KR910009751B1 - 내연기관의 배기소음기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 배기소음기

제1도는 본 발명의 제1 실시예의 일부 절취 평면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

제3도는 제1도의 소음기의 일부 발췌 평면도.

제4도는 제3도의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

제5도는 본 발명의 제2 실시예의 일부 절취 평면도.

제6도는 제5도의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1′ : 유입부 3, 3′ : 배출부

3, 3′ : 소음실 4, 17 : 원통체

4′, 17′ : 사각통체 5, 5′ : 유입관

6, 8, 8′, 20, 21 : 마개판 9, 9′ : 노즐

10, 10′ : 집진실 11, 19 : 개구부

12 : 통 13 : 소음틀

14 : 앵글 15 : 평판

16 : 간격 유지구 18, 18′ : 배출관

이 발명은 자동차에 사용되는 내연기관의 배기가스 소음기에 관한 것이다.

내연기관에 의해 동력을 얻는 자동차에 있어서, 소음을 낮추려는 경향은 소음장치를 점점 더 크게 만들게 하였다. 일반적인 배기가스 소음기는 그 단면이 타원형이거나 원형으로 되어 있으며, 크기가 커짐에 따라 자동차 제작자에게는 이용될 수 있는 공간이 한정되어 있으므로 지면과의 간격에 관하여 문제가 대두되었다.

본 발명의 목적은 개량된 소음장치를 제공함과 동시에 깊이가 낮은 소음장치를 제공하자는데 있다.

본 발명은 내연기관을 위한 소음장치를 제공하기 위한 것으로 이 소음기는 유입부, 소음틀을 가진 소음실, 배출부로 구성되었고 소음실은 그 단면이 직사각형으로 되었는 바, 그 한변의 길이는 이와 맞닿은 다른 변의 길이보다 대체로 크다. 그리고 소음틀은 다수개의 평판으로 되어 있고, 이 평판들은 내열성이 크고 또 부식에 견디는 힘이 큰 물질로 되어 있으며, 각 평판들은 평행관계를 유지하면서 격설되어 있다.

이와 같이 소음 소자들을 배열하므로서 소음실의 높이를 낮출 수 있어 소음기가 자동차의 저부에 지면과 적절한 거리를 두고 장치될 수가 있다. 더구나 본 발명의 소음 소자들은 소음실의 다른 칫수 즉, 길이를 연장하므로서 확대될 수 있다. 최대의 소음효과를 얻기 위하여는 소음실의 변(단면에서 볼 때 가로와 세로)의 비가 3 : 1인 것이 바람직하다.

소음실은 금속으로 된 직사각형의 관체로 되어 있으며, 그 내부에 소음틀이 장치되어 있다. 소음틀의 평판들은 등간격으로 장치되어 있고, 세라믹 섬유판이나 스테인레스 스틸로 되어 있다. 인접하는 판체사이에는 등간격을 유지하기 위하여 두개 이상의 간격유지구를 개재시킨다. 간격유지구는 소음실에 길이방향 즉, 가스의 흐름방향으로 길게 연장되어 있으며, 이 간격유지구 역시 내열성이 강한 물질로 되어 있다. 이 경우 간격유지구 역시 세라믹 섬유판으로 만드는 것이 바람직하다.

소음틀의 평판들은 인접한 평판과의 사이의 공간과 대체로 같은 정도의 두께를 갖게 한다. 평판들은 0.1 내지 1.5미리미터 정도의 거리를 두게 하는 것이 좋으며, 그 중에서도 0.4미리미터 내지 1.0미리미터의 범위가 더욱 좋다.

원통체에는 기다란 구멍이 소음실쪽으로 뚫려 있다. 이 경우 유입관은 윈통체 내에서 두 개의 지지판으로 지지될 수 있으며, 유입관의 구멍뚫어진 부분을 두개의 지지판 사이에 위치하도록 한다.

유입관에는 노즐을 형성시키고 이 노즐은 소음실로 통하지 아니하고 별도의 집진실로 통하도록 형성시켰다. 유입관을 사각형의 상자내에 장치하고 유입관끝 연장하여 연장된 유입관에 집진실을 형성시킬 수도 있다. 그러나 유입관을 원통체에 장치하고 유입관의 단부에 노즐을 장치하며 원통체를 연장시켜 집진실을 형성시키는 것이 바람직하다.

