KR200312121Y1 - 자동차용 공명식 소음기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 배기 파이프에 설치되어 소음을 저감시키는 소음기에 관한 것으로서, 특히 서브 머플러와 메인 머플러 사이에 공명식 소음기가 설치됨으로써, 배기가스가 공명실로 확산되도록 하므로 배기가스에 의해 발생되는 소음이 저감되어 보다 조용하고 안락한 운행을 이룰 수 있도록 한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

본 고안에 따른 자동차용 공명식 소음기는 자동차 엔진의 배기매니폴드로부터 연장되는 배기 파이프에 설치된 촉매 컨버터와, 상기 배기 파이프에 설치되어 배기가스에 와류가 형성되도록 하는 서브 머플러와, 메인 머플러가 포함되어 구성되는 자동차의 배기장치에 있어서, 상기 서브 머플러와 메인 머플러 사이의 배기 파이프에 설치된 소음기 본체와, 상기 소음기 본체에서 적어도 하나 이상의 부분에 형성된 다수 개의 홀부와, 상기 홀부를 커버하여 공명실을 이루도록 소음기 본체의 둘레면에 설치된 쉘과, 상기 소음기 본체 양단에 유동 가능하게 설치되어 배기 파이프에 설치된 공명식 소음기의 각도를 조절할 수 있도록 한 플랜지가 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 공명식 소음기 {A silencer for the automobile}

본 고안은 자동차의 배기 파이프에 설치되어 소음을 저감시키는 소음기에 관한 것으로서, 특히 서브 머플러와 메인 머플러 사이에 공명식 소음기가 설치됨으로써, 배기가스가 공명실로 확산되도록 하므로 배기가스에 의해 발생되는 소음이 저감되어 보다 조용하고 안락한 운행을 이룰 수 있도록 한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 공기와 적당한 비율로 혼합된 혼합기를 실린더로 흡입하여 압축시킨 다음 착화와 팽창을 통해 발생되는 직선운동을 커넥팅 로드와 크랭크를 이용하여 토크를 갖는 회전운동으로 변환시킨 구동력을 통해 주행이 가능하게 된다.

혼합기가 착화되면서 발생된 연소가스는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(1)에 구비된 배기매니폴드(2)를 통해 한 곳으로 모아진 후에 촉매 컨버터(4)를 통과하는과정에서 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매로 인해 환원되고, 환원된 상태로 연결된 파이프를 통해 서브 머플러(6)로 유입된다.

상기 서브 머플러(6)로 유입된 연소가스는 다수의 팽창과정을 통해 압력이 낮아지고, 서브 머플러(6)의 토출측에 연결된 파이프를 경유하여 다수의 격막을 갖는 메인 머플러(8)를 통과하면서 대기압과 거의 같은 압력으로 낮아진 상태로 배출된다.

그러나, 배기매니폴드(2)와 촉매 컨버터(4)를 통과한 연소가스가 서브 머플러(6)를 통과하는 과정에서 압력과 유속이 낮아져 배출저항으로 작용함으로써, 엔진(1)의 출력 감소되는 문제점이 있다.

또한, 산화와 부식으로 서브 머플러(6)가 파손되어 그 기능을 처리하지 못할 경우에는 연소가스가 메인 머플러(8)를 통해 직접 대기 중으로 배출됨으로써, 소음 발생율과 매연 배출율을 증가시켜 환경을 오염시키는 또 다른 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 서브 머플러(6)에 스크루 부재를 설치함으로써, 배기가스에 와류가 형성되면서 배기 속도가 증가되므로 흡입 공기의 량이 증가되고, 엔진의 출력이 향상되어 연료를 절약하면서 완전 연소에 가까운 연료의 연소를 이루고, 매연의 배출량을 줄일 수 있도록 하였다.

