KR100981822B1 - 박막 필름으로 구성된 다공성 덕트 - Google Patents

박막 필름으로 구성된 다공성 덕트 Download PDF

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Abstract

내연 기관, 특히 자동차 엔진 내에 공기를 흡입하기 위한 흡입관(1)(intake duct)이 제공된다. 상기 흡입관은 다공성 재료로 이루어진 제1 벽(2)을 포함하는데, 상기 필름(4)은 충분히 얇게되어 음향 특성에 대한 어떠한 입사(incidence)도 피하게 하며, 상기 필름은 특히 평방 미터 당 100그램 보다 작은 표면 질량(surface mass)을 갖는다. 상기 다공성 벽(2)과 마주보는 상기 필름의 표면의 적어도 50%가 상기 다공성 벽에 고정되지 않도록, 상기 필름(4)이 상기 다공성 벽(2) 상에 고정된다.
다공성 벽, 필름, 내연 기관, 흡입관

Description

박막 필름으로 구성된 다공성 덕트{POROUS DUCT CONFIGURED WITH A THIN FILM}
도1은 본 발명을 따른 덕트(duct)의 종단면도.
도2A, 도2B 및 도2C는 다공성 벽을 플라스틱 재료의 필름에 고정시키는 고정 패턴, 접착 패턴, 또는 용접 패턴의 예를 각각 도시한 도면.
[도면의 주요부분에 대한 부호설명]
1 : 흡입관 2 : 다공성 벽 3 : 표면 4 : 필름
5 : 포인트 6 : 선(Line)
본 발명은 박막 필름으로 구성된 다공성 덕트인 공기 흡입관에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차의 내연기관의 연소 공기용 흡입관에 관한 것이다.
다공성 벽으로 구성된 공기 흡입관은 종래 기술에 공지되어 있다. 견고하고 불투과성 벽을 지닌 플라스틱 덕트와는 달리, 다공성 벽은 보다 양호한 음향 특성(acoustic characteristics)을 제공하는데, 그 이유는 상기 다공성 벽에 의해 한정된 공기 기둥의 음향 공명(acoustical resonance of the air column)이 대부분 감쇠(dampen)되기 때문이다. 실제로, 공기 기둥 내의 공명 빈도수(resonance frequency)에 대응하는 펄스는 상기 다공성 벽을 가로지름(traverse)으로써 외부로 전파될 수 있는데, 이것이 각각의 압력 및 속도 파복(antinodes)의 강도를 감소시킨다.
그러나, 종래 기술을 따른 다공성 벽으로 구성된 공기 흡입관은 많은 단점을 지니고 있다. 첫 째, 다공성 벽은 예를 들어 엔진 후드 아래에 위치된 따뜻한 공기에 대해 투과성이다. 상기 다공성 벽을 투과한 후 실린더 내에 도달하는 상기 따뜻한 공기는 엔진의 파워 및/또는 토크 성능에 나쁜 영향을 미친다. 둘째, 공지된 기술의 다공성 벽을 지닌 덕트는 다소 거친정도(coarseness)를 나타내는데, 이 거친 다공성 벽에 대한 흡입된 공기 마찰에 의해 부하 손실이 초래된다. 최종적으로, 물에 담겨질 때, 충분한 불투과성을 얻기 위해선, 이와 같은 공기 흡입관 시스템은 매우 큰 플라스틱 오버슬리브(very wide plastic oversleeve)를 포함할 필요가 있는데, 이것이 플라스틱 재료의 열 노화성(thermal ageing)에 관해서 뿐만 아니라 음향 및 스타일 관점에서 매우 나쁜 영향을 미친다. 또한, 불화물을 기반으로한 수지로 다공성 벽을 형성하는 섬유상 재료를 흡수하는 것이 필수적인데, 이것은 생산자 관점에선 값비싸고 복잡한 해결책이고 덕트 벽의 모든 면적에 걸쳐서 균일한 불투과성을 제공하지도 못한다.
본 발명은, 공지된 종래 기술의 덕트의 음향 특성 보다 양호한 음향 특성을 갖지만, 어떠한 외부의 유체(따뜻한 공기 또는 물)에 대해서 불투과성이며, 덕트에 따른 부하 손실을 최소화하고, 공지된 종래 기술의 불투과성 음향 덕트보다 비용이 덜 들도록, 구성된 공기 흡입관을 제공함으로써 공지된 종래 기술에 따른 다공성 벽으로 구성된 덕트의 단점을 극복한다.
본 발명을 따르면, 내연 기관, 특히 자동차의 내연 기관 내에 공기를 흡입하기 위한 흡입관이 제공되는데, 상기 흡입관은 다공성 재료로 이루어진 제1 벽을 포함하는데, 상기 필름은 충분히 얇게되어 음향 특성에 대한 어떠한 입사도 피하게 하고; 평방 미터 당 100그램 보다 작은 표면 질량(surface mass)를 갖고; 상기 다공성 벽과 마주보는 상기 필름의 적어도 일부, 특히 적어도 50%가 상기 다공성 벽에 고정되지 않도록, 상기 필름이 상기 다공성 벽에 고정된다.
