)의 측벽(28)의 원추형 형상은, 다른 크기의 특징이 사용될 수도 있지만, 바람직하게는 대략 100。 - 170。, 보다 바람직하게는 대략 125。 - 160。의 범위의 각도로 형성된다. 예를 들어, 중앙 섹션(36)은 원통형일 수 있다. 나아가, 중앙 섹션(36)은 횡단면이 원형일 필요는 없다. 예를 들어, 중앙 섹션(36)은 삼각형, 정방형, 8각형 등의 횡단면 형상일 수 있다.

바람직한 실시예에서, 중앙 섹션(36)에는 대략 42로 나타나 있는 다수의 기류(氣流) 구멍이 형성되는 것이 바람직하다. 각각의 기류 구멍(42)은 하우징(22)의 내부로부터 공기가 흐를 수 있도록 측벽(28)을 관통하여 연장한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 다수의 구멍(42)은 제1 열의 슬롯(slot)(44)과 제2 열의 슬롯(46)을 포함하고, 이 슬롯들(44, 46)은 각기 원주 방향에서 연장한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 열의 슬롯(44)은 유입구 섹션(34)에 근접하여 형성되는 반면, 제2 열의 슬롯(46)은 유출구 섹션(38)에 근접하여 형성된다. 각각의 슬롯(44, 46)은 하우징(22)의 구조적 일체성을 지나치게 떨어뜨리지 않고서 최대 기류 용량을 제공할 수 있도록 크기와 간격이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 각각의 슬롯(44, 46)은 대략 0.1 - 0.2 인치(2.5 - 5 mm) 범위의 (도 2의 배향과 관련한) 높이를 갖고, 대략 0.1 인치(2.5 mm) 정도의 간격을 둔다. 또 다르게는, 다른 크기, 간격 및 배향이 허용될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 슬롯(44, 46)은 원주방향과는 반대로 축방향에서 연장할 수 있다. 또한, 다수의 구멍(42)은 슬롯의 형상을 가질 필요는 없고, 대신 원형, 정방형 등과 같은 어떠한 형상일 수도 있다.

유출구 섹션(38)은 중앙 섹션(36)으로부터 연장하고, 바람직하게는 원통형이다. 바람직한 실시예에서, 유출구 섹션(38)은 환형 리브(rib)(48)로 형성된다. 환형 리브(48)는, 아래에 보다 구체적으로 기술된 바와 같이, 덮개(26)(도 1)를 선택적으로 유지하도록 크기를 갖는다.

하우징(22)의 여러 가지 섹션들은 비교적 강성의 물질로 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징(22)은 성형 중합체(polymer)로서, 바람직하게는 폴리아미드(polyamide){33 중량% 유리 강화된 나일론 6,6 (PA 66)}이다. 또 다르게는, 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 다른 중합체가 사용될 수도 있다. 본질적으로, 하우징(22)은, 예를 들어 세라믹, 강철 혹은 알루미늄 및 이들의 화합물 혹은 조성물과 같은 어떠한 성형 가능한 혹은 기계가공 가능한 물질일 수 있다.

