KR102429052B1 - 에어클리너용 디퓨저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통 형상의 외주면에 복수의 타공이 형성된 디퓨저 바디 및 상기 디퓨저 바디의 내측에 삽입되고, 외주면으로부터 돌출된 네크부가 형성된 네크 플레이트를 포함하는 에어클리너용 디퓨저로서, 본 발명에 의하면, 흡기 시스템을 통해 전파되는 저주파 및 고주파 대역의 소음을 최대한 감소시킬 수가 있다.

Description

에어클리너용 디퓨저{DIFFUSER FOR AIR CLEANER}

본 발명은 차량의 연료와 혼합하기 위한 공기를 정화하는 에어클리너에 장착되는 디퓨저에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 연료와 공기가 혼합하여 연소하면서 동력을 발생하게 된다. 즉, 자동차의 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 각종 연료 공급장치를 통과하고, 외부로부터 유입된 공기와 혼합되어 엔진의 실린더로 분사됨과 동시에 엔진이 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 반복하면서 작동하게 되고, 이에 따라 동력을 얻게 되는 것이다.

이렇듯 엔진을 운전하는 데는 일정량의 공기를 필요로 하며, 공기의 공급은 차량의 외부로부터 유입이 된다.

즉, 차량 외부의 공기가 에어클리너 하우징으로 유입되며 에어클리너 하우징에 연결된 에어 인테이크 호스를 통해 흡기 매니폴드로 이동하여 엔진으로 공급된다.

에어클리너 하우징 내부에는 외부 공기 중에 포함된 먼지 및 이물질을 여과하는 에어클리너 필터가 구비되어 외부 공기 중에 포함된 먼지 및 이물질 등을 여과하여 엔진의 연소 작동에 필요한 공기를 공급하게 된다.

또한, 에어클리너 하우징에는 에어 인테이크 호스와 결합되고 하우징 내부에 장착되어 에어 인테이크 호스로부터 유입되는 공기를 확산시키기 위한 디퓨저가 구비된다.

이러한 에어클리너는 실린더로 흡입되는 공기를 깨끗하게 하지만, 동시에 흡기와 함께 발생하는 소음을 작게 하는 역할도 한다.

사람의 가청 소음 범위는 20Hz에서 20,000Hz 사이이며, 자동차에서 발생하는 소음은 20Hz에서 300Hz 사이의 저주파 음과 300Hz 이상의 고주파 음으로 다양하게 발생한다.

흡기시스템은 엔진 소음을 전달 및 방출하는 주요 구성요소인데, 소음은 엔진으로부터 기인하여 실린더 실 내의 공기, 연료 혼합물의 연소에 의한 고압으로 밸브의 개폐에 의해 발생된다.

흡기시스템은 유동의 진행방향과 음파의 진행방향이 반대방향으로 움직인다. 음파의 주된 발생 원인은 엔진 폭발음의 전파가 아니고, 흡기 밸브 근처에서 발생하는 유동 박리 현상 때문이다. 즉, 흡기 행정시 흡기 밸브가 닫치는 순간에 유동의 박리(Separation)가 발생하며, 이 때 생성된 압력파가 흡기 다기관과 서지 탱크를 지나 토출구를 통해 외부로 전달된다.

또한, 흡기 시스템에서 밸브가 열리고 닫힘에 따라 생기는 압력 변화는 흡기 시스템 전체를 흐르게 되고, 각 부품은 특별한 주파수를 가진 공진을 발생함으로써 특정 주파수에서 증폭된 노이즈가 발생하게 되고, 이러한 부분이 탑승자의 귀에 거슬리는 큰 요인이 된다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국등록특허공보 제20-0410692호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 흡기 시스템을 통해 전파되는 저주파 및 고주파 대역의 소음을 최대한 감소시키기 위한 에어클리너용 디퓨저를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 에어클리너용 디퓨저는, 원통 형상의 외주면에 복수의 타공이 형성된 디퓨저 바디 및 상기 디퓨저 바디의 내측에 삽입되고, 외주면으로부터 돌출된 네크부가 형성된 네크 플레이트를 포함한다.

