JP2007207705A - Silencer for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用消音装置に係り、特に、燃料電池から排出される排気ガスの排気音が、より有利に消音可能に改良された燃料電池用消音装置に関するものである。 The present invention relates to a silencer for a fuel cell, and more particularly to a silencer for a fuel cell that is improved so that the exhaust noise of exhaust gas discharged from the fuel cell can be silenced more advantageously.
近年、環境に優しく、しかも発電効率の高い燃料電池が注目され、様々な用途への利用が試みられている。例えば、かかる燃料電池を駆動源として利用する燃料電池車が、次世代の自動車として期待され、実用化へ向けた動きが本格化してきている。 In recent years, fuel cells that are environmentally friendly and have high power generation efficiency have attracted attention and attempts have been made to use them for various purposes. For example, a fuel cell vehicle using such a fuel cell as a driving source is expected as a next-generation vehicle, and a movement toward practical use is in full swing.
ところで、そのような燃料電池車等に搭載される燃料電池システムにおいては、多くの場合、燃料電池から延びる排気系に消音装置が設けられることによって、排気系を通じて大気中に排出される排気ガスの排気音の消音が図られている。 By the way, in a fuel cell system mounted on such a fuel cell vehicle or the like, in many cases, a silencer is provided in an exhaust system extending from the fuel cell, so that exhaust gas discharged into the atmosphere through the exhaust system can be reduced. Exhaust sound is muted.
そして、かかる燃料電池用消音装置としては、排気管の一部部位等からなる排気ガス流路の周壁(管壁)部に、その内部と外部とを連通する多数の小さな通孔を形成すると共に、そのような排気ガス流路に外筒部材を外挿配置し、更に、それら排気ガス流路と外筒部材との間に、例えばグラスウール等からなる吸音材を、多数の通孔の少なくとも一部を覆うように充填してなる構造のものが、一般に知られている(例えば、下記特許文献1及び2参照)。このような構造を有する消音装置においては、多数の通孔を通じて排気ガス流路の外部に伝搬された排気ガスの排気音が、吸音材にて吸収されて、消音されるようになっている。
As such a silencer for a fuel cell, a number of small through holes communicating the inside and the outside are formed in the peripheral wall (tube wall) portion of the exhaust gas flow path composed of a part of the exhaust pipe and the like. Further, an outer cylinder member is extrapolated in such an exhaust gas flow path, and a sound absorbing material made of, for example, glass wool is disposed between the exhaust gas flow path and the outer cylinder member. A structure having a structure filled so as to cover the part is generally known (see, for example,
また、かくの如き消音装置とは別個の構造を有するものとして、多数の通孔が周壁部に形成された排気ガス流路に対して、その周りに気密な空気室からなる共鳴室を形成するハウジングが外挿固定されてなる構造を有し、多数の通孔を通じて共鳴室内に伝搬された排気ガスの排気音を、共鳴作用により消音するようにした、共鳴型の消音装置も、知られている。 In addition, a resonance chamber made up of an airtight air chamber is formed around an exhaust gas passage having a large number of through holes formed in the peripheral wall portion as having a structure separate from such a silencer. There is also known a resonance type silencer that has a structure in which a housing is extrapolated and is configured to silence the exhaust sound of the exhaust gas that has been propagated into the resonance chamber through a large number of through holes. Yes.
ところが、そのような従来の消音装置の構造について、本発明者等が様々な角度から検討を繰り返した結果、以下の点が明らかとなった。 However, as a result of repeated studies by the inventors from various angles regarding the structure of such a conventional silencer, the following points have been clarified.
すなわち、よく知られているように、燃料電池の排気ガス中には、燃料電池内での化学反応により生成される多量の水や水蒸気が含まれており、また、かかる排気ガスの温度は、略80℃程度で、然程高くない。そのため、燃料電池内で生成され、そこから排出された生成水は、蒸発せしめられることなく、排気管内面を伝って、排気ガスと共に排気管内を流動せしめられるようになり、また、外気温度が低い場合には、排気ガス中の水蒸気が、排気管内や消音装置内で凝縮せしめられて、容易に凝縮水となり、この凝縮水も、排気管の内面や外面を伝って、排気管内や消音装置内を流動せしめられるが、上記せる如き従来の消音装置では、排気ガス流通路の周壁部に設けられた多数の通孔に、かかる生成水や凝縮水等の水分にて、水膜が形成されるようになる。そして、そうなると、各通孔が、そのような水膜にて閉塞せしめられて、通孔を通じての吸音材内部や共鳴室内への排気音の伝搬が阻害され、その結果として、十分な消音効果を得ることが困難となってしまう場合があることが、判明したのである。 That is, as is well known, the exhaust gas of a fuel cell contains a large amount of water and water vapor generated by a chemical reaction in the fuel cell, and the temperature of the exhaust gas is It is not so high at about 80 ° C. Therefore, the generated water generated in and discharged from the fuel cell can flow along the exhaust pipe inner surface without being evaporated, and can flow in the exhaust pipe together with the exhaust gas, and the outside air temperature is low. In this case, the water vapor in the exhaust gas is condensed in the exhaust pipe or the silencer and easily becomes condensed water. This condensed water also travels along the inner surface or outer surface of the exhaust pipe and in the exhaust pipe or the silencer. In the conventional silencer as described above, a water film is formed with water such as generated water and condensed water in a large number of through holes provided in the peripheral wall portion of the exhaust gas flow passage. It becomes like this. Then, each through hole is blocked by such a water film, and the propagation of the exhaust sound into the sound absorbing material and the resonance chamber through the through hole is hindered. As a result, a sufficient silencing effect is obtained. It has been found that it may be difficult to obtain.
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、燃料電池の排気ガスが内部を流通せしめられる排気ガス流路の周壁部に、多数の通孔が設けられると共に、それら多数の通孔を通じて、排気ガス流路の外部に伝搬された排気音を消音する消音手段が設けられてなる燃料電池用消音装置において、排気ガス流路中を排気ガスと共に流動せしめられる水分による各通孔に対する水膜の形成が、有利に防止乃至は抑制されて、各通孔を通じての消音手段への排気音の伝搬が効果的に確保され得、以て、優れた消音性能が十分に且つ安定的に発揮され得るように改良された構造を、提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is the peripheral wall portion of the exhaust gas passage through which the exhaust gas of the fuel cell is circulated. In the silencer for a fuel cell, provided with a plurality of through holes and a silencing means for silencing the exhaust sound transmitted to the outside of the exhaust gas passage through the many through holes. Formation of a water film with respect to each through hole due to moisture flowing together with the exhaust gas is advantageously prevented or suppressed, and the propagation of the exhaust sound to the silencing means through each through hole can be effectively ensured, Therefore, the object is to provide an improved structure so that excellent silencing performance can be sufficiently and stably exhibited.
そして、本発明者等は、かかる課題を解決するために、種々検討を行う過程で、水膜が、通孔にどのようにして形成されるかを、先ず観察した。その結果、水滴が、通孔の内周面部や開口周縁部における周上の複数個所に付着し、それら各個所に付着した水滴同士が接触すると、表面張力により互いに結合して、水膜が形成されるようになることが、認められた。また、その一方で、通孔の形状の違いによって水膜の形成し易さに差異があるか否かを調べたところ、円形状を呈する通孔が、その他の形状の通孔よりも、水膜が比較的に容易に形成される傾向があることが、判明した。これは、上記せる水膜の形成過程の観察結果から考察すると、円形の通孔が、例えば矩形の通孔等と異なって、水滴が付着する内周面部や開口周縁部と通孔の中心との間の距離が一定であるため、そのような内周面部や開口周縁部に付着した水滴同士が互いに結合した状態で、水滴全体に、バランスのとれた表面張力が安定して生ずることによるものと考えられる。 And in order to solve this subject, the present inventors first observed how the water film was formed in the through hole in the course of various studies. As a result, water droplets adhere to a plurality of locations on the inner peripheral surface portion of the through hole and the peripheral edge of the opening, and when the water droplets attached to each of these locations come into contact with each other due to surface tension, a water film is formed. It was recognized that it would be done. On the other hand, when it was examined whether there is a difference in the ease of forming a water film due to the difference in the shape of the through holes, the circular through holes were more water-filled than the other through holes. It has been found that the film tends to form relatively easily. Considering from the observation results of the formation process of the water film described above, the circular through-hole is different from, for example, a rectangular through-hole, etc. Because the distance between the two is constant, the water droplets adhering to the inner peripheral surface portion and the opening peripheral edge portion are combined with each other, and a balanced surface tension is stably generated in the entire water droplet. it is conceivable that.
