KR200204835Y1 - 자동차용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 소음기(머플러)에 관한 것으로 엔진의 배기매니홀드 및 촉매컨버터로부터 이어되는 배기관과 연관되는 중공형으로 되며 배기관측에 배기가스유입관이 일체로 되며 후방측에 확관이 일체로 되는 원통형상의 하우징과, 상기 배기가스유입관측 후방 하우징내에 삽입되는 외주면과 내주면을 관통하며 복수조로 배열 배치 천공되는 구멍을 갖는 중공형상의 내통체와, 일단의 직경을 작게하고 타단의 직경을 내통체의 직경과 동일하도록 하여 상기 내통체 내부로 삽입되며 단부면이 용접가공되는 나팔관과, 상기 나팔관 타단과 용접가공되며 외주면과 내주면을 관통하며 장공이 다수개로 원주면을 따라 배열 천공되는 이음관으로 이루어지고, 상기 내통체와 이음관 외주면으로 망사가 형성되고, 하우징내주면과 상기 내통체, 이음관의 이격되는 공간에 흡음제가 충진되어 구성되는 것을 특징으로 하여 엔진 출력을 향상시키고 배기소음을 현저하게 저하시킴은 물론 배기량에 따라 소음기 제작시 배압을 조절할 수 있도록 나팔관의 길이를 장단(長短)으로 하여 소음기의 크기를 최소화 할 수 있도록 하기 위한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

Description

자동차용 소음기{An automobile muffler}

본 고안은 자동차용 소음기(머플러)에 관한 것으로, 상세하게는 자동차 엔진의 배기매니홀드로부터 이어지는 배기관과 연관되는 소음기내에 구멍이 복수조로 배열배치되면 천공되는 내통체를 구비하고 상기 내통체에 나팔관을 삽입한 후 그 단부에 장공이 다수개 원주면을 따라 천공배치되는 이음관을 각각 용접등의 방법에 의해 연관되도록 한 후, 소음기내에 흡음제를 충진하고 소음기 후단부측으로 형성되는 확관내부에 배기류의 원할한 배출을 위한 배류유도관을 삽입하여서 되는 자동차용 소음기를 제공하여, 엔진 출력을 향상시키고 배기소음을 현저하게 저하시킴은 물론 배기량에 따라 소음기 제작시 배압을 조절할 수 있도록 나팔관의 길이를 장단(長短)으로 하여 소음기의 크기를 최소화 할 수 있도록 하기 위한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

소음기(muffler)는 엔진에서 배출되는 배기라인에 장착되어 배기가스의 온도와 압력을 낮추어, 배기소음을 저하시키는 것으로서 도 5가 그 한 예이며, 소음기의 구조에는 여러가지 형식이 존재하고 있는바, 보통 통상적으로 사용되는 소음기의 경우 1mm 정도의 강판을 원통형으로 만들어 그 내부를 몇개의 공간으로 구분하여 배기 가스가 헬름홀츠의 공명의 원리를 이용하여 상기 소음기 내부의 장벽(구획벽)을 통과한 음파의 간섭, 압력변동의 감소, 배기온도의 저하 등을 일으켜 점차로 소음(消音) 되도록 하고 있다.

한편 이와같이 소음기내의 소음효과를 높이기 위해서 소음기의 저항을 너무 크게 형성하게 되면 엔진의 폭음은 저하되지만, 배기행정에 미치는 영향, 즉 배압(back pressure)이 높아져 엔진의 출력이 저하되므로 자동차의 사용목적에 따라 법규에서 정하는 범위에 들도록 소음의 정도를 정하는 것이 일반적이며, 소음기의 구조 개선에 의해 배기가스 발생에 의한 소음의 최대화와 엔진출력의 최고화를 이루기 위해 많은 연구와 노력이 투여되고 있는 실정이다.

이에 따라 상기 소음기는 도 5에서 간략하게 도시한 바와 같이, 엔진가동시 배출되는 배기가스는 상기 전방측 흡입파이프(5)를 통해 소음기의 하우징(1)내로 유입되어 다수개의 격벽(3) 사이에 설치된 복수개의 튜브(4)를 지나면서 압력과 온도가 저하된 상태에서 배출파이프(5)를 통해 대기중으로 배출되는 구조를 갖는 것이 통상적이다.

그러나 상기와 같은 종래의 소음기에서는 엔진 저속 가동시 배출되는 저주파영역의 배기소음은 저감시킬 수 있었지만, 엔진 고속가동시 높은 배압으로 인한 고주파영역의 배기소음인 기류음(배기가스의 속도가 50m/s 이상이면 발생되는 소음)은 효과적으로 저감시키지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점등을 해결하기 위해 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 특허등록출원 제1996-80651호, 실용신안등록출원 제1996-67583호, 실용신안등록출원 제1997-23634호등 다수가 출원되어 공개되어 있다.

