KR200401930Y1 - 발파소음 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발파소음 저감장치를 개시한다. 본 고안은 발파작업 시 발생된 발파풍압을 1차로 다수의 피스톤수단에 분산시켜서 각 피스톤들의 압축작용에 의해 일부를 기계적 운동에너지로 소진시키고, 운동에너지로 소진되고 난 잉여의 소음에너지를 무수한 미세기공을 갖는 다공성부재에 통과시켜 물리적인 회절과 공명에 의해 열에너지로 소진시킴과 함께, 발파풍압의 진로를 진공벽체에 의해 구조적으로 차단시킨다. 아울러, 벽체와, 피스톤수단 및 다공성부재를 포함한 장치전체를 유동구조로 설치하여 장치전체가 발파풍압에 의해 뒤로 밀려나도록 함으로써 피스톤수단과 더불어 발파풍압의 일부를 기계적 운동에너지로 소진시킨다.

본 고안은 발파작업 시 발생되는 발파풍압 에너지를 기계적 운동에너지와 물리적인 열에너지로 복수단계에 걸쳐서 순차적으로 소진시켜 발파에 따른 소음공해를 최소화시킬 수 있으며, 특히 터널공사에 유용하게 사용할 수 있다.

Description

발파소음 저감장치{Device for decreasing blasting noise}

본 고안은 발파작업시 발생하는 발파소음을 저감시키기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 압력파(충격파) 형태로 진행되는 발파소음을 1차로 기계적 운동에너지로 변환시켜 소진시킨 후 잉여 소음을 물리적인 회절과 공명에 의해 완화시킴과 함께 발파소음의 진로를 진공벽체로 차단함으로써 폭발소음의 전달을 최대한 억제시켜서 주변의 소음피해를 최소화하고 환경공해를 방지할 수 있도록 된 발파소음 저감장치에 관한 것이다.

산업사회의 발달과 더불어 도로, 철도, 댐, 지하철 또는 지하저장고 건설 등과 같은 대규모의 각종 토목공사가 시행되고 있는데, 이러한 토목공사에는 암반 제거 등을 위해 폭약을 이용한 발파작업이 수반되게 된다.

특히 지하철이나 지하저장고 등을 위한 지하갱도의 굴착과 터널(tunnel) 굴착의 경우에는 많은 횟수에 걸쳐 발파를 진행하게 되며, 여기서 발생하는 폭음은 발파진동과 함께 작업현장 주변에 미치는 중요한 재해의 하나이다. 더욱이 최근에는 이러한 발파가 도심 또는 주거지역의 인근에서 행해지는 경우도 빈발하고 있어 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다.

한편, 발파소음은 공기를 매질로 하여 전파되는 파동 중에서 사람의 귀에 들리는 가청영역의 주파수를 가지는 파동을 말한다. 그러나 가청영역이 아닌 저주파의 진동도 사람의 귀에는 들리지 않지만 건물을 진동시켜 2차적 소음을 발생시키거나 균열을 유발시키게 되므로 가청영역의 진동보다 오히려 위험하다. 가청영역의 소음과 저주파의 파동을 통틀어 "발파풍압(이하 '폭압'이라 약칭함)"이라 하며, 이는 소음이 공기중에서 과압의 형태로 나타나기 때문이다.

특히 터널발파에서는 구조적인 특성상 일정 공간에서 나오는 폭압이 매우 크게 발생되기 때문에 인근 주민들에게 상당한 불쾌감과 재산상의 피해를 주어 많은 민원을 야기한다.

즉, 터널발파의 경우에는 암반으로 둘러싸인 제한된 1자유면의 암반을 발파하므로 노천의 발파보다 단위장약량이 2~3배 정도 많이 사용하고, 특히 심발파(center cut)의 경우는 자유면 형성을 위해 단위장약량을 0.6~2.0㎏/㎥의 정도까지 장약(일반발파의 약 3~4배)하므로 사방이 차단된 막장면의 폭발음은 터널의 공간을 따라 진행하며 갱구 쪽으로 집중되어 분출되게 된다.

따라서 터널내 발파장소에서 100m이상 이격된 갱구 부근에서도 약 160~170㏈(L) 정도의 폭압(유리창이 깨지고, 문틀이 뒤틀리는 정도)이 발생하고, 거리가 그 2배이상 떨어져도 약 6㏈정도밖에 줄어들지 않는 등 별다른 폭압의 감쇄효과가 없어 수백m 떨어진 주거지역의 유리창을 울리고 건물에 진동을 주어 주민들의 거센 반발과 함께 공사 중단사태를 야기해 왔던 것이다.

