專(zhuān)利名稱(chēng)：整體管道板及其加工方法、加工裝置和加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體管道板，它用于將管道、布線(xiàn)等結(jié)合到一個(gè)裝置內(nèi)的固定單元中，或用于一種集成以便可移動(dòng)的單元中，還涉及整體管道板的加工方法，整體管道板的加工裝置，和整體管道板的加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
整體管道板用作將管道、布線(xiàn)等結(jié)合到一個(gè)裝置中的固定單元或可移動(dòng)集成單元的子系統(tǒng)，該整體管道板主要負(fù)責(zé)控制在上述單元中使用的流體的供送、排放等。
上述單元由不同的儀器、部件、管道、布線(xiàn)等組成。大的和小的管線(xiàn)復(fù)雜地布置在各處，以便具有不同性能、溫度和壓力的液體或氣體連續(xù)地在這些儀器等之間流動(dòng)。還設(shè)置有用于控制這些裝置的傳感器和控制儀器，還為這些傳感器和儀器布置了許多必要的互相連線(xiàn)。特別是需要使設(shè)備包括重量減少的小型化，因而在窄小的空間內(nèi)努力高度密集地布置許多儀器、部件、管道等。整體管道板用作構(gòu)建將管道、布線(xiàn)等結(jié)合到一個(gè)裝置的固定單元，或可移動(dòng)的集成單元的裝置。
圖50A和50B示出傳統(tǒng)的整體管道板的構(gòu)形圖的實(shí)例。
如圖50A和50B所示，傳統(tǒng)的整體管道板由具有其中加工的槽531和連通孔534的板521，524組成，通過(guò)鑄造形成復(fù)雜的通道例如槽531。槽531可由其它方法形成，這包括用端銑刀、銑床、或鉆床切削。在與板524接觸的板521的表面上，槽531形成連接布置在板524上的儀器525和部件525a的通道，該槽531具有適合對(duì)應(yīng)流體速度的預(yù)定截面面積，并具有對(duì)應(yīng)連通孔534的位置的適當(dāng)?shù)姆较蚝烷L(zhǎng)度。這樣，儀器525和部件525a通過(guò)連通孔534聯(lián)系。槽531和連通孔534具有供流體或氣體流過(guò)的管道功能。
通過(guò)上述方法加工的板521和板524通過(guò)粘合劑接合，以便密封槽531。具體地，板521和524的接合表面用粘合劑涂敷，然后螺栓526通過(guò)板524的螺栓孔527擰進(jìn)板521的有內(nèi)螺紋的孔528內(nèi)。在板521和524結(jié)合在一起的方向上在其上施加壓力。而且，將板加熱以便粘合，從而將槽531密封。
布置在板524上的儀器525和部件525a借助密封材料通過(guò)將螺栓(未示出)擰進(jìn)板524的內(nèi)有螺紋的孔529內(nèi)安裝。這些儀器525和部件525a控制流體通過(guò)連通孔534流入槽531內(nèi)。用于供送和排放流體的管連接件522安裝在板521上，以便通過(guò)槽531和連通孔534供給儀器525和部件525a流體并使流體由此排出。
這種整體管道板例如在公開(kāi)號(hào)為1974-13651的日本專(zhuān)利中公開(kāi)。
對(duì)于上述傳統(tǒng)的整體管道板，構(gòu)成整體管道板的板通過(guò)簡(jiǎn)單的模制鑄造成形，或通過(guò)切割成形。這樣，帶來(lái)超重的部分保留，這帶來(lái)整體管道板重量降低和小型化的問(wèn)題。為了使槽具有流體通道的功能，需要執(zhí)行對(duì)槽部分進(jìn)行表面處理的步驟，但這不是適合批量生產(chǎn)的方法。
而且，粘合劑用于使板接合。這導(dǎo)致低的工作效率，而且不太適合批量生產(chǎn)。用于固定板的螺栓阻止了整體管道板的小型化。
板過(guò)度的壁厚在具有管道功能的槽周?chē)霈F(xiàn)。這樣，即使當(dāng)流經(jīng)槽的流體借助板冷卻時(shí)，很難提高冷卻效率。
除了上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的整體管道板，例如構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的一部分。如在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的情況下，整體管道板的技術(shù)要求是批量生產(chǎn)和低成本。而且，要求包括重量降低的小型化和良好的控制響應(yīng)。市場(chǎng)需要系統(tǒng)具有迅速的批量生產(chǎn)和成本降低。在實(shí)現(xiàn)與未來(lái)的需求例如實(shí)際的批量生產(chǎn)和成本降低相聯(lián)系的要求中存在相當(dāng)多的問(wèn)題。
這樣，考慮到上述情況，本發(fā)明具有提供用于裝置例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的整體管道板的目的，通過(guò)在板中采用復(fù)雜的管道和一些部件和布線(xiàn)，該整體管道板的裝配是便利的，且裝配安全，允許裝置小型化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種整體管道板的加工方法、加工裝置和加工設(shè)備，能改善板接合部分的可靠性和抗壓能力，提高工作效率，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的小型化。
本發(fā)明還提供一種整體管道板及其加工方法，能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和成本降低，并實(shí)現(xiàn)包括重量降低的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述問(wèn)題的第一方面是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且在每個(gè)槽的表面上形成防蝕層(見(jiàn)權(quán)利要求14)。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的整體管道板，在整體管道板中存在對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)管道的通道，整個(gè)裝置、例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可容易地模塊化、小型化。而且，它足以將各組成儀器和部件組裝到預(yù)定位置，并且不需要在窄的空間內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的管道鋪設(shè)操作。這樣，組裝工作容易、且工作效率提高。而且?guī)缀醪淮嬖诮涌p，從而降低了流體泄漏的危險(xiǎn)。而且由于在槽的表面上形成了防蝕層，防蝕層避免了流經(jīng)槽的流體造成的腐蝕，這樣，整體管道板的壽命延長(zhǎng)。
本發(fā)明第二方面的整體管道板涉及本發(fā)明第一方面的整體管道板，其中在每個(gè)板的接合表面上還形成了防蝕層(見(jiàn)權(quán)利要求15)。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的整體管道板，在板的接合表面上還形成了防蝕層。這樣，防蝕層避免了用于接合所述板的粘合劑中的成分造成的腐蝕，這樣，整體管道板的壽命延長(zhǎng)。
本發(fā)明第三方面的整體管道板涉及本發(fā)明的第一或第二方面的整體管道板，其中通過(guò)涂敷或內(nèi)襯碳氟樹(shù)脂形成防蝕層(見(jiàn)權(quán)利要求16)。
本發(fā)明第四方面的整體管道板涉及本發(fā)明的第一或第二方面的整體管道板，其中防蝕層通過(guò)覆蓋氧化鋁薄膜形成(見(jiàn)權(quán)利要求17)。
在本發(fā)明第三或第四方面的整體管道板中，通過(guò)涂敷或內(nèi)襯碳氟樹(shù)脂或者通過(guò)覆蓋氧化鋁薄膜形成了防蝕層。這樣，防蝕層避免了流經(jīng)槽的流體或者粘合劑中的成分造成的腐蝕，這樣，整體管道板的壽命延長(zhǎng)。
本發(fā)明第五方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，每個(gè)板在圍繞每個(gè)槽周邊的焊接線(xiàn)處被焊接，并且所有流經(jīng)槽的流體在焊接線(xiàn)處被密封住(見(jiàn)權(quán)利要求18)。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的整體管道板，板在圍繞槽周邊的焊接線(xiàn)處被焊接，且流經(jīng)槽的流體在焊接線(xiàn)處被密封住。這樣，可以可靠地實(shí)施對(duì)流體的密封。
本發(fā)明第六方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中設(shè)置多個(gè)整體管道板，該多個(gè)整體管道板一體固定，且該多個(gè)整體管道板的背表面疊加，以構(gòu)成三維模塊(見(jiàn)權(quán)利要求19)。
根據(jù)本發(fā)明第六方面的整體管道板，該多個(gè)整體管道板一體固定，且該多個(gè)整體管道板的背表面疊加，以構(gòu)成三維模塊。這樣，實(shí)現(xiàn)裝置進(jìn)一步小型化，流體的通道和控制系統(tǒng)可縮短，響應(yīng)迅速，且便于控制。
本發(fā)明第七方面的整體管道板涉及本發(fā)明第六方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊(見(jiàn)權(quán)利要求20)。
根據(jù)本發(fā)明第七方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊。這樣，諸如控制儀器的低溫儀器可靠近設(shè)置在其中一個(gè)整體管道板上的高溫儀器而布置在另一整體管道板上。
本發(fā)明第八方面的整體管道板涉及本發(fā)明第六方面的整體管道板，其中分隔件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊(見(jiàn)權(quán)利要求21)。
根據(jù)本發(fā)明第八方面的整體管道板，分隔件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊。由于其上設(shè)有高溫儀器的高溫側(cè)整體管道板，與其上設(shè)有低溫儀器的低溫側(cè)整體管道板通過(guò)分隔件分隔，這避免了相互熱影響。
本發(fā)明第九方面的整體管道板涉及本發(fā)明第八方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于分隔件和多個(gè)整體管道板的一個(gè)或全部背表面之間(見(jiàn)權(quán)利要求22)。
根據(jù)本發(fā)明第九方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面和分隔件之間。這樣，進(jìn)一步增強(qiáng)了熱絕緣效果。
本發(fā)明第十方面的整體管道板涉及本發(fā)明第六方面的整體管道板，其中構(gòu)成裝置的儀器和部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者儀器置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間(見(jiàn)權(quán)利要求23)。
根據(jù)本發(fā)明第十方面的整體管道板，構(gòu)成裝置的儀器和部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者儀器置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間。這樣，有效利用了整體管道板之間的間隙，裝置可進(jìn)一步小型化。而且，組成的儀器和/或部件將整體管道板分隔開(kāi)，并期望帶來(lái)熱絕緣效果。
本發(fā)明第十一方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面與該儀器和部件之間、或者該背表面與該儀器之間、或者該背表面與該部件之間，該儀器和部件、或者儀器、或者部件置于所述背表面之間。該多個(gè)整體管道板的背表面之間的儀器和部件、或者儀器、或者部件之間(見(jiàn)權(quán)利要求24)。
根據(jù)本發(fā)明第十一方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面與該多個(gè)整體管道板的背表面之間的儀器和部件、或者儀器、或者部件之間。這樣，熱絕緣效果變的顯著。
本發(fā)明第十二方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中設(shè)置多個(gè)整體管道板，且該多個(gè)整體管道板布置在同一支持物上，且相互之間保持熱絕緣間隔(見(jiàn)權(quán)利要求25)。
根據(jù)本發(fā)明第十二方面的整體管道板，該多個(gè)整體管道板布置在同一支持物上，且相互之間保持熱絕緣間隔。這樣，忽略(避免)了這些整體管道板相互之間的熱影響。
本發(fā)明第十三方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十二方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板與支持物之間(見(jiàn)權(quán)利要求26)。
根據(jù)本發(fā)明第十三方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板與支持物之間。這樣，進(jìn)一步改進(jìn)熱絕緣效果。
本發(fā)明第十四方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且熱切斷槽設(shè)置在高溫區(qū)域與低溫區(qū)域之間，在該高溫區(qū)域設(shè)有高溫儀器和部件，或者設(shè)有高溫儀器，或者設(shè)有高溫部件，在該低溫區(qū)域設(shè)有低溫儀器和部件，或者設(shè)有低溫儀器，或者設(shè)有低溫部件(見(jiàn)權(quán)利要求27)。
根據(jù)本發(fā)明第十四方面的整體管道板，熱切斷槽設(shè)置在高溫區(qū)域與低溫區(qū)域之間，在該高溫區(qū)域設(shè)有高溫儀器和部件，或者設(shè)有高溫儀器，或者設(shè)有高溫部件，在該低溫區(qū)域設(shè)有低溫儀器和部件，或者設(shè)有低溫儀器，或者設(shè)有低溫部件。這樣，來(lái)自高溫區(qū)域的熱量被切斷，因此不能對(duì)低溫區(qū)域施加熱影響。
本發(fā)明第十五方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十四方面的整體管道板，其中熱絕緣體裝填進(jìn)熱切斷槽內(nèi)(見(jiàn)權(quán)利要求28)。
根據(jù)本發(fā)明第十五方面的整體管道板，熱絕緣體裝填進(jìn)熱切斷槽內(nèi)。這樣，可進(jìn)一步增強(qiáng)高溫區(qū)域與低溫區(qū)域之間的熱切斷效果。
本發(fā)明第十六方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十四方面的整體管道板，其中致冷劑流經(jīng)熱切斷槽(見(jiàn)權(quán)利要求29)。
根據(jù)本發(fā)明第十六方面的整體管道板，致冷劑流經(jīng)熱切斷槽。這樣，可進(jìn)一步增強(qiáng)高溫區(qū)域與低溫區(qū)域之間的熱切斷效果。
本發(fā)明第十七方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且構(gòu)成裝置的儀器或部件、控制儀器、或電線(xiàn)被結(jié)合到其中一個(gè)或全部板上(見(jiàn)權(quán)利要求30)。
根據(jù)本發(fā)明第十七方面的整體管道板，構(gòu)成裝置的儀器或部件、控制儀器、或電線(xiàn)被結(jié)合到其中一個(gè)或全部板上。這樣，整個(gè)裝置例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可進(jìn)一步小型化。
本發(fā)明第十八方面的整體管道板是包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，防蝕管道裝納在一些或全部槽內(nèi)，且腐蝕性流體流經(jīng)防蝕管道(見(jiàn)權(quán)利要求31)。
根據(jù)本發(fā)明第十八方面的整體管道板，防蝕管道裝納在一些或全部槽內(nèi)，且腐蝕性流體流經(jīng)防蝕管道。這樣，即使槽(通道)是眾多的和復(fù)雜的，也能容易地確保對(duì)腐蝕性流體的腐蝕防護(hù)，且不需要先進(jìn)的加工技術(shù)。而且，有可能選擇和使用適合腐蝕性流體性能的防蝕管道材料，這樣，防腐性能的可靠性增加。而且，防腐處理(利用防蝕管道形成通道)可局限于腐蝕性流體的通道。這樣，加工工時(shí)降低，且整體管道板可以低價(jià)提供。除此之外，當(dāng)防腐性能由于長(zhǎng)期變化而下降時(shí)，通過(guò)更換裝在整體管道板中的防蝕管道，而不是更換整體管道板，可簡(jiǎn)單地確保防腐性能。這樣，保養(yǎng)成本降低。
本發(fā)明第十九方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十八方面的整體管道板，其中柔性材料用作防蝕管道的材料(見(jiàn)權(quán)利要求32)。
