KR101516481B1 - 개량형 차량용 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기 소음을 현저히 감소시킴과 동시에, 배기가스가 배출되는 머플러의 배기력(이송속도)과 배기량을 향상시켜 전체적인 엔진 출력을 높일 수 있고, 빠른 배기가스의 유출에 따라 엔진의 배기행정의 부하를 줄여줌으로써 출력을 상승시켜 엔진 성능을 향상시킬 수 있으며, 변속시점에서의 변속 소음 및 진동 그리고 가속시 공진음을 현저히 감소시켜 운전자로 하여금 뛰어난 승차감을 느낄 수 있도록 한 개량형 차량용 머플러에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 배기계통에 설치되는 머플러에 있어서, 메인 배기관; 상기 메인 배기관의 내부에 구비되는 서브 배기관; 상기 메인 배기관과 서브 배기관 간을 고정시키는 고정 부재; 상기 서브 배기관 내에 설치되는 와류 발생 부재; 상기 메인 배기관과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 외부 하우징을 포함하며, 상기 내부 하우징 내측의 메인 배기관에는 복수의 배기 관통공이 형성되고, 상기 내부 하우징에는 복수의 배기 관통공이 형성되며, 상기 내부 하우징과 메인 배기관 사이에는 흡음 부재가 구비되는 개량형 차량용 머플러를 제공한다.

Description

개량형 차량용 머플러{IMPROVED MUFFLER FOR VEHICLES}

본 발명은 차량의 배기시스템을 구성하는 머플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 소음을 현저히 감소시킴과 동시에, 배기가스가 배출되는 머플러의 배기력(이송속도)과 배기량을 향상시켜 전체적인 엔진 출력을 높일 수 있고, 빠른 배기가스의 유출에 따라 엔진의 배기행정의 부하를 줄여줌으로써 출력을 상승시켜 엔진 성능을 향상시킬 수 있으며, 변속시점에서의 변속 소음 및 진동 그리고 가속시 공진음을 현저히 감소시켜 운전자로 하여금 뛰어난 승차감을 느낄 수 있도록 한 기능이 향상된 차량용 머플러에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 배기가스의 배출량과 배기력을 향상시킴에 따라, 엔진 내부에 배기가스가 정체되는 것을 방지함으로써, 연료의 연소효율 즉, 완전연소가 이루어지도록 하여 연료 소모량을 줄이고, 불안전 연소로 인해 발생하는 배기가스(매연)의 배출량을 줄일 수 있도록 한 기능이 향상된 차량용 머플러에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 엔진, 현가장치, 차체 프레임, 조향장치 등의 각종 구동장치로 이루어지며, 특히, 엔진은 공급되는 연료를 흡입, 압축, 팽창(폭발), 배기행정을 통해 자동차 주행을 위한 동력을 얻게 된다.

여기에서 엔진의 팽창 행정이 이루어지는 과정에서는 일정량의 배기가스가 발생되고, 발생한 배기가스는 배기행정에 의해 배출되는데, 이러한 배기가스를 외부로 배출하기 위한 장치로는 촉매 컨버터와 머플러가 사용된다.

상기와 같이 엔진으로부터 발생한 배기가스가 외부로 배출되는 과정에서는 촉매 컨버터에 의해 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매로 인해 환원되고, 환원된 상태로 머플러로 유입된다.

종래의 차량용 머플러 구조를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 차량용 머플러의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 머플러 구조는 엔진(1)의 배기 매니폴드(manifold)(2)에 연결관으로 촉매 컨버터(4)와 서브 머플러(6)와 메인 머플러(8)가 연통되도록 설치된 구성을 갖는다.

따라서, 엔진(1)으로부터 발생한 배기가스는 배기 매니폴드(2)에 모아진 후, 연결관을 통해 촉매 컨버터(4)와, 서브 머플러(6) 및 메인 머플러(8)를 거쳐 외부로 배출된다. 상기 촉매 컨버터(4)를 거치는 과정에서, 배기 가스의 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매로 인해 환원되고, 서브 머플러(6)와 메인 머플러(8)를 거치는 과정에서 흡음과 공명을 통해 배출소음을 감소시키게 된다.

상기와 같은 머플러는 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식과, 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실(共鳴室)로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식(共鳴式)과, 스틸 울(금속을 실 모양으로 한 것)에 흡수시키는 흡수식과, 앞의 세 가지 방식을 혼합한 격벽식(隔壁式) 등이 사용되고 있다.

통상적인 종래 기술에 따른 머플러의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 머플러의 구성을 개략적으로 나타내는 내부 구성도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 머플러는 격벽판(11)에 의해 구획되어 복수의 구획 챔버(12a, 12b, 12c)를 형성하는 머플러 본체(10); 일단은 배기계통의 배기관에 연결되고, 타단은 하류와 상류 측 챔버 사이의 중앙 구획 챔버(12b)에 연통하는 흡기 파이프(13); 일단은 상류 측 구획 챔버(12c)에 연통하고 타단은 머플러 본체(10)의 외부로 연장되는 배기 파이프(14); 및 상기 흡기 파이프(13)로부터의 제공되는 배기가스가 머플러 본체(10) 내의 구획 챔버에서 순환하여 최종적으로 상기 배기 파이프(14)를 통해 배출되도록 안내하는 하나 이상의 연통 파이프(15)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래의 머플러는 흡기 파이프(13)를 통해 들어오는 배기가스는 화살표로 나타낸 바와 같이 연통 파이프(15)를 통해 각 구획 챔버 내를 순환하면서 흡음과 공명을 통해 소음이 감소된 다음, 최종적으로 배기 파이프(14)를 통해 외부로 배출된다.

그러나 이와 같은 종래 기술에 따른 머플러에 있어서, 차량을 가속하기 위하여 가속 페달을 밟아 알피엠(rpm)을 증가시키게 되면, 이에 따라 배기가스의 배기력 및 배기량도 순간 증가하게 되는데, 이때 연통 파이프(15)를 통해 순환되어 안내된 배기가스는 구획 챔버(12c)에서 배기 파이프(14)를 통해 신속히 흘러들어가야만 하지만 배기력 및 배기량의 순간 증가로 인하여 구획 챔버(12a, 12c)에서 랙(lag) 현상이 발생하게 된다.