발파에서 소음을 줄이는데 가장 중요한 것은, 첫째 소음원에서의 발파방법을 개선하여 저감하는 방법과, 둘째로는 갱구부에 방음문을 설치하여 차단하는 방법이라 할 수 있는데, 첫 번째 방법은 화약을 이용하는 발파의 특성상 개선에 한계가 있다.

이에 따라 종래의 터널공사에서는 통상 갱구부에 두꺼운 스폰지나 부직포 등을 철구조물에 고정하여 터널입구를 봉쇄하거나 흙더미를 쌓아 소음의 진행방향을 민원발생이 없는 방향으로 유도하는 등의 방법이 사용되고 있었다.

그러나 단단히 고정된 철구조물과 부직포만으로 엄청난 에너지의 폭압을 차단·완화시키기에는 역부족이었을 뿐 아니라 발파작업시의 폭압에 의해 구조물까지 탈락되어 비산석이 밖으로 튀어나오는 등 안전상의 문제가 발생되었고, 갱구부에 흙더미를 쌓아 폭압의 진행방향을 변경시키는 경우에도 흙더미에 부딪친 폭압의 반사와 산란 등으로 민원지역에 여전히 영향을 끼침은 물론 장비 및 차량의 통행제한과 공사부지의 협소를 가져와 공사 진행에 방해가 되는 문제가 있었다.

또한, 최근 들어서는 고정 구조물을 보호하기 위해 일부 출입문을 살짝 묶어 폭압에 의해 자동으로 열리게 하거나 부직포 등을 커튼처럼 매달아 흩날리게 함으로서 소음을 완화시키려고도 노력하였으나, 터널발파가 수십~수백㎳(1㎳=1/1,000초)의 단차로 지속적으로 진행되어지는 까닭에 개방된 출입문이나 흩날리며 벌어진 커튼 틈 사이로 폭압이 외부에 노출되므로 올바른 대책이 될 수 없었다.

이밖에도 대한민국 등록실용신안 제0305672호에는 프레임에 이중철망과 이중의 숏콘크리트층 및 부직포층으로 이루어지면서 방음문을 갖는 차단벽을 터널의 갱구부에 설치한 기술이 제시되어 있으나, 이 기술은 구조적으로는 견고하지만 콘크리트 타설 등 설치가 대단히 번잡하고, 특히 환기구를 통해 폭압이 배출되기 때문에 발파소음을 충분히 완화시키기 어렵다.

본 고안은 상술한 종래의 제반문제를 감안하여 창안된 것으로, 설치 및 해체가 용이하고, 발파작업 시에 수반되는 발파풍압의 에너지를 최대한 소진 완화시켜 발파에 따른 소음공해를 최소화시킬 수 있으면서 비산되는 파편도 확실하게 차단하여 발파작업의 안전성 확보와 더불어 공사 진행효율을 향상시킬 수 있는 발파소음 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 발파소음 저감장치는, 발파풍압의 진행경로상에 수직으로 설치되어 발파풍압의 진행을 차단하는 차단벽; 일단이 개방되고 주면에 다수의 기공을 갖는 실린더와, 이 실린더의 내부에 수용되는 피스톤 및 이 피스톤을 실린더의 개구 쪽으로 탄성바이어스(elastic bias) 시키는 압축스프링을 가지며, 실린더의 개구가 발파지점을 향하도록 차단벽의 내측면에 배열 고정되는 다수의 소음관; 각 소음관들을 그 개구를 제외하고 에워싸는 제1의 다공성흡음재; 소음관들의 개구쪽에 수직으로 위치되어 발파작업시 비산되는 파편을 차단하는 철망(screen);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 고안 발파소음 저감장치의 한 바람직한 특징에 의하면, 소음관의 실린더가, 주면과 후단에 다수의 기공을 가지고 피스톤과 스프링을 수용하는 내관과, 이 내관을 개구를 제외하고 에워싸는 제2의 다공성흡음재와, 주면에 다수의 기공을 가지고 제2의 다공성흡음재를 감싸주는 외관으로 이루어진다.

본 고안 발파소음 저감장치의 다른 바람직한 특징에 의하면, 차단벽이 내부에 캐비티(cavity)를 갖는 중공(中空)으로 형성되고, 캐비티가 진공으로 배기된다.

