KR102610738B1 - 차량용 가변형 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량용 가변형 소음기는, 바디와, 바디의 일단에 구비되고, 배출가스가 바디의 내부 공간으로 유입되는 경로를 제공하는 유입부와, 바디의 타단에 구비되고, 배출가스가 바디의 외부로 배출되는 경로를 제공하는 배출부를 포함한다. 유입부와 배출부 중에서, 바디의 어느 일단에 고정되는 것을 고정부, 고정부가 고정되는 바디의 일단의 반대단인 타단에 이동 가능하게 설치되는 것을 이동부라고 할 때, 이동부는, 바디의 타단에 형성된 개구부를 통해, 바디의 내부로 삽입되되, 고정부를 향해 접근하는 접근방향과 접근방향의 반대방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되어, 이동부가 직선 이동됨에 따라, 바디의 내부 공간의 체적이 변화되며, 배출가스의 차압이 조절된다.

Description

차량용 가변형 소음기{VARIABLE SILENCER FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량용 가변형 소음기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소음기의 내부의 체적이 가변될 수 있는 차량용 가변형 소음기에 관한 것이다.

차량의 내부에 유입되는 소음은 엔진 구동, 노면 굴곡 또는 주행 중에 유입되는 바람 등 다양한 요인에 의해 발생되며 이러한 소음을 저감하기 위해서 차량에는 다양한 장치가 사용되고 있다.

특히, 차량의 구동장치(내연기관 차량의 경우에는 내연기관, 연료전지 차량의 경우에는 연료전지)로부터 배출되는 배출가스는, 상당히 고온이고 유속도 빠른 편이어서, 그대로 대기중에 방출될 시 급격히 팽창되며 소음을 일으킬 수 있다. 때문에, 배출가스의 온도와 압력을 낮추어 배출가스로 인한 소음을 저하시키기 위해서 차량의 배출가스 통로 상에는 별도의 소음기가 장착된다.

종래의 차량용 소음기 구조는 그 형상이 고정되어 있으므로, 다양한 차량 운전 조건에 따라 대응하지 못하고 소음 특성 또는 소음 성능이 고정된다는 단점이 있었다.

예를 들면, 소음기의 소음성능 수준이 배출가스가 고유량일 때를 기준으로 고정될 시, 배출가스가 저유량인 경우에는 소음이 감소되는 효과도 있으나 소음기에 의해 배출가스의 차압이 커져 차량의 연비 저하를 일으킬 수 있다. 반대로, 소음기의 소음성능 수준이 배출가스가 저유량일 때를 기준으로 고정될 시, 배출가스가 고유량인 경우에는 소음 저감 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 차량의 운전조건에 따라 소음기의 소음 성능을 가변 시킬 수 있는 구조가 필요하였다.

본 발명은 차량의 다양한 운전 조건에 따라 발생되는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 차량용 가변형 소음기를 제공하는 것에 주목적이 있다.

또한, 이를 통해 소음 성능과 차량의 연비 향상을 함께 도모하는 것에 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변형 소음기는, 바디와; 상기 바디의 일단에 구비되고, 배출가스가 상기 바디의 내부 공간으로 유입되는 경로를 제공하는 유입부와; 상기 바디의 타단에 구비되고, 배출가스가 상기 바디의 외부로 배출되는 경로를 제공하는 배출부를 포함한다.

상기 유입부와 상기 배출부 중에서, 상기 바디의 어느 일단에 고정되는 것을 고정부, 상기 고정부가 고정되는 상기 바디의 일단의 반대단인 타단에 이동 가능하게 설치되는 것을 이동부라고 할 때, 상기 이동부는, 상기 바디의 타단에 형성된 개구부를 통해, 상기 바디의 내부로 삽입되되, 상기 고정부를 향해 접근하는 접근방향과 상기 접근방향의 반대방향으로 직선 이동이 가능하게 설치된다.

상기 이동부가 직선 이동됨에 따라, 상기 바디의 내부 공간의 체적이 변화되며, 배출가스의 차압이 조절된다.

본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 이동부가 직선 이동됨에 따라, 상기 바디의 내부 공간의 체적이 변화되며, 배출가스의 차압이 조절되게 마련됨으로써, 차량의 다양한 운전 조건에 따라 발생되는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 차량의 다양한 운전 조건에 따라 예를 들면 배출가스가 저유량인 경우에는, 소음기에 의한 배출가스의 차압을 작게 조절함으로써, 소음 성능과 차량의 연비 향상을 함께 도모할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기를 일측에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3는 도 1의 소음기의 다공체를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 다공체의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기를 일측에서 바라본 도면이다.

