專利名稱：用于燃料電池的噪聲消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在燃料電池的排氣系統(tǒng)中的噪聲消除器，尤 其涉及一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于將包含在廢氣中的濕氣凝結(jié)而產(chǎn)生的水 排放到噪聲消除器外部。
背景技術(shù)：
在燃料電池中，供給陽極的燃料氣體和供給陰極的氧化氣體反應(yīng) 以在電解質(zhì)膜中產(chǎn)生電能，并且與此同時，產(chǎn)生了濕氣。產(chǎn)生的濕氣 和沒有用于反應(yīng)的燃料氣體以及氧化氣體一起作為燃料電池的廢氣從 連接到燃料電池的指定排氣系統(tǒng)排放出去。在上述的排氣系統(tǒng)中，存在這樣的情況產(chǎn)生相對高頻率的氣流噪聲，例如500到2000Hz。為 了減少這種氣流噪聲，通常將內(nèi)部填充有例如玻璃棉的聲音吸收材料 (聲音消除材料)的吸聲型噪聲消除器安裝在燃料電池車輛等等的排 氣系統(tǒng)中。上述的噪聲消除器包括例如圖7所示的剖面結(jié)構(gòu)。該噪聲消除器 IOO包括內(nèi)管102，來自燃料電池的廢氣通過該內(nèi)管流動；和包圍該 內(nèi)管的外殼，并且在內(nèi)管102和外殼104之間填充著例如玻璃棉的吸 音材料106。在內(nèi)管102的周壁上形成多個透音孔108。從透音孔108 輻射到吸音材料106的聲音在吸音材料106中重復(fù)散射和干涉，并衰 減，使得聲音被吸音材料106吸收。大量產(chǎn)生的濕氣包含在燃料電池的廢氣中。存在這樣的情況該 濕氣凝結(jié)在噪聲消除器的內(nèi)部并滴落，或者在排氣系統(tǒng)上游側(cè)凝結(jié)的 水流到噪聲消除器中，并且該水匯集在噪聲消除器的垂直方向上的下部(下文中稱為底部)。在這種情況中，存在這樣的情況填充在噪
聲消除器的底部上的吸音材料吸收并保持水(下文中稱為"包含水")， 使得不能表現(xiàn)出指定的吸聲性能，并降低了噪聲消除器的噪聲消除性作為處理這種問題的現(xiàn)有技術(shù)，例如JP-A-2002-206413提出了一 種噪聲消除器120。如圖8所示，在噪聲消除器120中，噪聲消除器 120的內(nèi)部被具有連續(xù)孔122的分隔板124沿著垂直方向上下分割，以 致形成吸音室126和膨脹室128。具有透音孔136的內(nèi)管130設(shè)置在吸 音室126的內(nèi)部，并且填充有吸音材料以便包圍內(nèi)管130。借助這種結(jié) 構(gòu)，即使在垂直方向上位于內(nèi)管130下方的吸音材料126含水，水可 通過分隔板124的連續(xù)孔122滴落到膨脹室128。滴落到膨脹室128的 水通過導(dǎo)管134繼續(xù)地排放到噪聲消除器120的外部。然而，在圖8所示的噪聲消除器中，盡管水從吸音室下側(cè)的吸音 材料滴落到膨脹室，但是存在這樣的問題吸音材料含水的區(qū)域變得 寬闊。包含在吸音材料中的水包括從排氣系統(tǒng)上游側(cè)沿著內(nèi)管的內(nèi)壁 流入的水，以及凝結(jié)在內(nèi)管的內(nèi)壁上并滴落的水。如上述的流入的水 通過內(nèi)管的透音孔滴落并特別包含在存在于內(nèi)管下方的吸音材料中。 含水的吸音材料是具有小直徑的纖維，例如玻璃棉，并且纖維之間的 間隙通常也很小。由于在上述的纖維中出現(xiàn)了毛細(xì)管現(xiàn)象，所以存在 這樣的情況水不僅被吸收并包含在內(nèi)管下面和周圍的吸音材料中， 而且還被吸收并包含在內(nèi)管上面的吸音材料中。如上所述，在圖8所示的噪聲消除器中，通過從內(nèi)管的透音孔流 入的廢氣流，在某種程度上，水可從含水的吸音材料滴落到膨脹室， 然而，由于在填充的吸音材料中含水區(qū)域很寬闊，所以吸音材料難以 表現(xiàn)出指定的吸聲性能。然后，本發(fā)明的一個目的是提供一種噪聲消除器，該噪聲消除器 的結(jié)構(gòu)使得在存在于內(nèi)部的吸音材料中，含水的區(qū)域變得狹窄
