KR20210061536A - Muffler device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 머플러 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a muffler device.
일반적으로, 자동차는 엔진, 현가장치, 차체 프레임, 조향장치 등의 각종 구동장치로 이루어지며, 특히, 엔진은 공급되는 연료를 흡입, 압축, 팽창(폭발), 배기행정을 통해 자동차 주행을 위한 동력을 얻게 된다.In general, a vehicle consists of various driving devices such as an engine, a suspension system, a body frame, and a steering system. In particular, an engine is a power for driving a vehicle through suction, compression, expansion (explosion), and exhaust stroke of the supplied fuel. Is obtained.
여기에서 엔진의 팽창 행정이 이루어지는 과정에서는 일정량의 배기 가스가 발생되고, 발생한 배기 가스는 배기행정에 의해 배출되는데, 이러한 배기 가스를 외부로 배출하기 위한 장치로는 촉매 컨버터와 머플러가 사용된다.Here, in the process of performing the expansion stroke of the engine, a certain amount of exhaust gas is generated, and the generated exhaust gas is discharged by the exhaust stroke. As a device for discharging such exhaust gas to the outside, a catalytic converter and a muffler are used.
상기와 같이 엔진으로부터 발생한 배기 가스가 외부로 배출되는 과정에서는 촉매 컨버터에 의해 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매로 인해 환원되고, 환원된 상태로 머플러로 유입된다.In the process in which the exhaust gas generated from the engine is discharged to the outside as described above, carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, etc. are reduced by the catalyst by the catalytic converter, and are introduced into the muffler in a reduced state.
종래의 차량용 머플러 구조를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 차량용 머플러의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.A conventional vehicle muffler structure will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a conventional vehicle muffler.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 머플러 구조는 엔진(1)의 배기 매니폴드(manifold)(2)에 연결관으로 촉매 컨버터(4)와 서브 머플러(6)와 메인 머플러(8)가 연통되도록 설치된 구성을 갖는다.As shown in FIG. 1, in the conventional vehicle muffler structure, a
따라서, 엔진(1)으로부터 발생한 배기 가스는 배기 매니폴드(2)에 모아진 후, 연결관을 통해 촉매 컨버터(4)와, 서브 머플러(6) 및 메인 머플러(8)를 거쳐 외부로 배출된다. 상기 촉매 컨버터(4)를 거치는 과정에서, 배기 가스의 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매로 인해 환원되고, 서브 머플러(6)와 메인 머플러(8)를 거치는 과정에서 흡음과 공명을 통해 배출소음을 감소시키게 된다.Accordingly, after the exhaust gas generated from the
상기와 같은 머플러는 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식과, 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실(共鳴室)로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식(共鳴式)과, 스틸 울(금속을 실 모양으로 한 것)에 흡수시키는 흡수식과, 앞의 세 가지 방식을 혼합한 격벽식(隔壁式) 등이 사용되고 있다.The above muffler is an inflatable type that diffuses the sound from a thin tube into a wide space to reduce the sound, and a resonance type that cancels the sound from each other by diffusing the sound from many holes of the thin tube into a wide resonance chamber, and steel wool. Absorption type, which absorbs metal in the form of a thread, and partition type, which combines the previous three methods, are used.
한편, 종래 기술에 따른 머플러의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 머플러의 구성을 개략적으로 나타내는 내부 구성도이다.Meanwhile, a configuration of a conventional muffler will be described with reference to FIG. 2. 2 is an internal configuration diagram schematically showing the configuration of a muffler according to the prior art.
도 2에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 머플러는 격벽판(11)에 의해 구획되어 복수의 구획 챔버(12a, 12b, 12c)를 형성하는 머플러 본체(12); 일단은 배기계통의 배기관에 연결되고, 타단은 하류와 상류 측 챔버 사이의 중앙 구획 챔버(12b)에 연통하는 흡기 파이프(13); 일단은 상류 측 구획 챔버(12c)에 연통하고 타단은 머플러 본체(12)의 외부로 연장되는 배기 파이프(14); 및 상기 흡기 파이프(13)로부터의 제공되는 배기 가스가 머플러 본체(12) 내의 구획 챔버에서 순환하여 최종적으로 상기 배기 파이프(14)를 통해 배출되도록 안내하는 하나 이상의 연통 파이프(15)를 포함한다.As shown in Fig. 2, the muffler according to the prior art includes a
이와 같이 구성되는 종래의 머플러는 흡기 파이프(13)를 통해 들어오는 배기 가스는 화살표로 나타낸 바와 같이 연통 파이프(15)를 통해 각 구획 챔버 내를 순환하면서 흡음과 공명을 통해 소음이 감소된 다음, 최종적으로 배기 파이프(14)를 통해 외부로 배출된다.In the conventional muffler configured as described above, the exhaust gas entering through the
그러나, 종래 기술에 따른 머플러는 단순히 배기 가스의 소음규제만을 고려한 구조이기 때문에 배기 가스 규제 물질인 미세먼지, 질소산화물 등을 저감시킬 수 없어 신환경규제에 적절히 대응할 수 없었다.However, since the muffler according to the prior art has a structure in which only noise regulation of exhaust gas is considered, it is not possible to adequately respond to new environmental regulations because it cannot reduce fine dust, nitrogen oxides, etc., which are exhaust gas regulating substances.
