KR102127140B1 - The exaust fumes reduction device for internal combustion engine - Google Patents

The exaust fumes reduction device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
KR102127140B1
KR102127140B1 KR1020190103943A KR20190103943A KR102127140B1 KR 102127140 B1 KR102127140 B1 KR 102127140B1 KR 1020190103943 A KR1020190103943 A KR 1020190103943A KR 20190103943 A KR20190103943 A KR 20190103943A KR 102127140 B1 KR102127140 B1 KR 102127140B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
reduction device
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020190103943A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
홍금표
Original Assignee
홍금표
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 홍금표 filed Critical 홍금표
Priority to KR1020190103943A priority Critical patent/KR102127140B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102127140B1 publication Critical patent/KR102127140B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/086Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling having means to impart whirling motion to the gases
    • F01N1/088Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling having means to impart whirling motion to the gases using vanes arranged on gas flow path or gas flow tubes with tangentially directed apertures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/082Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of tailpipe, e.g. with means for mixing air with exhaust for exhaust cooling, dilution or evacuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/22Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

The present invention relates to an exhaust gas reduction device for a vehicle internal combustion engine, which reduces generation of exhaust gas and promotes improvement of the output and fuel efficiency by smoothing a discharge flow of the exhaust gas in a state of being added and mounted on the end of an exhaust line of a vehicle. The exhaust gas reduction device for a vehicle internal combustion engine, which smooths a discharge flow of exhaust gas by being mounted at the end of an exhaust port of a vehicle, comprises a housing tube and a vortex tube mounted inside the housing tube to allow exhaust gas to be spirally rotated and discharged. The housing tube includes a front body mounted on the end of an exhaust port of a vehicle and having an inlet of a predetermined diameter into which the exhaust gas is introduced, and a rear body having the diameter gradually decreasing to increase a rotational force of the exhaust gas passing through the inlet and the vortex tube. Also, the vortex tube has a front end to be welded and fixed at a predetermined position inside the front body of the housing tube, has a shape that the diameter thereof is decreasing toward a rear end from the front end, is formed with a plurality of vanes cut by a predetermined length from the rear end to the front end, and is inwardly and outwardly bent at a predetermined angle toward the rear end from the front end with respect to a cut portion of the vanes, such that the exhaust gas colliding with the vanes is rotated to increase a speed.

Description

내연기관용 매연저감장치{THE EXAUST FUMES REDUCTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}Smoke reduction device for internal combustion engines {THE EXAUST FUMES REDUCTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관용 매연저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박, 차량, 각종 산업용 기계 등에 사용되는 내연기관의 배기라인 종단에 부가장착된 상태로 배기가스의 배출 흐름을 원활하게 함으로써 매연의 발생을 줄이고 출력향상 및 연비개선을 도모할 수 있도록 한 내연기관용 매연저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a smoke reduction device for an internal combustion engine, and more specifically, to generate exhaust gas by smoothly discharging exhaust gas while being additionally attached to the end of the exhaust line of the internal combustion engine used in ships, vehicles, and various industrial machinery. The present invention relates to a smoke reduction device for an internal combustion engine that reduces power consumption and improves output and improves fuel efficiency.

현대사회에서 환경에 대한 관심은 상당히 높다. 최근의 일련의 미세먼지에 의한 환경문제가 대두되고 있어, 공기의 질에 대한 관심이 많아 지고 있다. 자동차나 선박이나 내연기관을 사용하는 산업용 기계의 경우, 내연기관이 노후화 된 경우 배기가스에 매연이 많이 포함되어 공해와 미세먼지를 발생시키는 대상으로 지목되고 있는 실정이다.In modern society, interest in the environment is quite high. As environmental problems caused by a series of fine dusts have recently emerged, interest in air quality has increased. In the case of industrial machines using automobiles, ships, or internal combustion engines, the exhaust gas contains a lot of soot when the internal combustion engine is aged, and is currently being targeted for generating pollution and fine dust.

따라서, 차량이나 선박 등 각종 내연기관의 개발에 있어서 배기소음과 배기가스 절감에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 온실가스 절감과 공해발생 유해요소의 발생을 억제하는 규정들을 더욱 강화하는 추세이다.Therefore, in the development of various internal combustion engines, such as vehicles and ships, research into exhaust noise and emission reduction is actively conducted, and the trend to further strengthen regulations to reduce greenhouse gas emissions and suppress the occurrence of harmful elements of pollution.

한편, 내연기관을 이용하는 장치는 주지된 바와 같이, 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정(four cycle)에 의해 동력을 얻게 되는데, 상기 행정들 중의 공기(흡, 배기) 흐름을 살펴보면 흡입과정에서는 에어크리너(air cleaner), 스로틀밸브(throttle valve) 등을 통과할 때는 비교적 커다란 저항없이 유입이 이루어진다.On the other hand, as is well known, an apparatus using an internal combustion engine obtains power by four cycles of suction, compression, explosion, and exhaust. Looking at the flow of air (intake, exhaust) in the strokes, When passing through an air cleaner, throttle valve, etc., inflow is made without relatively large resistance.

그러나, 배기과정에서는 배기매니폴드(exhaust manifold), 촉매를 이용하는 공기정화장치 및 상기 머플러의 테일파이프(Tailpipe / 배기관) 등을 통해 외부로 배출되므로 배기 흐름에 상당한 저항이 발생하게 된다.However, in the exhaust process, since it is discharged to the outside through an exhaust manifold, an air purifier using a catalyst, and the tailpipe (exhaust pipe) of the muffler, considerable resistance to exhaust flow is generated.

또한, 내연기관의 실린더에서 소음기의 테일파이프까지 배출되는 과정에서 배기매니폴드에서는 내연기관의 4행정 중에 흡기밸브와 배기밸브가 순간적으로 동시에 개방되는 이른바 밸브오버랩(valve overlap)이 발생하는 시기가 있고, 이 과정에서 배출되던 가스가 실린더 내로 재유입되는 현상이 발생하면서 순간적으로 배기매니폴드 내에는 진공상태가 형성되며, 이로 인하여 배기가스 배출을 방해하는 1차 배기압이 형성된다.Also, in the process of discharging from the cylinder of the internal combustion engine to the tail pipe of the silencer, there is a period of so-called valve overlap in which the intake valve and the exhaust valve are instantaneously opened simultaneously during the four strokes of the internal combustion engine in the exhaust manifold. In this process, a vacuum state is formed in the exhaust manifold instantaneously as the gas discharged in the process re-introduces into the cylinder, thereby forming a primary exhaust pressure that hinders exhaust gas emission.

그리고, 공기정화기인 삼차원 촉매장치에서는 허니컴(honeycomb) 형태의 배기가스 정화기의 미세한 통기공을 경유하면서 배기가스의 유속이 현저하게 줄어들게 되어 2차 배기압이 형성되며, 소음기에 유입되면 다단으로 구획된 칸막이를 돌아 흡음될 때 3차 배기압이 형성된다.In addition, in the three-dimensional catalyst device, which is an air purifier, the flow rate of the exhaust gas is significantly reduced while passing through the fine air holes of the honeycomb type exhaust gas purifier, thereby forming a secondary exhaust pressure. When absorbing sound around the partition, a third exhaust pressure is formed.

이러한 배기과정의 저항으로 인하여, 내연기관의 연소가스가 원활히 배출되지 못하므로 출력의 약 20∼25%가 감소되는 폐단이 있다. 따라서, 상기 배기가스를 원활하게 배출시키는 것만으로도 내연기관의 출력향상과 연비개선이 가능할 수 있다.Due to the resistance of the exhaust process, the combustion gas of the internal combustion engine cannot be discharged smoothly, so there is a closed end in which the output is reduced by about 20 to 25%. Therefore, it is possible to improve the output of the internal combustion engine and improve fuel efficiency by simply discharging the exhaust gas smoothly.

