消音器以及包括该消音器的燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供了一种消音器以及包括该消音器的燃料电池系统。消音器安装在燃料电池系统中。该消音器包括：多个扩展腔，用于连续地减小在燃料电池系统内流动的空气的声学噪音；以及至少一个谐振器，用于减小从至少一个扩展腔接收的空气在另一频带中的声学噪音，该另一频带与上述多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同。

【技术实现步骤摘要】
消音器以及包括该消音器的燃料电池系统
本公开涉及燃料电池系统，更具体地，涉及用于减少燃料电池系统的声学噪音的消音器（silencer）。
技术介绍
燃料电池是一种环境友好的替代能源技术，其从丰富地存在于地球上的材料（诸如氢）产生电能，并已经与太阳能电池等一起引起了人们的关注。为了在燃料电池中发电，燃料、水和空气被供应到燃料电池。因此，在燃料电池系统中采用数个用于供应这些材料的机械装置，声学噪音在驱动这些机械装置时产生。由于如果燃料电池系统的声学噪音过大则会使使用者或附近的其他人感到不适，所以正在研发用于减少在燃料电池系统中产生的声学噪音的装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于降低燃料电池系统中产生的在预定频段的声学噪音的消音器，其中该消音器具有能够安装在燃料电池系统的内部空间中的小的体积。本专利技术提供一种燃料电池系统，在该燃料电池系统中安装有消音器。其他的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并将从该描述部分地变得明显，或者可以通过给出的实施例的实施而学习得到。根据本专利技术的一个方面，提供一种安装在燃料电池系统中的消音器，该消音器包括：多个扩展腔（expansionchamber），连接到燃料电池系统的预定设备以连续地减小从该预定设备释放的空气的声学噪音；以及至少一个谐振器，连接到多个扩展腔当中的至少一个扩展腔以减小从该至少一个扩展腔接收的在另一频带中的声学噪音，该另一频带与被多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同，其中多个扩展腔中的任意一个包括从预定设备接收空气的入口管，多个扩展腔中的另一个包括释放已经流入到多个扩展腔中的空气的出口管，并且在多个扩展腔之间插设有居间管。多个扩展腔和至少一个谐振器的至少一个空腔（cavity）可以通过采用多个分隔壁划分消音器的内部空间而形成。至少一个谐振器中的第一谐振器的空腔可以与多个扩展腔中的至少一个扩展腔共享多个分隔壁的一部分，第二谐振器的空腔可以与其他扩展腔共享多个分隔壁的一部分，其中该其他扩展腔的数量可以比该至少一个扩展腔的数量多。多个分隔壁的数量可以与多个扩展腔的数量和至少一个谐振器的空腔的数量的总和成比例。每个空腔的体积可以与上述另一频带的中心频率的大小成反比。在多个扩展腔当中的第一扩展腔和第二扩展腔之间的第一分隔壁中插设的第一居间管的出口的端部可以设置为比在第二扩展腔和第三扩展腔之间的第二分隔壁中插设的第二居间管的入口的端部更靠近该第二分隔壁，因此从第一居间管的出口释放到第二扩展腔中的空气以回流（backflow）的形式流入到第二居间管的入口中。至少一个谐振器中的每个谐振器的颈部（neck）可以突出到与该每个谐振器连接的扩展腔内，由此连接到每个谐振器的扩展腔的内部空气流入到每个谐振器的颈部的孔口中，且流入到每个谐振器的颈部的孔口中的空气从每个谐振器的颈部的孔口被释放到与每个谐振器连接的扩展腔。至少一个谐振器中的每个谐振器的颈部的长度可以与另一频带的中心频率的大小成反比，该另一频带与多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同，并且每个谐振器的颈部的截面积大小可以与另一频带的中心频率的大小成比例，该另一频带与多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同。预定设备可以是用于将空气供应到燃料电池系统的燃料电池的气泵，且出口管可以连接到燃料电池系统的燃料电池的阴极处的入口，由此从上述出口管释放的空气流入到燃料电池的阴极处的入口中。根据本专利技术的另一个方面，一种燃料电池系统包括：燃料电池，利用燃料来发电；平衡设备（BOP），用于至少将燃料和空气供应到燃料电池；以及消音器，插设在BOP的气泵与燃料电池的阴极处的入口之间以减小从气泵释放的空气的声学噪音。消音器可以包括多个扩展腔，该多个扩展腔用于连续地减小从气泵释放的空气的声学噪音。消音器还可以包括至少一个谐振器，该至少一个谐振器连接到多个扩展腔当中的至少一个扩展腔以减小从该至少一个扩展腔接收的空气的在另一频带中的声学噪音，该另一频带与多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同。在气泵和气泵的支座（holder）之间可以插设第一橡胶密封件（rubberpacking），且在支座和燃料电池系统的内框架之间可以插设第二橡胶密封件。第一橡胶密封件的硬度可以高于第二橡胶密封件的硬度。