KR20220146257A - 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에서 유체의 흐름을 와류와 직선 기류의 조합으로 바꾸어 흐르도록 함과 동시에, 기류 저항을 현저히 저감시켜 고속의 기류를 형성하여 자동차의 엔진으로 흡입되도록 하여 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시키며, 특히 터보 장치와 인터쿨러가 구비된 자동차에서 더욱 큰 효과를 제공할 수 있는, 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 자동차의 흡기 계통에 구비되는 유체 덕트 장치로서, 베이스 관형체; 상기 베이스 관형체의 내부에 구비되어 통과하는 유체의 흐름을 와류 흐름으로 변환시키도록 구성되는 와류 형성 부재; 상기 베이스 관형체의 외측에 고정되어 그 베이스 관형체와의 사이에서 유체가 흐르는 유로를 형성하는 외곽 관형체; 및 상기 베이스 관형체와 외곽 관형체 간에 공간을 형성시키면서 연결 고정하는 연결 고정 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치가 제공된다.

Description

자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치 {FLUID DUCT DEVICE FOR VEHICLE CAPABLE OF REDUCING AIR FLOW RESISTANCE}

본 발명은 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차에서 유체의 흐름을 와류와 직선 기류의 조합으로 바꾸어 흐르도록 함과 동시에, 기류 저항을 현저히 저감시켜 고속의 기류를 형성하여 자동차의 엔진으로 흡입되도록 하여 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시키며, 특히 터보 장치와 인터쿨러가 구비된 자동차에서 더욱 큰 효과를 제공할 수 있는, 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 관한 것이다.

자동차는 주요 교통수단으로서 생활의 변화와 함께 없어서는 안 될 필수품으로 자리잡고 있다. 이러한 자동차는 구동방식 및 엔진(동력원) 기타 자동차의 용도 등에 따라 여러 가지로 분류되며, 그 종류도 매우 다양하다. 그 중에서도 엔진에 따라 자동차를 분류하면 내연엔진 자동차, 전기자동차, 증기자동차 등 크게 3가지로 분류할 수있다. 이 중 내연엔진 자동차는 가솔린, 디이젤, LP가스, 가스터빈, 제트엔진 등으로 나눌 수 있다.

이러한 자동차는 하나의 기계구조체가 아니라 각 구성부분들이 유기적으로 결합된 과학기술의 집합체라 할 수 있다.

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. 이중에서도 자동차의 흡기계통(air intake system)은 자동차 엔진의 계속적인 작동을 위해서 실린더 내로 전달되는 혼합기(혼합 기체)의 흡입을 담당하는 부분이다.

일반적으로 자동차의 흡기장치는 실린더에 흡입되는 공기 중의 먼지 등을 제거하는 공기청정기(air cleaner) 및 실린더에 홉합기를 분배하는 흡기다기관(intake manifold)을 포함하는 흡기 덕트 등으로 구성되어 있으며, 연료의 완전연소 및 연소에 따른 매연발생의 문제 등에 관련되는 중요한 부분이다.

그러나 종래의 자동차 흡기장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.

전술한 바와 같이 자동차의 흡기장치는 연료의 연소에 필요한 공기의 흡입을 담당하는 부분으로, 종래의 흡기 장치는 이러한 공기의 흡입을 효율적으로 수행하지 못함으로 인해 다량의 매연을 발생시킴으로써 환경 및 대기 오염을 일으키는 문제점이 있다.

자동차에서 배출되는 매연에는 매립자 이상물질(이하 'PPM'으로 표기), 카본, 질소화합물, 흑연 등을 포함하고 있다. 이러한 매연 중 PM을 살펴보면 PM은 자동차의 엔진 중에서도 디젤엔진과 관계가 깊은 유해물질로서, 흑연, SOF, 황산염 등을 포함하고 있다. 흑연은 디젤스모그라 부르는 것으로 자동차 연료를 다량으로 발진시킬시 자동차의 분사노즐에서 많이 발생하는 매연이고, SOF는 주로 엔진오일(engine oil)이 실린더로 들어가 연소후 발생되며, 황산염은 연료에 포함되는 황산에 의해 생성되는 매연이다.