전체로 보아, 하우징(22)은, 제한된 머플러용 공간 혹은 간격(clearance)를 갖는 공기 장치와 함께 사용되기 위한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 보다 특정적으로, 하우징(22)은 바람직하게는 1.5 인치(38 mm)보다 작은, 보다 바람직하게는 1 인치(25 mm)보다 작은 (횡단면에서 정의되는) 최대 폭을 갖는다. 따라서, 하우징(22)의 횡단면이 원형인 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징(22)은 유출구(32)의 측벽(28)의 외경에 의해 정의되는, 약 1.5 인치(38 mm)보다 작은, 보다 바람직하게는 1 인치(25 mm)보다 작은 최대 직경(혹은 폭)을 갖는다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시예에서, 유출구(32)는 약 0.94 인치(23.9 mm)의 외경을 갖는다. 유출구(32)의 측벽(28)의 내부 폭(바람직하게는 내경)은 측벽(28)의 두께에 따라 좌우된다. 바람직한 실시예에서, 측벽(28)은 대략 0.01 - 0.1 인치(0.25 - 2.5 mm) 범위의 두께를 가지므로, 유출구(32)의 내부 폭 혹은 내경이 최대화된다. 마지막으로, 하우징(22)은 바람직하게는 {유입구(30)에서 유출구(32)까지의 거리로 정의되는} 제한된 높이 혹은 길이를 갖는다. 보다 특정적으로, 하우징(22)의 (도 2의 배향과 관련한 높이 혹은) 길이는 바람직하게는 대략 1.5 인치(38 mm)보다, 보다 바람직하게는 대략 1.25 인치(32 mm)보다 작다. 사용 중에는 유입구 섹션(34)이 전형적으로 배출 포트(도시 안됨) 내에 장착되므로 중앙 섹션(36)과 유출구 섹션(38)만이 바깥으로 연장한다는 것을 알아야 한다. 이것을 마음에 두면, {중앙 섹션(36)과 유출구 섹션(38)의 조합에 의해 정의되는} 하우징(22)의 최종 조립 연장 길이는 바람직하게는 대략 1.5 인치(38 mm)보다, 보다 바람직하게는 대략 1.25 인치(32 mm)보다 작다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시예에서, 하우징(22)은 전체 길이 혹은 높이가 1.16 인치(29.5 mm)이고, 최종 조립 연장 길이가 0.91 인치(23.1 mm)이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 음향 방벽재(24)는 하우징(22) 내에 배치된다. 음향 방벽재(24)는 바람직하게는 하우징(22)의 형상과 일치하는 형상을 가지는데, 그 선단부(50)가 유입구(30)에 근접하여 그리고 후단부(52)가 유출구(32)에 근접하여 한정된다. 선단부(50)는 유입구(30)의 하류에 위치되는 것이 바람직하고, 반면에후단부(52)는 유출구(32)와 대략 근접하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 후술되는 제조 공정 후에, 음향 방벽재(24)의 부분들은, 음향 방벽재(24)가 하우징(22)에 고정될 수 있도록 구멍(42)의 최소한 하나, 바람직하게는 그 각각을 통과하여 연장하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 음향 방벽재(24)에는 중심 통로(54)가 형성된다. 도 3에 도시된 것처럼, 중심 통로(54)는 선단부(50)에서 개방되어 있어 하우징(22)의 유입구(30)와 유체 연통(fluid communication)이 이루어진다. 중심 통로(54)는 선단부(50)에서 후단부(52)쪽으로 {하우징(22)에 의해 한정되는 중앙 축과 관련하여} 대략 축 방향에서 하류로 연장한다. 바람직하게는, 중심 통로(54)는 후단부(52)를 통과하지 않는다. 즉, 중심 통로(54)는 후단부(52)에 대해 폐쇄되도록 후단부(52)의 상류에 위치된 폐쇄 단부(56)에서 종료한다. 바람직한 실시예에서, 중심 통로(54)는 구멍(42)들을 넘어서 연장한다. 즉, 폐쇄 단부(56)는 바람직하게는 구멍(42)들의 하류에 위치된다. 마지막으로, 중심 통로(54)는 바람직하게는 대략 유입구(30)의 내경에 해당하는 일정한 직경을 갖는다. 또 다르게는, 중심 통로(54)는 일정하지 않을 수 있고 유입구(30)의 직경에서 변화하는 직경을 가질 수 있다.

중심 통로(54)가 합체됨으로써, 음향 방벽재(24)는 (도 3에서 대체로 나타난) 상류 부분(58)과 하류 부분(60)에 의해 효과적으로 한정 가능하다. 상류 부분(58)은 선단부(50)로부터 연장하고 중심 통로(54)를 둘러싼다. 반대로, 하류 부분(50)은 중심 통로(54)의 폐쇄 단부(56)를 한정하고 후단부(52)까지 연장한다. 하류 부분(60)은 대체로 원판형이고 하우징(22)의 직경을 가로질러서 연속적이다.이러한 형상으로 인해, 하류 부분(60)은 축방향으로 배향된 중심 통로(54)를 통과하는 방향의 기류에 대한 비교적 완전한 방사상 방벽을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 하류 부분(60)은 대략 0.1 - 0.3 인치(2.5 - 7.6 mm) 범위의, 가장 바람직하게는 0.2 인치(5 mm)의 축방향 두께(혹은 높이)를 갖는다. 따라서, 후단부(52)가 하우징(22)의 유출구(32)와 인접하는 경우, 중심 통로(54)는 폐쇄 단부(56)가 유출구(32)로부터 대략 0.1 - 0.3 인치(2.5 - 7.6 mm), 가장 바람직하게는 0.2 인치(5 mm)에 있도록 형성된다.

