KR100835709B1 - 엔진 배기가스용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 배기가스용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소음이 최대가 되는 소음기 내부 입구 측에 공명기를 환형으로 설치함으로써, 상기 엔진의 저주파수 소음을 현저히 감소시킬 수 있어, 종래에 사용되는 대형 소음기에 비해 저주파수 영역에서 높은 소음 저감 성능을 가지며, 소음기의 크기도 줄일 수 있어 설치 공간에 제약이 없고 산업용 소음기 분야에 광범위하게 적용할 수 있는 특징이 있다.

이와 같이, 본 발명은 엔진의 배기가스관에 연결되는 소음기에 있어서,

상기 배기가스관 사이에 형성되어 배기가스관의 폭 보다 크게 확관된 원통형으로 형성되는 몸통과;

상기 몸통에 유입된 소음을 차단하도록 몸통의 내부에 환형으로 형성되는 공명기; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

소음기, 공명기, 헬름홀츠, 엔진, 배기가스

Description

엔진 배기가스용 소음기{Exhaust Silencer for Engine Exhaust System}

도 1 및 도 2는 종래기술에 다른 소음기를 나타낸 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 사시도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 단면도이고,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공명기를 나타낸 사시도이고,

도 6은 도 4의 A-A 부분을 나타낸 단면도이고,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소음흡입홀의 다양한 형태를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸통 20 : 배기가스관

30 : 공명기 31 : 소음흡입홀

32 : 돌출부 33 : 방사상 격벽

100 : 소음기

본 발명은 엔진 배기가스용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소음이 최대가 되는 소음기 내부 입구 측에 공명기를 환형으로 설치함으로써, 상기 엔진의 저주파수 소음을 현저히 감소시킬 수 있어, 종래에 사용되는 대형 소음기에 비해 저주파수 영역에서 높은 소음 저감 성능을 가지며, 소음기의 크기도 줄일 수 있어 설치 공간에 제약이 없고 산업용 소음기 분야에 광범위하게 적용할 수 있는 엔진 배기가스용 소음기에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 분야의 산업기계들에 대한 운전조건이 고속화되고 있는 추세에 따라 고주파 성분이 포함된 소음원의 발생이 급증하고 있다. 이러한 고주파 소음은 그 음향특성상 날카롭고 높은 소리로 귀에 들리게 되므로 근로자의 작업효율을 떨어뜨리는 것은 물론이고 장시간 방치할 경우 청력저하를 유발할 수 있다.

또한, 상기 엔진용 소음기는 원활한 배기가스 방출을 위해 최소한의 배압으로 최대 소음을 저감하는 것이 필요하나, 대형 엔진에 장착되는 소음기는 대용량의 배기가스 방출과 함께 고성능의 출력을 유지하는 것이 필요하여 소음기 내부에 소음 저감을 위한 유로의 변경과 칸막이 사용에 큰 제한을 받는다.

따라서, 허용치 이상의 소음이 발생되는 산업기계에는 소음을 저감시키기 위한 음향 소음기의 장착이 요구된다. 현재 사용되고 있는 음향 소음기는 주로 자동차 머플러 등을 위해 개발된 확장형 소음기와 흡음형 소음기의 두 종류로 구분될 수 있다.

도 1에 도시된 확장형 소음기는 음파가 확장관(1)에 진입할 때 음향 임피던스가 급격히 커져서 입구 쪽으로 일부가 반사됨으로써 투과 음파가 저감되도록 하는 방식을 사용한다.

한편, 도 2에 도시된 흡음형 소음기는 음파가 진행하는 관의 내벽에 흡음재(2)를 구비하여 흡음작용을 통해 소음을 저감시키는 방식을 사용하는데, 이 방식의 경우 전 주파수영역에 대하여 단순 흡음작용을 수행하므로 특정 주파수 영역에 대한 소음 저감효율이 낮은 단점이 있다.

그러나, 상기 소음기의 내경이 작아질수록 소음기에는 상당한 배압(Back Pressure)이 걸리게 되어 소음기가 장착되는 해당 기기의 본래 성능을 크게 떨어뜨리게 되므로 고주파 성분을 갖는 소음을 제거하기 위해서는 우선적으로 배압의 문제가 해결되어야 한다.

