整体管道板及其加工方法、加工装置和加工设备的制作方法

专利名称：整体管道板及其加工方法、加工装置和加工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种整体管道板，它用于将管道、布线等结合到一个装置 内的固定单元中，或用于一种集成以便可移动的单元中，还涉及整体管道 板的加工方法，整体管道板的加工装置，和整体管道板的加工设备。
背景技术：
整体管道板用作将管道、布线等结合到一个装置中的固定单元或可移 动集成单元的子系统，该整体管道板主要负责控制在上述单元中使用的流 体的供送、排放等。
上述单元由不同的仪器、部件、管道、布线等组成。大的和小的管线 复杂地布置在各处，以便具有不同性能、温度和压力的液体或气体连续地 在这些仪器等之间流动。还设置有用于控制这些装置的传感器和控制仪器， 还为这些传感器和仪器布置了许多必要的互相连线。特别是需要使设备包 括重量减少的小型化，因而在窄小的空间内努力高度密集地布置许多仪器、 部件、管道等。整体管道板用作构建将管道、布线等结合到一个装置的固 定单元，或可移动的集成单元的装置。
图50A和50B示出传统的整体管道板的构形图的实例。
如图50A和50B所示，传统的整体管道板由具有其中加工的槽531和 连通孔534的板521, 524组成，通过铸造形成复杂的通道例如槽531。槽 531可由其它方法形成，这包括用端铣刀、铣床、或钻床切削。在与板524接触的板521的表面上，槽531形成连接布置在板524上的仪器525和部 件525a的通道，该槽531具有适合对应流体速度的预定截面面积，并具有 对应连通孔534的位置的适当的方向和长度。这样，仪器525和部件525a 通过连通孔534联系。槽531和连通孔534具有供流体或气体流过的管道 功能。
通过上述方法加工的板521和板524通过粘合剂接合，以便密封槽531。 具体地，板521和524的接合表面用粘合剂涂敷，然后螺栓526通过板524 的螺栓孔527狞进板521的有内螺紋的孔528内。在板521和524结合在 一起的方向上在其上施加压力。而且，将板加热以便粘合，从而将槽531 密封。
布置在板524上的仪器525和部件525a借助密封材料通过将螺栓(未 示出)拧进板524的内有螺紋的孔529内安装。这些仪器525和部件525a 控制流体通过连通孔534流入槽531内。用于供送和排放流体的管连接件 522安装在板521上，以便通过槽531和连通孔534供给仪器525和部件 525a流体并使流体由此排出。
这种整体管道板例如在公开号为1974-13651的日本专利中公开。
对于上述传统的整体管道板，构成整体管道板的板通过简单的模制铸 造成形，或通过切割成形。这样，带来超重的部分保留，这带来整体管道 板重量降低和小型化的问题。为了使槽具有流体通道的功能，需要执行对 槽部分进行表面处理的步骤，但这不是适合批量生产的方法。
而且，粘合剂用于使板接合。这导致低的工作效率，而且不太适合批 量生产。用于固定板的螺栓阻止了整体管道板的小型化。
板过度的壁厚在具有管道功能的槽周围出现。这样，即使当流经槽的 流体借助板冷却时，很难提高冷却效率。
除了上述问题，根据本发明的整体管道板，例如构成燃料电池发电系 统的一部分。如在燃料电池发电系统的情况下，整体管道板的技术要求是 批量生产和低成本。而且，要求包括重量降低的小型化和良好的控制响应。 市场需要系统具有迅速的批量生产和成本降低。在实现与未来的需求例如 实际的批量生产和成本降低相联系的要求中存在相当多的问题。
这样，考虑到上述情况，本发明具有提供用于装置例如燃料电池发电 系统的整体管道板的目的，通过在板中釆用复杂的管道和一些部件和布线，该整体管道板的装配是便利的，且装配安全，允许装置小型化。本发明的另一个目的是提供一种整体管道板的加工方法、加工装置和加工设备，能改善板接合部分的可靠性和抗压能力，提高工作效率，并实现进一步的小型化。本发明还提供一种整体管道板及其加工方法，.能实现批量生产和成本降低，并实现包括重量降低的小型化。发明内容本发明用于解决上述问题的第一方面是包括两个或更多个接合在一起 的板的整体管道板，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且 在每个槽的表面上形成防蚀层。根据本发明第一方面的整体管道板，在整体管道板中存在对应于传统 管道的通道，整个装置、例如燃料电池发电系统可容易地模块化、小型化。 而且，它足以将各组成仪器和部件组装到预定位置，并且不需要在窄的空 间内进行复杂的管道铺设操作。这样，组装工作容易、且工作效率提高。 而且几乎不存在接缝，从而降低了流体泄漏的危险。而且由于在槽的表面 上形成了防蚀层，防蚀层避免了流经槽的流体造成的腐蚀，这样，整体管 道板的寿命延长。本发明第二方面的整体管道板涉及本发明第一方面的整体管道板，其中在每个板的接合表面上还形成了防蚀层。根据本发明第二方面的整体管道板，在板的接合表面上还形成了防蚀这样，整体管道板的寿命延长。本发明第三方面的整体管道板涉及本发明的第一或第二方面的整体管道板，其中
通过涂敷或内衬碳氟树脂形成防蚀层。
本发明第四方面的整体管道板涉及本发明的第一或第二方面的整体管 道板，其中
防蚀层通过覆盖氧化铝薄膜形成。
在本发明第三或第四方面的整体管道板中，通过涂敷或内衬碳氟树脂 或者通过覆盖氧化铝薄膜形成了防蚀层。这样，防蚀层避免了流经槽的流 体或者粘合剂中的成分造成的腐蚀，这样，整体管道板的寿命延长。
本发明第五方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板的 整体管道板，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，
在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板， 每个板在围绕每个槽周边的焊接线处被焊接，并且 所有流经槽的流体在焊接线处被密封住。
根据本发明第五方面的整体管道板，板在围绕槽周边的焊接线处被焊 接，且流经槽的流体在焊接线处被密封住。这样，可以可靠地实施对流体 的密封。
本发明第六方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板的 整体管道板，其中
在整体管道板的其中一个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或 者布置有仪器，或者布置有部件，
在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
设置多个整体管道板，
该多个整体管道板一体固定，且该多个整体管道板的背表面叠加，以 构成三维模块。根据本发明第六方面的整体管道板，该多个整体管道板一体固定，且 该多个整体管道板的背表面叠加，以构成三维模块。这样，实现装置进一 步小型化，流体的通道和控制系统可缩短，响应迅速，且便于控制。
本发明第七方面的整体管道板涉及本发明第六方面的整体管道板，其
中
热绝缘体置于多个整体管道板的背表面之间，以构成热绝缘三维模块。 根据本发明第七方面的整体管道板，热绝缘体置于多个整体管道板的 背表面之间，以构成热绝缘三维模块。这样，诸如控制仪器的低温仪器可 靠近设置在其中一个整体管道板上的高温仪器而布置在另一整体管道板 上。
本发明第八方面的整体管道板涉及本发明第六方面的整体管道板，其
中
分隔件置于多个整体管道板的背表面之间，以构成热绝缘三维模块。 根据本发明第八方面的整体管道板，分隔件置于多个整体管道板的背 表面之间，以构成热绝缘三维模块。由于其上设有高温仪器的高温侧整体 管道板，与其上设有低温仪器的低温侧整体管道板通过分隔件分隔，这避 免了相互热影响。
本发明第九方面的整体管道板涉及本发明第八方面的整体管道板，其
中
热绝缘体置于分隔件和多个整体管道板的一个或全部背表面之间。 根据本发明第九方面的整体管道板，热绝缘体置于多个整体管道板的 背表面和分隔件之间。这样，进一步增强了热绝缘效果。
本发明第十方面的整体管道板涉及本发明第六方面的整体管道板> 其
中
构成装置的仪器和部件置于多个整体管道板的背表面之间，或者仪器 置于多个整体管道板的背表面之间，或者部件置于多个整体管道板的背表 面之间。
根据本发明第十方面的整体管道板，构成装置的仪器和部件置于多个 整体管道板的背表面之间，或者仪器置于多个整体管道板的背表面之间， 或者部件置于多个整体管道板的背表面之间。这样，有效利用了整体管道 板之间的间隙，装置可进一步小型化。而且，组成的仪器和/或部件将整体管道板分隔开，并期望带来热绝缘效果。本发明第十一方面的整体管道板涉及本发明第十方面的整体管道板，其中热绝缘体置于多个整体管道板的背表面与该仪器和部件之间、或者该 背表面与该仪器之间、或者该背表面与该部件之间，该仪器和部件、或者 仪器、或者部件置于所述背表面之间。该多个整体管道板的背表面之间的 仪器和部件、或者仪器、或者部件之间。根据本发明第十 一 方面的整体管道板，热绝缘体置于多个整体管道板 的背表面与该多个整体管道板的背表面之间的仪器和部件、或者仪器、或 者部件之间。这样，热绝缘效果变的显著。本发明第十二方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板 的整体管道板，其中在整体管道板的其中一个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或 者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中设置多个整体管道板，且该多个整体管道板布置在同 一支持物上，且相互之间保持热绝缘间隔。 根据本发明第十二方面的整体管道板，该多个整体管道板布置在同一支持物上，且相互之间保持热绝缘间隔。这样，忽略(避免)了这些整体管道板相互之间的热影响。本发明第十三方面的整体管道板涉及本发明第十二方面的整体管道板，其中热绝缘体置于多个整体管道板与支持物之间。根据本发明第十三方面的整体管道板，热绝缘体置于多个整体管道板 与支持物之间。这样，进一步改进热绝缘效果。本发明第十四方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板 的整体管道板，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且
热切断槽设置在高温区域与低温区域之间，在该高温区域设有高温仪 器和部件，或者设有高温仪器，或者设有高温部件，在该低温区域设有低 温仪器和部件，或者设有低温仪器，或者设有低温部件。'
根据本发明第十四方面的整体管道板，热切断槽设置在高温区域与低 温区域之间，在该高温区域设有高温仪器和部件，或者设有高温仪器，或 者设有高温部件，在该低温区域设有低温仪器和部件，或者设有低温仪器， 或者设有低温部件。这样，来自高温区域的热量被切断，因此不能对低温 区域施加热影响。
本发明第十五方面的整体管道板涉及本发明第十四方面的整体管道 板，其中
热绝缘体装填进热切断槽内。
根据本发明第十五方面的整体管道板，热绝缘体装填进热切断槽内。 这样，可进一步增强高温区域与低温区域之间的热切断效果。
本发明第十六方面的整体管道板涉及本发明第十四方面的整体管道 板，其中
致冷剂流经热切断槽。
根据本发明第十六方面的整体管道板，致冷剂流经热切断槽。这样， 可进一步增强高温区域与低温区域之间的热切断效果。
本发明第十七方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板 的整体管道板，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，
在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且 构成装置的仪器或部件、控制仪器、或电线被结合到其中一个或全部板上。
根据本发明第十七方面的整体管道板，构成装置的仪器或部件、控制 仪器、或电线被结合到其中一个或全部板上。这样，整个装置例如燃料电 池发电系统可进一步小型化。
本发明第十八方面的整体管道板是包括两个或更多个接合在一起的板 的整体管道板，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，
在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板， 防蚀管道装纳在一些或全部槽内，且 腐蚀性流体流经防蚀管道。
根据本发明第十八方面的整体管道板，防蚀管道装纳在一些或全部槽 内，且腐蚀性流体流经防蚀管道。这样，即使槽(通道)是众多的和复杂 的，也能容易地确保对腐蚀性流体的腐蚀防护，且不需要先进的加工技术。 而且，有可能选择和使用适合腐蚀性流体性能的防蚀管道材料，这样，防 腐性能的可靠性增加。而且，防腐处理(利用防蚀管道形成通道)可局限 于腐蚀性流体的通道。这样，加工工时降低，且整体管道板可以低价提供。 除此之外，当防腐性能由于长期变化而下降时，通过更换装在整体管道板 中的防蚀管道，而不是更换整体管道板，可简单地确保防腐性能。这样， 保养成本降低。
本发明第十九方面的整体管道板涉及本发明第十八方面的整体管道 板，其中
柔性材料用作防蚀管道的材料。
根据本发明第十九方面的整体管道板，柔性材料用作防蚀管道的材料。 这样，在整体管道板整体化后，防蚀管道可插入槽内，或者可更换防蚀管 道。因此，可操作性增强。
本发明第二十方面的整体管道板涉及本发明第十八或十九方面的整体 管道板，其中利用具有通孔的第一连接件和第二连接件将防蚀管道的每个端部接 合，该第一部件通孔的内周表面中形成圆锥表面，该第二连接件的外周表 面中形成圆锥表面，以这种方式，端部的外径側由第一连接件的圆锥表面支承，且端部的内径侧由第二连接件的圆锥表面支承。根据本发明第二十方面的整体管道板，防蚀管道的接合操作很容易实 施，且可靠地防止流体的泄漏。本发明第二十一方面的整体管道板涉及本发明第二十方面的整体管道 板，其中第一连接件与板整体成形。本发明第二十二方面的整体管道板涉及本发明第二十方面的整体管道 板，其中第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。本发明第二十三方面的整体管道板涉及本发明第二十方面的整体管道板，其中第一连接件与板整体成形，且第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。根据本发明第二十一方面、第二十二方面、第二十三方面的整体管道板，第一连接件与板整体成形；或者，第二连接件与仪器和部件，或仪器， 或部件整体成形；或者，第一连接件与板整体成形,.且第二连接件与所述 仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。这样，部件的数量减少，且接合操作便利。本发明第二十四方面的整体管道板涉及本发明第二十方面的整体管道板，其中第一连接件分成多个部分。本发明第二十五方面的整体管道板涉及本发明第二十二方面的整体管道板，其中第一连接件分成多个部分。根据本发明第二十四方面或第二十五方面的整体管道板，第一连接件分成多个部分。这样，接合操作的效率提高，特別是如果使用高刚性材料 的防蚀管道，或者如果管道路径复杂的话。
本发明第二十六方面的整体管道板是包括三个或更多个接合在一起的
板的整体管道板，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，
在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设置一个整体管道板，或者设置多个整体管道^1。
根据本发明第二十六方面的整体管道板，即使当对应许多仪器和部件 设置许多槽时，槽的布局得以简化，且仪器和部件可紧凑布置。
本发明第二十七方面的整体管道板涉及本发明第二十六方面的整体管 道板，其中
在各板的接合表面内形成的多级的槽分配到高温区域和低温区域。 根椐本发明第二十七方面的整体管道板，多级的槽分配到高温区域和 低温区域。结果，可消除相互的热影响。
本发明第二十八方面的整体管道板是用于燃料电池发电系统中的整体
管道板，该整体管道板包括两个或更多个接合在一起的板，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成燃料电池发电系
统的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件， 在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，以及
该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中
单独设置一个整体管道板，或者设置多个整体管道板。
根据本发明第二十八方面所述的用于燃料电池发电系统中的整体管道 板，可实现燃料电池发电系统的小型化。
