KR102359935B1

KR102359935B1 - 촉매 컨버터용 배기 연결유닛

Info

Publication number: KR102359935B1
Application number: KR1020170095624A
Authority: KR
Inventors: 장천순
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2022-02-07
Also published as: KR20190012526A

Abstract

촉매 컨버터용 배기 연결유닛이 개시된다. 개시된 촉매 컨버터용 배기 연결유닛은, 터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 상호 연결하는 것으로서, ⅰ)일측 면에 삽입 단을 형성하며, 타측 면이 터보 차저의 배기 측에 결합되는 플랜지와, ⅱ)플랜지의 삽입 단이 삽입되며 그 삽입 단과 둘레를 따라 접합되는 입구 단 및 웜업 촉매 컨버터의 입구 측에 연결되는 출구 단을 형성하는 연결 파이프를 포함하며, 연결 파이프는 터보 차저 측을 향하여 90도 보다 크게 꺽인 형태로 구비될 수 있다.

Description

촉매 컨버터용 배기 연결유닛 {EXHAUST CONNECTING UNIT FOR CATALYTIC CONVERTER}

본 발명의 실시 예는 배기가스 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보 엔진의 터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 연결하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 보다 큰 출력을 얻을 수 있도록 터보 차저(Turbo-charger)가 구비된다. 터보 차저를 적용한 엔진은 터보 차저의 압축기에 의해 배기가스나 외부공기를 흡입하여 압축시키고, 이때 발생된 과급 공기(고온의 압축공기)를 엔진 측으로 공급한다.

이러한 터보 차저는 웜업 촉매 컨버터와 콘 형상의 배기 연결유닛을 통해 연결되며, 이 배기 연결유닛은 배기가스를 웜업 촉매 컨버터로 유도하는 통로의 기능을 한다.

여기서, 종래의 배기 연결유닛은 터보 차저에 장착되는 플랜지와, 상부 콘 부재와 하부 콘 부재로 구성되어 상호 용접을 통해 결합되며, 플랜지가 선단에 용접으로 장착되는 연결 파이프를 구비한다.

상기한 바와 같은 배기 연결유닛은 본 출원인에 의해 제안된 한국등록특허공보 제1394037호, 한국특허출원 제2013-0168971호, 한국등록특허공보 제1619233호, 그리고 한국특허출원 제2015-0174456호에 개시된 바 있다.

종래 기술의 촉매 컨버터용 배기 연결유닛은 콘 형태의가 꺽임 구조를 가지므로, 연결 파이프의 경량화 개발 시 제작성 측면의 제약이 적고, 내구성 측면에서 유리하다는 잇점이 있다.

그런데, 종래 기술에서는 연결 파이프가 90도 이하 수준의 꺽임 구조를 가지므로, 동일 볼륨의 웜업 촉매 컨버터 탑재 시 많은 공간을 필요로 한다. 특히, 고출력 터보 엔진의 탑재 차량은 기존 엔진보다 큰 고성능의 터보 엔진을 탑재함으로 배기 계의 탑재 공간이 부족한 상황이며, 이로 인해 웜업 촉매 컨버터의 볼륨이 줄어들고, 고출력 터보 엔진의 강화 규제에 대응하는데 어려움이 따르고 있다.