상기 네크 플레이트의 네크부는 상기 디퓨저 바디의 타공을 통해 돌출되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 네크부는 중공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 네크 플레이트는 복수 분할 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 네크 플레이트의 내측에 삽입되고, 외주면에 상기 네크 플레이트의 네크부에 대응되는 타공이 형성된 간섭 덕트를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 간섭 덕트에는 내측으로 돌출된 복수의 간섭 블록이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 간섭 블록은 공기가 유입방향으로 굽어진 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 간섭 블록은 공기의 유입방향을 기준으로 상기 간섭 덕트의 타공의 후단에 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 디퓨저 바디의 일측 단부에는 에어클리너 결합부가 형성되고, 타측 단부에는 확장된 외주를 가지는 마우스부가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 디퓨저 바디의 내측에는 상기 간섭 덕트가 삽입되어 안착될 수 있도록 간섭 덕트 끼움 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 관점에 의한 에어클리너용 디퓨저는, 원통 형상의 외주면에 복수의 타공이 형성된 디퓨저 바디 및 상기 디퓨저 바디의 내측에 삽입되고, 외주면에 상기 디퓨저 바디의 타공에 대응되는 타공이 형성된 간섭 덕트를 포함한다.

상기 간섭 덕트에는 내측으로 돌출된 복수의 간섭 블록이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 간섭 블록은 공기가 유입방향으로 굽어진 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 간섭 블록은 공기의 유입방향을 기준으로 상기 간섭 덕트의 타공의 후단에 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 디퓨저 바디의 일측 단부에는 에어클리너 결합부가 형성되고, 타측 단부에는 확장된 외주를 가지는 마우스부가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 디퓨저 바디의 내측에는 상기 간섭 덕트가 삽입되어 안착될 수 있도록 간섭 덕트 끼움 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저가 에어클리너에 장착되면, 디퓨저 바디에 형성되는 타공과 마우스부, 그리고 간섭 덕트의 간섭 블록에 의해서 고주파 대의 소음을 줄일 수가 있다.

또한, 네크 플레이트의 네크부에 의해서 저주파 대의 소음을 효과적으로 감소시킬 수가 있다.

이 같은 디퓨저의 적용에 의해 에어클리너를 통한 소음의 전달을 최대한 줄일 수가 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저가 에어클리너에 장착된 것을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저의 부분 구성을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저의 적용에 의한 소음 해석 결과를 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저가 에어클리너에 장착된 것을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저를 도시한 것이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저의 부분 구성을 도시한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 에어클리너용 디퓨저를 설명하기로 한다.

도 1에서 참조되는 바와 같이, 본 발명의 에어클리너용 디퓨저(10)는 에어클리너(20) 내에 인테이크 호스(30)와 연통되게 장착됨으로써, 인테이크 호스(30)를 통해 유입되는 공기를 에어클리너(20) 내에 확산시키기 위한 것으로서, 본 발명은 이러한 에어클리너용 디퓨저(10)를 개선하여 에어클리너를 통해 전달되는 저주파 소음 및 고주파 소음을 최대한 감쇠시키기 위한 것이다.

이를 위한 에어클리너용 디퓨저(10)는 디퓨저 바디(110), 네크 플레이트(120) 및 간섭 덕트(130)를 포함한다.

디퓨저 바디(110)는 원통 형 외주면에 복수의 타공(111)이 형성된다.

그리고, 공기가 유입되는 방향, 즉, 인테이크 호스 측에 해당되는 단부에는 에어클리너 결합부(112)가 형성되어 에어클리너 결합부(112)가 에어클리너의 바디에 끼워져 결합될 수 있게 한다.