이러한 랙 현상은 보통 변속 시점이나 급가속시에 발생하는데, 이는 원활한 배기가스의 배기를 진행시키지 못하고, 배기가스의 압력과 배기력이 떨어지게 되어 이로 인해 전체적인 엔진 출력의 손실을 야기시키며, 또한 변속시점에서의 변속소음 및 진동 그리고 가속시 공진음으로 인하여 운전자에게 불쾌감을 느끼게 하여 승차감을 떨어트리는 문제점이 있다.

또한, 이러한 랙 현상으로 인하여 엔진소음과 배기공진음이 발생하여 머플러 자체의 기능을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 머플러에서는 배기 가스의 배출이 보다 신속하게 이루어지지 않기 때문에, 배기 가스와 함께 배출되는 엔진 내부 열을 신속히 방출할 수 없어 엔진이 열에 의해 크게 영향을 받는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 발명자는 다른 차량 또는 동종의 차량이더라도 그 차량의 상태나 특성에 따라 최적의 머플러를 적용할 수 있고, 또한 차량의 튜닝에 관심이 많은 사용자의 요구에 맞는 머플러를 큰 비용 없이 용이하게 제작함과 동시에, 배기 소음을 현저히 감소시키고, 엔진으로부터 발생한 배기가스를 외부로 배출함에 있어 유속을 증가시켜 배기력을 향상시키며, 발생된 배기가스가 엔진 내부에 정체되는 것을 방지하여 전체적인 엔진 출력을 높일 수 있는 머플러에 대한 연구를 거듭한 결과로서 얻어진 차량용 머플러를 제공한다.

또한, 본 발명은 차량의 배기계통을 통해 배출되는 배출가스의 배기 저항을 감소시킬 뿐만 아니라, 진동과 엔진소음, 그리고 배기 공진음을 현저히 감소시킬 수 있는 개량형 차량용 머플러를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 엔진으로부터 발생한 배기가스가 배출되는 배기력(이송속도) 및 배기량을 향상시켜 전체적인 엔진 출력을 높임과 동시에, 배기가스에 혼합된 미세한 입자의 오염물질 등이 배출되는 과정에서 배기계통의 머플러의 내부 표면에 달라붙어 적층되는 것을 방지하며, 엔진 내부 열을 배기가스와 함께 빠르게 배출시키므로 엔진 온도를 낮추어 열에 의한 엔진 보호를 효율적으로 구현할 수 있는 기능이 향상된 개량형 차량용 머플러를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 차량의 배기계통에 설치되는 머플러에 있어서, 메인 배기관; 상기 메인 배기관의 내부에 구비되는 서브 배기관; 상기 메인 배기관과 서브 배기관 간을 고정시키는 고정 부재; 상기 서브 배기관 내에 설치되는 와류 발생 부재; 상기 메인 배기관과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 외부 하우징을 포함하며, 상기 내부 하우징 내측의 메인 배기관에는 복수의 배기 관통공이 형성되고, 상기 내부 하우징에는 복수의 배기 관통공이 형성되며, 상기 내부 하우징과 메인 배기관 사이에는 흡음 부재가 구비되는 개량형 차량용 머플러를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 내부 하우징과 외부 하우징 사이의 상기 메인 배기관에는 복수의 통기공이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 차량의 배기계통에 설치되는 머플러에 있어서, 공통 하우징; 상기 공통 하우징 내에 평행하게 설치되는 한 쌍의 메인 배기관; 상기 메인 배기관 각각의 내부에 구비되는 서브 배기관; 상기 메인 배기관과 서브 배기관 간을 고정시키는 고정 부재; 상기 서브 배기관 내에 설치되는 와류 발생 부재; 상기 메인 배기관과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 내부 하우징; 상기 배기계통의 상류측 배기관에 연결되는 제1 단부와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 메인 배기관의 흡입 측 배기관에 각각 연결되는 제2 단부를 갖는 분지 배기관; 및 상기 배기계통의 하류측 배기관에 연결되는 제1 단부와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 메인 배기관의 배출 측 배기관에 각각 연결되는 제2 단부를 갖는 합류 배기관을 포함하고, 상기 내부 하우징 내측의 메인 배기관에는 복수의 배기 관통공이 형성되고, 상기 내부 하우징에는 복수의 배기 관통공이 형성되며, 상기 내부 하우징과 메인 배기관 사이에는 흡음 부재가 구비되는 개량형 차량용 머플러를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 내부 하우징과 상기 합류 배기관의 제1 단부 사이의 상기 메인 배기관에는 복수의 통기공이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 공통 하우징의 일단부 및 타단부 측에서 공통 하우징의 내부를 각각 구획하는 전방 구획 부재와 후방 구획 부재를 더 포함하고, 상기 전방 구획 부재와 후방 구획 부재에 복수의 통기공이 형성되고, 상기 후방 구획 부재와 공통 하우징 사이에 흡음 부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 분지 배기관에 연결되는 상류 측의 상기 메인 배기관 내에는 와류 발생 부재가 더 구비될 수 있으며, 상기 상류 측의 메인 배기관 내에 구비되는 와류 발생 부재와 상기 서브 배기관 내에 구비되는 와류 발생 부재는 와류 발생 방향이 동일하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 한 쌍의 메인 배기관 중 하나의 메인 배기관에 구비되는 와류 발생 부재 및 상기 메인 배기관의 서브 배기관에 구비되는 와류 발생 부재는 다른 하나의 메인 배기관에 구비되는 와류 발생 부재 및 상기 다른 하나의 메인 배기관의 서브 배기관에 구비되는 와류 발생 부재와 배기가스 흐름 방향이 서로 역방향이 되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 와류 발생 부재가 구비되는 메인 배기관에는 복수의 통기공이 형성되며, 상기 후방 구획 부재의 전방에는 다수의 관통공이 형성된 중간 구획 부재가 더 구비될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 메인 배기관의 일단부에는 배기계통의 상류 측 배기관에 체결되는 체결 플랜지가 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정 부재는 단면 일자형의 판형 부재가 소정 각도 트위스트 되고, 상기 서브 배기관의 원주 방향으로 간격을 갖고 형성되며, 상기 서브 배기관의 전장에 걸친 길이를 갖는 복수의 트위스트 블레이드로 구성되거나, 단면 일자형의 판형 편(piece)이 트위스트 되어 형성되고, 상기 서브 배기관의 일단부와 타단부 중 적어도 하나의 단부에 형성되는 복수의 트위스트 편으로 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 일단부로부터 타단부까지 단면 일자형 또는 십자형의 판형 블레이드가 트위스트(twist)되어 형성되는 트위스트 블레이드(blade)로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 일단부로부터 타단부까지 단면 일자형 판형 부재가 트위스트 되어 형성되는 판형 트위스트부, 및 상기 판형 트위스트부 양단부 각각에 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트 되어 형성되는 십자형 트위스트부로 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 일단부로부터 타단부까지 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트(twist) 되고, 길이방향 양단부 중 적어도 일단부의 중심은 가장자리부보다 전방으로 더 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 상기 내측 관 부재의 내연으로부터 반경 방향 내측으로 소정 길이 연장되며, 길이방향으로 트위스트되어 형성되는 복수의 트위스트 블레이드로 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 일측에서 타측으로 갈수록 그 폭이 증가하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 복수의 판형 개별 트위스트 부재가 서로 연결되어 구성되며, 상기 개별 트위스트 부재는 각각 전단과 타단이 서로에 대하여 소정의 트위스트 각을 갖고 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 트위스트 부재의 단부에는 서로 이웃하는 트위스트 부재 중 적어도 하나에 서로 끼움 결합될 수 있는 결합홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류발생 부재는 일단부 또는 상기 서브 배기관의 일단부에 형성되는 배기가스 흐름의 변환 수단인 직선 판형 부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 직선 판형 부재에는 배압 관통공이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 개량형 차량용 머플러에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 차량의 튜닝에 관심이 많은 사용자의 요구에 맞는 머플러를 큰 비용 없이 용이하게 제작함과 동시에, 배기소음을 현저히 저감시킴과 동시에 차량의 배기가스의 배기력을 향상시키며, 발생된 배기가스가 엔진 내부에 정체되는 것을 방지하여 전체적인 엔진 출력을 높일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 차량의 배기계통을 통해 배출되는 배출가스의 배기 저항을 감소시킬 뿐만 아니라, 진동과 엔진소음 그리고 배기 공진음을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 엔진으로부터 발생한 배기가스가 배출되는 배기력(이송속도) 및 배기량을 향상시켜 전체적인 엔진 출력을 높임과 동시에, 배기가스에 혼합된 미세한 입자의 오염물질 등이 배출되는 과정에서 머플러의 내부 표면에 달라붙어 적층되는 것을 방지하며, 엔진 내부 열을 배기가스와 함께 빠르게 배출시키므로 엔진 온도를 낮추어 열에 의한 엔진 보호를 효율적으로 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 차량용 배기계통의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 머플러의 제1 실시 예의 조립되기 전의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 머플러의 제1 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러의 구성을 도시한 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고정 부재의 형태를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태 따른 고정 부재의 형태를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제1 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제2 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제3 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 제4 실시 형태의 와류발생 부재의 제4 실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제5 실시 형태가 서브 배기관에 적용된 경우를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제6 실시 형태를 도시한 구성도이다.
도 12 및 13은 각각 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제7 실시 형태를 도시한 분해 사시도 및 결합 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 개량형 차량용 머플러에서 차량의 주행 시에 배기 가스의 흐름 동작을 나타내는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러를 나타내는 구성도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 예의 개량형 차량용 머플러의 변형 예를 도시한 구성도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

