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JP2010092678A - Muffler - Google Patents

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JP2010092678A
JP2010092678A JP2008260440A JP2008260440A JP2010092678A JP 2010092678 A JP2010092678 A JP 2010092678A JP 2008260440 A JP2008260440 A JP 2008260440A JP 2008260440 A JP2008260440 A JP 2008260440A JP 2010092678 A JP2010092678 A JP 2010092678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
silencer
gas passage
sound absorbing
absorbing member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008260440A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yohei Toyoshima
洋平 豊島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2008260440A priority Critical patent/JP2010092678A/en
Publication of JP2010092678A publication Critical patent/JP2010092678A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a muffler capable of preventing deterioration of muffling performance due to condensed water. <P>SOLUTION: The muffler includes an exhaust gas passage (22) penetrating a case (21) and a sound absorbing member (30) surrounding a periphery of the exhaust gas passage (22) and enclosed inside the case (21). The exhaust gas passage (22) is provided with a plurality of small holes (22a) open toward the inside of the case (21), and between the exhaust gas passage (22) and the sound absorbing member (30), there is provided a thin film (23) through which liquid does not pass but sound wave does. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気ガスの発生音を低減するための消音器に関し、より詳細には、凝縮水による消音性能の悪化を防止することができる消音器に関するものである。   The present invention relates to a silencer for reducing the generated sound of exhaust gas, and more particularly to a silencer that can prevent deterioration of the silencing performance due to condensed water.

燃料電池とは、水素と酸素を反応させることにより起電力を得る電池である。燃料電池は有害なガスを排出しないため、自動車等のエネルギー源として開発が進んでいる。   A fuel cell is a cell that obtains an electromotive force by reacting hydrogen and oxygen. Since fuel cells do not emit harmful gases, they are being developed as energy sources for automobiles and the like.

この燃料電池を車両に搭載した場合は、排気ガス中に大量の水蒸気が含まれているため、外気に晒される消音器付近で水蒸気が冷やされることにより大量の凝縮水が発生する。この凝縮水が消音器内部に留まると、吸音部材に浸透することにより消音性能が低下したり、蓄積した凝縮水が腐食を発生したりという問題が起こりうる。   When this fuel cell is mounted on a vehicle, since a large amount of water vapor is contained in the exhaust gas, a large amount of condensed water is generated when the water vapor is cooled in the vicinity of the silencer exposed to the outside air. If this condensed water stays inside the silencer, there may be a problem that the sound absorbing performance deteriorates due to permeation into the sound absorbing member, or the accumulated condensed water corrodes.

このような問題に対して、マフラ内に溜まった凝縮水をサブマフラ内に流下させ、この凝縮水をピトー管から排気ガスの流れによって排出させる排気装置(特許文献1参照。)が知られている。   In order to solve such a problem, an exhaust device (see Patent Document 1) is known in which condensed water accumulated in the muffler is caused to flow down into the sub-muffler, and this condensed water is discharged from the Pitot tube by the flow of exhaust gas. .

また、消音器内に設けた柱状部材により生成水を落下させ、バッファに生成水を蓄積し、蓄積した生成水を排水弁により排出する消音器(特許文献2参照。)も知られている。   There is also known a silencer (see Patent Document 2) in which generated water is dropped by a columnar member provided in the silencer, the generated water is accumulated in a buffer, and the accumulated produced water is discharged by a drain valve.

また、排気中に含まれる凝縮水を、マフラ内の吸音室に所定量溜めるための水量調整孔を設けた排気装置(特許文献3参照。)も知られている。
特開平10−30435号公報 特開2005−171874号公報 特開2005−188312号公報
There is also known an exhaust device (see Patent Document 3) provided with a water amount adjusting hole for collecting a predetermined amount of condensed water contained in exhaust gas in a sound absorbing chamber in the muffler.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-30435 JP 2005-171874 A JP 2005-188312 A

前述のように、消音器内に蓄積した凝縮水を、ピトー管や排水用に開孔した小孔を用いて排出するように構成した場合は、吸音材の影響によってピトー管の目詰まりが生じやすく、スムーズに排水されない場合がある。また、小孔は車両走行時に泥やゴミにより目詰まりしやすい。これらピトー管や小孔が目詰まりした場合には、消音性能が大幅に低下するという問題があった。   As described above, when the condensed water accumulated in the silencer is discharged using a pitot tube or a small hole opened for drainage, clogging of the pitot tube occurs due to the influence of the sound absorbing material. It is easy and may not drain smoothly. In addition, the small holes are likely to be clogged with mud and dust when the vehicle is running. When these pitot tubes and small holes are clogged, there has been a problem that the sound deadening performance is greatly reduced.

