KR200205951Y1

KR200205951Y1 - 덕트용 소음기

Info

Publication number: KR200205951Y1
Application number: KR2020000020617U
Authority: KR
Inventors: 조방형
Original assignee: 조방형
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2000-12-01

Abstract

본 고안은 덕트용 소음기에 관한 것으로 특히, 양측면이 개방 사각 함체 형태를 갖는 몸체(1)와; 양단부에는 천공되지 않은 반원형 또는 반타원형의 곡면부(22)가 형성되어 있고 상기 두 곡면부(22) 사이에 형성된 평면부(23)에는 다수의 구멍(24)이 일정한 간격으로 천공된 구성을 갖고 상기 몸체(1)의 내측면에 고정 설치되는 적어도 한개 이상의 스플리터(2)와; 상기 스플리터(2)와 몸체(1) 사이에 형성된 공동(空洞)부(3)를 일정 체적으로 구분지어 줌과 동시에 공동부(3) 사이에서 음향 및 유체가 서로 왕래되지 않토록 하는 적어도 두개 이상의 칸막이(4)로 구성한 것을 기본으로 하면서, 상기 몸체(1)의 중앙 통로(5)상에서 길이방향으로 한개 이상의 격벽(6)을 설치하고, 이 격벽(6)들의 양면부에는 상기한 구성을 갖는 한쌍의 스플리터(2)와 칸막이(4)를 부가 설치하여 흡음재를 사용하지 않으면서 과도한 재생소음의 발생을 억제할 수 있고, 특히 서로 다른 구성을 갖는 소음기들을 적절히 직렬로 연결시키는 방식을 통해 특정 주파수대역 또는 넓은 주파수대역의 음향까지도 감쇠시킬 수 있어 소음의 감쇠 효율을 대폭 증진시킬 수 있음은 물론 소음기 자체의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

덕트용 소음기{Muffler for duct}

본 고안은 덕트용 소음기에 관한 것으로 더욱 상세히는, 냉,난방 공기조화와 환기 시스템 및 각종 산업시설의 송풍기를 이용하여 공기나 가스를 이송하는 덕트에 설치 사용하는 소음기로써 흡음재를 사용하지 않으면서 작은 구멍을 천공한 얇은 판재를 이용하여 소음의 감쇠효과를 대폭 증진시킬 수 있도록 고안한 것이다.

종래에 기 알려져 있는 재래식 소음기는, 대부분 무기질 재료로 연속 기포로 구성된 구조의 다공질성 유리 섬유나, 암면, 또는 폴리우레탄이나 폴리에스텔과 같은 유기질 재료로 만들어진 폼 종류의 발포성 흡음재를 사용하여 소리 에너지가 흡음재에 입사되는 과정에서 마찰에 의해 열에너지로 변하면서 소멸되는 흡음기법을 주로 활용하고 있는데, 특히 무기질 재료로 만들어진 유리섬유는 불연재이면서 중,고주파대역에서의 흡음율이 높고 가격도 저렴하여 폼과 같은 발포성 흡음재에 비해 매우 선호되고 있다.

그러나, 대부분의 소음기에 사용되는 유리섬유나 각종 폼류의 발포성 흡음재는 사용하는데 적지 않은 문제점들을 갖고 있다.

그 대표적인 예로 저주파 대역에서의 흡음율이 낮아 63㎐에서 250㎐까지의 낮은 주파수대역에서는 소음 감쇠가 매우 적어 감음효과를 기대할 수 없으며, 또한 유리섬유나 암면은 유체가 이송되는 과정에서 바람에 의해 침식되어 작은 입자 형태로 비산되며, 유기질재인 각종 폼류의 발포성 흡음재도 일정한 시간이 지나면서 화학성분에 의해 부식되어 부서지면서 비산되어 인체에 해로울 수 있는 작은 입자들을 생활공간으로 유입하여 호흡기 질환등을 유발시키는 문제점이 있다.