그리고, 공기가 디퓨저를 통해 나가는 방향에 해당되는 단부에는 외주가 확장된 형태의 마우스부(113)가 형성된다.

이러한 디퓨저 바디(110)의 마우스부(113)는 흡입되는 공기에 의한 고주파 소음을 상쇄하는 역할을 한다.

그리고, 디퓨저 바디(110)에 형성된 복수의 타공(111) 또한 고주파 소음을 상쇄하는 기능을 하게 된다.

즉, 유입되는 공기는 타공을 통해서 이동 경로가 달라지게 되고, 이동 경로가 달라지는 파와 내측 공간을 빠져 나가는 파가 만나게 되어 서로 위상 간섭됨으로써 고주파 소음이 상쇄되게 하는 것이다.

이러한 타공은 디퓨저 바디의 강성을 유지시킬 수 있는 한 많은 수로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 디퓨저 바디(110) 내측으로부터 삽입되는 네크 플레이트(120)는 디퓨저 바디(110)에 대응되는 원통 형상으로 마련되고, 원통의 외주면 상에 외측으로 돌출 형성되는 네크부(121)가 다수 마련된다.

네크부(121)는 중공이 형성되어 음파가 통과될 수 있게 마련되고, 디퓨저 바디(113)의 타공(111)에 대응되게 마련됨으로써, 디퓨저 바디(113)의 타공(111)을 통해 외측으로 돌출 삽입될 수 있는 외경을 가진다.

이러한 네크 플레이트(120)는 디퓨저의 조립 공정을 위해 복수로 분할 마련되는 것이 바람직하고, 도시에서는 4분할된 네크 플레이트(120)를 일 예로 들었다.

네크 플레이트(120)의 네크부(121)는 흡입되는 공기의 압력에 의한 소음 중 저주파 성분을 줄이는 역할을 한다.

이는 헬름홀츠 공명기(Helmjoltz Resonator)에 의한 효과나 오리피스(Orifice)에 의한 효과와 같은 것으로서, 네크부(121)와 그에 비해 상대적으로 큰 부피의 공동(Volume)이 형성될 때, 저주파수 대역에서 강한 순음 성분의 소음을 감소시키는 데 적합하게 된다. 즉, high-pass filter의 역할을 할 수가 있다.

마지막으로, 간섭 덕트(130)가 네크 플레이트(120) 장착 후에 삽입된다.

간섭 덕트(130)는 네크 플레이트(120) 내측에 밀착 삽입될 수 있는 직경으로 마련되고, 원통 형상의 외주면에 네크 플레이트(120)의 네크부(121)에 대응되는 타공(131)이 형성된다.

이와 같이, 간섭 덕트(130)의 타공(131)과 네크 플레이트(120)의 네크부(121)와 디퓨저 바디(110)의 타공(111)이 연통됨으로써 이를 통해 음파의 진행이 달라진다.

이러한 간섭 덕트(130)에는 원통의 내측으로 돌출되어 마련되는 간섭 블록(132)이 복수 마련된다.

간섭 블록(132)은 공기가 유입되는 인테이크 호스 측으로 굽어진 형상, 예를 들어 반구 형상으로 돌출 형성된다.

그리고, 간섭 덕트(130)에 형성된 타공(131)의 후단에 인접하여 타공(131)마다 형성되는 것이 바람직하다.

이 같은 간섭 블록(132)은 고주파 음역을 상쇄시키기 위해 마련된다.

즉, 간섭 블록(132)이 진행되는 파의 방벽(barrier) 역할을 함으로써, 반사파가 발생하고 반사파가 입사파와 간섭되어 고주파 소음을 상쇄시키게 되는 것이다.

이러한 간섭 덕트(130)는 디퓨저 바디(110)에 분할된 네크 플레이트(120)가 삽입된 후, 네크 플레이트(120)의 내측에 밀착되게 삽입되는 것으로서, 이의 고정 및 안착을 위해서 디퓨저 바디(110)의 내측 전단부 및 후단부에는 간섭 덕트 끼움 돌기(114)가 마련된다.

