KR20100130823A - 건설기계용 엔진룸 흡음장치 - Google Patents

Abstract

게시된 발명은 엔진룸의 내부로 공기를 유입시키는 통로 상에 인접하여 서로 다른 단면적을 갖는 흡음장치를 설치하여 통로를 통해 외부로 방출되는 엔진룸 내부의 소음의 위상이 다른 소음으로 분산 및 배출될 때 그 위상이 서로 상쇄되도록 함으로써 소음을 감쇄시킬 수 있는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 관한 것으로, 외기가 엔진룸 내부 유통되도록 개방된 개구부를 구비하며, 상기 개구부 후방에 위치하여 일측이 쉬라우드에 지지되는 방열기; 유통되는 공기의 강제 순환을 위해 회전하는 냉각팬;을 포함하는 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 있어서,

내주연 및 외주연을 가지며, 상기 내주연 내측에 제1 공기통로가 형성되는 다수의 차음덕트; 미리 설정된 기울기를 갖도록 유입구의 직경이 유출구 보다 크게 형성되는 소음간섭통로를 구비하며, 상기 각각의 차음덕트 내부에 설치되는 경사 실린더 덕트; 일측이 상기 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되며, 유동이 방지되도록 상기 다수의 차음덕트를 지지하는 덕트 하우징;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

건설기계, 엔진룸, 차음덕트, 실린더 덕트, 흡음재

Description

건설기계용 엔진룸 흡음장치{ENGINE ROOM NOISE SILENCER FOR HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT}

본 발명은 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진룸의 내부로 공기를 유입시키는 통로 상에 인접하여 서로 다른 단면적을 갖는 흡음장치를 설치하여 통로를 통해 외부로 방출되는 엔진룸 내부의 소음의 위상이 다른 소음으로 분산 및 배출될 때 그 위상이 서로 상쇄되도록 함으로써 방출 소음을 감쇄시킬 수 있는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기나 휠로더를 포함하는 건설중장비는 건설현장에서 굴삭이나 인양 및 적재 작업을 수행하여야 하기 때문에 엔진마력이 크고 엔진부하 및 과열을 방지하기 위한 냉각시스템도 대용량으로 제조된다.

도 1은 종래 엔진룸을 개략적으로 도시한 것으로써, 외기의 유통을 위해 개방된 개구부(7)를 구비한 엔진룸(10) 내부에 엔진(3)과 유압 시스템(4)의 냉각을 위해 라디에이터를 포함하는 방열기(1)가 설치되고, 외기를 흡입하기 위해 냉각 팬(2)은 엔진(3)에 의해 구동되거나 유압 모터에 의해 작동된다.

냉각팬(2)에 의해 개구부(10)로 유입되는 외기는 방열기(1)를 냉각하고 쉬라우드(5) 및 냉각팬(2)을 거처 엔진룸(10) 상부의 커버(6)로 배출된다.

개구부(7)를 통하여 외부로 나오는 냉각 및 엔진 관련 소음들을 저감하기 위하여 흡음장치(8)가 개구부(7)에 인접하게 설치되며, 흡음장치(8)는 일정한 사선 형태의 사선 방향으로 기울어진 다수의 블레이드(9)를 구비하며 개구부(7)를 통하여 유입되는 외기는 블레이드(9)의 상면(9a) 및 하면(9b)에 부딛혀 안내되면서 냉각팬(2) 및 엔진(3) 측으로 순환된다.

외기의 유입 또는 유출시 소음을 저감 시키기 위하여 블레이드의 상면(9a)와 하면(9b) 상에 흡음 물질을 부착하기도 한다.

