KR20150009886A - 차량용 머플러 - Google Patents

Abstract

차량용 머플러가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러는 하우징과, 하우징의 내부 공간을 메인 챔버와 확장형 챔버로 구획하도록 하우징 내부에 설치되는 배플과, 하우징의 일측면과 배플을 관통하여 장착된 상태로, 일단은 개방되어 하우징의 외부에 배치되고, 타단은 오리피스가 형성된 상태로 하우징의 확장형 챔버에 배치되며, 메인 챔버와 확장형 챔버에 대응하는 외주면에는 다수개의 배출홀이 형성되는 입력 파이프, 및 하우징의 메인 챔버 내부에 곡관으로 배치되어 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되고, 일단부는 배플의 일측을 관통하여 확장형 챔버에 배치되어 그 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되며, 타단은 배플의 타측과 하우징의 타측면을 관통하여 하우징의 외부에 배치되는 출력 파이프를 포함한다.

Description

차량용 머플러{MUFFLER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 머플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 소음이 저감되고, 낮은 배압을 통하여 연비가 향상되며, 형상의 단순화로 인해 제작비용 및 원가가 절감되는 차량용 머플러에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에서 발생하는 배기 가스를 배출하기 위한 배기 시스템에는 배기 가스를 차량의 후방 측으로 유도하는 배기 라인 상에 배기 소음을 감쇄시키는 머플러를 설치하고 있다.

이러한 머플러는 엔진에서 배출되는 배기 가스의 온도와 압력을 낮추어 배기 소음을 저하시키는 것으로서, 머플러는 그 구조에 따라서 다양한 형식으로 구분된다.

여기서, 머플러의 내부 공간은 배기 소음의 감쇄 효과를 높이기 위하여 다수의 배플을 통해 여러 개의 챔버로 나뉘어진다.

따라서, 배기 가스의 소음은 머플러 내의 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 점차로 소음이 감쇄되는 것이다.

상기와 같은 머플러는 폭발음 증대에 따른 강성과 중량 및 비용을 고려한 최적화된 케이스 두께 설계는 물론 통과하는 배기 가스에 의한 방사 소음 저감과 주변부에 대한 최적의 열해 방지 및 대기 배출 소음 저감을 위한 저 배압화를 이루도록 개발되어진다.

여기서, 상기 머플러는 크게 반응형(reactive) 방식과 소실형(dissipative) 방식을 통하여 소음을 저감한다.

먼저, 상기 반응형 방식은 소리가 경계면에서 반향되는 특성으로 인해 생기는 위상 차이를 이용하여 특정한 주파수 대역을 저감하는 방식이다.

그리고 상기 소실형 방식은 소리 에너지의 소멸(dissipation) 효과를 이용하는 것으로, 이 방식에는 흡음재를 사용하여 소리 에너지를 흡수하는 방법과, 소리가 파이프 혹은 배플(baffle)에 타공되어 있는 타공홀(perforation)을 통과할 때 발생하는 소리 에너지의 손실을 이용하는 방법이 있다.

상기 머플러는 반응형 방식과 소실형 방식을 혼합하여 사용하지만, 대체적으로 차량용 머플러에서는 소실형 방식이 주로 사용된다.

이러한 소실형 방식이 사용되는 이유에는 유체의 흐름이 다수의 홀을 통과할 때 발생하는 에너지 손실이 유체 속도에 비례하여 증가하며, 이는 실제 적용에 있어 엔진의 속도에 따라 유속이 증가되기 때문에, 소음 저감 측면에서 효과적인 머플러 설계라고 볼 수 있다.

따라서, 상기 소실형 방식과 비슷한 방식의 머플러 등이 고안되는 바, 소음 저감 측면에서 효과를 극대화 한 것이 플러그 머플러(plugged muffler) 이다.

상기 플러그 머플러는 메인 파이프의 중앙부가 플러그(plug)로 막혀 있고, 모든 소음성분과 배기 가스가 파이프에 있는 다수의 홀을 통해서 흘러간다.

그러나 상기와 같은 종래의 차량용 머플러에서 플러그 머플러는 소음 저감 성능에 비해 배기 가스가 다공을 통과하도록 되어 있고, 메인 파이프의 중앙부에 위치한 플러그로 인하여 배압이 증대되는 문제가 발생한다.

이에 대한 대안으로, 상기 플러그 머플러는 배압을 낮추기 위하여 다공이 형성된 파이프와 배플(baffle)을 여러 개 사용하게 되는데, 이는 머플러의 구조를 복잡하게 하여 중량과 제작원가를 증가시키고, 배기 가스가 직경이 작은 다공을 통해서만 흘러가는 구조이기 때문에, 배압이 쉽게 낮아지지 않는 문제점도 있다.