또한, 배기 가스 내에 초미세먼지(PM2.5, Particulate Matter Less than 2.5㎛)를 여과하기 위해 고효율의 여과 필터(예를 들어, 헤파 필터, Hepa Filter)를 필수적으로 설치해야 되는 문제가 있었다.In addition, there is a problem in that a highly efficient filtration filter (eg, Hepa Filter) must be installed in order to filter ultrafine dust (PM2.5, Particulate Matter Less than 2.5㎛) in the exhaust gas.
본 발명은 소음을 저감시키며, 배기 가스 내 초미세먼지를 응집함으로써 초미세먼지를 저감시키는 것이 가능한 머플러 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a muffler device capable of reducing noise and reducing ultrafine dust by aggregating ultrafine dust in exhaust gas.
또한, 여과 필터를 사용하지 않거나, 초미세먼지를 저감시킴으로써 낮은 등급의 여과 필터를 적용하는 것이 가능한 머플러 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, it is an object of the present invention to provide a muffler device capable of applying a low-grade filtration filter by not using a filtration filter or reducing ultrafine dust.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.
본 발명의 실시예에 따른 머플러 장치는 배기 가스가 유입되는 유입관; 상기 유입관 후단에 연통된 챔버; 상기 챔버 후단에 연통되며, 상기 배기 가스가 배출되는 배출관; 및 상기 챔버 내에 음파를 공급하여, 상기 배기 가스에 포함된 미세먼지를 응집시켜 미세먼지의 사이즈를 증대시키는 음파 공급부; 를 포함할 수 있다.The muffler device according to an embodiment of the present invention includes an inlet pipe through which exhaust gas is introduced; A chamber in communication with the rear end of the inlet pipe; A discharge pipe communicating with the rear end of the chamber and through which the exhaust gas is discharged; And a sound wave supply unit supplying sound waves into the chamber to agglomerate fine dust contained in the exhaust gas to increase the size of the fine dust. It may include.
상기 음파 공급부는 상기 유입관에서 발생하는 소음을 음성 소스로 획득하는 음성 소스 획득 유닛, 상기 음성 소스 획득 유닛에서 획득한 음성 소스를 증폭하는 증폭 유닛 및 상기 증폭 유닛에서 증폭된 음파를 상기 챔버 내로 전달하는 음파 전달 유닛을 포함할 수 있다.The sound wave supply unit transfers the sound wave amplified by the amplifying unit and a sound source acquisition unit that amplifies the sound source acquired from the sound source acquisition unit into the chamber. It may include a sound wave transmission unit.
상기 머플러부는, 후면이 소정 각도를 이루도록 절곡되며, 상기 챔버 내에 배치되어 배기 가스의 투과 손실을 증대시키는 탭부재; 을 더 포함할 수 있다.The muffler unit may include a tab member bent such that a rear surface thereof forms a predetermined angle, and is disposed in the chamber to increase transmission loss of exhaust gas; It may further include.
상기 챔버는, 구획판으로 구획된 제1구획 챔버, 제2구획 챔버 및 제3구획 챔버를 포함하고, 상기 제1구획 챔버는 상기 유입관의 배기공에 연통되고, 상기 제2구획 챔버는 상기 유입관의 후단 및 상기 배출관의 선단에 연통되고, 상기 제3구획 챔버는 상기 배출관의 배기공에 연통될 수 있다.The chamber includes a first compartment chamber, a second compartment chamber, and a third compartment chamber partitioned by a partition plate, and the first compartment chamber communicates with an exhaust hole of the inlet pipe, and the second compartment chamber comprises the The rear end of the inlet pipe and the front end of the discharge pipe are communicated, and the third compartment chamber may communicate with the exhaust hole of the discharge pipe.
