KR101305838B1

KR101305838B1 - 차량의 배기다운파이프

Info

Publication number: KR101305838B1
Application number: KR1020110099608A
Authority: KR
Inventors: 최성무; 김종학; 정종화
Original assignee: 세종공업 주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-09-06
Also published as: DE102011056797A1; CN103032143A; KR20130035367A; CN103032143B; US20130081721A1

Abstract

본 발명은 터보차져에 인접하여 촉매컨버터가 배치된 경우에, 터보차져로부터 배출되는 배기가스의 유동을 보다 더 균일한 상태로 촉매컨버터로 공급할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 촉매컨버터의 정화효율을 극대화할 수 있도록 한다.

Description

차량의 배기다운파이프{EXHAUST-DOWNPIPE FOR VEHICLE}

본 발명은 터보차져와 촉매컨버터 사이를 연결하는 배기다운파이프의 구조에 관한 기술이다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량의 배기다운파이프(500)를 도시한 것으로서, 터보차져(502)로부터 배출되는 배기가스를 촉매컨버터(504)로 공급하는 통로의 역할을 한다.

상기 배기다운파이프(500)는 터보차져(502)로부터 배출되는 배기가스가 촉매컨버터(504)의 촉매담체에 가급적 균일한 분포로 유입되도록 하는 것이, 촉매담체의 정화율 향상에 유리하다.

그러나, 협소한 엔진룸 내에 촉매컨버터(504)가 엔진블록에 근접하여 장착되는 경우, 터보차져(502)로부터 촉매컨버터(504)에 이르는 경로를 충분히 길게 할 수 없어서, 배기다운파이프(500)의 길이가 짧게 제한되는데, 이렇게 배기다운파이프(500)의 길이가 짧으면 배기가스의 균일화에 불리하다.

도 1의 배기다운파이프(500)는 파이프부(506)와 콘 형상의 디퓨저부(508)로 이루어져, 상기 파이프부(506)를 통과한 배기가스의 유동이 디퓨저부(508)에서 균일하게 되도록 의도되었으나, 전체 길이가 비교적 짧고, 배기가스 유동을 균일하게 만드는 것을 상기 디퓨저부(508)의 체적에만 의존하는 구조여서 터보차져(502)에서 배출되는 회전성분이 강한 유동을 균일화시키는 데에 한계가 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터보차져에 인접하여 촉매컨버터가 배치된 경우에, 터보차져로부터 배출되는 배기가스의 유동을 보다 더 균일한 상태로 촉매컨버터로 공급할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 촉매컨버터의 정화효율을 극대화할 수 있도록 한 차량의 배기다운파이프를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 배기다운파이프는

수직한 원통 형상의 촉매컨버터 상단에 연결되는 베이스부와;

수평방향을 향해 원형으로 개구된 입구부와;

상기 입구부로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 곡선적으로 하측의 상기 베이스부를 향해 구부러지는 유입라운드부와;

상기 유입라운드부로부터 양쪽으로 갈라져서 부드러운 원호를 이루면서 상기 베이스부의 상측 양쪽 외곽으로 연결되는 분지라인부를 포함하여 이루어지는 공간을 내부에 구비하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량의 배기다운파이프를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 배기다운파이프의 구조를 설명한 도면,
도 3은 도 2의 배기다운파이프의 내부공간을 입체적으로 표현한 도면,
도 4는 도 3의 우측면도,
도 5는 본 발명에 따른 배기다운파이프의 배기가스 유동을 설명한 도면,
도 6은 본 발명에 따라 촉매컨버터로 유입되는 배기가스 유동의 유동균일도를 표현한 도면,
도 7은 종래기술에 의한 배기다운파이프의 배기가스 유동을 설명한 도면,
도 8은 종래기술에 따라 촉매컨버터로 유입되는 배기가스 유동의 유동균일도를 표현한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예의 차량의 배기다운파이프(11)는 수직한 원통 형상의 촉매컨버터(9) 상단에 연결되는 베이스부(1)와; 수평방향을 향해 원형으로 개구된 입구부(3)와; 상기 입구부(3)로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 곡선적으로 하측의 상기 베이스부(1)를 향해 구부러지는 유입라운드부(5)와; 상기 유입라운드부(5)로부터 양쪽으로 갈라져서 부드러운 원호를 이루면서 상기 베이스부(1)의 상측 양쪽 외곽으로 연결되는 분지라인부(7)를 포함하여 이루어지는 공간을 내부에 구비하도록 형성된다.

즉, 터보차져에서 배출되어 회전성분을 가지고 상기 입구부(3)를 통해 유입되는 배기가스는 수평방향으로 진행하다가 상기 유입라운드부(5)에 의해 하측으로 방향을 바꾸고, 이어 상기 분지라인부(7)를 따라 양쪽으로 갈라져서 유동하여 그 회전성분이 서로 상쇄되어 유동이 일부에 집중되는 현상을 방지하고 균일한 유동을 형성할 수 있도록 한 것이다.

상기 유입라운드부(5)는 상기 입구부(3)로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 원호형상을 형성하면서 하측으로 구부러지며, 상기 원호형상의 곡률반경은 상기 촉매컨버터(9)의 직경을 기준으로 5% 내지 30%의 길이로 형성된다.

상기 분지라인부(7)가 이루는 원호 형상 중간에는 구를 형성하는 구형체적부(7-1)가 구비되며, 상기 구형체적부(7-1)를 이루는 구의 지름은 상기 촉매컨버터(9)의 직경을 기준으로 20% 내지 40%의 길이로 형성된다.