また、寒冷地においては、ピトー管や小孔に残留した凝縮水が凍結する可能性がある。凝縮水が凍結することによって、これらピトー管や小孔が閉塞されると、システムの起動時に消音性能が悪化したりシステムの起動ができなくなったりする問題もあった。   In cold regions, the condensed water remaining in the Pitot tube and small holes may freeze. If these pitot tubes and small holes are closed due to freezing of condensed water, there is a problem that the noise reduction performance is deteriorated or the system cannot be started when the system is started.

本願発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、凝縮水が消音器内部に進入することを防止することで、消音性能を低下させることなく、耐久性を向上できる消音器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and a silencer that can improve durability without deteriorating the silencing performance by preventing the condensed water from entering the silencer. The purpose is to provide.

請求項1に記載の発明は、燃料電池の排気系統に接続される消音器であって、ケースを貫通する排気ガス通路と、前記排気ガス通路の周囲を取り囲んで前記ケース内に充填される吸音部材と、からなり、前記排気ガス通路は、前記ケース内部へと開口する複数の小孔を備え、前記排気ガス通路と前記吸音部材との間に、液体は通過せず音波は通過する薄膜を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a silencer connected to an exhaust system of a fuel cell, and an exhaust gas passage penetrating a case, and a sound absorbing material that surrounds the exhaust gas passage and is filled in the case And the exhaust gas passage includes a plurality of small holes that open into the case, and a thin film that does not pass liquid but passes sound waves between the exhaust gas passage and the sound absorbing member. It is characterized by having.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の消音器であって、前記薄膜は、前記排気ガス通路の周囲に密着して備えられることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the silencer according to claim 1, wherein the thin film is provided in close contact with the periphery of the exhaust gas passage.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の消音器であって、前記薄膜は、前記排気ガス通路の内周面に密着して備えられることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the silencer according to claim 1, wherein the thin film is provided in close contact with an inner peripheral surface of the exhaust gas passage.

請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一つに記載の消音器であって、前記薄膜は、前記排気ガス通路に備えられた小孔の位置に対応する箇所のみ備えられることを特徴とする。   Invention of Claim 4 is a silencer as described in any one of Claim 1 to 3, Comprising: The said thin film is provided only in the location corresponding to the position of the small hole provided in the said exhaust-gas channel | path. It is characterized by being able to.

請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の消音器であって、前記吸音部材は、前記排気ガス通路から所定の間隔をもって、前記ケースに充填され、前記薄膜は、前記吸音部材の、前記排気ガス通路へと臨む表面に密着して備えられることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the silencer according to claim 1, wherein the sound absorbing member is filled in the case at a predetermined interval from the exhaust gas passage, and the thin film is formed on the sound absorbing member. , And is provided in close contact with the surface facing the exhaust gas passage.

請求項1に記載の発明によると、排気ガス通路と吸音部材との間に、液体は通過せず音波は通過する薄膜状の薄膜を備えたので、排気ガス通路から吸音部材へと液体(例えば凝縮水)が浸透することを防止し、この液体による消音性能の悪化やケースの腐食を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, since a thin film-like thin film that does not pass liquid but passes sound waves is provided between the exhaust gas passage and the sound absorbing member, liquid (for example, from the exhaust gas passage to the sound absorbing member) Condensed water) can be prevented from penetrating, and deterioration of the sound deadening performance and corrosion of the case due to this liquid can be prevented.

請求項2に記載の発明によると、薄膜は、排気ガス通路の周囲に密着して備えられるので、排気ガス通路から吸音部材へと液体(例えば凝縮水)が浸透することを防止することができる。   According to the invention described in claim 2, since the thin film is provided in close contact with the periphery of the exhaust gas passage, it is possible to prevent liquid (for example, condensed water) from penetrating from the exhaust gas passage to the sound absorbing member. .

請求項3に記載の発明によると、薄膜は、排気ガス通路の内周面に密着して備えられるので、排気ガス通路から吸音部材へと液体(例えば凝縮水)が浸透することを防止することができる。   According to the invention described in claim 3, since the thin film is provided in close contact with the inner peripheral surface of the exhaust gas passage, it prevents the liquid (for example, condensed water) from penetrating from the exhaust gas passage to the sound absorbing member. Can do.

請求項4に記載の発明によると、薄膜は、排気ガス通路に備えられた小孔の位置に対応する箇所のみ備えられるので、排気ガス通路から吸音部材へと液体(例えば凝縮水)が浸透することを防止することができるとともに、製造コストを抑えることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the thin film is provided only at a position corresponding to the position of the small hole provided in the exhaust gas passage, liquid (for example, condensed water) permeates from the exhaust gas passage to the sound absorbing member. This can be prevented and the manufacturing cost can be reduced.

