專利名稱：燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于加壓型燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體說涉及一種用于此燃料電 池發(fā)動(dòng)機(jī)上的排氣消音器。
背景技術(shù)：
加壓型燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)主要是采用背壓閥控制燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行壓力，以保證 燃料電池在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)都能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行壓力，從而增強(qiáng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 穩(wěn)定性，但背壓閥內(nèi)部流道的橫截面積偏小，導(dǎo)致燃料電池排氣產(chǎn)生非常大的高頻噪聲。燃 料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的噪聲最大可達(dá)93dB。同時(shí)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，通過電化學(xué)反 應(yīng)會(huì)生成較多的水，水與未參與反應(yīng)的空氣混合進(jìn)入排氣系統(tǒng)，增加了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排 氣系統(tǒng)消聲的難度。為了降低排氣噪聲，多數(shù)是在燃料電池排氣系統(tǒng)上安裝填裝吸音材料 的吸音型消音器，但該型消音器消音頻率范圍較窄，且容易被凝結(jié)的水分堵塞，在吸音材料 中積水，從而導(dǎo)致消音效果降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于加壓型燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣消 音器，可避免產(chǎn)生排氣噪聲高，加寬消音頻率范圍，及消除排氣中所含的水分，以克服現(xiàn)有 技術(shù)中存在的缺陷。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是包括第一、第二腔體，所述第一、第二 腔體內(nèi)各設(shè)有兩塊隔板，以及被隔板分割而成的三個(gè)腔室，第一腔室外接進(jìn)氣管，第三腔室 連接連接管一端，第四腔室連接連接管另一端，第六腔室外接排氣管，各腔室與進(jìn)、排氣管， 及連接管的交界處為界面突變，第一、第三腔室與第二腔室間的第一隔板上設(shè)有多個(gè)微孔， 第四、第六腔室與第五腔室間的第三隔板上設(shè)有多個(gè)微孔。進(jìn)一步地，所述第一隔板以所述第一、第三腔室間的第二隔板為界包括兩個(gè)區(qū)域
A、B;所述第三隔板以所述第四、第六腔室間的第四隔板為界包括兩個(gè)區(qū)域C、D。進(jìn)一步地，所述區(qū)域A、B、C、D內(nèi)的穿孔率與腔深各不相同。進(jìn)一步地，所述第二、第四隔板傾斜設(shè)于各腔體中，各區(qū)域底部設(shè)有排水孔，區(qū)域
B、C的排水孔分別與第二、第四隔板連接，區(qū)域A、D的排水孔分別與各腔體底部的排水管連 接。優(yōu)選地，所述排水孔為半橢圓形孔。優(yōu)選地，所述第二、第四隔板的傾斜度θ為15° 20°。優(yōu)選地，所述腔體的外殼為圓錐面與圓弧面相連的形狀，圓錐面內(nèi)包圍第一、第三 腔室或第四、第六腔室，圓弧面內(nèi)包圍第二腔室或第五腔室。本實(shí)用新型為復(fù)合式排氣消音器，采用采用抗性消音技術(shù)和微孔消音技術(shù)相結(jié)合 來降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲。另外，還能夠有效地分離排氣中含有的水，且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的回收通道，使分離出的水得到有效回收，從而保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的水平衡。
圖1為本實(shí)用新型涉及的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型涉及的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器的腔體內(nèi)第一、第三隔板的 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，為本實(shí)用新型涉及的用于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)上的排氣消音器的結(jié)構(gòu)示意圖。 包括兩個(gè)腔體10、20，兩腔體10、20上各設(shè)有兩個(gè)開口 101、102、201、202，分別為第一腔體 10上的第一、第二開口 101、102和第二腔體20上的第三、第四開口 201、202。