WO2010005186A2 - 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진 - Google Patents

내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진 Download PDF

Info

Publication number
WO2010005186A2
WO2010005186A2 PCT/KR2009/003293 KR2009003293W WO2010005186A2 WO 2010005186 A2 WO2010005186 A2 WO 2010005186A2 KR 2009003293 W KR2009003293 W KR 2009003293W WO 2010005186 A2 WO2010005186 A2 WO 2010005186A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
exhaust gas
internal combustion
cover
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/003293
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010005186A3 (ko
Inventor
강준길
김애성
Original Assignee
Kang June-Gill
Kim Ae-Sung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kang June-Gill, Kim Ae-Sung filed Critical Kang June-Gill
Publication of WO2010005186A2 publication Critical patent/WO2010005186A2/ko
Publication of WO2010005186A3 publication Critical patent/WO2010005186A3/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/18—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts having rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/086—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling having means to impart whirling motion to the gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts

Definitions

  • the present invention relates to a rotary muffler for an internal combustion engine and an engine for an internal combustion engine including the same, and more particularly, a plurality of radials having a plane or curved surface perpendicular to the flow direction of the exhaust gas in the engine room itself of the internal combustion engine.
  • the muffler is a device for reducing the exhaust noise by lowering the pressure of the exhaust gas discharged from the engine in several steps.
  • a typical muffler structure includes a body portion 10 'into which exhaust gas is introduced, as shown in FIG.
  • First and second transverse sections which are mounted in the body portion 10 'at regular intervals to partition the inside of the body portion 10' into first, second and third resonance chambers 12 ', 13' and 14 '.
  • the noise reflecting plate 50 'installed in front of the second resonance chamber 14' is bumped and expanded to be coupled to one side of the body portion 10 ', and has one end of the first and second horizontal lines.
  • a plurality of holes 21 ' are formed in the side of the body located in the second resonance chamber 13' and associated with the discharge pipe 40 '
  • An inlet pipe 20 ' for introducing exhaust gas into the portion 10';
  • the exhaust gas discharged through the hole 21 'of the inlet pipe 20' is circulated through the hole of the connecting pipe 70 'or circulated through the hole of the discharge pipe 40' to the outside
  • Exhaust gas passing through the connecting pipe 70 'or the exhaust pipe 40' is also discharged through the respective holes 21 'into the second resonance chamber 13' and then, as described above, It is introduced through the hole 21 'and recycled.
  • the exhaust gas is gradually expanded in the body portion 10 ′ without temporarily discharging the exhaust gas to the outside to lower the pressure to prevent intense binge drinking.
  • such a conventional internal combustion engine muffler has various components as described above, which is complicated to simplify or reduce its structure, and it has not been suggested to install such a muffler in the engine room itself.
  • an object of the present invention is to install an engine noise reflection and a blowing fan having a plurality of radial wings having a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas in the engine for the internal combustion engine itself, so that the engine noise is the fan blade
  • the exhaust gas of the engine which is reflected from the engine and reduces noise, is directed to the exhaust pipe in the forward direction of the fan, thereby eliminating the possibility of back pressure by eliminating the external rotary muffler having a separate fixed noise reflector as in the prior art.
  • the present invention provides a rotary muffler for an internal combustion engine and an engine for an internal combustion engine including the same, which can improve the efficiency of the engine output and thereby reduce fuel by removing the back pressure effect acting as a resistance of the output.
  • Another object of the present invention is to simplify and compact the structure of the rotary muffler itself as described above, thereby providing a rotary muffler in the vicinity of the exhaust valve of the engine room or near the manifold in the case of a multi-cylinder.
  • the present invention provides a rotary muffler for an internal combustion engine and an engine for an internal combustion engine including the same, which greatly reduces the noise itself due to the exhaust gas and greatly improves the engine output.
  • the engine noise is reflected and the blower fan is rotated by the pressure of the gas, and the air compressor connected thereto is rotated to compress the intake air to increase the output of the engine, and at the same time, the engine noise is reflected from the fan blades to offset or reduce the noise progression.
  • the exhaust gas of the engine is directed to the discharge pipe in the forward direction according to the operation of the fan, thereby eliminating the possibility of back pressure by eliminating a separate fixed noise reflector as in the prior art, thereby increasing the driving power of the engine by a double. It relates to a turbocharger engine for an internal combustion engine with a built-in muffler.
  • An engine for an internal combustion engine incorporating a rotary muffler for achieving the above objects of the present invention is an engine for an internal combustion engine comprising a body in which a piston composed of a cylinder reciprocates, and a head having an intake and exhaust valve, the exhaust valve of the engine An exhaust gas passing portion through which exhaust gas emitted from the gas passes; A plurality of radial ( ⁇ ⁇ ) having a plane in contact with each other while being perpendicular to the flow direction of the exhaust gas by discharging the exhaust gas introduced into the communication between the exhaust gas passage portion (silent) to the outside exhaust pipe.
  • a rotary muffler comprising an engine noise reflection and blowing fan on which vanes are formed, and a cover that surrounds the engine noise reflection and blowing fan in close proximity from all directions.
  • the exhaust gas passage part is provided in the head, and the rotary muffler is also installed in the head close to the exhaust valve.
  • each exhaust gas passage portion of each engine for the internal combustion engine is connected to a manifold (manifold), the rotary muffler is preferably installed in close proximity to the manifold.
  • the plurality of radial vanes of the engine noise reflection and blowing fan may be aberration type, propeller type, impeller type or the like.
  • the rotary muffler may include a central drive shaft formed back and forth in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust gas passage portion, and a plurality of radially formed radially on the outer periphery of the central drive shaft and sequentially contacting each other while perpendicular to the flow direction of the exhaust gas.
  • An engine noise reflection and blowing fan comprising a wing of an amplifier; Two anti-noise rotating discs rotatably installed to cover one of the plurality of vanes in both directions at one end of the central drive shaft; A first cover having a cylindrical or square cylinder shape in which one or the front and rear sides of the plurality of wings are closed and the rotating disc for preventing noise, and covering the one or the front and rear sides of the first cover; It is preferable that the cover is made of a cylindrical or square cylinder shape including a cover.
  • At least two engine noise reflection and blowing fans may be formed in a line in the cylindrical or square cylindrical first cover.
  • the engine noise reflection and blowing fan rotate rotationally through a conveyor belt in the cover.
  • a rotary muffler for an internal combustion engine for achieving the above objects of the present invention includes an exhaust gas passage portion through which exhaust gas discharged from an exhaust valve of an engine for an internal combustion engine passes;
  • An engine noise reflection and blowing fan installed between the exhaust gas passages and having a plurality of radial vanes having planes sequentially contacting at right angles to the flow direction of the exhaust gas; It is characterized by consisting of a cover surrounding the engine noise reflection and blowing fan in close proximity from all sides by discharging the exhaust gas introduced into and communicated between the exhaust gas passing through the outside exhaust pipe.
  • the exhaust gas passage portion is provided in the head of the engine for the internal combustion engine
  • the rotary muffler is also preferably installed in the head close to the exhaust valve.
  • each exhaust gas passage portion of each engine for the internal combustion engine is connected to a manifold (manifold), the rotary muffler is preferably installed in close proximity to the manifold.
  • a plurality of radials having a plane or curved surface perpendicular to the flow direction of the exhaust gas in the engine room of the internal combustion engine itself.
  • the engine noise reflection in which the turbine of a turbocharger engine has many radial wings which have the plane orthogonal to the flow direction of exhaust gas and By replacing with a blower fan, the engine noise reflection and blower fan rotate by the pressure of exhaust gas, and the air compressor connected to it rotates to compress the intake air to increase the output of the engine, and at the same time, the engine noise is reflected from the fan blades.
  • the possibility of back pressure can be eliminated by eliminating a separate fixed noise reflector as in the prior art, thereby enhancing the engine output.
  • This revolutionize fuel economy It has the effect of offering my rotary muffler structure of the new concept of innovation itself an internal combustion engine turbocharger (turbocharger) engine.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional rotary muffler for an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an engine for an internal combustion engine incorporating a rotary muffler according to the present invention.
  • FIG. 3 is a structural diagram of a rotary muffler mounted to the engine for the internal combustion engine of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an exhaust system of an engine for an internal combustion engine with a rotary muffler according to another embodiment of the present invention.
  • 5 to 9 are structural diagrams of a rotary muffler mounted to an engine for an internal combustion engine according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a turbocharger engine for an internal combustion engine with a rotary muffler according to another embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are structural diagrams of a turbine for a rotary muffler each having a sound reflection and a blowing fan according to still another embodiment of the present invention.
  • the noise proceeds at a speed of sound speed (340m / sec) and the gas proceeds at a much lower speed than the speed of sound.
  • sound is transmitted as a transverse wave and has a property of reflecting at an interface, and gas propagation is transmitted as a physical movement of molecules.
  • the progress of the sound (noise) and the gas flow only exists in the same space, and the interaction of the negative progress and the movement of the gas has an independent property that does not exist.
  • the rotary muffler mounted in the engine for an internal combustion engine uses a point in which the sound speed and the gas moving speed are different as described above, and face several adjacently perpendicular to the flow direction of the gas.
  • the sound (noise) that is faster than the gas velocity during the movement of the gases between the reflecting plates repeats the reflection at the interface of the reflecting plate and then disappears or attenuates, eventually negative This quenched or attenuated gas presents a way to move in the direction of travel towards the output pipe.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an internal combustion engine engine with a built-in rotary muffler according to the present invention
  • FIG. 3 is a structural diagram of the rotary muffler mounted on the engine for the internal combustion engine of FIG. 2.
  • the "engine of the internal combustion engine” includes an engine for an internal combustion engine according to the present invention as described below, which includes not only all kinds of vehicle engines such as automobiles and motorcycles, but also large-capacity engines used for various vessels and aircrafts. It will be appreciated that the rotary muffler 10 with engine noise reflection and blowing fan mounted on and built in) may be equally applicable.
  • the engine for an internal combustion engine provided with the rotary muffler 10 includes a body 1 and a intake valve 4 in which a piston 3 largely composed of a cylinder reciprocates. And a head 2 with an exhaust valve 5, which is the same as a conventional engine for internal combustion engines.
  • a conventional engine for internal combustion engines a conventional engine for internal combustion engines.
  • the illustrated example shows a single engine room, it is obvious that a multi-cylinder internal combustion engine including a plurality of engine rooms may be included.
  • the rotary muffler 10 according to the present invention since the rotary muffler 10 according to the present invention is simple in structure and can be downsized, it can be installed in close proximity to the engine 100 for the internal combustion engine, that is, the exhaust valve 5. Therefore, a separate silencer such as a large muffler installed outside the conventional engine is not required at all.
  • the exhaust gas discharged from the exhaust valve 5 of the internal combustion engine 100 passes through the exhaust gas passage 6, which is an end of the engine room, and reflects the engine noise between the exhaust gas passages 6.
  • a rotary muffler 10 having a blowing fan 20.
  • the position of the exhaust gas passage portion 6 is located on the upper side of the rotary muffler 10 (upper reference to the drive shaft 22) so that the engine noise reflection and the blowing fan 20 are in accordance with the direction of the emitted exhaust gas. To allow the blade 21 to rotate clockwise.
  • the rotary muffler 10 communicates with each other between the exhaust gas passages 6 and discharges the discharged gas to the outside (the discharge pipe 9 of FIG. 4) by noise.
  • At least one engine noise reflection and blowing fan 20 in which a plurality of radial vanes 21 having planes which are in direct contact with each other in a direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas are formed, and the engine noise reflection and blowing It consists of a cover 30 surrounding the fan 20 in a structure that is almost in close contact with each other.
  • the engine noise is reflected by the engine noise and a plurality of wings radially facing the surface of the blower fan (20). Reflected between the face of 21 and the inner surface of the rectangular cover 30, interfering with other input sounds and decreasing in a very short time, while the exhaust flow rotates to flow in the forward direction (right direction). Since the engine noise reflection and blowing fan 30 is installed, the engine noise reflection and blowing fan 20 installed between the exhaust gas passage 6 in the engine room and the cover 30 almost close to surround it. In the rotary muffler 10, the noise propagation itself is canceled or reduced, and the exhaust gas is discharged in the forward direction according to the operation of the fan. Can be achieved which is capable of rotary muffler, such as muffler is not necessary at all to completely remove the possibility of back pressure ( ⁇ ) as the structure is also able to install in the engine compartment itself can be extremely simplified.
  • the cover 30, which surrounds the engine noise reflection and blowing fan 20 almost in close contact with each other, has a rectangular cylinder structure, but a cylindrical shape is possible. no.
  • the material of the cover and the engine noise reflection and the blowing fan is preferably a material having rigidity and heat resistance such as stainless steel, steel or engineering plastic.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an exhaust system of an engine for an internal combustion engine with a rotary muffler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an example applied to an internal combustion engine of a multi-cylinder in which a plurality of engines are formed, unlike FIG. 2 showing a single engine room.
  • the engine for internal combustion engine is a multi-cylinder, each exhaust gas passage 6 (see Fig. 2) of each engine for internal combustion engine manifold (manifold)
