KR20130112235A - 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져 - Google Patents

소음 저감 장치를 구비한 디퓨져 Download PDF

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KR20130112235A
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김병희
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

소음 저감 장치를 구비한 디퓨져가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져는, 천장에 설치된 덕트에 연결되어 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저로서, 덕트와 연결되어 유체 흐름 경로를 형성하는 몸체부; 몸체부의 유체 흐름 경로 상에 설치되어 유체를 조절하는 유체조절부; 및 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하고 상기 감지된 소음 주파수의 역주파수를 발생시켜 상기 소음을 감쇠시키는 소음감쇠부를 포함한다. 이러한 소음감쇠부는, 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하는 소음감지센서와, 소음 주파수의 역주파수를 출력하는 스피커와, 소음감지센서로부터 제공되는 정보에 따라 스피커의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

소음 저감 장치를 구비한 디퓨져{DIFFUSER WITH NOISE REDUCING DEVICE}
본 발명은 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져에 관한 것이다.
일반적으로 건물이나 선박에는 실내 공기의 환기 또는 냉난방을 위한 덕트가 설치되며, 이러한 덕트의 순환하는 공기를 각 실내로 확산시키기 위해 디퓨저(diffuser)가 예를 들어 실내 천장에 설치된다. 이러한 디퓨저는 실내를 지나가는 덕트와 연결됨으로써 덕트를 통해 순환하는 공기를 실내로 확산시키거나 반대로 실내 공기를 덕트를 통해 외부로 배기시킬 수 있다.
그러나, 이러한 덕트에는 공기의 이송을 위한 송풍기와 같은 기계장치나 덕트 내의 유체흐름에 의한 난류 등 다양한 형태의 소음 발생원이 존재하며, 이러한 소음 발생원으로부터 높은 수준의 소음이 디퓨저를 통해 실내로 유입된다. 특히, 선박의 경우 덕트에서 발생하는 다양한 소음이 선실에 설치된 디퓨저를 통해 실내로 바로 전달되어 승조원이나 승객의 거주 환경을 저해하는 경우가 많다.
따라서, 이러한 소음을 효과적으로 제거하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
한국공개특허 특1999-007384호
본 발명의 실시예들은 실내의 천장에 설치된 디퓨저를 통해 전달되는 덕트의 소음을 효과적으로 제거할 수 있는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 천장에 설치된 덕트에 연결되어 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저로서, 상기 덕트와 연결되어 유체 흐름 경로를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부의 유체 흐름 경로 상에 설치되어 유체를 조절하는 유체조절부; 및 상기 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하고 상기 감지된 소음 주파수의 역주파수를 발생시켜 상기 소음을 감쇠시키는 소음감쇠부를 포함하며, 상기 소음감쇠부는 상기 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하는 소음감지센서와, 상기 소음 주파수의 역주파수를 출력하는 스피커와, 상기 소음감지센서로부터 제공되는 정보에 따라 상기 스피커의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져가 제공된다.
상기 유체조절부는 상기 몸체부에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 몸체부의 유체 흐름 경로 상에는 너트부를 구비한 유체조절부 지지용 브라켓이 설치될 수 있으며, 상기 유체조절부에는 상기 유체조절부 지지용 브라켓의 너트부에 나사결합되는 볼트부가 형성될 수 있다.
상기 유체조절부는 내부에 수용부를 포함할 수 있으며, 상기 볼트부에는 상기 수용부 내측과 상기 수용부 외측을 연통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 유체조절부는 내부에 수용부가 형성되도록 상호 대항하여 결합되는 상부 하우징과 하부 하우징을 포함할 수 있다.
상기 소음감쇠부는 상기 유체조절부에 설치될 수 있다.
상기 소음감지센서는 상기 상부 하우징에 설치될 수 있으며, 상기 스피커는 상기 하부 하우징에 설치될 수 있으며, 상기 제어부는 상기 수용부 내에 설치될 수 있다.