이하 본 발명에 따른 개량형 차량용 머플러의 제1 실시 예를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러의 구성을 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러는, 메인 배기관(100); 상기 메인 배기관(100)의 내부에 구비되는 서브 배기관(110); 상기 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 간을 고정하며, 유체가 연통가능하도록 구성되는 고정 부재(120); 상기 서브 배기관(110) 내에 고정 설치되는 와류 발생 부재(130); 상기 메인 배기관(100)과 일정 거리 이격되어 둘러싸며, 양단은 메인 배기관(100)의 외면에 고정되는 내부 하우징(140); 상기 내부 하우징(140)과 일정 거리 이격되어 둘러싸며, 양단은 메인 배기관(100)의 외면에 고정되는 외부 하우징(150)을 포함하며, 상기 내부 하우징(140) 내측의 메인 배기관(100)에는 복수의 배기 관통공(101)이 형성되고, 상기 내부 하우징(140)에는 복수의 배기 관통공(141)이 형성되며, 상기 내부 하우징(140) 내부에는 흡음 부재(160)가 내장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부 하우징(140)과 외부 하우징(150) 사이의 배기 측 메인 배기관(100)에는 복수의 통기공(102)이 형성된다.

상기 복수의 통기공(102)은 제4 소음실(내부 하우징(140)과 외부 하우징(150) 사이의 공간)에 존재하는 배기가스를 흡입하여 배기용 배기관으로 출력하는 역할을 한다.

상기 메인 배기관(100)은 원형의 관 형태로 형성되고, 그 메인 배기관(100)을 기준으로 봤을 때 일단부가 배기계통의 배기 가스의 흐름 상 상류 측 배기관에 연결되고, 타단부는 배기계통의 배기 단부를 구성한다.

상기 메인 배기관(100)의 일단부에는 상류 측 배기관에 연결될 수 있는 체결 플랜지(103)가 형성될 수 있으며, 이 체결 플랜지는 상류 측 배기관에 형성되는 체결 플랜지(미도시)와 상호 협력하여 체결 볼트와 너트를 통해 체결될 수 있다. 여기에서, 상기 체결 플랜지(103)는 생략되고 용접 등에 의해 상류 측 배기관에 연결될 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 머플러는 가장 중심부에 서브 배기관(110)이 형성되고, 그 외측에 메인 배기관(110)이 형성되고, 메인 배기관(110)과 소정 거리 이격되어 내부 하우징(140)이 설치되고, 이 내부 하우징(140)과 소정 거리 이격되어 외부 하우징(150)이 설치되어 이루어지며, 이에 따라 서브 배기관(110) 내부에 제1 소음실이 형성되고, 서브 배기관(110)과 메인 배기관(100) 사이에 제2 소음실이 형성된다. 또한, 메인 배기관(100)과 내부 하우징(140) 사이에 제3 소음실이 형성되고, 내부 하우징(140)과 외부 하우징(150) 사이에 제4 소음실이 형성되는 4중관 형태로 구성되는 머플러로 이루어진다.

