KR0124051Y1 - 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡입공기에 내재되어 있는 불순물을 제거하여 에어크리너의 필터엘리먼트의 수명을 연장시키는 동시에 흡입공기에 급격한 압력변동으로 인한 흡기 소음을 저감시키는 장치로서, 유입되는 공기를 안내하여 나선 유동을 하게 하여 강한 원심력을 발생시킴으로써, 공기중에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 하는 가이드 베인(19)과; 상기 가이드 베인(19)을 통과한 강한 압력의 공기를 받아 공기의 진행 방향으로 유연이동하는 완충효과로 공기의 압력변동을 완화시키는 댐퍼(23)와; 상기 댐퍼(23)의 하부에 위치하여 댐퍼의 이동거리를 한정시키는 스토퍼(26)와; 상기의 각 구성요소를 내장하는 상·하부 케이스(10,11)를 포함하여 이루어진 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터이다.

Description

흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터

제1도는 본 고안에 적용되는 흡기계통도.

제2도는 본 고안의 제1실시예에 의한 조립 사시도.

제3도는 본 고안의 장치의 측단면도.

제4도의 (a)(b)는 본 고안의 다른 실시예의 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 상부케이스 11 : 하부케이스

19 : 베인 23 : 댐퍼

26 :스토퍼

[산업상 이용 분야]

본 고안은 자동차용 레조네이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면적비에 의해 밀도의 변화 및 부정합 임피던스를 발생시키고, 댐퍼(damper)를 이용하여 급격한 압력 변화를 완만하게 함과 동시에, 베인(vane)을 이용해서 흡입되는 공기에 내재되어 있는 불순물을 분리할 수 있도록 함으로써, 흡기계 소음의 저감 및 흡기공기의 청정효율을 높일 수 있게 한 자동차용 레조네이터에 관한 것이다.

[종래 기술]

흡입되는 공기로 인한 소음은 자동차에서 발생되는 여러 소음중에 큰 비중을 차지하고 있으므로 이를 최대한 감소시키는 것이 요구되고 있다.

이 흡기 소음은 흡입되는 공기의 급격한 압력변동으로 인한 것으로서, 이러한 소음을 줄이기 위해서는 공기의 압력변동을 완만하게 하는 것이 근본적인 해결책이다.

이러한 기능을 하는 레조네이터는 다음과 같은 두가지 형태로 크게 나눌 수 있다.

하나는 단순팽창형이라하여 흡기덕트와 에어크리너사이의 흡기관의 소정의 위치에 관의 지름을 순간적으로 크게 하여 음향에너지를 부분 반사에 의해 음의 전원지로 되돌아가게 하는 것으로서 소리의 연속적인 반사를 통해 음원의 소음을 감소시키는 형태이며, 다른 하나는 상기의 사이드 브랜치형이라 하여, 흡기덕트와 에어크리너사이의 흡기관의 소정의 위치에 단순 팽창형에 연장 인렛(extended inlet) 또는 아웃 렛 파이프(outlet pipe)를 삽입하여, 음의 반사 및 공명에 의해 소음을 감소시키는 방법이다.

[본 고안이 해결하고자 하는 종래기술의 문제점]

그러나 상기의 레조네이터들은 소음 저감 효과로서만 작용할 뿐, 흡입공기에 내재되어 있는 불순물을 없앨 수는 없다.

이에따라 각종 불순물을 포함한 채로 흡기가 에어크리너로 들어와 필터엘리먼트에 쌓이게 되어 자주 교환하여야 한다는 문제점과 좋은 청정효율을 얻을 수 없다는 문제점이 생긴다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 흡입되는 공기를 베인(vane)으로 하여 나선 유동시켜 공기내의 불순물 입자를 케이스의 벽면으로 보내어 분리되도록 함으로써, 에어크리너 엘리먼트의 수명을 연장하고 좋은 청정효과를 얻는데에 있다.

본 고안의 다른 목적은 단순 팽창형에 사이드 브랜치형을 복합한 형태로 면적비에 의해 밀도의 변화 및 부정합 임피던스를 발생시키고 또한 음의 공명으로 인한 흡기 소음을 감소시키는데에 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 흡입되는 공기를 안내하여 나선 유동을 하게 하여 강한 원심력을 발생시킴으로써, 공기중에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 하는 가이드 베인과; 베인을 통과한 강한 압력의 공기를 받아 공기의 진행 방향으로 유연이동하는 완충효과로 공기의 압력변동을 완화시키는 댐퍼와; 상기 댐퍼의 하부에 위치하여 댐퍼의 이동거리를 한정시키는 스토퍼와; 상기의 각 구성요소를 내장하는 상·하부 케이스를 포함하여 이루어진 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터를 제공한다.