또한, 카본(carbon)은 탄소물질로서 약 800℃ 정도의 자기청정온도에서 연소된 후 배출되어 자동차의 엔진 등에 남게 된다. 이러한 카본을 화학적 또는 물리적 방법으로 제거할 경우 기관의 손실을 입히는 문제점이 있으며, 이러한 카본 역시 연료의 불완전한 연소 때문에 발생되는 물질이다. 그리고 질소화합물, 흑연 등은 산 성비를 유발시키고 인체의 호흡기 질환에 악영향을 미치는 매연들이다.

종래의 자동차는 연료의 연소효율이 낮으며 이 또한 불완전 연소와 관련되는 문제로서, 낮은 연소효율은 자동차의 연비를 감소시켜 상대적으로 소비되는 연료량을 증가시키는 문제점이 있다. 일반적으로 순수물질은 착화성이 높아 연소시 매연의 발생이 적지만 자동차의 연료는 여러 종류의 탄화수소(HC)가 혼합 또는 화합되어 있는 물질이기 때문에 착화성이 거의 없다.

따라서 자동차의 연료는 순수물질보다 매연의 발생이 쉽기 때문에 흡입되는 공기의 양 및 상태를 개선해주어야 하는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 출원인은 대한민국 등록특허공보 제10-1365892호에 "차량용 흡기계통의 흡기효율향상 흡기 덕트 장치"의 명칭으로 출원하여 등록된 바 있다.

본 발명은 기 등록된 흡기 덕트 장치보다 기류 저항을 현저히 감소시켜 흡기 효율과 이에 따른 배기 효율의 향상을 도모할 수 있는 유체 덕트 장치를 발명하였다.

대한민국 등록특허공보 10-1365892(2014.02.21. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2020-0058719(2020.05.28. 공개)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 자동차에서 유체의 흐름을 와류와 직선 기류의 조합으로 바꾸어 흐르도록 함과 동시에, 기류 저항을 현저히 저감시켜 고속의 기류를 형성하여 자동차의 엔진으로 흡입되도록 하여 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시키며, 특히 터보 장치와 인터쿨러가 구비된 자동차에서 더욱 큰 효과를 제공할 수 있는, 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 자동차의 흡기 계통에 구비되는 유체 덕트 장치로서, 베이스 관형체; 상기 베이스 관형체의 내부에 구비되어 통과하는 유체의 흐름을 와류 흐름으로 변환시키도록 구성되는 와류 형성 부재; 상기 베이스 관형체의 외측에 고정되어 그 베이스 관형체와의 사이에서 유체가 흐르는 유로를 형성하는 외곽 관형체; 및 상기 베이스 관형체와 외곽 관형체 간에 공간을 형성시키면서 연결 고정하는 연결 고정 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 베이스 관형체의 내연에는 유체 흐름 방향으로 바라볼 때 상기 와류 형성 부재와 겹치지 않게 돌출 형성되는 서브 와류 형성 부재를 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 와류 형성 부재는 일단에서 타단까지 소정 각도로 트위스트(twist)된 판형의 제1 트위스트부와 제2 트위스트부로 이루어지되, 상기 제1 트위스트부의 선형 단과 이에 연속하는 제2 트위스트부의 선형 단은 서로 교차하게 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 외곽 관형체는 벤츄리 관으로 형성되며, 상기 연결 고정 부재는 환형링부, 및 상기 환형링부의 내연에 둘레방향으로 간격을 갖고 형성되는 고정 돌기부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 환형링부는 유체 흐름 방향으로 관통되어 형성되는 하나 이상의 공기 관통공을 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정 돌기부는 유체 흐름 방향에서 바라볼 때, 단면 삼각형의 돌기부로 형성되며, 상기 단면 삼각형으로 형성되는 돌기부에서 그 삼각형의 빗면은 유체 흐름 방향으로 가면서 트위스트된 면으로 형성되어 상기 고정 돌기부를 통과하는 유체가 와류 흐름을 형성하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 베이스 관형체는 복수의 기류 유동공이 형성되며, 상기 외곽 관형체는 중앙부의 직경이 양단부 측의 직경보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 구성부 간 결합과 구성부의 구조적 특징들을 통해 자동차에서 유체의 흐름을 와류와 직선 기류의 조합으로 바꾸어 흐르도록 함과 동시에, 기류 저항을 현저히 저감시켜 고속의 기류를 형성하여 자동차의 엔진으로 흡입되도록 하여 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 유체의 인입부 및/또는 토출구에서의 기류 저항을 감소시킬뿐만 아니라 다중 유로 구조로 구현하여 공기량을 증대시킴으로써 기류 저항을 더욱 감소시켜서 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시키며, 이에 따라 흡기 계통의 효율 향상으로 배기 계통에서의 배기 효율 또한 증대시키며, 매연의 발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 흡기계통의 효율 향상을 위한 인터쿨러 및 터보 장치를 구비한 차량에 적용되어 연료의 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 터보랙 현상을 줄여 순간 가속력을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 유체 유입 방향에서 바라본 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제1 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제2 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제3 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 변형 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 다른 변형 예에서 일부 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 베이스 관형체의 변형 예들을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에서 다른 형태의 외곽 관형체가 포함되는 경우를 나타내는 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 자동차 흡기계통에 설치한 실시 형태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 분해하여 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 유체 유입 방향에서 바라본 정면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제1 실시 형태를 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제2 실시 형태를 나타내는 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 연결 고정 부재의 제3 실시 형태를 나타내는 정면도이다.

