KR20040049120A - 저주파수 흡음성능을 향상시킨 공명기형 흡음시스템 및이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 공명기형 흡음 시스템 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 흡음률을 향상시키기 위한 공명기형 흡음시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 각종 설비 운전시 발생되는 일정한 주파수를 지닌 저주파수대역의 소음을 저감시킬 수 있도록 한 공명기형 흡음시스템 및 이의 시공방법을 제공하도록 한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 공명기를 연결하여 사용하는 흡음시스템에 관한 것으로, 상기 공명기는 측면에 통공을 형성하여 음파의 이동경로를 증가시킴으로써 추가적으로 저주파수대역의 흡음율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

공조실, 기기실 등에서 발생되는 저주파수대역의 소음 저감을 위한 흡음 시스템으로 이용된다.

Description

저주파수 흡음성능을 향상시킨 공명기형 흡음시스템 및 이의 시공방법{Resonator type absorption system and construction method improving low frequency absorption performance}

본 발명은 흡음률을 향상시키기 위한 공명기형 흡음시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 각종 설비 운전시 발생되는 일정한 주파수를 지닌 저주파대역의 소음을 저감시킬 수 있도록 한 공명기형 흡음시스템 및 이의 시공방법을 제공하도록 한다.

소음대책시 문제시 되고 있는 여러 요소들 중 특히, 각종 설비 운전시 발생되는 500Hz이하의 저주파수대역의 소음은 그 제어능력이 현저히 떨어지는 것으로 알려져 있으며, 이로 인해 저주파수대역에서 높은 흡음률을 얻을 수 있는 흡음 시스템에 관한 일련의 연구들이 관심을 모으고 있다.

이와 관련한 종래의 기술로는 차음과 흡음에 의한 두 가지 방법으로 크게 분류된다. 이중, 차음에 의한 방법으로는 소음원을 격리시키기 위해 경계벽체의 면밀도(kg/㎡)를 최대한 높이는 방법이 사용되고 있으며, 흡음에 의한 방법으로는 소음원을 흡수하여 실내에서 반사되는 비율을 최소화하기 위해, 다공성 흡음재나 판상 흡음재의 후면에 공기층을 두어 시공하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 종래의 흡음에 의한 방법의 경우, 목표하는 저주파수대역의 흡음성능을 얻기 위해서는 저주파수대역의 긴 파장과 비슷한 크기의 공기층 두께가 요구되어지며, 이를 위해 상기 다공성 흡음재나 판상 흡음재의 배후에는 일반적으로 20~40cm 정도를 이격시킴으로써 충분한 배후공간을 두어 시공하게 되었다.

따라서, 종래의 기술은 상기 배후공간만큼 실면적이 줄어들게 되어 효율적인 공간 활용에 장애가 되고 있으며, 특히 보수하거나 건물이 완공된 후에는 그 적용조차 용이하지 않은 문제점이 발생하였다.

또한, 상기 흡음재와 배후공간의 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 고정용 장치가 필요하게 되어, 추가적인 설치비용이 요구될 뿐만 아니라, 상기 흡음재가 습기에 약하거나 시간이 지남에 따라 부식 및 파손될 경우 그 흡음효과가 반감되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일정한 주파수를 지닌 저주파수대역의 소음을 획기적으로 저감시키면서, 설치공간을 극소화할 수 있는 공명기형 흡음시스템 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공명기의 사시도.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 시공단면도.

도 2b는 본 발명의 또다른 일실시예에 의한 시공단면도.

도 2c는 본 발명의 또다른 일실시예에 의한 시공단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전체사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 실험결과 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 공명기 200 : 고정판

111 : 목(neck) 121: 통공

140 : 공동

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공명기를 연결하여 사용하는 공명기형 흡음시스템에 있어서, 상기 공명기는 내부에 공동이 형성된 박스형상의 장치로, 상기 박스형상의 상부에 형성되어 음파를 흡수하기 위한 목과, 상기 박스형상의 측부에 형성되며 음파의 이동경로를 증가시켜 공명주파수인 저주파수의 흡음률을 향상시킬 수 있도록 한 일정구경의 통공과, 상기 공명기를 고정하기 위한 결합수단을포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 공명기형 흡음시스템의 시공방법은 측부에 형성된 통공이 서로 연결되어 통과될 수 있도록 일정 개수의 공명기를 소정의 결합수단으로 연결하는 결합단계와, 상기 결합단계에 의해 형성된 흡음시스템을 목적하는 개소에 부착하여 고정하는 시공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도 1 이하를 참조하여 상세히 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 공명기의 사시도이고, 도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 실시예에 의한 시공단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전체사시도를 나타낸다.

