KR101022499B1

KR101022499B1 - 차량용 배기구

Info

Publication number: KR101022499B1
Application number: KR1020080126029A
Authority: KR
Inventors: 이승규
Original assignee: 이승규
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2011-03-16
Also published as: KR20100067454A

Abstract

본 발명은 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 빠르게 배출할 수 있도록 한 차량용 배기구에 관한 것으로, 종래의 배기구는 부품의 구성이 많고 구조가 복잡하여 제작비용과 제품가격이 상승한다는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 경사를 이루며 나선형으로 형성된 복수의 날개부(13)가 내측에 방사상으로 구비되고, 외주면에는 복수의 유입공(14)이 방사상으로 형성된 내측몸체(10)와; 상기 내측몸체(10)의 선단은 내부로 삽입되고, 타단은 돌출되도록 결합되되, 상기 유입공(14)과 연통되는 유입공간(22)이 내측몸체(10)와 내주면 사이에 형성된 외측몸체(20)와; 상기 내측몸체(10)에 방사상으로 결합되어 차량의 머플러에 밀착 결합되되, 볼트(33)의 회전에 의해 내측몸체(10)의 내측 또는 외측으로 이동하여 간격을 조절할 수 있도록 구성된 복수의 고정부재(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기구를 제안한다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 배기구에 의하면 복수의 고정부재에 의해 차량의 머플러 크기에 무관하게 용이하게 장착되며, 구성부품이 단순하여 제조비용과 제품가격이 절감되는 경제적인 효과가 있다. 또한, 내측몸체(10)의 날개부(13)에 의해 배기가스가 회전하면서 외부로 빠르게 배출되고, 차량의 주행에 의해 배기구로 역류되는 배기가스는 외측몸체(20)의 유입공간(22)과 유입공(14)을 거쳐 외부로 배출됨으로써 배기가스가 연소실 내에서 잔재하여 불연소 되는 것을 방지하여, 매연의 배출량을 저감시키고 연비를 향상시키는 효과가 있다.

배기구, 배기가스, 머플러, 소음기, 와류

Description

차량용 배기구{Exhaust pipe for vehicle}

본 발명은 차량의 머플러에 설치하는 배기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 빠르게 배출할 수 있도록 한 차량용 배기구에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 공기와 적당한 비율로 혼합된 혼합기를 실린더로 흡입하여 압축시킨 다음 착화와 팽창을 통해 발생하는 직선운동을 커넥팅 로드와 크랭크를 이용하여 토크를 갖는 회전운동으로 변환된 구동력을 통해 주행할 수 있게 된다. 그리고, 착화되면서 발생되는 배기가스는 엔진에 구비된 배기매니폴드를 통해 한곳으로 모아진 후에 촉매 컨버터를 통과하면서 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매를 통하여 정화되어 배출관으로 환원되고, 환원되는 배기가스는 배출관에 구비된 머플러를 통과하면서 다수의 팽창 과정을 통해 압력이 낮아지면서 배출관의 끝단부에 구비된 배기구를 통하여 대기압과 거의 같은 압력으로 낮아진 상태로 배출된다.