상기 탭부재는 상기 제3구획 챔버 내에 배치되고, 상기 전달 유닛을 상기 탭부재의 선단 영역에 음파를 전달할 수 있다.The tab member may be disposed in the third compartment, and may transmit sound waves from the transfer unit to a tip region of the tab member.
상기 유입관, 챔버 및 배출관은 제1방향으로 배치되어 있고, 상기 제1방향과 수직한 제2방향에서 상기 유입관의 중심축과 상기 배출관의 중심축은 상호 편심될 수 있다.The inlet pipe, the chamber, and the discharge pipe are disposed in a first direction, and a central axis of the inlet pipe and a central axis of the discharge pipe may be mutually eccentric in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 제2방향에서 상기 챔버의 중심축, 상기 유입관의 중심축 및 상기 배출관의 중심축은 동일 면상에 위치할 수 있다.In the second direction, the central axis of the chamber, the central axis of the inlet pipe, and the central axis of the discharge pipe may be located on the same plane.
상기 챔버의 중심축과 상기 유입관의 중심축은 동일 선상에 위치할 수 있다.The central axis of the chamber and the central axis of the inlet pipe may be located on the same line.
상기 제2방향에서 상기 탭부재의 일측 단부의 중심은 상기 배출관의 중심축과 동일 선상에 위치할 수 있다.In the second direction, the center of one end of the tab member may be located on the same line as the central axis of the discharge pipe.
상기 배출관은 선단에서 후단으로 갈수록 내부 직경이 확장될 수 있다.The discharge pipe may have an inner diameter extending from the front end to the rear end.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 소음을 저감시키며, 배기 가스 내 초미세먼지를 응집함으로써 초미세먼지를 저감시키는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the present invention reduces noise, and it is possible to reduce the ultrafine dust by agglomerating the ultrafine dust in the exhaust gas.
또한, 본 발명은 여과 필터를 사용하지 않거나, 초미세먼지를 저감시킴으로써 낮은 등급의 여과 필터를 적용하는 것이 가능하다.In addition, in the present invention, it is possible to apply a low-grade filtration filter by not using a filtration filter or by reducing ultrafine dust.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.
도 1은 종래의 차량용 배기 계통의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 머플러의 구성을 개략적으로 나타내는 내부 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배기 계통의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 예시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 예시도이고,
도 5는 도 4의 20을 확대한 확대도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배기 계통에서 각 구역(S1 ~ S4)에서의 초미세먼지 저감율을 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치에서 머플러부를 나타낸 사시도이고,
도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 절단한 상태를 나타낸 내부 사시도이고,
도 9은 도 7의 상면도이고,
도 10는 도 7의 정면도이고,
도 11은 도 7의 측면도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치에서 머플러부 내에서의 유동을 해석한 결과를 보여주는 이미지(STAR CCM+)이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치와 비교예(종래)의 머플러 장치에서의 투과 손실을 비교한 그래프이다.1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of a conventional vehicle exhaust system,
2 is an internal configuration diagram schematically showing the configuration of a muffler according to the prior art,
3 is an exemplary view schematically showing the overall configuration of an exhaust system for a vehicle according to an embodiment of the present invention,
4 is an exemplary view schematically showing the configuration of a muffler device according to an embodiment of the present invention,
5 is an enlarged view of 20 in FIG. 4,
6 is a graph showing the ultrafine dust reduction rate in each zone (S1 to S4) in the vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention,
7 is a perspective view showing a muffler part in the muffler device according to an embodiment of the present invention,
8 is an internal perspective view showing a state cut along line A-A' of FIG. 7;
9 is a top view of FIG. 7,
10 is a front view of FIG. 7,
11 is a side view of FIG. 7,
12 is an image (STAR CCM+) showing the result of analyzing the flow in the muffler part in the muffler device according to an embodiment of the present invention,
13 is a graph comparing transmission loss between a muffler device according to an embodiment of the present invention and a muffler device of a comparative example (conventional).
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely describe the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape of the element in the drawings is exaggerated to emphasize a more clear description.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.The configuration of the present invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on a preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numerals to the components of the drawings. For the components, even if they are on different drawings, the same reference numerals are given, and it should be noted in advance that components of other drawings can be cited if necessary when describing the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배기 계통의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 예시도이고, 도 5는 도 4의 20을 확대한 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배기 계통에서 각 구역(S1 ~ S4)에서의 초미세먼지 저감율을 나타내는 그래프이다.3 is an exemplary view schematically showing the overall configuration of an exhaust system for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exemplary view schematically showing the configuration of a muffler device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 Is an enlarged view of 20 of FIG. 4, and FIG. 6 is a graph showing the reduction rate of ultrafine dust in each zone S1 to S4 in the vehicle exhaust system according to an embodiment of the present invention.
