整體管道板及其加工方法、加工裝置和加工設備的制作方法

專利名稱：整體管道板及其加工方法、加工裝置和加工設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種整體管道板，它用于將管道、布線等結合到一個裝置 內的固定單元中，或用于一種集成以便可移動的單元中，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備。
背景技術：
整體管道板用作將管道、布線等結合到一個裝置中的固定單元或可移 動集成單元的子系統，該整體管道板主要負責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、布線等組成。大的和小的管線 復雜地布置在各處，以便具有不同性能、溫度和壓力的液體或氣體連續地 在這些儀器等之間流動。還設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。特別是需要使設備包 括重量減少的小型化，因而在窄小的空間內努力高度密集地布置許多儀器、 部件、管道等。整體管道板用作構建將管道、布線等結合到一個裝置的固 定單元，或可移動的集成單元的裝置。
圖50A和50B示出傳統的整體管道板的構形圖的實例。
如圖50A和50B所示，傳統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，通過鑄造形成復雜的通道例如槽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具有適合對應流體速度的預定截面面積，并具有 對應連通孔534的位置的適當的方向和長度。這樣，儀器525和部件525a 通過連通孔534聯系。槽531和連通孔534具有供流體或氣體流過的管道 功能。
通過上述方法加工的板521和板524通過粘合劑接合，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通過板524 的螺栓孔527獰進板521的有內螺紋的孔528內。在板521和524結合在 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借助密封材料通過將螺栓(未 示出)擰進板524的內有螺紋的孔529內安裝。這些儀器525和部件525a 控制流體通過連通孔534流入槽531內。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號為1974-13651的日本專利中公開。
對于上述傳統的整體管道板，構成整體管道板的板通過簡單的模制鑄 造成形，或通過切割成形。這樣，帶來超重的部分保留，這帶來整體管道 板重量降低和小型化的問題。為了使槽具有流體通道的功能，需要執行對 槽部分進行表面處理的步驟，但這不是適合批量生產的方法。
而且，粘合劑用于使板接合。這導致低的工作效率，而且不太適合批 量生產。用于固定板的螺栓阻止了整體管道板的小型化。
板過度的壁厚在具有管道功能的槽周圍出現。這樣，即使當流經槽的 流體借助板冷卻時，很難提高冷卻效率。
除了上述問題，根據本發明的整體管道板，例如構成燃料電池發電系 統的一部分。如在燃料電池發電系統的情況下，整體管道板的技術要求是 批量生產和低成本。而且，要求包括重量降低的小型化和良好的控制響應。 市場需要系統具有迅速的批量生產和成本降低。在實現與未來的需求例如 實際的批量生產和成本降低相聯系的要求中存在相當多的問題。
這樣，考慮到上述情況，本發明具有提供用于裝置例如燃料電池發電 系統的整體管道板的目的，通過在板中釆用復雜的管道和一些部件和布線，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。本發明的另一個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，并實現進一步的小型化。本發明還提供一種整體管道板及其加工方法，.能實現批量生產和成本降低，并實現包括重量降低的小型化。發明內容本發明用于解決上述問題的第一方面是包括兩個或更多個接合在一起 的板的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且 在每個槽的表面上形成防蝕層。根據本發明第一方面的整體管道板，在整體管道板中存在對應于傳統 管道的通道，整個裝置、例如燃料電池發電系統可容易地模塊化、小型化。 而且，它足以將各組成儀器和部件組裝到預定位置，并且不需要在窄的空 間內進行復雜的管道鋪設操作。這樣，組裝工作容易、且工作效率提高。 而且幾乎不存在接縫，從而降低了流體泄漏的危險。而且由于在槽的表面 上形成了防蝕層，防蝕層避免了流經槽的流體造成的腐蝕，這樣，整體管 道板的壽命延長。本發明第二方面的整體管道板涉及本發明第一方面的整體管道板，其中在每個板的接合表面上還形成了防蝕層。根據本發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這樣，整體管道板的壽命延長。本發明第三方面的整體管道板涉及本發明的第一或第二方面的整體管道板，其中
通過涂敷或內襯碳氟樹脂形成防蝕層。
本發明第四方面的整體管道板涉及本發明的第一或第二方面的整體管 道板，其中
防蝕層通過覆蓋氧化鋁薄膜形成。
在本發明第三或第四方面的整體管道板中，通過涂敷或內襯碳氟樹脂 或者通過覆蓋氧化鋁薄膜形成了防蝕層。這樣，防蝕層避免了流經槽的流 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。
本發明第五方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板的 整體管道板，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，
在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板， 每個板在圍繞每個槽周邊的焊接線處被焊接，并且 所有流經槽的流體在焊接線處被密封住。
根據本發明第五方面的整體管道板，板在圍繞槽周邊的焊接線處被焊 接，且流經槽的流體在焊接線處被密封住。這樣，可以可靠地實施對流體 的密封。
本發明第六方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板的 整體管道板，其中
在整體管道板的其中一個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或 者布置有儀器，或者布置有部件，
在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
設置多個整體管道板，
該多個整體管道板一體固定，且該多個整體管道板的背表面疊加，以 構成三維模塊。根據本發明第六方面的整體管道板，該多個整體管道板一體固定，且 該多個整體管道板的背表面疊加，以構成三維模塊。這樣，實現裝置進一 步小型化，流體的通道和控制系統可縮短，響應迅速，且便于控制。
本發明第七方面的整體管道板涉及本發明第六方面的整體管道板，其
中
熱絕緣體置于多個整體管道板的背表面之間，以構成熱絕緣三維模塊。 根據本發明第七方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個整體管道板的 背表面之間，以構成熱絕緣三維模塊。這樣，諸如控制儀器的低溫儀器可 靠近設置在其中一個整體管道板上的高溫儀器而布置在另一整體管道板 上。
本發明第八方面的整體管道板涉及本發明第六方面的整體管道板，其
中
分隔件置于多個整體管道板的背表面之間，以構成熱絕緣三維模塊。 根據本發明第八方面的整體管道板，分隔件置于多個整體管道板的背 表面之間，以構成熱絕緣三維模塊。由于其上設有高溫儀器的高溫側整體 管道板，與其上設有低溫儀器的低溫側整體管道板通過分隔件分隔，這避 免了相互熱影響。
本發明第九方面的整體管道板涉及本發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整體管道板的一個或全部背表面之間。 根據本發明第九方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個整體管道板的 背表面和分隔件之間。這樣，進一步增強了熱絕緣效果。
本發明第十方面的整體管道板涉及本發明第六方面的整體管道板> 其
中
構成裝置的儀器和部件置于多個整體管道板的背表面之間，或者儀器 置于多個整體管道板的背表面之間，或者部件置于多個整體管道板的背表 面之間。
根據本發明第十方面的整體管道板，構成裝置的儀器和部件置于多個 整體管道板的背表面之間，或者儀器置于多個整體管道板的背表面之間， 或者部件置于多個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，并期望帶來熱絕緣效果。本發明第十一方面的整體管道板涉及本發明第十方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于多個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。根據本發明第十 一 方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個整體管道板 的背表面與該多個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。本發明第十二方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板 的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或 者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中設置多個整體管道板，且該多個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。 根據本發明第十二方面的整體管道板，該多個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。本發明第十三方面的整體管道板涉及本發明第十二方面的整體管道板，其中熱絕緣體置于多個整體管道板與支持物之間。根據本發明第十三方面的整體管道板，熱絕緣體置于多個整體管道板 與支持物之間。這樣，進一步改進熱絕緣效果。本發明第十四方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板 的整體管道板，其中在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且
熱切斷槽設置在高溫區域與低溫區域之間，在該高溫區域設有高溫儀 器和部件，或者設有高溫儀器，或者設有高溫部件，在該低溫區域設有低 溫儀器和部件，或者設有低溫儀器，或者設有低溫部件。'
根據本發明第十四方面的整體管道板，熱切斷槽設置在高溫區域與低 溫區域之間，在該高溫區域設有高溫儀器和部件，或者設有高溫儀器，或 者設有高溫部件，在該低溫區域設有低溫儀器和部件，或者設有低溫儀器， 或者設有低溫部件。這樣，來自高溫區域的熱量被切斷，因此不能對低溫 區域施加熱影響。
本發明第十五方面的整體管道板涉及本發明第十四方面的整體管道 板，其中
熱絕緣體裝填進熱切斷槽內。
根據本發明第十五方面的整體管道板，熱絕緣體裝填進熱切斷槽內。 這樣，可進一步增強高溫區域與低溫區域之間的熱切斷效果。
本發明第十六方面的整體管道板涉及本發明第十四方面的整體管道 板，其中
致冷劑流經熱切斷槽。
根據本發明第十六方面的整體管道板，致冷劑流經熱切斷槽。這樣， 可進一步增強高溫區域與低溫區域之間的熱切斷效果。
本發明第十七方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板 的整體管道板，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，
在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且 構成裝置的儀器或部件、控制儀器、或電線被結合到其中一個或全部板上。
根據本發明第十七方面的整體管道板，構成裝置的儀器或部件、控制 儀器、或電線被結合到其中一個或全部板上。這樣，整個裝置例如燃料電 池發電系統可進一步小型化。
本發明第十八方面的整體管道板是包括兩個或更多個接合在一起的板 的整體管道板，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，
在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板， 防蝕管道裝納在一些或全部槽內，且 腐蝕性流體流經防蝕管道。
根據本發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，且腐蝕性流體流經防蝕管道。這樣，即使槽(通道)是眾多的和復雜 的，也能容易地確保對腐蝕性流體的腐蝕防護，且不需要先進的加工技術。 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，加工工時降低，且整體管道板可以低價提供。 除此之外，當防腐性能由于長期變化而下降時，通過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，可簡單地確保防腐性能。這樣， 保養成本降低。
本發明第十九方面的整體管道板涉及本發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。
根據本發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，或者可更換防蝕管 道。因此，可操作性增強。
