KR100333292B1 - 자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로서, 자동차의 엔진에서 발생한 연소가스가 배기되는 배기관의 중간에 설치된 머플러에 있어서, 상기 머플러의 연소가스 출구측 배기관에 설치된 제1 연소가스 차단수단과, 상기 머플러와 상기 제1 연소가스 차단수단 사이의 배기관에서 분기된 분기관에 설치된 제2 연소가스 차단수단과, 상기 분기관을 통하여 유출하는 매연가루를 필터링하여 외부로 방출케 하는 필터수단을 구비하여, 엔진의 초기 시동시에는 상기 제2 연소가스 차단수단의 작동으로 상기 분기관을 개방하고 제1 연소가스 차단수단의 작동으로 배기관을 폐쇄하여 엔진의 회전수를 소정시간 동안 상승시켜 연소가스가 상기 필터수단을 통하여 소정시간 동안 배출되게 하고, 소정시간 경과하여 엔진이 정상적으로 가동할 시에는 상기 제2 연소가스 차단수단의 작동으로 상기 분기관을 폐쇄하고 제1 연소가스 차단수단의 작동으로 배기관을 개방하여 연소가스가 배기관을 통하여 외부로 방출되게 하므로, 엔진 초기 시동시에 발생하는 매연을 줄여 환경을 보호하고, 매연가루의 퇴적으로 인한 머플러의 수명저하를 방지한다는 효과가 있다.

Description

자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법{apparatus and method for carbon cluster removal for automobile muffler}

본 발명은 자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

도1에 도시한 바와 같이, 자동차의 엔진(2)에서 발생한 연소가스는배기관(4)을 통해 외부에 방출되는 데, 이때 발생한 소음을 줄이도록 배기관(4)의 중간에는 머플러(6)가 설치되어 있다.

상기 배기관(4)을 통해 배기되는 가스는 대부분 탄소를 포함하는 탄화물이다. 이러한 탄화물은 배기되는 중에 상기 배기관 및 머플러(6)에 클러스터 형태로 부착되는 수가 많다. 특히, 상기 머플러(6)의 내부 바닥에는 클러스터 형태의 매연가루(C)가 배기관의 바닥면보다 낮은 부위에 퇴적되는 수가 많다.

그런데, 이와 같이 종래 매연가루가 머플러(6)의 내부바닥에 퇴적되어 있으면, 엔진이 가동될 때 마다 머플러에 퇴적된 매연가루가 외부로 방출되어 매연이 더욱 심하게 되고, 머플러의 수명이 저하할 뿐만 아니라 대기의 오염도를 높인다는 문제점이 있었다.

그리고, 엔진 초기 시동시의 저영역 회전수(IDLE 회전수 : 750 ~ 800 rpm)에서는 불완전 연소에 의해 매연이 최대로 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진 초기 시동시에 발생하는 매연을 줄이고, 매연가루의 퇴적으로 인한 머플러의 수명저하를 방지하는 자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법을 제공하는 데 있다.

도1은 종래 배기관에 설치된 머플러를 나타내는 개략도,

도2는 본 발명에 의한 자동차 머플러의 매연가루 제거장치를 나타내는 구성도,

도3은 도2에서 A부 및 B부의 상세 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

14 : 배기관 15 : 분기관

16 : 머플러 18, 19 : 제1, 제2연소가스 차단수단

20 : 필터수단 24, 25 : 개폐부재

26, 27 : 액츄에이터 28 : 유체 공급수단

50, 51 : 전자밸브 52 : 유체탱크

본 발명에 의한 자동차 머플러의 매연가루 제거장치는, 자동차의 엔진에서 발생한 연소가스가 배기되는 배기관의 중간에 설치된 머플러에 있어서, 상기 머플러의 연소가스 출구측 배기관에 설치된 제1 연소가스 차단수단과, 상기 머플러와 상기 제1 연소가스 차단수단 사이의 배기관에서 분기된 분기관에 설치된 제2 연소가스 차단수단과, 상기 분기관을 통하여 유출하는 매연가루를 필터링하여 외부로 방출케 하는 필터수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1, 제2연소가스 차단수단은 상기 배기관 및 분기관의 소정지점을 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 작동시키는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터에 유체를 공급하는 유체 공급수단을 포함하고 있다.

본 발명에 의한 자동차 머플러의 매연가루 제거방법은, 엔진의 초기 시동시에는 엔진의 회전수를 소정시간 동안 상승시켜 연소가스 중의 매연가루를 필터하여 소정시간 동안 외부로 배출시키고, 소정시간 경과하여 엔진이 정상적으로 가동할 시에는 연소가스를 직접 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.

