JP4192777B2

JP4192777B2 - Silencer

Info

Publication number: JP4192777B2
Application number: JP2003412894A
Authority: JP
Inventors: 智隆石川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: JP2005171874A

Description

本発明は、排気ガスの排出と共に生じる音を軽減するための消音器に関する。 The present invention relates to a silencer for reducing noise generated with exhaust gas discharge.

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電する燃料電池の一例としては、固体高分子型燃料電池がある。この固体高分子型燃料電池は、複数のセルを積層することで構成されたスタックを備えている。スタックを構成するセルは、アノード（燃料極）とカソード（空気極）とを備えており、これらのアノードとカソードとの間には、イオン交換基としてスルフォン酸基を有する固体高分子電解質膜が介在している。 An example of a fuel cell that generates electricity using an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen is a polymer electrolyte fuel cell. This polymer electrolyte fuel cell includes a stack constituted by stacking a plurality of cells. The cell constituting the stack includes an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), and a solid polymer electrolyte membrane having a sulfonic acid group as an ion exchange group is interposed between the anode and the cathode. Intervene.

アノードには燃料ガス（水素ガス又は炭化水素を改質して水素リッチにした改質水素）を含む燃料ガスが供給され、カソードには酸化剤として酸素を含むガス、一例として空気が供給される。アノードに燃料ガスが供給されることで、燃料ガスに含まれる水素がアノードを構成する触媒層の触媒と反応し、これによって水素イオンが発生される。発生した水素イオンは固体高分子電解質膜を通過して、カソードで酸素と電気化学反応を起す。この電気化学反応により発電される構成となっている。 A fuel gas containing a fuel gas (hydrogen gas or reformed hydrogen made by reforming hydrocarbons to be hydrogen rich) is supplied to the anode, and a gas containing oxygen as an oxidant, for example, air is supplied to the cathode. . By supplying the fuel gas to the anode, hydrogen contained in the fuel gas reacts with the catalyst of the catalyst layer constituting the anode, thereby generating hydrogen ions. The generated hydrogen ions pass through the solid polymer electrolyte membrane and cause an electrochemical reaction with oxygen at the cathode. It has a configuration in which power is generated by this electrochemical reaction.

一方、カソードに供給された後にスタックから排出された空気は、排気管を通過して外部に排出されるが、この空気の排出時に生じる音を軽減するために排気管にはマフラ（消音器）が取り付けられている。マフラの構造には様々な種類が存在するが、その一例としては、排気管の所定範囲に小孔を設けて内外を連通させると共に、この排気管の所定範囲を箱状のマフラ本体で多い、その内側にガラスウールを充填する構造がある。 On the other hand, the air exhausted from the stack after being supplied to the cathode passes through the exhaust pipe and is discharged to the outside. In order to reduce the noise generated when this air is exhausted, the exhaust pipe has a muffler (silencer) Is attached. There are various types of muffler structures, and as an example, a small hole is provided in a predetermined range of the exhaust pipe to communicate the inside and the outside, and the predetermined range of the exhaust pipe is often a box-shaped muffler body. There is a structure filled with glass wool inside.

このような構成のマフラでは、小孔から空気と共に音波がマフラ本体内に放出されると、音波とガラスウールの繊維との間で摩擦が生じ、この摩擦により音波が減衰される、これにより、空気の排出時に生じる音が軽減される。 In the muffler having such a configuration, when sound waves are emitted into the muffler body together with air from the small holes, friction occurs between the sound waves and the fiber of glass wool, and the sound waves are attenuated by this friction. Noise generated when air is discharged is reduced.

ところで、上記のような燃料電池システムは、水素と酸素の電気化学反応により発電するシステムであるため、水素と酸素の電気化学反応により水が生成される（以下、この水を生成水と称する）。この生成水は、空気と共に排気管を伝って排出されるが、排気管にマフラを設けると、排気管に形成した小孔からマフラ本体内に生成水が放出される。 By the way, since the fuel cell system as described above is a system that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, water is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen (hereinafter, this water is referred to as generated water). . The generated water is discharged along with the air through the exhaust pipe. When a muffler is provided in the exhaust pipe, the generated water is released into the muffler main body from a small hole formed in the exhaust pipe.

上記のように、マフラの消音効果は、ガラスウールの繊維と音波との間で摩擦が生じることで得られるため、マフラ本体内に生成水が放出されることでガラスウールの繊維が濡れると、ガラスウールの繊維と音波との間での摩擦が低減し、マフラの消音効果が低減してしまう。 As mentioned above, since the muffler silencing effect is obtained by friction between the glass wool fibers and the sound waves, when the glass wool fibers get wet by releasing the generated water in the muffler body, Friction between glass wool fibers and sound waves is reduced, and the muffler's noise reduction effect is reduced.

このような問題を解決し得る構成の一例が下記特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されているマフラは、マフラ本体（特許文献１ではアウタパイプと称している）を通過する排気管（特許文献１ではインナパイプと称している）には水抜きパイプが設けられている。水抜きパイプは上下方向に長手とされ、その上端は排気管の内側で開口しており、下端はマフラ本体の内側で開口している。 An example of a configuration that can solve such a problem is disclosed in Patent Document 1 below. The muffler disclosed in Patent Document 1 is provided with a drain pipe in an exhaust pipe (referred to as an inner pipe in Patent Document 1) that passes through the muffler body (referred to as an outer pipe in Patent Document 1). ing. The drain pipe is elongated in the vertical direction, its upper end is opened inside the exhaust pipe, and its lower end is opened inside the muffler body.

また、排気管の周方向に沿って水抜きパイプの両側には、板状のブラケットが設けられており、マフラ本体の内部空間が排気管の周方向に沿って水抜きパイプが配置されている空間と、水抜きパイプが配置されていない空間と、に仕切られている。このブラケットにより仕切られたマフラ本体の内部空間のうち、水抜きパイプが配置されていない空間には吸音材（例えば、ガラスウール）が設けられている。 In addition, plate-like brackets are provided on both sides of the drain pipe along the circumferential direction of the exhaust pipe, and the drain pipe is disposed in the inner space of the muffler body along the circumferential direction of the exhaust pipe. It is partitioned into a space and a space where no drain pipe is arranged. Of the internal space of the muffler body partitioned by the bracket, a sound absorbing material (for example, glass wool) is provided in a space where the drain pipe is not disposed.

すなわち、排気ガスに含まれる水分等は、排気管を通過する際に水抜きパイプから放出されるが、この水抜きパイプが設けられている空間には吸音材が設けられていない。このため、吸音材が水分で濡れることがなく、したがって、吸音材での消音効果が低減することがない。
実開平２-６９０１１号公報 That is, moisture or the like contained in the exhaust gas is released from the drain pipe when passing through the exhaust pipe, but no sound absorbing material is provided in the space where the drain pipe is provided. For this reason, the sound absorbing material does not get wet with moisture, and therefore the noise reduction effect of the sound absorbing material is not reduced.
Japanese Utility Model Publication No. 2-69011

しかしながら、この特許文献１に開示されている構成では、ブラケットにより仕切られたマフラ本体の内部空間のうち、水抜きパイプが配置された空間には吸音材が設けられていないため、音が吸収されることがなく、外部に音が漏れるという問題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, since the sound absorbing material is not provided in the space where the drain pipe is arranged among the internal spaces of the muffler main body partitioned by the bracket, the sound is absorbed. There is a problem that the sound leaks outside.

本発明は、上記事実を考慮して、水濡れによる消音効果の低減を抑制又は防止でき、音漏れも生じさせない消音器を得ることが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a silencer that can suppress or prevent a reduction in the silencing effect due to water wetting and does not cause sound leakage.

