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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher
zum Kühlen
einer Brennstoffzelle für
ein brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug. Im Wärmeaustauscher kann Kühlwasser
als Kühlmittel
Verwendung finden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
einem Kühlsystem
einer Brennstoffzelle, beschrieben in der JP-A-2002-33108 (entsprechend der
US-Patentanmeldungsveröffentlichung 2002/31693),
ist ein Radiator (Wärmeaustauscher)
in einem Kühlmittelzirkulationskanal
vorgesehen, durch welchen ein Kühlmittel
in der Brennstoffzelle zirkuliert wird. Als Kühlmittel wird weiterhin ein
elektrisches flüssiges
Isoliermaterial verwendet. Das elektrische flüssige Isoliermaterial ist beispielsweise
fluor-inert (Hersteller Sumitomo 3M) aus einer Fluorid-inerten-Flüssigkeit,
oder es handelt sich um ein isolierendes Öl. Weiterhin wird ein isolierendes
Material zwischen die Brennstoffzelle und dem Kühlmittelzirkulationskanal zwischengeschaltet
oder der Kühlmittelzirkulationskanal
wird aus einem Isoliermaterial geformt, so dass der Radiator elektrisch
von der Brennstoffzelle isoliert wird.
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Die
elektrische Isolierflüssigkeit,
wie beispielsweise das fluor-inerte Mittel, verfügt über eine niedrige elektrische
Leitfähigkeit,
verglichen mit einem allgemeine Kühlmittel wie Wasser oder Ethylenglykol.
Es ist daher schwierig, ausreichend die Kühlleistung im Radiator zu verbessern.
Weiterhin werden die Herstellungskosten des Kühlsystems der Brennstoffzelle
verbessert, da die elektrisch isolierende Flüssigkeit wie das fluor-inerte
Mittel teuer ist, verglichen mit einem allgemeinen Kühlmittel.
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Jede
Komponente des Radiators kann aus einem Isoliermaterial geformte
sein, um Isolierleistung im Radiator, während das allgemeine Kühlmittel verwendet
wird, zur Verfügung
zu stellen. In diesem Fall jedoch wird die Wärmeleitfähigkeit des Radiators erheblich
verschlechtert; es ist schwierig, eine notwendige Kühlkapazität im Radiator
zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSENDE
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die oben genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Wärmeaustauscher
zur Verfügung
zu stellen, der gegen eine Brennstoffzelle isoliert sein kann, ohne
dass eine elektrisch isolierende Flüssigkeit als Kühlmittel verwendet
wird, während
die Kühlleistung
des Wärmeaustauschers
nicht stark beeinträchtigt
wird.
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Erfindungsgemäß umfasst
ein Wärmeaustauscher
eine Vielzahl von Rohren, durch welche ein Kühlmittel aus einer Brennstoffzelle
zur Durchführung
des Wärmeaustausches
fließt,
eine Vielzahl von Rippen, die benachbart den Rohren und den äußersten.
Seiten der Rohre in Laminierungs- oder Schichtungsrichtung der Rohre
gesehen, angeordnet sind und zum Binden an die Rohre bzw. zur Verbindung mit
diesen bestimmt sind, eine mit einem Längsendteil jedes Rohres verbundene
Kernplatte und ein aus Harz bestehendes Tankelement. Diese Rohre
sind aus einem ersten Isoliermaterial hergestellt, das Tankelement
an die Kernplatte an einer Seite befestigt, die den Rohren bezogen
auf die Kernplatte gegenüber
liegt; das Tankelement und die Kernplatte sind zur Bildung eines
mit den Rohren in Verbindung stehenden Tankraums befestigt. Im Wärmeaustauscher
verfügen
die Rohre über
eine Vielzahl metallischer Teile, die voneinander auf Außenflächen der Rohre
getrennt sind; die Rippen und die Kernplatte sind durch Löten an die
Außenflächen der
Rohre an den metallischen Teilen gebunden. Da die metallischen Teile
voneinander auf den Außenflächen der Rohre
getrennt sind, wird es möglich,
elektrisch die Rippen und Röhrenteile,
die mit den Rippen im Wärmeaustauscher
verbunden sind, zu isolieren, selbst wenn eine Wasser einschließende Flüssigkeit
als Kühlmittel
Verwendung findet. Darüber
hinaus kann die Wärmeaustauscherleistung
durch die Rippen aus metallischen Material verbessert werden.
