KR100790827B1 - 자동배수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 머플러 내부에 물이 발생하면 이를 자동으로 제거하는 자동배수장치를 제공한다. 본 발명에 의한 자동배수장치는, 수분을 함유한 가스가 배출되는 배출관내 하측에 고정 설치되는 지지대; 일측 끝단이 상기 지지대와 상하 운동이 가능하도록 연결되는 연결대; 상기 연결대의 타측 끝단에 연결되는 부력재; 상기 연결대 또는 상기 부력재의 하측면에서 상기 배출관벽 방향으로 돌출 형성되는 마개; 상기 배출관벽에 형성되며, 상기 연결대의 상하 운동에 따라 상기 마개에 의해 개폐되는 배출구; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 연결대는 상기 지지대와 힌지 결합되어 회전하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 연결대는 상기 지지대와 일체로 형성되되 상기 부력재는 상기 연결대의 형상에 의한 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되거나, 상기 연결대와 상기 지지대의 연결부에는 스프링이 더 구비되어 상기 부력재는 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되거나, 또는 상기 부력재는 자성에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 상기 배출관은 자동차 머플러인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부력재는 상기 배출관을 통해 배출되는 고온의 배기가스에 의해 손상되지 않도록 열적 저항성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 부력재는 상기 배출관과의 접촉에 의한 소음 발생을 억제하기 위한 부드러운 재질로 되어 있거나, 또는 상기 부력재는 금속 재질의 입체로서 내부가 비어 있도록 형성되어 부 력을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 부력재가 금속 재질일 경우 상기 부력재는 상기 배출관과의 접촉에 의한 소음 발생을 억제하기 위한 부드러운 재질의 흡음재로 싸여 있는 것이 바람직하다.

자동 배수, 자동 배출, 수분 제거, 머플러, 소음기

Description

자동배수장치 {An Automatic Draining Apparatus}

도 1은 일반적인 머플러의 개략적인 구성의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 자동배수장치의 한 실시예의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 자동배수장치의 동작 상태를 도시한 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 자동배수장치의 다른 실시예의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 자동배수장치 200: 배출관

10: 부력재 11: 흡음재

20: 마개 21: 배출구

30: 지지대 31: 연결대

32: 스프링

본 발명은 자동배수장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 소음을 감소시켜 주기 위한 머플러가 모두 장착되어 있으며, 통상적인 머플러는 도 1에 도시된 바와 같이, 배기가스가 자동차 외부로 배출되는 최외측 통로에 구비되어, 여러 개의 칸막이를 지나가면서 배기가스의 운동경로가 늘어나게 하되 단면의 변화가 크게 일어나게 하고, 이에 따라 배기가스의 온도ㆍ압력을 강하시킴으로써 소음의 발생을 억제하게 하는 구조로 되어 있다. 물론, 이와 같이 배기가스의 운동경로가 늘어날수록 상기 배기가스를 완전히 외부로 배출시키기 위해서 엔진에서 더 일을 해 주어야 하기 때문에 부하가 늘어난다는 단점이 있으며, 이러한 단점을 극복하기 위하여 배기가스의 배출은 짧은 경로 하에서 이루어지되 배출로 주변을 흡음재로 둘러싸 소음을 흡수하도록 하는 머플러도 사용되고 있다. 도 1에 도시된 머플러는 이와 같은 두 가지 방법을 모두 사용한 것으로서, 저주파의 소음은 단면변화에 의해서 가장 효과적으로 제거되며, 고주파의 소음은 다공재 및 흡음재에 의해 더욱 효과적으로 제거된다는 것이 당업자들 사이에 잘 알려져 있다.

