KR20080058020A - 가상구획으로 구분되는 구멍 배열을 이용한 저주파수용소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상구획으로 구분되는 헬름홀츠 공명기 배열을 이용한 하이브리드 소음기에 관한 것이며, 그 목적은 기존 흡음식 소음기로 제어가 어려운 저 주파수 대역의 소음저감 성능을 낮은 주파수대역에서 우수한 소음저감 성능을 보이는 공명식 소음기를 이용하여, 넓은 범위의 주파수에 걸쳐 효과적인 소음저감 성능을 발휘할 수 있는 소음기를 제공함에 있다.

본 발명은 입구로부터 유입된 배기가스의 소음을 감소시켜 출구로 배출시키는 소음기에 있어서 입구와 출구를 구비하며, 배기가스가 지나는 유로를 형성하는 본체 헬름홀츠 공명기의 개구목부에 해당하는 복수의 홀들이 상기 본체의 동일원주 상에 대하여 등간격으로 형성 배치되어, 본체의 길이방향을 따라 다수의 가상구획의 중심에 다수개의 홀군이 형성 배치되는 공명기용 외부셀 중고주파수 소음 저감을 위한 흡음재로 구성되는 기존의 흡음식 소음기를 포함하여 저주파수 대역의 소음저감 성능을 향상시킨 소음기에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

소음기, 저주파소음, 공명식, 흡음식, 동심 공명, 가상구획

Description

가상구획으로 구분되는 구멍 배열을 이용한 저주파수용 소음기{Hole Array Silencer using Virtual Division for Low Frequency Range}

도 1은 본 발명에 따른 소음기의 구조를 보이는 일 실시예

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 구조를 보이는 다른 실시예

도 3은 도 1의 X-X선을 따라 절단하여 도시한 단면개략도

도 4는 본 발명에 따른 소음기의 공명기 부분이 저주파수 밴드 소음을 감소시킬 수 있음을 보이는 투과손실 해석 그래프

도 5는 본 발명의 일 실시예의 다양한 실험예를 보인 예시도

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예의 다양한 실험예의 결과를 보이는 데이타 결과

도 7은 일반적인 다수의 홀군으로 이루어진 소음기의 투과손실 해석 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 본체

(20) : 코어부

(30)(30A)(30B)(30C) : 외부셀

(35) : 격벽

(300A)(300B)(300C) : 홀군

(300a)(30b)(300c) : 홀

(S) : 흡음재

본 발명은 디젤엔진용 소음기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 넓은 주파수대역에서 발생되는 소음특성이 고려된 소음기에 관한 것이다.

일반적으로, 소음기(muffler)는 덕트나 파이프를 통과하는 소음은 줄이되 통과하는 유동은 가급적 유지시키는 소음장치를 뜻하며, 아울러 이러한 소음기는 주파수별로요구하는 소음성능을 내어야 하고, 유동저항이 허용치 내로 되어야 하며, 또한 유지보수의 용이성 및 적정한 가격 등의 조건을 만족하여야 한다.

이러한 소음기는 그 구조 및 기능에 따라 반사식, 간섭식, 흡음식, 공명식으로 크게 구분할 수 있는데, 반사식 소음기는 여러 칸의 공간을 연속 배열하고 각 공간을 형성하는 칸막이에 관통 파이프를 설치하여 맥동적인 배기가스의 진로를 수차례에 걸쳐 차단함으로써 충격반사 작용에 의해 소음을 감쇄하도록 되어 있다. 간섭식 소음기는 배기관이 분기와 집합을 반복하는 구조를 가지고 있어 배기가스의 에너지를 약화시켜 소음제거를 하도록 되어 있으나, 소음관의 수가 많아서 부피가 커지므로 다소 비경제적이다. 흡음식 소음기는 여러 개의 칸막이 공간, 부분 천공된 소음관, 다공성 흡음제로 구성되어 소음관에 천공된 구멍을 통해 칸막이 공간에 장입된 흡음제로 배기가스를 유입시켜 소음감쇄를 하도록 되어 있다. 마지막으로, 공명식 소음기는 다분기된 공명기를 특정 주파수에 알맞은 치수와 형상으로 형성하여 헬름홀츠(helmholtz) 공명원리를 이용해 배기의 음량을 감소시키도록 되어 있으나, 저주파수 대역에서는 제어주파수 폭이 좁아서 소음원의 주파수 특성이 변하는 경우 제어 효과가 떨어지며, 소음원의 주파수가 변하지 않는 경우에도 제어주파수를 이론적으로 정확히 맞추기 힘들다. 또한 다수의 독립된 헬름홀츠 공명기를 이용하면 각각의 헬름홀츠 공명기에 대응되는 분포된 피크들로 인하여 넓은 주파수 폭에서 소음을 제어할 수 있으나, 제작에 많은 비용이 소요되므로 비경제적이다.

