JP2007172946A - 燃料電池エンクロージャ及び防音パネル - Google Patents

Abstract

【課題】優れた防音性能を有すると共に、小型で、平滑な外表面を有するデザイン自由度が高い燃料電池エンクロージャを提供する。
【解決手段】燃料電池エンクロージャ１０を、内パネル１と外パネル２から成る二重構造とし、外パネル２の内面に吸音材３を取り付け、内パネル１と外パネル２の間に隙間４を形成する。この燃料電池エンクロージャ１０を、その内部に燃料電池、改質器、空気ブロア等を収納してなる燃料電池パッケージ２０を覆うように設置し、燃料電池パッケージ２０から発せられる放射音１１が、内パネル１、外パネル２の内面に設けられた吸音材３、外パネル２の順に通過するように構成する。また、内パネル１と外パネル２の間に形成された隙間４を利用して、通気１２を流すことができるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重化したパネル構造を有し、パネル間の隙間を吸気又は／及び排気ダクトとして用いることができるように構成した燃料電池エンクロージャ及び防音パネルに関するものである。

従来の防音パネルにおいては、鋼板壁により高周波を減衰させると共に、錘を配した薄膜をグラスウールの内側に設けることにより、構造体を振動させて低周波を打ち消し、振動の伝播を低減する方法（例えば、特許文献１）、あるいは、多孔質セラミックスを内側に設け、グラスウールの吸音層とコンクリート製遮音層を用いて全体構造で透過損失を高める方法（例えば、特許文献２）等が用いられていた。

また、燃料電池をはじめとする発電装置のエンクロージャでは、発電プロセスや換気のために内外の通気を確保する必要性から、パネルに開口部が設けられている。この開口部に生ずる通気音や、エンクロージャの内部で発生する音が開口部から洩れることを防止する必要がある場合には、パネルの外面に開口部を覆う防音ダクトを設けることが一般的であった。

また、上述した燃料電池発電システムは、燃料処理装置により生成された水素と酸素の結合エネルギーを直接電気エネルギーに変換するものであり、化学反応であるために発電効率が高く、汚染物質の排出及び騒音が少なく、環境性に優れた発電装置として評価されており、近年、家庭用の燃料電池発電システムも開発されている。

このような家庭用の燃料電池発電システムは、燃料処理装置、電池、インバータ、制御装置、熱交換装置等の必要な機能をまとめたパッケージ装置として構成されているが、パッケージ内に収納された各部材から動作音が発生するため、特に、隣接住宅との距離が近い都市部においては、静音化が強く求められている。
特開２００２−１２３２５９号公報 特開２００４−２７９１８号公報

しかしながら、単板によって構成されたエンクロージャで防音性能を高めるためには、面密度を増加させるために板を厚くする必要があり、装置重量が増加するという問題点があった。また、燃料電池発電システムにおいては、吸気・排気用の開口部が必要なことから、音洩れを防ぐための防音ダクトをエンクロージャの外側に設けなければならず、防音ダクトの凹凸により全体寸法が大きくなると共に、家屋の外側に設置するエンクロージャのデザイン性が損なわれるという問題点があった。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、優れた防音性能を有すると共に、小型で、平滑な外表面を有するデザイン自由度が高い燃料電池エンクロージャ及び防音パネルを提供することにある。

上記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、パッケージ型の燃料電池発電システムを内部に収納する燃料電池エンクロージャにおいて、前記エンクロージャを構成するパネルが、内パネル及び外パネルの二重構造とされ、前記内パネルと外パネルとが空気層を挟んで配置され、前記二重化されたパネル間の隙間を通気流路としたことを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、内パネルの外側に外パネルを配置してパネルを二重化し、内部からの放射音を二重化したパネルを透過させる構造として防音性能を高めると共に、二重化したパネル間の隙間を通気通路として利用することにより、パネルの隙間全体を防音ダクトとすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池エンクロージャにおいて、前記外パネルの内側に、吸音材を取り付けたことを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、外パネルの内側に吸音材を取り付けることにより、内パネル板材、外パネル内面の吸音材及び、外パネル板材における透過減衰及び反射減衰と、外パネル吸音材による定在波の吸収減衰の効果により、内部からの放射音の透過量を小さくすることができるので、さらに優れた防音性能が得られる。また、内パネルと内面に吸音材を設けた外パネルとの隙間に通気させた場合、通気音及び通気開口を通じて洩れる内部騒音についても減衰させることができるため、通気開口から出る騒音を遮断するために用いる防音ダクトの追加設置が不要となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池エンクロージャにおいて、前記二重化されたパネル間の隙間に、前記燃料電池発電システムの排気又は吸気を通じることを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、二重化されたパネル間の隙間を、燃料電池発電システムの排気ダクト又は吸気ダクトとして用いることができる。また、パネル幅全体をダクトとして使うことができるので、パネル隙間が狭く流路が薄幅であっても、吸排気条件に見合う断面積を得られることから、圧力損失を低く抑えた上で、優れた防音性能を得ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の燃料電池エンクロージャにおいて、前記内パネルに形成された吸排気用の開口部と、前記外パネルに形成された吸排気用の開口部とを、所定の間隔をあけて設置したことを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、内パネルと外パネルの開口を一致させずに離隔させることにより、ダクトとしての距離を長くすることができるので、通気音や開口部を通じて内部から洩れる音をさらに低減することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の燃料電池エンクロージャにおいて、前記二重化されたパネル間に流路形成板を配置して、通気流路の距離を長くしたことを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、二重化されたパネル間に流路形成板を配置することにより、ダクトとしての距離をさらに長くすることができるので、さらに優れた防音性能を得ることができる。