상기 소음감쇠부에 전기를 공급하는 제1 전력선은 상기 몸체부를 관통하여 인입되는 제2 전력선의 커넥터에 접속되어 전력을 공급받을 수 있다.
상기 유체조절부는 원뿔(circular cone) 또는 다각뿔(polypyramid) 형상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 측정된 소음주파수의 역주파수를 발생시켜 소음주파수를 상쇄시키는 원리를 이용함으로써, 실내의 천장에 설치된 디퓨저를 통해 전달되는 덕트의 소음을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져를 개략적으로 나타낸 단면도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져(100)는, 천장에 설치된 덕트(10)에 연결되어 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저로서, 덕트(10)와 연결되어 유체 흐름 경로를 형성하는 몸체부(110)와, 몸체부(110)의 유체 흐름 경로 상에 설치되어 유체를 조절하는 유체조절부(120)와, 덕트(10) 내에서 발생하는 소음을 감지하고 상기 감지된 소음 주파수의 역주파수를 발생시켜 상기 소음을 감쇠시키는 소음감쇠부(noise damping unit, 130)를 포함한다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 덕트 시스템에서 발생하는 소음을 측정하고 측정된 소음주파수의 역주파수를 발생시켜 소음주파수를 상쇄시키는 원리를 이용함으로써, 실내의 천장에 설치된 디퓨저를 통해 전달되는 덕트의 소음을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 종래와 같이 기존 덕트 시스템뿐만 아니라 각 실내에 설치된 디퓨저를 전부 새로 교체하거나 변형할 필요 없이, 디퓨저의 일부 구성만 교체하도록 구성함으로써 소음 문제를 해결하기 위한 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 기존 디퓨저에 용이하게 설치 가능하도록 소음감쇠부를 소형화 모듈화함으로써 일반사용자도 간단하게 설치할 수 있으며, 이를 통해 덕트 소음 감쇠에 필요한 장치의 설치에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 즉, 기존 디퓨저에 용이하게 설치 가능하도록 소음감쇠부를 소형 모듈화함으로써 소음감쇠장치를 설치하기 위해 덕트에 체결 구멍 등을 뚫는 등의 설치 작업에 많은 시간과 비용이 소요되던 것을 절감할 수 있다.
이하, 도 1과 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
몸체부(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 덕트(10)와 연결되어 덕트(10)로부터 공기를 실내로 유입하거나 덕트(10)를 통해 실내 공기를 외부로 배출할 수 있는 유체 흐름 경로(20)를 형성한다. 이러한 몸체부(110)는 기존 덕트(10)와 결합되도록 덕트 연결관(112)을 포함할 수 있다. 덕트 연결관(112)의 직경은 덕트 연결관(112)이 삽입되는 덕트(10)의 직경에 상응하여 형성될 수 있다.
유체조절부(120)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 몸체부(110)의 유체 흐름 경로(20) 상에 설치되어 유체의 흐름 방향과 유량 등을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는, 이러한 유체조절부(120)가 몸체부(110)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
이를 위해, 몸체부(110)의 유체 흐름 경로(20) 상에는 너트부(116)를 구비한 유체조절부 지지용 브라켓(114)이 설치될 수 있다. 이러한 유체조절부 지지용 브라켓(114)은 예를 들어 덕트 연결관(112)의 내주면에 지지되어 설치될 수 있으며, 유체조절부 지지용 브라켓(114)의 중앙부에는 너트부(116)가 형성될 수 있다.
이 경우, 너트부(116)의 가상의 중심선이 덕트 연결관(112)의 가상의 중심선과 일치되도록, 유체조절부 지지용 브라켓(114)이 덕트 연결관(112) 내측에 설치될 수 있다.
본 실시예에서는, 유체조절부 지지용 브라켓(114)이 덕트 연결관(112)의 내주면에 설치된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 유체조절부(120)가 유체 흐름 경로(20) 상에 배치될 수 있다면, 유체조절부 지지용 브라켓(114)이 몸체부(110)의 다른 부분에 설치될 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 유체조절부 지지용 브라켓(114)은 일단부가 덕트 연결관(112) 내측에 지지되는 2개 이상의 막대형상 지지대(118)을 포함할 수 있으며, 이러한 지지대(118)의 타단부(즉, 중심축 방향 단부)에 너트부(116)가 형성될 수 있다.