한편, 이하에서 본 발명의 일 실시예는 차량용 배기 계통(1000)에 적용되는 것으로 설명하고 있으나, 초미세먼지를 포함하는 배기 가스를 배출하는 화력 발전소 또는 공장 등의 배기 계통에 적용될 수 있으며, 본 발명이 차량용 배기 계통에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, hereinafter, an embodiment of the present invention is described as being applied to the
우선, 도 3 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배기 계통(1000)은 엔진(1), 촉매 컨버터(10), 머플러부(100) 및 음파 공급부(200)를 포함할 수 있다.First, referring to FIGS. 3 to 6, the
엔진(1)은 일반적인 차량용 엔진일 수 있으며, 입자상물질(particular material)이 다수 발생되는 가솔린 직분사(GDI) 엔진일 수 있다.The
촉매 컨버터(10)는 엔진(1)의 배기 매니폴드(manifold)에 연결관으로 연통되며, 배기 가스 중에 포함된 배출가스 규제 물질인 미세먼지, 질소산화물 등의 유해성분을 1차로 저감할 수 있다.The
여기서, 도 6을 참조하면, 촉매 컨버터(10) 구간(S2)에서는 선단의 연결관(엔진 배기 매니폴트) 구간(S1)에 비해 유해성분을 대략 50% 정도 저감할 수 있다.Here, referring to FIG. 6, in the section S2 of the
머플러부(100)는 유입관(110), 챔버(120), 배출관(130) 및 탭부재(140)을 포함하며, 이러한 구성을 통해 유입된 배기 가스를 배출하는 과정에서 배기 가스의 순환 경로를 제공하여 그 압력과 소음을 저감시킬 수 있다.The
유입관(110)은 촉매 컨버터(10)와 챔버(120)를 연통하며, 유입관(110)을 통해 유입된 배기 가스는 챔버(120)로 유입될 수 있다.The
챔버(120)는 유입된 배기 가스가 순환할 수 있도록 하나 이상의 구획판으로 구획된 다수의 구획 챔버가 형성될 수 있다.The
배출관(130)은 챔버(120)의 후단에 배치되어, 배기 가스를 챔버(120)의 외부로 유출시킬 수 있다.The
탭부재(140)은 챔버(120) 내에 배치되어, 챔버(120) 내에서 순환하는 배기 가스의 경로를 변경함으로써 머플러부(100)에서 배기 가스의 투과손실을 증대시킬 수 있다.The
여기서, 머플러부(100)의 유동 해석과 투과손실에 관해서는 이하에서 더욱 상세히 설명한다.Here, flow analysis and transmission loss of the
음파 공급부(200)는 유입관(110)에서 음성 소스를 획득하여, 이를 증폭한 후, 머플러부(100)의 챔버(120) 내로 설정된 레벨의 음파를 공급할 수 있다.The sound
여기서, 챔버(120)로 공급되는 음파는 챔버(120) 내에서 순환하는 배기 가스 내 초미세먼지(예를 들어, PM2.5)를 응집시켜 미세먼지(예를 들어, PM10) 크기로 증대시킬 수 있다.Here, the sound wave supplied to the
즉, 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 음파 공급부(200)는 챔버(120) 내에서 설정된 레벨의 음파를 공급함으로써, 상호 이격된 복수의 초미세먼지(P1)를 진동 및 충돌시켜 주변의 초미세먼지(P1) 입자와 응집시켜 사이즈가 확장된 미세먼지(P2)로 변환할 수 있다.That is, referring to FIGS. 4 and 5 together, the sound
음파 공급부(200)는 음성 소스 획득 유닛(210) 및 음파 공급 유닛(220)을 포함할 수 있다.The sound
음파 공급 유닛(220)은 증폭 유닛(221) 및 음파 전달 유닛(232)을 포함할 수 있다.The sound
음성 소스 획득 유닛(210)은 유입관(110)에 연결될 수 있으며, 유입관(110)에서 발생하는 음성 소스를 획득할 수 있다. 물론 도시하지 않았지만, 음성 소스 획득 유닛(210)은 엔진(1), 촉매 컨버터(10) 또는 이들 사이의 연결관 중 적어도 어느 하나에 연결되어 음성 소스를 획득할 수 있다.The voice
음성 소스 획득 유닛(210)은 마이크로폰과 같은 장치로 구현될 수 있으며, 연결된 영역에서 음성 소스를 획득할 수 있다.The voice
여기서, 음성 소스는 가청 음파 또는 초음파 사운드 대역의 주파수를 모두 포함할 수 있다.Here, the voice source may include all frequencies of an audible sound wave or an ultrasonic sound band.