根據(jù)本發(fā)明第十九方面的整體管道板，柔性材料用作防蝕管道的材料。這樣，在整體管道板整體化后，防蝕管道可插入槽內(nèi)，或者可更換防蝕管道。因此，可操作性增強(qiáng)。
本發(fā)明第二十方面的整體管道板涉及本發(fā)明第十八或十九方面的整體管道板，其中利用具有通孔的第一連接件和第二連接件將防蝕管道的每個(gè)端部接合，該第一部件通孔的內(nèi)周表面中形成圓錐表面，該第二連接件的外周表面中形成圓錐表面，以這種方式，端部的外徑側(cè)由第一連接件的圓錐表面支承，且端部的內(nèi)徑側(cè)由第二連接件的圓錐表面支承(見(jiàn)權(quán)利要求33)。
根據(jù)本發(fā)明第二十方面的整體管道板，防蝕管道的接合操作很容易實(shí)施，且可靠地防止流體的泄漏。
本發(fā)明第二十一方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十方面的整體管道板，其中第一連接件與板整體成形(見(jiàn)權(quán)利要求34)。
本發(fā)明第二十二方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十方面的整體管道板，其中第二連接件與所述儀器和部件，或者所述儀器，或者所述部件整體成形(見(jiàn)權(quán)利要求35)。
本發(fā)明第二十三方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十方面的整體管道板，其中第一連接件與板整體成形，且第二連接件與所述儀器和部件，或者所述儀器，或者所述部件整體成形(見(jiàn)權(quán)利要求36)。
根據(jù)本發(fā)明第二十一方面、第二十二方面、第二十三方面的整體管道板，第一連接件與板整體成形；或者，第二連接件與儀器和部件，或儀器，或部件整體成形；或者，第一連接件與板整體成形，且第二連接件與所述儀器和部件，或者所述儀器，或者所述部件整體成形。這樣，部件的數(shù)量減少，且接合操作便利。
本發(fā)明第二十四方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十方面的整體管道板，其中第一連接件分成多個(gè)部分(見(jiàn)權(quán)利要求37)。
本發(fā)明第二十五方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十二方面的整體管道板，其中第一連接件分成多個(gè)部分(見(jiàn)權(quán)利要求38)。
根據(jù)本發(fā)明第二十四方面或第二十五方面的整體管道板，第一連接件分成多個(gè)部分。這樣，接合操作的效率提高，特別是如果使用高剛性材料的防蝕管道，或者如果管道路徑復(fù)雜的話(huà)。
本發(fā)明第二十六方面的整體管道板是包括三個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)置一個(gè)整體管道板，或者設(shè)置多個(gè)整體管道板(見(jiàn)權(quán)利要求39)。
根據(jù)本發(fā)明第二十六方面的整體管道板，即使當(dāng)對(duì)應(yīng)許多儀器和部件設(shè)置許多槽時(shí)，槽的布局得以簡(jiǎn)化，且儀器和部件可緊湊布置。
本發(fā)明第二十七方面的整體管道板涉及本發(fā)明第二十六方面的整體管道板，其中在各板的接合表面內(nèi)形成的多級(jí)的槽分配到高溫區(qū)域和低溫區(qū)域(見(jiàn)權(quán)利要求40)。
根據(jù)本發(fā)明第二十七方面的整體管道板，多級(jí)的槽分配到高溫區(qū)域和低溫區(qū)域。結(jié)果，可消除相互的熱影響。
本發(fā)明第二十八方面的整體管道板是用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的整體管道板，該整體管道板包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)置一個(gè)整體管道板，或者設(shè)置多個(gè)整體管道板(見(jiàn)權(quán)利要求3)。
根據(jù)本發(fā)明第二十八方面所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的整體管道板，可實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的小型化。
在后面涉及的實(shí)施例1中主要描述了本發(fā)明第一至二十八方面的實(shí)施例。
本發(fā)明第二十九方面的整體管道板加工方法是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工方法，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置儀器，或者布置部件，并且利用在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔，連接該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件，還包括圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍焊接所述板的接合表面，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求1)。
本發(fā)明第三十方面的整體管道板加工方法涉及本發(fā)明第二十九方面的整體管道板的加工方法，還包括以下步驟在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽，以便沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；及連續(xù)地對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求4)。
本發(fā)明第三十一方面的整體管道板加工裝置是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工裝置，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，以及該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括焊接槽加工裝置，用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽，以便使之沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置在利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工后，將用作焊接槽的槽焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求5)。
根據(jù)本發(fā)明第二十九方面、三十方面和三十一方面的整體管道板加工方法和加工裝置，板的接合表面圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍焊接，從而使板接合。這樣，與通過(guò)粘合劑使板接合相比，該類(lèi)型的焊接增加了板接合部分的耐久性，并構(gòu)成了牢固的焊接結(jié)構(gòu)，這樣增加了耐壓性。而且，板的聯(lián)接螺栓變得沒(méi)有必要，因此，整個(gè)整體管道板進(jìn)一步小型化。而且，該加工方法便于接合程序的在生產(chǎn)線(xiàn)操作，這樣提高了工作效率，有助于降低成本。
本發(fā)明第三十二方面的整體管道板加工設(shè)備是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，以及該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括板供送裝置，該板供送裝置用于供送板，該板上預(yù)先形成流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經(jīng)由板供送裝置提供，該焊接槽沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工后，將用作焊接槽的槽焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求6)。
本發(fā)明第三十三方面的整體管道板加工設(shè)備是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，以及該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括用于供送板的板供送裝置；加工裝置，該加工裝置用于在由板供送裝置供送的板內(nèi)形成流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經(jīng)由加工裝置加工，該焊接槽沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工后，將用作焊接槽的槽焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求7)。
根據(jù)本發(fā)明第三十二方面、第三十三方面的整體管道板加工設(shè)備，設(shè)置有板供送裝置、焊接槽加工裝置和焊接裝置，或者，設(shè)置有板供送裝置、流體通道槽和連通孔加工裝置、焊接槽加工裝置和焊接裝置。這樣，可容易地實(shí)施構(gòu)成整體管道板的板的連貫加工，這樣，提高了工作效率，并有助于進(jìn)一步降低成本。
本發(fā)明第三十四方面的整體管道板加工方法涉及本發(fā)明第二十九方面的整體管道板的加工方法，還包括通過(guò)摩擦攪動(dòng)焊接，圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求2)。
本發(fā)明第三十五方面的整體管道板加工裝置是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工裝置，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，以及該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合(見(jiàn)權(quán)利要求8)。
根據(jù)本發(fā)明第三十四方面和三十五方面的整體管道板加工方法和加工裝置，使板的接合表面圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍焊接，從而使板接合。這樣，與通過(guò)粘合劑使板接合相比，該類(lèi)型的焊接增加了板接合部分的耐久性，并構(gòu)成了牢固的焊接結(jié)構(gòu)，這樣增加了耐壓性。而且，板的聯(lián)接螺栓變得沒(méi)有必要，因此，整個(gè)整體管道板進(jìn)一步小型化。而且，該加工方法便于接合程序的生產(chǎn)線(xiàn)操作，這樣提高了工作效率，有助于降低成本。而且，采用摩擦攪動(dòng)焊接避免需要對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工，這導(dǎo)致成本進(jìn)一步降低。
本發(fā)明第三十六方面的整體管道板加工設(shè)備是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，和該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括板供送裝置，該板供送裝置用于供送板，該板上預(yù)先形成的流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；和摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合，該板已經(jīng)由板供送裝置供送(見(jiàn)權(quán)利要求9)。
本發(fā)明第三十七方面的整體管道板加工設(shè)備是包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，和該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括用于供送板的板供送裝置；加工裝置，該加工裝置用于在由板供送裝置供送的板內(nèi)形成流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；和摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合，該板已經(jīng)由加工裝置加工(見(jiàn)權(quán)利要求10)。
根據(jù)本發(fā)明第三十六方面和第三十七方面的整體管道板加工設(shè)備，可容易地實(shí)施構(gòu)成整體管道板的板的連貫加工，這樣，提高了工作效率，并有助于進(jìn)一步降低成本。而且，采用摩擦攪動(dòng)焊接避免需要對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工，這導(dǎo)致成本進(jìn)一步降低。
本發(fā)明第三十八方面的整體管道板加工方法涉及本發(fā)明第二十九方面、三十方面或三十四方面的整體管道板的加工方法，還包括實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段(見(jiàn)權(quán)利要求11)。
本發(fā)明第三十九方面的整體管道板加工裝置是本發(fā)明三十一方面或三十五方面的整體管道板的加工裝置，還包括用于實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置(見(jiàn)權(quán)利要求12)。
本發(fā)明第四十方面的整體管道板加工設(shè)備是本發(fā)明第三十二方面、第三十三方面，第三十六方面或第三十七方面的整體管道板的加工設(shè)備，還包括用于實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置(見(jiàn)權(quán)利要求13)。
根據(jù)本發(fā)明第三十八方面、第三十九方面和第四十方面的整體管道板加工方法、加工裝置和加工設(shè)備，通過(guò)依靠數(shù)字控制的跟蹤控制，可容易地實(shí)施構(gòu)成整體管道板的板的連貫加工。
在下面提出的實(shí)施例中，即實(shí)施例2中，將要描述本發(fā)明第二十九至四十方面的實(shí)施例。
本發(fā)明第四十一方面的整體管道板是一種整體管道板，它包括具有通過(guò)壓制加工在其上形成的槽的第一板，該槽用作流體通道；和第二板，該第二板上具有儀器和部件，或儀器，或部件，并且其中形成連通孔，該連通孔與儀器和部件，或儀器，或部件連通，并且其中第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件(見(jiàn)權(quán)利要求41)。
本發(fā)明第四十二方面的整體管道板是一種整體管道板，它包括具有通過(guò)精密鑄造在其上形成的槽的第一板，該槽用作流體通道；和第二板，該第二板上具有儀器和部件，或儀器，或部件，并且其中形成連通孔，該連通孔與儀器和部件，或儀器，或部件連通，并且其中第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件(見(jiàn)權(quán)利要求42)。
根據(jù)本發(fā)明第四十一方面或四十二方面的整體管道板，整體管道板可由板構(gòu)成，該板具有通過(guò)壓制加工或精密鑄造形成的薄壁，因此，整體管道板的顯著的重量降低成為可能。
詳細(xì)地說(shuō)，具有流體通道槽的板通過(guò)壓制加工或精密鑄造成形，因此，與傳統(tǒng)的整體管道板相比，板的壁厚降低，且實(shí)現(xiàn)顯著的重量降低。這樣，可實(shí)現(xiàn)包括重量降低的整體管道板的小型化。而且，壓制加工或精密鑄造適合于批量生產(chǎn)，且與傳統(tǒng)的整體管道板相比，加工步驟可簡(jiǎn)化，從而有助于顯著降低成本。因此，整體管道板加工的工作效率提高，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和成本降低。
本發(fā)明第四十三方面的整體管道板的加工方法包括如下步驟在第一板中通過(guò)壓制加工形成槽，該槽用作流體通道；在第二板上安裝儀器和部件，或儀器，或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件，或儀器，或部件連通；并且通過(guò)焊接將已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件(見(jiàn)權(quán)利要求43)。
本發(fā)明第四十四方面的整體管道板的加工方法包括如下步驟在第一板中通過(guò)精密鑄造形成槽，該槽用作流體通道；
在第二板上安裝儀器和部件，或儀器，或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件，或儀器，或部件連通；并且通過(guò)焊接將已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件(見(jiàn)權(quán)利要求44)。
根據(jù)本發(fā)明第四十三方面或第四十四方面的加工方法，利用壓制加工或精密鑄造作為板本身的槽的加工方法可產(chǎn)生能夠顯著降低板重量的步驟。結(jié)果，整體管道板包括重量降低的小型化成為可能。