한편, 이러한 배기소음은 저주파수 대역에는 엔진 폭발(RPM)과 관련된 주파수 성분이 지배적이고, 중고주파수 대역에는 배기가스의 유동과 관련된 소음이 지배적이다. 다시 말해서 상기 흡음재의 흡음정도에따라 소음기의 소음저감 성능이 결정되는 흡음식 소음기의 경우에 흡음재를 통한 중고주파수 대역에서의 소음저감 성능은 우수하나, 비교적 저주파수대역에서의 소음저감 성능은 떨어지는 것이 당연하였다.

특히, 저주파수대역에서의 낮은 소음 저감량을 만족시키지 못하는 사례는 중형엔진에서 많이 발생되고 있으며, 일반적으로 이러한 중형엔진의 소음기 타입에서 저주파수 대역의 소음저감 성능을 개선하기 위해서 외통의 직경(입출구 단면비)을 증가시키는 방법(예컨대 직경을 20%이상으로 크게 증가시킨 경우에 한에서만 3dB 정도의 소음 저감량이 발생)을 많이 사용하고 있었으나, 이러한 방법은 주변 구조로 인한 소음기의 부피 제한 및 소음기 제작 단가 상승 등의 이유로 실제 적용상에 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 일반적으로 비교적 높은 주파수(통상 1kHz이상)대별 우수한 소음저감 성능을 보이는 흡음식 소음기와 비교적 낮은 주파수(통상 500Hz이하)대별 우수한 소음저감 성능을 보이는 공명식 소음기가 조합된 하이브리드형 소음기를 제공하여, 넓은 범위의 주파수에 걸쳐 효과적인 소음저감 성능을 발휘할 수 있는 소음기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 입구로부터 유입된 배기가스의 소음을 감소시켜 출구로 배출시키는 소음기에 있어서; 입구와 출구를 구비하며, 배기가스가 지나는 유로를 형성하는 본체; 헬름홀츠 공명기의 개구목부에 해당하는 복수의 홀들이 상기 본체의 동일원주 상에 대하여 등간격으로 형성 배치되어, 본체의 길이방향을 따라 가상의 구획으로 구분되는 다수개의 홀군이 형성 배치되는 공명기용 외부셀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 내부 유로 상에는 길이방향을 따라 흡음재가 충전된 코어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부셀은, 본체의 길이방향을 따라 다수개로 배치되어; 상호 이웃하는 외부셀이 격벽에 의해 구획 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 배기가스 출구 측에 배치되는 종단측 외부셀의 내부에는 흡음재가 충전되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 소음기의 구조를 보이는 개략도로서, 도 3은 도 1의 X-X선을 따라 절단하여 보인 단면개략도로서, 본 발명의 실시예에 의한 소음기는, 비교적 높은 주파수(통상 1kHz이상)대에 있어 우수한 소음감쇄 특성을 보이는 흡음식과, 비교적 낮은 주파수(통상 500Hz이하)대에 있어 우수한 소음감쇄 특성을 보이는 공명식 타입을 채택한 하이브리드형 소음기를 기반으로 하였다.

아울러, 본 발명의 실시예로서, 상기 비교적 높은 주파수대역에 대한 소음특성을 보이는 흡음식의 경우, 일반 흡음코어를 구비하는 구조를 그대로 채택하였으며, 본 발명의 실시예에 적용된 흡음식 코어부를 통한 주파수(통상 1kHz)대역의 소음저감에 대한 관련 상세설명은 생략한다.

우선, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소음기는, 내부에 배기가스가 지나도록 유로를 갖는 본체(10)와 이 본체(10)의 원주방향에 대하여 헬름홀츠 공명기의 개구목부에 준하는 홀군(300A)(300B)(300C)들이 배기가스의 흐름방향에 대하여 나란히 구비되는 외부셀(30)로 이루어진다.

본체(10)는, 유로의 중심부에 흡음재(S)가 충전된 코어부(20)가 설치 구성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 이러한 코어부(20)는 비교적 높은 1kHz 주파수 대역의 소음감쇄 특성을 보이는 것이다.