本發明第二十方面的整體管道板涉及本發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端部接 合，該第一部件通孔的內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，端部的外徑側由第一連接件的圓錐表面支承，且端部的內徑側由第二連接件的圓錐表面支承。根據本發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 施，且可靠地防止流體的泄漏。本發明第二十一方面的整體管道板涉及本發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。本發明第二十二方面的整體管道板涉及本發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。本發明第二十三方面的整體管道板涉及本發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。根據本發明第二十一方面、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，部件的數量減少，且接合操作便利。本發明第二十四方面的整體管道板涉及本發明第二十方面的整體管道板，其中第一連接件分成多個部分。本發明第二十五方面的整體管道板涉及本發明第二十二方面的整體管道板，其中第一連接件分成多個部分。根據本發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雜的話。
本發明第二十六方面的整體管道板是包括三個或更多個接合在一起的
板的整體管道板，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，
在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設置一個整體管道板，或者設置多個整體管道^1。
根據本發明第二十六方面的整體管道板，即使當對應許多儀器和部件 設置許多槽時，槽的布局得以簡化，且儀器和部件可緊湊布置。
本發明第二十七方面的整體管道板涉及本發明第二十六方面的整體管 道板，其中
在各板的接合表面內形成的多級的槽分配到高溫區域和低溫區域。 根椐本發明第二十七方面的整體管道板，多級的槽分配到高溫區域和 低溫區域。結果，可消除相互的熱影響。
本發明第二十八方面的整體管道板是用于燃料電池發電系統中的整體
管道板，該整體管道板包括兩個或更多個接合在一起的板，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成燃料電池發電系
統的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件， 在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，以及
該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中
單獨設置一個整體管道板，或者設置多個整體管道板。
根據本發明第二十八方面所述的用于燃料電池發電系統中的整體管道 板，可實現燃料電池發電系統的小型化。
在后面涉及的實施例1中主要描述了本發明第一至二十八方面的實施例。
本發明第二十九方面的整體管道板加工方法是包括多個接合在一起的 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或兩個表面上，布置構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形成的流體通道槽以及板內形成的連通孔，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外圍焊接所述板的接合表面，從而使板接合。
本發明第三十方面的整體管道板加工方法涉及本發明第二十九方面的
整體管道板的加工方法，還包括以下步驟
在板內形成用作焊接槽的槽，以便沿流體通道槽的整個外圍伸展；及
連續地對用作焊接槽的槽進行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個外圍 將板的接合表面焊接，從而使板接合。
本發明第三十一方面的整體管道板加工裝置是包括多個接合在一起的 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或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成 的流體通道槽以及板內形成的連通孔連接，還包括
焊接槽加工裝置，用于在板內形成用作焊接槽的槽，以便使之沿流體 通道槽的整個外圍伸展；和
焊接裝置，該焊接裝置在利用焊接槽加工裝置對用作焊接槽的槽進行 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外圍將板的 接合表面焊接，從而使板接合。
根據本發明第二十九方面、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外圍焊接，從而使 板接合。這樣，與通過粘合劑使板接合相比，該類型的焊接增加了板接合 部分的耐久性，并構成了牢固的焊接結構，這樣增加了耐壓性。而且，板 的聯接螺栓變得沒有必要，因此，整個整體管道板進一步小型化。而且， 該加工方法便于接合程序的在生產線操作，這樣提高了工作效率，有助于 降低成本。
本發明第三十二方面的整體管道板加工設備是包括多個接合在一起的 板的整體管道板的加工設備，其中在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成的流體通道槽以及板內形成的連通孔連接，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； —用于在板內形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經由板供 送裝置提供，該焊接槽沿流體通道槽的整個外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對用作焊接槽的槽進行 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外圍將板的 接合表面焊接，從而使板接合。本發明第三十三方面的整體管道板加工設備是包括多個接合在一起的 板的整體管道板的加工設備，其中在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成 的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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；用于在板內形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經由加工 裝置加工，該焊接槽沿流體通道槽的整個外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對用作焊接槽的槽進行 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外圍將板的 接合表面焊接，從而使板接合。根據本發明第三十二方面、第三十三方面的整體管道板加工設備，設 置有板供送裝置、焊接槽加工裝置和焊接裝置，或者，設置有板供送裝置、 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 易地實施構成整體管道板的板的連貫加工，這樣，提高了工作效率，并有 助于進一步降低成本。本發明第三十四方面的整體管道板加工方法涉及本發明第二十九方面 的整體管道板的加工方法，還包括
通過摩擦攪動焊接，圍繞流體通道槽的整個外圍將板的接合表面焊接 起來，從而使板接合。
本發明第三十五方面的整體管道板加工裝置是包括多個接合在一起的 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或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成
的流體通道槽以及板內形成的連通孔連接，還包括
摩擦攪動焊接裝置，該摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個 外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合。
根據本發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外圍焊接，從而使板接合。 這樣，與通過粘合劑使板接合相比，該類型的焊接增加了板接合部分的耐 久性，并構成了牢固的焊接結構，這樣增加了耐壓性。而且，板的聯接螺 栓變得沒有必要，因此，整個整體管道板進一步小型化。而且，該加工方 法便于接合程序的生產線操作，這樣提高了工作效率，有助于降低成本。 而且，采用摩擦攪動焊接避免需要對用作焊接槽的槽進行加工，這導致成 本進一步降低。
本發明第三十六方面的整體管道板加工設備是包括多個接合在 一起的 板的整體管道板的加工設備，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成 的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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
摩擦攪動焊接裝置，該摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個 外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合，該板已經由板供送裝置供送。
本發明第三十七方面的整體管道板加工設備是包括多個接合在一起的 板的整體管道板的加工設備，其中
在整體管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成
的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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
摩擦攪動焊接裝置，該摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個
外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合，該板已經由加工裝置加工。 根據本發明第三十六方面和第三十七方面的整體管道板加工設備，可
容易地實施構成整體管道板的板的連貫加工，這樣，提高了工作效率，并
有助于進一步降低成本。而且，采用摩擦攪動焊接避免需要對用作焊接槽
的槽進行加工，這導致成本進一步降低。
本發明第三十八方面的整體管道板加工方法涉及本發明第二十九方
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 實施數字控制作為加工的跟蹤手段。
本發明第三十九方面的整體管道板加工裝置是本發明三十一方面或三 十五方面的整體管道板的加工裝置，還包括
用于實施數字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。 本發明第四十方面的整體管道板加工設備是本發明第三十二方面、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備，還 包括
用于實施數字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。 根據本發明第三十八方面、第三十九方面和第四十方面的整體管道板
加工方法、加工裝置和加工設備，通過依靠數字控制的跟蹤控制，可容易
地實施構成整體管道板的板的連貫加工。
在下面提出的實施例中，即實施例2中，將要描述本發明第二十九至四十方面的實施例。
本發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，以便通過槽和連通孔連接儀器和部件，或者通
過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和連通孔連接部件。
本發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，以便通過槽和連通孔連接儀器和部件，或者通
過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和連通孔連接部件。
根據本發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
由板構成，該板具有通過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。
詳細地說，具有流體通道槽的板通過壓制加工或精密鑄造成形，因此，
與傳統的整體管道板相比，板的壁厚降低，且實現顯著的重量降低。這樣，
可實現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，且與傳統的整體管道板相比，加工步驟可簡化，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，實現批量生
產和成本降低。
本發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
通過焊接將已經加工的第一板和第二板接合，以便通過槽和連通孔連
接儀器和部件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和連通孔連接部件。