또한, 상기 소음기 내부에 길이 방향에 대하여 직각이 되게 다수의 격판을 지그재그로 설치하여 소음이 격판을 차례차례 통과하면서 소음이 이루어지게 만들었기 때문에 강한 진동이 격판을 자극하여 진동과 이음이 발생하기 때문에 부드러운 소음을 달성할 수 없는 불편함이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

소음이 최대가 되는 소음기 내부 입구 측에 공명기를 환형으로 설치함으로 써, 상기 엔진의 저주파수 소음을 현저히 감소시킬 수 있어, 종래에 사용되는 대형 소음기에 비해 저주파수 영역에서 높은 소음 저감 성능을 가지며, 소음기의 크기도 줄일 수 있어 설치 공간에 제약이 없고 산업용 소음기 분야에 광범위하게 적용할 수 있는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 엔진의 배기가스관에 연결되는 소음기에 있어서,

상기 배기가스관 사이에 형성되어 배기가스관의 폭 보다 크게 확관된 원통형으로 형성되는 몸통과;

상기 몸통에 유입된 소음을 차단하도록 몸통의 내부에 환형으로 형성되는 공명기;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 환형으로 형성된 공명기는 중심부에서 방사상 격벽으로 형성되어 다수개로 나누어져 형성되고, 상기 공명기는 배기가스와 소음이 유입되는 입구 측 몸통 내부에 형성되며, 상기 공명기는 배기가스와 소음이 배출되는 출구 측 몸통 내부에 더 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 엔진 배기가스용 소음기(100)는 배기가스관(20) 사이에 설치되는 몸통(10)과, 상기 몸통(10)의 내부에 형성되는 공명기(30)로 구성된다.

상기 엔진의 배기가스는 관을 통해 외부로 배출되는데, 상기 배기가스에는 유해물질과 소음이 섞여있어 상기 배기가스가 외부로 제약 없이 배출되면 환경오염에 심각한 악영향을 미친다. 그래서, 상기 배기가스관(20) 사이에는 여과장치와 별도의 소음기(100)가 설치되어 배기가스의 유해물질과 소음을 필터링한다.

여기서, 상기 소음은 필터링하기 위해 소음기(100)를 설치하는데, 상기 소음기(100)는 배기가스관(20) 사이에 설치되고, 상기 배기가스관(20)의 폭 보다 넓은 폭의 몸통(10)으로 형성되어 소음이 상기 몸통(10)의 내부공간에서 흡수되어 저감시킨다. 이때, 상기 몸통(10)은 배기가스관(20)처럼 원통형으로 형성된다.

여기서, 본 실시에서는 비록 상기 소음기(100)의 몸통(10)을 원통형으로 사용하였으나, 상기 소음기(100)의 몸통(10)을 사각형, 삼각형, 다각형의 다양한 형태로도 사용 가능함은 물론이다.

또한, 상기 배기가스관(20)은 몸통(10)의 내부방향으로 일정간격 더 형성되고, 상기 배기가스 입구 측의 반대인 출구 측도 배기가스관(20)이 몸통(10)의 내부방향으로 일정간격 더 돌출되어 형성된다.

그리고, 상기 몸통(10)의 내부에는 배기가스관(20)을 중심으로 환형 형태의 공명기(30)가 설치된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공명기를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 4의 A-A 부분을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 공명기(30)는 도넛 형상인 환형 형태로 형성되어 관통된 중앙홀에 배기가스관(20)이 관통 형성되고, 상기 공명기(30)는 배기가스관(20)을 통해 배기가스와 소음이 유입되는 몸통(10)의 입구 측 내부에 형성된다.

여기서, 본 실시에서는 비록 상기 공명기(30)가 몸통(10) 내부의 입구 측에 설치되었으나, 상기 공명기(30)를 몸통(10) 내부의 출구 측(배기가스가 배출되는 방향)에도 설치 가능함은 물론이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 공명기(30)는 몸통(10)의 단면상 중심부에서 방사상 격벽(33)으로 형성되어 다수개로 나누어져 형성되는데, 이는 공명기(30)가 각각 한 개씩 부채꼴 형태로 형성되어 분리/결합할 수 있고, 상기 부채꼴 형태의 공명기(30) 다수개가 결합되면 환형 형태로 형성된다.

