KR20120099051A

KR20120099051A - 배기 가스 소음기

Info

Publication number: KR20120099051A
Application number: KR1020127012951A
Authority: KR
Inventors: 토비아스 다너; 토르스텐 켓서; 토르스텐 린데; 크리스티네 파트소우라스; 마르코 라날리
Original assignee: 포레시아 이미션스 콘트롤 테크놀로지스, 저머니 게엠베하
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-09-06
Also published as: US20120267191A1; DE102009049969A1; CN102639826A; US8485314B2; WO2011047852A1

Abstract

본 발명은, 내연 기관의 배기 소음기(10)로서, 각각의 유입측 및 유출측 파이프 섹션(14, 16)과, 파이프 섹션(14, 16)과 연통하는 소음기 하우징(18)을 포함하는, 배기 소음기에 관한 것이다. 외부 케이싱(20) 및 단부 벽(22)을 포함하는 소음기 하우징(18)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된다.

Description

배기 가스 소음기{EXHAUST GAS SILENCER}

본 발명은, 유입측에 있는 적어도 하나의 파이프 섹션과, 유출측에 있는 적어도 하나의 파이프 섹션과, 파이프 섹션과 연통하는 소음기 하우징을 포함하는, 내연 기관의 배기 소음기(exhaust muffler)에 관한 것이다.

내연 기관용 배기 소음기는 공지되어 있다. 내연 기관용 배기 소음기는 시트 금속 부품으로 생산된다. 공지된 배기 소음기의 제조는, 예컨대 용접 또는 브레이징에 의해 서로 연결되는 단부 벽 및 외부 케이싱과 같은 개별 부품들을 생산함으로써 수행된다.

본 발명의 목적은 특히 더 낮은 중량에 의해 자체 구별되는 신규한 배기 소음기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 소음기 하우징이 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조되는 처음에 언급된 유형의 배기 소음기에 의해 달성된다. 높은 온도로 인해, 플라스틱 재료는 지금까진 소음기에 대해 고려되지 않았다. 그러나, 본 발명은 소음기 하우징 자체에 플라스틱을 적용하는 것을 정확히 제시하고 있는데, 각각의 벽은 소음기 하우징의 영역에서 전체 두께에 걸쳐 플라스틱만으로 이루어진다.

전체가 금속으로 제조된 소음기 하우징에 비해, 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된 소음기 하우징은 더 경량이고 더 비용 효율적이다.

본 발명에서, 소음기 하우징의 내부는 특히 흡음재로 완전히 충전되는 것은 아니다. 바람직한 실시예에 따르면, 가스 이송 파이프와 소음기 하우징 사이의 내부의 최대 30%만이 흡수재로 충진된다. 이런 실시예에서는 어떤 흡음재도 소음기 하우징 내부에 충진재로서 채워지지 않는 것이 특히 중요하다. 이런 흡음재는 보다 구체적으로는 임의의 유형의 울이다.

소음기 하우징은 일편일 수도 있거나 복수의 부분으로 구성될 수도 있으며, 외부 케이싱 및 단부 벽을 포함한다. 일 실시예에서, 단부 벽은 파이프 섹션과 직접 연통된다. 따라서, 단부 벽은 양호한 열적 안정성을 갖는 금속 재료로 제조하는 것이 유리하지만, 파이프 섹션으로부터 더 멀리 이격되어 있어 더 적게 열적 하중을 받는 외부 케이싱은 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된다.

바람직하게는, 외부 케이싱은 단부 벽들 중 적어도 하나의 단부 벽에 일편으로 이어진다.

단부 벽에 대해 적어도 부분적으로 절연 재료를 제공하는 것이 유리하다. 본 명세서에서, 플라스틱 재료의 열전도 계수보다 낮은 열전도 계수를 갖고 금속 단부 벽 및 파이프 섹션의 열전도 계수보다 적어도 5배만큼 낮은 재료가 단열 재료로 칭해진다. 이런 식으로, 외부 케이싱에 대한 열전도가 감소될 수 있다.

냉각 핀이 단부 벽 또는 배기 소음기 하우징에 배열되는 경우는 외부 케이싱의 플라스틱 재료 부분에 대해서도 마찬가지로 효과적이고 용이하다. 냉각 핀은 동일한 방식으로 단부 벽과 인접 파이프 섹션 사이의 전이부에 부착될 수도 있다.

