KR20140082113A

KR20140082113A - 파이프소음 저감장치

Info

Publication number: KR20140082113A
Application number: KR1020120151529A
Authority: KR
Inventors: 송재활
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-07-02
Also published as: KR101417501B1

Abstract

본 발명에 따른 파이프소음 저감장치는, 선재가 통과하되, 통과시 소음이 발생하는 파이프; 및 상기 파이프에 제공되며, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 상기 파이프의 소음을 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기가 구성되는 소음저감수단;을 포함한다.
이와 같이 본 발명은, 파이프에 제공되되 헬름홀쯔 공명기를 구비하는 소음저감수단이 구성됨으로써, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
즉, 상기 소음저감수단은 파이프에 인입되는 선재의 인입속도와 직경을 측정센서가 감지한 후, 제어부가 이러한 측정치를 데이터로 구동부재를 작동제어하여 용적가변부재를 이동 또는 변화시킴으로써, 상기 헬름홀즈 공명기가 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

Description

파이프소음 저감장치{Apparatus for reducting noise of pipe}

본 발명은 파이프소음 저감장치로서, 파이프의 소음을 소음의 특성곡선에 따라 효과적으로 저감시키는 파이프소음 저감장치에 관한 것이다.

열연가공에서는 소재의 롤링압박하면서 표면의 거칠기를 위한 조압연기와 정확한 두께로 형성시키기 위한 사상압연기가 구성된다.

이때, 사상압연기에서는 소재의 형상을 교정하거나, 속도를 제어하는 부분 등에서 소재, 일례로서 선재가 파이프 형상의 부재를 통과하면서 소음을 발생시키는 문제점이 있다.

이에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 사상압연기에서 형상교정부와 속도제어부를 나타낸 개략도이고, 도 2는 종래기술에 따른 파이프소음 저감장치를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 복수 개의 사상압연롤(2)을 구비하는 사상압연기에서는 소재, 일례로서 선재(1)를 최종 제품의 형상 및 두께에 맞도록 압연을 하는데, 이를 위해 형상을 교정하는 형상교정부(3)와 속도를 제어하는 속도제어부(4)가 구비될 수 있다.

그런데, 상기 형상교정부(3)와 속도제어부(4)는 인입되는 선재(1)의 직경과 대응되도록 내부가 파이프 형상으로 이루어져 있는데, 선재(1)가 파이프 형상의 통로(5) 내를 진행하면서 통로(5)의 내벽(6)에 접촉마찰되면서 소음을 발생시키게 된다.

이와 같은 소음을 방지하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 파이프 형상의 형상교정부(3)와 속도제어부(4)의 둘레를 흡음재 또는 방음재로 이루어진 커버(7)로 감싼다.

즉, 상기 커버(7)는 흡음재 또는 방음재로 이루어지며 파이프 형상의 형상교정부(3)와 속도제어부(4)를 밀착하면서 감싸는 구조를 취함으로써, 선재(1)가 파이프를 통과하면서 발생시키는 소음을 흡수하거나 외부로 전달되는 것을 차단하게 된다.

그러나, 이러한 커버(7)에 의해서는 소음을 효과적으로 저감시키기에는 한계가 있고, 이에 따라 열연가공의 사상 압연과정에서 소음저감을 구현하기 위한 연구가 진행되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 파이프의 소음을 소음의 특성곡선에 따라 효과적으로 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기를 구비하는 파이프소음 저감장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파이프소음 저감장치는, 선재가 통과하되, 통과시 소음이 발생하는 파이프; 및 상기 파이프에 제공되며, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 상기 파이프의 소음을 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기가 구성되는 소음저감수단;을 포함한다.

