(57)【要約】【課題】塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減するサイレンサを提供する。【解決手段】吸音通路３６を形成する通路形成部材３２の外周側には、筒状の多孔板３４が設けられている。多孔板３４は、板厚方向に貫く複数の細孔を有している。吸音通路３６の外周側に多孔板３４を設けることにより、吸音通路３６を流れる空気から発生する音は吸音材を用いることなく低減される。多孔板３４は、金属で形成されている。そのため、例えば連通発泡樹脂や繊維からなる吸音材のように塵や埃の発生源とならない。したがって、塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入する空気中の異物を除去するフィルタ部材と、
前記フィルタ部材に接続し、前記フィルタ部材を通して導入された空気が流れる入口通路を形成する入口側通路部材と、
前記入口側通路部材の前記フィルタ部材とは反対側の端部に接続し、前記入口通路よりも断面積が大きな容積室を形成するケーシングと、
前記ケーシングの前記入口側通路部材とは反対側の端部に接続し、前記容積室よりも断面積が小さく前記ケーシングを通過した空気が流れる出口通路を形成する出口側通路部材と、
複数の細孔を形成する筒状の多孔板を有し、前記ケーシングの内部において、前記入口側通路部材と前記出口側通路部材とを接続し、前記多孔板の内周側に前記入口通路の前記容積室側の端部と前記出口通路の前記容積室側の端部とを接続する吸音通路を形成する吸音部と、
を備えるサイレンサ。
【請求項２】
前記吸音部は、筒状に形成され内部に前記吸音通路を形成し側壁を貫いて前記吸音通路と前記容積室とを接続する開口を有する吸音通路形成部材と、前記吸音通路形成部材の外周側に覆っている前記多孔板とを有する請求項１記載のサイレンサ。
【請求項３】
前記吸音通路形成部材と前記多孔板とは、ほぼ密着している請求項２記載のサイレンサ。
【請求項４】
前記吸音通路形成部材と前記多孔板との間には、隙間が形成されている請求項２記載のサイレンサ。
【請求項５】
前記多孔板は、金属または樹脂で形成されている請求項１から４のいずれか一項記載のサイレンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイレンサに関し、特に空気の流れによって生じる音を低減するサイレンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばエンジンからの排気音などを低減するために、エンジンの排気通路にはサイレンサが設けられている。サイレンサは、排気通路を形成する排気管の外周側に容積室を有している。容積室には、例えばガラス繊維あるいは発泡樹脂などから形成されている吸音材が充填されている。このような構成により、サイレンサでは、排気通路を流れる空気から生じる音の低減が図られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上述のようにエンジンの排気通路など、空気の流れ方向において下流側の端部が大気に開放されている通路にサイレンサを設ける場合、仮に吸音材を形成するガラス繊維あるいは発泡樹脂から塵や埃が生じても、大気中に放出されるだけである。しかしながら、空気の流れ方向において下流側の端部が機能部に接続している場合、サイレンサの吸音材から塵や埃が生じると、生じた塵や埃は機能部に吸入される。
【０００４】
例えば、機能部である燃料電池に空気を供給する空気供給装置の場合、空気供給装置には吸気音を低減するためのサイレンサが設けられている。燃料電池では、空気が流れる空気通路は数μｍから数十μｍ程度の微細な通路である。そのため、サイレンサの空気導入側には空気中の微細な異物を除去するためのフィルタが設けられている。しかし、吸音材をガラス繊維あるいは発泡樹脂などの吸音材で形成すると、導入される空気中の異物をフィルタで除去したとしても、フィルタよりも燃料電池側に配置されるサイレンサのガラス繊維あるいは発泡樹脂から生じた塵や埃が燃料電池に侵入するおそれがある。その結果、燃料電池への空気の供給が妨げられ、燃料電池の機能が低下するおそれがある。