이에 부가되어 설치 구성되는 외부셀(30)은, 상기 코어부(20)를 통한 소음감쇄의 특성으로부터 간과되는 저주파수 대역의 소음의 저감량을 향상시키기 위해 본체의 원주방향에 외부에 설치 구성되는 공명기용 체적을 이루는 셀 구조로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 헬름홀츠 공명기의 개구목부에 해당하는 복수의 홀(300a)(300b)(300c)들이 상기 본체(10)의 동일원주 상에 대하여 등 간격으로 형성 배치되어 하나의 홀군(300A)(300B)(300C)을 형성하되, 이러한 각각의 홀군(300A)(300B)(300C)은 본체(10)의 길이방향을 따라 다수개로 형성 배치된다. 각각 홀군(300A)(300B)(300C) 내에서 동일원주상의 길이방향으로 1개의 홀군은 1개의 헬름홀츠 공명기에 해당하며, 이웃한 1개의 홀군은 다른 제어 주파수를 가지는 헬름홀츠 공명기에 해당한다. 이들 동일원주상의 길이방향 개별 홀군은 가상구획으로 구분되며 각각의 개별 홀군은 제어주파수에 해당하는 특정의 구멍 크기와 개수로 결정된다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 외부셀(30)은 본체(10)의 길이방향을 따라 다수개로 배치하여, 제어하고자 하는 주파수 밴드의 구분에 따라 상호 이웃하는 외 부셀(30A)(30B)(30C)을 격벽(35)을 통해 구획 배치하도록 하였다.

이는 일반적으로 배기가스에 의한 유동소음의 주파수 특성이 고주파수에서 큰 것으로 알려져 있으며, 이러한 연유로 공명식 소음기의 경우는, 배기가스가 유입되는 소음기의 입구측에서 보다 낮은 주파수 대역의 삽입손실(소음을 기준으로 외부셀로 삽입되어 상쇄되는 소음의 손실정도, 소음저감을 나타냄)을 이루게 되며, 소음기의 출구측을 향하며 보다 입구측에 비해 보다 높은 주파수 대역의 삽입손실을 구현하게 되는 바, 본 발명의 실시예에 따른 외부셀(30)은 본체(10)의 길이방향을 따라 순차적으로 일정체적을 갖는 다수의 외부셀(30A)(30B)(30C)을 배치하도록 하여, 상호 이웃하는 외부셀 간에 격벽(35)을 통해 일정체적을 유지하도록 하였다. 이러한 각 외부셀(30A)(30B)(30C)이 갖는 길이 및 그 체적은 엔진의 속도(RPM), 배기가스의 온도 등 감쇄 대상되는 소음의 주파수에 의해 결정되는 것이다. 참고로 본 발명의 실시예에서 외부셀(30A)(30B)(30C)을 3개로 결정한 것은 중형엔진의 폭발성분 중 저주파수에 해당하는 50Hz∼63Hz, 160Hz∼250Hz 옥타브 밴드 소음 저감을 위한 공명식 소음기와 중고주파수를 위한 흡음식 소음기로 전체 소음기를 구성하였기 때문이다. 본체(10)의 전방측에 위치하는 초기 외부셀(30A)의 길이 및 그 체적을 다른 외부셀보다 크게 형성 배치한 것은 헬름홀츠 공명기의 제어주파수가 헬름홀츠 공명기의 부피에 반비례하고 또한 제어주파수폭이 주파수에 비례하므로, 63Hz 옥타브 밴드 소음 제어를 위해서는 헬름홀츠 공명기의 부피가 커야하고, 비교적 많은 수의 헬름홀츠 공명기가 필요하기 때문이다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 격벽(35)을 통해 소음기의 전방으로부 터 종단측을 향하며 순차적으로 배치된 외부셀(30A)(30B)(30C)을 통해, 최전방에 배치된 외부셀(30A)은 45~70Hz 대역('P1'지점)의 소음감쇄특성을 보이게 되며, 그 다음에 배치되는 외부셀(30B)은 140~300Hz 대역('P2'지점)의 소음감쇄특성을 보이게 된다. 아울러, 종단측 외부셀(30C)의 경우는 도시되진 않았으나 1kHz 대역의 비교적 높은 대역의 소음감쇄특성을 보이도록 하였다.

