KR20100063452A - 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음재와 같은 고가의 재료를 사용하지 않으므로 생산단가를 저하시킬 수 있고, 배기가스의 유동이 원활하게 이루어져 배기배압을 저하시킬 수 있으며, 배기가스의 맥동 압력파를 분산시켜 배기소음 및 부밍소음을 효과적으로 줄일 수 있는 소음기를 제공하기 위해, 소음기 하우징의 내부에 2개의 제1,2배플이 챔버를 형성하도록 이격되어 배치되고, 상기 챔버의 내부로 유입된 배기가스가 회전운동을 하도록 상기 챔버는 원환체 형상으로 형성된다.

원환체, 배플, 흡음재, 배기파이프

Description

소음기{Muffler}

본 발명은 소음기에 관한 것으로, 특히 2개의 배플에 의해 형성되는 원환체 형상의 챔버를 구비하여 배기소음을 효과적으로 저감하도록 한 소음기에 관한 것이다.

종래 차량의 배기장치는 엔진의 배기가스를 엔진의 외부로 유도하는 배기매니폴드와, 상기 배기매니폴드에 일단이 연결되면서 타단은 차체의 길이 방향을 따라 차체의 후방으로 연장되어 차체에 지지되는 배기파이프, 상기 배기파이프의 연장 경로에 설치된 촉매컨버터와 소음기(머플러) 등을 구비하고 있다.

상기 소음기는 배기관 도중에 팽창실을 설치하여 내벽간의 음파 반사나 공명 현상을 이용하여 배기소음을 감쇠하거나 배기가스의 통로에 음파와의 마찰에 의해 음향에너지를 줄이는 흡음재를 사용하는 것 등이 있다.

도 1에는 종래 기술에 따른 보조 소음기의 구조가 절개된 평면으로 도시되어 있는 바, 대체로 직사각형의 밀폐된 단면을 가진 하우징(1)의 길이방향을 따른 고정 부위에는 상기 하우징(1)의 내부를 2개의 챔버로 구획지우는 배플(2)이 설치되고, 상기 하우징(1)을 입구에서부터 출구까지 관통하여 하우징의 내부로 배기가스 를 유입시키는 배기파이프(3)가 단면의 중앙 부위에 설치되며, 상기 배기파이프(3)의 양측으로 하우징(1)의 내부에는 흡음재(4)가 충진되어 있으며, 상기 하우징(1)의 내부에 위치하는 배기파이프에는 다수개의 타공홀이 형성된다.

이에 따라 상기 배기파이프를 통해 배기가스가 보조 소음기의 내부로 유입되면, 배기파이프에 형성된 다수개의 타공홀을 통해 배기소음이 외부로 빠져나와서 흡음재를 통과하고, 이러한 과정에 소리 에너지가 열에너지로 전환되면서 소음이 저감되게 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 보조 소음기는 엔진이 고속으로 운전되면서 배기가스가 높은 속도로 유동할 때에 기류음과 같은 고주파 성분의 노이즈를 적절히 흡수해서 저감시키지만, 저주파 부밍소음을 저감시키는 데에는 미흡하며, 흡음재의 사용에 따라 보조 소음기의 생산 단가가 높아지는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 흡음재와 같은 고가의 재료를 사용하지 않으므로 생산단가를 저하시킬 수 있고, 배기가스의 유동이 원활하게 이루어져 배기배압을 저하시킬 수 있으며, 배기가스의 맥동 압력파를 분산시켜 배기소음 및 부밍소음을 효과적으로 줄일 수 있는 소음기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소음기 하우징의 내부에 2개 의 제1,2배플이 챔버를 형성하도록 이격되어 배치되고, 상기 챔버의 내부로 유입된 배기가스가 회전운동을 하도록 상기 챔버는 원환체 형상으로 형성된다.