請求項１に記載の本発明に係る消音器は、内側を排気ガスが通過する筒状に形成されると共に、前記排気ガスの通過方向に沿った一定範囲に内外を連通する孔が形成された排気管と、前記排気管の前記一定範囲を周囲から覆うと共に、前記排気ガスに含まれ又は前記排気ガスと共に前記排気管を流れて前記孔から前記排気管の外部に放出された水分を外部に排出する排出部が下部に形成された消音器本体と、繊維状部材の集合体として構成されて、前記消音器本体の内部に設けられ、前記排気ガスと共に前記排気管を伝い前記孔から前記消音器本体内に放出された音波を、前記繊維状部材の表面との摩擦で減衰させる吸音手段と、多数の小孔を有する多孔質で且つ前記吸音手段よりも水分流通性が高い塊状に形成されて、前記排気管の前記孔が形成された部分と前記排出部との間に設けられ、前記排気管から前記消音器本体内に放出された水分を前記排出部側へ導く排水誘導手段と、を備えている。 The silencer according to the first aspect of the present invention is formed in a cylindrical shape through which exhaust gas passes, and a hole that communicates the inside and outside is formed in a certain range along the direction of passage of the exhaust gas. The exhaust pipe and the fixed range of the exhaust pipe are covered from the surroundings, and moisture contained in the exhaust gas or flowing through the exhaust pipe together with the exhaust gas and released from the hole to the outside of the exhaust pipe A muffler body with a discharge portion formed at the bottom is formed as an assembly of a fibrous member and is provided inside the muffler body. The muffler body is provided inside the muffler body and travels through the exhaust pipe together with the exhaust gas from the hole. A sound absorbing means for attenuating sound waves released into the vessel body by friction with the surface of the fibrous member, and a porous body having a large number of small holes and having a higher water flowability than the sound absorbing means. The hole of the exhaust pipe Forming portion and provided between the discharge portion, and a, a drainage guide means for guiding the water discharged into the muffler body from the exhaust pipe to the discharge side.

請求項１に記載の本発明に係る消音器では、所定の範囲を消音器本体に覆われた排気管を排気ガスが通過すると、排気管の消音器本体に覆われた部分に形成された孔を排気ガスの少なくとも一部が通過して、排気ガスの少なくとも一部が消音器本体内に放出される。このように、排気ガスの少なくとも一部が消音器本体内に放出されると、排気ガスと共に排気管を伝う音波の少なくとも一部が孔を通過して消音器本体内に放出される。 In the silencer according to the first aspect of the present invention, when the exhaust gas passes through the exhaust pipe covered by the silencer body through a predetermined range, a hole formed in a portion of the exhaust pipe covered by the silencer body At least a part of the exhaust gas passes through, and at least a part of the exhaust gas is discharged into the silencer body. As described above, when at least a part of the exhaust gas is released into the silencer body, at least a part of the sound wave transmitted through the exhaust pipe together with the exhaust gas passes through the hole and is released into the silencer body.

消音器本体内には繊維状部材の集合体により構成された吸音手段が設けられており、消音器本体内に放出された音波は、吸音手段を構成する繊維状部材の表面との摩擦で減衰される。これにより、排気ガスと共に外部に放出される排気音が軽減される。 The silencer body is provided with sound absorbing means composed of an aggregate of fibrous members, and the sound waves emitted into the silencer body are attenuated by friction with the surface of the fibrous members constituting the sound absorbing means. Is done. Thereby, the exhaust sound emitted outside with the exhaust gas is reduced.

一方、排気ガスにと共に水分が排気管を流れ、この水分が排気管の孔を通過すると水分が消音器本体内に放出される。消音器本体内には多孔質の塊状で且つ吸音手段よりも水分流通性が高い排水誘導手段が排気管の孔が形成された部分と消音器本体の下部の排出部との間に設けられている。このため、消音器本体内に放出された水分は、排水誘導手段の外表面や極微小の孔部の内周に付着する。 On the other hand, moisture flows with the exhaust gas through the exhaust pipe, and when this moisture passes through the hole of the exhaust pipe, the moisture is released into the silencer body. In the silencer body, a drainage guiding means having a porous mass and having a higher water flowability than the sound absorbing means is provided between the part where the hole of the exhaust pipe is formed and the discharge part at the lower part of the silencer body. Yes. For this reason, the water | moisture content discharge | released in the silencer main body adheres to the outer surface of a waste_water | drain guidance means, or the inner periphery of a very minute hole.

このように排水誘導手段の外表面や極微小の孔部の内周に付着した水分の量が増加すると水分は水滴化する。水滴化した水分は自重により排水誘導手段の外表面や極微小の孔部の内周を伝って落下しながら排水部へと移動し、排水部から本消音器の外部に排水される。 Thus, when the amount of water adhering to the outer surface of the drainage guiding means or the inner periphery of the minute hole increases, the water droplets. Moistened water droplets move to the drainage part while falling along the outer surface of the drainage guiding means and the inner circumference of the minute hole by its own weight, and drained from the drainage part to the outside of the silencer.

ここで、消音器本体内に放出された水分は消音器本体内に設けられた吸音手段を構成する繊維状部材の表面にも付着する。しかしながら、上記のように、排水誘導手段を設けて排水誘導手段の外表面や極微小の孔部の内周に水分を付着させることで、繊維状部材の表面への水分の付着を効果的に軽減できる。これにより、繊維状部材の表面に水分が付着することに起因する音波減衰効果の低減を防止又は効果的に軽減でき、消音効果を維持又は向上できる。 Here, the water | moisture content discharge | released in the silencer main body adheres also to the surface of the fibrous member which comprises the sound absorption means provided in the silencer main body. However, as described above, the drainage guiding means is provided to allow moisture to adhere to the outer surface of the drainage guiding means and the inner periphery of the microscopic hole, thereby effectively attaching moisture to the surface of the fibrous member. Can be reduced. Thereby, the reduction of the sound wave attenuation effect due to moisture adhering to the surface of the fibrous member can be prevented or effectively reduced, and the silencing effect can be maintained or improved.

請求項２に記載の本発明に係る消音器は、請求項１に記載の本発明において、前記排水誘導手段を、前記排気管の下方で上端が前記排気管と対向した状態で前記排気管の長手方向に沿って連続又は断続的に設けた、ことを特徴としている。 A silencer according to a second aspect of the present invention provides the silencer according to the first aspect of the present invention, wherein the drainage guiding means is connected to the exhaust pipe with the upper end facing the exhaust pipe below the exhaust pipe. It is characterized by being provided continuously or intermittently along the longitudinal direction.

請求項２に記載の本発明に係る消音器では、排気管の下方に排水誘導手段が設けられ、その上端部は排気管と対向している。しかも、排水誘導手段は排気管の長手方向に沿って連続又は断続的に設けられている。このため、例えば、既に水滴状となった状態で排気管を伝い、排気管の孔から落下した水分や、排気ガスに含まれるものの比較的重量を有するため排気管の孔から落下する如く放出された水分を効率よく排水誘導手段の上面で捕らえることができる。これにより、吸音手段を構成する繊維状部材の表面に水分が付着することを効果的に防止できる。 In the silencer according to the second aspect of the present invention, the drainage guiding means is provided below the exhaust pipe, and the upper end portion thereof faces the exhaust pipe. Moreover, the drainage guiding means is provided continuously or intermittently along the longitudinal direction of the exhaust pipe. For this reason, for example, water that has already fallen in the form of water droplets is transmitted through the exhaust pipe, and water that has fallen from the hole in the exhaust pipe or a relatively heavy weight contained in the exhaust gas is discharged so as to fall from the hole in the exhaust pipe. Water can be efficiently captured on the upper surface of the drainage guiding means. Thereby, it can prevent effectively that a water | moisture content adheres to the surface of the fibrous member which comprises a sound absorption means.