또한, 종래 기술에서는 연결 파이프가 90도 이하 수준의 꺽임 구조를 가지므로, 배기가스의 웜업 촉매 컨버터 도달 거리 단축에는 유리하나 배기 계의 성능 및 배압 측면에서 불리하다는 단점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 웜업 촉매 컨버터의 볼륨 증대를 확보할 수 있고, 터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 연결하는 구조의 내구성 측면에서 유리하고, 배기 계의 성능 및 배압 측면에서 유리한 촉매 컨버터용 배기 연결유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛은, 터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 상호 연결하는 것으로서, ⅰ)일측 면에 삽입 단을 형성하며, 타측 면이 상기 터보 차저의 배기 측에 결합되는 플랜지와, ⅱ)상기 플랜지의 삽입 단이 삽입되며 그 삽입 단과 둘레를 따라 접합되는 입구 단 및 웜업 촉매 컨버터의 입구 측에 연결되는 출구 단을 형성하는 연결 파이프를 포함하며, 상기 연결 파이프는 상기 터보 차저 측을 향하여 90도 보다 크게 꺽인 형태로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 연결 파이프는 상기 터보 차저의 배기 측과 상기 웜업 촉매 컨버터의 입구 단을 연결하는 유선형의 배기라인이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 연결 파이프의 하부 꺽임 부위에는 상기 플랜지와 연결 파이프의 접합 공구를 진입시키기 위한 공구 진입 공간이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 연결 파이프는 상호 끼움 결합되며 용접 접합되는 상부 콘과 하부 콘으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 상부 콘과 하부 콘은 SUS 재질의 판재를 통해 프레스 성형된 것으로 구비될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛은, 터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 상호 연결하는 것으로서, ⅰ)일측 면에 비 원형으로 돌출된 삽입 단을 형성하며, 타측 면이 상기 터보 차저의 배기 측에 결합되는 플랜지와, ⅱ)상기 플랜지의 삽입 단이 삽입되며 그 삽입 단과 둘레를 따라 접합되는 입구 단 및 상기 웜업 촉매 컨버터의 입구 측에 연결되는 출구 단을 가지며, 상기 터보 차저 측을 향해 90도 보다 크게 꺽인 형태로 구비되는 연결 파이프를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 삽입 단은 원형에서 상기 플랜지의 하단 측으로 연장되며 그 하단과 평행한 구간을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 플랜지의 삽입단은 상기 연결 파이프의 입구 단을 내측에서 지지하는 지지 면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 플랜지의 삽입 단과 상기 연결 파이프의 입구 단은 외면 용접부를 통하여 상호 접합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 삽입 단은 상기 플랜지의 하단과 일정 구간 평행한 제1 삽입 구간과, 상기 제1 삽입 구간의 양단을 원형으로 연결하는 제2 삽입 구간으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 플랜지는 상기 삽입 단의 가장자리 외측에 상기 터보 차저와 연결되는 연결부를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 제1 삽입 구간과 연결되는 연결부는 상기 제2 삽입 구간과 연결되는 연결부에 비하여 더 작은 두께로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 제1 삽입 구간과 연결되는 연결부는 상기 연결 파이프의 입구 단 측에서 터보 차저의 배기 측으로 하향 경사지며, 상기 연결 파이프의 입구 단을 지지하는 경사 면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 플랜지는 상기 터보 차저의 배기 측과 상기 연결 파이프의 입구 단 측을 연결하는 연결 홀을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 제1 삽입 구간에 대응하는 상기 연결 홀의 내주 면은 상기 터보 차저의 배기 측에서 상기 연결 파이프의 입구 단 측으로 하향 경사진 경사 면으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 제2 삽입 구간에 대응하는 상기 연결 홀의 내주 면은 수평 면으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 있어서, 상기 연결부와 상기 제2 삽입 구간 사이에는 상기 연결 파이프의 입구 단을 지지하는 걸림 턱이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 연결 파이프의 꺽임 각도를 증대시킴으로써 배기 계의 한정된 탑재 공간에서 웜업 촉매 컨버터의 볼륨을 증대시킬 수 있기 때문에, 고출력 터보 엔진의 강화 규제에 적극적으로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 플랜지와 연결 파이프의 연결 구조를 개선하여 연결 파이프의 꺽임 각도 증대에 따른 내구성을 확보할 수 있고, 배기 계의 성능 및 배압을 개선할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛이 적용된 배기 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛이 적용된 배기 시스템을 도시한 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛을 도시한 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 적용되는 플랜지를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 적용되는 플랜지와 연결 파이프의 연결 구조를 도시한 단면 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛이 적용된 배기 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛이 적용된 배기 시스템을 도시한 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛(100)은 터보 엔진 차량의 배기 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 배기 시스템은 엔진(미도시), 터보 차저(1), 웜업 촉매 컨버터(WCC: 3), 그리고 머플러(미도시)를 포함한다.

상기 배기 시스템에서 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 배기 매니폴드를 통해 터보 차저(1)로 유입되고, 터보 차저(1)의 출구(배기 측)로 배출되는 배기가스는 웜업 촉매 컨버터(3)로 공급된다. 상기 웜업 촉매 컨버터(3)에서 배출되는 배기가스는 머플러를 통해 차량의 외부로 배출된다.

상기에서 터보 차저(1) 및 웜업 촉매 컨버터(3)의 구성 및 기능에 대해서는 당 업계에 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성 및 기능의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛(100)은 터보 차저(1)의 배기 측과 웜업 촉매 컨버터(3)의 입구 측을 연결하며, 터보 차저(1)에서 배출되는 배기가스를 웜업 촉매 컨버터(3)로 유도하기 위한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛(100)은 웜업 촉매 컨버터(3)의 볼륨 증대를 확보할 수 있고, 터보 차저(1)와 웜업 촉매 컨버터(3)를 연결하는 구조의 내구성 측면에서 유리하고, 배기 계의 성능 및 배압 측면에서 유리한 구조로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛을 도시한 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2와 함께 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 촉매 컨버터용 배기 연결유닛(100)은, 기본적으로 플랜지(10)와 연결 파이프(20)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플랜지(10)는 터보 차저(1)의 배기 측에 장착되는 것으로서, 그 터보 차저(1)의 배기 측 플랜지(2)에 볼트 체결을 통해 결합된다. 예를 들면, 상기 플랜지(10)는 오스테나이트 계열의 탄소 합금강으로 주조를 통해 성형될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 적용되는 플랜지를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛에 적용되는 플랜지와 연결 파이프의 연결 구조를 도시한 단면 구성도이다.

