소음기, 사이렌서 (Silencer)
소음기(사이렌서)는 소음을 줄여주는 장치로, 오토바이의 배기관에 부착되는 부품입니다. 영화에서 등장하는 소총과 권총 등에 부착되는 장치는 ‘머플러 사이렌서’라고도 불립니다.
소음기는 크게 배기 소음기와 흡입 소음기로 나눌 수 있습니다. 배기 소음기는 오토바이와 같이 배기측에 설치되는 반면, 흡입 소음기는 공기 압축기와 같이 흡입측에 설치됩니다.
공기 압축기에서는 흡입음과 토출음이 발생하지만, 일반적으로 흡입음이 더 큽니다. 따라서 흡입 소음기를 설치하여 소음을 줄이며, 흡음재를 채운 제품이 시판되고 있어 약 10폰 정도의 흡음 효과를 제공합니다.
소음기 방식에는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 흡음형은 흡음 재료를 사용하여 소음을 줄입니다. 둘째, 간섭형은 음파의 통로를 나누어 경로의 길이를 조정하여 음파의 위상을 어긋나게 하거나 합류시켜 소음을 줄입니다. 셋째, 팽창형은 음파의 통로를 확대한 후 축소시켜 소음을 줄이는 방식으로, 저역 여파기형이라고 하며 높은 주파수의 소음에 적합합니다. 넷째, 공명형은 공명 작용을 이용하여 음 에너지를 소모시켜 소음을 줄입니다. 마지막으로 여파기형은 공명형에 속하며, 공동의 용적을 무한대 또는 그것과 등가(완전 흡착)로 하여 저주파 소음을 줄이는 방식입니다.
소음기의 종류와 특징
간섭형 소음기는 음의 통로를 2분하여 L1을 L2보다 음의 파장을 1/2만큼 길게 한 후, 다시 통로를 하나로 합쳐 두 개로 분리된 음을 간섭시켜 감쇠합니다. 이 방식은 저주파와 중음의 감쇠에 유용하며, 압축기, 송풍기, 디젤 기관 등의 흡입 및 배기 소음에 적합합니다.
공명형 소음기는 작은 구멍과 그 뒤의 빈 구멍이 공명기의 역할을 하여, 공명 흡수에 의해 음에너지를 흡수합니다. 이 방식은 왕복식 압축기 등에 사용되며, 실용 구조는 대형입니다.
머플러형 소음기는 덕트 주위에 여러 개의 작은 구멍을 만들고, 외주에 흡음재를 붙인 외통을 설치하여 공동을 만들어 공명과 흡음 작용을 이용하는 소음기입니다. 이 구조는 200~600㎐ 정도의 저주파 소음을 감쇠시키는 데 효과적입니다.
팽창형 소음기는 주로 단면의 불연속부에서 소리 에너지의 반사를 이용하여 소리의 전파를 차단하는 방식입니다. 저주파와 중음의 감쇠에 유효하지만, 내부에 흡음 재료를 접착하면 고음 감쇠에도 효과를 보입니다. 길이 L은 감쇠 주파수와 밀접한 관련이 있으며, 최대 감쇠량은 ((D2/D1)×4㏈)로 계산됩니다.
흡음 덕트형 소음기는 직관 흡음 덕트와 굽은 흡음 덕트로 나뉘며, 중음과 고음의 감음에 효과적입니다. 최대 감쇠 주파수는 덕트의 단면 치수 D로 결정되며, 덕트의 길이 L과 흡음 재료의 흡음률은 감쇠량과 밀접한 관계가 있습니다.
흡음재와 소음방지
소음 방지를 위해서는 흡음률이 높은 재료를 사용하는 것이 중요합니다. 일반적으로 연질이고 표면이 복잡한 재료나 다공질 재료가 흡음 재료로 적합합니다. 주파수가 낮은 음은 흡음률이 크고, 주파수가 높은 음은 흡음률이 작습니다. 그러나 반대의 성질을 가진 재료도 있으므로 주파수를 고려해야 합니다. 아래는 흡음재료로 사용하기 좋은 재료들입니다:
- 광물성 섬유: 글라스울, 로크울 등과 동물성 섬유인 펠트
- 판재류: 베니어판, 유리판, 목조 판벽, 목조상, 경질 섬유판 등
- 공명형 흡음재: 공명을 일으켜 흡음하는 재료
다양한 소음기를 볼 수 있는 회사 : http://nsv.co.kr/n2_product/noise-list.asp
