KR101419447B1 - 배기가스로 연소엔진에 동력을 공급하는 방법, 배기요소, 배기라인 및 상기 배기가스로 연소엔진에 동력을 공급하는 수단을 포함하는 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에 포함되어 있으며, 오염방지요소(5, 5') 따위의 배기요소(3)를 포함하는 배기라인(1)에 연결되어 있는 연소엔진(2)에 가스로 동력을 공급하는 방법에 관한 것으로서, 상기 오염방지요소(5, 5') 수준에서 및/또는 오염방지요소(5, 5')의 하류 쪽에서 배기가스의 일부를 채집하는 것과, 이렇게 채집된 비오염된 배기가스로 상기 엔진(2)에 동력을 공급하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명은 또한 배기가스로 상기 엔진(2)에 동력을 공급하는 수단(9)들을 포함하고 있는 배기요소(3)에 관한 것이기도 하며, 상기 동력공급 수단(9)들은 오염방지요소(5, 5') 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 수단(10) 및 채집된 배기가스를 상기 엔진(2) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)을 포함하고 있다. 본 발명은 마지막으로 배기가스로 상기 엔진(2)에 동력을 공급해주는 수단(9)을 포함하는 배기라인(1)에 관한 것이며, 상기 동력공급 수단을 포함하는 연소엔진(2)이 장착된 자동차에 관한 것이기도 하다.

연소엔진, 배기요소, 배기라인, 오염방지요소, 배기가스.

Description

배기가스로 연소엔진에 동력을 공급하는 방법, 배기요소, 배기라인 및 상기 배기가스로 연소엔진에 동력을 공급하는 수단을 포함하는 자동차 {METHOD FOR SUPPLYING AN ENGINE WITH EXHAUST GAS, EXHAUST ELEMENT, EXHAUST LINE AND VEHICLE COMPRISING MEANS FOR SUPPLYING SUCH AN ENGINE WITH EXHAUST GAS}

본 발명은 자동차가 포함하고 있는 연소엔진에 배기가스로 동력을 공급하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기가스를 이용하여 상기 엔진에 동력을 공급하는 수단들을 포함하는 배기요소에 관한 것이며, 또한 배기라인에 관한 것이며, 마지막으로 이러한 동력공급 수단들을 포함하는 자동차에 관한 것이기도 하다.

본 발명은 자동차 공업분야에 관한 것으로서, 특히 내부연소식 연소엔진 내부에서 연료의 연소 시 발생하는 가스의 배출을 용이하게끔 해주는 장비분야에 관한 것이다.

이러한 연소엔진은 그 기능을 위해 연료 및 조연성 물질, 특히 산소로 구성된 조연성 물질의 공급을 필요로 한다. 산소는 일반적으로 엔진 내부로 유입되는 대기 공기, 특히 연료와 혼합된 이후 유입되는 대기 공기로부터 유래된다.

한 가지 기능 방법에 따르면, 공기가 엔진 내부로 유입되기 전 공기 (디젤 엔진) 또는 공기-연료 혼합물 (휘발유 엔진)을 압축하며, 이를 통해 엔진출력을 향상시킬 수 있다. 이러한 압축 방법은 통상적으로 한편으로는 엔진에서 배출되는 배기가스를 통해 회전 연동하는 터빈을 포함하며, 다른 한편으로는 이 터빈을 통해 연동되며 대기압 공기 또는 공기-연료 혼합물을 빨아들여 이를 엔진 내부로 유입하기 전에 압축하는 역할을 수행하는 압축장치를 포함하는 터보압축장치를 이용해 실현된다.

이 점에 있어서, 연료의 연소는 산소 및 연료가 화학량적인 분포도를 보일 때 최적의 상태를 나타낸다.

하지만 항상 최적의 상태를 나타내는 것은 아니다. 통상적으로 (특히 디젤 엔진의 경우) 엔진은 과잉 공기량과 함께 작동한다. 즉 연료 연소 시 질소 산화물(NOx)을 상당히 내포하는 배기가스를 발생시키는 산소와 함께 작동한다. 질소 산화물(NOx)은 (질소 산화물이 제거된) 비오염된 배기가스를 대기 중으로 배출하기 위해 제거해야 할 오염물질로 고려된다. 질소 산화물의 제거는 통상적으로 자동차의 배기라인이 포함하고 있는 촉매변환장치로 구성된 배기요소를 통해 실현된다.

대기오염을 감소시킬 목적으로 자동차 성능을 향상시키기 위한 한가지 해결책은 엔진 내부에서 연료의 연소를 통해 발생되는 질소 산화물의 양을 획기적으로 줄이는 것이다.

이러한 해결책은 배기가스의 재순환(EGR이라고 불림)을 보장해주는 방법으로서, 배기가스의 재순환이란 산소량이 굉장히 줄어든 배기가스의 일부를 채집한 후, 엔진에 동력을 공급하는 산소-연료 혼합물을 희석하기 위해 상기 산소량이 줄어든 배기가스의 일부를 흡입 컬렉터(예를 들어, 흡입 매니폴더, intake manifold) 내로 다시 내보내 주는 것이다. 이렇게 함으로서 연료의 연소를 보장해주기 위해 사용되는 산소의 양을 줄일 수 있으며, 그 결과 질소 산화물의 양이 줄어든 배기가스를 배출할 수 있게 되는 것이다.

통상적으로 상기 배기가스는 엔진의 출구 및 배출 컬렉터(예를 들어, 배기 매니폴더, exhaust manifold)에서 채집된 후, 흡입 컬렉터를 통해 엔진 내로 재유입된다. 상기 컬렉터들 사이에는, 재순환된 배기가스의 양을 조절하는 역할 및 특히 몇몇 엔진 작동상태(특히 중간 작동상태) 시 순환 방식으로 배기가스의 통행을 보장해주는 역할을 수행하는 EGR 밸브가 배열된다.

실상, 이러한 재순환된 배기가스는 입자 형태로 나타나는 질소 산화물 및 그을음(특히 디젤 엔진의 경우)를 내포한다. 이 입자들이 상기 EGR 밸브를 점차적으로 막아버릴 수 있으며, 그 정도가 심해지면 EGR 밸브가 개방된 위치에 있더라도 밸브를 폐쇄시킬 수도 있다. 이렇게 되면 엔진 내로 배기가스의 유입이 더욱 활성화되며, 이때 연료의 연소는 과도하게 유입된 재순환된 배기가스와 함께 이루어져, 그 결과 산소의 부족으로 인해 야기되는 연료의 불완전 연소가 발생하게 된다. 연료의 불완전 연소로 인해 그을음, 일산화탄소 및 탄화수소의 양이 증가하며, 그 결과 배기라인, 특히 배기라인에 포함되어 있으며 산화장치로 구성되어 있는 오염방지요소가 손상될 수 있다.

유량계를 통해 이러한 문제가 탐지되면, 엔진 기능 제어 수단이 유랑계를 비 정상 상태로 작동시키며, 그 결과 운전자는 시각 또는 청각 경고신호 및/또는 엔진 성능의 저하를 통해 문제를 인지하게 된다.

또 다른 문제점은 재순환된 배기가스가 컬렉터 출구부에서 여전히 뜨거운 상태를 나타내므로 상기 EGR 밸브가 높은 열 저항에 직면하여 손상될 수 있다는 것이다.

또한 뜨거운 가스가 엔진 내부로 유입됨으로써 엔진의 출력 및 성능을 감소시킬 수 있다. 실상 이러한 출력의 감소는 가스의 온도가 상승하는 것만큼이나 민감한 사항이며, 아울러 재순환된 고온 배기가스 자체에 대해서도 문제점이 된다.

이러한 문제점은 대기 공기의 온도를 상승시키는 효과를 가지는 터보압축장치를 이용해 대기 공기를 압축하는 분야에서 이미 공지된 사항이다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 열교환기(예를 들어, 중간 냉각기, intercooler)를 통해 회로를 보충하는 방법이 이미 공지되어 있다.

