KR100835709B1

KR100835709B1 - Silencer for Engine Exhaust

Info

Publication number: KR100835709B1
Application number: KR1020070005565A
Authority: KR
Inventors: 김봉기; 김재승; 김현실; 강현주; 김상렬
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2027-01-18

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.The present invention relates to a silencer for engine exhaust gas, and more particularly, by installing a resonator in an annular shape at the inlet side of the silencer where the noise is maximum, it is possible to significantly reduce the low frequency noise of the engine, which is a large Compared with the silencer, it has a high noise reduction performance in the low frequency region, and can also reduce the size of the silencer, so that there is no restriction in the installation space and can be widely applied to the industrial silencer field.

이와 같이, 본 발명은 엔진의 배기가스관에 연결되는 소음기에 있어서,As described above, the present invention provides a silencer connected to an exhaust gas pipe of an engine.

상기 배기가스관 사이에 형성되어 배기가스관의 폭 보다 크게 확관된 원통형으로 형성되는 몸통과;A body formed between the exhaust gas pipes and formed in a cylindrical shape that is wider than the width of the exhaust gas pipes;

상기 몸통에 유입된 소음을 차단하도록 몸통의 내부에 환형으로 형성되는 공명기; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A resonator formed in a ring shape in the body to block the noise introduced into the body; Characterized in that consists of.

Description

Exhaust Silencer for Engine Exhaust System

도 1 및 도 2는 종래기술에 다른 소음기를 나타낸 단면도이고,1 and 2 are cross-sectional views showing a silencer according to the prior art,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 사시도이고,Figure 3 is a perspective view showing a silencer for the engine exhaust gas according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 단면도이고,Figure 4 is a cross-sectional view showing a silencer for the engine exhaust gas according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공명기를 나타낸 사시도이고, 5 is a perspective view showing a resonator according to an embodiment of the present invention,

도 6은 도 4의 A-A 부분을 나타낸 단면도이고,6 is a cross-sectional view illustrating a portion A-A of FIG. 4,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소음흡입홀의 다양한 형태를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing various forms of the noise suction hole according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 몸통 20 : 배기가스관10: body 20: exhaust gas pipe

30 : 공명기 31 : 소음흡입홀30: resonator 31: noise intake hole

32 : 돌출부 33 : 방사상 격벽32: protrusion 33: radial bulkhead

100 : 소음기100: silencer

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.The present invention relates to a silencer for engine exhaust gas, and more particularly, by installing a resonator in an annular shape at the inlet side of the silencer where the noise is maximum, it is possible to significantly reduce the low frequency noise of the engine, which is a large Compared to the silencer, it has a high noise reduction performance in the low frequency region, and can also reduce the size of the silencer, there is no restriction in the installation space and relates to the engine exhaust silencer that can be widely applied in the industrial silencer field.

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.In general, as the operating conditions for industrial machinery of various fields are increasing in speed, generation of noise sources including high frequency components is rapidly increasing. These high-frequency noise can be heard in the ear as a sharp, high sound due to its acoustic characteristics, not only reduce the work efficiency of workers, but also cause hearing loss when left for a long time.

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.In addition, the engine silencer needs to reduce the maximum noise with a minimum back pressure for smooth exhaust gas discharge, but a silencer mounted on a large engine needs to maintain a high-performance output with a large amount of exhaust gas discharged. There is a big limitation in changing the flow path and using partitions inside to reduce noise.

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.Therefore, industrial machines that generate noise above the allowable level are required to be equipped with an acoustic muffler to reduce the noise. Currently used acoustic mufflers can be classified into two types: expansion mufflers and sound absorbing mufflers mainly developed for automobile mufflers.

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.The expansion silencer shown in FIG. 1 uses a method in which the acoustic impedance is sharply increased when the sound wave enters the expansion pipe 1 so that a part of the sound is reflected toward the entrance, thereby reducing the transmitted sound wave.

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.On the other hand, the sound absorbing type silencer shown in FIG. 2 is provided with a sound absorbing material 2 on the inner wall of the tube through which sound waves are used to reduce noise through sound absorption, in which case the simple sound absorbing effect is applied to all frequency ranges. As a result, the noise reduction efficiency for a specific frequency range is low.