【０００５】
また、例えばエンジンの場合、吸気通路に吸気音を低減するためのサイレンサが設けられている。この場合、サイレンサの吸音材から生じた塵や埃は吸気通路を経由してエンジンに吸入される。その結果、エンジンの機能の低下を招くおそれがある。
【特許文献１】実用新案登録第３０７７４２７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減するサイレンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、導入する空気中の異物を除去するフィルタ部材と、前記フィルタ部材に接続し、前記フィルタ部材を通して導入された空気が流れる入口通路を形成する入口側通路部材と、前記入口側通路部材の前記フィルタ部材とは反対側の端部に接続し、前記入口通路よりも断面積が大きな容積室を形成するケーシングと、前記ケーシングの前記入口側通路部材とは反対側の端部に接続し、前記容積室よりも断面積が小さく前記ケーシングを通過した空気が流れる出口通路を形成する出口側通路部材と、複数の細孔を形成する筒状の多孔板を有し、前記ケーシングの内部において、前記入口側通路部材と前記出口側通路部材とを接続し、前記多孔板の内周側に前記入口通路の前記容積室側の端部と前記出口通路の前記容積室側の端部とを接続する吸音通路を形成する吸音部と、を備える。
吸音部は、多孔板を有している。多孔板は筒状に形成され、ケーシングの内部において多孔板の内周側には入口通路と出口通路とを接続する吸音通路が形成されている。多孔板は、複数の細孔を有している。多孔板に複数の細孔を形成し、これらの細孔の開孔率を制御することにより、吸音通路を流れる空気から生じる音は減衰される。また、多孔板は、例えば連通発泡樹脂や繊維からなる吸音材と比較して、ほころびが生じにくく、塵や埃の発生は低減される。したがって、塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減することができる。
【０００８】
（２）本発明では、前記吸音部は、筒状に形成され内部に前記吸音通路を形成し側壁を貫いて前記吸音通路と前記容積室とを接続する開口を有する吸音通路形成部材と、前記吸音通路形成部材の外周側に覆っている前記多孔板とを有する。
すなわち、吸音部は、吸音通路を形成し骨格となる吸音通路形成部材と、この吸音通路形成部材の外周側を覆う多孔板とを有する。これにより、吸音通路と容積室とは、吸音通路形成部材の側壁に形成されている開口を通して接続される。そのため、吸音通路を流れる空気の音は、開口を経由して音を減衰させる多孔板へ伝搬する。したがって、塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減することができる。
【０００９】
（３）本発明では、前記吸音通路形成部材と前記多孔板とは、ほぼ密着していてもよい。
【００１０】
（４）本発明では、前記吸音通路形成部材と前記多孔板との間には、隙間が形成されていてもよい。
【００１１】
（５）本発明では、前記多孔板は、金属または樹脂で形成されている。
これにより、吸音通路を通過する気体の種類に関係なく、多孔板の材料を選択することができる。例えば、金属を腐食させる気体の場合、樹脂製の多孔板を用いることにより、多孔板の腐食を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態によるサイレンサを図面に基づいて説明する。
