KR20210016105A - 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점성유체의 마찰에 의한 음파 에너지 소진을 극대화할 수 있고, 크기가 작고 경량화를 구현할 수 있는 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 내측에 수용공간이 구비되는 하우징; 상기 수용공간에 수용되는 점성유체; 상기 수용공간이 밀폐되도록 상기 하우징과 결합되며, 상기 수용공간으로 음파가 도입되도록 하는 커버부재; 상기 수용공간에 배치되며, 상기 수용공간으로 도입되는 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간을 형성하는 배플부재; 및 상기 하우징과 상기 배플부재 사이에 배치되며, 상기 흡음공간으로 음파가 도입됨에 따라 상기 흡음공간으로 출입하는 상기 점성유체에 의해 수축 및 팽창되는 탄성부재;를 포함하며, 상기 점성유체와 상기 배플부재 사이의 마찰로 인하여 음파 에너지가 열 에너지로 변환되면서 음파 에너지가 소진되는 특징을 개시한다.

Description

흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판{ABSORPTION PATCH AND UNDERWATER ABSORPTION PLATE USING THE SAME}
본 발명은 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판에 관한 것으로, 상세하게는 잠수함이나 해상함 등의 표면에 장착되어 수중에서 입사하는 음파를 흡수하여 반사하는 음파를 최소화하는 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판에 관한 것이다.
잠수함이나 해상함 등의 함정은 은밀성이 필수적인 무기체계로 작전을 수행하면서 위협세력을 탐지하지만 반대로 위협세력으로부터 끊임없이 탐지 위협을 받게 된다.
함정은 자기 신호, 적외선 신호, 레이더 반사 면적(Radar Cross Section) 신호 등에 의하여 탐지되기도 하지만, 외부에서 입사되는 음파가 함정의 표면에서 반사되는 음파 신호에 의하여 탐지되기도 한다.
이를 고려하여 함정의 표면에는 수중에서 입사되는 음파를 흡수하여 반사되는 음파를 최소화하기 위한 수중 흡음판이 사용될 수 있다. 수중 흡음판은 함정 외에도 예를 들면, 대형 수조 외벽에 부착할 경우 반사음이 없는 수중 무향실을 구현할 수 있어 수중 시험의 신뢰를 높이고 관련 연구환경의 개선 목적으로도 사용될 수 있다.
기존 수중 흡음판은 고무 또는 우레탄과 같은 물질을 이용해서 음파의 파동에너지가 점성 마찰에 의해서 열로 바뀌는 과정을 통해 음파를 감쇠하는 수중 흡음판이 있다.
그러나 기존 수중 흡음판은 음파를 효율적으로 흡수하려면 두껍고 무거운 다량의 흡음재를 사용해야 하므로 함정의 무게가 증가하는 문제가 있고, 효율적인 흡음을 위해서는 다량의 흡음재를 사용해야 하므로 제작 및 유지보수의 비용이 증가하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2018-0028105호(2018.03.16.공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 점성유체의 마찰에 의한 음파 에너지 소진을 극대화할 수 있고, 크기가 작고 경량화를 구현할 수 있는 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치는, 내측에 수용공간이 구비되는 하우징; 상기 수용공간에 수용되는 점성유체; 상기 수용공간이 밀폐되도록 상기 하우징과 결합되며, 상기 수용공간으로 음파가 도입되도록 하는 커버부재; 상기 수용공간으로 도입되는 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간이 원주 방향을 따라 형성되도록, 상기 수용공간의 중심부에서 방사상으로 배치되는 배플부재; 및 상기 하우징과 상기 배플부재 사이에 배치되며, 상기 흡음공간으로 음파가 도입됨에 따라 상기 흡음공간으로 출입하는 상기 점성유체에 의해 수축 및 팽창되는 탄성부재;를 포함하며, 상기 점성유체와 상기 배플부재 사이의 마찰로 인하여 음파 에너지가 열 에너지로 변환되면서 소진되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 흡음공간을 공유하는 한 쌍의 배플부재는 상기 점성유체와 접촉하는 마찰면을 각각 구비할 수 있고, 이 경우 상기 마찰면은, 상기 점성유체와 접촉 면적이 증대되도록 주름지게 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 마찰면은, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향을 따라 주름지게 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 배플부재와 상기 커버부재 사이에 배치되며, 상기 커버부재를 통과한 음파가 상기 수용공간의 중앙 영역으로 도입되도록 중앙부에 음파도입구가 관통 형성되는 음파가이드부재;를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 배플부재는, 평면 상에서 상기 음파도입구로부터 회피되도록 상기 음파가이드부재와 상기 하우징의 바닥부 사이에 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 