請求項5に記載の発明によると、吸音部材は、排気ガス通路から所定の間隔をもってケースに充填され、薄膜は、吸音部材の、排気ガス通路へと臨む表面に密着して備えられるので、排気ガス通路から吸音部材へと液体(例えば凝縮水)が浸透することを防止することができるとともに、中周波数から高周波数に至る幅広い領域での消音性能を発揮することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, the sound absorbing member is filled in the case at a predetermined interval from the exhaust gas passage, and the thin film is provided in close contact with the surface of the sound absorbing member facing the exhaust gas passage. It is possible to prevent a liquid (for example, condensed water) from penetrating from the gas passage to the sound absorbing member, and to exhibit a silencing performance in a wide range from a medium frequency to a high frequency.

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態の消音器(マフラ)10を中心とした消音装置1の説明図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a silencer 1 centered on a silencer 10 according to an embodiment of the present invention.

本発明の消音装置1は、車両に搭載される燃料電池スタック2と、排気系統3とにより構成される。排気系統3には消音器10が接続されている。消音器10は、燃料電池スタック2から排出される排気ガスが発生する騒音を低減する。消音器10を通過した排気ガスは、大気へと排出される。   The silencer 1 of the present invention includes a fuel cell stack 2 mounted on a vehicle and an exhaust system 3. A silencer 10 is connected to the exhaust system 3. The silencer 10 reduces noise generated by exhaust gas discharged from the fuel cell stack 2. The exhaust gas that has passed through the silencer 10 is discharged to the atmosphere.

燃料電池スタック2は、燃料ガス(水素)と酸化剤ガス(空気)とを反応させて起電力を得る。このとき、水素と酸素が反応することによって水が発生する。発生した水は、主に水蒸気として、未反応のガスと共に排気ガスとして排出される。   The fuel cell stack 2 obtains an electromotive force by reacting a fuel gas (hydrogen) with an oxidant gas (air). At this time, water is generated by the reaction between hydrogen and oxygen. The generated water is discharged as exhaust gas together with unreacted gas mainly as water vapor.

車両に搭載される排気系統3は外気に晒されているため、排気ガス温度は排気系統3を通過する際に温度が下がる。そのため、消音器10において凝縮水が発生する。この凝縮水は、消音器10の消音性能に影響を与える場合がある。   Since the exhaust system 3 mounted on the vehicle is exposed to the outside air, the temperature of the exhaust gas decreases when passing through the exhaust system 3. Therefore, condensed water is generated in the silencer 10. This condensed water may affect the silencing performance of the silencer 10.

具体的には、凝縮水が消音器10の内部に進入した場合は、消音器10を構成する吸音部材30(図2参照)に凝縮水が浸透し、この吸音部材30が有する空気層の専有面積が縮小されて、消音性能が低下する。また、消音器10の内部に凝縮水が蓄積した場合は、この凝縮水によって消音器10に腐食が発生し、消音器10の耐久性が低下する。   Specifically, when condensed water enters the silencer 10, the condensed water penetrates into the sound absorbing member 30 (see FIG. 2) constituting the silencer 10, and the air layer of the sound absorbing member 30 is exclusively used. The area is reduced and the noise reduction performance is reduced. Moreover, when condensed water accumulates inside the silencer 10, corrosion occurs in the silencer 10 due to the condensed water, and the durability of the silencer 10 decreases.

このような問題点に対して、本発明の実施形態では、以下に説明するような特徴的な構成を備えることにより、消音器10の消音性能を低下することなく、凝縮水により発生しうる問題を防止する。   With respect to such a problem, in the embodiment of the present invention, by providing a characteristic configuration as described below, there is a problem that may occur due to condensed water without deteriorating the silencing performance of the silencer 10. To prevent.

図2は、本発明の実施形態の消音器(マフラ)10の構成を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the silencer (muffler) 10 according to the embodiment of the present invention.

消音器(マフラ)10は、略円筒形状のケース21と、排気ガスの通路である排気パイプ22と、吸音部材30とによって構成される。   The silencer (muffler) 10 includes a substantially cylindrical case 21, an exhaust pipe 22 that is an exhaust gas passage, and a sound absorbing member 30.

ケース21は、消音器10の形状を決定する円筒形状または楕円形状のケースにより構成される。このケース21の材質は、金属、非鉄金属、樹脂、等でもよい。ケース21は、その両端に、ケース21の開口部を閉塞するエンドプレート21a及び21bが接合されている。   The case 21 is configured by a cylindrical or elliptical case that determines the shape of the silencer 10. The material of the case 21 may be metal, non-ferrous metal, resin, or the like. The end plate 21a and 21b which obstruct | occlude the opening part of the case 21 are joined to the both ends of the case 21. As shown in FIG.

