KR102175260B1 - 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스가 테일파이프 통과시 와류에 의해 발생하는 기류음이 저감되도록 배기가스의 흐름을 가이드 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프는, 일단이 머플러(10)의 일측을 관통하거나 일측에 형성된 관통공에 접속되도록 설치되고, 타단은 분기되는 머플러의 테일파이프에 있어서, 상기 테일파이프(12)의 내부에는 상기 테일파이프(12)에서 유동하는 배기가스의 흐름을 가이드하는 분기벽(14)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러{EXHAUST PIPE OF MUFFLER REDUCING NOISE AND MUFFLER FOR VEHICLE HAVING THE EXHAUST PIPE}

본 발명은 차량의 배기가스가 최종적으로 배출되면서 배기음을 저감시키는 차량의 머플러에 관한 것으로서, 배기가스가 테일파이프 통과시 와류에 의해 발생하는 기류음이 저감되도록 배기가스의 흐름을 가이드 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러에 관한 것이다.

차량의 배기계는 엔진 출력 증대에 기여하고, 엔진의 연소에 의해 발생하는 연소음을 저감시키는 머플러가 구비된다.

상기 머플러에서 최종적으로 대기로 배기가스가 배출되는 테일파이프 및 머플러팁은 차량 후방의 디자인과도 밀접한 관계를 갖는 바, 최근에 출시되는 차량에서는 다양한 디자인의 머플러팁이 적용되고 있다.

특히, 합리적인 가격으로 스포티한 외관을 구현하기 위하여, 싱글머플러에서도 배기파이프의 단부를 분기하여 2개의 머플러팁이 장착되도록 하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 머플러(110)의 엔드플레이트(111)를 관통하도록 테일파이프(112)가 설치되는데, 상기 테일파이프(112)의 출구측은 2개로 분기되고, 여기에 각각 머플러팁(113)이 설치된다.

그러나, 이와 같이, 하나의 테일파이프(112)를 분기하여 2개의 머플러팁(113)을 장착하는 경우, 배기가스가 배출되면서 기류음이 발생하는 문제점이 있다.

통상적으로는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 머플러(110)로부터 배출된 배기가스는 상기 테일파이프(112)를 통하여 유동하면서, 분기부(112a)에 인접하면 배기가스의 흐름이 분기되어 머플러팁(113)을 통하여 대기로 배출된다.

상기와 같이, 싱글 머플러(110)에서 상기 테일파이프(112)를 분기하는 경우, 외관디자인에 맞게 상기 테일파이프(112)가 벤딩되는 경우가 많고, 상기 테일파이프(112)가 분기되는 분기부(112a)를 중심으로 와류가 발생하여(도 3 참조), 상기 배기가스가 배출되는 동안 기류음이 발생하는 문제점이 있다. 특히, 이러한 기류음은 고속운전시 더욱 과다해지게 된다.

이를 해소하기 위하여, 상기 테일파이프(112)의 직경을 변경하거나, 유로를 변경하거나, 또는 상기 머플러(110)의 내부 구조를 변경하여 상기 기류음의 발생을 억제하기도 한다.

그러나, 이와 같은 방법들은 설계변경이 반영되어야 하므로, 이에 따른 비용추가를 유발한다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '듀얼 머플러'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-2014-0080644 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 테일파이프의 내부에서 기류음의 원인이 되는 와류의 발생을 억제함으로써, 배기가스의 배출시 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프는, 일단이 머플러의 일측을 관통하거나 일측에 형성된 관통공에 접속되도록 설치되고, 타단은 분기되는 머플러의 테일파이프에 있어서, 상기 테일파이프의 내부에는 상기 테일파이프에서 유동하는 배기가스의 흐름을 가이드하는 분기벽이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽은 상기 테일파이프의 길이방향을 따라 상기 테일파이프의 내부 공간을 구획하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 전단은 상기 머플러의 엔드플레이트에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 후단은 상기 테일파이프가 분기되는 부위와 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 후단은 상기 테일파이프가 분기되는 분기부로부터 정해진 거리만큼 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 후단에 인접한 부위는 상기 분기벽의 후단으로 갈수록 폭이 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 후단에 인접한 부위에는 상기 분기벽을 관통하도록 형성된 복수의 타공홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 타공홀은 상기 분기벽의 단면적이 감소하는 부위에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 상단과 하단은 각각 상기 테일파이프의 내측면에 접하는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽의 상단과 하단은 각각 플랜지 형상으로 형성되어 상기 테일파이프의 내측면에 접하는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽은, 상기 테일파이프의 상부면에 접합되게 설치되는 상부 분기벽과, 상기 테일파이프의 하부면에 접합되게 설치되는 하부 분기벽으로 분할되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 분기벽과 상기 하부 분기벽 사이에는 미리 정해진 범위의 간격이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 분기벽과 상기 하부 분기벽은 각각 후단으로 갈수록 서로 수렴하도록 폭이 감소하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 분기벽에서 상기 상부 분기벽의 후단에 인접한 부위와 상기 하부 분기벽에서 상기 하부 분기벽의 후단에 인접한 부위에는 각각 상기 상부 분기벽과 상기 상부 분기벽을 관통하도록 형성된 복수의 타공홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽은 상기 테일파이프의 출구가 분기된 방향으로 상기 테일파이프의 내부를 분기하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 분기벽은 상기 테일파이프의 단부가 분기된 수만큼 상기 테일파이프의 내부로 유동하는 배기가스의 흐름이 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프를 포함하는 차량의 머플러는, 차량에 배기라인에서 최종적으로 대기로 배기가스를 배출하는 차량의 머플러에 있어서, 상기 머플러의 일측에는 상기 테일파이프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 테일파이프는 상기 머플러의 양측단에 설치된 엔드플레이트를 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러에 따르면, 테일파이프의 내부에서 배기가스가 분기된 상태로 유동하면서 각각 머플러팁을 통하여 대기로 배출하므로, 테일파이프의 분기벽으로 인하여 발생하는 와류가 발생하지 않는다.