ここでは、本発明の一実施形態によるサイレンサの適用の一例として、サイレンサを燃料電池モジュールの空気供給装置に適用した例を説明する。すなわち、本発明の一実施形態によるサイレンサの燃料電池モジュールへの適用はあくまでも例示である。したがって、本発明の構成を採用したサイレンサは、例えば車両のエンジンの吸気装置またはクリーンルームの吸気装置など、塵や埃の発生が好ましくなく、かつ空気の流れにともなう音の低減が要求される装置に適用することができる。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態によるサイレンサを適用した燃料電池モジュールの構成を示すブロック図である。燃料電池モジュール１０は、燃料電池セル１１を備えている。燃料電池セル１１としては、例えば直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）などが適用される。なお、燃料電池セル１１に代えて、燃料電池セル１１を複数積層した燃料電池スタックを用いてもよい。燃料電池セル１１は、燃料極１２と、空気極１３と、燃料極１２と空気極１３との間に挟み込まれた電解質膜１４とを有している。ＤＭＦＣの場合、燃料極１２側には、燃料としてメタノールの水溶液が供給される。空気極１３側には、酸素を含む空気が供給される。また、燃料極１２側からは、反応生成物として二酸化炭素が排出される。空気極１３側からは、反応生成物として主として水からなる廃液が排出される。燃料極１２および空気極１３は、外部の負荷１５と電気的に接続される。
【００１４】
燃料電池モジュール１０は、空気供給装置２０および燃料供給装置５０を備えている。空気供給装置２０は、大気中から空気を導入し、導入した空気を燃料電池セル１１の空気極１３へ供給する。燃料供給装置５０は、燃料タンク５１に蓄えられた燃料を燃料電池セル１１の燃料極１２に供給する。燃料供給装置５０は、燃料ポンプ５２を有している。燃料ポンプ５２の燃料導入側は、燃料導入通路５３を経由して燃料タンク５１に接続している。燃料タンク５１は、燃料となるメタノールの水溶液を蓄える。燃料ポンプ５２の吐出側は、燃料供給装置５０を経由して燃料電池セル１１の燃料極１２に接続している。これにより、燃料供給装置５０は、燃料タンク５１から吸入したメタノール水溶液を燃料電池セル１１の燃料極１２へ供給する。
【００１５】
空気供給装置２０は、ポンプ２１およびサイレンサ３０を備えている。ポンプ２１は、図示しない電気モータなどによって駆動される。ポンプ２１は、例えば図示しないハウジングなどに収容してもよい。ポンプ２１には、図２に示すように吸入部２２および吐出部２３が接続している。吸入部２２は、吸入通路部材２４を経由してサイレンサ３０に接続している。一方、吐出部２３は、吐出通路部材２５を経由して図１に示す空気供給通路２６に接続している。空気供給通路２６は、ポンプ２１と燃料電池セル１１の空気極１３とを接続している。
【００１６】
サイレンサ３０は、図２および図３に示すようにフィルタ部材３１、通路形成部材３２、ケーシング３３および多孔板３４を備えている。フィルタ部材３１は、通路形成部材３２の軸方向において一方の端部に取り付けられている。フィルタ部材３１は、空気供給装置２０に導入される空気に含まれる異物を捕集する。これにより、フィルタ部材３１を通過する空気に含まれる異物は除去される。
【００１７】
通路形成部材３２は、中空の筒状に形成されている。通路形成部材３２は、軸方向の一方の端部にフィルタ部材３１を有している。通路形成部材３２は、フィルタ部材３１側の端部から反対側の端部まで一本の部材で形成されている。すなわち、本実施形態の場合、通路形成部材３２は、フィルタ部材３１側の端部から順に入口側通路部材、吸音通路形成部材および出口側通路部材を一体に有している。これにより、筒状の通路形成部材３２は、内周側にフィルタ部材３１側の端部から順に入口通路３５、吸音通路３６および出口通路３７を形成している。その結果、入口通路３５および出口通路３７は、吸音通路３６に接続している。
【００１８】
ケーシング３３は、通路形成部材３２の外周側に取り付けられている。ケーシング３３は、中心部を通路形成部材３２が貫く、円筒状に形成されている。ケーシング３３は、内径が通路形成部材３２の外径よりも大きい。これにより、ケーシング３３が通路形成部材３２との間に形成する容積室３８の断面積は、通路形成部材３２が形成する入口通路３５、吸音通路３６および出口通路３７の断面積よりも大きくなる。ケーシング３３は、一体に形成してもよく、例えば径方向または軸方向へ複数の部材に分割してもよい。