ケース21には、排気ガスを流通させる管状の排気パイプ22が貫通して備えられている。この排気パイプ22の材質は、金属、非鉄金属、樹脂、等でもよい。排気パイプ22は、エンドプレート21a及び21bにそれぞれ支持されており、その一方は、排気系統3から燃料電池スタック2へと連通し、その他方は大気へと開放される。なお、図中矢印は、排気ガスの流れ方向を示す。   The case 21 is provided with a tubular exhaust pipe 22 through which exhaust gas flows. The material of the exhaust pipe 22 may be metal, non-ferrous metal, resin, or the like. The exhaust pipe 22 is supported by end plates 21a and 21b, respectively, one of which communicates with the fuel cell stack 2 from the exhaust system 3, and the other is opened to the atmosphere. In addition, the arrow in a figure shows the flow direction of exhaust gas.

ケース21内部において、排気パイプ22は、その要所に小孔22aが備えられている。この小孔22aは、排気パイプ22の内側からケース21内部へと連通しており、排気ガスに含まれる音波を消音器10の吸音部材30に導くように構成されている。   Inside the case 21, the exhaust pipe 22 is provided with a small hole 22 a at its main point. The small hole 22a communicates from the inside of the exhaust pipe 22 to the inside of the case 21 and is configured to guide sound waves contained in the exhaust gas to the sound absorbing member 30 of the silencer 10.

この図2に示した例では、排気パイプ22に、周状に数個の小孔22aを備え、これを、排気ガスの流れ方向に5列備えた。   In the example shown in FIG. 2, the exhaust pipe 22 is provided with several circumferential small holes 22a, and these are provided in five rows in the exhaust gas flow direction.

吸音部材30は、排気パイプ22を取り囲むように、ケース21の内部に充填して備えられている。この吸音部材30は、例えば、グラスウールや、吸音ウレタン、吸音ペレット等、空気層を多く含む材質により構成されている。この空気層によって、排気パイプ22の小孔22aから伝達される音波が減衰される。   The sound absorbing member 30 is provided inside the case 21 so as to surround the exhaust pipe 22. The sound absorbing member 30 is made of a material containing many air layers, such as glass wool, sound absorbing urethane, and sound absorbing pellets. The sound wave transmitted from the small hole 22a of the exhaust pipe 22 is attenuated by this air layer.

音波は、排気パイプ22を通過する際に、小孔22aから吸音部材30へと透過する。吸音部材30は、その内部に空気層を多く含んでおり、これを通過する際に音波が減衰する。減衰した音波は、小孔22aから透過して排気パイプ22に戻る。また排気ガスは、小孔22aを通過しないで、そのまま排気パイプ22を通過した後に大気に放出される。   The sound wave is transmitted from the small hole 22 a to the sound absorbing member 30 when passing through the exhaust pipe 22. The sound absorbing member 30 includes a large amount of an air layer therein, and sound waves attenuate when passing through the sound absorbing member 30. The attenuated sound wave passes through the small hole 22a and returns to the exhaust pipe 22. Further, the exhaust gas does not pass through the small hole 22a, but is passed through the exhaust pipe 22 as it is and then released into the atmosphere.

排気パイプ22の周囲には、薄膜状の膜シート23が備えられる。   A thin film sheet 23 is provided around the exhaust pipe 22.

具体的には、図2に示すように、排気パイプ22と吸音部材30との間に、排気パイプ22の周囲に密着して、薄膜状の膜シート23が備えられる。膜シート23は、音波は通過するが、液体(例えば水)は通過しない材質により構成される。   Specifically, as shown in FIG. 2, a thin film sheet 23 is provided between the exhaust pipe 22 and the sound absorbing member 30 so as to be in close contact with the periphery of the exhaust pipe 22. The membrane sheet 23 is made of a material that allows sound waves to pass but not liquid (for example, water).

膜シート23は、消音器10内に生成する凝縮水が吸音部材30に進入することを防止する。消音器10内に生成された凝縮水は、排気ガスの圧力によって、排気パイプ22から外部へと押し出される。一方、音波は、膜シート23を通過して吸音部材30内へと伝わる。この音波は、前述のように吸音部材30によって減衰される。   The membrane sheet 23 prevents the condensed water generated in the silencer 10 from entering the sound absorbing member 30. The condensed water generated in the silencer 10 is pushed out from the exhaust pipe 22 by the pressure of the exhaust gas. On the other hand, the sound wave passes through the membrane sheet 23 and is transmitted into the sound absorbing member 30. This sound wave is attenuated by the sound absorbing member 30 as described above.