본 발명에 따른 공명기형 흡음시스템은, 도 1에 도시된 바와 같은 공명기(100)를 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이 고정판(200)에 고정하여 연결하거나, 도 2c에 도시된 바와 같이 공명기(100-2) 상호간을 직접 연결하여 구성되어진다.

이하, 도 1을 참조하여 상기 공명기(100)의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 공명기(100)는 내부에 공동(140)이 형성되어 있고, 하부(130)가 개구된 박스형상의 장치로서, 상기 공명기100)는 상기 박스형상의 상부(110)에 형성된 목(111)과, 상기 박스형상의 측부(120)에 형성된 일정구경의 통공(121)과, 상기 박스형상의 하부(130)에 형성된 결합수단(131a)으로 구성되어진다.

상기 목(111)은 상기 공명기(100)의 상부(110)에 형성된 것으로, 소음원인음파를 상기 공명기(100)의 공동(140)내로 흡수하여 실내에서 상기 소음원이 반사되는 비율을 절감시킨다.

상기 통공(121)은 상기 공명기(100)의 각 측부(120)에 형성된 것으로, 인접한 공명기간에 음파의 이동경로를 증가시킴으로써 흡음성능을 향상시키게 된다. 즉, 이는 상기 통공(121)을 통하여 음파의 이동경로가 증가함으로써, 매질의 미소변위에 따른 음파의 점성과 열전도현상이 증가하게 되어 더 넓은 주파수영역에서 더 높은 흡음률을 갖게 되는 것이다.

상기 결합수단(131a)은 상기 공명기의 하부(130) 각 모서리에 凸형상으로 형성된 것으로, 일정배율의 凹형상으로 구성된 고정판(도 2a의 200)에 소켓결합으로 고정되어진다.

이때, 상기 공명기(100)의 결합수단은 凹형상으로 구성되어, 凸형상의 고정판에 고정될 수도 있으며, 또한 요철(凹凸)없이 접착제 등에 의해 상기 공명기(100) 상호간을 직접 연결할 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 시공단면도를 도시한 것으로, 본 발명은 상기 측부(120)에 형성된 통공(121)이 서로 연결되어 통과될 수 있도록, 상기 공명기의 하부(130)에 형성된 凸부를 고정판(200) 상부에 형성된 凹부에 결합하여 시공된다.

도 2b는 본 발명의 또다른 일실시예를 도시한 것으로, 상기 공명기(100-1)의 하부에는 凹부(132a)가 형성되고, 상기 고정판(200)의 상부에는 이에 대응하는 凸부(132b)가 형성되어 있어 이를 상호 소켓결합으로 결합하여 시공된다.

도 2c는 본 발명의 또다른 일실시예를 도시하고 있으며, 상기 공명기(100-2)는 하부가 막혀있는 박스형상의 구조로, 상기 공명기(100) 측면(120)에 접착제 등을 사용하여 상호간을 직접 연결함으로써 시공된다.

이후, 상기에 의해 제조된 흡음시스템을 소음원이 발생하는 개소 또는 벽체에 부착하여 고정함으로써 본 발명에 의한 공명기형 흡음시스템의 시공은 완성되어진다.

이하, 본 발명에 따른 흡음시스템의 흡음성능을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

상기 흡음성능은 본 발명의 일실시예에 따른 흡음시스템의 흡음률을 측정한 것으로, 자세하게는 상기 통공(121)의 유무와 크기 변화에 따른 상기 흡음시스템의 흡음률 결과를 비교한 것이다.