본 발명의 실시예는 별도로 형성되는 확장형 챔버 및 입력 파이프에 형성된 간단한 구조의 오리피스를 이용하여 배기 소음을 저감시키고, 배압을 낮추어 연비를 향상시키는 차량용 머플러를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간을 메인 챔버와 확장형 챔버로 구획하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 배플과, 상기 하우징의 일측면과 상기 배플을 관통하여 장착된 상태로, 일단은 개방되어 상기 하우징의 외부에 배치되고, 타단은 오리피스가 형성된 상태로 상기 하우징의 확장형 챔버에 배치되며, 상기 메인 챔버와 확장형 챔버에 대응하는 외주면에는 다수개의 배출홀이 형성되는 입력 파이프, 및 상기 하우징의 메인 챔버 내부에 곡관으로 배치되어 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되고, 일단부는 상기 배플의 일측을 관통하여 상기 확장형 챔버에 배치되어 그 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되며, 타단은 상기 배플의 타측과 상기 하우징의 타측면을 관통하여 상기 하우징의 외부에 배치되는 출력 파이프를 포함하는 차량용 머플러를 제공할 수 있다.

또한, 상기 배플은 전면에 걸쳐 배기 가스가 유동하도록 복수개의 타공홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 입력 파이프는 상기 하우징의 일측면과 상기 배플 사이에서 일정각 경사지게 배치될 수 있다.

또한, 상기 오리피스는 상기 입력 파이프의 내주면 직경보다 작으며, 상기 배출홀의 직경보다 큰 직경의 홀로 형성될 수 있다.

또한, 상기 출력 파이프는 “U” 자형 관재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하우징의 메인 챔버에는 흡음재가 충진될 수 있다.

본 발명의 실시예는 별도로 형성되는 확장형 챔버 및 입력 파이프에 형성된 간단한 구조의 오리피스를 이용하여 배기 소음을 저감시키고, 배압을 낮추어 연비를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 확장형 챔버와 오리피스를 이용한 단순 구조로 인하여 중량 및 제작원가가 절감되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 투영 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 측면 투영도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러에 적용되는 배플의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 배기 가스의 배출 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에 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.

또한, 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 투영 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 측면 투영도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러에 적용되는 배플의 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러(1)는 기본적으로 엔진에서 배출된 고온 고압의 배기 가스를 대기 중으로 방출하기 전에 배기 가스의 온도 및 압력을 저하시켜 대기 중에서의 급격한 팽창에 따른 폭음을 억제하는 기능을 갖는다.

이러한 차량용 머플러(1)는 배기 소음을 저감시키고, 낮은 배압을 형성하여 연비를 향상시키고, 형상의 단순화로 인해 제작비용 및 원가가 절감될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러(1)는 하우징(10), 배플(20), 입력 파이프(30), 및 출력 파이프(40)를 포함한다.

먼저, 상기 하우징(10)은 내부에 공간부를 형성하며, 타원형 원통의 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 배플(20)은 상기 하우징(10)의 공간부에 설치되어 상기 공간부를 메인 챔버(11)와 확장형 챔버(13)로 구획한다.

이러한 배플(20)은 단면 전체에 걸쳐 배기 가스가 유동하도록 다수의 타공홀(21)이 형성된다.

또한, 상기 하우징(10)의 메인 챔버(11)에는 흡음재(50)가 충진될 수 있다.

이때, 상기 흡음재(50)는 고주파 배기 소음의 저감 효과를 위해 장착되는 것으로써, 상기 배플(20)의 타공홀(21)에 의해 그 효과가 극대화될 수 있다.

그리고 상기 입력 파이프(30)는 상기 하우징(10)의 일측면과 상기 배플(20)의 일측을 관통하여 장착된 상태로, 일단은 개방되어 상기 하우징(10)의 외부에 배치되고, 타단은 오리피스(31)가 형성된 상태로 상기 하우징(10)의 확장형 챔버(13)에 배치된다.

이때, 상기 입력 파이프(30)는 상기 메인 챔버(11)와 확장형 챔버(13)에 대응하는 각각의 외주면에 다수개의 배출홀(33)이 형성된다.

이러한 입력 파이프(30)는 상기 하우징(10)의 일측면과 상기 배플(20) 사이에서 일정각 경사지게 배치된다.

한편, 상기 오리피스(31)는 상기 입력 파이프(30)의 내주면 직경보다 작게 형성되며, 상기 배출홀(33)의 직경보다는 큰 직경의 홀로 형성된다.

그리고 상기 출력 파이프(40)는 “U” 자형 관재와 같이 곡관으로 형성되어 상기 하우징(10)의 메인 챔버(11) 내부에 배치되며, 외주면에 다수개의 흡입홀(41)이 형성된다.