본 실시예에 따른 차량용 가변형 소음기는, 바디(10), 유입부(20), 및 배출부(30)를 포함한다.

바디(10)는 소음기의 외관을 형성하며, 내부 공간(10s)을 가지는 형상일 수 있다.

도 1을 참조하면, 바디(10)는 중공의 원통 형상일 수 있다.

유입부(20)는 바디(10)의 일단에 구비되고, 배출가스가 바디(10)의 내부 공간으로 유입되는 경로를 제공할 수 있다.

배출부(30)는 바디(10)의 타단에 구비되고, 배출가스가 바디(10)의 외부로 배출되는 경로를 제공할 수 있다.

유입부(20)와 배출부(30) 중에서 어느 하나는 바디(10)의 일단에 고정되고, 다른 하나는 바디(10)의 타단에 이동 가능하게 설치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에서는 유입부(20)가 바디(10)의 일단에 고정되고, 배출부(30)가 바디(10)의 타단에 이동 가능하게 설치된다.

도시되지는 않았으나, 다른 실시예에서는 유입부(20)가 바디(10)의 일단에 이동 가능하게 설치되고, 배출부(30)가 바디(10)의 타단에 고정될 수도 있으며, 이 경우에도 이하에서 설명하는 본 실시예에 따른 설명이 동일하거나 유사한 방식으로 적용 가능한 것으로 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다.

도 1을 참조하면, 배출부(30)는 바디(10)의 타단에 형성된 개구부를 통해, 바디(10)의 내부로 삽입될 수 있다. 배출부(30)는 유입부(20)를 향해 접근하는 접근방향과 그 반대방향으로 직선 이동이 가능하게, 바디(10)에 설치될 수 있다.

이를 통해, 배출부(30)가 직선 이동됨에 따라, 바디(10)의 내부 공간(10s)의 체적이 변화되며, 배출가스의 차압이 조절될 수 있다. 배출가스의 차압은, 소음기로 유입되는 배출가스가 소음기를 통과하며 감소되는 압력으로 정의될 수 있다. 즉, 배출가스의 차압은 소음기를 통과하기 전과 소음기를 통과한 이후에 배출가스의 압력 차이로 정의될 수 있다.

종래에 차량용 가변형 소음기는 고정된 형상을 가지므로, 고정된 소음 성능 또는 소음 특성을 가진다. 때문에, 차량의 다양한 운전 조건에 따라 배출가스로 인해 발생되는 소음을 효과적으로 저감시키기 어려운 문제점이 존재하였다.

본 실시예에 따른 소음기는 차량의 다양한 운전 조건에 따라 발생되는 소음을 효과적으로 저감시키기 위해, 소음 특성 또는 소음 성능이 가변 되는 소음기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 실시예에 따른 소음기는, 소음기의 내부 체적을 가변 시키기 위해, 바디의 일단을 통해 내부로 삽입되되, 직선 이동이 가능하게 설치되는 이동부(유입부 또는 배출부 중에 어느 하나)를 포함하는 것에 기본적인 특징이 있다.

본 실시예에 따른 소음기의 특징을 이하에서 보다 상술한다.

도 1을 참조하면, 유입부(20)는 바디(10)의 전단에 삽입되어 고정될 수 있다. 유입부(20)는 중공의 원통 형상일 수 있다. 유입부(20)는 차량의 구동장치(내연기관 또는 연료전지 스택 등)와 연결되어, 배출가스(내연기관 차량의 경우 매연, 연료전지 차량의 경우 공기, 수소 등을 포함하는 가스)가 구동장치로부터 유입될 수 있다.

유입부(20)는 바디(10)의 전단에 고정에 고정되는 유입부의 외측단(21)과, 유입부의 외측단(21)으로부터 바디(10)의 내부 공간(10s)으로 연장되는 유입부의 내측단(22)을 포함할 수 있다.

유입부의 외측단(21)은 바디(10)의 내경에 대응되는 크기의 직경으로 형성되어, 바디(10)의 일단에 고정될 수 있다.