本發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；并且通過焊接將已經加工的第 一板和第二板接合，以便通過槽和連通孔連 接儀器和部件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和連通孔連接 部件。根據本發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生能夠顯著降低板重量的步 驟。結果，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 板的板的聯接螺栓沒有必要，整個整體管道板小型化。而且，如同使用粘 合劑一樣，多余步驟、例如在接合期間進行加熱和加壓也沒有必要，這樣， 與傳統的整體管道板的加工方法相比，加工步驟可簡化，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，這樣提高了整體 管道板的加工工作效率，并可實現批量生產和成本降低。而且，采用坪接 接合。因此，不必擔心由于粘合劑老化帶來的泄漏，耐久性增加，且可抗 高溫和高壓。本發明第四十五方面的整體管道板的加工方法涉及本發明第四十三方 面或第四十四方面的加工方法，還包括通過摩擦攪動焊接將第 一板與第二板接合起來。根據本發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生能夠顯著降低板重量的步驟。 結果，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焊接而不是采用粘合劑。這樣， 整體管道板的板的聯接螺栓沒有必要，而且，用作焊接槽的槽也沒有必要， 因此，整個整體管道板小型化。而且，如同使用粘合劑一樣，多余步驟、 例如在接合期間進行加熱和加壓也沒有必要。不需要諸如其它焊接方法的 焊接槽加工裝置。這樣，與傳統的整體管道板的加工方法相比，加工步驟可簡化，從而有助于成本顯著降低。壓制加工、精密鑄造和摩擦攪動焊接 適合于批量生產，這樣提高了整體管道板的加工工作效率，并可實現批量生產和成本降低。而且，采用焊接接合。因此，不必擔心由于粘合劑老化 帶來的泄漏，耐久性增加，且可抗高溫和高壓。
本發明第四十六方面的整體管道板涉及本發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第一板固定成互相面對，該槽用作流體通 道，且
相互接觸的板的周邊密封，以構成三維結構。
根據本發明的第四十六方面的整體管道板，板接合成三維結構，以便 其表面側與背面側形成整體。儀器和部件布置在整體管道板的表面側和背 面側上。這樣，包括復雜線路的系統緊湊構建，可實現包括重量降低的整 體管道板的小型化，并可獲得滿意的響應。
本發明第四十七方面的整體管道板涉及本發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第一板相互接觸以便相互面對，因此形成 一個空間部分，該槽用作流體通道，且 該空間部分用作致冷劑的流動通道。
根據本發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 當地被冷卻，包括復雜線路的系統可緊湊構建，并可實現包括重量降低的 整體管道板的小型化。
特別是在本發明中，使用經過壓制加工和精密鑄造的板。這樣，板本 身不具有用作熱存儲部分的多余體積，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。由于這個優點，用于冷卻的多余空間沒有 必要，并可緊湊地構建包括復雜線路的系統。
在下面指出的實施例中，即實施例3中，將要描述本發明第四十一至 四十七方面的實施例。


圖1是根據本發明的一個實施例的整體管道板的構造圖。
圖2A是#4居本發明的一個實施例的整體管道板的剖面結構圖。
圖2B是沿圖2A的線E-E截取的剖面圖。圖3是具有在其表面側和背面側上布置的儀器的整體管道板的構造圖。
圖4A是經過表面處理的整體管道板的構造圖。 圖4B是沿圖4A的線F-F截取的剖面圖。 圖5是具有焊接結構的整體管道板的構造圖。 圖6是沿圖5的線A-A截取的剖面圖。 圖7是三維模塊的構造圖。
圖8是由四個整體管道板組成的三維模塊的構造圖。
圖9是由五個整體管道板組成的三維模塊的構造圖。
圖IO是具有熱絕緣層的熱絕緣三維模塊的構造圖。
圖ll是在高溫側具有整體管道板和在低溫側具有相互分離的整體管道 板的熱絕緣三維模塊的構造圖。
圖12是由三個整體管道板組成的熱絕緣三維模塊的構造圖。
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 板的構造圖。
圖15是布置在同一支持物上的四個整體管道板的構造圖。
圖16是具有熱切斷槽的整體管道板的構造圖。
圖17是沿圖16的線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造圖。
圖19是沿圖18的線C-C截取的剖面圖。
圖20是沿圖18的線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實例的平面圖。
圖22是設有防蝕管道的整體管道板的構造圖。
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J-J截取的剖面圖。
圖25是上述整體管il^反的剖面結構圖。
圖26是沿圖25的線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明圖。
圖28是在防蝕管道的一個端部接合的另 一個實例的剖面圖。圖29是在防蝕管道的 一個端部接合的另 一個實例的剖面圖。
圖30是三維整體管道板的構造圖。 圖31是沿圖30的線M-M截取的剖面圖。 圖32是沿圖30的線N-N截取的剖面圖。 圖33是另一個三維整體管道板的構造圖。 圖34是沿圖33的線O-O截取的剖面圖。 圖35是沿圖33的線P-P截取的剖面圖。
圖36是圖30中所示儀器和部件通過在一個平面內形成的槽連接的說 明圖。
圖37是圖33中所示儀器和部件通過在一個平面內形成的槽連接的說 明圖。
圖38是利用三維整體管道板分開的高溫區域和低溫區域的構造圖。 圖39是利用三維整體管道板分開的高溫區域和低溫區域的另一個構造圖。
圖40A是利用剖視圖(沿圖40B的線C1-C1截取的剖視圖)示出根據 本發明的一個實施例的整體管道板的加工方法。
圖40B是在圖40A的Dl方向上的視圖(平面圖)。 圖40C是沿圖40B的線E1-E1截取的剖視圖。
圖41A是在焊接槽的槽中實施焊接以便圍繞每個槽的整個周邊焊接的 說明圖。
圖41B是在焊接槽的相鄰的槽之間均分的焊接線的說明圖。 圖41C是沿圖41B的線N1-N1截取的剖視圖。
圖42A利用剖視圖(沿圖42B的線F1-F1截取的剖視圖)示出根據本 發明的一個實施例的整體管道板的另 一種加工方法。
圖42B是在圖42A的Gl方向上的視圖(平面圖)。 圖42C是沿圖42B的線H1-H1截取的剖視圖。
圖43A是實施圖40A， 40B和40C所示的加工方法的整體管道板的加 工生產線的狀態圖(平面圖)。
圖43B是在圖43A的Jl方向上的視圖(側視圖)。
圖44A實施圖42A, 42B和42C所示的加工方法的整體管道板的加工 生產線的狀態圖(平面圖)。圖44B是在圖44A的Ml方向上的視圖(側視圖)。
圖45A是示出根據本發明的整體管道板的一個實施例的板的平面圖。
圖45B是沿圖45A的線A1-A1截取的剖面圖。
圖45C是沿圖45A的線A1-A1截取的剖面圖。
圖46A是示出根據本發明的整體管道板的一個實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B1-B1截取的剖面圖。 圖46C沿圖46A的線C2-C2截取的剖面圖。
圖47A是示出根據本發明的整體管道板的一個實施例的整體管道板的 側-現圖。
圖47B是沿圖47A的線D2-D2截取的剖面圖。 圖47C是沿圖47A的線D2-D2截取的剖面圖。 圖47D是沿圖47A的線E2-E2截取的視圖。
圖48A是示出根據本發明的整體管道板為三維結構的 一個實施例的整 體管道板的側視圖。
圖48B是圖48A中F2部分的放大的視圖。
圖49是一般燃料電池發電系統的系統圖。
圖50 (A)和圖50 (B)是傳統的整體管道板的構造圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細描述本發明的實施例。 [實施例1]
根據圖1來描述根據本發明的一個實施例的整體管道板的構造細節， 其采用燃料電池發電系統作為 一個實例。
如圖l所示，整體管道板l包括通過適當的粘合劑4接合的板2和板3。 通過利用與板2， 3—體的柱螺栓6和螺母7固定燃料電池發電系統(圖1 中的點劃線示出)的組成儀器和部件，來構成整體管道板l，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具有適合對應流體速度的預定的截面積，并具有適合組成儀器和部件 管道口的位置的適當長度和方向，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具有供燃料電池發電系統流所必須的液體或氣體通過的 管道功能。這樣，槽8的截面積由流動流體的性能、流動速度和壓力損失 確定，而槽8的長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設置在板2中，但槽8可設置在板3內。即，槽8可 設置在與板2接合的板3的接合表面(圖1中的下表面)3b內。盡管下面 將描述一個具體的例子(見圖3)，但燃料電池發電系統的組成儀器和部件 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 或兩者之上。
板2, 3的材料未受限制，但為了降低運輸重量，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，因為這很好地耐熱并 便于槽8的成形。而且，利用合成樹脂或類似物作板2， 3的材料，可實現 進一步的重量降低。
根據本發明的實施例，組成儀器和部件，例如儀器5安裝在板3上， 柱螺栓6設置以便夾固板2和3，以防止流經槽8的流體泄漏。然而，不限 于該固定方法，通過穿過板2， 3的貫穿螺栓或其它固定裝置可實施組成儀 器和部件在板3上的固定和板2和3的固定。
板3是具有適當范圍的厚度的平板，用于在預定位置插入柱螺栓6的 螺栓孔9在板厚度方向開孔。用于插入柱螺栓6的通孔37在包括儀器5的 對應組成儀器和部件內形成。在板3中，還設置連通孔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，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 一步驟是通過粘合劑4將板2和板3結合。 通常，將市場上可購得熱固粘合劑用作粘合劑4,但通過接合方式例如熔接、 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 燃料的類型或板2， 3的材料。
然后，將柱螺栓6插入通過板3的螺栓孔9，并插入板2內。使柱螺栓 6插入通過儀器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，來完成裝配。圖2A和2B大體說明整體管道板基于截面結構的構造。例如利用緊固 在其上的柱螺栓6和螺母7，通過整體固定一個A儀器11， 一個B儀器12， 一個板2和一個板3，來裝配圖2A和2B所示的整體管道板1。
在A儀器11和B儀器12之間，流體可流過板2內形成的槽8和板3 內加工形成的連通孔10。即，A儀器11和B儀器12通過槽8連接在一起。 板2和板3通過粘合劑4粘附，因此將流經槽8的流體密封住。O形環13 或類似物用來密封儀器11 ， 12和板3之間的間隙。
圖3示出一個實例，其中儀器布置在整體管道板的兩個表面上。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 之間實現連通的連通孔10在板2和板3內形成。即，在板3上的儀器105 和在板2上的儀器107通過槽8A連接，在板2上的儀器107, 108通過槽 8B連接，在板3上的儀器106和在板2上的儀器108通過槽8C連接。
盡管沒有示出，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示出具有通過表面處理形成的防蝕層的整體管道板的一個 實例。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的表面涂敷或內村 有碳氟樹脂，例如聚四氟乙烯，或覆蓋有氧化鋁薄膜，以形成防蝕層29。 通過這樣形成防蝕層29,可防止流經槽8和連通孔10的流體或粘合劑4內 包含的成分導致的腐蝕，從而確保整體管道板1有較長的壽命。
圖5和6示出焊接板2和板3的一個實例。如圖5中的實線所示，通 過電磁力控制的混合焊接等，在焊接線30上實施焊接，該焊接線圍繞在板 2內形成的槽8的周邊，同時與槽8保持適當的距離，板2和3在強壓力下 順序夾緊。結杲，如圖6所示，板2和板3在焊接線30的位置焊接。在焊 接線30的位置，流經槽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用的三維模塊的一個實例。圖7 所示的三維模塊15通過以下列方式整體固定兩個整體管道板1A和1B形成 三維結構，其中貫穿螺栓14插入通過穿透兩個整體管道板1A和1B (全 部的板2和3)的通孔IOI,螺母102旋緊以便與貫穿螺栓14的端部相對，兩個整體管道板1A和IB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IB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，因此構成三 維結構。這使得小型化成為可能。