그러나 상기와 같은 소음기의 경우에도 배기량의 셋팅에 따라 배압이 조정되어지므로 배기량이 클경우에는 소음기 내부의 배압이 커짐과 동시에 또한 소음기 내통 직경이 커져야 하므로 이에따른 소음기의 크기 또한 커지게 되는 문제점이 있으며, 저속주행과는 달리 차량의 고속주행에 의한 엔진 고속가동시 배기가스에 의한 소음을 효과적으로 저감시킬 수 없는 문제는 물론이거니와, 엔진의 저속·고속 가동에 의한 변환속도에 능동적으로 대처하여 엔진출력을 효과적으로 유지할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 자동차의 배기소음의 저감효율과 배기량에 의한 배압에 따라 능동적이며 효과적으로 엔진출력이 이루어질 수 있도록 하는데 본 고안의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

엔진의 배기매니홀드 및 촉매컨버터로부터 이어되는 배기관과 연관되는 중공형으로 되며 배기관(20)측에 배기가스유입관(11)이 일체로 되며 후방측에 확관(30)이 일체로 되는 원통형상의 하우징(10)과,

상기 배기가스유입관(11)측 후방 하우징(10)내에 삽입되는 외주면과 내주면을 관통하며 복수조로 배열 배치 천공되는 구멍(81)을 갖는 중공형상의 내통체(80)와,

일단의 직경을 작게하고 타단의 직경을 내통체(80)의 직경과 동일하도록 하여 상기 내통체(80) 내부로 삽입되며 단부면이 용접가공되는 나팔관(70)과,

상기 나팔관(70) 타단과 용접가공되며 외주면과 내주면을 관통하며 장공(91)이 다수개로 원주면을 따라 배열 천공되는 이음관(90)으로 이루어지고, 상기 내통체(80)와 이음관(90) 외주면으로 망사(60)(60')가 형성되고, 하우징(10)내주면과 상기 내통체(80), 이음관(90)의 이격되는 공간에 흡음제(50)가 충진되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 자동차용 소음기의 분리사시도를 도시한 것이고,

도 2는 본 고안에 채택채용되는 자동차용 소음기의 정단면도이고,

도 3은 본 고안에 채용되는 나팔관의 다른 실시예를 도시한 것이며,

도 4는 본 고안의 소음기내에 흡음제 대신 조밀한 망사를 다수겹에워싸며 형성된 것을 보인 단면도이고,

도 5는 종래의 자동차용 소음기를 도시한 개략적 단면도이다.

※ 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명

S: 소음기, 10: 하우징 11: 배기가스유입관

20: 배기관 30: 확관 40: 배류유도관

50: 흡음제 60, 60': 망사 70: 나팔관

71: 배출공 80: 내통체 81: 구멍

90: 이음관 91: 장공

이하 본 고안의 구성 및 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 자동차용 소음기의 분리사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 고안에 채택채용되는 자동차용 소음기의 정단면도이고, 도 3은 본 고안에 채용되는 나팔관의 다른 실시예를 도시한 것이며, 도 4는 본 고안의 소음기내에 흡음제 대신 조밀한 망사를 다수겹에워싸며 형성된 것을 보인 단면도이다.

본 고안은 다수개 복수조로 배열배치되며 천공되는 구멍(81)을 갖는 내통체 (80)와, 상기 내통체(80)에 삽입되는 나팔관(70) 및 장공(91)이 다수개 형성되는 이음관(90)이 상기 나팔관(70)과 당접 용접되되 상기 내통체(80)와 이음관(90) 외부를 망사(60,60')로 에워싸며, 소음기(S) 후단부의 확관(30)내에 삽입되는 배류유도관(40)으로 구성된다.

상기 내통체(80)는 도면에서 보는바와 같이 소음기(S)의 하우징(10)내에 삽입되어지는 것으로, 그 외주면과 내주면을 관통하며 천공되는 구멍(81)이 원주면을 따라 다수개로 천공되어 일단에서 타단까지 복수조로 배열배치되며 천공되어지고 내통체(80) 양단부를 개방되는 상태로 형성한다.

이와같이 형성되는 내통체(80)는 소음기(S)의 하우징(10) 전단부 즉, 배기매니홀드(미도시)로부터 연관되는 배기관(20)과 연통되는 배기가스유입관(11)측에 위치되도록 한다.