상기 서브 배기관(110)은 메인 배기관(110)과 같이 원형의 관 형태로 형성되고, 메인 배기관(110)의 직경과 길이보다 작게 형성되어 후술할 고정 부재(120)에 의해 메인 배기관(110)의 내측에 고정 설치된다.

상기 고정 부재(120)는 용접에 의해 형성된 용접 비드로 이루어질 수 있다.

한편으로, 상기 고정 부재(120)는 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이에 공간이 형성되고, 이 사이 공간을 통해 배기 가스가 원활하게 흐를 수 있는 형태로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고정 부재의 형태를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 형태 따른 고정 부재의 형태를 도시한 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시 형태의 고정 부재(120)는 단면 일자형의 판형 부재가 소정 각도 트위스트 되는 복수의 트위스트 블레이드로 이루어진다. 이러한 트위스트 블레이드는 서브 배기관(110)의 전장(全長)에 걸친 길이를 갖도록 구성되며, 서브 배기관(110)의 외연에 원주방향으로 소정 간격을 갖고 설치된다.

다음으로, 다른 실시 형태의 고정 부재(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 단면 일자형의 판형 편(piece)이 소정 각도 트위스트 되는 복수의 트위스트 편으로 형성되며, 서브 배기관(110)의 일단부와 타단부 중 적어도 하나의 단부에 형성된다.

이러한 실시 형태들의 고정 부재(120)는 그에 의해 생성되는 와류 형성 방향이 후술할 와류발생 부재(130)의 와류 형성 방향과 동일하도록 형성 및 설치된다.

상기 실시 형태들의 고정 부재(120)는 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 간을 고정하는 역할과 동시에, 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 유로를 통해 흐르는 흡입 공기(배기 가스)를 와류 형태로 흐르도록 하는 복합적 역할을 갖게 된다.

여기에서, 상기 실시 형태들의 고정 부재(120)는 그의 폭이 일측에서 타측으로 갈수록 증가하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간도 이에 맞도록 형성된다.

다음으로, 서브 배기관(110) 내에 설치되는 와류 발생 부재(130)에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제1 실시 형태를 도시한 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 와류발생 부재의(130)는 그 관 부재의 일단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 상류 측 단부)로부터 타단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 하류 측 단부)까지 단면 일자형의 판형 블레이드가 트위스트(twist)되어 형성되는 트위스트 블레이드(blade)로 이루어진다.

상기 와류발생 부재(130)는 도 6에 나타낸 바와 같이 하나의 판형 블레이드가 소정 각도 트위스트되어 양 폭의 단이 용접 등을 통해 서브 배기관(110)의 내연에 고정되게 설치된다.

여기에서, 제1 실시 형태의 와류발생 부재(130)에는 아래에서 상세히 설명할 흐름 변환 부재(131) 및 배압 관통공(132)을 더 구비할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제2 실시 형태를 도시한 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제2 실시 형태의 와류발생 부재(130)는 서브 배기관(110) 내측에 형성되며, 그 관 부재의 일단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 상류 측 단부)로부터 타단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 하류 측 단부)까지 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트(twist) 되고, 각 폭 단이 서브 배기관(110)의 내연에 고정되게 구성될 수 있다.

여기에서, 제2 실시 형태의 와류발생 부재(130)에는 아래에서 상세히 설명할 흐름 변환 부재(131) 및 배압 관통공(132)을 더 구비할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제3 실시 형태를 도시한 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 와류발생 부재(130)는 일단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 상류 측 단부)로부터 타단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 하류 측 단부)까지 단면 일자형 판형 부재가 트위스트 되어 형성되는 판형 트위스트부, 및 상기 판형 트위스트부 양단부 각각에 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트 되어 형성되는 십자형 트위스트부를 포함하여 구성되는 형태이다.

다시 말해서, 제3 실시 형태의 와류발생부재(130)는 양단부는 단면 십자형의 트위스트 블레이드로 형성되고, 양단부 사이 중앙부는 단면 일자형의 트위스트 블레이드 형성되는 형태이다.

여기에서, 제3 실시 형태의 와류발생 부재(130)에는 아래에서 상세히 설명할 흐름 변환 부재(131) 및 배압 관통공(132)을 더 구비할 수 있다.

다음으로, 도 9는 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 제4 실시 형태의 와류발생 부재의 제4 실시 형태를 도시한 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제4 실시 형태의 와류발생 부재(130)는 일단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 상류 측 단부)로부터 타단부(즉, 배기 가스의 흐름에 대한 하류 측 단부)까지 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트(twist) 되고, 길이방향 양단부 중 적어도 일단부의 중심은 가장자리부보다 전방으로 더 돌출되게 형성되는 형태이다. 상기 가장자리부 외연은 서브 배기관(110)의 내연에 고정되게 구성될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제5 실시 형태가 서브 배기관에 적용된 경우를 도시한 사시도이다.

상기 제5 실시 형태의 와류발생 부재(130)는 도 10에 도시한 바와 같이, 서브 배기관(110)의 내연으로부터 반경 방향 내측으로 소정 길이 연장되며, 길이방향으로 트위스트되어 형성되는 복수의 트위스트 블레이드로 구성될 수 있다.

상기 복수의 트위스트 블레이드는 원주 방향으로 일정 간격을 갖고 2개 이상, 바람직하게는 4개 설치된다. 상기 복수의 트위스트 블레이드는 판형 부재가 트위스트되어 형성된다.

도 11은 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제6 실시 형태를 도시한 구성도이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제6 실시 형태의 와류발생 부재(130)는 단면 일자형 또는 십자형의 판형 부재가 소정 각도 트위스트되고, 일측에서 타측으로 갈수록 그 폭이 증가하도록 구성된다. 이와 같은 제 6 실시 예의 와류발생 부재(130)의 경우에는, 일측으로 갈수록 폭이 커지는 와류발생 부재(130)가 고정되는 서브 배기관(110)도 이에 일치하여 그의 직경이 일측에서 타측으로 갈수록 증가하도록 형성된다.