음향 방벽재(24)는 바람직하게는 다수의 미소 기포(microbubble)를 포함하고 음향(혹은 기류) 방벽으로서 역할을 하도록 형상이 이루어진다. 하나의 바람직한 실시예에서, 음향 방벽재는 세라믹 미소 기포들을 구비하는데, 이 기포들은 각각의 평균 외경이 대략 5 - 150 마이크론(micron)이고 접촉점들에서 함께 결합되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 것처럼, "세라믹"이란 용어는 유리를 포함하는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 음향 방벽재는, 1 kHz 에서 계산될 때, 머플러(20)를 통과하여 흐르는 공기의 점성 표면 깊이(viscous skin depth)의 정도의 크기(order magnitude) 내의 특징적 직경을 갖는 미소 기포들 사이의 공동(void)이나, 대략 20 - 60 퍼센트(percent)의 기공율(porosity)에; 또한 0.5×10⁴- 4×10⁷mks rayls/meter 의 기류 저항률과, 질량 법칙 성능(mass law performance)에 비견할만한 소리의 감쇠에 특징이 있다. 미소 기포들이 서로 직접 접촉하여 소결(燒結)되거나, 많은 종류의 접착(binder) 물질 중 하나가 조성물질 내에 기포들을 유지하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 세라믹 물질, 중합체 물질 및 탄성 중합체물질을 포함하는 무기 혹은 유기 물질로부터 만들어질 수 있다. 음향 방벽재로 사용될 수 있는 물질은, 예를 들어, 그 교시하는 바가 참조용으로 본 명세서에 결합되는 미국 특허 제5,658,656호와 제5,504,281호에 기재되어 있다.

정확한 조성에도 불구하고, 음향 방벽재(24)는 막대한 수의 미소한 구불구불한 통로(도시 안됨)들을 만든다. 이에 따라, 음향 방벽재(24)와 접촉하도록 향하는 공기는 이러한 통로들을 통과하도록 힘을 받으므로, 기류 속도에 변화가 야기된다.

도 4에 덮개(26)가 보다 자세히 도시되어 있다. 덮개(26)는 기부(基部)(70)와 플랜지(flange)(72)(도 4에 부분적으로 도시됨)를 포함한다. 기부(70)는 하우징(22)의 유출구(32)의 형상과 들어맞으므로, 바람직하게는 원형이고, 또한 다수의 구멍(74)들이 형성되어 있다. 구멍(74)들은 최종 조립되었을 때 공기가 덮개(26)를 용이하게 통과하도록 크기가 이루어진다. 또 다르게는, 단일의 구멍이 설치될 수도 있다.

플랜지(72)는 기부(70)로부터 환상으로 연장하고, 유출구 섹션(38)(도 2)에 장착될 수 있는 크기를 갖는다. 이 점에 있어서, 플랜지(72)에는 바람직하게는 환상 홈(annular recess)(76)(도 7에 가장 잘 도시됨)이 형성된다. 환상 홈(76)은 하우징(22)의 환상 리브(48)(도 2)를 수용할 수 있는 크기를 갖는다. 이러한 형상을 가지므로, 덮개(26)는 스냅식 끼워맞춤(snap fit)을 통해 하우징(22)에 장착된다. 또 다르게는, 덮개(26)는, 억지 끼워맞춤(interference fit), 접착 나사식 끼워맞춤(adhesive, threaded fit) 등과 같은 부착 기술로 하우징(22)에 장착되도록 형상이 이루어질 수 있다. 덮개(26)는 바람직하게는 머플러(20)(도 1)의 전체 크기를최소화할 수 있도록 비교적 얇다. 예를 들어, 바람직한 실시예에 있어, 플랜지(72)는 대략 0.01 - 0.05 인치(0.25 - 1.2 mm) 범위의 반경방향 두께를 갖는다. 또한, 플랜지(72)의 외면은 머플러(20)의 수동 장착이 용이하도록 도톨도톨할 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 덮개(26)는 하우징(22)과 같은 물질로 구성된다. 따라서, 예를 들어, 덮개(26)는 폴리아미드 혹은 폴리프로필렌과 같은 성형 중합체이다. 또 다르게는, 다른 비교적 강성의 물질이 사용될 수 있다.

도 5는 머플러(20)의 조립을 묘사한다. 하우징(22)의 구성에 이어서, 음향 방벽재(24)가 그 안에 삽입된다. 이를 위하여, 하나의 바람직한 실시예에서, 음향 방벽재(24)용으로 선택된 물질은 처음 상태에서 유동 가능하다. 예를 들어, 음향 방벽재(24)는 처음 상태에서, 분말의 형태일 수 있고, 혹은 액체와 유사한 것 일 수 있다. 이러한 구성에 따라, 음향 방벽재(24)는 처음 상태에서 하우징(22) 내로 효과적으로 부어질 수 있다. 예를 들어, 음향 조성 물질(24)이 처음 상태에서 분말일 경우, 분말을 하우징(22) 내로 불어넣기 위하여 공기 주입형 기구가 채용될 수 있다. 이러한 삽입 단계 중에 과도한 양의 음향 방벽재(24)가 구멍(42)들을 통해 방출하는 것을 방지하기 위하여, 하우징(22)은 바람직하게는 하우징(22)의 외측에 들어맞는 크기의 틀 내에 위치된다. 틀은 하우징(22)의 음화(陰畵)에 해당하고, (유동 가능한 상태의) 음향 방벽재(24)가 구멍(42)을 넘어서 새는 것을 방지하는 역할을 한다. 바람직한 실시예에서, 틀은, 예를 들어 듀폰(DuPont)사로부터 입수 가능한 상표명 Teflon 과 같은 불소중합체(fluoropolymer)인, 비점착성(非粘着性) 물질로 이루어진다. 유사하게, 하우징(22)의 유입구(30)는 음향 방벽재(24)의 삽입이전에 폐쇄된다. 또한, 바람직한 중심 통로(54)(도 3)를 형성하기 위하여, 유입구(30)로부터 희망하는 높이까지 연장하는 (틀의 일부분일 수 있는) 기둥(post)이 하우징(22) 내로 위치된다. 그 다음, 후속 삽입 공정 중에, 음향 방벽재(24)는 기둥을 중심으로 형성되고, 그 결과 중심 통로(54)가 형성된다.

