KR100535475B1 - 머플러의 공명소음 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머플러의 일측에 공명소음 저감 및 배기가스의 충격에너지를 줄이기 위한 별도의 장치가 마련된 머플러의 공명소음 저감장치에 관한 것으로,

통형상의 하우징 내부로 배기가스가 입력되는 인렛 파이프의 일단이 개방된 채로 수용되고, 상기 인렛 파이프를 통해 상기 하우징 내부로 입력된 배기가스는 테일 파이프를 통해 외부로 방출되도록 구성되는 머플러의 구조에 있어서,

상기한 인렛 파이프의 끝단과 마주하는 위치의 하우징의 일측면에 소정크기의 작동공간을 갖는 서브 케이스가 형성되고, 상기한 작동공간의 내부에는 상기 인렛 파이프에서 배출되는 배기압의 세기에 따라 상기 작동공간의 내측으로 밀리게 되는 메인 플레이트가 형성되어지되, 상기 메인 플레이트이 중간부에는 다수의 소공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

머플러의 공명소음 저감장치{Muffler}

본 발명은 머플러의 공명소음 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 머플러의 일측에 공명소음 저감 및 배기가스의 충격에너지를 줄이기 위한 별도의 장치가 마련된 머플러의 공명소음 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 배기 파이프는 엔진에서 발생된 배기가스를 배기 매니폴드로부터 차량의 후방측으로 유도하기 위한 관으로, 그 도중에는 머플러가 장치된다.

특히, 머플러는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 머플러의 구조에는 여러가지 형식이 있지만, 보통 1mm 정도의 강판을 원통형으로 만들어 그 내부를 몇 개의 공간으로 구분하여 배기가스가 그들의 장벽을 통과한 음파의 간섭, 압력변동의 감소, 배기온도의 저하 등을 일으켜 점차로 소음되도록 구성된다.

도 5는 상기와 같은 일반적인 머플러(10)를 단면한 단면도로서, 양측면이 엔드 플레이트(12,13)로 마감되는 하우징(11)의 내측으로는 배기 파이프(14)를 따라 흐른 배기가스가 입력되도록 안내하기 위한 인렛 파이프(16)가 수용된다.

그리고 상기한 인렛 파이프(16)의 일측으로는 머플러(10) 내로 입력된 배기가스가 하우징(11) 외부로 유출되도록 안내하기 위한 아웃렛 파이프(17)가 후방측의 엔드 플레이트(13)에 그 일단이 고정된 채로 수용된다. 상기한 아웃렛 파이프(17)를 통해 입력된 배기가스는 머플러(10)의 후방측에 마련되는 테일 파이프(15)에 연결된다.

또한 도면에는 미도시되었지만, 상기한 인렛 파이프(16) 및 아웃렛 파이프(17)의 도중에는 다수의 소공들이 형성되기도 하고, 상기 하우징(11)의 내부공간은 격벽에 의해서 여러개의 챔버로 나뉘기도 한다.

따라서 엔진의 배기 매니폴드 측에서 배기 파이프를 따라서 머플러 측으로 유도된 배기가스가 상기한 인렛 파이프(16)를 통해서 하우징(11)의 내부로 입력되고, 상기 하우징(11)의 내부공간으로 입력된 배기가스는 아웃렛 파이프(17)를 통해서 테일 파이프(15) 측으로 유도된다.

그런데 상기한 인렛 파이프에서 나오는 강한 배기 가스 유동이 머플러의 엔드 플레이트에 부딪치면서 상기 머플러 케이스는 진동을 하게 되고 이것은 방사소음 등의 중요한 원인이 된다. 따라서 종래 머플러의 경우에는 상기와 같은 현상을 방지하기 위해서 머플러 케이스의 용량을 늘여서 유동에 의한 운동량의 영향을 가급적 적게 받도록 설계하였다. 그러나 머플러 케이스의 용적을 늘리는 방법은 머플러에서의 방사소음의 원인이 되는 문제를 직접적으로 해결하기 보다는 배기가스의 강한 유동으로부터 케이스의 벽면을 멀리 위치하는 식의 방편일 뿐 충분한 해결방법은 되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 머플러의 일측에 공명소음 저감 및 배기가스의 충격에너지를 줄이기 위한 별도의 장치가 마련된 머플러의 공명소음 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