상기 필름 표면의 상당 부분이 상기 다공성 벽 상에 고정되지 않는 점을 고려하면, 상기 필름은 상기 다공성 벽에 대해 완전히 배치되지 않음으로, 덕트 내의 공기 펄스의 영향에 따라서 이동할 수 있다. 상기 필름은 자신의 경량성(lightness), 특히 이동성으로 인해 다공성 벽을 통해서 펄싱된 파의 전파에 대한 최소한의 장애물이 된다. 실제로, 이 목적은, 이 필름의 역할을 유체 장벽(fluid barrier)의 역할로 엄격하게 제한하고자 하는 것이다.
경제적이면서 간단한 본 발명의 실시예를 따르면, 상기 필름은 포인트(points) 및/또는 선들의 패턴에 따라서 다공성 벽에 고정된다. 예를 들면, 상기 필름은 작은 직경으로 구성되고 패턴, 예를 들어 사각형(square) 패턴으로서 배열된 다수의 포인트들에서 벽에 고정될 수 있다.
또 다른 예를 따르면, 상기 다공성 벽 및 필름은 패턴, 예를 들어 검사된 패턴으로서 구성된 선들을 따라서 서로에 고정된다.
본 발명의 실시예의 특정한 장점을 따르고, 특히 덕트가 가압하에 사용되는 경우, 즉 엔진 흡입관의 경우와 같이, 상기 덕트 내의 압력이 상기 덕트의 외부 보다 작은 경우, 상기 필름은 다공성 벽으로 형성된 덕트 내부에 위치된다. 실제로, 반대의 경우, 상기 필름은 상기 벽에 대해 연속적으로 배치되어 파의 전파에 대한 장애물을 형성하는데, 그 이유는 상기 필름이 자유롭지 않기 때문이다. 다공성 벽 내에 플라스틱 재료로 이루어진 상기 필름을 위치시키는 것을 고려하면, 상기 필름의 물리적인 보존성(physical integrity) 및 궁극적으로 불투과성이 보호된다.
경제적이고 제조하는데 간단한 본 발명의 특정한 장점의 실시예를 따르면, 상기 필름은 용접 또는 아교접착(gluing) 및 바람직하게는 초음파 용접에 의해 상기 다공성 벽에 고정된다.
실시예:
도1에서, 내연 기관의 공기 흡입관(1)은 상기 내연 기관 내에서 연소될 공기를 제공한다. 상기 덕트는 도면에서 관형으로 도시되어 있고, 이 덕트는 다공성 재료로 이루어진 제1 관형 다공성 벽(2)(즉, 유체를 통과시킬 수 있는 개구)를 포함하는데, 상기 재료는 오픈-셀 포움(open-cell foam), 직포 섬유(woven fabric) 또는 부직포 섬유(nowoven fabric)중 어떤 것일 수 있다.
다공성 벽의 두께는 일반적으로 1 밀리미터 및 3 밀리미터 사이이다. 다공성 벽의 직경은 일반적으로, 40밀리미터 및 70밀리미터 사이이다. 플라스틱 재료로 이루어진 필름(4)은 관형 다공성 벽(2)의 내부 표면(3)에 고정되는데, 상기 재료는 특히, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 그외 다른 재료이다. 플라스틱 재료로 이루어진 상기 필름은 예를 들어 30 밀리미터의 두께로 구성된다.
이와 같은 두께는 충분히 얇게되어, 다공성 벽과 상기 플라스틱 재료의 필름의 조합의 음향 특성에 대한 플라스틱 재료의 필름의 어떠한 입사를 피하게 하는데, 즉 표면 질량이 충분히 낮게된다. 이 다공성 벽은 일반적으로 섬유상 재료(바람직하게는, 합성 또는 천연 섬유로 구성된 부직포 섬유)로 이루어진다.
플라스틱 재료의 필름(4)은 다공성 벽(2)의 내부 표면에 대하여 내부에 고정된다. 상기 필름(4)은 또한, 초과 압력 또는 평형 압력에서 덕트가 사용되는 경우에, 상기 다공성 벽의 외부에 고정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 용접 포인트의 네트워크(5)를 따라서 열 용접함으로써 고정을 행하는데, 각각의 이와 같은 포인트는 예를 들어 3 밀리미터의 직경을 갖고, 상기 포인트는 10 밀리미터의 사각형 패턴으로 구성된다. 이 실시예에서, 2개의 벽들 간의 내부 표면의 90% 이상은 어떠한 상대 이동도 하지 않는다. 결국, 음향 공명은 그 내부에 플라스틱 재료의 필름이 존재하지 않을 지라도 다공성 벽에 의해 감쇠될 수 있다. 게다가, 상기 플라스틱 재료의 필름은 한편으론, 섬유상 재료에 대한 공기 마찰과 관련된 부하 손실을 방지하고, 외부의 따뜻한 공기에 대해서 불투과성이 되도록 하는데, 만일 불투과성이 되지 않으면 이 공기는 엔진에 의해 흡입된다. 그러므로, 보다 양호한 성능을 지닌 엔진이 얻어진다.
본 발명의 또한 다른 실시예를 따르면, 선(6)으로 구성된 패턴 및 바람직하게는 사각형 또는 마름모꼴로 구성된 직사각형의 검사된 패턴에 따라서 2개의 벽들 간을 용접 또는 접착함으로써 고정할 수 있다. 이외 다른 임의의 형상 또는 패턴은 2개의 벽들간의 인터페이스의 충분한 표면이 이동되지 않은채 유지되는 한 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 인터페이스 표면의 적어도 50%가 이동되지 않은 채 유지된다.

