KR20160001456U

KR20160001456U - 차량용 역류 방지 장치

Info

Publication number: KR20160001456U
Application number: KR2020140008852U
Authority: KR
Inventors: 임봉규
Original assignee: 주식회사 테크아이앤지
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-05-04
Also published as: KR20160001458U; KR200480866Y1

Abstract

본 고안은 차량용 역류 방지 장치를 개시한다. 본 고안에 따르면, 내부에 빈공간을 가지며 일단이 배기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단이 상기 말단의 외측에 위치하면서 상기 배기관을 수용하는 수용부; 및 상기 수용부의 일단에 형성되며 상기 수용부의 내부와 상기 배기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부를 포함하되, 상기 일단의 면적은 상기 타단의 면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 역류 방지 장치가 제공된다.

Description

차량용 역류 방지 장치{DEVICE FOR PREVENTING FLOWING BACKWARD FOR A VEHICLE}

본 고안은 차량용 역류 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기 및 배기 성능을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

자동차와 같은 내연기관의 구동을 위해 외부로부터 유입된 공기(흡기)를 엔진에 공급하는 흡기 계통은 일반적으로 에어 클리너, 흡기관, 스로틀 바디, 써지 탱크 및 실린더에 흡기와 연료를 공급하는 관인 흡기 매니폴드로 구성된다.

배기 장치는 배기 매니폴드, 공기 정화 장치, 소음기 및 배기관(tailpipe)을 포함하며, 엔진의 연소 시 발생되는 고온 고압의 배기가스를 정화하여 외부로 배출시키고, 고음의 연소음을 저감한다.

자동차의 출력을 높이고, 오염 물질을 줄이기 위해서는 흡기 계통에서 충분한 흡기(공기)를 공급하는 것도 중요하지만, 이에 대응하여 연소에 의해 발생된 배기가스를 원활하게 배출하는 것 역시 중요하다.

흡기 계통에서는 실린더로 유입되는 흡기가 역류되어 흡기관 측으로 역류되거나, 배기 계통에서 다시 내부로 유입되는 배기가스의 역류를 방지하는 것이 필요하다.

특히, 배기 계통에서, 일반적으로 흡입행정, 압축행정, 폭발행정 및 배기행정으로 이루어지는 자동차의 4행정에서 연료의 연소과정으로 인한 배기가스의 배출 과정이 빠르게 이루어져야 전체 과정이 연속적으로 원활하게 수행될 수 있고, 또한 배기가스의 정체는 엔진 내의 연소실에서 연료의 불완전연소를 유발하기 때문이다.

차량의 실린더에서 소음기의 배기관까지 배출되는 과정에서 배기 매니폴드에서는 기관의 4행정 중에 흡기 밸브와 배기 밸브가 순간적으로 동시에 개방되는 이른바 밸브 오버랩이 발생되는 시기가 있고 이 과정에서 배출되던 가스가 실린더 내로 재유입되는 현상이 발생하면서 순간적으로 배기 매니폴드 내에는 진공 상태가 형성되며 이에 따라 배기가스가 배출되지 못하고, 오히려 내부 유입되는 역류 현상이 발생하게 된다.

이러한 배기가스 역류 현상의 차량의 출력을 저하시키고 연비를 감소시키는 문제점이 있다.

한국공개특허 제2007-0099259호(자동차용 배기구)는 테일 파이프의 종단에 끼워지며 역류 진입구로부터 유입된 배기가스가 벤츄리 관로를 통해 배출되도록 하는 구조를 제안하고 있다.

그러나 이러한 종래기술에 따르면, 배기구의 말단에 환형으로 배치된 역류 진입구를 통해서만 역류가 유입되어야 하고, 유입된 역류가 벤츄리 관로를 따라 배출되어야 하기 때문에 역류의 수용량이 작고 또한, 역류가 역류 진입구가 아닌 배기구의 중앙측으로 유입되는 경우 오히려 저항이 증가하게 되는 문제점이 있다.