통형상의 하우징 내부로 배기가스가 입력되는 인렛 파이프의 일단이 개방된 채로 수용되고, 상기 인렛 파이프를 통해 상기 하우징 내부로 입력된 배기가스는 테일 파이프를 통해 외부로 방출되도록 구성되는 머플러의 구조에 있어서,

상기한 인렛 파이프의 끝단과 마주하는 위치의 하우징의 일측면에 소정크기의 작동공간을 갖는 서브 케이스가 형성되고, 상기한 작동공간의 내부에는 상기 인렛 파이프에서 배출되는 배기압의 세기에 따라 상기 작동공간의 내측으로 밀리게 되는 메인 플레이트가 형성되어지되, 상기 메인 플레이트이 중간부에는 다수의 소공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의해 형성된 머플러의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 머플러의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의해 내측 및 메인 플레이트의 사시도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 의해 형성된 머플러의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 머플러를 지시하는 것으로, 상기한 머플러(20)는 종래의 일반적인 머플러에서와 같이 하우징(21) 의 내부 일측으로 배기가스가 입력되기 위한 인렛 파이프(23)가 수용된다. 상기 인렛 파이프(23)는 엔드 플레이트(22)의 벽면을 향해 그 끝단이 개방된 상태로 형성되고, 상기 인렛 파이프(23)의 일측으로는 엔드 플레이트(22)에 일단이 고정되는 아웃렛 파이프(24)가 위치된다.

상기 아웃렛 파이프(24)의 외측 끝단에는 테일 파이프(25)가 연결되어 상기 머플러(20)를 통과한 배기가스가 차량의 후방측으로 방출되도록 구성된다.

한편, 상기한 인렛 파이프(23)의 배기가스 배출단이 마주하는 엔드 플레이트(22)의 도중에는 소정 크기의 작동공간(30)을 갖는 서브 케이스(26)이 추가로 형성된다. 이 서브 케이스(26)의 작동공간(30)에는 상기 인렛 파이프(23)의 끝단에서 배출되는 배기가스의 압력에 의해서 상기 작동공간(30)의 내측으로 밀리게 되는 메인 플레이트(31) 및 내측 플레이트(35)가 수용된다. 특히, 상기한 메인 플레이트(31)는 스프링(40)으로써 탄력지지된다.

그리고 상기한 메인 플레이트(31)의 도중, 즉 상기한 인렛 파이프(23)의 끝단과 마주하는 면에는 배기가스가 통과되기 위한 다수의 소공(32)들이 관통형성된다. 즉, 인렛 파이프(23)에서 배출되는 배기가스의 일부는 상기 소공(32)을 통과하게 되고, 그 나머지의 배기가스에 압력에 의해서 상기 메인 플레이트(31)는 스프링(40)을 가압하며 작동공간(30)의 내측으로 밀리도록 구성되는 것이다.

한편, 상기한 메인 플레이트(31)와 마주하게 되는 상기 내측 플레이트(35)의 일측면은 곡면(36)으로 형성된다. 이는 상기한 메인 플레이트(31)의 소공(32)들을 통해 입력된 배기가스가 곡면을 따라 유선형의 스월을 일으킬 수 있도록 유도하기 위한 것이다.

그리고 상기한 메인 플레이트(31)와 내측 플레이트(35)가 마주하는 측의 외주면 도중에는 각각 소정 길이로 돌출된 환형상의 환형돌기(33,37)가 형성되는데, 이는 메인 플레이트(31) 및 내측 플레이트(35)가 상기한 작동공간(30)에 서로 마주한 채로 수용된 경우에 도면에서와 같이 그 마주하는 면의 최외각측으로 헬름홀츠(Helmholz) 공명실(50)이 마련되도록 하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되어 발생된 배기가스가 인렛 파이프(23)를 통해서 머플러(20)의 내부로 입력되면, 상기 인렛 파이프(23)에서 하우징(21)의 내부로 배출되는 압력이 스프링(40)을 가압하게 되므로서 상기한 메인 플레이트(31)가 작동공간(30)의 내측으로 밀리며 배압을 완충하게 된다.