그러나, 배기매니폴드와 촉매 컨버터를 통과하는 배기가스가 배출관 상에 구 비된 머플러를 통과하면서 압력과 유속이 낮아져 배출저항으로 작용하게 되어 엔진의 출력이 감소하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 배기구의 경우 배기가스가 상기 배기구 내에서 정체되고 정체된 배기가스에 의해 내연기관의 연소실에 배기가스가 일정량이 항상 잔재하게 되어 연소실이 불연소 되는 경우가 많이 발생하여 엔진에 따른 출력이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 상기 배기가스가 잔재함에 따라 내연기관내의 연소실에서 불연소된 가스에 의해 계속적으로 불연소가 발생되어 배기가스에 유해가스가 많이 포함된 상태로 공기중으로 배출되어 공해의 원인이 되는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 배기가스가 배출될 때 배기가스가 와류를 발생하도록 하는 와류발생수단이 배기관 내부에 고정된 구조가 제공되고 있다. 그러나, 이러한 배기가스가 와류를 형성하도록 하는 구조는 내연기관에서 연소된 배기가스가 배출관 상에 구비된 배기매니폴드와 촉매 컨버터 및 머플러를 통과하는 과정에서 압력이 낮아져, 낮아진 약한 압력으로 인해 배기가스의 와류가 약하게 형성되고, 배출되는 배기가스의 압력에 의존하여 와류가 형성되게 되므로, 배기가스를 공기중으로 완전하게 배출하는데 큰 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 상기 배출관 내에 구비되어 배기가스를 강제로 배출시킬 수 있도록 한 특허등록 제10-774978호 "자동차용 배기구"가 개시되어 있으나 이는 부품의 구성이 많고 구조가 복잡하여 제작비용과 제품가격이 상승한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 차량의 배기가스를 저감시키고 연비를 향상시키고, 복수의 고정부재에 의해 차량의 머플러 크기에 무관하게 용이하게 장착되며, 구성부품을 단순화하여 제작비용과 제품가격을 절감한 차량용 배기구를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 차량용 배기구는 경사를 이루며 나선형으로 형성된 복수의 날개부가 내측에 방사상으로 구비되고, 외주면에는 복수의 유입공이 방사상으로 형성된 내측몸체와, 상기 내측몸체의 선단은 내부로 삽입되고, 타단은 돌출되도록 결합되되, 상기 유입공과 연통되는 유입공간이 내측몸체와 내주면 사이에 형성된 외측몸체와, 상기 내측몸체에 방사상으로 결합되어 차량의 머플러에 밀착 결합되되, 볼트의 회전에 의해 내측몸체의 내측 또는 외측으로 이동하여 간격을 조절할 수 있도록 구성된 복수의 고정부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 배기구에 의하면, 복수의 고정부재에 의해 차량의 머플러 크기에 무관하게 용이하게 장착되며, 구성부품이 단순하여 제조비용과 제품가격이 절감되는 경제적인 효과가 있다.

또한, 내측몸체(10)의 날개부(13)에 의해 배기가스가 회전하면서 외부로 빠르게 배출되고, 차량의 주행에 의해 배기구로 역류되는 배기가스는 외측몸체(20)의 유입공간(22)과 유입공(14)을 거쳐 외부로 배출됨으로써 배기가스가 연소실 내에서 잔재하여 불연소 되는 것을 방지하여, 매연의 배출량을 저감시키고 연비를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 차량용 배기구를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 차량용 배기구를 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2의 III-III선 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 차량용 배기구의 사용상태를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 차량용 배기구의 작용상태를 도시한 단면도이다.

본 발명의 차량용 배기구는 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 차량의 머플러에 결합되는 내측몸체(10)와, 상기 내측몸체(10)의 외측에 결합되는 외측몸체(20)로 구성되어 있다.

상기 내측몸체(10)의 일측은 외측몸체(20)의 내측에 삽입되어 있으며, 타측은 소정의 길이만큼 돌출되어 있다.

이렇게 돌출된 내측몸체(10)의 외주면에는 본 발명의 배기구를 머플러에 고정하는 고정부재(30)가 이동할 수 있도록 복수의 이동홀(11)이 방사상으로 형성되 어 있는데, 상기 이동홀(11)은 한 쌍이 전후로 간격을 이루며 형성되어 있다.

상기 이동홀(11)의 간격 사이에는 암나사부(12)가 형성되어 있으며, 내측몸체(10)의 내주면에는 복수의 날개부(13)가 길이방향으로 형성되어 있다.

상기 날개부(13)는 방사상으로 형성되어 있는데, 내측에서 외측으로 배출되는 배기가스가 나선형으로 유도될 수 있도록(외부로 빠르게 배출되도록) 측면에서 볼때 전측이 낮고 후측이 높은 경사를 이루며, 상측에서 볼때 소정의 곡선상을 이루는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 일 실시례로서, 상기 날개부(13)는 측면에서 볼때 10 ~ 15 °의 경사를 이루고, 상측에서 볼때 완만한 'S'자 곡선을 이루도록 제작되었다.