請求項６に記載の防音パネルは、内パネルと外パネルとが空気層を挟んで配置され、前記二重化されたパネル間の隙間を通気流路としたことを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項６に記載の発明によれば、内パネルの外側に外パネルを配置してパネルを二重化し、内部からの放射音を二重化したパネルを透過させる構造として防音性能を高めると共に、二重化したパネル間の隙間を通気通路として利用することにより、パネルの隙間全体を防音ダクトとすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の防音パネルにおいて、前記外パネルの内側に、吸音材を取り付けたことを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、外パネルの内側に吸音材を取り付けることにより、内パネル板材、外パネル内面の吸音材及び、外パネル板材における透過減衰及び反射減衰と、外パネル吸音材による定在波の吸収減衰の効果により、内部からの放射音の透過量を小さくすることができ、さらに優れた防音性能が得られる。また、内パネルと内面に吸音材を設けた外パネルとの隙間に通気させた場合、通気音及び通気開口を通じて洩れる内部騒音についても減衰させることができるため、通気開口から出る騒音を遮断するために用いる防音ダクトの追加設置が不要となる。

本発明によれば、優れた防音性能を有すると共に、小型で、平滑な外表面を有するデザイン自由度が高い燃料電池エンクロージャ及び防音パネルを提供することができる。

以下には、本発明を適用した実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の各実施形態においては、燃料電池エンクロージャについて説明するが、本発明は、種々の装置に用いられる防音パネルに適用することもできる。

（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態においては、図１（Ａ）（Ｂ）に示したように、燃料電池エンクロージャ１０が、内パネル１と外パネル２による二重構造とされ、外パネル２の内面には吸音材３が取り付けられ、また、内パネル１と外パネル２の間には隙間４が形成されている。また、燃料電池エンクロージャ１０の底部には、脚部９が取り付けられている。

そして、図１（Ｂ）に示したように、この燃料電池エンクロージャ１０が、その内部に燃料電池、改質器、空気ブロア等を収納してなる燃料電池パッケージ２０を覆うように設置され、燃料電池パッケージ２０から発せられる放射音１１が、内パネル１、外パネル２の内面に設けられた吸音材３、外パネル２の順に通過するように構成されている。また、内パネル１と外パネル２の間に形成された隙間４を利用して、通気１２を流すことができるように構成されている。

（１−２）作用・効果
上記のような構成を有する本実施形態によれば、内部からの放射音１１は、内パネル１、外パネル２の内面に設けた吸音材３、外パネル２を通る過程で減衰するので、外部に達する音を大幅に低減することができる。また、内パネル１と外パネル２の間に形成された隙間４は、防音ダクトとして機能するため、その隙間４を通る通気１２が有する通気音と通気開口から洩れる騒音を低減することができる。

このように、本実施形態によれば、内パネル板材、外パネル内面の吸音材及び、外パネル板材における透過減衰及び反射減衰と、外パネル吸音材による定在波の吸収減衰の効果により、内部からの放射音について透過量を小さくすることができ、同じ質量の単板パネルよりも防音性能を向上させることができる。

また、同等の防音性能を有する単板パネルから構成された燃料電池エンクロージャに比べて軽量化することができる上、内パネルと内面に吸音材を設けた外パネルとの隙間に通気させた場合、通気音及び通気開口を通じて洩れる内部騒音についても減衰させることができる。その結果、従来、通気開口から出る騒音を遮断するために、エンクロージャの外面に設置されていた防音ダクトが不要となる。

また、流量が多い換気の排気を通す場合、パネル幅全体をダクトとして使うことができるので、パネル隙間が狭くて流路が薄幅であっても、排気条件に見合う断面積を得ることができるため、圧力損失を低く抑えた上で優れた防音性能を得ることができる。

（２）第２実施形態
（２−１）構成
本実施形態においては、図２（Ａ）（Ｂ）に示したように、燃料電池エンクロージャ１０が、内パネル１と外パネル２による二重構造とされ、内パネル１と外パネル２の間に枠状の仕切材５を配設することにより所定の区画を形成したボックス構造とされ、防音ダクトとして機能するように構成されている。

また、内パネル１に形成された内パネル開口６（図２の左上）と、外パネル２に形成された外パネル開口７（図２の右下）との間で、所定の離隔距離が確保されるように構成されている。そして、前記内パネル開口６から導入された通気１２は、内パネル１と外パネル２の間の隙間を通り、内パネル開口６から離れた位置に形成された外パネル開口７から外部に排出されるように構成されている。

