KR20090086250A - 후부 배기관의 배기온도를 저감시키기 위한 장치 - Google Patents
후부 배기관의 배기온도를 저감시키기 위한 장치 Download PDFInfo
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Abstract
차량의 배기관용 부품은 부품 내부에 적어도 부분 진공상태를 형성하기 위해 상류측의 벤츄리부(upstream venturi forming portion)를 포함한다. 상기 부품의 하류측의 다이버터 하우징부(downstream diverter housing portion)의 입구부는 상기 벤츄리부의 출구부와 연결된다. 다이버터 하우징부는, 다이버터 하우징의 벽을 향하여 축방향 중심의 배기 유동을 방사상 바깥방향으로 내보내도록, 다이버터 하우징부의 출력부에 인접하여 위치된 다이버터 요소를 포함한다. 부품 장치 내의 부분 진공상태는 보다 저온의 주위 대기를 부품의 입구부 안으로 유입시킨다. 또한, 다이버터가 고온의 배기 유동과 저온의 주위 대기와의 혼합을 형성하여, 부품에서 배출되는 배기 가스의 온도가 더 낮아지게 되고, 중심에 위치된 배기 과열점이 실질적으로 제거된다.
다이버터 하우징, 벤츄리 형성요소, 레그부, 상류측부, 하류측부
Description
본 발명은, 일반적으로 차량의 배기 가스 처리 장치, 더 구체적으로는 배기온도 저감용 및 차량에서 배출되는 배기 유동에서의 과열점(hot spots) 제거용 배기관의 부품 또는 부속물에 관한 것이다.
본 출원은, 본 명세서에서 참조로서 원용되는, 2006년 11월 14일 출원된 미국 가특허출원 제60/858,762호의 출원일의 이익의 권리를 주장한다.
본 절에서의 설명은 본 발명에 관련된 배경 정보만을 제공하며, 종래 기술을 구성하지 않는다.
종래의 후부 배기관의 온도, 특히 디젤 미세먼지 필터 사용에 대한 후부 배기관의 온도는 후부 배기관에서 배출되는 유동의 축 중심에서 소위 "과열점(hot spots)"이라 부르는 650°정도의 높은 피크점을 나타낸다. 이러한 배기 가스 온도는 길가에 있는 건초와 같은 가연성 물질을 잠재적으로 발화시킬 수 있다. 따라서, 차량으로부터 나오는 배기 유동의 중심에서의 고립된 과열점을 피하는 한편, 배기온도를 저감시키기 위해, 본 기술분야에서는, 차량의 후부 배기관과 같은 배기관용 부품 장치(component device)가 필요한 것으로 보인다.
차량의 배기관용 부품은 부품 내부에 적어도 부분 진공상태를 형성하기 위해 상류측의 벤츄리부(upstream venturi forming portion)를 포함한다. 상기 부품의 하류측의 다이버터 하우징부(downstream diverter housing portion)의 입구부는 상기 벤츄리부의 출구부에 연결된다. 상기 벤츄리부와 상기 다이버터 형성부 사이에 갭(gap) 또는 입구부가 형성된다. 상기 다이버터 하우징부는 다이버터 하우징을 수납한 다이버터의 출력부에 인접하여 위치된 다이버터 요소를 포함한다. 부품 장치 내의 부분 진공상태는 상기 갭 또는 입구부를 통해 보다 저온의 주위 대기를 상기 다이버터 하우징부 안으로 빨아들인다. 또한, 다이버터는 고온의 배기 유동을 저온의 주위 대기와 혼합시켜서, 부품에서 배출되는 배기 가스의 온도를 저감시키고, 중심에 위치되는 배기 과열점을 실질적으로 제거한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 청구항과 도면과 함께 명세서를 전반적으로 검토함으로써 명확해질 것이다.
본 발명에 대한 개시의 목적과 특징은, 도면과 함께 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 배치된 벤츄리 및 다이버터 배기관의 조합물의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 부품의 측사시도.
도 3은 도 1의 부품의 다이버터 단부에서의 단부 사시도이다.
도 4는 도 1의 부품의 벤츄리 형성 부재 입구부 단부에서의 단부 사시도이다.
이하의 설명은 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 개시, 적용 또는 사용에 제한을 두고자 하는 것은 아니다. 도면 전체에 걸쳐, 대응하는 참조번호는 유사하거나 대응하는 부분 및 특징을 나타내고 있음을 이해해야 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 부품(100)은 바람직하게는 차량의 배기 시스템의 후부 배기관에 연결될 수 있도록 되어있고, 상류측부(102)와 하류측부(104)로 구성된다.
상류측부(102)는 벤츄리 형성요소, 즉 노즐(106) 및 입구부 단부에서 지점(124)까지 테이퍼 형상으로 직경이 점점 작아지는 다이버터 하우징(108)의 상류측부를 포함한다. 벤츄리 형성요소(106)는, 복수의 레그부(legs, 112), 즉 도 1에 도시되는 2개의 레그부(112a, 112b)에 의해 다이버터 하우징(108)의 상류측부(102)에 연결된다. 다이버터 하우징부(108)와 벤츄리 형성부(106)는, 예컨대 용접에 의해 대향하는 양 레그부(112)의 단부에 부착된다.
벤츄리 형성요소(106)의 폭이 다이버터 하우징(108) 내부의 도면부호 110으로 표시된 지점에서 반지름 방향으로 좁아져서, 보다 높은 배기 유동 속도를 발생시키는 제트(jet)를 형성하여, 흡입 효과를 발생시킴으로써, 부품(100) 내부에 적어도 부분 진공상태를 형성한다. 이 부분 진공상태는 벤츄리 형성요소(106)의 외측벽과 다이버터 하우징부(108)의 입구부 단부(117) 사이에 형성된 원형 입구 부(115) 안으로 보다 저온의 주위 대기를 빨아들인다.