이때, 상기 소음저감수단은, 상기 선재의 속도 및 직경과 대응되게 상기 헬름홀쯔 공명기의 용적을 변화시켜서 소음을 저감시키는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 소음저감수단은, 상기 파이프에 장착되어 상기 선재의 속도 및 직경을 측정하는 측정센서; 용적가변부재에 의해 용적이 변화되는 헬름홀쯔 공명기; 상기 헬름홀쯔 공명기의 용적가변부재를 구동시키는 구동부재; 및 상기 측정센서 및 구동부재와 각각 전기적으로 연계되어, 상기 측정센서의 측정치로 상기 구동부재를 제어하는 제어부;를 구비하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 용적가변부재는 상기 헬름홀쯔 공명기의 내부공간에 배치되어, 이동 또는 변화됨에 따라 상기 내부공간에서 상기 파이프와 연통되는 부분인 용적을 변화시키는 것이 바람직하다.

이때, 일 실시예로서 상기 용적가변부재는 이동막이고, 상기 구동부재는 상기 이동막과 연결되어 상기 이동막을 이동시키는 실린더 또는 모터일 수 있다.

그리고, 다른 실시예로서 상기 용적가변부재는 팽창체이고, 상기 구동부재는 상기 팽창체에 유체를 주입 및 배출시키는 펌프일 수 있다.

한편, 상기 파이프는 사상압연기의 형상교정부 또는 속도제어부인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 파이프소음 저감장치는, 파이프에 제공되되 헬름홀쯔 공명기를 구비하는 소음저감수단이 구성됨으로써, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과를 가진다.

즉, 상기 소음저감수단은 파이프에 인입되는 선재의 인입속도와 직경을 측정센서가 감지한 후, 제어부가 이러한 측정치를 데이터로 구동부재를 작동제어하여 용적가변부재를 이동 또는 변화시킴으로써, 상기 헬름홀즈 공명기가 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

도 1은 사상압연기에서 형상교정부와 속도제어부를 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따른 파이프소음 저감장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 파이프소음 저감장치를 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 3의 파이프소음 저감장치에서 다른 실시예로서의 헬름홀즈 공명기를 나타낸 개략도이다.

본 발명의 파이프소음 저감장치는, 파이프의 소음을 소음의 특성곡선에 따라 효과적으로 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기를 구비하는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 파이프소음 저감장치를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 3의 파이프소음 저감장치에서 다른 실시예로서의 헬름홀즈 공명기를 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 선재(1)가 통과하되 소음이 발생하는 파이프(10)와, 상기 파이프(10)에서 발생하는 소음을 저감시키는 소음저감수단을 포함한다.

상기 파이프(10)는 사상압연기의 형상교정부 또는 속도제어부(C)의 내부에서 선재(1)가 통과되는 부분을 형상화한 것으로서, 이에 한정되지 않고 선재(1)가 통과하면서 소음이 발생되는 파이프 형상의 어떠한 종류의 부재에도 활용될 수 있음은 물론이다.

나아가, 상기 파이프(10)는 일정 길이 이상으로 선재(1)가 통과하는 길이를 가지는데, 도면에서는 비록 원형의 형상을 취하지만 그 단면의 형상이 원형, 타원형, 나아가 다각형 등 어떠한 단면형상도 포함할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 소음저감수단은 파이프(10)에 제공되며, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 상기 파이프(10)의 소음을 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기(30)가 구성될 수 있다.

여기에서 상기 헬름홀즈 공명기에 대해 간단히 살펴보기로 한다.

상기 헬름홀쯔 공명기(30)는 대상이 되는 파장에 비해 짧은 목과 부피를 가지는 통을 말하는데, 즉 플라스크나 목이 긴 호리병과 비슷한 형상을 지닌다.

다만, 공명기의 구체적인 형상은 공명 주파수에 영향을 미치지 않으며, 다른 형상일지라도 그 체적과 목의 등가 길이가 같으면 같은 공명 주파수를 갖게 된다.

