KR20110120697A - 고체소음 감쇠기구 - Google Patents

Abstract

고체소음 감쇠기구가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 고체소음 감쇠기구는 선박의 내벽구조체에 밀착 고정되며, 선박의 소음발생원으로부터 발생되어 내벽구조체를 따라 전달되는 소음을 흡수하는 베이스판과, 베이스판에 구비되고, 베이스판에 흡수된 소음을 통과시키는 브리지와, 소음의 진동수와 같거나 허용오차범위내로 유사한 고유진동수를 가지는 판상부재로서, 브리지에 고정된 상태로 브리지를 통과한 소음에 의해 진동하여 소음을 주변 공기중으로 방출 소거하는 발음판을 포함한다.

Description

고체소음 감쇠기구{Apparatus for reducing noise}

본 발명은 고체소음 감쇠기구에 관한 것이다.

이를테면 대형 유조선이나 FPSO 또는 LNG-FSRU 등과 같이 강철 프레임 및 철판이 많이 사용되는 선박의 경우, 엔진이나 아지무스 드러스터(Azimuth Thruster)로부터 발생하는 소음이, 상기 강철 프레임이나 철판 등의 구조체를 소음전달경로로 삼아 매우 멀리까지 이동하여 많은 불편을 야기한다.

가령 선미(船尾)에서 임의 부위의 철판을 해머로 타격하면 타격음이 주위의 철판과 강철 프레임을 통해 주변으로 매우 빠르게 전달되어 경우에 따라 선수부에 까지 도달하기도 한다. 실제로 선박 기관실의 엔진으로부터 발생하는 고체소음은 별도의 제진장치를 적용하지 않을 경우 주변으로 그대로 전달되어 객실이나 거주구에서도 엔진음을 들을 수 있을 정도이다.

도 1은 종래 선박에서의 고체소음의 이동 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 선박(11)의 하부에 설치되어 선박(11)의 방위를 조절하는 드러스터(15)로부터 발생하는 고체소음이, 내벽구조체(13)를 소음전달경로로 삼아 화살표 방향으로 상승하여 거주구(17)까지 이동함을 알 수 있다. 상기 고체소음이 거주구(17)내에 거주하는 승무원에게 불편을 끼침은 물론이다. 상기 내벽구조체(13)는 선박을 구성하는 강철프레임이나 엘리베이션 월(elevation wall) 또는 섹션 월(section wall) 등을 포함한다.

여하튼 상기 거주구(17)에 까지 고체소음이 도달하므로 거주성을 개선하기 위하여 거주구(17)의 바닥에 플로팅플로워(19)를 설치하기도 한다.

상기 플로팅플로워(19) 이외에도, 상기한 고체소음에 의해 야기되는 불편을 해소하기 위하여 여러 가지 제진수단이 제안되어 왔다. 종래 제진수단의 하나로서 소음의 전달 경로에 방진도료를 칠하는 방법이 있다. 이는 내벽구조체(13)를 이루는 철판이나 강철 프레임의 거의 전체면에 방진도료를 도포하여, 방진도료로 하여금 철판이나 강철프레임의 내부를 따라 이동하는 고체소음을 흡수하게 하는 방식이다.

그러나 상기한 방진도료 방식은 철판의 두께가 대략 3mm이하일 경우에는 어느 정도의 효과를 얻을 수 있으나 그 이상의 두께를 갖는 철판에서는 효과가 거의 없다. 특히 방진도료를 도포하기 위한 공정을 수행하여야 하므로 작업이 매우 번거롭고 비용이 많이 소요됨은 물론 도료에서 발생하는 각종 화공약품 냄새가 인체에 피해를 줄 수 있다.

상기 방진도료 방식 이외에 방음시트를 시공하기도 하지만, 상기 방음시트는 소음성능에 비해 가격이 비싸 (가령 1평방미터 당 6만원의 비용소요) 내벽구조체(13)의 전체면에 부착하기가 현실적으로 힘들다.