이러한 제반 문제점을 다소나마 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 제10-2016-0118096호에서는, 내연기관용 와류기는 내연기관에 연통되는 제1하우징과, 상기 제1하우징의 내측으로 위치되며 중앙으로 제1중앙홀이 형성되는 제1중앙통로부와, 상기 제1하우징과 제1중앙통로부의 사이에 위치되어 제1하우징과 제1중앙통로부에 연결되며 하나 이상으로 형성되는 제1고정와류팬으로 구성된 제1와류부와, 상기 제1와류부에 형성된 제1하우징의 내측으로 열을 통해 억지끼움방식으로 결합되는 제2하우징과, 상기 제2하우징의 내측으로 위치되며 중앙으로 제2중앙홀이 형성되는 제2중앙통로부와, 상기 제2하우징과 제2중앙통로부의 사이에 위치되어 제2하우징과 제2중앙통로부에 연결되며 하나 이상으로 형성되는 제2고정와류팬으로 구성된 제2와류부로 형성되되, 상기 제1와류부의 후면으로 제2와류부의 후면이 결합되고, 제1와류부에 형성된 제1고정와류팬과 제2와류부에 형성된 제2고정와류팬이 서로 엇갈리게 배열되면서 결합되도록 이루어진다. 상기 내연기관용 와류기는 와류팬의 구조와 와류팬과 중앙통로부가 차지하는 면적이 넓어서 배기가스의 배출시의 압력강하로 인하여 배출가스의 원만한 와류형성이 어려워질 문제점이 있다.In order to solve some of these problems somewhat, in Korean Patent Publication No. 10-2016-0118096, the vortex for an internal combustion engine is located inside the first housing and the first housing communicating with the internal combustion engine, and centrally located in the first center. The first central passage portion where the hole is formed, and the first housing and the first central passage portion are located between the first housing and the first central passage portion and are formed of one or more first fixed vortex fans. A first vortex portion, a second housing coupled to the inside of the first housing formed in the first vortex portion through a forced fit through heat, and positioned inside the second housing and having a second central hole in the center It is formed between the second central passage part and the second housing part which is located between the second housing and the second central passage part and is connected to the second housing and the second central passage part and is formed by one or more second fixed vortex fans. However, the rear surface of the second vortex unit is coupled to the rear surface of the first vortex unit, and the first fixed vortex fan formed in the first vortex unit and the second fixed vortex fan formed in the second vortex unit are arranged to be staggered to each other. Since the vortex fan for the internal combustion engine has a large vortex fan structure and a large area occupied by the vortex fan and the central passage, there is a problem that smooth vortex formation of the exhaust gas is difficult due to a pressure drop when the exhaust gas is discharged.

등록특허 제10-1952142호는 다중 회오리 바람 생성이 가능하도록 케이스가 구비된 와류 발생기로서, 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업용 기계 내연기관의 내에 공기 와류발생기를 설치하여 흡배기 되는 공기를 와류로 만들어 공기의 흐름을 고속으로 유도하여 흡배기효율을 높일 수 있는 다중회오리 바람 생성이 가능한 와류 발생기는, 내연기관에 흡입되는 공기가 와류를 형성하도록 흡기관 내부에 공기의 흐름방향으로 형성되는 몸통부와 상기 몸통부의 외주면에 복수개 결합되는 날개부로 형성되어진 와류 발생기로서, 상기 몸통부는 중공의 원통형 또는 중공의 다각기둥이며, 상기 몸통부의 외주면에 몸통부의 길이방향으로 복수개의 장공의 결합홈이 형성되되, 상기 장공의 결합홈은 상기 몸통부의 길이방향에 대해 경사지게 형성되며 상기 날개부는 상기 장공의 결합홈에 결합되는 일측단과 상기 장공의 결합홈에 결합되는 않는 타측단으로 형성되며, 상기 몸통부를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 감싸도록 형성된다. 상기 와류 발생기도 날개부 등이 차지하는 면적이 크기 때문에 배출되는 배기가스에 작용하는 압력이 커질 수 있다는 문제점이 있다.Patent No. 10-1952142 is a vortex generator equipped with a case to enable the generation of multiple whirlwinds. An air vortex generator is installed in the internal combustion engines of automobiles, aircraft, ships, and various industrial machines to make the air that is intake and exhaust into a vortex. A vortex generator capable of generating a multi-torn wind capable of inducing and exhausting the flow of air at a high speed, the body and the body formed in the flow direction of the air inside the intake pipe so that the air sucked into the internal combustion engine forms a vortex. As a vortex generator formed of a plurality of wing portions coupled to the outer circumferential surface of the part, the body portion is a hollow cylindrical or hollow polygonal column, and a coupling groove of a plurality of long holes is formed in the longitudinal direction of the body portion on the outer circumferential surface of the body portion, The coupling groove is formed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the body portion, and the wing portion is formed by one end coupled to the coupling groove of the long hole and the other end not coupled to the coupling groove of the long hole, and the body portion is clockwise or counterclockwise. It is formed to wrap. Since the vortex generator also has a large area occupied by the wing portion, there is a problem that the pressure acting on the exhaust gas discharged may be increased.

또한, 종래의 기술들에 형성된 배기가스의 원활한 배출을 위해 와류관을 사용하고 있는데, 와류관의 형상에 따른 배기가스의 압력강하로 인한 소음이 발생하거나, 와류관에 의한 2차 배압이 발생하면서 배기가스의 원활한 흐름을 방해하는 등의 문제점이 있었다.In addition, a vortex pipe is used for smooth discharge of the exhaust gas formed in the prior art, while noise due to pressure drop of the exhaust gas according to the shape of the vortex pipe occurs, or secondary back pressure caused by the vortex pipe occurs. There was a problem such as obstructing the smooth flow of exhaust gas.

또한, 배기가스가 원활하게 배출되지 못함으로 인해서, 매연발생이 증가함과 아울러 내연기관의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, because the exhaust gas is not discharged smoothly, there is a problem in that the generation of soot increases and the efficiency of the internal combustion engine decreases.

등록특허공보 제10-1882834호(2018.08.23. 등록)Registered Patent Publication No. 10-1882834 (Registration on August 23, 2018) 등록특허공보 제10-1942753호(2019.01.22. 등록)Registered Patent Publication No. 10-1942753 (registered on January 22, 2019) 등록특허공보 제10-1952142호(2019.02.20. 등록)Registered Patent Publication No. 10-1952142 (registered on February 20, 2019) 등록특허공보 제10-1950664호(2019.02.14. 등록)Registered Patent Publication No. 10-1950664 (registered on February 14, 2019)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내연기관의 배기가스 배출구를 통해 배출되는 배기가스 배출을 원활하게 함으로써, 배기가스의 배기 중에 발생되는 매연을 감소시킬 수 있는 내연기관용 매연저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by smoothing the exhaust gas discharged through the exhaust gas outlet of the internal combustion engine, soot reduction device for internal combustion engines that can reduce the smoke generated during the exhaust of the exhaust gas It aims to provide.

또한 본 발명은, 배출구로 배출되는 배기가스가 나선형으로 회전되면서 배출되도록 하여 배기가스의 배출속도를 증대시켜, 밸브의 오브랩으로 발생하는 배기가스의 엔진 재유입을 방지함으로써, 내연기관의 출력향상과 연비효율을 증가시킬 수 있는 내연기관의 매연저감장치를 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention increases the output speed of the internal combustion engine by preventing the engine from re-entering the exhaust gas generated by the valve's orb by increasing the exhaust gas discharge rate by allowing the exhaust gas discharged to the outlet to be discharged while rotating in a spiral. It is an object of the present invention to provide a smoke reduction device for an internal combustion engine that can increase fuel efficiency.