在整體管道板l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整體管道板1接合的接合表面。
在圖7中，兩個整體管道板1A和1B結合成整體，但不限于該方式。 任意多個整體管道板，例如三個或四個整體管道板可其背表面重疊地結合 成整體(形成三維)。
在例如圖8所示的三維模塊15A中，其上設有儀器109, 110, 111， 112 的較大的整體管道板1A設置在圖中的上側，而其上設有儀器113, 114,儀 器115, 116和儀器117， 118的較小的整體管道板1B, 1C, 1D設置在圖中 的下側。這四個整體管道板1A， 1B， 1C， 1D整體固定，這四個整體管道 板1A， 1B, 1C， 1D的背表面2b重疊，這樣構成三維結構。
在圖9所示的三維模塊15B的情況下，其上設有儀器119, 120,儀器 121, 122和儀器123, 124的大小整體管道板1A， 1B和1C設置在圖中的 上側，而其上設有儀器125, 126,儀器127, 128, 129的大小整體管道板 1D和1E設置在圖中的下側。這五個整體管道板1A, 1B, 1C， 1D和1E 整體固定，且這五個整體管道板1A, 1B, 1C， 1D和1E的背表面2b重疊， 這樣構成三維結構。
圖10示出作為上述整體管道板的 一種應用的熱絕緣三維模塊的 一個實 例。圖IO所示的熱絕緣三維模塊18A通過以下列方式整體固定兩個整體管 道板1A和1B形成三維結構，其中貫穿螺栓17插入通過穿透兩個整體管 道板1A和1B (全部的板2和3 )的通孔103,螺母104通過熱絕緣體16b 旋緊以便與貫穿螺栓17的端部相對，兩個整體管道板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，適當的熱絕緣體16a或 類似物置于這些背表面2b之間。
在該熱絕緣三維模塊18A中，兩個整體管道板1A和1B借助熱絕緣體 16a, 16b結合在一起。由于存在這種熱絕緣層，可避免布置在圖中上側的整體管道板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lA上的高溫儀器27a, 27b。在這種情況下，兩個整體管道板1A和1B不受限制，但任意多個整體 管道板可結合成整體。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的一種應用的另一種熱絕緣三維模塊 的一個實例。圖11所示的熱絕緣三維模塊18B通過借助適當長度的分隔件 31整體連接和固定兩個整體管道板1A和1B形成三維結構，該兩個整體管 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，通過分隔件31在兩個整體管道板1A 和1B之間保持適當的間隔，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，裝置可以以三維結構小型化。而且， 通過將熱絕緣體130置于整體管道板1A， 1B和分隔件31之間，可進一步 增強熱絕緣效果。即，如果僅通過插入分隔件31可獲得足夠的熱絕緣效果，完全沒有必 要提供熱絕緣體130。然而，如果必須切斷通過分隔件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可或者設置在分隔件31和整體管道板1A之間，或者設置在分隔件31 和整體管道板1B之間。在這種情況下，兩個整體管道板1A， 1B不受限制，但任意多個整體 管道板可結合成整體。例如，在圖12所示的熱絕緣三維模塊18B的情況下， 其上設有高溫儀器131a, 131b， 132a, 132b的較大整體管道板1A設置在 圖中的上側，而其上設有低溫儀器133a, 133b和低溫儀器134a, 134b的較 小整體管道板1B和1C設置在圖中的下側。這三個整體管道板1A, IB, 1C 借助分隔件31整體連接和固定以形成三維結構，該三個整體管道板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實例。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IB的背表面2b之間。這些儀器139 和140還可通過位于整體管道板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，可實現熱絕緣效果。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， 裝置進一步小型化。
在這種情況下，兩個整體管道板1A和1B不受限制，但任意多個整體 管道板可結合成整體。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整體管道板的一個實例，它是整 體管道板的一種應用。在圖14中，其上設有高溫儀器27a， 27b的整體管道 板1A和其上設有低溫儀器28a, 28b的整體管道板1B設置在同一支持物 32上，并具有適當的熱絕緣間隔L。通過適當的固定方式例如螺栓或悍接 (未圖示)可實現將整體管道板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。
通過這樣設置兩個整體管道板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。通過將熱絕緣體145置于整體管 道板1A, 1B和支持物32之間，可進一步增強熱絕緣效果。
在這種情況下，兩個整體管道板1A, 1B不受限制，但任意多個整體 管道板可設置在相同支持物上。例如，在圖15所示實例中，四個整體管道 板1A, 1B, 1C, 1D,即其上設有高溫儀器141a， 141b的整體管道板1A, 其上設有低溫儀器142a， 142b的整體管道板1B，其上設有高溫儀器143a, 143b的整體管道板1C,和其上設有低溫儀器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 個實例。對于圖16和17所示的整體管道板1,熱切斷槽35設置在相同的整體管道板1上的高溫區域和低溫區域之間，高溫儀器或部件例如高溫儀
器33a， 33b, 33c設置在該高溫區域內，低溫儀器或部件例如低溫儀器34a， 34b設置在該低溫區域內。熱切斷槽35在板2內形成，與熱切斷槽35的相 對的端部連通的連通孔36在板3內形成。
根據該整體管道板l,熱切斷槽35通過空氣形成熱障，表現為對高溫 區域至低溫區域的熱傳導的高熱阻。這樣，即使當低溫儀器34a， 34b布置 成靠近在相同的整體管道板l上的高溫儀器33a， 33b, 33c時，不會出現熱 影響。
將適當的熱絕緣體裝填到熱切斷槽35內，也是一種防止熱影響的有效 方式。
為了增強熱切斷槽35的效果，存在這樣一種結構，其中致冷劑例如冷 卻空氣或冷卻水通過在連通孔36中從其中一個連通孔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，以便冷卻熱切斷槽35， 所述連通孔36設置在熱切斷槽35的相對端部內。
圖18， 19和20示出一個實例，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21制在整體管道板內，以實現空間的節省。
如圖所示，布置在整體管道板l上的C儀器22和D儀器23通過設置 在板2上的槽8連接。流經槽8的流體由埋入板3內的壓力傳感器25a探測， 來自壓力傳感器25a的探測信號傳送到嵌入板3內的控制儀器20，來自控 制儀器20的控制信號借助埋入板3內的布線21傳送到埋入板3內的電石茲 閥19，從而驅動電石茲閥19。類似地，用于探測流經凹槽8的流體的流速的 流動傳感器25b和用于探測流體溫度的溫度傳感器25c也埋入板3內，來自 這些傳感器25b和25c的探測信號也輸入到控制儀器20內。
以這種方式，電磁閥19、控制儀器20和布線21被制到整體管道板1 內，因此可進一步節省空間。諸如開關的電子部件也可結合到整體管道板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 部件也可結合到板2中。在這種情況下，板3應具有一個開口，以便部件 裝配、探測等。即，構成裝置的儀器、部件、控制儀器、或電線可制在板2 和3中的一個或兩者中。
如前所述，在燃料電池發電系統或類似物中，流過作為通道的槽8的 流體包括各種類型，例如高溫流體、低溫流體、包含腐蝕物質的流體。其中，包含腐蝕物質的流體(下面稱為"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，槽8的表面涂敷或內襯有碳氟樹脂，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)的布置復雜，該提供防蝕層的技術很難運用。 即，在如圖49所示包括許多儀器和部件的燃料電池發電系統的一個單元中， 這些眾多的儀器和部件通過槽8連接，或者諸如閥的小的儀器、諸如傳感 器或開關的電氣部件和電氣布線裝配到所述板上。這樣，如圖21所示，槽 8的數量很大， 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雜分布。
在這種槽8上涂敷碳氟樹脂涂層、碳氟樹脂襯里、或氧化鋁薄膜覆層 的工作需要先進的加工技術和大的加工機時。而且，如果槽8(通道)成復 雜形狀，產品的精度和可靠性可以受到疑問。在這種情況下，在槽8中提 供防蝕管道來代替形成防蝕層29是有效的。
通過利用粘合劑4或類似物將板2和板3接合可構成圖22所示的整體 管道板l。槽8在板2和板3之間的接合表面(在圖示實例中板2的上表面 2a)內被加工。組成燃料電池發電系統的不同的組成儀器191和部件192(圖 22中的點劃線示出)布置在板3的上表面3a上。這些儀器191和部件192 通過板3內形成的連通孔10與槽8連接。通過這樣做，儀器191和部件192 由槽8聯系。儀器191、部件192和板3之間的間隙由密封材料，例如O 形環(未圖示)密封。這些特征與圖l所示的整體管道板l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的槽8的截面 積大于直接流經槽8的流體所需的截面積，且防蝕管道151，例如聚四氟乙 烯的碳氟樹脂管或類似物容納在槽8內，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、或其它合成樹脂) 制成的管道。然而，在整體管道板l整體化后，防蝕管道151可插入預定 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 的整體形狀象一個陀螺。
如圖23A， 23B， 24A和24B所示，存在一種情況，其中在一個防蝕管 道151上使用一個支架152 (圖23A, 23B),和一種情況，其中在多條(圖 示實例中為兩個)防蝕管道151上^f吏用一個支架152 (圖24A, 24B)。這些 支架152均裝配在位于板3內的裝配孔3f內，并通過螺釘155固定在板2 上。在支架152的外圍表面上形成臺階部分152a，該臺階部分152a與在裝 配孔3f的內周表面內形成的臺階部分3g接觸。在支架152的中心形成一個 通孔152b,在該通孔152b的內周表面的一部分中形成圓錐表面152c。而且， 通過進一步擴寬通孔152b的內周表面，在圓錐表面152c上方形成臺階部分 152d。支架152在分隔線的位置分成兩半。
如圖25和26所示，防蝕管道151的相對端部均通過支架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，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 內。通過這樣做，防蝕管道151的端部通過主體部分153b的圓錐表面153a 擴寬，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。結果，防蝕管道151的端部接合(固定)，其外徑側由支架152的圓錐 表面152c支承，其內徑側由陀螺形部件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的臺階部分152d上。 這樣，腐蝕性流體流經儀器191和部件192之間的防蝕管道151。此時，可 防止腐蝕性流體從防蝕管道151的端部泄漏。
通常優選支架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。如果多條防蝕管道 151與一個支架152接合，那么所述多條防蝕管道151的端部在無序的方向 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，但這是一個困難的操作，因為切割位置在支架152內部)。在這種 情況下，如本實施例一樣，支架152分成兩半，支架152的一半插入裝配 孑L3f內，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的分割數量不限于兩個，而可以是三個或更多。圖28和29示出防蝕管道151的端部接合的另一個實例。它們對于一 些情況的應用很有用，其中管道路徑(槽8)簡單，或者其中使用低剛性材 料的防蝕管道151。對于圖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內成形，圓錐表面3d在通孔3c的內周表面的一部分內 形成。通過進一步擴寬通孔3c的內周表面，臺階部分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，在壓力下， 陀螺形部件153的主體部分153b插入防蝕管道151的端部內。通過這樣做， 防蝕管道151的端部通過主體部分153b的圓錐表面153a擴展，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，陀螺形部件153 的頭部153c裝配到板3的臺階部分3e上。結果，防蝕管道151的端部牢固 接合，而不會使流體泄漏，其外徑側由板3的圓錐表面3d支承，其內徑側 由陀螺形部件153的圓錐表面153a支承。對于圖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 形成，圓錐表面3d在通孔3c的內周表面的一部分內形成。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，在壓力下， 儀器191或部件192的接合部分154插入防蝕管道151的端部內。通過這 樣做，防蝕管道151的端部通過接合部分154的圓錐表面154a擴展，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，其外徑側由板3的圓錐表面 3d支承，其內徑側由接合部分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電系統的一 個單元中，這些眾多儀器和部件通過槽8連接。這樣，如圖21所示，槽8 的數量很大， 一些槽8需要大量繞行，以防止槽8相互交叉或干涉。而且， 設計這些槽8(通道)，計算其截面積，以確保適合其應用的適當的流速。 這樣，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的尺寸，以避免相互熱影響。
