KR20130109294A - 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업용 소음기에 사용되는 디퓨저 헤드에 있어서, 기기의 배기관을 통해서 가스나 스팀이 공급되는 공급부; 공급부를 통해 공급된 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 가스나 스팀이 1차적으로 통과하도록 다수의 제 1 홀이 형성되는 제 1 다공부재; 제 1 다공부재의 제 1 홀을 통과한 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 가스나 스팀이 2차적으로 통과하도록 다수의 제 2 홀이 형성되는 제 2 다공부재; 및 제 1 및 제 2 다공부재 사이에 여러 겹으로 설치됨으로써 형성되는 그물눈 사이나 틈을 통과하는 가스나 스팀의 소음성분이 피크 프리퀀시(peak frequency) 성분이 되도록 하는 와이어메쉬를 포함하도록 한 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 배기되는 가스나 스팀의 소음성분을 고주파, 예컨대 피크 프리퀀시(peak frequency)로 유도함으로써 흡음재에 의한 흡음 효율을 극대화시키고, 이로 인해 주변에 소음민원이 없이 친환경적인 사업장으로 운영하도록 하며, 산업용 소음기의 크기와 중량을 줄이도록 하여 원가 및 자재를 절감하도록 하고, 운반이 용이하도록 한다.

Description

피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드{Diffuser head for inducing peak frequency}
본 발명은 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기되는 가스나 스팀의 소음성분을 고주파, 예컨대 피크 프리퀀시(peak frequency)로 유도함으로써 흡음재에 의해 흡음 효율을 극대화시키도록 하고, 적용되는 산업용 소음기의 크기와 중량을 줄이도록 하기 위한 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드에 관한 것이다.
산업 현장에는 여러 종류의 산소제조기, 질소제조기, LPG 및 LNG 스테이션 또는 보일러 등이 구비된다. 이러한 기기에서 만들어지는 가스(gas)나 스팀(steam)은 다양한 공정에 사용되는데, 이 과정에서 가스나 스팀이 사전에 셋팅한 값 이상의 압력을 가질 경우에는 시스템의 파손을 미연에 방지하기 위해 안전변(safety valve)이 작동하여 고압을 대기중으로 방출시킨다. 이때 대기중으로 방출한 가스나 스팀은 아주 큰 소음이 발생하여 작업환경을 나쁘게 하고, 주변 거주자들에게 소음공해로서 큰 피해를 준다.
이와 같은 큰 소음을 흡음하기 위해 설치하는 것이 산업용 소음기인데, 이는 디퓨저 섹션(Diffuser Section)과 업소버 섹션(Absorber Section)의 두 가지 중요 부분으로 나누어진다. 여기서, 디퓨저 섹션은 소음의 성분을 고주파가 되도록 배기되는 가스나 스팀을 아주 좁은 구멍으로 통과하도록 하는 부분이고, 업소버 섹션은통과하는 가스나 스팀의 소음을 흡수시키는 부분이다.
종래의 산업용 소음기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 산업용 소음기를 도시한 측단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 산업용 소음기(10)는 상부가 개방되도록 형성되는 케이스(11)와, 케이스(11)의 하부에 마련되어 기기의 배기관(1)이 연결됨으로써 가스나 스팀이 케이스(11) 내측으로 공급되도록 하는 공급구(12)와, 공급구(12)에 연결되도록 케이스(11) 내측에 설치되어 다공관으로 이루어지는 디퓨저 헤드(13)와, 디퓨저 헤드(13)를 통과하는 가스나 스팀의 소음을 흡수하도록 케이스(11) 내측에 설치되는 흡음재(14)를 포함하고, 케이스(11) 상단의 개방측에 레인후드(rain hood; 15)가 설치될 수 있다.
이와 같은 종래의 산업용 소음기(10)는 디퓨저 헤드(13)가 표면에 홀들을 형성하고 있어 통과하는 가스나 스팀의 소음성분을 흡음에 유리한 고주파가 되도록 유도하였으나, 만족할 만큼의 효과를 보지 못하고, 이로 인해 흡음 효율을 높이는데 한계를 가지고 있었다.
또한, 디퓨저 헤드(13)의 표면에 작은 홀을 형성하는 것이 무척 어려울 뿐만 아니라, 많은 시간이 소요되어 비생산적이며, 이로 인해 디퓨저 헤드(13)가 고주파가 아닌 중저음대역의 소음을 발생시킴으로써 흡음재(14)에서 제대로 흡음이 되지 못하는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배기되는 가스나 스팀의 소음성분을 고주파, 예컨대 피크 프리퀀시(peak frequency)로 유도함으로써 흡음재에 의한 흡음 효율을 극대화시키고, 이로 인해 주변에 소음민원이 없이 친환경적인 사업장으로 운영하도록 하며, 산업용 소음기의 크기와 중량을 줄이도록 하여 원가 및 자재를 절감하도록 하고, 운반이 용이하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 산업용 소음기에 사용되는 디퓨저 헤드에 있어서, 기기의 배기관을 통해서 가스나 스팀이 공급되는 공급부; 상기 공급부를 통해 공급된 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 상기 가스나 상기 스팀이 1차적으로 통과하도록 다수의 제 1 홀이 형성되는 제 1 다공부재; 상기 제 1 다공부재의 제 1 홀을 통과한 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 상기 가스나 상기 스팀이 2차적으로 통과하도록 다수의 제 2 홀이 형성되는 제 2 다공부재; 및 상기 제 1 및 제 2 다공부재 사이에 여러 겹으로 설치됨으로써 형성되는 그물눈 사이나 틈을 통과하는 가스나 스팀의 소음성분이 피크 프리퀀시(peak frequency) 성분이 되도록 하는 와이어메쉬를 포함하는 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드가 제공된다.
상기 제 1 홀은, 상기 제 2 홀에 비하여 작은 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 공급부가 튜브의 형태를 가지고서 연결되고, 산업용 소음기의 경판에 고정되는 제 1 헤드플레이트; 및 상기 제 1 헤드플레이트와의 사이에 상기 제 1 및 제 2 다공부재와 상기 와이어메쉬가 설치됨으로써 상기 제 1 헤드플레이트에 이격되도록 나란하게 설치되는 제 2 헤드플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 다공부재는, 다공관으로 이루어져서 상기 공급부에 연결되도록 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트에 양단이 고정되고, 상기 제 2 다공부재는, 다공관으로 이루어져서 상기 제 1 다공부재의 외측을 감싸도록 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트에 양단이 고정되고, 상기 와이어 메쉬는, 스테인레스스틸로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트 사이에 여러 겹으로 채워질 수 있다.
본 발명에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드에 의하면, 배기되는 가스나 스팀의 소음성분을 고주파, 예컨대 피크 프리퀀시(peak frequency)로 유도함으로써 흡음재에 의한 흡음 효율을 높이도록 하고, 이로 인해 주변에 소음민원이 없이 친환경적인 사업장으로 운영하도록 하며, 산업용 소음기의 크기와 중량을 줄이도록 하여 원가 및 자재를 절감하도록 하고, 운반이 용이하도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 산업용 소음기를 도시한 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드를 도시한 측단면도이고,
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드를 도시한 측단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드(100)는 산업용 소음기에 사용되는 것으로서, 공급부(110)와, 제 1 다공부재(120)와, 제 2 다공부재(130)와, 와이어메쉬(140)를 포함할 수 있다.
공급부(110)는 기기, 예컨대, 산소제조기, 질소제조기, LPG 또는 LNG 스테이션, 보일러 등의 배기관(1)을 통해서 산소, 질소, LPG, LNG, 등의 가스나 스팀이 산업용 소음기 내측으로 공급되도록 하고, 본 실시예에서처럼 튜브 형태, 예컨대 공급관 형태를 가짐으로써 배기관(1)에 플랜지 이음될 수 있다.
제 1 다공부재(120)는 공급부(110)를 통해 공급된 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 가스나 스팀이 1차적으로 통과하도록 다수의 제 1 홀(121)이 형성되는데, 일례로, 전체에 걸쳐서 균일하게 제 1 홀(121)이 분포하도록 타공 또는 레이저 가공에 의해 형성되는 다공관으로 이루어질 수 있다.
제 2 다공부재(130)는 제 1 다공부재(120)의 제 1 홀(121)을 통과한 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 가스나 스팀이 2차적으로 통과하도록 다수의 제 2 홀(131)이 타공 또는 레이저 가공에 의해 형성되는데, 일례로 전체에 걸쳐서 균일하게 제 2 홀(131)이 분포하도록 형성되는 다공관으로 이루어질 수 있다. 또한, 제 2 다공부재(130)는 후술하게 될 와이어메쉬(140)의 다발이 풀어지지 않도록 함과 아울러 와이어메쉬(140)의 틈새가 더 이상 커지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
한편, 제 1 다공부재(120)의 제 1 홀(121)은 제 2 다공부재(130)의 제 2 홀(131)에 비하여 작은 직경을 가지도록 형성될 수 있으며, 가능한 작은 직경을 가지도록 형성됨이 바람직하다.
와이어메쉬(140)는 그물눈이 다수로 형성되는 메쉬망으로 이루어지고, 제 1 및 제 2 다공부재(120,130) 사이에 여러 겹으로 설치됨으로써 형성되는 그물눈 사이나 틈을 통과하는 가스나 스팀의 소음성분이 피크 프리퀀시(peak frequency) 성분이 되도록 하고, 일례로 구리 등의 금속재로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서처럼 스테인레스스틸 재질로 이루어질 수 있다.
제 1 및 제 2 다공부재(120,130) 양측에는 제 1 및 제 2 헤드플레이트(150,160)가 각각 설치될 수 있다.
제 1 헤드플레이트(150)는 공급부(110)가 튜브의 형태를 가지고서 연결되고, 산업용 소음기의 경판(210)에 용접 등의 방법으로 고정된다. 이때, 제 1 헤드플레이트(150)는 가장자리에 용접부(151)가 형성됨으로써 경판(210)에 고정될 수 있다.
제 2 헤드플레이트(160)는 제 1 헤드플레이트(150)와의 사이에 제 1 및 제 2 다공부재(120,130)와 와이어메쉬(140)가 설치됨으로써 제 1 헤드플레이트(150)에 이격되도록 나란하게 설치된다. 이때, 제 2 헤드플레이트(160)는 제 1 헤드플레이트(150)와의 사이에 양단이 고정되는 제 1 및 제 2 다공부재(120,130)에 의해 제 1 헤드플레이트(150)로부터 이격되도록 고정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서처럼, 제 1 다공부재(120)는 다공관으로 이루어져서 공급부(110)에 연결되도록 제 1 및 제 2 헤드플레이트(150,160)에 양단이 용접이나 플랜지 이음 또는 그 밖의 다양한 방식에 의해 고정되고, 제 2 다공부재(130)는 다공관으로 이루어져서 제 1 다공부재(120)의 외측을 감싸도록 제 1 및 제 2 헤드플레이트(150,160)에 양단이 용접이나 플랜지 이음 또는 그 밖의 다양한 방식에 의해 고정된다. 또한, 와이어메쉬(140)는 제 1 및 제 2 헤드플레이트(150,160) 사이에 여러 겹으로 촘촘하게 채워진다.
경판(210)에는 보강대(220)에 의해 튜브인 공급부(110)가 안정적으로 고정되도록 보강하게 되고, 드레인을 위한 드레인밸브(230)가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드(100)는 산업용 소음기의 일부 구성을 이루게 되고, 이로 인해 경판(210)을 포함하는 덕트 등과 같은 케이스 내에 디퓨저 헤드(100)와 함께 흡음재(미도시)가 설치될 수 있고, 디퓨저 헤드(100)에 의해 피크 프리퀀스화된 소음성분을 흡음재에 의해 흡수하도록 한다. 이때, 흡음재는 케이스 내의 다양한 위치에 다양한 구조와 재질을 가지도록 마련될 수 있으며, 다수의 홀을 형성한 하우징에 내장되어 케이스 내에 설치될 수 있다. 또한, 케이스 상부의 개방측에 레인후드(rain hood)가 설치될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드(100)는 배기관(1)을 통해서 공급되는 가스나 스팀을 피크 프리퀀시(peak frequency) 성분을 가지도록 유도하고, 이로 인해 저주파에 비해서 고주파가 흡음재에 잘 흡음되는 효과를 극대화시킬 수 있도록 한다. 이와 같이, 고주파가 저주파에 비하여 잘 흡음되는 이유는 파장이 짧기 때문인데, 주파수가 낮을수록 파장은 길어진다. 따라서, 저주파는 먼 곳까지 음이 전파됨으로써 소음 피해를 주게 된다. 반면, 본 발명에 따른 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드(100)는 고주파, 예컨대 피크 프리퀀시가 되도록 한다.