또한, 본 발명은 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 배출을 원활하게 함으로써, 배기가스의 지연 배출로 인한 매연 발생을 저감시킬 수 있는 내연기관용 매연저감장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention is to provide a smoke reduction device for an internal combustion engine that can reduce the generation of soot due to delayed discharge of exhaust gas by smoothly discharging exhaust gas discharged through the exhaust pipe.

본 발명의 또 다른 목적은, 배기가스가 벤츄리관을 통과한 후 베인을 통과하면서 와류관의 직경이 다시 줄어듦에 따른 압력강하로 인하여 발생하는 소음을 방지할 수 있는 내연기관용 매연저감장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a smoke reduction device for an internal combustion engine that can prevent noise generated due to a pressure drop due to a reduction in the diameter of the vortex pipe while the exhaust gas passes through the vane after passing through the venturi pipe. have.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내연기관의 배기구 종단에 장착되어 배기가스의 배출흐름을 원활하게 하기 위한 내연기관용 매연저감장치에 있어서, 상기 매연저감장치는, 하우징관과 하우징관 내부에 장착되어 배기가스가 나선형으로 회전하며 배출될 수 있도록 하기 위한 와류관으로 구성되고, 상기 하우징관은, 차량의 배기구 종단에 장착되어 배기가스가 내부로 유입되는 일정직경의 유입구를 가진 전방몸체와, 상기 유입구와 와류관을 통과한 배기가스의 회전력을 유지할 수 있도록 직경이 점차적으로 감소되고 후단에 배출구가 형성되는 후방몸체로 구성되고, 상기 와류관은, 상기 하우징관의 전방몸체 내측 소정위치에 용접고정되고 후방으로 일정길이 연장되어 배기유입구를 형성하는 유입구부와, 상기 유입구부의 후방에 축관되어 형성되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부의 후방에서 다시 확관형성되어 상기 전방몸체의 내주면에 외주면이 접촉되고 후단으로 갈수록 직경이 좁아지는 형태의 배출구부를 이루며, 상기 배출구부는 후단에서 전방측으로 일정길이 절개된 다수의 베인을 형성하고, 상기 베인의 절개부위를 기준으로 상기 베인의 선단에서 상기 베인의 후단으로 갈수록 내외측으로 일정각도 절곡되어, 상기 베인에 부딪히는 배기가스가 회전하면서 속도가 증가되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is mounted on the end of the exhaust port of the internal combustion engine, a smoke reduction device for an internal combustion engine for smoothing the exhaust gas discharge flow, wherein the smoke reduction device includes a housing tube and a housing tube inside. Equipped with a vortex tube for allowing the exhaust gas to be rotated and discharged in a spiral, the housing tube is mounted at the end of the exhaust port of the vehicle and has a front body having an inlet of a certain diameter through which the exhaust gas flows, It consists of a rear body whose diameter is gradually reduced and an outlet is formed at the rear end so as to maintain the rotational force of the exhaust gas passing through the inlet and the vortex pipe, and the vortex pipe is welded to a predetermined position inside the front body of the housing pipe. Fixed and extended a certain length to the rear to form an exhaust inlet, a venturi formed to be axially formed at the rear of the inlet, and to be expanded again from the rear of the venturi, the outer circumferential surface is in contact with the inner circumferential surface of the front body and the rear end Forming a discharge outlet portion of a diameter that narrows as it goes toward, the discharge portion forms a plurality of vanes cut in a certain length from the rear end to the front, and based on the incision of the vane from the tip of the vane to the rear end of the vane. It is bent at a certain angle to the side, it provides a smoke reduction device for an internal combustion engine, characterized in that the speed increases while the exhaust gas hitting the vane rotates.

본 발명에서 하우징관의 길이는 80㎜ ~ 200㎜인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the length of the housing tube is characterized by being 80 mm to 200 mm.

본 발명에서 베인의 길이는, 20㎜ ~ 50㎜에 해당하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the length of the vane is characterized by corresponding to 20 mm to 50 mm.

본 발명에서 베인의 갯수는, 6 내지 10개로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the number of vanes is characterized by being formed from 6 to 10.

본 발명에서 베인의 선단과 후단이 이루는 각(θ1)은 10°~ 20°로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the angle (θ 1 ) formed between the front end and the rear end of the vane is characterized by being formed at 10° to 20°.

본 발명에서 전방몸체를 기준으로 상기 후방몸체의 말단의 접선각(θ2)은 20 ~ 25°로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the tangential angle (θ 2 ) of the end of the rear body based on the front body is characterized in that it is formed at 20 to 25°.

본 발명에서 베인의 비틀림 각(θ)은 20 ~ 40°로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the torsion angle (θ) of the vane is characterized by being formed to 20 ~ 40 °.

본 발명에서 베인의 전단 주변의 하우징관 전방몸체 소정위치에는, 와류관을 통과함에 따른 압력강하로 인한 소음을 방지하기 위한 외기유입홀이 방사상으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in a predetermined position of the front body of the housing pipe around the front end of the vane, a plurality of external air inlet holes are formed radially to prevent noise due to pressure drop as it passes through the vortex pipe.

본 발명에서 벤츄리부의 내경과, 베인 후단의 평균 직경과 배출구의 내경은 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the inner diameter of the venturi portion, the average diameter of the rear end of the vane, and the inner diameter of the outlet are formed to be the same as each other.

본 발명의 내연기관용 매연저감장치는, 내연기관의 배기가스 배출구를 통해 외부로 배출되는 배기가스가 나선형 와류를 일으키며 신속히 배출되도록 함으로써, 배기 속도를 증가시켜 배기가스의 배출 능력을 증가시키는 효과를 가진다.The exhaust gas reduction device for an internal combustion engine of the present invention has an effect of increasing exhaust speed by increasing exhaust speed by causing exhaust gas discharged to the outside through the exhaust gas outlet of the internal combustion engine to be rapidly discharged. .

또한, 본 발명의 내연기관용 매연저감장치는, 배기가 신속하게 이루어지기 때문에 배기가스의 배출효율이 증가됨과 아울러, 배기가스의 배출 지연으로 인한 매연발생을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the exhaust gas reduction device for an internal combustion engine of the present invention has an advantage of increasing exhaust gas emission efficiency and reducing exhaust emission due to exhaust gas emission delay because exhaust gas is rapidly generated.

또한, 본 발명의 내연기관용 매연저감장치는, 하우징관에 외기유입홀이 형성되어 있기 때문에 배기가스가 와류관을 통과하면서 압력강하로 인한 소음이 발생하지 않는다는 장점을 가진다.In addition, the smoke reduction device for an internal combustion engine of the present invention has an advantage that no noise is generated due to a pressure drop while the exhaust gas passes through the vortex pipe because an outside air inlet hole is formed in the housing pipe.

