KR20060132524A

KR20060132524A - 소음저감과 전력생산을 이용한 방음패널의 제조방법

Info

Publication number: KR20060132524A
Application number: KR1020060116156A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 이상철
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2006-12-21

Abstract

본 발명은 방음패널을 제작할 때 방음판 내부에 스피커를 일률적으로 내장시켜 고소음 발생지역의 소음방지와 투과손실을 증가시키는 방법과 스피커 진동판의 떨림에 의해 소리에너지를 진동에너지로 바꾸고 전기에너지로 전환하는 것을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발생된 전기에너지는 축전지에 저장하거나 조명등을 밝히는 것과, 주파수에 맞는 스피커를 제작하여 두께가 얇아도 최대한의 투과손실을 얻을 수 있는 방음패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.

흡음재 , 스피커 , 소음방지 , 투과손실 , 주파수 , 진동판

Description

소음저감과 전력생산을 이용한 방음패널의 제조방법{THE MANUFACTURING METHOD OF SOUNDPROOFING PANEL BY USING NOISE REDUCTION AND ELECTRIC POWER-PRODUCTION}

도 1 은 본 발명에 따른 방음패널의 측 단면도이고,

도 2 는 본 발명에 따른 스피커의 단면도이며,

도 3 은 본 발명에 따른 일반적인 방음벽 형태이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

40 - 축전지 , 41 - 연결장치, 42 - 조명등,

30 - 방음패널, 33 - 흡음재, 34 - 스피커, 36 - 타공판

22 - 자석, 24 - 프레임, 25 - 콘지, 26 - 보이스코일

본 발명은 방음패널에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 방음판을 설치함으로 소음을 차단하는 목적과 음원으로부터 발생 된 음파를 진동에너지로 전환되어 전기에너지로 변환시켜 소량의 전기를 생산하게 되며, 또한 에너지 보존의 법칙에 따라 최소량의 에너지를 투과시켜 투과손실을 최대로 하여 방음효과를 증대시킬 수 있는 방 음패널에 관한 것이다.

일반적으로 에너지는 서로 전환되는 성질이 있으며, 이를 이용한 다수의 장치가 안출되어 있다.

일반적으로 방음벽은 외부의 소음을 차단 또는 흡음하기 위하여 소음의 전달경로 사이에 설치되는 벽으로서, 특히 급격한 교통수단의 신장에 따라 점차 적으로 소음문제가 심각해지면서 차량에서 발생하는 소음이 인접한 주택 등의 건물에 직접 전파되지 않도록 철로나 고속도로 등의 도로변에 설치되고 있다

또한 공장, 작업장, 옥외 냉각팬, 유흥업소 등은 지속적인 소음을 방출하고 있어 주변의 생활환경이 소음으로 인하여 침해받고 있는 실정이다.

이러한 흡음형 방음벽은 도1에 도시된 바와 같이, 다수의 흡음공이 형성된 전면판(11)으로부터 일정간격으로 이격되어 배면판(12)과,상기 전면판(11)과 배면판(12)이 이루는 내부공간에 설치되는 흡음재(13)를 포함하는 다수의 방음패널(10)이 일정간격으로 세워진 H형의 단면을 가지는 지주(14) 하부측의 베이스 철판(15)으로 콘크리트에 고정 시키고 사이에 방음패널을 상하로 적층 조립하여 일정배열로 형성되며, 음원에서 발생 되는 소음을 차단 또는 흡음하는 역할을 수행한다.

상기와 같은 흡음형 방음벽은 전면판(11)과 후면판(12)사이의 내부공간에

흡음재(13)가 장착되는데 이러한 흡음재(13)는 통상적으로 다공질의 재료인 그라스울, 폴리우레탄, 세라믹 소결폼 등이 사용되며 낮은 면밀도와 육안으로는 보이진 않지만 무수한 유공들을 포함하여 발생한 소음을 효율적으로 제어하는 역할을 수행하게 된다.

종래의 다수의 방음판은 단순히 소음을 흡음하는 역할과 형상에 따른 음의 회절에 그 중점을 두었으며, 고 소음이 발생되는 지역에서는 종전의 방음패널로는 만족할만한 효과를 거둘 수 없었다.

통상적인 방음패널을 제작하는 방법은 전면에 타공된 철판과 흡음소재(음에너지를 열에너지로 변환가능한 소재)와 그 후면에 공기층을 두며, 이것을 감싸는 절곡된 철판으로 구성되어 있다.

소음을 차단/감소시키는 방법은 크게 2가지로 구분된다. 첫째 차음판으로 통상의 도로 방음벽의 투명판을 연상시키고. 둘째 흡음판으로 위에서 설명한 바와 같이 타공(구멍이 뚤린)된 철판+흡음재+공기층+철판(외곽을 감싸는 골격)으로 구성되어 있다.