배기가스의 재순환을 위해서는 대기 공기의 온도보다 더 높은 배기가스의 온도에 열교환기를 적용시켜야 하는데, 이는 특히 비용, 공간 및 에너지 소비의 문제로 인해 실현하기가 상당히 어려운 사항이다.

또 다른 해결책은 배기가스의 재순환에 특별히 적용된 열교환기를 개발하는 것일 것이다. 이는 한편으로는 이미 더 이상의 여유 공간이 없는 엔진 주위에 새로운 요소를 하나 더 첨부할 것을 요구하며, 다른 한편으로는 비용 및 에너지 소비의 문제로 인해 실현하기가 힘든 해결책으로 판명되었다.

본 발명은 상기된 종래기술에 따른 장치들의 문제점을 해결하고자 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 엔진에 가스로 동력을 공급하는 방법으로서, 상기 엔진은 자동차에 포함되어 있고, 상기 엔진은 오염방지요소 등의 배기요소를 포함하는 배기라인에 연결되어 있는, 엔진에 가스로 동력을 공급하는 방법을 제안하며, 상기 방법은 오염방지요소 수준에서 (특히 출구부) 및/또는 오염방지요소의 하류에서 배기가스의 일부를 채집하는 것과, 이렇게 채집된 비오염된 배기가스로 엔진에 동력을 공급하는 것을 그 특징으로 한다.

상기 방법에 따르면, 채집된 배기가스로 엔진에 동력을 공급하기 전에 상기 가스를 냉각해야 한다.

또 다른 특징은 채집된 배기가스로 엔진에 동력을 공급하기 전에, 배기가스가 포함하는 입자들을 입자 포착기 내에서 포획함으로써 배기가스로부터 상기 입자들을 제거하는 것이다.

상기 방법을 통해 배기라인이 포함하고 있는 처리 밸브에서, 특히 배기가스 채집 지점의 하류에서 작동하여 엔진 방향으로 배기가스가 순환이 이루어지도록 한다. 이러한 순환은 채집 지점에 연결된 터보압축장치에 의해 생성되는 부압(depression) 효과하에서 이루어진다.

본 발명은 또한 연소엔진을 포함한 채, 배기가스를 이용해 엔진에 동력을 공급하기 위한 수단들을 포함하고 있는 자동차의 가스 배기라인용 배기요소를 제안하며, 상기 동력 공급용 수단들이 한편으로는 오염방지요소로 구성된 배기요소 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 수단을, 다른 한편으로는 채집된 배기가스를 엔진 쪽으로 보내주는 이송 수단을 포함하고 있다는 점을 그 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 배기가스를 채집하기 위한 수단은 배기요소 수준에 형성되어 있는 천공으로 구성되는 반면, 배기가스의 이송 수단은 파이프로 구성된다.

다른 일 실시예에 따르면, 오염방지요소는 하우징의 형태를 취하고 있으며, 이 하우징은 그 출구 수준에서 부분적으로 배기가스의 채집 수단을 구성하는 하우징의 폐쇄 수단을 포함한다.

이 경우, 상기 폐쇄 수단은 한편으로는 배기가스 일부를 배출하는 배출 파이프에 연결하기 위한 수단을 포함하며, 다른 한편으로는 배기가스의 나머지 일부를 엔진 쪽으로 보내주는 이송 수단에 연결하기 위한 수단을 포함한다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 폐쇄 수단은 한편으로는 배기가스 일부를 배출하는 배출 파이프에 연결하기 위한 수단을 포함하며, 다른 한편으로는 배기가스의 나머지 일부를 채집하는 채집 수단을 부분적으로 구성하는 개방구를 포함한다.

아울러, 배기요소는 한편으로는 개방구 상부 및 폐쇄 수단 상부에 배치되며, 다른 한편으로는 폐쇄 수단에 연결되는 덮개를 포함하며, 이 덮개는 엔진에 동력을 공급해주는데 사용되는 배기가스의 나머지 일부를 채집하는 채집 수단을 부분적으로 구성한다.

이 실시예에 있어서, 상기 배기요소는 배기요소의 하우징 일부분의 상부에 배치된 채 해당 일부분에 연결되는 봉입부를 포함하며, 이 봉입부는 상기 하우징의 일부분과 함께 배기가스의 이송 수단을 부분적으로 구성하는 도관을 한정한다.

또 다른 일 실시예에 있어서, 배기요소는 하나의 격막으로 분리된 두 개의 구획을 그 내부에 포함하고 있는 하우징의 형태를 취하고 있으며, 두 개의 구획 중 하나는 오염방지 수단을 수용하며, 다른 하나는 엔진 방향으로 배기가스를 보내주는 이송 수단을 부분적으로 구성한다.

또 다른 일 실시예에 있어서, 오염방지요소는 하우징 및 배기가스 이송 수단을 구성하는 도관을 포함할 뿐 아니라, 한편으로는 그 주위에서 도관이 하우징에 연결되며, 다른 한편으로는 배기요소의 출구와 이어져 있고, 또 다른 한편으로는 배기가스의 채집 수단을 적어도 부분적으로 구성하고 있는 하나의 구멍을 가진다.

또 다른 일실시예에 있어서, 배기요소는 엔진 쪽으로 배기가스를 보내주는 이송 수단을 구성하거나 혹은 수용하는 통로를 종단으로 가지는 오염방지 수단들을 그 내부에서 포함한다.

이 배기요소의 또 다른 특징은 채집되어 엔진 쪽으로 보내진 배기가스를 냉각하는 수단들을 포함하고 있다는 것이다.

또 다른 부가적인 특징은 상기 배기요소가 채집된 배기가스로부터 배기가스가 포함하고 있는 입자들의 일부를 제거하는 수단을 포함하고 있다는 것이다.

마지막으로 상기 배기요소의 배기가스 이송 수단은 부분적으로 도관의 형태로 이루어져 있으며, 도관의 형태 및/또는 섹션은 이 도관을 배기요소의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 배기요소를 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치(cocoon)형 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정된다.

본 발명은 또한 연소엔진이 장착되어 있으며, 배기요소를 포함하며, 또한 배기가스를 이용하여 엔진에 동력을 공급하는 수단을 포함하는 자동차용 배기라인을 제안하며, 상기 엔진에 동력을 공급하는 수단이 한편으로는 오염방지요소로 구성되는 배기요소 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 채집 수단을 포함하며, 다른 한편으로는 채집된 배기가스를 엔진 쪽으로 보내주는 이송 수단을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 배기라인은 위에서 기술된 유형의 배기요소 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 수단을 포함한다.

이 배기라인은 배기가스 채집을 위하여 배기요소의 하류 쪽에 형성된 천공의 형태를 가지는 채집 수단을 포함하며, 배기가스 이송 수단은 원통형 또는 그와 유사한 형태의 도관으로 구성된다.

본 발명은, 마지막으로, 한편으로는 배기요소를 포함하는 배기라인에 연결되어 있으며, 다른 한편으로는 동력공급 수단을 통해 배기가스로 동력이 공급되는 연소엔진이 장착된 자동차를 제안하며, 상기 엔진에 동력을 공급하는 수단이 한편으로는 오염방지요소로 구성되는 배기요소 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 채집 수단을 포함하며, 다른 한편으로는 채집된 배기가스를 엔진 쪽으로 보내주는 이송 수단을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 채집된 배기가스의 이송 수단은 배기라인의 주변 장치 요소 수준에서 부분적으로 한정되며, 특히 상기 주변 장치 요소에 결합된다.

상기 주변 장치 요소는 자동차의 보호 요소, 정비 요소, 구조 요소 등으로 구성된다.

본 발명의 장점으로서, 엔진은 오염방지요소를 통해 오염물질이 미리 제거된 배기가스로 동력을 공급받게 되어 그 결과 엔진 및 터보압축장치의 (배기가스를 통한) 동력공급 수단의 기능 저하를 방지할 수 있으며, 또한 최상의 연료 연소가 이루어져 재순환된 배기가스로 동력이 공급되는 엔진에 의한 입자들의 발생량을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 장점으로서, 배기가스는 엔진에 도달하기 전에 냉각되며, 그 결과 엔진의 성능에 해를 끼치지 않을 수 있게 된다.

