KR100475801B1 - 차량의 배기 소음 감쇄를 위한 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 강화되는 소음 규제 법규를 충족할 수 있으며, 탄매 제거 기능이 우수한 배기소음 감쇄를 위한 소음기를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 배기가스 유입파이프와 배기가스 배출파이프가 접속되어 있는 원통케이스와, 그 원통케이스의 내부 공간을 구획하는 복수개의 격벽과, 그 격벽들에 의해 형성되는 복수개의 소음실과, 격벽에 선택적으로 형성되어 있는 연통공들과, 소음실간을 연통하는 연통관을 포함하여 구성되는 소음기에 있어서,

상기 원통케이스는 서로 간극을 두고 동심으로 마련되는 내측 및 외측 케이스의 이중 구조체인 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 배기소음 감쇄를 위한 소음기{Muffler}

본 발명은 차량의 배기가스 소음을 감쇄하기 위한 소음기(Muffler)에 관한 것이다.

배기파이프는 배기매니폴드로부터 배기가스를 외부로 방출하는 강관으로 고온.고압의 배기가스를 그대로 외부로 배출하게 되는 경우 큰 소음을 발생하므로 도중에 소음기를 장착하여 배기소음을 감쇄하고 있다.

도 2에 도시하는 것과 같이 소음기(30)는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 통상 1mm 정도 되는 강판을 원통케이스(31)로 만들고 그 내부를 몇개의 격벽(32)(33)(34)(35)에 의해 복수개의 소음실(36~40)로 구분하여 배기가스가 그들 격벽(32~35)을 통과하면서 각 소음실(36~40)에서 확산되어 음파의 간섭, 압력의 감소, 배기온도의 저하를 일으켜 점차로 소음되도록 되어 있다.

도시한 종래의 소음기(30)는 현재 6실린더 트럭용 디젤엔진에서 많이 채용하고 있는 것으로서 엔진의 소음 발생원은 각 실린더의 폭발 과정에서 발생되는 맥동 소음이 지배적이기 때문에 소음 감쇄의 목표는 맥동소음주파수 대역에 초점이 맞추어지고 있다.

통상 소음 시험이 이루어지는 엔진회전수는 2000rpm 정도로서, 6실린더 엔진에서 엔진 1회전당 폭발 과정은 3회가 일어나므로 맥동소음 주파수는 3×2000/60=100Hz 대역이다.

그러나 상기한 구조의 소음기(30)는 현재의 소음 규제 요건인 80dB에 맞추어 설계된 것이나 소음 해석 결과 향후 더욱 강화될 예정인 소음 규제 법규를 충족시키기에는 역부족인 것으로 나타나고 있다.

한편, 디젤엔진의 경우 탄매(검댕이, particle mass) 발생이 가솔린 엔진보다 대량 발생 하게 되나, 현재의 소음기는 탄매의 제거 배출 기능이 부족하여 디젤엔진이 환경 공해를 유발하는 주요인중 하나가 되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 강화되는 소음 규제 법규를 충족할 수 있으며, 탄매 제거 기능이 우수한 배기소음 감쇄를 위한 소음기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배기가스 유입파이프와 배기가스 배출파이프가 접속되어 있는 원통케이스와, 그 원통케이스의 내부 공간을 구획하는 복수개의 격벽과, 그 격벽들에 의해 형성되는 복수개의 소음실과, 격벽에 선택적으로 형성되어 있는 연통공들과, 소음실간을 연통하는 연통관을 포함하여 구성되는 소음기에 있어서,

상기 원통케이스는 서로 간극을 두고 동심으로 마련되는 내측 및 외측 케이스의 이중 구조체인 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 내외측케이스 사이에 유리섬유(glass wool)가 흡음을 위해 충진되어 있다.

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 배기소음 감쇄를 위한 소음기를 나타내는 정단면도이다.

소음기는 서로 공간을 두고 동심으로 마련되는 내측케이스(1)와 외측케이스(2)로 구성된 원통케이스(3)를 구비하고 있으며, 원통케이스(3)의 전후에는 각각 배기가스유입파이프(4)와 배기가스배출파이프(5)가 접속된다.

상기 내외측케이스(1)(2) 사이의 공간에는 흡음재인 유리섬유매트(6, glass wool mat)가 충진되어 있으며, 양쪽 측벽 부재도 공간(7)(8)을 두고 내측 격벽(9)(10)과 외측격벽(11)(12)의 이중구조체로 형성되어 있다.

상기 원통케이스(3)의 내부 공간은 복수개, 동실시예에서는 3개의 격벽(13)(14)(15)에 의해 제1소음실(16), 제2소음실(17), 제3소음실(18) 및 제4소음실(19)로 구획되어 있으며, 제1격벽(13)과 제3격벽(15)에는 각각 양측 소음실(16)(17)및 (18)(19)을 연통하는 연통구멍(20)(21)이 형성되어 있다.