어떤 형태의 머플러이든 자동차 내부의 엔진에서 동력을 얻기 위해 연료를 소비한 후 발생하는 배기가스를 외부로 배출하는 최외측 단부에 구비된다는 것은 마찬가지이다. 그런데, 주지의 사실이다시피 자동차 내부에서 발생되는 배기가스는 온도가 상당히 높은 데 반해 외부 환경은 온도가 매우 낮은 경우가 많다. 한국에서의 경우 여름철과 같은 경우에는 이와 같은 온도 차이가 크게 문제가 되지 않으나, 겨울철이나 봄, 가을의 아침, 저녁과 같은 온도가 낮은 시간대에는, 이러한 온도 차이에 의해 머플러에 물이 생성되어 고이게 되는 문제점을 발생시킨다. 자동차의 배기가스는 처음 생성된 시점에서 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NO_x) 등의 유해성분을 포함하고 있으나, 이러한 배기가스 중의 유해성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rd)과 같은 금속 촉매를 이용한 삼원촉매장치(Catalyst Converter) 등과 같은 정화장치를 거치면서 화학반응을 통해 무해성분으로 변화하게 된다. 이러한 정화장치를 거치면서 발생되는 대표적인 생성물은 물로서, 이러한 배기가스 중에 함유되어 있는 수분은 머플러로 배출되면서 차가운 외기와 만나 응축되게 된다.

이렇게 응축되어 생겨난 물이 머플러에 고여 있는 채로 자동차가 운행을 계속하게 되는 경우, 상기 고여 있는 물 때문에 머플러를 설치하는 본연의 목적인 소음 제거 효과가 떨어지게 되는 결과를 초래한다. 자동차가 경사길을 주행하는 경우 이렇게 고여 있는 물이 경사에 의해 흘러내리게 되기도 하고, 자동차가 가속하는 경우 배기가스의 양이 늘어남에 따라 응축되어 발생되는 물의 양도 늘어나 결국 넘치게 되기도 하는데, 이렇게 머플러에서 계속 물이 흘러내리는 모습은 미관상으로도 좋지 않다. 뿐만 아니라, 상기 머플러에 고여 있는 물이 상기 머플러를 통과하는 배기가스 중에 정화장치를 거치면서도 완전히 분해되지 않은 유해성분과 접촉하게 되면, 상기 물은 상기 유해성분이 녹아들어가게 되어 유독성 액체가 되어 배출되게 되며, 이러한 유독성 액체는 지면 환경을 오염시키게 된다는 문제점도 간과할 수 없다.

이와 같이 자동차 머플러에서 발생하여 고여 있는 물에 의해 발생하는 많은 문제점 때문에 당업자들 사이에서는 이러한 문제점 해결에의 요구가 꾸준히 있어 오고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차 머플러 내부에 물이 발생하면 이를 자동으로 제거하는 자동배수장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동배수장치는, 수분을 함유한 가스가 배출되는 배출관내 하측에 고정 설치되는 지지대; 일측 끝단이 상기 지지대와 상하 운동이 가능하도록 연결되는 연결대; 상기 연결대의 타측 끝단에 연결되는 부력재; 상기 연결대 또는 상기 부력재의 하측면에서 상기 배출관벽 방향으로 돌출 형성되는 마개; 상기 배출관벽에 형성되며, 상기 연결대의 상하 운동에 따라 상기 마개에 의해 개폐되는 배출구; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 연결대는 상기 지지대와 힌지 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 자동배수장치는 상기 연결대는 상기 지지대와 일체로 형성되되 상기 부력재는 상기 연결대의 형상에 의한 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되거나, 상기 연결대와 상기 지지대의 연결부에는 스프링이 더 구비되어 상기 부력재는 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되거나, 또는 상기 부력재는 자성에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되는 것을 특징으로 한다. 더불어 본 발명에서 상기 배출 관은 자동차 머플러인 것이 바람직하다.