(특히 배기가스의 직접적인 효과, 가스의 열 효과, 열 또는 물리적 또는 기타 다른 충격 효과 하에서 발생하는) 오염방지요소의 기능 저하로 야기되는 배기가스로부터 입자들을 제거할 수 있다는 점은 터보압축장치 및 나아가 엔진 및/또는 동력공급 기관의 기능 저하 또한 예방할 수 있다는 장점을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목표 및 장점들은 비제한적인 예로서 아래에서 기술될 실시예들에서 드러날 것이다.

도 1은 배기라인에 연결되고 배기가스 동력공급 수단에 결합되어 있는 엔진을 도식적으로 나타내는 도면이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 사시도이고,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 부분 사시도이고,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 단면도이고,

도 5는 도 4에 도시된 배기요소의 방사상 단면도이고,

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 사시도이고,

도 7은 도 6에 도시된 배기요소의 단면도이고,

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 사시도이고,

도 9는 도 8에 도시된 배기요소의 단면도이고,

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기요소의 사시도이고,

도 11은 도 10에 도시된 배기요소의 단면도이고,

도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 동력공급 수단을 포함하는 배기라인의 사시도이다.

본 발명은 자동차 산업분야, 특히 자동차가 포함하고 있는 내연기관식 연소엔진 내부에서 연료의 연소 시 발생된 가스의 배기를 확실히 배기할 수 있는 장비 분야에 관련된 것이다.

도 1에 이러한 배기 장비가 도시되어 있으며, 통상적으로 배기 장비는 연소엔진(2)에 연결되고 다수의 배기요소들(3)로 구성되는 배기라인(1) 형태를 가진다.

이미 공지된 바와 같이, 이러한 배기라인(1)이 포함하는 배기요소들(3)은 부분적으로 엔진(2)에 연결된 컬렉터(4) 및 오염방지요소(5, 5')로 구성된다.

오염방지요소(5)는 화학적 및/또는 물리적 유형의 것일 수 있다.

실제로, 오염방지요소(5)는 화학적 유형일 수 있으며, 화학적 방법으로 오염물질을 제거할 수 있도록 구성된다. 이미 공지된 바에 의하면, 이러한 화학적 유형의 오염방지요소(5)는 특히 질소 산화물(NOx)을 제거할 수 있는 촉매(6)로 구성될 수 있다.

그러나, 오염방지요소(5)는 물리적 유형일 수도 있으며, 물리적 방법으로 오염물질을 제거할 수 있도록 구성된다. 이미 알려진 방에 의하면, 이러한 물리적 유형의 오염방지요소(5)는 배기가스가 포함하는 입자들, 특히 디젤 연료의 연소 시 발생하는 그을음을 제거할 수 있는 입자필터(FAP)(7)로 구성될 수 있다.

오염방지요소(5)는 동시에 물리적 및 화학적 시스템으로 구성될 수도 있으며, 특히 입자 촉매-필터(통상적으로 cata-FAP라 불림) 또는 이와 유사한 시스템으로 구성될 수 있다.

오염방지요소(5')는 배기라인(1) 내에서의 배기가스의 발생 및 순환에 의해 야기되는 청각 소음을 방지할 수 있는 요소(5')로 구성될 수 있다. 이 경우 오염방지요소(5')는 머플러 또는 이와 유사한 것으로 구성될 수 있다.

소음방지 목적의 이러한 배기요소(5')는 통상적으로 화학적 및/또는 물리적 오염방지요소(5)의 하류 쪽의 배기라인(1) 수준에 위치된다. 이렇게 위치하는 이유는 배기가스를 배기라인(1) 내로 통과시키기 위해서이다.

추가적인 특징으로서, 배기라인(1)은 컬렉터(4) 및 오염방지요소(5, 5') 사이에 놓이는 터보압축장치(8)를 포함할 수도 있다.

이미 공지된 바에 의하면, 이러한 터보압축장치(8)는 한편으로는 엔진(2)에서 발생된 배기가스의 순환로 상에 놓이며 이 가스의 통행으로 인해 회전 연동되는 터빈을 포함하며, 다른 한편으로는 상기 터빈에 의해 연동되며, 배기가스 또는 배기가스+연료의 혼합물을 엔진(2)으로 유입되기 전에 압축할 수 있는 압축장치를 포함한다.

본 발명에 따른 배기가스의 재순환 원칙(EGR 원칙) 하에서 기능하는 엔진(2)의 관점에서 볼 때, 압축장치는 배기가스 또는 배기가스+연료의 혼합물을 엔진(2)으로 유입되기 전에 압축할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 엔진(2)이 장착된 자동차는 엔진(2)의 내부에서 연료 연소 시 발생된 배기가스의 일부를 이용하여 엔진(2)에 동력을 공급해줄 수 있도록 구성된 수단(9)을 포함한다.

본 발명에 따라, 이러한 동력공급 수단(9)은 한편으로는 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3) 수준에서 배기가스를 채집하는 채집 수단(10)을 포함한다. 이는 배기라인(1) 내부에서의 배기가스의 순환 방향에 맞추기 위해서이다.

상기 동력공급 수단(9)은 다른 한편으로는 채집된 배기가스를 엔진(2) 쪽으 로, 특히 (그리고 일차적으로) 배기가스가 엔진(2) 내로 유입되기 이전에 가스의 압축을 보장해주는 터보압축장치(8) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)을 포함한다.

이 경우, 배기가스를 이용한 엔진(2)에의 동력 공급은 이하에서 기술될 여러 가지 시스템을 매개로 실현될 수 있다.

본 발명에 적합한 제1 시스템에 따르면, 특히 배기요소(3)는 배기가스로 엔진(2)에 동력을 공급해주는 수단(9)의 일부를 포함한다.

이때 동력공급 수단(9)은 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3)수준에서 배기가스를 채집하기 위한 채집 수단(10)을 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 배기가스의 채집은 배기요소(3)의 출구 수준에서 이루어지는 것이 바람직하다.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있다. 여기서 배기가스를 채집하는 채집 수단(10)은 배기요소(3) 수준에 형성되어 있는 천공(12)으로 구성되는 반면, 이송 수단(11)은 도관(13) 또는 유사한 것으로 구성된다.

도관(13)의 형태 및/또는 섹션은 이 도관(13)을 배기요소(3)의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 배기요소(3)를 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치형(cocoon) 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정된다.

천공(12)은 상기 배기요소(3) 안에 형성되어 있는 개방구 수준에서, 특히 바람직한 지점인 배기요소(3)의 출구 근처에서 파이프 (특히 이송 수단(11)을 구성하는 파이프(13)의 단부)의 접속을 통해 구성될 수 있다. 이는 배기라인(1) 내부에서의 배기가스의 순환 방향에 맞추기 위해서이다.

하나 또는 다수의 상기 개방구는 오염방지 수단(30)을 포함하며 상기 배기요소(3)를 부분적으로 구성하고 있는 하우징(14)의 측벽 수준에 놓이는 것이 바람직하다.

이 경우, 배기요소(3)는 통상적으로 하우징(14)의 폐쇄를 보장해 줄 수 있도록 구성된 폐쇄 수단(15)을 포함할 수 있는 하우징(14)으로 부분적으로 구성된다. 이는 배기요소의 출구 수준에서 하우징(14) 내부에서의 배기가스의 순환 방향에 맞추기 위해서이다.

본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 도 3 내지 5에 도시된 실시예들에서 볼 수 있는 것처럼, 폐쇄 수단(15)은 배기가수 채집 수단(10)을 부분적으로 구성할 수 있다.

좀 더 구체적으로 그리고 상기 도면들에 도시되어 있는 것처럼, 폐쇄 수단(15)은 특히 롤-세팅으로 알려진 기술 또는 두 개의 분리 링 조립 방법으로 형성된 파이프의 형태를 부분적으로 가지는 하우징(14)을 폐쇄할 수 있도록 구성된다.