또한, 수술실이나 반도체 공장 등의 크린품과 같은 미세 입자까지 제거하여야 하는 청정이 요구되는 장소에서는 청정환경 보존이 매우 어려운 실정이며, 유리섬유나 암면 그리고 폼류의 발포성 흡음재 모두에서는 각종 세균들이 번식하여 세균의 오염으로 인한 보건 위생의 유해성 논란까지도 일으키고 있으며, 특히 유기질 재료인 폼류의 흡음재는 화재가 발생할 경우 인화되면서 유독성 가스를 발생시키는 등 사용하는데 여러 가지 문제점들이 일어나고 있다.

본 고안은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해소시키기 위하여 안출한 것으로, 용융아연도강판이나, 스테인레스강판 및 알루미늄강판 등과 같은 박판의 금속재료에 기하학적 배열로 작은 구멍들을 천공한 스플리터를 덕트내에 설치하는 방식을 통해 흡음재를 사용하지 않으면서 과도한 재생소음의 발생을 억제할 수 있음은 물론 특정 주파수대역 또는 넓은 주파수대역의 음향까지도 상당히 낮은 수준으로 감쇠시킬 수 있는 덕트용 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 고안의 목적은, 일반적인 덕트와 같이 양측이 개방된 사각 함체형 몸체와; 상기 몸체의 측벽 높이와 같은 높이를 갖도록 절단된 강판의 양단부에는 반원형 또는 반타원형의 곡면부가 형성되어 있으며, 상기 두 곡면부 사이에 형성된 평면부에는 소정직경을 갖는 다수의 구멍이 일정한 간격으로 천공된 구성을 갖고 상기 몸체의 일측 내면부에 고정 설치되는 스플리터(llitter)와; 상기 스플리터의 평면부와 몸체의 일측면 사이에서 일정간격을 두고 각각 설치되어 상기 스플리터와 몸체의 일측면 사이에 형성된 공동(空洞)부를 일정 체적으로 구분지어 줌과 동시에 공동부 사이에서 음향 및 유체가 서로 왕래되지 않토록 하는 적어도 두개 이상의 칸막이로 구성하는 것을 기본으로 하면서, 상기 몸체의 타측면에도 상기한 구성을 갖는 스플리터와 칸막이를 부가 설치하거나, 상기 몸체와 스플리터 사이에 형성되는 통로상에서 길이방향으로 한개 이상의 격벽을 설치하고 이 격벽의 양면부에는 각각 상기한 구성을 갖는 스플리터와 칸막이를 부가 설치하여 주므로써 달성할 수 있다.

따라서, 덕트에 본 고안의 소음기를 설치하여 흡음재를 사용하지 않으면서도 저저항형 천공판을 사용하면 과도한 재생소음의 발생을 억제할 수 있고, 특히 특정 주파수대역 또는 넓은 주파수대역의 음향까지도 낮은 수준으로 감쇠시킬 수 있어 소음감쇠 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 고안 소음기의 제 1 실시예에 따른 평단면도.

도 2는 본 고안 소음기의 제 2 실시예에 따른 사시도.

도 3은 도 2의 A-A'선 단면도.

도 4는 본 고안 소음기의 제 3 실시예에 따른 평단면도.

도 5는 본 고안 소음기의 제 4 실시예에 따른 평단면도.

도 6은 본 고안 제 2 실시예를 여러개 결합시킨 상태의 소음기 평단면도.

도 7은 본 고안의 제 2 실시예와 제 3 실시예를 상호 결합시킨 상태의 소음기 평단면도.

도 8은 본 고안 제 2 실시예와 제 3 실시예 및 제 4 실시예를 상호 결합시킨 상태의 소음기 평단면도.