음향 방벽재(24)는 바람직하게는 하우징(22) 내에 채워져서 두 번째의 비교적 강성의 상태로 전이된다. 예를 들어, 음향 방벽재(24)는 경화되거나 혹은 그렇지 않다면 고형화될 수 있다. 이 단계는 물질(24)을 가열함으로써 강화될 수 있다. 이 두 번째 상태에서, 음향 방벽재(24)는 비교적 강성인 비유동성의 (바람직하게는 고체인) 본질적으로 일체인 형태를 띠게 된다. 그 다음, 하우징(22)은 틀로부터 떨어지게 되고, 과도한 음향 방벽재는 연마질(buffing) 혹은 사포질(sanding)과 같은 것에 의해서 하우징(22)의 외측으로부터 제거된다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 최종의 강성 상태에서, 음향 방벽재(24)는 하우징(22)의 유출구(32)와 실질적으로 인접한다. 또한, 이제 비교적 강성의 일체적 형태로 인해, 구멍(42)들을 통해 연장하는 음향 방벽재(24)의 부분들은 음향 방벽재(24)를 하우징(22) 내에 고정한다.

또 다르게는, 음향 방벽재(24)는 하우징(22)으로부터 떨어져서 형성될 수도 있다. 즉, (비교적 강성 상태인) 음향 방벽재의 블록(block)이 하우징(22)의 내부 부피에 대응하는 크기와 형상으로 처리(예를 들어, 절단)될 수 있다. 그 다음, 중심 통로(54)가 천공 공정에 의해 형성될 수 있다. 적절히 형성된 다음, 음향 방벽재(24)가 하우징(22) 내로 간단히 삽입된다.

덮개(26)는 유출구(32)측 하우징(22)에 장착된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 덮개(26)는, 다른 장착 기술들도 사용 가능하기는 하지만, 스냅식 끼워맞춤에 의해 하우징(22)에 고정된다. 특히, 음향 방벽재(24)가 고체이고 또한 독립적으로 구멍(42)들을 통해 하우징(22) 내에 고정되기 때문에, 덮개(26)는 바람직하게는 음향 방벽재(24)를 유지할 필요가 없다. 따라서, 덮개(26)는 필요한 요소는 아니다. 그러나, 심미적 목적을 위해서, 덮개(26)가 설치될 수 있다. 또 다르게는, 음향 방벽재(24)가 독립적으로 장착되지 않는 경우, 덮개(26)는 음향 방벽재(24)가 하우징(22)으로부터 이동하는 것을 방지하기 위하여 필요할 수 있다.

최종 조립되면, 머플러(20)는 공기 밸브에 의해 생성되는 소음을 감쇠하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 도 6에는 공기 밸브 뱅크(bank)(100)가 도시되어 있다. 밸브 뱅크(100)는, 제조 및/또는 처리 장치 또는 공기 로봇 기기와 같은 보조 장치(도시 안됨)의 부분으로 이루어질 수 있다. 또 다르게는, 머플러(20)는 펌프 혹은 다른 공기 장치와 연관된 단일 밸브와 함께 사용될 수 있다. 도 6에 도시된 기기와 관해서, 밸브 뱅크(100)는 (도 6에 대략 도시된) 3개의 공기 밸브(102)를 포함하는 것으로 도시되어 있는데, 각각의 밸브에는 배출 포트(104)가 형성되어 있다. 일반적인 조건에 있어서, 각각의 공기 밸브(102)를 작동시키면, 각각의 배출 포트(104)를 통해 빠져나가는 가압 공기가 발생된다. 배출 포트가 개방되어 있는 경우, 배출 포트(104)를 빠져나가는 강제 공기(forced air)는 난류(亂流)가 심할 것이므로, 소음이 발생한다. 이러한 소음은 본 발명에 따른 머플러(20)를 각각의 배출 포트(104)와 각기 결합시킴으로써 감쇠된다.