음성 소스 획득 유닛(210)은 음성 소스를 획득하여, 전기적 음성 신호로 변환할 수 있다.The voice
증폭 유닛(221)은 음성 소스 획득 유닛(210)에서 전달되는 음성 신호를 증폭하여 설정된 음압 레벨의 음성 신호를 출력할 수 있다.The amplifying
한편, 증폭 유닛(221)은 140dB 내지 150dB의 범위로 음성을 증폭하는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the amplifying
여기서, 증폭 유닛(221)이 140dB 미만으로 음성 신호를 증폭하면 초미세먼지(P1)를 효과적으로 응집하여 미세먼지(P2)로 확장시키기 어려운 문제가 있다. Here, if the
또한, 증폭 유닛(221)이 150dB 초과로 음성 신호를 증폭하면 임계 효율 이상으로 초미세먼지(P1)의 응집 효율을 기대하기 어려우며, 출력되는 음압 레벨이 필요 이상으로 커져 소음을 저감하는 머플러부(100)의 주요 기능에 반하는 문제가 있다.In addition, if the
음파 전달 유닛(222)은 스피커폰과 같은 장치로 구현될 수 있으며, 증폭 유닛(221)에서 증폭된 음압 레벨의 음파를 챔버(120) 내로 전달할 수 있다.The sound
여기서, 음파 전달 유닛(222)은 상호 대향하는 적어도 한 쌍의 음파 전달 유닛(222)을 포함할 수 있고, 적어도 한 쌍의 음파 전달 유닛(222)은 상호 챔버(120)의 중심에서 만나는 음파를 전달할 수 있다.Here, the sound
또한, 음파 전달 유닛(222)은 음파 전달 지향성을 가질 수 있으며, 챔버(120)의 형상에 따라 최적으로 "?향으?* 음파를 전달할 수 있다.In addition, the sound
여기서, 도 6을 참조하면, 이를 통해, 음파 공급 유닛(220)이 연결된 머플러부(100)를 통과하면서, 머플러부(100) 구간(S4)에서는 선단의 유입관 구간(S3)에 비해 유해성분을 대략 60% 이상 저감할 수 있다.Here, referring to FIG. 6, through this, while passing through the
결과적으로 머플러부(100) 구간(S4)에서는 엔진 배기 매니폴트 구간(S1)에 비해 유해성분을 대략 80% 정도 저감할 수 있다.As a result, in the section S4 of the
한편, 상술한 바와 같이, 음파 공급부(200)는 140dB 내지 150dB의 음파를 챔버(120) 내로 공급하므로, 본 발명의 실시예에 따른 머플러부(100)는 일반적으로 사용되는 중간 주파수 대역(800Hz ~ 1600Hz, 바람직하게는 1300Hz ~ 1600Hz)에서의 투과 손실 조건을 140dB 내지 150dB로 향상시킬 수 있다.Meanwhile, as described above, since the sound
이하에서는 도 7 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치에서 머플러부(100)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치에서 머플러부를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 절단한 상태를 나타낸 내부 사시도이고, 도 9은 도 7의 상면도이고, 도 10는 도 7의 정면도이고, 도 11은 도 7의 측면도이다.7 is a perspective view showing a muffler part in the muffler device according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is an inner perspective view showing a state cut along line A-A' of FIG. 7, and FIG. 9 is a top view of FIG. 7 And FIG. 10 is a front view of FIG. 7, and FIG. 11 is a side view of FIG. 7.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러부(100)는 유입관(110), 챔버(120), 배출관(130) 및 탭부재(140)을 포함할 수 있다.7 to 11, the
유입관(110)은 초미세먼지(PM2.5)를 포함하는 배기 가스를 유입하는 경로를 제공할 수 있다.The
챔버(120)는 유입관(110)의 후단에 연통되어 배치되며, 복수의 구획판으로 구획된 다수의 구획 챔버(121, 122, 123, 124)를 포함할 수 있다.The
여기서, 챔버(120)는 타원통 형상을 가질 수 있으며, 선단과 후단을 잊는 제1방향(길이 방향, X축 방향)과 수직한 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 유입관(110)의 중심축(CL1)은 챔버(120)의 중심축(CL1)과 동일 선상에 위치할 수 있다.Here, the
또한, 유입관(110), 챔버(120)의 중심축(CL1)과 배출관(130)의 중심축(CL2)은 제2방향(너비 방향, Y축 방향)을 따라 형성된 동일면 상에 위치할 수 있다.In addition, the central axis CL1 of the
구획 챔버(121, 122, 123, 124)는 제1구획 챔버(121), 제2구획 챔버(122), 제3구획 챔버(123) 및 제4구획 챔버(124)를 포함할 수 있다.The
여기서, 유입관(110)은 외주면과 내주면을 관통하는 복수의 배기공(111)을 포함하고, 제1구획 챔버(121)는 유입관(110)의 배기공(111)에 연통되어 배기공(111)을 통해 유입되는 배기 가스가 순환되는 경로를 제공할 수 있다.Here, the