본 고안 발파소음 저감장치의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 차단벽을 포함한 각 구성요소가 지면에 대해 슬라이딩 가능한 베이스(base)상에 설치되어, 발파풍압에 의해 후퇴하도록 구성된다.

본 고안 발파소음 저감장치의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 소음관들의 일정수량과, 제1의 다공성흡음재와, 차단벽을 각 면이 개구된 입방체상의 지지틀 내에 수용 장착하고, 지지틀의 적어도 전면과 후면에 철망을 각각 설치하여 복수의 단위모듈로 구성한 후, 각 모듈을 매트릭스(matrix)상으로 연결함으로써 구성된다.

이에 따라 본 고안은, 발파작업 시 발생되는 발파풍압 에너지를 기계적 운동에너지와 물리적인 열에너지로 복수단계에 걸쳐서 순차적으로 소진시키므로 발파에 따른 소음공해를 최소화시킬 수 있으며, 특히 많은 폭약이 장약되는 터널공사에 적합하다.

또한, 발파시 비산되는 암석파편도 확실하게 차단할 수 있음은 물론이고, 발파현장에 대한 설치와 해체도 매우 용이하다.

그러므로 본 고안은, 발파작업의 신뢰성과 공사 진행효율의 향상은 물론 안전성 확보와 공기단축 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 고안의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이며, 이하에서는 본 고안이 터널공사에 적용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도1 내지 도4에서, 본 고안에 의한 발파소음 저감장치(1)는, 터널(T)의 갱구부에 수직으로 설치되어 갱구부를 차폐시키는 차단벽(10)과, 이 차단벽(10)의 터널(T) 안쪽 면에 개구가 발파지점을 향하도록 수평으로 배열 고정되어 발파풍압의 일부를 기계적 운동에너지로 소진시키는 다수의 소음관(20)과, 이 소음관(20)들을 그 개구를 제외하고 에워싸서 운동에너지로 소진되고 난 잉여 소음에너지를 물리적인 열에너지로 소진시키는 제1의 다공성흡음재(30) 및 소음관(20)의 개구쪽에 수직으로 위치되어 발파시 비산되는 파편을 차단하는 철망(40)으로 구성된다.

차단벽(10)은 적정두께를 갖는 금속판으로 구성되고, 터널(T)의 단면에 대응하여 아치형으로 이루어진다. 소음관(20)들이 장착되는 차단벽(10)의 안쪽 면(11)은 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 음원을 차단벽(10)으로 효율적으로 수집(유도)하기 위해 소정곡률을 갖는 오목한 곡면(포물선)으로 형성된다.

이러한 차단벽(10)은 바람직하기로 내부에 캐비티(12)를 갖는 중공으로 형성되며, 이 캐비티(12)는 배기밸브(도시하지 않음)를 통해 진공으로 배기된다. 이는 소음이 공기나 물체를 매개체로 전달되는 바, 내부에 공간을 두고 진공상태로 만들어 소음의 전달 매개체를 없애줌으로써 소음이 터널(T) 밖으로 전달되는 것을 근본적으로 차단하기 위함이다.

여기서, 차단벽(10)이 내부에 진공 캐비티(12)를 갖는 중공으로 구성되어 소음전달을 효과적으로 차단할 수는 있지만, 차단벽(10)의 자체진동으로 인한 소음도 무시할 수 없다. 따라서 차단벽(10)의 캐비티(12)내에는 차단벽(10)의 자체진동에 의한 소음을 흡수하기 위해 예를 들어, 유리섬유와 같은 제3의 다공성흡음재(13)가 충전된다. 이때, 차단벽(10)의 캐비티(12)는 그에 제3의 다공성흡음재(13)가 충전된 상태에서 배기된다.

그리고 차단벽(10)의 바깥쪽 면 중앙에는 캐비티(12)의 진공배기와 차단벽(10)을 통과한 순화된 소음을 배출하기 위한 배기구멍(14)이 구비되고, 이 배기구멍(14)에는 캐비티(12)가 진공을 유지하도록 차폐하면서 차단벽(10)으로부터 배출되는 소음을 더욱 저감시켜주는 다공성의 소음마개(15)가 결합된다. 이러한 다공성 소음마개(15)는 여러 가지로 구성될 수 있는데, 예를 들어 무수한 미세기공을 갖는 다공질 세라믹으로 구성된다.