而且，使板接合的方法采用焊接而不是采用粘合劑。這樣，整體管道板的板的聯(lián)接螺栓沒(méi)有必要，整個(gè)整體管道板小型化。而且，如同使用粘合劑一樣，多余步驟、例如在接合期間進(jìn)行加熱和加壓也沒(méi)有必要。這樣，與傳統(tǒng)的整體管道板的加工方法相比，加工步驟可簡(jiǎn)化，從而有助于顯著降低成本。壓制加工、精密鑄造和焊接適合于批量生產(chǎn)，這樣提高了整體管道板的加工工作效率，并可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和成本降低。而且，采用焊接接合。因此，不必?fù)?dān)心由于粘合劑老化帶來(lái)的泄漏，耐久性增加，且可抗高溫和高壓。
本發(fā)明第四十五方面的整體管道板的加工方法涉及本發(fā)明第四十三方面或第四十四方面的加工方法，還包括通過(guò)摩擦攪動(dòng)焊接將第一板與第二板接合起來(lái)(見(jiàn)權(quán)利要求45)。
根據(jù)本發(fā)明第四十五方面的整體管道板的加工方法，利用壓制加工或精密鑄造作為板本身的槽的加工方法可產(chǎn)生能夠顯著降低板重量的步驟。結(jié)果，整體管道板包括重量降低的小型化成為可能。
而且，使板接合的方法采用摩擦攪動(dòng)焊接而不是采用粘合劑。這樣，整體管道板的板的聯(lián)接螺栓沒(méi)有必要，而且，用作焊接槽的槽也沒(méi)有必要，因此，整個(gè)整體管道板小型化。而且，如同使用粘合劑一樣，多余步驟、例如在接合期間進(jìn)行加熱和加壓也沒(méi)有必要。不需要諸如其它焊接方法的焊接槽加工裝置。這樣，與傳統(tǒng)的整體管道板的加工方法相比，加工步驟可簡(jiǎn)化，從而有助于成本顯著降低。壓制加工、精密鑄造和摩擦攪動(dòng)焊接適合于批量生產(chǎn)，這樣提高了整體管道板的加工工作效率，并可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和成本降低。而且，采用焊接接合。因此，不必?fù)?dān)心由于粘合劑老化帶來(lái)的泄漏，耐久性增加，且可抗高溫和高壓。
本發(fā)明第四十六方面的整體管道板涉及本發(fā)明第四十一方面或第四十二方面的整體管道板，其中具有在其中加工的槽的多個(gè)第一板固定成互相面對(duì)，該槽用作流體通道，且相互接觸的板的周邊密封，以構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)(見(jiàn)權(quán)利要求46)。
根據(jù)本發(fā)明的第四十六方面的整體管道板，板接合成三維結(jié)構(gòu)，以便其表面?zhèn)扰c背面?zhèn)刃纬烧w。儀器和部件布置在整體管道板的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)壬稀＿@樣，包括復(fù)雜線(xiàn)路的系統(tǒng)緊湊構(gòu)建，可實(shí)現(xiàn)包括重量降低的整體管道板的小型化，并可獲得滿(mǎn)意的響應(yīng)。
本發(fā)明第四十七方面的整體管道板涉及本發(fā)明第四十六方面的整體管道板，其中具有在其中加工的槽的多個(gè)第一板相互接觸以便相互面對(duì)，因此形成一個(gè)空間部分，該槽用作流體通道，且該空間部分用作致冷劑的流動(dòng)通道(見(jiàn)權(quán)利要求47)。
根據(jù)本發(fā)明的第四十七方面的整體管道板，暴露在高溫下的部分可適當(dāng)?shù)乇焕鋮s，包括復(fù)雜線(xiàn)路的系統(tǒng)可緊湊構(gòu)建，并可實(shí)現(xiàn)包括重量降低的整體管道板的小型化。
特別是在本發(fā)明中，使用經(jīng)過(guò)壓制加工和精密鑄造的板。這樣，板本身不具有用作熱存儲(chǔ)部分的多余體積，可保證供致冷劑使用的大的表面積。因此，可高效地冷卻高溫流體。由于這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，用于冷卻的多余空間沒(méi)有必要，并可緊湊地構(gòu)建包括復(fù)雜線(xiàn)路的系統(tǒng)。
在下面指出的實(shí)施例中，即實(shí)施例3中，將要描述本發(fā)明第四十一至四十七方面的實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2B是沿圖2A的線(xiàn)E-E截取的剖面圖。
圖3是具有在其表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)壬喜贾玫膬x器的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖4A是經(jīng)過(guò)表面處理的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖4B是沿圖4A的線(xiàn)F-F截取的剖面圖。
圖5是具有焊接結(jié)構(gòu)的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖6是沿圖5的線(xiàn)A-A截取的剖面圖。
圖7是三維模塊的構(gòu)造圖。
圖8是由四個(gè)整體管道板組成的三維模塊的構(gòu)造圖。
圖9是由五個(gè)整體管道板組成的三維模塊的構(gòu)造圖。
圖10是具有熱絕緣層的熱絕緣三維模塊的構(gòu)造圖。
圖11是在高溫側(cè)具有整體管道板和在低溫側(cè)具有相互分離的整體管道板的熱絕緣三維模塊的構(gòu)造圖。
圖12是由三個(gè)整體管道板組成的熱絕緣三維模塊的構(gòu)造圖。
圖13是具有置于整體管道板之間的儀器的三維模塊的構(gòu)造圖。
圖14是具有在同一支持物上的分離的高溫部分和低溫部分的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖15是布置在同一支持物上的四個(gè)整體管道板的構(gòu)造圖。
圖16是具有熱切斷槽的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖17是沿圖16的線(xiàn)B-B截取的剖面圖。
圖18是采用控制儀器的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖19是沿圖18的線(xiàn)C-C截取的剖面圖。
圖20是沿圖18的線(xiàn)D-D截取的剖面圖。
圖21是示出具有許多槽的整體管道板的一個(gè)實(shí)例的平面圖。
圖22是設(shè)有防蝕管道的整體管道板的構(gòu)造圖。
圖23A是圖22中G部分的放大的平面圖。
圖23B是沿圖23A的線(xiàn)H-H截取的剖面圖。
圖24A是圖22中I部分的放大的平面圖。
圖24B是沿圖24A的線(xiàn)J-J截取的剖面圖。
圖25是上述整體管道板的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖26是沿圖25的線(xiàn)K-K截取的放大的剖面圖。
圖27是由高剛性材料制成的防蝕管道的說(shuō)明圖。
圖28是在防蝕管道的一個(gè)端部接合的另一個(gè)實(shí)例的剖面圖。
圖29是在防蝕管道的一個(gè)端部接合的另一個(gè)實(shí)例的剖面圖。
圖30是三維整體管道板的構(gòu)造圖。
圖31是沿圖30的線(xiàn)M-M截取的剖面圖。
圖32是沿圖30的線(xiàn)N-N截取的剖面圖。
圖33是另一個(gè)三維整體管道板的構(gòu)造圖。
圖34是沿圖33的線(xiàn)O-O截取的剖面圖。
圖35是沿圖33的線(xiàn)P-P截取的剖面圖。
圖36是圖30中所示儀器和部件通過(guò)在一個(gè)平面內(nèi)形成的槽連接的說(shuō)明圖。
圖37是圖33中所示儀器和部件通過(guò)在一個(gè)平面內(nèi)形成的槽連接的說(shuō)明圖。
圖38是利用三維整體管道板分開(kāi)的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的構(gòu)造圖。
圖39是利用三維整體管道板分開(kāi)的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的另一個(gè)構(gòu)造圖。
圖40A是利用剖視圖(沿圖40B的線(xiàn)C1-C1截取的剖視圖)示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的加工方法。
圖40B是在圖40A的D1方向上的視圖(平面圖)。
圖40C是沿圖40B的線(xiàn)E1-E1截取的剖視圖。
圖41A是在焊接槽的槽中實(shí)施焊接以便圍繞每個(gè)槽的整個(gè)周邊焊接的說(shuō)明圖。
圖41B是在焊接槽的相鄰的槽之間均分的焊接線(xiàn)的說(shuō)明圖。
圖41C是沿圖41B的線(xiàn)N1-N1截取的剖視圖。
圖42A利用剖視圖(沿圖42B的線(xiàn)F1-F1截取的剖視圖)示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的另一種加工方法。
圖42B是在圖42A的G1方向上的視圖(平面圖)。
圖42C是沿圖42B的線(xiàn)H1-H1截取的剖視圖。
圖43A是實(shí)施圖40A，40B和40C所示的加工方法的整體管道板的加工生產(chǎn)線(xiàn)的狀態(tài)圖(平面圖)。
圖43B是在圖43A的J1方向上的視圖(側(cè)視圖)。
圖44A實(shí)施圖42A，42B和42C所示的加工方法的整體管道板的加工生產(chǎn)線(xiàn)的狀態(tài)圖(平面圖)。
圖44B是在圖44A的M1方向上的視圖(側(cè)視圖)。
圖45A是示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板的一個(gè)實(shí)施例的板的平面圖。
圖45B是沿圖45A的線(xiàn)A1-A1截取的剖面圖。
圖45C是沿圖45A的線(xiàn)A1-A1截取的剖面圖。
圖46A是示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板的一個(gè)實(shí)施例的接合方法的整體管道板的平面圖。
圖46B是沿圖46A的線(xiàn)B1-B1截取的剖面圖。
圖46C沿圖46A的線(xiàn)C2-C2截取的剖面圖。
圖47A是示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的側(cè)視圖。
圖47B是沿圖47A的線(xiàn)D2-D2截取的剖面圖。
圖47C是沿圖47A的線(xiàn)D2-D2截取的剖面圖。
圖47D是沿圖47A的線(xiàn)E2-E2截取的視圖。
圖48A是示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板為三維結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的側(cè)視圖。
圖48B是圖48A中F2部分的放大的視圖。
圖49是一般燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
圖50(A)和圖50(B)是傳統(tǒng)的整體管道板的構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
根據(jù)圖1來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體管道板的構(gòu)造細(xì)節(jié)，其采用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)作為一個(gè)實(shí)例。
如圖1所示，整體管道板1包括通過(guò)適當(dāng)?shù)恼澈蟿?接合的板2和板3。通過(guò)利用與板2，3一體的柱螺栓6和螺母7固定燃料電池發(fā)電系統(tǒng)(圖1中的點(diǎn)劃線(xiàn)示出)的組成儀器和部件，來(lái)構(gòu)成整體管道板1，該儀器和部件布置在板3的表面(圖1中的上表面)3a上，并包括組成儀器5。
在與板3接合的板2的接合表面(圖1中的上表面)中，形成槽8，該槽8具有適合對(duì)應(yīng)流體速度的預(yù)定的截面積，并具有適合組成儀器和部件管道口的位置的適當(dāng)長(zhǎng)度和方向，該儀器和部件例如是布置在板3的表面3a上的儀器5。槽8具有供燃料電池發(fā)電系統(tǒng)流所必須的液體或氣體通過(guò)的管道功能。這樣，槽8的截面積由流動(dòng)流體的性能、流動(dòng)速度和壓力損失確定，而槽8的長(zhǎng)度和方向由布置在板3上的包括儀器5的各組成儀器和部件的布置確定。
在圖1中，槽8設(shè)置在板2中，但槽8可設(shè)置在板3內(nèi)。即，槽8可設(shè)置在與板2接合的板3的接合表面(圖1中的下表面)3b內(nèi)。盡管下面將描述一個(gè)具體的例子(見(jiàn)圖3)，但燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的組成儀器和部件可布置在板2的表面(圖1中的下表面)2b上，也可布置在板3的表面3a上。即，組成儀器和部件可布置在板2的表面2b和板3的表面3a中的一個(gè)或兩者之上。
板2，3的材料未受限制，但為了降低運(yùn)輸重量，以及便于槽8的加工，鋁板和鋁合金板是最有效的材料。鑄造也是有效的，因?yàn)檫@很好地耐熱并便于槽8的成形。而且，利用合成樹(shù)脂或類(lèi)似物作板2，3的材料，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的重量降低。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，組成儀器和部件，例如儀器5安裝在板3上，柱螺栓6設(shè)置以便夾固板2和3，以防止流經(jīng)槽8的流體泄漏。然而，不限于該固定方法，通過(guò)穿過(guò)板2，3的貫穿螺栓或其它固定裝置可實(shí)施組成儀器和部件在板3上的固定和板2和3的固定。
板3是具有適當(dāng)范圍的厚度的平板，用于在預(yù)定位置插入柱螺栓6的螺栓孔9在板厚度方向開(kāi)孔。用于插入柱螺栓6的通孔37在包括儀器5的對(duì)應(yīng)組成儀器和部件內(nèi)形成。在板3中，還設(shè)置連通孔10，以便在包括儀器5的各組成儀器和部件和板2的槽8之間形成連通以允許流體流過(guò)，其中所述各組成儀器和部件安裝在表面3a上。
為了裝配該整體管道板1，第一步驟是通過(guò)粘合劑4將板2和板3結(jié)合。通常，將市場(chǎng)上可購(gòu)得熱固粘合劑用作粘合劑4，但通過(guò)接合方式例如熔接、銅焊或焊接使板2和3接合的方法也是有效的，這取決于用于燃料電池的燃料的類(lèi)型或板2，3的材料。
然后，將柱螺栓6插入通過(guò)板3的螺栓孔9，并插入板2內(nèi)。使柱螺栓6插入通過(guò)儀器5的通孔37，然后將螺母7擰在柱螺栓6的端部上，這樣，將儀器5緊固到整體管道板1上。其它組成儀器和部件也順序地接受相同的步驟，來(lái)完成裝配。
圖2A和2B大體說(shuō)明整體管道板基于截面結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。例如利用緊固在其上的柱螺栓6和螺母7，通過(guò)整體固定一個(gè)A儀器11，一個(gè)B儀器12，一個(gè)板2和一個(gè)板3，來(lái)裝配圖2A和2B所示的整體管道板1。
在A儀器11和B儀器12之間，流體可流過(guò)板2內(nèi)形成的槽8和板3內(nèi)加工形成的連通孔10。即，A儀器11和B儀器12通過(guò)槽8連接在一起。板2和板3通過(guò)粘合劑4粘附，因此將流經(jīng)槽8的流體密封住。O形環(huán)13或類(lèi)似物用來(lái)密封儀器11，12和板3之間的間隙。
圖3示出一個(gè)實(shí)例，其中儀器布置在整體管道板的兩個(gè)表面上。在圖3所示的整體管道板1中，儀器105，106布置在板3的表面3a上，儀器107，108布置在板2的表面2b上。用作流體通道的槽8A，8B，8C在板2的接合表面2a中形成。用于在這些槽8A，8B，8C和儀器105，106，107，108之間實(shí)現(xiàn)連通的連通孔10在板2和板3內(nèi)形成。即，在板3上的儀器105和在板2上的儀器107通過(guò)槽8A連接，在板2上的儀器107，108通過(guò)槽8B連接，在板3上的儀器106和在板2上的儀器108通過(guò)槽8C連接。
盡管沒(méi)有示出，還有可能將儀器和部件僅布置在板2的表面2b上，而不將儀器和部件布置在板3的表面3a上。
圖4A和4B示出具有通過(guò)表面處理形成的防蝕層的整體管道板的一個(gè)實(shí)例。在圖4A和4B所示的整體管道板1中，板2和板3的接合表面(粘附表面)2a和3b、以及用作流體通道的槽8和連通孔10的表面涂敷或內(nèi)襯有碳氟樹(shù)脂，例如聚四氟乙烯，或覆蓋有氧化鋁薄膜，以形成防蝕層29。通過(guò)這樣形成防蝕層29，可防止流經(jīng)槽8和連通孔10的流體或粘合劑4內(nèi)包含的成分導(dǎo)致的腐蝕，從而確保整體管道板1有較長(zhǎng)的壽命。
圖5和6示出焊接板2和板3的一個(gè)實(shí)例。如圖5中的實(shí)線(xiàn)所示，通過(guò)電磁力控制的混合焊接等，在焊接線(xiàn)30上實(shí)施焊接，該焊接線(xiàn)圍繞在板2內(nèi)形成的槽8的周邊，同時(shí)與槽8保持適當(dāng)?shù)木嚯x，板2和3在強(qiáng)壓力下順序夾緊。結(jié)果，如圖6所示，板2和板3在焊接線(xiàn)30的位置焊接。在焊接線(xiàn)30的位置，流經(jīng)槽8的流體被可靠地密封住。