제2구획 챔버(122)는 제1구획 챔버(121)의 후단에 배치되며, 유입관(110)의 배기공(111)에 연통되어 유입되는 배기 가스가 순환되는 경로를 제공할 수 있다.The
제3구획 챔버(123)는 챔버(120)에서 가장 넓은 공간을 제공할 수 있으며, 제2구획 챔버(122)의 후단에 배치될 수 있다.The
또한, 제3구획 챔버(123)는 유입관(110)의 후단 및 배출관(130)의 선단에 연통되어 유입되는 배기 가스가 순환되는 경로를 제공할 수 있다.In addition, the
한편, 제3구획 챔버(123)에는 탭부재(140)이 배치될 수 있으며, 음파 전달 유닛(222)이 연결될 수 있다.Meanwhile, a
제4구획 챔버(124)는 배출관(130)의 배기공(131)에 연통되어 배기공(131)을 통해 유입되는 배기 가스가 순환된 후 배출되는 경로를 제공할 수 있다.The
제4구획 챔버(124)에서는 음파 전달 유닛(222)에서 전달된 음파를 통해, 순환하는 배기 가스 내 초미세먼지(PM2.5) 입자가 상호 응집하여 미세먼지(PM10)로 사이즈가 확장될 수 있다.In the
배출관(130)은 초미세먼지(PM2.5)가 응집되어 형성된 미세먼지(PM10)를 포함하고, 소음이 저감된 배기 가스를 외부로 배출할 수 있다.The
여기서, 배출관(130)은 선단에서 후단으로 갈수록 내부 직경이 확장되며, 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 저감하는 팽창식관으로 구현될 수 있다.Here, the
여기서, 배출관(130)의 중심축(CL2)은 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 유입관(110)의 중심축(CL1)과 편심되어 위치할 수 있다.Here, the central axis CL2 of the
이를 통해, 챔버(120) 내에서 배기 가스의 순환 경로를 증가시킬 수 있고, 챔버(120)를 통과하는 배기 가스의 투과손실을 증가시킬 수 있다.Through this, it is possible to increase the circulation path of the exhaust gas in the
탭부재(140)은 제3구획 챔버(123)에 배치되며, 후단에 위치한 후면이 소정 각도를 갖도록 절곡된 V자 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.The
즉, 탭부재(140)의 후면의 일측면 및 타측면은 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 상호 대향하며 설정된 기울기로 경사질 수 있다.That is, one side and the other side of the rear surface of the
여기서 소정 각도는 챔버(120)의 형상에 따라 다양하게 변형 가능하며, 둔각을 이루는 것이 바람직하다. 물론, 챔버(120)의 형상에 따라 설정된 소정 각도는 직각 또는 예각일 수 있다.Here, the predetermined angle can be variously deformed according to the shape of the
여기서, 탭부재(140)의 너비는 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 챔버(120)의 내주 직경보다 작게 형성되며, 탭부재(140)의 높이는 제3방향(높이 방향, Z축 방향)에서 챔버(120)의 내주 직경과 동일하게 형성될 수 있다.Here, the width of the
즉, 탭부재(140)은 높이 방향에서 상단과 하단이 챔버(120)에 맞닿을 수 있다.That is, the upper and lower ends of the
한편, 탭부재(140)의 절곡선은 제3방향(높이 방향, Z축 방향)을 따라 형성되며, 유입관(110) 및 챔버(120)의 중심축(CL1)과 동일 면상에 위치할 수 있다. Meanwhile, the bent line of the
즉, 유입관(110)을 통해 유입되는 배기 가스는 제3구획 챔버(123)에서 탭부재(140)에 의해 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 일측 및 타측으로 분기될 수 있다.That is, the exhaust gas introduced through the
또한, 제3구획 챔버(123)내에서 순환하는 배기 가스는 탭부재(140)에 의해 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 일측 및 타측으로 분기된 후, 유동에 따라 탭부재(140)의 일측 단부 및 타측 단부에서 와류를 형성하고, 탭부재(140)의 후면을 따라 유동할 수 있다.In addition, the exhaust gas circulating in the
즉, 탭부재(140)은 제3구획 챔버(123) 내에서 배기 가스의 순환 경로를 증가시킬 수 있고, 결과적으로 챔버(120)를 통과하는 배기 가스의 투과손실을 증가시킬 수 있다.That is, the
한편, 탭부재(140)은 제2방향(너비 방향, Y축 방향)에서 일측 단부의 중심이 배출관(130)의 중심축(CL2)과 동일선 상에 위치할 수 있다.Meanwhile, the center of one end of the
이를 통해, 탭부재(140)의 전면을 따라 유동하는 배기 가스와 탭부재(140)의 후면에서 와류를 따라 유동하는 배기 가스가 탭부재(140)의 일측 단부에서 합류되며 순환될 수 있다.Through this, the exhaust gas flowing along the front surface of the