제6 실시 형태와 같이 와류발생 부재(130)가 일측에서 타측으로 그 폭이 증가하게 형성되는 구성은 다른 실시 형태의 메인 와류발생 부재에도 적용할 수 있으며, 이에 따라 서브 배기관의 직경도 증가하게 구성된다.

한편, 도 12 및 도 13을 참조하여 또 다른 와류발생 부재에 대하여 설명한다. 도 12 및 13은 각각 본 발명에 따른 차량용 머플러를 구성하는 와류발생 부재의 제7 실시 형태를 도시한 분해 사시도 및 결합 사시도이다.

도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 제7 실시 예의 와류발생 부재(130)는 복수의 트위스트 부재(133)가 서로 연결되어 구성되며, 개별 트위스트 부재(133)는 각각 전단과 타단이 서로에 대하여 소정의 트위스트 각을 갖고 형성된다.

도면에 나타낸 바와 같이, 상기 복수의 트위스트 부재(133)의 단부에는 서로 이웃하는 트위스트 부재 중 적어도 하나에 서로 끼움 결합될 수 있는 결합홈(134)이 형성된다.

상기 결합홈(134)을 통해 서로 연결되는 복수의 트위스트 부재(133)는 서로 결합된 후 용접 등을 통해 고정될 수 있다. 또한, 상기 복수의 트위스트 부재(133)는 억지 끼움 방식으로 서로 결합될 수 있으며, 이에 더하여 용접 등을 통해 서로 견고히 고정될 수 있다.

상기 트위스트 부재(133)의 트위스트 각은 80°내지 110°의 범위인 것이 바람직하다.

상기 트위스트 부재(133)이 그 트위스트 부재(133)가 별개로 형성되어 서로 연결 고정되는 것을 설명하고 있지만, 도 13과 같은 형상을 갖도록 일체로 형성될 수 있다.

여기에서, 상기 트위스트 부재(133)에는 아래에서 상세히 설명할 흐름 변환 부재(131) 및 배압 관통공(132)을 더 구비할 수 있다.

다음으로, 상기 내부 하우징(140)은 메인 배기관(100)에 소정거리 이격되어 설치되는 원통형 형상으로서, 주연부 전단에 복수의 통기공(141)이 형성되어 압력상황에 따라서 제3 소음실에 존재하는 배기가스를 외부로 배출시키는 역할을 한다.

상기 외부 하우징(150)은 내부 하우징(140)에 소정거리 이격되어 설치되는 원통형 형상의 최외측 하우징, 즉 머플러를 구성하는 하우징이다.

그리고 상기 내부 하우징(140) 내측에 구비되는 흡음 부재(160)는 철 수세미와 같은 형태의 흡음 부재로 구성되어 이로 들어오는 배기 가스의 소음을 감소시킬 수 있다. 이와 같이 통기성 흡음부재(160)을 통해 머플러를 통과하는 배기가스의 소음은 저감되고, 전체적으로 차량의 배기 소음은 현저히 감소될 수 있다.

한편, 상기 와류 발생 부재(130)에 형성되는 흐름 변환 부재(131)는 와류 발생 부재들에 대한 도면(특히 도 6 및 도 7에 잘 나타냄)에 도시된 바와 같이, 와류 발생 부재(130)에 의한 배기가스의 와류 흐름을 직선 흐름으로 변환시키기 위한 부재이다.

상기 흐름 변환 부재(131)는 와류 발생 부재의 일단에 형성되는 판형 부재로 구성된다. 한편, 도면에서 흐름 변환 부재(131)는 와류 발생 부재의 일단에 형성되는 경우를 설명하고 있지만, 서브 배기관(110)의 배기가스 흐름의 하류 측 단부에서 그 서브 배기관(110)의 지름에 상응한 폭을 갖고 서브 배기관(110)의 중심을 지나는 판형 부재로 구성될 수 있다. 상기 설명 및 도면에서 흐름 변환 부재(131)는 와류 발생 부재(130)의 제작 시 일체로 형성되는 경우에 대해서 설명하고 있다.

이와 같이 형성되는 흐름 변환 부재인 판형 부재(131)는 와류 발생 부재(130)에 의해 그 말단부에서 배기가스 흐름의 회전이 끝날 때, 배기압력이 서브 배기관(110) 내벽 쪽으로 받는 것을 직선 판형 부재 쪽으로 분산시켜 배기가스 방향을 직선 방향으로 바꾸어 준다. 이에 따라 와류 발생 부재(130)의 말단부에서 서브 배기관(110)의 내벽 쪽으로 작용하는 배기압을 분산시킴으로써 배기관 진동 및 소음을 감소시키고 배기가스를 원활하게 배출할 수 있도록 한다.

한편, 흐름 변환 부재인 판형 부재(131)에는 배압 관통공(132)이 형성된다. 상기 배압 관통공(132)은 그 배압 관통공(132)을 통해 선형 판형 부재의 상측 및 하측에서의 배기가스의 압력을 균등하게 해 줌으로써 배기가스는 더욱 원활하게 배출될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 개량형 차량용 머플러에서 차량의 저속 및 고속(가속) 주행시에 배기 가스의 흐름 동작에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 본 발명에 따른 개량형 차량용 머플러에서 차량의 주행 시에 배기 가스의 흐름 동작을 나타내는 설명도이다.

운전자의 차량 조작에 의해 차량이 운행되는 경우, 배기 매니폴드에서 빠져나온 배기가스가 배기가스 유입용 배기관을 통해 메인 배기관(100) 내부로 입력되면, 배기가스의 대부분은 서브 배기관(110)으로 유입되어 와류 발생 부재(130)를 타고 회전하면서 통과하고, 또한 일부는 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통해 통과하게 된다.

특히, 서브 배기관(110)으로 유입되는 배기가스는 와류 발생 부재(130)의 날개를 타고 회전하면서 출력되므로 서브 배기관(110)를 통과하는 배기가스의 배기되는 속도가 빨라지게 되며, 결국 제1 소음실을 통과하는 배기가스의 배기되는 속도가 빨라지게 된다. 특히, 메인 배기관(110)과 서브 배기관(110) 사이의 고정 부재가 도 4 및 도 5와 같은 와류 발생 부재의 형태로 형성되는 경우에는 그 메인 배기관(110)과 서브 배기관(110) 사이를 통과하는 배기가스의 배기되는 속도도 빨라지게 된다.