본 발명의 실시예는, 선박의 소음전달경로에 설치되어 소음전달경로를 통과하는 고체소음의 에너지를 감쇠시킴으로써 목표지점에서의 소음을 현저히 줄 일 수 있으며, 특히 구조가 간단하고 시공성이 뛰어나며 필요에 따라 철거도 용이한 고체소음 감쇠기구를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 내벽구조체에 밀착 고정되며, 상기 선박의 소음발생원으로부터 발생되어 상기 내벽구조체를 따라 전달되는 소음을 흡수하는 베이스판과, 상기 베이스판에 구비되고, 상기 베이스판에 흡수된 소음을 통과시키는 브리지와, 상기 소음의 진동수와 같거나 허용오차범위내로 유사한 고유진동수를 가지는 판상부재로서, 상기 브리지에 고정된 상태로 상기 브리지를 통과한 소음에 의해 진동하여 소음을 주변 공기중으로 방출 소거하는 발음판을 포함하는 고체소음 감쇠기구가 제공된다.

또한, 상기 베이스판은, 플레이트의 형태를 취하며 상기 내벽구조체에 볼팅 또는 용접을 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 발음판은; 상기 브리지에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 일체를 이루고 상기 브리지를 통과한 소음의 음파에 의해 진동하여, 상기 소음을 주변의 공기중으로 방출하는 공진부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발음판은 일정두께를 갖는 판상부재로서, 상기 공진부에는 소음의 방사율을 감소시키기 위한 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발음판은, 일정폭 및 두께를 갖는 띠의 형태를 취하며 다수개가 상호 평행하게 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발음판은, 상기 베이스판에 다수개가 구비되되, 각 발음판은 상기 베이스판으로부터 상호 다른 이격거리를 가지도록 배치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 고체소음 감쇠기구는, 선박의 소음전달경로에 설치되어 소음전달경로를 통과하는 고체소음의 에너지를 감쇠시킴으로써 목표지점에서의 소음을 현저히 줄 일 수 있으며, 특히 구조가 간단하고 시공성이 뛰어나며 필요에 따라 철거도 용이하다는 잇점이 있다.

도 1은 종래 선박에서의 고체소음의 이동 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고체소음 감쇠기구가 적용된 선박의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 5는 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.
도 7은 상기 도 6에 도시한 고체소음 감쇠기구의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 8은 상기 도 6에 도시한 고체소음 감쇠기구의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 4실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.
도 11은 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구가 선박의 내벽 구조체에 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 12는 상기 도 11에 도시한 고체소음 감쇠기구의 작용원리를 설명하기 위하여 도시한 개념도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 고체소음 감쇠기구는, 물체의 공명원리를 이용한 것이다. 즉 고체소음과 동일 또는 극히 유사(즉, 오차범위내로 유사한)한 고유진동수를 가지도록 제작된 감쇠기구를, 소음이동경로에 설치하여 감쇠기구로 하여금 고체소음을 흡수 및 공기중으로 방출토록 함으로써, 소음이동경로를 통과하는 고체소음의 에너지를 감쇠하는 원리를 갖는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고체소음 감쇠기구가 적용된 선박의 내부 구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 소음발생원인 드러스터(15)와 거주구(17) 사이의 내벽구조체(13)에 다수의 감쇠기구(31)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 상기 감쇠기구(31)가 설치된 내벽구조체(13)는 고체소음의 이동경로이다. 즉 고체소음의 이동경로에 다수의 감쇠기구(31)를 설치함으로써, 목표하는 지점, 예컨대 거주구(17)로 이동하는 고체소음의 에너지를 현저히 줄일 수 있다.

상기 감쇠기구(31)는 드러스터(15)로부터 발생되어 내벽구조체(13)를 흐르는 고체소음을 흡수하고 이를 해당 지점에서 공기중으로 발음하는 역할을 한다. 따라서 상기 감쇠기구(31)가 위치한 지점의 공기소음은 오히려 커진다. 그러나 내벽구조체(13)를 흐르는 고체소음은 현저히 작아진다. 상기 감쇠기구(31)는 공기소음이 커도 상관없는 지점에 설치된다.