한편, 제3구획 챔버(123)는 탭부재(140)의 절곡선을 기준으로 선단 영역(123a) 및 후단 영역(123b)으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the third
음파 전달 유닛(222)은 선단 영역(123a)에서 제3구획 챔버(123) 내로 음파를 전달하는 것이 바람직하며, 탭부재(140)을 통해 분기되기 전 초미세먼지 입자를 응집시키는 것이 바람직하다.The sound
이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여, 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치의 유동 해석 및 투과 손실에 대해 설명한다.Hereinafter, flow analysis and transmission loss of the muffler device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치에서 머플러부 내에서의 유동을 해석한 결과를 보여주는 이미지(STAR CCM+)이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러 장치와 비교예(종래)의 머플러 장치에서의 투과 손실을 비교한 그래프이다.12 is an image (STAR CCM+) showing the result of analyzing the flow in the muffler unit in the muffler device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a muffler device according to an embodiment of the present invention and a comparative example ( It is a graph comparing transmission loss in the conventional muffler device
상술한 바와 같은 유입관(110), 챔버(120), 배출관(130) 및 탭부재(140)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러부(100)는 도 12와 같이, 배기 가스의 유동을 확인할 수 있다.The
또한, 도 13을 참조하면, 도 2에 도시된 비교예(종래)의 머플러는 일반적으로 사용되는 중간 주파수 대역(800Hz ~ 1600Hz, 바람직하게는 1300Hz ~ 1600Hz)에서의 투과 손실 조건이 대략 15dB 내지 60dB 정도에 불과한 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러부(100)는 중간 주파수 대역에서 15dB 내지 150dB까지의 투과손실을 야기할 수 있다.In addition, referring to FIG. 13, the muffler of the comparative example (conventional) shown in FIG. 2 has a transmission loss condition in a generally used intermediate frequency band (800 Hz to 1600 Hz, preferably 1300 Hz to 1600 Hz) is approximately 15 dB to 60 dB. On the other hand, the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 머플러부(100)는 사용 주파수인 중간 주파수 대역에서 챔버(120) 내를 순환하는 배기 가스의 투과 손실을 140dB 이상으로 증대할 수 있어, 음파 공급부(200)를 적용하여 챔버(120) 내의 초미세먼지(P1)를 응집하여 미세먼지(P2)로 확장시키기 과정에서 발생하는 소음 문제를 방지할 수 있다.That is, the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description above is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and/or the technology or knowledge in the art. The above-described embodiments are to describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application fields and uses of the present invention are also possible. Therefore, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiment. In addition, the appended claims should be construed as including other embodiments.
100: 머플러부
110: 유입관
120: 챔버
130: 배출관
140: 탭부재
200: 음파 공급부
210: 음성 소스 획득 유닛
220: 음파 공급 유닛100: muffler part
110: inlet pipe 120: chamber
130: discharge pipe 140: tab member
200: sound wave supply unit
210: voice source acquisition unit 220: sound wave supply unit
Claims (10)
상기 유입관 후단에 연통된 챔버;
상기 챔버 후단에 연통되며, 상기 배기 가스가 배출되는 배출관; 및
상기 챔버 내에 음파를 공급하여, 상기 배기 가스에 포함된 미세먼지를 응집시켜 미세먼지의 사이즈를 증대시키는 음파 공급부; 를 포함하는 머플러 장치.