그러나, 종래의 엔진룸에서 외부로 발생하는 소음을 저감하기 위한 기술은 흡음덕트 및 블레이드를 개구부에 인접하게 설치하였지만, 이는 공기 유입을 위한 통로의 크기를 감축시킴으로써 냉각 성능에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

또한, 흡음덕트에 고정하는 블레이드 각도를 설정하기 곤란하고, 외기가 블레이드와 부딛힐 때 발생하는 소음 저감을 위해 표면에 흡음물질을 부착함에 따라 제조원가 상승을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 블레이드의 상면 및 하면에 별도로 흡음물질을 부착하면, 그 물질의 두께 또는 체적에 의해 외기가 통과하는 공기통로를 줄일 뿐 아니라 블레이드의 설계를 제한하는 문제점이 있다.

엔진룸에서 발생되는 소음을 저감하기 위해서는 건술중장비 특성상 소음 주 파수의 굴절, 반사, 간섭 등의 소음의 전파 경로를 고려하여야 한다.

본 발명은 덕트를 통하여 외기가 연통되는 공기통로 상에서 소음의 전파경로를 다중화하여 엔진룸 외부로 전파되는 소음을 감축할 수 있는 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여,

외기가 엔진룸 내부 유통되도록 개방된 개구부를 구비하며,

상기 개구부 후방에 위치하여 일측이 쉬라우드에 지지되는 방열기;

유통되는 공기의 강제 순환을 위해 회전하는 냉각팬;을 포함하는 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 있어서,

내주연 및 외주연을 가지며, 상기 내주연 내측에 제1 공기통로가 형성되는 다수의 차음덕트;

미리 설정된 기울기를 갖도록 유입구의 직경이 유출구 보다 크게 형성되는 소음간섭통로를 구비하며, 상기 각각의 차음덕트 내부에 설치되는 경사 실린더 덕트;

일측이 상기 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되며, 유동이 방지되도록 상기 다수의 차음덕트를 지지하는 덕트 하우징;을 포함하여 이루어진 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 차음덕트는 내주연 및 외주연 상의 표면에 흡음재가 부착된 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 특징으로 한다.

또한, 상기 경사 실린더 덕트는 상기 개구부를 향하는 유입구와 상기 방열기를 향하는 유출구를 포함하여 구성되는 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 경사 실린더 덕트의 내주연 및 외주연 상의 표면에 흡음재가 더 부착된 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의한 건설기계용 엔진룸 흡음장치는 엔진룸의 개구부에 인접하며 엔진룸 내부의 방열기 전방에 설치된 차음덕트 및 경사 실린더 덕트에 의해 분산된 공기통로를 배출될 때 소음 파장의 위상이 서로 상쇄되어 엔진룸 외부로 전파되는 소음을 대폭 감축할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적법하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 흡음장치가 설치된 건설기계용 엔진룸의 개략도이며, 도 3은 도 2에 도시된 덕트 하우징에 차음덕트 및 실린더 덕트의 설치구조를 개략적으로 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 표기한 실린더 덕트에 인접한 A-A 선을 따르는 개략적인 단면도, 도 5 및 도 6은 덕트 하우징 내부에서 분산된 통로를 지날 때 긍기의 음압변화를 개략적으로 도시한 것으로써, (a)는 제1 공기통로 그리고 (b)는 소음분산통로에서 각각의 덕트길이에 따른 음압변화를 개략적으로 도시한 그래프이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 건설기계용 엔진룸 흡음장치는,

외기가 엔진룸(20) 내부 유통되도록 개방된 개구부(21)를 구비하며,

상기 개구부(21) 후방에 위치하여 일측이 쉬라우드(5)에 지지되는 방열기(1);

유통되는 공기의 강제 순환을 위해 회전하는 냉각팬(2);을 포함하는 엔진룸(20)의 개구부(21)에 인접하게 설치되는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 있어서,

내주연(23a) 및 외주연(23b)을 가지며, 상기 내주연(23a) 내측에 제1 공기통로(31)가 형성되는 다수의 차음덕트(23);

미리 설정된 기울기를 갖도록 유입구(24a)의 직경이 유출구(24b) 보다 크게 형성되는 소음간섭통로(32)를 구비하며, 상기 각각의 차음덕트(23) 내부에 설치되는 경사 실린더 덕트(24);

일측이 상기 엔진룸(20)의 개구부(21)에 인접하게 설치되며, 유동이 방지되도록 상기 다수의 차음덕트(23)를 지지하는 덕트 하우징(22);을 포함하여 구성된다.