請求項３に記載の本発明に係る消音器は、請求項１又は請求項２に記載の本発明において、電解質膜を介してアノード及びカソードが対向配置され、アノード側のスタック入口から水素を含む燃料ガスを前記アノード側に供給すると共に、カソード側のスタック入口から酸素を含む酸化性ガスを前記カソード側に供給することにより化学反応で発電する燃料電池のスタックの、前記カソード側のスタック出口に前記排気管を接続した、ことを特徴としている。 A silencer according to a third aspect of the present invention is the silencer according to the first or second aspect of the present invention, wherein the anode and the cathode are arranged to face each other via the electrolyte membrane, and hydrogen is contained from the stack inlet on the anode side. A fuel gas is supplied to the anode side, and an oxidizing gas containing oxygen is supplied to the cathode side from the cathode side stack inlet, and a fuel cell stack that generates power by a chemical reaction is supplied to the cathode side stack outlet. The exhaust pipe is connected.

請求項３に記載の本発明に係る消音器では、消音器本体内を通過する排気管が、燃料電池を構成するスタックのカソード側の出口に接続され、排気管にはスタックを通過した酸素を含む酸化性ガス（一例としては、空気）が流れる。 In the silencer according to the third aspect of the present invention, the exhaust pipe passing through the silencer body is connected to the outlet on the cathode side of the stack constituting the fuel cell, and the exhaust pipe is filled with oxygen that has passed through the stack. The containing oxidizing gas (air as an example) flows.

ところで、燃料電池は燃料ガス（還元性ガス）に含まれる水素と、空気等の酸化性ガスに含まれる酸素との電気化学反応により発電するため、この発電に伴い水が生成され、酸化性ガスと共に排出される。したがって、スタックを通過した酸化性ガスである排気ガスに含まれる水が多いため、吸音手段を構成する繊維状部材の表面に付着する水分を低減できる本発明を燃料電池システムにおける消音器に適用することで、電気化学反応により生じた水分が繊維状部材に付着することを低減でき、充分な消音効果を得ることができる。 By the way, since a fuel cell generates power by an electrochemical reaction between hydrogen contained in a fuel gas (reducing gas) and oxygen contained in an oxidizing gas such as air, water is generated along with this power generation, and the oxidizing gas It is discharged with. Therefore, since the water contained in the exhaust gas, which is an oxidizing gas that has passed through the stack, contains a large amount of water, the present invention that can reduce moisture adhering to the surface of the fibrous member constituting the sound absorbing means is applied to a silencer in a fuel cell system. Thus, it is possible to reduce the moisture generated by the electrochemical reaction from adhering to the fibrous member, and to obtain a sufficient silencing effect.

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る消音器は、吸音手段を構成する繊維状部材の表面への水分の付着を効果的に軽減でき、これにより、繊維状部材の表面に水分が付着することに起因する音波減衰効果の低減を防止又は効果的に軽減でき、消音効果を維持又は向上できる。 As described above, the silencer according to the present invention described in claim 1 can effectively reduce the adhesion of moisture to the surface of the fibrous member constituting the sound absorbing means, and thereby the surface of the fibrous member. It is possible to prevent or effectively reduce the sound attenuation effect due to moisture adhering to the water, and to maintain or improve the silencing effect.

また、請求項２に記載の本発明に係る消音器は、排気管の孔から落下した水分や、排気ガスに含まれるものの比較的重量を有するため排気管の孔から落下する如く放出された水分を効率よく排水誘導手段の上面で捕らえることができる。これにより、吸音手段を構成する繊維状部材の表面に水分が付着することを効果的に防止できる。 Further, the silencer according to the present invention as set forth in claim 2 has moisture dropped from the hole of the exhaust pipe or moisture released from the hole of the exhaust pipe because it has a relatively heavy weight contained in the exhaust gas. Can be efficiently captured on the upper surface of the drainage guiding means. Thereby, it can prevent effectively that a water | moisture content adheres to the surface of the fibrous member which comprises a sound absorption means.

さらに、請求項３に記載の本発明に係る消音器は、燃料電池システムにおける電気化学反応により生じた水分が繊維状部材に付着することを低減でき、充分な消音効果を得ることができる。 Furthermore, the silencer according to the third aspect of the present invention can reduce the adhesion of moisture generated by the electrochemical reaction in the fuel cell system to the fibrous member, and can obtain a sufficient silencing effect.

＜第１の実施の形態の構成＞
図３には本発明の第１の実施の形態に係る消音器としてのマフラ６２を適用した燃料電池システム１０の全体構成の概略がブロック図により示されている。 <Configuration of First Embodiment>
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the fuel cell system 10 to which the muffler 62 as a silencer according to the first embodiment of the invention is applied.

（燃料電池システム１０の構成の概略）
先ず、燃料電池システム１０の構成の概略について簡単に説明する。 (Outline of configuration of fuel cell system 10)
First, a schematic configuration of the fuel cell system 10 will be briefly described.

図３に示されるように、本燃料電池システム１０は、燃料電池スタック又は燃料電池本体としてのスタック１２を備えている。図４に示されるように、スタック１２はセル１４を備えている。セル１４は電解質膜１６を備えている。 As shown in FIG. 3, the fuel cell system 10 includes a fuel cell stack or a stack 12 as a fuel cell body. As shown in FIG. 4, the stack 12 includes a cell 14. The cell 14 includes an electrolyte membrane 16.

電解質膜１６は、例えば、イオン交換基としてスルフォン酸基を有する固体高分子により薄膜状に形成されている。この電解質膜１６の厚さ方向一方の側にはアノード１８が設けられている。 The electrolyte membrane 16 is formed in a thin film shape from, for example, a solid polymer having a sulfonic acid group as an ion exchange group. An anode 18 is provided on one side in the thickness direction of the electrolyte membrane 16.

アノード１８は略板状のセパレータ２０を備えている。セパレータ２０には電解質膜１６側へ向けて開口したガス流通溝２２が形成されている。ガス流通溝２２は一端がスタック１２のアノード側入口２４に接続されており、他端がスタック１２のアノード側出口２６に接続され、更に、アノード側出口２６に接続された燃料ガス排気路２７を介して外部に連通しているている。 The anode 18 includes a substantially plate-like separator 20. The separator 20 is formed with a gas flow groove 22 opened toward the electrolyte membrane 16 side. One end of the gas flow groove 22 is connected to the anode side inlet 24 of the stack 12, the other end is connected to the anode side outlet 26 of the stack 12, and further, a fuel gas exhaust path 27 connected to the anode side outlet 26 is connected. It communicates with the outside through.

アノード側入口２４は燃料ガス供給路２９を介して燃料ガスタンク２８に接続されており、アノード側入口２４からは水素を含む燃料ガス（還元性ガス）がスタック１２内に供給され、アノード側入口２４から供給された燃料ガスが上記のガス流通溝２２を通過する。セパレータ２０と電解質膜１６との間にはガス拡散層３０が設けられている。 The anode side inlet 24 is connected to a fuel gas tank 28 via a fuel gas supply path 29, and a fuel gas containing hydrogen (reducing gas) is supplied into the stack 12 from the anode side inlet 24. The fuel gas supplied from the gas passes through the gas circulation groove 22. A gas diffusion layer 30 is provided between the separator 20 and the electrolyte membrane 16.

ガス拡散層３０は撥水化したカーボンペーパやカーボンクロスにより形成されており良好な導電性及び通気性を有している。ガス拡散層３０と電解質膜１６との間には触媒層３２が設けられている。触媒層３２は触媒としての白金や白金系合金を担持した炭素と、電解質とが適度に混ざり合ったマトリックスになっており、ガス流通溝２２から供給されてガス拡散層３０を通過した燃料ガスが触媒層３２に送られる構造となっている。 The gas diffusion layer 30 is made of water-repellent carbon paper or carbon cloth and has good conductivity and air permeability. A catalyst layer 32 is provided between the gas diffusion layer 30 and the electrolyte membrane 16. The catalyst layer 32 is a matrix in which platinum as a catalyst and carbon carrying a platinum-based alloy and an electrolyte are appropriately mixed, and the fuel gas supplied from the gas flow groove 22 and passing through the gas diffusion layer 30 is supplied. The structure is sent to the catalyst layer 32.