  • the discharged gas communicated with each branch pipe 7-1 to 7-6 of (7) is discharged
  • the single muffler pipe 7b formed at the end of the manifold 7 is provided with a rotary muffler 10 having an engine noise reflection and blowing fan 20 having the same structure as in FIG. 3.
  • the rotary muffler 10 through each branch pipe (7-1 to 7-6) in a single collecting pipe (7b) of the manifold (7)
  • the discharged exhaust gas is discharged to the outside through the discharge pipe (9), and a plurality of radial wings (21) having planes which are in contact with each other while being perpendicular to the flow direction of the exhaust gas are sequentially contacted.
  • At least one engine noise reflection and blowing fan 20 is formed, and the engine noise reflection and blowing fan 20 is formed of a cover 30 almost in close contact with each other.
  • a catalytic converter 8 is installed between the single collection pipe 7b of the manifold 7 and the discharge pipe 9 to purify the harmful components of the exhaust gas.
  • Exhaust systems such as catalytic converters are well known techniques, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the structure of the rotary muffler 10 of the present invention is simple and miniaturized, and is installed in a single collecting pipe 7b which is a proximal portion of the manifold 7, thereby providing a large muffler installed outside the conventional engine.
  • the same rotary muffler is not needed at all.
  • a single rotary muffler 10 is formed between a single collection pipe 7b of the manifold 7, but each branch pipe 7-of the manifold 7 is shown.
  • a plurality of rotary mufflers may be installed between 1 to 7-6).
  • 5 to 8 are structural diagrams of a rotary muffler mounted to an engine for an internal combustion engine according to still another embodiment of the present invention.
  • the engine noise reflection and the blower fan have both curved structures and impellers having curved surfaces.
  • the same aberration type or propeller type is also possible.
  • the propeller-type wings (12-16 or more possible) may be conical, inverted triangle, ruminant, S-shaped cone and the like.
  • the center drive shafts 122, 222, 322, 422, and 522 as the drive shafts of the impeller are shown, but the engine noise reflection and the blowing fan are formed in a non-shaft form to exhaust the exhaust gas.
  • the structure that can rotate naturally according to the flow direction is also possible.
  • the rotary muffler 110, 210, 310, 410, 510 shown in Figs. 5 to 9 is an example of a structure provided between the exhaust gas passage portion 6 (Fig. 2) which is the distal end of the engine room It is, of course, can be installed on each branch pipe (7-1 to 7-6) or a single collection pipe (7b) in the vicinity of the manifold (7) (see Figure 4).
  • the exhaust gas passage portion 6 (exhaust gas passage portion 6 is the position of the rotary muffler 110)
  • a central drive shaft 122 formed forward and backward in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the upper portion (located above the drive shaft 122), and radially formed on the outer circumference of the central drive shaft 122, and the flow direction of the exhaust gas
  • An engine noise reflection and blowing fan 120 including a plurality of impeller-type vanes 121 having a curved surface that is in contact with each other at a right angle;
  • Two opposing anti-rotation disks 140 installed on both ends of the central drive shaft 122 to be rotatable in a form that covers the plurality of impeller wings 121 in close contact with each other in both directions;
  • the first cover 131 having a rectangular cylindrical shape having a front opening close to the ends of the plurality of impeller-type wings 121 and one of the two anti-rotation disks 140 to cover the
  • the first cover 131 having a rectangular cylindrical shape of the cover 130 protects one of the anti-rotation disk 140 opened by the second cover 132 only in front thereof.
  • the front and rear surfaces of the first cylindrical cover 131 having a rectangular cylindrical shape are formed in an open structure, the impeller-type wings 121 are covered at both ends of the central drive shaft 122.
  • the central drive shaft 122 is vertically integrally supported at the center of one surface of the second cover 132 so that the two anti-rotation disks 140 for preventing noise and the engine noise reflection and the central hole of the blowing fan 120 are provided. It is also possible to penetrate (not drawing numbers) to perform the local area as the axis of rotation.
  • the illustrated example shows an example consisting of a cover having a rectangular cylindrical shape, but a cylindrical cover is also possible, and of course, the same may be applied to the embodiments shown in FIGS. 6 to 9 to be described later.
  • the illustrated example shows a rectangular cylindrical cover 130 and an engine noise reflection and a blowing fan 120 structure manufactured as an assembly type, but all may be manufactured in one piece.
  • the curved surface of the plurality of impeller-type wings 121 may be a single curved surface as shown, but may be a multi-stage curved surface or a spiral curved surface in the shape of a pretzel, and the curved shape is not limited thereto.
  • the exhaust gas has a forward direction of the plurality of impeller blades 121 by an impeller fan structure having a plurality of impeller blades 121 having a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. While it is smoothly discharged along the clockwise direction, engine noise faster than the exhaust gas velocity is reflected perpendicularly to the rotating planes of the plurality of impeller-type vanes 121, thereby naturally reflecting the two impeller-type vanes.
  • the exhaust gas itself is the engine room itself By filtering the noise at, the noise reduction efficiency of the engine can be further improved.
  • the rotary muffler 210 mounted on the engine for the internal combustion engine shown in FIG. 6 includes a diaphragm 233 in which the engine noise reflection and the blowing fan 220 are approximately half-opened in the first cylindrical cover 231. Except that two are formed by the substantially the same as the structure of the rotary muffler 110 shown in FIG.
  • the rotary muffler 310 mounted to the engine for the internal combustion engine illustrated in FIG. 7 is configured to rotate the engine noise reflection and blowing fan 320 through the conveyor belt 340 in the first cylindrical cover 331. It differs from the embodiment of FIG. 5 and FIG. 6 mentioned above by the structure which rotates.
  • the rotary muffler comprising a cover surrounding the engine noise reflection and blowing fan according to the invention in a structure that is almost in close contact with all four sides is installed in close proximity to the exhaust valve 5 of the engine 100 for the internal combustion engine.
  • a rotary muffler installed in the engine room for the internal combustion engine, although it is installed in the manifold 7, but may be installed in close proximity to the discharge pipe 9 for discharging the exhaust gas to the outside. It should be understood that the effect of reducing the effects of back pressure and increasing the engine's noise reduction efficiency is the same.
  • the rotary muffler 410 mounted on the engine for the internal combustion engine shown in FIG. 8 includes a diaphragm 433 which substantially divides two engine noise reflections and a blowing fan 420 in the first cylindrical cover 431. It is formed toward the bottom surface of the cover 430 vertically from the upper side, an exhaust gas passage 434 is formed between the bottom of the plate 433 and the bottom surface of the cover 430 to reflect the two engine noise and blowing
  • the rotational direction of the fan 420 is substantially the same as the structure of the rotary muffler 210 shown in FIG. 6 except that the rotational directions of the fan 420 rotate in opposite directions (clockwise to the left and counterclockwise to the right).
  • the exhaust gas passage 434 is formed substantially below the center of the cover, and the rotation direction of the two engine noise reflections and the blowing fan 420 rotate in opposite directions, thereby more natural rotation in accordance with the passage of the exhaust gas. This has the advantage that can be rotated and moved for a long time.
  • the rotary muffler 510 mounted to the engine for the internal combustion engine shown in FIG. 9 is a cavity resonator as a diaphragm which roughly divides two engine noise reflections and a blowing fan 520 in a rectangular cylindrical cover 530.
  • 533 is formed vertically toward the bottom of the cover 530, except that an exhaust gas passage 534 is formed between the bottom of the cavity resonator 533 and the bottom of the cover 530.
  • the structure of the rotary muffler 410 shown in FIG. 8 is the same.
  • the cavity resonator 533 refers to a hollow metal box with a circuit for resonating microwaves, and is used for microwave oscillation, amplification, stabilization of frequency, measurement of wavelength, and acceleration of electrons. Since the cavity resonator is a well-known technology and structure, further detailed description will be omitted.
  • the pulsed exhaust gas passing in the empty space of the cavity resonator 533 is provided. Smoothing the flow and serving to absorb noise, there is an advantage to further reduce the noise of the exhaust gas.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a turbocharger engine for an internal combustion engine with a rotary muffler according to another embodiment of the present invention.
  • the turbocharger is a device that rotates the turbine to the pressure of the exhaust gas, the turbine drives the air compressor to supply the engine with a predetermined amount or more, and accordingly burns a large amount of fuel to increase the output of the engine
  • a rotary muffler turbine 610 having engine noise reflection and a blowing fan of various structures shown in FIGS. 3 to 9 described above is mounted in place of a turbine of a general turbocharger. .
  • the turbocharger engine 600 for an internal combustion engine incorporating a rotary muffler according to the present invention includes a body 1a in which a piston composed of a cylinder (not shown) is reciprocated, and Rotary muffler with head 1b with intake and exhaust valves (not shown), intake manifold 602, exhaust manifold 603, etc., with engine noise reflection and blower fan 620 It has a structure in which the turbine 610 is separately mounted.
  • the intake and exhaust manifolds (602) (603) is usually connected to a plurality of engine room, but in the present invention also includes a form that is connected to a single engine room, of course.
  • the characteristics of the present invention is that since the rotary muffler turbine 610 according to the present invention simply replaces the turbine structure of the conventional turbocharger, and can perform the rotary muffler function by itself, the conventional turbo There is no need for a rotary muffler, such as a large muffler installed outside the charger engine.
  • the exhaust gas emitted from the exhaust port (not shown) of the turbocharger engine 600 for an internal combustion engine is an engine room. Pass through the exhaust manifold 603 in the form of a single trapping pipe, which is the distal end of the engine, and the pressure of the exhaust gas causes the engine noise reflection and the blowing fan 620 of the rotary muffler turbine 610 to rotate, thereby rotating.
  • the rotary muffler turbine 610 described above uses the exhaust gas introduced into and communicated with one side (single collection pipe) of the exhaust manifold 603, which is the distal end of the engine room. It serves to operate the air compressor 607 having the impeller 606 on the intake manifold 602 and to discharge the exhaust gas passing through the exhaust pipe 604 by noise. And an engine noise reflection and blowing fan 620 having a plurality of radial vanes 621 having planes sequentially contacting each other while being perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, and reflecting and blowing the engine noise.
  • the cover 630 surrounds the fan 620 in a structure that is almost in close contact with each other.
  • the structure and operation of the engine noise reflection and the blowing fan 620 and the cover 630, in which the plurality of radial vanes 621 are formed, are the same as those shown in FIG. Let's do it.
  • the position of the end pipe of the exhaust manifold 603, which is an exhaust gas passage, is located on the upper side of the rotary muffler turbine 610 (upper reference to the drive shaft 622), and thus the engine noise according to the direction of the exhaust gas emitted. It is desirable to allow the wing 621 of the reflection and blowing fan 620 to easily rotate clockwise.
  • a catalytic converter 650 is installed between the rotary muffler turbine 610 and the discharge pipe 604 to purify harmful components of the exhaust gas. Is a well-known technique, and further description thereof will be omitted.
  • reference numerals 608 and 609 are actuators and operating rods, respectively.
  • 11 and 12 are structural diagrams of a turbine for a rotary muffler each having a sound reflection and a blowing fan according to still another embodiment of the present invention.
  • the rotary muffler turbine 110 has an exhaust manifold 703 as an exhaust gas passage part (as described above, in the form of a single collecting pipe).
  • the position of the distal end of the exhaust manifold is radially formed on the outer periphery of the central drive shaft 722 and the central drive shaft 722 formed forward and backward in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rotary muffler turbine 710).
  • An engine noise reflection and blowing fan 720 including a plurality of impeller blades 721 having curved surfaces which are in contact with each other while being perpendicular to the flow direction of the exhaust gas;
  • Two opposing anti-noise rotating disks 740 which are rotatably installed at both ends of the central drive shaft 722 so as to cover the plurality of impeller wings 721 in close contact with each other in both directions;
  • the first cover 731 having a rectangular cylindrical shape having a front opening close to the ends of the plurality of impeller-shaped wings 721 and the one of the two noise preventing rotating disks 740 to cover the first It consists of the square cylindrical cover 130 which consists of the 2nd cover 732 which covers the open front of the 1st cover 731. As shown in FIG.
  • the first cylindrical cover 731 of the square shape of the cover 730 is opened so that the front cover is protected to protect the one anti-noise rotary disk 740 opened by the second cover 732.
  • One end of the central drive shaft 722 and the rotation shaft 705 are integrally abutted to the rear of the first cover 731 through a hole (not shown), and the center is formed by the pressure of the exhaust gas.
  • the exhaust pipe 704 for discharging the exhaust gas discharged through the rotary muffler turbine 710 to the outside of the exhaust manifold 703 in the form of a collecting pipe along the flow direction of the exhaust gas is formed in a straight line with the distal end, but may be bent vertically, and is discharged in the same direction as the exhaust gas flowing along the exhaust manifold 703 and the engine noise reflection and blowing fan 720.
  • the structure is not limited.
  • the illustrated example shows a square cylindrical cover 730 and engine noise reflection and blowing fan 720 structure manufactured as an assembly, all of them may be manufactured in one piece.
  • the engine noise reflection and the blowing fan 820 are approximately half in the first cylindrical cover 831. Except that the two formed by the open diaphragm 833 is substantially the same as the structure of the rotary muffler 710 shown in FIG.
  • only one of the two engine noise reflection and the blowing fan 820 is integrated with one end of the central drive shaft 822 and the rotation shaft 805 through a hole (not shown) behind the first cover 831.
  • the central drive shaft 822 rotates due to the pressure of the exhaust gas, the impeller 806 on the side of the intake manifold 802 connected through the rotation shaft 805 is rotated.
  • the turbocharger engine for a large capacity internal combustion engine is more advantageous.
  • the present invention provides an engine noise reflection and blowing fan in which a plurality of radial wings having a plane or curved surface perpendicular to the flow direction of exhaust gas is installed in an engine room of an internal combustion engine, so that engine noise is measured by the fan blades.
  • the exhaust gas of the engine is directed to the discharge pipe in the forward direction according to the operation of the fan, eliminating the possibility of back pressure by eliminating the separate fixed noise reflector as in the prior art, thereby reducing the driving output of the engine.
  • It relates to a rotary muffler for an internal combustion engine that can increase and an engine for an internal combustion engine having the same.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