在后面涉及的实施例1中主要描述了本发明第一至二十八方面的实施例。
本发明第二十九方面的整体管道板加工方法是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工方法，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置构成装置的仪器和部件， 或者布置仪器，或者布置部件，并且
利用在板的接合表面内形成的流体通道槽以及板内形成的连通孔，连 接该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件，还包括
围绕流体通道槽的整个外围焊接所述板的接合表面，从而使板接合。
本发明第三十方面的整体管道板加工方法涉及本发明第二十九方面的
整体管道板的加工方法，还包括以下步骤
在板内形成用作焊接槽的槽，以便沿流体通道槽的整个外围伸展；及
连续地对用作焊接槽的槽进行焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围 将板的接合表面焊接，从而使板接合。
本发明第三十一方面的整体管道板加工装置是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工装置，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，以及
该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成 的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接，还包括
焊接槽加工装置，用于在板内形成用作焊接槽的槽，以便使之沿流体 通道槽的整个外围伸展；和
焊接装置，该焊接装置在利用焊接槽加工装置对用作焊接槽的槽进行 加工后，将用作焊接槽的槽焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的 接合表面焊接，从而使板接合。
根据本发明第二十九方面、三十方面和三十一方面的整体管道板加工 方法和加工装置，板的接合表面围绕流体通道槽的整个外围焊接，从而使 板接合。这样，与通过粘合剂使板接合相比，该类型的焊接增加了板接合 部分的耐久性，并构成了牢固的焊接结构，这样增加了耐压性。而且，板 的联接螺栓变得没有必要，因此，整个整体管道板进一步小型化。而且， 该加工方法便于接合程序的在生产线操作，这样提高了工作效率，有助于 降低成本。
本发明第三十二方面的整体管道板加工设备是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工设备，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，以及该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接，还包括板供送装置，该板供送装置用于供送板，该板上预先形成流体通道槽， 或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔； —用于在板内形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工装置，该板已经由板供 送装置提供，该焊接槽沿流体通道槽的整个外围伸展；和焊接装置，该焊接装置继利用焊接槽加工装置对用作焊接槽的槽进行 加工后，将用作焊接槽的槽焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的 接合表面焊接，从而使板接合。本发明第三十三方面的整体管道板加工设备是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工设备，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，以及该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成 的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，还包括用于供送板的板供送装置；加工装置，该加工装置用于在由板供送装置供送的板内形成流体通道 槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔；用于在板内形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工装置，该板已经由加工 装置加工，该焊接槽沿流体通道槽的整个外围伸展；和焊接装置，该焊接装置继利用焊接槽加工装置对用作焊接槽的槽进行 加工后，将用作焊接槽的槽焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的 接合表面焊接，从而使板接合。根据本发明第三十二方面、第三十三方面的整体管道板加工设备，设 置有板供送装置、焊接槽加工装置和焊接装置，或者，设置有板供送装置、 流体通道槽和连通孔加工装置、焊接槽加工装置和焊接装置。这样，可容 易地实施构成整体管道板的板的连贯加工，这样，提高了工作效率，并有 助于进一步降低成本。本发明第三十四方面的整体管道板加工方法涉及本发明第二十九方面 的整体管道板的加工方法，还包括
通过摩擦搅动焊接，围绕流体通道槽的整个外围将板的接合表面焊接 起来，从而使板接合。
本发明第三十五方面的整体管道板加工装置是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工装置，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，以及
该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成
的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接，还包括
摩擦搅动焊接装置，该摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的整个 外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合。
根据本发明第三十四方面和三十五方面的整体管道板加工方法和加工 装置，使板的接合表面围绕流体通道槽的整个外围焊接，从而使板接合。 这样，与通过粘合剂使板接合相比，该类型的焊接增加了板接合部分的耐 久性，并构成了牢固的焊接结构，这样增加了耐压性。而且，板的联接螺 栓变得没有必要，因此，整个整体管道板进一步小型化。而且，该加工方 法便于接合程序的生产线操作，这样提高了工作效率，有助于降低成本。 而且，采用摩擦搅动焊接避免需要对用作焊接槽的槽进行加工，这导致成 本进一步降低。
本发明第三十六方面的整体管道板加工设备是包括多个接合在 一起的 板的整体管道板的加工设备，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，和
该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成 的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，还包括
板供送装置，该板供送装置用于供送板，该板上预先形成的流体通道 槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔；和
摩擦搅动焊接装置，该摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的整个 外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合，该板已经由板供送装置供送。
本发明第三十七方面的整体管道板加工设备是包括多个接合在一起的 板的整体管道板的加工设备，其中
在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，和
该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成
的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，还包括 用于供送板的板供送装置；
加工装置，该加工装置用于在由板供送装置供送的板内形成流体通道 槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔；和
摩擦搅动焊接装置，该摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的整个
外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合，该板已经由加工装置加工。 根据本发明第三十六方面和第三十七方面的整体管道板加工设备，可
容易地实施构成整体管道板的板的连贯加工，这样，提高了工作效率，并
有助于进一步降低成本。而且，采用摩擦搅动焊接避免需要对用作焊接槽
的槽进行加工，这导致成本进一步降低。
本发明第三十八方面的整体管道板加工方法涉及本发明第二十九方
面、三十方面或三十四方面的整体管道板的加工方法，还包括 实施数字控制作为加工的跟踪手段。
本发明第三十九方面的整体管道板加工装置是本发明三十一方面或三 十五方面的整体管道板的加工装置，还包括
用于实施数字控制作为加工的跟踪手段的控制装置。 本发明第四十方面的整体管道板加工设备是本发明第三十二方面、第
三十三方面，第三十六方面或第三十七方面的整体管道板的加工设备，还 包括
用于实施数字控制作为加工的跟踪手段的控制装置。 根据本发明第三十八方面、第三十九方面和第四十方面的整体管道板
加工方法、加工装置和加工设备，通过依靠数字控制的跟踪控制，可容易
地实施构成整体管道板的板的连贯加工。
在下面提出的实施例中，即实施例2中，将要描述本发明第二十九至四十方面的实施例。
本发明第四十一方面的整体管道板是一种整体管道板，它包括 具有通过压制加工在其上形成的槽的第一板，该槽用作流体通道；和 第二板，该第二板上具有仪器和部件，或仪器，或部件，并且其中形
成连通孔，该连通孔与仪器和部件，或仪器，或部件连通，并且其中
第一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连接仪器和部件，或者通
过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接部件。
本发明第四十二方面的整体管道板是一种整体管道板，它包括 具有通过精密铸造在其上形成的槽的第一板，该槽用作流体通道；和 第二板，该第二板上具有仪器和部件，或仪器，或部件，并且其中形
成连通孔，该连通孔与仪器和部件，或仪器，或部件连通，并且其中' 第一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连接仪器和部件，或者通
过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接部件。
根据本发明第四十一方面或四十二方面的整体管道板，整体管道板可
由板构成，该板具有通过压制加工或精密铸造形成的薄壁，因此，整体管
道板的显著的重量降低成为可能。
详细地说，具有流体通道槽的板通过压制加工或精密铸造成形，因此，
与传统的整体管道板相比，板的壁厚降低，且实现显著的重量降低。这样，
可实现包括重量降低的整体管道板的小型化。而且，压制加工或精密铸造
适合于批量生产，且与传统的整体管道板相比，加工步骤可简化，从而有
助于显著降低成本。因此，整体管道板加工的工作效率提高，实现批量生
产和成本降低。
本发明第四十三方面的整体管道板的加工方法包括如下步骤 在第一板中通过压制加工形成槽，该槽用作流体通道； 在第二板上安装仪器和部件，或仪器，或部件，并且在第二板内形成
连通孔，该连通孔与仪器和部件，或仪器，或部件连通；并且
通过焊接将已经加工的第一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连
接仪器和部件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接部件。
本发明第四十四方面的整体管道板的加工方法包括如下步骤在第一板中通过精密铸造形成槽，该槽用作流体通道； 在第二板上安装仪器和部件，或仪器，或部件，并且在第二板内形成连通孔，该连通孔与仪器和部件，或仪器，或部件连通；并且通过焊接将已经加工的第 一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连 接仪器和部件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接 部件。根据本发明第四十三方面或第四十四方面的加工方法，利用压制加工 或精密铸造作为板本身的槽的加工方法可产生能够显著降低板重量的步 骤。结果，整体管道板包括重量降低的小型化成为可能。而且，使板接合的方法采用焊接而不是采用粘合剂。这样，整体管道 板的板的联接螺栓没有必要，整个整体管道板小型化。而且，如同使用粘 合剂一样，多余步骤、例如在接合期间进行加热和加压也没有必要，这样， 与传统的整体管道板的加工方法相比，加工步骤可简化，从而有助于显著 降低成本。压制加工、精密铸造和焊接适合于批量生产，这样提高了整体 管道板的加工工作效率，并可实现批量生产和成本降低。而且，采用坪接 接合。因此，不必担心由于粘合剂老化带来的泄漏，耐久性增加，且可抗 高温和高压。本发明第四十五方面的整体管道板的加工方法涉及本发明第四十三方 面或第四十四方面的加工方法，还包括通过摩擦搅动焊接将第 一板与第二板接合起来。根据本发明第四十五方面的整体管道板的加工方法，利用压制加工或 精密铸造作为板本身的槽的加工方法可产生能够显著降低板重量的步骤。 结果，整体管道板包括重量降低的小型化成为可能。而且，使板接合的方法采用摩擦搅动焊接而不是采用粘合剂。这样， 整体管道板的板的联接螺栓没有必要，而且，用作焊接槽的槽也没有必要， 因此，整个整体管道板小型化。而且，如同使用粘合剂一样，多余步骤、 例如在接合期间进行加热和加压也没有必要。不需要诸如其它焊接方法的 焊接槽加工装置。这样，与传统的整体管道板的加工方法相比，加工步骤可简化，从而有助于成本显著降低。压制加工、精密铸造和摩擦搅动焊接 适合于批量生产，这样提高了整体管道板的加工工作效率，并可实现批量生产和成本降低。而且，采用焊接接合。因此，不必担心由于粘合剂老化 带来的泄漏，耐久性增加，且可抗高温和高压。
本发明第四十六方面的整体管道板涉及本发明第四十一方面或第四十
二方面的整体管道板，其中
具有在其中加工的槽的多个第一板固定成互相面对，该槽用作流体通 道，且
相互接触的板的周边密封，以构成三维结构。
根据本发明的第四十六方面的整体管道板，板接合成三维结构，以便 其表面侧与背面侧形成整体。仪器和部件布置在整体管道板的表面侧和背 面侧上。这样，包括复杂线路的系统紧凑构建，可实现包括重量降低的整 体管道板的小型化，并可获得满意的响应。
本发明第四十七方面的整体管道板涉及本发明第四十六方面的整体管
道板，其中
具有在其中加工的槽的多个第一板相互接触以便相互面对，因此形成 一个空间部分，该槽用作流体通道，且 该空间部分用作致冷剂的流动通道。
根据本发明的第四十七方面的整体管道板，暴露在高温下的部分可适 当地被冷却，包括复杂线路的系统可紧凑构建，并可实现包括重量降低的 整体管道板的小型化。
特别是在本发明中，使用经过压制加工和精密铸造的板。这样，板本 身不具有用作热存储部分的多余体积，可保证供致冷剂使用的大的表面积。 因此，可高效地冷却高温流体。由于这个优点，用于冷却的多余空间没有 必要，并可紧凑地构建包括复杂线路的系统。
在下面指出的实施例中，即实施例3中，将要描述本发明第四十一至 四十七方面的实施例。


图1是根据本发明的一个实施例的整体管道板的构造图。
图2A是#4居本发明的一个实施例的整体管道板的剖面结构图。
图2B是沿图2A的线E-E截取的剖面图。图3是具有在其表面側和背面側上布置的仪器的整体管道板的构造图。
图4A是经过表面处理的整体管道板的构造图。 图4B是沿图4A的线F-F截取的剖面图。 图5是具有焊接结构的整体管道板的构造图。 图6是沿图5的线A-A截取的剖面图。 图7是三维模块的构造图。
图8是由四个整体管道板组成的三维模块的构造图。
图9是由五个整体管道板组成的三维模块的构造图。
图IO是具有热绝缘层的热绝缘三维模块的构造图。
图ll是在高温侧具有整体管道板和在低温侧具有相互分离的整体管道 板的热绝缘三维模块的构造图。
图12是由三个整体管道板组成的热绝缘三维模块的构造图。
图13是具有置于整体管道板之间的仪器的三维模块的构造图。.
