KR20110040741A

KR20110040741A - 머플러

Info

Publication number: KR20110040741A
Application number: KR1020107006693A
Authority: KR
Inventors: 우도 개르트네르; 티모시 사익스
Original assignee: 보코 인더스트리테크닉 게엠베하; 올드 카코 엘엘씨
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2011-04-20
Also published as: US20090078499A1; ATE547600T1; US7810609B2; WO2009039999A1; EP2201225A1; EP2201225B1

Abstract

복수의 천공부를 갖춘 배기 파이프와 같은, 금속성 파이프(12)와, 파이프(12)에 의해 구비되고, 복수의 천공부를 덮으며 축방향으로 마주보는 단부를 갖춘 하우징(18, 19), 및 파이프와 하우징(18, 19) 사이에 방사상으로 구비되는 단열부 및 차음부로 이루어진 흡음형 머플러에 관한 것이다.

Description

머플러 {Muffler}

본 발명은 특히 엔진 배기음을 감쇄시키는 흡음형 머플러에 관한 것이다.

배기시스템은 전형적으로 엔진 내 연소 과정에 의해 만들어진 소음을 없앤다. 적어도 전형적인 배기 시스템은 일반적으로 엔진 배기 가스 및 소리를 엔진으로부터 멀리 보내는 배기 파이프 및 배기 파이프를 통해 퍼지는 소리를 감쇄시키는 머플러를 구비한다. 머플러는 소음이 감쇄되는 모드에 따라 2가지 일반적인 유형을 갖는다. 음파의 반사에 의해 소음을 감쇄시키는 머플러는 리액티브형(reactive) 머플러 또는 반사형(reflection) 머플러로 불려진다. 음파의 흡수에 의해 소음을 감쇄시키는 머플러는 소산형(dissipative) 또는 흡음형(absorption) 머플러로 알려져 있다.

반사형 머플러는 흡음형 머플러의 사용을 제한하거나 방해하는 저주파 및 고온에 사용한다. 반사는 공진기에 의해 제공될 수 있거나 머플러 내의 미로와 같은 배플링(baffling)에 의해 배출 유동 방향을 변경한다. 반사형 머플러는 일반적으로 확장 챔버를 형성하는 중공의 강철 하우징과, 확장 챔버와 연통되는 공진기 챔버, 및/또는 하나 이상의 배플, 확장 챔버 안으로 뻗어 있는 강철 주입 파이프, 및 확장 챔버로부터 외부로 뻗어 있는 강철 배출 파이프를 구비한다. 음파는 주입 파이프를 통해 주요 챔버로 들어가고, 챔버 내에서 서로 상쇄되기 위해 다양한 배플 또는 다른 표면에 반사되어 소음을 감소시킨다. 반사형 머플러는 원하지 않는 배압(backpressure)을 발생시킬 수 있다.

기존의 흡음형 머플러는, 주로 중간 및 높은 주파수에서 작은 압력 강하 및 큰 감쇄가 요구될 때 사용될 수 있다. 흡음형 머플러는 전형적으로 하나의 챔버를 형성하는 강철 하우징과, 하우징의 챔버를 완전히 통과하여 뻗어 있는 천공된 파이프, 및 파이프와 하우징 사이의 챔버 내에 배치된 흡음 소재를 구비한다. 음파는 천공된 파이프를 통해 챔버로 들어가고, 흡음 소재에 의해 흡음된다. 지금까지, 흡음형 머플러는 일반적으로 반사형 머플러보다 소리 제어가 작았다.

본 발명의 목적은 중량, 크기, 및/또는 원가를 저감시킬 수 있는 흡음형 머플러를 제공하는 것이다.

이 목적은 다수의 천공부를 구비한 배기 파이프와 같이 금속으로 만들어진 파이프와; 축방향으로 마주보는 단부를 구비하고 다수의 천공부를 에워싸서 파이프로 구비된, 중합체로 만들어진 하우징; 및 파이프와 하우징 사이에 방사상으로 된 단열부(thermal insulation) 및 차음부(acoustic insulation)를 구비한다.

단열부가 하우징을 포함하여 축방향으로 마주보는 단부 사이에서 축방향으로 뻗어 있으며, 차음부는 단열부와 별개로 구비되되 단열부 및 하우징 사이에 구비되는 것이 제안되었다.

선택가능하기로, 단열부 및 차음부가 함께 형성되는 것이 제안되었다.