一方、上記の電解質膜１６を介してアノード１８の反対側にはカソード３４が設けられている。カソード３４もまたセパレータ２０、ガス拡散層３０、触媒層３２を備えている。但し、アノード１８とは異なり、カソード３４のセパレータ２０に形成されたガス流通溝２２の一端はスタック１２のカソード側入口３６に接続されており、他端がスタック１２のカソード側出口３８に接続されている。 On the other hand, a cathode 34 is provided on the opposite side of the anode 18 through the electrolyte membrane 16. The cathode 34 also includes a separator 20, a gas diffusion layer 30, and a catalyst layer 32. However, unlike the anode 18, one end of the gas flow groove 22 formed in the separator 20 of the cathode 34 is connected to the cathode side inlet 36 of the stack 12, and the other end is connected to the cathode side outlet 38 of the stack 12. ing.

カソード側入口３６からは酸素を含む酸化性ガスとしての空気がスタック１２内に供給され、カソード側入口３６から供給された空気がカソード３４を構成するセパレータ２０のガス流通溝２２を通過する。以上の構成のセル１４は、その厚さ方向、すなわち、アノード１８とカソード３４との対向方向に複数積層されており、このように、セル１４を複数積層することでスタック１２が構成されている。 Air as an oxidizing gas containing oxygen is supplied from the cathode side inlet 36 into the stack 12, and the air supplied from the cathode side inlet 36 passes through the gas flow groove 22 of the separator 20 constituting the cathode 34. A plurality of cells 14 having the above configuration are stacked in the thickness direction, that is, the facing direction of the anode 18 and the cathode 34, and the stack 12 is configured by stacking a plurality of cells 14 in this way. .

また、図３に示されるように、スタック１２のアノード１８側及びカソード３４側にはそれぞれ端子４０が取り付けられている。端子４０は、コード等の電気的な接続部材を介して負荷４２に接続されており、スタック１２で発電された電気を負荷４２に供給している。 Further, as shown in FIG. 3, terminals 40 are respectively attached to the anode 18 side and the cathode 34 side of the stack 12. The terminal 40 is connected to a load 42 via an electrical connection member such as a cord, and supplies electricity generated by the stack 12 to the load 42.

さらに、アノード１８側の端子に接続されたコード等の接続部材と、カソード３４側の端子に接続されたコード等の接続部材の中間部には電圧計４４が設けられており、負荷４２に供給される電気の電圧値を計測している。また、アノード１８側の端子に接続されたコード等の接続部材には電流計４６が設けられており、負荷４２に供給される電気の電流値を計測している。 Further, a voltmeter 44 is provided at a middle portion between the connecting member such as a cord connected to the terminal on the anode 18 side and the connecting member such as a cord connected to the terminal on the cathode 34 side, and is supplied to the load 42. The voltage value of electricity is measured. A connecting member such as a cord connected to the terminal on the anode 18 side is provided with an ammeter 46 for measuring the current value of electricity supplied to the load 42.

一方、図３に示されるように、スタック１２のカソード側入口３６は、供給路としての空気供給路５１を介して空気吸入部５０に接続されている。空気吸入部５０よりもカソード側入口３６側にはエアフィルタ５２が設けられている。さらに、エアフィルタ５２よりもカソード側入口３６側には、空気供給手段としてのエアコンプレッサ５４が設けられている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the cathode side inlet 36 of the stack 12 is connected to the air suction part 50 via an air supply path 51 as a supply path. An air filter 52 is provided closer to the cathode side inlet 36 than the air suction part 50. Further, an air compressor 54 as an air supply means is provided closer to the cathode side inlet 36 than the air filter 52.

エアコンプレッサ５４はモータ５６を備えており、モータ５６の駆動力によって空気吸入部５０側に負圧を生じさせ、モータ５６の回転数に対応した量の空気を外部から吸入する。エアコンプレッサ５４により空気吸入部５０から吸入された空気はエアフィルタ５２を通過することで空気と共に吸入された微小な塵等が除去される構成となっている。 The air compressor 54 includes a motor 56, and a negative pressure is generated on the air suction portion 50 side by the driving force of the motor 56, and an amount of air corresponding to the rotational speed of the motor 56 is sucked from the outside. The air sucked from the air suction part 50 by the air compressor 54 passes through the air filter 52 so that minute dusts sucked together with the air are removed.

一方、図３に示されるように、スタック１２のカソード側出口３８は排気管としての空気排気路６１が接続されており、マフラ６２を介して排気部６４に接続されている。したがって、スタック１２を通過から排出されたガス（以下、このガスをカソード側入口３６に供給される空気と区別するため、便宜上、「カソード排気ガス」と称する）は空気排気路６１を通過して排気部６４から排気される。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the cathode side outlet 38 of the stack 12 is connected to an air exhaust path 61 as an exhaust pipe, and is connected to an exhaust part 64 via a muffler 62. Therefore, the gas discharged from passing through the stack 12 (hereinafter referred to as “cathode exhaust gas” for the sake of convenience to distinguish this gas from the air supplied to the cathode side inlet 36) passes through the air exhaust passage 61. It is exhausted from the exhaust part 64.

マフラ６２とカソード側出口３８との間には圧力調整バルブ６６が設けられており、圧力調整バルブ６６を開閉すること、すなわち、圧力調整バルブ６６の弁体を開閉移動させるための駆動源であるモータを駆動させることで、カソード側出口３８から出るカソード排気ガスの圧力を調整できる。 A pressure adjustment valve 66 is provided between the muffler 62 and the cathode side outlet 38, and is a drive source for opening and closing the pressure adjustment valve 66, that is, for opening and closing the valve body of the pressure adjustment valve 66. By driving the motor, the pressure of the cathode exhaust gas emitted from the cathode side outlet 38 can be adjusted.

また、図３に示されるように、圧力調整バルブ６６とカソード側出口３８との間には、圧力センサ７２が設けられており、カソード側出口３８から圧力調整バルブ６６へ流れるカソード排気ガスの圧力が検出されている。また、圧力センサ７２とカソード側出口３８との間には、温度センサ７４が設けられており、カソード側出口３８から圧力調整バルブ６６へ流れるカソード排気ガスの温度が検出されている。 Further, as shown in FIG. 3, a pressure sensor 72 is provided between the pressure adjustment valve 66 and the cathode side outlet 38, and the pressure of the cathode exhaust gas flowing from the cathode side outlet 38 to the pressure adjustment valve 66. Has been detected. In addition, a temperature sensor 74 is provided between the pressure sensor 72 and the cathode side outlet 38, and the temperature of the cathode exhaust gas flowing from the cathode side outlet 38 to the pressure adjustment valve 66 is detected.

（マフラ６２の構成）
次に、マフラ６２の構成について説明する。 (Configuration of muffler 62)
Next, the configuration of the muffler 62 will be described.

図１及び図２に示されるように、マフラ６２は、消音器本体としてのマフラ本体８２を備えている。マフラ本体８２は略箱形状に形成されており、その幅方向及び高さ方向の略中央部を上記の空気排気路６１を構成するパンチングパイプ８４が貫通している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the muffler 62 includes a muffler main body 82 as a silencer main body. The muffler main body 82 is formed in a substantially box shape, and a punching pipe 84 constituting the air exhaust passage 61 passes through a substantially central portion in the width direction and the height direction.

パンチングパイプ８４は、マフラ本体８２の長手方向に沿って長手方向とされた略筒状（例えば、円筒状）とされている。パンチングパイプ８４の一端は、パンチングパイプ８４と共に空気排気路６１を構成するパイプ８６が連結されており、パイプ８６を介してパンチングパイプ８４が圧力調整バルブ６６に接続されている。 The punching pipe 84 has a substantially cylindrical shape (for example, a cylindrical shape) that is formed in the longitudinal direction along the longitudinal direction of the muffler main body 82. One end of the punching pipe 84 is connected to a pipe 86 constituting the air exhaust path 61 together with the punching pipe 84, and the punching pipe 84 is connected to the pressure adjusting valve 66 through the pipe 86.