배출부는 원통체와 배출관으로 구성될 수 있다. 원통체에는 기다란 구멍이 다수개 뚫려있어 이 구멍을 통하여 소음실로부터 배출관으로 배기가스가 배출되도록 한다. 배출부는 소음실에 연결된 사각통체와 그 내부에 배출관을 장치하여 형성시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 실시예로서의 두가지 형태에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 것은 자동차의 배기가스 소음기로서 유입부(1), 배출부(2) 그리고 유입부(1)와 배출부(2) 사이에 위치한 소음실로 구성되어 있다.

유입부(1)는 원통체(4)와 유입관(5)으로 구성되어 있으며, 원통체(4)는 금속판체로 형성시키며 원통체(4)의 한쪽끝으로부터 유입관(5)을 끼워 넣어 마개판(6)과 지지판(7)으로 고정되게 한다. 원통체(4)의 다른쪽끝은 마개관(8)으로 폐쇄시킨다. 유입관(5)은 내연기관의 배기분기관(도면에 도시하지 않음)에 연결되어 있다. 유입관(5) 중 원통체(4) 내부에 들어있는 부분에는 유입관(5)으로부터 원통체(4)속으로 배기가스가 유입되도록 구멍이 뚫려있다. 유입관(5)의 구멍뚫린 부분은 원통체(4) 내부에 있어서 입구부측 마개판(6)과 지지판(7) 사이에 위치하여 유입관(5)의 단부에는 노즐(9)을 부착하였다. 노즐(5)은 집진실(10)을 향해 열려있다.

원통체(4)는 그 저부에 개구부(11)가 형성되어 있어, 배기가스가 원통형(4)로부터 소음실(3)로 유입될 수 있다.

소음실(3)은 사각통체 모양의 통(12)으로 형성되어 있고, 이 통(12)에는 소음틀(13)이 장착되어 있으며, 소음틀(13)은 통(12) 내부에 앵글(14)등으로 고정시켰다. 통(12)은 연강(mild steel)과 같은 금속판으로 형성시키고, 소음틀(13)은 구멍이 뚫리지 않은(imperierate)다섯장의 평판(15)으로 형성시킨다.

평판(15)은 내열성이 강하고 내식성이 큰 물질 즉 세라믹 섬유판이나 스테인레스 스틸로 형성시킨다. 평판(15)들은 등간격으로 나란히 설치하는데 등간격을 유지시키기 의하여 제4도에 도시된 바와 같이 간격유지구(16)를 평판(15) 사이에 부착한다. 이 간격유지구(16) 역시 세라믹 섬유판이나 스테인레스 스틸로 형성시킨다.

제4도에 도시된 바와 같이 간격유지구(16)는 배기가스가 흐르는 길이방향으로 부착되어 있다. 간격유지구(16)는 각 평판(15) 사이에 세개씩 부착하였으며, 간격유지구(16)의 소요갯수는 소음틀(13)의 폭(W)의 크기에 의해 결정되며 인접하는 간격유지구(16)의 사이가 사용도중 평판(15)들이 비틀어지지 않을 정도로 충분히 좁은지에 의해 결정될 것이다.

배출부(2)는 원통체(17)와 배출관(18)으로 구성된다. 원통체(17)는 금속판으로 형성시키며 개구부(19)를 형성시킨다. 이 개구부(19)를 통하여 배기가스가 소음실(3)로부터 원통체(17)로 유입될 수 있다. 배출관(18)은 원통체(17)의 한쪽 끝에 마개판(20)으로 고정되게 착설시킨다. 그리고 원통체의 다른쪽 끝은 마개판(21)으로 폐쇄시킨다. 배출관(18)의 단부에 적당한 관체를 결합하여 연장시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 배기가스가 유입관(5)을 통하여 유입되는 바 가스에 포함된 무거운 입자는 노즐(9)을 통하여 집진실(10)로 투입되고 배기가스는 유입관(5)의 몸체에 뚫려진 구멍을 통하여 원통체(4)로 유입된다. 그리고 배기가스는 소음실(3)내에 장치된 소음틀(13)을 통하여 흐르게 된다. 소음틀(13)은 흘러 들어온 배기가스를 여러가닥으로 나누어 흐르게 하며 나누어 흐른 배기가스는 배출부(2)를 통해 배출된다.

제5도와 제6도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다.

이것은 위에 설명한 제1 실시예와 유사한 것이므로 위의 설명에 사용된 부호와 동일한 부호를 사용한다.

제5도와 제6도에 도시된 소음기는 유입부(1′), 배출부(2′) 그리고 유입부(1′)와 배출부(2′) 사이에 위치한 소음실(3′)로 구성되어 있다. 유입부(1′)는 사각통체(4′)와 유입관(5′)으로 되어 있으며, 사각통체(4′)는 금속판으로 되어 있다. 유입관(5′)은 내연기관의 배기매니폴드(분기관) (도면에 도시하지 않음)에 연결되어 있다.