상기 부력재는 상기 배출관을 통해 배출되는 고온의 배기가스에 의해 손상되지 않도록 열적 저항성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 부력재는 상기 배출관과의 접촉에 의한 소음 발생을 억제하기 위한 재질로 되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 상기 부력재는 내부가 빈 입체 형태로서 형성되어 부력을 갖는 것을 특징으로 하며, 이 경우 상기 부력재는 상기 배출관과의 접촉에 의한 소음 발생을 억제하기 위한 흡음재로 싸여 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 자동배수장치에서 상기 마개는 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자동배수장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

하기의 실시예에서는 본 발명에 의한 자동배수장치를 자동차 머플러에 한정하여 설명하고 있으나, 자동차 머플러와 같이 수분이 함유되어 있는 (외기와 비교하여) 고온의 가스를 배출하는 배출관이라면 어떤 것에라도 본 발명에 의한 자동배수장치를 차용하여 사용할 수 있음은 주지의 사실이다.

도 2는 본 발명에 의한 자동배수장치(100)의 한 실시예의 사시도이다. 배출관(200)으로 수분이 함유된 가스가 통과하여 배출되는 과정에서, 외기의 온도가 상 기 가스의 온도보다 훨씬 낮을 경우 가스에 함유된 수분은 응축되게 된다. 이와 같이 응축된 수분은 배출관(200) 내벽 곳곳에 물방울 형태로 형성되며, 이러한 물방울이 점차 커지면 흘러내려 하부에 모여 고이게 된다. 따라서 먼저 배출관(200) 내부의 하측에 배출구(21)를 형성시켜 상술한 바와 같이 고이는 물을 배출시킬 수 있도록 한다. 그런데, 상기 배출구(21)가 항상 열려 있게 되면 응축된 수분이 배출관(200) 내벽에 물방울 형태로 분산되어 형성되기 때문에 상기 배출구(21)에 의해 흘러내릴 만큼 잘 모여지지 않게 된다. 따라서 적당한 양의 물이 발생될 때까지는 상기 배출구(21)가 폐쇄되어 있음으로써, 물방울 형태로 분산되어 형성되는 수분이 보다 빨리 모여서 흘러내려 배출관(200) 하부로 모일 수 있도록 하고, 또한 적당한 양의 물이 발생되어 모이면 자동으로 상기 배출구(21)가 개방되어 고여 있던 물이 배출되고, 모두 배출된 이후에는 다시 자동으로 상기 배출구(21)가 폐쇄되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하기 위하여 본 발명에서는 도 2에 도시된 것과 같은 자동배수장치(100)를 제시하고 있다. 먼저 배출관(200) 내벽의 하측에 지지대(30)를 부착 고정하고, 연결대(31)의 일측 끝단이 상기 지지대(30)에 상하로 운동이 가능하도록 연결되어 구비된다. 도 2에서는 상기 연결대(31)와 상기 지지대(30)가 힌지 결합됨으로써 회전에 의해 상하 운동이 가능하도록 되어 있으나, 상기 연결대(31)가 상하 운동할 수 있는 구조라면 상기 연결대(31) 및 상기 지지대(30)의 연결이 어떤 형태로 되어 있어도 무방하며, 상기 연결대(31)와 상기 지지대(30)가 일체로 형성되어 있어도 무방하다.