바람직하기로 단열부 및/또는 차음부는 유리 섬유로 구성되고, 단열부는 바람직하기로 유리 섬유 슬리브로 구성되며, 차음부는 바람직하기로 유리 섬유 배팅(batting)으로 구성된다.

차음부는 배팅(batting), 랩(wrap) 또는 테이프를 구비하거나 망(netting), 실 또는 필라멘트(filament)로 고정되되, 망, 실 또는 필라멘트는 바람직하기로 차음부를 팽창시킬 수 있는 배기 가스 온도에 노출될 때 녹거나 붕괴된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 하우징은 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지를 구비하고, 파이프는 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지에 인접 및 이격된 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지를 구비하며, 하우징 밀봉 플랜지는 파이프의 외부면으로부터 방사상으로 이격될 수 있고 파이프의 적어도 하나의 밀봉 플랜지로부터 축방향으로 이격될 수 있는 전체적으로 내부를 향해 방사상으로 뻗어 있는 벽을 구비한다.

하우징은 그 사이에 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지를 갖춘 복수의 하우징 밀봉 플랜지를 구비하고, 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지는 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지와 함께 교대로 축방향으로 배열되는 복수의 파이프 밀봉 플랜지를 구비하는 것도 제안되었다.

이 발명에서 하우징이 클램쉘(clamshell) 하우징 및/또는 파이프에서 방사상으로 이격될 뿐만 아니라 적어도 차음부를 보유하는 다수의 챔버를 적어도 부분적으로 형성하는 적어도 하나의 내부를 향해 방사상으로 뻗어 있는 분할벽을 구비하는바, 복수의 천공부가 감쇄 중복 주파수 대역을 제공하기 위해 채택된다.

바람직하기로 하우징은 폴리아미드(polyamide) 소재로 만들어진다.

또한, 파이프가 연속적 구성요소를 구비하거나 복수의 개별적인 파이프로 만들어지거나 알루미늄강으로 만들어지거나 챔버에 대응되는 천공부 세트의 형태로 복수의 천공부를 구비하는 것이 제안되었다.

마지막으로, 단열부가 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지와 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지 사이에서 축방향으로 배치되고, 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지와 파이프 사이에서 방사상으로 배치되며, 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지와 하우징 사이에서 방사상으로 배치되는 것도 제안되었다.

본 발명은 중량, 크기, 및/또는 원가를 저감시킬 수 있는 흡음형 머플러를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예 및 최적 모드의 아래 상세한 내용은 첨부된 도면을 참조로 설명될 것이다.
도 1은 차량 엔진 배기 소음을 감쇄시키기 위해 상류 및 하류 흡음형 머플러를 갖춘 배기 시스템을 구비한 차량에 대한 실시예의 대략도이다.
도 2는 도 1의 배기 시스템의 평면도이다.
도 3은 배기 파이프의 일부를 덮는 단열부를 도시하기 위해 하우징과 차음부가 제거된, 도 1의 상류 머플러의 평면도이다.
도 4는 도 1의 상류 머플러의 하우징 일부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 상류 머플러의 하우징 일부를 도시한 사시도로, 그 내부에 차음부를 구비하고 있다.
도 6은 도 1의 상류 머플러의 단부 도면이다.
도 7은 도 1의 상류 머플러의 횡단면도이다.
도 8은 도 1의 하류 머플러의 횡단면도이다.