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.However, as the inner diameter of the silencer decreases, a significant back pressure is applied to the silencer, which significantly lowers the original performance of the device in which the silencer is mounted. It must be solved.

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.In addition, since a number of diaphragms are installed in a zigzag at right angles to the longitudinal direction inside the silencer to make noise while the diaphragm passes through the diaphragms one by one, because the strong vibration stimulates the diaphragm to generate vibrations and joints. There is discomfort that cannot achieve soft noise.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been made to solve the above conventional problems,

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.By installing the resonator annularly at the inlet side of the silencer to maximize the noise, it is possible to significantly reduce the low frequency noise of the engine. Its size can be reduced so that there is no restriction on installation space and it can be widely applied in the field of industrial silencer.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 엔진의 배기가스관에 연결되는 소음기에 있어서,The present invention is a silencer connected to the exhaust pipe of the engine,

상기 몸통에 유입된 소음을 차단하도록 몸통의 내부에 환형으로 형성되는 공명기;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that consisting of; resonator formed in an annular shape inside the body to block the noise introduced into the body.

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.In addition, the annular resonator of the present invention is formed in a radial partition wall at the center is divided into a plurality, the resonator is formed inside the body of the inlet side in which the exhaust gas and noise is introduced, the resonator is the exhaust gas and noise Characterized in that it can be further formed inside the outlet side body to be discharged.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 배기가스용 소음기를 나타낸 단면도이다.3 is a perspective view showing the silencer for the engine exhaust gas according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a silencer for the engine exhaust gas according to an embodiment of the present invention.

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.As shown in Figure 3 and 4, the engine exhaust gas silencer 100 of the present invention is a body (10) installed between the exhaust gas pipe 20, and a resonator formed in the body (10) ( 30).

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.Exhaust gas of the engine is discharged to the outside through a pipe, the exhaust gas is mixed with harmful substances and noise, if the exhaust gas is discharged without restriction to the outside has a serious adverse effect on environmental pollution. Thus, a filtration device and a separate silencer 100 are installed between the exhaust gas pipes 20 to filter harmful substances and noise of the exhaust gas.

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.Here, the noise is provided with a silencer 100 for filtering, the silencer 100 is installed between the exhaust gas pipe 20, formed of a body 10 of a wider than the width of the exhaust gas pipe 20 Noise is absorbed and reduced in the internal space of the body (10). At this time, the body 10 is formed in a cylindrical shape like the exhaust gas pipe (20).

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.Here, although the body 10 of the muffler 100 is used in a cylindrical shape in the present embodiment, the body 10 of the muffler 100 may be used in various forms of squares, triangles, and polygons.

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.In addition, the exhaust gas pipe 20 is further formed by a predetermined interval in the inner direction of the body 10, the outlet side opposite to the exhaust gas inlet side is also further spaced apart by a predetermined interval in the inner direction of the body (10). It protrudes and is formed.

그리고, 상기 몸통(10)의 내부에는 배기가스관(20)을 중심으로 환형 형태의 공명기(30)가 설치된다.Then, the inside of the body 10 is provided with an annular resonator 30 around the exhaust gas pipe 20.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공명기를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 4의 A-A 부분을 나타낸 단면도이다.5 is a perspective view showing a resonator according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a portion A-A of FIG.

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.As shown in FIG. 5, the resonator 30 is formed in an annular shape having a donut shape, through which an exhaust gas pipe 20 is formed, and the resonator 30 is formed through an exhaust gas pipe 20. Exhaust gas and noise is formed inside the inlet side of the body 10 is introduced.

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.Here, although the resonator 30 is installed on the inlet side of the body 10 in the present embodiment, the resonator 30 can be installed on the outlet side (the direction in which exhaust gas is discharged) inside the body 10. Of course.

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.As shown in Figure 6, the resonator 30 is formed in the radial partition 33 in the center of the cross-section of the body 10 is formed by dividing into a plurality, which is formed in a fan shape each one resonator (30) Can be separated / combined, and when a plurality of the fan-shaped resonators 30 are combined, they are formed in an annular shape.

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.In this case, the resonators 30 are arranged at regular intervals, each resonator 30 is a high sound absorption at the corresponding frequency around 500Hz using the resonators 30 tuned to a low frequency of a specific region Made to have performance.