다른 실시예에서, 반경 방향 냉각 핀을 갖는 원통형 슬리브가 플라스틱 재료로 제조된 단부 벽과 단부 벽에 인접한 파이프 섹션 사이에 삽입된다. 이런 식으로, 배기 가스가 관통 유동하는 요소로의 배기 가스에 의해 방출된 열은 사전에 외부로 소멸된다.

플라스틱 재료의 추가적인 보호를 위해, 슬리브는 추가적으로 또는 대안적으로 단열 재료로 제조될 수도 있으며, 상술된 단열 재료의 정의는 여기에도 또한 적용되어야 한다.

물론, 냉각 효과를 달성하기 위한 표면 확대는 다른 공지된 디자인 방법에 의해 또한 달성될 수도 있다.

본 발명에 따른 배기 소음기의 일 실시예는, 단부 벽의 외부 에지를 둘러싸고 외부 케이싱으로의 전이부를 구성하는, 커넥터 링을 포함한다.

커넥터 링은 바람직하게는 단열 재료로 제조된다.

커넥터 링은 예컨대, 외부 케이싱에 매설되고 파이프 섹션에 용접되는 강철 링일 수도 있다. 배기 소음기의 파이프 섹션과 외부 케이싱 사이의 바람직한 열적 디커플링도 또한 이런 디자인에 의해 달성된다.

소음기 하우징 내부에 위치되는 파이프 섹션이 반경 방향 개구를 갖는 실시예가 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 이런 반경 방향 개구로 인해, 파이프 내부는 머플링 공간을 향해 개방된다. 또한, 반경 방향 개구는 미세천공일 수도 있다.

바람직한 실시예는, 열적 하중을 받는 파이프 섹션과 외부 케이싱 사이에 배열되고 그리고 플라스틱으로 제조된 민감한 부품을 보호하기 위해 열적 차폐를 수행하는, 특히 금속 보호 벽을 포함한다. 이런 보호 벽은 특히 파이프 섹션을 탈출한 고온 배기 가스의 직접 유동이 부품에 부딪히는 것을 방지하기 위한 것이다.

보호 벽의 적어도 하나의 측부는 예컨대, 파이프 섹션에 고정된다. 최적으로, 보호 벽은 적어도 유입측 파이프 섹션과 연결된다. 보호 벽은 대향하는 측부에서, 즉 유출측에서 개방되어, 배기 가스가 파이프 섹션의 일부의 개구를 통과하여 맨 처음 파이프 섹션과 보호 벽 사이의 공간으로 유입된 다음, 배기 소음기 내부의 전체 머플링 공간을 충진한다.

보호 벽은 양쪽 파이프 섹션, 즉 유입측 및 유출측 파이프 섹션과 견고하게 연결되는 것이 바람직할 수도 있다. 이런 보호 벽의 이중 고정은 특히 충격에 대한 배기 소음기의 기계적 안정성을 증가시켜, 배기 소음기의 사용 수명을 증가시킨다.

배기 소음기 내부의 보호 벽은 파이프 섹션의 한정된 부분에 걸쳐 또는 소음기 하우징의 전체 축 방향 길이에 걸쳐 연장될 수도 있다. 이 경우, 보호 벽은 외부 케이싱의 단부면에 또한 고정된다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 파이프 섹션의 일부분 및 보호 벽의 일부분은 반경 방향 개구, 특히 미세천공을 갖는다. 이런 식으로, 목표 머플링과, 가스 유동이 직접 부딪히는 것으로부터 플라스틱 하우징 부분을 보호하는 것이 실현된다.

다른 실시예에서, 보호 벽은 머플링 공간을 위한 반경 방향 외부 경계를 형성하고, 공기 간극에 의해 소음기 하우징의 외부 케이싱으로부터 분리된다. 이런 공기 간극은 절연 쿠션으로 구성되고, 외부 케이싱에 대한 온도 하중으로부터의 보호부로서 특히 유리한 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 일 실시예는 양측에서 소음기 하우징을 통해 돌출되는 보호 벽을 포함한다. 이 실시예에서, 소음기 하우징의 단부 벽은 보호 벽에 고정된다. 이런 식으로, 보호 벽은 상술된 실시예에서보다 배가 가스가 통과하는 파이프 섹션의 더 많은 부분을 둘러싸서, 더 효율적으로 온도를 감소시킨다. 또한, 단부 벽은 고온 파이프 섹션으로부터 또한 여전히 열적으로 디커플링된다.