上述各開口 均與管道連接，在開口與管道連接的地方為突變界面。具體說第一開口 101外接進(jìn)氣管30， 第二開口 102與第三開口 201 (即第一腔體10和第二腔體20)通過連接管40連接，第四開 口 202外接排氣管50。管道入口的橫截面面積與腔體出口在同向上的橫截面相比為突變 減小，也就是說噪音聲波由腔體進(jìn)入管道，在腔體出口與管道入口的交界處會(huì)發(fā)生界面突 變，由此只有一定頻率的聲波才能進(jìn)入，其余頻率聲波留在腔體上發(fā)生反射或干涉現(xiàn)象?；?者聲波由管道進(jìn)入腔體，經(jīng)過管道出口和腔體入口的原理同上。腔體10、20包括外殼109、 209，外殼109、209為圓錐面與圓弧面過渡連接的形狀。各腔體10、20內(nèi)設(shè)有隔板106、107、 206、207，腔體10、20被這些隔板106、107、206、207分割成若干個(gè)腔室。包括第一腔體10 內(nèi)的第一、第二隔板106、107，和第二腔體20內(nèi)的第三、第四隔板206、207。如圖1，以第一 腔體10為例，第一隔板106設(shè)于圓錐面與圓弧面的過渡處，在橫向上把腔體10分成左右兩 個(gè)腔室，即第二腔室104在圓弧面包圍的空間內(nèi)，在第一隔板106與腔體10內(nèi)側(cè)，即圓錐面 包圍的空間內(nèi)設(shè)有第二隔板107，在縱向上把腔體10分成上下兩個(gè)腔室105、103。至此，第 一腔體10內(nèi)有第一、第二、第三腔室103、104、105。其中，第一、第三腔室103、105分別連接 著進(jìn)氣管30、連接管40，形成突變界面，可抗性消音。第二腔體20內(nèi)各腔室布局與第一腔 體10同，包括第四、第五、第六腔室203、204、205，其中第四、第六腔203、205室分別連接著 連接管40、排氣管50，形成突變界面。第一、第三隔板106、206上設(shè)有排成陣列的微孔110， 聲波穿微孔板也有消音的功效。微孔板上微孔的特性(如直徑、分布等)可消除不同頻率 的噪聲。第二、第四隔板107、207將兩塊微孔板(第一、第三隔板106、206)分成四個(gè)區(qū)域 A、B、C、D，各區(qū)域采用不同的穿孔率和板厚。微孔板還可以分離空氣中的水分，第二、第四隔 板107、207可以收集冷凝水，在四個(gè)區(qū)域的底部都設(shè)有回收通道，為了使水分沿著第二、第 四隔板107、207進(jìn)入回收通道，第二、第四隔板107、207為小角度傾斜設(shè)置，優(yōu)選地，θ以 15° 20°為最佳，見圖1。還是以第一腔體10為例，第一、第二隔板106、107交界處，在 第一隔板106上設(shè)有面積較大的半橢圓形孔，以收集順第二隔板107流下的冷凝水，見圖2。 第一隔板106與外殼109的交界處，在第一隔板106底部也設(shè)有面積較大的半橢圓形孔，該 孔收集順第一隔板106流下的水，和順外殼109底部流下的水。在半橢圓形孔的內(nèi)側(cè)，外殼 109的最低處還設(shè)有排水管108，用以回收分離出來的液態(tài)水。本實(shí)用新型結(jié)合了抗性消音和微孔板消音。進(jìn)氣管30、排氣管50以及連接管40 與外殼109、209分別組合形成突變截面，其中進(jìn)、排氣管30、50和連接管40長(zhǎng)度可根據(jù)消音器的實(shí)際布置需要予以調(diào)整，使沿管道傳播的某些頻率聲波，在突變的界面處發(fā)生反射、 干涉等現(xiàn)象，達(dá)到消除噪聲的目的。結(jié)合圖1，具體說噪聲聲波由進(jìn)氣管30進(jìn)入，經(jīng)過第一 腔室103，穿過微孔板區(qū)域A，經(jīng)過第二腔室104，穿過微孔板區(qū)域B，經(jīng)過第三腔室105，穿過 連接管40，經(jīng)過第四腔室203，穿過微孔板區(qū)域C，經(jīng)過第五腔室204，穿過微孔板區(qū)域D，經(jīng) 過第六腔室205，通過排氣管50離開。在此過程中，共經(jīng)過四塊微孔板區(qū)域，同時(shí)由管道進(jìn) 入腔室或由腔室進(jìn)入管道，這樣界面突變也有四處，微孔板消音和抗性消音得以結(jié)合。微孔板有消音的作用，四個(gè)區(qū)域A、B、C、D分別采用不同的穿孔率和板厚不同的腔 深，可以控制消聲器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果，具體穿孔 率和板厚可根據(jù)實(shí)際的噪聲頻率予以調(diào)整。微孔板的另一個(gè)作用是分離排氣中所含的水 分，從而達(dá)到回收利用水的目的。在微孔板上設(shè)計(jì)了相應(yīng)的半橢圓形排水孔111，分布在各 區(qū)域的底部。區(qū)域B、c的半橢圓形孔收集從第二、第四隔板206、207上流下來的水，以及在 微孔板上凝結(jié)的水；區(qū)域A、D的半橢圓形孔收集沿外殼109、209內(nèi)壁流下來的水，以及在微 孔板上凝結(jié)的水，和上方區(qū)域B、C的收集水，并最終流向排水管108、208。第二、第四隔板107、207的作用是與外殼109、209共同將消音器分為不同的腔室， 同時(shí)上述隔板107、207的角度非常重要，以使冷凝的水能夠沿著隔板107、207流到排水孔 111。本實(shí)用新型為復(fù)合式排氣消音器，采用采用抗性消音技術(shù)和微孔消音技術(shù)相結(jié)合 來降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲。另外，還能夠有效地分離排氣中含有的水，且設(shè)計(jì)了相應(yīng) 的回收通道，使分離出的水得到有效回收，從而保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的水平衡。