圖7示出作為上述整體管道板的一種應(yīng)用的三維模塊的一個(gè)實(shí)例。圖7所示的三維模塊15通過(guò)以下列方式整體固定兩個(gè)整體管道板1A和1B形成三維結(jié)構(gòu)，其中貫穿螺栓14插入通過(guò)穿透兩個(gè)整體管道板1A和1B(全部的板2和3)的通孔101，螺母102旋緊以便與貫穿螺栓14的端部相對(duì)，兩個(gè)整體管道板1A和1B的背表面重疊，即，在整體管道板1A中的板2的表面2b和在整體管道板1B中的板2的表面2b重疊。
在圖7中，輔助部件或輔助儀器26a，26b布置在下整體管道板1B上，以便定位在位于上整體管道板1A上的儀器11，12之后，因此構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。這使得小型化成為可能。
在整體管道板1中，如果儀器或部件布置在板2的表面2b上，而不是布置在板3的表面3a上，不用說(shuō)板3的表面3a變成整體管道板1的背表面，該表面變成與另一個(gè)整體管道板1接合的接合表面。
在圖7中，兩個(gè)整體管道板1A和1B結(jié)合成整體，但不限于該方式。任意多個(gè)整體管道板，例如三個(gè)或四個(gè)整體管道板可其背表面重疊地結(jié)合成整體(形成三維)。
在例如圖8所示的三維模塊15A中，其上設(shè)有儀器109，110，111，112的較大的整體管道板1A設(shè)置在圖中的上側(cè)，而其上設(shè)有儀器113，114，儀器115，116和儀器117，118的較小的整體管道板1B，1C，1D設(shè)置在圖中的下側(cè)。這四個(gè)整體管道板1A，1B，1C，1D整體固定，這四個(gè)整體管道板1A，1B，1C，1D的背表面2b重疊，這樣構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。
在圖9所示的三維模塊15B的情況下，其上設(shè)有儀器119，120，儀器121，122和儀器123，124的大小整體管道板1A，1B和1C設(shè)置在圖中的上側(cè)，而其上設(shè)有儀器125，126，儀器127，128，129的大小整體管道板1D和1E設(shè)置在圖中的下側(cè)。這五個(gè)整體管道板1A，1B，1C，1D和1E整體固定，且這五個(gè)整體管道板1A，1B，1C，1D和1E的背表面2b重疊，這樣構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。
圖10示出作為上述整體管道板的一種應(yīng)用的熱絕緣三維模塊的一個(gè)實(shí)例。圖10所示的熱絕緣三維模塊18A通過(guò)以下列方式整體固定兩個(gè)整體管道板1A和1B形成三維結(jié)構(gòu)，其中貫穿螺栓17插入通過(guò)穿透兩個(gè)整體管道板1A和1B(全部的板2和3)的通孔103，螺母104通過(guò)熱絕緣體16b旋緊以便與貫穿螺栓17的端部相對(duì)，兩個(gè)整體管道板1A和1B的背表面2b(在整體管道板1A和1B中板2的表面)重疊，適當(dāng)?shù)臒峤^緣體16a或類(lèi)似物置于這些背表面2b之間。
在該熱絕緣三維模塊18A中，兩個(gè)整體管道板1A和1B借助熱絕緣體16a，16b結(jié)合在一起。由于存在這種熱絕緣層，可避免布置在圖中上側(cè)的整體管道板1A上的高溫儀器27a，27b的熱量傳遞到圖中下側(cè)的整體管道板1B。這樣，其它低溫儀器28a，28b可布置在整體管道板1B上，并靠近布置在整體管道板1A上的高溫儀器27a，27b。
在這種情況下，兩個(gè)整體管道板1A和1B不受限制，但任意多個(gè)整體管道板可結(jié)合成整體。例如，熱絕緣體可置于圖8所示的整體管道板1A與整體管道板1B，1C，1D的背表面2b之間，或者，熱絕緣體可置于圖9所示整體管道板1A，1B，1C和整體管道板1D，1E的背表面之間，盡管這些模式在圖中未示出。
圖11示出作為上述整體管道板1的一種應(yīng)用的另一種熱絕緣三維模塊的一個(gè)實(shí)例。圖11所示的熱絕緣三維模塊18B通過(guò)借助適當(dāng)長(zhǎng)度的分隔件31整體連接和固定兩個(gè)整體管道板1A和1B形成三維結(jié)構(gòu)，該兩個(gè)整體管道板1A和1B的背表面2b(在整體管道板1A和1B中板2的表面)重疊，分隔件31置于這些背表面2b之間。而且，熱絕緣體130置于分隔件31和整體管道板1A，1B之間。
在這種熱絕緣三維模塊18B中，通過(guò)分隔件31在兩個(gè)整體管道板1A和1B之間保持適當(dāng)?shù)拈g隔，因此高溫部分(高溫儀器27a，27b)和低溫部分(低溫儀器28a，28b)相互熱切斷，裝置可以以三維結(jié)構(gòu)小型化。而且，通過(guò)將熱絕緣體130置于整體管道板1A，1B和分隔件31之間，可進(jìn)一步增強(qiáng)熱絕緣效果。
即，如果僅通過(guò)插入分隔件31可獲得足夠的熱絕緣效果，完全沒(méi)有必要提供熱絕緣體130。然而，如果必須切斷通過(guò)分隔件31的熱傳遞，熱絕緣體130置于分隔件31和整體管道板1A，1B之間。作為替換，熱絕緣體130可或者設(shè)置在分隔件31和整體管道板1A之間，或者設(shè)置在分隔件31和整體管道板1B之間。
在這種情況下，兩個(gè)整體管道板1A，1B不受限制，但任意多個(gè)整體管道板可結(jié)合成整體。例如，在圖12所示的熱絕緣三維模塊18B的情況下，其上設(shè)有高溫儀器131a，131b，132a，132b的較大整體管道板1A設(shè)置在圖中的上側(cè)，而其上設(shè)有低溫儀器133a，133b和低溫儀器134a，134b的較小整體管道板1B和1C設(shè)置在圖中的下側(cè)。這三個(gè)整體管道板1A，1B，1C借助分隔件31整體連接和固定以形成三維結(jié)構(gòu)，該三個(gè)整體管道板1A，1B和1C的背表面2b重疊，分隔件31置于這些背表面2b之間。
圖13示出儀器代替分隔件置于整體管道板之間的一個(gè)實(shí)例。在圖13所示的三維模塊18C中，代替圖11所示的三維模塊18B中的分隔件31，儀器139，140置于整體管道板1A和1B的背表面2b之間。這些儀器139和140還可通過(guò)位于整體管道板1A或整體管道板1B中的槽連接在一起，盡管圖中未示出該模式。
在該情況下，整體管道板1A和1B通過(guò)儀器139和140相互分離，這如同插入分隔件31的情況。這樣，可實(shí)現(xiàn)熱絕緣效果。如圖所示，特別是將熱絕緣體130置于儀器139，140和整體管道板1A，1B之間，可獲得顯著的熱絕緣效果。而且，在這種情況下，通過(guò)在整體管道板1A和1B之間布置儀器139，140，可有效利用整體管道板1A和1B之間的間隔。這樣，裝置進(jìn)一步小型化。
在這種情況下，兩個(gè)整體管道板1A和1B不受限制，但任意多個(gè)整體管道板可結(jié)合成整體。例如，在圖12所示的熱絕緣三維模塊18B中，可插入組成儀器或部件以代替分隔件31。
圖14示出布置在同一支持物上的多個(gè)整體管道板的一個(gè)實(shí)例，它是整體管道板的一種應(yīng)用。在圖14中，其上設(shè)有高溫儀器27a，27b的整體管道板1A和其上設(shè)有低溫儀器28a，28b的整體管道板1B設(shè)置在同一支持物32上，并具有適當(dāng)?shù)臒峤^緣間隔L。通過(guò)適當(dāng)?shù)墓潭ǚ绞嚼缏菟ɑ蚝附?未圖示)可實(shí)現(xiàn)將整體管道板1A，1B固定到所述支持物32上。熱絕緣體145置于整體管道板1A，1B和支持物32之間。
通過(guò)這樣設(shè)置兩個(gè)整體管道板1A和1B并保持熱絕緣間隔L，可忽略(避免)這些整體管道板1相互熱影響。通過(guò)將熱絕緣體145置于整體管道板1A，1B和支持物32之間，可進(jìn)一步增強(qiáng)熱絕緣效果。
在這種情況下，兩個(gè)整體管道板1A，1B不受限制，但任意多個(gè)整體管道板可設(shè)置在相同支持物上。例如，在圖15所示實(shí)例中，四個(gè)整體管道板1A，1B，1C，1D，即其上設(shè)有高溫儀器141a，141b的整體管道板1A，其上設(shè)有低溫儀器142a，142b的整體管道板1B，其上設(shè)有高溫儀器143a，143b的整體管道板1C，和其上設(shè)有低溫儀器144a，144b的整體管道板1D以熱絕緣間隔L布置在相同支持物32上。
圖16和17示出高溫儀器和低溫儀器布置在相同的整體管道板上的一個(gè)實(shí)例。對(duì)于圖16和17所示的整體管道板1，熱切斷槽35設(shè)置在相同的整體管道板1上的高溫區(qū)域和低溫區(qū)域之間，高溫儀器或部件例如高溫儀器33a，33b，33c設(shè)置在該高溫區(qū)域內(nèi)，低溫儀器或部件例如低溫儀器34a，34b設(shè)置在該低溫區(qū)域內(nèi)。熱切斷槽35在板2內(nèi)形成，與熱切斷槽35的相對(duì)的端部連通的連通孔36在板3內(nèi)形成。
根據(jù)該整體管道板1，熱切斷槽35通過(guò)空氣形成熱障，表現(xiàn)為對(duì)高溫區(qū)域至低溫區(qū)域的熱傳導(dǎo)的高熱阻。這樣，即使當(dāng)?shù)蜏貎x器34a，34b布置成靠近在相同的整體管道板1上的高溫儀器33a，33b，33c時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)熱影響。
將適當(dāng)?shù)臒峤^緣體裝填到熱切斷槽35內(nèi)，也是一種防止熱影響的有效方式。
為了增強(qiáng)熱切斷槽35的效果，存在這樣一種結(jié)構(gòu)，其中致冷劑例如冷卻空氣或冷卻水通過(guò)在連通孔36中從其中一個(gè)連通孔36向其它連通孔36的致冷劑回流裝置(未圖示)，流入熱切斷槽35內(nèi)，以便冷卻熱切斷槽35，所述連通孔36設(shè)置在熱切斷槽35的相對(duì)端部?jī)?nèi)。
圖18，19和20示出一個(gè)實(shí)例，其中部件，例如電磁閥19、諸如印刷芯片的控制儀器20、和布線(xiàn)21制在整體管道板內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)空間的節(jié)省。
如圖所示，布置在整體管道板1上的C儀器22和D儀器23通過(guò)設(shè)置在板2上的槽8連接。流經(jīng)槽8的流體由埋入板3內(nèi)的壓力傳感器25a探測(cè)，來(lái)自壓力傳感器25a的探測(cè)信號(hào)傳送到嵌入板3內(nèi)的控制儀器20，來(lái)自控制儀器20的控制信號(hào)借助埋入板3內(nèi)的布線(xiàn)21傳送到埋入板3內(nèi)的電磁閥19，從而驅(qū)動(dòng)電磁閥19。類(lèi)似地，用于探測(cè)流經(jīng)凹槽8的流體的流速的流動(dòng)傳感器25b和用于探測(cè)流體溫度的溫度傳感器25c也埋入板3內(nèi)，來(lái)自這些傳感器25b和25c的探測(cè)信號(hào)也輸入到控制儀器20內(nèi)。
以這種方式，電磁閥19、控制儀器20和布線(xiàn)21被制到整體管道板1內(nèi)，因此可進(jìn)一步節(jié)省空間。諸如開(kāi)關(guān)的電子部件也可結(jié)合到整體管道板1中。作為控制裝置20，可使用埋入板3中的印刷芯片(印刷電路板)。一些部件也可結(jié)合到板2中。在這種情況下，板3應(yīng)具有一個(gè)開(kāi)口，以便部件裝配、探測(cè)等。即，構(gòu)成裝置的儀器、部件、控制儀器、或電線(xiàn)可制在板2和3中的一個(gè)或兩者中。
如前所述，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)或類(lèi)似物中，流過(guò)作為通道的槽8的流體包括各種類(lèi)型，例如高溫流體、低溫流體、包含腐蝕物質(zhì)的流體。其中，包含腐蝕物質(zhì)的流體(下面稱(chēng)為“腐蝕性流體”)需要特別注意通道。這樣，如基于圖4A和4B的解釋?zhuān)?的表面涂敷或內(nèi)襯有碳氟樹(shù)脂，例如聚四氟乙烯，或覆蓋有鋁薄膜，以形成防蝕層29，從而使槽8抵抗腐蝕性流體的腐蝕。
然而，如果槽8(通道)的布置復(fù)雜，該提供防蝕層的技術(shù)很難運(yùn)用。即，在如圖49所示包括許多儀器和部件的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)單元中，這些眾多的儀器和部件通過(guò)槽8連接，或者諸如閥的小的儀器、諸如傳感器或開(kāi)關(guān)的電氣部件和電氣布線(xiàn)裝配到所述板上。這樣，如圖21所示，槽8的數(shù)量很大，一些槽8(通道)需要繞行，以防止槽8相互干擾。因此，許多槽8(通道)常必須象迷宮一樣復(fù)雜分布。
在這種槽8上涂敷碳氟樹(shù)脂涂層、碳氟樹(shù)脂襯里、或氧化鋁薄膜覆層的工作需要先進(jìn)的加工技術(shù)和大的加工機(jī)時(shí)。而且，如果槽8(通道)成復(fù)雜形狀，產(chǎn)品的精度和可靠性可以受到疑問(wèn)。在這種情況下，在槽8中提供防蝕管道來(lái)代替形成防蝕層29是有效的。
通過(guò)利用粘合劑4或類(lèi)似物將板2和板3接合可構(gòu)成圖22所示的整體管道板1。槽8在板2和板3之間的接合表面(在圖示實(shí)例中板2的上表面2a)內(nèi)被加工。組成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的不同的組成儀器191和部件192(圖22中的點(diǎn)劃線(xiàn)示出)布置在板3的上表面3a上。這些儀器191和部件192通過(guò)板3內(nèi)形成的連通孔10與槽8連接。通過(guò)這樣做，儀器191和部件192由槽8聯(lián)系。儀器191、部件192和板3之間的間隙由密封材料，例如O形環(huán)(未圖示)密封。這些特征與圖1所示的整體管道板1的相同。
在圖22所示的整體管道板1中，用于供腐蝕性流體流過(guò)的槽8的截面積大于直接流經(jīng)槽8的流體所需的截面積，且防蝕管道151，例如聚四氟乙烯的碳氟樹(shù)脂管或類(lèi)似物容納在槽8內(nèi)，以便將防蝕管道151用作腐蝕性流體的通道。防蝕管道151可以不僅是碳氟樹(shù)脂管道，也可以由適合腐蝕性流體性能的其它防腐材料(例如聚氯乙烯、合成橡膠、或其它合成樹(shù)脂)制成的管道。然而，在整體管道板1整體化后，防蝕管道151可插入預(yù)定的槽8中，或者防蝕管道151可被更換。這樣，最好選擇柔性材料作為防蝕管道151的材料。
容納在槽8中的防蝕管道151的相對(duì)端部與作為第一接合部件的支架152和作為第二接合部件的陀螺形部件153接合。陀螺形部件153具有截頭圓錐形主體部分(接合部分)153b，該截頭圓錐形主體部分的外周表面上具有圓錐表面153a，并在主體部分153b上具有頭部153c。陀螺形部件153的整體形狀象一個(gè)陀螺。
如圖23A，23B，24A和24B所示，存在一種情況，其中在一個(gè)防蝕管道151上使用一個(gè)支架152(圖23A，23B)，和一種情況，其中在多條(圖示實(shí)例中為兩個(gè))防蝕管道151上使用一個(gè)支架152(圖24A，24B)。這些支架152均裝配在位于板3內(nèi)的裝配孔3f內(nèi)，并通過(guò)螺釘155固定在板2上。在支架152的外圍表面上形成臺(tái)階部分152a，該臺(tái)階部分152a與在裝配孔3f的內(nèi)周表面內(nèi)形成的臺(tái)階部分3g接觸。在支架152的中心形成一個(gè)通孔152b，在該通孔152b的內(nèi)周表面的一部分中形成圓錐表面152c。而且，通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)寬通孔152b的內(nèi)周表面，在圓錐表面152c上方形成臺(tái)階部分152d。支架152在分隔線(xiàn)的位置分成兩半。
如圖25和26所示，防蝕管道151的相對(duì)端部均通過(guò)支架152和陀螺形部件153接合(固定)。即，防蝕管道151的端部插入支架152的通孔152b內(nèi)，在壓力下，陀螺形部件153的主體部分153b插入防蝕管道151的端部?jī)?nèi)。通過(guò)這樣做，防蝕管道151的端部通過(guò)主體部分153b的圓錐表面153a擴(kuò)寬，且主體部分153b的圓錐表面153a裝配到支架152的錐形表面152c上。結(jié)果，防蝕管道151的端部接合(固定)，其外徑側(cè)由支架152的圓錐表面152c支承，其內(nèi)徑側(cè)由陀螺形部件153的圓錐表面153a支承。在這種情況下，陀螺形部件153的頭部153c裝配到支架152的臺(tái)階部分152d上。這樣，腐蝕性流體流經(jīng)儀器191和部件192之間的防蝕管道151。此時(shí)，可防止腐蝕性流體從防蝕管道151的端部泄漏。
通常優(yōu)選支架152整體成形。然而，如果使用高剛性材料的防蝕管道151，防蝕管道151的端部處于圖27所示的傾斜狀態(tài)。如果多條防蝕管道151與一個(gè)支架152接合，那么所述多條防蝕管道151的端部在無(wú)序的方向上。這樣，整體支架152在使多條防蝕管道151的端部接合的操作中造成困難(有可能加長(zhǎng)防蝕管道151，并在其插入支架152后切斷防蝕管道151的端部，但這是一個(gè)困難的操作，因?yàn)榍懈钗恢迷谥Ъ?52內(nèi)部)。在這種情況下，如本實(shí)施例一樣，支架152分成兩半，支架152的一半插入裝配孔3f內(nèi)，然后支架152的另一半插入裝配孔3f，由此接合操作的效率提高。在這種情況下，支架152的分割數(shù)量不限于兩個(gè)，而可以是三個(gè)或更多。
圖28和29示出防蝕管道151的端部接合的另一個(gè)實(shí)例。它們對(duì)于一些情況的應(yīng)用很有用，其中管道路徑(槽8)簡(jiǎn)單，或者其中使用低剛性材料的防蝕管道151。