열적 보호 기능 및 머플링 기능 양자 모두를 달성하기 위해, 보호 벽은 반경 방향 개구, 특히 미세천공을 갖는 것이 바람직하다.

플라스틱 재료로 구성된 소음기 하우징 부분은 소음기 하우징 내부로 연장되는 강화 리브를 포함할 수도 있으며, 보호 벽은 강화 리브의 내부, 즉 소음기 하우징 내부를 향하는 측부에 장착된다. 강화 리브는 배기 소음기의 기계적 안정화를 위해 중요한 고정적인 기능을 하는 동시에, 예컨대 미세천공으로서 형성된 보호 벽을 위한 스페이서 및 지지부 역할을 한다.

다른 실시예에서, 환형 디스크로서 형성된 적어도 하나의 지지 벽이 배기 소음기 내부에 배열되고, 지지 벽은 바람직하게는 금속 재료로 구성된다. 적어도 하나의 환형 디스크는 바람직하게는 파이프 섹션에 연결되고, 보다 바람직하게는 파이프 섹션에 용접된다. 환형 디스크는 소음기 하우징의 외부 케이싱에 대해 안착되고, 소음기 하우징의 2개의 단부 벽 사이에 배열된다. 환형 디스크는 한편으론 배기 소음기의 기계적 안정성에 기여하고, 또한 환형 디스크가 소음기 하우징을 더 작은 세그먼트로 분할하기 때문에 소음기 하우징 내부의 온도 분포에 영향을 미친다.

소음기 하우징의 외부 케이싱이 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 구성되는 것이 특히 유리하다. 이는 예컨대, 적절한 연결 수단을 포함하는 각각의 원통형 링을 함께 끼워 맞춤으로써 실현될 수 있다. 하지만, 플라스틱 사출 성형 기술을 이용하여 금속 부품들을 서로 연결시켜, 플라스틱 재료 섹션들이 금속 부품들 사이에 형성되는 것도 또한 공지되어 있다.

바람직한 실시예에서, 외부 케이싱의 금속 섹션은 금속 섹션이 특히 지지 벽의 구역에 위치설정되도록 배열된다. 이런 식으로, 특히 높은 온도 하중에 노출되는 외부 케이싱의 부분은 금속으로 제조될 수 있다. 이런 식으로, 외부 케이싱의 재료는 실제 발생된 온도 구배에 대해 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 배기 소음기의 다른 실시예는 파이프 섹션과 소음기 하우징의 외부 케이싱 사이의 머플링 공간이 흡음재로 충진되는 점에서 자체 구별된다. 또한, 흡음재는 열방산에 추가적으로 영향을 미칠 수 있다.

플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱의 온도 안정성에 대한 바람직한 영향은 플라스틱 재료보다 열적으로 더 안정적인 재료, 예컨대 미세천공된 금속 포일로 제조된 내부 코팅에 의해 제공된다. 많은 다른 코팅 시스템 및 방법이 공지되어 있다. 또한, 금속 또는 세라믹 코팅도 배기 소음기의 외부 케이싱을 위한 내부 코팅으로 또한 특히 적절하다.

또한, 2개의 파이프의 천공들이 부분적으로 축 방향으로 오프셋되어 있는 2개의 파이프가 소음기 하우징에 제공되는 것이 유리하다. 내부 파이프를 통해 유입된 배기 가스는 천공을 통해 외부 파이프로 진입되고, 축 방향으로 오프셋된 외부 파이프를 통해 외부 파이프로부터 외부 파이프와 소음기 하우징 사이의 공간으로 진입된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 파이프 섹션과 소음기 하우징 사이의 전이 구역의 본 발명에 따른 배기 소음기의 다른 실시예의 종방향 단면도이다.
도 5는 관형 보호벽을 갖는 본 발명에 따른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 6은 일 측부에 보호 벽을 갖는 본 발명에 따른 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 7은 양쪽 측부에 보호 벽을 갖는 본 발명에 따른 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 8은 공기 절연 간극을 갖는 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 9는 내부 코팅을 갖는 본 발명에 따른 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 11은 도 10에 따른 배기 소음기의 상세도이다.
도 12는 지지 벽을 갖는 본 발명에 따른 다른 배기 소음기의 종방향 단면도이다.
도 13은 파이프들이 서로 끼워 맞춰진 상태의 본 발명에 따른 배기 소음기의 마지막 실시예의 종방향 단면도이다.