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Bevorzugt
wird ein Überzugsteil
mit einem zweiten Isoliermaterial auf einer Fläche der Kernplatte, die dem
Tankraum gegenüber
liegt, überzogen.
Im Allgemeinen verfügt
die Kernplatte über
einen freiliegenden Teil, der gegen die Außenseite von den Rohren aus
gesehen (Seitenplatten) frei liegt und Lötungsteile sind an die Rohre
gelötet.
In diesem Fall ist der Überzugsteil
wenigstens auf dem frei liegenden Teil sowie an Stellen um die Lötungsteile
der Kernplatte vorgesehen. So lässt
sich die Isolierlei stung auf der Außenseite des Wärmeaustauschers
wirksam verbessern, selbst wenn Kühlwasser als Kühlmittel
Verwendung findet.
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Im
Wärmeaustauscher
sind erste und zweite Seitenplatten im Allgemeinen an den äußersten
Rippen in Richtung der Laminierung, Schichtung oder Stapelung, im
Folgenden Laminierung genannt, zur Verstärkung vorgesehen und erstrecken
sich in Rohrlängsrichtung.
Wenigstens eines der Längsendteile jeder
Seitenplatte ist aus dem ersten Isoliermaterial hergestellt. Darüber hinaus
verfügt
der eine Längsendteil
jeder Seitenplatte über
einen Lötungsteil,
der an die Kernplatte durch einen metallischen Teil gelötet ist,
der auf einer Fläche
des Längsendteils
jeder Seitenplatte vorgesehen ist, der Überzugsteil ist an einer Stelle
um den Lötungsteil
jeder Seitenplatte herum angeordnet. Daher lässt sich die Außenseite
des Wärmeaustauschers
genau gegen die Brennstoffzelle isolieren.
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Bevorzugt
ist der Lötungsteil
des Längsendteils
jeder Seitenplatte getrennt von Stellen, wo die Rohre an die Kernplatte
angelötet
sind. In diesem Fall lässt
sich die Isolierleistung der Seitenplatte verbessern.
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Erfindungsgemäß sind ein
erster metallischer an die Rippen gebundener Teil und ein zweiter metallischer
an die Kernplatte gebundener Teil auf der Außenfläche jedes Rohres vorgesehen,
um voneinander auf der Außenfläche jedes
Rohres getrennt zu sein. Ein nicht mit Abdeckung versehener Teil
aus dem ersten Isoliermaterial ist auf der Außenfläche jedes Rohres zwischen dem
zweiten metallischen Teil und dem ersten metallischen Teil ausgebildet.
Somit lässt
sich die Isolierleistung des Wärmeaustauschers schnell
verbessern.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden,
in denen
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1 eine schematische Darstellung
eines Brennstoffzellensystems mit einer Brennstoffzelle und einem
Radiator (Wärmeaustauscher)
nach der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine Vorderansicht des
in 1 zu sehenden Radiators
zeigt; und
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3 ein Querschnitt ist, der
den Hauptteil des Radiators nach der Ausführungsform erkennen lässt.
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DETAILBESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung soll nun mit Bezug auf die 1 bis 3 näher erläutert werden.
Ein in 1 gezeigtes Brennstoffzellensystem
umfasst eine Brennstoffzelle 10, die auf einem brennstoffzellenbetriebenen
Fahrzeug angebracht ist sowie einen Radiator 100 zur Kühlung der Brennstoffzelle 10.
Ein Antriebsmotor für
das Fahrzeug wird unter Verwendung der Brennstoffzelle als elektrische
Energiequelle angetrieben. Der Radiator 100 kühlt das
Kühlmittel
(Kühlwasser),
das in der Brennstoffzelle 10 zirkuliert, so dass die Temperatur der
Brennstoffzelle kontrolliert wird.