바람직하기로는 상기 소음기 하우징의 양측 개구부에는 전방 캡과 후방 캡이 상기 하우징의 내부를 밀폐시키도록 장착되고, 상기 전방 캡을 관통하여 상기 배기파이프가 소음기 하우징의 내부로 연장되어서 상기 제1배플을 관통해서 끼워져 지지되게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제1배플과 제2배플은 서로 대칭되는 타원형 원반 형상을 하고서, 상기 제1배플은 볼록하게 융기하여 상기 배기파이프가 조립되는 조립홀이 관통해서 형성되는 중앙 부위와, 상기 중앙 부위와 동일한 방향으로 절곡된 가장자리 및, 상기 가장자리와 중앙 부위 사이에 형성된 곡면을 구비하고; 상기 제2배플은 상기 제1배플을 향해 볼록하게 솟은 중앙의 융기부와, 이 융기부와 동일한 방향으로 절곡된 가장자리, 이 가장자리와 상기 융기부 사이에 형성된 곡면 및, 이 곡면에 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 관통해서 형성되는 다수개의 관통홀을 각각 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 소음기 하우징의 내부는 상기 2개의 제1,2배플에 의해 전방 챔버와 중앙 챔버 및 후방 챔버로 구획되고, 상기 전방 챔버에는 흡음재가 충진된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소음기에 의하면, 서로 대칭되는 타원형 원반으로 형성된 2개의 배플에 의해 소음기 내부에 원환체 형상의 챔버가 형성됨과 더불어 이 챔버의 내부에서 배기가스가 회전운동을 하여 배기유동이 원활하게 이루어져 배기 배압을 저하시킬 수 있고, 배기가스의 맥동 압력파가 분산되어 배기소음이 효과적으로 저감되며, 엔진이 3000rpm 이상으로 운전될 때에 부밍소음이 효과적으로 줄어들고, 흡음재와 배기파이프 및 배기파이프를 지지하는 링 등을 설치할 필요가 없으므로 구조가 간단해질 뿐만 아니라 원가 절감도 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2와 도 3에는 각각 본 발명에 따른 소음기의 구조가 사시도 및 단면도로 도시되어 있는 바, 즉 양측이 개구된 타원 실린더 형상을 한 하우징(11)의 전방 및 후방 개구부에는 상기 하우징(11)의 내부를 밀폐시키도록 캡(12)이 설치되고, 상기 하우징(11)의 내부에는 길이방향을 따라 대략 중앙 부위에 2개의 배플(13a,13b)이 소정 간격을 두고 배치되어 상기 하우징에 고정되게 설치되어, 상기 하우징의 내부가 상기 전방 캡(12)과 제1배플(13a) 사이에 형성된 전방 챔버(14a)와, 상기 제1,2배플 사이에 형성된 제2챔버(14b) 및 상기 제2배플(13b)과 후방 캡(12) 사이에 형성된 제3챔버(14c)를 각각 구비한다.

상기 전방 캡(12)과 제1배플(13a)에는 각각 관통하는 조립홀이 형성되어, 배기가스를 하우징의 내부로 유입시키는 배기파이프(15)가 상기 전방 캡을 관통해서 하우징의 내부로 유입된 다음에 상기 제1배플의 조립홀에 끼워져서 지지되고, 상기 배기파이프(15)가 상기 전방 챔버에 위치되는 부위에는 다수개의 타공홀이 형성되어 배기파이프와 전방 챔버가 서로 연통되게 된다.

상기 전방 챔버(14a)에는 소음을 흡음하여 저감시키는 흡음재(16)가 충진되어 있고, 제2챔버(14b)와 제3챔버(14c)는 각각 빈 공간으로 형성된다.

또한 상기 제1,2배플(13a,13b)은 도 4에서 사시도로 자세히 도시한 바와 같이 서로 대칭되는 타원형 원반 형상을 하고서, 제1배플(13a)의 중앙 부위는 볼록하게 융기하여 상기 배기파이프(15)가 조립되는 조립홀(13aa)이 관통해서 형성되고, 가장자리(13ab)는 상기 중앙 부위와 동일한 방향으로 절곡되어 상기 가장자리(13ab)와 중앙 부위 사이에는 곡면(13ac)이 형성되어 있다.

또한 상기 제2배플(13b)도 중앙은 상기 제1배플을 향해 볼록하게 솟은 융기부(13ba)와, 이 융기와 동일한 방향으로 절곡된 가장자리(13bb), 이 가장자리와 상기 융기부(13ba) 사이에 형성된 곡면(13bc) 및, 이 곡면에 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 관통해서 형성되는 다수개의 관통홀(13bd)을 각각 구비하고, 상기 제1배플과 제2배플 사이에는 원환체 형상의 챔버가 형성된다.