發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的用于燃料電池的噪聲消除器中，外殼包括容納 部分，在該容納部分中，吸音材料放置在外殼和內(nèi)管之間；和排水部 分，該排水部分定位成面向內(nèi)管的沿垂直方向的下部，并且在該排水 部分中在外殼和內(nèi)管中沒有設(shè)置吸音材料，并且該排水部分形成為接 收流到外殼中的水并允許該水流到外殼的外部。在內(nèi)管下部和面對該 內(nèi)管下部的排水部分之間的空間中沒有放置吸音材料。因此，即使排 水部分接收流到外殼中的水，由于在排水部分中沒有放置吸音材料， 所以在噪聲消除器內(nèi)的吸音材料不吸收來自排水部分的水并不包含該 水。優(yōu)選地，相對于外殼設(shè)置內(nèi)管，使得內(nèi)管的外壁和外殼的容納部 分之間在垂直方向上的距離大于外壁和外殼排水部分之間的距離。以 這種方式，在垂直方向上的內(nèi)管的上側(cè)和外殼的容納部分之間可以保 留用來放置吸音材料的相對寬闊的空間。當(dāng)在排水部分和內(nèi)管之間保 留沒有吸音材料且用來接收水的空間時，可以在內(nèi)管的上側(cè)放置相對 較大量的吸音材料。優(yōu)選地，外殼的排水部分形成為具有朝著外殼外部突出的大體上 U形的截面。以這種方式，和鄰近排水部分的外殼的部分相比，排水 部分在垂直方向上更深入到下側(cè)。因此，排水部分可以存儲更多的水， 而不允許水接觸存在于排水部分周圍的吸音材料。優(yōu)選地，透音孔形成在內(nèi)管周壁的上部，并且不形成在下部中。 因此，沿著內(nèi)管下部從排氣系統(tǒng)上游側(cè)流動的水不從內(nèi)管進(jìn)入外殼， 而是直接排放到排氣系統(tǒng)的下游側(cè)。優(yōu)選地，透音孔形成在面向吸音室的內(nèi)管周壁的部分中，該吸音 室形成在外殼容納部分和內(nèi)管之間。
優(yōu)選地，以一角度連接內(nèi)管使內(nèi)管沿排氣系統(tǒng)下游方向變低。以 這種方式，可以使滴落到內(nèi)管下部和外殼排水部分的水沿排氣系統(tǒng)下 游方向沿著內(nèi)管下部和外殼排水部分平滑地流動。優(yōu)選地，將內(nèi)管的連接角設(shè)置為5到10° 。以這種方式，在不損 害噪聲消除器的車輛安裝特性的條件下，可以從內(nèi)管的下部和外殼的 排水部分排放水。優(yōu)選地，在排氣系統(tǒng)下游側(cè)的內(nèi)管下部形成連接外殼排水部分和 內(nèi)管之間的空間與內(nèi)管內(nèi)部的排水孔。使沿著排水部分沿排氣系統(tǒng)下 游方向流動的水從排水孔流到內(nèi)管的下游側(cè)中，并可以和沿著內(nèi)管流 動的水一起排放到噪聲消除器的外部。優(yōu)選地，在內(nèi)管和外殼之間設(shè)置緩沖件，以防止內(nèi)管和外殼之間 的接觸。以這種方式，在內(nèi)管在外殼中滑動的情況中，可以防止外殼 的排水部分直接接觸內(nèi)管而產(chǎn)生不正常的噪聲。優(yōu)選地，緩沖件在內(nèi)管周壁的垂直方向上從下側(cè)突出，并沿著內(nèi) 管的軸向方向延伸。緩沖件可以防止排水部分和內(nèi)管之間的接觸，而 不防止水沿著外殼的排水部分流動。優(yōu)選地，外殼是由樹脂制成并可以整體地模制。由于外殼不是使 用例如焊接的連接構(gòu)成的，所以可以防止由于連接部分分離等等而導(dǎo) 致內(nèi)部流體泄漏。優(yōu)選地，在外殼中，在排氣系統(tǒng)上游側(cè)和下游側(cè)的至少其中一個 上形成可以按壓插入內(nèi)管的管容納部分，內(nèi)管的端部按壓插進(jìn)到管容 納部分中，并且固定外殼和內(nèi)管。以這種方式，可以將內(nèi)管固定到外 殼上而不使用相對高成本的例如焊接的固定方法。 優(yōu)選地，在外殼的排氣系統(tǒng)的上游側(cè)和下游側(cè)的一個上形成管容 納部分，并且在內(nèi)管的一端按壓插入并固定到其上的情況中，內(nèi)管的 另一端可滑動地裝配在外殼中或者裝配在固定到外殼上的部件上。以 這種方式，在由樹脂制成的外殼和由不銹鋼制成的內(nèi)管分別以不同的 熱膨脹率膨脹的情況中，可以吸收外殼和內(nèi)管之間熱膨脹率的不同。