インジェクタの消音装置

【課題】 インジェクタの作動音のみならず、気体の噴射音、気体の漏れ音による騒音を低減することができるインジェクタの消音装置を提供する。
【解決手段】 内部に導入された気体を噴射するインジェクタと、前記インジェクタを覆い、前記インジェクタから噴射された気体を案内する案内部を形成した第1の筐体と、前記案内部から案内された気体を導入する部位に配設される吸音材と、前記吸音材を収容し、前記導入された気体を排出する排出孔を形成した第2の筐体と、を備え、少なくとも前記インジェクタにおける気体を噴射する部位と前記第1の筐体における案内部とをシールするシール部材を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体を噴射するインジェクタによる発生音を消音する消音装置に係り、特に、燃料電池システムに適用されるインジェクタの消音に適する消音装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、インジェクタからの発生音を低減するために様々な対策がとられている。例えば、特許文献1には、インジェクタを防音壁で覆い、インジェクタの作動音の外部への伝達を遮断する技術が提案されている。
【特許文献1】特開平10−318080号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述の従来技術では、燃料を供給するためにインジェクタを用いているが、気体を噴射するインジェクタの場合には、外部に噴射される気体も騒音の要因となる。さらに、インジェクタを覆う機器の隙間から気体が漏れると、それが騒音の要因になってしまう。特に、燃料電池システムにおいては、燃料電池に供給される反応ガスであるエアの圧力を適正化する手段として、インジェクタを用いることが好適であるが、かかる場合にはインジェクタの消音が重要な問題となる。
また、従来技術では、インジェクタの作動音は低減できるものの、インジェクタからの振動音を遮断するには、十分ではない。
【0004】
従って、本発明は、インジェクタの作動音のみならず、気体の噴射音、気体の漏れ音による騒音を低減することができるインジェクタの消音装置を提供することを目的とする。また、本発明では、インジェクタの振動音による騒音を低減することができるインジェクタの消音装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に係る発明は、内部に導入された気体を噴射するインジェクタ(例えば、実施の形態におけるエアインジェクタ36)と、前記インジェクタを覆い、前記インジェクタから噴射された気体を案内する案内部(例えば、実施の形態における案内路27、案内孔28)を形成した第1の筐体(例えば、実施の形態における第1ケース21)と、前記案内部から案内された気体を導入する部位に配設される吸音材(例えば、実施の形態における吸音材31)と、前記吸音材を収容し、前記導入された気体を排出する排出孔(例えば、実施の形態における排出孔35)を形成した第2の筐体(例えば、実施の形態における第2ケース22)と、を備え、少なくとも前記インジェクタにおける気体を噴射する部位(例えば、実施の形態におけるエア噴射部40)と前記第1の筐体における案内部とをシールするシール部材(例えば、実施の形態におけるシール部材24)を設けたことを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、前記インジェクタから噴射された気体は、前記シール部材により他の部位への流入を防止された状態で前記第1の筐体の案内部に案内され、そして、前記第2の筐体内に導入される。従って、前記インジェクタから噴射された気体を前記シール部材により確実に案内部に案内させて前記第2の筐体内に導入することができるので、前記インジェクタからの気体の漏れを防止し、漏れ音の発生を防止することができる。また、前記第2の筐体内に導入された気体は、前記吸音材を通過し、このときに、前記気体の発生音が吸音され、その後、前記気体は、前記排出孔から第2の筐体外部に排出される。さらに、インジェクタの作動音は、前記第1の筐体および前記第2の筐体により外部への伝達を遮断される。従って、前記インジェクタの作動音に加え、前記気体の噴射音や漏れ音による騒音を低減することができる。
【0007】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のものであって、前記インジェクタと前記第1の筐体との間に緩衝材(例えば、実施の形態における緩衝材25、26)を介装したことを特徴とする。
この発明によれば、前記インジェクタが作動して振動したときに、その振動を前記緩衝材により吸収することができるので、前記インジェクタの振動音による騒音を低減することができる。
【0008】
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載のものであって、前記吸音材には、前記案内部から案内された気体を導入する導入路(例えば、実施の形態における導入路32)を形成することを特徴とする。