【００１９】
本実施形態の場合、通路形成部材３２およびケーシング３３は、樹脂で形成されている。そのため、通路形成部材３２とケーシング３３とは、例えば接着あるいは溶着などによって一体に組み付けられている。ケーシング３３は、軸方向の両端部、すなわち入口通路３５側の端部および出口通路３７側の端部にそれぞれ壁部４１、４２を有している。壁部４１、４２の内周側の端部は、通路形成部材３２の外周面に接続している。これにより、容積室３８は、ケーシング３３の軸方向における両端部が壁部４１および壁部４２で塞がれた空間となる。
【００２０】
通路形成部材３２は、吸音通路３６を形成している部分、すなわちケーシング３３の壁部４１と壁部４２との間に、開口部４３を有している。開口部４３は、筒状の通路形成部材３２の側壁を貫いている。これにより、吸音通路３６と容積室３８とは、開口部４３を経由して接続している。図２に示す本発明の一実施形態の場合、開口部４３は円形状に形成している。また、図２では、通路形成部材３２の軸方向へ五つ、周方向へ四つの開口部４３を形成する例について示している。なお、開口部４３は、円形に限らず、軸方向へ伸びるスリット状に形成してもよい。また、通路形成部材３２の軸方向および周方向への開口部４３の数および形状は、吸音通路３６を流れる空気に特有の音の周波数、あるいは空気の流量に応じて任意に設定することができる。
【００２１】
通路形成部材３２のうち吸音通路３６を形成する部分、すなわち壁部４１と壁部４２との間では、通路形成部材３２の外周側に開口部４３を含む通路形成部材３２を覆う多孔板３４が設けられている。多孔板３４は、通路形成部材３２の外周側を周方向へ連続して覆っている。多孔板３４は、例えばステンレス、アルミニウムまたは銅などの金属の薄板、あるいはＰＥＴまたはポリイミドなどプラスチックなどの樹脂で形成されている。多孔板３４は、複数の微細な細孔を有している。多孔板３４の細孔は、多孔板３４を板厚方向に貫いている。多孔板３４の細孔は、例えば薄い金属板をエッチングしたり、レーザなどで金属板を部分的に除去したり、あるいは細い金属繊維を網状に編み込むことにより形成される。多孔板３４としてプラスチックの薄板を用いる場合、プレスやパンチなどによって細孔を形成してもよい。吸音通路３６を形成する通路形成部材３２および多孔板３４は、特許請求の範囲の吸音部を構成している。
【００２２】
多孔板３４は、通路形成部材３２の外周面にほぼ密着して設けられている。但し、多孔板３４を円筒状の通路形成部材３２の外周側に設ける場合、多孔板３４は自身の変形により通路形成部材３２の外周面へ完全に密着せず、多孔板３４と通路形成部材３２との間にはわずかな隙間が形成されることがある。このように、多孔板３４と通路形成部材３２との間には、隙間が形成されてもよく、積極的に隙間を形成してもよい。多孔板３４は、例えば接着などによって通路形成部材３２に固定してもよく、図示しないリング部材で締め付けることにより通路形成部材３２に固定してもよく、さらには通路形成部材３２にピンなどを打ち込むことによって多孔板３４を通路形成部材３２に固定してもよい。このように、多孔板３４と通路形成部材３２との固定手段は、任意に選択することができる。
【００２３】
なお、上述の実施形態では、通路形成部材３２で入口通路部材、吸音通路形成部材および出口通路部材を一体に形成する例について説明した。しかし、入口通路部材、吸音通路形成部材および出口通路部材は、それぞれ個別または任意の組み合わせで一体に形成してもよい。また、入口通路部材、吸音通路形成部材、出口通路部材およびケーシング３３は、例えば組み付けあるいは型割の容易さなどを考慮して任意の組み合わせで形成することができる。
【００２４】
次に、上記の一実施形態によるサイレンサ３０を用いた実験例および比較例について説明する。
以下の実験例では、図４に示すようにサイレンサ３０の大きさを設定している。すなわち、ケーシング３３は内径Ｄ１を６ｃｍ、軸方向の全長Ｌ１を１０ｃｍに設定し、通路形成部材３２は内径Ｄ２を２．２ｃｍ、軸方向の全長Ｌ２を１４ｃｍに設定している。また、通路形成部材３２の開口部４３は、内径φが１．５ｃｍである。各実験例および比較例では、この通路形成部材に取り付ける多孔板を表１に示すように各種の条件に設定している。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