사용 전에, 각각의 머플러(20)는 각기 하나의 배출 포트(104)에 장착된다. 예를 들어, 표준 공기 밸브 기기의 경우에, 각각의 배출 포트(104)에는 나사산이 형성되어 있다. 도 2를 참조하면, 각각의 머플러(20)와 연관된 하우징(22)은 유사하게, 배출 포트(104)에 나사식으로 장착되도록 각기 나사산이 형성되어 있다. 또 다르게는, 다양한 다른 장착 기술이 결합될 수 있다. 중요하게는, 밸브 뱅크(100)와 연관된 공기 밸브(102)들은 서로 가깝게 간격을 두는 것으로 나타나 있다. 이러한 배치는 상업적 응용에 있어서 매우 흔하게 나타나는 것으로서, 이로써, 공기 밸브(102) 및 그에 따라 배출 포트(104)는 면에서 면까지(face-to-face)의 간격이 1.5 인치(38 mm)보다 작다. 이러한 제한된 간격 조건하에서, "표준" 머플러는 그것의 과대한 크기의 하우징으로 인해서 사용이 불가능하다. 그러나, 본 발명의 머플러(20)는 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작은 최대 폭을 가지므로 제한된 간격의 공기 밸브(102)들과 함께 사용될 수 있다. 또한, 머플러(20)가 밸브 뱅크(100)로부터 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작게 연장하기 때문에, 우발적인 접촉 및 손상의 가능성이 크게 감소된다.

머플러(20)는 밸브 뱅크(100)에 고정되면, 배출 포트(104)에서 생성된 소음을 감쇠한다. 하나의 공기 밸브(102)를 갖춘 별개의 하나의 머플러(20)가 도 7에 상세히 도시되어 있다. 공기는 유입구(30)에서 머플러(20)로 들어가서 음향 방벽재(24)쪽으로 하류로 향한다(화살표로 표시됨). 대다수의 난류 기류는 중심 통로(54)를 통해 축방향으로 음향 방벽재(24)의 하류 부분(60)으로 향한다. 전술한 바와 같이, 하류 부분(60)은 기류에 대한 방벽을 제공한다. 또한, 음향 방벽재(24)의 단면 면적은 배출 포트(104)의 그것보다 크다. 효과적으로는, 음향 방벽재(24)가 기류와의 상호 작용에 의해서 음향 에너지를 열 에너지로 전환시킨다. 현미경 수준에서는, 음향 방벽재(24)가 극도로 많은 수의 작은 구불구불한 통로들을 기류에 제공한다. 기류는 이러한 통로들을 통해 감소된 속도로 분산 내지 확산되므로, 보다 층류(層流)인 흐름이 창출된다. 층류 기류가 난류와 연관되는 압력 생성 와류(渦流, eddy)를 만들지 않고 이에 따라 소음을 거의 혹은 전혀 생성하지 않는다는 것은 잘 알려져 있다. 특히, 전술된 바람직한 조성의 음향 방벽재(24)에 있어서, 하류 부분(60)의 두께(또는 높이)는, 현저한 기류 변화를 만들어서 그에 따라 소음 감소를 시키기 위하여, 대략 0.1 - 0.3 인치(2.5 - 7.6 mm)의 범위에만 있을 필요가 있다. 이러한 효과는, 하류 부분(60)을 연속적인 원판(disc)으로 기류 경로에 직접적으로 형성하고 이에 따라 비교적 실질적인 기류 상호작용 표면 영역을 제공함으로써 크게 향상된다. 마지막으로, 음향 방벽재(24)가 음파의 일부를 흡수할 뿐만 아니라 하우징(22) 내에서 음파의 소실이 일어남으로써, 다소의 추가적인 소음 감소가 달성된다.