도 9는 본 고안 소음기 중 스플리터가 몸체상에 고정 설치된 형태를 보인 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 몸체 2 : 스플리터

3 : 공동(空洞)부 4 : 칸막이

5 : 통로 6 : 격벽

7 : 고정편 22 : 반원형 또는 반타원형 곡면부

23 : 평면부 24 : 구멍

25 : '∪'형 걸림고리 71 : '∩'형 걸림고리

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예들에 따른 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 소음기의 제 1 실시예에 따른 평단면를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 일반적인 덕트와 연결 설치할 수 있도록 양측면이 개방된 사각 함체 형태를 갖는 몸체(1)와;

상기 몸체(1)의 측벽 높이와 같은 높이의 강판 양단부에는 반원형 또는 반타원형의 곡면부(22)가 형성되어 있으며, 상기 두 곡면부(22) 사이에 형성된 평면부(23)에는 소정직경을 갖는 다수의 구멍(24)이 일정한 간격으로 천공된 구성을 갖고 상기 몸체(1)의 일측 내면부에 고정 설치되어 몸체(1)의 타측 내면과 평면부(23) 사이에 음향 및 유체등이 통과되는 통로(5)가 형성되도록 하는 스플리터(2)와;

상기 스플리터(2)의 평면부(23)와 몸체(1)의 일측 내면 사이에서 서로 직각을 이루도록 일정간격을 두고 각각 설치되어 상기 스플리터(2)와 몸체(1)의 일측 내면 사이에 형성된 공동(空洞)부(3)를 일정 체적으로 구분지어 줌과 동시에 공동부(3) 사이에서 음향 및 유체가 서로 왕래되지 않토록 하는 적어도 두개 이상의 칸막이(4)로 구성한 것을 기본적인 특징으로 한다.

이때, 상기 몸체(1) 및 스플리터(2)는 용융아연도강판이나, 스테인레스강판 및 알루미늄강판으로 제작되고, 상기 스플리터(2)의 평면부(23)에 천공된 구멍(24)의 규격은 최대한 작은 직경을 선택하는 것이 유리하나 대략 1.0㎜-2.0㎜가 적합하고, 구멍(24)의 간격은 강판 전체 면적 대비 개방 면적 비율이 약 2％-5％ 범위가 되도록 하고, 강판의 두께는 0.45㎜-2.0㎜ 사이가 좋다.

도 2는 본 고안 소음기의 제 2 실시예에 따른 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 상기 몸체(1)의 타측 내면에도 상기한 구성을 갖는 또 한개의 스플리터(2)와 두개 이상의 칸막이(4)를 부가 설치하여 상기 몸체(1)의 중앙부상에서 두 스플리터(2)의 평면부(23) 사이에 통로(5)가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 도 4는 본 고안 소음기의 제 3 실시예에 따른 평단면도를 나타낸 것으로, 전술과 같이 상기 몸체(1)의 양측면상에 각각 스플리터(2)와 칸막이(4)를 설치하므로 인해 생성된 상기 몸체(1)의 중앙 통로(5)상에서 길이방향으로 하나의 격벽(6)을 설치하고, 이 격벽(6)의 양면부에는 상기한 구성을 갖는 스플리터(2)와 칸막이(4)를 각각 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 도 5는 본 고안 소음기의 제 4 실시예에 따른 평단면도를 나타낸 것으로, 전술과 같이 상기 몸체(1)의 양측면상에 각각 스플리터(2)와 칸막이(4)를 설치하므로 인해 생성된 상기 몸체(1)의 중앙 통로(5)상에서 길이방향으로 두개의 격벽(6)을 일정간격을 두고 설치하고, 이 격벽(6)의 양면부에는 각각 상기한 구성을 갖는 스플리터(2)와 칸막이(4)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 도 6은 본 고안 제 2 실시예를 여러개 결합시킨 상태의 소음기 평단면도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 고안의 제 2 실시예와 제 3 실시예를 상호 결합시킨 상태의 소음기 평단면도를 나타낸 것이며, 도 8은 본 고안 제 2 실시예와 제 3 실시예 및 제 4 실시예를 상호 결합시킨 상태의 소음기 평단면도를 나타낸 것이다.