そして、本発明者等は、上記の如き判明事実から、通孔に対する水膜の形成を防止乃至は抑制するための対策として、通孔の内周面部や開口周縁部に付着する水滴同士が結合した状態における水滴全体での表面張力のバランスを崩し得るような構造を、それら通孔の内周面部や開口周縁部に付与することを、着想したのである。 From the facts as described above, the present inventors combined water droplets adhering to the inner peripheral surface part and the opening peripheral part of the through hole as a countermeasure for preventing or suppressing the formation of a water film on the through hole. It was conceived that a structure capable of breaking the balance of the surface tension of the entire water droplet in the above state was given to the inner peripheral surface portion and the opening peripheral portion of the through holes.
すなわち、本発明は、かくの如き着想に基づいて、更に鋭意研究を重ねた結果、完成したものであり、その要旨とするところは、筒状の周壁部を有して、燃料電池の排気ガスが内部を流通せしめられる排気ガス流路と、該排気ガス流路の周壁部に、該排気ガス流路の内部と外部とを連通するように設けられて、該排気ガスの排気音を外部に伝搬せしめる多数の通孔と、該多数の通孔を通じて、該排気ガス流路の外部に伝搬された排気音を消音せしめる消音手段とを含んで構成された燃料電池用消音装置において、前記通孔の内周面部と、前記排気ガス流路の周壁部の内面における該通孔の開口周縁部と、該排気ガス流路の周壁部の外面における該通孔の開口周縁部のうちの少なくとも何れか一つの部分に対して、凸部及び/又は凹部を、該内周面部や該開口周縁部の周上の1個所若しくは複数個所に位置するように設けたことを特徴とする燃料電池用消音装置にある。 That is, the present invention has been completed as a result of further earnest research based on such an idea. The gist of the present invention is that it has a cylindrical peripheral wall portion and is an exhaust gas for a fuel cell. Is provided on the peripheral wall portion of the exhaust gas passage so that the inside and the outside of the exhaust gas passage communicate with each other. In the muffler for a fuel cell, comprising: a plurality of through holes to be propagated; and a silencing means for silencing the exhaust sound propagated to the outside of the exhaust gas passage through the plurality of through holes. At least one of an inner peripheral surface portion of the exhaust gas passage, an opening peripheral portion of the through hole in the inner surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas passage, and an opening peripheral portion of the through hole in the outer surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas passage. For one part, a convex part and / or a concave part In silencers for a fuel cell, characterized in that provided so as to be located in one place or a plurality of locations on the peripheral surface portion and the opening periphery.
要するに、本発明に従う燃料電池用消音装置においては、排気ガス流路の周壁部の内面及び外面における通孔の開口周縁部や通孔の内周面部の周上の1個所又は複数個所に、凸部や凹部が形成されているため、そのような通孔の開口周縁部や内周面部のうち、凸部や凹部の形成部位に付着した水滴と、それら凸部や凹部の非形成部位に付着した水滴との間で、通孔の開口周縁部や内周面部との接触面積が互いに異なるようにされ、以て、かかる接触面積の大きさに応じて、それらの水滴と通孔の開口周縁部や内周面部との間の界面張力も、互いに異なる大きさとされるようになる。 In short, in the muffler for a fuel cell according to the present invention, a convex portion is formed at one or a plurality of locations on the inner peripheral surface portion of the through hole and the inner peripheral surface portion of the through hole on the inner surface and outer surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas passage. Because of the formation of recesses and recesses, water droplets that adhere to the areas where the protrusions and recesses are formed and the areas where the protrusions and recesses are not formed, of the peripheral edge and inner peripheral surface of such through holes. The contact area between the peripheral edge and the inner peripheral surface of the through-hole is different from each other, and depending on the size of the contact area, the peripheral edge of the water-drop and the through-hole The interfacial tension between the part and the inner peripheral surface part also has different magnitudes.
それ故、本発明装置では、各通孔に対する水膜の形成過程で、通孔の開口周縁部や内周面部における凸部や凹部の形成部位や非形成部位に付着して、それらの開口周縁部や内周面部との間に、互いに異なる大きさの界面張力を生ずる水滴同士が接触し、結合せしめられたときに、結合した水滴全体での表面張力が、極めて不均衡なものとなり、そのために、通孔に対する水膜の形成が、未然に阻止乃至は抑制される。 Therefore, in the device of the present invention, in the process of forming the water film for each through hole, the peripheral edge of the opening is attached to the opening peripheral part of the through hole or the formation part or non-formation part of the concave part in the inner peripheral surface part. When water droplets that generate interfacial tension of different sizes come into contact with each other and the inner peripheral surface portion and are bonded together, the surface tension of the combined water droplets becomes extremely unbalanced. In addition, the formation of a water film with respect to the through holes is prevented or suppressed in advance.
従って、かくの如き本発明に従う燃料電池用消音装置にあっては、燃料電池内で生成され、そこから排出されて、排気ガス流路中を排気ガスと共に流動せしめられる生成水や水蒸気の凝縮水等の水分が、排気ガス流路の周壁部を伝って各通孔に到達しても、そのような水分によって各通孔に水膜が形成されて、各通孔が、かかる水膜にて閉塞せしめられるようなことが可及的に防止され得る。そして、その結果として、各通孔を通じての消音手段への排気音の伝搬が効果的に確保され得、以て、優れた消音性能が十分に且つ安定的に発揮され得ることとなるのである。 Therefore, in the silencer for a fuel cell according to the present invention as described above, the produced water or the condensed water vapor is generated in the fuel cell, discharged from the fuel cell and allowed to flow together with the exhaust gas in the exhaust gas passage. Even when moisture such as water reaches each through hole through the peripheral wall portion of the exhaust gas flow path, a water film is formed in each through hole by such moisture, and each through hole is formed by the water film. Occlusion can be prevented as much as possible. As a result, the propagation of the exhaust sound to the silencing means through each through hole can be effectively ensured, and thus the excellent silencing performance can be sufficiently and stably exhibited.
ところで、本発明は、少なくとも、以下に列挙する如き各種の態様において、好適に実施され得るものである。 By the way, the present invention can be suitably implemented at least in various aspects as listed below.