因此，槽8 (通道)常必須象迷宮一樣復雜的分布。在這種情況下，設 計和制造整體管道板(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，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 簡單緊湊的三維整體管道板的構造。
在圖30中，中間板161設置在板2和板3之間，這三個板2， 3和161 通過祐合劑4或類似物接合，以便形成整體，從而構成三維整體管道板1。 燃料電池發電系統的部件162A,儀器162B和儀器162C布置在三維整體管 道板1的一個表面上(板3的外表面)，并通過固定裝置，例如柱螺栓和螺 母(未示出)固定。燃料電池發電系統的部件162D、部件162E和儀器162F 布置在三維整體管道板1的另一個表面上(板2的外表面)，并通過固定裝 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(在圖示實例中，板3的接合表 面)內、以及板2和中間板161的接合表面(在圖示實例中，板2的接合 表面)內，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通過板2， 3, 161內形成 連通孔IO連接。即，部件162A、儀器162B、儀器162C、部件162D、部 件162E和儀器162F通過槽8三維連接，該槽8位于兩個位置處的板接合 表面內的上和下級處。正確地計算并確定對應流體的槽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4義器162F中的分布關系，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。如果根據圖31和32詳細描述， 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IOF"M義器162B —連通孔10G —槽8E—連通孔10H —儀器16C —連通孔101 —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81—流體排出口 165。
在圖33中，中間板161設置在板2和板3之間，這三個板2、 3和161通過粘合劑4或類似物接合以便形成整體，從而構成三維整體管道板1。燃
料電池發電系統的部件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的僅一個表面上(板3的外表 面)，并通過固定裝置，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(在圖示實例中，板3的接合表 面)內、以及在板2和中間板161的接合表面(在圖示實例中，板2的接 合表面)內，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通過板2、 3、 161 內形成連通孔10連接。即，部件166A、儀器166B、儀器166C、部件166D、 部件166E和儀器166F通過槽8三維連接，該槽8位于兩個位置處的板接 合表面內的兩級處。正確地計算并確定對應流體的槽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。如果根據圖34和35詳細描述， 該路徑如下，流體供給口 167 —槽8A—連通孔IOA卄部件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101 —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。
為了對比，圖36示出一個實例，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布置在一個整體管道板1 上，該整體管道板l包括兩個接合在一起的板。圖37示出一個實例，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布置在一個整體管道板1上，該整體管道板1包括兩個接合在一 起的板。
圖36示出一個如下路徑，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1 OF —槽8D —連通孔10G —儀器162C —連通孔10H —槽8E —連通孔101 —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101 —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板的整體管道板1中，全部槽8 (通道) 在一個平面內形成，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，儀器和部件的數量較小，而且槽8(通道)的數量也 較小，因此，其差別不是非常顯著。然而實際上，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，儀器和部件通過兩級槽8 (通道)三維連接，因此，槽8 的分布可簡化，且儀器和部件可布置成緊湊狀態。在圖30至35中，槽8 設置在板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。
圖38和39示出結構實例，其中高溫區域和低溫區域利用三維整體管 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設置在三維整體管道板1的一個表面上(板3的一 個表面)。連接這些儀器的槽8以兩級形成，即，在板3與中間板的接合表 面(在圖示實例中，中間板161的接合表面)內和板2與中間板161的接 合表面(在圖示實例中，板2的接合表面)內形成，上級槽8限定了一個 低溫區域，在此低溫流體流過，而下級槽8限定了一個高溫區域，在此高 溫流體流過。
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設置在三維整體管道板1的一個表面上(板3的一個表面)，而高 溫儀器188和高溫儀器189設置在三維整體管道板1的另一個表面上(板2 的一個表面)。連接這些儀器的槽8以兩級形成，即，在板3與中間板161 的接合表面(在圖示實例中，中間板161的接合表面)內和板2與中間板161的接合表面(在圖示實例中，板2的接合表面)內形成，上級槽8限定 了一個低溫區域，在此低溫流體流過，而下級槽8限定了一個高溫區域， 在此高溫流體流過。在這種情況下，盡管未圖示，在板2和中間板161之間設置熱絕緣體 是有效的。在前述說明中，描述了在板2和3之間設置一個中間板161。然而，這 并不受限制，在板2和3之間可設置兩個或多個中間板。即，四個或多個 板可接合，以構成三維整體管道板。當設置有兩個或多個中間板時，在中 間板之間的接合表面內也形成槽8 (通道)，因此甚至可設置更多的槽8 (通 道)。如上所述，根據本實施例的整體管道板，用板2或3中設置的槽8連 接組成儀器和部件。這樣，根據傳統管道的通道呈現在整體管道板中，并 且還可將諸如閥的小儀器，諸如傳感器和開關的電氣元件，以及電線裝到 板2,或者板3，或者板2和板3中。這樣，整個裝置，例如燃料電池發電 系統等，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 件裝配到預定位置，并且無需在狹小的空間進行復雜的管道布置操作。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 風險。另外，板2和板3的接合表面2a和3b、以及槽8都涂敷有或者內襯有 諸如聚四氟乙烯的碳氟樹脂，或者覆蓋有氧化鋁薄膜，從而形成防蝕層29。 通過這樣做，可防止經過槽8的腐蝕性流體對槽8的腐蝕，或者包含在粘 合劑4中的成分對板結合表面的腐蝕，從而確保整體管道板1的長壽命。 提供防蝕層的該技術當然不僅可以應用到一個整體管道板上，而且可以應 用到多個整體管道板上。例如，防蝕層可設置在圖7至13的三維模塊中的 槽或板接合表面中，或者防蝕層可設置在槽或圖14的支持物模塊中的板結 合表面上，雖然這些模式未示出。而且，防蝕層可設置在三維整體管道板 中的槽或板結合表面上，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30的位置處焊接，由此 流經槽8的流體在焊接線30的位置可靠地密封。該焊接密封技術當然不限 于圖5中所示結構的整體管道板，并且可應用于例如任何結構的整體管道板，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，雖然這些應用未圖示出來。
另外，有各自部件和儀器安裝于其上的多個整體管道板1(1A, 1B等) 被三維模塊化，同時將它們的背面重疊。通過這樣做，可獲得進一步地小 型化，可縮短流體的通道和控制系統，快速響應，并且可容易地控制。
而且，多個整體管道板1(1A, 1B等)經熱絕緣體16a整體地固定， 從而構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，通過經分離件31整體連接和固定多個整體管道板1 (1A， 1B 等)構造熱絕緣三維模塊18B。通過這樣做，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，通過多個整體管道板1 ( 1A, 1B等)的背面2B和分離件31之間放入熱絕緣體130,進一步增強熱絕緣 作用。
而且，裝置的組成儀器139, 140插在多個整體管道板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，熱絕緣作用顯著。
而且，多個整體管道板1(1A, 1B等)放置在相同的支持物32上留 一個熱絕緣間隔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上的高溫區和低溫區之間設置熱關閉槽 35，在該高溫區中布置有高溫儀器33a, 33b， 33c，該低溫區中布置低溫儀 器34a, 34b。這樣，可關斷來自高溫區的熱，以避免對低溫區上的熱影響。 而且，熱絕緣體填入熱關斷槽35中，或者如氣體或水的致冷劑流進熱關斷 槽35中，借此熱關斷作用變大。
而且，替代槽8內的防蝕層，抗腐蝕管道151容納在槽8中，并且腐蝕性流體經抗腐蝕管道151流動。通過這樣^i，即使槽8(通道)眾多而復 雜，可容易地確保能抵抗腐蝕性流體的腐蝕，而無需先進的加工技術。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，并且可提 供低價的整體管道板l。另外，在耐蝕性由于長期使用而減少時，可通過替 換容納在整體管道板1內的抗腐蝕管道151簡單地恢復耐蝕性，而不用替 換整體管道板l。從而減少了維護成本。
而且，在彈性材料用作抗腐蝕管道151的材料時，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 合，該支架152有一個通孔152b,該通孔152b有形成在其內周表面中的圓 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。 通過該措施，可容易地執行接合抗腐蝕管道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形成為一個整體。 通過該措施，減少了部件數量，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，或者管道的路徑復雜，那么通過將支架152分成多 個部分可改進接合操作的效率。
而且，有一種情況，在該情況下接合三個或多個板2， 3， 161，從而構 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，并且如果設置兩個或多個中間 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 此提供對應多個儀器或部件的多個槽8。即使在這種情況下，槽8的布置得 以簡化，并且儀器和部件可緊湊地布置。而且，在該三維整體管道板l中， 將多級的槽8分成高溫區和低溫區，如圖38和39所示。結果，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。在上述實例中，O形密封圈 13用來密封儀器或部件，但是它不是限制性的，并且可使用墊圈等。在上述說明中，描述了燃料電池發電系統，但是它不是限制性的。本 發明對于各種類型的裝置是有效的，比如有裝置內置的管道和配線的固定 單元，所述裝置例如一般工業中的氣動或水力控制裝置或燃燒設備，并且 用作整體形成以便能裝配和移動的單元。