상기 연결대(31)의 타측 끝단에는 부력재(10)가 부착되는데, 상기 부력재(10)는 부력에 의해 물에 뜰 수 있는 재질 또는 형상을 가지고 있도록 한다. 상기 연결대(31)의 하측에는 마개(20)가 돌출 형성되어 있어, 상기 연결대(31)의 상하 회전운동에 따라 상기 배출구(21)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 도 2에서는 상기 마개(20)가 연결대(31)의 하측에 돌출 형성되도록 하고 있으나, 상기 마개(20)는 물론 상기 배출구(21)의 위치에 따라 상기 부력재(10)의 하측에 돌출 형성되게 하여도 무방하다. 또한, 상기 마개(20)는 도시된 바와 같이 테이퍼지게 형성되어 있음으로써 상기 배출구(21)의 경계 턱에 걸리지 않고 쉽게 삽입될 수 있으면서 마개(20) 폐쇄 시에는 상기 배출구(21)를 단단히 폐쇄할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 의한 자동배수장치(100)의 동작 상태를 도시한 측면도이다. 도 3(A)는 배출관(200) 내부에 물이 고이지 않은 평상시의 상태로, 도시된 바와 같이 마개(20)는 배출구(21)를 완전히 폐쇄하고 있다. 도 3(B)는 배출관(200) 내부에 적당한 양의 물이 생성되어 고여 있는 상태를 도시하고 있다. 상기 부력재(10)는 상술한 바와 같이 물에 뜨는 재질 또는 형상을 하고 있기 때문에, 적당한 양의 물이 생성되면 부력에 의해 떠오르게 된다. 상기 부력재(10)는 상기 연결대(31)의 끝단에 부착되어 있기 때문에, 상기 연결대(31)의 끝단은 상기 부력재(10)가 부력에 의해 상승함에 따라 함께 상승하게 된다. 상기 부력재(10)와 연결된 측 외의 상기 연결대(31) 타측 끝단은 상기 배출관(200) 내벽에 고정 부착된 지지대(30)와 연결되어 있기 때문에, 상기 연결대(31)는 상기 지지대(30)와 연결된 부분 을 축으로 하여 상향 회전하게 된다. 도 3(B)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 연결대(31)가 상향 회전 운동을 하면, 상기 연결대(31) 하측에 돌출 형성되어 상기 배출구(21)를 폐쇄하고 있던 마개(20)가 상승함으로써 상기 배출구(21)를 개방하게 된다. 상기 개방된 배출구(210)로 고여 있는 물이 모두 배출되면, 자동배수장치(100)는 다시 도 2(A)와 같은 상태가 된다.

상기 부력재(10)는 상기 배출관(200)으로 배출되는 고온의 배기가스에 의하여 용융 등으로 인해 손상되어서는 안 된다. 따라서 상기 부력재(10)는 열적 저항성이 높은 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 또한, 도 3(A)와 같은 평상시의 상태에서 상기 부력재(10)가 배출관(200)의 진동에 의해 배출관(200) 내벽과 부딪침으로써 소음을 유발할 수 있게 되기 때문에, 상기 부력재(10)는 그 자체가 소음을 발생시키지 않는 부드러운 재질이거나 또는 도 4와 같이 흡음재(11)를 더 구비하여 부력재(10) 주위를 둘러싸도록 한다. 도 4와 같이 흡음재(11)가 부력재(10) 주위를 둘러싸도록 구비되는 경우, 상기 부력재(10)는 다소 강도가 높은 재질이어도 무방한데, 이러한 경우 상기 부력재(10)는 배(船)와 같이 물에 뜰 수 있도록 내부가 비어 있는 형태로 형성된 금속 재질의 입체여도 좋다.

이와 같이 부력재(10)가 금속 재질로 형성될 경우, 상기 부력재(10) 또는 상기 배출관(200)가 자성에 의해 부착되도록 함으로써 평상시에는 상기 배출관(200)에 부착되어 고정됨으로써 소음 발생을 억제하도록 하여도 무방하다. 자동차 머플러의 경우 상기 배출관(200)의 재질이 알루미늄과 같은 자성이 적은 금속이기 때문에 배출관(200)에 자석을 따로 부착하여야 하겠으나, 다른 설비에서 철과 같이 자 성을 띠는 금속 재질로 된 배출관(200)의 경우에는 부력재(10)에만 자석을 부착하거나 또는 부력재(10) 자체의 재질이 자성을 띠도록 하여도 무방하다.

또는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 연결대(31)와 지지대(30)의 연결 부위에 스프링(32)을 더 구비하는 것도 바람직하다. 이와 같이 스프링(32)을 구비하는 경우, 상기 스프링(32)의 복원력에 의해 상기 부력재(10)가 위치를 이탈하지 않고 상기 배출관(200)에 밀착되어 있도록 한다. 물론, 상술한 자성을 이용하는 방법 또는 스프링(32)의 복원력을 이용하는 방법 모두에서, 상기 부력재(10)의 부력이 자성력 또는 복원력을 넘어서도록 설계하여야 함은 당연하다.