본 발명은 내연기관의 엔진룸 자체에 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 설치하여 엔진 소음은 상쇄시키고 엔진의 배기가스는 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 배압 가능성을 제거하여 엔진의 구동출력을 증가할 수 있는 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진에 관한 것이다. 상기 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진은, 엔진의 배기 밸브로부터 방출되는 배기가스가 통과되는 배기가스 통과부와; 상기 배기가스 통과부 사이에 연통(連通)되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부의 배출파이프로 배출하며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 로터리 머플러(消音器)로 이루어진다. 또한, 본 발명은 기존의 터보 차져 엔진의 터빈을 엔진 소음 반사 및 송풍 팬으로 대체 설치함으로써, 엔진의 출력을 높임과 동시에, 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거해 엔진의 구동출력을 이중(二重)으로 증가할 수 있는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저(turbocharger) 엔진를 제공한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 15.07.2009]　내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진
본 발명은 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 내연기관의 엔진룸 자체에 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면 또는 곡면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 설치하여 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사토록하여 소음 진행을 상쇄 내지 감소시키고 엔진의 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거하여 엔진의 구동출력을 증가할 수 있는 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 머플러는 기관에서 배출되는 배기가스의 압력을 몇단계로 낮추어 배기 소음을 감쇄하는 장치이다.
통상적인 머플러의 구조는 도 1 에 도시한 바와 같이 내부에 배기가스가 유입되는 몸체부(10')와; 상기 몸체부(10')내에 일정간격으로 장착되어 이 몸체부(10') 내를 제 1, 2, 3 공명챔버(12')(13')(14')로 구획하는 제 1, 2 가로판(15')(16')과; 상기 제 2 공명챔버(14')의 전방에 설치되어 유입된 배기 가스가 부딪혀 팽장하는 소음 반사판(50')과, 상기 몸체부(10')의 일측에 결합되어 일단이 상기 제 1, 2 가로판(15')(16')을 관통하여 지지되며, 제 2 공명챔버(13')에 위치되는 몸체의 측면에 다수의 구멍(21')이 형성되고 배출파이프(40')와 연계되어 몸체부(10') 내로 배기가스를 유입시키는 유입파이프(20')와; 상기 몸체부(10')의 타측에 결합되어 일단이 상기 제 1, 2 가로판(15')(16')을 관통하여 지지되며, 제 2 공명챔버(13') 사이에 위치되는 몸체의 측면에 다수의 구멍(21')이 형성되고, 상기 몸체부(10') 내에서 압력이 저하된 배기가스를 외부로 배출하는 배출파이프(40')와; 몸체 측면에는 다수의 구멍(21')이 형성되어 있으며, 상기 제 1, 2 가로판(15')(16')에 의해 지지되어 제 1, 3 공명챔버(12')(14')를 연계하는 연결파이프(30')로 구성된다.
즉, 배기가스가 상기 유입파이프(20')로 몸체부(10')내로 유입될 때, 많은 양의 배기가스가 유입파이프(20')를 통과하여 제 3 공명챔버(14')로 나오고, 다시 연결파이프(70')로 유입되어 제 1 공명챔버(12')로 나온 후 배출파이프(40')로 유입되어 배기파이프를 통해 외부로 배출되는 것이다.
그리고, 이때 상기 유입파이프(20'), 연결파이프(70'), 배출파이프(40')를 통과하는 배기가스는 고압이므로 상기 파이프들을 통과할 경우 급격히 팽창하여 이 파이프들의 측면에 각각 형성된 다수의 구멍(21')과 음 반사판(50')을 통해 제 2 공명챔버(13') 등으로 배출되어 배기가스의 팽창에 의한 급격한 폭발음을 억제시키게 된다.
또한, 상기 유입파이프(20')의 구멍(21')을 통해 배출된 배기가스는 연결파이프(70')의 홀을 통해 유입되어 순환하거나 배출파이프(40')의 홀을 통해 유입되어 외부로 배출되고, 연결파이프(70')나 배출파이프(40')를 통과하는 배기가스도 각각의 구멍(21')을 통해 제 2 공명챔버(13')로 배출된 후 상기한 바와 같이 상기 파이프들의 구멍(21')을 통해 유입되어 재순환 된다.
이는 배기가스를 일시에 외부로 배출시키지 않고 몸체부(10')내에서 배기가스가 서서히 팽창되어 압력을 저하시켜 격렬한 폭음을 방지하게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 내연기관용 머플러는 그 구조가 매우 복잡하여 제조가 어렵고, 상기 음 반사판(50')에 격렬히 부딪힌 배기가스는 그 흐름방향에 대해 저항을 받아 배압(back pressure)이 발생되어 엔진 구동에 있어 배기 행정에 걸리는 상기와 같은 저항(배압) 때문에 엔진의 출력이 저하되는 문제점이 있었다.
더구나, 이러한 종래의 내연기관용 머플러는 상술한 바와 같이 여러 가지 구성 요소가 복잡하게 형성되어 있어 그 구조를 단순화하거나 소형하는데 한계가 있으며, 이러한 머플러를 엔진룸 자체에 설치하는 것은 전혀 제시된 바가 없었다.
본 발명자는 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 다대한 노력을 경주한 결과 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 내연기관용 엔진 자체에 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 설치하여 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사하고 소음이 감소된 엔진의 배기가스는 팬의 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판 등을 갖는 외부 로터리 머플러를 배제하여 배압 가능성을 제거시켜 엔진의 배기행정에서 엔진 출력의 저항으로 작용하는 배압(back pressure) 영향을 제거함으로써 엔진 출력의 효율을 향상하고 이에 따라 연료를 절감할 수 있는 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 바와 같이 로터리 머플러 자체의 구조를 단순화하고 소형함으로써, 엔진룸의 배기밸브의 근접한 곳이나 다기통인 경우의 매니 폴드 근접부에 로터리 머플러를 설치함으로써 엔진룸 자체의 로터리 머플러 설치에 따른 배기가스에 따른 소음 자체의 대폭 감소 및 엔진 출력을 대폭향상을 도모함과 아울러 내연기관의 로터리 머플러 구조 자체를 혁신한 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 터보 차져 엔진의 터빈을 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면 또는 곡면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬으로 대체 설치함으로써, 배기가스의 압력에 의해 상기 엔진 소음 반사 및 송풍팬이 회전하여 이와 연결된 에어 컴프레셔가 회전하면서 흡기를 압축하여 엔진의 출력을 높임과 동시에, 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사토록 하여 소음 진행을 상쇄 내지 감소시키고 엔진의 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거해 엔진의 구동출력을 이중(二重)으로 증가할 수 있는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저(turbocharger) 엔진에 관한 것이다.
본 발명의 상기한 목적들을 달성하기 위한 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진은, 실린더로 구성된 피스톤이 왕복 운동하는 몸체와, 흡기 및 배기 밸브가 달린 헤드로 구성된 내연기관용 엔진에 있어서, 엔진의 배기 밸브로부터 방출되는 배기가스가 통과되는 배기가스 통과부와; 상기 배기가스 통과부 사이에 연통(連通)되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부의 배출파이프로 배출하며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 로터리 머플러(消音器)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배기가스 통과부는 상기 헤드내에 구비되며, 상기 로터리 머플러 또한 상기 배기 밸브의 근접된 상기 헤드내에 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 내연기관용 엔진은 다기통으로서 각각의 내연기관용 엔진의 각 배기가스 통과부는 매니 폴드(manifold)에 연결되며, 상기 로터리 머플러는 상기 매니 폴드에 근접하여 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬의 다수의 방사상(放射狀)의 날개는, 수차형, 프로펠러형, 또는 임펠러형 등일 수 있다.
또한, 상기 로터리 머플러는, 상기 배기 가스 통과부의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전후로 형성된 중앙 구동축과, 상기 중앙 구동축 외주연에 방사상으로 형성되며 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 다수의 방사상(放射狀)의 날개로 이루어지는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과; 상기 중앙 구동축의 일단부에 상기 다수의 날개를 양방향에서 커버하는 형태로 회전 가능하도록 설치되는 두 개의 소음 방지용 회전 원판과; 상기 다수의 날개의 단부에 근접하여 커버하는 일방 또는 전후방이 개방된 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버와, 상기 소음 방지용 회전 원판을 커버하여 상기 제 1 커버의 개방된 일방 또는 전후방을 커버하는 제 2 커버를 포함하는 원통 또는 사각통 형상의 커버로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 로터리 머플러는, 상기 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버내에 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬이 적어도 두 개가 일렬로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬이 상기 커버내에서 컨베이어 벨트를 통해 회전 이동함이 바람직하다.