도 3에서와 같이 엔진이 저부하영역에서 운전되는 경우에는 상기 인렛 파이프(23)에서 배출되는 배기가스의 압력이 높지 않기 때문에 상기 메인 플레이트(31)는 조금만 밀리게 된다.

그리고 도 4에서와 같이 엔진이 고부하영역에서 운전되는 경우에는 상기 인렛 파이프(23)에서 배출되는 배기가스의 압력이 높기 때문에 메인 플레이트(31)는 작동공간(30)의 내측으로 큰 변위로 밀리게 된다.

도 3과 도 4에서와 같이 메인 플레이트(31)가 밀리면서 소공(32)들을 통해 입력된 작동공간(30)의 내측으로 유입된 배기가스는 상기한 내측 플레이트(35)의 곡면(36)을 따라 유선형의 스월을 일으키면 유동방향이 바뀌게 된다. 이렇게 유동방향이 바뀐 배기가스는 상기 소공(32)들을 통해 다시 하우징(21)의 내측으로 유도된다.

한편, 상기한 작동공간(30)으로 유입된 배기가스는 메인 플레이트(31)와 내측 플레이트(35)의 결합측 외측에 마련되는 헬름홀츠 공명실(50)로 유입되어 공명하게 되므로서 그에 포함된 소음이 감쇄되는 효과를 거두게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 인렛 파이프를 통해서 머플러의 내부로 입력되는 배기가스의 압력이 하우징 벽에 부딪치는 충격이 완충되기 위한 장치가 상기와 같이 마련되므로서, 인렛 파이프의 끝단으로 배출되는 배기가는 작동공간 및 헬름홀츠 공명실에서 공명되어 소음이 감쇄되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 머플러의 구성도.

도 2는 본 발명에 의해 내측 및 메인 플레이트의 사시도.

도 3 내지 도 4는 본 발명에 의해 형성된 머플러의 작동상태도.

도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 머플러 21 : 하우징

22 : 엔드 플레이트 23 : 인렛 파이프

24 : 아웃렛 파이프 25 : 테일 파이프

26 : 서브 케이스 30 : 작동공간

31 : 메인 플레이트 32 : 소공

33 : 환형돌기 35 : 내측 플레이트

36 : 곡면 40 : 스프링

50 : 헬름홀츠 공명실

Claims (3)

1. 통형상의 하우징 내부로 배기가스가 입력되는 인렛 파이프의 일단이 개방된 채로 수용되고, 상기 인렛 파이프를 통해 상기 하우징 내부로 입력된 배기가스는 테일 파이프를 통해 외부로 방출되도록 구성되는 머플러의 구조에 있어서,

   상기한 인렛 파이프(23)의 끝단과 마주하는 위치의 하우징(21)의 일측면에 소정크기의 작동공간(30)을 갖는 서브 케이스(26)가 형성되고, 상기한 작동공간(30)의 내부에는 상기 인렛 파이프(23)에서 배출되는 배기압의 세기에 따라 상기 작동공간(30)의 내측으로 밀리게 되는 메인 플레이트(31)가 형성되어지되, 상기 메인 플레이트(31)의 중간부에는 다수의 소공(32)들이 형성되어지되,

   상기한 메인 플레이트(31)의 내측에는 내주면이 곡면상으로 형성되는 내측 플레이트(35)가 위치되어 상기 메인 플레이트(31)의 소공들을 통해 입력되는 배기가스가 곡면을 따라 유선형의 스월을 일으키도록 형성된 것을 특징으로 하는 머플러의 공명소음 저감장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 메인 플레이트(31) 및 내측 플레이트(35)가 마주하는 측의 외주면 도중에는 환형상의 환형돌기(33,37)가 형성되어, 상기 메인 및 내측 플레이트(31,35)의 조립시 양측 부재가 마주하는 외측부에는 헬름홀츠 공명실(50)이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 머플러의 공명소음 저감장치.