도 3에 도시된 실시예에 따라, 폐쇄 수단(15)은 한편으로는 배기가스의 일부분을 대기 쪽으로 (아울러 소음방지요소(5') 쪽으로) 배출시키는 배출 파이프(17)에 자신을 연결해주는 연결 수단(16)을 포함하며, 다른 한편으로는 배기가스의 나머지 부분을 엔진(2) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)에 자신을 연결해주는 연결 수단(18)을 포함한다.

폐쇄 수단(15)은 하우징(14)을 폐쇄하도록 구성된 마개(19)의 형태를 가지는 것이 바람직하며, 폐쇄 수단 수준에서 한편으로는 (특히 마개(19)의 상류 쪽에서) 상기 배출 파이프(17)에의 연결 수단(16)이 한정되고, 다른 한편으로는 (특히 마개(19)이 포함하는 바닥부 수준에서) 상기 이송 수단(11)에의 연결 수단(18)을 포함하는 측부 융기부(20)가 한정된다.

특정 일 실시예에 있어서, 마개(19) 형태로 된 폐쇄 수단(15)은 철판을 이용한 금형작업을 통해 형성될 수 있다. 이러한 제작 방법을 통해 한편으로는 마개(19)의 위쪽에서 배출 파이프(17)에의 연결 수단(16)을 한정할 수 있고, 다른 한편으로는 마개(19)이 포함하는 바닥부 수준에서 이송 수단(11)에의 연결 수단(18) (특히 측부 융기부(20))를 한정할 수 있다.

위에서 기술된 것처럼, 폐쇄 수단(15)은 배기요소(3)가 뻗어있는 축을 통과하는 면에 대해 대칭을 이루도록 설치되는 것이 바람직한 배기가스의 이송 수단(11)을 수용하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 배기가스의 이송 수단(11)은 파이프(21)의 형태를 가질 수 있으며, 그 형태 및/또는 섹션 (삼각형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 다각형, 등)은 이 파이프(21)를 배기요소(3)의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 배기요소 및 배기라인(1)을 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치형(cocoon) 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정된다.

본 발명의 다른 일 특징에 따르면, 파이프(21) 형태로 된 배기가스의 이송 수단(11)은 배기요소(3) 및 파이프(21)의 환경 상황과의 상당한 열교환 표면을 가지게 된다. 이러한 실시예를 통해 파이프(21)의 내부와 외부 환경, 특히 대기 공기 간의 상당한 열 교환이 가능해지며, 그 결과 엔진(2)에 동력을 공급해주는 배기가 스의 온도를 감소시킬 수 있다는 장점을 가지게 된다.

도 4 및 도 5에는 하우징(14)의 폐쇄 수단(15)의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있으며, 상기 폐쇄 수단은 전통적인 롤-세팅 기술 또는 두 개의 분리 링 조립 방법 등으로 형성될 수 있다.

이러한 폐쇄 수단(15)은 한편으로는 배기가스의 일부를 대기 쪽으로 (아울러 소음방지요소(5') 쪽으로) 배출시키는 배출 파이프(17)에 자신을 연결해주는 연결 수단(16)을 포함하며, 다른 한편으로는 엔진(2)에 동력을 공급해주는데 사용되는 배기가스의 다른 부분을 채집하는 채집 수단(10)을 적어도 부분적으로 구성하는 개방구(22)를 포함한다.

이를 위해, 폐쇄 수단(15)은 하우징(14)을 폐쇄시키는 마개(19)으로 구성될 수 있다. 이 마개(19)은 전통적인 방법에 따라 하우징(14)을 폐쇄할 수 있도록 미리 제작된 형태를 가지는 것이 바람직하다. 마개(19)는 단지 배기가스의 통행을 위한 개방구(22)가 놓일 수 있는 공간만을 필요로 한다.

도 4에 도시되어 있듯이, 배기요소(3)는 한편으로는 개방구(22) 및 폐쇄 수단(15)의 상류 쪽에 배치되어 있으며, 다른 한편으로는 폐쇄 수단(15)에 연결되는 (특히 예를 들어 용접 따위로 방수가 되도록) 덮개(23)를 포함한다.

덮개(23)는 엔진(2)에 동력을 공급해주는데 사용되는 배기가스의 다른 부분을 채집하는 채집 수단(10)을 적어도 부분적으로 구성한다.

이 경우, 상기 채집 수단(10)은 덮개(23) 및 개방구(22)로 구성된다.

도 4 및 도 5에 도시되어 있듯이, 배기요소(3)는 배기요소(3)의 하우징(14) 일부분의 상부에 배치(종단으로 배치되는 것이 바람직함)되는 봉입부(24)를 포함한다. 상기 봉입부(24)의 설치하는 방안은 배기요소(3)의 주변 장치를 방해하지 않는 방법으로서, 특히 배기요소(3)의 위쪽, 측면 및/또는 아래쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 이 봉입부(24)는 하우징(14)의 상기 일부분과 연결되며 (특히 용접을 통해 방수 방식으로), 엔진(2) 쪽으로 배기가스를 보내주는 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성하는 도관(25)을 하우징(14)의 상기 일부분과 함께 한정한다. 상기 봉입부(24)는 파이프를 통해 연장되거나 또는 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성하는 파이프에 연결될 수도 있다.

또 다른 특징에 따르면, 덮개(23) 및 봉입부(24)는 상호 간에 연결되어 있으며, 아울러 도 4에 도시된 특히 철판의 금형작업을 통해 형성된 동일한 부품 수준에서 한정된다. 이러한 부품은 배기요소(3)의 하우징(14) 윗부분에서 연결(특히 용접을 통해)될 수 있으며, 일종의 이중 표면을 구성할 수 있다.

도 5에서는 봉입부(24)가 하우징(14)의 상부로 상당한 부분만큼 뻗어있고, 상기 봉입부는 배기요소(3)의 주변부와의 상당한 열교환 표면을 가진다. 이러한 실시예를 통해 도관(25)의 내부 및 외부 환경 특히 대기 사이의 상당한 열 교환이 가능해지며, 그 결과 엔진(2)에 동력을 공급해주는 배기가스의 온도를 감소시킬 수 있게 된다. 아울러, 도관(25)은 배기요소(3)의 내부에, 특히 배기요소(3)의 하우징(14)이 도관(25)과 함께 공유하는 측벽 섹션(26) 수준 (또는 그 주변부에서), 특히 하우징(14)이 내부에서 수용하는 오염방지 수단(30) 및 측벽 섹션(26) 사이에, 단열 수단을 설비함으로써 배기요소(3)의 내부 영역과 단열될 수 있다.

도 6 및 도 7에는 배기가스의 통행 방향을 따라 종단으로 뻗어있는 두 개의 구획(27, 28)을 그 내부에서 포함하고 있는 하우징(14)의 형태를 가지는 배기요소(3)의 일 실시예가 도시되어 있다. 구획들(27, 28)은 상호 인접하는 것이 바람직하며, 방수 특성을 가진 채 두 구획을 상호 분리할 수 있게끔 해주는 하나의 격막(29)으로 분리될 수 있다.

둘 중 하나의 구획(27)은 오염방지 수단(30)을 수용하는 반면, 다른 하나의 구획(28)은 엔진(2) 방향으로 배기가스를 보내주는 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성한다.

배기가스의 이송 수단(11)을 구성하는 구획(28)은 자신의 내부와 외부 환경 간의 상당한 열 교환을 위해 주변 환경과 상당한 열교환 표면을 가지게 되며, 그 결과 엔진(2)에 동력을 공급해주는 배기가스의 온도를 감소시킬 수 있게 된다. 또한 이 구획(28)은 다른 하나의 구획(27)의 내부에, 특히 두 개의 구획(27, 28)이 함께 공유하는 격막(29) 수준에 (또는 그 주변부에서) 단열 수단을 설비함으로써 나머지 다른 구획(27)과 단열될 수 있다.

도 7에 도시되어 있듯이, 구획(27, 28)은 배기요소(3)의 출구(31)와 통한다. 이 경우, 배기가스 채집 수단(10)은 엔진(2) 쪽으로 배기가스를 보내주는 이송 수단(11)을 부분적으로 한정하는 구획(28)의 입구(32)로 구성된다.