즉, 엔진의 초기 시동시에는 상기 제2 연소가스 차단수단의 작동으로 상기 분기관을 개방하고 제1 연소가스 차단수단의 작동으로 머플러의 출구측 배기관을 폐쇄하여 엔진의 회전수를 소정시간 동안 상승시켜 연소가스가 상기 필터수단을 통하여 소정시간 동안 배출되게 하고, 소정시간 경과하여 엔진이 정상적으로 가동할 시에는 상기 제2 연소가스 차단수단의 작동으로 상기 분기관을 폐쇄하고 제1 연소가스 차단수단의 작동으로 배기관을 개방하여 연소가스가 배기관을 통하여 외부로 방출되게 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 자동차의 엔진(12)에서 발생한 연소가스가배기되는 배기관(14)의 중간에는 배기 소음을 감소시키도록 머플러(16)가 설치되어 있고, 상기 머플러(16)의 연소가스 출구측 배기관(14)에는 제1 연소가스 차단수단(18)이 설치되어 있고, 상기 머플러(16)와 상기 제1 연소가스 차단수단(18) 사이의 배기관에서 분기된 분기관(15)에는 제2 연소가스 차단수단(19)이 설치되어 있으며, 상기 분기관(15)의 단부에는 이 분기관(15)을 통하여 유출하는 매연가루를 필터링하여 외부로 방출케 하는 필터수단(20)이 설치되어 있다.

상기 엔진(12) 및 도시하지 않은 분사펌프(디젤엔진의 경우) 또는 카브레타(가솔린 엔진의 경우)는 엔진의 시동을 감지하는 센서에 의해 제어수단을 통해 제어된다.

상기 제1, 제2연소가스 차단수단(18)(19)은, 상기 연소가스 출구측 배기관(14) 및 분기관(15)의 소정지점에 연소가스 통로를 개폐하는 개폐부재(24)(25)가 결합되고, 상기 개폐부재(24)(25)에는 이 개폐부재를 작동시키는 액추에이터(26)(27)가 결합되어 있고, 상기 액추에이터(26)(27)에는 유체를 공급하는 유체 공급수단(28)이 결합된 구성으로 되어 있다. 상기 액츄에이터(26)(27)은 짧은 유압실린더 또는 공압실린더 형태로 되어 있다.

상기 개폐부재(24)(25)는 도3에 도시한 바와 같이 상기 배기관(14) 및 분기관(15)의 내부에 구형상의 밸브부(24a)(25a)에 로드(24b)(25b)가 용착되어 연장된 형상으로 되어 있으며, 상기 배기관(14) 및 분기관(15)에는 상기 밸브부(24a)(25a)를 수용하여 안내하는 안내부(30)(31)가 형성되어 있다. 상기 로드(24b)(25b)는 스프링(32)(33)을 매개로 개폐로드(34)(35)에 연결되어 있다. 상기 로드(24b)(25b)와 스프링(32)(33) 및 개폐로드(34)(35)는 상기 배기관 및 분기관에서 돌출 형성된 보스부(36)(37)에 나사결합된 커버통(38)(39)에 의해 보호되고 있다.

상기 개폐로드(34)(35)에는 조립이 용이하도록 터언 버클(40)(41)을 매개로 상기 액츄에이터(26)(27)가 각각 결합되어 있다. 상기 액츄에이터(26)(27)에는 이 액츄에이터(26)(27)에 유체를 공급하도록 상기 유체 공급수단(28)이 결합되어 있다.

상기 유체 공급수단(28)은, 상기 액츄에이터(26)을 작동시키는 전자밸브(50)와 상기 액츄에이터(27)을 작동시키는 전자밸브(51)가 각각 호스(42)(43)를 통하여 하나의 유체탱크(52)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 제1, 제2연소가스 차단수단(18)(19)은 각각 별개로 작동된다.

상기 유체탱크(52)는 공기탱크 또는 오일탱크로 되어 있다. 즉, 본 발명의 개폐부재(24)(25)는 유압 또는 공압에 의해 작동 될 수 있다.

본 발명에서는 상기 개폐부재(24)(25)가 유압 또는 공압액츄에이터에 의해 작동하게 되어 있으나, 전기신호에 의해 솔레노이드를 작동시켜 개폐부재를 조작할 수도 있다.