도시와 같이, 외력에 의해서 간섭 덕트(130)가 간섭 덕트 끼움 돌기(114)를 타 넘어감으로써 억지 끼움될 수 있는 형상으로 마련되고, 타 넘어가서 안착 후에는 외력이 없는 한 이탈되지 않게 한다.

도 5는 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저의 적용에 의한 소음 해석 결과를 도시한 것이다.

도시와 같이, 본 발명의 에어클리너용 디퓨저가 적용된 경우, 특정 주파수에서의 공진에 의한 피크(peak)가 나타나지 않고, 저주파수 대역에서 소음 상쇄의 큰 효과가 발휘됨을 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 에어클리너용 디퓨저는 인테이크 호스를 통해 유입되어 에어클리너 내부로 확산되는 공기의 진행 시 고주파 소음 및 저주파 소음을 상쇄시킬 수 있느 여러 수단을 채용함으로써 흡기 시스템을 통해서 차량으로 전달되는 소음을 에어클리너에서 효과적으로 상쇄시킬 수 있도록 한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 : 에어클리너용 디퓨저
110 : 디퓨저 바디
111 : 타공 112 : 에어클리너 결합부
113 : 마우스부 114 : 간섭 덕트 끼움 돌기
120 : 네크 플레이트
121 : 네크부
130 : 간섭 덕트
131 : 타공 132 : 간섭 블록

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원통 형상의 외주면에 복수의 타공이 형성된 디퓨저 바디; 및
   상기 디퓨저 바디의 내측에 삽입되고, 외주면으로부터 돌출된 네크부가 형성된 네크 플레이트를 포함하고,
   상기 네크 플레이트의 네크부는 상기 디퓨저 바디의 타공을 통해 돌출되는 것을 특징으로 하며,
   상기 네크부는 중공이 형성된 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 네크 플레이트는 복수 분할 형성된 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 네크 플레이트의 내측에 삽입되고, 외주면에 상기 네크 플레이트의 네크부에 대응되는 타공이 형성된 간섭 덕트를 더 포함하는,
   에어클리너용 디퓨저.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 간섭 덕트에는 내측으로 돌출된 복수의 간섭 블록이 형성된 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 간섭 블록은 공기 유입방향으로 굽어진 형태인 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 간섭 블록은 공기의 유입방향을 기준으로 상기 간섭 덕트의 타공의 후단에 형성된 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 디퓨저 바디의 일측 단부에는 에어클리너 결합부가 형성되고, 타측 단부에는 확장된 외주를 가지는 마우스부가 형성된 것을 특징으로 하는,
   에어클리너용 디퓨저.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 디퓨저 바디의 내측에는 상기 간섭 덕트가 삽입되어 안착될 수 있도록 간섭 덕트 끼움 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.
11. 원통 형상의 외주면에 복수의 타공이 형성된 디퓨저 바디; 및
    상기 디퓨저 바디의 내측에 삽입되고, 외주면에 상기 디퓨저 바디의 타공에 대응되는 타공이 형성된 간섭 덕트를 포함하는,
    에어클리너용 디퓨저.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 간섭 덕트에는 내측으로 돌출된 복수의 간섭 블록이 형성된 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 간섭 블록은 공기가 유입방향으로 굽어진 형태인 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 간섭 블록은 공기의 유입방향을 기준으로 상기 간섭 덕트의 타공의 후단에 형성된 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 디퓨저 바디의 일측 단부에는 에어클리너 결합부가 형성되고, 타측 단부에는 확장된 외주를 가지는 마우스부가 형성된 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 디퓨저 바디의 내측에는 상기 간섭 덕트가 삽입되어 안착될 수 있도록 간섭 덕트 끼움 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는,
    에어클리너용 디퓨저.

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