도 1은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 와류관의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 와류관의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 절단면도.
도 5는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 베인의 비틀림각을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 하우징관과 와류관을 통한 배기가스 배출흐름의 작용관계를 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치를 차량에 장착한 것을 도시한 상태도.
1 is a perspective view of a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view of a vortex pipe of a vehicle smoke reduction device for an internal combustion engine according to the present invention.
Figure 3 is a plan view of the vortex pipe of the exhaust gas reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention.
Figure 4 is a cut-away view of the exhaust reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the torsional angle of the vane of the vehicle internal combustion engine exhaust reduction device according to the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing the working relationship of the exhaust gas discharge flow through the housing pipe and the vortex pipe of the vehicle internal combustion engine exhaust reduction device according to the present invention.
7 is a state diagram showing that the vehicle is equipped with a vehicle exhaust reduction device for an internal combustion engine according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention. First, it should be noted that in adding reference numerals to components of the drawings, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 와류관의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 와류관의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 절단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 베인의 비틀림각을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치의 하우징관과 와류관을 통한 배기가스 배출흐름의 작용관계를 나타낸 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치를 차량에 장착한 것을 도시한 상태도이다.1 is a perspective view of a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a vortex tube of a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 3 is a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention Is a plan view of the vortex pipe, FIG. 4 is a cutaway view of a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a twist angle of a vane of a smoke reduction device for a vehicle internal combustion engine according to the present invention, FIG. 6 is a flow chart showing the working relationship of the exhaust gas discharge flow through the housing pipe and the vortex pipe of the vehicle internal combustion engine exhaust reduction device according to the present invention, Figure 7 is a vehicle internal combustion engine exhaust reduction device mounted on the vehicle It is a state diagram showing things.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 내연기관용 매연저감장치(1)는, 차량(2)의 머플러 종단 테일파이프(2-1)에 연계장착된 상태로 배기가스가 유입되어 배출되는 하우징관(10)과, 하우징관(10) 내부에 장착되며 상기 하우징관(10)을 통과하는 배기가스가 와류를 일으키며 배출될 수 있도록 하는 와류관(20)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the exhaust reduction device 1 for a vehicle internal combustion engine according to the present invention is discharged by exhaust gas flowing in a state attached to a muffler end tail pipe 2-1 of the vehicle 2 It is configured to include a housing tube 10 and a vortex tube 20 mounted inside the housing tube 10 and allowing exhaust gas passing through the housing tube 10 to cause vortices and be discharged.

하우징관(10)은, 도 7에서 예시로 도시한 자동차(2)의 테일파이프(2-1) 종단에서 배기가스의 배출흐름이 효율적으로 진행될 수 있도록 하기 위한 수단으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 내연기관의 4행정 중 배기행정에 의해 테일파이프(2-1)를 통해 외부로 배출되는 배기가스의 이동 흐름이 완료되는 배출관으로서, 상기 테일파이프(2-1)와 접속되는 유입구(13)가 선단에 형성되고 일정거리까지 일정한 직경을 가지는 전방몸체(11)와, 전방몸체(11)의 후단으로부터 배출구(14)를 형성하는 종단으로 가면서 점차적으로 직경이 감소되는 후방몸체(15)를 가진다. 유입구(13) 측에는 테일파이프(2-1)에 장착할 수 있도록 볼트홀(12)이 더 형성된다. 하우징관(10)을 장착하는 경우에는, 하우징관(10)이 테일파이프 내부에 삽입되는 경우 테일파이프의 직경보다 작은 일정한 직경을 가지도록 형성되며, 하우징관(10)이 테일파이프 외부에 삽입되는 경우는 외부에 삽입될 수 있도록 체결부위에서 직경이 테일파이프의 외부 직경과 같거나 크게 형성됨이 바람직하다.The housing pipe 10 is a means for allowing the exhaust flow of the exhaust gas to efficiently flow from the tail pipe 2-1 end of the automobile 2 shown as an example in FIG. 7, as shown in FIG. 1. Likewise, as an exhaust pipe through which the movement flow of exhaust gas discharged to the outside through the tail pipe 2-1 by the exhaust stroke of the four strokes of the internal combustion engine is completed, an inlet 13 connected to the tail pipe 2-1 ) Is formed at the front end and has a constant diameter up to a certain distance, and the rear body 15 is gradually reduced in diameter as it goes from the rear end of the front body 11 to the end forming the outlet 14. Have On the inlet 13 side, a bolt hole 12 is further formed to be mounted on the tail pipe 2-1. When mounting the housing tube 10, the housing tube 10 is formed to have a constant diameter smaller than the diameter of the tail pipe when inserted into the tail pipe, the housing tube 10 is inserted outside the tail pipe In the case, it is preferable that the diameter of the fastening portion is formed equal to or larger than the outer diameter of the tail pipe so that it can be inserted outside.

구체적으로 하우징관(10)은, 전방몸체(11)와 후방몸체(15)로 구성되며, 전방몸체(11)의 전단에는 유입구(13)가 형성되어 배기가스가 유입되고, 후방몸체(15)의 후단에는 배출구(14)가 형성되어, 배기가스가 나선형 와류를 형성하도록 한다. 그리고, 전방몸체(11)의 유입구측 체결부위에 형성되는 다수의 체결홀(12)로 구성된다. 또한, 와류관(20)의 주변 전방몸체(11)에는 와류관(20)을 통과하면서 발생하는 압력강하로 인하여 소음이 발생할 수 있는데, 이러한 소음을 방지하거나 줄이기 위해 외기 유입홀(16)이 더 형성될 수 있다. 즉, 외기 유입홀(16)은 와류관(20)의 베인(24) 전단 주변에 방사상으로 형성된다.Specifically, the housing tube 10 is composed of a front body 11 and a rear body 15, an inlet 13 is formed at the front end of the front body 11, the exhaust gas is introduced, and the rear body 15 At the rear end of the outlet 14 is formed, so that the exhaust gas forms a spiral vortex. And, it is composed of a plurality of fastening holes 12 formed in the fastening portion on the inlet side of the front body (11). In addition, noise may be generated in the peripheral front body 11 of the vortex pipe 20 due to the pressure drop generated while passing through the vortex pipe 20, and the outside air inlet hole 16 is further prevented or reduced. Can be formed. That is, the outside air inlet hole 16 is formed radially around the front end of the vane 24 of the vortex pipe 20.