Claims (8)

  1. 다공성 재료로 이루어진 제1 벽(2)을 포함하며, 내연 기관인 자동차 엔진 내에 공기를 흡입하기 위한 흡입관(1)으로서,
    평방 미터 당 100그램 보다 작은 표면 질량을 가지며, 음향 특성에 대한 어떠한 입사도 피하도록 충분히 얇게된 필름(4)을 포함하는데,
    상기 다공성 벽(2)과 마주보는 상기 필름의 표면의 적어도 50%가 상기 다공성 벽에 고정되지 않도록, 상기 필름(4)이 상기 다공성 벽(2) 상에 고정되는 흡입관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름(4)은 포인트(5) 또는 선(6)을 따라서 상기 다공성 벽에 고정되는 흡입관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(4)은 작은 직경으로 구성되고 사각형 패턴을 형성하는 다수의 포인트에서 상기 다공성 벽에 고정되는 흡입관.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(4) 및 상기 다공성 벽(2)은 검사된 패턴을 형성하는 선(6)을 따라서 서로에 고정되는 흡입관.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(4)은 상기 다공성 벽(2) 내부에 위치되는 흡입관.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    용접, 아교접착(gluing), 또는 초음파 용접에 의해 상기 다공성 벽(2)에 상기 필름(4)을 고정시키는 흡입관.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(4)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 플라스틱 재료로 이루어진 흡입관.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름(4)의 적어도 50%는 상기 다공성 벽(2)에 고정되지 않는 흡입관.
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