KR20140080644A - 듀얼 머플러 - Google Patents

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KR20140080644A
KR20140080644A KR1020120144958A KR20120144958A KR20140080644A KR 20140080644 A KR20140080644 A KR 20140080644A KR 1020120144958 A KR1020120144958 A KR 1020120144958A KR 20120144958 A KR20120144958 A KR 20120144958A KR 20140080644 A KR20140080644 A KR 20140080644A
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pipe
baffle
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박기철
김동선
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기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 일단부에 유입되는 인렛파이프; 일단부가 상기 인렛파이프의 타단부와 연결되며, 상기 인렛파이프의 타단부에서 일측부 및 타측부를 향해 분기되어 상기 인렛파이프에서 유입되는 배기가스가 타단부로 배출되는 아웃렛파이프; 상기 인렛파이프와 아웃렛파이프를 덮는 형상으로 마련되며, 상기 인렛파이프의 일단부와 아웃렛파이프의 타단부가 외부로 노출되도록 구성된 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 마련되며, 상기 인렛파이프 및 아웃렛파이프가 구비된 공간을 제외한 나머지 하우징 내부 공간에 채워지도록 구성된 흡음재;를 포함하여 구성되는 듀얼 머플러가 소개된다.

Description

듀얼 머플러{DUAL MUFFLER}
본 발명은 듀얼 머플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스포티한 배기음을 구현하면서, 머플러 주변부에 배기가스의 열 전달을 최소화시키도록 한 듀얼 머플러에 관한 것이다.
일반적으로, 머플러는 내연기관에서 배출되는 소음을 줄이기 위한 장치로, 소음 효과를 높이면, 배기의 흐름에 대한 저항은 증가되어 엔진의 출력을 저하시키게 되는바, 소음 효과와 엔진 출력을 모두 만족하도록 균형 있는 설계가 필요하다.
한편, 듀얼 머플러 구조에서 최상의 스포티한 배기음을 구현하기 위해서는 듣기에 거친 고주파 소음을 최대로 줄이면서, 저주파수 및 중주파수 영역의 럼블음을 적절히 살리는 것이 중요하다.
도 1은 종래 기술에 의한 듀얼 머플러 구조를 나타낸 것으로, 하우징(1) 내부에 다수의 배플(2)이 설치되어 하우징(1)의 내부 공간이 다수의 챔버(3a)(3b)(3c)(3d)(3e) 공간으로 구획한다.
그리고, 상기 하우징(1) 중심에 형성된 제3챔버(3c)와 그 일측의 제4챔버(3d)를 관통하면서 인렛파이프(4)의 단부가 제5챔버(3e) 내에 위치되며, 또한 보조파이프(5)의 양 단부가 상기 제2챔버(3b)를 관통하여 제1챔버(3a) 및 제3챔버(3c) 내에 위치된다. 그리고, 제1아웃렛파이프(6a)의 양 단부가 상기 제1챔버(3a)와 제2챔버(3b)를 관통하여 하우징(1) 일측부와 제3챔버(3c) 상에 위치되며, 제2아웃렛파이프(6b)의 양 단부가 상기 제4챔버(3d)와 제5챔버(3e)를 관통하여 하우징(1)의 타측부와 제3챔버(3c) 상에 위치된다.
즉, 인렛파이프를 통해 유입된 배기가스가 제4챔버를 빠져나와 제3챔버를 통과한 후에, 제1아웃렛파이프 및 제2아웃렛파이프를 통해 테일파이프로 빠져나가게 된다.
그러나, 상기한 종래 기술은 배기가스가 제4챔버와 제3챔버를 통과하면서 소음이 팽창 및 간섭 현상을 통해 감쇄되어 약해지므로, 스포티한 배기음을 구현하기에는 럼블음이 부족한 문제가 있었다.
또한, 제1챔버, 제3챔버, 제4챔버는 배기가스에 직접 노출되는 영역이며, 특히 제3챔버 및 제4챔버는 배기가스가 유동되는 경로에 해당되므로 하우징의 외부로 열의 노출이 발생되는바, 머플러 주변부에 설치된 트렁크룸 및 범퍼 등에 열이 전달되어 악영향을 끼치는 문제가 있었다..
한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 10-2008-0028140호의 "고출력 엔진용 듀얼 머플러"가 소개된바 있다.