앞서 개시한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 플랜지(10)는 일측 면이 뒤에서 더욱 설명될 연결 파이프(20)와 연결되며, 타측 면은 터보 차저(1)의 배기 측에 결합된다. 이러한 플랜지(10)는 터보 차저(1)의 배기 측과, 연결 파이프(20)의 입구 단 측을 연결하는 연결 홀(11)을 중앙에 형성하고 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서, 상기 연결 파이프(20)는 플랜지(10)를 통하여 터보 차저(1)의 배기 측과 웜업 촉매 컨버터(3)을 연결하는 연결부재로서, 예를 들면 콘 형상으로 이루어진다. 상기 연결 파이프(20)는 플랜지(10)와 접합되는 입구 단(21)과, 웜업 촉매 컨버터(3)의 입구 측에 연결되는 출구 단(23)을 형성하고 있다.

이러한 연결 파이프(20)는 경량화 구조로서, 상호 끼움 결합되며, 상호 용접 접합되는 상부 콘(25)과 하부 콘(27)으로 이루어지는데, 그 상부 콘(25)과 하부 콘(27)은 SUS 재질의 판재를 통해 프레스 성형된다.

여기서, 상기 연결 파이프(20)는 터보 차저(1) 측을 향해 90도 보다 큰 각도(θ)로 꺽인 구조를 갖는다. 예를 들면, 상기 연결 파이프(20)는 터보 차저(1) 측을 향해 112도로 꺽인 형태로 구비된다.

또한, 상기 연결 파이프(20)는 터보 차저(1)의 배기 측과 웜업 촉매 컨버터(3)의 입구 단을 연결하는 유선형의 배기라인(31)을 형성하고 있다. 더 나아가, 상기 연결 파이프(20)의 하부 꺽임 부위에는 플랜지(10)와 연결 파이프(20)를 접합하는 용접 토치 등의 공구(T)를 진입시키기 위한 공구 진입 공간(33)을 형성하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 연결 파이프(20)의 꺽임 각도(θ)가 90도 보다 크므로, 배기 계의 한정된 탑재 공간에서 웜업 촉매 컨버터(3)의 볼륨을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 연결 파이프(20)에 유선형의 배기라인(31)을 형성함에 따라, 배기가스의 유동성을 개선하여 배기 계의 성능 및 배압 측면에서 유리해진다는 이점이 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 연결 파이프(20)의 하부 꺽임 부위에 용접 토치와 같은 공구(T)의 진입을 가능케 하는 공구 진입 공간(33)을 형성함에 따라, 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 조립 성을 개선할 수 있다.

상기와 같이 연결 파이프(20)의 꺽임 각도를 증대시킴에 따라 내구성 및 조립 측면에서의 문제점이 야기될 수 있는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위한 플랜지(10)의 구조 및 그 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 연결 구조를 이하에서 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플랜지(10)는 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 삽입되면서 그 입구 단(21)과 접합 가능한 삽입 단(41)을 일측 면에 형성하고 있다.

상기 삽입 단(41)은 플랜지(10)의 일측 면에서 연결 홀(11)의 가장자리 측에 돌출되게 형성되는 바, 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 삽입되도록 그 외경이 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 내경 보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 삽입 단(41)은 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 끼움 결합된 상태로 용접을 통해 둘레를 따라 입구 단(21)과 결합될 수 있다.

여기서, 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)은 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 내주 면을 지지하는 지지 면(43)을 형성하고 있다. 즉, 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)은 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 삽입되며 그 입구 단(21)의 내주 면을 지지 면(43)을 통해 지지한다.