图14是具有在同一支持物上的分离的高温部分和低温部分的整体管道 板的构造图。
图15是布置在同一支持物上的四个整体管道板的构造图。
图16是具有热切断槽的整体管道板的构造图。
图17是沿图16的线B-B截取的剖面图。
图18是采用控制仪器的整体管道板的构造图。
图19是沿图18的线C-C截取的剖面图。
图20是沿图18的线D-D截取的剖面图。
图21是示出具有许多槽的整体管道板的一个实例的平面图。
图22是设有防蚀管道的整体管道板的构造图。
图23A是图22中G部分的放大的平面图。
图23B是沿图23A的线H-H截取的剖面图。
图24A是图22中I部分的放大的平面图。
图24B是沿图24A的线J-J截取的剖面图。
图25是上述整体管il^反的剖面结构图。
图26是沿图25的线K-K截取的放大的剖面图。
图27是由高刚性材料制成的防蚀管道的说明图。
图28是在防蚀管道的一个端部接合的另 一个实例的剖面图。图29是在防蚀管道的 一个端部接合的另 一个实例的剖面图。
图30是三维整体管道板的构造图。 图31是沿图30的线M-M截取的剖面图。 图32是沿图30的线N-N截取的剖面图。 图33是另一个三维整体管道板的构造图。 图34是沿图33的线O-O截取的剖面图。 图35是沿图33的线P-P截取的剖面图。
图36是图30中所示仪器和部件通过在一个平面内形成的槽连接的说 明图。
图37是图33中所示仪器和部件通过在一个平面内形成的槽连接的说 明图。
图38是利用三维整体管道板分开的高温区域和低温区域的构造图。 图39是利用三维整体管道板分开的高温区域和低温区域的另一个构造图。
图40A是利用剖视图(沿图40B的线C1-C1截取的剖视图)示出根据 本发明的一个实施例的整体管道板的加工方法。
图40B是在图40A的Dl方向上的视图(平面图)。 图40C是沿图40B的线E1-E1截取的剖视图。
图41A是在焊接槽的槽中实施焊接以便围绕每个槽的整个周边焊接的 说明图。
图41B是在焊接槽的相邻的槽之间均分的焊接线的说明图。 图41C是沿图41B的线N1-N1截取的剖视图。
图42A利用剖视图(沿图42B的线F1-F1截取的剖视图)示出根据本 发明的一个实施例的整体管道板的另 一种加工方法。
图42B是在图42A的Gl方向上的视图(平面图)。 图42C是沿图42B的线H1-H1截取的剖视图。
图43A是实施图40A， 40B和40C所示的加工方法的整体管道板的加 工生产线的状态图(平面图)。
图43B是在图43A的Jl方向上的视图(侧视图)。
图44A实施图42A, 42B和42C所示的加工方法的整体管道板的加工 生产线的状态图(平面图)。图44B是在图44A的Ml方向上的视图(侧视图)。
图45A是示出根据本发明的整体管道板的一个实施例的板的平面图。
图45B是沿图45A的线A1-A1截取的剖面图。
图45C是沿图45A的线A1-A1截取的剖面图。
图46A是示出根据本发明的整体管道板的一个实施例的接合方法的整 体管道板的平面图。
图46B是沿图46A的线B1-B1截取的剖面图。 图46C沿图46A的线C2-C2截取的剖面图。
图47A是示出根据本发明的整体管道板的一个实施例的整体管道板的 侧-現图。
图47B是沿图47A的线D2-D2截取的剖面图。 图47C是沿图47A的线D2-D2截取的剖面图。 图47D是沿图47A的线E2-E2截取的视图。
图48A是示出根据本发明的整体管道板为三维结构的 一个实施例的整 体管道板的侧视图。
图48B是图48A中F2部分的放大的视图。
图49是一般燃料电池发电系统的系统图。
图50 (A)和图50 (B)是传统的整体管道板的构造图。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述本发明的实施例。 [实施例1]
根据图1来描述根据本发明的一个实施例的整体管道板的构造细节， 其采用燃料电池发电系统作为 一个实例。
如图l所示，整体管道板l包括通过适当的粘合剂4接合的板2和板3。 通过利用与板2， 3—体的柱螺栓6和螺母7固定燃料电池发电系统(图1 中的点划线示出)的组成仪器和部件，来构成整体管道板l，该仪器和部件 布置在板3的表面(图1中的上表面)3a上，并包括组成仪器5。
在与板3接合的板2的接合表面(图1中的上表面)中，形成槽8，该 槽8具有适合对应流体速度的预定的截面积，并具有适合组成仪器和部件 管道口的位置的适当长度和方向，该仪器和部件例如是布置在板3的表面3a上的仪器5。槽8具有供燃料电池发电系统流所必须的液体或气体通过的 管道功能。这样，槽8的截面积由流动流体的性能、流动速度和压力损失 确定，而槽8的长度和方向由布置在板3上的包括仪器5的各组成仪器和 部件的布置确定。
在图1中，槽8设置在板2中，但槽8可设置在板3内。即，槽8可 设置在与板2接合的板3的接合表面(图1中的下表面)3b内。尽管下面 将描述一个具体的例子(见图3)，但燃料电池发电系统的组成仪器和部件 可布置在板2的表面(图1中的下表面)2b上，也可布置在板3的表面3a 上。即，组成仪器和部件可布置在板2的表面2b和板3的表面3a中的一个 或两者之上。
板2, 3的材料未受限制，但为了降低运输重量，以及便于槽8的加工， 铝板和铝合金板是最有效的材料。铸造也是有效的，因为这很好地耐热并 便于槽8的成形。而且，利用合成树脂或类似物作板2， 3的材料，可实现 进一步的重量降低。
根据本发明的实施例，组成仪器和部件，例如仪器5安装在板3上， 柱螺栓6设置以便夹固板2和3，以防止流经槽8的流体泄漏。然而，不限 于该固定方法，通过穿过板2， 3的贯穿螺栓或其它固定装置可实施组成仪 器和部件在板3上的固定和板2和3的固定。
板3是具有适当范围的厚度的平板，用于在预定位置插入柱螺栓6的 螺栓孔9在板厚度方向开孔。用于插入柱螺栓6的通孔37在包括仪器5的 对应组成仪器和部件内形成。在板3中，还设置连通孔10,以便在包括仪 器5的各组成仪器和部件和板2的槽8之间形成连通以允许流体流过，其 中所述各组成仪器和部件安装在表面3a上。
为了装配该整体管道板1,第 一步骤是通过粘合剂4将板2和板3结合。 通常，将市场上可购得热固粘合剂用作粘合剂4,但通过接合方式例如熔接、 铜焊或焊接使板2和3接合的方法也是有效的，这取决于用于燃料电池的 燃料的类型或板2， 3的材料。
然后，将柱螺栓6插入通过板3的螺栓孔9，并插入板2内。使柱螺栓 6插入通过仪器5的通孔37，然后将螺母7拧在柱螺栓6的端部上，这样， 将仪器5紧固到整体管道板1上。其它组成仪器和部件也顺序地接受相同 的步骤，来完成装配。图2A和2B大体说明整体管道板基于截面结构的构造。例如利用紧固 在其上的柱螺栓6和螺母7，通过整体固定一个A仪器11， 一个B仪器12， 一个板2和一个板3，来装配图2A和2B所示的整体管道板1。
在A仪器11和B仪器12之间，流体可流过板2内形成的槽8和板3 内加工形成的连通孔10。即，A仪器11和B仪器12通过槽8连接在一起。 板2和板3通过粘合剂4粘附，因此将流经槽8的流体密封住。O形环13 或类似物用来密封仪器11 ， 12和板3之间的间隙。
图3示出一个实例，其中仪器布置在整体管道板的两个表面上。在图3 所示的整体管道板1中，仪器105, 106布置在板3的表面3a上，仪器107， 108布置在板2的表面2b上。用作流体通道的槽.8A， 8B, 8C在板2的接 合表面2a中形成。用于在这些槽8A, 8B, 8C和仪器105， 106， 107， 108 之间实现连通的连通孔10在板2和板3内形成。即，在板3上的仪器105 和在板2上的仪器107通过槽8A连接，在板2上的仪器107, 108通过槽 8B连接，在板3上的仪器106和在板2上的仪器108通过槽8C连接。
尽管没有示出，还有可能将仪器和部件仅布置在板2的表面2b上，而 不将仪器和部件布置在板3的表面3a上。
图4A和4B示出具有通过表面处理形成的防蚀层的整体管道板的一个 实例。在图4A和4B所示的整体管道板1中，板2和板3的接合表面(粘 附表面)2a和3b、以及用作流体通道的槽8和连通孔10的表面涂敷或内村 有碳氟树脂，例如聚四氟乙烯，或覆盖有氧化铝薄膜，以形成防蚀层29。 通过这样形成防蚀层29,可防止流经槽8和连通孔10的流体或粘合剂4内 包含的成分导致的腐蚀，从而确保整体管道板1有较长的寿命。
图5和6示出焊接板2和板3的一个实例。如图5中的实线所示，通 过电磁力控制的混合焊接等，在焊接线30上实施焊接，该焊接线围绕在板 2内形成的槽8的周边，同时与槽8保持适当的距离，板2和3在强压力下 顺序夹紧。结杲，如图6所示，板2和板3在焊接线30的位置焊接。在焊 接线30的位置，流经槽8的流体被可靠地密封住。
图7示出作为上述整体管道板的一种应用的三维模块的一个实例。图7 所示的三维模块15通过以下列方式整体固定两个整体管道板1A和1B形成 三维结构，其中贯穿螺栓14插入通过穿透两个整体管道板1A和1B (全 部的板2和3)的通孔IOI,螺母102旋紧以便与贯穿螺栓14的端部相对，两个整体管道板1A和IB的背表面重叠，即，在整体管道板1A中的板2 的表面2b和在整体管道板IB中的板2的表面2b重叠。
在图7中，辅助部件或辅助仪器26a, 26b布置在下整体管道板1B 上，以便定位在位于上整体管道板1A上的仪器11, 12之后，因此构成三 维结构。这使得小型化成为可能。
在整体管道板l中，如果仪器或部件布置在板2的表面2b上，而不是 布置在板3的表面3a上，不用说板3的表面3a变成整体管道板1的背表面， 该表面变成与另一个整体管道板1接合的接合表面。
在图7中，两个整体管道板1A和1B结合成整体，但不限于该方式。 任意多个整体管道板，例如三个或四个整体管道板可其背表面重叠地结合 成整体(形成三维)。
在例如图8所示的三维模块15A中，其上设有仪器109, 110, 111， 112 的较大的整体管道板1A设置在图中的上侧，而其上设有仪器113, 114,仪 器115, 116和仪器117， 118的较小的整体管道板1B, 1C, 1D设置在图中 的下側。这四个整体管道板1A， 1B， 1C， 1D整体固定，这四个整体管道 板1A， 1B, 1C， 1D的背表面2b重叠，这样构成三维结构。
在图9所示的三维模块15B的情况下，其上设有仪器119, 120,仪器 121, 122和仪器123, 124的大小整体管道板1A， 1B和1C设置在图中的 上侧，而其上设有仪器125, 126,仪器127, 128, 129的大小整体管道板 1D和1E设置在图中的下侧。这五个整体管道板1A, 1B, 1C， 1D和1E 整体固定，且这五个整体管道板1A, 1B, 1C， 1D和1E的背表面2b重叠， 这样构成三维结构。
图10示出作为上述整体管道板的 一种应用的热绝缘三维模块的 一个实 例。图IO所示的热绝缘三维模块18A通过以下列方式整体固定两个整体管 道板1A和1B形成三维结构，其中贯穿螺栓17插入通过穿透两个整体管 道板1A和1B (全部的板2和3 )的通孔103,螺母104通过热绝缘体16b 旋紧以便与贯穿螺栓17的端部相对，两个整体管道板1A和1B的背表面 2b (在整体管道板1A和1B中板2的表面)重叠，适当的热绝缘体16a或 类似物置于这些背表面2b之间。
