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：
本發(fā)明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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(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。本發(fā)明采用以下技術(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。本發(fā)明為復(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
3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為本發(fā)明涉及的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消音器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明涉及的燃料電池發(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)施例方式見圖1，為本發(fā)明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?；蛘呗暡?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。本發(fā)明結(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。本發(fā)明為復(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
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)一端，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15° 20°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 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)。
全文摘要
本發(fā)明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。本發(fā)明為復(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)F01N13/00GK101963081SQ201010252100
公開日2011年2月2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