그리고, 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)은 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 삽입된 상태로, 용접 토치와 같은 공구(T)에 의해 외면 용접된다. 즉, 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)과 연결 파이프(20)의 입구 단(21)은 외면 용접부(45)를 통해 상호 접합된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 삽입 단(41)의 지지 면(43)을 통해 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 내주 면을 지지함과 동시에, 플랜지(10)의 삽입 단(41)과 연결 파이프(20)의 입구 단(21)을 외면 용접함에 따라, 배기가스의 열에 의한 용접 부의 고온 노출을 회피할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 용접 부에 배기가스에 의한 열해를 직접적으로 가하지 않기 때문에, 용접 부의 고온 노출 및 열 피로에 의한 크랙 발생을 방지하여 내구성을 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)은 그 플랜지(10)의 일측 면에 비 원형으로 돌출되는 바, 그 형상에 대응하는 연결 파이프(20)의 입구 단(21)에 삽입되면서 용접된다.

여기서, 상기 비 원형이라 함은 최초 플랜지(10)의 연결 홀(11)에 대응하는 원형의 형태에서 플랜지(10)의 하단 측이 원형의 궤도를 벗어난 형상으로 정의할 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 플랜지(10)는 삽입 단(41)의 가장자리 외측에 터보 차저(1)의 배기 측 플랜지(2)와 연결되는 연결부(13)를 형성하고 있다. 상기 연결부(13)는 터보 차저(1)의 배기 측 플랜지(2)와 볼트 체결된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 플랜지(10)의 삽입 단(41)은 원형에서 플랜지(10)의 하단 측으로 연장되며 그 하단과 거의 평행한 구간을 형성하는 비 원형의 형상으로 구비된다.

상기 삽입 단(41)은 전체적인 형상이 비 원형으로서, 플랜지(10)의 하단 측과 일정 구간 평행한 제1 삽입 구간(51)과, 제1 삽입 구간(51)의 양단을 원형으로 연결하는 제2 삽입 구간(52)으로 이루어진다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)과 연결되는 연결부(13)는 제2 삽입 구간(52)과 연결되는 연결부(13)에 비하여 더 작은 두께로 형성된다. 여기서 상기 두께라 함은 도면을 기준으로 할 때, 연결부(13)의 상하 방향 두께 즉, 플랜지(10)에 형성된 연결 홀(11)의 직경 방향을 기준으로 할 때의 상하 방향 두께를 의미한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 삽입 구간(51, 52)을 갖는 비 원형으로서의 삽입 단(41)을 플랜지(10)에 구성하며, 제1 삽입 구간(51) 측의 연결부(13)를 제2 삽입 구간(52) 측의 연결부(13) 보다 더 작은 두께로 구성함에 따라, 공구 진입 공간(33)으로의 공구(T: 용접 토치) 진입이 용이해진다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 공구 진입 공간(33)에 대한 공구(T)의 진입 각도를 개선하여 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 용접 성을 향상시킬 수 있고, 용접 품질을 향상시키며 내구성을 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서, 상기 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)과 연결되는 연결부(13)는 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 측에서 터보 차저(1)의 배기 측으로 하향 경사지는 경사 면(61)을 형성하고 있다. 즉, 상기 경사 면(61)은 배기가스가 유입되는 연결 파이프(20)의 입구단(21) 측에서 터보 차저(1)의 배기 측 플랜지(2)로 갈수록 플랜지(10)의 연결 홀(11)의 직경 방향에 따른 두께(도면을 기준할 때, 상하 방향 두께)가 점차 커지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 경사 면(61)은 연결 파이프(20)의 입구 단(21)을 지지함과 아울러 삽입 단(41)과 연결 파이프(20)의 입구 단(21)의 용접 구간을 추가적으로 확보하는 기능을 하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)과 연결되는 연결부(13)에 경사 면(61)을 형성함에 따라, 삽입 단(41)과 연결 파이프(20) 의 용접 구간을 추가적으로 확보함으로써, 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 용접 성을 향상시킬 수 있고, 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 삽입 단(41)의 제2 삽입 구간(52)과 연결부(13) 사이에는 연결 파이프(20)의 입구 단(21)을 지지하는 걸림 턱(71)이 형성된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)을 플랜지(10)의 하단 측으로 연장함에 따라, 연결 파이프(20)의 입구 단(21)이 용접 변형될 수 있는데, 걸림 턱(71)을 통하여 연결 파이프(20)의 입구 단(21)을 안착시킴으로써, 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 용접 품질 및 내구성능을 개선할 수 있다.