탄성부재는, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향에 대향하도록 상기 배플부재와 상기 하우징의 측벽부 사이에 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 탄성부재는, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향에 대향하도록 상기 배플부재와 상기 하우징의 바닥부 사이에 배치될 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음패치에 있어서, 상기 탄성부재는, 상기 점성유체의 탄성계수보다 작은 탄성계수를 가지는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 흡음판은, 매트릭스; 및 상기 매트릭스에 매립되는 상술한 구성의 흡음패치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판은, 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간을 형성하는 배플부재 및 흡음공간내 압력 차를 극대화 하는 탄성부재를 포함함으로서, 흡음공간에서 점성유체의 강한 유동을 구현하고, 이로부터 점성유체의 점성 마찰에 의한 음파 에너지의 소진을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판은, 점성유체와 접촉하는 배플부재의 마찰면에 오목부와 볼록부가 반복되는 주름부를 형성함으로써, 점성유체와의 접촉 유효 면적을 보다 확대할 수 있고, 이로부터 점성유체의 점성 마찰을 보다 극대화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 흡음패치 및 이를 이용한 수중 흡음판은, 음파가이드부재를 통하여 수용공간으로 도입되는 음파의 진행 경로를 우회시킴으로써 흡음 성능을 향상시킬 수 있고, 점성유체와 접촉하는 배플부재의 접촉 유효 면적을 보다 확대시킴으로써 흡음 성능을 향상시킬 수도 있다.
또한 본 발명에 따르면, 내부에 별도의 흡음재를 추가하지 않고 수용공간의 체적이 상대적으로 협소하더라도 효과적인 흡음 성능을 만족할 수 있기 때문에, 보다 크기가 작고 콤팩트한 사이즈의 흡음패치를 제작할 수 있고, 이로부터 수중 흡음판 역시 얇은 구조로 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 흡음판을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 흡음패치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 흡음패치를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 흡음패치의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 흡음패치의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡음패치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음패치를 분리하여 나타낸 도면이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 흡음판을 나타낸 도면이다.
도 1를 참조하면 본 발명에 따른 수중 흡음판(100)은 매트릭스(110) 및 흡음패치(200)를 포함한다.
매트릭스(110)는 함정과 같은 피탐지체의 수중 표면에 설치될 수 있다. 매트릭스(110)는 탄성소재로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 고무, 우레탄, 발포제, 스펀지, 파이버 중 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
흡음패치(200)는 매트릭스(110)에 매립 설치될 수 있다. 흡음패치(200)는 수중과 접촉되는 매트릭스(110)의 일면에 대해 일부분이 노출된 상태로 매립 설치될 수 있다. 후술하겠지만 흡음패치(200)의 노출되는 부분은 외부에서 입사되는 음파를 내부로 도입하는 커버부재(230)일 수 있다.
흡음패치(200)는 매트릭스(110)의 일면에 복수개로 매립 설치될 수 있으며, 매립되는 흡음패치(200)의 간격 및 수량에 따라 면적 당 흡음 성능이 결정될 수 있다.
이러한 수중 흡음판(100)은 흡음패치(200)가 매립되지 않은 타면을 피탐지체의 표면에 부착함으로서, 피탐지체는 외부에서 표면으로 입사되는 음파를 흡수하여 반사되는 음파를 최소화할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 흡음패치를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 흡음패치를 분리하여 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 흡음패치에 대해 커버부재가 분리된 상태에서의 횡단면을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 2에 도시된 흡음패치의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 흡음패치(200)는 외부에서 입사되는 음파를 흡수하여 반사되는 음파를 최소화하는 것으로, 하우징(210), 점성유체(220), 커버부재(230), 배플부재(240), 탄성부재(250)를 포함할 수 있다.