이와 같이, 상기 테일파이프의 내부에서 와류가 발생하지 않으므로, 배기가스는 분기된 상태로 상기 테일파이프의 내부를 유동한 후, 외부로 배출되므로 기류음이 발생되지 않는다.

또한, 테일파이프의 내부에 분기벽을 추가하기만 하면 되므로, 기류음의 억제를 위하여 머플러, 테일파이프의 구조를 변경하지 않아도 되므로, 설계변경에 따른 원가 상승을 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 머플러의 테일파이프가 설치된 상태를 절개하여 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 머플러의 테일파이프의 내부에서 배기가스가 유동하는 상태를 도시한 개략도.
도 3은 종래기술에 따른 머플러의 테일파이프의 내부에서 와류가 발생한 상태를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프를 도시한 절개 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프를 도시한 절개 사시도.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프의 내부에서 배기가스가 유동하는 상태를 도시한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프 및 이를 포함하는 차량의 머플러에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프는, 머플러의 테일파이프에서, 상기 테일파이프(12)의 내부에는 상기 테일파이프(12)에서 유동하는 배기가스의 흐름을 가이드하는 분기벽(14)이 설치된다.

머플러(10)는 차량의 배기라인에서 최종적으로 대기로 배기가스를 배출하는 것으로서, 내부가 복수의 챔버로 분할되고, 배기가스가 유동할 수 있는 파이프가 설치된다. 상기 머플러(10)는 차량의 사양에 따라 다른 내부 구조를 갖는다. 상기 머플러(10)의 일측에는 상기 머플러(10)의 일단을 폐쇄하는 엔드플레이트(11)가 설치된다.

테일파이프(12)는 상기 엔드플레이트(11)를 관통하거나, 상기 테일파이프(12)에 형성된 관통공에 접속되도록 설치되어, 상기 머플러(10)의 내부에서 소음에 저감된 배기가스가 외부로 배출되는 통로가 된다.

상기 테일파이프(12)는 후단, 즉 상기 머플러(10)에 연결되는 쪽의 반대족 단부가 분기되는 형태로 제공되고, 분기된 단부에 각각 머플러팁(13)이 설치되어 스포티한 외관을 갖도록 한다.

상기 테일파이프(12)의 내부에서 배기가스의 흐름으로 인한 와류(vortex)에 의해 기류음이 발생하는 것을 억제하기 위해, 상기 테일파이프(12)의 내부에는 상기 배기가스의 흐름을 가이드하는 분기벽(14)을 설치한다.

분기벽(14)은 상기 테일파이프(12)의 길이방향을 따라 설치되어 상기 테일파이프(12)의 내부 공간을 구획하는 형태로 형성된다. 상기 분기벽(14)은 상기 테일파이프(12)의 내부에서 상기 배기가스의 흐름을 상기 테일파이프(12)의 후단의 수만큼 분기되도록 한다. 즉, 도 4에서는 상기 테일파이프(12)의 후단이 2개로 분기되어 있으므로, 상기 분기벽(14)은 하나가 설치되어 상기 테일파이프(12)의 내부에서 상기 배기가스의 흐름을 2개로 분기되도록 한다. 이때, 상기 분기벽(14)은 상기 테일파이프(12)의 출구가 분기된 방향으로 상기 테일파이프(12)의 내부를 분기하도록 설치된다. 즉, 상기 테일파이프(12)가 상기 테일파이프(12)의 출구가 차량의 좌우방향으로 배치되도록 분기된다면, 상기 분기벽(14)은 그 단면이 상하로 형성되어 상기 테일파이프(12)의 내부를 상기 테일파이프(12)의 좌우방향으로 분리되도록 형성된다.