아울러, 보다 바람직하기로는 차단벽(10)의 후면에도 스펀지 또는 부직포로 이루어진 제4의 다공성흡음재(50)가 더 구비되어 차단벽(10)의 자체진동에 의한 소음을 제3의 다공성흡음재(13)와 함께 차단벽(10)의 내·외부에서 동시에 흡수하도록 구성된다.

소음관(20)은 도5 내지 도7에 잘 도시된 바와 같이 일단이 개구된 실린더(21)와, 이 실린더(21)내에 수용되어 슬라이딩되는 피스톤(22)과, 이 피스톤(22)을 실린더(21)의 개구 쪽으로 탄성바이어스 시키는 압축스프링(23)으로 구성된다.

실린더(21)는 단일몸체로 구성될 수도 있으나, 바람직하기로는 피스톤(22)과 압축스프링(23)을 수용하는 내관(24)과, 이 내관(24)의 개구를 제외하고 에워싸는 제2의 다공성흡음재(25) 및 제2의 다공성흡음재(25)를 감싸주는 외관(26)으로 이루어진다.

내관(24)은 후단에 압축스프링(23)을 지지하기 위한 엔드플레이트(end plate:27)를 가지며, 그 주면과 엔드플레이트(27)에 소음감소를 위한 다수의 기공(24a)(27a)을 갖는다.

제2의 다공성흡음재(25)는 예를 들어 스펀지나 부직포로 구성될 수 있으며, 내관(24)의 둘레와 후단을 감싸준다. 그런데, 실린더(21)의 후단은 압축스프링(23)을 지탱해야 하는 바, 제2의 다공성흡음재(25)는 내관(24)의 후단을 감싸주는 경질판(25a) 및 내관(24)의 둘레와 경질판(25a)의 둘레를 감싸주는 연질관(25b)으로 분리 구성된다.

외관(26)은 도시된 바와 같이 제2의 다공성흡음재(25)의 둘레만을 감싸주는 관상으로 구성되고, 그 주면에는 소음저감을 위한 다수의 기공(26a)들이 형성된다. 여기서, 별도로 도시하지는 않았지만 외관(26) 역시 내관(24)처럼 후단이 차폐되어 제2의 다공성흡음재(25)를 개구를 제외하고 전체적으로 감싸주도록 구성될 수도 있으며, 이 경우 그 후단을 차폐하는 엔드플레이트에도 역시 기공이 형성된다.

내관(24)과 외관(26)은 예를 들어 PVC파이프 등의 합성수지 파이프로 구성되고, 이들에 형성된 기공(24a)(27a)(26a)의 지름은 대략 약 5㎜~3㎜이하로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 내관(24)과 외관(26)의 주면에 구비되는 기공(24a)(26a)은 이들의 주면 전체에 걸쳐 형성될 수도 있지만, 도시된 바와 같이 내관(24)은 그 후단에서 피스톤(22)의 후단에 대응하는 위치까지만 기공(24a)이 형성되고, 외관(26)은 그 후단에서 대략 중간위치까지만 기공(26a)이 형성되는 것이 바람직하다.

이는 피스톤(22)이 발파풍압에 의해 충분히 후퇴하여 가능한 많은 소음에너지를 운동에너지로 소진시킴과 동시에, 소음관(20)으로 유입된 음원이 주변으로 확산되지 않고 소음관(20)에서 충분히 소진되면서 차단벽(10)으로 유도될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 발파풍압이 피스톤(22)에 작용하여 피스톤(22)이 뒤로 밀려날 때, 내관(24)으로 유입된 발파풍압이 피스톤(22)이 일정거리만큼 후퇴할 때까지는 그 기공(24a)을 통해 외부로 빠져나가지 못하도록 함으로써 되도록 많은 에너지를 피스톤(22)의 운동에너지로 소진시킬 수 있는 것이며, 또한 내관(24)에서 그 주면의 기공(24a)을 통해 제2의 다공성흡음재(25)로 이동한 소음에너지가 바로 외관(26)의 기공(26a)을 빠져나가지 않고 그에 머물면서 마찰에 의한 열에너지로 소진됨과 함께 후단 쪽으로 진행하여 차단벽(10)으로 유도될 수 있는 것이다.