한편, 일반적으로 공명기용 소음기의 경우, 흡음식에 비해 비교적 낮은 주파수 대역의 소음감쇄특성을 보이는 것이나, 상기와 같이 개구목부 및 일정체적을 갖는 각각의 외부셀들은 독립된 해당 주파수영역에 대해서만 소음감쇄 특성을 보이고 있으며, 아울러 개구목부 및 체적의 설계변경에 따라 변동될 수는 있으나, 일반적으로 독립된 해당 주파수 영역에 대해 단일 파형을 형성하며, 단일 파형의 폭 또한 좁은 주파수 대역에 국한되는 문제점이 발생되었다.

본 발명에 따른 상기 외부셀(30A)(30B)(30C)은 이러한 단일 파형 및 좁은 주파수 대역의 폭을 갖는 특성을 해소하기 위한 것으로, 다시 도 4를 참조하여 설명하면, 격벽(35)으로 구획 배치된 외부셀(30A)(30B)의 체적을 통해 독립된 주파수 대역을 형성하되, 하나의 외부셀 내에 형성 배치된 홀군(300a)(300b)을 통해 해당 주파수 대역에 대해 다수개의 피크를 형성시키고 있음을 확인할 수 있다.

이는 하나의 외부셀(30A)(30B) 내부가 각각의 홀군(300a)(300b)들에 대응하는 가상의 공명용 체적을 형성하게 됨으로서 구현됨을 알 수 있었다. 이러한 다수개의 피크를 형성함으로서 해당 주파수 대역에서 보다 넓은 소음감쇄 특성을 구현 할 수 있는 것이다.

일반적으로 공명식 소음기의 변수로 작용되는 외부셀의 체적/ 홀의 직경, 길이, 형상/ 본 발명의 실시예에 의한 홀과 홀 사이의 거리/ 홀군과 홀군 사이의 거리에 대한 설계 차에 따라 발생되는 주파수 대역의 변동은 변수로 고려하였으며, 아울러, 이러한 변수는 엔진의 속도(RPM), 배기가스의 온도 등에 의한 소음 특성에 따른 변수에 대응하여 설계변경 되는 것이다.

한편, 이러한 본 발명에 따른 각각 독립된 체적을 갖는 외부셀에 다수열로 구비된 홀군(300A)(300B)(300C)의 홀 간격, 개수, 직경은 다음과 같은 원리로 결정된다.

먼저 본 발명에서와같이, 원주상의 홀 즉 홀군(300A)(300B)(300C)은 헬름홀츠 공명기의 확장형인 동심 공명기에 해당하는 것으로, 이러한 동심 공명기 이론에 따라 동심 공명기의 임피던스(식 (1)과 같이)를 계산할 수 있으며, 전달행렬 이론식으로부터 제어 주파수는 식 (2)와 같이 결정된다.

(1)

여기서

는 동심 공명기의 임피던스,

는 원주상의 구멍 개수,

는 등가 목길이(=관 두께+0.85*구멍 직경),

는 홀의 면적,

는 음속/체적 면적,

,

는 홀 전후 방향 간격이다

(2)

상기에서 설명한 동심 공명기 이론에 따라 원주상의 구멍 개수, 직경 및 소음기 길이 방향의 구멍간 거리(체적의 부피를 결정)가 일차적으로 결정된다.

소음기 길이 방향으로 구멍의 직경 또는 개수를 달리 정하는 것은 단일 주파수가 아니라 일정 구간에서 제어효과가 있도록 하기 위함이다. 이를 위해서는 제어할 구간에 분포된 여러 개의 제어 주파수에 해당하는 동심 공명기들이 필요하다.(도면 4 참조) 이는, 본 발명에서와 같이, 본체(10)의 길이방향을 따라 다수개의 홀군을 이용하여 제어를 목적으로 하는 해당 주파수대역에 대해 여러 개의 제어 주파수에 해당하는 피크 즉, 동심 공명기들을 구현하게 되는 것이다.

한편, 인접한 제어 주파수간의 간격이 좁을수록 제어하고자 하는 구간의 투과손실이 전체적으로 높아지게 된다. 따라서 주어진 공간에 여러 개의 동심 공명기를 효과적으로 배치하는 것이 중요한데, 이는 홀의 개수, 직경 및 간격에 의해 결정된다. 즉, 동심 공명기 이론식과 여러 개의 동심 공명기를 배치하였을 때의 투과손실 예측 결과를 토대로 최종적으로 홀의 개수, 직경 및 간격을 결정하게 되는 것이다.

아울러, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 각각의 외부셀(30A)(30B)(30C)이 갖게 되는 길이는 제어하고자 하는 주파수에 따라 결정되는 것으로, 이러한 길이를 결정하는 원리는 단순 확장형 소음기의 투과손실 성능식(아래 식 (3))으로부터 결정되며, 이때 투과손실이 최대가 되는 주파수는

이

가 될 때이다. 즉 구간의 길이가 제어할 주파수에 해당하는 파장의 1/4배일 때 투과손실이 최대가 된다.