このような構成によって、消音器10の内部に凝縮水が浸透することなく、消音性能を発揮することができる。   With such a configuration, the silencing performance can be exhibited without the condensed water penetrating into the silencer 10.

音波が膜シート23を伝わる効率は、膜シートの23の材質、膜厚等により異なる。そのため、これら材質や膜厚を選定することにより、消音性能を制御することが可能となる。   The efficiency with which sound waves are transmitted through the membrane sheet 23 varies depending on the material, film thickness, and the like of the membrane sheet 23. Therefore, it is possible to control the silencing performance by selecting these materials and film thicknesses.

膜シート23の材質は、例えば、金属、樹脂、ゴム等の薄膜を用いることができる。なお、燃料電池スタック2の排気ガス温度は、ガソリンエンジン等の内燃機関の排気ガス温度と比較して低い(概ね100℃未満)ため、耐熱温度の低い材質を用いることが可能になる。樹脂やゴムは金属と比較して加工性に優れるので、膜シート23の材質にこれら樹脂やゴムを用いることによって、消音器10の製造コストを低く抑えることができる。   As the material of the film sheet 23, for example, a thin film of metal, resin, rubber, or the like can be used. Since the exhaust gas temperature of the fuel cell stack 2 is lower than the exhaust gas temperature of an internal combustion engine such as a gasoline engine (approximately less than 100 ° C.), it is possible to use a material having a low heat resistance temperature. Since resin and rubber are excellent in workability as compared with metal, the use of these resin and rubber as the material of the membrane sheet 23 can reduce the manufacturing cost of the silencer 10.

膜シート23は、接着、カシメ、ロウ付け、溶接等によって、排気パイプ22又は吸音部材30に固定される。また、樹脂やゴムを用いる場合は、熱可塑変形により形成及び密着をさせることが可能である。なお、これらの方法に限られず、排気パイプ22から吸音部材30へと凝縮水が進入しない構造であれば、どのような固定方法でもよい。   The membrane sheet 23 is fixed to the exhaust pipe 22 or the sound absorbing member 30 by adhesion, caulking, brazing, welding, or the like. Moreover, when using resin and rubber | gum, it can form and adhere | attach by thermoplastic deformation. Note that the fixing method is not limited to these methods, and any fixing method may be used as long as condensed water does not enter the sound absorbing member 30 from the exhaust pipe 22.

図3は、本発明の実施形態の消音器10の別の構成を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration of the silencer 10 according to the embodiment of the present invention.

前述の図2に示した例では、膜シート23を、排気パイプ22と吸音部材30との間に配置した。これに対して、図3に示す構成例では、排気パイプ22の外周ではなく、排気パイプ22の内周側に備えた。   In the example shown in FIG. 2 described above, the membrane sheet 23 is disposed between the exhaust pipe 22 and the sound absorbing member 30. On the other hand, in the configuration example shown in FIG. 3, it is provided not on the outer periphery of the exhaust pipe 22 but on the inner peripheral side of the exhaust pipe 22.

前述の図2に示した例では、排気パイプ22の外周側に膜シート23が備えられるため、排気パイプ22のパイプ厚により、小孔22aが排気パイプ22の内周面に対してと凹となる。そのため、凝縮水がこの小孔22aに留まり、低温時に凍結する可能性がある。   In the example shown in FIG. 2 described above, since the membrane sheet 23 is provided on the outer peripheral side of the exhaust pipe 22, the small hole 22 a is recessed from the inner peripheral surface of the exhaust pipe 22 due to the pipe thickness of the exhaust pipe 22. Become. Therefore, the condensed water may remain in the small holes 22a and freeze at a low temperature.

小孔22aにおいて凝縮水が凍結した場合は、排気ガスの音波が消音器10内部の吸音部材30に伝わる効率が下がるので、消音性能が低下する可能性がある。   When the condensed water freezes in the small hole 22a, the efficiency of transmitting the sound wave of the exhaust gas to the sound absorbing member 30 inside the silencer 10 is lowered, so that the sound deadening performance may be lowered.

これに対して、図3に示す構成例では、膜シート23を排気パイプ22の内周面に備えたので、消音器10の内部に凹形状が形成されず、凝縮水が留まることがない。これにより、凝縮水の凍結により発生する問題を防ぐことができる。   On the other hand, in the configuration example shown in FIG. 3, the membrane sheet 23 is provided on the inner peripheral surface of the exhaust pipe 22, so that no concave shape is formed inside the silencer 10, and condensed water does not stay. Thereby, the problem which generate | occur | produces by freezing of condensed water can be prevented.