優(yōu)選地，提供一種連接管以連接外殼和內(nèi)管的另一端，并且該連 接管包括大直徑部分，它具有連接外殼和內(nèi)管的另一端的連接管并 按壓插入且固定到外殼上；和小直徑部分，它可滑動地裝配在內(nèi)管的 另一端中。在內(nèi)管的一端按壓插入并固定到外殼之后，連接管的小直 徑部分可滑動地裝配在內(nèi)管的另一端中，并且連接管的大直徑部分按 壓插入并固定到外殼。結(jié)果，可以容易地實現(xiàn)能夠吸收外殼和內(nèi)管之 間的熱膨脹差異的噪聲消除器。


圖1是示出了根據(jù)一實施例的噪聲消除器的粗略結(jié)構(gòu)的透視圖。 圖2是根據(jù)該實施例的噪聲消除器的縱向截面圖。 圖3是沿著圖2的線B-B取得的截面圖。 圖4是沿著圖2的線C-C取得的截面圖。圖5是沿著圖2的線G-G取得的截面圖，并且是示出了連接管插 入內(nèi)管的內(nèi)壁中的狀態(tài)的視圖。圖6是沿著圖2的線B-B取得的截面圖，并且是示出了水流過內(nèi) 管的下部和排水部分的狀態(tài)的視圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)的吸聲型噪聲消除器的橫截面圖。圖8是在JP-A-2002-206413中公開的噪聲消除器的縱向截面圖。圖9是示出燃料電池系統(tǒng)的粗略結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施方式
下文中，將參考附圖具體描述本發(fā)明的實施例。
首先，將參考圖9描述設(shè)置有本實施例的噪聲消除器10的燃料電 池系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)的粗略結(jié)構(gòu)。圖9示出了燃料電池系統(tǒng)的粗略結(jié)構(gòu)。燃料電池系統(tǒng)80包括燃料電池82、向燃料電池82提供氫氣的儲氫罐 84、向燃料電池82提供氧化氣體的送風(fēng)機86和從燃料電池82排放廢 氣的排氣系統(tǒng)88 (圖9中用雙點劃線表示)。儲氫罐84通過燃料氣體供給路徑85連接到燃料電池82，并且通 過調(diào)節(jié)器90調(diào)節(jié)存儲在儲氫罐84中的氫氣(燃料氣體)的流率，并 將該氣體通過控制閥92供應(yīng)到燃料電池82。另一方面，通過氧化氣體 供給路徑87將送風(fēng)機86連接到燃料電池82，并將空氣(氧化氣體) 供應(yīng)到燃料電池82。在燃料電池82中，供給的氫氣和空氣相互反應(yīng)產(chǎn) 生電能，同時產(chǎn)生了濕氣。將沒有用于反應(yīng)的氫氣(下文中稱為陽極廢氣)和沒有用于反應(yīng) 的空氣(下文中稱為陰極廢氣)從燃料電池82排放到排氣系統(tǒng)88。陽 極廢氣和陰極廢氣包含由反應(yīng)所產(chǎn)生的濕氣。陰極廢氣通過陰極廢氣 路徑93流到稀釋單元94中。另一方面，陽極廢氣穿過陽極廢氣路徑 95并通過循環(huán)泵96和放氣閥98流到稀釋單元94中。陽極廢氣和陰極 廢氣在稀釋單元94中匯合在一起并作為含有濕氣的廢氣通過管99流 到噪聲消除器10中。接下來，將參考圖1和2描述本實施例的噪聲消除器的輪廓。圖 1示出了噪聲消除器10的粗略結(jié)構(gòu)，以及圖2是沿圖1中的箭頭Y指 示的縱向方向的噪聲消除器的縱向截面圖。噪聲消除器IO安裝在燃料 電池系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)中。在將噪聲消除器IO應(yīng)用到燃料電池車輛的情 況中，該噪聲消除器通過托架等等懸掛并安裝在車輛后面的下底板上。 順便說一下，在圖中，箭頭X表示車輛的左邊，箭頭Y表示車輛的后 面，以及箭頭Z表示車輛的上部。如圖2所示，以5到10°的傾斜角 安裝噪聲消除器10，使得噪聲消除器相對于包括箭頭X和Y的車輛水 平面在排氣系統(tǒng)下游的方向(箭頭Y表示的方向)上變低。從燃料電池(沒有示出)，將沒有用于反應(yīng)的空氣和包含由燃料 電池產(chǎn)生的濕氣(水蒸汽)的廢氣從指定的排氣系統(tǒng)排放出去。