KR101319817B1 - 배기 가스 시스템의 구성 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 특히 자동차에 있어서, 내연 기관 엔진에 대한 배기 시스템의 구성(1)에 관한 것이고, 관체(2)와 관체(2)의 외부에 배치되는 단열체(3)를 구비하며, 관체(2)와 단열체(3) 사이에 방사상으로 배치되고 원주 방향으로 관체(2)를 에워싸는 고리 모양의 공간(4)을 형성한다. 단열체(3)는 그 축 단부(6) 중 적어도 하나에서 관체(2)에 접합되고, 관체(2) 위에 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 형성된다.

적어도 하나의 용접 조인트(7) 부위에서 그 구성(1)의 증가된 강도는 단열체(3)가 그 축 단부(6)에서 접힌 가장자리 영역(8)을 구비한다는 사실에 의해 경제적으로 달성된다.

Description

배기 가스 시스템의 구성{Component of an Exhaust Gas System}

도 1 내지 도 3은 다양한 실시예에서 용접 조인트의 영역에서 배기 시스템의 구성을 나타내는 종단면도.

본 발명은, 특히 자동차에 있어서, 내연 기관 엔진에 대한 배기 가스 시스템의 구성에 관한 것이다.

여기서 고려되는 구성요소들은 내연 기관 엔진의 작동 중에 배출되는 배기 가스를 함유한다. 가장 단순한 경우로서, 배기 가스를 운반하는 파이프들이 여기에 해당된다. 그러나 바람직하게는 더욱 복잡한 배기 시스템의 구성 요소들, 예를 들면 미세 필터(particulate filters), 촉매 컨버터 혹은 머플러가 여기에 해당된다. 상기 구성요소들은, 어떤 경우에는 배기 가스를 직접 운반할 수 있도록 제공되거나, 또는 더욱 복잡한 구성요소들의 경우에는 그 구성의 다른 부분들을 수용하는 하우징으로서 제공되는 관체(tubular body)를 포함한다. 배기 시스템의 가스 운반 영역은 내연 기관 엔진의 작동 중에 대단히 뜨거워질 수 있다는 사실은 잘 알려져 있다. 배기 시스템에 근접하여 배치되는 차량용 구성요소들에 대한 열적 부 하를 줄이기 위해, 배기 시스템은 적어도 부분적으로 단열될 수 있다는 것이 알려져 있다. 전술한 배기 시스템의 구성요소들은 관체의 외부에 배치되는 단열체(insulation body)로 장비될 수 있고, 상기 관체와 원주 방향으로 관체를 에워싸는 단열체 사이에서 방사상으로 배치되는 고리 모양의 공간(annular space)이 형성된다. 상기 관체와 단열체는 박판(sheet metal), 특히 적어도 하나의 용접 조인트(welded joint)에 의해 상호 부착될 수 있는 박판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 오랜 수명과 값싼 제조 비용, 그리고 향상된 내구성을 가지는 내연 기관 엔진에 대한 배기 가스 시스템의 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 오랜 수명과 값싼 제조 비용을 특징으로 하는 실시예와 같이 서론에서 설명된 형태의 구성에 대한 향상된 실시예를 제공하는 문제에 관한 것이다.

이러한 문제는 본 발명에 따른 독립 청구항에 속하는 내용에 의해 해결된다. 그리고 바람직한 실시예들은 종속 청구항에 속하는 내용에 해당된다.

본 발명의 다른 중요한 특징 및 장점들은 종속항들, 도면들, 그리고 그 도면들에 근거한 그림들에 대한 각각의 상세한 설명으로부터 도출된다.

위에서 언급된 특징들 및 이하에서 설명되는 것들은 여기서 주어지는 특별한 조합뿐만 아니라 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 조합들에서도 사용될 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예들은 도면에 나타나고 다음의 상세한 설명에서 더욱 상세하게 설명되며, 여기서 동일한 참조 번호들은 기능적으로 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타내는데 사용된다.

도면들이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3은 다양한 실시예에서 용접 조인트의 영역에서 배기 시스템의 구성을 통해 매우 단순화된 종단면을 각각 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 따르면, 여기에는 도시되지 않았지만 내연 기관 엔진에 대한 배기 시스템의 발명의 구성(1)은 관체(2)와 단열체(3)를 포함한다.

예를 들면, 구성(1)은 배기 시스템의 배기-운반 파이프가 된다. 이러한 경우, 관체(2)는 배기-운반 라인 영역을 형성한다.