또, 도 9는 본 고안 소음기 중 스플리터가 몸체상에 고정 설치된 형태를 보인 요부 확대 단면도를 나타낸 것으로, 상기 몸체(1)의 양측면 내측 단부상에는 '∩'형의 걸림고리(71)가 일체로 성형 가공된 고정편(7)을 점용접 고정시키고, 상기 스플리터(2)의 단부상에는 상기 고정편(7)의 '∩'형 걸림고리(71)에 슬라이드 방식으로 끼워져 걸려지는 '∪'형 걸림고리(25)를 일체로 성형 가공시켜서 된 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 고안 소음기의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안의 덕트용 소음기는 기본적으로 도 1 내지 도 3과 같이, 양측면이 덕트와 연결될 수 있도록 양면이 개방된 사각 함체형 몸체(1)와, 이 몸체(1)의 내부에서 일측면 또는 양측면에 각각 설치되는 한개 또는 두개의 스플리터(2)로 구성된다.

이때, 상기 몸체(1)의 내부에 설치되는 스플리터(2)의 양단부 즉, 선단부와 말단부에는 구멍이 천공되지 않는 반원형 또는 반타원형의 곡면부(22)가 성형 가공되고, 상기 몸체(1)의 내부에서 서로 마주보는 스플리터(2)의 평면부(23)에는 다수의 구멍(24)이 일정 간격을 두고 천공되는 천공판으로 되어 있으며, 상기 구멍(24)에 의해 스플리터(2)의 배면과 몸체(1)의 양측 내면 사이에 형성되는 공동(空洞)부(3)와 상기 몸체(1)의 타측면 또는 그 중앙부에 형성되는 통로(5) 사이는 상호 관통되어진다.

한편, 상기 소음기 중 스플리터(2)를 몸체(1)상에 고정 설치하기 위한 수단으로는 도 9와 같이, 상기 몸체(1)의 양측면 내측 단부상에 '∩'형의 걸림고리(71)가 일체로 성형 가공된 고정편(7)을 점용접 방식을 통해 고정 설치하고, 상기 스플리터(2)의 단부상에는 ∪'형 걸림고리(25)를 일체로 성형 가공시켜 주므로써, 상기 스플리터(2)를 몸체(1)상에 고정 설치코자할시 상기 고정편(7)의 '∩'형 걸림고리(71)상에 스플리터(2)의 ∪'형 걸림고리(25)를 결합시켜 슬라이드 방식으로 밀어 끼우는 방식을 통해 간단히 고정 설치할 수 있는 것이다.

또, 상기 스플리터(2)와 몸체(1) 사이에 형성된 공동(空洞)부(3)에는 일정간격을 두고 적어도 두쌍의 칸막이(4)를 설치하여 주므로서, 이 칸막이(4)들을 중심으로 구획된 공동부(3) 사이에서 음향 및 유체의 왕래가 이루어지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 스플리터(2)의 평면부(23)에 천공된 구멍(24)의 규격은 감음효과적으로는 최대한 작은 직경을 선택하는 것이 유리하게 되는데, 본 고안에서는 이 구멍(24)의 직경을 대략 1.0㎜에서 2.0㎜를 갖도록 하였고, 또 구멍(24)의 간격은 강판 전체 면적 대비 개방 면적 비율이 2％에서 5％ 범위가 되도록 하였으며, 스플리터(2)의 두께는 0.45㎜에서 2.0㎜ 사이의 두께를 갖는 강판으로 제작하였다.

이와같은 스플리터(2)의 특성은 구멍(24)의 직경과 간격 그리고 판의 두께(t)에 의해 결정되어지는데, 통상 스플리터(2) 후면부와 몸체(1)의 양측 내면 사이에 형성되는 공동부(3)의 임피던스는 스플리터(2)의 깊이(h)와 칸막이(4) 간격(l)에 따라 달라지며, 주파수 대역별 감음성능을 나타sosek.

또한, 총 감쇠 효과는 소음기 내부에서 유체가 통과할 수 있는 통로(5)의 폭(h)과 유체통로의 길이(L)에 따라 달라진다.

뿐만 아니라, 소음기에서 저항계수의 최적화는 음향흐름 저항값이 1일 때 4ρc범위에서 얻을수 있는데, 단 ρc는 유체의 저항 특성으로서 ρ는 밀도를 나타내고, ｃ는 음속을 나타내며, 기존 기술에서 이 저항은 흡음재료의 다공질에서 점성마찰과 같다.