유입관(5′)중 사각통체(4′) 내부에 들어 있는 부분에는 배기가스가 유입관(5′)으로부터 사각통체(4′)로 유입될 수 있도록 구멍이 뚫려 있다. 유입관(5′)은 사각통체(4′)를 관통하며 그 단부에서 마개관(8′)으로 폐쇄시켰다. 유입관(5′)이 사각통체(4′)의 벽을 빠져 나가는 곳에 노즐(9′)을 형성시킨다. 노즐(9′)은 유입관(5)의 단부에 형성된 집진실(10′)을 향하여 열려있게 한다. 이 집진실(10′)은 사각통체(4′)의 외부에 위치시키며 배기가스에 들어있는 무거운 입자를 수집할 수 있게 한다.

소음실(3′)은 제3도와 제4도에서 볼 수 있는 바와 같기 소음틀이 장치되어 있는데 이 소음틀의 평판들은 23매의 스테인레스 스틸판으로 형성시킨다. 이 평판들은 그 두께를 0.8밀리미터 정도로 하고 간격유지구의 두께도 동일하게 형성시킨다.

배출부(2′)는 사각통체(17′)와 배출관(18′)으로 구성되었고, 사각통체(17′)는 금속판으로 형성시켰다.

두개의 사각통체(4′) (17′)와 소음실(3′)의 단면 형태는 도면에 도시된 바와 같이 동일하다. 실제로 사각통체(4′) (17′)와 소음실(3′)은 완전히 동일하게 형성시키는 것이 바람직하다.

위와 같은 두가지의 실시예에 있어서 배기가스의 소음도 즉, 소리를 낮추는 정도는 주로 소음틀(13)의 평판(15)과 평판(15)사이의 거리(d)와 길이(L) 그리고 가스의 속도에 의해 결정된다. 소리를 낮추는 것은 데일레의 법칙에 의해 이루어진다. 이 법칙을 여기에서 논하는 것은 적당치 않으나 소음틀(13)의 폭(11)은 소음기가 장치되는 특정 엔진을 위해 허용된 배압(Back pressure)과 흐름줄기의 수에 의하여 결정된다.

평판(15) 사이의 거리(d)가 작으면 가스의 유체저항이 커서 소리 진동의 진폭을 감소시키는데 커다란 역할을 하게 된다.

특히 가스가 고체의 넓은 표면에 접하게 되면 유체 저항이 커져 소리 진동의 진폭을 감소시키는데 커다란 역할을 하게 된다.

따라서 평판(15) 사이의 거리(0)가 작으면 작을수록 또는 길이(L)가 길면 길수록 소음의 효과가 커지게 된다. 100마력의 디젤엔진에 있어서 3밀리미터의 두께를 갖는 24개의 세라믹 평판(15)으로 소음기를 형성시킬 경우엔 d=0.5㎜, L=330㎜, W=660㎜로 형성시키고, 또 같은 엔진의 소음기로서 23개의 세라믹 평판(15)으로 소음기를 형성시킬 경우엔 D=0.8㎜, L=660㎜, W=330㎜로 형성시키는 것이 적합함을 알았다. 후자는 평판(15)의 두께가 평판(15)사이의 거리(d)와 동일한 것을 사용하였다.

평판(15)의 갯수는 필요에 따라 증감하여 배기가스 흐름의 줄기를 증감시킬 수 있음은 물론이다.

Claims (22)