(3)

여기서

는 파장(=

),

은 입출구의 면적비,

은 외부셀의 구간 길이이다.

이를 통해, 예) 음속=340m/s, 제어주파수=50Hz이면 구간의 길이는 1.7m이다.

예) 음속=340m/s, 제어주파수=200Hz이면 구간의 길이는 0.425m이다

한편, 도 2는 본 발명에 따른 소음기의 다른 실시예를 보이는 것으로, 도시된 바와 같이, 상기 본체(10)의 배기가스 출구 측에 배치되는 종단측 외부셀(30C)의 내부에는 흡음재(S)를 충전하였다. 이처럼 종단측 외부셀(30C)에 흡음재(S)를 더 부가 충전하는 경우, 흡음재(S)가 충전되지 않은 상기 일 실시예에 의한 종단측 외부셀보다 비교적 높은 주파수 대역에 소음감쇄 특성을 보이게 되어, 전체적으로 낮은 주파수 대역에서부터 높은 소음감쇄 특성을 보이는 전방측 외부셀(30A)과, 중간부의 외부셀(30B)과, 흡음재(S)가 충전된 종단측 외부셀(30C), 및 본체(10) 중앙부에 배치된 흡음재(S)가 충전된 코어부(20)로 이어지면 전체적인 넓은 주파수 대역의 걸쳐 소음감쇄 특성을 나타낼 수 있는 것이다.

이하, 도 5는 상기 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 외부셀을 이용한 소 음감쇄특성을 확인하기 위해 적용된 다양한 외부셀의 개략도를 도시한 것으로,

이때 도시된 바와 같이, 기존의 비교적 높은 주파수 대역의 소음감쇄 특성을 보이는 코어부(20)와 종단측 외부셀(30C)내에 충전되는 흡음재(S)의 구성은 생략하였으며, 실험예에서는 본 발명에 따른 길이방향의 외부셀(30A)(30B)(30C) 내부에 각각 형성된 홀군(300A)(300B)(300C)의 개수(N) 및 각각의 홀(300a)(300b)(300c)의 직경(D)에 관한 변수만을 고려하기로 한다.

- 제1실험예(a)에 의한 외부셀은, 도 3 (a)에 도시된 바와 같이, 본체를 따라 순차적으로 구획 배치된 외부셀(30A)(30B)(30C)에 모두 동일하게 1 개씩의 홀군(300A)(300B)(300C)을 형성하였으며, 그 각각의 홀(300a)(300b)(300c)이 갖는 직경을 23mm/60mm/120mm 을 이루도록 하였으며, 아울러 동일원주 상의 개수 즉, 하나의 홀군(300A)(300B)(300C)을 형성하는 각각의 홀(300a)(300b)(300c)의 개수를 5/5/1개로 배치하였다.

- 제2실험예(b)에 의한 외부셀은, 도 3 (b)에 도시된 바와 같이, 본체를 따라 순차적으로 구획 배치된 외부셀(30A)(30B)(30C)에 대해 각각 5/3/2 개씩의 홀군(300A)(300B)(300C)을 형성하였으며, 그 각각의 홀(300a)(300b)(300c)이 갖는 직경을 23mm/60mm/120mm 을 이루도록 하였으며, 아울러 하나의 홀군(300A)(300B)(300C)을 형성하는 각각의 홀(300a)(300b)(300c)의 개수를 10/10/10개로 배치하였다.

- 제3실험예(c)에 의한 외부셀은, 도 3 (c)에 도시된 바와 같이, 다른 조건에 대해서는 상기 제2실험예와 동일하게 부여하는 동시, 종단에 배치된 외부 셀(30C)에 형성 배치된 홀군(300C)의 직경을 달리 하였다. 즉, 종단측에 배치된 2개소의 홀군(300C)을 형성하는 홀(300c-1)(300c-2)의 직경을 각각 90mm/120mm 으로 달리 구성하였다.

아울러, 도 6a에 도시된 표는 상기 제1,2,3실험예를 통해 나타나는 주파수대별 삽입손실 정도를 보이는 실험데이타로서, 참고로"삽입손실"은 외부셀을 향한 소음의 삽입정도를 나타내는 것으로 삽입손실이 크다는 것은 큰 소음감쇄를 말하는 것이다.