나아가, 종래의 배기구는 테일 파이프 말단에 부속품으로 배치되어야 하기 때문에, 기존의 차량에 인테리어를 위해 제공된 말단을 교체해야 하기 때문에 차량의 후미 형상이 변경되는 문제점이 있다.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안은 흡기 및 배기 과정이 효율적으로 이루어지게 하여 엔진의 출력을 향상시키고 연비를 절감할 수 있는 역류 방지를 위한 장치를 제안하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따르면, 차량용 배기 장치로서, 내부에 빈공간을 가지며 일단이 배기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단이 상기 말단의 외측에 위치하면서 상기 배기관을 수용하는 수용부; 및 상기 수용부의 일단에 형성되며 상기 수용부의 내부와 상기 배기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부를 포함하되, 상기 일단의 면적은 상기 타단의 면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 역류 방지 장치가 제공된다.

상기 수용부는 원형 단면을 가지며 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 지점의 소정 지점에서 상기 타단으로 직경이 작아지면서 경사지게 형성될 수 있다.

상기 수용부의 상기 일단에서 상기 배기관의 말단까지의 길이와 상기 배기관의 말단에서 상기 타단까지의 길이는 8:2 내지 6:4의 비율을 가질 수 있다.

상기 타단에는 크롬 배기관이 결합될 수 있다.

상기 차량용 역류 방지 장치는 상기 배기관의 내부에 결합되며, 통로부 및 상기 통로부의 내주면에 형성되는 배기 유도부를 포함하는 배기 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 배기 유도부는 복수 개 제공되며, 적어도 하나의 배기 유도부는 통로부 내부에서 회전 가능하게 제공될 수 있다.

본 고안의 다른 측면에 따르면, 차량용 역류 방지 장치로서, 내부에 빈공간을 가지며 일단이 스로틀 바디 측에 위치하는 흡기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단이 상기 말단의 외측에 위치하면서 상기 흡기관을 수용하는 수용부; 및 상기 수용부의 일단에 형성되며 상기 수용부의 내부와 상기 흡기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부를 포함하되, 상기 흡기관은 에어필터와 상기 스로틀 바디 사이에 위치하며, 상기 일단의 면적은 상기 타단의 면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 역류 방지 장치가 제공된다.

본 고안에 따르면, 역류되는 흡기 또는 배기를 수용할 수 있는 공간을 형성함으로써 흡기가 실린더 측으로 원활하게 유입되고, 배기가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 역류 방지 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 차량용 역류 방지 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 수용부가 배기관의 서로 다른 위치에 삽입된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 역류 방지 장치를 크롬 배기관에 연결한 상태를 도시한 도면.
도 5 내지 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 배기 플레이트의 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 차량용 역류 방지 장치를 도시한 도면이다.

본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 역류 방지를 위한 차량용 역류 방지 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 역류 방지 장치는 내부에 빈공간을 가지는 수용부(100)를 포함하며, 배기관(110)의 말단(112)에서 소음기 측으로 소정 깊이까지 삽입된다.

보다 상세하게, 수용부(100)는 일단(102)이 배기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단(104)이 배기관 말단(112)의 외측에 위치하면서 적어도 일부가 배기관(110)을 수용한다.

여기서, 배기관(110)을 둘러싸는 수용부(100)의 직경은 배기관(110)보다 크게 형성되며, 보다 상세하게 수용부(100)의 직경은 배기관(110) 측에 위치하는 일단(102)이 배기가스가 유출되는 측에 위치하는 타단(104)에 비해 크게 형성된다.

수용부(100)와 원통형으로 이루어지는 경우, 일단(102)의 직경이 타단(104)보다 크며, 원통형(원형단면)이 아닌 경우, 일단(102)측의 면적이 타단(104)측의 면적에 비해 크게 형성될 수 있다.

바람직하게, 수용부(100)는 일단(102)에서 타단(104)으로 연장되는 형상에서, 소정 지점에서부터 경사지게 형성될 수 있으며, 소정 지점에서부터 타단(104)까지 직경이 점차적으로 작아지는 형상을 가지게 된다.