머플러(20)로 들어가는 공기 전부가 음향 방벽재(24)의 하류 부분(60)으로 향하지는 않을 것이라는 것을 인식해야 한다. 즉, 난류의 특성으로 인해, 기류의 일부는 중심 통로(54)를 통과하여 상류 부분(58)의 음향 방벽재(24)로 대체로 반경 방향으로 방출될 것이다. 다시 한번, 상류 부분(58)의 음향 방벽재(24)는 기류 장벽으로서 역할을 하여 기류 특성을 변화시킨다. 상류 부분(58)의 음향 방벽재(24)가 (방사상으로) 비교적 얇기 때문에, 기류는 현저한 변화 없이 하우징(22)을 향해음향 방벽재(24)를 통과할 것이다. 그러나, 하우징(22)의 원추형 형상으로 인해, 기류는 그 다음에 하류로 향할 것이고, 거기서 추가적인 음향 방벽재(24) 표면 영역을 만난다. 또한, 원추형 형상은 자연적으로 난류 및 관련된 와류의 생성을 제한한다. 따라서, 하우징(22)의 바람직한 원추형 형상은 기류의 변화와 이에 따른 소음의 감소를 용이하게 하는 것이다. 배압(背壓, back pressure)을 최소화하기 위하여, 기류의 일부는 구멍(40)을 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 머플러(20)는 현저한 소음 감쇠를 제공한다. 예를 들어, 대략 50 - 100 dB 범위의 개방 배출 포트 소음 수준(level)을 갖는 공기 밸브의 경우, 머플러(20)는 공기 밸브 배출 포트 소음을 적어도 10 dB만큼, 보다 바람직하게는 적어도 15 dB만큼, 가장 바람직하게는 적어도 20 dB만큼 감소시킬 것이다. 중요하게는, 머플러(20)는 배압을 최소화하면서 소음 감쇠를 제공하는 것이다. 바람직한 음향 방벽재(24)의 조성과 하우징(22)의 형상은 기류를 급속하게 변화시킨 다음 출구(32)와 구멍(42)에서 기류가 배출될 수 있게 하는 것이다. 예를 들어, 5 - 30 cfm(141 - 848 리터/분) 범위의 기류 속도에서, 머플러(20)는 대략 5 - 60 psi(34 - 413 kPa) 범위의 배압을 생성한다.

본 발명의 공기 머플러는 종래의 설계에 비해 괄목할만한 개선을 제공한다. 머플러는 제한된 머플러 간격 공간을 갖는 공기 밸브와 사용되도록 독특한 크기를 가질 수 있다. 3 인치(75 mm)를 넘는 직경과 5 인치(127 mm)를 넘는 길이를 갖는 일반적으로 입수 가능한 공기 머플러와는 달리, 본 발명의 머플러는 대략 1.5 인치(38 mm)보다 작은 연장 길이와 최대 폭을 갖는 것이 가능하도록 특별히 설계된다. 이렇게 크기 감소된 크기 때문에, 머플러는 매우 제한된 중심에서 중심까지(center-to-center)의 배출 포트 간격을 갖는 밸브 뱅크와 함께 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 머플러는 우발적인 작동자의 접촉과 이에 따른 손상의 가능성을 최소화한다. 마지막으로, 현재 입수 가능한 몇몇 다른 감소된 크기의 머플러와 달리, 본 발명의 머플러는 최소의 배압을 가진 채 현저한 소음 감쇠를 제공할 수 있다.

예

본 발명은 여러 가지 특정의 그리고 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되어졌고, 나아가 다음의 상세한 예들을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 예들과 상세한 설명에서 보여지는 것을 넘어서지만 본 발명의 정신과 범위 내에 있는, 본 발명의 기본 주제에 대한 많은 확장과, 변형과 수정들이 존재한다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 머플러가 준비되었는데, 이것은, 1.2 인치(30.5 mm)의 외부 길이 및 1 인치(25 mm)의 최대 직경과 1.0 그램의 2:1 중량부 분말 에폭시 수지(2;1 parts by weight powered epoxy resin)를 갖는 폴리아미드(33 중량% 유리 강화 나일론 6,6) 하우징과, 0.36 인치(9.1 mm)의 직경과 0.9 인치(22.9 mm)의 길이의 중심 통로를 갖는 유리 미소 기포 세라믹 음향 방벽재를 갖는다. 참고로, 머플러는 (도 1에 도시된 덮개(26)와 같은) 덮개는 포함하지 않았다. 머플러는 공기 밸브 장치의 배출 포트에 고정되었다. 그 다음, 공기 밸브가 작동되고 다양한 데이터가 측정되었다. 특히, 머플러로부터 45도 각도로 24인치(61 cm) 지점에 Bruel & Kjaer Type 2144 실시간 이중 채널 주파수 분석기 마이크로폰이 배치되었다. 소리는 원 세컨드 윈도(one second window)에서의 임펄스로서 측정되었다. 덧붙여서, 공기 밸브의 실린더 회복 시간(cylinder recovery time)이 측정되었다. 실린더 회복 시간은 공기 밸브 장치와 연관된 실린더가 단일 행정(stroke)을 완수하는데 요구되는 시간의 양이다. 효과적으로는, 실린더 회복 시간은 시스템에 있어서의 배압의 함수이다(예를 들어, 배압의 증가는 실린더 회복 시간의 증가를 야기한다). 따라서, 예를 들어, 머플러가 공기 밸브 장치에 연결된 경우, 머플러에 의해 야기되는 어떤 배압도 실린더 회복 시간을 증가시킨다.