一方、パンチングパイプ８４の他端にはパイプ８８が接続されており、パイプ８８を介してパンチングパイプ８４が排気部６４に接続されている。すなわち、圧力調整バルブ６６を通過したカソード排気ガスは、パイプ８６を介してパンチングパイプ８４に流れ込み、パンチングパイプ８４からパイプ８８を通過して排気部６４から排気される。 On the other hand, a pipe 88 is connected to the other end of the punching pipe 84, and the punching pipe 84 is connected to the exhaust part 64 via the pipe 88. That is, the cathode exhaust gas that has passed through the pressure adjustment valve 66 flows into the punching pipe 84 via the pipe 86, passes through the pipe 88 from the punching pipe 84, and is exhausted from the exhaust portion 64.

また、パンチングパイプ８４は、基本的にパイプ８６、８８と同様の筒状であるが、パイプ８６、８８とは異なり、パンチングパイプ８４には、その両端以外にも内外を連通する孔としての小孔９０が複数形成されている。これらの小孔９０によって、パンチングパイプ８４の内側と、マフラ本体８２の内側とが連通している。 The punching pipe 84 is basically the same cylindrical shape as the pipes 86 and 88. However, unlike the pipes 86 and 88, the punching pipe 84 has a small hole as a hole for communicating inside and outside other than both ends thereof. A plurality of holes 90 are formed. By these small holes 90, the inside of the punching pipe 84 and the inside of the muffler main body 82 communicate with each other.

さらに、図１に示されるように、パンチングパイプ８４の下方には、仕切壁９２が設けられている。仕切壁９２は、略平板状とされておりマフラ本体８２の内部空間を上下に２分割している。仕切壁９２に仕切られたマフラ本体８２の内部空間のうち、仕切壁９２よりも上方は消音部９４とされており、仕切壁９２よりも下方はバッファ９６とされている。但し、マフラ本体８２の内部空間を仕切る仕切壁９２には複数の孔部９８がその厚さ方向に貫通形成されており、したがって、消音部９４とバッファ９６とは孔部９８により互いに連通している。 Further, as shown in FIG. 1, a partition wall 92 is provided below the punching pipe 84. The partition wall 92 has a substantially flat plate shape, and divides the internal space of the muffler main body 82 vertically into two. Of the internal space of the muffler main body 82 partitioned by the partition wall 92, a sound deadening portion 94 is provided above the partition wall 92 and a buffer 96 is provided below the partition wall 92. However, a plurality of holes 98 are formed in the partition wall 92 that divides the internal space of the muffler main body 82 in the thickness direction. Therefore, the silencer 94 and the buffer 96 communicate with each other through the holes 98. Yes.

図１に示されるように、消音部９４には吸音手段としてのガラスウール１００が充填されている。ガラスウール１００はガラスを溶融紡糸することで形成された多数のガラス短繊維により構成されており、これらのガラス短繊維を互いに絡み合わせて略綿状することで形成されている。 As shown in FIG. 1, the silencer 94 is filled with glass wool 100 as sound absorbing means. The glass wool 100 is composed of a large number of short glass fibers formed by melt spinning glass, and these short glass fibers are entangled with each other to form a substantially cotton-like shape.

また、図１に示されるように、消音部９４内には排水誘導手段としての複数の柱状部材１０２がマフラ本体８２の長手方向、すなわち、パンチングパイプ８４の長手方向に沿って所定間隔毎に設けられている。柱状部材１０２は、各々が極微小な無数の小孔が形成された多孔質セラミックによりマフラ本体８２の高さ方向に沿って長手方向とされた柱状（例えば、円柱状）に形成されている。さらに、柱状部材１０２の下端は仕切壁９２に接しており、柱状部材１０２の上端はパンチングパイプ８４の外周部に接している。 Further, as shown in FIG. 1, a plurality of columnar members 102 as drainage guiding means are provided in the muffler 94 at predetermined intervals along the longitudinal direction of the muffler body 82, that is, the longitudinal direction of the punching pipe 84. It has been. The columnar member 102 is formed in a columnar shape (for example, a columnar shape) that is formed in a longitudinal direction along the height direction of the muffler main body 82 by a porous ceramic in which an infinitely small number of small holes are formed. Further, the lower end of the columnar member 102 is in contact with the partition wall 92, and the upper end of the columnar member 102 is in contact with the outer peripheral portion of the punching pipe 84.

一方、図１に示されるように、マフラ本体８２の長手方向他端側（排気部６４側）の下端には排水部としての排水弁１０４が設けられている。排水弁１０４は図示しない弁体を開放することでマフラ本体８２の外部とバッファ９６とを連通する。これにより、バッファ９６の内部に貯留された水をマフラ本体８２の外部に排水できる構成となっている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, a drainage valve 104 as a drainage part is provided at the lower end of the muffler body 82 on the other end side in the longitudinal direction (exhaust part 64 side). The drain valve 104 communicates the outside of the muffler main body 82 and the buffer 96 by opening a valve body (not shown). As a result, the water stored in the buffer 96 can be drained to the outside of the muffler main body 82.

＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。 <Operation and Effect of First Embodiment>
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.

燃料電池システム１０では、燃料ガスタンク２８からスタック１２に供給された燃料ガスは、セル１４のアノード１８側にてセパレータ２０のガス流通溝２２を通過する。ガス流通溝２２を流れる燃料ガスは、通気性を有するガス拡散層３０を通過して触媒層３２に到達する。 In the fuel cell system 10, the fuel gas supplied from the fuel gas tank 28 to the stack 12 passes through the gas flow groove 22 of the separator 20 on the anode 18 side of the cell 14. The fuel gas flowing through the gas flow groove 22 passes through the gas diffusion layer 30 having air permeability and reaches the catalyst layer 32.

一方、エアコンプレッサ５４が作動することでスタック１２に供給された空気は、セル１４のカソード３４側にてセパレータ２０のガス流通溝２２を通過する。ガス流通溝２２を流れる空気は、通気性を有するガス拡散層３０を通過して触媒層３２に到達する。 On the other hand, the air supplied to the stack 12 by the operation of the air compressor 54 passes through the gas flow groove 22 of the separator 20 on the cathode 34 side of the cell 14. The air flowing through the gas flow groove 22 passes through the gas diffusion layer 30 having air permeability and reaches the catalyst layer 32.

このように、アノード１８側の触媒層３２に水素を含む燃料ガスが供給され、カソード３４側の触媒層３２に酸素を含む空気が供給されると、両触媒層３２にて電気化学反応が生じる。アノード１８側の触媒層３２では、水素分子（Ｈ₂）から水素イオン（Ｈ⁺）と電子（ｅ^-）が生じる。水素イオンは電解質膜１６を透過してカソード３４側の触媒層３２に到達する。 Thus, when the fuel gas containing hydrogen is supplied to the catalyst layer 32 on the anode 18 side and the air containing oxygen is supplied to the catalyst layer 32 on the cathode 34 side, an electrochemical reaction occurs in both catalyst layers 32. . In the catalyst layer 32 on the anode 18 side, hydrogen ions (H ⁺ ) and electrons (e ⁻ ) are generated from hydrogen molecules (H ₂ ). The hydrogen ions pass through the electrolyte membrane 16 and reach the catalyst layer 32 on the cathode 34 side.

一方、電子は外部回路を介して負荷４２へ流れる電流となり、負荷４２の動力として供される。カソード３４側の触媒層３２では、電解質膜１６を透過した水素イオンと空気中の酸素分子（Ｏ₂）、及び負荷４２からの外部回路を介してカソード３４側の触媒層３２に到達した電子によって電気化学反応が生じ、その結果、水が生成される（このようにして生成された水を以下、「生成水」と称する）。生成水は電気化学反応終了後の空気であるカソード排気ガスと共にカソード側出口３８から排出される。 On the other hand, the electrons become current that flows to the load 42 via the external circuit, and are used as power for the load 42. In the catalyst layer 32 on the cathode 34 side, hydrogen ions that have permeated through the electrolyte membrane 16, oxygen molecules (O ₂ ) in the air, and electrons that have reached the catalyst layer 32 on the cathode 34 side through an external circuit from the load 42. An electrochemical reaction occurs, and as a result, water is generated (the water thus generated is hereinafter referred to as “product water”). The produced water is discharged from the cathode side outlet 38 together with the cathode exhaust gas which is air after the electrochemical reaction.

