KR100525769B1 - 배기가스 정화장치 삽입형 소음기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 관한 것으로서,
배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 있어서, 양측 단부가 단판(31, 32)으로 폐쇄된 통형상의 케이스(30)와; 상기 케이스(30)의 전반부의 일측면에서 타측면으로 내설되고, 중간 외주부에는 입구측에서 유입된 배기가스를 케이스(30) 내로 유동시키는 유출홀(11)이 형성된 입구파이프(10)와; 상기 케이스(30)의 중간부에 내설되어 복수의 격벽(35, 36, 37)에 의해 지지되고 상기 입구파이프(10)의 유출홀(11)에서 유출된 배기가스가 통과하는 배기가스 정화장치(40)와; 상기 케이스(30)의 전단부에서 후반부까지 내설되며, 후단 외주부에는 상기 배기가스 정화장치(40)를 통과한 배기가스가 유입되는 유입홀(21)이 형성되어 후단에서 출구측으로 배기가스를 배출시키는 출구파이프(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,
소음기 내에 배기가스 정화장치를 내설하므로 배기계의 설치공간을 줄일 수 있고, 배기가스 정화장치를 소음기로 보호하므로 촉매파손의 위험을 줄이고 배기가스 정화장치의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 소음기가 단열역할을 하므로 배기가스 정화장치의 활성화시간을 단축시켜 배기가스의 정화성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

배기가스 정화장치 삽입형 소음기{Catalytic converter apparatus for exhaust gas inserted muffler}
본 발명은 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음기 내에 배기가스 정화장치를 내설하므로 배기계의 설치공간을 줄일 수 있고, 배기가스 정화장치를 소음기로 보호하므로 촉매파손의 위험을 줄이고 배기가스 정화장치의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 소음기가 단열역할을 하므로 배기가스 정화장치의 활성화시간을 단축시켜 배기가스의 정화효율을 향상시킬 수 있는 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 관한 것이다.
내연기관의 배기가스 정화장치 즉, 촉매컨버터(catalytic converter)는 차체의 하부에 설치되고, 자동차 등의 엔진 연소시 배기매니폴드(exhaust manifold)를 통하여 배출된 고온 고압의 배출가스들 중 유해한 성분들인 HC, CO, NOx 등을 촉매의 화학반응 촉진에 의해 무해한 가스인 CO2, H2O 등으로 변환시켜서 외부로 배출해 주는 장치이다.
최근 공기 오염의 주요원인 중의 하나인 자동차 배기가스에 대하여 점차 규제가 강화되는 추세이므로, 배기가스 정화장치의 장착이 의무화되어 있을 뿐만 아니라 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
통상 배기계 즉, 머플러(muffler)는 배기소음을 감쇄시키고 고온 고압의 배기가스를 저온 저압의 상태로 냉각팽창시켜서 배기가스의 흐름 및 정화기능을 동시에 수행하는 장치로서, 프론트 머플러, 촉매컨버터, 센터 머플러, 메인 머플러로 이루어져 있으며, 내연기관에서 배출된 배기는 배기매니폴드를 통하여 프론트 머플러로 배출되며, 촉매컨버터, 센터 머플러, 메인 머플러의 순서로 유동하여 외부로 배출된다.
따라서 종래의 배기계의 경우 촉매컨버터를 장착하고 배기소음을 감쇄시키기 위해 별도의 소음기를 장착해야만 하고, 촉매컨버터가 외부에 노출되므로 촉매의 파손에 대한 우려가 있고 차제의 진동을 직접 흡수하므로 내구성이 저하하는 문제점이 있었고, 일반적으로 외부에 장착되는 촉매컨버터는 형상이 복잡하여 생산성이나 작업효율이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 도 1에 표시된 바와 같이, 종래의 배기가스 정화장치 삽입형 소음기는 소음기의 케이스(3) 내에 배기가스 정화장치로서 촉매컨버터(4)를 설치하므로 차량의 레이아웃에 따른 배기계의 레이아웃의 적응성이 우수하게 되고 제작비용도 절감할 수 있게 되었다.
그러나, 상기 소음기에는 입구파이프(1), 촉매컨버터(4), 격벽(5) 및 출구파이프(2)가 일자형으로 배치되어 내부구조가 단순하여 소음저감 효과가 떨어지고, 또 차량의 소음 규제치를 만족하지 못할 경우에는 별도의 부소음기를 설치해야 하는 문제점이 있었다.
또, 촉매컨버터(4)가 소음기 케이스(3)의 내벽에 부착되어 내설되므로 외부의 충격에 의해 촉매의 파손될 우려가 있어 배기가스 정화장치의 성능을 유지하기 어렵다는 문제점이 있었다.