在上述實例中，描述了各種結構的整體管道板。如果需要，這些結構 可結合。后面描述的整體管道板也是這樣。
下面將在圖40A， 40B和40C的基礎上描述根據本實施例的整體管道 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，第一步是將板202和203重疊。在板202中，已經加工 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與構成諸如燃料電池發電系統的裝置的 儀器或部件之間的連通。在該重疊狀態下，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的整個周邊延伸。然后，對用 作焊接槽的該槽221進行焊接。
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，儀器和部件可設置在整體管道板201的兩個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顯示了加工過程中的狀態。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 已被加工并計劃被焊接，以便使板202和203形成整體。(m)部分顯示出 這樣的部分，即用作焊接槽的槽221計劃被加工和焊接以便使板202和203 形成整體。實際上，在板202中形成的流體通道槽208的形狀是復雜的， 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化的方 式。
下面將進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，根據基于流體通道槽208上的加工數據(數字控制數據)的數字控制(跟蹤控制)，在追蹤(trace ) 流體通道槽208的外周邊移動的同時，移動焊接槽加工工具222,這如圖 40A的箭頭X所示。通過該措施，用作焊接槽的槽221在板202中形成。 也就是說，在焊接圖40B所示的流體通道槽208的周圍時，在離流體通道 槽208適當距離處形成沿著流體通道槽208的整個周邊延伸的焊接線，如 圖40C所示，這以在加工板202內的流體通道槽208時獲得的加工數據為 基礎。使焊接槽加工工具222沿著該焊接線運動，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)的同時，使焊接機223移動，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，根據 就象焊接槽加工工具222的情況下一樣基于流體通道槽208的加工數據(數 字控制數據)、或者基于焊接槽加工工具222上的加工數據(數字控制數據) 的數字控制(跟蹤控制)，進行焊接機223的移動控制(焊接位置的控制)。 如圖40A和40B所示，在一個位置連續進行焊接槽的加工和焊接。即，接 著焊接槽的加工開始進行焊接。
接著焊接槽的加工開始焊接的原因(在焊接槽加工完成前開始焊接的 原因)如下如果在開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，并且該部分不會保持在固定位置處，其中該 焊縫221通過焊接槽的加工形成。可在焊接槽加工開始后立即開始焊接的 計時，或者在焊接槽加工開始后的預定時間開始焊接計時。該計時可根據 需要設置。
圖40A， 40B和40C顯示出這種狀態，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 度內，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。
根據本實施例的加工方法，使斧反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，這類焊接增加了板接合部分 的耐用性，并且構成了堅固的焊接結構，這樣增加了耐壓性。而且，板202,203的聯接螺栓不是必須的，這樣整個整體管道板可進一步小型化。而且，該加工方法使接合過程的生產線操作更容易，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 整個周邊延伸，不限于如圖41A所示沿著每個流體通道槽208整個周邊延 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250的共用(焊接線共用部分250a)。在圖41B和41C中，相鄰的流體 通道槽208;f皮此靠近，并具有一個窄隙D。因此，對于這些流體通道槽208, 僅形成了一條焊接線250 (焊接線共用部分250a),該焊接線250沿著其中 一個流體通道槽208的整個周邊延伸，并且該焊接線共用部分250a與沿著 另一流體通道槽208的整個周邊延伸的焊接線250合用。當然，沿著流體 通道槽208整個周邊延伸的用作焊接槽的槽221的形成，不限于形成圖41A 所示的沿著每個流體通道槽208整個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顯示了通過使用摩擦攪動焊接使板202和板203 形成整體的方法(后面稱為FSW),它是專利公報所公開的一種焊接技術 (2792233和2712838號日本專利)。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，對板202的流體通道槽 208的周邊進行焊接。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的整個周邊延伸，/人而焊接板202和板203。該才莫式與圖40A, 40B和 40C所示的加工方法相同，因此省去對其的詳細解釋。下面將詳細描述圖 40A ， 40B和40C所示的加工方法之間的差異。根據圖42A， 42B和42C所示的加工方法，不進行用作焊接槽的槽的 加工。首先，使FSW焊接機225的末端工具225a位于開始焊接的開始點 處。^吏其開始旋轉，并且給它施加軸向壓力，從而將末端工具225a插入板 203中到達適合一體化的高度方向上的一個位置。通過啟動末端工具225a 的旋轉，產生了摩擦熱。而且，移動末端工具225a，同時跟蹤流體通道槽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的整個周邊延伸。這時，類 似于焊接機223的移動控制，根據數字控制(跟蹤控制)進行FSW焊接機 225的移動控制(焊接位置的控制)，該數字控制以流體通道槽208上的加 工數據(數字控制數據)為基礎。
圖42A， 42B和42C顯示出加工過程中的狀態。在這些圖中，(I)部 分顯示出這樣的部分，即通過焊接，使板202和203已形成整體。(II)部 分顯示出這樣的部分，即計劃進行焊接以便使板202和203形成整體。
通過預先加工一個在FSW焊接的開始點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^反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處進行焊接。
根據本實施例的加工方法，將板202, 203的接合表面202a, 203b焊 接起來，從而使之沿著流體通道槽208的整個周邊延伸(當然，該焊接不 限于焊接以便沿著每個流體通道槽208的整個周邊延伸，還包括焊接槽的 相鄰槽208之間的一個共用焊接線(焊接線共用部分)，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， 并且構成了牢固焊接結構，這樣增加了耐壓性。而且，板202， 203的聯接 螺栓不是必須的，這樣整個整體管道板可進一步小型化。而且，該加工方 法使接合工序的生產線操作更容易，因此提高了工作效率，導致成本降低。 另外，FSW焊接的運用使它不必加工用作焊接槽的槽，因此獲得更低的成 本。
為了實現圖40A, 40B和40C中所示的整體管道4反的加工方法，下面 描述加工生產線。如圖43A和43B所示，整體管道^1的加工生產線(加工 設備)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223，并且還有板供送裝置234, 該板供送裝置234在垂直于箭頭Kl的方向上(箭頭Ll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223。
堆積在板供送裝置231上的多個板202處于等待狀態。根據需要，這 些板202 —個接一個地被板供送裝置231沿著箭頭Kl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預先設置 有加工基準表面235,或者加工基準點236,或者加工基準表面235和加工 基準點236,而且，在板202中已加工好上述情況中的任何一個。
在槽加工裝置232中，通過利用以加工基準表面235，或者加工基準點 236，或者加工基準表面235和加工基準點236為基礎的數字控制，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，在一個步驟中，用一個槽加工裝置232加工流體通道槽208和/或連通 孔210。然而，根據加工量，最好設置多個槽加工裝置232,并且在多個步 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Kl的方 向從槽加工裝置232供送，并且送到后續步驟，所述后續步驟布置有焊接 槽加工工具222和焊接機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223的步驟，在該板202中已經用槽加工裝置加 工出了流體通道槽208和連通孔210，該槽加工裝置在一個不在圖43A和 43B所示的加工生產線上的位置提供。以這種方式，可從圖43A和43B中 所示的加工生產線略去槽加工裝置232。
將處于等待狀態的多個板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也預先設有已加工的加工基準表面237,或加工基 準點238,或加工基準表面237和加工基準點238。在板203中，預先加工 有連通孔210。當將板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223的步驟 時，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的過程中，用于形 成流體通道槽208的槽加工裝置可設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223的步驟中，從一個方向上 供送的板203疊加在從另一方向供送的板202上，同時加工基準表面235 和237對準，從而固定板202和203之間的位置關系。然后，進行圖40A,40B和40C的基礎上解釋的接合方法。也就是說，通過焊接槽加工工具222 開始用作焊接槽的槽221的加工。接連地，用焊接機223開始用作焊接槽 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的整個周邊延伸。可使用研磨裝置、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223，可使用MIG焊接機或 TIG焊接機。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、焊接機控制板245和板供送裝置控制板246，根據 來自中央控制板241的指令，調節板供送裝置231、槽加工裝置232、焊接 槽加工工具222、焊接機223和板供送裝置234以便控制。也就是說，通過 來自中央控制板241的命令，基于位于板202中的加工基準表面235、或者 加工基準點236、或者加工基準表面235和加工基準點236,或者基于位于 板203中的加工基準表面237、或者加工基準點238、或者加工基準表面237 和加工基準點238,這些控制板242, 243, 244, 245和246對板202或板 203進行加工和位置的跟蹤控制。根據本實施例的加工生產線，可容易地對構成整體管道板1的板202，203進行連貫加工，這樣導致設備成本低。接著，在圖44A和44B的基礎上解釋加工生產線，該加工生產線用來 實現圖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的加工生產線和圖43A和43B的加工生產線之間的差異 在于安裝了圖44A和44B所示的FSW焊接機225和FSW焊接機的控制板 246,以替代圖43A和43B中所示的焊接槽加工工具222、焊接機223、焊 接槽加工工具控制板244和焊接機控制板245。這樣只描述該差異，而不對 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225時，板供送裝置234 也將板203送到FSW焊接機225。在FSW焊接機225中，從一個方向供送的板203疊加在從另 一個方向 供送的板202上，同時加工基準表面235和237對準，以固定板202和203 之間的位置關系。然后，在圖42A, 42B和42C的基礎上解釋該接合方法。 也就是說，用FSW焊接機225的末端工具225a焊接板202， 203的接合表面202a, 203b，以侵 使之沿著流體通道槽208的整個周邊延伸。