본 발명에 따른 배기 소음기의 추가적인 이점은 이하의 상세한 설명 및 참조 도면으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 내연 기관의 차량 하류측에서 사용되는 배기 소음기(10)를 도시한다.

배기 소음기(10)는, 유입측 파이프 섹션(14) 및 유출측 파이프 섹션(16)을 갖는 파이프(12)와, 소음기 하우징(18)으로 기본적으로 구성된다.

파이프(12)는, 본래 매우 고온인 배기 가스가 파이프(12)를 통해 유동하고 금속은 높은 온도 하중에 대해 우수한 적합성을 갖기 때문에, 금속 재료로 통상 제조된다.

소음기 하우징(18)은 보다 구체적으로 원통형 외부 케이싱(20) 및 단부 벽(22)을 포함한다.

도 1에 따른 실시예에서, 외부 케이싱(20)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 이루어지지만, 특히 파이프 섹션(16, 16)에 대면하는 단부 벽(22)은 이 구역에서 열 안정성을 보장하기 위해 금속으로 제조된다. 이 실시예에서, 단부 벽(22)은 파이프 섹션(14, 16)과 직접 연결된다.

파이프(12)의 중심부는, 머플링 기능을 하는 소위 머플링 공간(23)을 향해 파이프(12)를 개방시키기 위해, 반경 방향 개구(34), 이 실시예에선 특히 미세천공을 갖는다.

도 2 내지 도 4는 플라스틱 재료로 이루어진 외부 하우징(18)의 부분을 상당하게 열 하중을 받는 파이프 섹션(14, 16)으로부터 최대한 열적으로 디커플링시키는 다양한 방법을 도시한다.

도 2에 따른 실시예에서, 금속 파이프 섹션(14)은 바람직하게는 유사한 금속 단부 벽(22) 내로 전이된다. 플라스틱 재료로 제조된 (도시 안 된)외부 케이싱(20)을 고온 단부 벽(22)으로부터 열적으로 디커플링시키기 위해, 단열 재료로 제조된 커넥터 링(24)이 단부 벽(22)의 외경 방향 외주연부에 제공되고, 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)이 차례로 커넥터 링(24)에 직접 고정된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 커넥터 링(24)은 단부 벽(22)이 커넥터 링(24)과의 밀봉 접촉을 위해 결합되는 홈을 갖는다.

추가적인 열적 디커플링을 위해, 단부 벽(22)이 도 3에 도시된 바와 같이 냉각 핀(26)을 갖는다면 유리할 수도 있다. 이런 방법은 외부 케이싱(20)이 낮은 온도를 겪어 플라스틱 재료가 열적으로 과하중을 받지 않는 것을 또한 보장한다.

도 4는 소음기 하우징(18)의 적어도 하나의 단부 벽(22)이 플라스틱 재료로 이루어지고 반경 방향 냉각 핀(26)을 포함하는 원통형 슬리브(28)가 파이프 섹션(14, 16)과 단부 벽(22) 사이에 배열되는 바람직한 실시예를 도시한다. 슬리브(28)의 표면은 냉각 핀(26)에 의해 확대되어, 주변과의 효율적인 열 교환이 유발되고 플라스틱으로 이루어진 단부 벽(22)이 단지 감소된 양의 열에 노출된다.

슬리브(28) 또는 커넥터 링(24)은 낮은 열전도도 또는 단열 효과를 갖는 재료로 이루어지는 것이 특히 유리하다.

그러나, 도 2 내지 도 4에 따른 커넥터 링(24)은 또한 제외될 수도 있으며, 외부 케이싱(20)은 도 2 내지 도 4에 도시된 커넥터 링(24)에 형상이 대응하는 단부면 상의 일체로 성형된 연장부를 가질 수도 있다.