또 촉매컨버터(4)가 케이스의 외벽에 부착되어 외기에 노출되어 냉각이 이루어지므로 촉매의 활성화 시간이 지연되어 배기가스 정화장치의 성능을 발휘하기 어렵다는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 소음기 내에 배기가스 정화장치를 내설하므로 배기계의 설치공간을 줄일 수 있고, 배기가스 정화장치를 소음기로 보호하므로 촉매파손의 위험을 줄이고 배기가스 정화장치의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 소음기가 단열역할을 하므로 배기가스 정화장치의 활성화시간을 단축시켜 배기가스의 정화성능을 향상시킬 수 있는 배기가스 정화장치 삽입형 소음기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 있어서, 양측 단부가 단판(31, 32)으로 폐쇄된 통형상의 케이스(30)와; 상기 케이스(30)의 전반부의 일측면에서 타측면으로 내설되고, 중간 외주부에는 입구측에서 유입된 배기가스를 케이스(30) 내로 유동시키는 유출홀(11)이 형성된 입구파이프(10)와; 상기 케이스(30)의 중간부에 내설되어 복수의 격벽(35, 36, 37)에 의해 지지되고 상기 입구파이프(10)의 유출홀(11)에서 유출된 배기가스가 통과하는 배기가스 정화장치(40)와; 상기 케이스(30)의 전단부에서 후반부까지 내설되며, 후단 외주부에는 상기 배기가스 정화장치(40)를 통과한 배기가스가 유입되는 유입홀(21)이 형성되어 후단에서 출구측으로 배기가스를 배출시키는 출구파이프(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 배기가스 정화장치(40)는 촉매(41)의 둘레에 지지매트(44)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 케이스(30)의 양측 단판(31, 32)의 내측에는 각각 타공 격벽(33, 34)이 취부되고, 상기 각각의 단판(31, 32)과 타공 격벽(33, 34) 사이에는 글래스울(glass wool, 38)이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 삽입되는 배기가스 정화장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3에 표시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기는 입구파이프(10), 출구파이프(20), 케이스(30), 배기가스 정화장치(40)로 이루어져 있으며, 소음기 내에 배기가스 정화장치가 내장되어 있어 배기가스에 대한 정화기능 및 소음저감 기능을 동시에 수행할 수 있는 소음기이다.
케이스(30)는 단면이 대략 원형인 원통형의 스틸캔(steel can)으로 이루어져 있으며, 양측 단부가 단판(31, 32)으로 폐쇄되어 있고 외측에는 차체에 걸어맞춤하기 위한 고리 등이 취부되어 있다.
상기 케이스(30)의 양측 단판(31, 32)의 내측에는 각각 타공 격벽(33, 34)이 취부되고, 상기 각각의 단판(31, 32)과 타공 격벽(33, 34) 사이에는 글래스울(glass wool, 38)이 설치되어 배기소음이 저감되고, 보온재 및 절연재의 역할을 하게된다.
상기 글래스울(glass wool) 통칭 유리섬유는 고온으로 녹인 유리를 기계적으로 잡아늘이거나, 공기나 수증기로 날리거나, 원심력에 의해 주위에 날려 붙이는 방법 등으로 섬유 모양을 만든 것으로서, 용도에 따라 장섬유와 단섬유가 있으며, 유리섬유의 성질은 고온에 잘 견디며, 불에 타지 않고, 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않으며, 특히 인장강도가 강하므로 특히 매트형태로 만든 것은 단열성 및 방음성이 좋게 된다.
따라서, 이런 글래스울(glass wool)은 보온재 및 보냉재, 흡음재 및 방음재, 공기여과재 등에 다양한 분야에서 주로 사용된다.
입구파이프(10)는 상기 케이스(30)의 전반부의 일측면에서 타측면으로 내설되고, 일단부는 입구측으로 개방되어 있고 타단부는 폐쇄되어 있으며, 중간 외주부에는 입구측에서 유입된 배기가스를 소음기의 케이스(30) 내로 유동시키는 유출홀(11)이 복수개 타공되어 있다. 따라서, 입구파이프(10)의 입구측에서 유입된 배기가스가 유출홀(11)을 개재해서 소음기의 케이스(30) 내로 유입하게 된다.
배기가스 정화장치(40)는 상기 케이스(30)의 중간부에 내설되어 복수의 격벽(35, 36, 37)에 의해 지지되고, 상기 입구파이프(10)의 유출홀(11)에서 유출되어 케이스(30) 내로 유입된 배기가스가 전방에서 후방으로 통과하게 된다. 따라서, 소음기 내에서 배기가스가 정화될 수 있고 각종 격벽 등에 의해서 배기소음이 감소하게 된다.
또한, 도 4에 표시된 바와 같이, 본 실시예의 소음기 내에 삽입되는 배기가스 정화장치(40)는 배기가스를 정화하는 촉매(41)와, 외관을 구성하는 케이스(42)와, 상기 케이스(42) 내에 촉매(41)를 고정시키는 리테이너(43)와, 상기 촉매(41) 둘레에 형성되어 상기 촉매(41)와 케이스(42) 사이에 설치되는 지지매트(44)로 이루어진다.