在排 氣系統(tǒng)的端部設(shè)置噪聲消除器10，包含濕氣和水的廢氣從排氣系統(tǒng)上 游側(cè)(圖1中箭頭D所示的一側(cè))流到噪聲消除器10中，該水由相對 于噪聲消除器10的排氣系統(tǒng)上游的內(nèi)部中的廢氣中的濕氣的凝結(jié)而產(chǎn)生。將參考圖2、 3和圖4描述該實施例的噪聲消除器10的各個部分。 圖2是沿縱向方向(由圖1中的箭頭Y表示)的噪聲消除器的縱向截 面圖。圖3是沿著圖2的線B-B取得的截面圖，以及圖4是沿著圖2 的線C-C取得的截面圖。噪聲消除器10包括廢氣所通過的內(nèi)管30、包 圍該內(nèi)管的外殼12、放置在內(nèi)管30和外殼12之間的吸音材料45、連 接內(nèi)管30的上游側(cè)和外殼12的連接管50，以及防止內(nèi)管30和外殼 12之間的接觸并緩沖負(fù)載傳輸?shù)木彌_橡膠件60。下文中，將參考圖2 和3描述噪聲消除器10的細(xì)節(jié)。順便說一下，作為例子，將描述安裝 在燃料電池車輛的排氣系統(tǒng)中的噪聲消除器10，并且在假設(shè)噪聲消除 器10安裝在車輛后部的下底板上的條件下，將闡明噪聲消除器10的 各個部分的形狀和方向。如圖2和3所示，內(nèi)管30是具有大致上圓形的橫截面且由不銹鋼 制成的管子。在內(nèi)管30的周壁36中，大量的透音孔32形成為具有大 約3mm直徑的圓形通孔。在噪聲消除器10安裝在車輛上的情況中， 在上部37中形成透音孔32。上部37包括內(nèi)管30的垂直方向上的上半 部分。上部37也是設(shè)置成面向吸音材料45的部分。如圖2所示，形 成在上部37中的透音孔32分別設(shè)置成具有指定的間隔，并且該上部 37具有網(wǎng)狀形狀。順便說一下，在內(nèi)管30中，在垂直方向上低于上部 37的部分被定義為內(nèi)管下部38。
除此之外，在噪聲消除器10安裝在車輛上的情況中，內(nèi)管30設(shè) 置成相對于車輛水平面沿排氣系統(tǒng)下游方向變低。與噪聲消除器10相關(guān)地設(shè)置內(nèi)管30，使得流到內(nèi)管30下部38中的水沿排氣系統(tǒng)下游方 向流動。含水蒸汽的廢氣穿過內(nèi)管30。廢氣從排氣系統(tǒng)上游側(cè)沿內(nèi)管30 的軸向方向(由箭頭D指示的方向)流動。由于該廢氣流在從排氣系 統(tǒng)的上游側(cè)(如圖3中的箭頭E所指示)傳輸?shù)膲毫哂兄付ǖ淖兓?聲波(以聲速傳輸?shù)膲毫Σ?從內(nèi)管30的透音孔32輻射到存在于內(nèi) 管和外殼12之間的吸音材料45。入射在吸音材料45上的聲波在吸音 材料45中反復(fù)散射和干涉并衰減。另一方面，如圖2和3所示，在內(nèi)管30的下部38中沒有形成透 音孔32。在噪聲消除器10的排氣系統(tǒng)上游側(cè)凝結(jié)的水由于重力而滴落， 沿排氣系統(tǒng)下游方向流動，并匯集在噪聲消除器10的內(nèi)管下部38中。 另一方面，流到噪聲消除器IO中的廢氣中的水蒸汽形式的濕氣在內(nèi)管 30的內(nèi)壁40上凝結(jié)成水，并因重力滴落而匯集在內(nèi)管30的下部38中。透音孔32沒有形成在內(nèi)管下部38中，該內(nèi)管下部沿著排氣系統(tǒng) 的下游方向變得更低。因此，在內(nèi)管下部38中匯集的水沿著內(nèi)管下部 沿著排氣系統(tǒng)的下游方向(在圖2中箭頭Y指示的方向)流動。也就 是說，內(nèi)管下部分38起到允許水流動的"排水管"的作用。在排氣系統(tǒng)下游側(cè)的內(nèi)管30的端部39固定到外殼12上。直徑為 大約15mm的排水孔34形成在內(nèi)管下部38中的端部39的緊鄰上游側(cè)。如圖3所示，外殼12包括容納部分14，以離開內(nèi)管周壁36指 定的間隔來形成該容納部分，以便包圍內(nèi)管周壁，并保持外殼和內(nèi)管 之間的吸音材料45;和排水部分16，該排水部分設(shè)置成面對內(nèi)管30 的下部38。在外殼12的容納部分14中，吸音材料45放置在外殼和內(nèi)管30 之間。