그러나, 상기한 종래 기술 역시 머플러의 열이 외부로 노출되는 문제를 해소하기 어려우며, 스포티한 배기음 구현 역시 어려운 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2008-0028140 A
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스포티한 배기음을 구현하면서, 머플러 주변부에 배기가스의 열 전달을 최소화시키도록 한 듀얼 머플러를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 일단부에 유입되는 인렛파이프; 일단부가 상기 인렛파이프의 타단부와 연결되며, 상기 인렛파이프의 타단부에서 일측부 및 타측부를 향해 분기되어 상기 인렛파이프에서 유입되는 배기가스가 타단부로 배출되는 아웃렛파이프; 상기 인렛파이프와 아웃렛파이프를 덮는 형상으로 마련되며, 상기 인렛파이프의 일단부와 아웃렛파이프의 타단부가 외부로 노출되도록 구성된 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 마련되며, 상기 인렛파이프 및 아웃렛파이프가 구비된 공간을 제외한 나머지 하우징 내부 공간에 채워지도록 구성된 흡음재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 인렛파이프에는 원주에 타공홀이 형성될 수 있다.
상기 아웃렛파이프에는 원주에 타공홀이 형성될 수 있다.
상기 인렛파이프와 일측부 및 타측부의 아웃렛파이프 사이는 'Y'형상의 연결관에 의해 연결될 수 있다.
상기 일측부 및 타측부의 아웃렛파이프는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결될 수 있다.
상기 하우징의 내부에는 하우징의 내측면에 끼워지는 형상으로 배플이 설치되어, 상기 하우징의 내부공간을 구획하며; 상기 배플에는 상기 아웃렛파이프가 관통되어 끼워질 수 있다.
상기 배플은 중단부에 타공홀이 형성될 수 있다.
상기 배플은 인렛파이프를 중심으로 하우징의 일측부 및 타측부에 대칭되게 마련될 수 있다.
상기 배플은 하우징의 내부에 복수 마련되며; 상기 아웃렛파이프는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결되어 구성됨으로써, 각 파이프에는 하나의 배플만이 관통되도록 구성될 수 있다.
상기 흡음재는 유리섬유일 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 인렛파이프와 아웃렛파이프가 구비된 공간 외에 하우징의 내부 공간에 흡음재가 채워짐으로써, 하우징의 외부로 열이 방출되지 않아 머플러 외부 온도를 낮추게 되며, 이로 인해 머플러 주변부에 배기가스의 열 전달을 최소화시키는 효과가 있다.
더욱이, 상기 흡음재와 함께 인렛파이프 및 배플에 형성된 타공홀을 통하여 고주파 영역의 소음을 줄여주는 것은 물론, 발진영역의 저주파 대역의 소음은 줄여주며, 그 이상의 소음영역을 키우면서, 스포티한 럼블음을 키워주게 됨으로써, 스포티한 배기음질을 극대화시키는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 듀얼 머플러의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 듀얼 머플러에서 인렛파이프에 타공홀이 형성된 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 듀얼 머플러에서 인렛파이프와 아웃렛파이프에 타공홀이 형성된 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 배플의 형상을 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 듀얼 머플러에서 인렛파이프에 타공홀이 형성된 구조를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 듀얼 머플러에서 인렛파이프와 아웃렛파이프에 타공홀이 형성된 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 듀얼 머플러는, 크게 인렛파이프(10)와, 아웃렛파이프(20)와, 하우징(30) 및 흡음재(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 듀얼 머플러의 구성을 구체적으로 살펴보면, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 일단부에 유입되는 인렛파이프(10); 일단부가 상기 인렛파이프(10)의 타단부와 연결되며, 상기 인렛파이프(10)의 타단부에서 일측부 및 타측부를 향해 분기되어 상기 인렛파이프(10)에서 유입되는 배기가스가 타단부로 배출되는 아웃렛파이프(20); 상기 인렛파이프(10)와 아웃렛파이프(20)를 덮는 형상으로 마련되며, 상기 인렛파이프(10)의 일단부와 아웃렛파이프(20)의 타단부가 외부로 노출되도록 구성된 하우징(30); 및 상기 하우징(30)의 내부에 마련되며, 상기 인렛파이프(10) 및 아웃렛파이프(20)가 구비된 공간을 제외한 나머지 하우징(30) 내부 공간에 채워지도록 구성된 흡음재(50);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 기술구성에 대해 부연하면, 먼저 인렛파이프(10)는 일단부가 엔진 측과 연결되어, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유입되며, 유입된 배기가스는 상기 인렛파이프(10)와 연결된 아웃렛파이프(20)에 배출된다.