여기에서, 와류 발생 부재(130)의 말단부에 형성된 흐름 변환 부재(131)인 판형 부재에 의해 배기 가스 흐름은 와류 흐름 형태에서 직선 흐름 형태로 변환되어 더욱 원활하게 배출이 진행된다.

이에 따라 악셀레이터를 밟는 초기에 엔진의 출력이 향상되어 저알피엠에서도 차량이 빠른 속도로 운행할 수 있게 된다.

이후, 도 14에 나타낸 바와 같이 배기가스의 유입량이 많아지면 서브 배기관(110)의 와류 발생 부재(130)와, 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통해 배기가스가 출력됨과 동시에, 메인 배기관(100)의 배기 관통공(101)과 내부 하우징(140)의 배기 관통공(141)을 통해 배기가스가 분출되어 제3 소음실 및 제4 소음실에도 배기가스가 차오르며, 이때 상기 제3 소음실에서 빠져나와 제4 소음실에 존재하는 배기가스는 메인 배기관(100)의 하류 측의 복수의 통기공(102)으로 입력되고, 와류 발생 부재(130)를 갖는 서브 배기관(110) 및 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통과한 배기가스와 동시에 출력되어 엔진의 출력이 용이하게 이루어지도록 조절된다.

상기 메인 배기관(100)이나 내부 하우징(140)에 배기 관통공(101, 141)을 형성하지 않은 경우, 배압 저항 때문에 고속에서 효율이 떨어지게 된다. 즉, 서브 배기관(110) 및 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통해 배출되는 배기가스가 한정되어 있기 때문에 초기 엔진출력은 좋으나, 일정속도 이상에서는 배기가스가 메인 배기관(100) 내부에 꽉 차게 되어 배압 저항이 발생하며 이 때문에 효율이 떨어질 수밖에 없으며, 이는 하류 측 배기관 측으로 빠져나오는 배기가스량이 한계가 있기 때문이다.

또한, 상기 메인 배기관(100)의 하류 측에 통기공(102)을 형성하지 않게 되면, 저 알피엠시에는 와류 발생 부재(130)를 갖는 서브 배기관(110) 및 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통해 배기가스가 안정적으로 출력하게 되나, 고 알피엠시에는 이들을 통과하는 배기가스 유속이 빨라짐으로 인하여 메인 배기관(100)의 배기가스 하류 측 입구에서 막힘 현상이 발생하고, 이로 인해 엔진출력이 떨어지고, 부밍음과 배기진동이 발생한다.

따라서, 저알피엠시에는 서브 배기관(110)의 와류 발생 부재(130) 및 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통해서만 주로 배기가스가 통과되어 제1 소음실과 제2 소음실에 존재하는 배기가스가 배출되고, 고알피엠시에는 이들을 통해 출력되는 배기가스가 한계를 넘어서면 배기가스가 넘쳐서 메인 배기관(100)의 배기 관통공(101)과 내부 하우징(140)의 배기 관통공(141)을 통해 제3 소음실 및 제4 소음실에 배기가스가 존재하며, 상기 배기가스는 메인 배기관(100)의 배기가스 하류 측에 형성된 통기공(102)을 통해 배출된다. 이에 따라 메인 배기관(100)의 배기가스 하류 측 입구에서의 배압 저항을 줄여줌과 동시에, 진동과 소음을 줄여주어 엔진효율을 극대화시키는 장점을 제공하게 된다.

이때 메인 배기관(100)의 하류 측 배기관 내부는 서브 배기관(110)의 와류 발생 부재(132) 및 메인 배기관(100)과 서브 배기관(110) 사이의 공간을 통과한 배기가스가 배출되며, 배출속도가 빠르기 때문에 벤튜리관 역할을 하게 되어 제4 소음실(내부 하우징(140)과 외부 하우징(150) 사이의 공간)에 존재하는 배기가스가 통기공(102)을 통해 메인 배기관(110)의 하류 측으로 유입되면서 외부로 배출된다.

이에 따라 메인 배기관(100)의 통기공(102)을 통해서도 배기가스의 배출이 이루어지도록 하여 엔진의 출력을 극대화할 수 있고 고알피엠에서도 충분히 차량의 속도를 유지할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 메인 배기관(110)과 내부 하우징(130) 사이에 통기성 흡음 부재(170)가 구비됨으로써, 배기가스의 소음은 더욱 현저히 감소될 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러를 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러를 나타내는 구성도이다.

구체적으로, 도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러는, 공통 하우징(200); 상기 공통 하우징(200)의 일단부 및 타단부 측에서 공통 하우징(200)의 내부를 각각 구획하도록 구비되는 전방 구획 부재(210)와 후방 구획 부재(220); 앞서 전술한 머플러에서 외부 하우징(150)만 생략한 구성과 동일한 구조이며 평행하게 설치되는 한 쌍의 서브 머플러 장치(230); 배기 가스의 상류측 배기관에 연통되게 연결되는 제1 단부(241)와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 서브 머플러 장치(230)의 각 흡인 배기관(상류 측 배기관)에 연결되는 제2 단부(242)를 갖는 분지 배기관(240); 및 배기 가스의 하류측 배기관에 연통되게 연결되는 제1 단부(251)와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 머플러 장치(230)의 각 배출 배기관에 연결되는 제2 단부(252)를 갖는 합류 배기관(250)을 포함한다.

상기 공통 하우징(200)은 한 쌍의 서브 머플러 장치(230) 모두를 둘러싸는 원통형으로 형성된다.

상기 전방 구획 부재(210)와 후방 구획 부재(220)에는 복수의 통기공(211, 221)이 형성된다. 그리고 상기 후방 구획 부재(220)와 공통 하우징(200) 사이에는 철 수세미 형태의 흡음 부재(240)가 구비된다.

또한, 상기 한 쌍의 서브 머플러 장치(230)를 구성하는 메인 배기관(100)의 배기가스 배출 측 단부, 즉 도 15에 도시된 바와 같이 내부 하우징(140)으로부터 외측으로 연장하는 메인 배기관(100)에는 복수의 통기공(102)가 형성된다. 다시 말해서, 상기 내부 하우징(140)과 상기 합류 배기관(250)의 제1 단부(251) 사이의 상기 메인 배기관(100)에는 복수의 통기공(102)이 형성된다.