이는 직류(直流)보다 와류(渦流)가 유체 또는 기체를 외부로 배출함에 있어서 보다 효과적인 점을 착안한 본원 발명의 기술적 특이성이다.

또한, 상기 외측몸체(20)의 내측에 삽입된 내측몸체(10)에는 복수의 유입공(14)이 방사상으로 형성되어 있으며, 외부에서 역류한 공기는 상기 유입공(14)을 통해 내측몸체(10)의 내부면을 통해 재배출된다.

이러한 내측몸체(10)의 외주면에는 내측몸체(10)의 지름보다 큰 지름을 갖는 외측몸체(20)가 용접에 의해 결합되는데, 상기 외측몸체(20)의 후미는 배기가스가 외부로 배출될 수 있도록 개방된 배출구(21)가 형성되어 있다.

그리고 상기 외측몸체(20)의 내측에 삽입된 내측몸체(10)와 외측몸체(20)의 내주면 사이에는 외부에서 역류된 배기가스가 유입되는 유입공간(22)이 형성되어 있으며, 이 유입공간(22)은 유입공(14)을 통해 내측몸체(10)의 내부와 연통되어 있다.

한편, 상기 이동홀(11)에는 고정부재(30)가 상하로 이동할 수 있게 결합되는데, 상기 고정부재(30)는 간격을 이루며 형성된 이동홀(11)에 결합될 수 있도록 凹 형상으로 형성되어 있다.

상기 고정부재(30)는 이동홀(11)과 결합되어 일측은 내측몸체(10)의 외부로 돌출되고, 타측은 내측몸체(10)의 내부로 삽입되는데, 이렇게 돌출된 일측에는 볼트(33)가 삽입될 수 있도록 결합공(31)이 형성되어 있으며, 삽입된 타측에는 머플러의 외주면에 견고히 고정될 수 있도록 날카로운 산모양으로 형성된 복수의 밀착부(32)가 형성되어 있다.

이러한 고정부재(30)는 결합공(31)을 관통한 볼트(33)가 암나사부(12)에 나사결합되고, 이 볼트(33)를 좌측 또는 우측으로 회전시킴에 따라 고정부재(30)가 내측몸체(10)의 외측 또는 내측으로 이동하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 배기구는 도 4에서 도시한 바와 같이 방사상으로 결합된 복수의 고정부재(30)에 의해 머플러에 견고히 결합된다.

상기 고정부재(30)는 볼트(33)의 회전에 의해 이동이 가능하도록 구성되어 있어 간격을 임의로 조절하여 다양한 크기의 지름을 갖는 차량의 머플러에 용이하 게 결합시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 도 5에서 도시한 바와 같이 엔진에서 발생하는 배기가스를 내측몸체(10)를 통해 외부로 배출하게 되는데, 이때 경사를 이루며 나선형으로 형성된 복수의 날개부(13)에 의해 배기가스가 회전하게 되고, 이에 따라 배기가스의 이동속도가 증가하여 더욱 빠르게 배출되는 것이다.

뿐만 아니라, 차량이 주행함에 따라 역류되는 배기가스는 유입공간(22)으로 유입되어 유입공(14)을 통해 다시 내측몸체(10)의 내부로 이송됨으로써 배출속도가 증가되어 배기가스를 외부로 원활하게 배출할 수 있는 장점이 있다.

본원 출원인은 본원 발명의 효과를 검증하기 위해 2002년식 아반테 1.5 오토 차량(주행거리 160,000 km)의 차량에 대하여 오산대학교 자동차학과 VMAS 국가공인 측정장비에 의해 다음과 같이 실제 테스트를 수행하였다.

