KR101708532B1 - 차량용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스 또는 압축공기가 통과하는 파이프의 입구부 및 출구부에 확관부를 형성하여 소음이 대폭 저감될 수 있도록 한 차량용 소음기에 관한 것이다.
본 발명은 본체부(11)와, 상기 본체부(11)의 양쪽 단부에 형성되면서 본체부(11)보다 직경이 작은 축관된 입구부(12)와 출구부(13)를 가지는 아웃터 하우징(10)과; 상기 아웃터 하우징(10)의 내부에 공간부(15)가 형성되도록 관통,결합되면서 입구부(21)와 출구부(22)의 사이에 상기 공간부(15)와 연통되는 절개공(20a)(20b)이 형성되는 파이프(20)와; 상기 파이프(20)의 입구부(21)와 출구부(22)에 각각 길이방향을 따라 간격을 두고 소음 저감이 이루어지도록 제 1,2확관부(21a)(22a)가 복수로 반복하여 형성되면서 주름부 또는 요철부의 구조를 가지는 제 1,2공명부(24)(26)를 포함하고,
상기 제 1,2공명부(24)(26)를 이루는 제 1,2확관부(21a)(22a)의 폭(W1)(W2)은 파이프(20)의 절개공(20a)(20b)의 폭(W3)(W4)보다 작게 형성되는 것이다.

Description

차량용 소음기{Muffler for Vehicle}

본 발명은 차량용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스 또는 압축공기가 통과하는 파이프의 입구부 및 출구부에 확관부를 형성하여 소음이 대폭 저감될 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 차량용 소음기(muffler)는 덕트나 파이프를 통과하는 소음은 줄이되, 통과하는 유동은 가급적 유지시키는 소음 장치를 뜻하며, 차량에서는 주로 배기관 또는 터보 과급기(turbo charger)의 급기관에 사용된다.

또한, 소음기는 주파수별로 요구하는 소음성능을 내어야 하고, 유동저항이 허용치 내로 되어야 하며, 유지보수의 용이성 및 적정한 가격 등의 조건을 만족하여야 한다.

이러한 소음기는 그 구조 및 기능에 따라 반사식, 간섭식, 간섭 반사 복합식, 흡수식, 흡수 반사 복합식, 공명식으로 크게 구분할 수 있는데, 반사식 소음기는 여러 칸의 공간을 연속 배열하고 각 공간을 형성하는 칸막이에 관통 파이프를 설치하여 맥동적인 배기가스의 진로를 수차례에 걸쳐 차단함으로써, 충격반사 작용에 의해 소음을 감쇄하도록 되어있다.

간섭 소음기는 배기관이 분기와 집합을 반복하는 구조를 가지고 있어 배기가스의 에너지를 약화시켜 소음제거를 하도록 되어 있으나, 소음관의 수가 많아서 부피가 커지므로 다소 비경제적이다.

간섭 반사 소음기는 여러개의 소음관과 칸막이된 공간을 통해 배기소음을 반사시키면서 동시에 집산을 반복시켜 감쇄시키도록 되어 있으며, 흡수 소음기는 여러개의 칸막이 공간, 부분 천공된 소음관, 다공성 흡음제로 구성되어 소음관에 천공된 구멍을 통해 칸막이 공간에 장입된 흡음제로 배기가스를 유입시켜 소음감쇄를 하도록 되어있다.

또한, 본 발명과 관련이 있는 공명식 소음기는 다분기된 공명기를 특정 주파수에 알맞은 치수와 형상으로 형성하여 헬름홀츠(helmholtz) 공명원리를 이용해 배기의 음량을 감소시키도록 되어 있다.

그리고, 차량에 구비된 터보 과급기(turbo-charger)는 배기가스의 운동에너지를 이용하여 터빈을 회전시키고, 터빈에 연결되어 연동하는 임펠러에 의해 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 가압된 상태 즉, 과급공기의 상태로 실린더로 유입된다.

한편, 임펠러가 내장된 압축기에서는 맥동(Pulsation)이 발생하며, 맥동은 압축기에서 냉각기로 연장된 급기관을 따라 전달되는데, 맥동은 냉각기의 하우징에서 증폭되어 소음이 더 커지게 된다.

이와 같이, 맥동에 의해 발생하는 소음을 감소시키기 위해서, 소음기가 압축기에서 냉각기로 연장되는 급기관에 설치한다.

종래의 소음기 구조의 일례를 도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 소음기 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합단면도이다.

종래의 소음기(1)는 아웃터 하우징(10)과, 이 아웃터 하우징(10)의 내부를 관통하는 파이프(20)로 이루어진 구조이다.

물론, 상기 소음기(1)의 양쪽 단부에는 연결관(30)(터보차저의 급기관 또는 차량 배기관)이 결합(용접 등에 의한 결합)된다.

상기 아웃터 하우징(10)은 본체부(11)와, 이 본체부(11)의 양쪽 단부에 각각 형성되는 입구부(12)와 출구부(13)를 포함하여 각각 연결관(30)에 결합되는 구조이다.