하우징(210)은 내측에 수용공간(215)이 구비되며, 바닥부(211) 및 측벽부(213)가 구비될 수 있다.
실시예에 따른 하우징(210)은 원통 형상의 수용공간(215)이 구비될 수 있다. 즉, 원형 플레이트 구조의 바닥부(211)와 상기 바닥부(211)의 둘레부 일측에 결합되는 링 형상의 측벽부(213)가 구비될 수 있다.
하우징(210)은 금속 소재로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 알루미늄, 스틸, 세라믹 등의 소재로 형성될 수 있다.
점성유체(220)는 하우징(210)의 수용공간(215)에 수용될 수 있다.
점성유체(220)는 가급적 점도가 높은 유체를 이용하게 되는데, 바람직하게는 물의 점도보다 10배 이상 큰 점도를 가지는 유체를 이용하는 것을 권장한다. 본 실시예에서의 점성유체(220)는 글리세린이 이용될 수 있다. 약 20도에서 물의 점도는 1.0087cP 이고, 글리세린의 점도는 1413.8 cP인 것으로 알려져 있다. 이 외 점성유체(220)로서 실리콘 오일, 그리스 등이 이용될 수도 있다.
커버부재(230)는 하우징(210)의 수용공간(215)이 밀폐되도록 하우징(210)과 결합될 수 있다. 커버부재(230)는 하우징(210)의 측벽부(213)를 감싸는 형태로 결합될 수 있다.
실시예에 따른 커버부재(230)는 원통 형상의 하우징(210)에 대응하도록 하우징(210)의 바닥부(211)를 대향하는 커버본체부(231)와, 하우징(210)의 측벽부(213)를 감싸면서 결합되는 링 형상의 커버벽체부(233)가 구비될 수 있다.
커버부재(230)는 탄성소재로 형성될 수 있고, 물의 임피던스(Impedance)와 동일한 임피던스를 가지는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면 폴리머 소재로 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 폴리우레탄이 사용될 수 있다.
이러한 커버부재(230)는 하우징(210)과 결합된 상태에서 내부의 점성유체(220)가 외부로 유출되거나 외부 물이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또한 커버부재(230)는 외부에서 입사되는 음파를 통과시켜 수용공간(215)으로 음파를 도입시킬 수 있다.
배플부재(240)는 수용공간(215)에 복수로 배치될 수 있으며, 커버부재(230)를 통과하여 수용공간(215)으로 도입되는 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간(245)을 형성할 수 있다.
실시예에 따르면 배플부재(240)는 수용공간(215)으로 도입되는 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간(245)이 원주 방향을 따라 형성되도록, 평면 상 수용공간(215)의 중심부에서 방사상으로 복수개가 배치될 수 있다.
따라서 수용공간(215)의 중심부를 기준으로 원주 방향을 따라 복수의 흡음공간(245)이 형성될 수 있다.
각각의 흡음공간(245)을 공유하는 인접한 한 쌍의 배플부재(240)는 점성유체(220)와 접촉하는 마찰면(241)을 구비한다.
펄스 타입의 음파(A)가 흡음공간(245)으로 도입되면, 점성유체(220)는 배플부재(240)의 사이 즉, 흡음공간(245)을 출입하는 유동이 발생된다. 이러한 점성유체(220)의 유동과정에서 점성유체(220)는 배플부재(240)의 마찰면(241)에서 마찰이 발생되고, 이러한 마찰 작용으로 인하여 음파 에너지가 열 에너지로 변환되면서 음파 에너지가 소진될 수 있다.
한편 마찰면(241)은 오목부와 볼록부가 반복되도록 주름지게 형성될 수 있는데, 주름진 마찰면(241)은 점성유체(220)와의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 마찰면(241)는 오목부와 불록부가 반복되는 요철 구조로 이루어질 수도 있다.
만약 마찰면(241)이 평면 구조로 형성된 경우에는 점성유체(220)와의 접촉 유효 면적이 작아 상대적으로 마찰 작용이 작게 발생하게 되고, 이로써 음파 에너지가 열 에너지로 변환되는 양이 적을 수 있다.