상기 분기벽(14)에 의해 배기가스의 흐름이 분기되어 와류의 발생을 억제하므로, 기류음도 발생하지 않는다.

상기 분기벽(14)은 전단이 상기 머플러(10)의 엔드플레이트(11)가 위치하는 쪽에 인접하게 위치한다. 상기 분기벽(14)의 후단은 상기 테일파이프(12)가 분기되는 분기부(12a)에 인접하게 위치한다.

또한, 상기 분기벽(14)의 상단과 하단은 상기 테일파이프(12)의 내측면에 접합된다. 상기 분기벽(14)의 상단과 하단은 플랜지와 같은 형태로 형성되어 있어서, 상기 테일파이프(12)의 내측면에 용이하게 접합될 수 있다.

상기 분기벽(14)의 전단이 상기 엔드플레이트(11)에 인접하게 위치하고 있어서, 상기 머플러(10)로부터 배출된 배기가스는 상기 테일파이프(12)에 유입되는 순간부터 분기되어 유동한다.

상기 분기벽(14)의 후단은 상기 분기부(12a)로부터 정해진 거리만큼 이격되도록 형성된다. 또한, 상기 분기벽(14)의 후단과 인접한 부위에서는 상기 분기벽(14)의 후단으로 갈수록 상기 분기벽(14)의 폭(도 4에서는 상하방향)이 감소하는 형태를 갖는다.

이와 같이, 상기 테일파이프(12)의 내부에 분기벽(14)을 설치하여, 상기 분기벽(14)에 의해 상기 테일파이프(12)의 내부에서 배기가스가 분기된 상태로 유동하기 때문에 기류음이 발생하지 않는다.

싱글 머플러(10)가 적용된 차량에서 상기 테일파이프(12)의 단부를 분기시키는 경우, 각 분기된 단부를 통하여 배출되는 배기가스의 비율은 동일한 것이 가장 이상적인데, 상기 분기벽(14)이 상기 테일파이프(12)의 내부에 있어서, 상기 배기가스가 2개로 분기되는 경우, 분기된 양측을 통하여 배출되는 배기가스의 양은 실질적으로 동일하게 배출될 수 있다.

한편, 상기 분기벽(14)은 상부 분기벽(14U)과 하부 분기벽(14L)으로 분할되는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 테일파이프(12)의 상부면에 접합되게 설치되는 상부 분기벽(14U)과 상기 테일파이프(12)의 하부면에 접합되게 설치되는 하부 분기벽(14L)으로 분할되는 형태로 형성될 수 있다. 상기 분기벽(14)은 상기 테일파이프(12)에 부착된 상태로 조립될 수 있는데, 상기 테일파이프(12)가 상하로 각각 분리된 상태로 제작된 후, 접합되어 상기 테일파이프(12)가 된다. 이때, 상기 상부 분기벽(14U)과 하부 분기벽(14L)은 각각 상하로 분리된 테일파이프(12)에 용접 등으로 접합된 상태에서, 상하로 분리된 테일파이프(12)를 서로 접합하게 되면, 상기 테일파이프(12)의 내부에서 배기가스의 흐름을 분기시켜 기류음을 저감시킬 수 있다.

여기서, 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L) 사이에는 간격(d)이 형성되는데, 상기 간격(d)이 미리 정해진 범위로 형성되도록 한다. 상기 테일파이프(12)가 상하로 분리되고, 분리된 각각의 테일파이프에 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L)이 접합시킨 상태에서, 상기 테일파이프를 서로 접합하는 경우, 제작 산포 등으로 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L) 사이에 상기 간격(d)이 존재할 수 밖에 없다. 따라서, 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L) 사이의 간격(d)은 존재하지 않는 것이 바람직하지만, 불가피하게 발생할 수 밖에 없으므로, 미리 정해진 범위 이내가 되도록 한다. 만약, 상기 간격(d)이 미리 정해진 범위의 상한을 초과하여 상기 간격이 커지게 되면, 그 사이로 배기가스가 유동하게 되므로 기류음을 저감시키지 못하게 된다.

아울러, 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L)도 후단으로 갈수록 폭이 감소하는 형태를 갖는다. 특히, 상기 분기벽(14)이 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L)으로 분할되는 경우, 상기 상부 분기벽(14U)과 상기 하부 분기벽(14L)은 서로 수렴하도록 폭이 감소한다. 즉, 상기 상부 분기벽(14U)은 후단으로 갈수록 상기 상부 분기벽(14U)의 상부가 줄어드는 형태로 폭이 감소하고, 상기 하부 분기벽(14L)은 후단으로 갈수록 상기 하부 분기벽(14L)의 하부가 줄어드는 형태로 폭이 감소한다.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프가 도시되어 있다.