상기 출력 파이프(40)는 일단부가 상기 배플(20)의 하부 타측을 관통하여 상기 확장형 챔버(13)에 배치되며, 확장형 챔버(13)에 대응하는 외주면에는 다수개의 흡입홀(41)이 형성된다.

또한, 상기 출력 파이프(40)는 타단이 상기 배플(20)의 상부 타측과 상기 하우징(10)의 타측면을 관통하여 상기 하우징(10)의 외부에 배치된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러의 배기 가스의 배출 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러(1)는 엔진에서의 연소에 의해 배출되는 배기 가스가 입력 파이프(30)의 개방된 일단으로 유입된다.

상기 입력 파이프(30)의 내부로 유입된 배기 가스는 상기 확장형 챔버(13)에 배치된 입력 파이프(30)의 오리피스(31)와 배출홀(33)을 통하여 확장형 챔버(13)로 유입된다.

이때, 상기 확장형 챔버(13)로 유입된 배기 가스는 확장형 챔버(13)에 배치된 출력 파이프(40)의 개방된 일단부와 외주면에 형성된 흡입홀(41)을 통하여 유입된다.

이에, 상기 출력 파이프(40)로 유입된 배기 가스는 상기 하우징(10)의 타측면을 관통한 출력 파이프(40)의 개방된 타단을 통하여 외부로 배출된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 차량용 머플러(1)를 적용하면, 별도로 형성되는 확장형 챔버(13) 및 입력 파이프(30)에 형성된 간단한 구조의 오리피스(31)를 이용하여 배기 소음을 저감시키고, 배압을 낮추어 연비를 향상시킬 수 있다.

즉, 오리피스(31)를 통과하는 배기 가스가 확장형 챔버(13)로 흘러나오게 되며, 확장형 챔버(13)로 흘러나온 배기 가스가 오리피스(31)가 없는 출력 파이프(40)의 개방된 일단과 다수개의 흡입홀(41)을 통해 흘러나가게 하는 과정에, 오리피스(31)에서 배기 가스의 에너지 손실을 유도하고, 일정량의 유동 흐름을 다수개의 배출홀(33)로 유도한다.

이로써, 일반적인 플러그 머플러와 달리 모든 배기 가스가 직경이 매우 작은 배출홀(33)과 흡입홀(41)을 통해서만 흐르지 않고, 많은 양의 배기 가스가 오리피스(31)를 통과하여 출력 파이프(40)로 바로 흡입되지 않고, 확장형 챔버(13)를 거쳐서 배출되도록 하여 배압이 유리해진다.

또한, 오리피스(31)와 출력 파이프(40)의 개방된 일단이 마주보지 않게 배치되어 오리피스(31)를 통과한 배기 가스가 출력 파이프(40)로 직접 들어가지 않도록 함으로써, 엔진 연소에 따른 저주파 성분이 출력 파이프(40)를 통해 바로 빠져나가지 않게 한다.

또한, 확장형 챔버(13)와 오리피스(31)를 이용한 단순 구조로 인하여 중량 및 제작원가가 절감될 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1...차량용 머플러 10...하우징
11...메인 챔버 13...확장형 챔버
20...배플 21...타공홀
30...입력 파이프 31...오리피스
33...배출홀 40...출력 파이프
41...흡입홀 50...흡음재

Claims (6)

1. 하우징;
   상기 하우징의 내부 공간을 메인 챔버와 확장형 챔버로 구획하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 배플;
   상기 하우징의 일측면과 상기 배플을 관통하여 장착된 상태로, 일단은 개방되어 상기 하우징의 외부에 배치되고, 타단은 오리피스가 형성된 상태로 상기 하우징의 확장형 챔버에 배치되며, 상기 메인 챔버와 확장형 챔버에 대응하는 외주면에는 다수개의 배출홀이 형성되는 입력 파이프; 및
   상기 하우징의 메인 챔버 내부에 곡관으로 배치되어 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되고, 일단부는 상기 배플의 일측을 관통하여 상기 확장형 챔버에 배치되어 그 외주면에 다수개의 흡입홀이 형성되며, 타단은 상기 배플의 타측과 상기 하우징의 타측면을 관통하여 상기 하우징의 외부에 배치되는 출력 파이프;
   를 포함하는 차량용 머플러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배플은
   전면에 걸쳐 배기 가스가 유동하도록 복수개의 타공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 입력 파이프는
   상기 하우징의 일측면과 상기 배플 사이에서 일정각 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러.
4. 제1항에 있어서,
   상기 오리피스는
   상기 입력 파이프의 내주면 직경보다 작으며, 상기 배출홀의 직경보다 큰 직경의 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러.
5. 제1항에 있어서,
   상기 출력 파이프는
   “U” 자형 관재로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 메인 챔버에는
   흡음재가 충진되는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러.

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