對(duì)于圖28所示的整體管道板1，圖26所示的支架152和板3整體成形。即，通孔3c在板3內(nèi)成形，圓錐表面3d在通孔3c的內(nèi)周表面的一部分內(nèi)形成。通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)寬通孔3c的內(nèi)周表面，臺(tái)階部分3e在圓錐表面3d上方形成。
在這種情況下，防蝕管道151的端部插入板3的通孔3c內(nèi)，在壓力下，陀螺形部件153的主體部分153b插入防蝕管道151的端部?jī)?nèi)。通過(guò)這樣做，防蝕管道151的端部通過(guò)主體部分153b的圓錐表面153a擴(kuò)展，主體部分153b的圓錐表面153a裝配到板3的圓錐表面3d上。此時(shí)，陀螺形部件153的頭部153c裝配到板3的臺(tái)階部分3e上。結(jié)果，防蝕管道151的端部牢固接合，而不會(huì)使流體泄漏，其外徑側(cè)由板3的圓錐表面3d支承，其內(nèi)徑側(cè)由陀螺形部件153的圓錐表面153a支承。
對(duì)于圖29所示的整體管道板1，圖26所示的支架152和板3整體成形，且陀螺形部件153和儀器191或部件192整體成形。即，通孔3c在板3內(nèi)形成，圓錐表面3d在通孔3c的內(nèi)周表面的一部分內(nèi)形成。而且，在儀器191或部件192的下表面上，在其外周表面上形成圓錐表面154a的截頭圓錐形接合部分154與儀器191或部件192整體成形。
在這種情況下，防蝕管道151的端部插入板3的通孔3c內(nèi)，在壓力下，儀器191或部件192的接合部分154插入防蝕管道151的端部?jī)?nèi)。通過(guò)這樣做，防蝕管道151的端部通過(guò)接合部分154的圓錐表面154a擴(kuò)展，接合部分154的圓錐表面154a裝配到板3的圓錐表面3d上。這樣，防蝕管道151的端部牢固地接合，以便使流體不泄漏，其外徑側(cè)由板3的圓錐表面3d支承，其內(nèi)徑側(cè)由接合部分154的圓錐表面154a支承。
如前所述，在圖49所示包括許多儀器和部件的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)單元中，這些眾多儀器和部件通過(guò)槽8連接。這樣，如圖21所示，槽8的數(shù)量很大，一些槽8需要大量繞行，以防止槽8相互交叉或干涉。而且，設(shè)計(jì)這些槽8(通道)，計(jì)算其截面積，以確保適合其應(yīng)用的適當(dāng)?shù)牧魉佟＿@樣，可能需要具有較大寬度的槽8。在這種情況下，需要保證用于形成寬的槽8的足夠空間。除此之外，流經(jīng)這些槽8(通道)的一些流體溫度不同，因此需要保證用于分隔的適當(dāng)?shù)某叽纾员苊庀嗷嵊绊憽?br> 因此，槽8(通道)常必須象迷宮一樣復(fù)雜的分布。在這種情況下，設(shè)計(jì)和制造整體管道板(槽的加工)變的麻煩。而且，板的尺寸，即整體管道板的尺寸可以做的很大，以便槽8繞行，或增加槽8的寬度。以這種觀點(diǎn)，下面基于圖30至35描述即使在這種情況下能夠使槽8(通道)的分布簡(jiǎn)單緊湊的三維整體管道板的構(gòu)造。
在圖30中，中間板161設(shè)置在板2和板3之間，這三個(gè)板2，3和161通過(guò)粘合劑4或類(lèi)似物接合，以便形成整體，從而構(gòu)成三維整體管道板1。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的部件162A，儀器162B和儀器162C布置在三維整體管道板1的一個(gè)表面上(板3的外表面)，并通過(guò)固定裝置，例如柱螺栓和螺母(未示出)固定。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的部件162D、部件162E和儀器162F布置在三維整體管道板1的另一個(gè)表面上(板2的外表面)，并通過(guò)固定裝置，例如柱螺栓和螺母(未示出)固定。
分別在板3和中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板3的接合表面)內(nèi)、以及板2和中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板2的接合表面)內(nèi)，分別形成用作流體通道的槽8。這些槽8和部件162A、儀器162B，儀器162C、部件162D、部件162E和儀器162F通過(guò)板2，3，161內(nèi)形成連通孔10連接。即，部件162A、儀器162B、儀器162C、部件162D、部件162E和儀器162F通過(guò)槽8三維連接，該槽8位于兩個(gè)位置處的板接合表面內(nèi)的上和下級(jí)處。正確地計(jì)算并確定對(duì)應(yīng)流體的槽8的截面積。
圖30，31和32示出在槽8，連通孔10，部件162A，儀器162B，儀器162C，部件162D，部件162E和儀器162F中的分布關(guān)系，它定義了一條路徑，如流體供給口164→部件162A→儀器162F→儀器162B→儀器162C→部件162E→部件162D→流體排出口165。如果根據(jù)圖31和32詳細(xì)描述，該路徑如下，流體供給口164→槽8A→連通孔10A→部件162A→連通孔10B→槽8B→連通孔10C→槽8C→連通孔10D→儀器162F→連通孔10E→槽8D→連通孔10F→儀器162B→連通孔10G→槽8E→連通孔10H→儀器16C→連通孔10I→槽8F→連通孔10J→槽8G→連通孔10K→部件162E→連通孔10L→槽8H→連通孔10M→部件162D→連通孔10N→槽8I→流體排出口165。
在圖33中，中間板161設(shè)置在板2和板3之間，這三個(gè)板2、3和161通過(guò)粘合劑4或類(lèi)似物接合以便形成整體，從而構(gòu)成三維整體管道板1。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的部件166A、儀器166B、儀器166C、部件166D、部件166E和儀器166F布置在三維整體管道板1的僅一個(gè)表面上(板3的外表面)，并通過(guò)固定裝置，例如柱螺栓和螺母(未示出)固定。
分別在板3和中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板3的接合表面)內(nèi)、以及在板2和中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板2的接合表面)內(nèi)，分別形成用作流體通道的槽8。這些槽8與部件166A、儀器166B、儀器166C、部件166D、部件166E和儀器166F通過(guò)板2、3、161內(nèi)形成連通孔10連接。即，部件166A、儀器166B、儀器166C、部件166D、部件166E和儀器166F通過(guò)槽8三維連接，該槽8位于兩個(gè)位置處的板接合表面內(nèi)的兩級(jí)處。正確地計(jì)算并確定對(duì)應(yīng)流體的槽8的截面積。
圖33，34和35示出在槽8，連通孔10，部件166A，儀器166B，儀器166C，部件166D，部件166E和儀器166F中的分布關(guān)系，它定義了一條路徑，如流體供給口167→部件166A→儀器166F→儀器166B→儀器166C→部件166E→部件166D→流體排出口168。如果根據(jù)圖34和35詳細(xì)描述，該路徑如下，流體供給口167→槽8A→連通孔10A→部件166A→連通孔10B→槽8B→連通孔10C→儀器166F→連通孔10D→槽8C→連通孔10E→儀器166B→連通孔10F→槽8D→連通孔10G→儀器166C→連通孔10H→槽8E→連通孔10I→部件166E→連通孔10J→槽8F→連通孔10K→部件166D→連通孔10L→槽8G→流體排出口168。
為了對(duì)比，圖36示出一個(gè)實(shí)例，其中圖30所示的部件162A，儀器162B，儀器162C，部件162D，部件162E和儀器162F布置在一個(gè)整體管道板1上，該整體管道板1包括兩個(gè)接合在一起的板。圖37示出一個(gè)實(shí)例，其中圖33所示的部件166A，儀器166B，儀器166C，部件166D，部件166E和儀器166F布置在一個(gè)整體管道板1上，該整體管道板1包括兩個(gè)接合在一起的板。
圖36示出一個(gè)如下路徑，即流體供給口169→槽8A→連通孔10A→部件162A→連通孔10B→槽8B→連通孔10C→儀器162F→連通孔10D→槽8C→連通孔10E→儀器162B→連通孔10F→槽8D→連通孔10G→儀器162C→連通孔10H→槽8E→連通孔10I→部件162E→連通孔10J→槽8F→連通孔10K→部件162D→連通孔10L→槽8G→流體排出口170。
圖37示出一個(gè)如下路徑，即流體供給口171→槽8A→連通孔10A→部件166A→連通孔10B→槽8B→連通孔10C→儀器166F→連通孔10D→槽8C→連通孔10E→儀器166B→連通孔10F→槽8D→連通孔10G→儀器166C→連通孔10H→槽8E→連通孔10I→部件166E→連通孔10J→槽8F→連通孔10K→部件166D→連通孔10L→槽8G→流體排出口172。
在具有這樣接合在一起的兩個(gè)板的整體管道板1中，全部槽8(通道)在一個(gè)平面內(nèi)形成，且槽8(通道)必須繞行。為了使槽8繞行，整體管道板1的尺寸可能必須要增加。
在圖36和37中，儀器和部件的數(shù)量較小，而且槽8(通道)的數(shù)量也較小，因此，其差別不是非常顯著。然而實(shí)際上，圖49所示的許多儀器和部件連接在一起。這樣，如圖21所示，槽8(通道)也是多得要形成迷宮。結(jié)果，很難保證必要的通道截面積，或者以緊湊的方式容納儀器和部件，同時(shí)在具有不同溫度的流體之中保證分隔的尺寸。在圖30至35所示的三維整體管道板中，儀器和部件通過(guò)兩級(jí)槽8(通道)三維連接，因此，槽8的分布可簡(jiǎn)化，且儀器和部件可布置成緊湊狀態(tài)。在圖30至35中，槽8設(shè)置在板2的接合表面和板3的接合表面中，但槽8可形成在中間板161的接合表面內(nèi)。
圖38和39示出結(jié)構(gòu)實(shí)例，其中高溫區(qū)域和低溫區(qū)域利用三維整體管道板分隔。
在圖38中，低溫/高溫混合儀器181，低溫儀器182，低溫/高溫混合儀器183，和高溫儀器184設(shè)置在三維整體管道板1的一個(gè)表面上(板3的一個(gè)表面)。連接這些儀器的槽8以?xún)杉?jí)形成，即，在板3與中間板的接合表面(在圖示實(shí)例中，中間板161的接合表面)內(nèi)和板2與中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板2的接合表面)內(nèi)形成，上級(jí)槽8限定了一個(gè)低溫區(qū)域，在此低溫流體流過(guò)，而下級(jí)槽8限定了一個(gè)高溫區(qū)域，在此高溫流體流過(guò)。
在圖39中，低溫/高溫混合儀器185，低溫儀器186，和低溫/高溫混合儀器187設(shè)置在三維整體管道板1的一個(gè)表面上(板3的一個(gè)表面)，而高溫儀器188和高溫儀器189設(shè)置在三維整體管道板1的另一個(gè)表面上(板2的一個(gè)表面)。連接這些儀器的槽8以?xún)杉?jí)形成，即，在板3與中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，中間板161的接合表面)內(nèi)和板2與中間板161的接合表面(在圖示實(shí)例中，板2的接合表面)內(nèi)形成，上級(jí)槽8限定了一個(gè)低溫區(qū)域，在此低溫流體流過(guò)，而下級(jí)槽8限定了一個(gè)高溫區(qū)域，在此高溫流體流過(guò)。
在這種情況下，盡管未圖示，在板2和中間板161之間設(shè)置熱絕緣體是有效的。
在前述說(shuō)明中，描述了在板2和3之間設(shè)置一個(gè)中間板161。然而，這并不受限制，在板2和3之間可設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)中間板。即，四個(gè)或多個(gè)板可接合，以構(gòu)成三維整體管道板。當(dāng)設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)中間板時(shí)，在中間板之間的接合表面內(nèi)也形成槽8(通道)，因此甚至可設(shè)置更多的槽8(通道)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的整體管道板，用板2或3中設(shè)置的槽8連接組成儀器和部件。這樣，根據(jù)傳統(tǒng)管道的通道呈現(xiàn)在整體管道板中，并且還可將諸如閥的小儀器，諸如傳感器和開(kāi)關(guān)的電氣元件，以及電線(xiàn)裝到板2，或者板3，或者板2和板3中。這樣，整個(gè)裝置，例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等，可容易地模塊化，并且小型化。而且，它足以將各組成儀器和部件裝配到預(yù)定位置，并且無(wú)需在狹小的空間進(jìn)行復(fù)雜的管道布置操作。這樣，裝配工作容易，工作效率提高。而且，接縫很少，減少了流體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。
另外，板2和板3的接合表面2a和3b、以及槽8都涂敷有或者內(nèi)襯有諸如聚四氟乙烯的碳氟樹(shù)脂，或者覆蓋有氧化鋁薄膜，從而形成防蝕層29。通過(guò)這樣做，可防止經(jīng)過(guò)槽8的腐蝕性流體對(duì)槽8的腐蝕，或者包含在粘合劑4中的成分對(duì)板結(jié)合表面的腐蝕，從而確保整體管道板1的長(zhǎng)壽命。提供防蝕層的該技術(shù)當(dāng)然不僅可以應(yīng)用到一個(gè)整體管道板上，而且可以應(yīng)用到多個(gè)整體管道板上。例如，防蝕層可設(shè)置在圖7至13的三維模塊中的槽或板接合表面中，或者防蝕層可設(shè)置在槽或圖14的支持物模塊中的板結(jié)合表面上，雖然這些模式未示出。而且，防蝕層可設(shè)置在三維整體管道板中的槽或板結(jié)合表面上，該整體管道板有如圖30至35或圖38和39所示的中間板。
另外，板2和板3在圍繞槽8的周邊的焊接線(xiàn)30的位置處焊接，由此流經(jīng)槽8的流體在焊接線(xiàn)30的位置可靠地密封。該焊接密封技術(shù)當(dāng)然不限于圖5中所示結(jié)構(gòu)的整體管道板，并且可應(yīng)用于例如任何結(jié)構(gòu)的整體管道板，如圖7至13所示的三維模塊，圖14所示的支持物模塊，以及圖30所示的三維整體管道板，雖然這些應(yīng)用未圖示出來(lái)。
另外，有各自部件和儀器安裝于其上的多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)被三維模塊化，同時(shí)將它們的背面重疊。通過(guò)這樣做，可獲得進(jìn)一步地小型化，可縮短流體的通道和控制系統(tǒng)，快速響應(yīng)，并且可容易地控制。
而且，多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)經(jīng)熱絕緣體16a整體地固定，從而構(gòu)成熱絕緣的三維模塊18A。這些措施使之能例如將整體管道板1B中諸如控制儀器的低溫儀器28a，28b靠近位于整體管道板1A中的高溫儀器27a，27b布置。
而且，通過(guò)經(jīng)分離件31整體連接和固定多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)構(gòu)造熱絕緣三維模塊18B。通過(guò)這樣做，例如用分離件能使高溫整體管道板1A和和低溫整體管道板1分離，該高溫整體管道板1A有布置在其上的高溫儀器27a，27b，該低溫整體管道板1有布置在其上的低溫儀器28a，28b。這樣，可避免相互之間的熱影響。而且，通過(guò)多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)的背面2B和分離件31之間放入熱絕緣體130，進(jìn)一步增強(qiáng)熱絕緣作用。
而且，裝置的組成儀器139，140插在多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)的背面2b之間，由此可有效地使用整體管道板之間的間隔，并且可使裝置進(jìn)一步小型化。而且，組成儀器139，140使整體管道板相互分離，這樣可預(yù)期得到熱絕緣作用。特別是在熱絕緣體130插入儀器139，140和整體管道板1A，1B之間時(shí)，熱絕緣作用顯著。
而且，多個(gè)整體管道板1(1A，1B等)放置在相同的支持物32上留一個(gè)熱絕緣間隔L，這樣這些整體管道板1(1A，1B等)可忽略(防止)相互的熱影響。如果熱絕緣體145插入整體管道板1(1A，1B等)和支持物32之間，那么進(jìn)一步增加了熱絕緣作用。
而且，在相同的整體管道板1上的高溫區(qū)和低溫區(qū)之間設(shè)置熱關(guān)閉槽35，在該高溫區(qū)中布置有高溫儀器33a，33b，33c，該低溫區(qū)中布置低溫儀器34a，34b。這樣，可關(guān)斷來(lái)自高溫區(qū)的熱，以避免對(duì)低溫區(qū)上的熱影響。而且，熱絕緣體填入熱關(guān)斷槽35中，或者如氣體或水的致冷劑流進(jìn)熱關(guān)斷槽35中，借此熱關(guān)斷作用變大。
而且，替代槽8內(nèi)的防蝕層，抗腐蝕管道151容納在槽8中，并且腐蝕性流體經(jīng)抗腐蝕管道151流動(dòng)。通過(guò)這樣做，即使槽8(通道)眾多而復(fù)雜，可容易地確保能抵抗腐蝕性流體的腐蝕，而無(wú)需先進(jìn)的加工技術(shù)。而且，可能選擇和使用由一種適合腐蝕性流體性能的材料制成的抗腐蝕管道151，這樣就增加了耐蝕的可靠性。而且，抗腐處理(利用抗腐蝕管道形成通道)可局限于腐蝕性流體的管道。這樣，減少了加工的工時(shí)，并且可提供低價(jià)的整體管道板1。另外，在耐蝕性由于長(zhǎng)期使用而減少時(shí)，可通過(guò)替換容納在整體管道板1內(nèi)的抗腐蝕管道151簡(jiǎn)單地恢復(fù)耐蝕性，而不用替換整體管道板1。從而減少了維護(hù)成本。
