KR100521516B1 - 배압조절기구를 갖는 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배압조절기구를 갖는 머플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 머플러의 소정 위치에 탄성력을 이용한 배압조절기구를 설치하여, 저RPM 또는 고RPM에 따른 배기압에 따라 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 배기가스의 배출 면적이 배기압에 따라 자동 조절되도록 한 배압조절기구를 갖는 머플러에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 뒤로 갈수록 넓어지는 직경을 가지면서 머플러의 소정 위치에 장착되는 확대관과; 상기 확대관의 내부에 고정 장착되며 배가기스의 통로가 되는 가이드 파이프와; 상기 가이드 파이프의 외경면에 탄성으로 벌어짐 가능하게 위치하는 배압조절체와; 상기 확대관의 앞단과 상기 배압조절체의 후단에 고정되며 위치하는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 배압조절기구를 갖는 머플러를 제공한다.

Description

배압조절기구를 갖는 머플러{Muffler device for adjusting exhaust pressure}

본 발명은 배압조절기구를 갖는 머플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 머플러의 소정 위치에 탄성력을 이용한 배압조절기구를 설치하여, 저RPM 또는 고RPM에 따른 배기압에 따라 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 배기가스의 배출 면적이 배기압에 따라 자동 조절되도록 한 배압조절기구를 갖는 머플러에 관한 것이다.

통상적으로 자동차에는 엔진으로부터 고온 고압의 상태로 배출되는 배기가스가 심한 소음을 수반하여 배출되므로, 이 배기가스의 배출 소음 및 압력을 감쇄시키기 위한 수단으로서 머플러를 장착하고 있다.

대개, 엔진의 배기 매니폴드에서 방출된 배기가스는 삼원촉매 등의 정화장치와 배출 소음 저감을 위한 머플러를 통하여 대기중으로 배출된다.

자동차의 배기 소음은 저속 운전시 운전자의 청력에 민감하게 작용하게 되는데, 그 이유는 차량 주행에 따른 윈드 노이즈(wind noise), 타이어 소음, 엔진 소음 등은 저속 운전의 경우 배기 소음 보다 작기 때문이다.

반면에, 고속 운전시에는 배기 소음 보다 윈드 노이즈, 타이어 소음, 엔진 소음이 더 크게 증가하게 되고, 이때는 배기 소음은 거의 들리지 않는 것이 일반적이다.

결과적으로, 머플러 내의 배압과 소음 성능은 서로 반비례 관계가 성립하여, 배압을 높이면 배기 소음이 저감되고, 배압이 낮으면 배기 소음은 악화되는 특성을 갖고 있다.

이와 같이, 배기계의 기능은 크게 소음 저감과 배압 저감으로 대별될 수 있으며, 이 두가지를 모두 만족하기 위하여 머플러 및 머플러 파이프 등의 형상을 최적으로 설계하려는 목적에 따라 최근에는 가변 머플러(Dual-mode muffler)가 개발되어 장착되고 있다.

기존의 가변 머플러 시스템은 밸브를 통해 머플러를 통과하는 배기유동의 경로를 바꾸는 방식으로서, 이 방식은 단순히 고RPM과 저RPM의 두 조건에서만 작용하므로 연속적인 RPM의 변화에 민감하게 대응할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 엔진의 연속적인 RPM 변화에 따라 배기가스의 배출면적이 자동으로 조절될 수 있도록 연구 개발된 것으로서, 머플러의 소정 위치에 탄성력을 이용한 배압조절기구를 설치하여, 저RPM 또는 고RPM에 따른 배기압에 따라 배압조절기구가 수축 또는 팽창하며 배기가스의 배출 면적이 자동으로 조절되도록 한 배압조절기구를 갖는 머플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 뒤로 갈수록 넓어지는 직경을 가지면서 머플러의 소정 위치에 장착되는 확대관과; 상기 확대관의 내부에 고정 장착되며 배가기스의 통로가 되는 가이드 파이프와; 상기 가이드 파이프의 외경면에 탄성으로 벌어짐 가능하게 위치하는 배압조절체와; 상기 확대관의 앞단과 상기 배압조절체의 후단에 고정되며 위치하는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 배압조절기구를 갖는 머플러를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 배압조절체는 원형고리체와, 자체 탄성력에 의하여 벌어지는 여러개의 조절판이 서로 일체로 성형된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 배압조절체의 조절판 끝단에는 수직 절곡된 면적조절판이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러에 적용되는 배압조절체를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러에 적용되는 확대관과 가이드파이프를 보여주는 사시도이다.

본 발명의 배압조절기구는 머플러의 배기가스 입구 또는 출구 등 어느 위치에 설치하여도 무방하며, 배기가스의 배압에 따라 배출면적이 용이하게 조절되는 기구로서, 그 구성은 확대관(10), 가이드 파이프(12), 배압조절체(14), 스프링(16) 등으로 구성되고, 재질은 적절한 탄성과 내부식성 그리고 내열성을 충분히 가지는 플라스틱 재질로 구비된다.

상기 확대관(10)은 앞쪽에서부터 균일한 직경을 가지는 제1영역(21)과, 점차 넓어지는 직경을 가지는 제2영역(22)과, 최대로 넓은 직경을 갖되 균일한 직경으로 형성된 제3영역(23)으로 나눌 수 있는 관이다.