와류관(20)은, 하우징관(10)을 통해 배출되는 배기가스가 나선형으로 회전하면서 배출되도록 하는 배기가스의 유속을 제어하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기가스의 배출흐름이 나선형 와류를 형성하면서 속도가 증가되도록 벤츄리관의 형태를 가지도록 구성된다. 구체적으로 와류관(20)은, 하우징관(10)의 전방몸체(11) 내측 소정위치에 용접고정되고 후방으로 일정길이 연장되어 배기유입구를 형성하는 유입구부(21)와, 유입구부(21)의 후방에 축관되어 형성되는 벤츄리부(22)와, 벤츄리부(22)의 후방에서 다시 확관형성되어 전방몸체(11)의 내주면에 외주면이 접촉되고 후단으로 갈수록 직경이 좁아지는 형태의 배출구부(23)로 구성된다. 배출구부(23)에는 후단에서 전방측으로 일정길이 절개된 다수의 베인(24)을 형성하고, 베인(24)의 절개부위를 기준으로 베인(24)의 선단에서 후단으로 갈수록 내외측으로 일정각도 절곡되어, 베인(24)에 부딪히는 배기가스가 나선형으로 회전하면서 속도가 증가되어 배출되도록 구성된다. 와류관(20)은 나선형 와류를 형성하기 위해 베인(21)을 형성하는데, 배기가스가 베인(24)에 부딪히고 배출되므로 배기가스는 나선형으로 회전하면서 배출될 수밖에 없다. 또한, 와류관(20)은 배출되는 배기가스의 속도를 증가시키기 위해 벤츄리부(22)를 형성하여 1차적으로 와류관을 통과하는 배기가스의 속도를 증가시키고, 벤츄리부(22)를 통과한 후에 다시 배출구부(23)를 통과하면서 속도가 증가됨과 아울러 베인(24)에 부딪히면서 나선형으로 회전하여 배출된다. 즉, 벤츄리부(22)와 배출구부(23)를 통과하는 경우, 직경이 점차적으로 작아지기 때문에 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)에 따라 배기가스의 배출 속도를 증가시키면서 와류로 배출되고, 그에 따라 배기가스의 배출이 증가되고, 또한 배기가스의 원활한 배출에 의한 연비효율을 증대를 가져올 수 있다. 즉, 배기가스의 배출이 원활하게 이루어지도록 하여, 배기가스가 엔진내부로 역류하는 것을 방지할 수 있어서 연비를 증가시킴과 아울러 배기가스의 배출 지연으로 인한 매연발생을 저감할 수 있다.The vortex pipe 20 is for controlling the flow rate of the exhaust gas through which the exhaust gas discharged through the housing tube 10 spirally rotates, and as illustrated in FIG. 2, the exhaust gas discharge flow It is configured to have the shape of a venturi tube to increase the speed while forming a spiral vortex. Specifically, the vortex pipe 20 is welded to a predetermined position inside the front body 11 of the housing pipe 10 and extends a certain length toward the rear to form an exhaust inlet 21 and an inlet 21 The venturi portion 22 formed by being axially formed at the rear of the ventilator 22, and the outer circumferential surface is in contact with the inner circumferential surface of the anterior body 11 by being expanded again from the rear of the venturi portion 22, and the outlet portion of the diameter narrows toward the rear end ( 23). A plurality of vanes 24 are cut out from the rear end to the front side at a predetermined length in the outlet portion 23, and a certain angle is bent inward and outward toward the rear end from the front end of the vane 24 based on the incision of the vane 24. , It is configured such that the exhaust gas hitting the vane 24 is rotated in a spiral to increase and discharge speed. The vortex pipe 20 forms a vane 21 to form a helical vortex. Since the exhaust gas hits the vane 24 and is discharged, the exhaust gas is forced to be discharged while rotating in a spiral. In addition, the vortex pipe 20 forms a venturi portion 22 to increase the velocity of the exhaust gas discharged, primarily increasing the velocity of the exhaust gas passing through the vortex pipe, and passing through the venturi portion 22 After passing through the outlet portion 23 again, the speed is increased, and it is discharged by rotating in a spiral while hitting the vane 24. That is, when passing through the venturi portion 22 and the outlet portion 23, since the diameter is gradually reduced, it is discharged as a vortex while increasing the discharge rate of the exhaust gas according to Bernoulli's theorem, and accordingly the exhaust gas The increase in emissions, and also can increase the fuel efficiency by smooth emission of exhaust gas. That is, it is possible to smoothly discharge the exhaust gas, thereby preventing the exhaust gas from flowing back into the engine, thereby increasing fuel efficiency and reducing smoke generation due to exhaust gas delay.

이를 위해, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배출구부(23)는 다수로 절개된 후, 일정각도로 비틀어져 형성되는 베인(24)을 구비한다. 도면에 도시된 바와 같이, 베인(24)은 배기가스가 와류를 형성하면서 배출될 수 있도록 일정각도로 비틀어져 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 베인(21)은 와류관(20)의 선단부의 원을 기준으로 와류관(20)의 후단부가 원의 접선과 이루는 비틀림각(θ)는 20°~ 40°를 가지도록 비틀려 형성된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징관(10)과 와류관(20)의 위치는 다음과 같은 조건으로 형성된다. 하우징관(10)이 지나치게 길게 형성되는 경우, 하우징관(10)에 의해 발생되는 압력강하로 인하여 배기가스의 배출속도가 줄어들 수 있기 때문에, 일정한 길이를 가지도록 형성된다. 그에 따라 하우징관(10)의 길이(L)는 100 ~ 200㎜가 되도록 한다. 다음으로 하우징관(10)의 내부에 장착되는 와류관(20)은 외경이 하우징관(10)의 내경과 같도록 형성되며, 와류관(20)의 설치위치는 유입구(13)에서 일정거리(ℓ4) 후방에 설치되는데, 일정거리(ℓ4)는 하우징관의 전체길이(L)의 1/10이 바람직하다. 즉, 가능한 빨리 와류관을 통과하면서 회전될 수 있도록 하기 위해 짧게 형성됨이 바람직하다. 와류관(20)의 길이(ℓ1)는 하우징관(10) 전체길이(L)의 3/4 정도가 바람직하며, 길이로는 75㎜ ~ 150㎜가 되도록 형성된다. 배기가스가 와류관(20)을 통과하면서 속도가 증가됨과 아울러 회전하면서 배출되는 와류로 바뀌면서 급속히 배출될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 베인(24)의 길이는 와류관(20) 전체 길이(ℓ1)의 30 ~ 40%가 되도록 형성된다. 와류관(20)의 후단에서 하우징관(10)의 배출구(14) 사이의 거리(ℓ5)는 하우징관(10) 전체길이(L)의 1/4인 25㎜ ~ 50㎜로 설치된다. 이는 베인(24)을 통과한 배기가스가 하우징관(10)에 접촉하지 않으면서 외기 공기의 흐름에 영향을 받지 않고 배출될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 베인(24)의 수는 6 내지 10개로 형성하여, 배기가스가 베인에 부딪히는 면적이 너무 좁지 않도록 한다. 그에 따라 배기가스가 와류를 형성하기 위한 회전력을 얻기쉽도록 할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 매연저감장치(1)를 통과하는 배기가스가 나선형으로 와류를 형성하면서 신속하게 빠져나갈 수 있도록, 1차적으로 벤츄리부(22)를 통해서 속도가 증가되도록 하고, 다시 확관한 후에 베인(24)을 통과하면서 나선형 회전과 함께 속도가 증가되면서 베출될 수 있도록 한다. 본원발명에서 벤츄리부(22)를 형성함으로써, 벤츄리를 통과하면서 배기가스는 속도가 증가되고, 베인(24)을 통과하면서 다시 속도가 증가되면서 나선형으로 배출되도록 한다. To this end, as shown in Figures 2 and 3, the outlet portion 23 is provided with a vane 24 formed by twisting at a certain angle after being cut in a number. As shown in the figure, the vane 24 is formed by twisting at a certain angle so that the exhaust gas can be discharged while forming a vortex. As shown in FIG. 5, the vane 21 has a twist angle θ formed by the rear end of the vortex tube 20 with the tangent of the circle based on the circle of the tip of the vortex tube 20, 20° to 40°. It is twisted to have. In addition, as shown in Figure 4, the position of the housing tube 10 and the vortex tube 20 is formed under the following conditions. When the housing pipe 10 is formed to be too long, the discharge rate of the exhaust gas may be reduced due to the pressure drop generated by the housing pipe 10, so that the housing pipe 10 is formed to have a constant length. Accordingly, the length L of the housing tube 10 is 100 to 200 mm. Next, the vortex pipe 20 mounted inside the housing pipe 10 is formed so that the outer diameter is the same as the inner diameter of the housing pipe 10, and the installation position of the vortex pipe 20 is a certain distance from the inlet 13 ( ℓ 4 ) is installed at the rear, and a certain distance (ℓ 4 ) is preferably 1/10 of the total length (L) of the housing tube. That is, it is preferably formed short so as to be able to rotate while passing through the vortex pipe as soon as possible. The length ℓ 1 of the vortex pipe 20 is preferably about 3/4 of the total length L of the housing pipe 10, and is formed to be 75 mm to 150 mm in length. This is to allow the exhaust gas to pass through the vortex pipe 20 and to increase its speed and to be rapidly discharged while being rotated and discharged. In addition, the length of the vane 24 is formed to be 30 to 40% of the total length (ℓ 1 ) of the vortex pipe 20. At the rear end of the vortex pipe 20, the distance L 5 between the outlets 14 of the housing pipe 10 is 25 mm to 50 mm, which is 1/4 of the total length L of the housing pipe 10. This is to allow the exhaust gas that has passed through the vane 24 to be discharged without being affected by the flow of outside air without contacting the housing tube 10. In addition, the number of vanes 24 is formed by 6 to 10, so that the area where the exhaust gas hits the vanes is not too narrow. Accordingly, it is possible to make it easy for the exhaust gas to obtain the rotational force to form the vortex. That is, so that the exhaust gas passing through the smoke reduction device 1 according to the present invention can quickly escape while forming a vortex in a spiral, primarily to increase the speed through the venturi portion 22, and expand again Later, while passing through the vane 24, the speed increases with the spiral rotation so that it can be ejected. By forming the venturi portion 22 in the present invention, the exhaust gas is increased while passing through the venturi, and the velocity is increased again while passing through the vane 24 to be discharged in a spiral.