상기 냉각팬(2)은 통상적으로 엔진(3) 또는 유압모터(4)에 연결될 수 있다.

상기 각각의 차음덕트(23)는 내주연 및 외주연 상의 표면에 흡음재(26)가 부착될 수 있으며, 상기 다수의 차음덕트(23)는 대략 원통구조로 제조된다.

제조 과정에서, 상기 각각의 차음덕트(23)의 외주연이 인접위치에서 상호 접지될 수 있으며, 상기 실린더 덕트(24)는 유입구(24a) 또는 유출구(24b)에 인접하게 그리드 또는 그릴을 포함하는 고정부재(25)를 일체로 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 경사 실린더 덕트(24)는 상기 개구부(21)를 향하는 유입구(24a)와 상기 방열기(1)를 향하는 유출구(24b)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 경사 실린더 덕트(24)의 내주연 및 외주연 상의 표면에도 흡음재(26)이 더 부착될 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 건설기계용 엔진룸 흡음장치의 작동원리를 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 차음덕트(23) 내부에 형성되는 제1 공기통로(31)상에서 경사 실린더 덕트(24)가 소음간섭통로(32)를 형성한다.

경사 실린더 덕트(24)는 유입되는 유체는 진행 경로상에 상이한 영역을 가진 분산 통로를 유지한다. 예를 들면, 유입되는 유체는 원형 실린더 구조의 차음덕트(23)의 내주연과 실린더 덕트(24)의 유입구(24a)측 외주연 표면으로 인하여 유입 초기에 축소된 통로를 경유한 이후 실린더 덕트(24)의 유출구(24b)측 외주연 표면에 인접한 확장된 통로로 진행된다.

반면에, 유출되는 유체는 원형 실린더 구조의 차음덕트(23)의 내주연과 실린더 덕트(24)의 유출구(24b)측 외주연 표면으로 인하여 유출 초기에 확장된 통로를 경우한 이후 실린더 덕트(24)의 유입구(24a)측 외주연 표면에 인접한 축소된 통로로 진행된다.

이는 본 발명에 의한 경사 실린더 덕트(24)의 유입구(24a)가 엔진룸(20)의 개구부(21)측을 향하고 유출구(24b)가 방열기(1)측을 향해 구성될 때, 차음덕트(23) 및 경사 실린더 덕트(24)를 통해 외부로 배출되는 엔진룸(20) 내부의 소음의 유체가 전술한 제1 공기통로(31) 및 소음분산통로(32)를 경유하여 전파되며, 실린더 덕트(24)의 길리방향 양측 선단부에 인접하여 서로 반대 위상을 가져 파장 상쇄 또는 소음 저감이 이루어지는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편, 흡음재(26)가 상기 제1 공기통로(31) 및 소음분산통로(32)의 일측에 더 부착될 경우에는 소음이 각각의 통로(31, 32) 상에서 흡음재(26)에 부딛히면서 전파되며, 그에 따라서 엔진룸(20)의 개구부(21)를 통하여 외부로 방출되는 소음이 더 저감된다.

도 5 및 도 6은 덕트 하우징 내부에서 분산된 통로를 지날 때 공기의 음압변 화를 도시한 것으로써, 도 5는 특정 주파수에 대해서 한 파장의 변화이며 도 6은 특정 주파수에 대해서 반파장 일때의 변화를 나타낸 것이다.

