KR20080071839A - 배기증가수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기가스를 더욱 효율적으로 배출하기 위한 수단에 관한 것으로, 배기가스가 외부로 배출되는 테일파이프에 결합되거나 테일파이프에 일체로 구성되는 것에 있어서, 외부의 공기를 받아들여 집적화하는 제1포집부와, 상기 제1포집부를 통해 공급되는 공기를 추가로 집적화하여 유속을 증가시키는 제2포집부를 포함하며 전체적으로 깔때기 형상을 이루는 외부커버와; 상기 테일파이프부가 삽입 고정되며, 후단부에는 다수개의 통공이 구비되고, 상기 통공의 전단 외측면에는 유선형으로 돌출되어 후방으로 개방되는 다수개의 돌출날개부가 구비되며, 다수개의 고정구에 의하여 상기 외부커버의 내측부에 고정되는 내부커버;를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되며, 차량의 저속주행 또는 정지시에도 배기가스의 배출을 방해받지 않으면서도 배기관 내에 정체되 있던 배기가스가 더욱 신속하게 배출되므로 자동차의 출력이 증가되며 연비가 상승하고, 차량의 저속주행 또는 정지시에도 배기가스의 배출을 방해하지 않는다는 유용한 효과를 제공한다.

배기가스, 테일파이프, 와류, 저압구역

Description

배기증가수단{MEANS FOR INCREASING EXHAUSTION}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 구성을 보인 사시도,

도 2는 도 1의 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 요부의 구성을 보인 사시도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구성을 보인 정면도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10 : 외부커버 11 : 제1포집부

12 : 제2포집부 20 : 내부커버

21 : 테일파이프 고정부 22 : 테일파이프 고정수단

23 : 배출부 24 : 고정구

25 : 통공 26 : 돌출날개부

30 : 와류날개

100 : 배기증가수단 200 : 테일파이프

본 발명은 자동차의 배기가스를 더욱 효율적으로 배출하기 위한 수단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기관 외부를 지나는 외부공기를 포집하여 테일파이프 또는 테일파이프에 결합되는 별도의 관의 외측면에서 고속으로 분사되게 하여 저압구역을 형성함으로써 배기가스가 보다 신속하게 외부로 배출되도록 하는 배기증가수단에 관련된다.

일반적으로 차량의 연비를 상승시키고 출력을 증강하기 위해서 다양한 노력이 이루어지고 있으며, 그중 대표적인 방법으로 널리 사용되는 것이 바로 엔진에 흡입되는 공기의 양을 증가시키거나 공기흡입 속도를 상승시키고, 또한 더 나아가 흡입되는 공기를 다양한 구조를 통하여 회전시켜 와류를 형성하게 하는 방식들이 제안되고 있다. 상기와 같은 흡기에 관한 처리는 실린더 내부에서 연료와 공기가 보다 효율적으로 혼합되어 폭발력을 증가시키고, 불완전연소를 감소시켜 엔진에 불필요한 이물질이 누적되지 않도록 하는 효과를 가진다고 볼 수 있을 것이다.

한편, 엔진의 100% 성능발휘와 관련하여 흡기만큼이나 중요한 요소가 배기이다. 일반적으로 고온 고압의 배기가스는 외부로 직접 배출될 경우 엄청난 소음을 발생할 수 있으므로 흡기경로에 비하여 훨씬 긴 경로를 통하여 배출되며, 배기가스는 실린더의 배기관에서 배출된 압력에 의하여 지속적으로 테일파이프 방향으로 밀려나게 되는데, 바꾸어 말하면, 실린더의 배기관에서 배기가스를 배출할 때 저항이 있다는 것으로 볼 수 있는 것이다. 따라서, 배기가스를 외부로 배출시키는 효율을 증가시킨다면 실린더의 배기관에서 배기가스를 배출하는데 부과되는 저항이 감소할 것이며, 이러한 저항의 감소는 자동차 출력 증가로 연결될 수 있으며, 상기와 같은 원리에 착안하여 별도의 외력을 작용하여 배기가스의 배출을 돕도록 하는 기술에 대한 연구가 계속되고 있었다.