以下、各実験例および比較例の条件について説明する。以下の各実験例および比較例において、開孔率とは、多孔板３４の総面積に対する細孔の総面積の割合である。
各実験例および各比較例において、音圧レベルは、図５に示すような測定装置６０を用いて測定している。測定装置６０は、サイレンサ３０、音発生部６１および音検出部６２から構成されている。音発生部６１は、所定の周波数の音を発生する。音検出部６２は、サイレンサ３０に接続されており、サイレンサ３０を通して音発生部６１から発生した音を検出する。音圧レベルの測定は、測定装置６０に各実験例および比較例のサイレンサを取り付けた後、音発生部６１から周波数を変化させつつ音を発生し、この音をサイレンサを通して音検出部６２で検出する。これにより、周波数ごとにサイレンサの消音特性が測定される。
【００２７】
（サイレンサの形態の比較）
サイレンサの形態による消音特性を比較するために、実験例１、比較例１、比較例２およびサイレンサなし、について比較を行った。
実験例１では、サイレンサ３０の多孔板３４は、材質がステンレスであり、板厚が５０μｍであり、細孔の開口径が７５μｍである。また、多孔板３４の開孔率は０．９％に設定している。
【００２８】
サイレンサ３０が設けられていないサイレンサなしの場合、ポンプ２１には図６に示すように通路形成部材７１のみが接続している。通路形成部材７１は、側壁に開口部を有しない単なる筒状の部材であり、内周側に空気通路７２を形成している。
また、比較例１では、膨張型のサイレンサを採用している。図７に示すように比較例１による膨張型のサイレンサ８０は、通路形成部材８１の外周側にケーシング８２が設けられている。通路形成部材８１の側壁には、通路形成部材８１が形成する吸音通路８３と、通路形成部材８１とケーシング８２との間に形成される容積室８４とを接続する開口部８５が形成されている。比較例１のサイレンサ８０の場合、通路形成部材８１は例えばステンレスなどの金属で形成されており、プレス加工などにより開口部８５が形成されている。一方、ケーシング８２は、樹脂で形成されている。
【００２９】
一般に膨張型のサイレンサは、空気が流れる通路の断面積を変化させることにより、断面積が小さな通路から断面積の大きな通路へ伝わる音の大きさが低減するものである。膨張型のサイレンサの場合、断面積が小さな通路側と断面積が大きな膨張側との断面積の比によって低減される音量が定まる。また、膨張型のサイレンサでは、膨張側の容積室の長さによって低減される周波数が決定される。
【００３０】
比較例２では、吸音材型のサイレンサを採用している。図８に示すように比較例２による吸音材型のサイレンサ９０は、通路形成部材９１の外周側にケーシング９２が設けられている。通路形成部材９１の側壁には、通路形成部材９１が形成する吸音通路９３と、通路形成部材９１とケーシング９２との間に形成される容積室９４とを接続する開口部９５が形成されている。比較例２のサイレンサ９０の場合、通路形成部材９１およびケーシング９２は、樹脂で形成されている。また、通路形成部材９１とケーシング９２との間に形成される容積室９４には、発泡ポリウレタンフォームからなる多孔質の吸音材９６が充填されている。なお、多孔質の吸音材９６に代えて、例えばガラス繊維やフェルトなどの繊維系の吸音材を充填してもよい。
【００３１】
（多孔板の開孔率の影響）
多孔板３４の開孔率と消音特性とを比較するために、実験例２、実験例３、実験例４および比較例３について比較を行った。
実験例２から４および比較例３では、サイレンサ３０の多孔板３４は、いずれも材質がステンレスであり、板厚が５０μｍであり、細孔の開口径が７５μｍである。
実験例２では、多孔板３４の開孔率は４．２％に設定している。
実験例３では、多孔板３４の開孔率は３５．４％に設定している。