유입부의 내측단(22)은 유입부의 외측단(21)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 유입부의 내측단(22)은 유입부의 외측단(21)보다 유로의 단면적이 작을 수 있다.

유입부(20)는 유입부의 외측단(21)과 유입부의 내측단(22)을 연결하는 유입부의 연결단(23)을 포함할 수 있다.

한편, 유입부(20)는 바디(10)와 하나의 피스로 마련될 수 있다. 유입부(20)는 바디(10)와 일체로서 구성될 수 있다. 즉, 유입부(20)는 바디(10)의 일부분으로 형성될 수 있다.

배출부(30)는 바디(10)의 타단에 삽입되어 이동 가능하게 설치될 수 있다. 배출부(30)는 바디(10)의 외부로 배출가스가 배출되는 유로를 형성할 수 있다. 배출부(30)는 배출가스가 배출되는 배기관(미도시)과 연결될 수 있다.

배출부(30)는 바디(10)의 타단을 통해 접근방향으로 삽입되되, 접근방향(도 1 참조)과 그 반대방향으로 직선 이동이 가능하게 바디(10)에 설치될 수 있다. 접근방향은 배출부(30)가 유입부(20)를 향해 접근하는 방향으로 정의될 수 있다.

일 실시예에서, 배출부(30)가 직선 방향으로 이동 가능하도록 마련되기 위해, 배출부(30)는 배출부(30)와 연결되는 배기관에 대하여도 직선 방향으로 이동이 가능하도록 설치될 수 있다.

다른 실시예에서, 배출부(30)가 설치되는 바디(10)의 타단이, 바디(10)에서 배출되는 배출가스가 유동되는 배기관과 연결될 수 있다. 배출부(30)는 직선 이동이 가능하게 바디(10)의 내부에 설치될 수 있다. 즉, 바디(10)의 내부 공간 배출부(30)가 접근방향으로 이동됨에 따라 체적이 감소되는 제1 내부 공간과, 배출부(30)가 접근방향으로 이동됨에 따라 체적이 증가되는 제2 내부 공간을 포함할 수 있다. 이 경우, 바디(10)의 전체 내부 공간의 크기는 일정하더라도, 유입부(20)와 배출부(30)에 의해 정의되고(define) 배출가스가 유동되며 소음 저감이 이루어지는, 제1 내부 공간의 체적은 배출부(30)가 이동 됨에 따라 조절될 수 있다.

배출부(30)는 바디(10)의 타단에 이동 가능하게 설치되는 배출부의 외측단(31)과, 배출부의 외측단(31)으로부터 바디(10)의 내부 공간(10s)으로 연장된 배출부의 내측단(32)을 포함할 수 있다.

배출부의 외측단(31)은 바디(10)의 내경에 대응되는 크기의 직경으로 형성되어, 바디(10)의 타단에 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.

배출부의 내측단(32)은 배출부의 외측단(31)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 배출부의 내측단(32)은 배출부의 외측단(31)보다 유로의 단면적이 작을 수 있다.

배출부(30)는 배출부의 외측단(31)과 배출부의 내측단(32)을 연결하는 배출부의 연결단(33)을 포함할 수 있다.

배출부(30)는 접근방향으로 이동될 때 다공체(40)와 접하며 접근방향으로 다공체(40)를 밀게 되는 푸쉬부(34)를 포함할 수 있다.

푸쉬부(34)는 배출부의 내측단(32)에서 접근방향으로 더 돌출되어 형성될 수 있다. 푸쉬부(34)는 배출부의 내측단(32)의 일부분에서 접근방향으로 더 돌출된 형상일 수 있다.

유입부의 내측단(22)과 배출부의 내측단(32)은 서로 마주보며 이격되게 배치될 수 있다.

배출부(30)가 직선 이동됨에 따라, 유입부의 내측단(22)과 배출부의 내측단(32) 사이의 이격 거리가 조절되며, 유입부의 내측단(22)에서 바디(10)의 내부 공간(10s)으로 토출되는 배출가스가 배출부의 내측단(32)으로 유입되기 위해 이동하는 최단 거리가 가변될 수 있다.

소음기는 유입부의 내측단(22)과 배출부의 내측단(32) 사이의 이격 공간에 회전 가능하게 설치되는 다공체(40)를 더 포함할 수 있다. 다공체(40)는 특정 방향으로 방향성을 가진 유로를 내부에 구비하여, 다공체(40)의 회전 각도에 따라 배출가스의 유동이 조절될 수 있다.