상기와 같은 종래기술의 대표적인 예를 들어보면, 대한민국 공개특허 제1998-75223호에서는 테일파이프의 중앙에 배기가스에 의하여 회전되는 와류용 날개를 구비한 구조를 제안하고 있으나, 상기 와류용 날개는 배기가스의 흐름에 저항을 가하여 배기가스의 배출속도를 오히려 방해한다는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 배기가스는 머플러를 지나면서 배출속도가 상당히 감소하기 때문에, 머플러 후단에서 테일파이프 사이의 구역에 배기가스를 와류화 하는 장치를 구비할 경우 배기가스가 효율적으로 와류화 될 수 없을 뿐만 아니라, 와류화 된다고 할지라도 배출효율이 크게 개선될 수는 없다는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제2000-56951호에서는 유선형의 배기구 몸통을 테일파이프에 결합하여 유선형의 몸통을 스쳐 지나가는 유속에 의하여 압력이 낮은 지역을 형성하고, 이 저압구역으로 배기가스가 빨려나오면서 배기를 돕도록 하는 구조를 제안하였다. 그러나, 상기 구조는 좁은 배기통로로 인하여 정지시 또는 저속주행시 배기가스의 흐름을 방해한다는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제257874호에서는 외기를 회동시켜 머플러에 직접 투입하여 배기가스의 배출을 돕도록 하였으나, 머플러의 소음이 상기와 같은 와류 공급장치를 통해 유출되어 소음문제를 발생시킬 수 있었으며, 구성이 복잡해진다는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 실용신안등록 제237021호에서는 테일파이프의 일단을 절개하여 유선형으로 내향절곡한 고정베인을 구비하는 방식을 제안하였으나, 테일파이프 주변의 외기가 상기 고정베인을 따라 테일파이프 내부로 진입하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 테일파이프 내부로 진입되는 공기에 의하여 배기가스의 배출이 오히려 방해된다는 문제점이 있었다.

또한, 머플러를 지나기 전의 경로에 배기가스에 와류가 형성되도록 서브머플러를 추가한 구조(대한민국 등록실용 제312121호)가 제안된 바 있으나, 머플러를 지나기 전의 배기가스는 상당한 속도로 이동하고 있으며, 상기 등록실용에서 제안된 구조는 기존의 배기가스의 진행속도를 오히려 감소시키는 구조가 될 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 테일파이프부에 갓 형상의 포집부를 구비하고, 테일파이프부에 다수개의 통공을 구비하여 상기 포집부를 통해 집적된 외부공기가 상기 통공을 통하여 배기관으로 진입되게 함으로써 배기가스의 배출효율을 상승시키고자 한 시도(대한민국 특허출원 1999-0064197호)도 있었으나, 상기와 같은 구조로는 배기관으로 외부공기가 지나치게 빠른 속도와 큰 각도를 지닌 상태로 유입되므로 배기효율이 오히려 감소할 뿐만 아니라, 배기관 내측면에 다수개의 날개가 위치하고 있기 때문에 배기가스의 흐름을 방해한다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 외부공기를 테일파이프부의 외주면에서 고속으로 분사함으로써 저압구역을 형성하여 배기관 또는 배기관과 연결되어 배기가스를 배출하는 관 후방으로만 배출되던 배기가스를 상기 저압구역 방향으로도 배출될 수 있도록 하여 배기효율을 개선시킬 수 있는 배기증가수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 외부공기에 와류를 형성시켜 효과를 더욱 증가시킨 배기증가수단을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 의한 배기증가수단은, 배기가스가 외부로 배출되는 테일파이프에 결합되거나 테일파이프에 일체로 구성되는 것에 있어서, 외부의 공기를 받아들여 집적화하는 제1포집부와, 상기 제1포집부를 통해 공급되는 공기를 추가로 집적화하여 유속을 증가시키는 제2포집부를 포함하며 전체적으로 깔때기 형상을 이루는 외부커버와; 상기 테일파이프부가 삽입 고정되며, 후단부에는 다수개의 통공이 구비되고, 상기 통공의 전단 외측면에는 유선형으로 돌출되어 후방으로 개방되는 다수개의 돌출날개부가 구비되며, 다수개의 고정구에 의하여 상기 외부커버의 내측부에 고정되는 내부커버;를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작동원리를 더욱 상 세하게 설명하도록 한다.

상기에서 외부커버(10)를 제1포집부(11)와 제2포집부(12)로 구분한 것은 설명 상의 편의를 위한 것이지 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 즉, 제1포집부(11)와 제2포집부(12)의 경사도가 동일할 수도 있는 것이다. 한편, 상기 외부커버(10)의 전단부를 구성함에 있어서, 차체 바닥면과의 높이 등을 고려하여 상·하방향의 폭은 다소 좁고, 좌·우측방향의 폭은 다소 넓게 형성함으로써 전체적으로 타원형을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

상기 내부커버(20)는 전광후협 형태로 경사를 이룰 수 있는데, 이러한 경우에는 내부커버(20)의 전단부의 직경이 테일파이프(200)부의 직경보다 커야 하며, 내부커버(20)의 1/5 이상의 깊이까지 테일파이프 고정부(21)내로 테일파이프(200)부가 삽입되어 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