(1) 筒状の周壁部を有して、燃料電池の排気ガスが内部を流通せしめられる排気ガス流路と、該排気ガス流路の周壁部に、該排気ガス流路の内部と外部とを連通するように設けられて、該排気ガスの排気音を外部に伝搬せしめる多数の通孔と、該多数の通孔を通じて、該排気ガス流路の外部に伝搬された排気音を消音せしめる消音手段とを含んで構成された燃料電池用消音装置において、前記通孔の内周面部と、前記排気ガス流路の周壁部の内面における該通孔の開口周縁部と、該排気ガス流路の周壁部の外面における該通孔の開口周縁部のうちの少なくとも何れか一つの部分に対して、凸部及び/又は凹部を、該内周面部や該開口周縁部の周上の1個所若しくは複数個所に位置するように設けたことを特徴とする燃料電池用消音装置。 (1) An exhaust gas passage having a cylindrical peripheral wall portion through which the exhaust gas of the fuel cell is circulated, and an inner portion and an outer portion of the exhaust gas passage on the peripheral wall portion of the exhaust gas passage. A plurality of through holes that communicate the exhaust sound of the exhaust gas to the outside, and a muffler that silences the exhaust sound propagated to the outside of the exhaust gas passage through the plurality of through holes In the silencer for a fuel cell comprising the means, an inner peripheral surface portion of the through hole, an opening peripheral edge portion of the through hole in an inner surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas flow path, and an exhaust gas flow path A convex portion and / or a concave portion is provided at one or a plurality on the periphery of the inner peripheral surface portion or the opening peripheral edge portion with respect to at least any one portion of the opening peripheral edge portion of the through hole on the outer surface of the peripheral wall portion. A muffler for a fuel cell, which is provided so as to be located at a location.
上記せる態様(1)において、通孔の内周面部のみに凸部や凹部を形成する場合には、例えば、周壁部の内面における通孔の開口周縁部に凸部や凹部等を設けることで、排気ガス流路内を流通せしめられる排気ガスの凸部に対する衝突により異音を生ずるようなことや、かかる排気ガスの一部が凹部内に流入せしめられることで、排気ガスの流れが乱されて、異音を生ずるようなこと等が回避され得る。また、消音手段として、周壁部の外側に共鳴室を設けた場合、周壁部の外面における通孔の開口周縁部に凸部や凹部を形成することで、共鳴室内の容積が増減せしめられて、共鳴周波数の設定が面倒となるようなこともない。なお、それらの効果のうち、前者の効果は、通孔の内周面に加えて、或いはそれに代えて、周壁部の外面における通孔の開口周縁部に凸部や凹部を設けた場合にも、有利に享受され得る。一方、後者の効果は、通孔の内周面に加えて、或いはそれに代えて、周壁部の内面における通孔の開口周縁部に凸部や凹部を設けた場合にも、有利に享受され得る。 In the aspect (1) described above, in the case where the convex portion or the concave portion is formed only on the inner peripheral surface portion of the through hole, for example, the convex portion or the concave portion is provided on the opening peripheral edge portion of the through hole in the inner surface of the peripheral wall portion. The flow of the exhaust gas is disturbed by the generation of noise due to the collision of the exhaust gas that circulates in the exhaust gas flow path with the convex part, or by a part of the exhaust gas flowing into the concave part. Thus, it is possible to avoid the occurrence of abnormal noise. In addition, when the resonance chamber is provided on the outside of the peripheral wall portion as a silencer, the volume in the resonance chamber is increased or decreased by forming a convex portion or a concave portion in the opening peripheral portion of the through hole in the outer surface of the peripheral wall portion, The setting of the resonance frequency is not troublesome. Of these effects, the former effect is also obtained in the case where a convex portion or a concave portion is provided in the opening peripheral portion of the through hole on the outer surface of the peripheral wall portion in addition to or instead of the inner peripheral surface of the through hole. Can be enjoyed advantageously. On the other hand, the latter effect can be advantageously enjoyed even when a convex portion or a concave portion is provided in the opening peripheral edge portion of the through hole in the inner surface of the peripheral wall portion in addition to or instead of the inner peripheral surface of the through hole. .
また、上記せる態様(1)において、周壁部の内面や外面における通孔の開口周縁部のみに、凸部や凹部を形成する場合には、特に凸部の形成によって、通孔の開口面積が減少せしめられることなく、有利に確保され得、それによって、排気音が、各通孔を通じて、排気ガス流路の外部に、より確実に伝搬され得るといった利点が得られる。なお、この効果は、周壁部の内面や外面における通孔の開口周縁部に加えて、あるいはそれらのうちの少なくとも何れか一方に代えて、通孔の内周面に凹部のみを設けたときにも、有利に享受され得る。 In addition, in the aspect (1) described above, in the case where a convex portion or a concave portion is formed only on the peripheral edge portion of the through hole on the inner surface or the outer surface of the peripheral wall portion, the opening area of the through hole is particularly increased by the formation of the convex portion. Without being reduced, it can be advantageously ensured, thereby providing the advantage that the exhaust sound can be more reliably propagated through each through hole to the outside of the exhaust gas flow path. In addition, this effect is obtained when only the concave portion is provided on the inner peripheral surface of the through hole in addition to or in place of at least one of the opening peripheral portions of the through hole in the inner surface or outer surface of the peripheral wall portion. Can also be enjoyed advantageously.
(2) 上記の態様(1)において、前記凸部が、先端部位に向かうに従って、高さ方向に直角な断面の面積が徐々に小さくなる形状を有すると共に、前記凹部が、底部部位に向かうに従って、深さ方向に直角な断面の面積が徐々に小さくなる形状を有していること。この本態様によれば、通孔の開口周縁部や内周面部における凸部や凹部の形成部位や非形成部位に付着した水滴同士が接触し、結合せしめられたときに、結合した水滴全体での表面張力のバランスが、より大きく崩され、それによって、通孔に対する水膜の形成が、更に効果的に防止乃至は抑制され得る。そして、その結果として、優れた消音性能がより一層十分に且つ安定的に発揮され得ることとなる。 (2) In said aspect (1), while the said convex part has a shape where the area of the cross section perpendicular | vertical to a height direction becomes small gradually as it goes to a front-end | tip part, the said recessed part goes to a bottom part. The cross-sectional area perpendicular to the depth direction has a gradually decreasing area. According to this aspect, when the water droplets adhering to the formation part or non-formation part of the convex part or the concave part in the opening peripheral edge part or the inner peripheral surface part of the through hole come into contact with each other and are combined, Thus, the balance of the surface tension of the water can be further disrupted, whereby the formation of a water film with respect to the through holes can be more effectively prevented or suppressed. As a result, the excellent silencing performance can be more fully and stably exhibited.
(3) 上記せる態様(1)又は態様(2)において、前記通孔が、円形状を有していること。この本態様によれば、通孔の内周面部や開口周縁部における凸部や凹部の形成位置が、それら内周面部や開口周縁部の周上の如何なる位置であっても、結合した水滴全体での表面張力のバランスを容易に崩すことが出来る。それ故に、通孔の内周面部や開口周縁部に対する凸部や凹部の形成位置の設計が、容易となる。 (3) In the aspect (1) or the aspect (2) described above, the through hole has a circular shape. According to this aspect, even if the formation position of the convex part and the concave part in the inner peripheral surface part and the opening peripheral part of the through hole is any position on the periphery of the inner peripheral surface part and the opening peripheral part, the combined water droplets as a whole The balance of surface tension can be easily broken. Therefore, the design of the formation position of the convex part and the concave part with respect to the inner peripheral surface part and the opening peripheral part of the through hole becomes easy.
(4) 上記せる態様(1)乃至態様(3)のうちの何れか一つにおいて、前記消音手段が、吸音材にて構成されて、該吸音材が、前記排気ガス流路に対して、前記多数の通孔の少なくとも一部を外側から覆って、配置されていること。かかる本態様によれば、通孔を通じて、排気音を吸音材の内部に、より確実に伝搬せしめることが出来、以て、吸音材による吸音性能が、より効果的に且つ十分に発揮せしめられ得ることとなる。 (4) In any one of the modes (1) to (3) described above, the silencer is constituted by a sound absorbing material, and the sound absorbing material is in the exhaust gas flow path. It arrange | positions covering at least one part of the said many through-holes from the outer side. According to this aspect, the exhaust sound can be more reliably propagated into the sound absorbing material through the through hole, and therefore the sound absorbing performance by the sound absorbing material can be more effectively and sufficiently exhibited. It will be.