흡음재를 사용하는 목적은 소음원측 내부에 음압의 상승을 방지하므로, 이는 발생된 음이 증폭되지 않게 하기 위함이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 방음패널을 제작시 패널내부에 스피커를 내장시켜 스피커의 콘지 진동으로 소음을 감소시켜고 투과손실을 증가시키는 방법과 스피커의 진동으로 소리에너지를 전기에너지로 전환하여 소량의 전기를 생산하는 방안 등을 결합시킨 방음패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.

따라서 본 발명에서는 소리로부터 음의 전환과 축전이 수행됨으로써, 고소음지역의 소음저감 및 전력 보충장치로서 사용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

예시도면 도1 은 본 발명에 따른 소음저감 및 전기전환 방음패널의 개념도 이고,

예시도면 도2 는 본 발명에 따른 스피커 단면도에 이며, 예시도면 도3 은 일반적인 방음벽의 개념도 이다.

본 발명은 자석에 의한 자기장 내에 코일을 두고 힘을 가해 움직여 주면 코일에 전류가 유도된다.(전자기유도현상) 플레밍의 오른손 법칙에 따라, 자기장 안에서 도체가 이동할 때 전자유도에 의해 그 도체에 기전력이 유기되는 원리를 이용한 것이다.

공기의 진동(음압)에 의해 진동판(25)이 진동을 하면, 이 힘은 코일(26)에 전달 되어 진동판(25)에 붙어있는 코일(26)이 힘을 받아 흔들리면서 자석(22)에 의한 자기장 속에서 움직여 코일(26)에는 전압이 발생하게 된다. 그에 따라 전류를 유도하여 전기신호로 바뀌게 된다. 즉 기계적 진동은 결과적으로 전기적 신호로 변화하게 된다.

더 상세하게는 보이스코일(26)의 안쪽이나 바깥쪽에는 자석(22)이 있어 보이스코일(26)은 이 자석(22)들이 만드는 자기장 속에 잠겨있다. 외부에서 발생된 음(음압)은 콘(진동판)(25)에 전달되며 콘(25)은 보이스코일(26)에 접착되어 있으므로 콘(25)이 운동할 때 보이스코일(26)도 따라 움직인다.

보이스코일(26)에서 만든 자기 모멘트와 영구 자석이 만든 자기장이 상호 작용하여 보이스 코일(26)을 상하 운동시킨다. 이 원리로 보이스 코일 양끝에 전류가 발생하게 된다. 결과적으로 스피커 콘(25)진동으로 인하여 전기(전기에너지)출력으로 바뀌어 진다.

여기서 스파이더(26)나 에지서라운드(28)는 스피커콘(25)과 보이스코일(26)이 정확한 중심을 유지하도록 고정하는 역할을 하게된다.

스피커의 능률을 결정하는 것은 콘의 크기와 무게, 자석의 세기, 보이스 코일의 지름과 코일 감은 수 등이다. 콘이 클수록, 무게가 가벼울수록, 자석의 세기가 셀수록, 보이스 코일 지름과 감은 수가 클수록 같은 소리로 큰 전류를 낼 수 있지만 이 조건들은 서로 반대의 관계에 있다.

예를 들면 콘이 커지면 무게가 무거워지고, 보이스 코일의 감은 수를 늘리면 저항과 무게가 커지는 등의 문제가 생긴다.

자석의 세기를 크게 한다고 무한정 큰 자석을 쓸 수는 없다. 그러므로 이 변수들을 적절히 조정해서 원하는 성능을 가진 음의 주파수에 맞는 스피커 유닛을 설계해야 최대의 전류를 생산할 수 있다.

본 발명은 방음패널(30)내에 일정한 간격으로 스피커(34) 내장시키고 스피커에서 투과된 소음을 적절한 방법으로 저감할 수 있는 흡음재(33)와 공기층(32)을 후면에 위치하며, 스피커(34)의 전면에는 외부 유수분의 침투를 방지하는 방수포(35)와 소음의 흡수가 용이하고 스피커를 외력으로부터 보호할 수 있는 타공철판(36)을 장착하고, 이들을 외판(31)으로 감싸 적정한 크기의 방음패널로 제작한다.

또한 스피커(34)를 내장시킬때 전기를 포집할 수 있는 전선(41)과 연결장치를 내장시켜 조명장치나 축전지로 보다 편리하게 연결시킬 수 있게 한다.

본 발명은 스피커(34)를 마이크로폰과 같이 이용하면 다소 작은 전기에너지를 생성할 수 있는 원리와 스피커의 콘지(25)의 진동으로 에너지를 흡수하는 원리를 이용한 것이다.

방음패널(30) 내부 스피커(34)와 흡음재(33) 보호를 위해 외부 충격을 고려한 두께인 알루미늄판 혹은 스테인리스 판 이와 동일한 성능을 발휘할 수 있는 판으로 선정한다.