상기 입구부(12)와 출구부(13)는 본체부(11)에 비해 직경이 작은 축관된 구조를 가진다.

또한, 상기 파이프(20)는 입구부(21)와 출구부(22)의 사이이면서 하우징(10)의 내부에 위치하는 부분에 길이방향을 따라 간격을 두고 복수의 절개공(20a)(20b)이 형성된 구조를 가진다.

상기 아웃터 하우징(10)과 파이프(20)의 입구부(12)(21) 및 출구부(13)(22)는 밀접되게 결합된 구조를 가진다.

따라서, 상기 파이프(20)의 내부로 소음원 매체로서 배기가스가 통과하거나 또는 터보 과급기의 압축공기가 통과하는 경우, 파이프(20)의 입구부(21)와 출구부(22)가 단순하게 원통형으로 일정한 단면적을 가지도록 구성되어 있어, 소음원 매체(배기가스 또는 압축공기)가 파이프(20)의 통과시 소음 저감이 이루어지지 못하고, 다만 입구부(21)를 지나서 출구부(22)쪽으로 통과하는 과정에서 절개공(20a)(20b)에 의해 아웃터 하우징(10)과 이격되게 배치되어 형성되는 공간부(15)를 지나면서 소음 저감이 이루어진다.

따라서, 종래의 소음기에서는 소음 저감효과를 더욱 증대시키는 데에는 한계가 있었다.

대한민국 공개특허 제 10-1998-078638호(공개일 : 1998.11.16)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 파이프의 입구부와 출구부에 복수의 확관부를 형성하면서 주름부 또는 요철부 구조를 가지는 제 1,2공명부를 마련하여 소음저감효과가 더욱 증대될 수 있도록 한 차량용 소음기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 본체부와, 상기 본체부의 양쪽 단부에 형성되면서 본체부보다 직경이 작은 축관된 입구부와 출구부를 가지는 아웃터 하우징과; 상기 아웃터 하우징의 내부에 공간부가 형성되도록 관통,결합되면서 입구부와 출구부의 사이에 상기 공간부와 연통되는 절개공이 형성되는 파이프와; 상기 파이프의 입구부와 출구부에 각각 길이방향을 따라 간격을 두고 소음 저감이 이루어지도록 제 1,2확관부가 복수로 반복하여 형성되면서 주름부 또는 요철부의 구조를 가지는 제 1,2공명부를 포함하는 것이다.
상기 제 1,2공명부를 이루는 제 1,2확관부의 폭은 파이프의 절개공의 폭보다 작게 형성되는 구조를 가진다.
상기 제 1,2공명부에 각각 형성되는 제 1,2확관부내의 공간부의 크기는 아웃터 하우징과 파이프의 사이에 형성되는 공간부보다 작게 형성되는 구조를 가진다.

삭제

이와 같이, 본 발명은 소음기를 구성하는 파이프의 입구부와 출구부에 복수의 제 1,2확관부를 형성하면서 주름부 또는 요철부의 구조를 기지는 제 1,2공명부를 마련하여 소음원 매체가 파이프의 입구부를 통해 유입되어서 출구부를 통해 배출되는 과정에서 여러 차례에 걸쳐서 소음 저감이 이루어지므로, 소음기의 내부를 통과하는 배기가스 또는 압축공기에 의한 소음을 현저하게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소음저감을 위해서 추가적인 구성(예를 들어 이종 사이즈의 공명실 등)을 구비할 필요가 없어 소음기의 크기를 증가시키지 않고 소음저감 효과가 발휘되도록 할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 파이프의 양쪽 단부측에 주름부 또는 요철부 구조를 가지는 제 1,2공명부를 일체로 형성함으로써, 아웃터 하우징의 측면에서 삽입하여 결합하면 되므로, 조립이 매우 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 소음기 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소음기 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
도 4는 도 3의 결합 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소음기 구조를 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소음기(100)는 종래와 마찬가지로 아웃터 하우징(10)과 그 내부에 관통,결합되는 파이프(20)로 이루어진 구조이다.

물론, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소음기(100)의 양쪽 단부에는 연결관(30)(터보차저의 급기관 또는 차량 배기관)이 결합(용접 등에 의한 결합)된다.

상기 아웃터 하우징(10)은 본체부(11)와, 이 본체부(11)의 양쪽 단부에 각각 형성되는 입구부(12)와 출구부(13)를 포함한 구조이다.

상기 입구부(12)와 출구부(13)는 본체부(11)에 비해 직경이 작은 축관된 구조를 가진다.

또한, 상기 파이프(20)는 입구부(21)와 출구부(22) 사이이면서 하우징(10)의 내부에 위치하는 부분에 길이방향을 따라 간격을 두고 복수의 절개공(20a)(20b)이 형성된 구조를 가진다.

상기 아웃터 하우징(10)과 파이프(20)의 입구부(12)(21) 및 출구부(13)(22)는 밀접되게 결합된 구조를 가진다.

상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 소음기(100)는 금속재 또는 내열 플라스틱재로 구성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 파이프(20)의 입구부(21)와 출구부(22)에는 각각 간격을 두고 복수의 제 1,2확관부(21a)(22a)가 형성되는 제 1,2공명부(24)(26)가 마련된 구조를 가진다.