도면을 더욱 상세히 참조하면, 도 1은 부분적으로 도시되어 있는 배기 시스템(10)을 구비한 전형적인 차량(V)의 도식화된 그림을 도시한다. 배기 시스템(10)은 배기 파이프(12)를 구비하고 제1머플러(14) 및/또는 제1머플러(14)의 하류에 제2머플러(15)를 구비한 하나 이상의 머플러를 구비할 수 있다. 배기 시스템(10)은 임의의 적절한 방식으로 차량(V)에 매달리거나 구비될 수 있다. 머플러(14, 15)는 자동차 이외에 다른 장치에 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 배기 파이프(12)는 배기 시스템에 적합하게 사용될 수 있는 유형으로 된 도관일 수 있다. 예컨대 배기 파이프(12)는 금속제 또는 적어도 부분적으로 금속으로 구성된, 예컨대 알루미늄강일 수 있다. 그러나 플라스틱 배기 파이프도 가능하다. 배기 파이프(12)는 제1머플러(14)의 상류측으로부터 제2머플러(15)의 하류측까지 연속적인 구성이거나 대신에 임의의 적절한 방식으로 복수의 개별적인 파이프로 만들어질 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 머플러(14, 15)는 임의의 적당한 방식으로 배기 파이프(12)에 구비된다. 머플러(14, 15)는 다중 조각으로 구성될 수 있는 하우징(18, 19)을 구비할 수 있다. 더욱 특별하게, 하우징(18, 19)은 비록 임의의 갯수의 조각 및 구성으로 만들어질 수 있어도, 마주보는 클램쉘형 절반부나 부분으로 만들어질 수 있다. 차음부 및 부식 방지를 향상시키기 위해, 머플러 하우징(18, 19)은 임의의 적당한 열가소성 물질이나 열경화성 수지와 같은 임의의 적당한 중합 소재로 만들어질 수 있다. 예컨대, 머플러 하우징(18, 19)은 유리 충전(glass filled) 나일론과 같은 고온 폴리아미드 소재로 만들어질 수 있고, 더욱 특별하기로는 델라웨어의 듀폰(DuPont)사로부터 구매할 수 있는 ZYTEL HTN 51G35HSL로 구성될 수 있다. 하우징은 적어도 부분적으로 금속으로 만들어지는데, 예컨대 알루미늄강이 적합할 수 있다.

제1머플러 하우징(18)은 일반적으로 타원형이고 마주보는 반-타원형(semi-oval) 절반부로 조립될 수 있다. 그들 공통의 심(seam)을 따라 함께 용접될 절반부들은 일체로 함께 고정될 수 있으며, 트렁크(22) 둘레에 집타이(zip tie) 및/또는 하우징(18)의 축방향으로 마주보는 밀봉 단부에 배열될 수 있는 하나 이상의 칼라(26) 둘레에 밴드 클램프(band clamp)와 같은 임의의 적합한 띠를 사용하여 함께 묶일 수 있다. 칼라(26)는 트렁크(22)에 비해 작은 직경으로 도시되었지만 임의의 적당한 크기일 수 있다. 제2머플러 하우징(19)은 일반적으로 원통 형상이고 마주보는 반원형 절반부로 조립될 수 있다. 그들 공통의 심을 따라 함께 용접될 절반부는, 일체로 함께 고정될 수 있거나 트렁크(23) 둘레에 밴드 클램프(24) 및/또는 하우징(19)의 축방향으로 마주보는 밀봉 단부에서 하나 이상의 칼라(27)와 같은 임의의 적당한 띠를 사용하여 함께 묶일 수 있다. 칼라(27)는 트렁크(23)에 비해 큰 직경으로 도시되었지만 임의의 적당한 크기일 수 있다. 최종적으로, 도 2에서 단열 소재는 머플러(18, 19)의 밀봉 단부의 외부로 돌출되게 보일 수 있고 이 소재는 도 3을 참조로 아래에 기술된 바와 같이 단열부(28, 29)를 형성할 수 있다.

도 3에 전형적으로 도시된 바와 같이, 제1머플러(14)는 배기 파이프(12)의 일부를 상으로 뻗어 있는 단열부(28)를 구비할 수 있다. 단열부(28)는 마주보는 밀 단부(30)를 구비할 수 있다. 이 밀봉 단부(30)는 대응되는 뒤에 숨은 배기 파이프 밀봉 플랜지(미도시)와 배기 파이프(12)의 다른 일부하우징(18) 사이에서 내의 배기 파이프(12)의 일부를 덮게 마주보는 밀봉 단부(30)를 구비할 수 있다. 단열부(28)는 임의의 적당한 단열 소재로 만들어질 수 있고 임의의 적당한 형태를 취할 수 있다. 예컨대 단열부는 전기의 연속 필라멘트 또는 E' 유리 섬유 또는 실리카 또는 S' 유리재를 포함하는 영국, 채셔루의 Culimeta-Saveguard Ltd로부터 구매가능한 ACOUSTA-FIL와 같은 직물(woven) 또는 부직물 유리 섬유로 이루어질 수 있다. 배기 시스템 및 구성에 사용되기에 적당한 임의의 다른 유형의 단열부가 대신 사용될 수도 있다. 또한 단열부는 슬리브 또는 단부 개방식 사크(sock)의 형태를 취할 수 있고, 조밀함하게 짜여질 수 있다. 차음부와 비교하여, 단열부는 배기 파이프(12)를 완전히 뒤집어 씌우거나 덮을 수 있는 상대적으로 얇지만 강한 층의 소재일 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1머플러 하우징(18)의 빈 부분이 그 내부가 노출되게 도시되어 있다. 하우징(18)은 트렁크(22)와 하우징(18)의 축방향으로 마주보는 단부에 칼라(26)를 구비할 수 있다. 칼라(26)는 예컨대 축방향 외측 단벽(32), 축방향 내측 단벽(34), 및 그 사이에 하나 이상의 분할벽(36)과 같은, 전체적으로 방사상으로 뻗어 있는 하나 이상의 밀봉 플랜지를 구비할 수 있다. 유사하기로, 트렁크(22)는 축방향으로 외측 단벽(38)과 그 사이에 하나 이상의 분할벽(40a, 40b, 40c, 40d)을 구비할 수 있다. 단벽(38) 및 분할벽(40a-40d)은 적어도 부분적으로 복수의 음향챔버를 형성하기 위해 외측 쉘(42, 44)로부터 내부를 향해 뻗어 있다. 도 7을 참조로 아래에서 더욱 상세히 기술되듯이, 단벽(38, 40)은 동일하거나 동일하지 않은 크기의 음향챔버를 제공하기 위해 임의의 알맞은 방식으로 균등하게 혹인 비균등하게 이격될 수 있다. 유사하기로, 칼라(26)의 벽(32, 34, 36)은 외측 쉘(44)로부터 뻗어 그들 사이에 적어도 부분적으로 축방향 공간이나 열 챔버를 형성한다.