(5) 上記の態様(4)において、前記排気ガス流路の周壁部における前記多数の通孔の形成部位の全周を、該周壁部の外面との間に所定距離を隔てて包囲する包囲部材が、該排気ガス流路に外挿されて、前記吸音材が、該包囲部材と該排気ガス流路との間に充填された状態で配置されていること。この本態様によれば、吸音材の一部が、飛散したり、吸音材全体が脱落したりするようなことが、有利に防止され得る。 (5) In the above aspect (4), the entire periphery of the portion where the numerous through holes are formed in the peripheral wall portion of the exhaust gas passage is surrounded by a predetermined distance from the outer surface of the peripheral wall portion A member is extrapolated to the exhaust gas flow path, and the sound absorbing material is disposed in a state of being filled between the surrounding member and the exhaust gas flow path. According to this aspect, it is possible to advantageously prevent a part of the sound absorbing material from scattering or the entire sound absorbing material from dropping off.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1及び図2には、本発明に従う構造を有する、燃料電池車に装着された燃料電池用消音装置の一実施形態が、その縦断面形態と横断面形態とにおいて、それぞれ概略的に示されている。それらの図から明らかなように、本実施形態の消音装置は、装置本体としての外側筒部材10と、かかる外側筒部材10を貫通して延びる内側筒部材12と、外側筒部材10の内部に配置された吸音材14とを有して、構成されている。
First, FIG. 1 and FIG. 2 schematically show an embodiment of a fuel cell silencer mounted on a fuel cell vehicle having a structure according to the present invention, in a longitudinal sectional form and a transverse sectional form, respectively. It is shown. As is clear from these drawings, the silencer of the present embodiment includes an outer
より具体的には、外側筒部材10は、全体として、両側有底の円筒形状を呈する大径の金属製乃至は樹脂製の管体からなり、燃料電池車への装着状態下で、車両の前後方向(図1中、左右方向)に延びる円筒状の筒壁部16と、かかる筒壁部16の前方側開口部(図1における左側の開口部)と後方側開口部(図1における右側の開口部)とをそれぞれ閉塞する前側底壁部18と後側底壁部20とを一体的に有して、構成されている。なお、以下からは、本実施形態に係る消音装置の構造の理解を容易とするために、便宜上、前側底壁部18の側を前方側と言い、後側底壁部20の側を後方側と言うこととする。
More specifically, the outer
また、かかる外側筒部材10においては、前側底壁部18の略中央部に、それを貫通する前側貫通孔22が、大径の円形状を有して設けられている一方、後側底壁部20の略中央部には、それを貫通する後側貫通孔24が、前側底壁部18の前側貫通孔22と略同じ大きさの円形状をもって、同軸上に設けられている。
In the outer
一方、内側筒部材12は、外側筒部材10の前側及び後側貫通孔22,24に挿通可能な外径と、外側筒部材10よりも所定寸法長い長さ(高い高さ)とを有する細長い円筒状の周壁部26を有する金属製乃至は樹脂製の管体にて、構成されている。
On the other hand, the inner
そして、このような内側筒部材12が、その長さ方向の両端部側部位において、外側筒部材10の前側及び後側貫通孔22,24に挿通せしめられることで、外側筒部材10に対して、同軸上で軸方向に貫通して延びるように位置せしめられている。また、そのような配置状態下で、内側筒部材12の長さ方向の両端部、つまり周壁部26の前端部と後端部とが、前側及び後側底壁部18,20の前側及び後側貫通孔22,24を通じて、外側筒部材10から前方と後方とにそれぞれ突出せしめられて、内側筒部材12の両側開口部が、外側筒部材10の外部に、その前方と後方とに向かって各々開口せしめられている。換言すれば、外側筒部材10が、内側筒部材12に対して、周壁部26の長さ方向中間部分の全周を、かかる周壁部26の中間部分の外周面との間に所定距離を隔てて包囲する状態で、外挿されているのである。
And such an inner
なお、内側筒部材12は、周壁部26の前側及び後側貫通孔22,24への挿通部位において、外側筒部材10の前側底壁部18と後側底壁部20とに対して、それぞれ、例えば接着や溶接、溶着等により一体的に接合されており、それによって、周壁部26の外周面と前側及び後側貫通孔22,24の内周面との間の気密性が確保された状態下で、内側筒部材12が外側筒部材10に固定されている。
The inner
また、内側筒部材12は、図示しない燃料電池から延出し、燃料電池から排出される排気ガスが流通せしめられる排気管28に対して、その中間部に位置するように接続されている。即ち、ここでは、排気管28が、排気ガスの流通方向の上流側部分を構成する上流側排気管28aと、排気ガスの流通方向の下流側部分を構成する下流側排気管28bとに二分割された構造を有している。そして、かかる上流側排気管28aの排気ガス流通方向下流側端部と、外側筒部材10の前側底壁部18から前方に突出せしめられた内側筒部材12の周壁部26の前端部とが、開口端面同士において互いに突き合わされて、連通状態で接続されている。また、下流側排気管28bの排気ガス流通方向上流側端部と、外側筒部材10の後側底壁部20から後方に突出せしめられた周壁部26の後端部とが、開口端面同士において互いに突き合わされて、連通状態で接続されている。これによって、内側筒部材12が、排気管28の一部を構成するように、その途中に位置せしめられて、燃料電池から排出される排気ガスが、図1に矢印で示される如く、内側筒部材12の内部を、その前端部側から後端部側に向かって流通せしめられるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、内側筒部材12にて排気ガス流路が構成され、また、かかる内側筒部材12を包囲する外側筒部材10にて、包囲部材が構成されている。
The
そして、このような内側筒部材12においては、外側筒部材10の内部に位置せしめられた長さ方向の中間部分の周壁部26に、小さな通孔30が、多数、形成されている。それら多数の通孔30は、何れも、円形形状を呈し、内側筒部材12の長さ方向中間部の周壁部26を貫通して、内側筒部材12の内部空間と、その外側に位置する外側筒部材10の内部空間とを相互に連通せしめる構造を有している。そして、内側筒部材12の長さ方向中間部の周壁部26における周方向に略等距離を隔てた個所のそれぞれに、軸方向に互いに等間隔をおいて、1列に並んで位置せしめられている。
In such an inner
また、そのような多数の通孔30を有する内側筒部材12の長さ方向中間部が内部に配置された外側筒部材10の内部には、前記せるように、吸音材14が位置せしめられている。この吸音材14は、全体として、内側筒部材12よりも大径の内孔を備えた、外側筒部材10よりも小径の略厚肉円筒形状を呈している。なお、かかる吸音材14の種類や構造は何等限定されるものではなく、従来から公知のものが何れも使用され、ここでは、例えば、ステンレスウールやグラスウール等の繊維集合体や、内部に連通気泡が多数設けられた連通多孔質体等の通気性を有する材質のものが、用いられている。
In addition, the
そして、そのような吸音材14が、外側筒部材10の内部に配置された内側筒部材12の長さ方向中間部の周壁部26の全外周面を取り巻いて、かかる周壁部26に設けられた多数の通孔30の全部を外側から覆うように位置せしめられている。換言すれば、外側筒部材10の内面(筒壁部16と前側底壁部18と後側底壁部20のそれぞれの内面)と、外側筒部材10の内部に配置された内側筒部材12の長さ方向中間部の周壁部26の外周面との間に、吸音材14が充填されているのである。
Then, such a
かくして、本実施形態の消音装置では、排気管28内を流通せしめられる排気ガスの排気音、具体的には、例えば排気管28内を排気ガスが高速で流れる際に発生する流体音や、図示しないコンプレッサを用いて燃料電池に空気を間欠的に供給する際に生ずる脈動音等が、外側筒部材10の内部に配置された内側筒部材12の長さ方向中間部の周壁部26に設けられる多数の通孔30を通じて、吸音材14に伝搬され、そして、この吸音材14にて消音乃至は低減せしめられるようになっている。このことから明らかなように、ここでは、吸音材14にて、消音手段が構成されている。
Thus, in the silencer of this embodiment, the exhaust sound of the exhaust gas circulated in the exhaust pipe 28, specifically, for example, the fluid sound generated when the exhaust gas flows through the exhaust pipe 28 at a high speed, A pulsating sound or the like generated when air is intermittently supplied to the fuel cell using a compressor that is not used is provided on the