An inlet pipe through which exhaust gas is introduced;
A chamber in communication with the rear end of the inlet pipe;
A discharge pipe communicating with the rear end of the chamber and through which the exhaust gas is discharged; And
A sound wave supply unit supplying sound waves into the chamber to agglomerate fine dust contained in the exhaust gas to increase the size of the fine dust; A muffler device comprising a.
상기 음파 공급부는
상기 유입관에서 발생하는 소음을 음성 소스로 획득하는 음성 소스 획득 유닛,
상기 음성 소스 획득 유닛에서 획득한 음성 소스를 증폭하는 증폭 유닛 및
상기 증폭 유닛에서 증폭된 음파를 상기 챔버 내로 전달하는 음파 전달 유닛을 포함하는 머플러 장치.
The method of claim 1,
The sound wave supply unit
A voice source obtaining unit for obtaining the noise generated in the inlet pipe as a voice source,
An amplifying unit for amplifying the voice source obtained by the voice source obtaining unit, and
A muffler device comprising a sound wave transmission unit for transmitting sound waves amplified by the amplification unit into the chamber.
상기 머플러부는,
후면이 소정 각도를 이루도록 절곡되며, 상기 챔버 내에 배치되어 배기 가스의 투과 손실을 증대시키는 탭부재; 를 더 포함하는 머플러 장치.
The method of claim 2,
The muffler part,
A tab member bent such that a rear surface thereof forms a predetermined angle, and is disposed in the chamber to increase transmission loss of exhaust gas; A muffler device further comprising a.
상기 챔버는,
구획판으로 구획된 제1구획 챔버, 제2구획 챔버 및 제3구획 챔버를 포함하고,
상기 제1구획 챔버는 상기 유입관의 배기공에 연통되고,
상기 제2구획 챔버는 상기 유입관의 후단 및 상기 배출관의 선단에 연통되고,
상기 제3구획 챔버는 상기 배출관의 배기공에 연통되는 머플러 장치.
The method of claim 3,
The chamber,
Including a first compartment chamber, a second compartment chamber, and a third compartment chamber divided by a partition plate,
The first compartment chamber communicates with the exhaust hole of the inlet pipe,
The second compartment chamber is in communication with the rear end of the inlet pipe and the front end of the discharge pipe,
The third compartment chamber is a muffler device that communicates with the exhaust hole of the discharge pipe.
상기 탭부재는 상기 제3구획 챔버 내에 배치되고,
상기 전달 유닛을 상기 탭부재의 선단 영역에 음파를 전달하는 머플러 장치.
The method of claim 4,
The tab member is disposed in the third compartment chamber,
A muffler device for transmitting sound waves from the transmission unit to a tip region of the tab member.
상기 유입관, 챔버 및 배출관은 제1방향으로 배치되어 있고,
상기 제1방향과 수직한 제2방향에서 상기 유입관의 중심축과 상기 배출관의 중심축은 상호 편심된 머플러 장치.
The method of claim 4,
The inlet pipe, the chamber and the discharge pipe are arranged in a first direction,
A muffler device in which a central axis of the inlet pipe and a central axis of the discharge pipe are mutually eccentric in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 제2방향에서
상기 챔버의 중심축, 상기 유입관의 중심축 및 상기 배출관의 중심축은 동일 면상에 위치하는 머플러 장치.
The method of claim 6,
In the second direction
A muffler device in which a central axis of the chamber, a central axis of the inlet pipe, and a central axis of the discharge pipe are located on the same plane.
상기 챔버의 중심축과 상기 유입관의 중심축은 동일 선상에 위치하는 머플러 장치.
The method of claim 7,
A muffler device in which a central axis of the chamber and a central axis of the inlet pipe are located on the same line.
상기 제2방향에서 상기 탭부재의 일측 단부의 중심은 상기 배출관의 중심축과 동일 선상에 위치하는 머플러 장치.
The method of claim 8,
In the second direction, the center of one end of the tab member is located on the same line as the central axis of the discharge pipe.
상기 배출관은 선단에서 후단으로 갈수록 내부 직경이 확장된 머플러 장치.The method of claim 1,
The discharge pipe is a muffler device whose inner diameter is expanded from the front end to the rear end.
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JP2015172370A (en) * | 2014-03-04 | 2015-10-01 | エーバーシュペッヒャー・エグゾースト・テクノロジー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー | active design of exhaust sound |
KR101930069B1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-12-17 | 한국기계연구원 | Fine Particles and Harmful Gas eliminating device and that method |
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