[작용]

상기한 바에 의하면, 불순물을 포함하고 동시에 압력변동이 심한 공기가 흡입하여 가이드 베인을 통하여 나선유동을 하게 되는데 이때 발생되는 원심력으로 입자가 큰 먼지는 공기입자로부터 멀어지려는 현상으로 케이스 벽면으로 몰리게 되고 이 벽면을 타고 내려와 세척액에 담겨진다.

그리고 베인에서 벗어난 공기는 여전히 압력변동이 심한 상태로서, 댐퍼쪽으로 유동하면서 댐퍼를 아래로 밀어내면서 압력변동은 완만해지고, 또한 댐퍼의 가이드 면을 통과하면서 저항을 받아 더욱 완만해져서, 압력변동으로 인한 흡기 소음을 저감시킬 수 있다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 흡입 계통도이고, 제2도는 본 고안의 제1실시예의 조립 사시도이며, 제3도는 본 고안의 제1실시예의 측단면도로서, 부호 1은 본 고안의 레조네이터를 지칭한다.

본 고안이 작용되는 흡입 계통도를 간략하게 설명하자면, 외부로부터 흡입덕트(2)를 통하여 흡입되는 공기는 본 고안의 레조네이터를 지나 에어크리너(3)를 통과하여 에어플로오 미터(4)의 플랩(5)을 밀어 열고 스로틀 챔버(6)를 지나 엔진의 연소실내로 들어가는데, 워밍업시에는 스로틀 챔버(6)전에 형성된 바이패스하는 다른 계통의 공기통로(7)를 통하여 에어레귤레이터(8)지나 연소실로 유입되게 된다.

이와 같이 레조네이터(1)은 에어크리너(3) 전측의 흡입덕트(2)상에 설치되어 있는데, 상부 케이스(10)와 하부 케이스(11)로 이루어져 있다.

상기한 상부 케이스(10)에는 흡입덕트(2)와 연통되는 공기 흡입 튜브(12)가 일체로 형성되어 있으며, 2 또는 그 이상의 볼트구멍(13)이 뚫여져있는 플랜지(14)를 가지고 있고, 하부 케이스(11)는 상기 상부 케이스의 플랜지(14)와 상응하여 서로 볼트(15)로 접합되도록 하기 위한 볼트구멍(12')이 형성되어 있는 플랜지(14')를 일체로 형성하고 있으며, 공기 배출 튜브(16)가 에어크리너(3)와 연통되게 연장될 수 있도록 한 구멍(17)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 상부 케이스(10)와 하부 케이스(11)는 서로 2 또는 그 이상의 볼트(15)로 결합되어 케이스(100)를 형성하는데, 그 사이에는 상기 상·하부 케이스의 플랜지(14,14')의 면과 상응한 형태의 시일(seal)(18)이 끼워진다.

이 시일(seal)(18)은 흡입튜브(12)을 통하여 케이스(100) 내부로 들어오는 공기가 상·하부 케이스(10,11)의 이음새를 통하여 새는 것을 방지하기 위함이다.

상기 흡입덕트(1)와 흡입튜브(12)를 거쳐 케이스(100) 내부로 들어오는 공기에 내재되어 있는 불순물을 제거하기 위한 장치가 가이드 베인(19)이다.

상기 가이드 베인(19)은 상방향으로 뽀족한 원뿔이 형성된 기둥(20)을 중심으로 평판형 깃(21)이 나선형을 그리며 형성되어 있다.

가이드 베인(19)의 설치는 흡입튜브(12)의 내측 끝단에 뽀족한 원뿔이 오도록 위치하여, 상부 케이스(11)에 내부에 형성되어 있는 결합편(22)에 의해 장착됨으로써, 흡입튜브(12)를 통해 들어오는 공기는 상기 기둥(20)의 원뿔에 의해 가장자리로 안내되어 상기의 깃(21)을 타고 선회운동을 하며 내려오면서 원심력을 발생시키는데, 입자가 큰 먼지는 선회중심으로부터 멀리 나가려는 경향이 있어 공기입자와 분리되게 된다.