この発明によれば、前記導入路を形成することで、前記気体が前記第2の筐体内に導入されたときに前記吸音材が前記気体に晒される面積を拡げることができ、噴射した気体が抵抗なく吸音材に入ることで、シール部材と第1の筐体との間から気体が漏れるのを防止することもでき、前記気体が吸音材に導入しやすくすることができるので、前記吸音材による吸音効果を高めることができ、前記気体の噴射音による騒音をさらに低減することができる。
【0009】
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のものであって、前記シール部材はゲル状物質であることを特徴とする。
この発明によれば、前記ゲル状物質はシール性と緩衝性とを兼ね備えているので、前記シール部材に緩衝材としての機能も持たせることができ、インジェクタの振動音による騒音を低減することができる。また、前記ゲル状物質は形状を柔軟に変更することができるので、組立性を向上することができる。
【0010】
請求項5に係る発明は、請求項2から請求項4のいずれかに記載のものであって、前記緩衝材はゲル状物質であることを特徴とする。
この発明によれば、前記ゲル状物質はシール性と緩衝性とを兼ね備えているので、前記緩衝材にシール部材としての機能も持たせることができ、気体の漏れ音による騒音を低減することができる。また、前記ゲル状物質は形状を柔軟に変更することができるので、組立性を向上することができる。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に係る発明によれば、前記インジェクタの作動音に加え、前記気体の噴射音や漏れ音による騒音を低減することができる。
請求項2に係る発明によれば、前記インジェクタの振動音による騒音を低減することができる。
請求項3に係る発明によれば、漏れ音の減少と前記吸音材による吸音効果を高めることができ、前記気体の噴射音による騒音をさらに低減することができる。
請求項4に係る発明によれば、インジェクタの振動音による騒音を低減することができる。また、組立性を向上することができる。
請求項5に係る発明によれば、気体の漏れ音による騒音を低減することができる。また、組立性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態におけるインジェクタの消音装置を図面と共に説明する。
図1は本発明の実施の形態におけるインジェクタの消音装置が適用される燃料電池システムを示すブロック図である。同図に示すように、燃料電池1は、固体高分子電解質膜の両側にアノード極とカソード極が設けられ各電極の外側に反応ガスを供給するためのガス通路が設けられてなるセルを多数積層して構成されている。
この燃料電池1は、アノード極に燃料ガスとしての水素ガスが供給され、カソード極に酸化剤ガスとしての空気が供給されて発電を行う。
【0013】
空気はエアコンプレッサ2によって加圧され、燃料電池1のカソード極に供給され、この空気中の酸素が酸化剤として供された後、燃料電池1から空気オフガスとして排出され、圧力制御弁4を介して大気に放出される。ECU10は、燃料電池1に要求されている出力(以下、要求出力)に応じて、エアコンプレッサ2を駆動して所定量の空気を燃料電池1に供給するとともに、圧力制御弁4を制御してカソード極での空気の供給圧を燃料電池1の要求出力に応じた圧力に調整する。
【0014】
一方、高圧水素タンク30から放出された水素ガスはレギュレータ5により減圧された後、エゼクタ6を通り、燃料電池1のアノード極に供給される。この水素ガスは発電に供された後、燃料電池1から水素オフガスとして排出され、水素オフガス回収路11を通ってエゼクタ6に吸引され、前記高圧水素タンクから供給される水素ガスと合流し再び燃料電池1に供給され循環するようになっている。
【0015】
レギュレータ5は、例えば空気式の比例圧力制御弁からなり、エアコンプレッサ2から供給される空気の圧力を信号圧として空気信号導入路15を介して入力され、レギュレータ5出口の水素ガスの圧力が前記信号圧に応じた所定圧力範囲となるように減圧制御する。本実施の形態においては、大気圧を基準として、信号圧の所定倍(例えば3倍)の圧力をレギュレータ5出口の圧力となるように制御している。
【0016】
また、レギュレータ5に接続された空気信号導入路15には、レギュレータ5の上流側にレギュレータ圧力センサ35が設けられている。レギュレータ圧力センサ35の下流側でエア流路39が分岐して、このエア流路39にエアインジェクタ36が設けられている。そして、エアインジェクタ36の開度は、ECU10により調整される。
なお、水素オフガス回収路11はパージ弁8を介して水素オフガス排出路12に接続されている。このパージ弁8は、燃料電池1のアノード極側に水が溜まらないように排水するなどの作用がある。
【0017】
以上のような燃料電池システムに適用されたインジェクタ消音装置について、図2を用いて説明する。同図に示すように、インジェクタ消音装置20は、エアインジェクタ36を覆う第1ケース21と、その下部に一体的に設けられた第2ケース22とを備えている。第1ケース21は、略円筒状に形成された本体部21aと、本体部21aよりも縮径され、かつ、本体部21aの上方に突出形成された突出部21bとを備えている。エアインジェクタ36は、第1ケース21の本体部21aおよび突出部21bと軸心位置を略一致させるようにして、第1ケース21内に配設されている。エアインジェクタ36は、第1ケース21の本体部21aおよび突出部21bと、離間された状態で、第1ケース21内に収容されている。