而且，在彈性材料用作抗腐蝕管道151的材料時(shí)，抗腐蝕管道151可在整體管道板的形成整體后插入槽8中，或者可替換抗腐蝕管道151。這樣，可改善可操作性。
而且，抗腐蝕管道151的端部與支架152和陀螺形部件153的使用結(jié)合，該支架152有一個(gè)通孔152b，該通孔152b有形成在其內(nèi)周表面中的圓錐表面152c，該陀螺形部件153有形成在其外周表面中的圓錐表面153a。通過(guò)該措施，可容易地執(zhí)行接合抗腐蝕管道151的操作，并且能可靠地防止流體的泄漏。而且，如圖28所示，支架152和板3形成為一個(gè)整體，或者如圖29所示，儀器191或部件192和陀螺形部件153形成為一個(gè)整體。通過(guò)該措施，減少了部件數(shù)量，并且使接合操作更容易。如果使用高剛性材料的抗腐蝕管道151，或者管道的路徑復(fù)雜，那么通過(guò)將支架152分成多個(gè)部分可改進(jìn)接合操作的效率。
而且，有一種情況，在該情況下接合三個(gè)或多個(gè)板2，3，161，從而構(gòu)成三維整體管道板1，并且槽8形成在板2和中間板161之間的接合表面中，以及板3和中間板161之間的接合表面中，并且如果設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)中間板161，那么槽8還形成在中間板161和中間板161之間的接合表面中，借此提供對(duì)應(yīng)多個(gè)儀器或部件的多個(gè)槽8。即使在這種情況下，槽8的布置得以簡(jiǎn)化，并且儀器和部件可緊湊地布置。而且，在該三維整體管道板1中，將多級(jí)的槽8分成高溫區(qū)和低溫區(qū)，如圖38和39所示。結(jié)果，可消除相互間的熱影響。
在上述描述中，柱螺栓6用作儀器和部件的固定螺栓，但是它們不是限制性的，并且可使用通用螺栓或貫穿螺栓。在上述實(shí)例中，O形密封圈13用來(lái)密封儀器或部件，但是它不是限制性的，并且可使用墊圈等。
在上述說(shuō)明中，描述了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，但是它不是限制性的。本發(fā)明對(duì)于各種類(lèi)型的裝置是有效的，比如有裝置內(nèi)置的管道和配線(xiàn)的固定單元，所述裝置例如一般工業(yè)中的氣動(dòng)或水力控制裝置或燃燒設(shè)備，并且用作整體形成以便能裝配和移動(dòng)的單元。
在上述實(shí)例中，描述了各種結(jié)構(gòu)的整體管道板。如果需要，這些結(jié)構(gòu)可結(jié)合。后面描述的整體管道板也是這樣。
下面將在圖40A，40B和40C的基礎(chǔ)上描述根據(jù)本實(shí)施例的整體管道板201的加工方法。如圖40A，40B和40C所示，在板202和板203為形成整體而接合時(shí)，第一步是將板202和203重疊。在板202中，已經(jīng)加工好用作流體(液體或氣體)通道的槽208。在板203中，已加工了連通孔210，該連通孔作為流體通道槽208與構(gòu)成諸如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的裝置的儀器或部件之間的連通。在該重疊狀態(tài)下，在板203中加工用作焊接槽的槽221，以便使該槽221沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸。然后，對(duì)用作焊接槽的該槽221進(jìn)行焊接。
流體通道槽208不限于在板202的接合表面202a中，而可以形成在板203的接合表面203b中，并且連通孔210不限于在板203中，而可形成在板202中。儀器和部件不限于在板203的表面203a上，而可以形成在板202的表面202b上，或者可以形成在板202，203的表面202b，203a上。也就是說(shuō)，儀器和部件可設(shè)置在整體管道板201的兩個(gè)表面的其中之一或這二者上。用作焊接槽的槽221不限于在板203中，槽221可形成在板202中。
圖40A，40B和40C顯示了加工過(guò)程中的狀態(tài)。在這些圖中，(I)部分顯示出這樣的部分，即作為焊接槽的槽221已被加工和焊接，借此使板202和203形成整體。(II)部分顯示出這樣的部分，即作為焊接槽的槽221已被加工并計(jì)劃被焊接，以便使板202和203形成整體。(III)部分顯示出這樣的部分，即用作焊接槽的槽221計(jì)劃被加工和焊接以便使板202和203形成整體。實(shí)際上，在板202中形成的流體通道槽208的形狀是復(fù)雜的，例如，如圖21中所示，但在圖40至44中，為便于解釋而顯示了簡(jiǎn)化的方式。
下面將進(jìn)一步描述該加工方法。其中將加工有連通孔210的板203疊加在其中加工有流體通道槽208的板202上。然后，根據(jù)基于流體通道槽208上的加工數(shù)據(jù)(數(shù)字控制數(shù)據(jù))的數(shù)字控制(跟蹤控制)，在追蹤(trace)流體通道槽208的外周邊移動(dòng)的同時(shí)，移動(dòng)焊接槽加工工具222，這如圖40A的箭頭X所示。通過(guò)該措施，用作焊接槽的槽221在板202中形成。也就是說(shuō)，在焊接圖40B所示的流體通道槽208的周?chē)鷷r(shí)，在離流體通道槽208適當(dāng)距離處形成沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸的焊接線(xiàn)，如圖40C所示，這以在加工板202內(nèi)的流體通道槽208時(shí)獲得的加工數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。使焊接槽加工工具222沿著該焊接線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以便加工用作焊接槽的槽221。
在形成用作焊接槽的槽221后，跟蹤流體通道槽208的外周邊(沿著焊接線(xiàn))的同時(shí)，使焊接機(jī)223移動(dòng)，這如圖40A的箭頭X所示，從而焊接所述用作焊接槽的槽221，因此使板202和板203形成整體。這時(shí)，根據(jù)就象焊接槽加工工具222的情況下一樣基于流體通道槽208的加工數(shù)據(jù)(數(shù)字控制數(shù)據(jù))、或者基于焊接槽加工工具222上的加工數(shù)據(jù)(數(shù)字控制數(shù)據(jù))的數(shù)字控制(跟蹤控制)，進(jìn)行焊接機(jī)223的移動(dòng)控制(焊接位置的控制)。如圖40A和40B所示，在一個(gè)位置連續(xù)進(jìn)行焊接槽的加工和焊接。即，接著焊接槽的加工開(kāi)始進(jìn)行焊接。
接著焊接槽的加工開(kāi)始焊接的原因(在焊接槽加工完成前開(kāi)始焊接的原因)如下如果在開(kāi)始焊接前完成焊接槽加工，那么被焊接槽的焊縫221所圍繞的島狀部分變得自由，并且該部分不會(huì)保持在固定位置處，其中該焊縫221通過(guò)焊接槽的加工形成。可在焊接槽加工開(kāi)始后立即開(kāi)始焊接的計(jì)時(shí)，或者在焊接槽加工開(kāi)始后的預(yù)定時(shí)間開(kāi)始焊接計(jì)時(shí)。該計(jì)時(shí)可根據(jù)需要設(shè)置。
圖40A，40B和40C顯示出這種狀態(tài)，其中用作焊接槽的槽221焊到板203的表面203a上。然而，該模式不限于此，但是焊接可保持在焊腳長(zhǎng)度內(nèi)，它能維持板202和203的連接。作為焊接槽的槽221的焊接方法，MIG焊接(金屬惰性氣體密封焊接)或TIG焊接(鎢惰性氣體密封焊接)很合適，但是也可使用其它焊接方法。
根據(jù)本實(shí)施例的加工方法，使板202，203的接合表面202a，203b焊接，從而使之沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸，借此使板202和203焊接。與用粘合劑使板202和203接合比較，這類(lèi)焊接增加了板接合部分的耐用性，并且構(gòu)成了堅(jiān)固的焊接結(jié)構(gòu)，這樣增加了耐壓性。而且，板202，203的聯(lián)接螺栓不是必須的，這樣整個(gè)整體管道板可進(jìn)一步小型化。而且，該加工方法使接合過(guò)程的生產(chǎn)線(xiàn)操作更容易，因此增加了工作效率，有助于低成本。
將板202，203的接合表面202a，203a焊接以沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸，不限于如圖41A所示沿著每個(gè)流體通道槽208整個(gè)周邊延伸的焊接，而包括圖41B和41C所示焊接槽的鄰接槽208之間的一條焊接線(xiàn)250的共用(焊接線(xiàn)共用部分250a)。在圖41B和41C中，相鄰的流體通道槽208彼此靠近，并具有一個(gè)窄隙D。因此，對(duì)于這些流體通道槽208，僅形成了一條焊接線(xiàn)250(焊接線(xiàn)共用部分250a)，該焊接線(xiàn)250沿著其中一個(gè)流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸，并且該焊接線(xiàn)共用部分250a與沿著另一流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸的焊接線(xiàn)250合用。當(dāng)然，沿著流體通道槽208整個(gè)周邊延伸的用作焊接槽的槽221的形成，不限于形成圖41A所示的沿著每個(gè)流體通道槽208整個(gè)周邊延伸的用作焊接槽的槽221，而且包括圖41B和41C所示的在相鄰流體通道槽208之間的一個(gè)共用的用作焊接槽的槽221(共用的焊接槽的槽部分221a)。
下面將根據(jù)圖42A，42B和42C描述整體管道板201的另一種加工方法。圖42A，42B和42C顯示了通過(guò)使用摩擦攪動(dòng)焊接使板202和板203形成整體的方法(后面稱(chēng)為FSW)，它是專(zhuān)利公報(bào)所公開(kāi)的一種焊接技術(shù)(2792233和2712838號(hào)日本專(zhuān)利)。
如圖42所示，將其中加工有連通孔210的板203疊加在其中加工有流體通道槽208的板202上。然后，如圖42B所示，對(duì)板202的流體通道槽208的周邊進(jìn)行焊接。即，如圖42C所示，將板202，203的接合表面202a，203b焊接，以便使之在離流體通道槽208的合適距離f處沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸，從而焊接板202和板203。該模式與圖40A，40B和40C所示的加工方法相同，因此省去對(duì)其的詳細(xì)解釋。下面將詳細(xì)描述圖40A，40B和40C所示的加工方法之間的差異。
根據(jù)圖42A，42B和42C所示的加工方法，不進(jìn)行用作焊接槽的槽的加工。首先，使FSW焊接機(jī)225的末端工具225a位于開(kāi)始焊接的開(kāi)始點(diǎn)處。使其開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，并且給它施加軸向壓力，從而將末端工具225a插入板203中到達(dá)適合一體化的高度方向上的一個(gè)位置。通過(guò)啟動(dòng)末端工具225a的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了摩擦熱。而且，移動(dòng)末端工具225a，同時(shí)跟蹤流體通道槽208的外周邊，如圖42A中的箭頭Y所示，以便焊接板202，203的接合表面202a，203b，從而使之沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸。這時(shí)，類(lèi)似于焊接機(jī)223的移動(dòng)控制，根據(jù)數(shù)字控制(跟蹤控制)進(jìn)行FSW焊接機(jī)225的移動(dòng)控制(焊接位置的控制)，該數(shù)字控制以流體通道槽208上的加工數(shù)據(jù)(數(shù)字控制數(shù)據(jù))為基礎(chǔ)。
圖42A，42B和42C顯示出加工過(guò)程中的狀態(tài)。在這些圖中，(I)部分顯示出這樣的部分，即通過(guò)焊接，使板202和203已形成整體。(II)部分顯示出這樣的部分，即計(jì)劃進(jìn)行焊接以便使板202和203形成整體。
通過(guò)預(yù)先加工一個(gè)在FSW焊接的開(kāi)始點(diǎn)的位置處插入末端工具225a的孔，可以容易地將末端工具225a插入板203中。然而，該孔不是先決條件。不局限于插入到板203中，末端工具225a可插入板202中，并且可在板202處進(jìn)行焊接。
根據(jù)本實(shí)施例的加工方法，將板202，203的接合表面202a，203b焊接起來(lái)，從而使之沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸(當(dāng)然，該焊接不限于焊接以便沿著每個(gè)流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸，還包括焊接槽的相鄰槽208之間的一個(gè)共用焊接線(xiàn)(焊接線(xiàn)共用部分)，借此使板202和203連接。與用粘合劑使板接合相比，這種焊接增加了板接合部分的耐久性，并且構(gòu)成了牢固焊接結(jié)構(gòu)，這樣增加了耐壓性。而且，板202，203的聯(lián)接螺栓不是必須的，這樣整個(gè)整體管道板可進(jìn)一步小型化。而且，該加工方法使接合工序的生產(chǎn)線(xiàn)操作更容易，因此提高了工作效率，導(dǎo)致成本降低。另外，F(xiàn)SW焊接的運(yùn)用使它不必加工用作焊接槽的槽，因此獲得更低的成本。
為了實(shí)現(xiàn)圖40A，40B和40C中所示的整體管道板的加工方法，下面描述加工生產(chǎn)線(xiàn)。如圖43A和43B所示，整體管道板的加工生產(chǎn)線(xiàn)(加工設(shè)備)包括沿著圖中的箭頭K1方向的在一排布置的板供送裝置231、槽加工裝置232、焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223，并且還有板供送裝置234，該板供送裝置234在垂直于箭頭K1的方向上(箭頭L1的方向)沿焊接槽加工工具222橫向布置。在同一步驟中提供該焊接槽加工工具222和該焊接機(jī)223。
堆積在板供送裝置231上的多個(gè)板202處于等待狀態(tài)。根據(jù)需要，這些板202一個(gè)接一個(gè)地被板供送裝置231沿著箭頭K1的方向供送，并且送到下面步驟中的槽加工裝置232。板供送裝置231中備用的板202預(yù)先設(shè)置有加工基準(zhǔn)表面235，或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)236，或者加工基準(zhǔn)表面235和加工基準(zhǔn)點(diǎn)236，而且，在板202中已加工好上述情況中的任何一個(gè)。
在槽加工裝置232中，通過(guò)利用以加工基準(zhǔn)表面235，或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)236，或者加工基準(zhǔn)表面235和加工基準(zhǔn)點(diǎn)236為基礎(chǔ)的數(shù)字控制，在板202中加工流體通道槽208，該板由板供送裝置231供送。也在板202中設(shè)置連通孔210，可以用槽加工裝置232在板202中加工出該連通孔210。使用研磨裝置，激光切割裝置，或者端銑刀作為槽加工裝置232。在圖43A和43B中，在一個(gè)步驟中，用一個(gè)槽加工裝置232加工流體通道槽208和/或連通孔210。然而，根據(jù)加工量，最好設(shè)置多個(gè)槽加工裝置232，并且在多個(gè)步驟中加工流體通道槽208和連通孔210。
其中加工有流體通道槽208和/或連通孔210的板202沿箭頭K1的方向從槽加工裝置232供送，并且送到后續(xù)步驟，所述后續(xù)步驟布置有焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223。板202可從板供送裝置231送到布置有焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223的步驟，在該板202中已經(jīng)用槽加工裝置加工出了流體通道槽208和連通孔210，該槽加工裝置在一個(gè)不在圖43A和43B所示的加工生產(chǎn)線(xiàn)上的位置提供。以這種方式，可從圖43A和43B中所示的加工生產(chǎn)線(xiàn)略去槽加工裝置232。
將處于等待狀態(tài)的多個(gè)板203堆積在板供送裝置234中。板供送裝置234中備用的這些板203也預(yù)先設(shè)有已加工的加工基準(zhǔn)表面237，或加工基準(zhǔn)點(diǎn)238，或加工基準(zhǔn)表面237和加工基準(zhǔn)點(diǎn)238。在板203中，預(yù)先加工有連通孔210。當(dāng)將板202從槽加工裝置232(如果槽加工裝置232被省略，就是板供送裝置231)送到布置有焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223的步驟時(shí)，板供送裝置234也在箭頭L1的方向上將板203送入該步驟。