도 5에 도시된 발명에 따른 실시예에서, 커넥터 링(30)의 형태인 특수 전이부가 단부 벽(22) 및 파이프 섹션(14, 16)의 커넥터 링(30)에 의해 둘러싸인 내부 에지들 사이에 제공된다. 커넥터 링(30)은 바람직하게는 강철 또는 단열 재료로 제조되고, 예컨대 사출 성형 방법을 이용하여 단부 벽(22)의 플라스틱 재료에 매설된다. 단부 벽(22)은 외부 케이싱(20)에 일편으로 이어진다. 또한, 커넥터 링(30)은 외부 케이싱(20)의 양호한 기계적 안정성에 기여한다.

소음기 하우징(18) 내부에서, 배기 소음기(10)는 적어도 부분(32)에 걸친 반경 방향 개구(34)를 갖는 파이프 섹션을 포함한다.

또한, 도 5에서 반경 방향 개구(34)는 미세천공일 수도 있다. 미세천공은 머플링 효과를 향상시킨다.

보다 구체적으로, 금속 보호 벽(36)이 파이프 섹션(14, 16)과 외부 케이싱(20) 사이의 소음기 하우징(18) 내부에 배열된다.

보호 벽(36)은 예컨대, 기본적으로 관형인 디자인을 가지며, 파이프 섹션(14, 16)의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 보호 벽(36)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)이 배기 가스에 의한 열에 직접 노출되는 것으로부터 차폐한다.

또한, 보호 벽(36)은 공명기 유형 소음기를 형성하도록 배기 가스가 머플링 공간(23)과 연통하는 반경 방향 개구(34)를 갖는다.

보호 벽(36)은 양측에서 축방향으로 소음기 하우징(18)을 통해 돌출되고, 파이프 섹션(14, 16)에 견고하게 연결, 특히 용접된다. 단부 벽(22)의 커넥터 링(30)은 보호 벽(36)에 고정된다. 이로 인해, 소음기 하우징(18) 내부의 파이프 섹션이 보호 벽(36)에 의해 완전히 둘러싸여, 단부 벽(22) 및 외부 케이싱(20)이 사전에 파이프 섹션(14, 16)으로부터 상당히 열적으로 디커플링되는 이점이 있다.

파이프 섹션(14, 16)과 보호 벽(36) 사이의 공간(38)은 바람직하게는 흡음재로 충진된다. 흡음재는 열 절연 효과를 추가로 가질 수도 있으며, 배기 소음기(10)의 다른 공간에도 흡음재를 배열할 수도 있다.

도 6은 파이프 섹션(14, 16)이 소음기 하우징(18)의 단부면(22)의 양측에서 소음기 하우징(18)을 통해 돌출되고 부분(32)에 반경 방향 개구를 갖는 배기 소음기(10)를 도시한다. 더 높은 온도를 겪는 유입측 파이프 섹션(14)에는 고정되지만 유출측 파이프 섹션(16)에 개방 단부를 형성하도록 유출측 파이프 섹션(16)에는 고정되지 않는, 보호 벽(36)이 부분(32)과 외부 케이싱(20) 사이에 배열된다. 보호 벽(36)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)을 과도한 열 하중으로부터 차폐한다. 머플링 공간(23)은 공명기 유형 소음기 역할을 한다.

도 7은, 상술된 배기 소음기의 구조와 유사한 구조를 갖지만 보호 벽(36)이 유입측 파이프 섹션(14) 및 유출측 파이프 섹션(16) 양자 모두에 고정되는 점이 다른, 배기 소음기(10)의 실시예를 도시한다. 보호 벽(36)은 단부면에 개구를 가지지 않아, 외부 케이싱(20)과 보호 벽(36) 사이의 머플링 공간(23)이 상당한 절연 효과를 갖는다. 반경 방향 개구는 보호 벽(36)의 주연부 벽에 제공된다.

도 8에 따른 배기 소음기(18)의 실시예는 소음기 하우징(18)의 외부 케이싱(20)이 이중 벽으로서의 보호 벽(36)을 포함하고 공기 절연 간극(40)이 소음기 하우징(18)과 외부 케이싱(20) 사이에 형성된다는 점에서 자체 구별된다. 공기 절연 간극(40)은 외부 케이싱(20)이 과도한 온도의 영향으로 손상되거나 파괴되는 것을 방지한다. 외부 케이싱(20)의 열적 차폐에 추가하여 배기 소음기(10)의 추가적인 머플링을 또한 제공하는 보호 벽(36)은 이 실시예에서 바람직하게는 미세천공된 금속 포일, 특히 미세천공된 강철 포일이다. 보호 벽(36)에 의해 제공되는 열적 차폐로 인해, 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱의 온도는 사용된 플라스틱 재료의 용융 온도 미만으로, 즉 통상 200℃ 미만으로, 특히 180℃ 미만으로 유지되어, 플라스틱 재료가 손상되지 않는다.