容納部分14形成為保持吸音材料45。在與大體上放置吸音材料 45的部分相對應(yīng)的內(nèi)管周壁36中形成透音孔32。也就是說，容納部 分14設(shè)置成面向內(nèi)管30的上部37。另一方面，在外殼12的沿垂直方向的下部形成排水部分16，以 便具有沿直徑方向向外突出的大致U形的部分。在排水部分16和內(nèi)管 下部分38之間形成沒有放置吸音材料45的空間47。和鄰近排水部分 16的外殼12的臺階部分15相比，排水部分16形成為沿垂直方向向下 具有指定的深度。如圖2所示，沿軸向方向以與容納部分14基本相同 的長度形成沒有吸音材料45的排水部分16和空間47，其中在該容納 部分14中放置有吸音材料45。除此之外，如圖2所示，彼此平行地設(shè) 置排水部分16和內(nèi)管30。也就是說，在噪聲消除器10安裝在車輛上 的情況中，垂直地設(shè)置排水部分16以沿排氣系統(tǒng)下游方向(由箭頭Y 指示的方向)變低。以這種方式，排水部分16接收在內(nèi)管30和外殼12之間凝結(jié)并滴 落的、流過內(nèi)管30的透音孔32的水，并允許這些水沿著上表面17朝 著排氣系統(tǒng)下游的方向流動。朝著排氣系統(tǒng)下游方向沿著排水部分16 的上表面17流動的水通過排水孔34流到內(nèi)管30中，如圖4中的箭頭 F所指示，并排放到噪聲消除器IO的外部。如圖3所示，在垂直方向(由箭頭Z所指示的方向)上，外殼12 的容納部分14和排水部分16被形成為使得內(nèi)管周壁36和容納部分14 之間的距離大于內(nèi)管周壁36和排水部分16之間的距離。也就是說， 內(nèi)管30設(shè)置成偏移并且比容納部分14更靠近排水部分16側(cè)。因此， 可以在內(nèi)管周壁36的沿垂直方向的上側(cè)和容納部分14之間保留相對 大的空間?？梢栽谠摽臻g中放置足夠量的吸音材料45。在噪聲消除器 10中，在排水部分16和內(nèi)管30之間保留沒有放置吸音材料45的空間 47，并可以在內(nèi)管30的上側(cè)上放置大量的吸音材料45，因此，在沒有 增加外殼12的橫截面的條件下可以獲得排水性能和噪聲消除性能。除此之外，外殼12的容納部分14和排水部分16通過外殼12的 臺階部分15彼此連接，如圖3所示。內(nèi)管周壁36和臺階部分15之間 的間隙設(shè)置成朝著排水部分16側(cè)變得較小。也就是說，與內(nèi)管周壁和 在容納部分14側(cè)的臺階部分15的端部之間的距離相比，內(nèi)管周壁36 和在排水部分16側(cè)的臺階部分15的端部之間的距離被設(shè)置成極其小。以這種方式，當(dāng)在內(nèi)管30和外殼12的容納部分14之間放置吸音 材料45 (例如玻璃棉)時，防止吸音材料45被放置成從容納部分14 突出到排水部分16側(cè)。由于噪聲消除器10包括如上所述的臺階部分 15，將吸音材料45只放置在外殼12的容納部分14內(nèi)變得更容易。順便說一下，在該實施例的噪聲消除器10中，盡管結(jié)構(gòu)形成為使 得在外殼12的容納部分14和排水部分16之間設(shè)置臺階部分15，當(dāng)本 發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)吸音材料不突出到排水部分時，該結(jié)構(gòu)可 以形成為使得在容納部分和排水部分之間不設(shè)置臺階，并且外殼的該 部分具有大致圓形的形狀。以這種方式，可以進(jìn)一步降低外殼的制造 成本。順便說一下，當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)時，內(nèi)管的軸中心設(shè)置成相對于 外殼的軸中心垂直向下偏移。除此之外，在外殼12中，為了固定內(nèi)管30，如圖2所示，在排 氣系統(tǒng)下游側(cè)形成內(nèi)管容納部分18，并在排氣系統(tǒng)上游側(cè)形成連接管 容納部分19。外殼12的各個部分是由合成樹脂制成的并通過吹塑成形 整體地模制。由于可以不使用例如焊接的連接來構(gòu)造外殼12，所以可 以防止外殼12中的流體由于連接部分的分離等等而泄漏。