필터수단(20)은 상기 분기관(15)에 연결되어 있으며, 그 내부에 다공재가 충전된 공지의 필터(58)로 되어 있다. 상기 필터(58)의 내부는 칸막이(60)에 의해 유입측과 유출측이 나누어져, 상측에서 들어온 매연가루를 함유한 공기가 하측으로 이동한 다음 다시 상측으로 이동하여 유출되면서 필터효율이 높아지게 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 매연가루 제거장치에서, 엔진의 초기 시동시에는 상기 제2 연소가스 차단수단(19)의 작동으로 상기 분기관(15)을 개방하고 제1 연소가스 차단수단(18)의 작동으로 머플러의 출구측 배기관(14)을 폐쇄하여 엔진의 회전수를 상승시켜 소정시간 동안 연소가스가 상기 필터수단(20)을 통하여 배출되게 하고, 소정시간이 경과한 후 엔진이 정상적으로 가동할 시에는 상기 제2 연소가스 차단수단(19)의 작동으로 상기 분기관(15)을 폐쇄하고 제1 연소가스 차단수단(18)의 작동으로 배기관(14)을 개방하여 연소가스가 배기관(14)을 통하여 외부로 방출되게 한다.

다음에는 본 발명의 매연가루 제거장치에 따라 매연가루를 제거하는 방법을 더욱 상세히 설명한다.

엔진(12)이 가동되면, 제어수단의 제어에 의해 도시하지 않은 센서에서 엔진의 가동을 감지하고 도시하지 않은 분사펌프(디젤 엔진의 경우) 또는 카브레타(가솔린 엔진의 경우)의 연료량 및 혼합기의 양을 증가시켜 10초 내지 20초간 엔진의 아이들 회전수(IDLE RPM)을 2000rpm 정도로 높이고, 전자밸브(51)을 작동시켜 개폐부재(25)의 작동으로 분기관(15)을 개방하고, 전자밸브(50)을 작동시켜 개폐부재(24)의 작동으로 배기관(14)을 폐쇄한다. 이러한 개폐부재(24)(25)의 동작은 유체탱크(52)의 압력이 액츄에이터(26)(27)를 작동시켜 이루어 진다.

따라서, 엔진에서 나오는 초기의 연소가스는 머플러(16)를 거친 후, 분기관(15)을 통해 필터수단(20)을 통과하면서 매연가루가 포집된 후 외부로 배출된다.

소정시간 경과하여 엔진이 정상적으로 가동하게 되면, 제어수단의 제어에 의해, 전자밸브(51)을 작동시켜 개폐부재(25)로 분기관(15)을 폐쇄하고, 전자밸브(50)을 작동시켜 개폐부재(24)의 작동으로 배기관(14)을 개방한다.

이러한 자동차 머플러의 매연가루 제거장치에 의하면, 엔진 초기 시동시에 발생하는 매연이 필터링 되어 외부로 배출되므로 환경을 보호하고, 머플러의 내부에 매연가루의 퇴적되지 않으므로 머플러의 수명저하를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.

본 발명에 의한 자동차 머플러의 매연가루 제거장치 및 제거방법에 의하면, 엔진 초기 시동시에 발생하는 매연을 줄여 환경을 보호하고, 매연가루의 퇴적으로 인한 머플러의 수명저하를 방지한다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 자동차의 엔진에서 발생한 연소가스가 배기되는 배기관의 중간에 설치된 머플러에 있어서,

   상기 머플러의 연소가스 출구측 배기관에 설치된 제1 연소가스 차단수단과,

   상기 머플러와 상기 제1 연소가스 차단수단 사이의 배기관에서 분기된 분기관에 설치된 제2 연소가스 차단수단과,

   상기 분기관을 통하여 유출하는 매연가루를 필터링하여 외부로 방출케 하는 필터수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러의 매연가루 제거장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1, 제2연소가스 차단수단은,

   상기 배기관 및 분기관의 소정지점을 개폐하는 개폐부재와,

   상기 개폐부재를 작동시키는 엑츄에이터와,

   상기 엑츄에이터에 유체를 공급하는 유체 공급수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러의 매연가루 제거장치.
3. 엔진의 초기 시동시에는 엔진의 회전수를 소정시간 동안 상승시켜 연소가스중의 매연가루를 필터링하여 소정시간 동안 외부로 배출시키고,

   소정시간 경과하여 엔진이 정상적으로 가동할 시에는 연소가스를 직접 외부로 배출시키는 것을 특징으로 자동차 머플러의 매연가루 제거방법.