根據來自中央控制板248的指令，通過控制板，即板供送裝置供送板 242、槽加工裝置控制板243、 FSW焊接機控制板247和板供送裝置控制板 246，來控制板供送裝置231、槽加工裝置232、 FSW焊接機225和板供送 裝置234。也就是說，通過來自中央控制板248的命令，基于位于板202中 的加工基準表面235、或者加工基準點236、或者加工基準表面235和加工 基準點236,或者基于位于板203中的加工基準表面237、或者加工基準點 238、或者加工基準表面237和加工基準點238,這些控制板242， 243, 247 和246對板202或板203進行加工和位置的跟蹤控制。
根據本實施例的加工生產線，可容易地進行構成整體管道板201的板 202, 203的連貫加工，這樣導致設備的成本減少。而且，FSW焊接機225 的運用使焊接槽的槽的加工變得不必要，因此可進一步減少成本。
本發明的加工方法(接合方法)不是必須局限于兩個板202和203的 接合，也適合三個或更多板的連接。例如，為了接合三個板，可用本發明 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，本發明不僅可用于燃料電池發電系統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。 [實施例3]
圖45A示出作為鋁板或鋁合金板壓力加工的結果，通過形成預定形狀 的凹陷(后面稱作槽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，通過對高塑性金屬材料 的金屬板進行塑性加工，完成壓制加工。這是一種具有尺寸精度和良好的 批量生產率的加工技術。該技術可選擇耐蝕材料作為加工對象。
圖45B是沿著圖45A的板302的線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。為了容易地進行壓力加工，拐角301a有合適的圓度R,槽 301的側壁部分301b適當傾^K
為了將流過槽301的流體的流速維持在預定值，必須根據每個槽301 改變槽301的橫截面積。在這樣做時，如果必要，保持槽301的深度H2恒 定而改變其寬度L2在裝配時是有利的，由此確保預定的橫截面積。因為在槽301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
、、六
圖45C是沿著圖45A中的板302的線A1-A1截取的橫截面圖，它示出 了另一個實例。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 據每個槽301而變化，這樣經槽301流動的流體的流速保持在預定值。
因為槽301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，而可以通過精密鑄造成形。通過形成模 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 動的槽中的過度阻力(傳導率)。甚至根據該方法，可形成如圖45B和45C 中的槽。
通過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的整個周邊延伸，然后在強壓力下夾緊板的 同時，通過電磁力控制的混合焊接等方法來焊接用作焊接槽的槽。結果， 板被焊接，并且流經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示出根據本發明的整體管道板的接合方法的另一 個實例。下面顯示通過摩擦攪動焊接將板302和板303接合以便使之形成 整體的方法。
如前所述，摩擦攪動焊接(FSW方法)是2792233號日本專利等所公開的焊接方法。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硬，將探頭壓到被接合的基底材料上， 相對于基底材料以圓周運動等、周期性地移動探頭，以便產生摩擦熱。結 果，使基底材料熔化產生塑性區域。使該塑性區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，FSW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，FSW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 是經濟的，并且導致成本降低。該方法也容易控制，并且位置精度高，從 而適合自動和批量生產。根據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，在隔開一 合適的距離F的位置處對板302的槽301的周圍進行焊接，以便沿著槽301 的整個周邊延伸從而實施焊接。具體地，在開始焊接的開始點處設置FSW方法的焊接機308的末端工 具308a。在該點開始，末端工具308a旋轉以產生摩擦熱，并熔化板303。 在該過程中，在壓力下將末端工具308a插到預定深度。板303的熔化區與 板302 —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，通過利用應用到板302中的FSW方法完成 接合。圖47A， 47B, 47C和47D顯示出根據本發明的整體管道板的一個實例。 圖47A顯示出整體管道板304的側視圖，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 插入到板303中的柱螺栓306和螺母307、借助密封材料310例如0形密封 圈固定。經過連通孔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，這樣就能夠流過高溫，高 壓的流體。圖47B顯示出將板303通過FSW焊接接合到板302上，而圖47C顯示出將板302通過FSW焊接接合到板303上。因為FSW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經連通孔311將儀器305和部件305a連接。
圖48A和48B顯示出三維結構中整體管道板的實例。
圖48A是三維結構的根據本發明整體管道板的實例的側視圖。兩個整 體管道才反304和304，以垂直相對方式相互裝在一起，并且板302和302， 的端部被螺栓312和螺母313經由密封材料密封，從而構成三維整體管道 板。不僅如本結構中整體管道板可以垂直相對方式制成三維，而且整體管 道板可例如以垂直關系定位從而形成三維整體管道板。通過這樣j故，可不 浪費地使用空間，這樣導致非常緊湊的結構。而且，諸如空氣的致冷劑經 上下整體管道板304和304，的板302和302'形成的空間Q流動，由此流 經槽301的高溫流體被冷卻。在這種情況下，板302, 302，不具有作為儲 熱部分的額外部分，這是因為通過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。
通過圖48B所示的FSW方法，還可通過使用螺栓312和螺母313,進 行整體管道板304和304'的相對板302和302'的接合。
下面將描述燃料電池發電系統，它作為整體管道板的一個應用實例加 以描述，該整體管道板用于將管道和布線結合到一個裝置中的固定單元和 可移動集成單元中。
圖49顯示出普通燃料電池發電系統的系統圖的一個實例。如圖49所 示，通過使用重整裝置449的廢熱等用汽化器使諸如曱醇的液體燃料441a 蒸發，并且用熱交換器443加熱。然后，蒸汽與來自CO轉換器446的部分 富氫氣體一起被導入脫硫裝置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產生的蒸汽 447 —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 被重整以產生富含氫氣的重整氣體。來自重整裝置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轉換器446中被轉換成二 氧化碳。
通過熱交換器451進一步冷卻來自CO轉換器446的重整氣體，然后將其導入冷凝器452中，其中未反應的蒸汽通過冷凝除去。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。
作為氧化劑供送的空氣458在熱交換器459中被加熱，并且被導入燃 料電池體454中，其中空氣458中的氧氣被用于電池反應。
來自燃料電池體454的廢氣在熱交換器460中被加熱，并且^^帶入冷 凝器461中，在該冷凝器461中通過冷凝去除所形成的水，該廢氣被排放 到系統外部。生成的水也送到蒸汽分離件445中，在此用作蒸汽447。因為 燃料電池體454中的電池反應是放熱反應，燃料電池體454和周邊裝置通 常設有冷卻裝置462,它將水或空氣用作致冷劑。
來自燃料電池體454的包含未反應氫氣的另 一種廢氣經過分離機472, 并且與外部空氣468 —起被用作實施吸熱反應的重整裝置449的加熱燃料。 剩余的廢氣被燃燒器473處理，然后排出。如果此時對燃料467的加熱不 夠，來自脫硫裝置444的部分輸出氣體用作附加燃料476。來自重整裝置 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，將描述燃料電池發電系統中控制的概要。首先，通過用電流表I 檢測負荷466的負載電流，將器信號發送到控制裝置469,并且基于來自控 制裝置469的信號打開或關閉流體控制閥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。通過用流量計477檢測燃料氣體的流 量，并且基于來自控制裝置469的信號打開或關閉蒸汽流量控制閥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 測重整裝置449內的溫度，并且用燃料441a，441a的流量控制閥470a， 470b 對重整裝置449內的溫度進行控制。
如上所述，各種儀器、部件、布線和控制儀器都布置在燃料電池發電 系統中。大管道和小管道復雜地設置，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。特別在車輛上裝載的可移動的整體系統 中，已努力在狹窄空間中以高密度安排許多儀器和管道線，以便小型化。 整體管道板用作實現這種意圖的裝置。在圖49中所示的燃料電池發電系統的燃料供送設施中，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477布置在斧反303上。這些措施可產 生整體管道板，從而控制流經槽301的燃料的流速。在上述實例中，已說明了燃料電池發電系統。然而，不僅可將本發明 用到燃料電池發電系統的整體管道板中，而且還可用到各種裝置所用的整 體管道板中。概括來說，本發明提供一種包括多個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或兩個表面上布置構成裝置的儀 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形 成的流體通道槽以及板內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外圍焊接所述板的接合表面， 從而使板接合。還包括通過摩擦攪動焊接(friction stir welding),圍繞流體通道槽的 整個外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合。根據本發明另 一方面，提供一種用于燃料電池發電系統中的整體管道 板，該整體管道板包括兩個或更多個接合在一起的板，并且其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成燃料電池發電系統的儀器和部 件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體 通道的槽，和該儀器和部件通過所述槽連接，或者該儀器通過所述槽連接， 或者該部件通過所述槽連接，并且其中單獨設置有一個整體管道板，或者 設置有多個整體管道板。還包括以下步驟在板內形成用作焊接槽的槽，以便沿流體通道槽的 整個外圍伸展；且連續地對用作焊接槽的槽進行焊接，以便圍繞流體通道 槽的整個外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合。根據本發明又一方面，提供一種包括多個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或兩個表面上，布置有構成 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，或者該部件通過在板的接合表面內形成的流體通道槽以及板 內形成的連通孔連接，并且還包括用于在板內形成用作焊接槽的槽的坪 接槽加工裝置，該槽沿流體通道槽的整個外圍伸展；和焊接裝置，該焊接 裝置繼利用焊接槽加工裝置對用作焊接槽的槽進行加工之后，對用作焊接槽的槽進行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個外圍將板的接合表面焊接起 來，從而使板接合。一種包括多個接合在一起的板的整體管道板的加工設備，其中在整體 管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構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 通過在板的接合表面內形成的流體通道槽以及板內形成的連通孔連接，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；用于在板內形成用作焊接 槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經由板供送裝置提供，該槽沿流體通道 槽的整個外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利用焊接槽加工裝置對用 作焊接槽的槽進行加工之后，對用作焊接槽的槽進行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合。