內(nèi)管容納部分18形成為大致上與內(nèi)管30的截面形狀一致的圓形。 容納部分18的內(nèi)直徑設(shè)置成和具有指定裝配間隙的內(nèi)管30的外直徑 大體上相同。當(dāng)內(nèi)管30的下游側(cè)端39放置到外殼12的容納部分18 中并按壓插入時，就將內(nèi)管30固定到外殼12上。結(jié)果，在不使用相 對高成本的例如焊接的固定方法的情況下就可以將內(nèi)管30固定到外殼 12上。順便說一下，不僅可以在排氣系統(tǒng)下游側(cè)而且可以在上游側(cè)設(shè)置 內(nèi)管容納部分18。在噪聲消除器10的溫度發(fā)生變化，并且外殼12和 內(nèi)管30分別膨脹或者收縮的情況中，當(dāng)該結(jié)構(gòu)使得可以吸收應(yīng)力時， 可以在外殼12的上游側(cè)和下游側(cè)均設(shè)置內(nèi)管容納部分18。另一方面，在外殼12的內(nèi)管容納部分18的相對側(cè)上，也就是在 排氣系統(tǒng)上游側(cè)上，如圖2所示，形成了連接管容納部分19。連接管 50被按壓插入并固定到連接管容納部分19，使得外殼12和內(nèi)管30可 滑動的固定。下文中，將參考圖2到圖5進(jìn)行描述。圖5是沿著圖2 的線G-G取得的截面圖并示出了連接管50插入內(nèi)管30的內(nèi)壁40中的 狀態(tài)。如圖2所示，連接管50由金屬制成，并包括按壓插入到外殼12 的連接管容納部分19的內(nèi)壁41中的大直徑部分52，和可滑動地保持 到內(nèi)管30的內(nèi)壁40的小直徑部分54。如圖5所示，在按壓入內(nèi)管30 的小直徑部分54的部分上形成滑動突起20。在內(nèi)管30固定到外殼12 的內(nèi)管容納部分18的狀態(tài)中，當(dāng)將連接管50從噪聲消除器10的外部 沿內(nèi)部方向(圖2中箭頭D所指示的方向)插入時，將大直徑部分52 按壓插入到外殼12的連接管容納部分19中，并將小直徑部分54裝配 到內(nèi)管30的內(nèi)壁40中。連接管50的小直徑部分54開始和設(shè)置在內(nèi) 管內(nèi)壁40上的滑動突起20點接觸。由于接觸部分的面積很小，所以 內(nèi)管30可相對于連接管50沿軸向方向(圖2中箭頭D所指示的方向) 滑動。因此，例如，在噪聲消除器IO的溫度升高，且由樹脂制成的外殼
12和由不銹鋼制成的內(nèi)管30分別以不同的熱膨脹率沿軸向方向(箭頭D所指示的方向)膨脹的情況中，連接管50的小直徑部分54和內(nèi)管 30的內(nèi)壁40沿軸向方向相對彼此滑動，使得可以吸收外殼12和內(nèi)管 30之間的熱膨脹率的差異。結(jié)果，可以使用不同部件，例如由樹脂制 成的外殼12和由金屬制成的內(nèi)管30，構(gòu)成噪聲消除器10。在內(nèi)管30的下側(cè)上設(shè)置防止和外殼12接觸的緩沖橡膠件60。緩 沖橡膠件60沿垂直方向設(shè)置在內(nèi)管周壁36的下側(cè)，并沿內(nèi)管的軸向 方向延伸，如圖2所示。以這種方式，在內(nèi)管30在外殼12中滑動的 情況中，可以防止外殼的排水部分16和內(nèi)管30彼此直接接觸而產(chǎn)生 不正常的噪聲。除此之外，也可以防止內(nèi)管30由于外殼12和內(nèi)管30 的裝配變化或者熱膨脹而靠近排水部分16而使形成在排水部分16上 方的空間47極窄。已經(jīng)描述了該實施例的噪聲消除器10的結(jié)構(gòu)。下文中，將參考圖 2、圖4和圖6描述該實施例的噪聲消除器10的廢氣中的濕氣的流動 和由于濕氣凝結(jié)而產(chǎn)生的水的流動。圖6是沿著圖2的線B-B取得 的類似于圖3的截面圖，并示出了水流過內(nèi)管下部分38和排水部分16 的狀態(tài)。首先，如圖2所示，含濕氣的廢氣從排氣系統(tǒng)上游側(cè)流到噪聲消 除器10的連接管50中。同時，在排氣系統(tǒng)上游側(cè)凝結(jié)的水也從排氣 系統(tǒng)上游側(cè)沿著連接管的周壁56的下側(cè)流到噪聲消除器10的連接管 50中。