참고로, 고체소음은 구조체를 타고 흐르는 소음이고, 공기소음은 공기를 매질로 하여 흐르는 소음을 의미한다.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(31)는, 일정두께의 플레이트의 형태를 취하며 고체소음의 이동경로상에 고정되는 베이스판(33)과, 상기 베이스판(33)에 고정되는 브리지(35)와, 상기 브리지(35)에 고정되어 베이스판(33)으로부터 이격되는 발음판(37)으로 구성된다.

상기 베이스판(33)은 내벽구조체(13)와 동일한 재질인 사각 철판으로서 네 귀퉁이부에 볼트구멍(33a)을 갖는다. 상기 볼트구멍(33a)은 내벽구조체(13)에 감쇠기구(31)를 고정하기 위한 볼트(39)가 끼워지는 구멍이다. 상기 내벽구조체(13)에 대한 베이스판(33)의 고정방식으로서 볼팅(bolting)이 아닌 용접방식을 적용할 경우 상기 볼트구멍(33a)은 필요 없다. 아울러 상기 베이스판(33)의 재질은 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

상기 브리지(35)는 베이스판(33)으로부터 발음판(37)을 띄우는 역할을 함과 아울러 베이스판(33)이 흡수한 소음을 모아 발음판(37)으로 전달한다.

또한 상기 발음판(37)은 브리지(35)를 통과해 이동한 고체소음을 전달받아 공명하며 그 주변 공간으로 소음을 방출한다. 상기 공간으로 방출된 소음은 공기소음으로서 공기중에서 소멸된다. 상기 발음판(37)의 재질이나 크기 또는 디자인은, 발음판이 소음과 동일하거나 극히 유사(즉, 허용 오차범위내로 유사한)한 고유진동수를 가지는 한 얼마든지 변경 가능하다. 상기 드러스터(15)에서 발생하는 고체소음의 진동수는 장비를 통해 쉽게 분석될 수 있는 것이므로, 상기 분석자료를 기초로 상기 발음판(37)을 설계 및 제작할 수 있다.

상기 발음판(37)은 브리지(35)의 상단부에 고정되는 고정부(37b)와, 상기 고정부(37b)와 일체를 이루며 양측부로 연장되고 고체소음에 의해 공명하며 외부로 발음하는 공진부(37c)로 이루어진다.

도 4는 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구의 다른 예를 도시한 사시도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기 발음판(37)의 공진부(37c)측에 다수의 관통구멍(37a)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 관통구멍(37a)은 발음판(37)이 발생하는 음의 방사율을 감소시키기 위해 마련한 것이다. 상기 관통구멍(37a)의 개수나 면적도 고체소음의 음파특성에 따라 적절히 설계된다.

도 5는 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 내벽구조체(13)를 내부 유동하던 소음이 상기 베이스판(33)으로 흡수된 후 브리지(35)를 통과하여 발음판(37)으로 이동함을 알 수 있다. 상기 발음판(37)으로 유입한 고체소음은 넓게 퍼지면서 발음판(37)의 공진부(37c)의 공진운동을 통해 주변으로 방사된 후 공기중에서 소멸된다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(41)의 사시도이다.

도시한 바와같이, 제 2실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(41)는, 사각 플레이트 형태를 취하며 선박의 내벽구조체(13)에 고정되는 베이스판(43)과, 상기 베이스판(43)의 대략 중앙부에 고정되며 상부로 연장된 봉형 브리지(45)와, 상기 브리지(45)의 상단부에 결합하는 디스크형 발음판(47)으로 이루어진다. 제 2실시예의 감쇠기구(41)는 상기한 제 1실시예의 감쇠기구(31)와 동일한 원리로 동작한다.

상기 베이스판(43)의 네 귀퉁이부에는 볼트구멍(43a)이 형성되어 있다. 상기 볼트구멍(43a)은 베이스판(43)을 대상부위에 볼팅할 때 사용되는 구멍이다. 베이스판(43)을 용접할 때에는 볼트구멍(43a)이 사용되지 않는다.