본 발명의 상기한 목적들을 달성하기 위한 내연기관용 로터리 머플러는, 내연기관용 엔진의 배기 밸브로부터 방출되는 배기가스가 통과되는 배기가스 통과부와; 상기 배기가스 통과부 사이에 설치되며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과; 상기 배기가스 통과부 사이에서 연통되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부의 배출파이프로 배출하며, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배기가스 통과부는 상기 내연기관용 엔진의 헤드내에 구비되며, 상기 로터리 머플러 또한 상기 배기 밸브의 근접된 상기 헤드내에 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 내연기관용 엔진은 다기통으로서 각각의 내연기관용 엔진의 각 배기가스 통과부는 매니 폴드(manifold)에 연결되며, 상기 로터리 머플러는 상기 매니 폴드에 근접하여 설치됨이 바람직하다.
상기와 같이 하여 본 발명에 따른 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진에 의하면, 내연기관의 엔진룸 자체에 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면 또는 곡면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 설치하여 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사토록하여 소음 진행을 상쇄 내지 감소시키고 엔진의 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 자연스럽게 외부로 배출하도록 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거할 수 있음으로 엔진 출력을 증강할 수 있고 이로 인해 연료 절감 효과를 혁신적으로 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 내연기관의 로터리 머플러 구조 자체를 혁신한 새로운 개념의 내연기관용 로터리 머플러를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 내연기관용 터보 차저(turbocharger) 엔진에 의하면, 터보 차져 엔진의 터빈을 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬으로 대체 설치함으로써, 배기가스의 압력에 의해 상기 엔진 소음 반사 및 송풍팬이 회전하여 이와 연결된 에어 컴프레셔가 회전하면서 흡기를 압축하여 엔진의 출력을 높임과 동시에, 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사토록 하여 소음 진행을 상쇄 내지 감소시키고 엔진의 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거할 수 있음으로 엔진 출력을 증강할 수 있고 이로 인해 연료 절감 효과를 혁신적으로 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 터보 차저의 로터리 머플러 구조 자체를 혁신한 새로운 개념의 내연기관용 터보 차저(turbocharger) 엔진을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 내연기관용 로터리 머플러의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진의 단면도이다.
도 3은 도 2의 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진의 배기 시스템을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러의 구조도들이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진의 개략적인 구성 단면도이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 소음 반사 및 송풍 팬을 구비한 로터리 머플러용 터빈의 구조도들이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 일반적으로 소음은 음속(340m/sec)의 속도로 진행하고 기체는 음속에 비하여 훨씬 낮은 속도로 진행한다. 또한, 음은 횡파로서 전달되고 또, 경계면에서 반사하는 성질이 있으며, 기체의 진행은 분자의 물리적 이동으로서 전달되는 것이다. 아울러, 음(소음)의 진행과 기체흐름은 같은 공간 내에 존재할 뿐, 음의 진행과 기체의 이동에 대한 상호 작용은 존재하지 않는 독립적 성질을 갖는다.
따라서, 후술하는 바와 같은 본 발명에 따른 내연기관용 엔진내에 장착되는 로터리 머플러는 상기와 같은 음의 속도와 기체의 이동속도가 다른 점을 이용한 것으로서, 기체의 흐름 방향에 수직되는 여러 개의 인접하여 마주보는 이동 반사판(수차 날개) 사이에 기체를 기체이동속도로 유입하도록 하여, 반사판 사이의 기체가 이동하는 동안 기체 속도보다 빠른 음(소음)은 반사판의 경계면에서 반사를 반복하며 소멸 또는 감쇄하여, 결국 음이 소멸 또는 감쇄된 기체는 진행방향으로 이동하여 출력 파이프로 향하도록 하는 방법을 제시한 것이다.
즉, 방향은 같고 속도가 각각 음(소음) 및 기체(배기 가스)를 반사판(수차 날개) 사이의 공간에 입력하고 이것을 낮은 속도로 이동할 때, 높은 속도의 에너지(소음)는 반사판 사이의 공간내에서 감소 내지 소멸하고 낮은 속도의 에너지(배기 가스)는 반사판 사이의 공간을 통과하여 그대로 전달되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진의 단면도이고, 도 3은 도 2의 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러의 구조도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
여기서, 상기한 "내연기관의 엔진"이란 자동차나 오토바이 등과 같은 모든 종류의 차량용 엔진뿐만 아니라 각종 선박이나 항공기 등에 사용되는 대용량의 엔진이 모두 포함되어 후술하는 바와 같은 본 발명에 따른 내연기관용 엔진(1)에 장착되어 내장되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 구비한 로터리 머플러(10)가 동일하게 적용될 수 있음을 이해하여할 것이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리 머플러(10)가 구비된 내연기관용 엔진은, 크게 실린더로 구성된 피스톤(3)이 왕복 운동하는 몸체(1)와, 흡기 밸브(4) 및 배기 밸브(5)가 달린 헤드(2)로 이루어지며 이는 종래의 내연기관용 엔진과 동일하다. 물론 도시된 예에서는 단일의 엔진룸을 나타내고 있지만, 복수개의 엔진룸이 형성된 다기통의 내연기관이 모두 포함될 수 있음은 당연하다.
여기서, 본 발명의 특징은 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 머플러(10)는 구조가 간단하면서도 소형화가 가능하기 때문에, 내연기관용 엔진(100), 즉 배기 밸브(5)에 근접하여 설치가 가능하여 종래의 엔진 외부에 설치되는 대형의 머플러와 같은 별도의 소음기가 전혀 필요하지 않다는 것이다.
이러한 구조를 갖는 내연기관용 엔진(100) 내에 설치되는 로터리 머플러(10) 구조를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 내연기관용 엔진(100)의 배기 밸브(5)로부터 방출되는 배기가스는 엔진룸의 말단부인 배기가스 통과부(6)를 통과하게 되며, 이러한 배기가스 통과부(6) 사이에 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)을 구비한 로터리 머플러(10)가 형성된다. 여기서, 배기가스 통과부(6)의 위치는 로터리 머플러(10)의 상측부(구동축(22) 기준으로 상부)에 위치하도록 하여 방출되는 배기가스의 방향에 따라 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)의 날개(21)가 시계방향으로 회전할 수 있도록 한다.
상기한 로터리 머플러(10)는, 상기 배기가스 통과부(6)의 사이에 연통(連通)되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부(도 4의 배출 파이프(9))로 배출시키며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개(21)가 형성되는 적어도 하나의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)을 사방에서 거의 밀착되는 구조로 둘러싸는 커버(30)로 이루어진다.
여기서, 본 발명에 따른 배기가스 통과부(6)사이에 형성된 사각 형상의 커버(30) 내에는 엔진 소음이 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)의 방사상으로 다수개가 면(面) 대향하면서 형성된 날개(21)의 면(面)과 사각 형상의 커버(30)의 내면 사이에서 반사되어 다른 입력 음과 상호 간섭하며 극히 짧은 시간 내에 감소하고, 반면에 배출 흐름은 순방향(우측 방향)으로 흐르게 하도록 회전하는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(30)이 설치되어 있음으로, 엔진룸내의 배기가스 통과부(6) 사이에 설치된 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)과 이를 거의 밀착하여 둘러싸는 커버(30)로 이루어진 로터리 머플러(10)내에서 소음 진행 자체는 상쇄 내지 감소되고 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 배출하게 되어 있음으로 종래 기술에서는 필수적인 고정 소음 반사판 등을 구비한 대형의 머플러와 같은 로터리 머플러는 전혀 필요하지 않게 되어 배압(背壓)의 발생 가능성을 완전히 제거할 수 있을 뿐만 아니라 그 구조도 극히 단순화시킬 수 있음으로 엔진룸 자체에 설치할 수 있게 된다.
도시된 예에서는, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)을 사방에서 거의 밀착하여 둘러싸는 커버(30)가 사각통 구조로 되어 있으나, 원통형상도 가능하며, 본 발명에 있어 그 구조를 한정하는 것은 아니다. 아울러, 커버 및 엔진 소음 반사 및 송풍 팬의 재질은 스테인레스, 스틸 또는 엔지니어링 플라스틱 등과 같은 강성과 내열성을 갖는 재질이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진의 배기 시스템을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시된 예에서는 단일의 엔진룸을 나타내고 있는 도 2와 달리 복수개의 엔진이 형성된 다기통의 내연기관에 적용된 예를 나타내고 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 실시에에 따른 내연기관용 엔진은 다기통으로서 각각의 내연기관용 엔진의 각 배기가스 통과부(6)(도 2 참조)는 매니 폴드(manifold)(7)의 각 분기관(7-1 내지 7-6)에 연통되어서 포집된 배출가스가 그 단부에 형성된 단일의 포집 파이프(7b)를 통해 배출 파이프(9)로 배출되도록 하고 있다.
여기서, 상기한 매니 폴드(7)의 단부에 형성된 단일의 포집 파이프(7b)에는 도 3과 동일한 구조의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)을 구비한 로터리 머플러(10)가 형성된다.