피스톤(22)은 발파풍압에 의해 쉽게 밀려날 수 있도록 경량의 플라스틱으로 구성되며, 그 전면(외측면:21a)은 발파풍압을 내관(24)내로 유도할 수 있도록 소정곡률을 갖는 오목한 곡면으로 이루어진다.

압축스프링(23)의 탄성은 운동에너지로 소진되는 발파풍압의 소모량을 결정하므로 탄성이 클수록 좋으나, 탄성이 과도할 경우 제 기능을 충분히 발휘하기 곤란할 뿐 아니라 장치의 안정성에도 악영향을 끼치므로 발파풍압의 세기 등을 고려하여 적절히 설정된다.

제1의 다공성흡음재(30)는 예컨대 매트릭스상으로 배열된 각 소음관(20)의 둘레를 감싸줌과 함께 소음관(20)들 사이에 형성된 공간에도 충전되며, 차단벽(10)과의 사이에도 개재되어 소음관(20)을 그 개구를 제외하고 완전히 에워싼다. 이러한 제1의 다공성흡음재(30) 역시 스펀지나 부직포로 이루어진다.

한편, 이와 같은 본 고안의 발파소음 저감장치(1)는 시공성과 유지보수의 용이성을 위해 바람직하기로 적정크기를 갖는 복수의 단위모듈(60)로 구성되어 각 모듈(60)을 서로 연결 고정함으로써 구성된다.

즉, 차단벽(10)을 적정크기로 제작하고, 이와 같이 제작된 차단벽(10)과, 일정수량(대략 30~40개)의 소음관(20) 및 제1, 제4의 다공성흡음재(30)(50)들을 각 면이 개구된 입방체프레임(61)내에 넣은 뒤 입방체프레임(61)의 전면과 후면의 개구에 철망(40)(41)을 각각 설치하여 모듈(60)을 구성하고, 이와 같이 구성된 여러 개의 모듈(60)을 매트릭스상으로 서로 연결 고정하는 것이다.

이 경우 제작과 운반은 물론 현장에서의 시공도 간편할 뿐 아니라, 발파시 비산되는 파편에 의해 철망(40)이나 일부 소음관(20)이 손상되더라도 손상된 모듈(60)의 교체만으로 수리가 가능해진다.

여기서, 별도로 도시하지는 않았지만, 차단벽(10)과 제4의 다공성흡음재(50)는 그대로 두고, 소음관(20)과 제1의 다공성흡음재(30)만을 모듈로 구성하여 차단벽(10)에 장착할 수도 있음은 물론이다.

또한, 이러한 발파소음 저감장치(1)는 터널(T)의 갱구부를 차폐하기 때문에 차단벽(10)에는 차량과 보행자의 출입을 위한 출입문(81)(82)이 각각 구비된다. 이러한 출입문(81)(82)은 차단벽(10)이 단일몸체로 이루어진 경우 그에 힌지(hinge) 등으로 연결되지만, 모듈(60)로 이루어진 경우에는 몇 개의 모듈(60)의 조합으로 간단하게 구성될 수 있다.

바람직하기로 이와 같은 본 고안의 발파소음 저감장치(1)는, 차단벽(10)을 완전히 고정시키지 않고 지면에 대해 슬라이딩 가능한 베이스(70)상에 탑재하여 발파풍압에 의해 장치전체가 후퇴함으로써 발파풍압의 일부를 소음관(20)과 함께 기계적 운동에너지로 소진시킬 수 있도록 구성된다.

나머지 부호 71은 지지바이고, 72는 차단벽(10)의 기울어짐 등을 방지하기 위한 버팀대이며, 90은 베이스(70)가 슬라이딩 가능하도록 하부에서 받쳐주는 H빔이다.

다음, 이와 같이 구성된 본 고안에 의한 발파소음 저감장치(1)의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 터널 발파시 발생된 발파풍압은 터널(T)을 따라 그 갱구 쪽으로 진행하게 되는데, 터널(T)의 갱구에서 본 고안 저감장치(1)의 다수의 소음관(20)에 의해 여러 개의 면으로 분할되어 작용하게 된다.

이때, 터널 발파시 발생된 발파풍압은 터널(T)의 갱구에서 약 160~170㏈정도로 예를 들어 피스톤(22)의 지름이 10㎝인 경우 각 피스톤(22)의 단면에는 약 8~15㎏/㎠의 순간충격압력이 작용하게 된다.