본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치는, 차량의 흡기 계통에 설치되는 유체 덕트 장치로서, 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 크게 베이스 관형체(100); 와류 형성 부재(200); 외곽 관형체(300); 및 연결 고정 부재(400);를 포함한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치는, 차량의 흡기 계통에 설치되는 유체 덕트 장치로서, 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 소정 직경을 갖는 통 형상의 베이스 관형체(100); 상기 베이스 관형체(100)의 내부에 구비되어 통과하는 유체의 흐름을 와류 흐름으로 변환시키도록 구성되는 와류 형성 부재(200); 하기 연결 고정 부재(400)를 매개로 상기 베이스 관형체(100)의 외측에 고정되어 그 베이스 관형체(100)와의 사이에서 유체가 흐르도록 공간을 형성하는 외곽 관형체(300); 및 상기 베이스 관형체(100)와 외곽 관형체(300) 간에 공간을 형성시키면서 상기 베이스 관형체(100)의 외측에 외곽 관형체(300)을 연결 고정시키도록 구비되는 연결 고정 부재(400);를 포함한다.

상기 베이스 관형체(100)는 소정 직경을 갖는 통 형상으로 형성되며 내부에 아래에서 자세히 설명되는 와류 형성 부재(200)가 구비되게 구성된다.

여기에서, 상기 베이스 관형체(100)는 와류 형성 부재(300)가 구비되지 않는 부분에서 돌출 형성되는 서브 와류 형성 부재(미도시)가 형성될 수 있다. 다시 말해서, 상기 서브 와류 형성 부재는 베이스 관형체(100)의 내연에서 유체 흐름 방향으로 바라볼 때 상기 와류 형성 부재와 겹치지 않게 돌출 형성된다.

상기 서브 와류 형성 부재는 길이방향으로 연장되고 와류 형성 부재(200)와 동일 방향의 와류를 형성하도록 트위스트된 돌출편으로 형성되며, 상기 돌출편은 둘레 방향으로 간격을 갖고 형성된다.

계속해서, 상기 와류 형성 부재(200)는 상기 베이스 관형체(100)의 내부를 통과하는 유체의 흐름을 와류 흐름(eddy flow)으로 변환시키도록 구성된다.

상기 와류 형성 부재(200)는 일단에서 타단까지 소정 각도로 트위스트(twist)된 둘 이상의 판형 트위스트부(210, 220)로 이루어지되, 상류측 트위스트부(제1 트위스트부)(210)의 선형 단과 이에 연속하는 하류측 트위스트부(제2 트위스트부)(220)의 선형 단은 서로 교차하는 관계로 이어져 구성된다.