ところで、このような構造を有する本実施形態の消音装置にあっては、特に、内側筒部材12に対して、従来装置には見られない特別な構造が付与されている。
By the way, in the silencer of this embodiment having such a structure, a special structure that is not found in the conventional apparatus is given to the inner
すなわち、かかる消音装置においては、図3に示されるように、内側筒部材12の周壁部26に設けられた多数の通孔30のそれぞれの内周面部32に、2個の凸部34が、互いに独立して、別個に一体形成されている。それら2個の凸部34は、何れも、先端部位に向かうに従って、高さ方向に直角な断面の面積が次第に小さくなるような、同一の形状を有している。具体的には、凸部34の非形成部位の内周面部32部位よりも曲率が大きな凹状湾曲面形態をもって、かかる内周面部32部位に連続する二つの側面と、尖った先端部とを備えた山形状の全体形状を有して、構成されている。そして、そのような凸部34が、各通孔30の内周面部32のうち、径方向に対向して位置する周上の2個所に、通孔30の中心に向かって突出して、先端部同士を結ぶ直線上に、通孔30の中心が位置するように、それぞれ1個ずつ形成されている。
That is, in such a silencer, as shown in FIG. 3, two
なお、かくの如き凸部34を内周面部32に複数有する通孔30が設けられた内側筒部材12は、例えば、凸部34の形状に対応した凹部を外周面に複数有するパンチ等を用いて、平板状の金属板素材に対する打抜き加工を行って、かかる金属板素材に、複数の凸部34が内周面部に複数設けられた多数の通孔30を形成した後、これを、公知の手法により、管状乃至は筒状に成形すること等によって、容易に得られる。また、かかる内側筒部材12を樹脂材料にて形成する場合には、例えば、公知の押出成形や射出成形を行って、円筒状の中間成形品を成形した後、この中間成形品の筒壁部に対して、内周面部32に凸部34を有する通孔30が、切削加工等により形成され、それによって、目的とする内側筒部材12が作製されることとなる。
The inner
このように、本実施形態の消音装置にあっては、内側筒部材12の周壁部26に設けられて、吸音材14の内部に排気音を伝搬せしめる多数の通孔30の各内周面部32の周上の2個所に、凸部34が、互いに独立して、それぞれ一体形成されている。そのため、燃料電池内での化学反応で生成されて、燃料電池から排気ガスと共に排出される生成水(排出水)や水蒸気の凝縮水が、水滴となって、例えば、各通孔30の内周面部32における凸部34の形成部位と非形成部位とにそれぞれ付着した場合に、凸部34形成部位に付着した水滴の内周面部32との接触面積が、凸部34非形成部位に付着した水滴の内周面部32との接触面積よりも大きくされる。それにより、内周面部32の凸部34形成部位と水滴との間に生ずる界面張力が、内周面部32の凸部34非形成部位と水滴との間に生ずる界面張力よりも大きくされる。
As described above, in the silencer of the present embodiment, the inner
それ故、そのような通孔30の内周面部32における凸部34形成部位に付着した水滴と、凸部34非形成部位に付着した水滴とが、互いに接触して、結合せしめられたときに、結合した水滴全体における表面張力が極めて不均衡なものとなり、それによって、通孔30に対する水膜の形成が、未然に阻止乃至は抑制される。
Therefore, when the water droplets adhering to the projecting
従って、かくの如き本実施形態の消音装置にあっては、燃料電池にて生成され、そこから排出されて、排気管28内を排気ガスと共に流動せしめられる生成水や水蒸気の凝縮水等の水分が、排気管28の管壁、更には内側筒部材12の周壁部26を伝って、各通孔30の内周面部32に到達し、かかる内周面部32の周上の幾つかの個所に水滴として付着しても、そのような水滴同士の結合により、各通孔30に水膜が形成されて、各通孔30が、かかる水膜にて閉塞せしめられるようなことが可及的に防止され得る。そして、その結果として、各通孔30を通じての吸音材14内部への排気音の伝搬が効果的に確保され得、以て、排気音が、吸音材14にて、十分に且つ安定的に消音乃至は低減せしめられ得ることとなるのである。
Therefore, in the silencer of the present embodiment as described above, moisture such as generated water or condensed water of water vapor that is generated in the fuel cell, discharged from there, and allowed to flow in the exhaust pipe 28 together with the exhaust gas. However, it reaches the inner
また、かかる消音装置においては、内側筒部材12における各通孔30の内周面部32のみに凸部34が設けられて、内側筒部材12の内周面に凸部34等が何等設けられていないところから、内側筒部材12内を流通せしめられる排気ガスが、内側筒部材12の内部で凸部34等に衝突せしめられて、異音が生ずるようなことが、有利に回避され得る。
In such a silencer, the
さらに、本実施形態の消音装置にあっては、凸部34が、先端が尖った山形形状を呈し、先端部位に向かうに従って、高さ方向に直角な断面の面積が次第に小さくなるように構成されているため、各通孔30の内周面部30における凸部34の形成部位や非形成部位に付着した水滴同士が接触し、結合せしめられたときに、結合した水滴全体における表面張力のバランスが、より大きく崩され得、以て、通孔30に対する水膜の形成が、更に有効に防止乃至は抑制され得る。
Furthermore, in the silencer of the present embodiment, the
加えて、本実施形態の消音装置では、吸音材14が、内側筒部材12と外側筒部材10との間に充填するように配置されているところから、かかる吸音材14の全体が、それら内側筒部材12と外側筒部材10とにて囲まれた状態とされ、それによって、吸音材14の一部が飛散したり、吸音材14の全体が脱落したりして、消音性能が損なわれるようなことが、効果的に防止され得る。
In addition, in the silencer of the present embodiment, since the
次に、図4には、図1乃至図3に示された前記実施形態に係る消音装置とは内側筒部材12の構造が部分的に異なる別の実施形態が、内側筒部材12の一部のみにおいて、示されている。なお、かかる図4、及び後述する図5乃至図9に示される実施形態に関しては、前記実施形態と同様な構成とされた部材及び部位について、図1乃至図3と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明は省略した。
Next, FIG. 4 shows another embodiment in which the structure of the
すなわち、図4から明らかなように、本実施形態の消音装置においては、内側筒部材12の周壁部26の外面(図4中、上面)における各通孔30の開口周縁部36aに、4個の凸部38が、互いに独立して、一体形成されている。また、内側筒部材12の周壁部26の内面(図4中、下面)における各通孔30の開口周縁部36bにも、4個の凸部38が、互いに独立して、一体形成されている。それら各凸部38は、何れも、全体として、三角錐形状を呈し、先端部位に向かうに従って、高さ方向に直角な断面の面積が次第に小さくなるように構成されている。
That is, as apparent from FIG. 4, in the silencer of the present embodiment, there are four open
そして、そのような凸部38が、周壁部26の外面における各通孔30の開口周縁部36aのうち、周方向に90°の位相差をもって位置する周上の4個所と、かかる開口周縁部36aの周上の4個所に対応する、周壁部26の内面における各通孔30の開口周縁部36bの周上の4個所とに、通孔30の中心を間に挟んで径方向に対応位置するもの同士において、互いに対向するように、それぞれ1個ずつ形成されている。
And such
なお、各通孔30の開口周縁部36a,36bに、凸部38を形成する際には、例えば、凸部38を、内側筒部材12とは別個の部材にて、別途に成形して、各通孔30の開口周縁部36a,36bに対して、接着や溶接、溶着等により一体化せしめる手法が、採用される。また、内側筒部材12が金属製である場合には、例えば、各貫通孔30の開口周縁部36を、周上の1個所又は複数個所において、内側筒部材12の内面側や外面側に突出するように曲げ変形させることで、各貫通孔30の開口周縁部36a,36bに、凸部38を形成することも出来る。更に、内側筒部材12が樹脂製である場合には、例えば、射出成形等により、外面に凸部38を一体的に有する中間成形体を成形し、その後、それら凸部38の形成位置が開口周縁部36aとなるように、通孔30を切削加工等により形成することで、通孔30の開口周縁部36aに、凸部38を形成しても良い。
In addition, when forming the