이에 따라 도7에 도시한 바와 같이, 각 소음관(20)의 피스톤(22)들이 압축스프링(23)을 압축시키면서 뒤로 밀려나게 됨으로써 발파풍압의 일부가 각 피스톤(22)들의 운동에너지로 1차 소진(압축스프링이 압축되면서 흡수)된다. 이와 동시에, 본 고안의 저감장치(1) 전체가 발파풍압에 의해 뒤로 미끄러지면서 후퇴하게 됨으로써 역시 발파풍압의 일부를 저감장치(1)의 운동에너지로 소진시키게 된다.

각 소음관(20)의 피스톤(22)을 압축시키면서 실린더(21)의 내관(24)으로 유입된 발파풍압은 피스톤(22) 및 저감장치(1)의 운동에너지로의 소진으로 상당히 약해진 상태에서 내관(24) 주면의 기공(24a)들을 통해 그를 감싸고 있는 제2의 다공성흡음재(25)로 유입된다. 이때에도 발파풍압은 내관(24)의 기공(24a)을 지나면서 공명에 의해 열에너지로 소진된다.

발파풍압이 약해지면서 내관(24)으로부터 빠져나가면 압축스프링(23)의 복원탄성에 의해 피스톤(22)은 초기위치로 복원되어, 다음 단차 뇌관의 폭발에 대비하게 된다.

제2의 다공성흡음재(25)로 유입된 발파풍압은 이의 미세기공에 의해 회절과 반사 및 복사되면서 보유에너지의 상당량을 열에너지로 잃어버리고 차단벽(10)에 도달하게 된다.

이때, 발파풍압의 일부는 내관(24) 주면의 기공(24a)을 통해서 피스톤(22) 후방의 내관(24) 내부로 재진입하여 압축스프링(23)에 부딪치면서 엔드플레이트(27)의 기공(27a)을 통해 빠져 나와 제1의 다공성흡음재(30)를 거쳐 차단벽(10)에 이르게 되고, 일부는 제2의 다공성흡음재(25)를 통해 직접 도달하며, 일부는 외관(26)의 기공(26a)을 통해 배출된 후 제1의 다공성흡음재(30)를 거쳐 차단벽(10)에 이르게 된다.

따라서 차단벽(10)에 도달하기까지 회절과 반사, 복사 및 공명 등의 물리적인 현상을 반복적으로 거치면서 상당한 에너지가 소진된 상태로 차단벽(10)에 도달하게 되는 것이다.

차단벽(10)에 도달한 발파풍압은 대단히 약화된 상태인데, 차단벽(10)은 내부가 진공 상태이므로 외부로의 전달이 효과적으로 차단된다. 다만, 차단벽(10)의 자체진동에 의한 소음만이 배출되는데, 이러한 차단벽(10)의 자체진동에 의한 소음도 진공 캐비티(12)내에 충전된 제3의 다공성흡음재(13)와 그 후면에 위치한 제4의 다공성흡음재(50)에 의해 효과적으로 흡수 차단된다.

더욱이, 이와 같이 저감 순화된 소음은 차단벽(10)의 배기구멍(14)에 구비된 다공성 소음마개(15)를 통해 더욱 저감된 상태로 배출되며, 이에 따라 본 고안의 발파소음 저감장치(1)를 통과하여 배출되는 발파소음은 크게 저감되어 인근의 주민이나 환경에 거의 영향을 미치지 않게 된다.

본 고안자의 실험에 의하면, 차단벽(10)의 다공성 소음마개(15)를 통해 배출되는 소음은 대략 65㏈이하로서, 공사현장에서 어느 정도 떨어진 주거지역에는 별다른 영향을 미치지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 발파소음 저감장치에 의하면, 발파작업 시 발생되는 발파풍압 에너지를 기계적 운동에너지와 물리적인 열에너지로 복수단계에 걸쳐서 순차적으로 소진시켜 최종적으로 배출되는 소음을 대폭 저감시킬 수 있으므로 발파에 따른 소음공해를 최소화시킬 수 있어 소음관련 민원발생을 크게 줄일 수 있으며, 특히 많은 폭약이 장약되는 터널공사의 소음감소에 적합하다.

더욱이, 최종 배출되는 발파풍압이 공해가 아닌 공기압 수준으로 전환됨으로써 야간작업도 가능하고, 공사기간단축 등의 경제적 효과를 얻을 수 있음은 물론 도심 인근에서의 터널공사도 무리 없이 진행할 수 있게 된다.