게다가, 구성(1)은 상대적으로 복잡한 배기 시스템 구성이 될 수도 있다. 예를 들면, 구성(1)은 촉매 컨버터 또는 미세 필터 또는 머플러로 이루어질 수도 있다. 이때 관체(2)는 각 구성(1)의 부가적인 요소들, 예를 들면 미세 필터 요소, 촉매 컨버터 요소, 또는 머플러 요소가 수용되는 하우징을 형성한다. 배기 시스템의 도움을 받아서 배기가 이루어지는 내연 기관 엔진은 자동차에 설치되는 것이 바람직하다.

단열체(3)는 원주 방향(circumferential direction)에서, 즉 관체(2)의 원주 방향에서 관체(2)를 에워싼다. 관체(2)와 단열체(3) 사이에 고리 모양의 공간(4)이 방사상으로 형성되도록, 단열체(3)가 관체(2)의 외부에 배치된다. 바람직하게는 단열 재료(5)가, 예를 들면 단열 매트의 형태로 상기 고리 모양의 공간(4)에 수 용될 수 있다.

단열체(3)는 관체(2)에 접합된다. 상기 접합은 적어도 하나의 용접 조인트(7)에 의해 단열체(3)의 한 축 단부(6)에서 적어도 하나 이루어진다.

다음의 설명은 도 1 내지 도 3에 도시된 단열체(3)의 축 단부(6)에 대해서만 명확하게 나타낸다. 여기서 단열체(3)는 근본적으로 다른 축 단부(여기에 도시되지 않음)에 대해서도 동일한 방식으로 이루어지고 관체(2)에 접합될 수 있다는 것은 절대적으로 확실하다.

단열체(3)는 여기에 도시된 축 단부(6)의 위로 접혀있는 가장자리 영역(8)을 구비한다. 이것은 단열체(3)의 축 단부(6) 영역에서 넓은 범위의 강화를 발생시키게 된다. 추가적으로, 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 이러한 가장자리 영역(8)의 부위에 위치하게 된다. 이것은 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 위로 접힌 가장자리 영역(8)의 도움으로 이루어지는 단열체(3)의 강화 혹은 보강 영역에 배치된다는 것을 의미한다.

가장자리 영역(8)이 단열체(3)의 필수불가결한 요소라는 것은 경제적인 구성(1)의 고안을 위해 필수적이다.

용접 조인트(7)는 관체(2)의 원주 방향에서 폐쇄된 형태로 용접이 이루어지는 것이 바람직하다.

위로 접힌 가장자리 영역(8)은 절곡 영역(9)을 통해 단열체(3)의 끝단 영역(10)에 연결된다. 여기서 절곡 영역(9)은 위로 접힌 가장자리 영역(8)과 휘어지지 않은 끝단 영역(10) 사이의 연결부(transition)를 형성한다. 단열체(3)의 축 단부(6)가 절곡 영역(9)에 위치하고 있어서, 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 절곡 영역(9)을 관체(2)에 접합시키게 된다.

도 1에 도시된 실시예에서, 가장자리 영역(8)은 방사상으로 외측을 향해, 즉 대략 180° 정도로 접힌다. 추가적으로, 도 1에서 이러한 가장자리 영역(8)은 크게 구부려져서 끝단 영역(10)에 방사상으로 접촉하게 된다. 적절한 크기의 적어도 하나의 용접(7)을 통해, 단열체(3)와 관체(2) 사이의 용접 조인트(7) 부위에서 3층의 박판 구조가 형성된다. 관체(2)와 단열체(3) 사이에서 형성되는 용접 조인트(7) 및/또는 잠금은 특히 매우 단단한 것이 특징이다.

도 2에 도시된 실시예에서, 가장자리 영역(8)은 다시 방사상으로 외측을 향해, 즉 대략 90° 정도로 절곡된다. 이때 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 가장자리 영역(8)으로 확장된다. 다시 여기서, 적어도 하나의 용접 조인트(7) 영역에서 단열체(3)의 명백한 강화가 이루어진다.

도 3에 도시된 실시예에서, 가장자리 영역(8)은 방사상으로 내측을 향해, 바람직하게는 대략 180° 정도로 절곡된다. 이러한 절곡은 가장자리 영역(8)이 끝단 영역(10)에 방사상으로 접촉하는 방식으로 이루어진다. 이렇게, 다시 여기서, 적어도 하나의 용접 조인트(7) 부위에서 3층의 박판 구조가 형성되고, 이러한 3층 구조는 단단함이 증가되는 것을 특징으로 한다.