구획(28)은 파이프를 통해 연장되거나, 또는 이송 수단(11)의 다른 부분을 구성하는 파이프에 연결될 수 있다.

본 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 배기요소(3)는 두 개의 분리 링 조립 방법으로 형성되는 것이 바람직하다. 그 중 하나는 오염방지 구획(27)의 제1 파트를 한정하고, 다른 하나는 오염방지 구획(27)의 제2 파트 및 배기가스 이송 수단(11)의 구획(28)의 적어도 일부분을 (나아가서는 전체를) 한정한다.

도 8 및 도 9에는 한편으로는 그 내부에서 배기가스의 오염방지 수단(30)을 수용하는 봉입부(41), 다른 한편으로는 그 출구부(31)에서 하우징(14)의 봉입부(41)를 폐쇄하는 폐쇄 수단(15)을 포함하고 있는 하우징(14)의 형태로 된 배기요소(3)가 도시되어 있다.

이 배기요소(3)는 단부(43)를 가지는 도관(42)으로 구성된 배기가스 이송 수단(11)을 포함하며, 상기 단부 수준에서 도관(42)은 배기요소(3)의 하우징(14) (특히 봉입부(41))에 연결되며, 도관(42)은 배기요소(3)로부터 시작하여 하우징(14)에서 멀어지면서 뻗어있다.

또 다른 일 특징에 따르면, 도관(42)의 단부(43) 및 오염방지 수단(30)은 배기요소(3)의 출구(31)로 통한다. 이때 도관(42)은 단부(43) 수준에서 배기가스 채집 수단(10)을 적어도 부분적으로 구성하는 입구(44)를 가진다.

또 다른 일 특징에 따르면, 도관(42)의 단부(43)는 그 상부에 단부(43)가 용접, 브레이즈 용접 또는 유사한 방법으로 연결되는 하우징(14)의 봉입부(41) (특히 원통형으로 된)와 거의 평행으로 뻗어있다.

도 8 및 도 9에 도시되어 있듯이, 도관(42)의 단부(43)는 하우징(14)의 봉입부(41) 위쪽에서, 특히 봉입부(41)의 아래쪽 단부 섹션 위쪽에서 연결되어, 결합구역(45) 수준에서 단단하게 결합 고정된다.

이때 도관(42)의 단부(43)는 하우징(14)의 결합구역(45) 수준에서 하우징(14) 형태의 보충 형태, 특히 하우징(14) 봉입부(41)의 보충 형태를 제공한다.

위에서 기술된 것처럼, 하우징(14)은 상기된 유형의 배기요소(3)의 출구(31) 수준에서 봉입부(41)를 폐쇄하는 폐쇄 수단(15)을 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시되어 있듯이, 폐쇄 수단(15)은 상기된 도관(42)의 단부(43)를 수용하기 위한 수용 수단(46)을 포함한다. 이러한 수용 수단(46)은 한편으로는 그 내부에 도관(42)의 단부(43)가 위치되며, 다른 한편으로는 단부(43) 형태의 보충 형태를 취하는 요람형 받침대 형태를 가진다.

본 실시예의 부가적인 특징으로서, 폐쇄 수단(15)은 도관(42)의 단부(43)와 특히 용접, 브레이즈 용접 또는 유사한 결합 방법을 통해 연결된다.

도 9에 도시된 특징에 따르면, 도관(42)은, 자신의 단부(43) 수준에서 적어도 부분적으로, 한편으로는 봉입부(41)와 연결되어 봉입부(41)의 보충 형태를 가지는 배기요소(3) 하우징(14)의 봉입부(41) 위쪽에 위치하는 제1 종단 섹션(47)으로, 다른 한편으로는 제1 종단 섹션(47)에 연계되어 이 섹션(47) 및 폐쇄 수단(15)에 연결되고 폐쇄 수단(15)의 보충 형태를 가지는 제2 종단 섹션(48)으로 구성된다.

도 8 및 도 9에 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 도관(42)은 한편으로는 말미부(49), 다른 한편으로는 이 말미부(49)와 끼워맞춤 및/또는 용접으로 연결되는 파이프(50)로 구성된다.

이때 (위에서 그 특징이 기술된) 도관(42)의 단부(43)는 상기 말미부(49) 수준에서, 특히 말미부(49)의 단부 수준에서 한정된다.

상기 2개 도면 상에 도시되어 있듯이, 말미부(49)는 한편으로는 제1 종단 섹션(47)으로, 다른 한편으로는 제2 종단 섹션(48)으로 구성되며, 이때 두 종단 섹션(47, 48)은 위에서 기술된 특징을 가진다.

위에서 기술된 것처럼, 도관(42)의 단부(43)는 하우징(14)의 봉입부(41) 및 하우징(14)의 폐쇄 수단(15)과 고정 연결된다.

이때 도관(42)의 단부(43) 및 하우징(14)의 봉입부(41) 간의 결합은 한편으로는, 도관(42)의 단부(43)가 그 상부에 연결되는 봉입부(41)의 주변부 섹션 상의 일부분(나아가 봉입부의 전체부위)에서 이루어질 수 있도록, 도관(42)의 단부(43) (특히 도관(42) 단부(43)의 제1 종단 섹션(47) 수준) 및 하우징(14)의 봉입부(41) 사이에 놓이는 용접선(51)을 매개로 도관(42) 단부(43) 수준에서 행해지며, 다른 한편으로는, 도관(42)의 단부(43)가 그 상부에 연결되는 봉입부(41)의 종단 섹션 상의 일부분(나아가 봉입부의 전체부위)에서 이루어질 수 있도록, 도관(42)의 단부(43) (특히 도관(42) 단부(43)의 제1 종단 섹션(47) 수준) 및 하우징(14)의 봉입부(41) 사이에 놓이는 용접선(51)을 매개로 도관(42) 단부(43)의 종단 가장자리(52) 수준에서 행해진다.

꼬인 형태의 용접선(51)의 존재로 인해 배기요소(3)의 뛰어난 방수성을 보장할 수 있다.

이송 수단(11)을 구성하는 도관(42)의 또 다른 특징으로서, 도관은 도관(42)을 배기요소(3)의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 상기된 유형의 고치형(cocoon) 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정된 형태 및/또는 섹션(삼각형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 다각형, 등)을 가진다.

도 10 내지 도 11에는 그 내부에서 오염방지 블록의 형태를 가지는 오염방지 수단(30)을 포함하고 있는 배기요소(3)의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있다.

이 오염방지 블록은 배기요소(3)에 대해 종단으로 뻗어있고, 배기요소(3) 내에서의 배기가스의 통행에 적합하게 맞춰진 유동통로(33)를 가지고 있다.

이러한 유동통로(33)는 오염방지 블록의 한쪽에서 다른 쪽까지 전체를 관통하며, 오염방지 수단(30)처럼 배기요소(3)의 출구(31)로 통한다.

유동통로(33)는, 경우에 따라, 오염방지 블록을 제작한 후 행해지는 마무리 작업을 통해 형성되거나, 또는 오염방지 블록의 제작 시 압출성형을 통해 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 오염방지 수단(30)은, 그 자체가 이미 알려져 있는 방식인, 결합하면 막대형 필터 모양을 가지는 오염방지 막대의 형태를 채택하는 다수의 오염방지 모듈을 나란히 배열하는 방식으로 조립함으로써 구성된다.

이때 유동통로(33)에는 상기 오염방지 모듈이 설비되지 않는다. 이처럼 유동통로에의 오염방지 모듈의 미설비는 오염방지 수단(30)의 제작 후 그 주위에서 오염방지 모듈을 제거함으로써 실현될 수 있으며, 아울러 이러한 유형의 유동통로(33)를 한정하기 위해 그 주위에는 오염방지 모듈을 처음부터 넣지 않으면서 행해지는 조립 방식으로 실현될 수도 있다.