그러나, 종래 기술에 의한 배기장치는 스크루 부재에 의해 배기 속도가 증가되어 연료 소비량의 감소 및 매연 감소의 효과가 발생되기는 하지만 약 600 ~ 800℃의 고온과 약 3 ~ 5kgf/cm²의 고압으로 분사되는 배기가스가 기존의 메인머플러(8)에 의해 미처 냉각 및 강압되지 못한 채 분사되기 때문에 급격한 배기가스 팽창에 의한 폭발음이 발생될 수 있고, 화재가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 메인 머플러와 서브 머플러 사이에 공명식 소음기가 설치됨으로써, 서브 머플러에 의해 배출 속도가 증가된 배기가스를 다수 개의 홀부를 지나 넓은 공명실로 확산시키므로 배기가스의 온도 및 압력이 낮아져 서브 머플러에 의해 발생되는 연료의 절감 및 매연의 감소 효과는 유지하면서 보다 조용하고 안정된 운행을 이룰 수 있도록 한 자동차용 공명식 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 배기장치의 주요부가 도시된 사시도,

도 2는 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기가 장착된 배기장치의 측면도,

도 3은 본 고안에 의한 자동차용 소음기가 장착된 배기장치의 서브 머플러가 도시된 단면도,

도 4는 본 고안에 의한 자동차용 소음기가 도시된 부분 절개 사시도,

도 5는 본 고안에 의한 자동차용 소음기의 주요부가 도시된 단면도,

도 6은 본 고안에 의한 자동차용 소음기의 일 실시 예가 도시된 측면도,

도 7은 본 고안에 의한 자동차용 소음기의 다른 실시 예가 도시된 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 배기 파이프 20 : 촉매 컨버터

30 : 서브 머플러 32 : 파이프 몸체

36 : 보호관 38 : 스크루 부재

39 : 플랜지 40 : 공명식 소음기

42 : 소음기 본체 42a : 돌기

44 : 홀부 46 : 쉘

46a : 공명실 48 : 플랜지

48a : 관통홀부 48b : 체결홀부

50 : 메인 머플러

상기한 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 자동차용 공명식 소음기는 자동차 엔진의 배기매니폴드로부터 연장되는 배기 파이프에 설치된 촉매 컨버터와, 상기 배기 파이프에 설치되어 배기가스에 와류가 형성되도록 하는 서브 머플러와, 메인 머플러가 포함되어 구성되는 자동차의 배기장치에 있어서, 상기 서브 머플러와 메인 머플러 사이의 배기 파이프에 설치된 소음기 본체와, 상기 소음기 본체에서 적어도 하나 이상의 부분에 형성된 다수 개의 홀부와, 상기 홀부를 커버하여 공명실을 이루도록 소음기 본체의 둘레면에 설치된 쉘과, 상기 소음기 본체 양단에 유동 가능하게 설치되어 배기 파이프에 설치된 공명식 소음기의 각도를 조절할 수있도록 한 플랜지가 포함된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 자동차용 소음기의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 의한 자동차용 소음기가 설치된 배기장치의 측면도이다.

본 고안에 의한 자동차용 배기장치는 엔진의 배기매니폴드에서 연장된 배기 파이프(10)에 설치되어 배기가스 중에 포함된 일산화탄소 및 탄화수소, 질소산화물 등의 유해물질을 촉매로 인해 환원시키는 촉매 컨버터(20)와, 상기 촉매 컨버터(20)에서 배출되는 배기가스에 와류를 발생시켜 배출 속도가 증가되도록 하는 서브 머플러(30)와, 상기 서브 머플러(30)에서 배출되는 배기가스를 공명현상에 의해 감압시켜 소음을 저감시키는 공명식 소음기(40)와, 상기 공명식 소음기(40)에서 배출되는 배기가스를 거의 대기압에 가깝게 감압시키는 메인 머플러(50)가 포함되어 구성된다.

도 3은 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기가 장착된 배기장치의 서브 머플러가 도시된 측단면도이다.

상기 서브 머플러(30)는 양측 단부가 깔때기 형태로 줄어든 줄임관으로 형성되고, 중앙부는 파이프 형태로 이루어진 케이스 몸체(32)와, 상기 케이스 몸체(32) 내부에서 배출가스에 길이 방향의 와류가 발생되도록 하여 유속이 증가될 수 있도록 하는 스크루 부재(38)와, 상기 케이스 몸체(32) 양측 단부에 유동 가능하게 삽입되는 플랜지(39)와, 상기 케이스 몸체(32) 외면에 케이스 몸체(32)와 비교하여그 직경이 보다 크게 형성되어 끼워지므로 머플러 외면으로 발생되는 열을 배출 할 수 있는 공간부를 이루는 보호관(36)이 포함되어 구성된다.