상기 와류 형성 부재(200)의 판형 트위스트부(210, 220)에서, 상류측 트위스트부(210)의 선형 단과 하류측 트위스트부(120)의 선형 단이 교차하는 교차 각은 0°초과 180°미만의 범위로 될 수 있으며, 바람직하게는 85°내지 95°인 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 90°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 와류 형성 부재(200)를 구성하는 판형 트위스트부(210, 220)는 일단에서 타단까지 소정 각도로 트위스트된 트위스트 각은 45°이상 180°미만의 범위로 될 수 있으며, 바람직하게는 85°내지 95°인 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 90°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 와류 형성 부재(200)의 판형 트위스트부(210, 220) 중 최후방 측에 위치되는 판형 트위스트부(120)의 말단에는 와류 형태 흐름을 직선 흐름으로 전환시키기 위한 기류 변환수단을 포함한다. 상기 기류 변환수단은 상류측 및 하류측 트위스트부(210, 220)에 의해 유체의 흐름이 와류 형태로 진행되는 것을 최하류 측에서 직선 형태로 흐르도록 변환시켜 주기 위한 수단이다.

상기 기류 변환수단(200)은 하류측 트위스트부(220)의 선형 말단에서 선형으로 연장되어 형성되는 판형 부재로 이루어진다.

상기 판형 부재는 하류측 트위스트부(220)의 제작 시 일체로 형성될 수 있으며, 별개로 형성시켜 그 하류측 트위스트부(220)의 하류 측 선단에 설치되도록 구성할 수 있다. 상기 판형 부재에는 배압 관통공이 형성되며, 이러한 배압 관통공(210)을 통해 그 상하부 측의 압력을 균압으로 할 수 있다.

이와 같이 형성되는 기류 변환수단은 하류측 트위스트부(220)의 말단부에서 유체 흐름의 회전이 끝날 때, 유체 압력이 배관 내벽 쪽으로 받는 것을 직선 판형 부재 쪽으로 분산시켜 기류 방향을 직선 방향으로 바꾸어 준다.

이에 따라 와류 형성 부재(200)의 말단부에서 배관 내벽 쪽으로 작용하는 배기압을 분산시킴으로써 그 와류 형성 부재(200)가 베이스 관형체(100)로부터 떨어지는 것을 방지함과 동시에, 배관 진동 및 소음을 감소시키고 유체를 원활하게 배출할 수 있도록 한다.

계속해서, 상기 외곽 관형체(300)는 하기 연결 고정 부재(400)를 매개로 상기 베이스 관형체(100)의 외측에 고정되어 그 베이스 관형체(100)와의 사이에서 유체가 흐르도록 공간을 형성하게 구성된다.

상기 외곽 관형체(300)는 중앙부 측의 유체 흐름이 전단부와 후단부(유체 흐름을 기준으로)에서의 유체 흐름보다 빠르게 흐르도록 벤츄리 관으로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 연결 고정 부재(400)는 상기 베이스 관형체(100)와 외곽 관형체(300) 간에 공간을 형성시키면서 상기 베이스 관형체(100)의 외측에 외곽 관형체(300)을 연결 고정시키도록 구성된다.

상기 연결 고정 부재(400)는 환형링부(410), 및 상기 환형링부(410)의 내연에 둘레방향으로 간격을 갖고 형성되는 고정 돌기부(420)를 포함한다.

상기 환형링부(410)에는 도 4 내지 도 6에 각각 나타낸 바와 같이 유체 흐름 방향으로 하나 이상의 공기 관통공(411)이 형성된다.

상기 공기 관통공(411)은 상기 고정 돌기부(420)가 형성되는 측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 공기 관통공(411)은 타원형을 포함한 원형뿐만 아니라 사각형 등 다각형으로 이루어지며, 바람직하게는 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 공기 관통공(411)이 연결 고정 부재(400)에 형성됨으로써 베이스 관형체(100)와 외곽 관형체(300) 사이의 공간으로 흐르는 유체의 기류 저항을 저감시키게 된다.

