KR100550125B1 - 반 이중겹 배기다기관 - Google Patents

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KR100550125B1
KR100550125B1 KR1020050077668A KR20050077668A KR100550125B1 KR 100550125 B1 KR100550125 B1 KR 100550125B1 KR 1020050077668 A KR1020050077668 A KR 1020050077668A KR 20050077668 A KR20050077668 A KR 20050077668A KR 100550125 B1 KR100550125 B1 KR 100550125B1
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정연욱
이병호
이상목
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세종공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 배기다기관에 관한 것으로서, 특히 러너의 내벽과 플랜지의 관통공에 반링 형태의 분리벽을 결합시켜 각 관통공의 사이에 밀폐공간을 형성함으로써, 러너 부위의 표면온도를 저하시켜 열피로에 대한 내구성을 향상시키고 조립의 작업성이 우수한 반 이중겹 배기다기관에 관한 것이다.
본 발명은 일측에 실린더의 수에 따라 천공된 유입공이 형성되며 타측에 이 유입공과 연통되도록 천공된 하나의 배출공이 형성되는 관 형태의 러너와; 상기 러너의 유입공에 결합되며 이 유입공과 대응하는 모양으로 천공된 여러 개의 관통공이 형성되는 판 형태의 플랜지와; 상기 러너의 내벽과 플랜지의 관통공에 결합되어 각 관통공의 사이에 밀폐공간을 형성하는 반링 형태의 분리벽; 으로 구성된다.
배기다기관(Manifold), 반 이중겹, 분리벽, 러너(Runner), 플랜지