상기 베이스부(1)는 촉매컨버터(9)의 상단 외곽으로부터 상측으로 좁아지는 원추면으로 이루어지고, 상기 원추면의 각도는 수직선으로부터 상기 베이스부(1)의 중심을 향하여 0 내지 60도를 이룬다.

상기한 바와 같은 유입라운드부(5)와 분지라인부(7) 및 베이스부(1)의 치수한계는 좁은 엔진룸 내에서 터보차져와 촉매컨버터(9)의 인접한 배치에 의해, 상기와 같은 구조에서 최적의 효과를 발휘할 수 있도록 최적화된 것이며, 이러한 한계를 벗어나면 상기한 바와 같은 배기가스의 유동 균일도가 떨어지게 된다.

상기 입구부(3)는 상기 베이스부(1)의 상측에 위치하고, 상기 유입라운드부(5)는, 상기 입구부(3)로부터 가상으로 상측으로 연장된 상기 촉매컨버터(9)의 외곽에 이르도록 연장되어 형성되는 구조이다.

상기 분지라인부(7)는 상기 유입라운드부(5)로부터 하향 경사지게 연장되다가 수평방향으로 원호형을 이루면서 연장되고, 상기 두 분지라인부(7)는 상기 수평방향으로 원호형을 이루면서 연장되는 부분이 상하방향으로 상대적으로 서로 어긋나도록 형성된 구조이다.

상기한 바와 같이 입구부(3), 유입라운드부(5), 분지라인부(7) 및 베이스부(1)로 이루어지는 공간을 내부에 구비한 배기다운파이프를 사용하면, 도 5에 비교하여 도시한 바와 같이 유동의 균일도가 종래에 비하여 크게 향상됨을 알 수 있고, 이는 촉매담체의 정화효율을 극대화하여 배기가스의 유해물질 수준을 크게 떨어뜨리거나, 촉매담체의 크기를 줄여서 원가 절감에 기여하도록 할 수 있다.

참고로, 도 7과 도 8의 종래 기술에 따른 작용을 도시한 도면을 보면, 배기가스의 유동이 그 회전성분에 의해 일측으로 치우쳐져서 수평방향 단면에 대한 유동균일도가 0.7에 불과하게 나타나지만, 도 5와 도 6에 도시된 본 발명은, 배기가스의 유동이 유입라운드부(5)와 분지라인부(7)에 의해 양쪽으로 갈라졌다가 다시 만나면서 서로 상쇄되어 베이스부(1)에서는 그 수평방향 단면에 대한 균일도가 0.91에 이르는 정도까지 향상됨을 알 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 베이스부
3; 입구부
5; 유입라운드부
7; 분지라인부
9; 촉매컨버터
11; 배기다운파이프
7-1; 구형체적부

Claims

수직한 원통 형상의 촉매컨버터(9) 상단에 연결되는 베이스부(1)와;
수평방향을 향해 원형으로 개구된 입구부(3)와;
상기 입구부(3)로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 곡선적으로 하측의 상기 베이스부(1)를 향해 구부러지는 유입라운드부(5)와;
상기 유입라운드부(5)로부터 양쪽으로 갈라져서 부드러운 원호를 이루면서 상기 베이스부(1)의 상측 양쪽 외곽으로 연결되는 분지라인부(7);
를 포함하여 이루어지는 공간을 내부에 구비하도록 형성되고,
상기 분지라인부(7)가 이루는 원호 형상 중간에는 구를 형성하는 구형체적부(7-1)가 구비되며;
상기 구형체적부(7-1)를 이루는 구의 지름은 상기 촉매컨버터(9)의 직경을 기준으로 20% 내지 40%의 길이인 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스부(1)는 촉매컨버터(9)의 상단 외곽으로부터 상측으로 좁아지는 원추면으로 이루어진 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.
청구항 1에 있어서,
상기 유입라운드부(5)는 상기 입구부(3)로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 원호형상을 형성하면서 하측으로 구부러지며;
상기 원호형상의 곡률반경은 상기 촉매컨버터(9)의 직경을 기준으로 5% 내지 30%의 길이인 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 베이스부(1)는 촉매컨버터(9)의 상단 외곽으로부터 상측으로 좁아지는 원추면으로 이루어지고;
상기 원추면의 각도는 수직선으로부터 상기 베이스부(1)의 중심을 향하여 0 내지 60도를 이루는 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.
청구항 1에 있어서,
상기 입구부(3)는 상기 베이스부(1)의 상측에 위치하고;
상기 유입라운드부(5)는, 상기 입구부(3)로부터 가상으로 상측으로 연장된 상기 촉매컨버터(9)의 외곽에 이르도록 연장되어 형성되는 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.
수직한 원통 형상의 촉매컨버터(9) 상단에 연결되는 베이스부(1)와;
수평방향을 향해 원형으로 개구된 입구부(3)와;
상기 입구부(3)로부터 수평방향을 따라 직선적으로 진행하다가 곡선적으로 하측의 상기 베이스부(1)를 향해 구부러지는 유입라운드부(5)와;
상기 유입라운드부(5)로부터 양쪽으로 갈라져서 부드러운 원호를 이루면서 상기 베이스부(1)의 상측 양쪽 외곽으로 연결되는 분지라인부(7);
를 포함하여 이루어지는 공간을 내부에 구비하도록 형성되고,
상기 분지라인부(7)는 상기 유입라운드로부터 하향 경사지게 연장되다가 수평방향으로 원호형을 이루면서 연장되고;
상기 두 분지라인부(7)는 상기 수평방향으로 원호형을 이루면서 연장되는 부분이 상하방향으로 상대적으로 서로 어긋나도록 형성된 것
을 특징으로 하는 차량의 배기다운파이프.