본 고안에서는 최적 흐름저항은 다수의 구멍(24)이 구비된 스플리터(2)를 사용하는 덕트 내부에서의 평균흐름(Mean Flow)의 상호 작용에 의해서 발생되어지고, 평균흐름이 최적 저항을 발생시키는 기능상의 원리는 평균흐름의 일부가 평면부(23)의 구멍(24)을 통해서 들어가고 다시 나오는 음향 유도 굴절 또는 스위칭 효과에 연관되어 있으며, 이러한 작용들이 소리에너지를 소모시킨다.

한편, 소음기에서 발생되는 재생소음은 대부분 유속과 구멍이 천공된 평면부(23)의 기하학적 변화에 따라 달라지며, 천공 면적이 2％에서 5％의 범위 일 때 소리에너지의 소산(消散)효과를 가장 크게 얻을 수 있다.

또한, 도 4와, 도 5는 본 고안 소음기의 또 다른 두가지 형태를 나타낸 것으로, 이와같은 소음기는 전술한 제 2 실시예와 비교해 볼 때 상기 몸체(1)의 중앙 통로(5)상에서 길이방향으로 하나 또는 두개의 격벽(6)을 설치하여 서로 다른 두개 또는 3개의 통로(5)가 형성되도록 하고, 이 격벽(6)의 양면부에는 각각 상기한 구성을 갖는 한쌍의 스플리터(2)와 칸막이(4)들을 각각 부가 설치하여 전체적으로는 스플리터 자체가 장방형의 타원형 형상을 갖도록 한 것을 제외하고는 동일하다.

따라서, 각각의 통로(5)는 격벽(6)들에 의해 상호 막혀지고, 스플리터(2)와 격벽(6) 사이의 공동(空洞)부에서 서로 직각방향으로 수직하게 설치된 칸막이(4)들에 의해 공동부(3)들 역시 상호 막혀진 상태를 유지하게 되므로 통로(5) 및 공동부(3) 사이에서 유체 및 음향이 서로 왕래할 수 없게 된다.

이때, 상기 스플리터(2)의 평면부(23)에 천공된 구멍(24)의 직경과 개방 면적, 기하학적 형태는 앞에서 설명한 제 2 실시예의 소음기(즉, 도 2 및 도 3으로 도시한 소음기)와 같으며, 공동부(3)의 깊이(d)와 유체 통로(5)의 폭(h)은 제 3 실시예의 소음기가 제 2 실시예의 소음기에 비해 더 높은 주파수대역의 소음을 감쇠하도록 되어 있다(물론, 제 3 실시예 보다 제 4 실시예가 더 높은 주파수대역의 소음을 감쇠함).

한편, 특정 주파수대역에서는 이러한 복합 형태가 제 2 실시예의 소음기 2개를 조합시킨 형태의 동삽입손실(hynamic Insertion Loss) 특성보다 제 2 및 제 3 실시예를 도 7과 같이 조합시킬 경우 더 우수하기 때문에 이러한 형태를 활용하는 것도 최선의 방법중 하나가 될 수 있다.

도 6은 두개의 스플리터(2)와 하나의 통로(5)가 하나의 몸체(1)상에 일체로 구비된 다수의 소음기(즉, 제 2 실시예의 소음기)를 직렬로 배열한 형태를 보여주고 있는 것으로, 음향의 세기나 주파수 특성에 따라 여러개의 소음기를 직렬로 연결하는 것이 바람직할 수도 있음을 보여줄 뿐만 아니라, 소음기의 모듈을 조합하여 소음기의 유효 길이를 편리하게 연장할 수 있음을 보여준다.