상기 나팔관(70)은 양단의 직경이 다른 관(管)을 말하는 것으로, 직경이 작은 단부측이 상기 내통체(80) 내부로 삽입되도록 하고 직경이 큰 타단부는 상기 내통체(80)의 후단부 주연부와 용접고정되도록 한다.

이때 상기 나팔관(70)의 길이는 자동차의 배기량에 따라 다소 차이를 둘 수 있는바, 예컨데 도 3에서 보는바와 같이 자동차의 배기량이 클 경우(즉 배압을 낮출 필요가 있을 경우)에는 나팔관(70)의 길이를 다소 작게 형성하고(도3a 참조), 자동차의 배기량이 작아 소음기(S)내의 배압을 크게 형성할 필요가 있을 경우에는 나팔관(70)의 길이를 크게 형성하게 된다(도 3b 참조).

한편 나팔관(70)의 길이를 크게 형성함과 동시에 필요에 따라 나팔관(70) 외면과 내면을 관통하는 배출공(71)을 적정한 개수로 천공할 수도 있어 자동차 배기량의 대소(大小)에 따라 배압의 조절은 불가분하게 되므로 이에 소음기(S) 생산시 능동적으로 대처할 수 있어 동일한 크기의 소음기(S)일 경우에 처리되는 배기가스의 양을 많게 함과 동시에 배압을 적정하게 유지할 수 있다.

상기 이음관(90)은 도면에서 보는바와 같이 내통체(80)의 길이보다 작은 길이를 갖으며 내통체(80)내에 삽입된 나팔관(70)의 후단부 주연부(즉 직경이 큰 부위의 주연부)와 당접되며 용접고정되는 것으로, 이음관(90)의 외면과 내면을 관통하며 천공되어지는 장공(91)이 원주면을 따라 다수개로 배열되어진다.

이와같이 되는 이음관(90)의 장공(91)은 내통체(80)를 통해 유입되는 배출가스 중 나팔관(70)을 통해 그대로 대기상으로 배출되지 않는 배출가스( 즉 상기 내통체(80)의 구멍(81)을 통해 후술하는 흡음제(50)를 거친 후 상기 이음관(90)의 장공(91)으로 재유입되어지는 배출가스)를 외부로 배출되도록 하고 있다.

한편 상기 배류유도관(40)은 소음기(S)의 최후단에 용접고정되는 확관(30)의 내부에 삽입결착되는 것으로, 그 형상은 배출가스가 좀더 용이하고 빠르게 배출되도록 하기 위해 원추형상으로 되며 전후방이 개방되고 소정두께의 내식성, 내구성 및 내열성을 갖춘 합금강등으로 되는 표면을 별도의 금형등에 의해 골과 산을 갖는 꽈배기형상(즉 스큐류형상)으로 반복 교호되며 절곡성형시켜서 된다.

이와같이 하는 이유는 엔진의 고속주행시 배기가스가 소음기(S)를 통과하여 대기중으로 배출될 시 좀더 빠르게 배출될 수 있도록 하여 소음기(S)내의 배압을 적정한 상태로 유지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 배출되는 배기가스가 확관(30)내부를 통과 할 시 스크류형상을 갖는 원추형의 배류유도관(40)을 지나면서 급격하게 회오리되며 대기중으로 빠르게 배출될 수 있도록 하여 소음기(S)내부에 과다한 부하와 배압이 형성되지 않도록 한다.

이와같이 되는 내통체(80) 및 이음관(90) 외주면과 소음기(S)의 하우징(10) 내주면 사이에 형성되는 공간에는 흡음제(50)를 충진하여 내통체(80)의 구멍을 통해 유출되는 기류음을 갖는 배기가스가 흡음제(50)를 통과하며 소음이 저감되고 재차 이음관(90)의 장공으로 유입되어 대기중으로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편 상기와 같이 되는 내통체(80)와 이에 삽입되는 나팔관(70) 및 나팔관(70)과 당접되는 이음관(90)은 각각 용접등의 방법에 의해 그 당접되는 부위를 고정하여 기밀성을 유지할 수 있도록 하며, 상기 내통체(80)와 이음관(90) 외주면을 에워싸는 조밀한 망사(60,60')를 구비하여 내통체(80)와 이음관(90)에 천공된 구멍(81)과 장공(91)을 통해 흡음제(50)가 유입되지 않도록 한다.

이때 도 4에서 보는바와 같이 흡음제(50) 대신에 망사(60)를 다수겹으로 하여 내통체(80)와 이음관(90)을 겹겹이 에워싸며 하우징(10)의 내주면측까지 교호 반복 형성할 수 있도 있다.