도 6a에 나타난 바와 같이, 60Hz 지점에서는 제1실험예의 120mm 직경의 홀(300c)을 갖는 종단측 외부셀(30C)을 통해 헬름홀츠 공명기로 작동하는 주파수이다. 다른 실험예에 비해 5dB 정도 소음 감쇄 특성을 가짐을 알 수 있다. 또한, 230Hz~350Hz 지점에서는, 각각 하나의 홀군(300C:도 1참조)을 갖는 제1실험예에 비해 다수개의 홀군(300A)(300B)을 갖는 제2 및 3실험예에서의 높은 소음 감쇄를 확인할 수 있다.

도 6a에 나타난 바와 같이, 제1실험예(홀군이 하나일 경우)에 대해서는 각각의 외부셀에 있어 각각 독립되어 형성된 해당주파수의 대역폭이 비교적 좁게 형성되며, 각각의 해당 주파주 대역에 있어서도 하나의 피크가 발생됨을 확인할 수 있었다.

이에 반해 제2 및 제3실험예(홀군이 각각 5, 3, 2개로 구비되는 경우)에 대해서는 각각의 외부셀에 있어 각각 독립되어 형성된 해당주파수의 대역폭이 비교적 넓게 형성되며, 각각의 해당 주파주 대역에 있어서도 5, 3, 2개소의 피크가 형성됨 을 확인할 수 있었다. 이는 도 7에 나타난 바와 같이 일반적인 다수의 홀군으로 구성된 소음기(일명 타공형 소음기)의 제어주파수가 1개인 것과는 상반되는 결과로서, 홀의 개수가 타공형 소음기의 경우 보다 상당히 적음으로 인하여 각각의 홀군에 대응하는 체적이 다름에 따라서 나타난 현상이다. 즉 각각의 홀군이 격벽과 같은 실제구획으로 구분된 것과 같은 효과가 나타난 것이다.

계속해서, 도 6b는 상기 제1실험예를 기준으로 한 제2실험예와 제3실험예 간의 소음감쇄의 차이를 나타낸 실험데이타로서, 이는 제2실험예에 비해 종단측 외부셀(30C)에 형성된 홀군(300C:도 1참조)들의 직경차를 발생시키는 것으로, 도시된 바와 같이, 홀군의 직경차로 인하여 제어주파수가 변경됨을 보이고 있다. 이는 적절한 홀군의 설계(직경 및 개수)로 제어주파수 간의 골을 없애 넓은 주파수 대역에서 효과적인 소음 저감이 가능함을 보이는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 기존의 저주파수 대역의 소음감쇄 특성을 기존의 공명 캐비티 내에 제어를 목적으로 하는 해당 주파수대역에 있어 가상구획으로 구분되는 복수개의 동심 공명 효과를 유발하도록 한 천공된 다수의 홀군을 통해, 저주파수 대역에 대해 다소 제한적이였던 기존의 저주파수 대역에 대한 소음감쇄 특성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 중고주파수대역의 소음감쇄 특성을 갖는 흡음재를 이용한 흡음식 및 본 발명에 따른 동심공명 효과를 갖는 공명식 소음기의 조합을 통해 전체적으로 넓은 주파수 대역에 대해 소음저감의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입구로부터 유입된 배기가스의 소음을 감소시켜 출구로 배출시키는 소음기에 있어서,

   입구와 출구를 구비하며, 배기가스가 지나는 유로를 형성하는 본체;

   헬름홀츠 공명기의 개구목부에 해당하는 복수의 홀들이 상기 본체의 동일원주 상에 대하여 등간격으로 형성 배치되어, 본체의 길이방향을 따라 가상의 구획으로 구분되는 다수개의 홀군이 형성 배치되는 공명기용 외부셀;

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가상구획으로 구분되는 구멍배열을 이용한 저주파수용 소음기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 내부 유로 상에는 길이방향을 따라 흡음재가 충전된 코어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가상구획으로 구분되는 구멍배열을 이용한 저주파수용 소음기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 외부셀은, 본체의 길이방향을 따라 다수개로 배치되어,

   상호 이웃하는 외부셀이 격벽에 의해 구획 배치되는 것을 특징으로 하는 가상구획으로 구분되는 구멍배열을 이용한 저주파수용 소음기.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 본체의 배기가스 출구 측에 배치되는 종단측 외부셀의 내부에는 흡음재가 충전되는 것을 특징으로 하는 가상구획으로 구분되는 구멍배열을 이용한 저주파수용 소음기.

Images