如圖6中的箭頭E所示的，從連接管50流到內(nèi)管30中的廢氣從 內(nèi)管30的透音孔32向吸音材料45輻射出聲波，并且廢氣流入吸音材 料45，也就是形成在外殼的容納部分14和內(nèi)管30之間的吸音室22， 盡管該廢氣的量比較小。流到吸音室22中的少量廢氣凝結(jié)在吸音材料 45、外殼12的內(nèi)壁43和內(nèi)管30的外壁49，變成水并被吸附。如圖6 中的箭頭I所示的，這些水由于重力和車輛的振動沿垂直方向滴落到存 在于下部的外殼12的排水部分16上。排水部分16接收滴落的水并臨時存儲它。在排水部分16和內(nèi)管 30的下部38之間的空間47中沒有放置吸音材料45。即使在排水部分 16接收流到外殼12中的水，并且在那里存儲水的情況中，由于沒有將 吸音材料45放置在排水部分16中，所以在噪聲消除器10內(nèi)部的吸音 材料45不吸收水并不含水。因此，可以防止吸音材料45中含水的區(qū) 域由于毛細(xì)管現(xiàn)象而膨脹。吸音材料45可以表現(xiàn)出指定的吸聲性能， 并且噪聲消除器IO可以防止指定的噪聲消除性能降低。除此之外，排水部分16形成為突出到外殼12外部的U形，并且 和鄰近排水部分的外殼12的臺階部分15相比沿垂直方向深入到下側(cè)。 因此，排水部分16可以臨時地存儲更多的水，同時防止水和周圍的吸 音材料45接觸。因此，即使在燃料電池運行的速度相對高，并且從吸 音室22滴落的水的量相對大的情況下，水可以臨時存儲在排水部分16 中，并可以排放到外殼12外部，而不會使得存儲在排水部分16中的 水接觸排水部分16周圍的吸音材料45。然后，排水部分16使存儲在其中的水70沿排氣系統(tǒng)下游的方向 流動。如上所述，在噪音消除器IO安裝在車輛上的情況中，排水部分 16被設(shè)置成沿排氣系統(tǒng)下游方向變得更低。因此，排水部分16可以使 這些水70沿著排水部分16的上表面17在排氣系統(tǒng)下游方向上流動。 沿著排水部分16在排氣系統(tǒng)下游方向上流動的水70到達(dá)內(nèi)管30的排 水孔34。另一方面，在內(nèi)管30的內(nèi)壁40上，廢氣中的濕氣凝結(jié)變成水并 滴落到內(nèi)管周壁36的下部38上，如圖6中的箭頭H所示。從內(nèi)管的 內(nèi)壁40滴落的水匯合沿著連接管的周壁56的下側(cè)流動的水。類似于 排水部分16，在噪聲消除器10安裝在車輛上的情況中，也將內(nèi)管30 設(shè)置成沿下游方向變得更低。因此，這些匯合的水72沿著內(nèi)管下部38 流動并到達(dá)排水孔34。沿著排水部分16在排氣系統(tǒng)下游方向上流動的水70和沿著內(nèi)管 30的下部38流動的水72在排水孔34匯合在一起，并從內(nèi)管30的端 部39排放到噪聲消除器10的外部，也就是排氣系統(tǒng)的外部。在上述這個實施例的噪聲消除器10中，即使排水部分16接收流 到外殼12中的水，由于吸音材料45沒有放置在排水部分16中，因此 吸音材料45不從排水部分16通過毛細(xì)管現(xiàn)象吸收水，并不含水。因 此，根據(jù)該實施例的噪聲消除器10，可以使吸音材料45含水的區(qū)域變 窄。由于噪聲消除器10中的吸音材料45可以表現(xiàn)出指定的聲音吸收 性能，所以噪聲消除器10的指定噪聲消除性能沒有降低。
權(quán)利要求
1. 一種用于燃料電池的噪聲消除器，該噪聲消除器設(shè)置在用于將 來自燃料電池的廢氣排放出去的排氣系統(tǒng)中，該噪聲消除器包括內(nèi)管，其具有形成有多個透音孔的周壁，并且廢氣通過該內(nèi)管沿 軸向向上流動；以及外殼，其被形成為以離開該周壁指定的間隔包圍該內(nèi)管，其特征在于該外殼包括容納部分，在該容納部分中，吸音材料放置在該外殼和該內(nèi)管之 間，以及排水部分，該排水部分被定位為在該內(nèi)管的垂直方向上面向下部， 并且在該排水部分中，在該外殼和該內(nèi)管之間沒有放置吸音材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于與所述外殼相關(guān)地布置該內(nèi)管，使得在所述內(nèi)管的所述周壁和所述 