在该热绝缘三维模块18A中，两个整体管道板1A和1B借助热绝缘体 16a, 16b结合在一起。由于存在这种热绝缘层，可避免布置在图中上侧的整体管道板1A上的高温仪器27a， 27b的热量传递到图中下侧的整体管道 板1B。这样，其它低温仪器28a, 28b可布置在整体管道板1B上，并靠近 布置在整体管道板lA上的高温仪器27a, 27b。在这种情况下，两个整体管道板1A和1B不受限制，但任意多个整体 管道板可结合成整体。例如，热绝缘体可置于图8所示的整体管道板1A与 整体管道板1B， 1C, 1D的背表面2b之间，或者，热绝缘体可置于图9所 示整体管道板1A, 1B， 1C和整体管道板1D， 1E的背表面之间，尽管这些 模式在图中未示出。图11示出作为上述整体管道板1的一种应用的另一种热绝缘三维模块 的一个实例。图11所示的热绝缘三维模块18B通过借助适当长度的分隔件 31整体连接和固定两个整体管道板1A和1B形成三维结构，该两个整体管 道板1A和1B的背表面2b (在整体管道板1A和1B中板2的表面)重叠， 分隔件31置于这些背表面2b之间。而且，热绝缘体130置于分隔件31和 整体管道板1A, 1B之间。在这种热绝缘三维模块18B中，通过分隔件31在两个整体管道板1A 和1B之间保持适当的间隔，因此高温部分(高温仪器27a， 27b )和低温部 分(低温仪器28a， 28b)相互热切断，装置可以以三维结构小型化。而且， 通过将热绝缘体130置于整体管道板1A， 1B和分隔件31之间，可进一步 增强热绝缘效果。即，如果仅通过插入分隔件31可获得足够的热绝缘效果，完全没有必 要提供热绝缘体130。然而，如果必须切断通过分隔件31的热传递，热绝 缘体130置于分隔件31和整体管道板1A, 1B之间。作为替换，热绝缘体 130可或者设置在分隔件31和整体管道板1A之间，或者设置在分隔件31 和整体管道板1B之间。在这种情况下，两个整体管道板1A， 1B不受限制，但任意多个整体 管道板可结合成整体。例如，在图12所示的热绝缘三维模块18B的情况下， 其上设有高温仪器131a, 131b， 132a, 132b的较大整体管道板1A设置在 图中的上侧，而其上设有低温仪器133a, 133b和低温仪器134a, 134b的较 小整体管道板1B和1C设置在图中的下侧。这三个整体管道板1A, IB, 1C 借助分隔件31整体连接和固定以形成三维结构，该三个整体管道板1A， 1B和1C的背表面2b重叠，分隔件31置于这些背表面2b之间。图13示出仪器代替分隔件置于整体管道板之间的一个实例。在图13 所示的三维模块18C中，代替图11所示的三维模块18B中的分隔件31, 仪器139, 140置于整体管道板1A和IB的背表面2b之间。这些仪器139 和140还可通过位于整体管道板1A或整体管道板1B中的槽连接在一起， 尽管图中未示出该模式。
在该情况下，整体管道板1A和1B通过仪器139和140相互分离，这 如同插入分隔件31的情况。这样，可实现热绝缘效果。如图所示，特別是 将热绝缘体130置于仪器139, 140和整体管道板1A, 1B之间，可获得显 著的热绝缘效果。而且，在这种情况下，通过在整体管道板1A和1B之间 布置仪器139， 140,可有效利用整体管道板1A和1B之间的间隔。这样， 装置进一步小型化。
在这种情况下，两个整体管道板1A和1B不受限制，但任意多个整体 管道板可结合成整体。例如，在图12所示的热绝缘三维模块18B中，可插 入组成仪器或部件以代替分隔件31。
图14示出布置在同一支持物上的多个整体管道板的一个实例，它是整 体管道板的一种应用。在图14中，其上设有高温仪器27a， 27b的整体管道 板1A和其上设有低温仪器28a, 28b的整体管道板1B设置在同一支持物 32上，并具有适当的热绝缘间隔L。通过适当的固定方式例如螺栓或悍接 (未图示)可实现将整体管道板1A, 1B固定到所述支持物32上。热绝缘 体145置于整体管道板1A, 1B和支持物32之间。
通过这样设置两个整体管道板1A和1B并保持热绝缘间隔L,可忽略 (避免)这些整体管道板1相互热影响。通过将热绝缘体145置于整体管 道板1A, 1B和支持物32之间，可进一步增强热绝缘效果。
在这种情况下，两个整体管道板1A, 1B不受限制，但任意多个整体 管道板可设置在相同支持物上。例如，在图15所示实例中，四个整体管道 板1A, 1B, 1C, 1D,即其上设有高温仪器141a， 141b的整体管道板1A, 其上设有低温仪器142a， 142b的整体管道板1B，其上设有高温仪器143a, 143b的整体管道板1C,和其上设有低温仪器144a， 144b的整体管道板1D 以热绝缘间隔L布置在相同支持物32上。
图16和17示出高温仪器和低温仪器布置在相同的整体管道板上的一 个实例。对于图16和17所示的整体管道板1,热切断槽35设置在相同的整体管道板1上的高温区域和低温区域之间，高温仪器或部件例如高温仪
器33a， 33b, 33c设置在该高温区域内，低温仪器或部件例如低溫仪器34a， 34b设置在该低温区域内。热切断槽35在板2内形成，与热切断槽35的相 对的端部连通的连通孔36在板3内形成。
根据该整体管道板l,热切断槽35通过空气形成热障，表现为对高溫 区域至低温区域的热传导的高热阻。这样，即使当低温仪器34a， 34b布置 成靠近在相同的整体管道板l上的高温仪器33a， 33b, 33c时，不会出现热 影响。
将适当的热绝缘体装填到热切断槽35内，也是一种防止热影响的有效 方式。
为了增强热切断槽35的效果，存在这样一种结构，其中致冷剂例如冷 却空气或冷却水通过在连通孔36中从其中一个连通孔36向其它连通孔36 的致冷剂回流装置(未图示)，流入热切断槽35内，以便冷却热切断槽35， 所述连通孔36设置在热切断槽35的相对端部内。
图18， 19和20示出一个实例，其中部件，例如电磁阀19、诸如印刷 芯片的控制仪器20、和布线21制在整体管道板内，以实现空间的节省。
如图所示，布置在整体管道板l上的C仪器22和D仪器23通过设置 在板2上的槽8连接。流经槽8的流体由埋入板3内的压力传感器25a探测， 来自压力传感器25a的探测信号传送到嵌入板3内的控制仪器20，来自控 制仪器20的控制信号借助埋入板3内的布线21传送到埋入板3内的电石兹 阀19，从而驱动电石兹阀19。类似地，用于探测流经凹槽8的流体的流速的 流动传感器25b和用于探测流体温度的温度传感器25c也埋入板3内，来自 这些传感器25b和25c的探测信号也输入到控制仪器20内。
以这种方式，电磁阀19、控制仪器20和布线21被制到整体管道板1 内，因此可进一步节省空间。诸如开关的电子部件也可结合到整体管道板1 中。作为控制装置20,可使用埋入板3中的印刷芯片(印刷电路板)。 一些 部件也可结合到板2中。在这种情况下，板3应具有一个开口，以便部件 装配、探测等。即，构成装置的仪器、部件、控制仪器、或电线可制在板2 和3中的一个或两者中。
如前所述，在燃料电池发电系统或类似物中，流过作为通道的槽8的 流体包括各种类型，例如高温流体、低温流体、包含腐蚀物质的流体。其中，包含腐蚀物质的流体(下面称为"腐蚀性流体")需要特别注意通道。
这样，如基于图4A和4B的解释，槽8的表面涂敷或内衬有碳氟树脂，例 如聚四氟乙烯，或覆盖有铝薄膜，以形成防蚀层29，从而使槽8抵抗腐蚀 性流体的腐蚀。
然而，如果槽8 (通道)的布置复杂，该提供防蚀层的技术很难运用。 即，在如图49所示包括许多仪器和部件的燃料电池发电系统的一个单元中， 这些众多的仪器和部件通过槽8连接，或者诸如阀的小的仪器、诸如传感 器或开关的电气部件和电气布线装配到所述板上。这样，如图21所示，槽 8的数量很大， 一些槽8 (通道)需要绕行，以防止槽8相互干扰。因此， 许多槽8(通道)常必须象迷宫一样复杂分布。
在这种槽8上涂敷碳氟树脂涂层、碳氟树脂衬里、或氧化铝薄膜覆层 的工作需要先进的加工技术和大的加工机时。而且，如果槽8(通道)成复 杂形状，产品的精度和可靠性可以受到疑问。在这种情况下，在槽8中提 供防蚀管道来代替形成防蚀层29是有效的。
通过利用粘合剂4或类似物将板2和板3接合可构成图22所示的整体 管道板l。槽8在板2和板3之间的接合表面(在图示实例中板2的上表面 2a)内被加工。组成燃料电池发电系统的不同的组成仪器191和部件192(图 22中的点划线示出)布置在板3的上表面3a上。这些仪器191和部件192 通过板3内形成的连通孔10与槽8连接。通过这样做，仪器191和部件192 由槽8联系。仪器191、部件192和板3之间的间隙由密封材料，例如O 形环(未图示)密封。这些特征与图l所示的整体管道板l的相同。
在图22所示的整体管道板1中，用于供腐蚀性流体流过的槽8的截面 积大于直接流经槽8的流体所需的截面积，且防蚀管道151，例如聚四氟乙 烯的碳氟树脂管或类似物容纳在槽8内，以便将防蚀管道151用作腐蚀性 流体的通道。防蚀管道151可以不仅是碳氟树脂管道，也可以由适合腐蚀 性流体性能的其它防腐材料(例如聚氯乙烯、合成橡胶、或其它合成树脂) 制成的管道。然而，在整体管道板l整体化后，防蚀管道151可插入预定 的槽8中，或者防蚀管道151可被更换。这样，最好选择柔性材料作为防 蚀管道151的材料。
容纳在槽8中的防蚀管道151的相对端部与作为第一接合部件的支架 152和作为第二接合部件的陀螺形部件153接合。陀螺形部件153具有截头圆锥形主体部分(接合部分)153b,该截头圆锥形主体部分的外周表面上 具有圓锥表面153a,并在主体部分153b上具有头部153c。陀螺形部件153 的整体形状象一个陀螺。
如图23A， 23B， 24A和24B所示，存在一种情况，其中在一个防蚀管 道151上使用一个支架152 (图23A, 23B),和一种情况，其中在多条(图 示实例中为两个)防蚀管道151上^f吏用一个支架152 (图24A, 24B)。这些 支架152均装配在位于板3内的装配孔3f内，并通过螺钉155固定在板2 上。在支架152的外围表面上形成台阶部分152a，该台阶部分152a与在装 配孔3f的内周表面内形成的台阶部分3g接触。在支架152的中心形成一个 通孔152b,在该通孔152b的内周表面的一部分中形成圆锥表面152c。而且， 通过进一步扩宽通孔152b的内周表面，在圆锥表面152c上方形成台阶部分 152d。支架152在分隔线的位置分成两半。
如图25和26所示，防蚀管道151的相对端部均通过支架152和陀螺 形部件153接合(固定)。即，防蚀管道151的端部插入支架152的通孔152b 内，在压力下，陀螺形部件153的主体部分153b插入防蚀管道151的端部 内。通过这样做，防蚀管道151的端部通过主体部分153b的圆锥表面153a 扩宽，且主体部分153b的圓锥表面153a装配到支架152的锥形表面152c 上。结果，防蚀管道151的端部接合(固定)，其外径侧由支架152的圓锥 表面152c支承，其内径侧由陀螺形部件153的圓锥表面153a支承。在这种 情况下，陀螺形部件153的头部153c装配到支架152的台阶部分152d上。 这样，腐蚀性流体流经仪器191和部件192之间的防蚀管道151。此时，可 防止腐蚀性流体从防蚀管道151的端部泄漏。