상기 파라미터들을 마음에 둔 채, 머플러가 있는 경우와 없는 경우의 두 경우의 공기 밸브의 작동 중에 측정이 행해졌다. 다음의 결과들이 얻어졌다.

머플러가 없는 공기 밸브 성능

샘플	음압(音壓) 수준	실린더 회복 시간
1	94.0 dB	0.33 초
2	94.5 dB	0.336 초
3	93.5 dB	0.336 초
4	95 dB	0.337 초
평균	94.5 dB	0.337 초

머플러가 있는 공기 밸브 성능

샘플	음압 수준	실린더 회복 시간
1	76 dB	0.363 초
2	75 dB	0.360 초
3	75 dB	0.360 초
4	76 dB	0.359 초
평균	75.5 dB	0.360 초

본 발명이 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되어졌지만, 당업자라면 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고서 형태와 구체적인 면에 있어서 변화가 만들어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 머플러가 원추형 하우징을 결합한것으로 설명되어졌지만, 다른 형상들이 사용 가능하다. 예를 들어, 하우징은 원통형일 수 있다. 또 다르게는, 하우징은 직경에 있어서 다수의 변화를 가질 수 있다. 덧붙여서, 음향 방벽재가 하우징 유출구와 인접하는 형태로 도시되어졌지만, 다른 관계들이 채용될 수 있다. 따라서, 음향 방벽재는 유출구를 넘어서 연장할 수도 있고, 혹은 대신에 유출구의 상류에서 종결될 수도 있다. 유사하게, 음향 방벽재의 선단부는 유출구와 인접하게 위치될 수도 있고, 혹은 그로부터 간격을 둘 수도 있다.

본 발명은 공기 장치에 의해 생성되는 소음 감쇠용 머플러에 관한 것으로서, 특히 배출 포트 사이의 간격이 매우 제한된 공기 밸브 장치과 같은 공기 장치와 함께 사용 가능하도록 제한된 크기를 갖고 또한 내장된 음향 방벽재의 소음 감쇠 성능이 탁월한 머플러에 관한 것이다.

Claims

공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음 감쇠용 머플러에 있어서,

유입구와 유출구를 포함하는 하우징으로서, 상기 유입구가 상기 배출 포트에 장착되기 위한 형상을 갖고, 상기 하우징의 적어도 일부가 상기 유출구가 상기 유입구의 직경보다 큰 직경을 갖도록 원추형인 하우징과,

상기 하우징 내에 배치되고, 다수의 미소 기포를 포함하며 그리고 상기 하우징의 형상과 들어맞는 형상을 갖는 음향 방벽재를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 배출 포트에 조립되었을 때의 연장 길이가 38 mm 보다 작도록 한정되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 하우징의 유출구는 개방되어 있고, 상기 머플러는 상기 유출구 상에 배치되기 위한 형상을 갖고 적어도 하나의 구멍이 형성된 덮개를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 측벽에 의해 한정되는데, 이 측벽은 상기 하우징의 내부로부터의 기류를 허용하는 다수의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제4항에 있어서, 상기 다수의 구멍은 다수의 원주방향으로 연장하는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 유출구는 대략 38 mm 보다 작은 폭으로 한정되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제6항에 있어서, 상기 유출구 폭은 대략 25 mm 보다 작은 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 세라믹인 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 음향 방벽재에는 기류 속도를 감소하는 다수의 구불구불한 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 구멍을 포함하는데, 음향 방벽재의 부분들은 상기 다수의 구멍들 내로 연장하여 상기 음향 방벽재를 상기 하우징에 고정하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 유입구와 유체 연통하고 상기 유출구 쪽으로 폐쇄 단부까지 축방향으로 연장하는 중심 통로를 형성하도록 형상이 이루어지는데, 상기 중심 통로는 상기 유출구에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제11항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 구멍이 형성된 측벽을 포함하고, 상기 폐쇄 단부는 상기 다수의 구멍의 하류에 있는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제11항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 중심 통로를 형성하는 상류 부분과, 상기 폐쇄 단부를 한정하고 상기 유출구로 연장하는 하류 부분에 의해 한정되는데, 상기 하류 부분은 대략 2.5 - 7.6 mm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제13항에 있어서, 상기 하류 부분은 상기 하우징의 직경을 가로질러서 연속적인 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제13항에 있어서, 상기 중심 통로는 상기 기류를 상기 유입구로부터 상기 하류 부분으로 향하게 하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제1항에 있어서, 상기 머플러는 상기 유입구로 들어가는 소음을 개방 배출 포트 상태와 비교하여 적어도 10 dB 만큼 감소하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음 감쇠용 머플러에 있어서,