소음기 하우징(18) 내의 공기 절연 간극(40) 대신, 외부 케이싱(20)의 내부 코팅(42)이 도 9에 도시된 바와 같이 제공될 수도 있다. 내부 코팅(42)은 바람직하게는 외부 케이싱(20)에 사용된 플라스틱 재료보다 열적으로 더 안정적인 재료로 제조된다. 외부 케이싱(20)의 안정화를 위해, 내부 코팅(42)이 외부 케이싱(20) 내부의 일부분에만 걸쳐 연장되면 충분할 수도 있다. 보호 벽(36)과 유사하게, 내부 코팅(42)은 예컨대, 도 10 및 도 11을 참조하여 이하에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 미세천공된 포일로서 형성되고 소음기 하우징(18)의 강화 리브(56)에 고정될 수도 있다.

도 10은 도 5에 따른 배기 소음기(10)의 구조적 구성에 따라 소음기 하우징(18)의 열적 차폐를 위해 (추가적인) 보호 벽(36)을 포함하는 배기 소음기(10)의 실시예를 도시한다. 이 경우, 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)은 외부 케이싱(20)의 외부 스킨(58)과 일체로 성형되는 강화 리브(56)를 포함한다. 강화 리브(56)는 소음기 하우징(18) 내부로 반경 방향으로 연장되며, 소음기 하우징(18)의 안정화를 위해 고정적으로 필요하거나 적어도 안정화에 유리하다. 보호 벽(36)은 강화 리브(56) 내부에 장착되며, 선택적으로, 보호 벽(36)을 통한 배기 가스의 열 에너지의 소음기 하우징(18) 내로의, 특히 소음기 하우징(18)의 강화 리브(56) 내로의 전달을 최소화하기 위해 보호 벽(36)과 강화 리브(56) 사이에 열악한 열전도 층 또는 단열 층을 제공할 수도 있다. 열악한 열전도 층은 예컨대, 보호 층(36)을 강화 리브(56) 상에 접착 접합하는데 사용되는 접착제일 수도 있다.

도 10에 따르면, 외부 케이싱(20) 외에도, 단부 벽(22)의 일부분도 또한 플라스틱 재료로 제조되고 외부 케이싱(20)과 일체로 연결된다. 바람직하게는, 플라스틱 재료로 제조된 전체 소음기 하우징(18)은, 보호 벽(36')에 의해 나타내진 바와 같이, 보호 벽(36)에 의해 고온 배기 가스 유동으로부터 내부가 차폐된다. 대안으로서, 상당하게 열적 응력을 받는 부분만이 예컨대, 배기 가스의 유동이 직접 부딪히는 부분만이 보호 벽(36)에 의해 차폐될 수도 있다.

이 경우, 소음기 하우징(18)의 열적 차폐에 추가하여, 배기 소음기(10)의 음향적 이점, 즉 양호한 머플링을 또한 제공하는 보호 벽(36)은 미세천공된 금속 포일이다. 이와 관련하여, "금속 포일"은 t ≤ 250㎛, 특히 50㎛ ≤ t ≤ 100㎛의 두께 t를 갖는 유연성 금속 시트를 의미한다는 것을 알아야 한다(도 11 참조).

도 11은 외부 케이싱(20)의 내부 도면을 상세히 도시한다. 도 11에서 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)은 외부 스킨(58)과, 소음기 하우징(18)의 내부로 반경 방향으로 연장되고 보호 벽(36)이 내부에 고정된 일체로 성형된 강화 리브(56)를 포함한다. 강화 리브(56)는 그리드와 유사하게 배열되고, 축 방향으로 그리고 주연 방향으로 서로로부터 거리 b를 갖는다. 거리 b와 함께, 리브 두께 d는 소음기 하우징(18)의 안정성을 조절하는데 사용되지만, 열적 차폐는 거의 영향을 받지 않는다. 반편, 리브 높이 h는 열적 차폐에 주로 영향을 미치지만, 소음기 하우징(18)의 기계적 안정성에는 덜 영향을 미친다. 배기 소음기(10)의 다른 유리한 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 바람직하게는 금속 원통형인 링(44)이 소음기 하우징(18)의 내부에 배열된다.