하우징관(10)은 후방몸체(15)가 곡선을 이루면서 점진적으로 축소되는 형태를 이루도록 하여 주류적인 배기가스의 흐름에서 벗어난 배기가스도 후방몸체(15)의 내측벽을 따라 함께 쉽게 배출될 수 있도록 한다. 하우징관의 후방몸체(15)는 대략 하우징관 전체길이(L)의 1/4정도가 되도록 형성된다. 도 6은 배기가스의 압력강하를 표현한 것으로서, 직경이 점차적으로 줄어들기 때문에 P > P1 > P2 의 형태로 압력이 감소하게 되고, 그에 따라 속도는 V2 > V1 > V의 순서에 따라 나선형 와류를 형성함으로써 배기가스의 배출속도를 증가시켜 차량의 머플러를 통한 배기가스의 원활한 배출을 가능하게 한다. 즉, 벤츄리부(22)를 통과하면서 속도(V1)가 증가되고, 다시 베인(24)을 통과하면서 베인에 부딪힌 배기가스가 나선형으로 회전함에 따라 속도(V2)가 증가된다. 따라서 와류관(20)을 통과하는 배기가스의 배기흐름을 2차에 따른 압력강하로 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 와류관(20)을 통과하면서 압력강하가 지나치게 크지는 것을 방지하기 위해 벤츄리부(22)의 내경과, 베인 단부의 평균 내경과, 배출구(14)의 내경은 서로 동일하게 형성될 수 있다.The housing pipe 10 allows the rear body 15 to be gradually reduced in a curved shape, so that the exhaust gas deviating from the mainstream exhaust gas flow can be easily discharged along the inner wall of the rear body 15. do. The rear body 15 of the housing tube is formed to be approximately 1/4 of the total length L of the housing tube. 6 is a representation of the pressure drop of the exhaust gas. As the diameter gradually decreases, the pressure decreases in the form of P> P 1 > P 2 , and accordingly the speed is in the order of V 2 > V 1 > V By forming a spiral vortex, the exhaust rate of the exhaust gas is increased to enable smooth exhaust of the exhaust gas through the muffler of the vehicle. That is, the increased while passing through the venturi section 22 speed (V 1), the speed (V 2) is increased again while passing through the vane 24. As the exhaust gases hit the vanes rotating in a spiral. Therefore, it is possible to increase the velocity of the exhaust flow of the exhaust gas passing through the vortex pipe 20 by the pressure drop according to the second order. In addition, the inner diameter of the venturi portion 22, the average inner diameter of the vane end portion, and the inner diameter of the outlet 14 may be formed to be the same as each other in order to prevent the pressure drop from being excessively large while passing through the vortex pipe 20. .

또한, 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 와류관(20)의 주변 전방몸체(11)에는 와류관(20)을 통과하면서 발생하는 압력강하로 인한 소음을 방지하기 위한 외기 유입홀(16)이 부가될 수 있으며, 배기가스는 와류관(20)을 통과하면서 배압이 떨어지기 때문에 외기 유입홀(16)을 통해 외기가 유입되며, 외기의 유입으로 인해 소음이 줄어들거나 방지될 수 있다. 외기 유입홀(16)은 4 ~ 5㎜ 직경으로 이루어짐이 바람직하며, 외기 유입홀(16)이 형성되는 위치는 베인(24)의 선단 주변에서 후단 사이의 전방몸체(11)에 설치됨이 바람직하다. 또한, 외기 유입홀(16)의 갯수는 8 ~ 10 개 정도로 형성됨이 바람직하다. 외기 유입홀(16)을 통해서 외기는 하우징관(10)의 내측으로 유입될 수 있다. 즉, 하우징관(10)과 와류관(20) 사이의 공간이 빠른 속도로 배출되는 배기가스에 의해 압력이 낮아지게 되고, 또한 베인에 부딪힌 일부 배기가스가 유입될 수 있으며, 유입된 배기가스가 일으키는 와류에 의한 소음이 발생할 수 있는데, 상기 와류는 외기 유입홀(16)로 유입되는 외기에 의해 상쇄될 수 있다. 그에 따라 소음이 방지될 수 있다. 또한, 와류관(20)의 베인에 부딪히는 배기가스에 의한 소음도 유입되는 외기에 의한 상쇄효과가 나타날 수도 있다.In addition, as shown in FIGS. 1 and 4, the external air inlet hole 16 for preventing noise due to pressure drop generated while passing through the vortex pipe 20 in the peripheral front body 11 of the vortex pipe 20 ) May be added, and the exhaust gas passes through the vortex pipe 20 and the back pressure falls, so that outside air is introduced through the outside air inlet hole 16, and noise may be reduced or prevented due to the inflow of outside air. The outside air inlet hole 16 is preferably made of a diameter of 4 to 5 mm, and the position where the outside air inlet hole 16 is formed is preferably installed in the front body 11 between the front end and the rear end of the vane 24. . In addition, the number of the outside air inlet hole 16 is preferably formed of about 8 to 10 pieces. The outside air may be introduced into the housing tube 10 through the outside air inlet hole 16. That is, the pressure between the housing pipe 10 and the vortex pipe 20 is reduced by the exhaust gas discharged at a high speed, and also some of the exhaust gas hit the vane may be introduced, and the introduced exhaust gas Noise caused by the vortex may be generated, and the vortex may be canceled by the outside air flowing into the outside air inlet hole 16. Accordingly, noise can be prevented. In addition, the noise caused by the exhaust gas hitting the vane of the vortex pipe 20 may also have an offset effect due to inflow of outside air.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감장치(1)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the smoke reduction device 1 for an internal combustion engine according to the present invention having the above configuration will be described in detail as follows.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감장치(1)를 차량(2)의 테일파이프(2-1) 종단에 부가장착하여 배기가스의 배출 흐름이 나선형 와류를 형성하도록 하는 것을 통해 배기효율 극대화 및 그에 따른 연비개선이 달성되도록 한다.First, as shown in FIG. 7, the exhaust flow of the exhaust gas forms a spiral vortex by additionally mounting the exhaust pipe 1 for the internal combustion engine according to the present invention at the tail pipe 2-1 end of the vehicle 2 By doing so, it is possible to maximize exhaust efficiency and thereby improve fuel efficiency.

여기서, 상기 하우징관(10)의 상단 체결부위의 내측 또는 외측으로 상기 테일파이프(2-1) 종단이 일부 삽입되도록 한 상태에서, 볼트 등의 체결수단을 이용하여 상기 하우징관(10)이 테일파이프(2-1)에 견고하게 장착될 수 있다.Here, in the state in which the end of the tail pipe 2-1 is partially inserted into the inside or outside of the upper fastening portion of the housing tube 10, the housing tube 10 is tailed using fastening means such as bolts. It can be rigidly mounted to the pipe 2-1.

