KR200476747Y1 - 내연기관 및 배기머플러의 무회전형 흡기 와류 장치 - Google Patents

Abstract

내연기관에서 연소실로 유입되는 흡입 공기 및 배기머플러롤 통해 배출되는 기체 흐름에 와류를 용이하게 형성시키기 위하여, 와류를 형성하는 날개를 고정시켜서 와류 형성 효과가 뛰어난 무회전형 흡기 와류 장치를 개시한다. 본 고안에 의하면, 날개의 날과 뒤틀린 고정리브의 면이 평행하게 형성되어 유입되는 공기의 흐름 자체에서 와류를 형성할 수 있도록 하여 와류 형성 효과가 뛰어나고 와류의 힘도 더 강하게 형성할 수 있게 된다.

Description

내연기관 및 배기머플러의 무회전형 흡기 와류 장치{spinless type intake and vortex generating device of internal combustion engine and exhaust muffler}

본 고안은 내연기관 및 배기머플러에 사용되는 흡기 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관에서 연소실로 유입되는 흡입 공기 및 배기머플러롤 통해 배출되는 기체 흐름에 와류를 용이하게 형성시키기 위하여, 와류를 형성하는 날개를 고정시켜서 와류 형성 효과가 뛰어난 내연기관의 무회전형 흡기 와류 장치에 관한 것이다.

차량에 사용되는 내연기관(Internal combustion engine)은 차량의 내부에서 연료를 연소시켜서 열 에너지를 기계적 에너지로 전환하여 차량에 동력을 제공하는 장치로써, 차량에 사용되는 내연기관으로는 주로 가솔린기관 또는 디젤기관 등이 사용된다.

상기의 내연기관은 외부에서 유입된 공기량과 연료량으로 엔진의 폭발력을 조절하여 출력을 조정하기 때문에, 외부에서 내연기관 내부로 유입되는 공기의 유입량을 조절할 필요성이 있다. 상기의 내연기관에서 이러한 역할을 하는 장치를 스로틀바디(Throttle body)라고 한다.

여기서 상기 스로틀바디를 통해 내연기관 내부로 유입되는 공기의 흐름에 와류를 형성시켜 주면 엔진의 출력이 증대되고 연비를 개선하는 효과가 있다는 것은 자명한 사실로써 인식되고 있다.

또한 내연기관에 부가적으로 설치되어 사용되는 또 다른 장치인 머플러(Muffler)는 상기의 내연 기관에서 나오는 소음(騷音)을 줄이기 위한 장치로써, 차량에는 주로 내연기관의 배기구에 장착되는 배기머플러(Exhaust muffler)를 장착한다.

여기서 상기의 배기머플러의 경우, 소음(消音) 효과를 높이게 되면, 배기의 흐름에 대한 저항이 증가되어 엔진의 출력을 저하시키는 문제가 발생한다. 따라서 차량의 설계자는 소음(消音) 효과 엔진의 출력 사이의 균형을 고려할 필요가 있으며, 상기의 소음효과를 만족시키면서도 배기의 흐름 저항을 감소시켜 엔진의 출력 감소를 방지하는 기술이 필요하게 된다.

상기와 같이 배기의 흐름 저항을 감소시키기 위하여, 상술한 스로틀바디에서의 예시와 같이, 배기의 흐름 방향으로 와류를 형성시켜 주면 배기의 흐름을 빠르게 하여 저항을 감소시킴으로써 엔진의 출력 감소를 방지할 수 있게 된다.

상기와 와류를 형성하는 다양한 장치 중 하나로써, 본 고안자 명의의 등록실용신안 20-0263017호에서는 회전하는 날개를 구비하여 흡기에 와류를 형성시키는 장치를 개시한 바 있다.

상기의 등록실용신안은 도 1에서 확인할 수 있듯이, 고정단부(1)와, 상기 고정단부(1)가 볼트 등의 수단을 이용하여 외부의 흡기매니폴드에 연결할 수 있도록 하는 하나 이상의 삽입공(2), 상기 고정단부(1)의 중앙에 형성되는 흡기공(3), 상기 흡기공(3)의 내부면으로 형성되는 세 개의 리브(4), 그리고 상기 리브(4)와 연결되는 회전 가능한 날개(6) 및 고정축(7)으로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성되는 등록실용신안의 흡기 와류형성 장치는 흡기관에 설치되어 스로틀바디를 통하여 흡입되는 흡기가 리브(4)의 통공(5)과 비틀림 및 경사 구조에 의하여 적은 저항으로 통과하면서 1차적으로 미세한 와류를 형성하게 하고, 공기의 흐름이 상기 날개(6)를 통과할 때에 흡기의 이동 압력에 의하여 상기 날개(6)가 급속도로 회전하여 추가적인 와류를 형성시켜줄 수 있게 하는 것이다.

본 고안은 상기와 같이 형성되는 종래의 장치를 개량하여, 날개의 날이 특정 방향을 향하게끔 고정단부와 고정 체결하고, 상기 고정단부와 날개를 연결하는 하나 이상의 고정리브의 면을 상기 날개의 날과 평행하게 뒤틀어 형성하여 와류 형성 효과가 뛰어나 내연기관 및 배기머플러에 사용 가능한 무회전형 흡기 와류 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 내연기관의 흡기 와류 장치에 있어서, 고정단부; 상기 고정단부에 형성되는 하나 이상의 삽입공; 상기 고정단부의 가운데에 형성되는 흡기공; 상기 고정단부에서 흡기공의 중심부 쪽으로 형성되는 하나 이상의 고정리브; 그리고 상기 고정리브와 연결되는 날개부로 구성되고, 상기 날개부는 하나 이상의 와류형성날; 그리고 지지대로 구성되며, 상기 날개부는 지지대의 일측에 고정 체결되고, 상기 지지대의 타측은 상기 하나 이상의 고정리브에 고정 체결되는 내연기관의 무회전형 흡기 와류 장치를 제공한다..