なお、排気パイプ22の内面と膜シート23とに段差が生じないように、排気パイプ22の内面を膜シート23の膜厚に応じた凹形状としてもよい。   The inner surface of the exhaust pipe 22 may have a concave shape corresponding to the film thickness of the membrane sheet 23 so that no step is generated between the inner surface of the exhaust pipe 22 and the membrane sheet 23.

図4及び図5は、本発明の実施形態の消音器10の、さらに別の構成を示す断面図である。   FIG.4 and FIG.5 is sectional drawing which shows another structure of the silencer 10 of embodiment of this invention.

前述のように、排気パイプ22の小孔22aは、消音性能に応じて適宜変更しうるものである。   As described above, the small hole 22a of the exhaust pipe 22 can be appropriately changed according to the silencing performance.

前述の図2に示した例では、小孔22aを排気ガスの流れ方向に5列備えた。これに対して、図4に示す例では、小孔22aを排気ガスの流れ方向に2列のみ備えた。   In the example shown in FIG. 2, the small holes 22a are provided in five rows in the exhaust gas flow direction. On the other hand, in the example shown in FIG. 4, only two rows of small holes 22a are provided in the exhaust gas flow direction.

このように、排気パイプ22の小孔22aの構成によって、排気ガスの消音性能を任意に変更することが可能になる。   As described above, the configuration of the small hole 22a of the exhaust pipe 22 can arbitrarily change the exhaust gas silencing performance.

なお、小孔22aの位置によっては、膜シート23を、排気パイプ22の上流側から下流側に渡って全てに備える必要はない。具体的には、図5に示すように、小孔22aが備えられている箇所に対応して、排気パイプ22の一部の周囲を覆うように膜シート23を備えてもよい。すなわち、凝縮水が、排気パイプ22から吸音部材30へと浸透しないように構成されていればよい。このように構成することにより、膜シート23の材料や加工工数を削減でき、製造コストを抑えることができる。   Depending on the position of the small hole 22 a, it is not necessary to provide the membrane sheet 23 from the upstream side to the downstream side of the exhaust pipe 22. Specifically, as shown in FIG. 5, a membrane sheet 23 may be provided so as to cover the periphery of a part of the exhaust pipe 22 in correspondence with the location where the small hole 22 a is provided. In other words, it is sufficient that the condensed water does not penetrate from the exhaust pipe 22 to the sound absorbing member 30. By comprising in this way, the material of the film | membrane sheet 23 and a process man-hour can be reduced, and manufacturing cost can be held down.

図6及び図7は、本発明の実施形態の消音器10の、さらに別の構成を示す断面図である。   FIG.6 and FIG.7 is sectional drawing which shows another structure of the silencer 10 of embodiment of this invention.

この図6に示す構成例は、吸音部材30をケース21内部に充満するのではなく、排気パイプ22周辺に空洞部分をもたせた。すなわち、吸音部材30は、排気パイプ22から所定の間隔をもって、ケース21内に充填されている。   In the configuration example shown in FIG. 6, the sound absorbing member 30 is not filled in the case 21, but a hollow portion is provided around the exhaust pipe 22. That is, the sound absorbing member 30 is filled in the case 21 at a predetermined interval from the exhaust pipe 22.

このように構成することによって、消音器10の内部に空気層を設けることができる。これにより、空気層と吸音部材30とによる消音性能を発揮することが可能となり、例えば、中周波数から高周波数に渡って幅広い範囲での消音性能とすることができる。   With this configuration, an air layer can be provided inside the silencer 10. Thereby, it becomes possible to exhibit the silencing performance by the air layer and the sound absorbing member 30, and for example, the silencing performance in a wide range from the medium frequency to the high frequency can be achieved.

またさらに、消音器10内部に空気層を設ける構造の別の構成例として、図7に示すように、膜シート23を、排気パイプ22周囲に備えるのではなく、吸音部材30の表面に備えるようにしても良い。   Furthermore, as another configuration example of the structure in which the air layer is provided inside the silencer 10, as shown in FIG. 7, the membrane sheet 23 is provided not on the periphery of the exhaust pipe 22, but on the surface of the sound absorbing member 30. Anyway.

この図7のように構成することによって、音波が膜シート23によって減衰することなく空気層に導かれるため、この空気層による消音効果が増す。ただし、このように構成した場合は、消音器10内部の空気層に凝縮水が蓄積する可能性がある。そのため、消音器10に、この凝縮水を排出する仕組み(例えば、ピトー管等)を別途設けることが好適である。   With the configuration as shown in FIG. 7, sound waves are guided to the air layer without being attenuated by the membrane sheet 23, so that the silencing effect by the air layer is increased. However, in such a configuration, condensed water may accumulate in the air layer inside the silencer 10. Therefore, it is preferable to provide the silencer 10 with a mechanism (for example, a Pitot tube) for discharging the condensed water.