본 발명에 따른 유동통로(33)는 엔진(2) 쪽으로 배기가스를 보내주는 이송 수단(11)을 (적어도 부분적으로) 구성할 수도 있고, 또는 이러한 이송 수단(11)을 수용할 수도 있다.

도 10 및 도 11에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 유동통로(33)가 배기가스의 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성하면, 유동통로(33)는 오염방지 수단(30)처럼 배기요소(3)의 출구(31)로 통한다. 이 경우, 배기가스 채집 수단(10)은 배기요소(3)의 출구(31) 수준에서 유동통로(33)의 입구(32)로 구성된다. 이때 유동통로(33)는 이 입구의 단부와 반대쪽에 대립되어 놓이는 자신의 단부 수준에서 엔진(2) 쪽으로 배기가스의 이송을 위해 사용되며 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성하는 (배기요소(3)의 측벽을 통과하는) 파이프(34)에 (방수식으로) 연결된다.

본 발명의 도 다른 실시예에 따르면, 유동통로(33)는 자신(33)의 내부로 뻗어있는 파이프 또는 이와 유사한 것으로 구성되는 이송 수단(11)을 수용한다.

이러한 파이프는, 마치 오염방지 수단(30)처럼, 배기요소(3)의 출구(31)로 통한다. 이때 배기가스 채집 수단(10)은 배기요소(3)의 출구(31) 수준에서 파이프의 입구로 구성되며, 상기 파이프는 특히 이 입구 수준에서 오염방지 수단(30)과 방수식으로 고정 연결된다. 그 결과 오염방지 수단(30) 및 파이프의 바깥쪽에 있는 유동통로(33)를 통과하는 배기가스의 역유입을 방지할 수 있게 된다.

도 10 및 도 11에 도시되어 있듯이, (배기가스의 이송 수단(11)을 구성하는) 파이프(34)는 배기요소(3)의 측벽을 통과하는데, 이러한 방식으로 통과시키는 것은 배기요소(3)의 출구(31)로 이어져 있도록 위치되는 오염방지 수단(30)의 단부와 반 대쪽에 대립되어 놓이는 다른 쪽 단부 수준 또는 그 주변부에서 행해지는데 이는 엔진(2)과 연결될 수 있도록 위치시키기 위해서이다.

이때 파이프(34)는, 배기요소(3)의 바깥쪽에서, 자신(34)의 내부와 그 외부 환경 간의 상당한 열 교환을 위해 주변 환경부와 상당한 열교환 표면을 가질 수 있으며, 그 결과 엔진(2)에 동력을 공급해주는 배기가스의 온도를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 적합한 배기요소(3)의 또 다른 특징(위에서 부분적으로 기술된 것과 같은 특징)에 따르면, 배기요소(3)는 채집되어 엔진(2) 쪽으로 이송된 배기가스의 냉각을 보장해주기 위한 냉각 수단(35)을 포함한다.

위에서 기술된 것처럼, 냉각 수단(35)은 이송 수단(11)이 주변 환경부, 특히 대기 환경과 열 교환을 할 수 있는 상당한 열교환 표면을 가지도록 구성된다.

도시되지 않은 또 다른 일 실시예에 따르면, 냉각 수단(35)은 배기가스의 이송 수단(11)에 연계되어 있는 열 교환장치로 구성될 수 있다. 이때 열 교환장치는 그 내부에서는 냉각용액(특히 물)이 순환하며, 자동차가 포함하는 라디에이터에 연결되어 있는 도관의 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 냉각 수단(35)은 배기가스의 이송 수단(11)과 배기요소(3)가 포함하는 오염방지 수단(30)을 단열시킬 수 있는 단열 수단을 포함할 수 있다.

위에서 기술된 실시예의 방법들에 따라 배기가스의 냉각을 실질적으로 향상시킬 수 있다. 엔진(2)에서 발생된 배기가스는 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3)를 통과한다.

오염방지요소(5, 5')는 배기가스의 온도, 충격 및/또는 노후 효과로 인해 세라믹, 섬유 찌꺼기 또는 덩어리 등의 형태를 취할 수 있는 입자를 생성해낼 수 있는 오염방지 수단(30)을 그 내부에 포함하고 있다. 이러한 입자들은 터보압축장치(8)의 압축기뿐 아니라, 엔진(2) 및 그 주변 장치부의 성능감소를 야기할 수 있다는 점에서 위험 인자를 구성한다.

이러한 단점을 보완하기 위해서, 본 발명에 따른 배기요소(3)는 채집된 배기가스로부터 이 가스가 내포하는 입자들을 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 입자 제거 수단(36)을 포함한다.

첨부된 도면들에 도시되어 있듯이, 이러한 입자 제거 수단(36)은 경우에 따라 배기가스 채집 수단(10) 수준(도 3 및 도 4) 또는 배기가스 이송 수단(11) 수준(도 7)에 한정되어 있는 입자 포착기로 구성된다.

위에서 기술된 것처럼 그리고 첨부된 도면들에 도시되어 있듯이, 이송 수단(11)은 적어도 부분적으로 파이프(13, 21, 34) 또는 도관(25, 39, 42)으로 구성될 수 있으며, 이 파이프 또는 도관의 형태 및/또는 섹션(삼각형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 다각형, 등)은 파이프(13, 21, 34) 또는 도관(25, 39, 42)을 배기요소(3)의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 배기요소 및 배기라인(1)을 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치형(cocoon) 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정된다.

위에서 기술된 것처럼, 배기가스는 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3)의 수준에서 채집된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 배기가스가 적어도 부분적으로 채집되는 배기요소(3)는 앞서 기술된 유형의 화학적 및/또는 물리적 오염방지요소(5) (예를 들어, 촉매(6), 입자필터(7), 촉매 및 입자필터가 결합된 장치 따위)로 구성된다.

본 발명의 도시되지 않은 또 다른 일 실시예에 따르면, 배기가스의 부분적 채집이 실현되는 수준인 배기요소(3)는 위에서 기술된 유형(예를 들어, 머플러)의 소음방지요소(5')로 구성된다. 소음방지요소(5')는 통상적으로 위에서 기술된 유형의 화학적 및/또는 물리적 오염방지요소(5)의 하류 쪽에서 배기라인(1)의 내부에 놓인다. 이는 배기라인(1) 내에서 가스가 순환하는 방향에 맞추기 위해서이다.

본 발명은 또한, 본 발명에 적합한 두 번째 시스템에 따라, 배기가스로 엔진(2)에 동력을 공급하는 수단(9)을 포함하는 배기라인(1)에 관한 것이기도 하다.

본 발명에 따르면, 엔진에 동력을 공급하는 수단(9)은 한편으로는 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3)의 수준(특히 출구(31)가 바람직함)에서 배기가스를 채집하는 채집 수단(10)을 포함하며, 다른 한편으로는 엔진(2) 쪽으로 채집된 가스를 이송하는 이송 수단(11)을 포함한다.

이 경우, 제1 실시 유형에 따르면, 배기가스의 채집 수단(10)은 위에서 기술된 사항(제1 시스템)을 그 대상으로 하는 배기요소(3)에 부합하는 특징들을 가지는 배기요소(3) 수준(특히 출구(31)가 바람직함)에서 한정된다.

하지만 도 12에 도시된 제2 실시 유형에 따르면, 배기가스의 채집 수단(10)은 배기요소(3)의 하류 쪽에 형성된 천공(37)으로 구성된다. 이는 배기라인(1) 내 에서 가스가 순환하는 방향에 맞추기 위해서이다. 천공(37)은 특히 배기요소(3)에서 그 출구(31)로 뻗어있는 배기 파이프(38) 수준에서 형성된다. 이는 배기가수를 대기로 배출하기 위해서이다.

이러한 천공(37)은 엔진(2) 방향으로 배기가스를 보내주는 이송 수단(11)을 적어도 부분적으로 구성하는 원통형 도관(39) 또는 이와 유사한 것을 배출 파이프(38) 내에 형성된 개방구 수준에서 접속시킴으로써 형성된다.