상기에서, 하나 이상의 와류형성날은 특정 각도로 비틀려 형성되도록 함이 바람직하다.

상기에서, 하나 이상의 고정리브는 마주보는 하나 이상의 와류형성날의 비틀린 각도와 동일하게 비틀려서 형성되도록 함이 바람직하다.

상기에서, 흡기 와류 장치는 차량의 내연기관과 흡기머플러에 사용될 수 있다.

본 고안에 의하면, 날개의 날과 뒤틀린 고정리브의 면이 평행하게 형성되어 유입되는 공기의 흐름 자체에서 와류를 형성할 수 있도록 하여 와류 형성 효과가 뛰어나고 와류의 힘도 더 강하게 형성할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 흡기 와류 장치의 사시도.
도 2는 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치의 사시도.
도 3은 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치의 측면도.
도 4는 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치가 배기머플러에 장착되어 동작하는 모습을 도시한 구조도.

이하에서는 본 고안을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 고안의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 고안을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.

도 2는 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치를 도시한 사시도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치는 고정단부(10)와, 상기 고정단부에 형성되어 외부의 흡기매니폴드에 나사 등의 방식으로 체결되도록 하는 하나 이상의 삽입공(11), 상기 고정단부(10)의 가운데에 형성되는 흡기공(12), 상기 흡기공(12)의 내부면으로 형성되는 하나 이상의 고정리브(13), 상기 고정리브(13)에 연결되는 날개부(20)로 구성된다.

여기서 상기 날개부(20)는 하나 이상의 와류형성날(21)과 지지대(22)로 구성되며, 상기 지지대(22)의 일측 단부가 흡기공(12)의 내부면으로 형성되는 하나 이상의 고정리브(13)에 고정 연결되며, 지지대(22)의 타측 단부로는 하나 이상의 와류형성날(21)이 고정 체결된다.

여기서 상기 하나 이상의 고정리브(13)가 흡기공(12)의 중심부를 향하여 경사지게 되는데, 이때 상기 고정리브(13)의 경사지는 각도는 마주보는 와류형성날(21)과 평행한 각도로 형성된다.

도 3은 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치의 측면도이다. 상기의 고정리브(13)와 와류형성날(21)의 동작을 도 3을 통하여 설명하자면, 상기 하나 이상의 고정리브(13)는 일대일로 대응이 되는 하나 이상의 와류형성날(21)을 가지게 되는데, 이에 따라 상기 고정리브(13)와 와류형성날(21)의 숫자는 동일하게 된다.

상기의 와류형성날(21)은 도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이 일정한 각도로 뒤틀려져 유입되는 공기의 흐름을 상기 와류형성날(21)의 기울어진 각도 만큼 비틀어서 유입되는 공기의 흐름 자체에 커다란 와류를 형성할 수 있도록 하는데, 이때 상기 마주보는 고정리브(13) 또한 와류형성날(21)과 평행하도록 각도를 주어 뒤틀어 형성함으로써, 상기 와류 형성이 용이하게 한다.

또한 상기 고정리브(13) 또한 뒤틀린 각도를 이용하여 간접적으로 와류 형성에 기여하게 된다. 이는 들어오는 공기의 흐름이 뒤틀려 각도가 형성되어 있는 상기 고정리브(13)와 일차로 충돌하여 약한 와류를 형성하고, 상술한 와류형성날(21)의 기능에 의하여 더욱 강한 와류를 형성할 수 있게 해 준다.

도 4는 본 고안의 무회전형 흡기 와류 장치(D)가 배기머플러(M)에 장착되어 동작하는 모습을 도시한 구조도이다. 상기의 흡기 와류 장치(D)는 배기머플러(M)의 입구부(I) 및 출구부(O)에 설치된다.

상기와 같이 입구부(I) 및 출구부(O)에 설치된 흡기 와류 장치(D)는, 입구부(I)를 통해 유입되는 공기의 흐름에 와류를 발생시킴으로써 상기 입구부(I)로 배기가스가 역류하여 내연기관의 효율이 저하되는 경우를 방지하며, 상기 출구부(O)를 통하여 토출되는 공기의 흐름에 와류를 발생시킴으로써 상기 배기가스의 토출을 용이하게 하여 내연기관의 효율을 높일 수 있다.

10 : 고정단부. 11 : 삽입공. 12 : 흡기공. 13 : 고정리브. 20 : 날개부.
21 : 와류형성날. 22 : 지지대.

Claims (4)

1. 고정단부; 상기 고정단부에 형성되는 하나 이상의 삽입공; 상기 고정단부의 가운데에 형성되는 흡기공; 상기 고정단부에서 흡기공의 중심부 쪽으로 형성되는 하나 이상의 고정리브; 그리고 상기 고정리브와 연결되는 날개부로 구성되고, 상기 날개부는 하나 이상의 와류형성날; 그리고 지지대로 구성되며, 상기 날개부는 지지대의 일측에 고정 체결되고, 상기 지지대의 타측은 상기 하나 이상의 고정리브에 고정 체결되며, 상기 하나 이상의 고정리브는 마주보는 하나 이상의 와류형성날의 비틀린 각도와 동일하게 비틀려서 형성됨을 특징으로 하는 내연기관의 무회전형 흡기 와류 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 와류형성날은 공기의 흐름 방향과 수평이 아니게 형성됨을 특징으로 하는 내연기관의 무회전형 흡기 와류 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 흡기 와류 장치는 차량의 내연기관과 흡기머플러에 사용됨을 특징으로 하는 내연기관의 무회전형 흡기 와류 장치.

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