도 1을 참조하면, 다공체(40)는 회전축(41)을 중심으로 회전 가능하게 바디(10)의 내부에 설치될 수 있다. 회전축(41)은 다공체(40)의 하단보다 상단에 가깝게 마련되어, 배출부(30)에 의해 다공체(40)가 푸쉬되며 이동되기 용이하게 마련될 수 있다.

다공체(40)는 유입부의 내측단(22)에서 배출부의 내측단(32)까지의 최단 거리에 대응되는 최단거리방향(도 1에서 좌우 방향)을 기준으로, 최단거리방향과 다공체(40)의 특정방향이 제1 각도를 이루는 제1 위치(S1, 도 1의 (b) 참조)와, 최단거리방향과 다공체(40)의 특정방향이 제2 각도를 이루는 제2 위치(S2, 도 1의 (a) 참조) 사이에서 이동될 수 있다. 제2 각도는 제1 각도보다 큰 각도이다.

즉, 다공체(40)는 도 1의 (b)와 같은 제1 위치(S1)와, 도 1의 (a)와 같은 제2 위치(S2)의 사이에서 회전이 가능하게 마련될 수 있다. 이를 위해, 다공체(40)는 바디(10)의 내부에서 회전이 가능한 크기로 형성될 수 있다. 다공체(40)의 형상과 동작 및 효과에 대해서 보다 구체적인 설명은 도 2 이하를 참조하여 후술하기로 한다.

소음기는 다공체(40)를 제2 위치(S2)로 탄성 지지하기 위해, 바디(10)의 내부에 설치되는 탄성부재(50)를 더 포함할 수 있다.

도 1의 (a)를 참조하면, 배출부(30)가 기준 위치에 위치할 때, 탄성부재(50)에 의해 다공체(40)가 제2 위치(S2)에 위치하도록 탄성 지지될 수 있다. 즉, 탄성부재(50)는 배출부(30)가 기준 위치에 위치할 때 다공체(40)가 제2 위치(S2)에 위치하도록 탄성 지지가 가능하게 마련될 수 있다.

이를 통해, 배출가스가 다공체(40)를 통과하여 유동되더라도, 다공체(40)가 회전되는 것이 방지될 수 있다.

탄성부재(50)는 일단이 유입부(20)에 고정되고, 타단이 배출부(30)에 고정될 수 있다. 탄성부재(50)는 일단과 타단의 중간 부분이 다공체(40)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

배출부(30)가 접근방향으로 이동하게 되면, 배출부의 내측단(32)에 구비된 푸쉬부(34)에 의해 다공체(40)의 하단부가 가압되며, 다공체(40)가 회전될 수 있다. 푸쉬부(34)가 다공체(40)를 가압하는 위치는, 다공체(40)의 회전축(41)과 다공체(40)의 하단 사이일 수 있다. 이를 통해, 푸쉬부(34)가 비교적 적은 힘으로 다공체(40)를 가압하더라도, 다공체(40)가 쉽게 회전될 수 있다.

한편, 푸쉬부(34)는 다공체(40)와 접촉되는 부분에 완충을 위한 구성을 구비할 수 있다. 푸쉬부(34)가 다공체(40)와 접촉됨에 따라 푸쉬부(34) 또는 다공체(40)의 접촉부가 손상될 수 있으므로, 접촉부에 완충을 위한 구성이 추가로 구비될 수 있다.

한편, 배출부의 내측단(32)은 다공체(40)가 제1 위치(S1)로 회전될 때, 배출부의 내측단(32)에 의해 다공체(40)의 회전이 방해 받지 않도록, 다공체(40)가 제1 위치(S1)에 위치할 때를 기준으로 다공체(40)와 접촉되지 않는 길이 또는 형상으로 마련될 수 있다.

도 1의 (a)와 (b)를 참조하여 예를 들면, 배출부의 내측단(32)은 상단보다 하단이 접근방향으로 더 돌출된 형상일 수 있다. 배출부의 내측단(32)은 상단에서 하단으로 갈수록 접근방향으로 돌출되는 형상일 수 있다. 즉, 배출부의 내측단(32)의 말단은 경사진 단면을 가질 수 있다. 이를 통해, 배출부(30)에 의해 다공체(40)의 이동이 방해 받는 것이 방지될 수 있다.