以上のように、本発明の実施形態では、消音器10において、排気ガスが流通する排気パイプ22と、排気ガスに含まれる音波を消音する吸音部材30との間に、膜シート23を備えた。この膜シート23は、音波は通過するが、液体は通過しない材質により構成されているので、吸音部材30に凝縮水が浸透することがなくなり、凝縮水を消音器外に容易に排出できる。これにより、消音性能を低下させることなく、消音器の耐久性を向上することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, the silencer 10 includes the membrane sheet 23 between the exhaust pipe 22 through which the exhaust gas flows and the sound absorbing member 30 that silences the sound wave included in the exhaust gas. . Since the membrane sheet 23 is made of a material that allows sound waves to pass but not liquid, the condensed water does not penetrate into the sound absorbing member 30, and the condensed water can be easily discharged out of the silencer. Thereby, durability of a silencer can be improved, without reducing a silencing performance.

図8は、本発明の実施形態の消音器10の消音性能の実験結果を示すグラフである。   FIG. 8 is a graph showing experimental results of the silencing performance of the silencer 10 according to the embodiment of the present invention.

この図8に示すグラフは、膜シート23を備えた消音器10について、膜シート23を備えない構成と比較した消音性能を図示したものである。   The graph shown in FIG. 8 illustrates the silencing performance of the silencer 10 provided with the membrane sheet 23 compared to a configuration not provided with the membrane sheet 23.

グラフの横軸は、毎分当たりの排気ガスの流量[m3/min]を示す。グラフの縦軸は、膜シート23を備えない構成の音波のレベルを0とした場合の、音波レベルの比較結果[dB]を示す。比較結果は、正側である場合は、膜シート23を備えない構成よりもより音波が減衰されて消音性能が高いことを示し、負側の場合は消音性能が低いことを示す。 The horizontal axis of the graph represents the exhaust gas flow rate [m 3 / min] per minute. The vertical axis of the graph represents the sound wave level comparison result [dB] when the sound wave level of the configuration without the membrane sheet 23 is zero. The comparison result indicates that the sound wave is attenuated and the sound deadening performance is higher than the configuration without the membrane sheet 23 in the case of the positive side, and the sound deadening performance is lower in the case of the negative side.

この図8のグラフにおいて、膜シート23の材質をシリコンゴムとし、膜厚を0.3mmとしたものを点線で示した。また、膜シート23の材質をシリコンゴムとし、膜厚を0.5mmとしたものを実線で示した。   In the graph of FIG. 8, the material of the film sheet 23 is silicon rubber, and the film thickness is 0.3 mm, which is indicated by a dotted line. The film sheet 23 is made of silicon rubber, and the film thickness is 0.5 mm.

この図8に示す実験結果によると、膜厚を0.3mmとした場合は、排気ガス流量が1〜2[m3/min]付近において、膜シート23を備えない構成と比較して、より良好な消音性能であることが示されている。また、排気ガス流量が3[m3/min]付近では、膜シート23を備えない構成よりも消音性能が低い。なお、一般的に燃料電池スタック2から排出される排気ガス流量は、最大で3.5[m3/min]程度であるので、この流量付近の消音性能の低下による影響は限定的である。 According to the experimental results shown in FIG. 8, when the film thickness is 0.3 mm, the exhaust gas flow rate is around 1 to 2 [m 3 / min], compared with the configuration without the film sheet 23. It is shown that it has a good silencing performance. Further, when the exhaust gas flow rate is in the vicinity of 3 [m 3 / min], the noise reduction performance is lower than the configuration without the membrane sheet 23. In general, the exhaust gas flow rate discharged from the fuel cell stack 2 is about 3.5 [m 3 / min] at the maximum, and therefore the influence of the reduction in the noise reduction performance in the vicinity of this flow rate is limited.

また、膜厚を0.5mmとした場合は、排気ガス流量の全領域に渡って、膜シート23を備えない構成と同等の消音性能を示している。   Further, when the film thickness is 0.5 mm, the sound deadening performance equivalent to the configuration without the film sheet 23 is shown over the entire range of the exhaust gas flow rate.

この図8のグラフに示す実験結果により明らかなように、膜シート23を備えた場合にも、膜シート23を備えない従来の消音器10と比較して、消音性能が大きく低下することはなく、状況によっては消音性能が向上している。また、膜シート23の膜厚によって消音性能は変化する。   As is clear from the experimental results shown in the graph of FIG. 8, even when the membrane sheet 23 is provided, the silencing performance is not significantly reduced as compared with the conventional silencer 10 not provided with the membrane sheet 23. Depending on the situation, the silencing performance is improved. In addition, the silencing performance varies depending on the film thickness of the film sheet 23.