반면 마찰면(241)이 주름지게 형성된 경우에는 점성유체(220)와의 접촉 유효 면적이 증대되어 상대적으로 큰 마찰 작용을 유도할 수 있기 때문에, 상대적으로 많은 음파 에너지를 열 에너지로 변환할 수 있다.
배플부재(240)는 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 스테인리스 스틸, 구리, 텅스텐 등으로 형성될 수 있다.
한편 배플부재(240)의 마찰면(241)은 방향성을 가지도록 형성될 수 있는데, 바람직하게는 흡음공간(245)을 출입하는 음파의 진행 방향을 따라 주름지게 형성될 수 있다.
즉, 주름진 마찰면(241)의 볼록면이나 오목면과 같은 곡면 구조로 인하여, 흡음공간(245)을 출입하는 점성유체(220)와의 마찰 작용은 더욱 증대될 수 있다.
본 발명에 따른 흡음패치(200)는 음파가이드부재(260)를 더 포함할 수 있다.
음파가이드부재(260)는 중앙부에 음파도입구(261)가 관통 형성되며, 커버부재(230)와 배플부재(240) 사이에 배치될 수 있다.
하우징(210)의 내부에 원통 형상의 수용공간(215)이 형성되는 경우 음파가이드부재(260)는 중앙부에 원형의 음파도입구(261)가 형성된 환형 구조로 형성될 수 있다.
음파가이드부재(260)가 구비됨에 따라, 배플부재(240)는 평면 상에서 바라봤을 때 음파도입구(261)와 중첩되지 않고 회피되도록 음파가이드부재(260)와 바닥부(211) 사이 공간에 배치될 수 있다.
이와 같이 커버부재(230)를 통과한 음파(A)는 수용공간(215)으로 직접 도입되는 것이 아니라, 음파가이드부재(260)의 음파도입구(261)를 통하여 수용공간(215)의 내부로 도입되며, 수용공간(215)으로 도입된 음파(A)는 바닥부(211)에 부딪힌 후, 방사상으로 진행되면서 배플부재(240)에 의해 형성된 흡음공간(245)으로 도입된다.
따라서 음파가이드부재(260)는 수용공간(215)으로 도입되는 음파(A)의 진행 경로를 우회시킬 수 있으며, 이렇게 수용공간(215)에서 음파(A)의 진행 경로가 길어짐에 따라 흡음 성능을 높일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 음파가이드부재(260)와 배플부재(240)는 일체로 형성될 수 있으며, 동일한 소재로 제작될 수 있다.
또한 도시되진 않았지만 점성유체(220)와 접촉하는 음파가이드부재(260)의 표면에도 주름지게 형성되는 마찰면이 구비될 수 있다.
탄성부재(250)는 흡음공간(245)에 배치될 수 있으며, 흡음공간(245)으로 음파가 도입됨에 따라 흡음공간(245)으로 출입하게 되는 점성유체(220)에 의하여 수축 및 팽창될 수 있다.
탄성부재(250)는 흡음공간(245)으로 출입하는 점성유체(220)를 대향하도록 흡음공간(245)의 내측에 배치될 수 있는데, 하우징(210)의 측벽부(213)와 배플부재(240) 사이에 배치될 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이 많은 양의 음파 에너지를 열 에너지로 변환하기 위해서는 흡음공간(245)으로 출입하는 점성유체(220)의 흐름을 극대화시킬 필요가 있다.
이를 위해서는 탄성부재(250)의 탄성계수가 점성유체(220)의 탄성계수 보다 매우 작은 값을 가지도록 설계함이 바람직하다.