다공체(40)는 유입부의 내측단(22)과 배출부의 내측단(32) 사이의 이격 거리가 최소일 때(도 1의 (b) 참조), 제1 위치(S1)에 위치하고, 유입부의 내측단(22)과 배출부의 내측단(32) 사이의 이격 거리가 최대일 때(도 1의 (a)참조), 제2 위치(S2)에 위치하도록 마련될 수 있다.

이와 같은 다공체(40)의 회전은, 탄성부재(50)를 적절하게 설치함으로써 이루어질 수 있다.

예를 들면, 다공체(40)가 제2 위치(S2)에 위치한 상태에서, 탄성부재(50)는 다공체(40)와 연결된 부분을 기준으로 좌측 및 우측의 탄성력이 동일하도록 설치될 수 있다. 이후, 배출부(30)가 이동되며 다공체(40)와 연결된 부분을 기준으로 우측에 탄성부재(50)의 우측 부분의 탄성력이 좌측 부분보다 약해지면서, 다공체(40)가 좌측으로 회전될 수 있다.

다공체(40)가 제2 위치(S2)에 위치할 때(도 1의 (a) 참조)를 기준으로, 다공체(40)의 접근방향에 수직한 단면적(도 1을 기준으로 상하 단면적)은, 유입부의 내측단(22)의 유로 단면적보다 넓고, 배출부의 내측단(32)의 유로 단면적보다 넓게 마련될 수 있다.

이를 통해, 유입부의 내측단(22)에서 토출되어 바디(10)의 내부 공간으로 유입된 배출가스가 배출부의 내측단(32)을 통하여 배출되기 전에 다공체(40)를 통과하도록 유도될 수 있다. 즉, 다공체(40)의 단면적을 유입부의 내측단(22) 및 배출부의 내측단(32)보다 넓게 마련함으로써, 배출가스가 다공체(40)를 통과하지 않고 다공체(40)와 바디(10) 사이의 공간을 통하여 배출되는 것이 용이하지 않도록 하여, 다공체(40)에 의한 배출가스 유동 조절이 보다 효과적으로 수행될 수 있다.

소음기는 배출부(30)를 직선 이동시키기 위해 구동부(60)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 구동부(60)는 바디(10)의 일단에 설치되어, 전류를 인가하면 자기장을 형성하도록 마련되는 전자석을 포함하는 구성일 수 있다. 구동부(60)는 배출부의 외측단(31)에 설치된 자석을 포함하는 구성일 수 있다. 이때, 배출부(30)에 설치되는 자석은 영구자석일 수 있다.

이 경우, 전자석에 전류를 인가하지 않은 상태에서는 배출부(30)가 탄성부재(50)의 탄성력에 의해 유입부(20)와 최소 거리에 위치할 수 있다(도 1의 (b) 참조). 전자석에 전류를 인가하면, 바디(10)에 설치된 전자석과 배출부(30)에 설치된 자석이 자기장을 형성하게 되고, 자기력에 의해 배출부(30)가 탄성부재(50)의 탄성력을 극복하고 접근방향의 반대방향으로 이동되게 된다.

한편, 위와 같이 구성되는 구동부(60)를 이용하면, 전자석에 인가해주는 전류의 크기에 따라 전자석과 자석이 형성하는 자기장의 크기도 조절될 수 있고, 따라서 배출부(30)가 이동하는 거리도 인가 전류에 따라 간단하게 조절이 가능하다.

한편, 구동부(60)의 구성은 이에 한정되지 아니하고, 기계식이나 전자식을 포함한 다양한 방식의 구동부가 적용될 수 있으며, 배출부(30)를 접근방향과 그 반대방향으로 직선 이동 가능하게 할 수 있으면 족하다.

도 2 및 도 3는 도 1의 소음기의 다공체를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 다공체(40)는 기준방향(A1)으로 방향성을 가지는 복수 개의 유로(40h)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 유로(40h)들의 기준방향(A1)은 다공체(40)의 일측면과 소정 각도를 이룰 수 있다. 예를 들면, 도 2와 같이 다공체(40)의 일측면과 기준방향(A1)이 이루는 각도는 예각을 이룰 수 있다.

도 3은 다공체(40)를 일측면에서 바라본 모습으로, 다공체(40)를 도 1에서의 접근방향으로 본 것이다.