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.And, each of the resonator 30 is noise so that the noise introduced into the interior of the body 10 through the exhaust gas pipe 20 in one end surface in contact with the interior of the body 10 is sucked into the resonator (30) Suction hole 31 is formed.

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.As shown in (a) of FIG. 7, the noise suction hole 31 has a protrusion 32 protruding a predetermined interval into the resonator 30 so that noise introduced into the body 10 is resonator. It serves as a guide to be smoothly sucked into the interior of the (30).

(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.As shown in (b), the noise intake hole 31 is formed with a protrusion 32 protruding a predetermined interval in the inner, outer direction of the resonator 30, the noise introduced into the body 10 is resonator It serves as a guide to be smoothly sucked into the interior of the (30).

여기서, 본 실시에서는 비록 상기 소음흡입홀(31)의 크기가 상호 규일하게 형성되었으나, 상기 소음흡입홀(31)의 크기는 상호 각각 다르게 형성 가능함은 물론이다.Here, in the present embodiment, although the size of the noise suction hole 31 is formed to be identical to each other, the size of the noise suction hole 31 may be different from each other.

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.One or more noise suction holes 31 described above are formed at one end of each resonator 30 so as to increase the surface area where noise comes into contact with the same inlet area, at the corresponding frequency when the resonator 30 operates. It has the effect of maximizing the noise reduction performance.

또한, 상기에서 기술한 공명기(30)는 헬름홀츠 공명기로써 일반적인 헬름홀 츠 공명기의 원리/기능과 유사한 것임으로 별도의 기술은 하지 않겠다.In addition, the resonator 30 described above is similar to the principle / function of a general Helmholtz resonator as a Helmholtz resonator, and thus no separate description will be made.

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.As described above, the silencer for the engine exhaust gas of the present invention can significantly reduce the low frequency noise of the engine by installing a resonator annularly at the inlet side of the silencer where the noise is maximum, and thus the large size used in the related art. Compared with the silencer, it has a high noise reduction performance in the low frequency region, and can also reduce the size of the silencer, thereby limiting the installation space and making it applicable to a wide range of industrial silencers.

Claims

In the silencer 100 is connected to the exhaust pipe of the engine,

A body (10) formed between the exhaust gas pipes (20) and formed in a cylindrical shape wider than the width of the exhaust gas pipes (20);

A resonator (30) formed in an annular shape in the body (10) to block the noise introduced into the body (10) and formed in a plurality of radial bulkheads (33) in the center;

Silencer for engine exhaust gas, characterized in that consisting of.

The method of claim 1,

The resonator (30) is an engine exhaust gas silencer, characterized in that formed in the inlet side body 10, the exhaust gas and noise is introduced.

The method of claim 2,

The resonator (30) is an engine exhaust gas silencer, characterized in that it can be further formed inside the outlet side body (10) in which exhaust gas and noise is discharged.

The method of claim 1,

One end of the resonator (30) engine exhaust gas silencer, characterized in that the noise suction hole 31 is formed between the radial partition wall 33 so that the noise introduced into the body (10) can be sucked.

The method of claim 4, wherein

The noise suction hole (31) of the resonator (30) is an engine exhaust gas silencer, characterized in that the protrusion portion (32) protruding a predetermined interval in the inner direction of the resonator (30) can be further formed.

The method of claim 5,

The protrusion 32 of the noise suction hole 31 is protruded at predetermined intervals on both inner and outer sides of the resonator 30, and the engine exhaust gas silencer may be further formed.

The method according to any one of claims 4 to 6,

One or more noise suction holes 31 are formed in each resonator (30) for the engine exhaust gas silencer.

The method of claim 7, wherein

The plurality of noise intake holes 31 are engine exhaust gas silencer, characterized in that each size can be formed differently.

The method of claim 1,

The resonator (30) is an engine exhaust gas silencer, characterized in that the Helmholtz resonator that can reduce the low frequency noise band.

The method of claim 1,

The exhaust gas pipe 20 is formed in the inner direction of the body 10, the silencer for the engine exhaust gas, characterized in that protrudes a predetermined interval from one end surface of the resonator (30).

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