상기 배기가스 정화장치(40)에는 촉매(41)의 둘레에 지지매트(44)가 형성되어 있으므로, 케이스(42) 내에 촉매(41)가 단단히 고정되고 충격흡수가 가능하게 된다.
종래에는 촉매로 메탈촉매를 사용하였으나 본 실시예에서는 세라믹 촉매를 사용하여 배기가스의 정화기능을 향상시키게 된다.
또한, 배기가스 정화장치(40)는 일정온도 이상이 되어야 배기정화 기능을 수행할 수 있으므로 소음기내에 배기가스 정화장치를 삽입하여 내장한 본 실시예의 소음기는 소음기 자체가 단열재로 역할을 하게 되므로 배기가스 정화장치의 촉매의 활성화 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
출구파이프(20)는 상기 케이스(30)의 전단부에서 후반부까지 내설되며, 일단부는 출구측으로 개방되어 있고 타단부는 폐쇄되어 있으며, 후단 외주부에는 상기 배기가스 정화장치(40)를 통과한 배기가스가 유입되는 유입홀(21)이 복수개 타공 형성되어 후단에서 출구측으로 배기가스를 배출시킨다.
따라서, 도 3의 화살표로 표시된 배기가스의 유동경로와 같이, 본 실시예의 소음기에서는 배기가스가 입구파이프(10)로 유입되어 입구파이프(10)의 중간 외주부에 형성된 유출홀(11)을 통하여 소음기 내부로 유입되고, 소음기 내에 내장된 배기가스 정화장치(40)를 거치면서 정화되어 소음기의 후반부로 유동하게 되고, 상기 케이스(30)의 전단부에서 후반부까지 내설된 출구파이프(20)의 후단 외주부에 형성된 유입홀(21)을 개재해서 출구파이프(20)로 유입되어 출구파이프(20)의 출구측으로 배기가스가 배출된다.
또, 본 실시예의 소음기에서는 복수개의 타공이 형성된 입구파이프(10) 및 출구파이프(20)를 사용하고 소음기의 양측 단부의 내측에 타공 격벽(33, 34)을 형성하므로 배기소음의 감소가 현저하게 되고, 소음기의 케이스(30)와 분리된 상태로 배기가스 정화장치(40)를 내부에 설치하므로 배기가스 정화효율이 향상된다.
따라서, 본 실시예의 소음기에서는 배기가스가 전반부의 측면에 형성된 입구파이프(10)로 유입되어, 전단부에 형성된 출구파이프(20)로 유출되므로 배기가스가 소음기 내를 휘돌아서 배출하게 되므로 배기가스의 유로가 연장되어 배기가스의 소음감소 및 정화효율이 향상된다. 따라서 본 실시예의 소음기는 배기가스의 압력 및 용량이 큰 대형 트럭 등의 상용차에 적합한 형태이다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 소음기 내에 배기가스 정화장치를 내설하므로 배기계의 설치공간을 줄일 수 있고, 배기가스 정화장치를 소음기로 보호하므로 촉매파손의 위험을 줄이고 배기가스 정화장치의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 소음기가 단열역할을 하므로 배기가스 정화장치의 활성화시간을 단축시켜 배기가스의 정화성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 배기가스 정화장치 삽입형 소음기의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 삽입되는 배기가스 정화장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 입구파이프 11 : 유출홀
20 : 출구파이프 21 : 유입홀
30 : 케이스 31, 32 : 단판
33, 34 : 타공 격벽 35, 36, 37 : 격벽
38 : 글래스울 40 : 배기가스 정화장치
41 : 촉매 42 : 케이스
43 : 리테이너 44 : 지지매트

Claims (3)

  1. 배기가스 정화장치 삽입형 소음기에 있어서,
    양측 단부가 단판(31, 32)으로 폐쇄된 통형상의 케이스(30)와;
    상기 케이스(30)의 전반부의 일측면에서 타측면으로 내설되고, 중간 외주부에는 입구측에서 유입된 배기가스를 케이스(30) 내로 유동시키는 유출홀(11)이 형성된 입구파이프(10)와;
    상기 케이스(30)의 중간부에 내설되어 복수의 격벽(35, 36, 37)에 의해 지지되고 상기 입구파이프(10)의 유출홀(11)에서 유출된 배기가스가 통과하는 배기가스 정화장치(40)와;
    상기 케이스(30)의 전단부에서 후반부까지 내설되며, 후단 외주부에는 상기 배기가스 정화장치(40)를 통과한 배기가스가 유입되는 유입홀(21)이 형성되어 후단에서 출구측으로 배기가스를 배출시키는 출구파이프(20)를 포함하여 이루어지고,
    상기 배기가스 정화장치(40)는 촉매(41)의 둘레에 지지매트(44)가 형성되고,
    상기 케이스(30)의 양측 단판(31, 32)의 내측에는 각각 타공 격벽(33, 34)이 취부되고, 상기 각각의 단판(31, 32)과 타공 격벽(33, 34) 사이에는 글래스울(glass wool, 38)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치 삽입형 소음기.
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