在形成板203的接合表面203b中的流體通道槽208的過(guò)程中，用于形成流體通道槽208的槽加工裝置可設(shè)置在布置有板供送裝置234的步驟和布置有焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223的步驟之間。而且，還可由該槽加工裝置形成連通孔210。
在布置有焊接槽加工工具222和焊接機(jī)223的步驟中，從一個(gè)方向上供送的板203疊加在從另一方向供送的板202上，同時(shí)加工基準(zhǔn)表面235和237對(duì)準(zhǔn)，從而固定板202和203之間的位置關(guān)系。然后，進(jìn)行圖40A，40B和40C的基礎(chǔ)上解釋的接合方法。也就是說(shuō)，通過(guò)焊接槽加工工具222開(kāi)始用作焊接槽的槽221的加工。接連地，用焊接機(jī)223開(kāi)始用作焊接槽的槽221的焊接，從而焊接板202，203的接合表面202a，203b，從而沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸?？墒褂醚心パb置、激光切割裝置或端銑刀裝置作為焊接槽加工裝置222。作為焊接機(jī)223，可使用MIG焊接機(jī)或TIG焊接機(jī)。
用控制板板，即板供送裝置控制板242、槽加工裝置控制板243、焊接槽加工工具控制板244、焊接機(jī)控制板245和板供送裝置控制板246，根據(jù)來(lái)自中央控制板241的指令，調(diào)節(jié)板供送裝置231、槽加工裝置232、焊接槽加工工具222、焊接機(jī)223和板供送裝置234以便控制。也就是說(shuō)，通過(guò)來(lái)自中央控制板241的命令，基于位于板202中的加工基準(zhǔn)表面235、或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)236、或者加工基準(zhǔn)表面235和加工基準(zhǔn)點(diǎn)236，或者基于位于板203中的加工基準(zhǔn)表面237、或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)238、或者加工基準(zhǔn)表面237和加工基準(zhǔn)點(diǎn)238，這些控制板242，243，244，245和246對(duì)板202或板203進(jìn)行加工和位置的跟蹤控制。
根據(jù)本實(shí)施例的加工生產(chǎn)線(xiàn)，可容易地對(duì)構(gòu)成整體管道板1的板202，203進(jìn)行連貫加工，這樣導(dǎo)致設(shè)備成本低。
接著，在圖44A和44B的基礎(chǔ)上解釋加工生產(chǎn)線(xiàn)，該加工生產(chǎn)線(xiàn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖42A，42B和42C中所示的用于加工整體管道板所用的加工方法。
圖44A和44B的加工生產(chǎn)線(xiàn)和圖43A和43B的加工生產(chǎn)線(xiàn)之間的差異在于安裝了圖44A和44B所示的FSW焊接機(jī)225和FSW焊接機(jī)的控制板246，以替代圖43A和43B中所示的焊接槽加工工具222、焊接機(jī)223、焊接槽加工工具控制板244和焊接機(jī)控制板245。這樣只描述該差異，而不對(duì)其他特征加以描述。
如圖44A和44B所示，在板202從槽加工裝置232(如果省略槽加工裝置232，就是板供送裝置231)送到FSW焊接機(jī)225時(shí)，板供送裝置234也將板203送到FSW焊接機(jī)225。
在FSW焊接機(jī)225中，從一個(gè)方向供送的板203疊加在從另一個(gè)方向供送的板202上，同時(shí)加工基準(zhǔn)表面235和237對(duì)準(zhǔn)，以固定板202和203之間的位置關(guān)系。然后，在圖42A，42B和42C的基礎(chǔ)上解釋該接合方法。也就是說(shuō)，用FSW焊接機(jī)225的末端工具225a焊接板202，203的接合表面202a，203b，以便使之沿著流體通道槽208的整個(gè)周邊延伸。
根據(jù)來(lái)自中央控制板248的指令，通過(guò)控制板，即板供送裝置供送板242、槽加工裝置控制板243、FSW焊接機(jī)控制板247和板供送裝置控制板246，來(lái)控制板供送裝置231、槽加工裝置232、FSW焊接機(jī)225和板供送裝置234。也就是說(shuō)，通過(guò)來(lái)自中央控制板248的命令，基于位于板202中的加工基準(zhǔn)表面235、或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)236、或者加工基準(zhǔn)表面235和加工基準(zhǔn)點(diǎn)236，或者基于位于板203中的加工基準(zhǔn)表面237、或者加工基準(zhǔn)點(diǎn)238、或者加工基準(zhǔn)表面237和加工基準(zhǔn)點(diǎn)238，這些控制板242，243，247和246對(duì)板202或板203進(jìn)行加工和位置的跟蹤控制。
根據(jù)本實(shí)施例的加工生產(chǎn)線(xiàn)，可容易地進(jìn)行構(gòu)成整體管道板201的板202，203的連貫加工，這樣導(dǎo)致設(shè)備的成本減少。而且，F(xiàn)SW焊接機(jī)225的運(yùn)用使焊接槽的槽的加工變得不必要，因此可進(jìn)一步減少成本。
本發(fā)明的加工方法(接合方法)不是必須局限于兩個(gè)板202和203的接合，也適合三個(gè)或更多板的連接。例如，為了接合三個(gè)板，可用本發(fā)明的加工方法(接合方法)使第一板和第二板接合，然后再使第二和第三板接合。
而且，本發(fā)明不僅可用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的整體管道板的加工，而且用于各種裝置中的整體管道板的加工。
圖45A示出作為鋁板或鋁合金板壓力加工的結(jié)果，通過(guò)形成預(yù)定形狀的凹陷(后面稱(chēng)作槽301)而制成的板302，該槽301用作流體通道。
在壓力下使用具有任意形狀的模子的情況下，通過(guò)對(duì)高塑性金屬材料的金屬板進(jìn)行塑性加工，完成壓制加工。這是一種具有尺寸精度和良好的批量生產(chǎn)率的加工技術(shù)。該技術(shù)可選擇耐蝕材料作為加工對(duì)象。
圖45B是沿著圖45A的板302的線(xiàn)A1-A1截取的橫截面圖。
如圖45B所示，槽301的橫截面形狀是有合適的寬度L2和合適深度H2的矩形凹陷。為了容易地進(jìn)行壓力加工，拐角301a有合適的圓度R，槽301的側(cè)壁部分301b適當(dāng)傾斜。
為了將流過(guò)槽301的流體的流速維持在預(yù)定值，必須根據(jù)每個(gè)槽301改變槽301的橫截面積。在這樣做時(shí)，如果必要，保持槽301的深度H2恒定而改變其寬度L2在裝配時(shí)是有利的，由此確保預(yù)定的橫截面積。
因?yàn)樵诓?01底部的拐角301c有合適的圓度R，能使流體中央和流體與槽301的拐角301c接觸的周邊之間的流速差最小，這樣降低了流體的滯流。
圖45C是沿著圖45A中的板302的線(xiàn)A1-A1截取的橫截面圖，它示出了另一個(gè)實(shí)例。如圖45C所示，槽301的截面形狀是弓形槽，其中槽301的底部有合適的半徑R1。
該弓形槽的特征和功能與圖45B中解釋的矩形槽301相同。為了易于壓制加工，弧形槽的拐角301D有合適的圓度R，并且槽301的橫截面積根據(jù)每個(gè)槽301而變化，這樣經(jīng)槽301流動(dòng)的流體的流速保持在預(yù)定值。
因?yàn)椴?01是弧形槽，該槽在底部有半徑R1，能使流體中央和流體與槽301接觸的周邊之間的流速差最小，這樣降低流體的滯流。
圖45A，45B和45C示出壓力加工實(shí)例。但是，具有流體通道槽的板302的制造方法不局限于壓制加工，而可以通過(guò)精密鑄造成形。通過(guò)形成模子，并且將任意合金等澆注到該模子中，該加工方法可制備材料均勻、尺寸精度高的鑄件，即，具有流體通道槽的板。不同于壓制加工，對(duì)于精密鑄造，可選擇諸如鋁的高塑性材料以外的材料作為板的材料，并且如同壓制加工，也可選擇耐蝕材料。而且，可使用模子形成復(fù)雜形狀的板，并且可使其表面如壓制加工一樣光滑。這樣，能形成槽，而不增加用于流體流動(dòng)的槽中的過(guò)度阻力(傳導(dǎo)率)。甚至根據(jù)該方法，可形成如圖45B和45C中的槽。
通過(guò)將其中加工有連通孔311的板303疊加到其中制有流體通道槽301的板302上，在板303中離流體通道槽301適當(dāng)距離處加工用作焊接槽的槽，以便沿著流體通道槽301的整個(gè)周邊延伸，然后在強(qiáng)壓力下夾緊板的同時(shí)，通過(guò)電磁力控制的混合焊接等方法來(lái)焊接用作焊接槽的槽。結(jié)果，板被焊接，并且流經(jīng)流體通道槽的流體在焊接槽的槽的位置處被可靠地密封。作為焊接槽的槽的焊接方法可以是MIG焊接，TIG焊接或其他焊接方法。
圖46A，46B和46C示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板的接合方法的另一個(gè)實(shí)例。下面顯示通過(guò)摩擦攪動(dòng)焊接將板302和板303接合以便使之形成整體的方法。
如前所述，摩擦攪動(dòng)焊接(FSW方法)是2792233號(hào)日本專(zhuān)利等所公開(kāi)的焊接方法。該FSW方法使用一種材料作為探頭(圖46B中的末端工具308a)，它比被接合的基底材料更堅(jiān)硬，將探頭壓到被接合的基底材料上，相對(duì)于基底材料以圓周運(yùn)動(dòng)等、周期性地移動(dòng)探頭，以便產(chǎn)生摩擦熱。結(jié)果，使基底材料熔化產(chǎn)生塑性區(qū)域。使該塑性區(qū)域與要被接合的另一基底材料熔接并固化在一起，借此焊接這兩種基底材料。
不同于其他焊接方法，F(xiàn)SW方法在焊接期間可以焊接基底材料，而不需要用作焊接槽的槽。這樣，F(xiàn)SW方法適用于高效的加工操作。在FSW方法中包含的裝置不需要大的輸入功率，但仍能高效地焊接。因此，該方法是經(jīng)濟(jì)的，并且導(dǎo)致成本降低。該方法也容易控制，并且位置精度高，從而適合自動(dòng)和批量生產(chǎn)。
根據(jù)FSW方法，如圖46A和46B所示，其中加工有連通孔311的板303疊加在其中加工有槽301的板302上。然后，如圖46C所示，在隔開(kāi)一合適的距離F的位置處對(duì)板302的槽301的周?chē)M(jìn)行焊接，以便沿著槽301的整個(gè)周邊延伸從而實(shí)施焊接。
具體地，在開(kāi)始焊接的開(kāi)始點(diǎn)處設(shè)置FSW方法的焊接機(jī)308的末端工具308a。在該點(diǎn)開(kāi)始，末端工具308a旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生摩擦熱，并熔化板303。在該過(guò)程中，在壓力下將末端工具308a插到預(yù)定深度。板303的熔化區(qū)與板302一起熔接和固化，借此板302和板303被焊接并形成整體。
在圖46A中，①中箭頭所示區(qū)域顯示出FSW焊接所形成整體的板303的一部分，②中箭頭所示區(qū)域顯示出在焊接形成整體之前該板303的一部分。③顯示出由于FSW方法導(dǎo)致熔接并且固化的板302和303的一部分。
如后面描述的圖47C所示，通過(guò)利用應(yīng)用到板302中的FSW方法完成接合。
圖47A，47B，47C和47D顯示出根據(jù)本發(fā)明的整體管道板的一個(gè)實(shí)例。
圖47A顯示出整體管道板304的側(cè)視圖，該板304包括FSW焊接接合的板302和板303。儀器305的支架和位于板303上的部件305a本身通過(guò)插入到板303中的柱螺栓306和螺母307、借助密封材料310例如O形密封圈固定。經(jīng)過(guò)連通孔311，利用槽301使固定在板303上的儀器305與部件305a相互連通，該槽301具有合適的橫截面積，這樣就能夠流過(guò)高溫，高壓的流體。
圖47B顯示出將板303通過(guò)FSW焊接接合到板302上，而圖47C顯示出將板302通過(guò)FSW焊接接合到板303上。因?yàn)镕SW焊接不需要用作焊接槽的槽，所以加工期間的自由度很高，這如這些圖所示。圖47D以平面圖顯示出利用槽301經(jīng)連通孔311將儀器305和部件305a連接。
圖48A和48B顯示出三維結(jié)構(gòu)中整體管道板的實(shí)例。
圖48A是三維結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明整體管道板的實(shí)例的側(cè)視圖。兩個(gè)整體管道板304和304’以垂直相對(duì)方式相互裝在一起，開(kāi)且板302和302’的端部被螺栓312和螺母313經(jīng)由密封材料密封，從而構(gòu)成三維整體管道板。不僅如本結(jié)構(gòu)中整體管道板可以垂直相對(duì)方式制成三維，而且整體管道板可例如以垂直關(guān)系定位從而形成三維整體管道板。通過(guò)這樣做，可不浪費(fèi)地使用空間，這樣導(dǎo)致非常緊湊的結(jié)構(gòu)。而且，諸如空氣的致冷劑經(jīng)上下整體管道板304和304’的板302和302’形成的空間Q流動(dòng)，由此流經(jīng)槽301的高溫流體被冷卻。在這種情況下，板302，302’不具有作為儲(chǔ)熱部分的額外部分，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)壓制加工或精密鑄造使板302，302’成形。而且，致冷劑的表面面積如此大，以致能高效地使板冷卻。
通過(guò)圖48B所示的FSW方法，還可通過(guò)使用螺栓312和螺母313，進(jìn)行整體管道板304和304’的相對(duì)板302和302’的接合。
下面將描述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，它作為整體管道板的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例加以描述，該整體管道板用于將管道和布線(xiàn)結(jié)合到一個(gè)裝置中的固定單元和可移動(dòng)集成單元中。
圖49顯示出普通燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖的一個(gè)實(shí)例。如圖49所示，通過(guò)使用重整裝置449的廢熱等用汽化器使諸如甲醇的液體燃料441a蒸發(fā)，并且用熱交換器443加熱。然后，蒸汽與來(lái)自CO轉(zhuǎn)換器446的部分富氫氣體一起被導(dǎo)入脫硫裝置444，從而將其含硫物去除。另一方面，氣體燃料441b，例如天然氣，繞過(guò)汽化器442，并且直接送到熱交換器443。如果使用有含硫量低的燃料，可省去脫硫裝置444。
用熱交換器448將已被脫硫的燃料氣體和蒸汽分離件445產(chǎn)生的蒸汽447一起加熱，然后將其送到重整裝置449。在重整裝置449中，燃料氣體被重整以產(chǎn)生富含氫氣的重整氣體。來(lái)自重整裝置449的重整氣體被熱交換器450冷卻，然后重整氣體中的一氧化碳在CO轉(zhuǎn)換器446中被轉(zhuǎn)換成二氧化碳。
通過(guò)熱交換器451進(jìn)一步冷卻來(lái)自CO轉(zhuǎn)換器446的重整氣體，然后將其導(dǎo)入冷凝器452中，其中未反應(yīng)的蒸汽通過(guò)冷凝除去。從冷凝器452分離出的冷凝物被送到蒸汽分離件445，并且再次作為蒸汽447送到重整裝置449中。與冷凝器452分離的重整氣體被熱交換器453加熱，然后送到燃料電池體454中，其中重整氣體中的氫氣被用于電池反應(yīng)。
作為氧化劑供送的空氣458在熱交換器459中被加熱，并且被導(dǎo)入燃料電池體454中，其中空氣458中的氧氣被用于電池反應(yīng)。
來(lái)自燃料電池體454的廢氣在熱交換器460中被加熱，并且被帶入冷凝器461中，在該冷凝器461中通過(guò)冷凝去除所形成的水，該廢氣被排放到系統(tǒng)外部。生成的水也送到蒸汽分離件445中，在此用作蒸汽447。因?yàn)槿剂想姵伢w454中的電池反應(yīng)是放熱反應(yīng)，燃料電池體454和周邊裝置通常設(shè)有冷卻裝置462，它將水或空氣用作致冷劑。
來(lái)自燃料電池體454的包含未反應(yīng)氫氣的另一種廢氣經(jīng)過(guò)分離機(jī)472，并且與外部空氣468一起被用作實(shí)施吸熱反應(yīng)的重整裝置449的加熱燃料。剩余的廢氣被燃燒器473處理，然后排出。如果此時(shí)對(duì)燃料467的加熱不夠，來(lái)自脫硫裝置444的部分輸出氣體用作附加燃料476。來(lái)自重整裝置449的燃燒廢氣部分地用作汽化器442的熱源。剩余物在熱交換器474中被冷卻，然后送到冷凝器475中，并且在分離所生成的水后釋放到大氣中。該生成水返回蒸汽分離件445中。
接著，將描述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中控制的概要。首先，通過(guò)用電流表I檢測(cè)負(fù)荷466的負(fù)載電流，將器信號(hào)發(fā)送到控制裝置469，并且基于來(lái)自控制裝置469的信號(hào)打開(kāi)或關(guān)閉流體控制閥470a或470b，這樣控制要送到燃料電池體454中的重整氣體的流量。通過(guò)用流量計(jì)477檢測(cè)燃料氣體的流量，并且基于來(lái)自控制裝置469的信號(hào)打開(kāi)或關(guān)閉蒸汽流量控制閥471，這樣控制燃料氣體重整所需的蒸汽447的供送量。用溫度傳感器T恒定地監(jiān)測(cè)重整裝置449內(nèi)的溫度，并且用燃料441a，441a的流量控制閥470a，470b對(duì)重整裝置449內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。