이로써, 배기가스가 케이스 몸체(32) 내부를 통과할 때에는 스크루 부재(38)를 따라 슬라이드되면서 와류가 발생되어 배기가스의 유속이 증가되므로 촉매 컨버터(20) 및 서브 머플러(30), 공명식 소음기(40), 메인 머플러(50)를 통과하는 모든 배기가스의 유속이 증가된다.

상기 서브 머플러(30) 내에 설치된 스크루 부재(38)는 외면에 다수의 날개가 스크루 형상과 같이 비틀림으로 이루어지므로 스크루 부재(38)의 날개를 따라서 배출되는 배기가스에 와류가 발생되고, 이를 통과하는 배기가스는 스크루 부재(38)의 날개로부터 슬라이드되므로 배기가스의 유속이 더욱 빠르게 진행된다.

도 4는 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기가 도시된 부분 절개 사시도이고, 도 5는 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기의 주요부가 도시된 단면도이다.

상기 공명식 소음기(40)는 서브 머플러(30)와 메인 머플러(50) 사이의 배기 파이프(10)에 설치되는 소음기 본체(42)와, 상기 소음기 본체(42) 다수의 부분에 형성되고, 열과 행을 맞춰 규칙적으로 배열되는 다수 개의 홀부(44)와, 상기 홀부(44)가 형성된 부분의 둘레면에 설치되어 공명실(46a)을 이루도록 하는 쉘(46)과, 상기 소음기 본체(42) 양단부에 유동 가능하게 설치되어 소음기 본체(42)와 배기 파이프(10)의 각도가 일정량 조절될 수 있도록 하는 플랜지(48)가 포함되어 구성된다.

상기 소음기 본체(42)는 서브 머플러(30)와 메인 머플러(50) 사이에 설치될 수 있도록 파이프 형상으로 제조되고, 양측 단부에는 플랜지(48)가 설치되어 배기 파이프(10)에 볼트에 의해 체결될 수 있도록 형성된다.

또한, 상기 소음기 본체(42)는 차량의 배기용량에 따라 홀부(44)의 개수 및 홀부(44)가 형성되는 부분의 개수가 결정되는 바, 도 5에 도시된 바와 같이 배기량이 1000 ~3000㏄ 정도의 승용차에는 3개의 부분에 홀부(44)가 형성되어 그 둘레면에 쉘(46)에 의해 공명실(46a)이 형성되는 것이 적당하다.

아울러, 상기 소음기 본체(42)의 양측 단부에는 돌기(42a)가 형성되어 이 돌기(42a)에 플랜지(48)가 유동 가능하게 설치되는 바, 상기 플랜지(48)는 중앙에 관통홀부(48a)가 형성되고, 테두리에 다수 개의 체결홀부(48b)가 형성되어 배기 파이프(10)와 볼트에 의해 결합될 수 있도록 한다.

이러한, 상기 플랜지(48)는 그 관통홀부(48a)가 소음기 본체(42)의 지름과 비교하여 상대적으로 크게 형성되어 돌기(42a)에 의해 체결되기 때문에 플랜지(48)가 고정되어도 소음기 본체(42)는 회전 및 일정량 유동이 가능하므로 소음기 본체(42)가 배기 파이프(10)와 일정 각도를 이루도록 설치될 수 있도록 한다.

상기 쉘(46)은 도 4에 도시된 바와 같이 소음기 본체에서 홀부(44)가 형성된 부분의 둘레면에 설치되는 바, 그 지름이 소음기 본체(42)와 비교하여 상대적으로 크게 형성되고, 소음기 본체(42)에 용접작업에 의해 융착되므로 일정 공간이 형성되어 공명실(46a)을 이루도록 한다.

이러한, 상기 공명식 소음기(40)는 상기한 바와 같이 배기가스의 유속을 증가시키는 서브 머플러(30)와 같이 장착되면 배기가스의 유속을 유지함과 동시에 소음을 저감시키고, 화재 발생을 방지할 수 있는 효과가 발생되며, 서브 머플러(30) 없이 배기 파이프(10)에 개별적으로 장착되어도 무방하다.