実験例４では、多孔板３４の開孔率は０．４％に設定している。
比較例３では、多孔板３４の開孔率は０．２％に設定している。
【００３２】
（多孔板の板厚の影響）
多孔板３４の板厚と消音特性とを比較するために、実験例５から実験例１０および比較例４について比較を行った。
実験例５から１０および比較例４では、サイレンサ３０の多孔板３４は、いずれも材質がステンレスであり、細孔の開口径が７５μｍである。
実験例５では、多孔板３４の板厚は１００μｍであり、開孔率は８．２％である。
実験例６では、多孔板３４の板厚は１００μｍであり、開孔率は２．８％である。
実験例７では、多孔板３４の板厚は１００μｍであり、開孔率は０．９％である。
実験例８では、多孔板３４の板厚は２００μｍであり、開孔率は２２．７％である。
実験例９では、多孔板３４の板厚は２００μｍであり、開孔率は１９．９％である。
実験例１０では、多孔板３４の板厚は２００μｍであり、開孔率は５．７％である。
比較例４では、多孔板３４の板厚は２００μｍであり、開孔率は１．２％である。
【００３３】
（多孔板の材質の影響）
多孔板３４の材質と消音特性とを比較するために、実験例１１から実験例１４について比較を行った。
実験例１１から実験例１４では、多孔板３４は、いずれも板厚が１００μｍであり、細孔の開口径が７５μｍである。実験例１５および実験例１６は、いずれも板厚が５０μｍであり、細孔の開口径が７５μｍである。
実験例１１では、多孔板３４の材質はアルミニウムであり、開孔率は８．２％である。
実験例１２では、多孔板３４の材質はアルミニウムであり、開孔率は２．８％である。
実験例１３では、多孔板３４の材質はアルミニウムであり、開孔率は０．９％である。
実験例１４では、多孔板３４の材質は銅であり、開孔率は０．９％である。
実験例１５では、多孔板３４の材質はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、開孔率は０．９％である。
実験例１６では、多孔板３４の材質はポリイミドであり、開孔率は０．９％である。
【００３４】
（多孔板の開口径の影響）
多孔板３４の細孔の開口径と消音特性とを比較するために、実験例１７から実験例２０について比較を行った。
実験例１７から実験例２０では、多孔板３４は、いずれも材質がステンレスであり、板厚が１００μｍである。
実験例１７では、多孔板３４の細孔の開口径は５０μｍであり、開孔率は１．９％である。
実験例１８では、多孔板３４の細孔の開口径は１００μｍであり、開孔率は３．６％である。
実験例１９では、多孔板３４の細孔の開口径は１５０μｍであり、開孔率は２．０％である。
実験例２０では、多孔板３４の細孔の開口径は２００μｍであり、開孔率は０．９％である。
【００３５】
（比較結果）
サイレンサの形態について比較した結果を図９に示す。図９には、実験例１、比較例１および比較例２の各サイレンサ３０、８０、９０およびサイレンサなしの場合について、オクターブバンド中心周波数と音圧レベルとの関係の概略を示している。
図９に示すように、サイレンサなしのものに比較して、実験例１のサイレンサ３０、比較例１のサイレンサ８０および比較例２のサイレンサ９０は、周波数のほぼ全域において音圧レベルが低下している。但し、比較例１のサイレンサ８０では、一部の周波数において音圧レベルが突出し、音圧レベルの低減が図れていない。これは、膨張型のサイレンサ８０である比較例１の場合、その特性によって特定の周波数の音のみが低減され、その他の周波数の音が例えば共鳴などによって大きくなるためと考えられる。
【００３６】
実験例１のサイレンサ３０は、吸音材を充填した比較例２のサイレンサ９０と各周波数領域において概ね同様の消音特性を示す。これにより、実験例１のサイレンサ３０は、塵や埃の発生源となる吸音材を用いることなく、吸音材９６を充填した比較例２と同様の消音性能を発揮することが分かる。
【００３７】
次に、表１を参照して、各種の多孔板３４と消音特性との関係について比較する。