도 7 및 도 8은 주파수 특성에 따라 주파수 대역별 감음성능을 최대로 향상시키기 위한 구조로써, 서로 다른 구성을 갖는 본 고안 소음기들을 직렬로 조합하여 목적하는 감쇠효과를 얻을수 있도록 한 것이며, 특히 도 8은 구조가 다른 3개의 소음기를 직렬로 배열하여 통로(5)의 폭이 3개의 소음기를 통과하면서 점차 줄어드는 것을 보여준 것으로 이와같은 배열 방법은 동삽입손실(hIL) 폭을 더욱 넓혀야 할 경우 응용하면 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 용융아연도강판이나, 스테인레스강판 및 알루미늄강판 등과 같은 박판의 금속재료에 기하학적 배열로 작은 구멍들을 천공하여 덕트에 설치하여 주므로써, 흡음재를 사용하지 않으면서 과도한 재생소음의 발생을 억제할 수 있고, 특히 서로 다른 구성을 갖는 소음기들을 적절히 직렬로 연결시키는 방식을 통해 특정 주파수대역 또는 넓은 주파수대역의 음향까지도 감쇠시킬 수 있어 소음의 감쇠 효율을 대폭 증진시킬 수 있음은 물론 소음기 자체의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims

일반적인 덕트와 연결 설치할 수 있도록 양측면이 개방된 사각 함체 형태를 갖는 몸체(1)와;

상기 몸체(1)의 측벽 높이와 같은 높이의 강판 양단부에는 반원형 또는 반타원형의 곡면부(22)가 형성되어 있으며 상기 두 곡면부(22) 사이에 형성된 평면부(23)에는 소정직경을 갖는 다수의 구멍(24)이 일정한 간격으로 천공된 구성을 갖고 상기 몸체(1)의 일측 내면부에 고정 설치되어 몸체(1)의 타측 내면과 평면부(23) 사이에 음향 및 유체등이 통과되는 통로(5)가 형성되도록 하는 스플리터(2)와;

상기 스플리터(2)의 평면부(23)와 몸체(1)의 일측 내면 사이에서 서로 직각을 이루도록 일정간격을 두고 각각 설치되어 상기 스플리터(2)와 몸체(1)의 일측 내면 사이에 형성된 공동(空洞)부(3)를 일정 체적으로 구분지어 줌과 동시에 공동부(3) 사이에서 음향 및 유체가 서로 왕래되지 않토록 하는 적어도 두개 이상의 칸막이(4)로 구성한 것을 특징으로 하는 덕트용 소음기.
청구항 1에 있어서,

상기 스플리터(2)의 평면부(23)에 천공된 구멍(24)의 직경은 대략 1.0㎜-2.0㎜이내이고, 그 간격은 강판 전체 면적 대비 개방 면적 비율이 약 2％-5％ 범위이며, 강판의 두께는 0.45㎜-2.0㎜ 사이인 것을 특징으로 하는 덕트용 소음기.
청구항 1에 있어서,

상기 몸체(1)의 타측 내면에도 상기한 구성을 갖는 또 한개의 스플리터(2)와 두개 이상의 칸막이(4)를 부가 설치하여 상기 몸체(1)의 중앙부상에서 두 스플리터(2)의 평면부(23) 사이에 통로(5)가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 덕트용 소음기.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 몸체(1)의 양측면상에 각각 스플리터(2)와 칸막이(4)를 설치하므로 인해 생성된 상기 몸체(1)의 중앙 통로(5)상에서 길이방향으로 하나 또는 하나 이상의 격벽(6)을 설치하고, 이 격벽(6)의 양면부에는 상기한 구성을 갖는 두개의 스플리터(2)와 두개 이상의 칸막이(4)를 각각 부가 설치한 것을 특징으로 하는 덕트용 소음기.
청구항 1에 있어서,

상기 몸체(1)의 양측면 내측 단부상에는 '∩'형의 걸림고리(71)가 일체로 성형 가공된 고정편(7)을 용접 고정시키고, 상기 스플리터(2)의 단부상에는 상기 고정편(7)의 '∩'형 걸림고리(71)에 슬라이드 방식으로 끼워져 걸려지는 '∪'형 걸림고리(25)를 일체로 성형 가공시켜서 된 것을 특징으로 하는 덕트용 소음기.