또 상기 제1소음실(16)과 제3소음실(18)을 연통하는 연통관(22)이 제1 및 제2격벽(13)(14)에 의해 지지되도록 설치되어 있으며, 배기가스유입파이프(4)의 단부는 제1소음실(16)에 연통하고, 배기가스 배출파이프(5)의 일단부는 제4소음실(19)을 통과하여 제3소음실(18)에 연통하여 제3격벽(15)에 의해 지지된다.

상기 제4소음실(19)은 장섬유(E-glass wool)가 밀도에 맞게 충진되어 있다.

그리고 상기 제3격벽(15)은 배기가스가 제4소음실(19)내의 장섬유와 쉽게 접촉하도록 와이어네트로 형성되어 있다. 상기한 와이어네트는 제4소음실(19)내에 충진된 장섬유의 누출을 방지함과 동시에 연통관(22)을 통해 제3소음실(18)로 유입되는 배기가스의 소음 및 배기가스에 포함되어 있는 검댕이(탄매)가 와이어네트 전체에 형성된 메쉬공(그물구멍)을 통해서 장섬유에 흡수 및 포집될 수 있도록 하기 위하여 철선이 그물상으로 엮어진 구조로 구성된 것이다.

한편, 장섬유가 충진된 제4소음실(19)은 효과적인 감쇄를 위하여 다른 소음실보다 크게 형성하며, 소음 해석 결과에 의한 각소음실(16)(17)(18)(19)의 용적비는 순서대로 1:2:1:3.6의 비율로 설정하는 것이 최적으로 나타났다.

이상과 같은 본 발명에 의한 배기가스 소음감쇄 작용은 다음과 같다.

배기가스 유입파이프(4)를 통해 제1소음실(16)로 유입되는 배기가스는 다시 연통공(20)을 통해 제2소음실(17)로 유입되어 확산되면서 공명되어 배기온도와 압력을 낮추게 되므로써 소음이 감쇄되며, 이 배기가스는 연통관(22)을 통해 제3소음실(18)로 유입되어 확산되며, 이 배기가스는 다시 연통공(21)을 통해 제4소음실로 유입되면서 장섬유에 의해 소음이 감쇄되며, 이와 동시에 검댕이(탄매) 성분이 장섬유에 의해 포집되어지게 된다.

그다음에 배기가스배출파이프(5)를 통해 외부로 배출된다.

그런데 상기와같이 제1소음실(16)에서 제4소음실(19)로 배기가스가 통과하면서 발생하게 되는 소음은 내.외케이스(1)(2)의 이중구조 및 그 사이에 충진된 유리섬유(6)가 흡수 및 외부로 소음이 방사되는 것을 차단하며, 특히 소음 방사에 취약하였던 원통케이스(3)의 양측이 완충 공간을 둔 이중 격벽구조로 되어 있어 소음 차단 효과가 뛰어나다.

이상과 같은 본 발명은 원통케이스와 그 양측의 측벽을 이중구조체로 형성하고, 그 사이 공간을 방음제인 유리섬유로 채우며, 배기가스 배출파이프가 통과하여 지나는 후방의 소음실내부를 장섬유로 충진하여 흡음 효과 및 검댕이(탄매) 흡수 기능을 높였기 때문에 저주파 방사 소음 감쇄 효과가 높고 탄매 배출에 의해 발생하던 환경 공해를 방지하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 배기소음 감쇄를 위한 소음기를 나타내는 단면도

도 2는 종래의 소음기

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 내측케이스 2 : 외측케이스

3 : 원통케이스 4 : 배기가스 유입파이프

5 : 배기가스 배출파이프 6 : 유리섬유

7,8 : 공간 9,10 : 내측격벽

11,12 : 외측격벽 13,14,15 : 격벽

16,17,18,19 : 소음실 20,21 : 연통공

22 : 연통관

Claims (7)

1. 서로 간극을 두고 동심으로 형성되는 내측 및 외측 케이스에 의하여 이중 구조체로 형성된 채 배기가스 유입파이프와 배기가스 배출파이프가 접속되어 있는 원통케이스와, 그 원통케이스의 내부 공간을 구획하는 복수개의 격벽과, 그 격벽들에 의해 형성되는 복수개의 소음실과, 격벽에 선택적으로 형성되어 있는 연통공들과, 소음실간을 연통하는 연통관과, 상기 배출파이프가 통과하여 지나가는 소음실 내부에 충진되는 장섬유(E-glass wool)와, 상기 장섬유가 충진된 소음실로 배기가스가 유입되도록 하기 위하여 배기가스 배출파이프를 지지하는 격벽에 형성되는 연통공을 포함하여 구성되는 소음기에 있어서,

   상기 배기가스 배출 파이프를 지지하는 격벽은 배기가스가 통과하는 것을 허용하여 배기가스의 소음 및 배기가스에 포함되어 있는 검댕이(탄매)가 장섬유에 흡수 및 포집될 수 있도록 하기 위하여 그물상으로 엮어진 와이어 네트로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배기소음 감쇄를 위한 소음기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 원통케이스내는 3개의 격벽에 의해 4개의 소음실로 구획되며, 각 소음실의 용적은 전방으로부터 1:2:1:3.6의 비율로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기소음 감쇄를 위한 소음기.