KR101313734B1 - 유해가스 저감형 자동차 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진에서 발생한 연소가스의 온도와 압력을 하강시켜 배출하되 배기가스의 압력에 따라 가스 배출량이 자동으로 조절되어 유해가스의 배출량을 최소화할 수 있는 유해가스 저감형 자동차 소음기에 관한 것으로서,
배기가스가 유입되는 가스 유입관(11) 및 배기가스가 배출되는 가스 배출관(12)이 각각 연결되는 몸체(10)와; 격벽에 의해 내부가 복수의 구역으로 구획되고 원주면을 따라 다수의 통공(25)이 형성되며 상기 몸체(10)의 내부에 설치되는 적어도 2개 이상의 소음감소 파이프(20)와; 상기 가스 유입관(11)에 연결되어 가장 안쪽에 위치한 소음감소 파이프(20)의 내부에 설치되고 배기가스의 압력에 따라 배기량이 증감되어 배출되도록 하는 가스량 조절수단(30);을 포함하는 자동차용 소음기에 있어서, 상기 가스량 조절수단(30)은, 외주면에 일정 간격으로 다수의 통공(31')이 형성되며 상기 가스 유입관(11)에 연결되는 조절관(31)과, 상기 조절관(31)의 내부에 설치되는 고정축(32)과, 상기 조절관(31)의 내부에서 전후 이동하도록 상기 고정축(32)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 배기가스 압력에 따라 그 위치가 변화되는 가스량 조절판(33)과, 상기 조절관(31)의 출구측을 막아주며 상기 고정축(32)의 일단을 고정하는 고정축 지지판(34)과, 상기 조절관(31)의 입구측에 설치되어 상기 고정축(32)의 타단을 지지하는 고정축 지지링(35)과, 상기 고정축(32)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)을 탄성 지지하는 탄성 스프링(36)과, 상기 고정축 지지링(35)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)이 상기 고정축 지지링(35)에 충돌하지 않도록 하는 완충 스프링(37)과, 상기 고정축 지지판(34)에 설치되어 상기 탄성 스프링(36)을 보호하는 스프링 커버(38)와, 상기 조절관(31)의 끝단이 결합되며 상기 몸체(10)에 고정되는 조절관 고정나사(39)와, 상기 스프링 커버(38)의 외측에 삽입되어 상기 가스량 조절판(33)의 초기 위치를 설정할 수 있도록 하는 복수개의 프리로드 링(40)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기에 따르면, 복수개의 프리로드 링을 이용하여 가스 조절판의 초기 위치를 설정하는 방식을 통해 탄성 스프링의 스프링 계수를 조절하게 되므로, 개별 차량의 상태를 고려하여 각 차량에 가장 적합한 형태로 구성하여 유해가스의 발생량을 줄이고 연비를 개선할 수 있게 된다.

Description

유해가스 저감형 자동차 소음기{Muffler for Waste Gas Reducing of Car}

본 발명은 자동차의 엔진에서 발생한 연소가스의 온도와 압력을 하강시켜 배출하는 자동차 소음기에 관한 것으로서, 특히 배기가스의 압력에 따라 가스 배출량이 자동으로 조절되어 유해가스의 배출량을 최소화할 수 있는 유해가스 저감형 자동차 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기가스는 엔진에서 발생한 고온 고압의 연소가스가 배출되는 것이므로, 대기중으로 그대로 배출될 경우 환경 오염을 유발함은 물론 압력차에 의해 큰 소음을 유발하게 된다. 이에 따라 자동차의 연소가스가 배출되는 배기관에는 배기압을 저하시킴과 아울러 각종 유해가스를 줄일 수 있도록 하는 소음기가 설치되어 있다.

통상의 자동차 소음기는 대부분 몸체 내부에 다수의 격벽을 설치하여 몸체 내부로 유입되는 배기가스의 배기압을 강하시켜 소음을 감소시키게 되며, 유해가스를 줄이기 위하여 삼원촉매를 사용하고 있다. 즉, 자동차의 배기가스에는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC) 등의 미연소가스와 질소산화물(NOx)과 같은 유해가스가 포함되어 있고, 이들 유해가스로 인해 대기가 오염될 수 있다. 이에 따라 소음기에는 이들 유해가스의 발생량을 줄이기 위하여 삼원촉매가 부착되어 있는 것이다.

그런데, 이처럼 격벽이 설치된 소음기는 격벽과 통공을 이용하여 소음을 감소시키기는 하지만, 격벽 자체가 배기 흐름을 막게 되고 엔진에서 발생한 배기가스 전량을 원활히 배출하지 못하게 되므로, 소위 백프레셔(Back Pressure)라 하는 역압이 발생하여 엔진에 부담을 주고 출력이 저하되는 원인이 되고 있다. 이에 따라 엔진의 출력을 필요 이상으로 높이게 되어 연료 소모량이 증가하는 원인이 되기도 한다.