如上所述，各種儀器、部件、布線(xiàn)和控制儀器都布置在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中。大管道和小管道復(fù)雜地設(shè)置，以便具有各種性能、溫度和壓力的流體或氣體在這些裝置之間流動(dòng)。特別在車(chē)輛上裝載的可移動(dòng)的整體系統(tǒng)中，已努力在狹窄空間中以高密度安排許多儀器和管道線(xiàn)，以便小型化。整體管道板用作實(shí)現(xiàn)這種意圖的裝置。在圖49中所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的燃料供送設(shè)施中，供送燃料的管道是板302中的槽301，并且流速控制所用的流體控制閥470a，470b和流量計(jì)477布置在板303上。這些措施可產(chǎn)生整體管道板，從而控制流經(jīng)槽301的燃料的流速。
在上述實(shí)例中，已說(shuō)明了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。然而，不僅可將本發(fā)明用到燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的整體管道板中，而且還可用到各種裝置所用的整體管道板中。
概括來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工方法，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上布置構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置儀器，或者布置部件，并且利用在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件，還包括圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍焊接所述板的接合表面，從而使板接合。
還包括通過(guò)摩擦攪動(dòng)焊接(friction stir welding)，圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的整體管道板，該整體管道板包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板，并且其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，和該儀器和部件通過(guò)所述槽連接，或者該儀器通過(guò)所述槽連接，或者該部件通過(guò)所述槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)置有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)置有多個(gè)整體管道板。
還包括以下步驟在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽，以便沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；且連續(xù)地對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工裝置，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，并且還包括用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該槽沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工之后，對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，還包括板供送裝置，該板供送裝置用于供送板，該板上預(yù)先形成有流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經(jīng)由板供送裝置提供，該槽沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工之后，對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，并且包括用于供送板的板供送裝置；加工裝置，該加工裝置用于在由板供送裝置供送的板內(nèi)形成流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；用于在板內(nèi)形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經(jīng)由加工裝置加工，該槽沿流體通道槽的整個(gè)外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行加工之后，對(duì)用作焊接槽的槽進(jìn)行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工裝置，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽以及板內(nèi)形成的連通孔連接，并且包括摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合。
一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，并且包括板供送裝置，該板供送裝置用于供送板，該板上預(yù)先形成有流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；和摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合，該板已由板供送裝置提供。
一種包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板的加工設(shè)備，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽和板內(nèi)形成的連通孔連接，并且包括用于供送板的板供送裝置；加工裝置，該加工裝置用于在由板供送裝置供送的板內(nèi)形成流體通道槽，或者連通孔，或者流體通道槽和連通孔；和摩擦攪動(dòng)焊接裝置，該摩擦攪動(dòng)焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個(gè)外圍將板的接合表面焊接起來(lái)，從而使板接合，該板已經(jīng)由加工裝置加工。
還包括實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段(tracer means)。
還包括用于實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。
還包括用于實(shí)施數(shù)字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且在每個(gè)槽的表面上形成有防蝕層。
其中在每個(gè)板的接合表面上還形成有防蝕層。
其中通過(guò)涂敷或內(nèi)襯碳氟樹(shù)脂形成防蝕層。
其中通過(guò)覆蓋氧化鋁薄膜形成防蝕層。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，每個(gè)板圍繞每個(gè)槽的周邊在焊接線(xiàn)處被焊接，且所有流經(jīng)槽的流體在焊接線(xiàn)處被密封住。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中設(shè)有多個(gè)整體管道板，且該多個(gè)整體管道板整體固定，且該多個(gè)整體管道板的背表面疊加，以構(gòu)成三維模塊。
其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊。
其中分隔件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，以構(gòu)成熱絕緣三維模塊。
其中熱絕緣體置于分隔件和多個(gè)整體管道板的一個(gè)或全部背表面之間。
其中構(gòu)成裝置的儀器和部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者儀器置于多個(gè)整體管道板的背表面之間，或者部件置于多個(gè)整體管道板的背表面之間。
其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板的背表面與所述背表面之間的該儀器和部件之間、或者該背表面與該儀器之間、或者該背表面與該部件之間。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中設(shè)有多個(gè)整體管道板，且該多個(gè)整體管道板布置在同一支持物上，且相互之間保持熱絕緣間隔。
其中熱絕緣體置于多個(gè)整體管道板與支持物之間。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且熱切斷槽設(shè)置在高溫區(qū)域與低溫區(qū)域之間，在該高溫區(qū)域設(shè)有高溫儀器和部件，或者設(shè)有高溫儀器，或者設(shè)有高溫部件，在該低溫區(qū)域設(shè)有低溫儀器和部件，或者設(shè)有低溫儀器，或者設(shè)有低溫部件。
其中熱絕緣體裝填進(jìn)熱切斷槽內(nèi)。
其中致冷劑流經(jīng)熱切斷槽。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，且構(gòu)成裝置的儀器或部件、控制儀器、或電線(xiàn)被結(jié)合到其中一個(gè)或全部板中。
一種包括兩個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)有一個(gè)整體管道板，或者設(shè)有多個(gè)整體管道板，防蝕管道裝納在一些或全部槽內(nèi)，且腐蝕性流體流經(jīng)防蝕管道。
其中柔性材料用作防蝕管道的材料。
其中利用具有通孔的第一連接件和第二連接件連接防蝕管道的每個(gè)端部，該第一部件通孔的內(nèi)周表面中形成圓錐表面，該第二連接件的外周表面中形成圓錐表面，以這種方式，端部的外徑側(cè)由第一連接件的圓錐表面支承，且端部的內(nèi)徑側(cè)由第二連接件的圓錐表面支承。
其中第一連接件與板整體成形。
其中第二連接件與所述儀器和部件，或者所述儀器，或者所述部件整體成形。
其中第一連接件與板整體成形，且第二連接件與所述儀器和部件，或者所述儀器，或者所述部件整體成形。
其中第一連接件分成多個(gè)部分。
其中第一連接件分成多個(gè)部分。
一種包括三個(gè)或更多個(gè)接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上，布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內(nèi)形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過(guò)槽連接，或者該儀器通過(guò)槽連接，或者該部件通過(guò)槽連接，并且其中單獨(dú)設(shè)置一個(gè)整體管道板，或者設(shè)置多個(gè)整體管道板。
其中在各板的接合表面內(nèi)形成的多級(jí)的槽被分配到高溫區(qū)域和低溫區(qū)域。
一種整體管道板，包括具有通過(guò)壓制加工在其中形成的槽的第一板，該槽用作流體通道；和第二板，該第二板上形成有儀器和部件、或儀器、或部件，并且其中形成連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通，并且其中第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
一種整體管道板，包括具有通過(guò)精密鑄造在其中形成的槽的第一板，該槽用作流體通道；和第二板，該第二板上形成有儀器和部件、或儀器、或部件，并且其中形成有連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通，并且其中第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
一種整體管道板的加工方法，包括如下步驟在第一板中通過(guò)壓制加工形成槽，該槽用作流體通道；在第二板上安裝儀器和部件、或儀器、或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通；并且通過(guò)焊接使已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
一種整體管道板的加工方法，包括如下步驟在第一板中通過(guò)精密鑄造形成槽，該槽用作流體通道；在第二板上安裝儀器和部件、或儀器、或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通；并且通過(guò)焊接使已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
還包括利用摩擦攪動(dòng)焊接使第一板與第二板接合。
其中具有在其中加工的、用作流體通道的槽的多個(gè)第一板固定成互相面對(duì)，且相互接觸的板的周邊密封，以構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。
其中具有在其中加工的、用作流體通道的槽的多個(gè)第一板相互接觸以便相互面對(duì)，因此形成一個(gè)空間部分，且該空間部分用作致冷劑的流動(dòng)通道。
工業(yè)用途如上所述，本發(fā)明涉及一種整體管道板，它用于一種固定單元或者一種可移動(dòng)的集成單元中，該固定單元將管道、布線(xiàn)等結(jié)合在一個(gè)裝置中，本發(fā)明還涉及該整體管道板的一種加工方法、加工裝置和加工設(shè)備。本發(fā)明可用于各種裝置例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中使用的整體管道板。
權(quán)利要求
1.一種整體管道板的加工方法，包括如下步驟在第一板中通過(guò)壓制加工形成槽，該槽用作流體通道；在第二板上安裝儀器和部件、或儀器、或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通；并且通過(guò)焊接使已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
2.如權(quán)利要求1所述的加工方法，還包括利用摩擦攪動(dòng)焊接使第一板與第二板接合。
3.一種整體管道板的加工方法，包括如下步驟在第一板中通過(guò)精密鑄造形成槽，該槽用作流體通道；在第二板上安裝儀器和部件、或儀器、或部件，并且在第二板內(nèi)形成連通孔，該連通孔與儀器和部件、或儀器、或部件連通；并且通過(guò)焊接使已經(jīng)加工的第一板和第二板接合，以便通過(guò)槽和連通孔連接儀器和部件，或者通過(guò)槽和連通孔連接儀器，或者通過(guò)槽和連通孔連接部件。
4.如權(quán)利要求3所述的加工方法，還包括利用摩擦攪動(dòng)焊接使第一板與第二板接合。
5.如權(quán)利要求4所述的加工方法，還包括，在把第一板和第二板彼此重疊、并且通過(guò)摩擦攪動(dòng)焊接把第一板和第二板連接起來(lái)的步驟中把摩擦攪動(dòng)焊接機(jī)的末端工具只插入到第二板的一個(gè)位置上，在該位置處，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)末端工具而產(chǎn)生的摩擦熱量來(lái)焊接第一板和第二板，并且在使末端工具跟蹤槽的外周的同時(shí)，使末端工具移動(dòng)，因此圍繞槽的整個(gè)外周摩擦攪動(dòng)焊接第一板和第二板的接合表面，從而把第一板和第二板連接起來(lái)。
全文摘要
一種例如包括多個(gè)接合在一起的板的整體管道板201的加工方法，其中在整體管道板201的其中一個(gè)或兩個(gè)表面上布置有構(gòu)成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，且該儀器和部件，或者該儀器，或者該部件通過(guò)在板的接合表面內(nèi)形成的流體通道槽208以及板內(nèi)形成的連通孔210連接。該加工方法例如利用FSW焊接機(jī)225圍繞流體通道槽208的整個(gè)外圍對(duì)板的接合表面進(jìn)行焊接，從而使板接合。與通過(guò)粘合劑使板接合相比，該加工方法增加了板接合部分的耐久性，并增強(qiáng)了耐壓性。而且，該方法還提高了工作效率，并使整體管道板進(jìn)一步小型化。
文檔編號(hào)B23K20/12GK1970220SQ20061016312
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2002年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月2日
發(fā)明者日高晴太郎, 冢本道夫 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社