즉, 상기한 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 머플러(10)는, 매니 폴드(manifold)(7)의 단일의 포집 파이프(7b)에서 각 분기관(7-1 내지 7-6)을 통해 포집된 배출가스를 소음(消音)시켜 배출 파이프(9)를 통해 외부로 배출시키며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개(21)가 형성되는 적어도 하나의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(20)을 사방에서 거의 밀착하여 둘러싸는 커버(30)로 이루어진다.
여기서, 상기한 매니 폴드(7)의 단일의 포집 파이프(7b)와 배출 파이프(9)사이에는 촉매 변환 장치(catalytic converter)(8)가 설치되어 상기 배출 가스의 유해 성분을 정화하도록 되어 있으며, 이러한 촉매 변환 장치 등의 배기 시스템은 널리 알려진 기술임으로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 구조에서도, 본 발명의 로터리 머플러(10)의 구조가 간단하면서도 소형화되어 매니 폴드(7)의 근접부인 단일의 포집 파이프(7b)에 설치됨으로, 종래의 엔진 외부에 설치되는 대형의 머플러와 같은 로터리 머플러가 전혀 필요하지 않게 된다.
물론, 도시된 예에서는 로터리 머플러(10)가 매니 폴드(7)의 단일의 포집 파이프(7b) 사이에 단일개가 형성된 예를 나타내고 있으나, 매니 폴드(manifold)(7)의 각 분기관(7-1 내지 7-6) 사이에 다수개의 로터리 머플러가 설치될 수도 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러의 구조도들이다.
도 5 내지 도 9에 도시된 로터리 머플러(110)(210)(310)(410)(510)에서는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬의 구조가 모두 곡면을 갖는 임펠러를 갖는 구조를 나타내고 있으나, 도 3과 같은 수차형이거나 또는 프로펠러형 등도 가능한 구조이다. 이때, 프로펠러형 날개(12-16개 이상도 가능)인 경우는 원뿔형, 역삼각형, 반추형, S 자 원추형 등일 수 있다.
또한, 도시된 예들에서는 임펠러의 구동축으로서의 중앙 구동축(122)(222)(322)(422)(522)을 나타내고 있으나, 무축(無軸)형태로 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 형성하여 배기가스의 흐름 방향에 따라 자연스럽게 회전할 수 있는 구조도 가능함은 물론이다.
아울러, 도 5 내지 도 9에 도시된 로터리 머플러(110)(210)(310)(410)(510)는 엔진룸의 말단부인 배기가스 통과부(6)(도 2) 사이에 설치된 구조의 예를 들고 있으나, 매니 폴드(manifold)(7)(도 4 참조)의 부근인 각 분기관(7-1 내지 7-6)이나 단일의 포집 파이프(7b) 쪽에 설치될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 머플러(110)는, 상기 배기 가스 통과부(6)(배기가스 통과부(6)의 위치는 로터리 머플러(110)의 상측부(구동축(122) 기준으로 상부)에 위치)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전후로 형성된 중앙 구동축(122)과, 상기 중앙 구동축(122) 외주연에 방사상으로 형성되며 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 곡면을 갖는 다수의 임펠러형 날개(121)로 이루어지는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(120)과; 상기 중앙 구동축(122)의 양단부에 상기 다수의 임펠러형 날개(121)를 양방향에서 거의 밀착 커버하는 형태로 회전 가능하도록 설치되는 대향하는 두 개의 소음 방지용 회전 원판(140)과; 상기 다수의 임펠러형 날개(121)의 단부에 근접하여 커버하는 전방이 개방된 사각통 형상의 제 1 커버(131)와, 상기 두 개의 소음 방지용 회전 원판(140)중 어느 하나를 커버하여 상기 제 1 커버(131)의 개방된 전방을 커버하는 제 2 커버(132)로 이루어지는 사각 통형상의 커버(130)로 이루어진다.
여기서, 도시된 예에서는 상기 커버(130)의 사각통 형상의 제 1 커버(131)가 그 전방만이 개방되어 제 2 커버(132)에 의해 개방된 하나의 소음 방지용 회전 원판(140)을 보호하도록 되어 있으나, 사각통 형상의 제 1 커버(131)의 전후를 모두 개방한 구조로 형성함과 동시에, 상기 중앙 구동축(122)의 양단부에 상기 다수의 임펠러형 날개(121)를 커버하는 형태로 대향하여 회전 가능하도록 설치되는 두 개의 소음 방지용 회전 원판(140)을 설치한 다음, 대향하는 두 개의 소음 방지용 회전 원판(140)을 커버하여 상기 제 1 커버(131)의 개방된 전후 또는 어느 하나를 커버하는 하나 또는 두 개의 제 2 커버(132)로 형성할 수도 있다. 이때, 제 2 커버(132)의 일면 중앙에 상기 중앙 구동축(122)이 수직으로 일체 지지될 수 있도록 하여 상기 두 개의 소음 방지용 회전 원판(140)과 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(120)의 중앙홀(도면 번호 미부여)을 관통하여 회전축으로서 지지역할을 수행하도록 할 수도 있다.
또한, 도시된 예에서는 사각통 형상의 커버(130)로 이루어진 예를 나타내고 있으나, 원통형상의 커버도 가능하며, 후술하는 도 6 내지 도 9에 도시된 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
아울러, 도시된 예에서는 조립형으로 제작된 사각통 형상의 커버(130) 및 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(120) 구조를 나타내고 있으나, 모두가 일체형으로 제작될 수도 있다.
더욱이, 다수의 임펠러형 날개(121)의 곡면이 도시된 바와 같이 단일 곡면일 수도 있으나, 다단 곡면 또는 꽈배기 형태의 나선형 곡면일 수 있으며 그 곡면 형상을 한정하는 것은 아니다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기한 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면을 갖는 다수의 임펠러형 날개(121)를 갖는 임펠러형 팬 구조에 의해 배기 가스는 다수의 임펠러형 날개(121)의 순방향(시계 방향)을 따라 원활하게 배출되는 반면에, 상기 배기 가스의 속도보다 빠른 엔진 소음은 복수개의 임펠러형 날개(121)의 회전하는 평면에 직교하면서 부딪혀 자연스럽게 반사됨으로써, 인접한 두 개의 임펠러형 날개의 회전하는 곡면과 거의 밀착하여 인접되어 커버되는 제 1 커버(131) 및 소음 방지용 회전 원판(140)의 내면 사이의 공간에서 상호 간섭되어 진행 에너지가 감소 내지 소멸하게 됨으로, 배기가스 자체가 엔진 룸 자체에서 소음이 여과됨으로써, 엔진의 소음 감소 효율을 더욱 더 제고할 수 있게 된다.
이와 같은 다수의 임펠러형 날개(121)와 이를 사방에서 거의 밀착하여 둘러싸는 소음 방지용 회전 원판(140) 및 커버(130) 구조에 의해 배압 가능성을 완전히 제거할 수 있음으로 무배압으로 인한 엔진 출력을 증강(제한되는 것은 아니지만, 대략 20-30% 정도)할 수 있고 이로 인해 연료 절감 효과를 혁신적으로 증대할 수 있다.
도 6에 도시된 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러(210)는, 사각통 형상의 제 1 커버(231)내에 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(220)이 대략 반정도가 개방된 격판(233)에 의해 두 개가 형성된 점을 제외하고는 실질적으로 도 5에 도시된 로터리 머플러(110)의 구조와 동일하다.
도시된 예에서는 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(220) 구조를 나타내고 있으나, 세 개 이상도 가능하며, 본 발명에 있어 그 개수를 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 두 개 이상의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(220)이 로터리 머플러(210)에 구비되어 있음으로 대용량의 내연기관용 엔진에 더욱 적합한 장점이 있다.
도 7에 도시된 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러(310)는, 사각통 형상의 제 1 커버(331)내에 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(320)을 컨베이어 벨트(340)를 통해 자전하는 형태로 회전 이동하는 구조로 된 점에서 상기한 도 5 및 도 6의 실시예와 상이하다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과 이를 사방에서 거의 밀착되는 구조로 둘러싸는 커버로 이루어지는 로터리 머플러가 내연기관용 엔진(100)의 배기 밸브(5)에 근접하여 설치되거나, 매니 폴드(7)에 설치되어, 로터리 머플러가 내연기관용 엔진룸에 설치한 점을 주 특징으로 하고 있으나, 배기 가스를 외부로 배출하는 배출 파이프(9)에 근접하여 설치할 수도 있으며, 이 경우에도 배압의 영향을 줄이고 엔진의 소음 감소 효율을 증가하는 효과는 동일함을 이해해야 할 것이다.
도 8에 도시된 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러(410)는, 사각통 형상의 제 1 커버(431)내에서 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(420)을 거의 반분하는 격판(433)이 상측에서 하방으로 수직되게 커버(430)의 바닥면쪽으로 형성되며, 상기 격판(433)의 하단과 커버(430)의 바닥면 사이에 배기가스 통로(434)가 형성되어 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(420)의 회전 방향이 상호 반대 방향으로 회전(좌측은 시계 방향, 우측은 반시계 방향)하는 점을 제외하고는 실질적으로 도 6에 도시된 로터리 머플러(210)의 구조와 동일하다.
이와 같이, 커버의 대략 중앙 하측에 배기가스 통로(434)가 형성되고, 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(420)의 회전 방향이 상호 반대 방향으로 회전함으로써, 배기가스의 통과에 따라 보다 자연스러운 회전이 이루어져 장시간 회전 및 이동이 가능한 장점이 있다.
물론, 도시된 예에서는 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(420) 구조를 나타내고 있으나, 세 개 이상도 가능하며, 본 발명에 있어 그 개수를 한정하는 것은 아니다.
도 9에 도시된 내연기관용 엔진에 장착되는 로터리 머플러(510)는, 사각통 형상의 커버(530)내에서 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(520)을 거의 반분하는 격판으로서 공동 공진기(cavity resonator)(533)가 수직되게 커버(530)의 바닥면쪽으로 형성되며, 상기 공동 공진기(533)의 하단과 커버(530)의 바닥면 사이에 배기가스 통로(534)가 형성된 점을 제외하고는 도 8에 도시된 로터리 머플러(410)의 구조와 동일하다.