Description

반 이중겹 배기다기관{SEMI-AIR GAP MANIFOLD}
도 1은 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 일부 절개사시도,
도 3은 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 단면도,
도 4는 종래의 이중겹 배기다기관을 나타내는 사시도,
도 5는 종래의 이중겹 배기다기관을 나타내는 일부 절개사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 러너 10a,b: 좌,우 러너편
11: 유입공 12: 배출공
20: 플랜지 21: 관통공
22: 체결공 30: 분리벽
S: 밀폐공간
본 발명은 배기다기관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성을 향상시키고 개발비용과 개발기간을 감소시키며 용접의 작업성이 우수한 반 이중겹 배기다기 관에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등에 적용되는 왕복형 기관의 배기시스템은 기관의 실린더헤드에 연결된 배기다기관(Manifold), 레조네이터(Resonator) 및 컨버터(Converter)와 이러한 배기다기관 등을 연통시키는 배기파이프로 이루어진다.
최근 엔진의 출력증가와 연비향상으로 배기가스 온도는 상승하는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 배기다기관의 재질은 기존의 주철 재질에서 내구성이 우수한 스테인레스 재질로 대부분 대체되고 있다.
이러한 스테인레스 재질의 배기다기관은 내구성이 우수할 뿐만 아니라 촉매 라이트 오프 타임, 즉 촉매 활성화 도달시간을 단축시켜 배기가스의 배출을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
그리고, 스테인레스 재질의 배기다기관은 단일관 구조와 이중겹 구조가 주로 사용되고 있으며, 특히 이중겹 구조는 표면온도의 급격한 변화를 방지할 수 있기 때문에 이중겹 배기다기관을 적용하고 있는 차량이 점차 증가하고 있다.
종래의 이중겹 배기다기관의 제조방법은 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 0.6~0.8t 정도의 작은 두께를 갖는 내관(1)을 벤딩이나 하이드로포밍 공법에 의해 튜브형태로 제조한 다음, 1.5t 이상의 큰 두께를 갖는 외관(2)을 스템핑한 후 용접에 의해 내관을 덮어서 완성한다.
그러나, 이러한 방법은 내구성을 만족시키기 위해 배기다기관 전체를 이중겹으로 제조하기 때문에 제품단가가 기존 주물에 비해 10배 이상이나 되고 개발기간도 최소 2년 이상이 소요된다.
한편, 단일관 구조로 제조하는 경우에는 배기다기관을 이루는 러너(Outer Runner)의 표면에 크랙이 쉽게 발생되어 보증기간의 연장에 따른 만족이 불가능하며, 용접의 작업성이 용이하지 않고 관리가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반 이중겹으로 제조하여 내구성을 만족시키면서도 제품단가가 저렴하고 개발기간이 단축되며 용접의 작업성이 향상되는 반 이중겹 배기다기관을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반 이중겹 배기다기관은 일측에 실린더의 수에 따라 천공된 유입공이 형성되며 타측에 이 유입공과 연통되도록 천공된 하나의 배출공이 형성되는 관 형태의 러너와;
상기 러너의 유입공에 결합되며 이 유입공과 대응하는 모양으로 천공된 여러 개의 관통공이 형성되는 판 형태의 플랜지와;
상기 러너의 내벽과 플랜지의 관통공에 결합되어 각 관통공의 사이에 밀폐공간을 형성하는 반링 형태의 분리벽;
으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분리벽은 중앙부를 향해 오목하도록 라운딩처리되는 것을 특징으로 하고, 상기 러너의 유입공은 완만한 타원을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 러너와 플랜지는 용접에 의해 직접 결합되는 것을 특징으로 하 고, 상기 러너는 대칭되는 한 쌍의 러너편이 서로 용접에 의한 결합으로 완성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 러너, 플랜지 및 분리벽은 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 일부 절개사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 반 이중겹 배기다기관을 나타내는 단면도,
도시된 바와 같이, 본 발명의 반 이중겹 배기다기관은 러너(Outer Runner)(10), 플랜지(20) 및 분리벽(Inner Plate)(30)으로 이루어진다.
러너((10)는 스테인레스 재질이며 납작하면서 긴 관 형태로서, 작업성이 우수하도록 대칭되는 한 쌍의 좌,우 러너편(10a,10b)이 서로 용접에 의한 결합으로 완성된다.
이 러너(10)의 일측에는 유입공(11)이 실린더의 수에 따라 일정한 간격을 두고 타원형으로 천공되며, 타측에는 이 유입공(11)과 연통되도록 하나의 배출공(12)이 타원형으로 천공된다.
상기 러너(10)의 유입공(11)은 열피로에 대한 내구성을 향상시키기 위해 매우 완만한 타원을 형성한다.
플랜지(20)는 스테인레스 재질이며 납작하면서 긴 판 형태로서, 상기 러너 (10)의 유입공(11)에 용접에 의해 직접 결합되기 위해 유입공(11)과 대응하는 모양과 개수로 여러 개의 타원형 관통공(21)이 형성된다.
이 플랜지(20)에는 결합을 위해 가장자리를 따라 천공된 여러 개의 체결공(22)이 더 구비된다.
분리벽(30)은 스테인레스 재질이며 배기유체의 유동저항이 감소되도록 중앙부를 향해 오목하도록 라운딩처리된 반링 형태로서, 양측단이 상기 러너(10)의 내벽과 플랜지(20)의 관통공(21)에 용접에 의해 각각 결합된다.
이 분리벽(30)은 플랜지(20)에 형성된 각 관통공(21)의 사이에 반원통 형태의 밀폐공간(S)을 형성하여 결합부위의 급격한 온도변화를 감소시키기 위해 상기 러너(10)의 유입공(11)의 개수보다 하나가 적은 개수로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 반 이중겹 배기다기관은 다음과 같이 작용한다.
먼저, 본 발명의 반 이중겹 배기다기관의 조립과정을 살펴보면, 플랜지(20)의 관통공(21)에 반링 형태 분리벽(Inner Plate)(30)의 양측단을 각각 용접하여 분리벽(30)을 플랜지(20) 관통공(21)의 사이사이에 배치한다.
이 상태에서, 러너(Outer Runner)(10)의 좌, 우 러너편(10a,10b) 중 어느 하나를 플랜지(20)의 일측 테두리와 분리벽(30)의 일측단에 용접한 다음, 나머지 하나의 러너편을 타 러너편과 서로 대응하도록 용접시켜 관통공(21)의 사이사이에 반원통 형태의 밀폐공간(S)을 형성한다.
따라서, 배기다기관 전체를 이중겹으로 구성하지 않으면서도 플랜지(20) 관 통공(21)의 사이사이에 밀폐공간(S)을 형성하여 부분적으로 이중겹의 기능을 하도록 함으로써, 결합부위의 급격한 온도변화를 감소시켜 내구성이 현저히 향상된다.
특히, 상기 러너(10)의 유입공(11)이 매우 완만한 타원을 형성하고 있기 때문에 열피로에 대한 내구성이 우수하고, 분리벽(30)이 중앙부를 향해 오목하도록 라운딩처리된 반링 형태이어서 배기유체의 유동저항이 감소된다.
또한, 러너((10)가 한 쌍의 좌,우 러너편(10a,10b)이 서로 용접에 의한 결합으로 완성될 뿐만 아니라 별도의 체결수단없이 플랜지(20)에 직접 용접됨으로써, 조립작업성이 매우 우수하다.
게다가, 러너(10), 플랜지(20) 및 분리벽(30)이 모두 스테인레스 재질로 이루어져 있기 때문에 내구성이 우수할 뿐만 아니라 촉매 라이트 오프 타임(촉매 활성화 도달시간)을 단축시켜 배기가스의 배출을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 반 이중겹 배기다기관은 결합부위의 급격한 온도변화를 감소시켜 열피로에 대한 내구성이 현저히 향상되고 배기유체의 유동저항이 감소되며, 조립작업성이 매우 우수할 뿐만 아니라 배기가스의 배출을 효과적으로 감소시킬 수 있는 유용한 효과를 발휘한다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 일측에 실린더의 수에 따라 천공된 유입공이 형성되며 타측에 이 유입공과 연통되도록 천공된 하나의 배출공이 형성되는 관 형태의 러너와; 상기 러너의 유입공에 결합되며 이 유입공과 대응하는 모양으로 천공된 여러 개의 관통공이 형성되는 판 형태의 플랜지가 구성되는 배기다기관에 있어서;
    반링 형태로 중앙부를 향해 오목하도록 라운딩처리되며, 상기 러너의 내벽과 플랜지의 관통공에 하나씩 간격을 두고 결합되어 각 관통공의 사이에 밀폐공간을 형성하는 반링 형태의 분리벽이 구비되며;
    상기 러너와 플랜지는 용접에 의해 직접 결합되고;
    상기 러너는 대칭되는 한 쌍의 러너편이 서로 용접에 의한 결합으로 완성되는;
    것을 특징으로 하는 반 이중겹 배기다기관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 러너, 플랜지 및 분리벽은 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반 이중겹 배기다기관.
  3. 삭제
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