다공체(40)에는 복수 개의 유로(40h)가 다공체(40)의 전영역에 걸쳐 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 다공체의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4와 같이 다공체(40)의 기준방향(A1)과 배출가스의 유동방향(F)이 이루는 제1 각도(θ1)가 상대적으로 작거나 또는 0도 인 경우, 배출가스가 다공체(40)를 통과하면서 받게 되는 유동 저항이 작고, 이에 따라 배출가스의 압력 감소값이 작다.

이와 비교할 때, 도 5와 같이 다공체(40)의 기준방향(A1)과 배출가스의 유동방향(F)이 이루는 제2 각도(θ2)가 제1 각도(θ1)보다 상대적으로 큰 경우, 배출가스가 다공체(40)를 통과하면서 받게 되는 유동 저항이 크고, 이에 따라 배출가스의 압력 감소값이 크다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

본 실험에서는, 다공체(40)의 유로방향과 배출가스의 유동방향 사이의 각도에 따른 유동 저항을 설명하기 위한 실험으로, 도 6의 A지역에서 B지역으로 가스가 이동되되, A지역과 B지역으로의 가스 이동은 사이에 있는 유로를 통하는 것으로 제한하여 해석한 것이다.

도 6을 참조하면, 실험 1과 같이 유로와 배출가스의 유동방향이 소정 각도를 이루는 경우, 유로를 통과하며 배출가스가 받는 유로 저항이 크고, 이에 따라 유로를 통과한 이후에 배출가스의 평균 유속도 많이 감소된다.

실험 2는 다공체(40)가 소정 각도 회전한 것과 같이, 유로와 배출가스의 유동방향이 평행한 경우, 유로를 통과하며 배출가스가 받는 유로 저항이 실험 1보다 작고, 이에 따라 유로를 통과한 이후에 배출가스의 평균 유속도 실험 1보다 적게 감소된다.

이를 통해, 특정 방향으로 방향성을 가지는 다공체(40)를 회전시킴으로써 배출가스의 유동에 미치는 효과를 확인 할 수 있다. 즉, 다공체(40)의 유로방향과 배출가스의 유동방향 사이의 각도를 조절함으로써, 배출가스가 받는 유동 저항을 조절할 수 있고, 이에 따라 배출가스의 차압도 조절할 수가 있다.

이와 같이 마련되는 소음기는, 일차적으로는 배출부(30)의 직선 이동에 의해 바디(10)의 내부 공간(10s)의 체적을 조절함으로써, 배출가스의 유동을 조절할 수 있고, 이에 더해 방향성을 가진 다공체(40)의 회전에 의해 배출가스의 유동을 보다 효과적으로 조절할 수가 있다. 소음은 배출가스의 유동에 의해 발생되는 것이므로, 배출가스의 유동을 조절하여 유속, 압력 등을 조절함으로써 배출가스로 인해 발생되는 소음도 저감될 수가 있다.

한편, 본 발명에 따르면 배출부(30)의 직선 이동과 다공체(40)의 회전이 서로 유기적으로 결합되어 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 전원을 인가하지 않은 상태에서는, 배출부(30)가 기준 위치에 위치하고 다공체(40)가 제1 위치(S1)에 위치하고, 소음기에 인가되는 전원이 증가됨에 따라 배출부(30)가 점차 접근방향의 반대방향으로 이동함과 동시에 다공체(40)도 제2 위치(S2)로 회전될 수 있다.

이를 통해, 전력 소모를 최소화하면서도 소음기의 소음 특성을 가변 시키면서 배출가스에 의한 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.

10 : 바디
10s : 내부 공간
20 : 유입부
21 : 유입부의 외측단
22 : 유입부의 내측단
23 : 유입부의 연결단
30 : 배출부
31 : 배출부의 외측단
32 : 배출부의 내측단
33 : 배출부의 연결단
34 : 푸쉬부
40 : 다공체
40h : 다공체의 유로
41 : 회전축
50 : 탄성부재
60 : 구동부
A1 : 다공체의 기준방향
D1 : 배출부의 이동거리
S1, S2 : 제1, 제2 위치
F : 배출가스의 유동방향
θ : 다공체의 회전각도
θs : 다공체의 유로 각도
θ1 : 제1 각도
θ2 : 제2 각도