도 5를 참조하면, 음향챔버는 그 내부에 임의의 적당한 흡음재나 차음부(46)를 수용할 수 있다. 차음부(46)는 임의의 적당한 소재로 구성될 수 있고 임의의 적당한 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 차음부는 영국 체셔주의 Culimeta-Saveguard Ltd로부터 구매가능한 ACOUSTA-FL CE와 같은 직물 또는 부직물 유리 섬유로 이루어질 수 있다. 배기 시스템 및 구성에 사용되기에 적당한 임의의 다른 유형의 차음부가 대신 사용될 수도 있다. 더욱 특별하기로, 차음부(46)는 머플러 하우징(18)으로부터 날려 나오는 것을 감소 또는 방지하기 위해 짜여진 단일 알갱이 섬유 또는 연속적인 필라멘트 조방사(roving)일 수 있고, 유리되기 위해 편물(knit)일 수 있다. 또한 차음부(46)는 배팅, 랩(wrap) 또는 테이프일 수 있고, 망(netting), 실 또는 필라멘트(filament, 48)로 고정될 수 있으며, 차음부(46)의 팽창을 허용하여 특히 단열부(28)와 하우징(18) 사이에 음향챔버를 완전히 충전하는 배기가스 온도에 노출되어 녹거나 분해될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1머플러(14)의 트렁크(22)는 일반적으로 단면 형상이 알형상(ovular) 또는 타원형일 수 있고 편평한 측면(50) 및 둥근 측면(52)을 가질 수 있다. 이와 대조적으로, 칼라(26)는 대응되는 원통형 배기 파이프(12) 및 하나 이상의 플랜지(54)와 훌륭한 밀봉을 위해 일반적으로 원통형일 수 있다. 여기에 잘 도시된 바와 같이, 하우징(18)은 서로 조립되는 제1절반부(18a) 및 제2절반부(18b)를 구비할 수 있고 심을 형성할 수 있는 결합면(56a, 56b)을 구비할 수 있으며, 이들은 용접, 접착, 또는 그와 유사하게 될 수 있다.

도 7을 참조하면, 배기 파이프(12)와 함께 제1머플러(14)가 부분적인 단면으로 도시되어 있다. 머플러(14)의 축방향 단부의 일측 또는 양측에서, 배기 파이프(12)는 축방향으로 이격되어 있는, 일반적으로 축방향으로 뻗어 있는 하나 이상의 밀봉 플랜지(54)를 구비할 수 있다. 각각의 단부 상의 2개의 플랜지(54)가 도시되어 있으나, 임의의 필요한 갯수 및 구성이 사용될 수 있다. 밀봉 플랜지(54)는 용접, 납땜(brazing), 조임, 압입(press fitting), 또는 임의의 다른 적당한 기술을 통해서 배기 파이브(12)에 구비되는, 링과 같은 금속의 분할된 조각일 수 있다. 또한, 또는 대신, 밀봉 플랜지(54)는 구슬 업세팅(upsetting) 작업, 파이프 단부 플랜지의 맞대기 용접, 또는 임의의 다른 적당한 기술에 의해 형성될 수 있다. 밀봉 플랜지(54)는 벽(32, 34, 36)을 포함하는 하우징 밀봉 플랜지와 교대로 축방향으로 배열될 수 있다.