実験例２および実験例３では、多孔板３４の細孔の開孔率が増大すると、騒音レベルが増大することが分かる。これは、細孔の開孔率が増大すると、多孔板３４を設けていない状態、すなわち比較例１の膨張型のサイレンサ８０に特性が近似するためと考えられる。
一方、実験例４および比較例３では、多孔板３４の細孔の開孔率が減少すると、騒音レベルが増大することが分かる。これは、細孔の開孔率が減少すると、細孔の形成されていない薄板、すなわちサイレンサがない状態に特性が近似するためと考えられる。
【００３８】
実験例５から実験例１０および比較例４では、多孔板３４の板厚を増加した場合、細孔の開孔率を増加させないと、騒音レベルが増大することが分かる。すなわち、多孔板３４の板厚の増大に応じて細孔の開孔率を増加させることにより、サイレンサ３０の消音特性は維持される。これは、多孔板３４の板厚を増加した場合、細孔の全長が板厚に応じて長くなるため、見かけ上、開孔率が低下し、サイレンサがない状態に特性が近似するためと考えられる。
【００３９】
実験例１１から実験例１６では、多孔板３４の材質はサイレンサ３０の消音特性に大きな影響がないことが分かる。但し、多孔板３４をプラスチックの薄板で形成した実験例１５および実験例１６では、やや騒音レベルが増大する。これは、プラスチック製の多孔板３４の場合、例えばプレスやパンチなどによる打ち抜きによって細孔を形成している。そのため、金属製の多孔板３４と比較して例えば細孔の形成精度あるいは形状精度などが低下するためと考えられる。
【００４０】
また、プラスチック製の多孔板３４の場合、例えば塩酸や硝酸などの腐食性を有する蒸気を含む空気に適用することができる。これに対し、例えば塗装作業場のサイレンサのように、有機溶剤の蒸気を含む空気は、プラスチック製の多孔板３４の溶解を招くおそれがあり、好ましくない。さらに、吸音通路３６を流れる空気の流量が大きい場合、および空気の温度が高い場合、プラスチック製の多孔板３４の強度の低下を招くおそれがある。
一方、金属製の多孔板３４の場合、有機溶剤の蒸気を含む蒸気、高圧あるいは大流量の空気、および高温の空気にも適用することができる。これに対し、金属製の多孔板３４の場合、例えばめっき作業場のように、上述した塩酸や硝酸などの腐食性を有する蒸気を含む空気への適用は好ましくない。このように、多孔板３４は、細孔の形成しやすさ、材料の価格、あるいは適用する気体などを考慮して任意の材質を選択することができる。
【００４１】
実験例１７から実験例２０では、多孔板３４の細孔の開口径を変化させた場合、開孔率を調整することにより、サイレンサ３０の消音特性は維持される。すなわち、細孔の開口径および開孔率は、吸音通路３６を流れる空気の周波数あるいは空気の流量などに応じて任意に組み合わせることができる。
【００４２】
以上の表１では、音圧レベルが５８ｄＢ（Ｆ）以下であれば消音効果が十分であると判定している。また、本実施形態の各実験例の場合、音圧レベルが５８ｄＢ（Ｆ）であっても、比較例１のように特定の周波数に音圧のピークは見られない。そのため、本実施形態の各実験例では、特定の周波数の音による耳障りな騒音が低減され、全体として消音特性が向上する。
【００４３】
以上、各実験例を用いて説明したように、本発明の一実施形態によるサイレンサ３０では、吸音材を用いることなく吸音通路３６を流れる空気の音が低減される。多孔板３４は、吸音通路３６を形成する通路形成部材３２の外周側に筒状に設けられている。多孔板３４に複数の細孔を形成することにより、吸音通路３６を流れる空気から生じる音は減衰される。多孔板３４は、金属で形成されている。そのため、例えば樹脂や繊維からなる吸音材のような塵や埃が発生しにくい。したがって、塵や埃の発生を低減しつつ、空気の流れによって生じる音を低減することができる。
【００４４】
また、サイレンサ３０は、多孔板３４によって吸音通路３６を流れる空気の音を低減するため、塵や埃の発生が低減される。そのため、フィルタ部材３１で異物が除去された空気は、サイレンサ３０から発生する異物を含むことなく、下流側の機能部へ流入する。その結果、本実施形態のようにサイレンサ３０を燃料電池モジュール１０に適用する場合、燃料電池セル１１への異物を含む空気の供給は低減される。したがって、燃料電池セル１１の空気通路の目詰まりなどが低減され、燃料電池セル１１の機能を長期間にわたり安定して発揮させることができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