이에 따라 본 출원인은 배기가스의 압력에 따라 소음기 내로의 배기가스 유입량을 조절할 수 있는 가스량 조절수단을 이용하여 백프레셔의 발생을 차단하고 엔진 부담을 줄임과 아울러 출력 저하를 방지할 수 있는 자동차 소음기를 개발하여, 실용신안등록 제20-0414227호, 제20-0415227호 및 제20-0435902호로 등록하였다.

상기한 종래의 자동차 소음기들은 가스량 조절수단을 이용하여 소음기 내부로 유입되는 배기가스의 양을 조절함으로써 백프레셔의 발생 차단을 통해 엔진 부담을 줄이고 연료를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 소음기 내로 유입되는 배기가스의 양을 조절함으로써 촉매 반응을 통해 미연소가스가 완전연소되도록 함으로써 유해가스의 배출량을 최소화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.

그러나, 상기한 종래의 자동차 소음기들은 각 차종에 대응하는 가스량 조절수단을 이용하는 것으로서 개별 차량의 특성에 맞게 가스량 조절수단을 조절할 수 없고 범용성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 가스량 조절수단은 각 차종에 대응하도록 구성할 수 있지만, 실제 차량에 적용할 경우에는 개별 차량에서의 연소가스 발생량 편차에 따라 가스량 조절수단의 스프링 계수 및 가스 배출관의 크기를 조절할 수 없어 최적의 상태로 만들기가 어렵고 각 차종에 대응하도록 별도로 구성함에 따라 범용성이 저하되어 제조원가가 상승하는 원인이 되는 것이다.