또한, 머플러(14)의 단부 사이에서, 배기 파이프(12)는 축방향으로 이격될 수 있는 천공부(58)의 다수의 세트(60a, 60b, 60c, 60d, 60e)를 갖춘 천공부(58)를 구비할 수 있다. 임의의 주어진 세트(60a-60e)의 천공부(58)의 갯수, 크기, 및/또는 다른 변수는 대응되는 음향챔버의 부피, 길이, 직경, 및/또는 다른 매개변수에 대응되게 구비될 수 있다. 당업자들은 이러한 변수들이 예컨대 배기 파이프 크기, 배기 유속, 배기 온도에 따라 가변할 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.

그럼에도 불구하고, 천공부의 상대적인 크기, 갯수, 거리, 및/또는 다른 변수 및/또는 다른 매개변수, 대응하는 음향챔버의 부피, 음향챔버의 하나의 챔버에서 다른 챔버로 적어도 일부의 중복되는 주파수의 감쇄와 함께 챔버와 챔버 사이에 상대적으로 넓은 주파수 대역 감쇄를 가질 수 있다. 변수들은 예컨대 50Hz 범위에서 600Hz 범위로 챔버내 음향 감쇄 범위를 달성하도록 선택될 수 있다. 더욱 특별하기로 변수들은 임의의 주어진 챔버 내에서 약 300Hz 범위의 음향 감쇄를 제공하도록 선택될 수 있다. 또한, 변수들은 만족스로운 음향 성능을 얻기 위해 특정 주파수의 최고점을 피하기 위해 챔버로부터 챔버로 중복되는 주파수 대역을 갖도록 선택될 수 있다. 제한되지 않은 머플러 변수값의 실례가 아래에 나타나 있다.

단벽(38)과 제1분할벽(40a) 사이에 형성된 제1음향챔버는 약 65㎜와 같은, 축방향 제1길이일 수 있다. 제1 및 제2분할벽(40a, 40b) 사이에 형성된 제2음향챔버는 약 95㎜의 길이로, 첫번째 길이보다 긴 제2길이일 수 있다. 제2 내지 제4분할벽(40b, 40c, 40d) 사이에 형성된 제3 및 제4음향챔버는 약 104㎜의 길이로 제2길이보다 긴 제3길이로 될 수 있다. 제4분할벽(40d) 및 단벽(38) 사이에 형성된 제5음향챔버는 약 100㎜의 길이로, 제3길이보다 작고 제2길이보다 긴 제4길이일 수 있다.

음향 챔버 및 천공부(58)는 중복되는 음향 주파수 대역을 감쇄하기 위한 배열 및 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 제1음향챔버 및 천공부(60a) 세트는 약 600Hz를 목표로 약 450Hz에서 700Hz를 감쇄시킬 수 있다. 제2음향챔버 및 천공부(60b) 세트는 약 450Hz를 목표로 약 400Hz에서 500Hz를 감쇄시킬 수 있다. 제3 및 제4음향챔버 및 천공부(60c, 60d) 세트는 약 250Hz를 목표로 약 150Hz에서 300Hz를 감쇄시킬 수 있다. 최종적으로, 제5음향챔버 및 천공부(60e)는 약 350Hz를 목표로 약 300Hz에서 400Hz를 감쇄시킬 수 있다. 차음부(46)는 예컨대, 약 600Hz 에서 약 3000Hz와 같은, 광폭의 높은 주파수 대역을 감쇄시키도록 돕는다.

다시 도 7을 참조하면, 단열부(28)는 파이프 밀봉 플랜지(54)의 하류 세트의 하류 위치로부터, 배기 파이프(12)를 지나, 그리고 플랜지(54)의 상류 세트의 상류 위치로 뻗어 있을 수 있다. 단열부(28)는 파이프(12) 및 플랜지(54)를 감쌀 수 있고 천공부(58)를 덮을 수 있다. 단열부(28)는 기체가 통과할 수 있도록 투과성(permeable)일 수 있다. 단열부(28)는 도시된 바와 같이 하나의 층일 수 있지만, 다수의 슬리브 또는 접힌 슬리브 또는 말려진 것과 같은 다중의 층을 구비할 수 있다. 단열부(28)는 차음부(46) 및 배기 파이프(12) 사이에 배치되어 차음부(46)가 단열부(28)로부터 분리될 수 있다. 다시 말하면, 차음부(46)는 비록 단열부(28)와 서로 접촉할 수 있더라도 독립적일 수 있다. 단열부(28) 및 차음부(46)가 특히 유리 섬유의 외부에서 함께 형성되는 것도 가능하다. 이것은 머플러(14)의 크기를 훨씬 더 감소시킬 것이고, 특히 배기 파이프(12)와 하우징(18) 사이에 차음부(46)를 사용하기 때문에 종래의 머플러에 비해 이미 감소된 크기를 갖는다.

하우징(18)은 배기 파이프(12)로부터 방사상으로 이격될 수 있다. 도 4, 5, 7에 도시된 바와 같이 방사상으로 뻗어 있는 단벽(32, 34, 38) 및 하우징(18)의 분할벽(36, 40a-40d)은 방사상의 내부면 또는 직경을 갖는다. 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 방사상의 내부면 또는 직경의 내부 크기는 배기 파이프(12)의 외부면 또는 직경의 외부 크기보다 커서 그들 사이에 방사상의 공간이 형성된다. 또한, 축방향으로 뻗어 있는 하우징(18)의 쉘(42, 44)도 배기 파이프(12)의 대응되는 부분보다 큰 크기를 가져서 그들 사이에 방사상의 공간을 형성한다.

최종적으로 도 8을 참조하면, 제2머플러(15)는 분할된 부분 횡단면도로 도시되어 있다. 제2머플러(15)는 실질적으로 약간의 형상 및 크기를 제외하고 제1머플러(14)와 유사하다. 분할부의 일측에는, 차음부(47a)가 팽창된 상태로 도시되어 있다. 분할부의 타측에는, 차음부(47b)가 망, 실 또는 필라멘트(49)로 고정되게 도시되어 있다. 이 실례에서, 단열부(29)는 배기 파이프(12)에 조립될 수 있고, 그런 다음에 차음부(47)는 하우징(19) 내에 둘러싸이는 것 대신에 또는 추가로 단열부(29) 상에서 조립될 수 있다. 차음부(47)는 도시된 바와 같이, 칼라(27)와 배기 파이프(12) 사이의 밀봉 단부 안으로 뻗어 있을 수 있다. 임의의 경우에, 망이나 필라멘트(49)는 배기 가스의 열에 노출되어 분해 혹은 용융될 수 있어 차음부(47)가 팽창되고 대응되는 머플러 챔버를 채운다. 제1머플러(14)의 차음부(46)의 다수의 개별적인 조각과는 다르게, 차음부(47)는 배기 파이프(12)에 조립되기 위해 단일 조각일 수 있다. 제1머플러(14)에 대해 상술된 바와 같이, 제2머플러(15)의 단부의 일측 또는 양측에서 배기 파이프(12)는 축방향으로 이격된 하나 이상의 플랜지(54)를 구비할 수 있다.

제2머플러 하우징(19)은 트렁크(23) 및 하우징(19)의 축방향으로 마주보는 단부에 칼라(27)를 구비할 수 있다. 칼라(27)는 예컨대 축방향 외측 단벽(33), 축방향 내측 단벽(35), 및 그들 사이에 하나 이상의 분할벽(37)으로 된, 일반적으로 축방향으로 뻗어 있는 하나 이상의 밀봉 플랜지를 구비할 수 있다. 밀봉 플랜지(54)는 벽(33, 35, 37)을 포함한 하우징 밀봉 풀랜지와 함께 교대로 축방향으로 배열될 수 있다.

유사하기로, 트렁크(23)는 축방향 외측 단벽(39) 및 그들 사이에 하나 이상의 분할벽(41a, 41b)을 구비할 수 있다. 분할벽(41a, 41b) 및 단벽(39)은 복수의 음향 챔버를 형성한다. 제1머플러(14)와 마찬가지로, 벽(39, 41a, 41b)은 동일하거나 동일하지 않은 크기의 음향챔버를 제공하기 위해 임의의 적당한 방식으로 균등하거나 비균등하게 이격될 수 있다. 플랜지 또는 벽의 임의의 적당한 갯수 및 구성이 사용될 수 있다.

또한 머플러(15)의 단부 사이에서, 배기 파이프(12)는 축방향으로 이격될 수 있는 복수의 천공부(59) 셋트(61)를 구비할 수 있는 천공부(59)를 구비할 수 있다. 제1머플러(14)에 관한 상기 실례에서 상술된 바와 같이, 천공부(59)의 갯수, 크기, 공간, 및 다른 매개변수는 음향 챔버의 부피, 길이, 직경 및 다른 매개변수에 대응되게 형성될 수 있다.

단열부(29)는 파이프(12)를 따라 플랜지(54) 사이 상으로 뻗어 파이프(12)와 플랜지(54)를 감싸고 천공부(59)를 덮는다. 단열부(29)는 도시된 대로 하나의 층이지만, 다수의 슬리브 또는 접힌 슬리브 또는 말려진 것과 같은 다중의 층을 구비할 수 있다. 단열부(29)는 차음부(47)와 배기 파이프(12) 사이에 배치될 수 있다. 단열부(29)는 선택가능하기로, 머플러 크기를 줄이기 위해 차음부(47)에 의해 구비될 수 있다.

하우징(15)은 배기 파이프(12)로부터 방사상으로 이격될 수 있다. 방사상으로 뻗어 있는 단벽(33, 35, 39) 및 하우징(19)의 분할벽(37, 41a-41b)은 방사상의 내부면 또는 직경을 갖는다. 방사상의 내부면 또는 직경의 내부 크기는 배기 파이프(12)의 외부면 또는 직경의 외부 크기보다 커서 그들 사이에 방사상의 공간이 형성된다. 또한, 축방향으로 뻗어 있는 하우징(19)의 쉘(43, 45)도 배기 파이프(12)의 대응되는 부분보다 큰 크기를 가져서 그들 사이에 방사상의 공간을 형성한다.

머플러(14, 15) 중 하나 또는 양자 모두는 하나 이상의 아래 장점을 어느정도 가질 수 있다. 머플러(14, 15)는 기존 머플러보다 대략 25% 적은 중량을 가질 수 있고, 기존 머플러(하류 차량 조립 절약 불포함)보다 대략 20% 적은 가격일 수 있으며, 기존 머플러 보다 대략 50% 작을 수 있고, 차량 내부에 더 좋은 배기 시스템 패키지(packaging)를 가져올 수 있다. 또한 훌륭한 단열 성능 때문에 머플러(14, 15)가 기존 머플러와 차량의 다른 부분 사이에 열 차폐물(shields)를 구비할 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있다고 믿어진다. 머플러(14, 15)가 관통형(flow-through) 또는 흡음형(absorption) 머플러이기 때문에, 이들은 배기 시스템(10) 내에 더 적은 배압을 일으킬 수 있고, 따라서 더 좋은 엔진 성능, 연료 절감 등을 가져올 수 있다.

더욱이, 머플러(14, 15)는 기존 반사형 머플러보다 더 좋거나 적어도 동등한 음향 감쇄 성능을 가질 수 있다. 따라서, 머플러(14, 15)는 대리인 서류 번호 제 707863US2 호가 전형적으로 흡음형 머플러 설계를 필요로 하는 자동차가 아닌 적용에 사용될 때 특히 현저한 장점을 갖는다.

특수한 바람직한 실시예가 도시되고 기술된 반면, 당업자들은 위의 기술이 제한 보다는 기술하는 용어로 진술되었고, 다양한 변형 및 대체가 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 본 발명은 아래 청구항에 의해 정의된다.

10 배기 시스템
12 배기 파이프
14 머플러
15 머플러
18 하우징
18a, 18b 하우징 절반부
19 하우징
20 집타이(zip tie)
22 트렁크
24 밴드 클램프
26 칼라
27 칼라
28 단열부
29 단열부
30 밀봉 단부
32 축방향 외측 단벽
33 축방향 외측 단벽
34 축방향 내측 단벽
35 축방향 내측 단벽
36 분할벽
37 분할벽
38 축방향 외측 단벽
39 외측 단벽
40a-40d 분할벽
41a-41b 분할벽
42 외측 쉘
43 쉘
44 외측 쉘
45 쉘
46 흡읍재/차음부
47 차음부
47a 차음부
47b 차음부
48 필라멘트
49 필라멘트
50 편평면
52 둥근면
54 플랜지
56a, 56b 결합면
58 천공부
59 천공부
60a-60e 천공부 세트
61 천공부 세트