이처럼 수용부(100)가 타단(104)으로 갈수록 테이퍼진 형상을 갖도록 하는 이유에 대해서는 이하에서 상세하게 설명될 것이다.

본 실시예에 따르면, 수용부(100)의 일단(102)이 배기관(110)의 소정 깊이까지 위치하도록 한 후 수용부(100)의 일단(102)과 배기관(110) 사이의 공간을 용접으로 마감 처리할 수 있다.

여기서, 마감 처리된 부분을 마감부(106)라 정의한다.

상기한 마감부(106)에 의해, 수용부(100)의 일단(102)측 내부와 배기관(110)의 외부 사이에는 소정 공간(S)이 형성된다.

여기서, 마감부(106)가 용접에 의해 형성되는 것은 일 실시예에 불과하며, 수용부(100)의 일단(102)에 중앙 부분에 배기관(110)이 삽입될 수 있는 구멍을 갖는 고무 재질의 마감부를 미리 형성하고, 고무 재질의 마감부에 배기관(110)을 삽입하여 배기관(110)과 수용부(100) 사이에 공간을 형성할 수 있다.

물론, 상기와 같이 고무 재질의 마감부를 이용하는 경우, 별도의 실링 처리가 수반될 수도 있다.

도 1에서는 마감부(106)가 배기관(110)에 수직하게 형성된 것을 도시하고 있다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 마감부(106)를 일단에서 연장되는 외측으로 볼록한 형상을 가지도록 하거나, 도 2b와 같이 수용부(100) 일단(102)의 외측에서 내측으로 갈수록 경사지게 형성할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 수용부(100)와 배기관(110)의 결합에 의해, 배기관(110)의 외측에 소정 공간(S)이 형성되며, 또한, 배기가스의 역류 방향으로 수용부(100)의 직경이 넓어지면서 경사지게 형성되어 있기 때문에, 역류되는 배기가스가 배기관(110)로 유입되지 않고, 상기한 수용부(100)에 형성된 경사면을 따라 공간(S)으로 유입되도록 유도할 수 있다.

공간(S)으로 유입된 배기가스는 배기 매니폴드가 진공 상태에서 압력이 상승하는 경우, 배기관(110)을 통해 배출되는 배기가스와 함께 외부로 배출된다.

본 고안에 따른 역류 방지 장치는 수용부(100) 및 마감부(106)를 통해 역류 배기가스가 머물 수 있는 내부 공간을 형성하고, 배출측의 경사진 형상을 통해 배기가스가 내부 공간으로 유입되도록 유도함으로써 배기가스가 배기관(110)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 2와 같이, 마감부(106)의 형상을 제공하는 경우, 내부 공간의 체적을 늘릴 수 있으며, 이에 따라 배기가스 역류 방지 효율을 한층 높일 수 있다.

본 고안의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수용부(100) 내부에 형성되는 공간의 체적을 확보하고, 역류하는 배기가스가 공간측으로 이동하는 것을 보장하기 위해 소정 수용부(100)의 일단(102)이 배기관(110)의 소정 깊이에 배치되는 것이 바람직하다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 수용부(100)의 일단(102)이 배기관(110) 말단(112)에서 먼 위치에 배치되는 경우에는 내부 공간의 체적은 확보되나, 수용부(100)와 배기관(110)에 의해 형성된 배기가스 유입구(108)의 면적이 작아져 배기가스가 공간 측으로 이동하는데 어려움이 발생한다. .

또한, 도 3b와 같이 수용부(100)의 일단(102)이 배기관(110)의 말단(112)에 가까운 위치에 배치되는 경우에는 배기가스 유입구(108)의 면적은 커지나, 내부 공간의 체적이 작아져 많은 양의 배기가스를 수용하지 못하게 된다.

상기한 바와 같이, 공간의 체적 및 배기가스 유입구(108)의 면적을 고려하여 수용부(100)의 일단(102)에서 배기관(110)의 말단(112)까지의 길이(D1) 대 배기관(110)의 말단(112)에서 수용부(100)의 타단(104)까지의 길이(D2)는 소정 비율을 가질 수 있다.