또한 상기 봉형 브리지(45)는, 베이스판(43)이 흡수한 소음을 모아 상기 발음판(47)으로 전달함과 아울러 베이스판(43)으로부터 발음판(47)을 이격시킨다.

상기 발음판(47)은 일정두께를 갖는 디스크형 부재로서, 상기 브리지(45)에 결합하는 고정부(47c)와, 상기 고정부(47c)에 일체를 이루며 브리지(45)를 통해 전달받은 고체소음에 반응하여 공진하는 공진부(47d)로 이루어진다. 상기 공진부(47d)는 고체소음에 의해 진동하며 그 주변으로 소음을 방출한다. 상기 공진부(47d)에 의해 방출된 소음은 공기중에서 소멸한다.

도 7은 상기 도 6에 도시한 고체소음 감쇠기구의 다른 예를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 발음판(47)의 외곽부에 다수의 관통구멍(47a)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 관통구멍(47a)은 발음판으로부터 방출되는 음의 방사율을 감소시키기 위한 것이다. 상기 관통구멍(47a)의 개수나 직경은 감쇠할 고체소음의 음파특성에 따라 적절히 설계된다.

도 8은 상기 도 6에 도시한 고체소음 감쇠기구의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 내벽구조체(13)의 내부를 흐르는 고체소음이 베이스판(43)과 브리지(45)를 거쳐 발음판(47)으로 전달됨을 알 수 있다. 상기 발음판(47)은 고체소음의 음파에 반응하여 공진하며 그 주변으로 소음을 발음한다.

아울러 도 8에 나타낸 바와같이, 상기 브리지(45)의 상단부 외주면에 수나사부(45a)를 형성하고, 상기 발음판(47)의 중앙에 암나사구멍(47b)을 형성하여, 브리지(45)에 발음판(47)을 나사 결합할 수 도 있다. 상기 나사 결합을 하지 않을 경우 브리지(45)와 발음판(47)을 용접해도 무방하다.

도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따른 고체소음 감쇠기구의 사시도이다.

도면을 참조하면, 제 3실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(51)는, 사각판의 형태를 취하며 볼트구멍(53a)을 가지고 상기 내벽구조체(13)에 밀착 결합하는 베이스판(53)과, 상기 베이스판(53)의 중앙에 세워지는 브리지(55)와, 상기 브리지(55)의 상단부에 고정되는 다수의 발음판(57)으로 구성됨을 알 수 있다.

상기 베이스판(53)과 브리지(55)는 상기한 제 1실시예의 베이스판(33) 및 브리지(35)와 동일한 것이다.

상기 발음판(57)은 일정두께 및 폭을 갖는 띠형 부재로서, 상기 브리지(55)의 상단부에 고정되며 브리지(55)를 통과한 고체소음을 받아들이는 고정부(57a)와, 상기 고정부(57a)로부터 상호 반대방향으로 연장되며 전달받은 고체소음에 의해 진동하는 공진부(57b)로 이루어진다. 상기 공진부(57b)는 고체소음에 의해 공진하며 그 외부로 소음을 방출한다.

도 10은 본 발명의 제 4실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(61)의 사시도이다.

도시한 바와같이, 제 4실시예에 따른 고체소음 감쇠기구(61)는, 내벽구조체(13)에 밀착 고정되는 베이스판(63)과, 상기 베이스판(63)의 상부 중앙에 구비되는 브리지(65)와, 상기 브리지(65)에 지지되며 상호 나란한 다수의 발음판(67)을 포함하는 구성을 갖는다.

상기 발음판(67)은, 브리지(65)에 고정되는 고정부(67a)와, 상기 고정부(67a)에 일체를 이루며 브리지(65)를 통과한 고체소음에 반응하여 공진하는 공진부(67b)로 이루어진다.