다이버터(114)는, 바람직한 형태로서, 유입되는 배출 스트림을 향하는 정점부(apex, 118)와 부품(100)의 출력부(120)를 향하는 베이스부(116)를 포함한 원추형 요소(114)를 구성한다.
다이버터(114)는 복수의 설치용 지지부(mounting struts), 즉 복수의 레그부(122)(도면에서 도시되는 4개의 레그부(122a, 122b, 122c, 122d))에 의해 실질적으로 원통형 다이버터 하우징부(108)의 벽 중심에 설치된다. 예컨대 용접에 의하여, 지지부(122a, 122b, 122c, 122d)의 제1 내측 단부는 다이버터(114)에 부착되고, 제2 외측 단부는 다이버터 하우징(108)의 원통 벽의 내측 표면에 부착된다.
노즐(106)의 입력부(118)는, 예컨대 단부에 볼트(204)가 들어가 너트(206)와 체결되는 레디얼 클램프(radial clamp, 202)에 의해, 후부 배기관(도시되지 않음)의 단부에 연결되도록 구성된다.
작동시, 고온의 배기 가스가 차량의 후부 배기관로부터 벤츄리 형성요소(106)의 입력부(118) 안으로 들어가, 제한부(restriction, 110)에서 제트를 형성한다. 이에 의해 발생된 다이버터 하우징(108) 내의 부분 진공상태는 배기 시스템 외부로부터 입구부(115) 내로 보다 저온의 대기를 빨아들이고, 이 저온의 대기는 다이버터(114)와 출구부(120)를 향해 이동하는 고온의 배기 가스와 혼합된다. 다이버터(114)는 다이버터 하우징(108)의 실질적으로 원통 벽을 향해 방사상 바깥 방향으로 상기 혼합물을 내보내고, 이로써 배기 가스 유동의 중심축을 따라 과열점을 제거한다. 또한, 대기 및 배기 가스의 혼합에 의해, 부품(100)에서 배출되는 배기 스트림의 온도가 낮아지게 된다. 또한, 출구부(120)에서 배출되는 배기 가스가 서로 혼합되어, 다이버터(114)와 출구부(120)의 하류측에 형성된 저압 영역(베나 콘트렉타(vena contracta)) 안으로 대기를 유입시켜, 본 발명의 장치의 외부에서 배기 가스는 추가적으로 희석된다.
예시만을 목적으로 하여 기술되었던 바람직한 실시예를 참조로 하여, 본 발명을 설명하였다. 본 발명의 범위 및 취지는 첨부된 청구항의 적절한 구성에 의해 얻어질 것이다.
Claims (9)
- 차량의 배기관용 부품으로서,상기 부품의 입구부에 흡입 효과를 발생시킬 수 있는 속도의 배기 유동을 발생시켜 상기 부품 내부에 적어도 부분 진공상태를 형성하도록 작동하는 벤츄리 형성요소를 포함한, 상류측부, 및상기 부품의 출구부에 인접하여 위치되고, 상기 부품의 축방향 중심의 배기 유동을 방사상 바깥방향으로 유도하도록 작동하는 다이버터 요소를 포함한, 하류측부를 포함한,차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 벤츄리 형성요소는, 들어오는 배기 유동의 수용을 위해 상기 부품의 입력부에서 개방되어 있는 제1 단부; 및 상기 부품의 내부를 향하며, 상기 제1 단부보다 단면적이 작은 제2 단부를 구비한 도관을 포함하는, 차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 벤츄리 형성요소는, 상기 벤츄리 도관과 상기 상류측부 사이에 연장된 복수의 설치용 레그부에 의해, 상기 상류측부에 연결되어 있는, 차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 다이버터 요소는, 상기 유입되는 배기 유동을 향하는 정점부(apex); 및 상기 부품의 상기 출구부를 향하는 베이스부를 구비한 원추형 구조체를 포함하는, 차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 다이버터 요소는 방사방향으로 연장되는 복수의 설치용 레그부(legs)에 의해 상기 하류측부에 연결되는, 차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 하류측부는 상기 부품의 실질적인 축방향 중심 지점인 목이 좁은 부분에서 상기 상류측부와 만나는, 차량의 배기관용 부품.
- 제1항에 있어서,상기 부품은 차량의 후부 배기관의 출구부 단부에 연결될 수 있는, 차량의 배기관용 부품.
- 제7항에 있어서,상기 부품은 레디얼 클램프(radial clamp)에 의해 상기 출구부 단부에 연결될 수 있는, 차량의 배기관용 부품.
- 차량의 후부 배기관용 부품으로서,상류측부와 하류측부를 포함한 하우징,하우징 입구부에 흡입 효과를 발생시킬 수 있는 속도의 배기 유동을 발생시켜 상기 하우징 내부에 적어도 부분 진공상태를 형성하도록 작동하는, 상기 상류측부의 입력부에 설치된 벤츄리 형성요소, 및하우징 출력부에 인접하여, 상기 하우징의 내부에 설치된 원추형 다이버터를 포함하고,상기 상류측부 및 상기 하류측부는 상기 부품의 단부로부터 상기 하우징의 실질적인 축방향 중심 지점인 목이 좁은 부분까지 각각 연장되며,상기 원추형 다이버터는 정점부가 상기 하우징의 내부를 향하고, 베이스부가 상기 하우징 출력부를 향하며, 상기 배기 유동을 방사상 바깥방향으로 밀어서 대기와 혼합시키는, 상기 하우징 출력부를 향하는,차량의 후부 배기관용 부품.
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