본 발명의 부가적인 일 특징에 따르면, 이송 수단(11)은 적어도 부분적으로 도관(13, 21, 34) 또는 원통형 도관(39, 42)처럼 나타난다. 이 도관 또는 원통형 도관의 형태 및/또는 섹션(삼각형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 다각형, 등)은 배기라인(1)의 주변 장치에 맞추어 설치될 수 있도록, 특히 배기라인(1)를 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치형(cocoon) 프레임에 맞추어 설치될 수 있도록 한정된다.

이러한 배기라인(1)의 부가적인 특징으로서, 배기라인은 배기요소(3)의 하류 쪽(특히, 배기요소(3)에서 그 출구로 뻗어있는 배출 파이프(17, 38) 수준)에서 배기가스 이송 수단(11) 내에서 가스 양 및/또는 압력을 조절하기 위한 처리 밸브(40)를 포함한다. (도 1)

처리 밸브(40)는 나선형 슬라이딩 게이트 유형 또는 이와 유사한 것으로 된 배압(back pressure) 밸브로 구성된다.

처리 밸브(40)는 자동차가 포함하는 조종 수단(도시되지 않음)을 통해 조종될 수 있도록 구성된다.

엔진의 압력이 약하거나 부분적일 경우에는 엔진 쪽으로 배기가스가 이송될 수 있도록, 반면 엔진(2)의 압력이 충분할 경우에는 배기가스가 대기로 배출될 수 있도록, 처리 밸브가 조종된다.

또 다른 한가지 특징에 따르면, 배기라인(1)은 한편으로는 엔진(2)에서 빠져나오는 배기가스에 의해 구동될 수 있도록, 다른 한편으로는 채집된 가스를 흡입하여 엔진(2) 쪽으로 보낼 수 있도록 구성된 터빈을 포함하는 터보압축장치(8)를 포함한다.

본 발명은 또한 한편으로는 배기요소(3)를 포함하는 배기가스 배기라인(1)에 연결되며, 다른 한편으로는 본 발명의 세 번째 시스템에 따른 동력공급 수단(9)에 의해 이송된 가스로 동력이 공급되는 연소엔진이 장착된 자동차에 관한 것이기도 하다.

본 발명에 따른 엔진(2) 동력공급 수단(9)은 한편으로는 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3) 수준(특히 출구)에서 배기가스를 채집하는 채집 수단(10)을, 다른 한편으로는 엔진(2) 쪽으로 채집된 가스를 보내주는 이송 수단(11)을 포함한다.

본 자동차의 제1 실시예에 따르면, 자동차가 포함하는 배기요소(3)는 위에서 기술된 제1 시스템, 특히 채집 수단(10) 및 이송 수단(11)을 포함한다.

본 자동차의 제2 실시예에 따르면, 자동차가 포함하는 배기라인(1)은 위에서 기술된 제2 시스템, 여기서도 특히 채집 수단(10) 및 이송 수단(11)을 포함한다.

하지만 또 다른 일 실시예에 따르면, 채집된 가스의 이송 수단(11)은 배기라 인(1)의 주변 요소 수준에서 한정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이송 수단(11)은 이 주변 요소에 결합된다.

이 경우, 주변 요소는 자동차가 포함하는 보호 요소(특히, 예를 들어 단열막 따위의 열 보호 요소), 외표면 요소(특히, 몸체 하부의 외표면 요소), 구조 요소(특히, 몸체 하부 요소, 몸체 요소, 차대 요소, 등)로 구성될 수 있다.

이러한 실시예는 기존의 주변 요소를 약간 변형시키면서 배기가스의 이송 기능을 해당 주변 요소에 결합시킬 수 있다는 장점을 가진다. 이러한 변형은 특히 이중 표면을 형성함으로써 단지 해당 주변 요소 수준의 체적을 변화시키는 것에 관한 것이다.

본 발명은 또한 오염방지요소(5, 5')가 속하는 배기요소(3)를 포함하는 배기라인(1)에 연결되며, 자동차에 포함되어 있는 연소엔진(2)에 배기가스로 동력을 공급해주는 방법에 관한 것이기도 하다.

이 방법은 특히 (하지만 비한정적으로) 위에서 기술된 세 가지 시스템 중 적어도 하나에 의해 작동될 수 있다.

이 방법은 오염방지요소(5, 5') 수준(특히 출구(31))에서 배기가스의 일부를 채집하여, 이 채집되고 비오염된 배기가스로 엔진(2)에 동력을 공급해주는 방법이다.

이를 위해, 배기가스가 비오염된 가스로 엔진(2)에 동력을 공급하기 위해 엔진(2)의 동력공급 수단(9) 내에서 순환할 때, 배기가스는 엔진(2)에서 직접 발생된 가스의 방향과 대립되는 반대 방향으로 순환하여 상기 오염방지요소(5, 5') 내로 도달한다.

이 방법에 따르면, 채집된 배기가스로 엔진(2)에 동력을 공급해주기 전에 이 가스의 냉각이 실현된다.

실상, 배기가스의 채집 지점(채집 수단(10))과 엔진(2) 사이에서, 주변 환경, 특히 대기 환경과의 열 교환을 위한 상당한 열교환 표면을 가지는 도관(파이프(13, 21, 34), 도관 (25, 42) 및 원통형 도관(39)) 내에서 배기가스의 순환이 이루어지면서 냉각도 실현된다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 배기가스의 채집 지점(채집 수단(10))과 엔진(2) 사이에서, 열 교환장치가 포함하거나 또는 이 열 교환장치에 연결되어 있는 도관 내에서 배기가스의 순환이 이루어지면서 냉각이 실현된다.

이 방법의 부가적인 특징에 따르면, 채집된 배기가스로 엔진(2)에 동력을 공급하기 전에, 배기가스가 포함하고 있는 입자들의 일부를 특히 입자 포착기(36) 내에서 포착하면서 배기가스로부터 제거한다.

이 입자들은 특히 배기가스로 인해 배기요소(3)의 기능이 저하되면서 발생되며, 세라믹, 섬유 찌꺼기 또는 덩어리 등으로 구성될 수 있다.

또 다른 일 특징에 따르면, 배기라인(1)이 포함하는 처리 밸브(40) 상에, 특히 배기가스의 채집 지점(채집 수단(10)) 하류 쪽에서 작동하여 엔진(2) 방향으로 배기가스의 순환이 이루어지게 한다.

또 다른 실시예에 따르면, 엔진(2) 쪽으로의 배기가스의 순환은 배기가스의 채집 지점(채집 수단(10))에 연결된 터보압축장치(8)에 의해 생성되는 부 압(depression) 효과하에서 실현된다.

특정 일 실시예에 따르면, 엔진(2) 쪽으로의 배기가스의 순환은 터보압축장치(8)에 의해 생성되는 상기 부압(depression) 효과 및 상기 처리 밸브(40) 상에서 행해지는 작용 효과 하에서 실현된다.

앞서 기술된 것처럼, 본 방법은 오염방지요소(5, 5')로 구성된 배기요소(3) 수준 (특히, 출구가 바람직함)에서 배기가스를 채집하는 것에 관한 것이다.

실상 제1 실시예에 따르면, 오염방지요소(5)는 화학적 및/또는 물리적 유형의 것이며, 특히 촉매(6) 및/또는 입자 필터(7) 또는 이와 유사한 것으로 구성될 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 오염방지요소(5')는 특히 머플러 또는 이와 유사한 것으로 구성된 소리에 관련된 유형의 것이다.

실제적으로, 오염방지요소(5')는 화학적 및/또는 물리적 오염방지요소의 하류 쪽에 위치될 수 있다. 이는 배기라인(1) 내에서 가스가 순환하는 방향에 맞추기 위해서이다.