도 5 및 도 6은 상술한 실시예에서와는 달리 연결대(31)와 지지대(30)의 연결이 힌지 결합 형태가 아닌 다른 형태인 경우의 실시예를 도시하고 있다. 이 경우, 도시된 바와 같이 연결대(31)는 지지대(30)에 대하여 상하로 움직일 수 있도록 되어 있다. 즉, 도 5의 실시예에서는 부력재(10)가 부력을 받아 상승함에 따라 연결대(31)는 지지대(30)에 형성되어 있는 안내선(33)을 따라 상승하게 되는데, 물이 배출됨으로써 상기 부력재(10)에 가해지는 부력이 사라지게 되면 중력 뿐 아니라 상기 스프링(32)의 복원력에 의해 상기 부력재(10)가 올바른 위치로 복원될 수 있다. 스프링(32)은 또한, 도 4에서의 스프링과 마찬가지로 상기 스프링(32)의 복원력에 의해 상기 부력재(10)가 상기 배출관(200)에 밀착되어 있게 하는 역할을 한다.

도 7은 연결대(31)와 지지대(30)가 일체형으로 형성되되, 그 형상 자체에 의해 발생되는 복원력에 의해 상기 부력재(10)를 바닥에 밀착시켜 주도록 한다. 도시된 바와 같이, 일정한 부피만큼 물이 차오름으로써 상기 부력재(10)가 상승할만큼 부력이 발생하면, 바닥에 밀착되어 있던 부력재(10)가 상승하여 마개(20)가 개방되게 된다. 마개(20) 개방에 의해 물이 빠지면 부력재(10)는 상기 일체형으로 형성된 연결대(31) 및 지지대(30)의 형상에 의해 발생되는 복원력을 받게 되며, 이로써 상기 연결대(31)는 아래쪽 방향의 힘을 받게 되어 다시 원래 형태로 복원된다. 물론, 상기 연결대(31) 및 지지대(30)의 형상을 설계할 때에는 상기 부력재(10)가 부력을 받으면 상기 복원력을 이기고 상승할 수 있는 범위 내가 되도록 설계하여야 함은 당연하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 자동차 머플러에 고이는 물을 자동으로 제거함으로써 머플러 자체의 기능 즉 소음 기능의 효율이 저하되는 것을 막고, 머플러 밖으로 물이 흘러내리는 것이 외부에 보이지 않게 되어 미관상 좋은 효과가 있다. 뿐만 아니라, 머플러에 고이는 물을 수시로 신속히 제거함으로써, 머플러에 고여 있는 물이 유해성분이 조금이라도 잔존하고 있는 배기가스와 접촉하여 상기 유해성분이 물에 녹아듦으로써 유독성 액체가 되어 지면을 오염시킬 가능성을 원천적으로 제거하는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 수분을 함유한 가스가 배출되는 배출관내 하측에 고정 설치되는 지지대;

   일측 끝단이 상기 지지대와 상하 운동이 가능하도록 연결되는 연결대;

   상기 연결대의 타측 끝단에 연결되며, 자성에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되는 부력재;

   상기 연결대 또는 상기 부력재의 하측면에서 상기 배출관벽 방향으로 돌출 형성되는 마개;

   상기 배출관벽에 형성되며, 상기 연결대의 상하 운동에 따라 상기 마개에 의해 개폐되는 배출구;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연결대는 상기 지지대와 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연결대는 상기 지지대와 일체로 형성되며, 상기 부력재는 상기 연결대의 형상에 의한 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 연결대와 상기 지지대의 연결부에는 스프링이 더 구비되어, 상기 부력재는 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 배출관에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 배출관은 자동차 머플러인 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,

   상기 부력재는 내부가 빈 입체 형태로서 형성되어 부력을 갖는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 부력재는 상기 배출관과의 접촉에 의한 소음 발생을 억제하기 위한 흡음재로 싸여 있는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.
11. 제 1항 내지 제 4항, 제 6항, 제 9항 또는 제 10항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,

    상기 마개는 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동배수장치.

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