상기 흡음률 측정을 위해 사용된 단위 공명기(100)는 두께가 12mm인 MDF(Middle density Fiber)재질로 제작한 공명기로, 상기 공명기(100)의 공명주파수는 500Hz와 630Hz의 1/3옥타브밴드 내에 있도록 설계하였으며, 이를 위하여 상기 공명기 공동(140)의 크기는 30mm(W) ×30mm(L) ×30mm(H)이고, 상기 공명기의 목(111) 반지름은 5mm, 길이는 9.6mm를 가진다.

이때, 상기 공명기는 상부에 목(111)이 뚫려 있지 않으며, 측부에 통공이 없는(MDF non- perforated surfac) 제 1군, 상부에 목(111)이 뚫려 있으며, 측부에 통공이 없는(MDF helmholtz resonators array) 제 2군, 상부에 목이 뚫려 있으며, 측부에 10mm의 통공(121)이 뚫려 있는(Side hole with dia.10mm) 제 3군, 상부에목이 뚫려 있으며, 측부에 15mm의 통공이 뚫려 있는(Side hole with dia.15mm) 제 4군으로 나누어 제작된다.

이후, 상기에 의해 제조된 각 단위 공명기를 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 총 625개씩 고정판위의 소정위치에 배열하여 각각의 흡음시스템 시편을 제작한 후, 각 흡음시스템 시편에 대한 흡음률을 측정한다.

한편, 상기 일실시예에 의한 공명기(100)는 MDF(Middle density Fiber)재질을 사용하고 있으나, 상기 MDF를 대신하여 아크릴, 플라스틱, 강화유리 등의 재료를 사용하여 제작될 수 있다.

도 4는 상기 본 발명의 일실시예에 의한 공명기형 흡음시스템의 흡음률 결과를 도시한 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 흡음률은 저주파대역에서 1.1 이상 달성할 수 있는 흡음효과를 가지는 것으로 나타났으며, 통공의 유무에 따른 흡음성능에 있어서는, 측부에 통공이 뚫려 있는 제 3군이 측부에 통공이 없는 제 2군에 비해 공명주파수에서의 흡음률이 약 30% 정도 개선되는 효과를 가지는 것으로 나타났다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 저주파대역에서의 흡음율을 1.1 이상 달성할 수 있는 흡음효과를 가지게 되며, 이로 인해 종래 다공성 흡음재를 200~ 400mm 두께로 시공하던 것을 약 100mm 이내의 두께로 시공할 수 있게 되어 공간 활용 문제점을 해결할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 흡음구조 시공 과정을 일체화함으로써 공기를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명에 사용된 공명기를 공장에서 표준화 생산함으로써 효율적인 품질관리를 유도할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 공명기를 연결하여 사용하는 공명기형 흡음시스템에 있어서,

   상기 공명기는 내부에 공동이 형성된 박스형상의 장치로,

   상기 박스형상의 상부에 형성되어 음파를 흡수하기 위한 목과,

   상기 박스형상의 측부에 형성되며 음파의 이동경로를 증가시켜 공명주파수인 저주파수의 흡음률을 향상시킬 수 있도록 한 일정구경의 통공과,

   상기 공명기를 고정하기 위한 결합수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 공명기형 흡음시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공명기는

   하부가 개구된 박스형상으로, 고정판의 소정위치에 대응하여 凹凸이 형성되어 있거나,

   하부가 막힌 박스형상으로, 상기 공명기 상호간을 접착재에 의해 직접 결합할 수 있도록 측부가 평면형으로 구성되거나, 측부에 凹凸이 형성되어 있는 것

   을 특징으로 하는 공명기형 흡음시스템.
3. 목과, 통공과, 결합수단을 구비한 공명기를 연결하여 사용하는 공명기형 흡음시스템의 시공방법은,

   측부에 형성된 통공이 서로 연결되어 통과될 수 있도록 일정 개수의 공명기를 소정의 결합수단으로 연결하는 결합단계;

   상기 결합단계에 의해 형성된 흡음시스템을 목적하는 개소에 부착하여 고정하는 시공단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 공명기형 흡음시스템의 시공방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 결합수단은,

   상기 공명기를 상기 고정판의 소정위치에 凹凸에 의한 소켓결합으로 결합하거나,

   상기 공명기 상호간을 접착재에 의해 직접 결합, 또는 凹凸에 의한 소켓결합으로 결합하는 것

   을 특징으로 하는 공명기형 흡음시스템의 시공방법.