（２−２）作用・効果
上記のような構成を有する本実施形態によれば、通気１２が有する通気音と通気開口から洩れる騒音を、ダクト効果により低減することができる。また、流量が多い換気の排気を通す場合、パネル幅全体をダクトとして使うことができるので、パネル隙間が狭くて流路が薄幅であっても、排気条件に見合う断面積を得ることができるため、圧力損失を低く抑えた上で優れた防音性能を得ることができる。

さらに、内パネル及び外パネルに形成される開口の位置を一致させずに、所定の離隔距離が得られるように形成することにより、ダクトとしての通路距離を長くすることができるので、通気音や開口部を通じて内部から洩れる音を、より効果的に低減することができる。

（３）第３実施形態
（３−１）構成
本実施形態は、上記第２実施形態の変形例であって、図３（Ａ）（Ｂ）に示したように、内パネル１と外パネル２の隙間を防音ダクトとして形成し、仕切材５にて区画を作ることでボックス構造とし、内パネル開口６と外パネル開口７との離隔距離を確保すると共に、内パネル開口６から外パネル開口７への通気１２の流路を蛇行させて長くするために、バッフル板８ａ、８ｂを配設したものである。

（３−２）作用・効果
上記のような構成を有する本実施形態によれば、内パネル１のパネル開口６から導入された通気１２が、外パネル２のパネル開口７から外部に排出されるまでの間、バッフル板８ａ、８ｂに沿わせて流れるようにすることにより、減衰過程に使うことができる距離をさらに長くとることができるので、外パネル２に設けた外パネル開口７から洩れる内部音や、通気１２の流体音をより効果的に低減することができる。

（４）第４実施形態
（４−１）構成
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、図４に示したように、内パネル１と外パネル２の隙間を防音ダクトとして形成し、内パネル１と外パネル２の間に配設された仕切材１３により、外パネル開口７より導入された通気１２を分岐させて、吸込圧が異なる２つの内パネル開口６ａ、６ｂに通気導入できるように構成されている。また、外パネル２の内面には第１の吸音材３ａが取り付けられると共に、仕切板１３の内面には第２の吸音材３ｂが取り付けられている。

（４−２）作用・効果
上記のような構成を有する本実施形態によれば、外パネル開口７より導入した通気１２は、２つに分離された内パネル開口６ａと６ｂに分かれて燃料電池エンクロージャ１０の内部に導入される。この場合、仕切材１３により相互干渉が抑えられる上、仕切板１３が設けられている部分は三重パネル構造となるので、内部からの放射音１１の遮蔽効果がさらに向上される。

このように、本発明を吸気部に適用した場合でも、吸気ダクトとして排気の場合と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態においては、吸込圧が異なる２つの内パネル開口６ａ、６ｂに通気導入する場合にも、通気１２の流体音と通気開口から洩れる騒音の低減を実現できる。

（５）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の装置に用いられる防音パネルに適用することができることは言うまでもない。また、外パネル２あるいは仕切板１３に取り付けられる吸音材の材質は、特に限定されない。

本発明に係る燃料電池エンクロージャの第１実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は、二重化したパネル構造を示す要部断面図、（Ｂ）は、燃料電池パッケージの周囲に本発明に係る燃料電池エンクロージャを設置した状態を示す正面図。 本発明に係る燃料電池エンクロージャの第２実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図。 本発明に係る燃料電池エンクロージャの第３実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図。 本発明に係る燃料電池エンクロージャの第４実施形態の構成を示す要部断面図。

符号の説明

１…内パネル
２…外パネル
３…吸音材
４…隙間
５…仕切材
６…内パネル開口
７…外パネル開口
８ａ、８ｂ…バッフル板
９…脚部
１０…燃料電池エンクロージャ
１１…放射音
１２…通気
２０…燃料電池パッケージ

Claims (7)

1. パッケージ型の燃料電池発電システムを内部に収納する燃料電池エンクロージャにおいて、
   前記エンクロージャを構成するパネルが、内パネル及び外パネルの二重構造とされ、前記内パネルと外パネルとが空気層を挟んで配置され、前記二重化されたパネル間の隙間を通気流路としたことを特徴とする燃料電池エンクロージャ。
2. 前記外パネルの内側に、吸音材を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池エンクロージャ。
3. 前記二重化されたパネル間の隙間に、前記燃料電池発電システムの排気又は吸気を通じることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池エンクロージャ。
4. 前記内パネルに形成された吸排気用の開口部と、前記外パネルに形成された吸排気用の開口部とを、所定の間隔をあけて設置したことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池エンクロージャ。
5. 前記二重化されたパネル間に流路形成板を配置して、通気流路の距離を長くしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の燃料電池エンクロージャ。
6. 内パネルと外パネルとが空気層を挟んで配置され、前記二重化されたパネル間の隙間を通気流路としたことを特徴とする防音パネル。
7. 前記外パネルの内側に、吸音材を取り付けたことを特徴とする請求項６に記載の防音パネル。

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