구분	CO (g/km)	HC (g/km)	Nox (g/km)	CO2 (g/km)	거리(km)	연비(km/l)
1차 시험	3.427	0.489	2.081	205.177	3.13	11.052
2차 시험	3.095	0.424	1.76	204.359	3.12	11.133
3차 시험	2.374	0.335	1.17	209.030	3.12	10.964
평균	2.97	0.416	1.671	206.189	3.12	11.050

[ 표 1 : 본원 출원 제품 장착 전 ]

구분	CO (g/km)	HC (g/km)	Nox (g/km)	CO2 (g/km)	거리(km)	연비(km/l)
1차 시험	3.120	0.380	1.658	199.073	3.11	11.478
2차 시험	1.230	0.173	0.238	198.217	3.12	11.681
3차 시험	1.157	0.157	0.304	203.800	3.13	11.374
4차 시험	0.997	0.131	0.281	200.436	3.12	11.582
5차 시험	1.071	0.123	0.215	198.645	3.13	11.680
평균	1.515	0.193	0.539	206.189	3.12	11.559

[ 표 2 : 본원 출원 제품 장착 후 ]

구분	CO (g/km)	HC (g/km)	Nox (g/km)	CO2 (g/km)	거리(km)	연비(km/l)
비교 증감률 (%)	- 48.9	- 53.7	- 67.7	- 3		+ 4.61

[ 표 3 : 전/후 증감률 비교표 ]

따라서, [표1] 내지 [표3]에 나타난 바와 같이, 본원 출원이 적용된 제품은 종래에 비해 배출가스가 급격하게 저감되고, 연비 역시 향상됨이 검증되었다.

즉, 배기가스에 있어서, 본원 출원이 적용된 제품이 장착된 차량에서는 연소에 따른 이산화탄소량은 3% 정도 감소하였고, 특히 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물 등 유해가스의 배출량은 50% 가량 현저하게 감소하였다.

또한, 연비에 있어서, 본원 출원이 적용된 제품의 장착 후에는 약 4.6% 정도 연비향상 효과가 있었다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 차량용 배기구를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 차량용 배기구를 도시한 정면도,

도 3은 도 2의 III-III선 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 차량용 배기구의 사용상태를 도시한 정면도,

도 5는 본 발명에 의한 차량용 배기구의 작용상태를 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 내측몸체 11 : 이동홀

12 : 암나사부 13 : 날개부

14 : 유입공 20 : 외측몸체

21 : 배출구 22 : 유입공간

30 : 고정부재 31 : 결합공

32 : 밀착부 33 : 볼트

Claims

경사를 이루며 나선형으로 형성된 복수의 날개부(13)가 내측에 방사상으로 구비되고, 외주면에는 복수의 유입공(14)이 방사상으로 형성된 내측몸체(10)와;

상기 내측몸체(10)의 선단은 내부로 삽입되고, 타단은 돌출되도록 결합되되, 상기 유입공(14)과 연통되는 유입공간(22)이 내측몸체(10)와 내주면 사이에 형성된 외측몸체(20)와;

상기 내측몸체(10)에 방사상으로 결합되어 차량의 머플러에 밀착 결합되되, 볼트(33)의 회전에 의해 내측몸체(10)의 내측 또는 외측으로 이동하여 간격을 조절할 수 있도록 구성된 복수의 고정부재(30);

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기구.
제 1항에 있어서,

상기 내측몸체(10)의 외주면에는 한 쌍이 간격을 이루며 방사상으로 형성된 복수의 이동홀(11)이 구비되고,

상기 이동홀(11)에는 '凹' 형상을 이루는 고정부재(30)가 볼트(33)에 의해 내측몸체(10)의 외측 또는 내측으로 상하 이동할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기구.
제 2항에 있어서,

상기 고정부재(30)는 이동홀(11)과 결합되어 일측은 내측몸체(10)의 외부로 돌출되고, 타측은 내측몸체(10)의 내부로 삽입되되,

상기 돌출된 일측에는 볼트(33)가 삽입될 수 있도록 결합공(31)이 형성되고, 삽입된 타측에는 머플러의 외주면에 견고히 고정될 수 있도록 날카로운 산모양으로 형성된 복수의 밀착부(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기구.
제1항에 있어서,

상기 날개부(13)는 내측에서 외측으로 배출되는 배기가스가 나선형으로 유도될 수 있도록 측면에서 볼때 10 ~ 15 °의 경사를 이루고, 상측에서 볼때 'S'자 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 배기구.