한편, 차량을 예를 들어 설명하면, 시동을 걸어 본 발명의 매연저감장치(1)가 장착된 내연기관이 구동을 시작하도록 한 상태에서 운전자가 엑셀레이터 패달을 밟는 것으로써, 자동차의 주행이 가능한 상태 즉, 내연기관의 4행정(흡입, 압축, 폭발, 배기)이 진행되는 것이며, 이러한 4행정 중 배기행정에 따라 상기 테일파이프(2-1)를 통해 배기가스가 배출되고, 그렇게 배출되는 배기가스는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기한 테일파이프(2-1)를 거쳐 상기 하우징관(10)과 와류관(20)의 관로를 통해 최종적으로 외부배출되는 과정에서 와류를 유발하게 된다. 또한, 배기가스가 통과하게 되는 하우징관(10) 및 와류관(20)의 직경이 2단계로 줄어들었다가 확관되고 다시 줄어드는 벤츄리관의 원리에 따라 형성되어 있기 때문에, 와류관(20)을 통과하면서 배기가스의 배출속도는 증가하게 되고, 마지막으로 배출구(14)를 통과하면서 속도는 더 증가되어 나선형 와류로 배출됨으로써 배출되는 배기가스의 배출효율을 증대하게 된다. 즉, 배기가스가 동일한 시간에 더 쉽게 그리고 더 많이 배출될 수 있어서, 배기량의 증가에 따라 배기가스의 역류 등의 가능성을 미연에 차단할 수 있기 때문에, 연비 개선을 이룰 수 있다.On the other hand, when the vehicle is described as an example, a state in which the driver can step in the accelerator pedal in a state in which the internal combustion engine equipped with the smoke reduction device 1 of the present invention starts to drive by starting the engine is started. That is, four strokes (suction, compression, explosion, and exhaust) of the internal combustion engine are in progress, and exhaust gas is discharged through the tail pipe 2-1 according to the exhaust stroke among these four strokes, and the exhaust gas thus discharged As shown in Figure 6, through the tail pipe (2-1) described above through the conduit of the housing tube 10 and the vortex tube 20 is to finally cause the vortex in the process of external discharge. In addition, since the diameters of the housing pipe 10 and the vortex pipe 20 through which the exhaust gas passes are reduced in two stages and are formed according to the principle of the Venturi pipe that is expanded and reduced again, it passes through the vortex pipe 20. While the discharge rate of the exhaust gas is increased, and finally, while passing through the outlet 14, the speed is further increased to increase the discharge efficiency of the exhaust gas discharged by being discharged in a spiral vortex. That is, since the exhaust gas can be more easily and more discharged at the same time, the possibility of backflow of the exhaust gas or the like can be blocked in advance due to an increase in the exhaust amount, thereby improving fuel efficiency.

정리하면, 본 발명의 내연기관용 매연저감장치(1)에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이 내연기관의 4행정 중 배기행정에 의해 차량(2)의 머플러(muffler) 종단 테일파이프(2-1)를 통해 최종적으로 외부로 배출되는 배기가스가 와류를 일으키며 배출되도록 함으로써, 배기효율이 신속하게 이루어지도록 하여 내연기관의 행정능력이 향상되고 그로써 해당 차량의 배기가스의 역류 또는 배출지연이 방지됨으로써 출력향상과 더불어 연비 개선의 효과를 거둘 수 있다.In summary, according to the exhaust reduction device 1 for an internal combustion engine of the present invention, as shown in FIG. 7, the muffler end tailpipe 2-1 of the vehicle 2 by the exhaust stroke of the four strokes of the internal combustion engine ) To allow the exhaust gas that is finally discharged to the outside to be discharged while causing vortex, so that the efficiency of the internal combustion engine is improved by preventing the exhaust gas from flowing quickly and thereby preventing the reverse flow or exhaust delay of the vehicle. In addition to the improvement, fuel efficiency can be improved.

아울러, 별도의 구동장치가 없이도 차량 주행 중에 자연히 발생하는 와류형의 흐름을 이용하여 배기가스의 원활한 배기를 유도함으로써, 엔진의 배기성능 및 에너지효율을 향상시키고, 흡기계 및 배기계에 설치되는 각종 부품들의 기능을 도와 부품의 내구성을 향상시키며, 배기소음이 줄어들게 되는 효과를 거둘 수 있다. 또한 배기관에 배기가스가 제때에 배출되지 못하고 배출 지연으로 인하여 발생되는 여러가지 문제가 해결될 수 도 있다.In addition, by inducing smooth exhaust of exhaust gas by using a vortex-like flow that occurs naturally while driving the vehicle without a separate driving device, the engine's exhaust performance and energy efficiency are improved, and various parts installed in the intake system and exhaust system It helps their functions to improve the durability of the parts, and can reduce the exhaust noise. In addition, various problems caused by delayed discharge may not be solved because exhaust gas is not discharged in time.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical thoughts within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1 : 매연저감장치 2 : 차량
2-1 : 테일파이프
10 : 하우징관 11 : 전방몸체
12 : 체결홀 13 : 유입구
14 : 배출구 15 : 후방몸체
16 : 외기 유입홀
20 : 와류관 21 : 유입구부
22 : 벤츄리부 23 : 배출구부
24 : 베인
1: Smoke reduction device 2: Vehicle
2-1: Tail Pipe
10: housing tube 11: front body
12: fastening hole 13: inlet
14: outlet 15: rear body
16: Outside air inflow hole
20: vortex tube 21: inlet portion
22: venturi portion 23: outlet portion
24: vane

Claims (9)