カソード側出口３８から排出されたカソード排気ガスは、空気排気路６１を通過して圧力調整バルブ６６に到達する。圧力調整バルブ６６を通過したカソード排気ガスはパイプ８６を通過してマフラ本体８２内のパンチングパイプ８４に到達する。カソード排気ガスはパンチングパイプ８４内を通過する際に、カソード排気ガスと共にパンチングパイプ８４を通過する排気音の音波の少なくとも一部が、パンチングパイプ８４の小孔９０からパンチングパイプ８４の外部に放出される。音波がパンチングパイプ８４の外部に放出されると、ガラスウール１００を構成する多数のガラス繊維の表面と音波との間で摩擦が生じ、この摩擦により音波が減衰される。このようにして、音波が減衰されることで、カソード排気ガスの排気音が低減される。 The cathode exhaust gas discharged from the cathode side outlet 38 passes through the air exhaust path 61 and reaches the pressure adjusting valve 66. The cathode exhaust gas that has passed through the pressure adjusting valve 66 passes through the pipe 86 and reaches the punching pipe 84 in the muffler main body 82. When the cathode exhaust gas passes through the punching pipe 84, at least a part of the sound wave of the exhaust sound that passes through the punching pipe 84 together with the cathode exhaust gas is emitted from the small hole 90 of the punching pipe 84 to the outside of the punching pipe 84. The When the sound wave is emitted to the outside of the punching pipe 84, friction is generated between the surface of many glass fibers constituting the glass wool 100 and the sound wave, and the sound wave is attenuated by this friction. In this way, the sound waves are attenuated, so that the exhaust sound of the cathode exhaust gas is reduced.

また、上記のように、カソード排気ガスには生成水が含まれる。カソード排気ガスと共に生成水がパンチングパイプ８４に到達すると、生成水の少なくとも一部はパンチングパイプ８４の小孔９０からパンチングパイプ８４の外部に放出される。パンチングパイプ８４の外部に放出された生成水の一部はガラスウール１００を構成する多数のガラス繊維の表面に付着し、更に、ガラス繊維の表面に付着した生成水の量が増えると生成水は水滴化してガラス繊維を伝って落下する。 As described above, the cathode exhaust gas contains generated water. When the generated water together with the cathode exhaust gas reaches the punching pipe 84, at least a part of the generated water is discharged from the small hole 90 of the punching pipe 84 to the outside of the punching pipe 84. A part of the generated water discharged to the outside of the punching pipe 84 adheres to the surface of many glass fibers constituting the glass wool 100. Further, when the amount of generated water attached to the surface of the glass fiber increases, It drops into water and falls through the glass fiber.

一方、パンチングパイプ８４に到達した生成水のうち、パンチングパイプ８４の柱状部材１０２との対向部分に形成された小孔９０を通過した生成水は柱状部材１０２に付着する。ここで、柱状部材１０２は、ガラス繊維の集合体であるガラスウール１００とは異なり基本的に塊状であるため、ガラスウール１００ほど単位堆積当たりの表面積は大きくない。しかしながら、柱状部材１０２は多孔質のセラミックにより形成されている。このため、単純な塊状の部材に比べると表面積が大きい。 On the other hand, of the generated water that has reached the punching pipe 84, the generated water that has passed through the small holes 90 formed in the portion of the punching pipe 84 facing the columnar member 102 adheres to the columnar member 102. Here, the columnar member 102 is basically a lump unlike the glass wool 100 which is an aggregate of glass fibers, and therefore the surface area per unit deposition is not as large as the glass wool 100. However, the columnar member 102 is made of porous ceramic. For this reason, a surface area is large compared with a simple lump-shaped member.

したがって、パンチングパイプ８４の柱状部材１０２との対向部分に形成された小孔９０を通過した生成水は、柱状部材１０２の外表面のみならず、柱状部材１０２に形成された無数の極微小の孔の内周等にも付着する。柱状部材１０２に付着した生成水の量が増えると、柱状部材１０２に付着した生成水は水滴化して柱状部材１０２の極微小の孔を通過しつつ落下する。 Therefore, the generated water that has passed through the small holes 90 formed in the portion of the punching pipe 84 facing the columnar member 102 is not only the outer surface of the columnar member 102 but also the innumerable extremely small holes formed in the columnar member 102. It also adheres to the inner periphery of the. When the amount of generated water adhering to the columnar member 102 increases, the generated water adhering to the columnar member 102 turns into water droplets and falls while passing through extremely minute holes in the columnar member 102.

さらに、上記のように、ガラスウール１００を構成するガラス繊維に付着して水滴化した生成水も、ガラス繊維を伝って落下する途中で柱状部材１０２に接触することで、ガラス繊維から柱状部材１０２に生成水が移動する。ガラス繊維から柱状部材１０２に移動した生成水もまた柱状部材１０２の孔の内周部等で水滴化した生成水と同様に柱状部材１０２の外表面や、極微小な孔を伝って落下する。 Further, as described above, the generated water adhered to the glass fiber constituting the glass wool 100 and formed into water droplets also contacts the columnar member 102 in the middle of falling along the glass fiber, so that the columnar member 102 is changed from the glass fiber. The generated water moves to The generated water that has moved from the glass fiber to the columnar member 102 also falls along the outer surface of the columnar member 102 and extremely small holes in the same manner as the generated water formed in the inner periphery of the hole of the columnar member 102.

このようにして、落下した水滴状の生成水は、仕切壁９２に形成された孔部９８を通過して落下し、バッファ９６内に貯留される。バッファ９６内に貯留された生成水は、排水弁１０４の弁体を開放して、バッファ９６内とマフラ本体８２の外部とを連通させることで、マフラ本体８２の外部に排水される。 In this manner, the water droplet-shaped generated water that has dropped falls through the hole 98 formed in the partition wall 92 and is stored in the buffer 96. The generated water stored in the buffer 96 is drained to the outside of the muffler main body 82 by opening the valve body of the drain valve 104 and communicating the inside of the buffer 96 and the outside of the muffler main body 82.

ここで、本マフラ６２では、上記のように、生成水の少なくとも一部は柱状部材１０２の極微小な孔に付着して、柱状部材１０２を伝って落下する。このため、ガラスウール１００を構成するガラス繊維に付着する生成水量が減少する。ガラスウール１００による消音は、ガラス繊維の表面と音波との摩擦によるものであることから、ガラス繊維に付着する生成水量が減少することでガラス繊維に付着した生成水がガラス繊維の表面と音波との摩擦を阻害することを効果的に防止又は低減できる。これにより、消音性能を向上できる。 Here, in the present muffler 62, as described above, at least a part of the generated water adheres to extremely small holes of the columnar member 102 and falls along the columnar member 102. For this reason, the production | generation water amount adhering to the glass fiber which comprises the glass wool 100 reduces. Since the silencing by the glass wool 100 is due to the friction between the surface of the glass fiber and the sound wave, the generated water adhering to the glass fiber is reduced and the generated water adhering to the glass fiber is reduced to the surface of the glass fiber and the sound wave. It is possible to effectively prevent or reduce hindrance of friction. Thereby, the silencing performance can be improved.

また、上記のように、ガラス繊維に付着した生成水も水滴化して落下する過程で、柱状部材１０２に接触して柱状部材１０２に移動することでその後にガラス繊維に移ることが極めて少ない。すなわち、このようにガラス繊維に生成水が付着する機会を効果的に低減でき、ガラス繊維に付着する生成水量を低減できる。これによっても消音性能を向上できる。 Further, as described above, in the process in which the generated water adhering to the glass fiber also drops into water droplets and falls, it contacts the columnar member 102 and moves to the columnar member 102, so that it hardly moves to the glass fiber thereafter. That is, the opportunity for the generated water to adhere to the glass fiber can be effectively reduced, and the amount of generated water attached to the glass fiber can be reduced. This also improves the silencing performance.