바람직하게, D1:D2는 8:2 내지 6:4일 수 있으며, 도 3c에 도시된 바와 같이 가장 바람직하게는 7:3일 수 있다.

일반적으로 차량 인테리어를 위해 배기관(110)의 말단에는 크롬 배기관(파이프 트립)이 제공되는데, 본 실시예에 따른 역류 방지 장치는 기존의 크롬 배기관을 그대로 이용할 수 있다.

도 4를 참조하면, 배기관(110)과 파이프 트립(400)이 결합된 일부 위치를 절개한 이후, 배기관(110) 측에 본 실시예에 따른 역류 방지 장치가 제공되며, 상기한 바와 같이, 역류 방지 장치의 수용부(100)를 배기관(110)에 삽입하고 용접 등에 의해 마감 처리를 한 이후, 수용부(100)의 타단(104) 측에 본래 차량에 제공되었던 파이프 트립(400)을 배치하고, 이들을 용접에 의해 결합할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 역류 방지 장치의 수용부(100)가 배기관(110)의 소정 깊이에 삽입된 형태로 제공되기 때문에 본래 차량의 외관을 변화시키지 않으면서 차량의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 고안의 바람직한 일 실시예에 따르면, 배기가스의 배출을 촉진하기 위해 배기관(110) 내에 배기 플레이트(500)를 삽입한다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배기 플레이트는 원통형 형상을 갖는 통로부(502), 통로부(502)의 내주면에 형성되는 배기 유도부(504)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 배기 유도부(504)는 복수 개(제1 배기 유도부 및 제2 배기 유도부)로 제공될 수 있으며, 통로부(502)의 내주면에 형성되면서 공간 내부로 돌출되도록 형성될 수 있다.

바람직하게, 배기를 유도하기 위해, 적어도 하나의 제1 배기 유도부(504-1)는 배기관(110)에 삽입되는 경우, 배기관(110)의 상측에 위치하며, 통로부(502)의 내주면에 소정 각도 범위 내에서 회전할 수 있도록 힌지 결합할 수 있다.

또한, 나머지 제2 배기 유도부(504-2)는 고정된 상태로 설치될 수 있다.

본 실시예에 따른 배기 유도부(504)는 배기가스가 와류 또는 나선류를 형성하면서 배출될 수 있도록 유도할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 배기 플레이트는 외측으로 절곡되는 형태로 형성되는 스토퍼(미도시)가 제공될 수 있으며, 스토퍼는 배기관(110)의 말단으로 오픈된 형상을 가지면서 배기 플레이트가 배기관(110) 내에 삽입되는 경우에는 영향을 미치지 않다가, 삽입된 이후에는 배기관(110)의 내측과 접촉하여 마찰력을 통해 배기 플레이트가 배기관 밖으로 빠져나오는 것을 방지한다.

도 7은 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 차량용 역류 방지 장치의 구성을 도시한 도면이다.

상기에서는 배기 계통에 역류 방지 장치가 적용된 구성을 도시한 것이나, 도 7은 흡기 계통에 역류 방지 장치가 적용된 구성을 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 흡기 계통은 에어필터(700), 흡기관(702), 스로틀 바디(704) 및 흡기 매니폴드(706)를 포함할 수 있다.

차량이 주행하는 동안 유입된 흡기는 에어필터(700)를 거쳐 흡기관(702)으로 이동한다.

흡기 통로의 면적을 조절하는 스로틀 바디(704)에는 운전자의 액셀레이터 조작에 연동하여 회전하는 스로틀 밸브(throttle valve)가 구비된다.

운전자가 액셀레이터를 조작하는 경우, 스로틀 밸브의 열림 각도가 조정되며, 이에 따라 흡기관(702)를 따라 이동한 흡기가 스로틀 바디(704)를 통과한다.

스로틀 바디(704)를 통과한 흡기는 흡기 매니폴드(706)를 거쳐 엔진 실린더(708)로 유입된다.