外殼的所述容納部分之間在垂直方向上的距離大于所述周壁和所述外 殼的所述排水部分之間的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于所述外殼的所述排水部分被形成為具有朝著該外殼的外部突起的大 致U形的部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在于所 述透音孔形成在所述內(nèi)管的所述周壁的上部中，并且不形成在下部中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在于該透音孔形成在面向吸音室的所述內(nèi)管周壁的部分中，該吸音室形 成在所述外殼容納部分和所述內(nèi)管之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于以一角度連接所述內(nèi)管，使所述內(nèi)管在排氣系統(tǒng)下游方向上變得較 低。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于該內(nèi)管的連接角度是5到10° 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于連接所述外殼排水部分和所述內(nèi)管之間的空間與該內(nèi)管內(nèi)部的排水 孔形成在排氣系統(tǒng)下游側(cè)的所述內(nèi)管的所述下部中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在 于在所述內(nèi)管和所述外殼之間設(shè)置有緩沖部件以防止所述內(nèi)管和所述 外殼之間的接觸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征 在于該緩沖部件在所述內(nèi)管周壁的垂直方向上從下側(cè)突出，并沿著所 述內(nèi)管的軸向方向延伸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征 在于該外殼是由樹脂制成并整體地模制的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在于在所述外殼中，所述內(nèi)管可以被按壓插入管容納部分中，該管容 納部分形成在排氣系統(tǒng)上游側(cè)和下游側(cè)的至少其中一個處，以及所述內(nèi)管的端部按壓插在該管容納部分中，并固定該外殼和該內(nèi)管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征在于該管容納部分形成在所述外殼的所述排氣系統(tǒng)上游側(cè)和下游側(cè)的 其中一個上，并且在所述內(nèi)管的一端按壓插入并固定到所述管容納部 分的情況中，所述內(nèi)管的另一端可滑動地裝配在所述外殼中或者裝配在固定到 所述外殼的部件中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于燃料電池的噪聲消除器，其特征 在于還包括連接管，該連接管包括按壓插入并固定到所述外殼的大直 徑部分，以及可滑動地裝配在所述內(nèi)管的另一端中的小直徑部分，并 連接所述外殼和所述內(nèi)管的另一端。
全文摘要
一種用于燃料電池的噪聲消除器，其中外殼具有容納部分，在該容納部分中，吸音材料放置在外殼和內(nèi)管之間，并且外殼具有排水部分，該排水部分定位成在內(nèi)管的垂直方向上面向下部，并且在該排水部分中，吸音材料不放置在外殼和內(nèi)管之間。排水部分接收流到外殼中的水，并允許該水流到外殼外部。盡管排水部分接收流到外殼中的水，但是在噪聲消除器中的吸音材料不吸收來自排水部分的水，并不包含水，因為在排水部分中沒有吸音材料。
文檔編號F01N1/10GK101146982SQ20068000927
公開日2008年3月19日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者加藤孝司, 柳原一德, 谷口秀明, 近藤俊行, 長江清彥 申請人:豐田自動車株式會社