안전변의 동작에 의해 배기관(1)을 따라 기기로부터 고압의 가스나 스팀이 공급부(110)를 통해서 산업용 소음기 내측으로 유입되면, 이러한 가스나 스팀은 디퓨저 헤드(100)를 통과하게 되는데, 이때, 가스나 스팀이 제 1 다공부재(120)의 제 1 홀(121)을 1차적으로 통과하면서 그 소음성분은 피크 프리퀀시화되고, 여러 겹의 스테인레스스틸 와이어메쉬(140)의 그물눈 사이나 작은 틈을 통과함으로써 소음성분에 대한 피크 프리퀀시 성분을 극대화시킨다.
피크 프리퀀시는 아래의 수학식 1에서 구할 수 있는데, 이에 따르면, 제 1 홀(121)의 직경이 작을수록 피크 프리퀀시가 커짐을 알 수 있다. 그러나, 제 1 홀(121)의 직경을 줄이는데 한계가 있으므로, 이러한 피크 프리퀀시는 스테인레스스틸의 와이어메쉬(140)의 그물눈과 미세틈 형성에 의해 그 크기가 극대화될 수 있다.
[수학식 1]
f= s × xw/d
여기서, f는 피크 프리퀀시(Hz)이고, s는 Strouhal's number(-)이고, w는 가스의 속도(m/s)이고, d는 홀의 직경(m)이다.
이와 같이, 가스나 스팀이 여러 겹의 와이어메쉬(140)의 미세한 공간과 틈을 통과함으로써 소음성분이 짧은 파장의 피크 프리퀀시로 만들어져서 흡음재에 의해 잘 흡음되도록 한다. 이로 인해 주변에 소음민원없이 친환경적인 사업장으로 운영하도록 하며, 산업용 소음기의 크기와 중량을 줄이도록 하여 원가 및 자재를 절감하도록 하고, 운반이 용이하도록 한다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 배기관 110 : 공급부
120 : 제 1 다공부재 121 : 제 1 홀
130 : 제 2 다공부재 131 : 제 2 홀
140 : 와이어메쉬 150 : 제 1 헤드플레이트
151 : 용접부 160 : 제 2 헤드플레이트
161 : 보강대 210 : 경판
220 : 보강대 230 : 드레인밸브

Claims (4)

  1. 산업용 소음기에 사용되는 디퓨저 헤드에 있어서,
    기기의 배기관을 통해서 가스나 스팀이 공급되는 공급부;
    상기 공급부를 통해 공급된 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 상기 가스나 상기 스팀이 1차적으로 통과하도록 다수의 제 1 홀이 형성되는 제 1 다공부재;
    상기 제 1 다공부재의 제 1 홀을 통과한 가스나 스팀이 이동하는 경로에 설치되어 상기 가스나 상기 스팀이 2차적으로 통과하도록 다수의 제 2 홀이 형성되는 제 2 다공부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 다공부재 사이에 여러 겹으로 설치됨으로써 형성되는 그물눈 사이나 틈을 통과하는 가스나 스팀의 소음성분이 피크 프리퀀시(peak frequency) 성분이 되도록 하는 와이어메쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀은,
    상기 제 2 홀에 비하여 작은 직경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공급부가 튜브의 형태를 가지고서 연결되고, 산업용 소음기의 경판에 고정되는 제 1 헤드플레이트; 및
    상기 제 1 헤드플레이트와의 사이에 상기 제 1 및 제 2 다공부재와 상기 와이어메쉬가 설치됨으로써 상기 제 1 헤드플레이트에 이격되도록 나란하게 설치되는 제 2 헤드플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 다공부재는,
    다공관으로 이루어져서 상기 공급부에 연결되도록 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트에 양단이 고정되고,
    상기 제 2 다공부재는,
    다공관으로 이루어져서 상기 제 1 다공부재의 외측을 감싸도록 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트에 양단이 고정되고,
    상기 와이어 메쉬는,
    스테인레스스틸로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 헤드플레이트 사이에 여러 겹으로 채워지는 것을 특징으로 하는 피크 프리퀀시 발생을 유도하는 디퓨저 헤드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210150892A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 에이티에스 방산탑 소음기

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