KR101509671B1 - 소음기의 응축수 배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축수 배출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음기 내부에 잔여하는 응축수를 외부로 원활히 배출시킬 수 있는 응축수 배출 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 소음기 케이스의 저면에 통공을 형성하고, 차량의 운행 및 정지 중에 상기 통공을 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 통공에 설치되고, 신축소재를 구비하는 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음기의 응축수 배출 장치를 제공한다.

소음기, 응축수, 바이메탈 금속, 형상 기억 합금

Description

소음기의 응축수 배출 장치{CONDENSED WATER DISCHARGE APPARATUS OF MUFFLER}

본 발명은 응축수 배출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음기 내부에 잔여하는 응축수를 외부로 원활히 배출시킬 수 있는 응축수 배출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기가스 저감 대책 중의 하나로 배기파이프에 촉매 컨버터를 설치함과 동시에 전자 제어 연료 분사장치를 설치한다.

상기 촉매 컨버터는 케이스에 담체를 내장함과 동시에 담체의 표면에 백금, 로듐 등과 같은 촉매를 부착하여 배기가스를 통과시킴으로써 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)는 산화하고 질소화합물(NOx)은 환원하여 유해성분을 감소시키고 있다.

상기와 같이, CO와 HC를 산화하면 탄산가스와 응축수가 발생하고, 응축수가 배기계를 부식시키므로 내구성이 저하되기 때문에 응축수 배출대책을 강구하고 있으며, 응축수 배출대책은 통상적으로 배기가스의 온도와 압력이 하강되는 소음기에 설치하고 있기 때문에, 종래의 응축수 배출대책은 소음기 케이스의 뒷판 하부에 응축수 배출공을 형성하거나 케이스 내의 배출관에 구멍을 뚫고 상기 구멍이 포위되 는 흡상관 또는 안내판을 바닥 측으로 향하도록 설치한 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 응축수 배출구조는 그 배출이 용이하나 응축수 배출공이 대기와 연통되어 있으므로 소음기에서 배기가스가 팽창할 때 팽창음 또는 기류음이 응축수 배출공을 통하여 대기에 배출되므로 소음기의 성능을 원활하게 발휘하지 못하고 소음 공해를 유발하게 된다.

또한, 후자의 경우에는 자동차가 가동 중일 때 배기가스의 압력에 의하여 응축수를 흡인하여 대기에 방출하는 것이므로 내경이 작은 흡상관 또는 통공이 매연 등에 의하여 폐쇄되거나 자동차의 가동을 중단하면 응축수의 배출이 불가능한 문제점이 있다.

기존 응축수 배출 구조는 중RPM 또는 고RPM에서 배기가스 압력이 충분할 때 동작이 활하게 일어난다.

하지만, IDLE시 또는 주행 후, 정지시에는 응축수가 그대로 소음기 케이스 내에 잔류하게 된다.

실제 주행시간보다 정지시간이 많은 점을 고려할 때 주로 응축수에 의한 부식이 이 때 일어남을 알 수 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 단지 케이스 하단에 통공을 뚫게 될 경우 항시 응축수 배출은 용이하나 주행시 배기가스가 동시에 빠져나가게 되므로 emission문제가 발생할 가능성이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 응축수의 배출을 양호하게 하고 소음기의 성능을 원활하게 발휘할 수 있는 자동차 소음기의 응축수 배출구조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 응축수 배출 장치는 소음기 케이스의 저면에 통공을 형성하고, 차량의 운행 및 정지 중에 상기 통공을 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 통공에 설치되고, 케이스 내부의 온도에 따라 형상이 변형됨으로써 선택적으로 상기 통공을 개폐할 수 있는 신축 소재를 구비하는 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신축 소재는 형상 기억 합금으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 신축 소재는 바이메탈 금속으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 신축 소재는 코일 스프링 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어 밸브는 적어도 하나의 배출공을 포함하며 응축수가 상기 통공과 상기 적어도 하나의 배출공 중 적어도 하나를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 응축수 배출 장치에 의하면, 엔진과 배기계통인 소음기가 냉각되면서 소음기 내부에 잔여하는 응축수를 외부로 원활히 배출시켜 소음기의 부식을 방지함과 아울러 소음기의 수명을 연장하도록 할 수 있다.