여기서, 도 2와 같이 상기 인렛파이프(10)에는 그 원주를 따라 다수의 타공홀(12)이 형성될 수 있다.
또한, 도 3과 같이 상기 인렛파이프(10)는 물론, 아웃렛파이프(20)에도 그 원주를 따라 다수의 타공홀(24)이 형성될 수 있다. 따라서, 배기음 중 고주파 소음을 낮춰주며, 저중주파 대역의 낮은 소음으로 튜닝하게 된다.
상기 아웃렛파이프(20)는 제1아웃렛파이프(21)와 제1아웃렛파이프(21)를 포함하여 구성되는 것으로, 제1아웃렛파이프(21)와 제2아웃렛파이프(22)의 일단부가 상기 인렛파이프(10)의 타단부와 연결된다. 그리고, 상기 인렛파이프(10)의 타단부로부터 일측부 즉, 좌측방향을 향해 약 90°로 꺾어지는 형태로 제1아웃렛파이프(21)가 분기되며, 상기 인렛파이프(10)의 타단부로부터 타측부 즉, 우측방향을 향해 약 90°로 꺾어지는 형태로 제2아웃렛파이프(22)가 분기됨으로써, 인렛파이프(10)에서 유입된 배기가스가 상기 제1아웃렛파이프(21) 및 제2아웃렛파이프(22)의 타단부를 통해 배출된다.
여기서, 상기 인렛파이프(10)와 제1아웃렛파이프(21) 및 제2아웃렛파이프(22)는 'Y'형상의 연결관에 의해 연결될 수 있는 것으로, 상기 인렛파이프(10)와 제1아웃렛파이프(21) 및 제2아웃렛파이프(22)가 전체적으로 'T'자 형태로 연결될 수 있다.
즉, 상기 연결관이 'Y'자 형태로 이루어지게 되는바, 상기 인렛파이프(10)로부터 제1아웃렛파이프(21) 및 제2아웃렛파이프(22)에 이르는 내부공간이 확장되지 않게 됨으로써, 스포티한 배기음 구현에 더욱 효과적인 것이다.
더욱이, 상기 제1아웃렛파이프(21) 및 제2아웃렛파이프(22) 모두는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결되어 구성될 수 있다.
즉, 상기 제1아웃렛파이프(21)는 제1입구파이프(21a)와 제1출구파이프(21b)와 연결되어 구성되며, 상기 제2아웃렛파이프(22)는 제2입구파이프(22a)와 제2출구파이프(22b)가 연결되어 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1입구파이프(21a)의 일단부 및 제2입구파이프(22a)의 일단부는 상기 연결관과 연결되며, 상기 제1입구파이프(21a)의 타단부 및 제2입구파이프(22a)의 타단부는 상기 제1출구파이프(21b)의 일단부 및 제2출구파이프(22b)의 일단부에 각각 분리 가능하게 연결되고, 상기 제1출구파이프(21b)의 타단부 및 제2출구파이프(22b)의 타단부가 하우징(30)의 양측부로 각각 노출되어 구성될 수 있다.
따라서, 상기 아웃렛파이프(20)가 두 개의 파이프가 연결되어 구성됨으로써, 아웃렛파이프(20)와 머플러 외부의 온도차에 의한 열팽창 발생시, 열변형 등으로 인한 아웃렛파이프(20)의 내구성 문제를 방지하게 된다.
상기 하우징(30)은, 상기 인렛파이프(10)와 아웃렛파이프(20)를 덮는 형상으로 마련되는 것으로, 배기가스가 유입되는 인렛파이프(10)의 일단부와 배기가스가 배출되는 아웃렛파이프(20)의 타단부가 하우징(30)의 외부로 노출되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(30)의 내부에는 상기 하우징(30)의 내측면에 끼워지는 형상으로 배플(40)이 설치됨으로써, 상기 하우징(30)의 내부공간을 다수의 공간으로 구획할 수 있다. 그리고, 상기 배플(40)은 상기 하우징(30)의 내부에 설치되는바, 상기 아웃렛파이프(20)가 상기 배플(40)을 관통하여 끼워지게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 배플(40)의 형상을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 배플(40)은 중단부에 타공홀(42)이 형성될 수 있는 것으로, 상기 타공홀(42)을 통해 배기가스가 지나가는 경로의 외부로 매우 낮은 저주파수 영역대의 부밍 저감 역할을 수행하게 된다.