파이프 섹션(14, 16) 각각은 소음기 하우징(18)의 단부 벽(22)을 통해 돌출되고 링(44)을 관통한다.

링(44)의 외주연부는 외부 케이싱(20)에 대해 안착되어, 소음기 하우징(18) 내의 지지체 역할을 하는데, 이는 배기 소음기(10)의 기계적 안정성에 상당히 기여한다. 물론, 복수의 링(44)도 또한 배기 하우징에 삽입될 수도 있다.

환형 디스크(46)가 링(44)의 축 방향 단부 바로 옆에 측 방향으로 제공되고, 환형 디스크(46)는 파이프(12)의 외주연부에 대해 그리고 외부 케이싱(20)의 내주연부에 대해 안착된다. 환형 디스크(46)는 외부 케이싱(20)을 위한 지지 벽 역할을 하며, 흡음재로 충진된 축 방향 외부 머플링 공간(23)을 흡음재로 충진되지 않은 중심 공간(48)으로부터 축 방향으로 분리시킨다.

모든 실시예와 관계 없이, 파이프 섹션(14, 16)은 외부 케이싱을 통해 완전히 연장되는 연속 파이프(12)의 일부분이거나, 하우징 내부에서 서로 이격되어 있는 2개의 파이프에 의해 형성될 수도 있다.

도 13에 따른 실시예에서, 파이프 섹션(14, 16)은 전체 하우징을 통해 연장되는 공통 파이프(12)에 의해 형성된다. 공통 파이프(12)는 천공에 의해 부분적으로 또는 완전히 형성될 수도 있는 반경 방향 개구를 갖는 복수의 부분(32)을 갖는다.

공통 파이트(12)는 보호 벽(36)을 형성하는 외부 파이프에 의해 둘러싸인다. 환형 중간 공간(54)이 공통 파이프(12)와 보호 벽(36) 사이에 형성된다. 또한, 보호 벽(36)은 미세천공에 의해 부분적으로 또는 완전히 형성될 수도 있는 부분(50)을 갖는다. 머플링 공간(23)은 반경 방향 개구로 인해 공통 파이프(12)의 내부를 향해 개방된다.

이 실시예에서, 개구를 갖는 부분(32, 50)은 서로에 대해 축 방향으로 오프셋되어 중첩되지 않지만, 축 방향 중첩부도 또한 제공될 수도 있다. 개구의 오프셋은 플라스틱 외부 케이싱(20)이 고온 배기 가스에 의해 직접 영향받는 것을 방지하기 위한 것이다.

모든 실시예의 각각의 개구는 1.5㎟ 미만, 특히 1㎟ 미만의 최대 유동 단면적을 갖는 미세천공으로서 적어도 부분적으로 설계될 수도 있다. 이 경우에 이런 치수들은 대체로 미세천공의 정의에 적용된다.

또한, 머플링 공간(23)은 선택적으로 흡음재로 충진될 수도 있다. 바람직하게는, 임의의 유형의 울 형태인 흡음재가 없는 것으로 도시된 소음기 내에는 적어도, 어떤 흡음재도 충진재로서 내부에 존재하지 않는다. 흡음재 형태인 충진재를 갖는 실시예의 경우, 흡음재는 또한 제거될 수도 있다. 그러나 어떤 경우에도, 가스 이송 내부 파이프와 소음기 하우징 사이의 전체 내부 공간은 흡음재로 완전히 충진된다.

모든 실시예에서, 공통 파이트(12)는 소음기 하우징을 통해 완전히 이어진다. 그러나, 입구 파이프 및 입구 파이프로부터 분리된 출구 파이프가 유입측 파이프 섹션 및 유출측 파이프 섹션을 구성하는 실시예도 또한 가능할 수도 있다. 이런 실시예가 도 9에 파선으로 나타나 있다. 또한, 입구 파이프 및 출구 파이프는 이런 실시예에서 서로에 대해 반경 방향으로 오프셋되도록 위치설정될 수도 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.