상기 한 쌍의 서브 머플러 장치(230)는 앞서 설명한 제1 실시 예의 머플러에서 외부 하우징(150)을 생략한 구성과 동일한 구성이므로, 이외에 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략하며, 다른 부분에 대해서만 설명한다.

즉, 상기 한 쌍의 서브 머플러 장치(230)는 분지 배기관(240)에 연결되는 측의 각 흡인 배기관 내부에 앞서 설명한 실시 형태들의 와류 발생 부재(130a)가 구비된다.

상기 와류 발생 부재(130a)는 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 와류 발생 부재들이 채용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 배기가스가 흡입되는 서브 머플러 장치(230)의 상류 측 흡인 메인 배기관(100)에 와류 발생 부재(130a)를 구비함으로써 초기 머플러로 입력되는 배기가스의 흐름을 1차적으로 가속시킬 수 있어, 이어서 서브 배기관(110) 내에 설치되는 와류 발생 부재(130)에 의해 배기 가스의 흐름 속도를 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시 예의 서브 머플러 장치에서, 상기한 와류 발생 부재(130, 130a)는 각각 배기가스 흐름 방향이 서로 역방향이 되도록 설치되는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 하나의 서브 머플러 장치(230)의 메인 배기관(100)에 설치되는 와류 발생 부재(130a) 및 서브 배기관(110)에 설치되는 와류 발생 부재(130)의 와류 형성 방향이 시계방향으로 형성되게 설치되는 경우, 다른 하나의 서브 머플러 장치(230)의 메인 배기관과 서브 배기관에 설치되는 와류 발생 부재의 와류 형성 방향이 반시계 방향으로 형성되게 설치된다.

이와 같이 각 머플러 장치(230)에서의 와류 발생 부재(130, 130a)에 의한 배기가스의 흐름 방향이 서로 반대 방향으로 형성되어 각 머플러 장치를 통과하여 합류 배기관(250)의 합류 지점에서 합류될 때, 배기가스의 기류의 회전 방향이 반대 방향으로 되기 때문에 내압 저항이 현저히 줄어들게 된다.

이에 따라 액셀레이터를 밟는 초기에 엔진의 출력이 향상되어 저알피엠에서도 차량이 빠른 속도로 운행할 수 있게 된다.

여기에서, 서브 머플러 장치에서의 배기 가스 흐름 동작에 대한 설명은 앞서 설명된 제1 실시 예의 머플러에서의 배기가스 흐름 동작과 거의 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 차이점에 대해서만 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 실시 예에서 내부 하우징(140)을 통해 나온 배기가스는 외부 하우징(150) 내에 존재하는 대신에, 제2 실시 예에서는 공통 하우징(200) 내에 존재하게 되고, 여기에 존재하는 배기가스는 후방 구획부재(220)의 통기공(221)을 통해 입력되어 흡음 부재(240)에 의해 흡음되면서 메인 배기관(100)의 하류 측에 형성되는 통기공(102)을 통해 다시 메인 배기관(100)으로 입력될 수 있게 된다.

이와 같은 제2 실시 예에 따른 개량형 머플러는 와류 발생 부재의 와류 형성 방향이 서로 반대 방향으로 형성되어 합류 배기관의 합류 지점에서 합류될 때, 배기가스의 기류의 회전 방향이 역방향으로 되기 때문에 내압 저항이 현저히 줄어드는 작용 효과를 추가로 갖게 된다.

다음으로, 도 16을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 대해 설명한다. 도 16은 본 발명의 제2 실시 예의 개량형 차량용 머플러의 변형 예를 도시한 구성도이다. 앞서 설명한 제2 실시 예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 개량형 차량용 머플러의 변형 예는, 공통 하우징(200) 내에서 와류 발생 부재(130a)가 내부에 설치되는 측의 메인 배기관(100)에 복수의 통기공(105)이 형성되고, 다수의 관통공(261)이 형성된 중간 구획 부재(260)가 후방 구획 부재(220)의 전방에 더 추가된 형태이다.

이러한 변형 예의 경우에는 앞서 설명한 제2 실시 예의 효과에 더하여, 고알피엠에서 배기압이 클 경우 초기에 입력되는 배기가스는 메인 배기관(100)에 형성된 복수의 통기공(105)을 통해 외측으로 토출된 후 전방 구획부재(210)에 형성된 통기공(211)을 통해 하류 측의 공통 하우징(200)으로 유입되고, 서브 머플러 장치(230)에서 배출된 배기가스와 함께 다시 중간 구획부재(260)의 통기공(261)을 통과하면서 흡음되고, 다시 후방 구획부재(220)의 통기공(221)을 통해 빠져나와 후방 구획부재(220)와 공통 하우징(200) 사이에 있는 흡음 부재(240)에 의해 다시 흡음되면서 메인 배기관(100)의 통기공(102)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 변형 예는 추가 구성들을 통해 흡음 기능을 더 증대시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 개량형 머플러는, 흡음 성능을 현저히 증대시킴은 물론, 차량의 상태나 특성에 따라 최적의 머플러를 적용할 수 있고, 또한 차량의 튜닝에 관심이 많은 사용자의 요구에 맞는 머플러를 큰 비용 없이 용이하게 제작함과 동시에, 차량의 배기가스의 배기력을 향상시키며, 발생된 배기가스가 엔진 내부에 정체되는 것을 방지하여 전체적인 엔진 출력을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 차량의 배기계통을 통해 배출되는 배출가스의 배기 저항을 감소시킬 뿐만 아니라, 진동과 엔진소음 그리고 배기 공진음을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 엔진으로부터 발생한 배기가스가 배출되는 배기력(이송속도) 및 배기량을 향상시켜 전체적인 엔진 출력을 높임과 동시에, 배기가스에 혼합된 미세한 입자의 오염물질 등이 배출되는 과정에서 머플러의 내부 표면에 달라붙어 적층되는 것을 방지하며, 엔진 내부 열을 배기가스와 함께 빠르게 배출시키므로 엔진 온도를 낮추어 열에 의한 엔진 보호를 효율적으로 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 메인 배기관
101: 배기 관통공
102: 통기공
110: 서브 배기관
120: 고정 부재
130, 130: 와류 발생 부재
140: 내부 하우징
141: 배기 관통공
150: 외부 하우징
160: 흡음 부재
200: 공통 하우징
210, 220: 구획 부재
230: 서브 머플러 장치
240: 분지 배기관
250: 합류 배기관