유입구와 유출구를 포함하는 하우징으로서, 상기 유입구가 상기 배출 포트에 장착되기 위한 형상을 갖고, 상기 하우징의 최대 폭이 대략 38 mm 보다 작게 한정되는 하우징과,

상기 하우징 내에 배치되고, 다수의 미소 기포를 포함하며 그리고 상기 하우징의 형상과 들어맞는 형상을 갖는 음향 방벽재를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제17항에 있어서, 상기 하우징의 적어도 일부는 상기 최대 폭이 상기 유출구에 가깝게 되도록 원추형인 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제17항에 있어서, 상기 하우징의 최대 폭은 대략 25 mm 보다 작은 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제17항에 있어서, 상기 하우징은 배출 포트에 조립되었을 때 연장 길이가 대략 38 mm 보다 작도록 한정되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제17항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 미소 기포들을 구비하는데, 이 기포들은 그들의 접촉점에서 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제17항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 유입구와 유체 연통하고 상기 유출구 쪽으로 연장하는 중심 통로를 형성하도록 형상이 이루어지는데, 상기 중심 통로는 상기 유출구에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제22항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 구멍이 형성된 측벽을 포함하고, 상기 중심 통로는 상기 다수의 구멍을 넘어서 연장하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제23항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 중심 통로를 형성하는 상류 부분과, 상기 중심 통로의 폐쇄 단부를 한정하고 상기 유출구까지 연장하는 하류 부분에 의해서 한정되는데, 상기 하류 부분은 대략 2.5 - 7.6 mm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
제23항에 있어서, 상기 중심 통로는 상기 유입구로부터 상기 하류 부분으로 축방향으로 기류를 향하게 하는 형상을 갖고, 상기 하류 부분은 상기 축방향 기류에 대한 방사상 방벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러.
공기 장치의 배출 포트에서 생성되는 소음 감쇠용 머플러를 제조하는 방법에 있어서,

유입구와 유출구를 포함하는 하우징을 제공하는 단계와,

제1 상태에서는 유동성이고 제2 상태에서는 비교적 강성인 음향 방벽재를 제공하는 단계와,

상기 음향 방벽재가 상기 하우징의 형상과 들어맞도록 상기 제1 상태의 음향 방벽재를 상기 하우징 내로 삽입하는 단계와,

상기 음향 방벽재를 상기 제2 상태로 전이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러 제조 방법.
제26항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 구멍이 형성된 측벽을 포함하고, 상기 음향 방벽재 삽입 단계는 상기 음향 방벽재의 일부를 상기 다수의 구멍 중 적어도 하나 내로 밀어붙여 상기 음향 방벽재를 상기 하우징에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러 제조 방법.
제26항에 있어서, 상기 유입구와 유체 연통하고 상기 음향 방벽재의 일부를 통해 축방향으로 연장하는 중심 통로를 상기 음향 방벽재에 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 감쇠용 머플러 제조 방법.
배출 포트를 형성하는 공기 밸브와,

상기 배출 포트와 유동 연통하게 연결된 청구항 제1항에 따른 머플러를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제29항에 있어서, 상기 하우징은 배출 포트에 조립되었을 때의 연장 길이가 38 mm 보다 작도록 한정되는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제29항에 있어서, 상기 하우징은 측벽에 의해 한정되는데, 이 측벽은 상기 하우징의 내부로부터의 기류를 허용하는 다수의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제29항에 있어서, 상기 유출구는 대략 38 mm 보다 작은 폭으로 한정되는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제29항에 있어서, 상기 하우징은 다수의 구멍을 포함하고, 상기 음향 방벽재의 부분들은 상기 다수의 구멍 내로 연장하여 상기 음향 방벽재를 상기 하우징에 고정하는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제29항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 유입구와 유체 연통하고 상기 유출구 쪽으로 축방향으로 연장하는 중심 통로를 형성하도록 형상이 이루어지는데,상기 중심 통로는 상기 유출구에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
배출 포트를 형성하는 공기 밸브와,

상기 배출 포트와 유동 연통하게 연결된 청구항 제17항에 따른 머플러를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제35항에 있어서, 상기 하우징의 적어도 일부는 상기 최대 폭이 상기 유출구에 가깝게 되도록 원추형인 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제35항에 있어서, 상기 하우징은 배출 포트에 조립되었을 때의 연장 길이가 대략 38 mm 보다 작도록 한정되는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.
제35항에 있어서, 상기 음향 방벽재는 상기 유입구와 유체 연통하고 상기 유출구 쪽으로 연장하는 중심 통로를 형성하도록 형상이 이루어지는데, 상기 중심 통로는 상기 유출구에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 공기 밸브 장치.