通常优选支架152整体成形。然而，如果使用高刚性材料的防蚀管道 151，防蚀管道151的端部处于图27所示的倾斜状态。如果多条防蚀管道 151与一个支架152接合，那么所述多条防蚀管道151的端部在无序的方向 上。这样，整体支架152在使多条防蚀管道151的端部接合的操作中造成 困难(有可能加长防蚀管道151,并在其插入支架152后切断防蚀管道151 的端部，但这是一个困难的操作，因为切割位置在支架152内部)。在这种 情况下，如本实施例一样，支架152分成两半，支架152的一半插入装配 孑L3f内，然后支架152的另一半插入装配孔3f,由此接合操作的效率提高。 在这种情况下，支架152的分割数量不限于两个，而可以是三个或更多。图28和29示出防蚀管道151的端部接合的另一个实例。它们对于一 些情况的应用很有用，其中管道路径(槽8)简单，或者其中使用低刚性材 料的防蚀管道151。对于图28所示的整体管道板1，图26所示的支架152和板3整体成形。 即，通孔3c在板3内成形，圆锥表面3d在通孔3c的内周表面的一部分内 形成。通过进一步扩宽通孔3c的内周表面，台阶部分3e在圆锥表面3d上 方形成。在这种情况下，防蚀管道151的端部插入板3的通孔3c内，在压力下， 陀螺形部件153的主体部分153b插入防蚀管道151的端部内。通过这样做， 防蚀管道151的端部通过主体部分153b的圆锥表面153a扩展，主体部分 153b的圓锥表面153a装配到板3的圆锥表面3d上。此时，陀螺形部件153 的头部153c装配到板3的台阶部分3e上。结果，防蚀管道151的端部牢固 接合，而不会使流体泄漏，其外径侧由板3的圓锥表面3d支承，其内径侧 由陀螺形部件153的圆锥表面153a支承。对于图29所示的整体管道板1 ，图26所示的支架152和板3整体成形， 且陀螺形部件153和仪器191或部件192整体成形。即，通孔3c在板3内 形成，圆锥表面3d在通孔3c的内周表面的一部分内形成。而且，在仪器 191或部件192的下表面上，在其外周表面上形成圓锥表面154a的截头圆 锥形接合部分154与仪器191或部件192整体成形。在这种情况下，防蚀管道151的端部插入板3的通孔3c内，在压力下， 仪器191或部件192的接合部分154插入防蚀管道151的端部内。通过这 样做，防蚀管道151的端部通过接合部分154的圓锥表面154a扩展，接合 部分154的圓锥表面154a装配到板3的圆锥表面3d上。这样，防蚀管道 151的端部牢固地接合，以便使流体不泄漏，其外径侧由板3的圆锥表面 3d支承，其内径侧由接合部分154的圓锥表面154a支承。如前所述，在图49所示包括许多仪器和部件的燃料电池发电系统的一 个单元中，这些众多仪器和部件通过槽8连接。这样，如图21所示，槽8 的数量很大， 一些槽8需要大量绕行，以防止槽8相互交叉或干涉。而且， 设计这些槽8(通道)，计算其截面积，以确保适合其应用的适当的流速。 这样，可能需要具有较大宽度的槽8。在这种情况下，需要保证用于形成宽 的槽8的足够空间。除此之外，流经这些槽8(通道)的一些流体温度不同，因此需要保证用于分隔的适当的尺寸，以避免相互热影响。
因此，槽8 (通道)常必须象迷宫一样复杂的分布。在这种情况下，设 计和制造整体管道板(槽的加工)变的麻烦。而且，板的尺寸，即整体管
道板的尺寸可以做的很大，以便槽8绕行，或增加槽8的宽度。以这种观 点，下面基于图30至35描述即使在这种情况下能够使槽8(通道)的分布 简单紧凑的三维整体管道板的构造。
在图30中，中间板161设置在板2和板3之间，这三个板2， 3和161 通过祐合剂4或类似物接合，以便形成整体，从而构成三维整体管道板1。 燃料电池发电系统的部件162A,仪器162B和仪器162C布置在三维整体管 道板1的一个表面上(板3的外表面)，并通过固定装置，例如柱螺栓和螺 母(未示出)固定。燃料电池发电系统的部件162D、部件162E和仪器162F 布置在三维整体管道板1的另一个表面上(板2的外表面)，并通过固定装 置，例如柱螺栓和螺母(未示出)固定。
分别在板3和中间板161的接合表面(在图示实例中，板3的接合表 面)内、以及板2和中间板161的接合表面(在图示实例中，板2的接合 表面)内，分别形成用作流体通道的槽8。这些槽8和部件162A、仪器162B, 仪器162C、部件162D、部件162E和仪器162F通过板2， 3, 161内形成 连通孔IO连接。即，部件162A、仪器162B、仪器162C、部件162D、部 件162E和仪器162F通过槽8三维连接，该槽8位于两个位置处的板接合 表面内的上和下级处。正确地计算并确定对应流体的槽8的截面积。
图30， 31和32示出在槽8,连通孔10,部件162A，仪器162B,仪 器162C，部件162D，部件162E和4义器162F中的分布关系，它定义了一 条路径，如流体供给口 164 —部件162A —仪器162F —仪器162B —仪器162C —部件162E —部件162D—流体排出口 165。如果根据图31和32详细描述， 该路径如下，流体供给口 164 —槽8A —连通孔10A —部件162A—连通孔10B —槽8B —连通孔10C —槽8C —连通孔10D —仪器162F —连通孔10E —槽 8D —连通孔IOF"M义器162B —连通孔10G —槽8E—连通孔10H —仪器16C —连通孔101 —槽8F —连通孔10J 槽8G—连通孔10K —部件162E—连通 孔10L —槽8H—连通孔10M—部件162D—连通孔10N —槽81—流体排出口 165。
在图33中，中间板161设置在板2和板3之间，这三个板2、 3和161通过粘合剂4或类似物接合以便形成整体，从而构成三维整体管道板1。燃
料电池发电系统的部件166A、仪器166B、仪器166C、部件166D、部件 166E和仪器166F布置在三维整体管道板1的仅一个表面上(板3的外表 面)，并通过固定装置，例如柱螺栓和螺母(未示出)固定。
分别在板3和中间板161的接合表面(在图示实例中，板3的接合表 面)内、以及在板2和中间板161的接合表面(在图示实例中，板2的接 合表面)内，分别形成用作流体通道的槽8。这些槽8与部件166A、仪器 166B、仪器166C、部件166D、部件166E和仪器166F通过板2、 3、 161 内形成连通孔10连接。即，部件166A、仪器166B、仪器166C、部件166D、 部件166E和仪器166F通过槽8三维连接，该槽8位于两个位置处的板接 合表面内的两级处。正确地计算并确定对应流体的槽8的截面积。
图33， 34和35示出在槽8，连通孔10，部件166A,仪器166B,仪 器166C，部件166D,部件166E和仪器166F中的分布关系，它定义了一 条路径，如流体供给口 167 —部件166A —仪器166F —仪器166B —仪器166C —部件166E —部件166D—流体排出口 168。如果根据图34和35详细描述， 该路径如下，流体供给口 167 —槽8A—连通孔IOA卄部件166A —连通孔10B —槽8B —连通孔10C —仪器166F —连通孔10D —槽8C —连通孔10E —仪器 166B —连通孔10F —槽8D —连通孔10G —仪器166C —连通孔10H —槽8E —连通孔101 —部件166E—连通孔10J —槽8F —连通孔10K —部件166D — 连通孔10L —槽8G—流体排出口 168。
为了对比，图36示出一个实例，其中图30所示的部件162A，仪器162B， 仪器162C,部件162D,部件162E和仪器162F布置在一个整体管道板1 上，该整体管道板l包括两个接合在一起的板。图37示出一个实例，其中 图33所示的部件166A，仪器166B,仪器166C,部件166D，部件166E和 仪器166F布置在一个整体管道板1上，该整体管道板1包括两个接合在一 起的板。
图36示出一个如下路径，即流体供给口 169 —槽8A —连通孔10A —部 件162A—连通孔10B —槽8B —连通孔10C —仪器162F —连通孔10D —槽 8C —连通孔10E —仪器162B —连通孔1 OF —槽8D —连通孔10G —仪器162C —连通孔10H —槽8E —连通孔101 —部件162E —连通孔10J —槽8F—连通 孔10K —部件162D—连通孔10L —槽8G —流体排出口 170。图37示出一个如下路径，即流体供给口 171—槽8A—连通孔10A —部 件166A —连通孔10B —槽8B —连通孔10C —仪器166F —连通孔10D —槽 8C —连通孔10E —仪器166B —连通孔10F —槽8D —连通孔10G —仪器166C —连通孔10H —槽8E—连通孔101 —部件166E—连通孔10J —槽8F —连通 孔10K —部件166D —连通孔10L —槽8G—流体排出口 172。
在具有这样接合在一起的两个板的整体管道板1中，全部槽8 (通道) 在一个平面内形成，且槽8(通道)必须绕行。为了使槽8绕行，整体管道 板1的尺寸可能必须要增加。
在图36和37中，仪器和部件的数量较小，而且槽8(通道)的数量也 较小，因此，其差别不是非常显著。然而实际上，图49所示的许多仪器和 部件连接在一起。这样，如图21所示，槽8 (通道)也是多得要形成迷宫。 结果，很难保证必要的通道截面积，或者以紧凑的方式容纳仪器和部件， 同时在具有不同温度的流体之中保证分隔的尺寸。在图30至35所示的三 维整体管道板中，仪器和部件通过两级槽8 (通道)三维连接，因此，槽8 的分布可简化，且仪器和部件可布置成紧凑状态。在图30至35中，槽8 设置在板2的接合表面和板3的接合表面中，但槽8可形成在中间板161 的接合表面内。
图38和39示出结构实例，其中高溫区域和低温区域利用三维整体管 道板分隔。
在图38中，低温/高温混合仪器181，低温仪器182,低温/高温混合仪 器183，和高温仪器184设置在三维整体管道板1的一个表面上(板3的一 个表面)。连接这些仪器的槽8以两级形成，即，在板3与中间板的接合表 面(在图示实例中，中间板161的接合表面)内和板2与中间板161的接 合表面(在图示实例中，板2的接合表面)内形成，上级槽8限定了一个 低温区域，在此低温流体流过，而下级槽8限定了一个高温区域，在此高 温流体流过。