내연기관의 배기구 종단에 장착되어 배기가스의 배출흐름을 원활하게 하기 위한 내연기관용 매연저감장치에 있어서,
상기 매연저감장치는, 하우징관과 하우징관 내부에 장착되어 배기가스가 나선형으로 회전하며 배출될 수 있도록 하기 위한 와류관으로 구성되고,
상기 하우징관은, 차량의 배기구 종단에 장착되어 배기가스가 내부로 유입되는 일정직경의 유입구를 가진 전방몸체와, 상기 유입구와 와류관을 통과한 배기가스의 회전력을 유지할 수 있도록 직경이 점차적으로 감소되고 후단에 배출구가 형성되는 후방몸체로 구성되고,
상기 와류관은, 상기 하우징관의 전방몸체 내측 소정위치에 용접고정되고 후방으로 일정길이 연장되어 배기유입구를 형성하는 유입구부와, 상기 유입구부의 후방에 축관되어 형성되는 벤츄리부와, 상기 벤츄리부의 후방에서 다시 확관형성되어 상기 전방몸체의 내주면에 외주면이 접촉되고 후단으로 갈수록 직경이 좁아지는 형태의 배출구부를 이루며, 상기 배출구부는 후단에서 전방측으로 일정길이 절개된 다수의 베인을 형성하고, 상기 베인의 절개부위를 기준으로 상기 베인의 선단에서 상기 베인의 후단으로 갈수록 내외측으로 일정각도 절곡되어, 상기 베인에 부딪히는 배기가스가 회전하면서 속도가 증가되고,
상기 벤츄리부의 내경과, 상기 베인 후단의 평균 직경과 상기 배출구의 내경은 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감장치.
In the exhaust port of the internal combustion engine is installed in the exhaust gas exhaust reducing device for a smooth flow of exhaust gas,
The smoke reduction device is composed of a housing tube and a vortex tube mounted inside the housing tube to allow exhaust gas to rotate and discharge in a spiral,
The housing tube is mounted at the end of the exhaust port of the vehicle, and the diameter is gradually reduced to maintain the rotational force of the exhaust body passing through the inlet and the vortex tube, and the front body having an inlet of a certain diameter through which the exhaust gas flows into the inside. It is composed of a rear body that has an outlet at the rear end,
The vortex pipe is welded to a predetermined position inside the front body of the housing pipe and extends a certain length to the rear to form an exhaust inlet, and a venturi portion formed axially behind the inlet, and a rear of the venturi portion Re-expanded in the outer circumferential surface of the front body is in contact with the outer circumferential surface to form a discharge port portion of a diameter that narrows toward the rear end, the outlet portion forms a plurality of vanes cut a predetermined length from the rear end to the front side, the incision of the vane A certain angle is bent from the front end of the vane to the rear end of the vane on the basis of the portion, and the speed increases as the exhaust gas hitting the vane rotates.
The internal diameter of the venturi portion, the average diameter of the rear end of the vane and the internal diameter of the outlet, soot reduction device for an internal combustion engine, characterized in that formed in the same.
제1항에 있어서,
상기 하우징관의 길이는 80㎜ ~ 200㎜인 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 1,
The length of the housing pipe is 80㎜ ~ 200㎜ smoke reduction device for an internal combustion engine, characterized in that.
제2항에 있어서,
상기 베인의 길이는, 20㎜ ~ 50㎜에 해당하는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 2,
The length of the vane, soot reduction device for an internal combustion engine of a vehicle, characterized in that corresponding to 20㎜ ~ 50㎜.
제3항에 있어서,
상기 베인의 갯수는, 6 내지 10개로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 3,
The number of vanes, 6 to 10 soot reduction device for an internal combustion engine of a vehicle, characterized in that formed.
제1항에 있어서,
상기 와류관의 선단부와 후단부가 이루는 각(θ1)은 10°~ 20°로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 1,
The angle (θ 1 ) formed by the front end and the rear end of the vortex pipe is formed by 10 ° ~ 20 ° smoke reduction device for an internal combustion engine of a vehicle, characterized in that formed.
제1항에 있어서,
상기 전방몸체를 기준으로 상기 후방몸체의 말단의 접선각(θ2)은 20 ~ 25°로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 1,
Smoke reduction device for an internal combustion engine in a vehicle, characterized in that the tangential angle (θ 2 ) of the end of the rear body relative to the front body is formed at 20 to 25°.
제1항에 있어서,
상기 베인의 비틀림 각(θ)은 20 ~ 40°로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 1,
The vane angle (θ) of the vane is a smoke reduction device for an internal combustion engine of a vehicle, characterized in that formed in 20 ~ 40 °.
제1항에 있어서,
상기 베인의 전단 주변의 하우징관 전방몸체 소정위치에는, 와류관을 통과함에 따른 압력강하로 인한 소음을 방지하기 위한 외기유입홀이 방사상으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 내연기관용 매연저감장치.
According to claim 1,
Smoke reduction device for a vehicle's internal combustion engine, characterized in that a plurality of external air intake holes are formed radially at a predetermined position in the front body of the housing pipe around the front end of the vane to prevent noise due to pressure drop as it passes through the vortex pipe. .
삭제delete
KR1020190103943A 2019-08-23 2019-08-23 The exaust fumes reduction device for internal combustion engine KR102127140B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190103943A KR102127140B1 (en) 2019-08-23 2019-08-23 The exaust fumes reduction device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190103943A KR102127140B1 (en) 2019-08-23 2019-08-23 The exaust fumes reduction device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102127140B1 true KR102127140B1 (en) 2020-06-26

Family

ID=71136856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190103943A KR102127140B1 (en) 2019-08-23 2019-08-23 The exaust fumes reduction device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102127140B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102677749B1 (en) * 2023-08-25 2024-06-25 주식회사 글로벌제조혁신네트웍 Vehicle management eco-friendly system for Engine condition inspection and Carbon emission monitoring and, Drive Method of the Same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100111802A (en) * 2009-04-08 2010-10-18 김수원 Counter flow control circulation exhaust device of engine
KR20150130027A (en) * 2014-05-13 2015-11-23 김덕영 prevention apparatus of back flow possible installation in exhaust pipe of an internal combustion engine
KR101807411B1 (en) * 2016-06-07 2017-12-12 김기훈 Engine Plumbing flow rate increased device
KR101882834B1 (en) 2018-04-17 2018-07-27 이재욱 Noise reduction type intake device for enhancing output of internal combustion engine
KR101938651B1 (en) * 2018-11-27 2019-01-16 에너젠(주) Generator of reduction smoke regeneration system
KR101942753B1 (en) 2017-04-28 2019-01-28 김웅호 Vortex generator for internal combustion engine of automobile
KR101950664B1 (en) 2019-01-07 2019-02-20 남준현 Vortex generating device for an internal combustion engine
KR101952142B1 (en) 2018-04-06 2019-02-26 양정승 A vortex generator with a casing to allow multiple tidal generation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100111802A (en) * 2009-04-08 2010-10-18 김수원 Counter flow control circulation exhaust device of engine
KR20150130027A (en) * 2014-05-13 2015-11-23 김덕영 prevention apparatus of back flow possible installation in exhaust pipe of an internal combustion engine
KR101807411B1 (en) * 2016-06-07 2017-12-12 김기훈 Engine Plumbing flow rate increased device
KR101942753B1 (en) 2017-04-28 2019-01-28 김웅호 Vortex generator for internal combustion engine of automobile
KR101952142B1 (en) 2018-04-06 2019-02-26 양정승 A vortex generator with a casing to allow multiple tidal generation
KR101882834B1 (en) 2018-04-17 2018-07-27 이재욱 Noise reduction type intake device for enhancing output of internal combustion engine
KR101938651B1 (en) * 2018-11-27 2019-01-16 에너젠(주) Generator of reduction smoke regeneration system
KR101950664B1 (en) 2019-01-07 2019-02-20 남준현 Vortex generating device for an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102677749B1 (en) * 2023-08-25 2024-06-25 주식회사 글로벌제조혁신네트웍 Vehicle management eco-friendly system for Engine condition inspection and Carbon emission monitoring and, Drive Method of the Same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8234859B2 (en) Method of and apparatus for exhausting internal combustion engines
KR101578840B1 (en) Aparatus for Increase Combustion Efficiency
JP2008518157A (en) Vehicle exhaust system
JP4988922B2 (en) Exhaust gas pressure relief and backflow prevention device
US20060260869A1 (en) Muffler having fluid swirling vanes
KR100766806B1 (en) Exhaust gas-discharging device of vehicle
CN201187337Y (en) Silencer structure of vehicle exhaust pipe
US6889500B1 (en) Engine exhaust extractor
KR102127140B1 (en) The exaust fumes reduction device for internal combustion engine
KR102232248B1 (en) The exaust fumes reduction device for internal combustion engine
KR102180488B1 (en) The exaust fumes reduction device for internal combustion engine of ship
JP5478920B2 (en) Spiral tail for energy-saving exhaust muffler and usage of spiral tail
KR102319070B1 (en) The exhaust fumes reduction device for internal combustion engine of automobile
KR102232251B1 (en) The exaust fumes reduction device for internal combustion engine of ship
KR100464711B1 (en) Exhaust for automobile
KR20210001060A (en) The exhaust fumes reduction device for internal combustion engine of automobile
KR100766807B1 (en) Exhaust for automobile
KR200374553Y1 (en) Exhaust for automobile
KR200237021Y1 (en) Exhaust for automobile
AU2006269815B2 (en) Method of and apparatus for exhausting internal combustion engines
TWM352581U (en) Exhaust pipe
GB2055959A (en) Improvements in silencers

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant