KR20120000410A - 차량용 배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치는, ⅰ)엔진에서 배출되는 배기가스를 산화 또는 환원시켜 정화하는 촉매부와, ⅱ)상기 배기가스의 배기열을 통해 냉각수와 변속기 오일을 가열하는 열교환부와, ⅲ)상기 배기가스의 토출음을 저감시키기 위한 소음 저감부를 포함하며, 상기 촉매부, 상기 열교환부, 및 상기 소음 저감부는 상기 배기가스가 배출되는 배기 라인 상에 일체로서 구성된다.

Description

차량용 배기장치 {EXHAUST SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명의 예시적인 실시예는 차량의 배기 계통에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진에서 발생하는 배기 가스의 열교환이 이루어지는 배기열 회수 시스템에 적용 가능한 차량용 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 배기 시스템은 각 실린더로부터 배출되는 배기가스를 모으는 배기 매니폴드, 배기 매니폴드에 의해 모아진 배기 가스를 대기 중으로 배출하도록 안내하는 배기 라인, 배기 가스를 정화하는 촉매 정화장치 및 배기 소음을 감소시키는 소음기 등으로 구성된다.

한편, 최근에는 배기가스의 규제가 강화되고, 동력 성능의 향상이 요구되고 있으며, 이러한 요구에 대응하기 위하여 디젤 엔진에서는 여러 가지 신기술이 개발되어 적용되고 있다.

이러한 신기술의 하나로서 기존의 간접분사 엔진에서 직접분사 엔진으로 변경되어 가는 추세이며, 그로 인해 엔진의 출력은 향상되고, 배기가스는 저감되나 냉각수로의 열전달은 줄어들어 엔진 냉각수의 상승비율과 온도가 기존의 간접분사 방식의 엔진에 비하여 낮은 실정이다.

다른 한편으로, 자동 변속기의 작동유체로서 사용되는 오일은 라디에이터와 같은 냉각장치를 통해 냉각되는 바, 차량의 외부 온도가 낮을 경우에는 변속기 오일을 적절하게 가열하여 승온시켜 줄 필요가 있다.

이에, 종래 기술에서는 상기와 같은 점을 고려하여 엔진으로부터 배출되는 배기 가스의 열을 이용하여 냉각수 및 변속기 오일을 가열할 수 있는 배기열 회수 시스템이 개시되고 있다.

상기한 배기열 회수 시스템에 적용되는 차량의 배기 계통은 도 3에서와 같이, 엔진으로부터 발생되는 배기 가스를 배출하기 위한 배기 라인(1) 상에 촉매부(110)와, 열교환부(130)와, 소음기(170)를 구성하고 있다.

상기 촉매부(110)는 배기가스를 산화 또는 환원시켜 정화하며, 열교환부(130)는 배기가스의 배기열을 통해 냉각수와 변속기 오일을 가열하고, 소음기(170)는 배기가스의 토출음을 저감시키기 위한 것이다. 여기서, 상기한 촉매부(110), 열교환부(130), 및 소음기(170)는 배기 라인(1) 상에서 서로 이격되게 구성되어 있다.

그런데, 종래 기술에서는 상기한 촉매부(110), 열교환부(130), 및 소음기(170)가 배기 라인(1) 상에서 차체의 하부 패널에 분산 배치되므로, 하부 패널에 대한 레이아웃의 제약이 따른다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 배기 라인 상에 구성되는 촉매부, 열교환부, 및 소음기를 배기 라인 상에 일체화 할 수 있도록 한 차량용 배기장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치는, ⅰ)엔진에서 배출되는 배기가스를 산화 또는 환원시켜 정화하는 촉매부와, ⅱ)상기 배기가스의 배기열을 통해 냉각수와 변속기 오일을 가열하는 열교환부와, ⅲ)상기 배기가스의 토출음을 저감시키기 위한 소음 저감부를 포함하며, 상기 촉매부, 상기 열교환부, 및 상기 소음 저감부는 상기 배기가스가 배출되는 배기 라인 상에 일체로서 구성된다.

상기 차량용 배기장치에 있어서, 상기 촉매부, 상기 열교환부, 및 상기 소음 저감부는 각각의 외관 케이스가 용접식으로 일체화 될 수 있다.

상기 차량용 배기장치에 있어서, 상기 열교환부는 상기 외관 케이스의 내부에 설치되는 인너 파이프와, 상기 인너 파이프에 설치되는 배기가스 밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 차량용 배기장치에 있어서, 상기 열교환부는 상기 외관 케이스의 내부에 상기 냉각수 및 오일의 스트림을 각각 형성하는 제1 및 제2 부분을 포함할 수 있다.

상기 차량용 배기장치에 있어서, 상기 제1 부분에는 상기 냉각수의 유출입이 이루어지는 제1 유입구 및 제1 유출구를 형성할 수 있다.

상기 차량용 배기장치에 있어서, 상기 제2 부분에는 상기 변속기의 오일의 유출입이 이루어지는 제2 유입구 및 제2 유출구를 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치에 의하면, 촉매부, 열교환부, 및 소음 저감부가 배기 라인 상에서 일체로 구성되므로, 차체의 하부 패널에 구애받지 않고 소음 저감부의 용량을 증대시켜 차량의 NVH 성능을 개선할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 촉매부, 열교환부, 및 소음 저감부를 일체로 패키지화하기 위한 각종 체결 요소 예컨대, 플랜지, 가스켓, 너트 등을 삭제할 수 있고, 이들을 연결하는 연결 파이프 등을 삭제할 수 있기 때문에, 전체 장치의 제작 원가 및 중량을 절감할 수 있으며, 조립 공정을 축소할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 열교환부를 배기 라인 상에서 차체의 전방측 고온부에 구성하므로, 배기열의 회수 효율을 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 기대된다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치에 적용되는 열교환부 부위를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 차량용 배기 계통을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치(100)는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열교환이 이루어지는 배기열 회수 시스템에 적용된다.

여기서, 상기 배기장치(100)는 배기 가스를 배출시키는 배기 파이프로서의 배기 라인(1)을 포함하며 차체의 하부 패널(P)에 구성되는 바, 배기가스를 정화하고, 배기열의 열 교환이 이루어지며, 배기 가스의 소음을 저감시킬 수 있는 구성으로 이루어진다.

본 실시예에 의한 상기 차량용 배기장치(100)는 기본적으로, 배기 라인(1) 상에 구성되는 촉매부(10)와, 열교환부(30)와, 소음 저감부(70)를 포함하여 이루어진다.

이 경우, 상기 촉매부(10)는 화학 촉매를 통해 배기가스를 산화 또는 환원시켜 정화하며, 열교환부(30)는 배기가스의 배기열을 통해 냉각수와 변속기 오일을 가열하고, 소음 저감부(70)는 머플러로서 배기가스의 토출음을 저감시키기 위한 것이다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 상기 배기장치(100)는 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)를 패키지화하면서 차체의 하부 패널(P)에 구애받지 않으며 소음 저감부(70)의 용량을 증대시켜 차량의 NVH 성능을 개선할 수 있는 구조로서 이루어진다.

또한, 본 실시예는 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)를 패키지화하기 위한 각종 체결 요소 예컨대, 플랜지, 가스켓, 너트 등을 삭제하고, 이들을 연결하는 연결 파이프 등을 삭제하면서 원가 및 중량을 절감할 수 있고, 조립 공정을 축소할 수 있으며, 열교환부(30)를 통한 배기열의 회수 효율을 더욱 극대화시킬 수 있는 구성으로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 차량용 배기장치(100)는 상기한 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)가 배기 라인(1) 상에서 일체로서 연결되는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)는 외관 케이스(11, 31, 71)를 각각 구비하는 바, 이러한 외관 케이스(11, 31, 71)는 상호 용접 접화되며 일체화되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 배기 라인(1)에 대한 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)의 전체 설치 구간을 기준할 때, 촉매부(10)의 설치 길이가 가장 작고, 촉매부(10)를 제외한 나머지 설치 구간에서 열교환부(30) 및 소음 저감부(70)의 설치 길이는 촉매부(10) 보다 상대적으로 길며, 소음 저감부(70)의 설치 길이가 열교환부(30) 보다 상대적으로 길게 구성된다. 또한, 상기 열교환부(30)는 촉매부(10)와 일체로 연결됨에 따라 배기 라인(1) 상에서 차체의 전방측 고온부에 위치한다.

한편, 상기에서 열교환부(30)는 도 2에서와 같이, 외관 케이스(31)의 내부에 설치되는 인너 파이프(33)와, 인너 파이프(33)에 설치되는 배기가스 밸브(35)를 포함하고 있다.

그리고, 상기 열교환부(30)는 외관 케이스(31)의 내부에 냉각수의 스트림을 형성하는 제1 부분(37)을 형성하고, 오일의 스트림을 형성하는 제2 부분(39)을 형성하고 있다.

여기서, 상기 제1 부분(37)에는 냉각수가 유입되는 제1 유입구(36a) 및 냉각수가 유출되는 제1 유출구(36b)를 형성하고, 제2 부분(39)에는 오일이 유입되는 제2 유입구(38a) 및 오일이 유출되는 제2 유출구(38b)를 형성한다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 배기장치(100)는 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)가 배기 라인(1) 상에서 일체로 구성되므로, 차체의 하부 패널(P)에 구애받지 않고 소음 저감부(70)의 용량을 증대시켜 차량의 NVH 성능을 개선할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 촉매부(10), 열교환부(30), 및 소음 저감부(70)를 일체로 패키지화하기 위한 각종 체결 요소 예컨대, 플랜지, 가스켓, 너트 등을 삭제할 수 있고, 이들을 연결하는 연결 파이프 등을 삭제할 수 있기 때문에, 전체 장치(100)의 제작 원가 및 중량을 절감할 수 있으며, 조립 공정을 축소할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 열교환부(30)를 배기 라인(1) 상에서 차체의 전방측 고온부에 구성하므로, 배기열의 회수 효율을 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 기대된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 배기 라인
10... 촉매부
30... 열교환부
70... 소음 저감부

Claims (4)

1. 엔진에서 배출되는 배기가스를 산화 또는 환원시켜 정화하는 촉매부;
   상기 배기가스의 배기열을 통해 냉각수와 변속기 오일을 가열하는 열교환부; 및
   상기 배기가스의 토출음을 저감시키기 위한 소음 저감부
   를 포함하며,
   상기 촉매부, 상기 열교환부, 및 상기 소음 저감부는 상기 배기가스가 배출되는 배기 라인 상에 일체로서 구성되는 차량용 배기장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 촉매부, 상기 열교환부, 및 상기 소음 저감부는 각각의 외관 케이스가 용접식으로 일체화 된 것인 차량용 배기장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 열교환부는,
   상기 외관 케이스의 내부에 설치되는 인너 파이프와, 상기 인너 파이프에 설치되는 배기가스 밸브를 포함하여 이루어지는 차량용 배기장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 열교환부는 상기 외관 케이스의 내부에 상기 냉각수 및 오일의 스트림을 각각 형성하는 제1 및 제2 부분을 포함하며,
   상기 제1 부분에는 상기 냉각수의 유출입이 이루어지는 제1 유입구 및 제1 유출구를 형성하고,
   상기 제2 부분에는 상기 변속기의 오일의 유출입이 이루어지는 제2 유입구 및 제2유출구를 형성하는 차량용 배기장치.

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