여기서, 상기한 공동 공진기(533)는 극초단파를 공진시키는 회로가 붙은 속이 빈 금속 상자를 지칭하는 것으로 극초단파의 발진(發振), 증폭, 주파수의 안정화, 파장의 측정, 전자의 가속 따위에 사용되는 것으로 이러한 공동 공진기는 널리 알려진 기술 및 구조임으로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기 한다
여기서, 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(520)의 회전 방향이 상호 반대 방향으로 회전(좌측은 시계 방향, 우측은 반시계 방향)하는 점은 도 8의 로터리 머플러(410)와 동일하다.
이와 같이, 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(520)을 거의 반분하는 격판으로서 공동 공진기(cavity resonator)(533)를 사용함으로써, 공동 공진기(533)의 텅빈 공간내에서 통과하는 펄스식 배기가스의 흐름을 평활(平滑; smoothing)하도록 하고, 소음을 흡수하는 역할을 수행하게 되어, 더욱더 배기가스의 소음을 저감하는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진의 개략적인 구성 단면도이다.
여기서, 터보 차저는 배기가스의 압력으로 터빈을 돌리고, 그 터빈이 공기압축기를 구동시켜 규정된 양 이상의 공기를 엔진에 공급하고, 그것에 따라 다량의 연료를 연소시켜 엔진의 출력을 높이는 기능을 하는 장치이며, 본 발명에 있어서는 일반적인 터보 차저의 터빈 대신에 상술한 도 3 내지 도 9에 도시된 다양한 구조의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 구비한 로터리 머플러용 터빈(610)을 장착한 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진(600)은, 크게 실린더(도면번호 미부여)로 구성된 피스톤이 왕복 운동하는 몸체(1a)와, 흡기 및 배기 밸브(도면 번호 미부여)가 달린 헤드(1b)와, 흡기 매니 폴드(602) 및 배기 매니 폴드(603) 등으로 이루어지며, 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)을 구비한 로터리 머플러용 터빈(610)을 별도 장착한 구조를 갖는다.
한편, 흡기 및 배기 매니 폴드(602)(603)는 통상 복수개의 엔진룸에 연결되는 형태이나, 본 발명에 있어서는 단일의 엔진룸에 연결되는 형태인 것도 포함됨은 물론이다.
여기서, 본 발명의 특징은 본 발명에 따른 로터리 머플러용 터빈(610)이 종래의 터보 차저(turbocharger)의 터빈 구조를 간단히 대체함과 아울러, 로터리 머플러 기능을 자체적으로 수행가능하기 때문에, 종래의 터보 차저 엔진 외부에 설치되는 대형의 머플러와 같은 로터리 머플러가 전혀 필요하지 않다는 것이다.
이러한 구조를 갖는 내연기관용 터보 차저 엔진(600)에 설치되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)을 구비한 로터리 머플러용 터빈(610) 구조를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)을 구비한 로터리 머플러용 터빈(610)은 내연기관용 터보 차저 엔진(600)의 배기구(도면 번호 미부여)로부터 방출되는 배기가스는 엔진룸의 말단부인 단일의 포집 파이프형태의 배기 매니 폴드(603)를 통과하게 되며, 이 배기가스의 압력에 의해 로터리 머플러용 터빈(610)의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)은 회전하게 되고 이에 회전축(605)을 통해 연결된 흡기 매니 폴드(602) 측의 임펠러(606)를 구비한 에어 컴프레셔(607)에 의해 내연기관용 터보 차저 엔진(600)의 흡기구(도면 번호 미부여)에 공급되는 흡기(吸氣)를 과급(過給)하도록 하여 엔진의 출력을 증강하도록 하게 된다.
한편, 상기한 로터리 머플러용 터빈(610)은, 상술한 바와 같이 상기 엔진룸의 말단부인 배기 매니 폴드(603)의 일측(단일의 포집 파이프)에 연통(連通)되어 유입된 배기가스를 이용하여 흡기 매니 폴드(602) 측의 임펠러(606)를 구비한 에어 컴프레셔(607)를 작동하는 역할을 수행함과 동시에, 통과하는 배기가스를 소음(消音)시켜 배출 파이프(604)로 배출시키는 역할을 함께 수행하며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개(621)가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)을 사방에서 거의 밀착되는 구조로 둘러싸는 커버(630)로 이루어진다.
이와 같은 다수의 방사상(放射狀)의 날개(621)가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)과 커버(630)의 구조 및 작동은 도 3에 도시된 것과 동일함으로 더 이상의 부연 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 배기가스 통로인 배기 매니 폴드(603)의 말단부 파이프 위치는 로터리 머플러용 터빈(610)의 상측부(구동축(622) 기준으로 상부)에 위치하도록 하여 방출되는 배기가스의 방향에 따라 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(620)의 날개(621)가 용이하게 시계방향으로 회전할 수 있도록 함이 바람직하다.
한편, 로터리 머플러용 터빈(610)과 배출 파이프(604)사이에는 촉매 변환 장치(catalytic converter)(650)가 설치되어 상기 배출 가스의 유해 성분을 정화하도록 되어 있으며, 이러한 촉매 변환 장치 등의 배기 시스템은 널리 알려진 기술임으로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 미설명의 부호 608과 609는 각각 액츄에이터와 작동로드이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 소음 반사 및 송풍 팬을 구비한 로터리 머플러용 터빈의 구조도들이다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 머플러용 터빈(110)은, 배기 가스 통과부로서의 배기 매니 폴드(703)(상술한 바와 같이, 단일의 포집 파이프 형태인 배기 매니 폴드의 말단부의 위치는 로터리 머플러용 터빈(710)의 상측부에 위치)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전후로 형성된 중앙 구동축(722)과, 상기 중앙 구동축(722) 외주연에 방사상으로 형성되며 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 곡면을 갖는 다수의 임펠러형 날개(721)로 이루어지는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(720)과; 상기 중앙 구동축(722)의 양단부에 상기 다수의 임펠러형 날개(721)를 양방향에서 거의 밀착 커버하는 형태로 회전 가능하도록 설치되는 대향하는 두 개의 소음 방지용 회전 원판(740)과; 상기 다수의 임펠러형 날개(721)의 단부에 근접하여 커버하는 전방이 개방된 사각통 형상의 제 1 커버(731)와, 상기 두 개의 소음 방지용 회전 원판(740)중 어느 하나를 커버하여 상기 제 1 커버(731)의 개방된 전방을 커버하는 제 2 커버(732)로 이루어지는 사각 통형상의 커버(130)로 이루어진다.
여기서, 도시된 예에서는 상기 커버(730)의 사각통 형상의 제 1 커버(731)가 그 전방이 개방되어 제 2 커버(732)에 의해 개방된 하나의 소음 방지용 회전 원판(740)을 보호하도록 되어 있으며, 상기 제 1 커버(731)의 후방으로는 홀(미도시)을 통해 상기 중앙 구동축(722)의 일단과 회전축(705)이 일체로 당접(當接)되어 배기가스의 압력에 의한 중앙 구동축(722)의 회전시에 상기 회전축(705)을 통해 연결된 흡기 매니 폴드(702) 측의 임펠러(706)를 회전하게 된다.
또한, 도시된 예에서는 로터리 머플러용 터빈(710)을 통과해서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하기 위한 배출 파이프(704)는 배기가스의 흐름방향을 따라 포집 파이프 형태인 배기 매니 폴드(703)의 말단부와 일직선상으로 형성되어 있으나, 수직으로 절곡된 형태도 가능하며, 배기 매니 폴드(703)와 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(720)을 따라 흐르는 배기가스의 흐름방향과 동일하게 배출하는 형태라며 본 발명에 있어 그 구조를 한정하는 것은 아니다.
아울러, 도시된 예에서는 조립형으로 제작된 사각통 형상의 커버(730) 및 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(720) 구조를 나타내고 있으나, 모두가 일체형으로 제작될 수도 있다.
도 12에 도시된 내연기관용 터보 차저 엔진(600)에 장착되는 로터리 머플러용 터빈(810)은, 사각통 형상의 제 1 커버(831)내에 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(820)이 대략 반정도가 개방된 격판(833)에 의해 두 개가 형성된 점을 제외하고는 실질적으로 도 11에 도시된 로터리 머플러(710)의 구조와 동일하다.
여기서, 상기 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(820) 중 어느 하나만이 제 1 커버(831)의 후방으로는 홀(미도시)을 통해 중앙 구동축(822)의 일단과 회전축(805)이 일체로 당접(當接)되어 배기가스의 압력에 의한 중앙 구동축(822)의 회전시에 상기 회전축(805)을 통해 연결된 흡기 매니 폴드(802) 측의 임펠러(806)를 회전하게 된다.
도시된 예에서는 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(820) 구조를 나타내고 있으나, 세 개 이상도 가능하며, 본 발명에 있어 그 개수를 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 두 개 이상의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬(820)이 로터리 머플러용 터빈(810)에 구비되어 있음으로 대용량의 내연기관용 터보 차저 엔진에 더욱 적합한 장점이 있다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
본 발명은 내연기관의 엔진룸 자체에 배기가스의 흐름 방향에 직각되는 평면 또는 곡면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 설치하여 엔진 소음은 상기 팬 날개에서 반사토록하여 소음 진행을 상쇄 내지 감소시키고 엔진의 배기가스는 팬의 동작에 따라 순방향으로 배출 파이프로 향하게 함으로써, 종래와 같은 별도의 고정 소음 반사판을 배제하여 배압 가능성을 제거하여 엔진의 구동출력을 증가할 수 있는 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진에 관한 것이다.