특히 제 4실시예와 같이 다수의 발음판(67)을 베이스판(63)으로부터 상호 다른 고도(高度)로 여러 개 배치시킴으로써 보다 큰 감쇠능력을 구현할 수 있다.

도 11은 상기 도 3에 도시한 고체소음 감쇠기구가 선박의 내벽 구조체에 적용된 모습을 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 고체소음이 내부 유동하는 내벽구조체(13)에 두 개의 감쇠기구(31)가 위 아래로 배치되어 있다. 두 개의 감쇠기구(31) 중 상부의 감쇠기구(31)는 볼트(39)로 고정되어 있고, 아래쪽 감쇠기구(31)는 용접을 통해 고정되어 있다. 도면부호 w가 용접부위이다.

상기 감쇠기구(31)는 내벽구조체(13)를 흐르는 고체소음을 흡수하고 이를 발음판(37)을 통해 공기중으로 방사함으로써 흡수한 만큼의 고체소음을 줄이는 역할을 한다.

도 12은 상기 도 11에 도시한 고체소음 감쇠기구의 작용원리를 설명하기 위하여 도시한 개념도이다.

도시한 바와같이, 내벽구조체(13)를 타고 상부로 이동하는 중의 고체소음이, 상기 감쇠기구(31)를 지나면서 그 일부가 감쇠기구(31)로 흡수된다. 상기 감쇠기구(31)로 흡수된 고체소음은 위에서 설명한 원리에 의해 브리지(35)를 거쳐 발음판(37)으로 이동하고 발음판(37)에서 공기중으로 방사된다. 공기중으로 방사된 소음은 소멸된다.

상기 구성 및 작동을 하는 감쇠기구를 소음이동경로상에 다수 배치함으로써, 소음이동경로를 통과하는 고체소음을 현저히 줄일 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:선박 13:내벽구조체 15:드러스터(thruster)
17:거주구 19:플로팅플로워 31:감쇠기구
33:베이스판 33a:볼트구멍 35:브리지
37:발음판 37a:관통구멍 37b:고정부
37c:공진부 39:볼트 41:감쇠기구
43:베이스판 43a:볼트구멍 45:브리지
45a:수나사부 47:발음판 47a:관통구멍
47b:암나사구멍 47c:고정부 47d:공진부
51:감쇠기구 53:베이스판 53a:볼트구멍
55:브리지 57:발음판 57a:고정부
57b:공진부 61:감쇠기구 63:베이스판
65:브리지 67:발음판 67a:고정부
67b:공진부
w:용접부

Claims (5)

1. 선박의 내벽구조체에 밀착 고정되며, 상기 선박의 소음발생원으로부터 발생되어 상기 내벽구조체를 따라 전달되는 소음을 흡수하는 베이스판과,
   상기 베이스판에 구비되고, 상기 베이스판에 흡수된 소음을 통과시키는 브리지와,
   상기 소음의 진동수와 같거나 허용오차범위내로 유사한 고유진동수를 가지는 판상부재로서, 상기 브리지에 고정된 상태로 상기 브리지를 통과한 소음에 의해 진동하여 소음을 주변 공기중으로 방출 소거하는 발음판을 포함하는 고체소음 감쇠기구.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 발음판은;
   상기 브리지에 고정되는 고정부와,
   상기 고정부에 일체를 이루고 상기 브리지를 통과한 소음의 음파에 의해 진동하여, 상기 소음을 주변의 공기중으로 방출하는 공진부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체소음 감쇠기구.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 발음판은 일정두께를 갖는 판상부재로서, 상기 공진부에는 소음의 방사율을 감소시키기 위한 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 고체소음 감쇠기구.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 발음판은, 일정폭 및 두께를 갖는 띠의 형태를 취하며 다수개가 상호 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 고체소음 감쇠기구.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 발음판은, 상기 베이스판에 다수개가 구비되되, 각 발음판은 상기 베이스판으로부터 상호 다른 이격거리를 가지도록 배치된 것을 특징으로 하는 고체소음 감쇠기구.

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