このように、本実施形態の消音装置にあっても、内側筒部材12の周壁部26の外面と内面における各通孔30の開口周縁部36a,36bのそれぞれの周上の4個所に、凸部38が、互いに独立して、それぞれ一体形成されている。そのため、排気管28内を排気ガスと共に流通せしめられる生成水や水蒸気の凝縮水が、それら各通孔30の開口周縁部36a,36bにおける凸部38の形成部位と非形成部位、或いは各通孔30の内周面部32における、かかる開口周縁部36a,36bの凸部38形成部位と凸部38非形成部位とにそれぞれ連続する部位に、水滴として付着したときに、各通孔30の開口周縁部36a,36bや内周面部30における凸部38形成部位と、それに付着する水滴との間に生ずる界面張力と、各通孔30の開口周縁部36a,36bや内周面部30における凸部38非形成部位と、それに付着する水滴との間に生ずる界面張力とが、互いに異なる大きさとなる。
Thus, even in the silencer of the present embodiment, convex portions are provided at four locations on the circumferences of the opening
従って、かかる本実施形態の消音装置においても、前記第一の実施形態と同様な作用・効果が、有効に享受され得ることとなる。 Therefore, also in the silencer of this embodiment, the same actions and effects as those of the first embodiment can be enjoyed effectively.
そして、本実施形態にあっては、特に、凸部38が、内側筒部材12の周壁部26の外面と内面における各通孔30の開口周縁部36a,36bのみに設けられているところから、例えば、各通孔30の内周面部30に凸部34を設けた前記実施形態とは異なり、凸部38の形成によって各通孔30の開口面積が減少せしめられるようなことが皆無ならしめられ、以て、各通孔30を通じて、排気音が、吸音材14内部に、より十分に且つ確実に伝搬され得る。そして、その結果、更に良好な消音性能が、有利に発揮され得る。
And, in the present embodiment, in particular, the
また、本実施形態の消音装置では、凸部38が、内側筒部材12の周壁部26の外面における各通孔30の開口周縁部36aと、その内面における各通孔30の開口周縁部36bの両方に対して、周方向に互いに対応する位置に設けられている。そのため、周壁部26の外面における各通孔30の開口周縁部36aと、周壁部26の内面における各通孔30の開口周縁部36bのうちの何れか一方のみに凸部38が設けられる場合に比して、凸部38形成部位に付着した水滴の凸部38形成部位との接触面積と、凸部38非形成部位に付着した水滴の凸部38非形成部位との接触面積との差が、有利に大ならしめられ、それによって、凸部38形成部位とそれに付着する水滴との間に生ずる界面張力と、凸部38非形成部位とそれに付着する水滴との間に生ずる界面張力との間の差も、有利に増大せしめられ得る。従って、通孔30に対する水膜の形成が、更に有効に防止乃至は抑制され得ることとなる。
Moreover, in the silencer of this embodiment, the
次に、図5には、前記二つの実施形態に係る消音装置とは内側筒部材12の構造が、部分的に更に異なる他の実施形態が、内側筒部材12の一部のみにおいて、示されている。
Next, FIG. 5 shows another embodiment in which the structure of the inner
即ち、図5に示された本実施形態の消音装置においては、各通孔30の内周面部32に、4個の凹部40が、互いに独立して、形成されている。それら4個の凹部40は、何れも、底部部位に向かうに従って、深さ方向に直角な断面の面積が徐々に小さくなるような、同一の形状を有している。具体的には、通孔30の軸方向(径方向に対して直角な方向)に延び、且つ内周面部32において開口すると共に、周壁部26の内面と外面とにおいてもそれぞれ開口する断面V字状の溝乃至は切込み形態をもって、構成されている。そして、そのような凹部40が、各通孔30の内周面部32のうち、周方向に90°の位相差をもって位置する周上の4個所に、それぞれ1個ずつ形成されている。
That is, in the silencer of this embodiment shown in FIG. 5, the four
なお、このような凹部40を有する通孔30が設けられた内側筒部材12は、例えば、凹部40の形状に対応した凸部を外周面に複数有するパンチ等を用いて、平板状の金属板素材に対する打抜き加工を行って、かかる金属板素材に、複数の凹部40が設けられた内周面部32を有する多数の通孔30を形成した後、これを、公知の手法により、管状に成形すること等によって、容易に得られる。また、かかる内側筒部材12を樹脂材料にて形成する場合には、例えば、公知の押出成形や射出成形を行って、円筒状の中間成形品を成形した後、この中間成形品の筒壁部に対して、内周面部32に複数の凹部40を有する通孔30が、切削加工等により形成され、それによって、目的とする内側筒部材12が作製されることとなる。
The inner
このように、本実施形態の消音装置にあっては、各通孔30の内周面部32における周上の4個所に、軸方向に延びる溝状の凹部40が、それぞれ設けられている。そのため、排気管28内を排気ガスと共に流通せしめられる生成水や水蒸気の凝縮水が、それら各通孔30の内周面部32における凹部40の形成部位と非形成部位に水滴として付着したときに、各水滴の内周面部32との接触面積の違いに基づいて、凹部40形成部位とそれに付着する水滴との間に生ずる界面張力と、凹部40非形成部位とそれに付着した水滴との間に生ずる界面張力とが、互いに異なる大きさとなる。
Thus, in the silencer of this embodiment, the groove-shaped recessed
従って、かくの如き本実施形態の消音装置においても、前記二つ実施形態と同様に、各通孔30に対する水膜の形成が可及的に防止されて、各通孔30を通じての吸音材14内部への排気音の伝搬が効果的に確保され得、以て、排気音が、吸音材14にて、十分に且つ安定的に消音乃至は低減せしめられ得るといった優れた効果が、十分に享受され得る。
Therefore, in the silencer of this embodiment as described above, as in the two embodiments, the formation of a water film on each through
また、本実施形態の消音装置にあっては、特に、各通孔30の内周面部32に複数の凹部40が形成されることで、各通孔30に対する水膜の防止が図られ得るようになっているため、各通孔30の開口面積を減ずることなく、しかも内側筒部材12内を流通する排気ガスの流れを乱して、異音を発生させるようなこともなく、上記の如き優れた作用・効果が安定的に確保され得る。
Further, in the silencer of the present embodiment, in particular, the formation of a plurality of
さらに、かかる消音装置では、各通孔30の内周面部や開口周縁部36a,36bに凸部(34,38)を形成する場合とは異なって、凸部の変形による水膜形成防止効果の低下等が惹起される恐れもない。
Furthermore, in such a silencer, unlike the case where the convex portions (34, 38) are formed on the inner peripheral surface portion and the opening
次に、図6には、前記三つの実施形態に係る消音装置とは内側筒部材12の構造が、部分的に更に異なる別の実施形態が、内側筒部材12の一部のみにおいて、示されている。
Next, FIG. 6 shows another embodiment in which the structure of the
即ち、図6から明らかなように、本実施形態の消音装置においては、内側筒部材12の周壁部26の外面(図6中、上面)における各通孔30の開口周縁部36aに、4個の凹部42が、互いに独立して、形成されている。また、内側筒部材12の周壁部26の内面(図6中、下面)における各通孔30の開口周縁部36bにも、4個の凹部42が、互いに独立して、形成されている。それら各凹部42は、何れも、通孔30の中心側とは反対側に向かって漸近するように傾斜して延びる三角形状の二つの側面を有し、底部部位に向かうに従って、深さ方向に直角な断面の面積が次第に小さくなるような、断面V字状の凹所形態をもって、構成されている。
That is, as apparent from FIG. 6, in the silencer of the present embodiment, four open
そして、そのような凹部42が、周壁部26の外面における各通孔30の開口周縁部36aのうち、周方向に90°の位相差をもって位置する周上の4個所と、かかる開口周縁部36aの周上の4個所に対応する、周壁部26の内面における各通孔30の開口周縁部36bの周上の4個所とに、通孔30の中心を間に挟んで径方向に対応位置するもの同士において互いに対向し、且つ通孔30の内周面部32とそれに連続する周壁部26の上面や下面とにてそれぞれ形成される角部をえぐり取るようにして、それぞれ1個ずつ、形成されている。
And such a recessed
なお、各通孔30の開口周縁部36a,36bに、凹部42を形成する際には、例えば、通孔30の内周面部32に対応した円筒状外周面を有するパンチ等を用いて、平板状の金属板素材に対する打抜き加工を行って、かかる金属板素材に、多数の通孔30を形成した後、各通孔30の開口周縁部36a,36bを部分的に切削したり押し潰したりして、かかる開口周縁部36a,36bに凹部42を形成し、そして、その後、金属板素材を、公知の手法により、管状に成形すること等によって、容易に得られる。また、かかる内側筒部材12を樹脂材料にて形成する場合には、例えば、公知の押出成形や射出成形を行って、円筒状の中間成形品を成形した後、この中間成形品の筒壁部に対して、開口周縁部36a,36bに複数の凹部42を有する通孔30が、切削加工等により形成され、それによって、目的とする内側筒部材12が作製されることとなる。