【0018】
エアインジェクタ36には、給電用のコネクタ23が装着されており、ECU10からコネクタ23を介して給電されると、エアインジェクタ36が作動して、エア流路39から流通するエアを噴射する。エアインジェクタ36には、軸心方向に沿って、本体部21a底面に接近・離反可能な弁体(図示せず)が内蔵されている。通常時には、エアインジェクタ36の弁体は、弁体に巻回されたバネ(図示せず)により内部のエア流路が閉塞される方向に付勢されている。そして、コネクタ23を介してエアインジェクタ36に給電されると、内蔵されたコイル(図示せず)により電磁力が発生して、弁体がバネの付勢力に抗して本体部21a底面に離間する方向に移動させられる。これにより、エアインジェクタ36内部のエア流路が開放される。このときに、エアインジェクタ36の下面に形成されたエア噴射部40からエアが噴射される。
【0019】
第1ケース21内には、エアインジェクタ36の下面に形成されたエア噴射部40に接続され、エアインジェクタ36から噴射されたエアを案内する、案内路27が形成されている。案内路27の下面に形成された案内孔28は、本体部21a底面に形成された連通孔42に連通している。
また、第1ケース21には、その一側面側に、排出路区画壁37が突出形成されている。この排出路区画壁37と、これに対向する本体部21aの外周面とで、後述するエア排出通路41が区画形成される。
【0020】
そして、第1ケース21内には、エアインジェクタ36のエア噴射部40と前記第1ケース21における案内路27、案内孔28とをシールするシール部材24を設けている。さらに、第1ケース21と、エアインジェクタ36との間には、シール部材24より上部の位置に、緩衝材26、27が介装されている。緩衝材26、27は、軸心方向に対して、略半割状に形成される。前記シール部材24、前記緩衝材25、26はゲル状物質である。
【0021】
ここで、第1ケース21に形成した突出部21bにより、エアインジェクタ36先端部との間に所定の間隔(図2の間隔L)を確保できるので、エアインジェクタ36先端部よりも上方の部位に、一定量の緩衝材25、26を配設することができる。そして、緩衝材25、26は第1ケース21より大きいので、エアインジェクタ36先端部に対して緩衝材25、26による押圧力を作用させることができ、シール部材24と案内孔28が形成されている第1ケース21の底面およびシール部材24と緩衝材25、26の間の密着性を高めることが可能となる。
【0022】
第2ケース22は、外形略円筒状に形成されており、その外周面内壁の径は、第1ケースの外周面内壁の径と、略同一の大きさになるように、設定されている。また、第2ケース22の上面には、その軸心部に導入孔29が開口されている。そして、第2ケース22は、その上面部を、第1ケース21の連通孔43と導入孔29との位置を一致させた状態で、第1ケース21の底面部とともにビス46により固定されている。これにより、第1ケース21の連通孔43から、第2ケース22の導入孔29を介して、第2ケース22内にエアが導入される。
【0023】
また、第2ケース22内には、吸音材31が収容されている。吸音材としては、例えば、メラミン樹脂を用いることができる。前記吸音材31には、導入路32が形成され、この導入路32により前記案内路27の案内孔28から案内されたエアを導入する。
第2ケース22には、その外周面内壁よりも縮径された筒状の仕切り壁33が形成されている。そして、仕切り壁33には、軸方向から見てエア排出通路41の形成された部位と逆側、かつ、下方の部位に、連通孔34が形成されている。さらに、第2ケース22には、軸方向から見てエア排出通路41の形成された部位と略同一側で、かつ、上方の部位で、拡径部44が形成される。そして、拡径部44内に形成される拡径通路45は、第2ケース22に形成された排出孔35、第1ケース21に形成された連通孔42を介して、エア排出通路41に接続される。エア排出通路41には、その上方に、吸音材31’を介して外部排出孔38が形成されている。なお、外部排出孔38を上方に形成しているのは、水が浸入しないようにするためである。
【0024】
このように構成されたインジェクタ消音装置20の作用について説明する。まず、エア流路39からエアがエアインジェクタ36に流入した状態で(矢印P1)、コネクタ23から給電されるとエアインジェクタ36からエアが噴出される(矢印P2)。噴射されたエアは、前記シール部材24により他の部位への流入を防止された状態で前記第1ケース21の案内路27に案内される。そして、連通孔34、導入孔29を介して前記第2ケース22内に導入される。
【0025】
また、前記第2ケース22内に導入されたエアは、導入路32を介して前記吸音材31内に導入される。そして、導入路32に導入されたエアは、吸音材31内を進行して、仕切り壁41に形成された連通孔34を介して仕切り壁41の内周側から外周側に進行し(矢印P3)、そのまま仕切り壁41の外周側に沿って軸方向反対側に移動する(矢印P4)。ついで、第2ケース22の下方から上方に仕切り壁41外周側を進行し(矢印P5)、拡径通路45から、排出孔35、連通孔43を介して、エア排出通路41を上方に進み、外部排出孔38より外部に排出される(矢印P6)。
【0026】