또한, 상기 쉘(46)은 도 6에 도시된 바와 같이 3개의 쉘(46)이 소음기 본체(42)설치되어 이루어지는 바, 소음기 본체(42)의 일 측 단부는 타 측과 비교하여 상대적으로 소정량 길게 형성되는 것이 일반적인 바, 이는 차량에 설치될 때에 일정 부분 곡선으로 절곡되어 설치되기 때문이며, 상기 플랜지(48) 또한 이러한 이유에서 유동 가능하게 설치되는 것이다.

아울러, 본 고안에 의한 공명식 소음기의 다른 실시 예는 도 7에 도시된 바와 같이 소음기 본체(142) 및 쉘(146), 플랜지(148)가 포함되어 구성되는 것은 일 실시 예와 동일하나 상기 쉘(146)이 2개 형성된 것이 특징이며, 쉘(146)의 개수는 상기한 바와 같이 차량의 용량 등의 조건에 따라 가변되어도 무방하다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 차량의 운전이 시작되면 엔진 내부에서 연료와 공기의 혼합기가 압축, 폭발되면서 차량의 구동력의 발생시키고, 연료의 연소에 의해 발생된 배기가스가 배기매니폴드에 의해 모아져 배기 파이프(10)를 따라 외부로 배출된다.

이때, 배기매니폴드에서 배출되는 배기가스는 촉매 컨버터(20)를 지나면서 일산화탄소 및 탄화수소, 질소산화물 등의 유해물질이 촉매에 의해 환원되어 서브 머플러(30)에 공급되고, 서브 머플러(30)에서 스크루 부재(38)에 의해 그 유속이증가된 배기가스는 공명식 소음기(40)로 유입된다.

이렇게, 상기 공명식 소음기(40)로 유입된 배기가스는 소음기 본체(42)를 지나는 동안 홀부(44)를 통해 쉘(46)에 의해 형성되는 공명실(46a)로 확산되므로 배기가스의 온도 및 압력이 낮아지므로 그 소음이 급격하게 감소되는 효과가 발생된다.

상기한 바와 같이 공명식 소음기(40)에서 1차적으로 감온, 감압된 배기가스는 다시 메인 머플러(50)를 지나면서 2차 감온 및 감압을 이루어 최종적으로 대기압에 근접하게 감압되고, 실온에 가까운 배기가스를 이루므로 배기가스에 의한 소음 및 화재 발생의 위험이 제거된 운전을 행할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 의한 자동차용 공명식 소음기는 서브 머플러와 메임 머플러 사이에 다수 개의 홀부가 형성된 소음기 본체가 설치되고, 홀부를 커버하도록 쉘이 용접되어 공명실이 형성됨으로써, 소음기 본체를 지나는 배기가스가 공명실로 확산되면서 감온, 감압되므로 배기가스에 의해 발생되는 소음이 저감되고, 고온의 배기가스 배출에 의한 화재발생이 방지되므로 조용하고 안전한 운행을 이룰 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 자동차 엔진의 배기매니폴드로부터 연장되는 배기 파이프(10)에 설치된 촉매 컨버터(20)와, 상기 배기 파이프(10)에 설치되어 배기가스에 와류가 형성되도록 하는 서브 머플러(30)와, 메인 머플러(50)가 포함되어 구성되는 자동차의 배기장치에 있어서;

   상기 서브 머플러(30)와 메인 머플러(50) 사이의 배기 파이프(10)에 설치된 소음기 본체(42)와;

   상기 소음기 본체(42)에서 적어도 하나 이상의 부분에 형성된 다수 개의 홀부(44)와;

   상기 홀부(44)를 커버하여 공명실(46a)을 이루도록 소음기 본체(42)의 둘레면에 설치된 쉘(46)과;

   상기 소음기 본체(42) 양단에 유동 가능하게 설치되어 배기 파이프에 설치된 공명식 소음기의 각도를 조절할 수 있도록 한 플랜지(48)가 포함된 것을 특징으로 하는 자동차용 공명식 소음기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소음기 본체(42)는 둘레면에 1개 이상의 쉘(46)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 공명식 소음기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉘(46)은 소음기 본체(42)에서 홀부(44)가 형성된 부분의 둘레면과 일정 간격이 형성되도록 융착되어 공명실(46a)을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 공명식 소음기.