In addition, when forming the recessed
このように、本実施形態の消音装置においては、内側筒部材12の周壁部26の外面と内面における各通孔30の開口周縁部36a,36bのそれぞれの周上の4個所に、凹部42が、互いに独立して、それぞれ形成されている。そのため、排気管28内を排気ガスと共に流通せしめられる生成水や水蒸気の凝縮水からなる水滴が、各通孔30の開口周縁部36a,36bや内周面部32に付着したときに、各通孔30の開口周縁部36a,36bや内周面部32における凹部42形成部位と、それに付着する水滴との間に生ずる界面張力と、各通孔30の開口周縁部36a,36bや内周面部30における凹部42非形成部位と、それに付着する水滴との間に生ずる界面張力とが、互いに異なる大きさとなる。
As described above, in the silencer of the present embodiment, the
従って、かかる本実施形態の消音装置にあっても、前記三つの実施形態と同様な作用・効果が、有効に享受され得ることとなる。 Therefore, even in the silencer of this embodiment, the same actions and effects as those of the three embodiments can be enjoyed effectively.
ここにおいて、通孔の内周面部や開口周縁部に凹部や凸部を設けることで、前記せる如き効果が得られることを確かめるために、本発明者等によって行われた試験について、詳述する。 Here, in order to confirm that the effects as described above can be obtained by providing concave portions and convex portions on the inner peripheral surface portion and the opening peripheral portion of the through-hole, the tests conducted by the present inventors will be described in detail. .
すなわち、先ず、塩化ビニル樹脂製で、厚さ1mmの平板を1枚を準備した。そして、この平板に対して、直径が6mmの円形の通孔を、互いに所定の間隔を隔てた状態で、20個形成した。そして、それら20個の通孔の中からの10個の通孔を選び、それら選ばれた10個の通孔のそれぞれの内周面部に、1mmの深さを有するV字状の凹部を、切削加工により、4個形成した。なお、それら4個の凹部は、各通孔の内周面部のうち、周方向に90°の位相差をもって位置する周上の4個所に、それぞれ独立して、1個ずつ位置するように為した。 That is, first, one flat plate made of vinyl chloride resin and having a thickness of 1 mm was prepared. Then, 20 circular through-holes having a diameter of 6 mm were formed on the flat plate at a predetermined interval from each other. Then, 10 through holes are selected from the 20 through holes, and a V-shaped concave portion having a depth of 1 mm is formed on each inner peripheral surface portion of the selected 10 through holes. Four pieces were formed by cutting. These four recesses are positioned independently at four locations on the circumference of the inner circumferential surface portion of each through hole that are located with a phase difference of 90 ° in the circumferential direction. did.
次に、内周面部に4個の凹部が形成された10個の通孔と、そのような凹部を内周面部に何等有しない10個の通孔とが設けられた平板と霧吹きとを用い、かかる平板を水平に位置せしめた状態で、その表面から100mm離隔した位置から、平板の表面全体に、霧吹きにて、水を均等に噴霧した。その後、内周面部に凹部が設けられた10個の通孔のうちで、水膜が形成された通孔の数と、内周面部に凹部が何等設けられていない10個の通孔のうちで、水膜が形成された通孔の数とを、それぞれ調べた。そして、このような平板に対する水の噴霧と水膜が形成された通孔の数を調べる一連の操作を行う試験を、5回繰り返して行った。 Next, a flat plate provided with 10 through holes in which four concave portions are formed in the inner peripheral surface portion and ten through holes having no such concave portions in the inner peripheral surface portion and a spray spray are used. With the flat plate positioned horizontally, water was sprayed evenly over the entire surface of the flat plate by spraying from a position 100 mm away from the surface. After that, out of the 10 through holes provided with the recesses in the inner peripheral surface portion, the number of the through holes in which the water film is formed and the 10 through holes in which no recess is provided in the inner peripheral surface portion Then, the number of through holes in which a water film was formed was examined. And the test which performs a series of operation which investigates the number of the through-hole in which the spray of the water with respect to such a flat plate and the water film was formed was repeated 5 times.
その結果、内周面部に凹部が何等設けられていない10個の通孔のうちで、水膜が形成された通孔の数は、1回目から5回目までの試験で、それぞれ、2個、3個、4個、4個、3個であり、10個の通孔に対する水膜が形成された通孔の数の割合の平均は、32%であった。これに対して、内周面部に凹部が4個設けられた10個の通孔のうちで、水膜が形成された通孔の数は、1回目から5回目までの試験で、それぞれ、1個、2個、2個、3個、1個であり、10個の通孔に対する水膜が形成された通孔の数の割合の平均は、18%であった。これらの試験結果から、通孔の内周面部に凹部を複数個設けることによって、かかる通孔に対する水膜の形成が、明らかに抑制され得ることが認められる。 As a result, among the 10 through holes in which no recess is provided on the inner peripheral surface portion, the number of through holes in which the water film is formed is 2 in each of the tests from the first to the fifth. The average ratio of the number of through-holes formed with water films to the 10 through-holes was 32%. On the other hand, among the ten through holes provided with four recesses in the inner peripheral surface portion, the number of through holes in which the water film was formed was 1 in each of the first to fifth tests. The average of the ratio of the number of through holes in which the water film was formed with respect to the 10 through holes was 18%. From these test results, it is recognized that the formation of a water film with respect to the through hole can be clearly suppressed by providing a plurality of recesses in the inner peripheral surface portion of the through hole.