또한, 발파시 비산되는 암석파편도 확실하게 차단할 수 있음은 물론이고, 발파현장에서의 설치와 해체 뿐 아니라 파편에 의한 손상도 간편하게 수리할 수 있다.

그러므로 본 고안은, 발파작업의 신뢰성과 공사 진행효율의 향상은 물론 안전성 확보와 공기단축 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과가 있다.

도1은 본 고안에 의한 발파소음 저감장치가 터널입구에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 정면도,

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도,

도3은 본 고안 발파소음 저감장치의 모듈을 발췌하여 도시한 부분 절단 사시도,

도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,

도5는 본 고안의 소음관을 발췌하여 도시한 분해 사시도,

도6은 도5의 결합상태 단면도,

도7은 소음관의 작동원리를 설명하기 위한 단면도,

도8은 본 고안의 진공차단판을 도시한 부분절단 분해 사시도,

도9는 도8의 결합상태 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 차단벽 12: 진공 캐비티

13: 제3의 다공성흡음재 15: 다공성 소음마개

20: 소음관 21: 실린더

22: 피스톤 23: 압축스프링

24: 내관 24a: 기공

25: 제2의 다공성흡음재 26: 외관

26a: 기공 30: 제1의 다공성흡음재

40, 41: 철망 50: 제4의 다공성흡음재

60: 모듈 61: 입방체프레임

70: 베이스 T: 터널

Claims (15)

1. 발파작업 시에 발생되는 발파풍압을 흡수 저감시키기 위한 장치로서,

   상기 발파풍압의 진행경로상에 수직으로 설치되어 발파풍압의 진행을 차단하는 차단벽;

   일단이 개방되고 주면에 다수의 기공을 갖는 실린더와, 이 실린더의 내부에 수용되는 피스톤 및 이 피스톤을 상기 실린더의 개구 쪽으로 탄성바이어스 시키는 압축스프링을 가지며, 실린더의 개구가 발파지점을 향하도록 상기 차단벽의 내측면에 배열 고정되는 다수의 소음관;

   상기 각 소음관들을 그 개구를 제외하고 에워싸는 제1의 다공성흡음재;

   상기 소음관들의 개구쪽에 수직으로 위치되어 발파작업시 비산되는 파편을 차단하는 철망;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소음관의 실린더가 주면과 후단에 다수의 기공을 가지고 상기 피스톤과 스프링을 수용하는 내관과, 이 내관을 개구를 제외하고 에워싸는 제2의 다공성흡음재와, 주면에 다수의 기공을 가지고 상기 제2의 다공성흡음재를 감싸주는 외관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 피스톤의 외면이 소정곡률을 갖는 오목한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단벽이 내부에 캐비티를 갖는 중공으로 형성되고, 상기 캐비티가 진공으로 배기된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 차단벽의 캐비티에 제3의 다공성흡음재가 충전된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 차단벽의 후면에 배기구멍이 구비되고, 이 배기구멍에 다공성 소음마개가 결합된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 차단벽의 전면이 소정곡률을 갖는 오목한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 차단벽의 후면쪽에 제4의 다공성흡음재가 더 설치된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 소음관들의 일정수량과, 상기 제1 및 제4의 다공성흡음재와, 상기 차단벽을 각 면이 개구된 입방체상의 지지틀 내에 수용 장착하고, 상기 지지틀의 적어도 전면과 후면에 철망을 각각 설치하여 복수의 단위모듈로 구성한 후, 각 모듈을 매트릭스상으로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 소음관들의 일정수량과, 상기 제1의 다공성흡음재를 각 면이 개구된 입방체상의 지지틀 내에 수용 장착하고, 상기 지지틀의 전면에 철망을 각각 설치하여 복수의 단위모듈로 구성한 후, 각 모듈을 상기 차단벽의 전면에 매트릭스상으로 연결 고정하여 구성한 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
11. 제1항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단벽을 포함한 각 구성요소를 지면에 대해 슬라이딩 가능한 베이스상에 설치하여, 상기 발파풍압에 의해 후퇴하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 차단벽에 차량 및 보행자 출입문이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
13. 제8항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제4의 다공성흡음재가 스펀지, 부직포, 발포우레탄 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
14. 제5항에 있어서, 상기 제3의 다공성흡음재가 유리섬유인 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.
15. 제6항에 있어서, 상기 다공성 소음마개가 다공질 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발파소음 저감장치.