차량 정차시 응축수를 자동으로 배출하여 응축수가 소음기 케이스를 부식시키는 시간을 단축함으로써 소음기 케이스 수명을 증대함은 물론 이를 통해 내부식성이 낮은 재질로 변경하여 케이스 단가를 낮출 수 있다.

케이스 부식에 대한 신뢰성을 증대시켜 관통부식에 따른 소비자 불만을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치가 적용된 상태를 각각 케이스 내부 및 외부의 사시도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치의 작동상태를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 케이스(100), 이러한 케이스(100)의 내부로 배기가스가 유입되는 통로인 유입관(110), 유입관(110)으로부터 유입된 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 배출관(120) 및 제어 밸브(200)를 포함한다.

상기 케이스(100)는 소음기의 몸체를 이루고 있는 부분이다.

여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 일반적인 소음기 케이스의 구조로서 다수개의 격판으로 상기 케이스의 내부를 구획하고, 각각의 구획된 구역에는 팽창실 및 연통관이 구비된다.

또한, 상기 케이스(100)의 저면에는 통공(미도시)이 형성되고, 이러한 통공에는 바이메탈 또는 형상 기억 합금으로 이루어지는 제어 밸브(200)를 설치한다.

상기 제어 밸브(200)는 신축 소재(220) 및 배출공(230)을 포함한다.

상기 신축 소재(220)는 선택적으로 그 형상이 변형될 수 있는 재질을 사용하게 된다.

즉, 상기 신축 소재(220)의 재질로서 상기 형상 기억 합금(SMA: Shape Memory Alloy)이 적용될 수 있다.

상기 형상 기억 합금은 고온의 형상이 기억된 소재를 온도를 낮추어 변형을 시킨 후 온도를 올려주면, 원래의 기억된 형태가 복원되는 지능형 소재를 말한다.

이러한 형상 기억 합금은 고온에서 기억된 형상을 실온에서 변형한 후 가열하면 원래의 형상으로 돌아가는 일방향 형상 기억 합금 또는 고온에서의 형상과 실온에서의 형상을 동시에 기억하고, 가열과 냉각을 반복하게 되면 두 형상이 반복하여 일어나는 이방향 형상 기억 합금 중 택일하여 적용할 수 있다.

상기 배출공(230)은 상기 제어 밸브(200)가 상기 케이스(100)의 통공으로부터 선택적으로 외부로 돌출되었을 시, 상기 제어 밸브(200)를 통하여 상기 케이스(100) 내부와 외부가 연통되고, 상기 제어 밸브(200)가 상기 통공을 폐쇄할 시, 상기 케이스(100)의 내부와 외부가 차단되는 형상이면 어떠한 형상이든 가능하다.

즉, 상기 제어 밸브(200)의 하단에는 제어 밸브(200)가 폐쇄 시에는 상기 통공을 완전히 밀폐할 수 있는 차단부(210)가 포함된다.

상기 제어 밸브(200)는 볼트 및 너트 등의 결합부재를 이용하여 체결고정한다.

상기와 같이 배기 매니폴드에서 배출되는 배기가스가 유입관(110)을 통하여 상기 소음기 케이스(100)의 내부에서 팽창되면서, 그 압력과 온도가 하강하고 배출관(120)을 통하여 배출된다.

한편, 상기와 같이 배기가스가 상기 케이스(100)에 유입될 때, 촉매 컨버터 등에서 생성된 응축수도 함께 유입되나 상기 제어 밸브(200)는 배기가스 및 응축수의 열에 의하여 상기 통공을 폐쇄하는 방향으로 변형되므로 통공을 통한 응축수의 배출은 불가능하게 되고, 상기 케이스(100)의 저면에 모였다가 차량의 가동이 중단되어 소음기가 냉각되면 상기 제어 밸브(200)는 통공을 개방하는 방향으로 변형되어 통공을 개방하므로 케이스(100)에 모여있던 응축수가 모두 대기로 방출되는 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 엔진이 동작시 (주행시, IDLE시)에는 소음기 케이스(100) 내부에 배기가스가 통과하므로 내부온도가 올라간다. 따라서, 형상 기억 합금 재질로 이루어진 제어 밸브(200)가 열을 받게 되고 신축 소재(220)는 팽창하므로 제어 밸브(200)의 차단부(210)를 위쪽으로 당겨 상기 케이스(100) 외면과 밀착하도록 하여 배기가스가 케이스(100) 통공으로 배출되지 못하도록 한다.