Claims (9)

1. 바디;
   상기 바디의 일단에 구비되고, 배출가스가 상기 바디의 내부 공간으로 유입되는 경로를 제공하는 유입부; 및
   상기 바디의 타단에 구비되고, 배출가스가 상기 바디의 외부로 배출되는 경로를 제공하는 배출부를 포함하고,
   상기 유입부와 상기 배출부 중에서, 상기 바디의 어느 일단에 고정되는 것을 고정부, 상기 고정부가 고정되는 상기 바디의 일단의 반대단인 타단에 이동 가능하게 설치되는 것을 이동부라고 할 때,
   상기 이동부는, 상기 바디의 타단에 형성된 개구부를 통해, 상기 바디의 내부로 삽입되되, 상기 고정부를 향해 접근하는 접근방향과 상기 접근방향의 반대방향으로 직선 이동이 가능하게 설치되고,
   상기 이동부가 직선 이동됨에 따라, 상기 바디의 내부 공간의 체적이 변화되며, 배출가스의 차압이 조절되되,
   배출가스의 유동을 조절하기 위해, 상기 고정부의 내측단과 상기 이동부의 내측단 사이의 이격 공간에 회전 가능하게 설치되고, 특정 방향으로 방향성을 가진 유로가 형성된 다공체를 더 포함하는, 차량용 가변형 소음기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정부의 내측단과 상기 이동부의 내측단은 서로 마주보며 이격되게 배치되고,
   상기 이동부가 직선 이동됨에 따라, 상기 고정부의 내측단과 상기 이동부의 내측단 사이의 이격 거리가 조절되며, 상기 고정부의 내측단에서 상기 바디의 내부 공간으로 토출되는 배출가스가 상기 이동부의 내측단으로 유입되기 위해 이동하는 최단 거리가 가변되는, 차량용 가변형 소음기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 다공체는,
   상기 고정부의 내측단에서 상기 이동부의 내측단까지의 최단 거리에 대응되는 최단거리방향을 기준으로, 상기 최단거리방향과 상기 다공체의 특정 방향이 제1 각도를 이루는 제1 위치와, 상기 최단거리방향과 상기 다공체의 특정 방향이 제2 각도를 이루는 제2 위치 사이에서 이동되며, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도보다 큰 각도이고,
   상기 고정부의 내측단과 상기 이동부의 내측단 사이의 이격 거리가 최소일 때, 상기 다공체가 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 고정부의 내측단과 상기 이동부의 내측단 사이의 이격 거리가 최대일 때, 상기 다공체가 상기 제2 위치에 위치하도록 마련되는, 차량용 가변형 소음기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 다공체를 상기 제2 위치로 탄성 지지하기 위해, 상기 바디의 내부에 설치되는 탄성부재를 더 포함하고,
   상기 이동부가 상기 접근방향으로 이동됨에 따라 상기 이동부의 내측단이 상기 다공체를 밀어, 상기 다공체가 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 회전되는, 차량용 가변형 소음기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 다공체가 상기 제2 위치에 위치할 때를 기준으로, 상기 다공체의, 상기 접근방향에 수직한 단면적은, 상기 고정부의 내측단의 유로 단면적보다 넓고, 상기 이동부의 내측단의 유로 단면적보다 넓은, 차량용 가변형 소음기.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 다공체의 회전축은, 상기 탄성부재와 연결되는 상기 다공체의 일단보다 그 반대단에 가깝게 위치하고,
   상기 이동부의 내측단은, 상기 다공체의, 상기 다공체의 회전축과 상기 탄성부재의 사이에 해당되는 부분를 밀어서, 상기 다공체가 회전되도록 하는, 차량용 가변형 소음기.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 이동부는, 상기 다공체와 인접한 내측단에, 상기 다공체를 향하여 돌출되어 상기 이동부가 상기 접근방향으로 이동될 때 상기 다공체와 접촉되는 푸쉬부를 포함하여, 상기 다공체가 상기 제1 위치로 회전될 때 상기 이동부에 의해 방해 받지 않도록 마련되는, 차량용 가변형 소음기.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 탄성부재는, 일단이 상기 고정부에 고정되고 타단이 상기 이동부에 고정되고, 중앙 부분이 상기 다공체와 연결되는, 차량용 가변형 소음기.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동부를 직선 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하는, 차량용 가변형 소음기.