너트부(116)는 유체조절부(120)에 형성된 볼트부(126)와 체결될 수 있다. 즉, 유체조절부(120)의 볼트부(126)가 몸체부(110)에 지지된 너트부(116)에 나사결합됨으로써, 유체조절부(120)가 몸체부(110)에 상하로 이동(도 1의 화살표 참조)하면서 분리 가능하게 결합될 수 있다.
볼트부(126)는 도면에 도시된 바와 같이 예를 들어 유체조절부(120)의 상부에 원주형으로 형성될 수 있으며, 원주형 볼트부(126)의 외주면에는 너트부(116)와 나사결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.
이외에도, 비록 도시되지는 않았으나, 너트부(116)와 볼트부(126)의 위치는 서로 도치될 수 있다. 즉, 도 1과 도 2에 도시된 예와 달리, 유체조절부 지지용 브라켓(114)에 볼트부가 구비될 수 있으며, 유체조절부(120)에 너트부가 구비될 수도 있다.
본 실시예에서는 유체조절부(120)의 볼트부(126)가 유체조절부 지지용 브라켓(114)의 너트부(116)에 나사결합되어 상하방향으로 이동 가능하도록 구성된 것을 예시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유체조절부(120)를 몸체부(110)의 상하방향으로 이동시킬 수 있는 구조라면, 유체조절부(120)는 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.
한편, 소음감쇠부(130)는 덕트(10) 내에서 발생하는 소음을 감지하고 상기 감지된 소음 주파수의 역주파수를 발생시켜 상기 소음을 감쇠시키는 장치이다.
구체적으로, 소음감쇠부(130)는, 덕트(10) 내에서 발생하는 소음을 감지하는 소음감지센서(132)와, 소음 주파수의 역주파수를 출력하는 스피커(134)와, 소음감지센서(132)로부터 제공되는 정보에 따라 스피커(134)의 작동을 제어하는 제어부(136)를 포함한다.
본 실시예에서는, 이러한 소음감쇠부(130)가 몸체부(110)에 분리 가능하게 결합된 유체조절부(120)에 설치될 수 있다.
이를 위해, 유체조절부(120)의 내부에는 수용부(121)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 유체조절부(120)는 유체조절부(120) 내에 수용부(121)가 형성되도록 상호 대항하여 결합되는 상부 하우징(122)과 하부 하우징(124)을 포함할 수 있다.
상부 하우징(122)은 몸체부(110)의 내측과의 사이에 유체 흐름 경로(20)가 형성될 수 있도록 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 곡면의 원뿔(circular cone) 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 하부 하우징(124)은 이러한 상부 하우징(122)의 하부에 결합되는 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 하부 하우징(124)은 예를 들어 볼트 등과 같은 다양한 결합수단을 통해 상부 하우징(122)에 결합될 수 있다.
본 실시예의 경우, 소음감쇠부(130)의 소음감지센서(132)는 상부 하우징(122)에 설치될 수 있으며, 스피커(134)는 하부 하우징(124)에 설치될 수 있다. 그리고, 제어부(136)는 상부 하우징(122)과 하부 하우징(124) 사이에 형성된 수용부(121) 내에 설치될 수 있다.
구체적으로, 소음감지센서(132)는 유체조절부(120)의 볼트부(126)의 상단부에 설치될 수 있다. 이와 같이, 소음감지센서(132)가 유체 흐름 경로(20) 상에 위치한 유체조절부(120)의 볼트부(126) 상단부에 설치됨으로써, 덕트(10)를 통해 전달되는 소음의 주파수를 정밀하고 신속하게 측정할 수 있다.