또한, 상기 고정 돌기부(420)는 도 6에 나타낸 바와 같이 유체 흐름 방향에서 바라볼 때, 단면 삼각형의 돌기부로 형성된다. 여기에서, 상기 단면 삼각형으로 형성되는 돌기부에서 그 삼각형의 빗면은 길이방향(즉, 유체 흐름 방향)으로 가면서 트위스트된 면을 갖고 형성되어 상기 고정 돌기부(420)를 통과하는, 즉 그 고정 돌기부(420)를 통과하는 유체가 와류 흐름을 형성하도록 이루어진다.

상기 고정 돌기부(420)의 트위스트된 면은 베이스 관형체(100) 내에 구비되는 와류 형성 부재(200)의 트위스트 방향과 동일 방향으로 트위스트되어 그 와류 형성 부재(200)에 의해 형성되는 와류 방향과 동일한 방향의 와류가 형성되도록 이루어진다.

이와 같이 상기 베이스 관형체(100)의 내부를 통과하는 유체는 와류 형성 부재(200)에 의해 와류를 형성하면서 통과하게 되고, 이와 동시에 트위스트된 면을 갖는 고정 돌기부(200)에 의해서 베이스 관형체(100)와 외곽 관형체(300) 사이의 공간을 통과하는 유체 또한 와류를 형성하면서 통과하게 되고, 그 두 통로를 통과하는 유체는 모두 빠르게 흐르게 되며, 특히 벤츄리관 형태로 형성되는 외곽 관형체(300)에 의해 보다 신속한 기류를 형성하게 된다.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 변형 예를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 변형 예는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 앞서 설명한 와류 형성 부재(200)를 각각 갖는 제1 베이스 관형체(110)와 제2 베이스 관형체(120)로 분할되어 구성되고, 이들 외곽 관형체(300)의 내측 양단에 각각 연결 고정 부재(400)를 매개로 상기 제1 베이스 관형체(110)와 제2 베이스 관형체(120)가 고정되게 구성된다.

여기에서, 상기 제1 베이스 관형체(110)와 제2 베이스 관형체(120)는 내부에 각각 상류측 트위스트부(210)와 하류측 트위스트부(220)를 개별적으로 갖고 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 베이스 관형체(110)와 제2 베이스 관형체(120)의 직경은 동일하거나, 각각 다른 직경을 갖고 구성될 수 있다.

또한, 도 8은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 다른 변형예에서 일부 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치의 다른 변형 예로서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 베이스 관형체(110)와 제2 베이스 관형체(120)가 선형이 아닌, 소정 각도를 갖고 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 각 베이스 관형체(110, 120)의 외곽에는 연결 고정 부재(400)를 매개로 각각의 외곽 관형체(300)가 구비되어 구성된다.

이러한 다른 변형 예는 방향 전환이 가능한 흡기계통의 기류 경로에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 선형 흡기계통에서 와류 흐름의 방향을 소정 각도로 전환시켜 진행될 수 있도록 한다.

다음으로, 도 9는 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 포함되는 베이스 관형체의 변형 예들을 나타내는 평면도이다.

본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에서 베이스 관형체(100, 110, 120)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 기류 유동공(101)이 형성되는데, 도 10의 (A)에 나타낸 바와 같이 기류 흐름 방향으로 간격을 가지며 그 베이스 관형체의 둘레 전체에 걸쳐 형성될 수 있으며, 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이 도 10의 (A)보다 기류 흐름 방향으로 상대적으로 큰 간격을 갖고, 그 베이스 관형체의 둘레에서 몇몇 부분에만 형성될 수 있다.

상기 기류 유동공(101)은 도 9의 (A)에 나타낸 바와 같이 원형 구멍으로 형성될 수 있으며, 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이 베이스 관형체(100, 110, 120)의 길이방향에 대하여 경사진 슬릿(slit) 형태 또는 장공으로 형성될 수 있다.

도 9에서 와류 형성 부재(200)의 일단에는 선형 플레이트(230)가 더 연장되어 형성되고, 그 선형 플레이트(230)에는 관통 구멍(231)이 형성된다.