엔진 실린더(708)는 흡기와 연료가 일정 비율(공연비)로 혼합된 혼합기를 흡입, 압축, 연소 및 배기 행정을 통해 연소시키며, 이에 따라 자동차가 구동하게 된다.

이와 같은 흡기 계통에서 엔진 실린더(708)의 작동 사이클에 의해 흡기 행정이 완료되는 시점에, 흡기의 역류 현상이 발생할 수 있다.

이렇게 역류한 흡기는 흡기 매니폴드(706)를 거쳐 스로틀 바디(704) 측으로 이동하며, 이러한 역류로 인해 엔진 실린더(708) 측으로의 흡기 유입이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 따른 역류 방지 장치(710)는 흡기관(702)과 스로틀 바디(704) 사이에 제공되어, 상기와 같이 역류하는 흡기를 수용부 내에 일시적으로 저장한다.

흡기 계통에 제공되는 역류 방지 장치는 상기한 배기 계통에 제공되는 것과 동일한 형상을 가질 수 있다.

보다 상세하게, 흡기 계통에 제공되는 차량용 역류 방지 장치는, 내부에 빈공간을 가지며, 일단(711)이 스로틀 바디(704) 측에 위치한 흡기관(702)의 말단(703)으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단(712)이 흡기관(702) 말단의 외측에 위치하면서 흡기관을 수용하는 수용부(714)와, 수용부(714)의 일단에 형성되며 수용부의 내부와 흡기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부(716)를 포함할 수 있다.

또한, 본 고안의 일 실시예에 따른 역류 방지 장치의 일단의 면적은 타단의 면적에 비해 작게 형성될 수 있다.

배기관에서와 마찬가지로, 수용부(714)는 원형 단면을 가질 수 있고, 일단(711)에서 타단(712)으로 연장되는 지점의 소정 지점에서 타단(712)으로 직경이 작아지면서 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 수용부(714)의 용적을 확보하기 위해, 수용부(714)의 일단(711)에서 흡기관(702)의 말단(703)까지의 길이와 흡기관(702)의 말단(703)에서 수용부의 타단(712)까지의 길이는 8:2 내지 6:4의 비율을 가질 수 있다.

상기한 본 고안의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 고안에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

차량용 역류 방지 장치로서,
내부에 빈공간을 가지며 일단이 배기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단이 상기 말단의 외측에 위치하면서 상기 배기관을 수용하는 수용부; 및
상기 수용부의 일단에 형성되며 상기 수용부의 내부와 상기 배기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부를 포함하되,
상기 일단의 면적은 상기 타단의 면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 수용부는 원형 단면을 가지며 상기 일단에서 상기 타단으로 연장되는 지점의 소정 지점에서 상기 타단으로 직경이 작아지면서 경사지게 형성되는 차량용 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 상기 일단에서 상기 배기관의 말단까지의 길이와 상기 배기관의 말단에서 상기 타단까지의 길이는 8:2 내지 6:4의 비율을 갖는 차량용 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 타단에는 크롬 배기관이 결합되는 차량용 역류 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 배기관의 내부에 결합되며,
통로부 및 상기 통로부의 내주면에 형성되는 배기 유도부를 포함하는 배기 플레이트를 더 포함하는 차량용 역류 방지 장치.
제5항에 있어서,
상기 배기 유도부는 복수 개 제공되며, 적어도 하나의 배기 유도부는 통로부 내부에서 회전 가능하게 제공되는 차량용 역류 방지 장치.
차량용 역류 방지 장치로서,
내부에 빈공간을 가지며 일단이 스로틀 바디 측에 위치하는 흡기관의 말단으로부터 소정 깊이에 위치하고 타단이 상기 말단의 외측에 위치하면서 상기 흡기관을 수용하는 수용부; 및
상기 수용부의 일단에 형성되며 상기 수용부의 내부와 상기 흡기관의 외측 사이에 공간을 형성하는 마감부를 포함하되,
상기 흡기관은 에어필터와 상기 스로틀 바디 사이에 위치하며, 상기 일단의 면적은 상기 타단의 면적에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 역류 방지 장치.