또한, 볼트부(126)의 상단부에 설치된 소음감지센서(132)는 도면에 도시된 바와 같이 볼트부(126)의 직경보다 작거나 동일한 원주 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 소음감지센서(132)가 볼트부(126)와 동일한 원주 형상을 이룸으로써, 유체조절부(120)의 볼트부(126)가 막힘 없이 자연스럽게 유체조절부 지지용 브라켓(114)의 너트부(116)에 나사결합될 수 있다. 이를 통해, 유체조절부(120)에 일체화되어 구성된 소음감쇠부(130)가 몸체부(110)에 용이하게 설치될 수 있다.
소음감쇠부(130)의 스피커(134)와 제어부(136)는 도면에 도시된 바와 같이 수용부(121)에 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 스피커(134)로는 콘형(cone shape) 스피커가 사용될 수 있다. 이 경우, 공기를 진동시키는 스피커(134)의 진공판은 하부 하우징(124)에 결합될 수 있으며, 스피커(134)의 자석부는 수용부(121) 내에 위치될 수 있다. 또한, 스피커(134)의 작동을 제어하는 제어부(136)는 수용부(121) 내에 배치될 수 있다.
이와 같이, 유체조절부(120)를 상부 하우징(122)과 하부 하우징(124)으로 구성함으로써, 수용부(121) 내에 스피커(134)와 제어부(136) 등을 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 유체조절부(120)와 소음감쇠부(130)를 일체화(즉, 모듈화)함으로써, 종래와 같이 기존 덕트 시스템뿐만 아니라 각 실내에 설치된 디퓨저를 전부 새로 교체하거나 변형할 필요 없이, 디퓨저의 일부 구성만 교체하여 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 기존 디퓨저에 용이하게 설치 가능하도록 유체조절부(120)와 소음감쇠부(130)를 일체화 소형화함으로써 일반사용자도 간단하게 설치할 수 있으며, 이를 통해 덕트에 체결 구멍 등을 뚫는 등의 설치 작업에 많은 시간과 비용이 소요되던 것을 절감할 수 있다.
또한, 유체조절부(120)를 상호 대항하여 조립되는 상부 하우징(122)과 하부 하우징(124)으로 구성함으로써, 수용부(121) 내에 설치된 장치들을 점검 또는 보수하고자 할 경우에도 하부 하우징(124)을 상부 하우징(122)에서 분리하여 수용부(121) 내에 설치된 상기 장치들에 용이하게 접근할 수 있다.
또한, 종래의 기술들은 유체 유동을 생성하는 팬(fan)과 가까운 위치에 소음감지센서가 위치함에 따라 유체 유동에 의한 노이즈(여기서의 노이즈(noise)는 가청주파수 대역을 벗어난 영역의 소음, 그러나 소음감지센서와 같은 기계장치에서는 감지되는 소음을 의미함)의 영향이 커서 소음감지성능이 떨어지는 단점이 있었으나, 본 실시예에 따르면, 덕트 시스템의 끝단부에 위치한 디퓨저에 소음감지센서(132)가 위치하므로 이러한 유체 유동에 의한 노이즈 성분을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 디퓨저(100)에 구비된 스피커(134)는 실내로 유입되는 소음원(여기서의 소음은 가청주파수 영역의 소음으로서 실제로 실내에 유입되어 사람이 인식하는 소음을 의미함)과 동일한 위치에 배치됨으로써 실제 소음 제거 효과가 종래의 기술과 비교하여 월등하게 높은 장점이 있다.
한편, 본 실시예에서는, 수용부(121) 내에 배치된 스피커(134)와 제어부(136) 등이 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있도록, 유체조절부(120)의 볼트부(126)에 관통홀(128)이 형성될 수 있다. 이러한 관통홀(128)은 수용부(121) 내측과 수용부(121) 외측을 서로 연통시킬 수 있다.