Claims (16)

  1. 실린더로 구성된 피스톤이 왕복 운동하는 몸체와, 흡기 및 배기 밸브가 달린 헤드로 구성된 내연기관용 엔진에 있어서,
    엔진의 배기 밸브로부터 방출되는 배기가스가 통과되는 배기가스 통과부와,
    상기 배기가스 통과부 사이에 연통(連通)되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부의 배출파이프로 배출하며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 로터리 머플러(消音器)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기가스 통과부는 상기 헤드내에 구비되며, 상기 로터리 머플러 또한 상기 배기 밸브의 근접된 상기 헤드내에 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내연기관용 엔진은 다기통으로서 각각의 내연기관용 엔진의 각 배기가스 통과부는 매니 폴드(manifold)에 연결되며, 상기 로터리 머플러는 상기 매니 폴드에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬의 다수의 방사상(放射狀)의 날개는, 수차형, 프로펠러형, 또는 임펠러형인 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터리 머플러는, 상기 배기 가스 통과부의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전후로 형성된 중앙 구동축과, 상기 중앙 구동축 외주연에 방사상으로 형성되며 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 다수의 방사상(放射狀)의 날개로 이루어지는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과; 상기 중앙 구동축의 일단부에 상기 다수의 날개를 양방향에서 커버하는 형태로 회전 가능하도록 설치되는 두 개의 소음 방지용 회전 원판과; 상기 다수의 날개의 단부에 근접하여 커버하는 일방 또는 전후방이 개방된 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버와, 상기 소음 방지용 회전 원판을 커버하여 상기 제 1 커버의 개방된 일방 또는 전후방을 커버하는 제 2 커버를 포함하는 원통 또는 사각통 형상의 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로터리 머플러는, 상기 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버내에 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬이 적어도 두 개가 일렬로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버내에서 상기 적어도 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 분할하는 격판이 상측에서 하방으로 수직되게 상기 제 1 커버의 바닥면쪽으로 형성되며, 상기 격판의 하단과 상기 제 1 커버의 바닥면 사이에 배기가스 통로가 형성되어 인접하는 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬의 회전 방향이 상호 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 격판은 공동 공진기(cavity resonator)인 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬이 상기 커버내에서 컨베이어 벨트를 통해 회전 이동하는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 엔진.
  10. 흡기 매니 폴드 및 배기 매니 폴드가 구비된 내연기관용 터보 차저 엔진에 있어서,
    상기 배기 매니 폴드 측에 장착되며, 상기 엔진의 배기구로부터 방출되는 배기가스의 압력에 의해 회전하되 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 로터리 머플러(消音器)용 터빈과,
    상기 흡기 매니 폴드 측에 설치되며 상기 로터리 머플러용 터빈의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬에 회전축을 통해 상호 연결되는 임펠러와,
    상기 임펠러의 회전에 따라 상기 엔진의 흡입구에 공급되는 흡기(吸氣)를 과급(過給)하는 에어 컴프레셔로 이루어지는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로터리 머플러(消音器)용 터빈은, 파이프 형태의 상기 배기 매니 폴드 말단부의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전후로 형성된 중앙 구동축과; 상기 중앙 구동축 외주연에 방사상으로 형성되며 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 다수의 방사상(放射狀)의 날개로 이루어지는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과; 상기 중앙 구동축의 일단부에 상기 다수의 날개를 양방향에서 커버하는 형태로 회전 가능하도록 설치되는 두 개의 소음 방지용 회전 원판과; 상기 다수의 날개의 단부에 근접하여 커버하는 일방 또는 전후방이 개방된 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버와, 상기 소음 방지용 회전 원판을 커버하여 상기 제 1 커버의 개방된 일방을 커버하는 제 2 커버를 포함하는 원통 또는 사각통 형상의 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 로터리 머플러(消音器)용 터빈은, 상기 원통 또는 사각통 형상의 제 1 커버내에 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬이 적어도 두 개가 일렬로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 두 개의 엔진 소음 반사 및 송풍 팬 중 어느 하나만이 그 중앙 구동축의 일단과 상기 회전축이 일체로 당접(當接)되어 상기 배기가스의 압력에 의한 해당 중앙 구동축의 회전시에 상기 회전축을 통해 연결된 상기 흡기 매니 폴드 측의 임펠러를 회전시키는 특징으로 하는 로터리 머플러가 내장된 내연기관용 터보 차저 엔진.
  14. 내연기관용 엔진의 배기 밸브로부터 방출되는 배기가스가 통과되는 배기가스 통과부와,
    상기 배기가스 통과부 사이에 설치되며, 상기 배기가스의 흐름 방향에 직각되면서 순차적으로 접하는 평면을 갖는 다수의 방사상(放射狀)의 날개가 형성되는 엔진 소음 반사 및 송풍 팬과,
    상기 배기가스 통과부 사이에서 연통되어 유입된 배출가스를 소음(消音)시켜 외부의 배출파이프로 배출하며, 상기 엔진 소음 반사 및 송풍 팬을 사방에서 근접하여 둘러싸는 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 로터리 머플러(消音器).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 배기가스 통과부는 상기 내연기관용 엔진의 헤드내에 구비되며, 상기 로터리 머플러 또한 상기 배기 밸브의 근접된 상기 헤드내에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 로터리 머플러.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 내연기관용 엔진은 다기통으로서 각각의 내연기관용 엔진의 각 배기가스 통과부는 매니 폴드(manifold)에 연결되며, 상기 로터리 머플러는 상기 매니 폴드에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 로터리 머플러.
PCT/KR2009/003293 2008-07-10 2009-06-19 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진 WO2010005186A2 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0066817 2008-07-10
KR1020080066817A KR100985150B1 (ko) 2008-07-10 2008-07-10 내연기관용 소음기 및 이를 구비한 내연기관용 엔진