이와같이 하는 이유는 흡음제(50)의 경우 일정기간 사용후 배기가스의 분진등이 흡음제(50) 사이에 부착되어 지는 경우에 오랜시간 사용후에는 충진된 흡음제(50)를 완전히 수거한 후 새로운 흡음제(50)를 충진하거나 또는 소음기(S)를 교체하여야 하므로 이와같은 번거로움과 소음기(S)의 사용수명때까지 별도의 유지보수등을 필요치 않게 하기 위함이다.

상기와 같은 구성에 의한 본 고안의 작용상태를 설명하면, 먼저 자동차 엔진의 구동에 의해 발생되는 배기가스가 통상적으로 배기매니홀드(미도시)와 촉매컨버터(미도시)등을 통해 배기관(20)으로 유출되어 소음기(S)의 배기가스유입관(11)으로 유동되어지고, 이와같이 유입된 소음을 갖는 배기가스는 내통체(80)를 거쳐 일부의 배기가스는 내통체(80) 내에 삽입되어 있는 나팔관(70)을 통해 이음관(90)을 거친 후, 소음기(S) 후단부 확관(30)내부의 스큐류형상을 갖는 배류유도관(40)을 통해 신속히 대기중으로 배출되도록 하고, 상기 내통체(80)내로 유입되어지되 나팔관(70)을 통해 배출되지 아니한 배기가스는 내통체(80)의 구멍(81)을 통해 내통체 (80)와 하우징(10)의 공간에 충진되어 있는 흡음제(50)를 거친 후 내통체(80) 후단부에 연결되는 이음관(90)의 장공(91)을 통해 상기 이음관(90)내로 재유입된 후 소음기(S) 확관(30)내 배류유도관(40)의 회오리 안내에 의해 대기중으로 배출되어져, 엔진의 행정에 의해 발생되는 배출가스의 소음을 현저하게 저감시키고, 소음기(S)내의 배압을 엔진의 저속, 고속운전에 상관없이 항상 적정하게 유지할 수 있도록 한다.

따라서 본 고안에 의하면, 자동차의 배출가스 소음을 현저하게 절감시킬 수 있는 구조를 제공하게 되며 배출량의 과소에 따라 소음기 제작시 적정하게 나팔관의 길이를 조절하여 생산할 수 있도록 하여 소음기의 크기가 과다하게 커지는 현상을 방지할 수 있음은 물론, 엔진의 저속 또는 고속 운전에 능동적으로 대처하여 배기가스가 배출되도록 하여 자동차의 출력효과를 현저하게 상승시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 엔진의 배기매니홀드 및 촉매컨버터로부터 이어되는 배기관과 연관되는 중공형으로 되며 배기관(20)측에 배기가스유입관(11)이 일체로 되며 후방측에 확관(30)이 일체로 되는 원통형상의 하우징(10)과,

   상기 배기가스유입관(11)측 후방 하우징(10)내에 삽입되는 외주면과 내주면을 관통하며 복수조로 배열 배치 천공되는 구멍(81)을 갖는 중공형상의 내통체(80)와,

   일단의 직경을 작게하고 타단의 직경을 내통체(80)의 직경과 동일하도록 하여 상기 내통체(80) 내부로 삽입되며 단부면이 용접가공되는 나팔관(70)과,

   상기 나팔관(70) 타단과 용접가공되며 외주면과 내주면을 관통하며 장공(91)이 다수개로 원주면을 따라 배열 천공되는 이음관(90)으로 이루어지고, 상기 내통체(80)와 이음관(90) 외주면으로 에워싸는 조밀한 망사(60)(60')가 형성되고, 하우징(10)내주면과 상기 내통체(80), 이음관(90)의 이격되는 공간에 흡음제(50)가 충진되어 구성되는 것을 구성상 특징으로 하는 자동차용 소음기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡음제(50)와 대체되는 조밀한 망사(60)를 내통체(80)와 이음관(90) 외주면으로부터 하우징(10) 내주면의 공간에 겹겹이 다수열로 에워싸도록 하여서 되는 자동차용 소음기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 나팔관(70)의 길이는 자동차의 배기량이 클경우 짧게 형성하고 배기량이 작을 경우 길게 형성하여 소음기(S)내의 배압이 적정하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 소음기(S) 후단부의 확관(30)내에 스크류형상으로 되며 골과 산을 형성하고 원추형상으로 양단부가 개방되는 배류유도관(40)을 삽입하여서 되는 것을 포함하는 자동차용 소음기