본 실시예의 테일파이프(12)는 앞서 설명한 테일파이프와 동일한 구조를 갖는다.

다만, 분기벽(14)의 후단에 인접한 부위에 상기 분기벽(14)을 관통하는 타공홀(14a)이 형성되도록 한다. 상기 타공홀(14a)은 상기 분기벽(14)에서 폭이 감소되는 부위, 즉 상기 분기벽(14)의 후단으로부터 인접한 부위에 복수로 형성된다.

상기 분기벽(14)에 타공홀(14a)들이 형성됨으로써, 상기 테일파이프(12)를 유동중인 배기가스의 난류에너지를 저감시킴으로써, 상기 테일파이프(12)의 내부에서 기류음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 분기벽(14)이 설치되고, 상기 분기벽(14)에 타공홀(14a)을 형성하면, 상기 분기벽(14)만 설치되는 경우보다 기류음 저감 효과가 더 우수해진다.

10 : 머플러 11 : 엔드플레이트
12 : 테일파이프 12a : 분기부
13 : 머플러팁 14 : 분기벽
14U : 상부 분기벽 14L : 하부 분기벽
14a : 타공홀 110 : 머플러
111 : 엔드플레이트 112 : 테일파이프
112a : 분기부 113 : 머플러팁

Claims (18)

1. 일단이 머플러의 일측을 관통하거나 일측에 형성된 관통공에 접속되도록 설치되고, 타단은 분기되는 머플러의 테일파이프에 있어서,
   상기 테일파이프의 내부에는 상기 테일파이프에서 유동하는 배기가스의 흐름을 가이드하는 분기벽이 설치되고,
   상기 분기벽의 전단은 상기 머플러의 엔드플레이트에 인접하게 위치하며,
   상기 분기벽의 후단은 상기 테일파이프가 분기되는 부위와 이격되게 형성되고,
   상기 분기벽은, 상기 테일파이프의 상부면에 접합되게 설치되는 상부 분기벽과, 상기 테일파이프의 하부면에 접합되게 설치되는 하부 분기벽으로 분할되며,
   상기 상부 분기벽과 상기 하부 분기벽 사이에는 미리 정해진 범위의 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분기벽은 상기 테일파이프의 길이방향을 따라 상기 테일파이프의 내부 공간을 구획하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 분기벽의 후단은 상기 테일파이프가 분기되는 분기부로부터 정해진 거리만큼 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
6. 제1항에 있어서,
   상기 분기벽의 후단에 인접한 부위는 상기 분기벽의 후단으로 갈수록 폭이 감소하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분기벽의 후단에 인접한 부위에는 상기 분기벽을 관통하도록 형성된 복수의 타공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
8. 제7항에 있어서,
   상기 타공홀은 상기 분기벽의 단면적이 감소하는 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
9. 제1항에 있어서,
   상기 분기벽의 상단과 하단은 각각 상기 테일파이프의 내측면에 접하는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
10. 제9항에 있어서,
    상기 분기벽의 상단과 하단은 각각 플랜지 형상으로 형성되어 상기 테일파이프의 내측면에 접하는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항에 있어서,
    상기 상부 분기벽과 상기 하부 분기벽은 각각 후단으로 갈수록 서로 수렴하도록 폭이 감소하는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
14. 제1항에 있어서,
    상기 상부 분기벽에서 상기 상부 분기벽의 후단에 인접한 부위와 상기 하부 분기벽에서 상기 하부 분기벽의 후단에 인접한 부위에는 각각 상기 상부 분기벽과 상기 상부 분기벽을 관통하도록 형성된 복수의 타공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
15. 제1항에 있어서,
    상기 분기벽은 상기 테일파이프의 출구가 분기된 방향으로 상기 테일파이프의 내부를 분기하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
16. 제1항에 있어서,
    상기 분기벽은 상기 테일파이프의 단부가 분기된 수만큼 상기 테일파이프의 내부로 유동하는 배기가스의 흐름이 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프.
17. 차량에 배기라인에서 최종적으로 대기로 배기가스를 배출하는 차량의 머플러에 있어서,
    상기 머플러의 일측에는 청구항 제1항, 제2항, 제5항 내지 제10항, 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항의 테일파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프를 포함하는 차량의 머플러.
18. 제17항에 있어서,
    상기 테일파이프는 상기 머플러의 양측단에 설치된 엔드플레이트를 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기류음이 저감되는 머플러의 테일파이프를 포함하는 차량의 머플러.
    
    
    

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