자동차 등이 고속으로 주행하게 되면, 상기 외부커버(10)에 의하여 포집된 외부공기가 상기 돌출날개부(26) 주변에서 유선형으로 고속진행하게 되는데, 이때, 상기 돌출날개부(26)의 후단부와 통공(25) 사이에 저압구역이 형성되므로 내부커버(20)를 지나던 배기가스의 일부가 상기 통공(25)을 통하여 배출됨으로써 배기가스 배출효율이 개선될 수 있는 것이다. 이때, 상기 돌출날개부(26)의 후단부와 통공(25) 사이에 형성되는 저압구역의 압력이 배기가스의 일부를 빨아낼 정도로 충분히 낮은 정도로 형성되기 위하여, 외부커버(10)의 전단부상에서 외부공기가 통과되는 면적이 돌출날개부(26) 부위에서 공기가 통과되는 면적보다 5배 이상 넓게 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 돌출날개부(26)는 내부커버(20)와 외부커버(10)의 중 간 정도의 높이까지 돌출되어야 저압구역 형성이 최적화될 수 있다.

한편, 차량이 저속으로 주행하거나 정지한 상태일 경우 외부커버(10)와 내부커버(20) 사이에 외부공기의 고속진행현상은 발생하지 않으므로 상기 통공(25)을 통하여 배기가스가 배출되지는 못하지만 엔진의 회전수가 낮기 때문에 배기가스의 배출량이 작을 뿐만 아니라, 상기 외부커버(10)와 내부커버(20) 사이를 통과하는 외부공기는 기존의 내부커버(20) 내측면을 따라 배기가스가 배출되는데에는 어떠한 영향도 미치지 않기 때문에, 기존의 다른 종래기술에서는 차량이 저속 또는 정지된 상황에서 배기에 오히려 방해를 일으킬 수 있다는 문제점은 발생하지 않는 것이다.

또한, 상기 외부커버(10)의 제2포집부(12)와 내부커버(20) 사이에 다수개의 와류날개(30)가 나선상으로 배열되어 구비되는 것이 바람직하다. 상기 날개는 포집된 외부공기의 흐름에 와류를 형성하여 상기 돌출날개부(26) 후단에 더욱 큰 저압구역을 형성함으로써, 배기가스의 배출효율을 더욱더 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 날개는 외부커버(10)와 내부커버(20)를 연결하여 고정하는 수단으로서의 역할도 수행할 수 있으며, 이러한 경우 별도의 고정수단이 불필요해지게 되는 것이다.

이상에서는 기존의 배기관에 착탈 시킬 수 있는 구조에 대하여 설명하였지만, 자동차 배기관 제조 단계에서 상기와 같은 점을 반영하여 제조될 수도 있음은 자명하다.

도면과 명세서는 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 배기증가수단은 외부공기가 테일파이프부와 연결되는 내부커버의 외주면에서 고속으로 분사되도록 함으로써 돌출날개부 후단과 통공의 후단 사이의 공간에 저압구역을 형성하고, 상기 저압구역과 내부커버 내의 압력의 차이에 의하여 후방으로 배출되는 배기가스의 일부를 상기 통공으로 유출되도록 함으로써 배기관 내에 정체되 있던 배기가스가 더욱 신속하게 배출되므로 자동차의 출력이 증가되며 연비가 상승한다는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 테일파이프 또는 내부커버의 내측면 등 배기가스가 원래 유통되던 구역으로는 외부공기가 유입되지 않기 때문에 차량의 저속주행 또는 정지시에도 배기가스의 배출을 방해하지 않는다는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 의한 배기증가수단은 이미 완성된 차량의 테일파이프에 손쉽게 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 단순하기 때문에 저렴한 비용으로 엔진의 출력을 향상시킬 수 있으며, 외관상의 미려함까지 제공할 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 배기가스가 외부로 배출되는 테일파이프에 결합되거나 테일파이프에 일체로 구성되는 것에 있어서,

   외부의 공기를 받아들여 집적화하는 제1포집부와, 상기 제1포집부를 통해 공급되는 공기를 추가로 집적화하여 유속을 증가시키는 제2포집부를 포함하며 전체적으로 깔때기 형상을 이루는 외부커버와;

   상기 테일파이프부가 삽입 고정되며, 후단부에는 다수개의 통공이 구비되고, 상기 통공의 전단 외측면에는 유선형으로 돌출되어 후방으로 개방되는 다수개의 돌출날개부가 구비되며, 다수개의 고정구에 의하여 상기 외부커버의 내측부에 고정되는 내부커버;

   를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되는 배기증가수단.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부커버의 제2포집부와 내부커버 사이에 다수개의 와류날개가 나선상으로 배열되어 구비되는

   것을 특징으로 하는 배기증가수단.

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