Claims (49)

1. 연소엔진(2)이 장착된 자동차의 가스 배기라인(1)용 배기요소(3)에 있어서,

   상기 배기요소는 오염방지요소(5, 5'), 배기가스를 이용하여 상기 엔진(2)에 동력을 공급하는 동력 공급 수단(9) 및 도관(42)을 포함하고,

   - 상기 오염방지요소(5, 5')는 하우징(14)을 포함하고, 상기 하우징은 하나의 봉입부(41) 및 상기 오염방지요소(5, 5')의 출구(31) 수준에서 상기 봉입부(41)를 덮는 폐쇄 수단(15)으로 구성되고,

   - 상기 동력 공급 수단(9)은, 상기 오염방지요소(5, 5') 수준에서 배기가스를 채집하기 위한 채집 수단(10)과, 채집된 배기가스를 상기 엔진(2) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)을 포함하며,

   - 상기 도관(42)은 상기 배기가스 이송 수단(11)을 구성하며, 상기 도관(42)은 자신의 단부(43) 주위에서 상기 하우징(14)에 연결되며, 상기 도관은 상기 배기요소(3)의 출구(31)와 이어져 있으며, 상기 도관(42)의 단부(43)는 적어도 부분적으로 상기 배기가스의 채집 수단(10)을 구성하고 있는 하나의 구멍(44)을 가지며,

   상기 도관(42)은, 자신의 단부(43) 수준에서, 상기 봉입부(41)에 고정 연결되어 봉입부(41)의 보충 형태를 가지는 상기 배기요소(3) 하우징(14)의 봉입부(41) 위쪽에 위치하는 제 1 종단 섹션(47)으로 구성되고, 상기 제 1 종단 섹션(47)에 연계되어 이 섹션(47) 및 상기 폐쇄 수단(15)에 연결된 채 폐쇄 수단(15)의 보충 형태를 가지는 제 2 종단 섹션(48)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
2. 제1항에 있어서,

   상기 도관(42)의 단부(43)는, 상기 하우징 상부에 상기 단부(43)가 용접, 브레이즈 용접 또는 유사한 방법으로 고정 연결되는 상기 하우징(14)의 봉입부(41)와 거의 평행으로 뻗어있고, 상기 단부(43)는 상기 하우징(14)의 결합구역(45) 수준에서 상기 하우징(14) 형태의 보충 형태, 특히 상기 하우징(14) 봉입부(41)의 보충 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
3. 제1항에 있어서,

   상기 도관(42)은 하나의 파이프(50) 및 하나의 말미부(49)로 구성되며, 상기 파이프(50)는 상기 말미부에 고정 연결되며, 상기 도관(42)의 단부(43)는 상기 말미부 수준에서 한정되며, 상기 말미부(49)는 상기 제 1 종단 섹션(47) 및 상기 제 2 종단 섹션(48)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
4. 제1항에 있어서,

   상기 도관(42)의 단부(43) 및 상기 하우징(14)의 봉입부(41) 간의 결합은, 한편으로는, 상기 도관(42)의 단부(43)가 상기 하우징의 상부에 연결되는 상기 봉입부(41)의 주변부 섹션 상의 일부분에서 이루어질 수 있도록, 상기 도관(42)의 단부(43)와 상기 하우징(14)의 봉입부(41) 사이에 위치되는 용접선(51)을 매개로 상기 도관(42)의 단부(43) 수준에서 행해지며; 다른 한편으로는, 상기 도관(42)의 단부(43)가 상기 하우징의 상부에 연결되는 상기 봉입부(41)의 종단 섹션 상의 일부분에서 이루어질 수 있도록, 상기 도관(42)의 단부(43)와 상기 하우징(14) 봉입부(41) 사이에 위치되는 용접선(51)을 매개로 상기 도관(42) 단부(43)의 종단 가장자리(52) 수준에서 행해지는 것;을 특징으로 하는 배기요소(3).
5. 제1항에 있어서,

   상기 폐쇄 수단(15)은 특히 용접, 브레이즈 용접 또는 이와 유사한 방법으로 자신이 고정 연결되는 상기 도관(42)의 단부(43)를 수용하기 위한 수용 수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
6. 제5항에 있어서,

   상기 도관(42)의 단부(43)를 수용하는 수용 수단(46)은, 상기 도관(42) 단부(43)의 형태의 보충 형태로서 그 내부에 상기 단부(43)가 위치되는 요람형 받침대 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
7. 제1항에 있어서,

   상기 배기요소(3)는, 채집되어 상기 엔진(2) 쪽으로 이송된 배기가스를 냉각하기 위한 냉각 수단(35)을 포함하며; 상기 냉각 수단(35)은, 상기 이송 수단(11)이 주변 환경부, 특히 대기 환경과 열 교환을 할 수 있는 상당한 열교환 표면을 가질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
8. 제1항에 있어서,

   상기 배기가스 이송 수단(11)은 적어도 부분적으로 상기 도관(42)의 형태를 가지고, 상기 파이프 또는 도관의 형태 또는 섹션, 또는 도관의 형태 및 섹션은 상기 도관 (42)을 상기 배기요소(3)의 주변 장치에 맞추어 설치할 수 있도록, 특히 상기 배기요소(3)를 둘러싸도록 배열되는 자동차의 고치형 프레임에 맞추어 설치할 수 있도록 한정되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
9. 제1항에 있어서,

   상기 배기요소(3)는 채집된 배기가스로부터 상기 배기 가스가 내포하는 입자들을 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 입자 제거 수단(36)을 포함하며, 상기 입자 제거 수단(36)은 경우에 따라 상기 배기가스 채집 수단(10) 수준에 또는 상기 배기가스 이송 수단(11) 수준에 한정되는 입자 포착기로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
10. 제1항에 있어서,

    상기 오염방지요소는 촉매(6), 또는 입자필터(7), 또는 촉매 및 입자필터의 결합 장치로 이루어진 화학적 또는 물리적, 또는 화학적 및 물리적 오염방지요소(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
11. 제1항에 있어서,

    상기 오염방지요소는 머플러와 같은 소음방지요소(5')로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기요소(3).
12. 연소엔진(2)이 장착된 자동차에 사용되며, 배기요소(3)를 포함하며, 또한 배기가스를 이용하여 상기 엔진(2)에 동력을 공급하는 동력 공급 수단(9)을 포함하는, 자동차용 배기라인(1)에 있어서,

    상기 동력 공급 수단(9)은, 상기 배기요소(3) 수준 또는 상기 배기요소의 하류 부분에서, 또는 상기 배기요소(3) 수준 및 상기 배기요소의 하류 부분에서 배기가스를 채집하는 상기 채집 수단(10)과, 채집된 배기가스를 상기 엔진(2) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)을 포함하고,

    상기 배기요소(3)는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배기요소인 것을 특징으로 하는 배기라인(1).
13. 제12항에 있어서,

    상기 배기가스 이송 수단(11) 내에서의 가스 양 또는 압력, 또는 가스 양 및 압력을 조절하기 위한 처리 밸브(40)를 상기 배기요소(3)의 하류 쪽에서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배기라인(1).
14. 제12항에 있어서,

    상기 엔진(2)에서 빠져나오는 배기가스에 의해 구동될 수 있도록, 그리고 채집된 배기가스를 흡입하여 상기 엔진(2) 쪽으로 보낼 수 있도록 구성된 터빈을 포함하는 터보압축장치(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기라인(1).
15. 연소엔진(2)이 장착된 자동차에 있어서,

    상기 연소엔진은

    - 배기요소(3)를 포함하는 배기라인(1)에 연결되고,

    - 상기 배기요소(3) 수준 또는 상기 배기요소의 하류 부분에서, 또는 상기 배기요소(3) 수준 및 상기 배기요소의 하류 부분에서 배기가스를 채집하는 채집 수단(10)과, 채집된 배기가스를 상기 엔진(2) 쪽으로 보내주는 이송 수단(11)을 포함하는 동력 공급 수단(9)을 통해 배기가스로 그 동력이 공급되며,

    상기 배기요소(3)는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배기요소인 것을 특징으로 하는 연소엔진(2)이 장착된 자동차.
16. 제15항에 있어서,

    상기 채집가스 이송 수단(11)은 적어도 부분적으로 상기 배기라인(1)의 주변 장치 요소 수준에서 한정되며, 상기 주변 장치 요소는 자동차의 보호 요소, 정비 요소, 구조 요소 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연소엔진(2)이 장착된 자동차.
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