従って、膜シート23を備えることにより、消音特性を低下させることなく、吸音部材30に凝縮水を含浸させないような消音器を提供することができる。そしてさらに、膜シート23の材質や膜厚を選定することによって、消音特性を適宜チューニングすることが可能となる。   Therefore, by providing the membrane sheet 23, it is possible to provide a silencer that does not impregnate the sound absorbing member 30 with condensed water without deteriorating the silencing characteristics. Further, by selecting the material and film thickness of the film sheet 23, it is possible to appropriately tune the sound deadening characteristic.

なお、本発明の実施形態では、車両に搭載される燃料電池スタック2の排気ガスの消音に用いる例に説明したが、これに限られるものではない。例えば家庭や工場据置きタイプの燃料電池の排気ガスの消音に、消音器10を用いることにより、同様の効果を奏する。   In addition, although embodiment of this invention demonstrated to the example used for the silence of the exhaust gas of the fuel cell stack 2 mounted in a vehicle, it is not restricted to this. For example, the same effect can be obtained by using the silencer 10 to silence the exhaust gas of a home or factory stationary fuel cell.

本発明の実施形態の排気系統の説明図である。It is explanatory drawing of the exhaust system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の別の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structure of the silencer of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の消音器の消音特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the silencing characteristic of the silencer of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 消音装置
2 燃料電池スタック
3 排気系統
10 消音器
21 ケース
21a、21b エンドプレート
22 排気パイプ
22a 小孔
23 膜シート
30 吸音部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silencer 2 Fuel cell stack 3 Exhaust system 10 Silencer 21 Case 21a, 21b End plate 22 Exhaust pipe 22a Small hole 23 Membrane sheet 30 Sound absorbing member

Claims (5)

燃料電池(2)の排気系統(3)に接続される消音器(10)であって、
ケース(21)を貫通する排気ガス通路(22)と、前記排気ガス通路(22)の周囲を取り囲んで前記ケース(21)内に充填される吸音部材(30)と、からなり、
前記排気ガス通路(22)は、前記ケース(21)内部へと開口する複数の小孔(22a)を備え、
前記排気ガス通路(22)と前記吸音部材(30)との間に、液体は通過せず音波は通過する薄膜(23)を備えたことを特徴とする消音器。
A silencer (10) connected to the exhaust system (3) of the fuel cell (2),
An exhaust gas passage (22) that penetrates the case (21), and a sound absorbing member (30) that surrounds the exhaust gas passage (22) and fills the case (21),
The exhaust gas passage (22) includes a plurality of small holes (22a) that open into the case (21),
A silencer comprising a thin film (23) between which the exhaust gas passage (22) and the sound absorbing member (30) do not pass the liquid but the sound wave passes.
請求項1に記載の消音器であって、
前記薄膜(23)は、前記排気ガス通路(22)の周囲に密着して備えられることを特徴とする消音器。
The muffler according to claim 1,
The silencer, wherein the thin film (23) is provided in close contact with the periphery of the exhaust gas passage (22).
請求項1に記載の消音器であって、
前記薄膜(23)は、前記排気ガス通路(22)の内周面に密着して備えられることを特徴とする消音器。
The muffler according to claim 1,
The silencer, wherein the thin film (23) is provided in close contact with an inner peripheral surface of the exhaust gas passage (22).
請求項1から3のいずれか一つに記載の消音器であって、
前記薄膜(23)は、前記排気ガス通路(22)に備えられた小孔(22a)の位置に対応する箇所のみ備えられることを特徴とする消音器。
The muffler according to any one of claims 1 to 3,
The silencer characterized in that the thin film (23) is provided only at a position corresponding to the position of the small hole (22a) provided in the exhaust gas passage (22).
請求項1に記載の消音器であって、
前記吸音部材(30)は、前記排気ガス通路(22)から所定の間隔をもって、前記ケース(21)に充填され、
前記薄膜(23)は、前記吸音部材(30)の、前記排気ガス通路(22)へと臨む表面に密着して備えられることを特徴とする消音器。
The muffler according to claim 1,
The sound absorbing member (30) is filled in the case (21) at a predetermined interval from the exhaust gas passage (22),
The silencer, wherein the thin film (23) is provided in close contact with a surface of the sound absorbing member (30) facing the exhaust gas passage (22).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014531301A (en) * 2011-08-25 2014-11-27 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングKnorr−Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH Silencer for air drying equipment of compressed air supply system

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JP2014531301A (en) * 2011-08-25 2014-11-27 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングKnorr−Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH Silencer for air drying equipment of compressed air supply system

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