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Die
Brennstoffzelle 10 ist mit Brennstoffzellenstapelanordnungen,
zusammengesetzt aus mehreren Zellen, aufgebaut, sowie äußeren Gehäusen, die
die Brennstoffzellenstapel aufnehmen. Jede der Zellen des Brennstoffzellenstapels
wird geformt, indem ein Elektrolytfilm zwischen einer Pluselektrode und
einer Minuselektrode eingeführt
ist, so dass elektrischer Strom durch chemische Reaktion zwischen Wasserstoff
und Sauerstoff erzeugt wird.
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Wie
in 1 gezeigt, ist ein
Radiatorzirkulationskreislauf 20 aus einem Isoliermaterial
mit dem Außengehäuse der
Brennstoffzelle 10 an zwei Stellen verbunden. Beispielsweise
ist der Radiatorzirkulationskanal 20 definiert durch einen
Gummischlauch aus einem isolierenden Gummimaterial. Radiator 100 sowie
eine Wasserpumpe 21 sind in dem Radiatorzirkulationskanal 20 in
Kühlmittelströmungsrichtung
in dieser Reihenfolge angeordnet. Durch die Betätigung der Wasserpumpe 21 zirkuliert
das Kühlmittel
in dem äußeren Gehäuse der
Brennstoffzelle 10 in dem Radiatorzirkulationskanal 20 und
dem Radiator 100, wie die Pfeile in 1 erkennen lassen. Das Kühlmittel
ist eine Frostschutzflüssigkeit,
die durch Mischen von Ethylenglykol in Wasser beispielsweise erhalten
wird. Diese Frostschutzflüssigkeit
wird im Allgemeinen als Kühlmittel
in bekannten benzinbetriebenen Fahrzeugen eingesetzt.
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Ein
Beipasskanal 22, durch welchen das Kühlmittel den Radiator 100 im
Beipass umgeht, ist im Radiatorzirkulationskanal 20 parallel
zum Radiator 100 vorgesehen. Der Beipasskanal 22 wird
definiert durch einen Gummischlauch aus einem isolierenden Gummimaterial
beispielsweise. Ein Ventil 23 ist an einem Vereinigungsteil
vor gesehen, wo der Radiatorzirkulationskanal 20 an einer
Abströmseite
des Radiators 100 und eine Abströmseite des Beipasskanals 22 zusammen
kommen. Die Arbeitsweise des Ventils 23 wird durch eine
(nicht dargestellte) Regeleinheit geregelt, so dass ein Strömungsverhältnis zwischen
einer Kühlmittelmenge,
die durch den Radiator 100 geht und einer Kühlmittelmenge,
die durch den Beipasskanal 22 geht, eingestellt werden
kann. Das Ventil 23 kann an einem Vereinigungsteil vorgesehen
sein, wo der Radiatorzirkulationskanal 20 an einer Anströmseite des
Radiators 100 und einer Anströmseite des Beipasskanals 22 zusammen
kommen.
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Ein
Reservetank 24 ist im Radiator 100 vorgesehen,
um einen Ausdehnungsvolumenteil des Kühlmittels zu absorbieren, wenn
die Temperatur des Kühlmittels
zunimmt und um einen Volumenkontraktionsteil des Kühlmittels
an den Radiator zu liefern, wenn die Temperatur des Kühlmittels
abnimmt.
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Der
Radiator 100 verfügt über einen
Kernteil 130, ein oberes Tankelement 110 und ein
unteres Tankelement 120. Der Radiator 100 ist
vom Typ mit vertikaler Strömung,
in dem das Kühlmittel
in Rohren 131 des Kernteils 130 vertikal strömt. In den 2 und 3 beispielsweise strömt das Kühlmittel durch die Rohre 131 vom
oberen Tankelement (Boden) 110 nach unten gegen das untere
Tankelement (Boden) 120. Der Kernteil 130 ist
aus einer Vielzahl flacher Rohre 131, mehreren Rippen 132,
zwei Seitenplatten 133 und zwei oberen und unteren Kernplatten 134 aufgebaut.
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Jede
der Rippen 132 ist eine gewellte Rippe, die in Wellengestalt
durch Biegen eines dünnen Blechs
geformt wurde. Die Rohre 131 und die Rippen 132 sind
abwechselnd gestapelt (laminiert) in einer Laminierungsrichtung.