在图39中，低温/高温混合仪器185,低温仪器186，和低温/高温混合 仪器187设置在三维整体管道板1的一个表面上(板3的一个表面)，而高 温仪器188和高温仪器189设置在三维整体管道板1的另一个表面上(板2 的一个表面)。连接这些仪器的槽8以两级形成，即，在板3与中间板161 的接合表面(在图示实例中，中间板161的接合表面)内和板2与中间板161的接合表面(在图示实例中，板2的接合表面)内形成，上级槽8限定 了一个低温区域，在此低温流体流过，而下级槽8限定了一个高温区域， 在此高温流体流过。在这种情况下，尽管未图示，在板2和中间板161之间设置热绝缘体 是有效的。在前述说明中，描述了在板2和3之间设置一个中间板161。然而，这 并不受限制，在板2和3之间可设置两个或多个中间板。即，四个或多个 板可接合，以构成三维整体管道板。当设置有两个或多个中间板时，在中 间板之间的接合表面内也形成槽8 (通道)，因此甚至可设置更多的槽8 (通 道)。如上所述，根据本实施例的整体管道板，用板2或3中设置的槽8连 接组成仪器和部件。这样，根据传统管道的通道呈现在整体管道板中，并 且还可将诸如阀的小仪器，诸如传感器和开关的电气元件，以及电线装到 板2,或者板3，或者板2和板3中。这样，整个装置，例如燃料电池发电 系统等，可容易地模块化，并且小型化。而且，它足以将各组成仪器和部 件装配到预定位置，并且无需在狭小的空间进行复杂的管道布置操作。这 样，装配工作容易，工作效率提高。而且，接缝很少，减少了流体泄漏的 风险。另外，板2和板3的接合表面2a和3b、以及槽8都涂敷有或者内衬有 诸如聚四氟乙烯的碳氟树脂，或者覆盖有氧化铝薄膜，从而形成防蚀层29。 通过这样做，可防止经过槽8的腐蚀性流体对槽8的腐蚀，或者包含在粘 合剂4中的成分对板结合表面的腐蚀，从而确保整体管道板1的长寿命。 提供防蚀层的该技术当然不仅可以应用到一个整体管道板上，而且可以应 用到多个整体管道板上。例如，防蚀层可设置在图7至13的三维模块中的 槽或板接合表面中，或者防蚀层可设置在槽或图14的支持物模块中的板结 合表面上，虽然这些模式未示出。而且，防蚀层可设置在三维整体管道板 中的槽或板结合表面上，该整体管道板有如图30至35或图38和39所示 的中间板。另外，板2和板3在围绕槽8的周边的焊接线30的位置处焊接，由此 流经槽8的流体在焊接线30的位置可靠地密封。该焊接密封技术当然不限 于图5中所示结构的整体管道板，并且可应用于例如任何结构的整体管道板，如图7至13所示的三维模块，图14所示的支持物模块，以及图30所 示的三维整体管道板，虽然这些应用未图示出来。
另外，有各自部件和仪器安装于其上的多个整体管道板1(1A, 1B等) 被三维模块化，同时将它们的背面重叠。通过这样做，可获得进一步地小 型化，可缩短流体的通道和控制系统，快速响应，并且可容易地控制。
而且，多个整体管道板1(1A, 1B等)经热绝缘体16a整体地固定， 从而构成热绝缘的三维模块18A。这些措施使之能例如将整体管道板1B中 诸如控制仪器的低温仪器28a， 28b靠近位于整体管道板1A中的高温仪器 27a, 27b布置。
而且，通过经分离件31整体连接和固定多个整体管道板1 (1A， 1B 等)构造热绝缘三维模块18B。通过这样做，例如用分离件能使高温整体管 道板1A和和低温整体管道板1分离，该高温整体管道板1A有布置在其上 的高温仪器27a， 27b，该低温整体管道板1有布置在其上的低温仪器28a， 28b。这样，可避免相互之间的热影响。而且，通过多个整体管道板1 ( 1A, 1B等)的背面2B和分离件31之间放入热绝缘体130,进一步增强热绝缘 作用。
而且，装置的组成仪器139, 140插在多个整体管道板1 ( 1A， 1B等) 的背面2b之间，由此可有效地使用整体管道板之间的间隔，并且可使装置 进一步小型化。而且，组成仪器139， 140使整体管道板相互分离，这样可 预期得到热绝缘作用。特別是在热绝缘体130插入仪器139, 140和整体管 道板1A, 1B之间时，热绝缘作用显著。
而且，多个整体管道板1(1A, 1B等)放置在相同的支持物32上留 一个热绝缘间隔L,这样这些整体管道板1 ( 1A, 1B等)可忽略(防止) 相互的热影响。如果热绝缘体145插入整体管道板1 ( 1A， 1B等)和支持 物32之间，那么进一步增加了热绝缘作用。
而且，在相同的整体管道板1上的高温区和低温区之间设置热关闭槽 35，在该高温区中布置有高温仪器33a, 33b， 33c，该低温区中布置低温仪 器34a, 34b。这样，可关断来自高温区的热，以避免对低温区上的热影响。 而且，热绝缘体填入热关断槽35中，或者如气体或水的致冷剂流进热关断 槽35中，借此热关断作用变大。
而且，替代槽8内的防蚀层，抗腐蚀管道151容纳在槽8中，并且腐蚀性流体经抗腐蚀管道151流动。通过这样^i，即使槽8(通道)众多而复 杂，可容易地确保能抵抗腐蚀性流体的腐蚀，而无需先进的加工技术。而 且，可能选择和使用由一种适合腐蚀性流体性能的材料制成的抗腐蚀管道 151,这样就增加了耐蚀的可靠性。而且，抗腐处理(利用抗腐蚀管道形成 通道)可局限于腐蚀性流体的管道。这样，减少了加工的工时，并且可提 供低价的整体管道板l。另外，在耐蚀性由于长期使用而减少时，可通过替 换容纳在整体管道板1内的抗腐蚀管道151简单地恢复耐蚀性，而不用替 换整体管道板l。从而减少了维护成本。
而且，在弹性材料用作抗腐蚀管道151的材料时，抗腐蚀管道151可 在整体管道板的形成整体后插入槽8中，或者可替换抗腐蚀管道151。这样， 可改善可操作性。
而且，抗腐蚀管道151的端部与支架152和陀螺形部件153的使用结 合，该支架152有一个通孔152b,该通孔152b有形成在其内周表面中的圓 锥表面152c,该陀螺形部件153有形成在其外周表面中的圆锥表面153a。 通过该措施，可容易地执行接合抗腐蚀管道151的操作，并且能可靠地防 止流体的泄漏。而且，如图28所示，支架152和板3形成为一个整体，或 者如图29所示，仪器191或部件192和陀螺形部件153形成为一个整体。 通过该措施，减少了部件数量，并且使接合操作更容易。如果使用高刚性 材料的抗腐蚀管道151，或者管道的路径复杂，那么通过将支架152分成多 个部分可改进接合操作的效率。
而且，有一种情况，在该情况下接合三个或多个板2， 3， 161，从而构 成三维整体管道板1 ，并且槽8形成在板2和中间板161之间的接合表面中， 以及板3和中间板161之间的接合表面中，并且如果设置两个或多个中间 板161,那么槽8还形成在中间板161和中间板161之间的接合表面中，借 此提供对应多个仪器或部件的多个槽8。即使在这种情况下，槽8的布置得 以简化，并且仪器和部件可紧凑地布置。而且，在该三维整体管道板l中， 将多级的槽8分成高温区和低温区，如图38和39所示。结果，可消除相 互间的热影响。
在上述描述中，柱螺栓6用作仪器和部件的固定螺栓，但是它们不是 限制性的，并且可使用通用螺栓或贯穿螺栓。在上述实例中，O形密封圈 13用来密封仪器或部件，但是它不是限制性的，并且可使用垫圈等。在上述说明中，描述了燃料电池发电系统，但是它不是限制性的。本 发明对于各种类型的装置是有效的，比如有装置内置的管道和配线的固定 单元，所述装置例如一般工业中的气动或水力控制装置或燃烧设备，并且 用作整体形成以便能装配和移动的单元。
在上述实例中，描述了各种结构的整体管道板。如果需要，这些结构 可结合。后面描述的整体管道板也是这样。
下面将在图40A， 40B和40C的基础上描述根据本实施例的整体管道 板201的加工方法。如图40A, 40B和40C所示，在板202和板203为形 成整体而接合时，第一步是将板202和203重叠。在板202中，已经加工 好用作流体(液体或气体)通道的槽208。在板203中，已加工了连通孔 210，该连通孔作为流体通道槽208与构成诸如燃料电池发电系统的装置的 仪器或部件之间的连通。在该重叠状态下，在板203中加工用作焊接槽的 槽221,以便使该槽221沿着流体通道槽208的整个周边延伸。然后，对用 作焊接槽的该槽221进行焊接。
流体通道槽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，并且连通孔210不限于在板203中，而可形成在 板202中。仪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 是说，仪器和部件可设置在整体管道板201的两个表面的其中之一或这二 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。
图40A， 40B和40C显示了加工过程中的状态。在这些图中，(I)部 分显示出这样的部分，即作为焊接槽的槽221已被加工和焊接，借此使板 202和203形成整体。(II)部分显示出这样的部分，即作为焊接槽的槽221 已被加工并计划被焊接，以便使板202和203形成整体。(m)部分显示出 这样的部分，即用作焊接槽的槽221计划被加工和焊接以便使板202和203 形成整体。实际上，在板202中形成的流体通道槽208的形状是复杂的， 例如，如图21中所示，但在图40至44中，为便于解释而显示了简化的方 式。
下面将进一步描述该加工方法。其中将加工有连通孔210的板203叠 加在其中加工有流体通道槽208的板202上。然后，根据基于流体通道槽208上的加工数据(数字控制数据)的数字控制(跟踪控制)，在追踪(trace ) 流体通道槽208的外周边移动的同时，移动焊接槽加工工具222,这如图 40A的箭头X所示。通过该措施，用作焊接槽的槽221在板202中形成。 也就是说，在焊接图40B所示的流体通道槽208的周围时，在离流体通道 槽208适当距离处形成沿着流体通道槽208的整个周边延伸的焊接线，如 图40C所示，这以在加工板202内的流体通道槽208时获得的加工数据为 基础。使焊接槽加工工具222沿着该焊接线运动，以便加工用作焊接槽的 槽221。
在形成用作焊接槽的槽221后，跟踪流体通道槽208的外周边(沿着 焊接线)的同时，使焊接机223移动，这如图40A的箭头X所示，从而焊 接所述用作焊接槽的槽221,因此使板202和板203形成整体。这时，根据 就象焊接槽加工工具222的情况下一样基于流体通道槽208的加工数据(数 字控制数据)、或者基于焊接槽加工工具222上的加工数据(数字控制数据) 的数字控制(跟踪控制)，进行焊接机223的移动控制(焊接位置的控制)。 如图40A和40B所示，在一个位置连续进行焊接槽的加工和焊接。即，接 着焊接槽的加工开始进行焊接。
接着焊接槽的加工开始焊接的原因(在焊接槽加工完成前开始焊接的 原因)如下如果在开始焊接前完成焊接槽加工，那么被焊接槽的焊缝221 所围绕的岛状部分变得自由，并且该部分不会保持在固定位置处，其中该 焊缝221通过焊接槽的加工形成。可在焊接槽加工开始后立即开始焊接的 计时，或者在焊接槽加工开始后的预定时间开始焊接计时。该计时可根据 需要设置。
图40A， 40B和40C显示出这种状态，其中用作焊接槽的槽221焊到 板203的表面203a上。然而，该模式不限于此，但是焊接可保持在焊脚长 度内，它能维持板202和203的连接。作为焊接槽的槽221的焊接方法， MIG焊接(金属惰性气体密封焊接)或TIG焊接(钨惰性气体密封焊接) 很合适，但是也可使用其它焊接方法。