上述した本発明の一実施形態では、吸音部として吸音通路３６を形成する通路形成部材３２の外周側に多孔板３４をほぼ密着して取り付ける構成について説明した。しかし、本発明では、通路形成部材と多孔板との位置関係は、上述の一実施形態に限らない。以下において、本発明によるサイレンサのその他の実施形態について説明する。
【００４６】
図１０に示すように、サイレンサ３０の通路形成部材３２と多孔板３４とは、相互の間に所定の距離を形成してもよい。すなわち、通路形成部材３２と多孔板３４との間には、所定の隙間を形成してもよい。
また、図１１に示すように、サイレンサ３０の多孔板３４は、軸に垂直な断面が矩形状でもよい。すなわち、多孔板３４は、通路形成部材３２の断面形状と相似形状である必要はなく、例えば楕円形状あるいは多角形状など、任意の形状に設定することができる。また、この場合、ケーシング３３と多孔板３４との間に支持部４５を設け、支持部４５によって多孔板３４をケーシング３３に支持する構成としてもよい。
【００４７】
さらに、図１２に示すように、多孔板３４で吸音通路３６を直接形成する構成としてもよい。すなわち、通路形成部材３２を廃止し、入口部４６および出口部４７が一体または別体に形成されたケーシング３３の内部に筒状の多孔板３４を取り付けてもよい。これにより、筒状の多孔板３４は、内周側に吸音通路３６を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態によるサイレンサを適用した燃料電池モジュールを示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態によるサイレンサを適用した空気供給装置を示す概略図。
【図３】本発明の一実施形態によるサイレンサを示す概略図であり、（Ａ）は中心軸を含む平面で切断した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図４】本発明の一実施形態によるサイレンサの概略を示す断面図。
【図５】本発明の一実施形態によるサイレンサの特性を測定するための測定装置を示す概略図。
【図６】比較のためにサイレンサなしの空気通路を形成する通路形成部材を示す概略図。
【図７】比較例１によるサイレンサの概略を示す断面図。
【図８】比較例２によるサイレンサの概略を示す断面図。
【図９】本発明の一実施形態によるサイレンサの実験例１、比較例１、比較例２およびサイレンサなしの場合におけるオクターブバンド中心周波数と音圧レベルとの関係を示す模式図。
【図１０】本発明のその他の実施形態によるサイレンサの概略を示す図であり、（Ａ）は中心軸を含む平面で切断した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図１１】本発明のその他の実施形態によるサイレンサの概略を示す図であり、（Ａ）は中心軸を含む平面で切断した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図１２】本発明のその他の実施形態によるサイレンサの概略を示す図であり、（Ａ）は中心軸を含む平面で切断した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【符号の説明】
【００４９】
３０：サイレンサ、３１：フィルタ部材、３２：通路形成部材（入口側通路部材、出口側通路部材、吸音部、吸音通路形成部材）、３３：ケーシング、３４：多孔板（吸音部）、３５：入口通路、３６：吸音通路、３７：出口通路、３８：容積室、４３：開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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