Die Seitenplatten 133 sind an die äußersten Rippen 132 (rechte
und linke äußerste Seite
in 2) des gestapelten
Elementes zur Verstärkung
des Kernteils 130 befestigt. Die Seitenplatten 133 sind
so befestigt, dass sie sich in einer Längsrichtung der Rohre 131 erstrecken.
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Jede
der Kernplatten 134 ist mit Löchern 134a für die Rohre
versehen, in welche die einen Endteile der Rohre 133 eingeführt werden,
sowie Löcher
für Seitenplatten 134b,
in welche die einen Endteile der Seitenplatten 133 eingeführt werden.
Zusätzlich
verfügen
die Kernplatten 134 über
Tankeinführungsteile 134c an
ihrem äußeren Umfangsteil,
in welche äußere Umfangsteile
des oberen und unteren Tankelements 110, 120 eingeführt werden,
so dass Tankräume
in Verbindung mit den Rohren 131 geformt werden. Weiterhin
sind eine Vielzahl von Klauenteilen 134d zur Befestigung der
oberen und unteren Tankelemente 110, 120 in der
Kernplatte 134 an den Außenseiten der Tankeinführungsteile 134c vorgesehen.
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Das
obere Tankelement 110 und untere Tankelement 120 sind
aus einem Harzmaterial wie Nylon, Glasfasern einschließend, gemacht
und verfügen über einen
Wärmewiderstand
und ausreichende Festigkeit. Jedes aus oberem Tankelement 110 und unterem
Tankelement 120 ist in einen Querschnitt etwa von U-Gestalt
geformt. Ein offenes Ende des Tankelements 110, 120 steht
der Kernplatte 134 gegenüber und ist mit der Kernplatte 134 zur
Bildung des Tankraumes verbunden.
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Wie 3 erkennen lässt, wird
ein Dichtungselement 140 (Packungsdichtung) zwischen den äußeren Umfangsteil
jedes Tankelements 110, 120 um die Öffnungsseite
jedes Tankelements 110, 120 und dem Tankeinführungsteil 134c der
Kernplatte 134 eingeführt,
und jedes Tankelement 110, 120 ist mechanisch
mit jeder Kernplatte 130 unter Verwendung von Klauen 134d verbunden.
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Ein
Einlassrohr 111, eine Kühlmitteleinfüllöffnung 112 und
Befestigungsfittings 113 sind im oberen Tankelement 110 integral
mit dem oberen Tankelement 110 vorgesehen. Dagegen sind
ein Auslassrohr 121 und Fittingteile 122 im unteren
Tankelement 120 einteilig mit dem unteren Tankelement 120 vorgesehen.
Das Einlassrohr 111, durch welches das Kühlmittel
im Radiatorzirkulationskanal 20 in den oberen Tank 110 des
Radiators 100 strömt,
ist mit dem Radiatorzirkulationskanal 20 verbunden, und
das Auslassrohr 121, durch welches das Kühlmittel
in unteren Tankelement 120 an den Radiatorzirkulationskanal 20 ausgetragen
wird, ist mit dem Radiatorzirkulationskanal 20 verbunden.
Somit strömt
das Kühlmittel im
Radiatorzirkulationskanal 20 in das obere Tankelement 110 vom
Einlassrohr 111, strömt
durch die Rohre 131 der Kernteile 130 und wird
im unteren Tankelement 120 gesammelt. Dann wird das im
unteren Tankelement 120 gesammelte Kühlmittel aus dem Radiator 100 durch
das Auslassrohr 120 ausströmen.
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Als
Nächstes
wird der Hauptteil der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser
Ausführungsform
sind die Rippen 132 und die Kernplatte 134 aus
einem im Wesentlichen wärmeleitfähigen Material
(metallischen Material) wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung
gemacht. Die Rohre 131 und die Seitenplatten 133 sind
aus einem keramischen Material (erstes Isoliermaterial) mit elektrischer
Isolierleistung hergestellt. Beispielsweise sind die Rohre 131 und
die Seitenplatten 133 aus einem ke ramischen Material mit
einem Aluminiumoxid hoher Reinheit als Hauptmaterial gemacht. Jedes
der Rohre 131 und jede der Seitenplatten 133 werden durch
Brennen geformt, nachdem sie vermittels Extrusion (press)geformt
wurden. Lassen sich die Abmessungen der Rohre 131 und der
Seitenplatten 133 nicht genau allein durch Brennen einstellen,
so kann nach dem Brennen, falls notwendig, ein Poliervorgang sich
anschließen.