附图说明通过下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他的方面将变得明显并更易于理解，附图中：图1是根据本专利技术实施例的燃料电池系统的示意图；图2A至2D是根据本专利技术实施例的消音器的外部形状的示意图；图3A和3B是根据本专利技术实施例的消音器的外部形状的示意图；图4是示出根据本专利技术实施例的消音器内的气流的示意图；图5A和5B是根据本专利技术另一实施例的消音器的内部形状的示意图；图6A和6B是根据本专利技术另一实施例的消音器的内部形状的示意图；图7A至7D是图3A和3B的消音器的壳体的示意图；图8是其中安装有消音器的图7A至7D的壳体的示意图；图9是示出在采用图3A和3B的消音器之前和之后测量的声学噪音结果的曲线图；以及图10A和10B是用于描述图1的气泵的安装方法的示意图。具体实施方式现在，将详细参照实施例，实施例的示例在附图中示出。燃料电池系统通常包括：燃料电池，用于发电；平衡设备（balanceofplants，BOP），构成用于将燃料、水和空气供应到燃料电池的燃料电池外围装置；以及转换器，用于将从燃料电池输出的电力转换并供应至负载。由于本专利技术的实施例涉及用于降低在燃料电池系统内流动的气体的声学噪音的消音器，所以与形成燃料电池的堆叠、BOP及转化器有关的细节将不在这里描述，以防止使本专利技术的要点不清楚。通常，燃料电池设计成堆叠形状，在该堆叠形状中根据负载所需要的电力而将多个电池串联或并联组合。在下文，一个电池以及将多个电池组合的堆叠都被简单地称为燃料电池。图1是根据本专利技术实施例的燃料电池系统的示意图。参照图1，根据当前实施例的燃料电池系统包括燃料电池10、燃料存储单元20、控制器30、气泵41、水回收泵42、循环泵43、给料泵44、第一分离器51、第二分离器52、第一热交换器61、第二热交换器62、阀模块70、混合器80、传感器90以及消音器100。通常，用于将燃料、水、空气等供应到燃料电池10的元件，即上述除燃料电池10之外的元件被称为BOP。如图1所示，数个连接BOP的各元件的管道被提供在BOP的各元件之间。此外，图1的燃料电池系统可以包括除图1所示元件之外的元件。例如，在图1的燃料电池系统中，用于检测燃料电池10的温度的热敏电阻可以安装在燃料电池10中，用于去除流动经过连接到传感器90的管道等的燃料中的杂质的过滤器可以安装在管道中，或者风扇可以安装在第一热交换器61和第二热交换器62中以冷却第一热交换器61和第二热交换器62。燃料电池10是发电设备，其通过利用电化学反应将燃料中的化学能直接转换成电能来产生直流（DC）电。燃料电池10的示例包括固态氧化物燃料电池（solidoxidefuelcell，SOFC）、聚合物电解质隔膜燃料电池（polymerelectrolytemembranefuelcell，PEMFC）以及直接甲醇燃料电池（directmethanolfuelcell，DMFC）。具体地，图1所示的燃料电池系统是应用了驱动DMFC的BOP的燃料电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在燃料电池系统中的消音器，该消音器包括：多个扩展腔，连接到所述燃料电池系统的预定设备以连续地减小从该预定设备释放的空气的声学噪音；以及至少一个谐振器，连接到所述多个扩展腔当中的至少一个扩展腔以减小从该至少一个扩展腔接收的在另一频带中的声学噪音，该另一频带与被所述多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同，其中所述多个扩展腔中的任一个包括从所述预定设备接收空气的入口管，所述多个扩展腔中的另一个包括释放已经流入到所述多个扩展腔中的空气的出口管，并且在所述多个扩展腔之间插设有居间管。

【技术特征摘要】
2011.12.23 KR 10-2011-01417041.一种安装在燃料电池系统中的消音器，该消音器包括：多个扩展腔，连接到所述燃料电池系统的预定设备以连续地减小从该预定设备释放的空气的声学噪音；以及至少一个谐振器，连接到所述多个扩展腔当中的至少一个扩展腔以减小从该至少一个扩展腔接收的在另一频带中的声学噪音，该另一频带与被所述多个扩展腔所减小的声学噪音的频带不同，其中所述多个扩展腔中的任一个包括从所述预定设备接收空气的入口管，所述多个扩展腔中的另一个包括释放已经流入到所述多个扩展腔中的空气的出口管，并且在所述多个扩展腔之间插设有居间管，其中所述居间管的入口位于相邻扩展腔中的一个扩展腔内，其出口位于所述相邻扩展腔中的另一个扩展腔内，使得通过所述入口管接收的空气经由所述居间管被依次传输到所述多个扩展腔的每个中。2.根据权利要求1所述的消音器，其中所述多个扩展腔和所述至少一个谐振器的至少一个空腔通过由多个分隔壁划分所述消音器的内部空间而形成。3.根据权利要求2所述的消音器，其中所述至少一个谐振器中的第一谐振器的空腔与所述多个扩展腔中的至少一个扩展腔共享所述多个分隔壁的一部分，第二谐振器的空腔与其他扩展腔共享所述多个分隔壁的一部分，其中所述其他扩展腔的数量比所述至少一个扩展腔的数量多。4.根据权利要求2所述的消音器，其中所述多个分隔壁的数量与所述多个扩展腔的数量和所述至少一个谐振器的空腔的数量的总和成比例。5.根据权利要求2所述的消音器，其中每个所述空腔的体积与所述另一频带的中心频率的大小成反比。6.根据权利要求2所述的消音器，其中在所述多个扩展腔当中的第一扩展腔和第二扩展腔之间的第一分隔壁中插设的第一居间管的出口的端部设置为比在所述第二扩展腔和第三扩展腔之间的第二分隔壁中插设的第二居间管的入口的端部更靠近所述第二分隔壁，由此从所述第一居间管的出口释放到所述第二扩展腔中的空气以回流的形式流入到所述第二居间管的入口中。7.根据权利要求1所述的消音器，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晋硕，李元豪，金詠栽，崔钟鹿，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：