또 다른 한편, 본 발명의 실시 예에서, 상기 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)에 대응하는 연결 홀(11)의 내주 면은 터보 차저(1)의 배기 측에서 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 측으로 하향 경사진 경사 면(81)으로 형성된다. 즉, 상기 경사 면(81)은 터보 차저(1)의 배기 측 플랜지(2) 측에서 배기가스가 유입되는 연결 파이프(20)의 입구단(21) 측으로 갈수록 연결 홀(11)의 직경 방향에 따른 두께(도면을 기준할 때, 상하 방향 두께)가 점차 작아지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 플랜지(10)의 연결 홀(11)은 경사 면(81)에 의하여 터보 차저(1) 측에서 연결 파이프(20)의 입구 단(21) 측으로 갈수록 홀 단면적이 점차 증가한다. 더 나아가, 상기 삽입 단(41)의 제2 삽입 구간(52)에 대응하는 연결 홀(11)의 내주 면은 수평 면(83)으로 형성된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 삽입 단(41)의 제1 삽입 구간(51)에 대응하는 연결 홀(11)의 내주 면을 경사 면(81)으로 구성함에 따라, 배기가스의 유로 단면적을 증대시킴으로써, 배기가스의 유동성을 개선하여 배기 계의 성능 및 배압을 개선할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 촉매 컨버터용 배기 연결유닛(100)에 의하면, 연결 파이프(20)의 꺽임 각도를 증대시킴으로써 배기 계의 한정된 탑재 공간에서 웜업 촉매 컨버터(3)의 볼륨을 증대시킬 수 있기 때문에, 고출력 터보 엔진의 강화 규제에 적극적으로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 플랜지(10)와 연결 파이프(20)의 연결 구조를 개선하여 연결 파이프(20)의 꺽임 각도 증대에 따른 내구성을 확보할 수 있고, 배기 계의 성능 및 배압을 개선할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 터보 차저 2, 10: 플랜지
3: 웜업 촉매 촉매 컨버터 11: 연결 홀
13: 연결부 20: 연결 파이프
21: 입구 단 23: 출구 단
25: 상부 콘 27: 하부 콘
31: 배기라인 33: 공구 진입 공간
41: 삽입 단 43: 지지 면
45: 외면 용접부 51: 제1 삽입 구간
52: 제2 삽입 구간 61, 81: 경사 면
71: 걸림 턱 83: 수평 면
T: 공구 θ: 꺽임 각도

Claims

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터보 차저와 웜업 촉매 컨버터를 상호 연결하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛으로서,
일측 면에 비 원형으로 돌출된 삽입 단을 형성하며, 타측 면이 상기 터보 차저의 배기 측에 결합되는 플랜지; 및
상기 플랜지의 삽입 단이 삽입되며 그 삽입 단과 둘레를 따라 접합되는 입구 단 및 상기 웜업 촉매 컨버터의 입구 측에 연결되는 출구 단을 가지며, 상기 터보 차저 측을 향해 90도 보다 크게 꺽인 형태로 구비되는 연결 파이프;를 포함하고,
상기 삽입 단은, 상기 플랜지의 하단과 일정 구간 평행한 제1 삽입 구간과, 상기 제1 삽입 구간의 양단을 원형으로 연결하는 제2 삽입 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 삽입 단은,
원형에서 상기 플랜지의 하단 측으로 연장되며 그 하단과 평행한 구간을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 플랜지의 삽입단은,
상기 연결 파이프의 입구 단을 내측에서 지지하는 지지 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 플랜지의 삽입 단과 상기 연결 파이프의 입구 단은 외면 용접부를 통하여 상호 접합되는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
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제5 항에 있어서,
상기 플랜지는,
상기 삽입 단의 가장자리 외측에 상기 터보 차저와 연결되는 연결부를 형성하고,
상기 제1 삽입 구간과 연결되는 연결부는 상기 제2 삽입 구간과 연결되는 연결부에 비하여 더 작은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 플랜지는,
상기 삽입 단의 가장자리 외측에 상기 터보 차저와 연결되는 연결부를 형성하고,
상기 제1 삽입 구간과 연결되는 연결부는 상기 연결 파이프의 입구 단 측에서 터보 차저의 배기 측으로 하향 경사지며, 상기 연결 파이프의 입구 단을 지지하는 경사 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 터보 차저의 배기 측과 상기 연결 파이프의 입구 단 측을 연결하는 연결 홀을 형성하고,
상기 제1 삽입 구간에 대응하는 상기 연결 홀의 내주 면은 상기 터보 차저의 배기 측에서 상기 연결 파이프의 입구 단 측으로 하향 경사진 경사 면으로 형성되고,
상기 제2 삽입 구간에 대응하는 상기 연결 홀의 내주 면은 수평 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.
제5 항에 있어서,
상기 플랜지는,
상기 삽입 단의 가장자리 외측에 상기 터보 차저와 연결되는 연결부를 형성하고,
상기 연결부와 상기 제2 삽입 구간 사이에는 상기 연결 파이프의 입구 단을 지지하는 걸림 턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터용 배기 연결유닛.