權(quán)利要求1.一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是包括第一、第二腔體(10、20)，所述第 一、第二腔體(10,20)內(nèi)各設(shè)有兩塊隔板(106、107、206、207)，以及被隔板(106、107、206、 207)分割而成的三個(gè)腔室(103、104、105、203、204、205)，第一腔室(103)外接進(jìn)氣管(30)， 第三腔室(105)連接連接管(40) —端，第四腔室(203)連接連接管(40)另一端，第六腔 室(205)外接排氣管(50)，所述腔室(103、105、203、205)與進(jìn)、排氣管(30、50)，及連接 管(40)的交界處為界面突變，第一、第三腔室(103、105)與第二腔室(104)間的第一隔板 (106)上設(shè)有多個(gè)微孔(110)，第四、第六腔室(203、205)與第五腔室(204)間的第三隔板 (206)上設(shè)有多個(gè)微孔(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述第一隔板(106) 以所述第一、第三腔室(103、105)間的第二隔板(107)為界包括兩個(gè)區(qū)域(A、B)；所述第三 隔板(206)以所述第四、第六腔室(203、205)間的第四隔板(207)為界包括兩個(gè)區(qū)域(C、 D)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述區(qū)域(A、B、C、 D)內(nèi)的穿孔率與腔深各不相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述第二、第四 隔板(107,207)傾斜設(shè)于各腔體(10,20)中，各區(qū)域底部設(shè)有排水孔(111)，區(qū)域(BX)的 排水孔(111)分別與第二、第四隔板(107,207)連接，區(qū)域(A、D)的排水孔(111)分別與各 腔體(10,20)底部的排水管(108,208)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述排水孔(111) 為半橢圓形孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述第二、第四隔板 (107,207)的傾斜度θ為IS。 20°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3、5或6中任一項(xiàng)所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是 所述腔體(10、20)的外殼(109、209)為圓錐面與圓弧面相連的形狀，圓錐面內(nèi)包圍第一、第 三腔室(103、105)或第四、第六腔室(203、205)，圓弧面內(nèi)包圍第二腔室(104)或第五腔室 (204)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，其特征是所述腔體(10、20) 的外殼(109、209)為圓錐面與圓弧面相連的形狀，圓錐面內(nèi)包圍第一、第三腔室(103、105) 或第四、第六腔室(203、205)，圓弧面內(nèi)包圍第二腔室(104)或第五腔室(204)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器，包括第一、第二腔體，所述第一、第二腔體內(nèi)各設(shè)有兩塊隔板，以及被隔板分割而成的三個(gè)腔室，第一腔室外接進(jìn)氣管，第三腔室連接連接管一端，第四腔室連接連接管另一端，第六腔室外接排氣管，所述腔室與進(jìn)、排氣管，及連接管的交界處為界面突變，第一、第三腔室與第二腔室間的第一隔板上設(shè)有多個(gè)微孔，第四、第六腔室與第五腔室間的第三隔板上設(shè)有多個(gè)微孔。本實(shí)用新型為復(fù)合式排氣消音器，采用采用抗性消音技術(shù)和微孔消音技術(shù)相結(jié)合來降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲。另外，還能夠有效地分離排氣中含有的水，且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的回收通道，使分離出的水得到有效回收，從而保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的水平衡。
文檔編號(hào)F01N13/00GK201778860SQ20102029013
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者韓永杰 申請(qǐng)人:上海汽車工業(yè)(集團(tuán))總公司