1. 유입부(1 또는 1′), 소음틀(13)을 가진 소음실(3 또는 3′) 그리고 배출부(2 또는 2′)로 구성되고, 소음실은 그 단면이 직사각형이 되게 형성시키되, 직사각헝의 한변의 길이는 다른변의 길이보다 길게 형성시키고 소음틀은 내열내식성이 큰 다수개의 구멍이 뚫리지 않은(imperferate) 평판(15)으로 구성시키며, 평판(15)들을 나란히 장착하여서 된 내열기관의 배기소음기.
2. 특허청구범위 제1항의 것에 있어서, 소음실(3 또는 3′)의 가로세로의 비가 적어도 3 : 1이 되게 형성하여서 된 내연기관의 배기소음기.
3. 특허청구범위 제1항의 것에 있어서, 소음실(3 또는 3′)을 금속판으로 된 사각관체모양의 통(12)으로 형성시키고 그 내부에 소음틀(13)을 장착하여서 된 내연기관의 배기소음기.
4. 특허청구범위 제1항의 것에 있어서, 평판(15)들을 등간격으로 장치하여서 된 내연기관의 배기소음기.
5. 특허청구범위 제1항의 것에 있어서, 서로 이웃하고 있는 평관(15)들이 적어도 두개의 간격유지구(16)에 의해 격설되었으며, 이 간격유지구(16)는 내열성 있는 물질로 제조되고, 또 가스의 흐름방향 소음실(3 또는 3′)에 길이 방향으로 길게 형성시켜서 된 내연기관의 배기소음기.
6. 특허청구범위 제5항의 것에 있어서, 간격유지구(16)가 세라믹 섬유판으로 되어 있는 내연기관의 배기소음기.
7. 특허청구범위 제1항에 있어서, 평판(15)의 두께가 대체로 인접한 타 평판(15)과의 사이의 공간과 같은 내연기관의 배기소음기.
8. 특허청구범위 제1항에 있어서, 평판(15)들이 0.1㎜ 내지 1.5㎜ 정도로 격설되어 있는 내연기관의 배기소음기.
9. 특허청구범위 제8항의 것에 있어서, 평판(15)들이 0.4㎜ 내지 1.0㎜의 범위내에서 격설되어 있는 내연기관의 배기소음기.
10. 특허청구범위 제1항에 있어서, 평판(15)들의 세라믹 섬유판으로 되어 있는 내연기관의 배기소음기.
11. 특허청구범위 제1항에 있어서, 평판(15)들이 스테인레스 스틸로 되어 있는 내연기관의 배기소음기.
12. 특허청구범위 제1항에 있어서, 유입부(1 또는 1′)에 구멍이 뚫린 유입관(5 또는 5′)을 장치하여서 된 내연기관의 배기소음기.
13. 특허청구범위 제12항의 것에 있어서, 유입관(5′)이 사각통체(4′)로 포설되어 있는 내연기관의 배기 소음기.
14. 특허청구범위 제12항의 것에 있어서, 유입관(5)이 소음실(3)에 고착된 원통체(4)로 포설되고 원통체(4)에는 소음실(3)에 연통되게 개구부(11)를 형성시켜서 된 내연기관의 배기소음기.
15. 특허청구범위 제14항의 것에 있어서, 유입관(5)이 마개판(6)과 지지판(7)으로 원통체(4)내에서 고정되고, 유입관(5)의 구멍뚫린 부분이 마개판(6)과 지지판(7) 사이에 위치되게 하여서 된 내연기관의 배기소음기.
16. 특허청구범위 제14항에 있어서, 유입관(5 또는 5′)에 노즐(9 또는 9′)를 형성시키고 노즐(9 또는 9′)을 소음실(3 또는 3′)에의 가스통로가 아닌 유입부(1 또는 1′)에 내장시켜서 된 내연기관의 소음기.
17. 특허청구범위 제16항의 것에 있어서, 노즐(9 또는 9′)의 분사 방향측에 집진실(10 또는 10′)을 장치하여서 된 내연기관의 배기소음기.
18. 특허청구범위 제17항에 있어서, 유입관(5′)가 사각통체(4′)내에 설치되고 유입관(5′)의 연장부에 집진실(10′)을 형성시켜서 된 내연기관의 배기소음기.
19. 특허청구범위 제17항에 있어서, 유입관(5)가 원통체(4)내에 설치되고, 원통체(4)는 소음실(3)에 고정 설치되며, 개구부(11)가 헝성된 원통체(4)는 소음실(3)에 연통되고, 유입관의 단부에 노즐(9)을 형성시키고 원통체(4)의 연장부에 집진실(10)을 형성시켜서 된 내면기관의 배기소음기.
20. 특허청구범위 제1항에 있어서, 배출부(2)가 원통체(17)와 배출관(18)으로 구성되고, 원통체(17)에는 개구부(19)를 형성시켜 배기가스가 소음실(3)로부터 배기관으로 유출퇴게 하여서 된 내연기관의 배기소음기.
21. 특허청구범위 제1항에 있어서, 배출관(18′)을 소음실(3′)에 연결된 사각통체(17′)로 포설하여 배출부(2′)를 형성시켜서 된 내연기관의 소음기.
22. 특허청구범위 제1항에 있어서, 다수개의 평판(15)들은 유입부(1), (1′)로부터 배출부(2) (2′)로의 가스흐름방향에 따라 서로 평행하게 격설하고, 또 소음실인 통(12)의 길이방향과 평행하게 설치시켜 배기가스가 평판(15)들 사이로, 또 평판(15)들과 평행하게 흐르도록 하여서 된 내연기관의 배기소음기.

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