根据本实施例的加工方法，使斧反202, 203的接合表面202a, 203b焊 接，从而使之沿着流体通道槽208的整个周边延伸，借此使板202和203 焊接。与用粘合剂使板202和203接合比较，这类焊接增加了板接合部分 的耐用性，并且构成了坚固的焊接结构，这样增加了耐压性。而且，板202,203的联接螺栓不是必须的，这样整个整体管道板可进一步小型化。而且，该加工方法使接合过程的生产线操作更容易，因此增加了工作效率，有助于低成本将板202， 203的接合表面202a, 203a焊接以沿着流体通道槽208的 整个周边延伸，不限于如图41A所示沿着每个流体通道槽208整个周边延 伸的焊接，而包括图41B和41C所示焊接槽的邻接槽208之间的一条焊接 线250的共用(焊接线共用部分250a)。在图41B和41C中，相邻的流体 通道槽208;f皮此靠近，并具有一个窄隙D。因此，对于这些流体通道槽208, 仅形成了一条焊接线250 (焊接线共用部分250a),该焊接线250沿着其中 一个流体通道槽208的整个周边延伸，并且该焊接线共用部分250a与沿着 另一流体通道槽208的整个周边延伸的焊接线250合用。当然，沿着流体 通道槽208整个周边延伸的用作焊接槽的槽221的形成，不限于形成图41A 所示的沿着每个流体通道槽208整个周边延伸的用作焊接槽的槽221,而且 包括图41B和41C所示的在相邻流体通道槽208之间的一个共用的用作焊 接槽的槽221 (共用的焊接槽的槽部分221a)。下面将根据图42A, 42B和42C描述整体管道板201的另一种加工方 法。图42A， 42B和42C显示了通过使用摩擦搅动焊接使板202和板203 形成整体的方法(后面称为FSW),它是专利公报所公开的一种焊接技术 (2792233和2712838号日本专利)。如图42所示，将其中加工有连通孔210的板203叠加在其中加工有流 体通道槽208的板202上。然后，如图42B所示，对板202的流体通道槽 208的周边进行焊接。即，如图42C所示，将板202， 203的接合表面202a, 203b焊接，以便使之在离流体通道槽208的合适距离f处沿着流体通道槽 208的整个周边延伸，/人而焊接板202和板203。该才莫式与图40A, 40B和 40C所示的加工方法相同，因此省去对其的详细解释。下面将详细描述图 40A ， 40B和40C所示的加工方法之间的差异。根据图42A， 42B和42C所示的加工方法，不进行用作焊接槽的槽的 加工。首先，使FSW焊接机225的末端工具225a位于开始焊接的开始点 处。^吏其开始旋转，并且给它施加轴向压力，从而将末端工具225a插入板 203中到达适合一体化的高度方向上的一个位置。通过启动末端工具225a 的旋转，产生了摩擦热。而且，移动末端工具225a，同时跟踪流体通道槽208的外周边，如图42A中的箭头Y所示，以便焊接板202， 203的接合表 面202a, 203b,从而使之沿着流体通道槽208的整个周边延伸。这时，类 似于焊接机223的移动控制，根据数字控制(跟踪控制)进行FSW焊接机 225的移动控制(焊接位置的控制)，该数字控制以流体通道槽208上的加 工数据(数字控制数据)为基础。
图42A， 42B和42C显示出加工过程中的状态。在这些图中，(I)部 分显示出这样的部分，即通过焊接，使板202和203已形成整体。(II)部 分显示出这样的部分，即计划进行焊接以便使板202和203形成整体。
通过预先加工一个在FSW焊接的开始点的位置处插入末端工具225a 的孔，可以容易地将末端工具225a插入^反203中。然而，该孔不是先决条 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处进行焊接。
根据本实施例的加工方法，将板202, 203的接合表面202a, 203b焊 接起来，从而使之沿着流体通道槽208的整个周边延伸(当然，该焊接不 限于焊接以便沿着每个流体通道槽208的整个周边延伸，还包括焊接槽的 相邻槽208之间的一个共用焊接线(焊接线共用部分)，借此使板202和203 连接。与用粘合剂使板接合相比，这种焊接增加了板接合部分的耐久性， 并且构成了牢固焊接结构，这样增加了耐压性。而且，板202， 203的联接 螺栓不是必须的，这样整个整体管道板可进一步小型化。而且，该加工方 法使接合工序的生产线操作更容易，因此提高了工作效率，导致成本降低。 另外，FSW焊接的运用使它不必加工用作焊接槽的槽，因此获得更低的成 本。
为了实现图40A, 40B和40C中所示的整体管道4反的加工方法，下面 描述加工生产线。如图43A和43B所示，整体管道^1的加工生产线(加工 设备)包括沿着图中的箭头K1方向的在一排布置的板供送装置231、槽加 工装置232、焊接槽加工工具222和焊接机223，并且还有板供送装置234, 该板供送装置234在垂直于箭头Kl的方向上(箭头Ll的方向)沿焊接槽 加工工具222横向布置。在同一步骤中提供该焊接槽加工工具222和该焊 接机223。
堆积在板供送装置231上的多个板202处于等待状态。根据需要，这 些板202 —个接一个地被板供送装置231沿着箭头Kl的方向供送，并且送到下面步骤中的槽加工装置232。板供送装置231中备用的板202预先设置 有加工基准表面235,或者加工基准点236,或者加工基准表面235和加工 基准点236,而且，在板202中已加工好上述情况中的任何一个。
在槽加工装置232中，通过利用以加工基准表面235，或者加工基准点 236，或者加工基准表面235和加工基准点236为基础的数字控制，在板202 中加工流体通道槽208,该板由板供送装置231供送。也在板202中设置连 通孔210，可以用槽加工装置232在板202中加工出该连通孔210。使用研 磨装置，激光切割装置，或者端铣刀作为槽加工装置232。在图43A和43B 中，在一个步骤中，用一个槽加工装置232加工流体通道槽208和/或连通 孔210。然而，根据加工量，最好设置多个槽加工装置232,并且在多个步 骤中加工流体通道槽208和连通孔210。
其中加工有流体通道槽208和/或连通孔210的板202沿箭头Kl的方 向从槽加工装置232供送，并且送到后续步骤，所述后续步骤布置有焊接 槽加工工具222和焊接机223。板202可从板供送装置231送到布置有焊接 槽加工工具222和焊接机223的步骤，在该板202中已经用槽加工装置加 工出了流体通道槽208和连通孔210，该槽加工装置在一个不在图43A和 43B所示的加工生产线上的位置提供。以这种方式，可从图43A和43B中 所示的加工生产线略去槽加工装置232。
将处于等待状态的多个板203堆积在板供送装置234中。板供送装置 234中备用的这些板203也预先设有已加工的加工基准表面237,或加工基 准点238,或加工基准表面237和加工基准点238。在板203中，预先加工 有连通孔210。当将板202从槽加工装置232 (如果槽加工装置232被省略， 就是板供送装置231 )送到布置有焊接槽加工工具222和焊接机223的步骤 时，板供送装置234也在箭头L1的方向上将板203送入该步骤。
在形成板203的接合表面203b中的流体通道槽208的过程中，用于形 成流体通道槽208的槽加工装置可设置在布置有板供送装置234的步骤和 布置有焊接槽加工工具222和焊接机223的步骤之间。而且，还可由该槽 加工装置形成连通孔210。
在布置有焊接槽加工工具222和焊接机223的步骤中，从一个方向上 供送的板203叠加在从另一方向供送的板202上，同时加工基准表面235 和237对准，从而固定板202和203之间的位置关系。然后，进行图40A,40B和40C的基础上解释的接合方法。也就是说，通过焊接槽加工工具222 开始用作焊接槽的槽221的加工。接连地，用焊接机223开始用作焊接槽 的槽221的焊接，从而焊接板202, 203的接合表面202a， 203b，从而沿着 流体通道槽208的整个周边延伸。可使用研磨装置、激光切割装置或端铣 刀装置作为焊接槽加工装置222。作为焊接机223，可使用MIG焊接机或 TIG焊接机。用控制板板，即板供送装置控制板242、槽加工装置控制板243、焊接 槽加工工具控制板244、焊接机控制板245和板供送装置控制板246，根据 来自中央控制板241的指令，调节板供送装置231、槽加工装置232、焊接 槽加工工具222、焊接机223和板供送装置234以便控制。也就是说，通过 来自中央控制板241的命令，基于位于板202中的加工基准表面235、或者 加工基准点236、或者加工基准表面235和加工基准点236,或者基于位于 板203中的加工基准表面237、或者加工基准点238、或者加工基准表面237 和加工基准点238,这些控制板242, 243, 244, 245和246对板202或板 203进行加工和位置的跟踪控制。根据本实施例的加工生产线，可容易地对构成整体管道板1的板202，203进行连贯加工，这样导致设备成本低。接着，在图44A和44B的基础上解释加工生产线，该加工生产线用来 实现图42A， 42B和42C中所示的用于加工整体管道板所用的加工方法。图44A和44B的加工生产线和图43A和43B的加工生产线之间的差异 在于安装了图44A和44B所示的FSW焊接机225和FSW焊接机的控制板 246,以替代图43A和43B中所示的焊接槽加工工具222、焊接机223、焊 接槽加工工具控制板244和焊接机控制板245。这样只描述该差异，而不对 其他特征加以描述。如图44A和44B所示，在板202从槽加工装置232 (如果省略槽加工 装置232,就是板供送装置231 )送到FSW焊接机225时，板供送装置234 也将板203送到FSW焊接机225。在FSW焊接机225中，从一个方向供送的板203叠加在从另 一个方向 供送的板202上，同时加工基准表面235和237对准，以固定板202和203 之间的位置关系。然后，在图42A, 42B和42C的基础上解释该接合方法。 也就是说，用FSW焊接机225的末端工具225a焊接板202， 203的接合表面202a, 203b，以侵 使之沿着流体通道槽208的整个周边延伸。
根据来自中央控制板248的指令，通过控制板，即板供送装置供送板 242、槽加工装置控制板243、 FSW焊接机控制板247和板供送装置控制板 246，来控制板供送装置231、槽加工装置232、 FSW焊接机225和板供送 装置234。也就是说，通过来自中央控制板248的命令，基于位于板202中 的加工基准表面235、或者加工基准点236、或者加工基准表面235和加工 基准点236,或者基于位于板203中的加工基准表面237、或者加工基准点 238、或者加工基准表面237和加工基准点238,这些控制板242， 243, 247 和246对板202或板203进行加工和位置的跟踪控制。
根据本实施例的加工生产线，可容易地进行构成整体管道板201的板 202, 203的连贯加工，这样导致设备的成本减少。而且，FSW焊接机225 的运用使焊接槽的槽的加工变得不必要，因此可进一步减少成本。
本发明的加工方法(接合方法)不是必须局限于两个板202和203的 接合，也适合三个或更多板的连接。例如，为了接合三个板，可用本发明 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，本发明不仅可用于燃料电池发电系统的整体管道板的加工，而 且用于各种装置中的整体管道板的加工。 [实施例3]
图45A示出作为铝板或铝合金板压力加工的结果，通过形成预定形状 的凹陷(后面称作槽301)而制成的板302，该槽301用作流体通道。
在压力下使用具有任意形状的模子的情况下，通过对高塑性金属材料 的金属板进行塑性加工，完成压制加工。这是一种具有尺寸精度和良好的 批量生产率的加工技术。该技术可选择耐蚀材料作为加工对象。
图45B是沿着图45A的板302的线A1-A1截取的横截面图。
如图45B所示，槽301的横截面形状是有合适的宽度L2和合适深度 H2的矩形凹陷。为了容易地进行压力加工，拐角301a有合适的圓度R,槽 301的侧壁部分301b适当倾^K