이와 같은 헬름홀쯔 공명기(30)에 대한 이론은 목 부분의 공기가 질량으로, 통의 부피가 스프링으로 작용하며 이 질량과 스프링에 의해서 고유 진동수가 결정된다는 이론이다. 이러한 헬름홀쯔 공명기(30)는 임의의 계에 부착할 경우 이 고유 진동수의 음을 감소시키거나 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 헬름홀쯔 공명기(30)를 구비하는 소음저감수단은, 소음을 저감시키기 위해 선재(1)의 속도 및 직경과 대응되게 상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)을 변화시키도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 소음저감수단은 파이프(10)에 장착된 측정센서(20)와 헬름홀쯔 공명기(30), 상기 헬름홀쯔 공명기(30)를 구동시키는 구동부재, 및 상기 측정센서(20)와 구동부재와 전기적으로 연계된 제어부(C)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 측정센서(20)는 파이프(10)에 장착되어 상기 파이프(10)에 인입되는 선재(1)의 속도 및 직경을 측정하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 측정센서(20)는 선재(1)의 속도를 감지하는 속도감지부와 선재(1)의 직경을 감지하는 형상감지부가 내장되어, 제어부(C)에서의 작동제어를 위해 파이프(10)에 인입되는 선재(1)의 속도와 직경을 측정할 수 있다.

또한, 상기 헬름홀쯔 공명기(30)는 용적가변부재(40)에 의해 용적(30a)이 변화되도록 구성된다.

상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)은 인입된 소리가 유동할 수 있는 내부 체적을 나타내는 것으로서, 이러한 용적(30a)은 스프링으로 작용하여 내부로 들어오는 입구의 공기가 질량과 함께 고유 진동수를 결정한다.

즉, 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)의 크기에 따라 인입속도와 직경이 각각 다른 선재(1)로 인하여 발생되는 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

여기에서, 헬름홀쯔 공명기(30) 용적(30a)의 변화는, 내부에 배치되어 이동되는 용적가변부재(40)에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 구동부재는 상술된 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)을 변화시키는 용적가변부재(40)와 연결되어, 상기 용적가변부재(40)의 이동구동력을 제공하는 역할을 수행한다.

이때, 상기 용적가변부재(40) 및 구동부재에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 상기와 같은 용적가변부재(40)는 헬름홀쯔 공명기(30)의 내부공간에 배치되어, 이동 또는 변화됨에 따라 상기 내부공간에서 파이프(10)와 연통되는 부분인 용적(30a)을 변화시킬 수 있다.

여기에서, 일 실시예로서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 용적가변부재(40)는 이동막(41)이며, 이러한 이동막(41)은 헬름홀쯔 공명기(30)의 내부공간을 파이프(10)로부터 연통되는 상술된 용적(30a)과 연통되지 않는 미사용부위(30b)로 나누며, 이동함에 따라 상기 용적(30a)의 크기가 변화되도록 한다.

물론, 이동하는 과정에서도 상기 용적(30a)만이 파이프(10)와 연통되는 구조를 취하도록 구성되는데 일례로서 도 3에 나타난 바와 같이 가로배치된 구조를 취할 수 있다.

또한, 상기 구동부재는 상기 이동막(41)과 연결되어 이동막(41)을 이동시키는 실린더 또는 모터(51)일 수 있다. 이때 상기 구동부재가 실린더(51)인 경우 실린더의 실린더로드(52)가 이동막(41)과 연결되어 신축동작을 함에 따라 이동막(41)이 용적(30a)을 변화시키도록 이동할 수 있으며, 상기 구동부재가 모터(51)인 경우 이동막(41)과 링크부재(52)로 연결되어 랙-피니언 기어구조와 같은 기어체결구조로 이동막(41)을 이동시킬 수 있다.

그리고, 다른 실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용적가변부재(40)는 팽창체(42)이고, 상기 구동부재는 상기 팽창체(42)에 유체를 주입 및 배출시키는 펌프(53)일 수 있다.

상기 팽창체(42)는 펌프(53)에 의해 유체가 주입됨에 따라 커지게 되면 상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)이 작아지고, 유체가 빠져나감에 따라 작아지게 되면 상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)이 커지게 된다.