이에 따라 엔진으로부터 배출된 배기가스는 상기 배기파이프를 통해 소음기 하우징(11)의 내부로 유입되는 데, 배기파이프를 통해 유입된 배기가스의 배기소음은 배기파이프에 형성된 다수개의 타공홀을 통해 제1챔버로 유입되어서 흡음재에 의해 기류 소음이 흡수되어 저감된다.

이어서 배기파이프를 따라 유동한 배기가스는 배기파이프의 선단에서 제2챔버의 내부로 확장하여 유입되고, 제2챔버로 유입된 배기가스의 일부는 제2배플의 관통홀(13bd)을 통해 제3챔버로 확장되어 유입되는 반면에 나머지의 배기가스는 제2배플의 곡면(13bc)에 충돌하여 곡면을 따라 유동하면서 회전한 이후에 다시 제1배 플(13a) 쪽으로 역류하며, 제1배플로 역류된 배기가스는 다시 제1배플에 형성된 곡면(12ac)을 따라 유동하여 회전한 이후에 제2배플의 관통홀을 통해 제3챔버로 유입된다.

상기와 같이 제2챔버(14b)내에서 제1,2배플에 의해 배기가스가 회전운동을 함에 따라 배기가스의 유동이 원활해질 뿐만 아니라 배기소음도 감소되고, 특히 도 5에서 종래와 비교한 그래프에 나타난 바와 같이 엔진이 300rpm 이상으로 운전될 때에 배기 부임소음이 2 내지 5db 정도 저감되어 차량의 NVH 성능을 향상시키게 된다.

한편 제3챔버로 유입된 배기가스는 후방 캡(12)에 형성된 관통홀(12a)을 통해 소음기 하우징의 외부로 배출된 다음에 소음기 하우징에 접속된 다른 배기파이프를 따라서 차량의 후방으로 유동하여 배출되게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 소음기의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 소음기의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 배플의 사시도,

도 5는 종래 기술에 따른 소음기와 본 발명에 따른 소음기의 엔진 회전수에 대한 소음 크기의 비교 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-소음기 하우징 12-캡

13a,13b-배플 14a,14b,14c-챔버

15-배기파이프 16-흡음재

Claims (4)

1. 소음기 하우징의 내부에 2개의 제1,2배플이 챔버를 형성하도록 이격되어 배치되고, 상기 챔버의 내부로 유입된 배기가스가 회전운동을 하도록 상기 챔버는 원환체 형상으로 형성된 소음기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 소음기 하우징의 양측 개구부에는 전방 캡과 후방 캡이 상기 하우징의 내부를 밀폐시키도록 장착되고, 상기 전방 캡을 관통하여 상기 배기파이프가 소음기 하우징의 내부로 연장되어서 상기 제1배플을 관통해서 끼워져 지지되게 설치된 것을 특징으로 하는 소음기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1배플과 제2배플은 서로 대칭되는 타원형 원반 형상을 하고서, 상기 제1배플은 볼록하게 융기하여 상기 배기파이프가 조립되는 조립홀이 관통해서 형성되는 중앙 부위와, 상기 중앙 부위와 동일한 방향으로 절곡된 가장자리 및, 상기 가장자리와 중앙 부위 사이에 형성된 곡면을 구비하고; 상기 제2배플은 상기 제1배플을 향해 볼록하게 솟은 중앙의 융기부와, 이 융기부와 동일한 방향으로 절곡된 가장자리, 이 가장자리와 상기 융기부 사이에 형성된 곡면 및, 이 곡면에 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 관통해서 형성되는 다수개의 관통홀을 각각 구비한 것을 특징으로 하는 소음기.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 소음기 하우징의 내부는 상기 2개의 제1,2배플에 의해 전방 챔버와 중앙 챔버 및 후방 챔버로 구획되고, 상기 전방 챔버에는 흡음재가 충진된 것을 특징으로 하는 소음기.

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