탄성부재(250)의 탄성계수가 점성유체(220)의 탄성계수보다 매우 작으면, 점성유체(220)와 탄성부재(250)의 경계면 위치에서 점성유체(220)에 대한 저항력이 거의 발생하지 않기 때문에, 점성유체(220)의 압력 상태와 무관하게 점성유체(220)와 탄성부재(250)의 경계면 위치의 압력은 거의 제로에 가까워질 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 흡음패치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)를 추가 참조하면 펄스 타입의 음파가 수용공간(215) 내부로 도입되면, 흡음공간(245)의 입구 영역인 제1 위치(P1)는 양의 압력 상태일 수 있다. 이때, 점성유체(220)와 탄성부재(250)의 경계면인 제2 위치(P2)의 압력은 거의 제로에 가까운 상태를 유지하게 된다. 이와 같이 흡음공간(245)의 입구 영역과 내측 영역 간의 압력 차이로 인해, 점성유체(220)는 흡음공간(245)의 입구 영역에서 탄성부재(250)가 배치된 내측 영역으로 강한 유동이 발생된다.
또한 도 6의 (b)를 참조하면 펄스 타입의 음파가 수용공간(215) 내부로 도입되면, 흡음공간(245)의 입구 영역인 제1 위치(P1)는 음의 압력 상태일 수도 있다. 이때도 마찬가지 점성유체(220)와 탄성부재(250)의 경계면인 제2 위치(P2)의 압력은 거의 제로에 가까운 상태를 유지하게 된다. 이와 같이 흡음공간(245)의 입구 영역과 내측 영역 간의 압력 차이로 인해, 점성유체(220)는 탄성부재(250)가 배치된 내측 영역에서 흡음공간(245)의 입구 영역으로 강한 유동이 발생된다.
따라서 펄스 타입의 음파가 수용공간(215) 내부로 도입됨에 따라, 배플부재(240)에 의하여 마련된 흡음공간(245) 상에서의 점성유체(220)는 흡음공간(245)의 입구 영역과 탄성부재(250)가 배치된 내측 영역 사이를 왕복하는 강한 유동 현상이 발생된다.
이러한 점성유체(220)의 왕복하는 강한 유동 현상은 흡음공간(245)을 공유하는 한 쌍의 배플부재(240)의 마찰면(241)과의 강한 마찰 현상을 유발하게 되고, 결국 많은 양의 음파 에너지가 열 에너지로 변환되어 음파 에너지는 소진될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탄성부재(250)로는 폴리에틸렌 폼(Polyethylene foam)이 이용될 수 있는데, 폴리에틸렌 폼의 체적 탄성계수는 239.9 kPa이고, 점성유체(220)인 글리세린의 체적 탄성계수는 4.35 MPa이다.
한편 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음패치를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따름 흡음패치(300)는 하우징(210), 점성유체(220), 커버부재(230), 배플부재(240), 탄성부재(350)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음패치(300)는 상술한 일 실시예에 따른 흡음패치(200)와 달리 음파가이드부재(260:도 3 참조)가 배제된 점에서 큰 차이점이 있다.
또한 다른 실시예에 따른 흡음패치(300)는 탄성부재(350)의 설치 위치 및 구성에 있어서도 상술한 일 실시예에 따른 흡음패치(200)와 차이점이 있다.
우선 다른 실시예에 따른 흡음패치(300)는 음파가이드부재가 배제되어 있기 때문에, 음파는 커버부재(230)를 통하여 수용공간(215) 내부로 직접 도입되어 배플부재(340)에 의해 형성된 흡음공간(245)으로 직접 도입된다.
따라서 다른 실시예에 따른 탄성부재(350)는 흡음공간(245)으로 음파가 도입됨에 따라 흡음공간(245)으로 출입하는 점성유체(220)를 대향하도록 하우징(210)의 바닥부(211)와 배플부재(240) 사이에 배치되어 있다.
다른 실시예에 따른 흡음패치(300)는 커버부재(230)를 통과한 음파가 수용공간(215) 내부로 직접 도입되기 때문에 음파의 짧은 진행 경로로 인하여 흡음 성능이 상대적으로 낮아질 수는 있겠으나, 배플부재(240)를 수용공간(215)의 중심부 영역까지 길게 배치할 수 있음으로써, 점성유체(220)와의 마찰 면적을 보다 증대시킬 수 있고, 이에 따라 흡음 성능을 동일한 수준이거나 더 높일 수 있다.