상기 가이드 파이프(12)는 앞단이 확대관의 입구로부터 약간 돌출되게 하며 상기 확대관(10)의 입구에 고정 장착되는 원형 단면의 관으로서, 후단끝은 상기 확대관(10)의 제1영역(21)의 끝에 위치하게 된다.

상기 배압조절체(14)는 가이드 파이프(12)의 외경면에 전후로 이동될 수 있게 위치되는 것으로서, 앞쪽은 원형고리체(18)로 형성되고 뒤쪽은 원형고리체로부터 일체로 형성된 여러개의 조절판(20)이 서로 일체로 형성된 구조물이다.

특히, 상기 배압조절체(14)의 조절판(20)은 외경방향으로 항상 벌어지려는 자체 탄성력을 가지며, 각각의 조절판(20)이 최대로 수축하면 서로 밀착된 상태가 되어 상기 원형고리체(18)의 직경과 동일한 직경을 이루게 된다.

또한, 상기 배압조절체(14)의 조절판(20) 끝단에는 수직 절곡된 삼각형상의 면적조절판(24)이 일체로 더 형성된다.

상기 스프링(16)은 확대관(10)의 입구단과 배압조절체(14)의 앞단 사이에 인장 가능하게 위치되는 바, 스프링(16)의 앞단은 확대관(10)의 입구단 벽면에 고정되고, 후단은 배압조절체(14)의 원형고리체(18) 전면에 고정된다.

이때 상기 스프링(16)은 한 쌍을 이용하여 그 연결과 지지상태가 견고하게 되도록 한다.

여기서 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러의 조립상태를 나타내는 사시도로서, 고RPM에서의 작동을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러의 조립상태를 나타내는 사시도로서, 고RPM에서의 작동을 보여주는 사시도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 엔진의 저RPM에서는 배기가스의 배압이 작기 때문에 배압조절체(14)는 확대관(10)의 제1영역(21)에 그대로 위치된 상태가 되고, 즉 배기가스의 배압이 낮으므로 배압조절체(14)에 작용하는 배압은 스프링(16)을 인장시키는 힘에 미치지 못하는 상태가 되어, 결국 배기가스는 가이드 파이프(12)와 배압조절체(좁은 배기가스 배출면적을 이루고 있음)와 확대관(10)을 통하여 배출되어진다.

도 4에서 보는 바와 같이, 엔진의 고RPM에서는 배기가스의 배압이 크기 때문에 배압조절체(14)에 작용하는 배압이 스프링(16)을 인장시키게 되고, 스프링(16)의 인장에 따라 배압조절체(14)는 가이드 파이프(12)를 따라 상기 확대관(10)의 제2영역(22)쪽으로 이동을 하게 되며, 결국 배압조절체(14)의 각 조절판(20)은 자체 탄성력에 의하여 벌어지게 되어 배기가스 배출면적이 넓어지게 된다.

따라서, 엔진의 고RPM에 따라 배압이 큰 배기가스는 배압조절체(14)의 넓어진 배출구를 통하여 용이하게 배출되어진다.

물론, 엔진 RPM이 다시 저속으로 감속되는 경우에는 상기 스프링(16)의 복원력에 의하여 배압조절체(14)는 원래의 위치로 이동하게 된다.

한편, 엔진 RPM이 중속인 경우에는 배기가스의 배압이 스프링(16)의 인장력보다 약간 크게 작용하여, 배압조절체(14)의 각 조절판(20)이 약간 벌어지는 작동을 하여, 중속에 맞는 배기가스 배출면적을 이루게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러에 의하면, 머플러의 소정 위치에 탄성력을 이용한 배압조절기구를 설치하여, 저RPM 또는 고RPM에 따른 배기압에 따라 배압조절기구가 수축 또는 팽창하며 배기가스의 배출 면적이 자동으로 조절되도록 함으로써, 배기가스의 유동이 약할 때는 배기가스가 통과하는 면적이 작아져서 소음면에서 유리하고, 반면에 배기가스의 유동이 강할 때는 배기가스가 통과하는 면적이 널어져서 배기가스가 용이하게 배출되는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러에 적용되는 배압조절체를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러에 적용되는 확대관과 가이드파이프를 보여주는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러의 조립상태를 나타내는 사시도로서, 고RPM에서의 작동을 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 배압조절기구를 갖는 머플러의 조립상태를 나타내는 사시도로서, 고RPM에서의 작동을 보여주는 사시도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 확대관 12 : 가이드 파이프

14 : 배압조절체 16 : 스프링

18 : 원형고리체 20 : 조절판

21 : 제1영역 22 : 제2영역

23 : 제3영역 24 : 면적조절판

Claims (3)

1. 뒤로 갈수록 넓어지는 직경을 가지면서 머플러의 소정 위치에 장착되는 확대관과;

   상기 확대관의 내부에 고정 장착되며 배가기스의 통로가 되는 가이드 파이프와;

   상기 가이드 파이프의 외경면에 탄성으로 벌어짐 가능하게 위치하는 배압조절체와;

   상기 확대관의 앞단과 상기 배압조절체의 후단에 고정되며 위치하는 스프링으로 구성된 배압조절기구를 갖는 머플러.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 배압조절체는 원형고리체와, 자체 탄성력에 의하여 벌어지는 여러개의 조절판이 서로 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 배압조절기구를 갖는 머플러.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 배압조절체의 조절판 끝단에는 수직 절곡된 면적조절판이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 배압조절기구를 갖는 머플러.