Claims

복수의 천공부(58, 59)를 갖춘 배기 파이프와 같은, 금속성 파이프(12)와;
상기 파이프(12)에 의해 구비되고, 상기 복수의 천공부(58, 59)를 덮으며 축방향으로 마주보는 단부를 갖춘 하우징(18, 19); 및
상기 파이프와 상기 하우징(18, 19) 사이에 방사상으로 구비되는 단열부(28, 29) 및 차음부(46, 47);로 이루어진 흡음형 머플러.
제 1항에 있어서, 상기 단열부(28, 29)는 상기 하우징(18, 19)에 구비된 상기 축방향으로 마주보는 단부 사이에서 축방향으로 뻗어 있으며, 또는 상기 차음부(46, 47)는 상기 단열부(28, 29)로부터 별도로 구비되고, 상기 단열부(28, 29)와 상기 하우징(18, 19) 사이에 구비되는 흡음형 머플러.
제 1항에 있어서, 상기 단열부(28, 29) 및 상기 차음부(46, 47)는 일체로 형성되는 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열부(28, 29) 및/또는 상기 차음부(46, 47)는 유리 섬유로 이루어지되, 상기 단열부(28, 29)는 바람직하기로 유리 섬유 슬리브로 이루어지고, 상기 차음부(46, 47)는 바람직하기로 유리 섬유 배팅(batting)으로 이루어진 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차음부(46, 47)는 배팅(batting), 랩(wrap) 또는 테이프를 구비하고 망(netting), 실 또는 필라멘트(48, 49)로 고정되고, 상기 망, 실 또는 필라멘트(48, 49)는 바람직하기로 상기 차음부(46, 47)를 팽창하게 하는 배기 가스 온도에 노출하여 녹거나 분해되는 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(18, 19)은 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지(32, 33, 34, 35, 38, 39)를 구비하고, 상기 파이프(12)는 상기 하우징 밀봉 플랜지(32, 33, 34, 35, 38, 39)와 인접하게 이격된 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지(54)를 구비하며, 상기 하우징 밀봉 플랜지는 바람직하기로 상기 파이프(12)의 외부면으로부터 방사상으로 이격될 수 있고 상기 파이프(12)의 적어도 하나의 밀봉 플랜지(54)로부터 축방향으로 이격될 수 있게, 적어도 하나의 전체적으로 방사상으로 내부를 향해 뻗어 있는 벽(32, 33, 34, 35, 38, 39)을 구비하는 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(18, 19)은 그 사이에 상기 적어도 하나의 밀봉 플랜지(54)를 갖도록 상기 복수의 하우징 밀봉 플랜지(32, 33, 34, 35, 38, 39)를 구비하고 상기 적어도 하나의 밀봉 플랜지(54)는 상기 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지(32, 33, 34, 35, 38, 39)와 함게 교대로 축방향으로 배열되는 상기 복수의 파이프 밀봉 플랜지(54)를 구비하는 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(18, 19)은 클램쉘(clamshell) 하우징(18a-18b, 43, 45)과 상기 파이프(12)에서 방사상으로 이격될 뿐만 아니라 적어도 차음부(46, 47)에서 보유하는 다수의 챔버를 적어도 부분적으로 형성하도록 방사상으로 내부를 향해 뻗은 적어도 하나의 분할벽(40a-40d, 41a, 41b)으로 이루어지며, 상기 복수의 챔버 및 복수의 천공부(58, 59)는 바람직하게 사용되어 중복되는 주파수 대역을 감쇄시키는 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(18, 19)은 폴리아미드 재료로 이루어진 흡음형 머플러.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프(12)는 연속적 구성요소를 구비하거나, 복수의 개별적인 파이프로 만들어지거나, 알루미늄강으로 만들어지거나 챔버에 대응되는 천공부(58, 59) 세트(60a-60e, 61)의 형태로 복수의 천공부(58, 59)를 구비하는 흡음형 머플러.
제 6항 또는 제 10항에 있어서, 상기 단열부(28, 29)는 상기 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지(54)와 상기 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지(32, 33, 34, 35, 38, 39) 사이에서 축방향으로 배치되고, 상기 적어도 하나의 하우징 밀봉 플랜지(54)와 상기 파이프(12) 사이에서 방사상으로 배치되며, 상기 적어도 하나의 파이프 밀봉 플랜지(54)와 상기 하우징(18, 19) 사이에서 방사상으로 배치되는 흡음형 머플러.