건식 진공펌프의 저소음화에 관한 연구

Abstract

석션(Suction)은 치과 진료 시 없어서는 안될 필수 장치이다. 하지만, 석션의 작동 중 임펠러(Impeller)의 의한 소음으로 인해 상당한 불편을 초래하고 있어서 최근 소비자인 치과 의사들의 저소음 석션에 대한 요구가 급격히 증가하고 있다. 그럼에도 불구하고 석션의 대한 국내의 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 석션의 소음저감을 위해 실험계획법을 사용하여 소음기의 성능을 개선하였으며 석션 하우징에 대한 음장해석을 통한 개선방안을 논하였다. 이를 위해, 석션의 정상상태 작동 중 음압레벨을 측정하여 목적주파수를 선정하고 인텐시티 및 진동을 측정하여 목적주파수별 소음원 규명을 실시하였다. 이는 소음특성에 부합된 소음저감대책을 세우기 위함이다. 소음원으로 규명된 배기단의 경우 소음기의 성능 향상을 위한 소음기 최적설계를 실시하였다. 사단자 정수법을 사용하여 전달손실 값을 예측함으로써 성능을 예측하였고 이를 실험계획법을 사용하여 최적형상을 도출하였다. 최적설계한 소음기는 Prototype을 제작하여 검증실험을 통해 그 유용성을 확인하였다. 또한, 하우징의 음장해석을 위해 리버스 엔지니어링 기법을 사용하여 3D 정밀 모델링을 실시하고, 경계요소법(BEM, Boundary Element Method)을 사용하여 하우징 내부의 음장을 해석하였다. 마이크로폰을 사용하여 하우징 내부의 전달손실측정 실험을 하여 해석에 대한 검증 단계를 걸친 후, 가진주파수에 변화에 따른 내부 음장해석을 통해 저소음화 방안에 대해 제시 하였다.; Suction is a vacuum pump and essential equipment for dental surgery. However, it makes up stress to doctors and fear to patients owing to the noise. Recently, the development of low-noise suction is demanded by many doctors. But, an internal industry of dental surgery equipment has been fallen behind. It is depending on importation. It needs to study about the noise reduction of suction. In this study, we propose a design to improve the mufflers capacity by reducing noise of exhaust system combining Design of Experiments and perform an acoustic-field analysis of housing. First, we measured SPL and Intensity for noise source identification and then, designed for the silencer corresponding with noise character. 4-pole parameters are used for predicting transmission loss which is one of characteristics of silencer when we designed for silencer. Calculated Transmission Loss to change main effective factor and selected to optimal value using Design of Experiment. Finally, noise reduction is estimated to compare existing silencer with optimal silencer. And then, we accomplish 3D-model of suction using the Reverse Engineering. And then, an acoustic-field analysis of housing according to change number of blade is performed using the Boundary Element Method.