아울러, 상기 배플(40)은 인렛파이프(10)를 중심으로 하우징(30) 내부의 일측부 및 타측부에 대칭되게 마련될 수 있다. 즉, 상기 배플(40)을 통해 하우징(30)의 강성을 확보하며, 방사음 및 이음을 최소화시키게 된다.
또한, 상기와 같이, 상기 배플(40)은 하우징(30)의 내부에 복수 마련되며, 상기 아웃렛파이프(20)는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결되어 구성됨으로써, 각 파이프에는 하나의 배플(40)만이 끼워지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 제1아웃렛파이프(21)를 구성하는 제1입구파이프(21a) 및 제1출구파이프(21b)에 배플(40)이 각각 하나씩 관통되어 끼워지는 형태로 마련되며, 상기 제2아웃렛파이프(22)를 구성하는 제2입구파이프(22a) 및 제2출구파이프(22b)에 배플(40)이 각각 하나씩 관통되어 끼워지는 형태로 마련될 수 있는바, 상기 아웃렛파이프(20)의 분리 및 연결작업이 간편하게 이루어지게 된다.
상기 흡음재(50)는, 상기 하우징(30)의 내부에 채워지는 것으로, 특히 상기 인렛파이프(10) 및 아웃렛파이프(20)가 구비된 공간을 제외한 나머지 하우징(30) 내부 공간에 채워지도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 흡음재(50)는 유리섬유재인 글라스울일 수 있다.
즉, 상기 인렛파이프(10)와 아웃렛파이프(20)가 통과하는 공간을 제외한 나머지 공간에 흡음재(50)가 채워지게 됨으로써, 배기음 중에서 고주파 소음을 감소시키는 것은 물론, 하우징(30) 외부로 방출되는 온도를 크게 낮추게 되고, 이로 인해 머플러 주변에 열이 가해지는 것을 방지하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 상기한 구성에 따라 종래의 듀얼 머플러와 대비할 때에, 엔진폭발음이 더욱 선형적으로 나타나서 스포티한 배기음이 강조되며, 특히 스포티한 배기음의 중요한 주파수 대역인 200~400Hz 영역이 매우 강조된다.
또한, 본 발명은 발진영역의 저주파 대역의 소음은 줄여주며, 그 이상의 소음영역을 키우면서, 스포티한 럼블음을 키워주게 됨으로써, 스포티한 배기음질을 극대화시키게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 인렛파이프 20 : 아웃렛파이프
30 : 하우징 40 : 배플
50 : 흡음재

Claims (10)

  1. 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 일단부에 유입되는 인렛파이프(10);
    일단부가 상기 인렛파이프(10)의 타단부와 연결되며, 상기 인렛파이프(10)의 타단부에서 일측부 및 타측부를 향해 분기되어 상기 인렛파이프(10)에서 유입되는 배기가스가 타단부로 배출되는 아웃렛파이프(20);
    상기 인렛파이프(10)와 아웃렛파이프(20)를 덮는 형상으로 마련되며, 상기 인렛파이프(10)의 일단부와 아웃렛파이프(20)의 타단부가 외부로 노출되도록 구성된 하우징(30); 및
    상기 하우징(30)의 내부에 마련되며, 상기 인렛파이프(10) 및 아웃렛파이프(20)가 구비된 공간을 제외한 나머지 하우징(30) 내부 공간에 채워지도록 구성된 흡음재(50);를 포함하는 듀얼 머플러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인렛파이프(10)에는 원주에 타공홀(12)이 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아웃렛파이프(20)에는 원주에 타공홀(24)이 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인렛파이프(10)와 일측부 및 타측부의 아웃렛파이프(20) 사이는 'Y'형상의 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 일측부 및 타측부의 아웃렛파이프(20)는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(30)의 내부에는 하우징(30)의 내측면에 끼워지는 형상으로 배플(40)이 설치되어, 상기 하우징(30)의 내부공간을 구획하며;
    상기 배플(40)에는 상기 아웃렛파이프(20)가 관통되어 끼워지는 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배플(40)은 중단부에 타공홀(42)이 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 배플(40)은 인렛파이프(10)를 중심으로 하우징(30)의 일측부 및 타측부에 대칭되게 마련된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 배플(40)은 하우징(30)의 내부에 복수 마련되며;
    상기 아웃렛파이프(20)는 복수의 파이프가 직렬 형태로 연결되어 구성됨으로써, 각 파이프에는 하나의 배플(40)만이 관통되도록 구성된 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡음재(50)는 유리섬유인 것을 특징으로 하는 듀얼 머플러.
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