즉, 유체조절부(120)의 볼트부(126)에 형성된 관통홀(128)을 통해 수용부(121)의 내측과 외측이 서로 연통될 수 있으며, 예를 들어 소음감쇠부(130)의 스피커(134)와 제어부(136) 등에 전기를 공급하기 위한 제1 전력선(140)이 관통홀(128)을 통해 수용부(121) 내로 연결될 수 있다. 수용부(121) 내에 위치한 스피커(134)와 제어부(136) 등은 이러한 제1 전력선(140)을 통해 전기나 제어신호를 제공받아 작동할 수 있다.
또한, 소음감쇠부(130)에 전기를 공급하는 제1 전력선(140)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 몸체부(110)를 관통하여 인입되는 제2 전력선(142)의 커넥터(144)에 접속되어 전력을 공급받을 수 있다.
이와 같이, 유체조절부(120)와 일체화(모듈화)되어 구성된 소음감쇠부(130)에 전기를 공급하는 제1 전력선(140)을 도면에 도시된 바와 같이 제2 전력선(142)의 커넥터(144)에 용이하게 접속하도록 구성함으로써, 일반사용자도 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 기존 디퓨저에서 유체조절부(120)를 교체하는 것만으로도 소음 문제를 해결하기 위한 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 소음감쇠부(130)는 덕트에서 발생하는 소음을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 소음감쇠부(130)의 스피커(134)를 통해 실내의 방송용 스피커로 활용할 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 유체조절부(120)의 상부 하우징(122)이 원뿔 형상인 경우를 예시하여 설명하였으나, 유체조절부(120)의 형태는 이에 한정되지 않으며 예를 들어 사각 피라미드와 같은 다각뿔(polypyramid) 형상 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 덕트 20: 유체 흐름 경로
100: 소음 저감 장치를 구비한 디퓨져 110: 몸체부
112: 덕트 연결관 114: 유체조절부 지지용 브라켓
116: 너트부 118: 지지대
120: 유체조절부 121: 수용부
122: 상부 하우징 124: 하부 하우징
126: 볼트부 130: 소음감쇠부
132: 소음감지센서 134: 스피커
136: 제어부 140: 제1 전력선
142: 제2 전력선 144: 커넥터

Claims (9)

  1. 천장에 설치된 덕트에 연결되어 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저로서,
    상기 덕트와 연결되어 유체 흐름 경로를 형성하는 몸체부;
    상기 몸체부의 유체 흐름 경로 상에 설치되어 유체를 조절하는 유체조절부; 및
    상기 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하고 상기 감지된 소음 주파수의 역주파수를 발생시켜 상기 소음을 감쇠시키는 소음감쇠부를 포함하며,
    상기 소음감쇠부는,
    상기 덕트 내에서 발생하는 소음을 감지하는 소음감지센서와;
    상기 소음 주파수의 역주파수를 출력하는 스피커와;
    상기 소음감지센서로부터 제공되는 정보에 따라 상기 스피커의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체조절부는 상기 몸체부에 분리 가능하게 결합되는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부의 유체 흐름 경로 상에는 너트부를 구비한 유체조절부 지지용 브라켓이 설치되며,
    상기 유체조절부에는 상기 유체조절부 지지용 브라켓의 너트부에 나사결합되는 볼트부가 형성되는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유체조절부는 내부에 수용부를 포함하며,
    상기 볼트부에는 상기 수용부 내측과 상기 수용부 외측을 연통하는 관통홀이 형성되는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유체조절부는 내부에 수용부가 형성되도록 상호 대항하여 결합되는 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소음감쇠부는 상기 유체조절부에 설치되는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소음감지센서는 상기 상부 하우징에 설치되며,
    상기 스피커는 상기 하부 하우징에 설치되며,
    상기 제어부는 상기 수용부 내에 설치되는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소음감쇠부에 전기를 공급하는 제1 전력선은 상기 몸체부를 관통하여 인입되는 제2 전력선의 커넥터에 접속되어 전력을 공급받는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체조절부는 원뿔(circular cone) 또는 다각뿔(polypyramid) 형상을 포함하는, 소음 저감 장치를 구비한 디퓨저.
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