さらに、多孔質のセラミックで形成された柱状部材１０２は、ガラス繊維の集合体であるガラスウール１００に比べて単位体積当たりの表面積が小さいため、消音効果と言う点ではガラスウール１００よりも低い。しかしながら、柱状部材１０２は、単純な塊状ではなく多孔質であるため、多孔質でない構成に比べると単位堆積当たりの表面積は大きい。したがって、柱状部材１０２の外表面や孔の内周等と音波との摩擦による消音効果があり、これにより、全体的な消音性能の向上を図ることができる。 Furthermore, the columnar member 102 made of porous ceramic has a surface area per unit volume smaller than that of the glass wool 100 that is an aggregate of glass fibers, and thus is lower than the glass wool 100 in terms of a silencing effect. However, since the columnar member 102 is not a simple lump but is porous, the surface area per unit deposition is larger than that of a non-porous structure. Therefore, there is a silencing effect due to friction between the outer surface of the columnar member 102, the inner periphery of the hole, and the like and the sound wave, thereby improving the overall silencing performance.

さらに、パンチングパイプ８４の周囲はガラスウール１００で覆われるか、又は、隣接して柱状部材１０２が設けられるため、音漏れが生じることがなく、この意味でも消音性能の向上を図ることができる。 Furthermore, since the periphery of the punching pipe 84 is covered with the glass wool 100, or the columnar member 102 is provided adjacent to the punching pipe 84, sound leakage does not occur, and in this sense, the silencing performance can be improved.

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態を説明するうえで、前記第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその説明を省略する。 <Second Embodiment>
Next, other embodiments of the present invention will be described. In describing each of the following embodiments, the same parts as those in the previous embodiment are basically the same as those in the embodiment described above including the first embodiment. The description thereof will be omitted.

図５には、本発明の第２の実施の形態に係る消音器としてのマフラ１２０の構成が示されている。この図に示されるにように、本マフラ１２０は前記第１の実施の形態に係るマフラ６２と同様のマフラ本体８２を備えている。 FIG. 5 shows the configuration of a muffler 120 as a silencer according to the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, the muffler 120 includes a muffler main body 82 similar to the muffler 62 according to the first embodiment.

また、本マフラ１２０はトラップ１２２を備えている。トラップ１２２は略箱状に形成されており、その上壁部がパイプ８６に一体的に接合されている。パイプ８６とトラップ１２２との接合部は孔状に開口しておりパイプ８６の内部とトラップ１２２の内部とが互いに連通している。 The muffler 120 is provided with a trap 122. The trap 122 is formed in a substantially box shape, and the upper wall portion thereof is integrally joined to the pipe 86. A joint portion between the pipe 86 and the trap 122 is opened in a hole shape, and the inside of the pipe 86 and the inside of the trap 122 communicate with each other.

トラップ１２２の下壁部のマフラ本体８２側には排水弁１２４が設けられている。排水弁１２４は基本的に排水弁１０４と同じ構成で、弁体を開放することで、トラップ１２２の内外が連通される構成となっている。 A drain valve 124 is provided on the muffler main body 82 side of the lower wall portion of the trap 122. The drain valve 124 basically has the same configuration as the drain valve 104 and is configured such that the inside and outside of the trap 122 communicate with each other by opening the valve body.

すなわち、本マフラ１２０では、カソード排気ガスがパイプ８６を通過する際に、カソード排気ガスの少なくとも一部がトラップ１２２の内部に流れ込む。このように、トラップ１２２の内部にカソード排気ガスの少なくとも一部が流れ込むと、カソード排気ガスに含まれる生成水もトラップ１２２の内部に流れ込み、トラップ１２２の内壁に生成水が付着する。トラップ１２２の内壁に付着した生成水の量が増加すると、生成水は水滴化し、トラップ１２２の内壁を伝って落下し、トラップ１２２の下壁部上に貯留される。貯留された生成水は排水弁１２４の弁体を開放することで外部に排水される。 That is, in the present muffler 120, when the cathode exhaust gas passes through the pipe 86, at least a part of the cathode exhaust gas flows into the trap 122. As described above, when at least a part of the cathode exhaust gas flows into the trap 122, the generated water contained in the cathode exhaust gas also flows into the trap 122, and the generated water adheres to the inner wall of the trap 122. When the amount of generated water adhering to the inner wall of the trap 122 increases, the generated water becomes water droplets, falls along the inner wall of the trap 122, and is stored on the lower wall portion of the trap 122. The stored generated water is drained to the outside by opening the valve body of the drain valve 124.

このように、本マフラ１２０では、生成水がカソード排気ガスと共にマフラ本体８２に流れ込む前にトラップ１２２の内壁に付着して落下し、トラップ１２２内に貯留されることで、マフラ本体８２に流れ込む生成水量を減少させることができる。これにより、マフラ本体８２内のガラスウール１００のガラス繊維に付着する生成水量を効果的に減少させることができるため、消音性能を飛躍的に向上させることができる。 As described above, in the present muffler 120, the generated water adheres to the inner wall of the trap 122 before flowing into the muffler main body 82 together with the cathode exhaust gas, and falls and is stored in the trap 122, thereby flowing into the muffler main body 82. The amount of water can be reduced. Thereby, since the amount of produced | generated water adhering to the glass fiber of the glass wool 100 in the muffler main body 82 can be reduced effectively, the noise reduction performance can be improved greatly.

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。 <Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

図６には、本実施の形態に係る消音器としてのマフラ１４０の構成が示されている。この図に示されるにように、本マフラ１４０はマフラ本体１４２を備えている。マフラ本体１４２は、基本的に前記第１、第２の実施の形態におけるマフラ本体８２と同じ箱形状であるが、その内側の構造はマフラ本体８２とは異なり仕切壁９２が設けられておらず、代わりに一対の仕切壁１４４が設けられている。 FIG. 6 shows a configuration of a muffler 140 as a silencer according to the present embodiment. As shown in this figure, the muffler 140 includes a muffler main body 142. The muffler main body 142 is basically the same box shape as the muffler main body 82 in the first and second embodiments, but the inner structure is different from the muffler main body 82 and the partition wall 92 is not provided. Instead, a pair of partition walls 144 are provided.

仕切壁１４４はパンチングパイプ８４の長手方向に沿って厚さ方向とされており、マフラ本体１４２内のパンチングパイプ８４よりも下側で互いに所定間隔離間した状態で対向配置されている。これにより、マフラ本体１４２の内部空間のうち、パンチングパイプ８４よりも下側の空間はパンチングパイプ８４の長手方向に沿って３分割されている。 The partition wall 144 has a thickness direction along the longitudinal direction of the punching pipe 84, and is opposed to the punching pipe 84 in the muffler main body 142 at a predetermined distance from each other. Thereby, the space below the punching pipe 84 in the internal space of the muffler main body 142 is divided into three along the longitudinal direction of the punching pipe 84.

また、マフラ本体１４２の内部空間のうち、パンチングパイプ８４よりも上側の空間にはガラスウール１００が充填されている。さらに、パンチングパイプ８４よりも下側で仕切壁１４４により分割された空間のうち、パンチングパイプ８４の長手方向に沿って両端側に位置する部分にはガラスウール１００が充填されている。 Further, in the internal space of the muffler main body 142, the space above the punching pipe 84 is filled with glass wool 100. Further, in the space divided by the partition wall 144 below the punching pipe 84, glass wool 100 is filled in portions located on both ends along the longitudinal direction of the punching pipe 84.