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Die
Oberfläche
jedes Rohres 131 kann mit einem ersten metallischen Teil 131a um
die Rohrlöcher 134a der
Kernplatte 134 sowie einem zweiten metallischen Teil 131b,
der die Rippen 132 kontaktiert, versehen sein. Die metallischen
Teile 131a, 131b werden geformt, indem eine metallische Schicht
auf die keramische Oberfläche
der Rohre 131 aufgebracht wird. Die metallischen Teile 131a, 131b lassen
sich auf der keramischen Oberfläche durch
ein direktes oder indirektes Metallisierungsverfahren oder ein Schmelzverbindungsverfahren
aufbringen bzw. formen. Weiterhin kann ein Lötmaterial vom Al-Si-Typ auf
den Oberflächen
der metallischen Teile 131a, 131b ausgebildet
werden, um schnell die Rohre 131 mit den Rippen 132 und
den Kernplatten 134 zu binden bzw. zu verbinden. Die metallischen Teile 131a, 131b sind
auf der Außenfläche der
Rohre 131 aus keramischen Material, die voneinander getrennt
werden sollen, vorgesehen. Daher verfügt die Außenfläche des Rohres 131 über nicht
bedeckte Teile (freiliegende Bereiche) ohne die metallischen Teile 131a, 131b zwischen
den metallischen Teilen 131a und 131b. Zusätzlich sind
die metallischen Teile 131b auf der Außenfläche jedes Rohres, die ja voneinander
getrennt sein sollen, vorgesehen, so dass sich nicht bedeckte Teile
zwischen den metallischen Teilen 131b ergeben, und die
metallischen Teile 131a sind auf den Außenflächen der Rohre 131,
die voneinander getrennt werden sollen, vorgesehen.
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Die
Oberfläche
jeder Seitenplatte 133 kann mit ersten metallischen Teilen 133b,
welche die äußerste Rippe 132 kontaktieren,
sowie mit zweiten metallischen Teilen 133a um die Seitenplattenlöcher 134b der
Kernplatten 134 versehen sein. Ähnlich wie die Rohre 131 ist
der metallische Teil 133b auf der Außenfläche der Seitenplatte 133 zu
sehen, um von den zweiten metallischen Teilen 133a getrennt
zu werden. Zusätzlich
wird der zweite metallische Teil 133a, der auf der Außenfläche der
Seitenplatte 133 vorgesehen ist, von dem metallischen Teil 131a getrennt,
der auf der äußeren Fläche jedes
Rohres 131 vorgesehen ist.
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Durch
die metallischen Teile 131a, 131b, 133a und 133b können die
Rohre 131 an die Kernplatten 134 und die Rippen 132 jeweils
gelötet
werden, und die Seitenplatten 133 können an die Kernplatten 134 und
die Rippen 132 jeweils im Kernteil 130 gelötet werden.
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Weiterhin
ist ein Überzugsteil 150 durch
ein Harzmaterial (zweites Isoliermaterial) auf der Außenfläche des
Kernteils 134 wenigstens an dem freiliegenden Teil und
an Stellen um die Lötteile
der Kernplatte 134 herum aufgebracht, wo die Rohre 131 und die
Seitenplatten 133 eingeführt werden, um an die Kernplatte 134 gelötet zu werden.
Hier ist der freiliegende Teil der Teil der Kernplatte 134,
der gegen die Außenseite
von den Seitenplatten 133 und den Rohren 131 frei
liegt. Beispielsweise ist der Überzugsteil 150 mit
Harzüberzug
unter Verwendung eines Silikonmaterials (zweites Isoliermaterial)
versehen. Wie in 3 zu
sehen, ist der Überzugsteil 150 auf
die Außenfläche gegenüber dem
Tankraum des Tankelements 120, 130 aufgebracht.
