[实用新型]一种燃料电池消音装置及燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池消音装置，其特征在于，包括：

穿孔管（10），所述穿孔管（10）的一端为气体入口（20）、另一端为气体出口（30），所述穿孔管（10）的第一区域表面沿径向方向开设有微穿孔（101）、第二区域表面沿径向方向开设有共振腔孔（102）；

外筒体（60），所述外筒体（60）设置于所述穿孔管（10）的外周，且所述外筒体（60）的内侧与所述穿孔管（10）的外侧之间形成封闭腔；

隔板（80），所述隔板（80）设置于所述穿孔管（10）与所述外筒体（60）之间，并将所述微穿孔（101）与所述共振腔孔（102）隔离开；

所述穿孔管（10）的第一区域外表面、外筒体（60）和所述隔板（80）形成微穿孔区域（90），所述穿孔管（10）的第二区域外表面、外筒体（60）和所述隔板（80）形成共振腔区域（100）。

2.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述微穿孔（101）所在的第一区域位于所述外筒体（60）的下方开设排水口（70）。

3.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述外筒体（60）呈圆台状，靠近所述气体入口（20）一端的直径小于靠近所述气体出口（30）一端的直径。

4.根据权利要求3所述的燃料电池消音装置，其特征在于，还包括前端盖（40）和后端盖（50），所述前端盖（40）设置于所述穿孔管（10）位于气体入口（20）一端，后端盖（50）设置于所述穿孔管（10）位于气体出口（30）一端，所述外筒体（60）的两端分别与所述前端盖（40）和所述后端盖（50）密封连接，所述穿孔管（10）、外筒体（60）、前端盖（40）和后端盖（50）之间形成封闭腔。

5.根据权利要求1所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述微穿孔（101）直径小于1mm，穿孔率小于6%。

6.根据权利要求5所述的燃料电池消音装置，其特征在于，所述共振腔孔（102）直径大于2mm，穿孔率为10%-15%。

7.根据权利要求1-6任一项所述的燃料电池消音装置，其特征在于，根据牛顿第二定律以及理想气体状态方程可得到共振腔区域（100）的共振频率表达式：

式一

式一中，为声速，为小孔截面积，为密闭空腔容积，，为小孔长度，为修正值，当圆孔直径为时，为小孔有效长度。

8.根据权利要求7所述的燃料电池消音装置，其特征在于，根据马大猷的微穿孔板声阻抗理论模型，其相对声阻抗率的表达式为：

式二

式二中，表示相对声阻率，表示相对声抗率，

式三

式四

式三和式四中， 为微穿孔（101）直径，为穿孔率，为微穿孔（101）深度，为空气运动粘度系数，微穿孔板常数，为入射波频率，

空腔的声阻抗率为：

式五

式五中，为空腔深度；

结合式一至式五，可得到微穿孔结构的相对声阻抗率为：

式六

根据马大猷院士提出的经典微穿孔板理论，可得到微穿孔区域（90）的吸声系数为：

式七。

9.根据权利要求8所述的燃料电池消音装置，其特征在于，当发生共振时，微穿孔区域（90）吸声结构声抗为0，此时最大吸声系数为：

式八

吸收峰共振频率满足以下方程：

式九

吸声系数为最大吸声系数的一半时的频率满足以下方程：

式十。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的燃料电池消音装置。