一方、パンチングパイプ８４よりも下側で仕切壁１４４により分割された空間のうち、両仕切壁１４４の間に位置する中央側の空間には基本的にガラスウール１００が設けられていない。なお、基本的に仕切壁１４４はマフラ本体１４２の長手方向両端側に設けたガラスウール１００が中央側に移動しないよう、ガラスウール１００を堰き止めるために設けたものである。したがって、ガラスウール１００がその形状を維持でき、マフラ本体１４２の長手方向両端側から中央側に移動しない構成であれば、仕切壁１４４を設けなくてもよいし、また、仕切壁１４４に代わってシート状の網等を設けてもよい。 On the other hand, among the spaces divided by the partition wall 144 below the punching pipe 84, the glass wool 100 is basically not provided in the central space located between the partition walls 144. The partition walls 144 are basically provided to dam the glass wool 100 so that the glass wool 100 provided on both ends in the longitudinal direction of the muffler main body 142 does not move to the center side. Therefore, if the glass wool 100 can maintain its shape and does not move from both longitudinal ends of the muffler main body 142 to the center side, the partition wall 144 may not be provided, and instead of the partition wall 144. A sheet-like net or the like may be provided.

また、両仕切壁１４４の間に位置する中央側の空間のパンチングパイプ８４の下側には排水誘導手段としてのブロック１４６が配置されている。ブロック１４６は、前記第１及び第２の実施の形態における柱状部材１０２と同様に多孔質のセラミックにより平板状に形成されている。ブロック１４６の上面とパンチングパイプ８４との間には空間１４８が形成されている。 Further, a block 146 as a drainage guiding means is disposed below the punching pipe 84 in the central space located between the partition walls 144. The block 146 is formed in a flat plate shape using porous ceramic, as in the columnar member 102 in the first and second embodiments. A space 148 is formed between the upper surface of the block 146 and the punching pipe 84.

本マフラ１４０では、カソード排気ガスがパンチングパイプ８４の略中央に到達してカソード排気ガスの少なくとも一部がパンチングパイプ８４の小孔９０から外部に放出されると、カソード排気ガスと共に生成水がパンチングパイプ８４の外部に放出される。カソード排気ガスと共にパンチングパイプ８４の外部に放出された生成水は、仕切壁１４４やブロック１４６の外表面、更にはブロック１４６に形成された極微小な孔部の内周に付着する。 In the present muffler 140, when the cathode exhaust gas reaches substantially the center of the punching pipe 84 and at least a part of the cathode exhaust gas is discharged to the outside from the small hole 90 of the punching pipe 84, the generated water is punched together with the cathode exhaust gas. It is discharged outside the pipe 84. The generated water discharged to the outside of the punching pipe 84 together with the cathode exhaust gas adheres to the outer surface of the partition wall 144 and the block 146 and further to the inner periphery of a very small hole formed in the block 146.

さらに、仕切壁１４４やブロック１４６の外表面、更にはブロック１４６の極微小な孔部の内周に付着した生成水の量が増えると、生成水は水滴化して落下する。ブロック１４６の微小な孔部を介してブロック１４６内を通過した生成水は、マフラ本体１４２の下壁部上に貯留され、排水弁１０４の弁体を開放することでマフラ本体１４２の外部に排出される。 Further, when the amount of generated water adhering to the outer surfaces of the partition wall 144 and the block 146 and further to the inner periphery of the extremely small hole portion of the block 146 increases, the generated water drops and drops. The generated water that has passed through the block 146 through the minute hole of the block 146 is stored on the lower wall portion of the muffler main body 142, and is discharged to the outside of the muffler main body 142 by opening the valve body of the drain valve 104. Is done.

ここで、本マフラ１４０では、ブロック１４６が配置された空間にはガラスウール１００が配置されない。このため、カソード排気ガスと共に空間１４８内に放出された生成水がガラス繊維に保持されることなく、効率よく落下してブロック１４６内を通過する。これにより効率よく生成水の排水ができ、この結果、仕切壁１４４の外側やパンチングパイプ８４の上側のガラスウール１００を構成するガラス繊維への生成水の付着を低減できる。このため、消音性能を飛躍的に向上させることができる。 Here, in the present muffler 140, the glass wool 100 is not disposed in the space where the block 146 is disposed. For this reason, the produced water discharged into the space 148 together with the cathode exhaust gas efficiently falls and passes through the block 146 without being held by the glass fiber. As a result, the generated water can be efficiently drained, and as a result, the generated water can be reduced from adhering to the glass fibers constituting the glass wool 100 outside the partition wall 144 and above the punching pipe 84. For this reason, it is possible to dramatically improve the silencing performance.

本発明の第１の実施の形態に係る消音器の構造を示す正面段断面図である。It is front step sectional drawing which shows the structure of the silencer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る消音器の構造を示す側段断面図である。It is side stage sectional drawing which shows the structure of the silencer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る消音器を適用した燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell system to which the silencer which concerns on the 1st Embodiment of this invention is applied. 燃料電池システムのスタックを構成するセルの概略的な構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the cell which comprises the stack of a fuel cell system. 本発明の第２の実施の形態に係る消音器の構造を示す正面段断面図である。It is front step sectional drawing which shows the structure of the silencer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る消音器の構造を示す正面段断面図である。It is front step sectional drawing which shows the structure of the silencer concerning the 3rd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１２スタック
１６電解質膜
１８アノード
２４アノード側入口
２６アノード側出口
３４カソード
３６カソード側入口
３８カソード側出口
６２マフラ（消音器）
８２マフラ本体（消音器本体）
８４パンチングパイプ（排気管）
８６パイプ（排気管）
８８パイプ（排気管）
９０小孔（孔）
１００ガラスウール（吸音手段）
１０２柱状部材（排水誘導手段）
１０４排水弁（排水部）
１２０マフラ（消音器）
１４０マフラ（消音器）
１４２マフラ本体（消音器本体）
１４６ブロック（排水誘導手段） 12 stack 16 electrolyte membrane 18 anode 24 anode side inlet 26 anode side outlet 34 cathode 36 cathode side inlet 38 cathode side outlet 62 muffler (silencer)
82 Muffler body (muffler body)
84 Punching pipe (exhaust pipe)
86 Pipe (exhaust pipe)
88 pipe (exhaust pipe)
90 small holes
100 Glass wool (sound absorbing means)
102 Columnar member (drainage guiding means)
104 Drain valve (drainage section)
120 Muffler (silencer)
140 Muffler (silencer)
142 Muffler body (muffler body)
146 blocks (drainage guiding means)

Claims

An exhaust pipe that is formed in a cylindrical shape through which exhaust gas passes inside, and in which a hole that communicates inside and outside is formed in a certain range along the passage direction of the exhaust gas;
A discharge unit that covers the certain range of the exhaust pipe from the surroundings and discharges moisture contained in the exhaust gas or flowing through the exhaust pipe together with the exhaust gas to the outside of the exhaust pipe from the hole Muffler body formed at the bottom,
Constructed as an assembly of fibrous members, provided inside the silencer main body, along with the exhaust gas, transmitted through the exhaust pipe, the sound waves emitted into the silencer main body from the holes, Sound absorbing means for damping by friction with the surface;
A porous body having a large number of small holes and having a water flowability higher than that of the sound absorbing means, the exhaust pipe being provided between the portion where the holes are formed and the exhaust portion, Drainage guiding means for guiding the moisture released from the pipe into the silencer body to the discharge part side;
A silencer with

The drainage guiding means is provided continuously or intermittently along the longitudinal direction of the exhaust pipe with the upper end facing the exhaust pipe below the exhaust pipe.
The muffler according to claim 1.

An anode and a cathode are arranged opposite to each other through an electrolyte membrane, and a fuel gas containing hydrogen is supplied to the anode side from a stack inlet on the anode side, and an oxidizing gas containing oxygen is supplied to the cathode side from a stack inlet on the cathode side. The exhaust pipe was connected to the stack outlet on the cathode side of the stack of the fuel cell that generates power by a chemical reaction by supplying,
The silencer according to claim 1 or 2, wherein