선정된 판은 음의 흡수를 방해하지 않는 일정한 크기, 간격으로 펀칭머신을 이용하여 타공하거나 기존 시제품을 구매한다.

차음을 위한 외판(31)으로는 시제품인 아연도금, 전기 아연도금 철판, 스테인리스 판 등으로 이와 동등한 성능을 가진 자재로 하여 외부 충격에 견딜 수 있으며 음의 투과손실을 고려한 두께로 선정한다.

크기는 타공판(36)과 내부 충전물 두께를 삽입 할 수 있는 상ㆍ하, 좌ㆍ우 마구리를 고려하여 절단, 절곡, 용접등의 방법으로 제작한다.

스피커 뒷면에 충전될 흡음재(33)는 비산먼지 등의 스피커 구성품 성능에 영향을 주지 않는 발포폼(우레탄 폼, 멜라민 폼)이나 폴리에스테르 흡음재 등이다.

내부 스피커는 가정이나 폐차 등에서 버려지는 재이용이 가능한 오디오 스피커를 이용할수도 있도록 하며, 스피커 구성품은 도1의 패널 크기에 맞게 내부에 내장 될 수 있는 가로세로 일정한 간격으로 하여 스피커 바스켓 등을 지지할 수 있도록 가대를 설치한다.

스피커(34)가 외부에서 침투되는 우수를 차단하기 위하여 적절한 음의 투과는 용이하며 수분의 침투는 용이하지않는 제품을 선정하여 스피커를 보호한다.

본 발명은 지금까지 큰소리는 흡음과 차음으로 구별되는 방음기술을 서술하였지만 큰 소음도 경우에 따라서는 에너지원이 될 수 있음을 뒷받침하여주며, 우리는 자연으로부터 에너지를 공급받고 또 인위적으로 만들어 내기도 한다.

본 발명의 주목적은 기존 흡음패널 내부에 타공판(36) 후면에 스피커(34)와 흡음재(33)를 내장함으로써 소리(소음)의 매질인 공기(음파)의 진동으로 스피커(34)의 진동판(25)에 전달되며 이 진동판(25)의 떨림에 의해 코일(26)에 달려있는 자석(22)으로 인해 소량의 전기가 생산되어 발전(發電) 및 방음(方音) 2가지 효과를 동시에 볼 수 있으며, 스피커(34) 구성품에 연결된 전기케이블(41)을 이용하여 생산된 전기에너지를 축전지(40)를 통해 축전하며 필요시 조명등(42)을 설치하며 소비한다.

이와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라, 이 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 상기와 같이 적용할 수 있는 방음패널을 제작하여 공장이나 작업장 내에 저주파수나 고소음이 발생되는 지역에 적절하게 그리고 다량의 스피커가 내장된 방음판을 제작 설치함으로 기존의 방음패널이 가지고 있는 흡음에 의한 성질과 투과손실 그리고 소음저감을 충분히 만족시킬 수 있다.

또한 발생소음원에 대하여 주파수 성분을 조사하여 주파수에 맞는 스피커를 방음패널에 내장함으로 최대의 소음저감 효과와 에너지 변환효율을 얻을 수 있다.

이는 본 발명이 요구하는 최대의 전기에너지를 생산할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 근본 목적은 흡음패널의 의한 소음저감이 목적이며, 질량 보존의 법칙에의한 소리에너지를 진동에너지로 변환시켜 투과손실을 증가시키며 지속적으로 발생되는 음에너지를 스피커의 진동판이 연속적으로 진동하여 전기에너지를 얻는 방법이 2차 목적이다.

본 발명은 에너지를 얻는 방법 중에는 원자력,태양열,화력,수력,조력,풍력 등으로 에너지를 얻을 수 있지만 날로 고갈되어가는 에너지를 미약하지만 일정하게 발산되는 소음으로부터 얻는 방법을 발명한 것이다.

공장이나 작업장 내에 지속적인 소음은 확산범위가 넓기 때문에 다량의 스피커가 내장된 방음패널을 설치함으로 방음(方音) 및 발전(發電) 2가지 효과를 동시에 볼 수 있다.

스피커 구성품에 연결된 전기케이블을 이용하여 생산된 전기에너지를 축전지를 통 해 축전하거나 조명등을 설치하여 필요에 따라 상시조명 및 시설을 설치할 수 있다.

또한 고소음 발생지역이므로 방음효과도 탁월하며, 이는 작업자의 근무환경개선에

도 큰 효과가 있다

Claims

전면에 스피커형상으로 코일과 자석이 부착되어 제작된 흡음패널로 진동에너지나 음에너지를 전기에너지로 전환되어 소량의 전기를 생산할 수 있는 구조로 제작된 패널을 형성하는 것을 특징으로 하는 방음패널