물론, 다른 실시예가 이루어지도록 다양한 상술된 실시예들의 구성요소를 서로 결합하는 것도 가능하다. 예컨대, 소음기 하우징 내에 특히 반경 방향 개구를 갖는 보호 벽을 포함하고, 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 이루어진 외부 케이싱을 가지며, 반경 방향 냉각 핀을 포함하는 슬리브가 단부 벽과 외부 케이싱 사이에 삽입되는, 배기 소음기도 마찬가지로 개시된 발명의 일부이다.

10 : 배기 소음기 12 : 파이프
14 : 유입측 파이프 섹션 16 : 유출측 파이프 섹션
18 : 소음기 하우징 20 : 외부 케이싱
22 : 단부 벽 23 : 머플링 공간
34 : 반경 방향 개구

Claims

내연 기관의 배기 소음기(10)로서,
유입측에 있는 적어도 하나의 파이프 섹션(14)과,
유출측에 있는 적어도 하나의 파이프 섹션(18)과,
파이프 섹션(14, 16)과 연통하는 소음기 하우징(18)을 포함하는, 배기 소음기에 있어서,
상기 소음기 하우징(18)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항에 있어서, 상기 소음기 하우징(18)은 외부 케이싱(20) 및 단부 벽(22)을 포함하고, 적어도 상기 외부 케이싱(20)은 적어도 부분적으로 플라스틱 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제2항에 있어서, 상기 외부 케이싱(20)은 단부 벽(22) 중 적어도 하나의 단부 벽에 일편으로 이어지는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단부 벽(22)은 외부 케이싱(20)에 대한 열전도를 감소시키기 위해 적어도 부분적으로 단열 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 핀(26)이 단부 벽(22), 또는 단부 벽(22)과 인접 파이프 섹션(14, 16) 사이의 전이부에 부착되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 단부 벽(22)은 플라스틱 재료로 제조되고, 원통형 슬리브(28)가 상기 단부 벽과 관련 파이프 섹션(14, 16) 사이에 배열되며, 상기 원통형 슬리브(28)는 바람직하게는 반경 방향 핀(26)에 의해 확대된 표면을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제6항에 있어서, 상기 원통형 슬리브(28)는 낮은 열전도도를 갖는 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부 벽(22)의 내부 또는 외부 에지를 둘러싸고 외부 케이싱(20)으로의 전이부를 구성하는 커넥터 링(24, 30)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 소음기 하우징(18) 내부에 위치되는 파이프 섹션(14, 16)의 부분(32)은 반경 방향 개구(34), 특히 미세천공을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 금속으로 제조되는 보호 벽(36)이 소음기 하우징(18)의 내부에 위치된 파이프 섹션 또는 섹션들(14, 16)과 외부 케이싱(20) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제10항에 있어서, 상기 보호 벽(36)은 파이프 섹션 또는 섹션들(14, 16) 및/또는 적어도 하나의 단부 벽(22)에 고정되고 그리고 외부 케이싱(20)과 보호 벽(36) 사이의 머플링 공간(23)을 향해 개방되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 보호 벽(36)은 배기 소음기(10) 내의 머플링 공간의 반경 방향 외부 종결부를 형성하고 그리고 공기 절연 간극(40)에 의해 외부 케이싱(20)으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 벽(36)은 양측에서 소음기 하우징을 통해 돌출되고, 상기 단부 벽(22)은 보호 벽(36)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 벽(36)은 반경 방향 개구(34), 특히 미세천공을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 재료로 이루어진 소음기 하우징(18)의 일부분은 소음기 하우징 내부로 연장되는 강화 리브(56)를 포함하고, 상기 보호 벽(36)은 강화 리브(56) 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 환형 디스크(46)로서 형성된 적어도 하나의 지지 벽이, 양쪽 단부 벽(22)으로부터 이격되어 한편으론 파이프 섹션(14, 16)에 대해 안착되고 다른 한편으론 외부 케이싱(20)에 대해 안착되도록, 소음기 하우징(18) 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 케이싱(20)은 적어도 부분적으로 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 케이싱(20)과 파이프 섹션(14, 16) 사이의 공간(38)이 흡음재로 충진되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 재료로 제조된 외부 케이싱(20)은 열적으로 더 안정적인 재료로 제조된 내부 코팅(42)을 적어도 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 파이프의 천공들이 부분적으로 축 방향으로 오프셋되어 있는 2개의 파이프가 소음기 하우징(18)을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는, 배기 소음기.