다시 말해서, 상기 제 1,2공명부(24)(26)는 파이프(20)의 양쪽 끝단부에 구비되고, 이러한 파이프(20)의 양쪽 끝단부에 해당하는 입구부(21)와 출구부(22)에 형성되는 제 1,2공명부(40)(50)는 각각 제 1확관부(21a)와 제 2확관부(22a)로 인해 주름부 또는 요철부와 같은 구조를 가진다.
또한, 상기 제 1,2확관부(21a)(22a)의 폭(W1)(W2) 및 이러한 제 1,2확관부(21a)(22a)내에 형성되는 공간부의 크기(단면적)는, 파이프(20)의 길이방향을 따라 형성되는 절개공(20a)(20b)의 폭(W3)(W4) 및 하우징(10)과 파이프(20) 사이에 형성되는 공간부(15)의 크기(단면적) 보다 작은(짧은) 사이즈로 형성되어서, 소음 저감 효과를 이룰 수 있다.
상기 제 1,2공명부(24)(26)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수 마련되는 제 1,2확관부(21a)(22a)는 소음 저감을 위한 공명실로서 역할을 담당할 수 있다.

따라서, 소음원 매체가 파이프(20)를 통과하는 경우, 다시 말해서 입구부(21)를 통과하는 과정에서 복수의 제 1확관부(21a)로 인해 좁은 면적에서 넓은 면적으로 교대로 이동하므로, 그 만큼 압력손실이 발생하여 음압 손실이 일어나게 되므로, 소음이 저감될 수 있는 것이다.
이처럼 1차로 입구부(21)에서 소음이 저감된 상태로 계속해서 파이프(20)의 절개공(20a)(20b)을 통해 아웃터 하우징(10)의 본체부(11)와 파이프(20)가 이격되어 형성되는 공간부(15)로 이동하여 2차로 소음 저감이 이루어진다.

삭제

더욱이, 소음원 매체가 파이프(20)의 출구부(22)를 통해 빠져나가는 과정에서, 출구부(22)에 복수의 제 2확관부(22a)가 형성되어 있어, 3차로 소음 저감효과가 나타남으로써, 결과적으로 종래에 비해 현저하게 소음이 저감될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소음 저감 효과를 증대시키기 위해서 별도의 구조(이종 사이즈의 공명실 등)를 마련하지 않고, 파이프(20)의 입구부(21)와 출구부(22)의 길이 방향을 따라 형성되는 복수의 제 1,2확관부(21a)(22a)를 통해 소음 저감이 가능하여, 소음기(100)의 크기를 증가시키지 않고 소음 저감이 가능하게 된다.
또한, 상기 복수의 제 1,2확관부(21a)(22a)는 파이프(20)의 양쪽 단부측에 일체로 형성되어 있으므로, 아웃터 하우징(10)의 측면에서 삽입 결합하여 소음 저감효과가 발휘되도록 함으로써, 종래의 구조를 크게 변경하지 않아 제작에 따른 비용 상승이 적으면서도 소음 저감효과는 상당히 향상될 수 있고, 또한, 조립이 매우 용이하게 이루어질 수 있어 소음기를 간편하게 제작할 수 있는 것이다.

이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

W1,W2,W3,W4 : 폭
1 : 소음기
10 : 아웃터 하우징
11 : 본체부
12 : 입구부
13 : 출구부
15 : 공간부
20 : 파이프
20a,20b : 절개공
21 : 입구부
21a : 제 1확관부
22a : 제 2확관부
22 : 출구부
24 : 제 1공명부
26 : 제 2공명부
30 : 연결관
100 : 소음기

Claims (3)

1. 본체부(11)와, 상기 본체부(11)의 양쪽 단부에 형성되면서 본체부(11)보다 직경이 작은 축관된 입구부(12)와 출구부(13)를 가지는 아웃터 하우징(10)과;
   상기 아웃터 하우징(10)의 내부에 공간부(15)가 형성되도록 관통,결합되면서 입구부(21)와 출구부(22)의 사이에 상기 공간부(15)와 연통되는 절개공(20a)(20b)이 형성되는 파이프(20)와;
   상기 파이프(20)의 입구부(21)와 출구부(22)에 각각 길이방향을 따라 간격을 두고 소음 저감이 이루어지도록 제 1,2확관부(21a)(22a)가 복수로 반복하여 형성되면서 주름부 또는 요철부의 구조를 가지는 제 1,2공명부(24)(26);
   를 포함하고,
   상기 제 1,2공명부(24)(26)를 이루는 제 1,2확관부(21a)(22a)의 폭(W1)(W2)은 파이프(20)의 절개공(20a)(20b)의 폭(W3)(W4)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 소음기.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1,2공명부(24)(26)에 각각 형성되는 제 1,2확관부(21a)(22a)내의 공간부의 크기는 아웃터 하우징(10)과 파이프(20)의 사이에 형성되는 공간부(15)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 소음기.

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