一種包括多個接合在一起的板的整體管道板的加工設備，其中在整體 管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構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 通過在板的接合表面內形成的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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； 用于在板內形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工裝置，該板已經由加工裝置 加工，該槽沿流體通道槽的整個外圍伸展；和焊接裝置，該焊接裝置繼利 用焊接槽加工裝置對用作焊接槽的槽進行加工之后，對用作焊接槽的槽進 行焊接，以便圍繞流體通道槽的整個外圍將板的接合表面焊接起來，從而 使板接合。一種包括多個接合在一起的板的整體管道板的加工裝置，其中在整體 管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構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 通過在板的接合表面內形成的流體通道槽以及板內形成的連通孔連接，并 且包括摩擦攪動焊接裝置，該摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的 整個外圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合。一種包括多個接合在一起的板的整體管道板的加工設備，其中在整體 管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構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 通過在板的接合表面內形成的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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；和摩擦攪動焊接裝置，該 摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個外圍將板的接合表面焊接起 來，從而使板接合，該板已由板供送裝置提供。
一種包括多個接合在一起的板的整體管道板的加工設備，其中在整體 管道板的其中一個或兩個表面上，布置有構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 通過在板的接合表面內形成的流體通道槽和板內形成的連通孔連接，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； 和摩擦攪動焊接裝置，該摩擦攪動焊接裝置用于圍繞流體通道槽的整個外 圍將板的接合表面焊接起來，從而使板接合，該板已經由加工裝置加工。 還包括實施數字控制作為加工的跟蹤手段(tracer means )。 還包括用于實施數字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。 還包括用于實施數字控制作為加工的跟蹤手段的控制裝置。 一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置 有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且在
每個槽的表面上形成有防蝕層。
其中在每個板的接合表面上還形成有防蝕層。
其中通過涂敷或內襯碳氟樹脂形成防蝕層。
其中通過覆蓋氧化鋁薄膜形成防蝕層。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置 有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，每個板圍繞每個槽的周邊在焊接線處被焊接，且所有流經槽的流體在焊接線處 -故密封住。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器， 或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且該儀器和 部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連接，并且 其中設有多個整體管道板，且該多個整體管道板整體固定，且該多個整體 管道板的背表面疊加，以構成三維模塊。
其中熱絕緣體置于多個整體管道板的背表面之間，以構成熱絕緣三維 模塊。
其中分隔件置于多個整體管道板的背表面之間，以構成熱絕緣三維模塊。
其中熱絕緣體置于分隔件和多個整體管道板的一個或全部背表面之間。
其中構成裝置的儀器和部件置于多個整體管道板的背表面之間，或者 儀器置于多個整體管道板的背表面之間，或者部件置于多個整體管道板的 背表面之間。
其中熱絕緣體置于多個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。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器， 或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且該儀器和 部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連接，并且 其中設有多個整體管道板，且該多個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整體管道板與支持物之間。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置 有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且熱切斷槽設置在高溫區域與低溫區域之間，在該高溫區域設有高溫儀器和部 件，或者設有高溫儀器，或者設有高溫部件，在該低溫區域設有低溫儀器 和部件，或者設有低溫儀器，或者設有低溫部件。
其中熱絕緣體裝填進熱切斷槽內。
其中致冷劑流經熱切斷槽。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置 有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，且構 成裝置的儀器或部件、控制儀器、或電線被結合到其中一個或全部板中。
一種包括兩個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置 有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，防蝕 管道裝納在一些或全部槽內，且腐蝕性流體流經防蝕管道。
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端 部，該第一部件通孔的內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，端部的外徑側由第一連接件的圓錐表面 支承，且端部的內徑側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 一連接件分成多個部分。 其中第一連接件分成多個部分。
一種包括三個或更多個接合在一起的板的整體管道板，其中在整體管 道板的其中一個或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且 該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連 接，并且其中單獨設置一個整體管道板，或者設置多個整體管道板。
其中在各板的接合表面內形成的多級的槽被分配到高溫區域和低溫區域。
一種整體管道板，包括具有通過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，以便通過槽和連通孔連接儀器和部 件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和連通孔連接部件。
一種整體管道板，包括具有通過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，以便通過槽和連通孔連接儀器和 部件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過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；并且通過焊接使已經加工的第一板和第二板接合，以便通過槽 和連通孔連接儀器和部件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和 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；并且通過焊接使已經加工的第一板和第二板接合，以便通過槽 和連通孔連接儀器和部件，或者通過槽和連通孔連接儀器，或者通過槽和 連通孔連接部件。
還包括利用摩擦攪動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第一板固定成互相
面對，且相互接觸的板的周邊密封，以構成三維結構。
其中具有在其中加工的、用作流體通道的槽的多個第一板相互接觸以便相互面對，因此形成一個空間部分，且該空間部分用作致冷劑的流動通 道。工業用途如上所述，本發明涉及一種整體管道板，它用于一種固定單元或者一 種可移動的集成單元中，該固定單元將管道、布線等結合在一個裝置中， 本發明還涉及該整體管道板的一種加工方法、加工裝置和加工設備。本發 明可用于各種裝置例如燃料電池發電系統中使用的整體管道板。
權利要求
1、一種包括兩個或更多個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或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過槽連接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板，防蝕管道裝納在一些或全部槽內，且腐蝕性流體流經防蝕管道；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端部，該第一部件通孔的內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，端部的外徑側由第一連接件的圓錐表面支承，且端部的內徑側由第二連接件的圓錐表面支承。
2、 如權利要求1所述的整體管道板，其中 第一連接件與板整體成形。
3、 如權利要求1所述的整體管道板，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。
4、 如權利要求1所述的整體管道板，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。
5、 如權利要求1所述的整體管道板，其中 第一連接件分成多個部分。
6、 如權利要求3所述的整體管道板，其中 第一連接件分成多個部分。
7、 一種包括兩個或更多個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或兩個表面上，布置有構成裝置的儀器和部件，或者布置有儀器，或者布置有部件，在板的接合表面內形成用作流體通道的槽，且該儀器和部件通過槽連接，或者該儀器通過槽連接，或者該部件通過 槽連接，并且其中單獨設有一個整體管道板，或者設有多個整體管道板， 防蝕管道裝納在一些或全部槽內，且腐蝕性流體流經防蝕管道； 柔性材料用作防蝕管道的材料；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端部， 該第一部件通孔的內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，端部的外徑側由第一連接件的圓錐表面支承，且端部的內徑側由第二連接件的圓錐表面支承。
8、 如權利要求7所述的整體管道板，其中 第一連接件與板整體成形。
9、 如權利要求7所述的整體管道板，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。
10、 如權利要求7所述的整體管道板，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。
11、 如權利要求7所述的整體管道板，其中 第一連接件分成多個部分。
12、 如權利要求9所述的整體管道板，其中 第一連接件分成多個部分。
全文摘要
一種例如包括多個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)的其中一個或兩個表面上布置有構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，或者該部件通過在板的接合表面內形成的流體通道槽(208)以及板內形成的連通孔(210)連接。該加工方法例如利用FSW焊接機(225)圍繞流體通道槽(208)的整個外圍對板的接合表面進行焊接，從而使板接合。與通過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，并使整體管道板進一步小型化。
文檔編號F16L3/00GK101408263SQ20081021444
公開日2009年4月15日 申請日期2002年1月31日 優先權日2001年2月2日
發明者冢本道夫, 日高晴太郎 申請人:三菱重工業株式會社