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In
der Brennstoffzelle 10 wird elektrischer Strom durch die
chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt,
der an beide Elektroden geliefert wird. Wärme, die während der elektrischen Stromerzeugung
erzeugt wird, wird auf das Kühlmittel
(Kühlwasser) übertragen
und strömt
in den Radiator 100 durch die Betätigung der Wasserpumpe 21 durch
den Radiatorzirkulationskanal 20. Das durch den Radiator 100 strömende Kühlmittel
wird gekühlt
und das Kühlmittel
wird in die Brennstoffzelle 10 zirkuliert, so dass die
Temperatur der Brennstoffzelle 10 geregelt wird. Ist die
Menge an erzeugtem elektrischem Strom bzw. elektrischer Leistung
der Brennstoffzelle gering, so strömt das Kühlmittel aus der Brennstoffzelle 10 durch
den Beipasskanal 22 unter Beipass des Radiators 100,
unter Betätigung durch
das Schaltventil 23. Hier wird die Strömungsmenge des durch den Radiator 100 strömenden Kühlmittels
eingestellt, so dass die Temperatur der Brennstoffzelle 10 während des
Betriebs der Brennstoffzelle 10 in einem geeigneten Temperaturbereich geregelt
werden kann. Im Allgemeinen kühlt
der Radiator 100 das Kühlmittel,
damit dieses gleich oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur
(beispielsweise 80°C)
wird.
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Wird
der Betrieb Stromerzeugung der Brennstoffzelle 10 ausgeführt, so
wird eine hohe Spannung an das Kühlmittel
(Kühlwasser)
gelegt. Bei dieser Ausführungsform
werden die Rohre 131 und die Seitenplatten 133 aus
einem Isoliermaterial wie dem keramischen Material gemacht. Weiterhin
werden die metallischen Teile 131b auf den Flächen der
Rohre 131, die mit den Rippen 132 verbunden werden
sollen, von den metallischen Teilen 131a getrennt, die mit
der Kernplatte 134 verbunden sind; und die metallischen
Teile 133b auf den Oberflächen der Seitenteile 133,
die mit den Rippen 132 verbunden werden sollen, werden
von den mit der Kernplatte 134 zu verbindenden metallischen
Teilen 133a getrennt. Zusätzlich ist der Überzugsteil 150 aus
einem isolierenden Material auf der Außenfläche des Kernteils 134 an
den freiliegenden Teilen der Kernplatte 134, freiliegend
gegen eine Außenseite
und den Teilen um die Lötbereiche
(Verbindungsbereiche) der Kernplatten 134 vorgesehen, wo
die Rohre 131 und die Seitenplatten 133 an die
Kernplatten 134 gelötet
sind. Selbst wenn das Hochspannungskühlmittel in den Radiator 100 strömt, lässt sich
das Hochspannungskühlmittel
von der Außenseite
des Radiators 100 isolieren. Es ist somit unnötig, die
elektrische Isolierflüssigkeit
als Kühlmittel
zu verwenden. Somit kann Kühlwasser
als Kühlmittel
im Radiator 100 Verwendung finden.
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Bei
dieser Ausführungsform
lassen sich die Rohre 131 und die Seitenplatten 133 mit
den Rippen 132 aus metallischem Material wie Aluminium
oder Aluminiumlegierung durch Löten
verbinden, wobei die metallischen Teile 131b, 133b Verwendung
finden, die getrennt voneinander auf den Außenflächen der Rohre 131 und
den Seitenplatten 133 vorgesehen sind. Wenn somit der Überzugsteil 150 nicht
an den Stellen um die Lötbereiche
der Kernplatte 134 vorgesehen sind, und selbst wenn ein
Kühlmittel
wie Kühlwasser
Verwendung findet, lässt
sich die Isolierung der Rippen 132 und der Rohre 131 erreichen.
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Da
die in einem breiten Bereich im Radiator 100 enthaltenen
Rippen 132 nicht aus einem isolierenden Material, wobei
sie jedoch isoliert sind, gemacht sein müssen, lässt sich die Wärmeübertragungsleistung
im Radiator 100 verbessern und die Kühlleistung zum Kühlen des
Kühlmittels
im Radiator 100 kann wirksam gesteigert werden.
