※자료제공 : 효성EBARA주식회사

4.2 디젤기관

디젤기관의 소음은 연소음, 기계음 및 배기음으로 구성된다. 음압레벨은 기종 및 회전수에 따라 다르지만 일반적으로 <그림6.6>과 같다.

 <그림 6.6 디젤기관의 배기원음과 기측소음의 음압레벨과 주파수 특성>

기측(機側) (1m) 105~115dB(A)
배기관출구 (1m) 110~120dB(A) (消音器 등)

으로 높다. 그 주파수 특성의 일례를 <그림6.6>에 나타낸다.

디젤기관의 배기음은 소음기(消音器)에 의해 감쇠할 수 있지만, 기계음의 감쇠는 곤란하다. 즉, 소형기관은 방음박스로 둘러싸는 것이 용이하지만, 대형기관은 방음박스 내에 수용하기가 곤란하므로 옥내에 설치하여 건물의 콘크리트 벽에 의한 차음(遮音)효과를 이용한다. 최근 대형기관에 대해서도 부분적으로 과급기와 급배기관계 등에 방지대책을 시행한 저소음기관이 개발되고 있고, 감쇠량은 형식에 따라 다르지만 5~10dB 정도이다.

중형기관에서는 방진고무에 의해 기초에 전달되는 진동을 방지함과 동시에 동력 전달 축계에 유니버설 조인트를 병용하여 축심의 흔들림을 흡수한 예도 있다. 기관의 설치위치와 소음기와는 가능한 한 근접시키고, 배기관을 짧게 하여 배기관에서의 투과음을 작게 한다. 또 디젤 자가발전설비는 보수관리시에도 운전하기 때문에 차음실에 설치하는 것이 좋다.

소음기의 형식은 여러가지가 있지만, 배기원음의 소음 스펙트럼과 소요 감음량으로부터 결정된다. 단일 소음기만으로는 소음효과를 얻을 수 없는 경우에는 2개의 형식을 조합시키는데 팽창형, 흡음형의 순으로 설치하는 것이 유효하다. 단, 소음효과를 높인 나머지 기관배음측의 배압(背壓)이 크게 되면, 기관의 성능이 저하하기 때문에 배압은 항상 허용치(약 350mm 수주) 이하로 유지할 필요가 있다.

4.3 전동기

전동기의 소음은 다음의 3종류의 음이 혼합되어 있다.

(1) 기계음 : 회전자 불평형에 의한 진동음, 베어링음, 브러쉬의 마찰음 등
(2) 통풍음 : 냉각용 팬음, 회전자, 고정자의 덕트음 등
(3) 전자음 : 지략에 의해 가진되어 발생하는 고정자 철심 및 고정자의 진동음

 <그림 6.7 전동기의 소음레벨>

<그림6.7>에 전동기의 소음레벨을 나타낸다. 극수가 많을수록 소음레벨은 낮다. 회전수가 높은 2, 4극에서는 통풍음이 소음의 대부분을 차지하고, 회전수가 낮은 소음레벨은 전동기 형식에 따라 다르지만, 최근 여러가지의 대책을 조합시킨 저소음시리즈가 개발되어, 65dB(A) 정도의 것도 제작되고 있다. 단, 이것들의 값은 “삼상유도전동기 시험법”에 준한 무부하 우전시의 것이므로, 부하운전시에는 어느 정도 소음레벨이 크게 됨을 예측하여 둘 필요가 있다.

4.4 치차감속기

치차감속기의 소음은 주로 치차가 맞물릴 때에 발생하기 때문에, 주파수는 치차의 맞물림 주파수 및 그 고주파이지만, 음압레벨은 전달마력과 치차 정도에 따라 정해진다. 따라서 음원 대책으로서는, 치절 열처리후의 치면 연삭가공을, 또 연삭할 수 없는 구부러진 이(齒)에 대해서는 초경 호브에 의해 치절가공을 하여, 치차정도를 향상시키는 것이 좋다. 보다 낮은 소음을 요구할 경우에는 케이싱을 이중 구조로 하여 차음하는 방법이 있다. 베벨치차감속장치의 소음 스펙트럼을 예상한 일례를 <그림6.8>에 나타낸다.

 <그림 6.8 치차감속기의 소음 스펙트럽(2000 ps)예>

5. 소음기(逍音器)

소음기는 음의 흡수, 반사, 간섭 등을 이용하여 음을 감쇠시키는 장치이며 소음의 특성에 맞추어 설계한다. 소음의 형식을 <표6.1>에, 그 구조와 감쇠특성을 <그림6.9>에 나타낸다.

<표 6.1 소음기의 형식>

<그림 6.9 각종 소음구조와 감쇠량>

6. 펌프장의 소음 대책

펌프장에 전술의 소음방지 기술을 적용하여, 부지 경계선상에서의 소음레벨을 규제치 이하로 감쇠시킨다. 이를 위해 펌프장의 주요한 소음원과 소음 전파경로를 검토하지 않으면 안된다. 소음전파의 경로는 <그림6.10>과 같다.
유체 전파음은 펌프장 특유의 것으로 펌프, 토출배관계를 흐르는 유체의 압력맥동에 기인한다.

 <그림 6.10 소음의 전파경로>

6.1 공기전파음

공기전파음의 감쇠로는 여러가지의 방법이 있지만, 부지에 여유가 있는 한 수음점(受音點)과의 거리를 길게 하여, 거리감쇠를 이용하는 것이 좋은 대책이다. 또 펌프장의 건물배치 및 건물내의 부옥(部屋)의 배치를 이용하여, 차음효과를 높일 수 있다.

6.2 고체전파음

고체전파음의 전달경로는 다음의 2가지의 루트(Root)가 고려된다.

(1) 펌프→ 펌프기초→ 상(床)→ 측벽→ 옥외
(2) 펌프→ 관의 외벽→ 관의 벽관통부→ 지중(地中)→ 옥외

루트(1)에 대해서는 펌프베드의 아래와, 펌프 기초 측면과 상(床)의 사이, 또는 상(床)과 기둥 사이에 완충재(방진고무, 코르크, 발포스치로폴 등)를 사용하면 진동전파의 방지에 유효하다. 루트(2)에 대해서는 <그림 6.11>과 같은 대책이 있다.

 <그림 6.11 고체전파음 대책(관로 루트)>

6.3 유체전파음

펌프측으로부터 전파하는 압력맥동을 흡수하고, 관로의 공진을 피하기 위해 <그림 6.12>와 같은 방법이 채용된다. 여기에서 사이드브랜치는 관내 유체를 전파하는 압력파 파장의 1/4길이를 가지는 분지관이며, 반사파에 의해 압력파의 맥동을 상쇄 경감하는 것이다.

 <그림 6.12 유체전파음 대책(관료 내 루트)>

7. 진동의 진단

진동 방지대책을 실시하는 경우에는, 우선 진동의 상황을 파악하여 원인을 판단한다. 그 순서는 <표6.2>와 같지만, 진동의 특징을 파악하는 것이 가장 중요하다. 계측은 정확한 판단을 내리기 위해 필요 불가결하며, 진동의 상황에 있어서 계측항목, 계측위치 및 계측법을 결정하지 않으면 안된다. 일반적으로 유체관련진동으로 추정되는 경우는 유량변화에 따른 영향에, 또 기계진동으로 추정되는 경우에는 회전수변화(특히 기동·정지의 과도현상)에 의한 영향에 주목할 필요가 있다.

<표 6.2 회전기계의 진동 조사 대책 FLOW>