도 10은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에서 다른 형태의 외곽 관형체가 포함되는 경우를 나타내는 분해 사시도로서, 외곽 관형체(300)는 도 10에 나타낸 바와 같이 장고형으로 형성될 수 있다.

다시 말해서, 외곽 관형체(300)는 중앙부의 직경이 양단부 측의 직경보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

외곽 관형체(300)가 상기와 같이 형성되는 경우, 베르누이 원리에 의해 중앙부를 통과하는 시점의 공기 흐름을 상대적으로 신속하게 흐르도록 할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치를 자동차 흡기계통에 설치한 실시 형태를 나타내는 도면으로, 도 10의 실시 형태가 적용된 경우를 나타내는 도면이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치에 의하면, 구성부 간 결합과 구성부의 구조적 특징들을 통해 자동차에서 유체의 흐름을 와류와 직선 기류의 조합으로 바꾸어 흐르도록 함과 동시에, 기류 저항을 현저히 저감시켜 고속의 기류를 형성하여 자동차의 엔진으로 흡입되도록 하여 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시킬 수 있으며, 유체의 인입부 및/또는 토출구에서의 기류 저항을 감소시킬뿐만 아니라 다중 유로 구조로 구현하여 공기량을 증대시킴으로써 기류 저항을 더욱 감소시켜서 자동차의 연료를 완전 연소시켜 연료의 효율을 증가시키며, 이에 따라 흡기 계통의 효율 향상으로 배기 계통에서의 배기 효율 또한 증대시키며, 매연의 발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 흡기계통의 효율 향상을 위한 인터쿨러 및 터보 장치를 구비한 차량에 적용되어 연료의 효율을 더욱 증대시킬 수 있으며, 터보랙 현상을 줄여 순간 가속력을 향상시키는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 베이스 관형체
101: 기류 유동공
110: 제1 베이스 관형체
120: 제2 베이스 관형체
200: 와류 형성 부재
210: 상류측 트위스트부(제1 트위스트부)
220: 하류측 트위스트부(제2 트위스트부)
300: 외곽 관형체
400: 연결 고정 부재
410: 환형링부
411: 관통공
420: 고정 돌기부

Claims (7)

1. 자동차의 흡기 계통에 구비되는 유체 덕트 장치로서,
   베이스 관형체;
   상기 베이스 관형체의 내부에 구비되어 통과하는 유체의 흐름을 와류 흐름으로 변환시키도록 구성되는 와류 형성 부재;
   상기 베이스 관형체의 외측에 고정되어 그 베이스 관형체와의 사이에서 유체가 흐르는 유로를 형성하는 외곽 관형체; 및
   상기 베이스 관형체와 외곽 관형체 간에 공간을 형성시키면서 연결 고정하는 연결 고정 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 관형체의 내연에는 유체 흐름 방향으로 바라볼 때 상기 와류 형성 부재와 겹치지 않게 돌출 형성되는 서브 와류 형성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 와류 형성 부재는 일단에서 타단까지 소정 각도로 트위스트(twist)된 판형의 제1 트위스트부와 제2 트위스트부로 이루어지되, 상기 제1 트위스트부의 선형 단과 이에 연속하는 제2 트위스트부의 선형 단은 서로 교차하게 구성되는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 외곽 관형체는 벤츄리 관으로 형성되며,
   상기 연결 고정 부재는 환형링부, 및 상기 환형링부의 내연에 둘레방향으로 간격을 갖고 형성되는 고정 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 환형링부는 유체 흐름 방향으로 관통되어 형성되는 하나 이상의 공기 관통공을 구비하는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 고정 돌기부는 유체 흐름 방향에서 바라볼 때, 단면 삼각형의 돌기부로 형성되며,
   상기 단면 삼각형으로 형성되는 돌기부에서 그 삼각형의 빗면은 유체 흐름 방향으로 가면서 트위스트된 면으로 형성되어 상기 고정 돌기부를 통과하는 유체가 와류 흐름을 형성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 관형체는 복수의 기류 유동공이 형성되며,
   상기 외곽 관형체는 중앙부의 직경이 양단부 측의 직경보다 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는
   자동차용 기류 저항 저감형 유체 덕트 장치.

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