또한, 종래의 자동차 소음기들에서는 미연소 가스의 완전 연소가 이루어짐에 따라 배기가스의 온도가 상승하여 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 감소량이 줄어드는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 개별 차량의 상태 또는 차종에 따라 가스량 조절수단의 스프링 계수를 조절할 수 있도록 함으로써 각 차량에 가장 적합한 형태로 구성하여 유해가스의 발생량을 최소화하고 연비를 개선함은 물론 제조원가를 절감할 수 있는 유해가스 저감형 자동차 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 소음기를 구성하는 몸체의 내부 온도를 낮춤으로써 질소산화물의 배출량을 최소화할 수 있는 유해가스 저감형 자동차 소음기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 개별 차량의 배기가스 발생량에 대응하여 가스 배출관을 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써 백프레셔의 발생을 방지할 수 있는 유해가스 저감형 자동차 소음기를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기가스가 유입되는 가스 유입관 및 배기가스가 배출되는 가스 배출관이 각각 연결되는 몸체와; 격벽에 의해 내부가 복수의 구역으로 구획되고 원주면을 따라 다수의 통공이 형성되며 상기 몸체의 내부에 설치되는 적어도 2개 이상의 소음감소 파이프와; 상기 가스 유입관에 연결되어 가장 안쪽에 위치한 소음감소 파이프의 내부에 설치되고 배기가스의 압력에 따라 배기량이 증감되어 배출되도록 하는 가스량 조절수단;을 포함하는 자동차용 소음기에 있어서, 상기 가스량 조절수단은, 상기 외주면에 일정 간격으로 다수의 통공이 형성되며 상기 가스 유입관에 연결되는 조절관과, 상기 조절관의 내부에 설치되는 고정축과, 상기 조절관의 내부에서 전후 이동하도록 상기 고정축에 슬라이딩 가능하게 설치되어 배기가스 압력에 따라 그 위치가 변화되는 가스량 조절판과, 상기 조절관의 출구측을 막아주며 상기 고정축의 일단을 고정하는 고정축 지지판과, 상기 조절관의 입구측에 설치되어 상기 고정축의 타단을 지지하는 고정축 지지링과, 상기 고정축에 설치되어 상기 가스량 조절판을 탄성 지지하는 탄성 스프링과, 상기 고정축 지지링에 설치되어 상기 가스량 조절판이 상기 고정축 지지링에 충돌하지 않도록 하는 완충 스프링과, 상기 고정축 지지판에 설치되어 상기 탄성 스프링을 보호하는 스프링 커버와, 상기 조절관의 끝단이 결합되며 상기 몸체에 고정되는 조절관 고정나사와, 상기 스프링 커버에 삽입되어 상기 가스량 조절판의 초기 위치를 설정할 수 있도록 하는 복수개의 프리로드 링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기에 따르면, 상기 몸체를 길이 방향으로 관통하도록 설치되어 상기 몸체 내부의 배기가스를 냉각시키는 냉각 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기에 따르면, 상기 가스 배출관은 상기 몸체에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기는, 복수개의 프리로드 링을 이용하여 가스 조절판의 초기 위치를 설정하는 방식을 통해 탄성 스프링의 스프링 계수를 조절하게 되므로, 개별 차량의 상태를 고려하여 각 차량에 가장 적합한 형태로 구성하여 유해가스의 발생량을 줄이고 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기에 따르면, 소음기의 몸체에 관통 설치된 냉각파이프를 이용하여 몸체 내부의 배기가스를 냉각시키게 되므로 고온에서 발생하는 질소산화물의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기에 따르면, 소음기의 몸체에 설치되는 가스 배출관를 착탈할 수 있으므로 배출가스의 양에 따라 가스 배출관을 교체하여 사용함으로써 백프레셔의 발생을 방지하고 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유해가스 저감형 자동차 소음기의 구성도.
도 2는 도 1의 "A"가 도시된 상세도.
도 3은 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기의 외관 사시도.
도 4는 본 발명의 요부 구성인 가스 배출관의 착탈 구조가 도시된 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 유해가스 저감형 자동차 소음기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스가 유입되는 가스 유입관(11) 및 배기가스가 배출되는 가스 배출관(12)이 각각 연결되는 몸체(10)와; 상기 몸체(10)를 길이 방향으로 관통하도록 설치되어 상기 몸체(10) 내부의 배기가스를 냉각시키는 냉각 파이프(15)와; 격벽(도시 생략)에 의해 내부가 복수의 구역으로 구획되고 원주면을 따라 다수의 통공(25)이 형성되며 상기 몸체(10)의 내부에 설치되는 적어도 2개 이상의 소음감소 파이프(20)와; 상기 가스 유입관(11)에 연결되어 가장 안쪽에 위치한 소음감소 파이프(20)의 내부에 설치되고 배기가스의 압력에 따라 배기량이 증감되어 배출되도록 하는 가스량 조절수단(30);을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 가스량 조절수단(30)은, 외주면에 일정 간격으로 다수의 통공(31')이 형성되며 상기 가스 유입관(11)에 연결되는 조절관(31)과, 상기 조절관(31)의 내부에 설치되는 고정축(32)과, 상기 조절관(31)의 내부에서 전후 이동하도록 상기 고정축(32)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 배기가스 압력에 따라 그 위치가 변화되는 가스량 조절판(33)과, 상기 조절관(31)의 출구측을 막아주며 상기 고정축(32)의 일단을 고정하는 고정축 지지판(34)과, 상기 조절관(31)의 입구측에 설치되어 상기 고정축(32)의 타단을 지지하는 고정축 지지링(35)과, 상기 고정축(32)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)을 탄성 지지하는 탄성 스프링(36)과, 상기 고정축 지지링(35)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)이 상기 고정축 지지링(35)에 충돌하지 않도록 하는 완충 스프링(37)과, 상기 고정축 지지판(34)에 설치되어 상기 탄성 스프링(36)을 보호하는 스프링 커버(38)와, 상기 조절관(31)의 끝단이 결합되며 상기 몸체(10)에 고정되는 조절관 고정나사(39)와, 상기 스프링 커버(38)의 외측에 삽입되어 상기 가스량 조절판(33)의 초기 위치를 설정할 수 있도록 하는 복수개의 프리로드 링(40)을 포함한다.

그리고, 상기 가스 배출관(12)은 도 4에 도시된 바와 같이, 개별 차량에서 발생하는 배출가스의 양에 따라 직경이 다른 부품으로 교체할 수 있도록 상기 몸체(10)에 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 유해가스 저감형 자동차 소음기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 차종 또는 차량의 상태를 고려하여 가스량 조절판(33)의 초기 위치를 결정한다. 즉 스프링 커버(38)의 외측에 삽입 설치되는 프리로드 링(40)의 수를 조절하여 탄성 스프링(36)에 초기 압력을 부여하고 상기 가스량 조절판(33)의 초기 위치를 결정하는 것이다. 따라서, 각 개별 차량마다 적절한 위치에 상기 가스량 조절판(33)을 위치시킬 수 있게 된다.

상기한 과정을 통해 상기 가스량 조절판(33)의 초기 위치가 결정되면 소음기의 몸체(10)에 가스량 조절수단(10)을 설치하여, 가스 유입관(11)이 상기 가스량 조절수단(30)의 조절관(31)에 연결되도록 한다. 이때, 상기 조절관(31)을 지지하는 조절관 고정나사(39)가 상기 몸체(10)에 체결되므로, 필요에 따라 상기 가스량 조절수단(30)을 분리할 수 있게 된다.