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。 The specific configuration of the present invention has been described in detail above. However, this is merely an example, and the present invention is not limited by the above description.
例えば、各通孔30の内周面部32や開口周縁部36a,36bに設けられる凸部34,38や凹部40,42の配設個数は、例示のものに何等限定されるものではなく、1個であっても、複数個であっても良く、凸部34,38や凹部40,42のそれぞれの大きさや、内周面部32、或いは開口周縁部36a,36bの大きさ等に応じて、適宜に決定される。
For example, the number of the
また、それら凸部34,38や凹部40,42の配設位置も、内周面部32や開口周縁部36a,36bに位置するのであれば、特に限定されるものではない。
Further, the arrangement positions of the
さらに、例えば、図7及び図8に示されるように、一つの通孔30の内周面部32と開口周縁部36a,36bの両方に対して、凸部34,38のみを設けたり、或いは凹部40,42のみを設けたりしても良い。
Further, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, only the
また、例えば、図9に示されるように、一つの通孔30の内周面部32と開口周縁部36a,36bの両方に対して、凸部34,38と凹部40,42とを種々組み合わせて設けても、何等差し支えない。更に、通孔30の内周面部32に設けられた凸部34に対して、通孔30の開口周縁部36に設けられる別の凸部38を形成することも出来る。更にまた、一つの通孔30の内周面部32と開口周縁部36a,36bの両方に対して、凸部34,38のみを、或いは凹部40,42のみを設けても良い。
Further, for example, as shown in FIG. 9, the
また、図示されてはいないものの、凸部や凹部のうちの少なくとも何れか一方を、一つの通孔における内周面部と周壁部外面側の開口周縁部と周壁部内面側の開口周縁部のうちの何れか一つの部位のみに設けるようにしても、何等差し支えない。なお、一つの通孔における周壁部外面及び内面側の開口周縁部の両方に、凸部や凹部を設ける場合にあっても、凸部や凹部の形成位置を、周壁部外面及び内面側の開口周縁部の両方において、必ずしも周方向に対応した位置とする必要はない。 Although not shown in the drawings, at least one of the convex portion and the concave portion is defined as an inner peripheral surface portion, an outer peripheral edge portion on the outer peripheral surface portion of the one through hole, and an outer peripheral edge portion on the inner peripheral side of the peripheral wall portion. Even if it is provided only in any one of the parts, there is no problem. In addition, even when providing a convex part and a recessed part in both the outer peripheral part of the surrounding wall part in one through-hole, and the opening peripheral part on the inner surface side, the formation position of a convex part or a recessed part is the opening of the peripheral wall part outer surface and inner surface side It is not always necessary to set the position corresponding to the circumferential direction in both of the peripheral portions.
さらに、凸部や凹部のうちの少なくとも何れか一方を、一つの通孔における内周面部と周壁部外面側の開口周縁部の両方のみに設けたり、或いは一つの通孔における内周面部と周壁部内面側の開口周縁部の両方のみに設けたりしても良い。 Further, at least one of the convex portion and the concave portion is provided only on both the inner peripheral surface portion of one through hole and the opening peripheral portion on the outer surface side of the peripheral wall portion, or the inner peripheral surface portion and the peripheral wall in one through hole. You may provide only in both the opening peripheral parts of a part inner surface side.
更にまた、凸部と凹部の両方を、一つの通孔における周壁部外面側と内面側の開口周縁部の両方のみに設けることも出来る。 Furthermore, both the convex portion and the concave portion may be provided only on both the outer peripheral side of the peripheral wall portion and the inner peripheral portion of the opening in one through hole.
また、多数の通孔の全てが、凸部や凹部の形成構造(凸部や凹部の形状や形成位置、或いは形成個数等)において同一とされている必要は全くなく、それら多数の通孔のうちの全て、或いは幾つかのものが、凸部や凹部の形成構造において互いに異なるように構成されていても、何等差し支えない。 In addition, it is not absolutely necessary for all the many through holes to be the same in the formation structure of the convex portions and the concave portions (the shape and forming position of the convex portions and the concave portions, the number of formed portions, etc.). Even if all or some of them are configured to be different from each other in the formation structure of the convex portion and the concave portion, there is no problem.
そして、そのような凸部や凹部の形状や大きさも、前記幾つかの実施形態において示されるものに、何等限定されるものではないことは、言うまでもないところである。 Needless to say, the shape and size of such convex portions and concave portions are not limited to those shown in the above embodiments.
また、前記実施形態では、排気ガス流路が、排気管28の途中に接続される内側筒部材12にて構成されていたが、排気管28の一部分の管壁に多数の通孔30を設けて、この排気管28の通孔30形成部位にて、排気ガス流路を構成することも出来る。
In the above embodiment, the exhaust gas flow path is constituted by the inner
さらに、前記実施形態においては、消音手段が、排気ガス流路としての内側筒部材12に外挿配置された吸音材14にて構成されていたが、排気ガス流路の周りに共鳴室を、公知の構造において形成し、この共鳴室にて、消音手段を構成しても良い。また、消音手段を吸音材14にて構成する場合に、包囲部材としての外側筒部材10を省略することも出来る。なお、包囲部材を設ける場合にあっても、その形状や大きさ等は、特に限定されるものではない。
Furthermore, in the said embodiment, although the muffling means was comprised by the sound-absorbing
加えて、本発明は、燃料電池車に装着された燃料電池の消音装置の他、各種の用途に使用される燃料電池の消音装置の何れに対しても、同様に適用可能であることは、勿論である。 In addition, the present invention can be similarly applied to any of the fuel cell silencer used in various applications in addition to the fuel cell silencer mounted on the fuel cell vehicle. Of course.
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。 In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements, etc. are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
10 外側筒部材 12 内側筒部材
14 吸音材 26 周壁部
28 排気管 30 通孔
32 内周面部 34,38 凸部
36 開口周縁部 40,42 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記通孔の内周面部と、前記排気ガス流路の周壁部の内面における該通孔の開口周縁部と、該排気ガス流路の周壁部の外面における該通孔の開口周縁部のうちの少なくとも何れか一つの部分に対して、凸部及び/又は凹部を、該内周面部や該開口周縁部の周上の1個所若しくは複数個所に位置するように設けたことを特徴とする燃料電池用消音装置。 An exhaust gas passage having a cylindrical peripheral wall portion through which the exhaust gas of the fuel cell is circulated, and the inside and outside of the exhaust gas passage communicate with the peripheral wall portion of the exhaust gas passage A plurality of through holes for propagating the exhaust sound of the exhaust gas to the outside, and a silencing means for silencing the exhaust sound propagated to the outside of the exhaust gas passage through the plurality of through holes. In a silencer for a fuel cell configured to include:
Of the inner peripheral surface portion of the through hole, the opening peripheral portion of the through hole in the inner surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas flow channel, and the opening peripheral portion of the through hole in the outer surface of the peripheral wall portion of the exhaust gas flow channel A fuel cell, wherein at least one portion is provided with a convex portion and / or a concave portion so as to be located at one or a plurality of locations on the circumference of the inner peripheral surface portion and the peripheral edge portion of the opening. Silencer for use.
An enclosing member that surrounds the entire circumference of the portion where the plurality of through holes are formed in the peripheral wall portion of the exhaust gas passage with a predetermined distance from the outer surface of the peripheral wall portion is extrapolated to the exhaust gas passage. 5. The silencer for a fuel cell according to claim 4, wherein the sound absorbing material is disposed in a state of being filled between the surrounding member and the exhaust gas flow path.
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JP2012211718A (en) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Noritz Corp | Wall mounted remote controller |
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