도시 생략되었으나 다른 실시예에 따른 배플부재(240) 역시 흡음공간(245)을 출입하는 음파의 진행 방향을 따라 주름진 마찰면이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 흡음패치(200,300) 및 이를 이용한 수중 흡음판(100)은, 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간(245,345)을 형성하는 배플부재(240,340)와, 흡음공간(245,345)내 압력 차를 극대화 하는 탄성부재(250,350)를 포함함으로서, 흡음공간(245,345)에서 점성유체(220)의 강한 유동을 구현하고, 이로부터 점성유체(220)의 점성 마찰에 의한 음파 에너지의 소진을 극대화시킬 수 있는 것이다.
또한 본 발명에 따른 흡음패치(200,300) 및 이를 이용한 수중 흡음판(100)은, 점성유체(220)와 접촉하는 배플부재(240,340)의 마찰면(241)에 오목부와 볼록부가 반복되는 주름부를 형성함으로써, 점성유체(220)와의 접촉 유효 면적을 보다 확대할 수 있고, 이로부터 점성유체(220)의 점성 마찰을 보다 극대화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 흡음패치(200,300) 및 이를 이용한 수중 흡음판(100)은, 음파가이드부재(260)를 통하여 수용공간(215)으로 도입된 음파의 진행 경로를 우회시킴으로써 흡음 성능을 향상시킬 수 있고, 점성유체(220)와 접촉하는 배플부재(340)의 접촉 유효 면적을 보다 확대시킴으로써 흡음 성능을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 내부에 별도의 흡음재를 추가하지 않고 수용공간(215)의 체적이 상대적으로 협소하더라도, 효과적인 흡음 성능을 만족할 수 있기 때문에, 보다 크기가 작고 콤팩트한 사이즈의 흡음패치(200,300)를 구현할 수 있고, 이로부터 수중 흡음판(10) 역시 얇은 구조로 제작될 수 있는 이점이 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 수중 흡음판
110: 매트릭스
200: 흡음패치
210: 하우징
220: 점성유체
230: 커버부재
240: 배플부재
250: 탄성부재
260: 음파가이드부재

Claims (9)

  1. 내측에 수용공간이 구비되는 하우징;
    상기 수용공간에 수용되는 점성유체;
    상기 수용공간이 밀폐되도록 상기 하우징과 결합되며, 상기 수용공간으로 음파가 도입되도록 하는 커버부재;
    상기 수용공간으로 도입되는 음파가 분산 도입되는 복수의 흡음공간이 원주 방향을 따라 형성되도록, 상기 수용공간의 중심부에서 방사상으로 배치되는 배플부재; 및
    상기 하우징과 상기 배플부재 사이에 배치되며, 상기 흡음공간으로 음파가 도입됨에 따라 상기 흡음공간으로 출입하는 상기 점성유체에 의해 수축 및 팽창되는 탄성부재;를 포함하며,
    상기 점성유체와 상기 배플부재 사이의 마찰로 인하여 음파 에너지가 열 에너지로 변환되면서 소진되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡음공간을 공유하는 한 쌍의 배플부재는 상기 점성유체와 접촉하는 마찰면을 각각 구비하고,
    상기 마찰면은, 상기 점성유체와 접촉 면적이 증대되도록 주름지게 형성되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마찰면은, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향을 따라 주름지게 형성되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배플부재와 상기 커버부재 사이에 배치되며, 상기 커버부재를 통과한 음파가 상기 수용공간의 중앙 영역으로 도입되도록 중앙부에 음파도입구가 관통 형성되는 음파가이드부재;를 더 포함하며,
    상기 배플부재는, 평면 상에서 상기 음파도입구로부터 회피되도록 상기 음파가이드부재와 상기 하우징의 바닥부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향에 대향하도록 상기 배플부재와 상기 하우징의 측벽부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 음파가이드부재와 상기 배플부재는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 상기 흡음공간을 출입하는 음파의 진행 방향에 대향하도록 상기 배플부재와 상기 하우징의 바닥부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 상기 점성유체의 탄성계수보다 작은 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 흡음패치.
  9. 매트릭스; 및
    상기 매트릭스에 매립되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 흡음패치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 흡음판.
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