이 상태에서 엔진에서 발생한 배기가스가 상기 가스 유입관(11)을 통해 유입되면, 배기가스의 압력에 따라 상기 가스량 조절판(33)이 상기 탄성 스프링(36)을 가압하면서 후퇴하게 되고, 이에 따라 상기 조절관(31)에 형성된 복수의 통공(31')이 개방되어 상기 조절관(31)으로 유입된 배기가스가 상기 통공(31')을 통해 소음감소 파이프(20)의 내부로 빠져나가게 된다. 상기 소음감소 파이프(20)는 격벽과 통공(25)을 이용하여 배기가스의 배기압을 하강시키게 되며, 상기 소음감소 파이프(20)에 부착된 삼원촉매는 배기가스에 포함된 일산화탄소 및 탄화수소 등의 미연소가스의 완전연소가 이루어지도록 촉매 작용을 하게 된다.

상기 소음감소 파이프(20)의 통공(25)을 통해 빠져나온 배기가스는 상기 몸체(10)의 내부면을 따라 휘돌아가게 되고, 상기 몸체(10)의 일측에 구비된 가스 배출관(12)을 통해 외부로 빠져나가게 된다. 이때, 배기가스가 상기 몸체(10)를 길이 방향으로 관통하여 설치된 냉각 파이프(15)와 접촉되어 상기 냉각 파이프(15)를 통과하는 외부 공기와의 열교환을 통해 냉각되므로, 상기 몸체(10) 내부의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하지 않게 되고 그에 따라 질소산화물의 발생량이 최소화된다.

이때, 상기 몸체(10)에서 상기 가스 배출관(12)을 통해 빠져나오는 배기가스의 양에 따라 상기 가스 배출관(12)의 직경이 대응하도록 상기 가스 배출관(12)을 교체하여 설치한다. 따라서, 상기 몸체(10) 내부의 압력이 일정 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있으며, 백프레셔가 발생하지 않게 되어 엔진의 부담이 감소하고 출력 저하가 방지된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

10: 몸체
11: 가스 유입관
12: 가스 배출관
15: 냉각 파이프
20: 소음감소 파이프
25: 통공
30: 가스량 조절수단
31: 조절관
31': 통공
32: 고정축
33: 가스량 조절판
34: 고정축 지지판
35: 고정축 지지링
36: 탄성 스프링
37: 완충 스프링
38: 스프링 커버
39: 조절관 고정나사
40: 프리로드 링(Pre-Load Ring)

Claims (3)

1. 배기가스가 유입되는 가스 유입관(11) 및 배기가스가 배출되는 가스 배출관(12)이 각각 연결되는 몸체(10)와; 격벽에 의해 내부가 복수의 구역으로 구획되고 원주면을 따라 다수의 통공(25)이 형성되며 상기 몸체(10)의 내부에 설치되는 적어도 2개 이상의 소음감소 파이프(20)와; 상기 가스 유입관(11)에 연결되어 가장 안쪽에 위치한 소음감소 파이프(20)의 내부에 설치되고 배기가스의 압력에 따라 배기량이 증감되어 배출되도록 하는 가스량 조절수단(30);을 포함하는 자동차용 소음기에 있어서,
   상기 가스량 조절수단(30)은, 외주면에 일정 간격으로 다수의 통공(31')이 형성되며 상기 가스 유입관(11)에 연결되는 조절관(31)과, 상기 조절관(31)의 내부에 설치되는 고정축(32)과, 상기 조절관(31)의 내부에서 전후 이동하도록 상기 고정축(32)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 배기가스 압력에 따라 그 위치가 변화되는 가스량 조절판(33)과, 상기 조절관(31)의 출구측을 막아주며 상기 고정축(32)의 일단을 고정하는 고정축 지지판(34)과, 상기 조절관(31)의 입구측에 설치되어 상기 고정축(32)의 타단을 지지하는 고정축 지지링(35)과, 상기 고정축(32)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)을 탄성 지지하는 탄성 스프링(36)과, 상기 고정축 지지링(35)에 설치되어 상기 가스량 조절판(33)이 상기 고정축 지지링(35)에 충돌하지 않도록 하는 완충 스프링(37)과, 상기 고정축 지지판(34)에 설치되어 상기 탄성 스프링(36)을 보호하는 스프링 커버(38)와, 상기 조절관(31)의 끝단이 결합되며 상기 몸체(10)에 고정되는 조절관 고정나사(39)와, 상기 스프링 커버(38)의 외측에 삽입되어 상기 가스량 조절판(33)의 초기 위치를 설정할 수 있도록 하는 복수개의 프리로드 링(40)과, 상기 몸체(10)를 길이 방향으로 관통하도록 설치되어 상기 몸체(10) 내부의 배기가스를 냉각시키는 냉각 파이프(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 저감형 자동차 소음기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가스 배출관(12)은 상기 몸체(10)에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유해가스 저감형 자동차 소음기.

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