제4도는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것으로, 제1실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 제1실시예와 다른 부분에 대해서 상세히 기술한다.

(a)는 흡입튜브(12)의 내경과 같은 수치의 외경을 가지며 동그랗게 굽어진 평판에 각도 형상변화를 주어 형성된 안내깃(41)을 제1실시예의 가이드 베인(19)를 대신하여 장착한 것이고 (b)는 상기 (a)의 안내깃(41)보다 폭이 크고 큰 지름을 가진 평판에 각도 형상변화를 주어 형성된 안내깃(51)을 상부 케이스(10)에 장착한 것이다.

따라서, 흡입튜브(12)로 들어오는 공기는 상기의 안내깃(41)을 따라 흡입되면서 각도 형상변화로 인해 공기 입자 자체적으로 작은 소용돌이를 형성하며 나선유동을 하며 유출됨으로써, 공기 입자보다 크고 무거운 불순물의 입자는 공기 입자와 분리되어 포집된다.

이렇게 해서 선회하면서 내려오는 공기는 불순물이 제거되었다 하더라도 여전히 압력파동에 따른 거칠은 유동을 하기 때문에 흡기 소음을 발생시키려 한다.

그럼으로써 압력변동을 완만히 하여 흡기 소음을 저감시키게 하는 장치로서 댐퍼(23)가 필요한데, 상기 가이드 베인(19)의 아래에 위치하고 있다.

상기 댐퍼(23)는 그 중앙에 베인(19)으로부터 나오는 공기를 맞이하는 면중앙에 공기를 포집하기 위한 반추형 경사면(24)을 형성하고, 외주면은 케이스(100)의 내벽과 일정한 간격(25)을 이루도록 하여 내벽을 타고 내려오는 불순물이 이 간격(25)을 통과하여 케이스(100) 저면으로 포집될 수 있도록 함으로써 공기중의 불순물 분리작업이 상기의 댐퍼(23)에 영향을 받지 않도록 하였으며, 상기 댐퍼(23)의 아래에는 스토퍼(26)가 있다.

상기 댐퍼(23)와 스토퍼(26) 사이에는 스프링(27)이 마련되어 있는데, 상기 댐퍼(22)의 아랫면에 형성된 돌부(28)와 스토퍼(26)의 상면에 형성된 돌부(28')에 의해 고정 장착됨으로써, 상기 댐퍼(23)의 이탈 또한 방지할 수 있다.

그러므로, 상기 댐퍼(23)는 베인(19)으로부터 나오는 공기의 미는 힘으로 인해 아래로 밀리게 되고, 이때 수축중인 상기의 스프링(27)은 팽창하려고 하여 가해지는 압력이 떨어지면 다시 위로 원상회복하려 하기 때문에, 일정치 못한 압력변화에 따른 수축과 팽창등으로 공기 입자의 유동을 완만하게 하여 흡기 소음을 저감시키게 된다.

스토퍼(26)의 상면에는 상기 댐퍼(23)의 하면과 상응하도록 형성되어 있으며, 상기 댐퍼(23)의 하향이동을 한정하며 동시에 댐퍼(23)의 상하운동의 공간을 마련하고 있다.

그리고 상기 댐퍼(23)와 스토퍼(26)의 아랫면에 각각 일체형으로 튜브(29,16)이 형성되어 있는데, 댐퍼(23)의 튜브(29)는 스토퍼(26)의 튜브(16)의 내경보다 작은 외경을 갖으며 상기 스토퍼(26)의 튜브(16)에 삽입되어져서 공기 압력변화에 따른 상하운동을 하게 되고, 상기 스토퍼(26)의 튜브(16)는 하부 케이스(11)의 구멍을 통과하여 에어크리너와 연통되는데, 상기 구멍(16)과의 접촉면에 공기 누설이 않되도록 함과 아울러 상기 스토퍼(26)을 상기 하부 케이스(11)에 고정시키기 위하여 용접 등의 수단으로 고정 접합한다.

가이드 베인(19)을 거친 공기가 원심력에 의해 불순물이 제거된 상태로 댐퍼(23)의 반추형 경사면(24)에 의해 모아져서 상기 댐퍼(23)의 삽입 튜브(29)를 통하여 스토퍼(26)의 공기 배출 튜브(16)로 유동되어 에어크리너(3)로 유입되게 된다.