このようにすると、エアインジェクタ36から噴射されたエアを前記シール部材24により確実に案内路27に案内させて、案内孔28から前記第2ケース22内に導入することができるので、前記エアインジェクタ36からのエアの漏れを防止し、漏れ音の発生を防止することができる。
また、エアインジェクタ36が作動して振動したときに、その振動を前記緩衝材25、26により吸収することができるので、エアインジェクタ36の振動音による騒音を低減することができる。
【0027】
上述したように、前記シール部材24、前記緩衝材25、26はゲル状物質である。前記ゲル状物質はシール性と緩衝性とを兼ね備えているので、前記シール部材24に緩衝材としての機能を、前記緩衝材25、26にシール部材としての機能をそれぞれ持たせることができ、エアインジェクタ36の振動音による騒音、エアの漏れ音による騒音を低減することができる。また、前記ゲル状物質は形状を柔軟に変更することができるので、組立性を向上することができる。
【0028】
前記導入路32を形成することで、前記エアが前記第2ケース22内に導入されたときに前記吸音材31が前記エアに晒される面積を拡げることができる。これにより、噴射されたエアが抵抗無く吸音材31に入ることで、シール部材24とケース21との間からエアが漏れるのを防止することもでき、エアが吸音材31に導入しやすくすることができるので、前記吸音材31による吸音効果を高めることができ、エアの噴射音による騒音をさらに低減することができる。
また、上述のように、仕切り壁33や連通孔34、エア排出通路41を形成することで、エアの吸音材31内を進行する経路が延長されるため、吸音材31による吸音効果をさらに高めることができ、エアの噴射音による騒音をさらに低減することができる。なお、連通孔34は、エアに圧損を与えることで、音の低減を図っている。
【0029】
なお、本発明の内容は上述の実施の形態のみに限られるものでないことはもちろんである。例えば、上述の実施の形態では、燃料電池システムにエアインジェクタを消音する場合について説明したが、燃料電池システム以外に使用されるインジェクタにも適用することができる。また、インジェクタから噴射される気体は、エアに限られない。また、本発明では、シール部材および緩衝材をゲル状物質で説明したが、これに限定するものではなく、シール部材はシール機能をもつ例えばゴム等であってもよく、緩衝材も振動を吸収できるもの、例えばウレタン、ゴム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の実施の形態におけるインジェクタの消音装置が適用される燃料電池システムを示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるインジェクタの消音装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0031】
20…インジェクタ消音装置
21…第1ケース(第1の筐体)
22…第2ケース(第2の筐体)
24…シール部材
25、26…緩衝材
27…案内路(案内部)
28…案内孔(案内部)
31…吸音材
32…導入路
35…排出孔
36…エアインジェクタ(インジェクタ)
40…エア噴射部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に導入された気体を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタを覆い、前記インジェクタから噴射された気体を案内する案内部を形成した第1の筐体と、
前記案内部から案内された気体を導入する部位に配設される吸音材と、
前記吸音材を収容し、前記導入された気体を排出する排出孔を形成した第2の筐体と、を備え、
少なくとも前記インジェクタにおける気体を噴射する部位と前記第1の筐体における案内部とをシールするシール部材を設けたことを特徴とするインジェクタの消音装置。
【請求項2】
前記インジェクタと前記第1の筐体との間に緩衝材を介装したことを特徴とする請求項1に記載のインジェクタの消音装置。
【請求項3】
前記吸音材には、前記案内部から案内された気体を導入する導入路を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインジェクタの消音装置。
【請求項4】
前記シール部材はゲル状物質であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のインジェクタの消音装置。
【請求項5】
前記緩衝材はゲル状物質であることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載のインジェクタの消音装置。


【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2006−150191(P2006−150191A)
【公開日】平成18年6月15日(2006.6.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−342350(P2004−342350)
【出願日】平成16年11月26日(2004.11.26)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】