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010005186A2 true WO2010005186A2 (ko) 2010-01-14
WO2010005186A3 WO2010005186A3 (ko) 2010-04-22

Family

ID=41507543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/003293 WO2010005186A2 (ko) 2008-07-10 2009-06-19 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100985150B1 (ko)
WO (1) WO2010005186A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102155281A (zh) * 2011-04-06 2011-08-17 王迪 汽车尾气排风鼓装置
DE102019100578A1 (de) * 2019-01-11 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine für ein Einspurfahrzeug
IT201900017228A1 (it) * 2019-09-25 2021-03-25 Paolo Fresi Sistema per l’ abbattimento del rumore per motori a combustione interna
CN115217580A (zh) * 2021-12-02 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车消音排气装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109753A (en) * 1976-11-19 1978-08-29 Midas-International Corporation Muffler assembly
KR19980016466U (ko) * 1996-09-18 1998-06-25 박병재 차량의 강제 배기장치
JP2001140628A (ja) * 1999-11-19 2001-05-22 Matsushiyou:Kk 回転フィン式消音器
JP2003184535A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Yoshio Ota ディーゼルエンジンの排気浄化装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950029536A (ko) * 1994-04-19 1995-11-22 안병국 차량용 배기가스 정화장치
KR100393476B1 (ko) * 2001-03-20 2003-08-02 금호산업주식회사 비드부를 보강한 공기입 타이어
KR200274318Y1 (ko) 2002-02-06 2002-05-04 정이호 자동차용 머플러

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109753A (en) * 1976-11-19 1978-08-29 Midas-International Corporation Muffler assembly
KR19980016466U (ko) * 1996-09-18 1998-06-25 박병재 차량의 강제 배기장치
JP2001140628A (ja) * 1999-11-19 2001-05-22 Matsushiyou:Kk 回転フィン式消音器
JP2003184535A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Yoshio Ota ディーゼルエンジンの排気浄化装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102155281A (zh) * 2011-04-06 2011-08-17 王迪 汽车尾气排风鼓装置
DE102019100578A1 (de) * 2019-01-11 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine für ein Einspurfahrzeug
IT201900017228A1 (it) * 2019-09-25 2021-03-25 Paolo Fresi Sistema per l’ abbattimento del rumore per motori a combustione interna
WO2021059313A1 (en) * 2019-09-25 2021-04-01 Fresi Paolo Noise abatement system for internal combustion engines
US11603780B2 (en) 2019-09-25 2023-03-14 Paolo Fresi Noise abatement system for internal combustion engines
CN115217580A (zh) * 2021-12-02 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车消音排气装置
CN115217580B (zh) * 2021-12-02 2023-08-15 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车消音排气装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100006621A (ko) 2010-01-21
WO2010005186A3 (ko) 2010-04-22
KR100985150B1 (ko) 2010-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2728946B2 (ja) エンジン排気ガス調和及び制御システム
KR100986061B1 (ko) 배기 매니폴드와 실린더 헤드가 일체형으로 형성된 엔진
WO2009099399A1 (en) Vacuum creating exhaust muffler for internal combustion engines
KR100738273B1 (ko) 배기 터빈 과급기의 압축기용 소음기
WO2010005186A2 (ko) 내연기관용 로터리 머플러 및 이를 구비한 내연기관용 엔진
CN102213122A (zh) 节能消音器
TW201710111A (zh) 汽車內燃機的排氣系統
US20090196739A1 (en) Axial flow fluid device
US4910959A (en) Pulsed catalytic supercharger silencer
WO2012016366A1 (zh) 脉冲可变流道涡轮机装置
WO2013089159A1 (ja) 排気タービン過給機
CN108571406B (zh) 消声装置
KR101547092B1 (ko) 과급기용 사일런서
JPS63309708A (ja) 内燃機関用の消音器付排気装置
JP2902355B2 (ja) 吸気用サイレンサー
JP2006029224A (ja) 過給器付エンジンの排気装置
JPH10318194A (ja) ブロア排気騒音の消音装置
JPS6149134A (ja) ガスタ−ビン発電装置
CN212508493U (zh) 一种汽油机低阻力消声器
WO2017094426A1 (ja) 電動機支持機構、圧縮機、および過給機
JP2022530568A (ja) 音響処理を含む逆推力装置カスケード
JPH073011Y2 (ja) 内燃機関用過給機の消音器
CN211500767U (zh) 消音排气管、车辆消音排气管控制系统及车辆
WO2020170984A1 (ja) エンジンの排気系構造
WO2020170975A1 (ja) 排気マニホールド

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09794592

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09794592

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2