한편, 엔진의 정지시에는 소음기 내부 온도가 낮아지게 되어 신축 소재(220)가 수축하므로 차단부(210)가 아래로 이동하게 된다. 이때, 상기 케이스(100)의 내부와 외부가 배출공(230)에 의해 연통되므로 이러한 배출공(230)을 통하여 내부의 응축수가 외부로 배출될 수 있다. 단, 배출공(230)이 없는 경우에는 통공을 통해 배출될 수 있도록 상기 제어 밸브(200)가 형성될 수 있고, 배출공(230)이 형성되어 있는 경우라도 상기 배출공(230) 뿐만 아니라 상기 통공으로도 배출될 수 있다. 다수의 실시 예에서는 상기 배출공(230)으로만 배출되도록 상기 제어 밸브(200)가 형성되며, 이 경우 기밀성 면에 있어 더욱 유리해진다.

상기와 같이 소음기 케이스 하단에 응축수 배출구조를 삽입함으로써, 차량의 정차시에도 응축수가 배출되도록 하여 응축수로 인한 소음기의 부식을 최소화하여 소음기 케이스 수명을 증대시킴과 동시에 기존의 부식에 의한 관통 부식 품질 문제를 해결할 수 있는 기술이다.
또한, 상기 신축 소재(220)를 스프링 구조를 갖도록 형성하여 상기 제어 밸브(200)에 장착함으로써, 상기 케이스(100) 저면에 형성된 통공에 접촉하는 차단부(210)를 균일한 힘으로 밀거나 당겨줄 수 있다. 아울러, 상기 배출공(230)을 통한 응축수의 배출 구조에서는, 상기 배출공(230)이 상기 스프링 구조의 신축 소재(220)와 함께 작동함으로써 응축수를 효과적으로 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 차단부(210)에 의한 상기 케이스(100) 통공의 차단 시 기밀이 더 확실히 유지될 수 있다. 이는 상기 배출공(230)이 상기 케이스(100) 내부에 위치하게 되기 때문이다.

또한, 케이스 부식에 대한 신뢰성을 증대시켜 관통부식에 따른 소비자 불만을 줄일 수 있다.

상기와 같이 차량의 정차시 응축수를 자동으로 배출하여 응축수가 소음기 케이스를 부식시키는 시간을 단축함으로써 소음기 케이스 수명을 증대시킴과 동시에 내부식성이 낮은 재질로 변경하여 소음기 케이스의 단가를 낮출 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치가 적용된 상태를 각각 케이스 내부 및 외부의 사시도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 소음기의 응축수 배출 장치의 작동상태를 도시한 것이다.

* 도면에 사용된 주요부분 부호설명 *

100: 케이스 110: 유입관

120: 배출관 200: 제어 밸브

210: 차단부 220: 신축 소재

230: 배출공

Claims (5)

1. 소음기의 케이스 저면에 형성된 통공 상에 장착되고, 케이스 내부의 온도에 따라 형상이 변형됨으로써 차량의 운행 및 정지 중에 선택적으로 상기 통공을 개폐할 수 있는 신축 소재를 구비하고, 상기 통공의 개방 시 상기 케이스 외부로 돌출되는 제어 밸브;

   를 포함하며,

   상기 신축 소재는 형상 기억 합금 또는 바이메탈 금속이고, 코일 스프링 형상을 가지며, 상기 케이스 내면에 일단이 지지되고,

   상기 제어 밸브는 상기 통공의 폐쇄 시 기밀을 유지하도록 상기 케이스의 외면에 접촉되는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음기의 응축수 배출 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어 밸브는,

   상기 통공의 개방 시 대기와 연통되는 적어도 하나의 배출공;

   을 더 포함하고,

   응축수가 상기 통공과 상기 적어도 하나의 배출공 중 적어도 하나를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 소음기의 응축수 배출 장치.

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