Claims (21)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량의 배기계통에 설치되는 머플러에 있어서,
   공통 하우징;
   상기 공통 하우징 내에 평행하게 설치되는 한 쌍의 메인 배기관;
   상기 메인 배기관 각각의 내부에 구비되는 서브 배기관;
   상기 메인 배기관과 서브 배기관 간을 고정시키는 고정 부재;
   상기 서브 배기관 내에 설치되는 와류 발생 부재;
   상기 메인 배기관과 일정 거리 이격되어 둘러싸면서 양단은 상기 메인 배기관의 외면에 고정되는 내부 하우징;
   상기 배기계통의 상류측 배기관에 연결되는 제1 단부와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 메인 배기관의 흡입 측 배기관에 각각 연결되는 제2 단부를 갖는 분지 배기관; 및
   상기 배기계통의 하류측 배기관에 연결되는 제1 단부와, 상기 제1 단부로부터 분지되게 연장되어 상기 한 쌍의 메인 배기관의 배출 측 배기관에 각각 연결되는 제2 단부를 갖는 합류 배기관을 포함하고,
   상기 내부 하우징 내측의 메인 배기관에는 복수의 배기 관통공이 형성되고, 상기 내부 하우징에는 복수의 배기 관통공이 형성되며, 상기 내부 하우징과 메인 배기관 사이에는 흡음 부재가 구비되며,
   상기 공통 하우징의 일단부 및 타단부 측에서 공통 하우징의 내부를 각각 구획하는 전방 구획 부재와 후방 구획 부재를 더 포함하고,
   상기 전방 구획 부재와 후방 구획 부재에 복수의 통기공이 형성되고, 상기 후방 구획 부재와 공통 하우징 사이에 흡음 부재가 구비되는
   개량형 차량용 머플러.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 내부 하우징과 상기 합류 배기관의 제1 단부 사이의 상기 메인 배기관에는 복수의 통기공이 형성되는
   개량형 차량용 머플러.
   
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 분지 배기관에 연결되는 상류 측 상기 메인 배기관 내에는 와류 발생 부재가 더 구비되며, 상기 상류 측의 메인 배기관 내에 구비되는 와류 발생 부재와 상기 서브 배기관 내에 구비되는 와류 발생 부재는 와류 발생 방향이 동일하도록 구성되는
   개량형 차량용 머플러.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 한 쌍의 메인 배기관 중 하나의 메인 배기관에 구비되는 와류 발생 부재 및 상기 하나의 메인 배기관의 서브 배기관에 구비되는 와류 발생 부재는 다른 하나의 메인 배기관에 구비되는 와류 발생 부재 및 상기 다른 하나의 메인 배기관의 서브 배기관에 구비되는 와류 발생 부재와 배기가스 흐름 방향이 서로 역방향이 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는
   개량형 차량용 머플러.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 와류 발생 부재가 구비되는 메인 배기관에는 복수의 통기공이 형성되며, 상기 후방 구획 부재의 전방에는 다수의 관통공이 형성된 중간 구획 부재가 더 구비되는
   개량형 차량용 머플러.
   
9. 제3항에 있어서,
   상기 메인 배기관의 일단부에는 배기계통의 상류 측 배기관에 체결되는 체결 플랜지가 형성되는
   개량형 차량용 머플러.
   
10. 제3항에 있어서,
    상기 고정 부재는
    단면 일자형의 판형 부재가 소정 각도 트위스트 되고, 상기 서브 배기관의 원주 방향으로 간격을 갖고 형성되며, 상기 서브 배기관의 전장에 걸친 길이를 갖는 복수의 트위스트 블레이드로 구성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
11. 제3항에 있어서,
    상기 고정 부재는
    단면 일자형의 판형 편(piece)이 트위스트 되어 형성되고, 상기 서브 배기관의 일단부와 타단부 중 적어도 하나의 단부에 형성되는 복수의 트위스트 편으로 구성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
12. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는 일단부로부터 타단부까지 단면 일자형 또는 십자형의 판형 블레이드가 트위스트(twist)되어 형성되는 트위스트 블레이드(blade)로 이루어지는
    개량형 차량용 머플러.
    
13. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는
    일단부로부터 타단부까지 단면 일자형 판형 부재가 트위스트 되어 형성되는 판형 트위스트부, 및 상기 판형 트위스트부 양단부 각각에 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트 되어 형성되는 십자형 트위스트부로 구성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
14. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는
    일단부로부터 타단부까지 단면 십자형의 각 판형 블레이드가 트위스트(twist) 되고, 길이방향 양단부 중 적어도 일단부의 중심은 가장자리부보다 전방으로 더 돌출되게 형성되는
    개량형 차량용 머플러.
15. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는
    상기 내측 관 부재의 내연으로부터 반경 방향 내측으로 소정 길이 연장되며, 길이방향으로 트위스트되어 형성되는 복수의 트위스트 블레이드로 구성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
16. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는 일측에서 타측으로 갈수록 그 폭이 증가하도록 형성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
17. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는 복수의 판형 개별 트위스트 부재가 서로 연결되어 구성되며, 상기 개별 트위스트 부재는 각각 전단과 타단이 서로에 대하여 소정의 트위스트 각을 갖고 형성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 트위스트 부재의 단부에는 서로 이웃하는 트위스트 부재 중 적어도 하나에 서로 끼움 결합될 수 있는 결합홈이 형성되는
    개량형 차량용 머플러.
    
19. 제6항에 있어서,
    상기 와류발생 부재는 일단부에 형성되는 배기가스 흐름의 변환 수단인 직선 판형 부재를 구비하는
    개량형 차량용 머플러.
    
20. 제3항에 있어서,
    상기 서브 배기관은 일단부에 형성되는 배기가스 흐름의 변환 수단인 직선 판형 부재를 구비하는
    개량형 차량용 머플러.
    
21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 직선 판형 부재에는 배압 관통공이 형성되는
    개량형 차량용 머플러.

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