이때, 상기 각각의 공명기(30)는 일정한 간격으로 배열되어 있는데, 각각의 공명기(30)는 특정 영역의 저주파수로 튜닝(tuning) 된 공명기(30)들을 사용하여 500Hz 전후의 해당 주파수에서의 높은 흡음성능을 가지도록 제작된다.

그리고, 상기 각각의 공명기(30)는 몸통(10)의 내부와 접촉되는 일단면에 배 기가스관(20)을 통해 몸통(10)의 내부에 유입된 소음이 공명기(30) 내부에 흡입되도록 소음흡입홀(31)이 형성된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소음흡입홀의 다양한 형태를 나타낸 단면도이다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 소음흡입홀(31)은 공명기(30)의 내부로 소정간격 돌출되는 돌출부(32)가 형성되어 몸통(10)의 내부에 유입된 소음이 공명기(30)의 내부에 원활하게 흡입되도록 가이드 역할을 한다.

(b)에 도시한 바와 같이, 상기 소음흡입홀(31)은 공명기(30)의 내, 외부방향으로 소정간격 돌출되는 돌출부(32)가 형성되어 몸통(10)의 내부에 유입된 소음이 공명기(30)의 내부에 원활하게 흡입되도록 가이드 역할을 한다.

여기서, 본 실시에서는 비록 상기 소음흡입홀(31)의 크기가 상호 규일하게 형성되었으나, 상기 소음흡입홀(31)의 크기는 상호 각각 다르게 형성 가능함은 물론이다.

상기에서 기술한 소음흡입홀(31)은 각각의 공명기(30) 일단면에서 한 개 이상 다수개로 형성되어 동일한 입구 면적에 비해 소음이 접촉하는 표면적을 늘려 상기 공명기(30) 작동시, 해당 주파수에서의 소음 저감 성능을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기에서 기술한 공명기(30)는 헬름홀츠 공명기로써 일반적인 헬름홀 츠 공명기의 원리/기능과 유사한 것임으로 별도의 기술은 하지 않겠다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 엔진 배기가스용 소음기는 소음이 최대가 되는 소음기 내부 입구 측에 공명기를 환형으로 설치함으로써, 상기 엔진의 저주파수 소음을 현저히 감소시킬 수 있어, 종래에 사용되는 대형 소음기에 비해 저주파수 영역에서 높은 소음 저감 성능을 가지며, 소음기의 크기도 줄일 수 있어 설치 공간에 제약이 없고 산업용 소음기 분야에 광범위하게 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 엔진의 배기가스관에 연결되는 소음기(100)에 있어서,

   상기 배기가스관(20) 사이에 형성되어 배기가스관(20)의 폭 보다 크게 확관된 원통형으로 형성되는 몸통(10)과;

   상기 몸통(10)에 유입된 소음을 차단하도록 몸통(10)의 내부에 환형으로 형성되고, 중심부에서 방사상 격벽(33)으로 형성되어 다수개로 형성되는 공명기(30);

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공명기(30)는 배기가스와 소음이 유입되는 입구측 몸통(10) 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 공명기(30)는 배기가스와 소음이 배출되는 출구측 몸통(10) 내부에 더 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 공명기(30)의 일단면에는 몸통(10)의 내부에 유입된 소음이 흡입될 수 있도록 소음흡입홀(31)이 방사상 격벽(33) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 공명기(30)의 소음흡입홀(31)에는 공명기(30)의 내부방향으로 소정간격 돌출되는 돌출부(32)가 더 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 소음흡입홀(31)의 돌출부(32)는 공명기(30)의 내부/외부 양측부에 소정간격 돌출되어 더 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 소음흡입홀(31)은 각각의 공명기(30)에서 한 개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 다수개의 소음흡입홀(31)은 각각의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 공명기(30)는 저주파수 소음대를 감소시킬 수 있는 헬름홀츠 공명기인 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 배기가스관(20)은 몸통(10)의 내부방향으로 형성되어 공명기(30)의 일단면에서 소정간격 돌출되는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스용 소음기.
11. 삭제

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