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Im Übrigen sind
die Seitenplatten 133 aus einem keramischen Material gemacht
und gegen die äußersten
Rippen 132 in Laminierungs- oder Schichtrichtung verbunden, ähnlich wie
die Rohre 131. Der Radiator 100 kann somit verstärkt werden,
während das
Kühlmittel
(Kühlwasser)
im Radiator 100 von der Außenseite des Radiators 100 isoliert
werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird, selbst wenn irgend eines der Rohre 131 oder der Seitenplatten 133 an
die Kernplatte 134 nicht angelötet ist und für einen
Nicht-Verbindungsteil
sorgt, der Nicht-Verbindungsteil durch den Überzugsteil 150 geschlossen.
Somit kann der Überzugsteil 150 auch als
ein Dichtungsmittel zwischen den Rohren 131, den Seitenplatten 133 und
den Kernplatten 134 verwendet werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Obwohl
die Erfindung voll mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen anhand der beiliegenden
Zeichnungen erläutert
wurde, ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen für
den Fachmann auf der Hand liegen.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
beispielsweise, kann die Seitenplatte 133 so ausgebildet
sein, dass sie über
einen ersten Teil aus einem keramischen Material und einen zweiten
Teil aus einem Aluminiummaterial verfügt. Hier ist der erste Teil
ein Teil um einen Lötbereich,
der mit der Kernplatte 134 verlötet ist, und der zweite Teil
oder Bereich ist der andere Bereich oder Teil der Seitenplatte 133,
ausgenommen der erste Teil oder Bereich. In diesem Fall kann der
metallische auf der Seitenplatte 133 vorgesehene Teil 133b der
vorbeschriebenen Ausführungsform
fortgelassen werden.
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Wenn
beispielsweise der Wärmetauscher
in ein Fahrzeug eingebaut wird, während ein äußerer Abschnitt der Kernplatte 134 durch
ein Isolierelement abgedeckt ist, kann die äußere Oberfläche des Wärmetauschers bezüglich des
Kühlmittels
isoliert werden, selbst wenn der Überzugsteil 150 nicht
vorgesehen ist.
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Bei
der vorbeschriebenen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird der Überzugsbereich 150 (Überzugsschicht)
auf der Kernplatte 134 an Stellen um die Bindeteile der
Kernplatte herum als Überzug
aufgebracht, wo die Längsendteile
der Rohre 131 mit der Kernplatte 134 verbunden
werden. Erfindungsgemäß jedoch
kann, weil die metallischen Teile 131b auf den Rohren 131 so
vorgesehen sind, dass sie von den metallischen Teilen 131b auf
den Rohren 131 getrennt werden können, der Überzugsbereich 150 an
den Stellen um die Rohrverbindungsbereiche der Kernplatte 134 fortgelassen
werden. Weiter werden die metallischen Teile 131b auf den Rohren 131,
die mit den Rippen 132 verbunden werden sollen, vom metallischen
Teil 131a auf den Rohren 131, die mit der Kernplatte 134 verbunden
werden sollen, getrennt.
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Die
keramischen (Ober)flächen
der Rohre 131 liegen nach außen frei zwischen den metallischen
Teilen 131b und den metallischen Teilen 131a. Somit
können
die Rippen 132 und die Hauptteile der mit den Rippen 132 verbundenen
Rohre elektrisch isoliert werden.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
wird die vorliegende Erfindung typischerweise auf den Wärmeaustauscher
mit oberen und unteren Tankelementen 110, 120 (Böden) und
den oberen und unteren Kernplatten 134 angewendet. Angewendet
werden kann die Erfindung jedoch auch auf einen Wärmeaustauscher
allein mit einem Seitentank und einer seitlichen Kernplatte. Weiterhin
erstrecken sich bei der oben beschriebenen Ausführungsform die oberen und unteren
Tankelemente 110, 120 sowie die Kernplatten 134 in
etwa horizontal. Die Erfindung lässt
sich jedoch auch auf einen Wärmeaustauscher anwenden,
wo die Tankelemente 110, 120 und die Kernplatten 134 sich
in etwa vertikal erstrecken oder in einer Richtung verlaufen, die
sich mit der horizontalen Richtung kreuzt.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind als im Rahmen der Erfindung liegend, wie
sie insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, anzusehen.