이때 상기 펌프(53)는 팽창체(42)에 유체관로(54)로 연결되며, 사용되는 유체는 에어와 같은 기체 또는 물과 같은 액체 등이 사용될 수 있다.

한편, 상기 제어부(C)는 측정센서(20) 및 구동부재와 각각 전기적으로 연계되어, 상기 측정센서(20)의 측정치로 구동부재를 제어하는 역할을 수행한다.

즉, 인입속도와 직경이 각각 다른 선재(1)로 인하여 발생하는 서로 다른 소음은, 헬름홀쯔 공명기(30) 내의 용적(30a)크기를 적정하게 변화시켜 효과적으로 감소시킬 수 있는데, 여기에서 상기 제어부(C)는 측정센서(20)로부터 수신된 선재(1)의 인입속도와 직경에 따라 상기 구동부재를 작동제어함으로써, 헬름홀쯔 공명기(30) 내의 용적가변부재(40)를 가변시켜 헬름홀쯔 공명기(30) 내의 용적(30a)크기를 변화시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 파이프(10)에 제공되되 헬름홀쯔 공명기(30)를 구비하는 소음저감수단이 구성됨으로써, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프(10)의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

즉, 상기 소음저감수단은 파이프(10)에 인입되는 선재(1)의 인입속도와 직경을 측정센서(20)가 감지한 후, 제어부(C)가 이러한 측정치를 데이터로 구동부재를 작동제어하여 용적가변부재(40)를 이동 또는 변화시킴으로써, 상기 헬름홀즈 공명기가 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 파이프(10)의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1 : 선재 10 : 파이프
20 : 측정센서 30 : 헬름홀쯔 공명기
30a : 용적 30b : 미사용부위
40 : 용적가변부재 41 : 이동막
42 : 팽창체 51 : 실린더 또는 모터
52 : 실린더로드 또는 링크부재 53 : 펌프
54 : 유체관로 C : 제어부

Claims

선재(1)가 통과하되, 통과시 소음이 발생하는 파이프(10); 및
상기 파이프(10)에 제공되며, 소음의 특성곡선에 따라 대응되게 상기 파이프(10)의 소음을 저감시키도록 헬름홀쯔 공명기(30)가 구성되는 소음저감수단;
을 포함하는 파이프소음 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 소음저감수단은, 상기 선재(1)의 속도 및 직경과 대응되게 상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적(30a)을 변화시켜서 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.
제2항에 있어서,
상기 소음저감수단은,
상기 파이프(10)에 장착되어 상기 선재(1)의 속도 및 직경을 측정하는 측정센서(20);
용적가변부재(40)에 의해 용적(30a)이 변화되는 헬름홀쯔 공명기(30);
상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 용적가변부재(40)를 구동시키는 구동부재; 및
상기 측정센서(20) 및 구동부재와 각각 전기적으로 연계되어, 상기 측정센서(20)의 측정치로 상기 구동부재를 제어하는 제어부(C);
를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.
제3항에 있어서,
상기 용적가변부재(40)는 상기 헬름홀쯔 공명기(30)의 내부공간에 배치되어, 이동 또는 변화됨에 따라 상기 내부공간에서 상기 파이프(10)와 연통되는 부분인 용적(30a)을 변화시키는 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.
제4항에 있어서,
상기 용적가변부재(40)는 이동막(41)이고, 상기 구동부재는 상기 이동막(41)과 연결되어 상기 이동막(41)을 이동시키는 실린더 또는 모터(51)인 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.
제4항에 있어서,
상기 용적가변부재(40)는 팽창체(42)이고, 상기 구동부재는 상기 팽창체(42)에 유체를 주입 및 배출시키는 펌프(53)인 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프(10)는 사상압연기의 형상교정부 또는 속도제어부(C)인 것을 특징으로 하는 파이프소음 저감장치.