엔진룸 내부로부터 발생하는 소음의 유체가 제1 공기통로(31)를 진행하게 될 때 유체는 축소관의 효과로 인하여 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 파장 및 음압변화를 가지게 되며, 소음간섭통로(32)를 지나는 유체는 확장관의 효과로 인하여 도 5b와 같은 파장 및 음압변화를 가지게 된다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 형으로 형성된 경사 실린더 덕트(24)의 길이방향 양측 선단부에서는 서로 반대 위상을 가지게 되어 음압이 서로 상쇄되는 효과를 가지는 것이다.

통상적으로, 엔진룸에서 발생하는 소음의 주파수에 따라서 경사 실린더 덕트(24)의 길이방향 크기 "L"을 설정할 수 있으며, 그 크기는 소음의 주파수의 대략 절반의 파장에 해당 하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시에 있어서, 전술한 덕트(23 및 24)들은 덕트 하우징(22)의 수평방향 및 수직방향에 상응하여 다수개을 연속적으로 구성할 수 있으며, 엔진룸의 냉각 성능을 고려하여 공기 유동이 적절하도록 배치구조를 변형할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 의한 건설기계용 엔진룸 흡음장치는 전술한 엔진룸(20)의 개구부(21)에 인접하여 외부 공기의 입구 또는 출구 상에 별도로 설치할 수 있음은 물론이다.

이상에서, 본 발명은 첨부된 도면 및 실시예에 따라 구체적으로 설명되었으 나, 첨부된 도면 및 상기의 실시예는 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 따라서, 상기의 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하고, 그 범위는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물을 포함한다.

도 1은 종래 건설기계용 엔진룸의 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 흡음장치가 설치된 건설기계용 엔진룸의 개략도,

도 3은 도 2에 도시된 덕트 하우징에 차음덕트 및 실린더 덕트의 설치구조를 개략적으로 도시한 사시도,

도 4는 도 3에 표기한 실린더 덕트에 인접한 A-A 선을 따르는 개략적인 단면도,

도 5 및 도 6은 덕트 하우징 내부에서 분산된 통로를 지날 때 유체의 진동 주파수 및 위상을 개략적으로 도시한 것으로써, (a)는 제1 공기통로 그리고 (b)는 소음분산통로에서 각각의 덕트길이에 따른 음압변화를 개략적으로 도시한 그래프,

<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>

1; 방열기

2; 냉각팬

3; 엔진

5; 쉬라우드

10, 20; 엔진룸

22; 덕트 하우징

23; 차음덕트

24; 경사 실린더 덕트

26; 흡음재

31; 제1 공기통로

32; 소음간섭통로

Claims (4)

1. 외기가 엔진룸 내부 유통되도록 개방된 개구부를 구비하며,

   상기 개구부 후방에 위치하여 일측이 쉬라우드에 지지되는 방열기;

   유통되는 공기의 강제 순환을 위해 회전하는 냉각팬;을 포함하는 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되는 건설기계용 엔진룸 흡음장치에 있어서,

   내주연 및 외주연을 가지며, 상기 내주연 내측에 제1 공기통로가 형성되는 다수의 차음덕트;

   미리 설정된 기울기를 갖도록 유입구의 직경이 유출구 보다 크게 형성되는 소음간섭통로를 구비하며, 상기 각각의 차음덕트 내부에 설치되는 경사 실린더 덕트;

   일측이 상기 엔진룸의 개구부에 인접하게 설치되며, 유동이 방지되도록 상기 다수의 차음덕트를 지지하는 덕트 하우징;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설기계용 엔진룸 흡음장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 차음덕트는 내주연 및 외주연 상의 표면에 흡음재가 부착된 것을 특징으로 하는 건설기계용 엔진룸 흡음장치를 특징.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 경사 실린더 덕트는 상기 개구부를 향하는 유입구와 상기 방열기를 향하는 유출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 엔진룸 흡음장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 경사 실린더 덕트의 내주연 및 외주연 상의 표면에 흡음재가 더 부착된 것을 특징으로 하는 엔진룸용 흡음장치.

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