그리고 하부 케이스(11)의 저면에는 세척액(30)을 담아 벽면을 타고 내려오는 불순물이 차량 진행의 진동 등의 기타 이유로 다시 위로 역류하는 것을 방지하였다.

또한 드래인 밸브(31)가 케이스(100)의 저면외부에 형성되어 있어, 일정시간이 지나면 세척액(30)을 외부로 배출시키고, 측벽에 형성되어 있는 주입밸브(32)를 통하여 새로운 세척액(30)을 주입시킨다.

상술한 바와 같은 구성을 하는 본 발명은 흡입공기의 써징현상을 댐핑시키고 흡입공기가 에어크리너로 들어가기 전에 불순물을 1차적으로 여과시키는 작용을 하는 것으로서, 에어덕트(1)를 통해 유입되는 공기는 공기 흡입튜브(16)를 통하여 케이스(100) 내부로 들어오게 되며, 가이드 베인(19)으로 하여 나선유동을 하게됨으로써 형성된 원심력으로 인해 공기 입자보다 큰 입자의 먼지를 원심운동의 외연으로 이동시켜 벽면을 타고 아래로 내려가게 해서 하부 케이스(11)에 있는 세척액(30)속에 포집되도록 한다.

그리고 음의 공명 및 부정합 임피던스를 발생시키시 위해 직경이 다른 요소들의 관을 구성하여 음향 에너지를 부분반사에 의해 음의 전원지로 되돌아가게 작용하여 소리의 연속적인 반사를 통해 음원의 소음을 감쇄시키고, 가이드 베인(19)으로부터 나오는 공기는 여전히 압력변동으로 인한 난류형상이 심한 것으로서, 상기 댐퍼(23)와의 작용으로 어느정도 상쇄되고, 또한 댐퍼(23)의 경사면(24)을 통하여 삽입튜브(29)를 통과하면서 저항이 생겨 다시한번 압력변동을 상쇄시킴에 따라 흡기 소음을 저감시킬 수 있다.

[효과]

흡기공기를 에어크리너(3)로 여과시키기 전에 1차적으로 입자가 큰 먼지를 걸러냄으로써 에어크리너(3)의 청정효율을 증가시키는 한편 에어크리너(3)의 엘리먼트의 수명을 길게 하여 경제적인 동시에, 흡기 공기의 압력변동을 완만하게 하여 심한 압력변동이 원인이 되는 써징현상 등의 흡기 소음을 저감시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공기 흡입튜브(16)를 갖는 상부 케이스(10)와 공기를 배출하기 위한 구멍(17)을 갖는 하부 케이스(11)가 서로 접합되어 이루어진 케이스(100)와; 상기 케이스(100)내에 장착되며 흡입되는 공기를 나선 유동을 하게 하여 공기중에 내재되어 있는 불순물을 분리케하는 가이드 베인(19)과; 상기 베인(19)의 아랫쪽에 자리하고 있으며 베인(19)으로부터 빠져나오는 공기의 불규칙한 압력 변동에 따라 스프링(27)의 수축 팽창으로해서 공기의 압력변동을 완만하게 하는 댐퍼(23)와; 상기 댐퍼(23)의 하부에 위치하며 댐퍼(23)의 이동거리를 한정하는 동시에 흡입공기의 압력변동으로 인한 상기 댐퍼(23)의 상하 운동의 공간을 마련하는 스토퍼(24)를 포함하여 이루어진 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터
2. 제1항에 있어서, 가이드 베인(19)은 일측에 유입되는 공기를 가장자리로 안내하는 원뿔인 기둥(20)과; 상기 기둥(20) 중심으로 나선방향으로 형성되어 있어 상기 기둥(20)에 의해 안내된 공기를 나선 유동시키는 평판형의 가이드 깃(21)을 포함하여 이루어진 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터
3. 제1항에 있어서, 가이드 베인(19)은 평판에 각도형상 변화를 주어 형성된 안내깃(41,51)을 특징으로 하는 흡입공기 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터
4. 제1항에 있어서, 댐퍼(23)는, 하부에 형성된 삽입튜브(29)가 스토퍼(26)의 공기 배출 튜브(16)에 삽입되어 공기의 불규칙한 압력의 변화에 따른 상하 운동을 하는 것을 특징으로 하는 흡입공기의 불순물을 제거하는 자동차용 레조네이터.