단열체(3)의 끝단(6)에서 적어도 하나의 용접 조인트(7)와 각 부분들(8, 9, 10)은, 한편으로는 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 관체(2)에 직접적으로 끝단 영역(10)을 용접하거나 또는 절곡 영역(9)을 통해 간접적으로 용접하고, 반면에 다른 한편으로는 가장자리 영역(8)에 직접적으로 끝단 영역(10)을 용접하거나 또는 절곡 영역(9)을 통해 간접적으로 용접하는 방식으로 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명은 가장자리 영역(edge section)을 구부림으로써 단열체의 축 단부(axial end)를 강화시킨다는 일반적인 아이디어에 근거하고, 동시에 상기 접힌 가장자리 영역은 적어도 하나의 용접 조인트에 결합된다. 이러한 고안으로 인해, 관체에 연결되는 부위에 대한 단열체의 강도가 증가되고, 이로 인해 그 구성요소의 서비스 수명이 증가된다. 동시에 단열체의 이러한 강화는 추가적인 별개의 구성요소 없이, 그리고 추가적인 제조 단계 없이도 달성될 수 있다. 본 발명의 구성을 이행하는 비용은 이렇게 상대적으로 낮다.

상기 가장자리 영역은 대략 180°정도로 구부려지는 것이 바람직하고, 이때 가장자리 영역은 절곡 영역(bending section)을 통해 단열체의 끝단 영역(end section)에 방사상으로 접촉하게 된다. 위로 혹은 반대로 접히는 가장자리 영역의 강화 효과는 특히 이러한 방식에서 확실하다.

개선된 본 발명에서, 용접 조인트는, 원주 방향으로 폐쇄되는 외면 용접(peripheral weld)에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 가장자리 영역과 함께 관체에 그 끝단 영역을 용접할 수 있도록, 그리고 관체와 가장자리 영역에 그 끝단 영역을 밀폐시킬 수 있도록 넓게 배치되고 디자인될 수 있다. 이것은 특히 단열체의 강화된 끝단과 적어도 하나의 용접 조인트의 효과적인 결합을 이끌어낸다. 단열체와 관체 사이의 결합 강도 및 그 구성의 내구성이 향상될 수 있다.

Claims (10)

1. 관체(2)를 구비하고,

   관체(2)의 외부에 배치되는 단열체(3)를 구비하고, 원주 방향으로 관체(2)를 에워싸고 관체(2)와 단열체(3) 사이에 방사상으로 위치하는 고리 모양의 공간(4)이 형성되며,

   상기 단열체(3)는 단열체 축 단부(6) 중 적어도 하나에서 적어도 하나의 용접 조인트(7)와 함께 관체(2)에 접합되고,

   상기 단열체(3)는 단열체 축 단부(6)에서 접힌 가장자리 영역(8)을 구비하며,

   상기 가장자리 영역(8)은 절곡 영역(9)을 통해 단열체(3)의 끝단 영역(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   적어도 하나의 용접 조인트(7)가 관체(2)에 절곡 영역(9)을 접합시키는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가장자리 영역(8)은 끝단 영역(10)에 방사상으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
5. 제1항에 있어서,

   상기 단열체(3)의 단부(6)에서 적어도 하나의 용접 조인트(7)와 각 부분들(8, 9, 10)은, 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 관체(2)에 직접적으로 또는 절곡 영역(9)을 통해 간접적으로 끝단 영역(10)을 용접하거나, 가장자리 영역(8)에 직접적으로 또는 절곡 영역(9)을 통해 간접적으로 끝단 영역을 용접하여 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 용접 조인트(7)가 원주 방향에서 폐쇄된 형태로 용접이 이루어지거나,

   또는 적어도 하나의 용접 조인트(7)가 가장자리 영역(8)의 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가장자리 영역(8)이 내부를 향해 방사상으로 또는 외부를 향해 방사상으로 접히거나,

   또는 상기 방사상 영역(8)은 180° 로 접히는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 배기 시스템의 구성(1)이 관체(2)가 배기 가스를 운반하는 것을 지원하는 배기-운반 파이프이거나,

   또는 상기 배기 시스템의 구성(1)이 관체(2)가 하우징으로서 제공하는 촉매 컨버터 또는 미세 필터 또는 머플러인 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
9. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 고리 모양의 공간(4)에 단열 재료(5)가 제공되는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서,

    상기 단열체(3)가 양측 축 단부(6)에서 접힌 가장자리 영역(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 시스템의 구성.

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