为了将流过槽301的流体的流速维持在预定值，必须根据每个槽301 改变槽301的横截面积。在这样做时，如果必要，保持槽301的深度H2恒 定而改变其宽度L2在装配时是有利的，由此确保预定的横截面积。因为在槽301底部的拐角301c有合适的圆度R,能使流体中央和流体 与槽301的拐角301c接触的周边之间的流速差最小，这样降低了流体的滞
、、六
图45C是沿着图45A中的板302的线A1-A1截取的横截面图，它示出 了另一个实例。如图45C所示，槽301的截面形状是弓形槽，其中槽301 的底部有合适的半径R1。
该弓形槽的特征和功能与图45B中解释的矩形槽301相同。为了易于 压制加工，弧形槽的拐角301D有合适的圆度R，并且槽301的横截面积根 据每个槽301而变化，这样经槽301流动的流体的流速保持在预定值。
因为槽301是弧形槽，该槽在底部有半径R1，能使流体中央和流体与 槽301接触的周边之间的流速差最小，这样降低流体的滞流。
图45A, 45B和45C示出压力加工实例。但是，具有流体通道槽的板 302的制造方法不局限于压制加工，而可以通过精密铸造成形。通过形成模 子，并且将任意合金等浇注到该模子中，该加工方法可制备材料均匀、尺 寸精度高的铸件，即，具有流体通道槽的板。不同于压制加工，对于精密 铸造，可选择诸如铝的高塑性材料以外的材料作为板的材料，并且如同压 制加工，也可选择耐蚀材料。而且，可使用模子形成复杂形状的板，并且 可使其表面如压制加工一样光滑。这样，能形成槽，而不增加用于流体流 动的槽中的过度阻力(传导率)。甚至根据该方法，可形成如图45B和45C 中的槽。
通过将其中加工有连通孔311的板303叠加到其中制有流体通道槽301 的板302上，在板303中离流体通道槽301适当距离处加工用作焊接槽的 槽，以便沿着流体通道槽301的整个周边延伸，然后在强压力下夹紧板的 同时，通过电磁力控制的混合焊接等方法来焊接用作焊接槽的槽。结果， 板被焊接，并且流经流体通道槽的流体在焊接槽的槽的位置处被可靠地密 封。作为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。
图46A, 46B和46C示出根据本发明的整体管道板的接合方法的另一 个实例。下面显示通过摩擦搅动焊接将板302和板303接合以便使之形成 整体的方法。
如前所述，摩擦搅动焊接(FSW方法)是2792233号日本专利等所公开的焊接方法。该FSW方法使用一种材料作为探头(图46B中的末端工具 308a )，它比被接合的基底材料更坚硬，将探头压到被接合的基底材料上， 相对于基底材料以圆周运动等、周期性地移动探头，以便产生摩擦热。结 果，使基底材料熔化产生塑性区域。使该塑性区域与要被接合的另一基底 材料熔接并固化在一起，借此焊接这两种基底材料。不同于其他焊接方法，FSW方法在焊接期间可以焊接基底材料，而不 需要用作焊接槽的槽。这样，FSW方法适用于高效的加工操作。在FSW方 法中包含的装置不需要大的输入功率，但仍能高效地焊接。因此，该方法 是经济的，并且导致成本降低。该方法也容易控制，并且位置精度高，从 而适合自动和批量生产。根据FSW方法，如图46A和46B所示，其中加工有连通孔311的板 303叠加在其中加工有槽301的板302上。然后，如图46C所示，在隔开一 合适的距离F的位置处对板302的槽301的周围进行焊接，以便沿着槽301 的整个周边延伸从而实施焊接。具体地，在开始焊接的开始点处设置FSW方法的焊接机308的末端工 具308a。在该点开始，末端工具308a旋转以产生摩擦热，并熔化板303。 在该过程中，在压力下将末端工具308a插到预定深度。板303的熔化区与 板302 —起熔接和固化，借此板302和板303被焊接并形成整体。在图46A中，①中箭头所示区域显示出FSW焊接所形成整体的板303 的一部分，②中箭头所示区域显示出在焊接形成整体之前该板303的一部 分。③显示出由于FSW方法导致熔接并且固化的板302和303的一部分。如后面描述的图47C所示，通过利用应用到板302中的FSW方法完成 接合。图47A， 47B, 47C和47D显示出根据本发明的整体管道板的一个实例。 图47A显示出整体管道板304的侧视图，该板304包括FSW焊接接合 的板302和板303。仪器305的支架和位于板303上的部件305a本身通过 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。经过连通孔311,利用槽301使固定在板303上的仪器305与部件 305a相互连通，该槽301具有合适的横截面积，这样就能够流过高温，高 压的流体。图47B显示出将板303通过FSW焊接接合到板302上，而图47C显示出将板302通过FSW焊接接合到板303上。因为FSW焊接不需要用作焊 接槽的槽，所以加工期间的自由度很高，这如这些图所示。图47D以平面 图显示出利用槽301经连通孔311将仪器305和部件305a连接。
图48A和48B显示出三维结构中整体管道板的实例。
图48A是三维结构的根据本发明整体管道板的实例的侧视图。两个整 体管道才反304和304，以垂直相对方式相互装在一起，并且板302和302， 的端部被螺栓312和螺母313经由密封材料密封，从而构成三维整体管道 板。不仅如本结构中整体管道板可以垂直相对方式制成三维，而且整体管 道板可例如以垂直关系定位从而形成三维整体管道板。通过这样j故，可不 浪费地使用空间，这样导致非常紧凑的结构。而且，诸如空气的致冷剂经 上下整体管道板304和304，的板302和302'形成的空间Q流动，由此流 经槽301的高温流体被冷却。在这种情况下，板302, 302，不具有作为储 热部分的额外部分，这是因为通过压制加工或精密铸造使板302, 302，成 形。而且，致冷剂的表面面积如此大，以致能高效地使板冷却。
通过图48B所示的FSW方法，还可通过使用螺栓312和螺母313,进 行整体管道板304和304'的相对板302和302'的接合。
下面将描述燃料电池发电系统，它作为整体管道板的一个应用实例加 以描述，该整体管道板用于将管道和布线结合到一个装置中的固定单元和 可移动集成单元中。
图49显示出普通燃料电池发电系统的系统图的一个实例。如图49所 示，通过使用重整装置449的废热等用汽化器使诸如曱醇的液体燃料441a 蒸发，并且用热交换器443加热。然后，蒸汽与来自CO转换器446的部分 富氢气体一起被导入脱硫装置444,从而将其含硫物去除。另一方面，气体 燃料441b，例如天然气，绕过汽化器442,并且直接送到热交换器443。如 果使用有含硫量低的燃料，可省去脱硫装置444。
用热交换器448将已被脱硫的燃料气体和蒸汽分离件445产生的蒸汽 447 —起加热，然后将其送到重整装置449。在重整装置449中，燃料气体 被重整以产生富含氢气的重整气体。来自重整装置449的重整气体被热交 换器450冷却，然后重整气体中的一氧化碳在CO转换器446中被转换成二 氧化碳。
通过热交换器451进一步冷却来自CO转换器446的重整气体，然后将其导入冷凝器452中，其中未反应的蒸汽通过冷凝除去。从冷凝器452 分离出的冷凝物被送到蒸汽分离件445，并且再次作为蒸汽447送到重整装 置449中。与冷凝器452分离的重整气体被热交换器453加热，然后送到 燃料电池体454中，其中重整气体中的氢气被用于电池反应。
作为氧化剂供送的空气458在热交换器459中被加热，并且被导入燃 料电池体454中，其中空气458中的氧气被用于电池反应。
来自燃料电池体454的废气在热交换器460中被加热，并且^^带入冷 凝器461中，在该冷凝器461中通过冷凝去除所形成的水，该废气被排放 到系统外部。生成的水也送到蒸汽分离件445中，在此用作蒸汽447。因为 燃料电池体454中的电池反应是放热反应，燃料电池体454和周边装置通 常设有冷却装置462,它将水或空气用作致冷剂。
来自燃料电池体454的包含未反应氢气的另 一种废气经过分离机472, 并且与外部空气468 —起被用作实施吸热反应的重整装置449的加热燃料。 剩余的废气被燃烧器473处理，然后排出。如果此时对燃料467的加热不 够，来自脱硫装置444的部分输出气体用作附加燃料476。来自重整装置 449的燃烧废气部分地用作汽化器442的热源。剩余物在热交换器474中被 冷却，然后送到冷凝器475中，并且在分离所生成的水后释放到大气中。 该生成水返回蒸汽分离件445中。
接着，将描述燃料电池发电系统中控制的概要。首先，通过用电流表I 检测负荷466的负载电流，将器信号发送到控制装置469,并且基于来自控 制装置469的信号打开或关闭流体控制阀470a或470b，这样控制要送到燃 料电池体454中的重整气体的流量。通过用流量计477检测燃料气体的流 量，并且基于来自控制装置469的信号打开或关闭蒸汽流量控制阀471,这 样控制燃料气体重整所需的蒸汽447的供送量。用温度传感器T恒定地监 测重整装置449内的温度，并且用燃料441a，441a的流量控制阀470a， 470b 对重整装置449内的温度进行控制。
如上所述，各种仪器、部件、布线和控制仪器都布置在燃料电池发电 系统中。大管道和小管道复杂地设置，以便具有各种性能、温度和压力的 流体或气体在这些装置之间流动。特别在车辆上装载的可移动的整体系统 中，已努力在狭窄空间中以高密度安排许多仪器和管道线，以便小型化。 整体管道板用作实现这种意图的装置。在图49中所示的燃料电池发电系统的燃料供送设施中，供送燃料的管道是板302中的槽301,并且流速控制所 用的流体控制阀470a， 470b和流量计477布置在斧反303上。这些措施可产 生整体管道板，从而控制流经槽301的燃料的流速。在上述实例中，已说明了燃料电池发电系统。然而，不仅可将本发明 用到燃料电池发电系统的整体管道板中，而且还可用到各种装置所用的整 体管道板中。概括来说，本发明提供一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的 加工方法，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上布置构成装置的仪 器和部件,或者布置仪器，或者布置部件，并且利用在板的接合表面内形 成的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接该仪器和部件，或者该仪器， 或者该部件，还包括围绕流体通道槽的整个外围焊接所述板的接合表面， 从而使板接合。还包括通过摩擦搅动焊接(friction stir welding),围绕流体通道槽的 整个外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合。根据本发明另 一方面，提供一种用于燃料电池发电系统中的整体管道 板，该整体管道板包括两个或更多个接合在一起的板，并且其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成燃料电池发电系统的仪器和部 件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体 通道的槽，和该仪器和部件通过所述槽连接，或者该仪器通过所述槽连接， 或者该部件通过所述槽连接，并且其中单独设置有一个整体管道板，或者 设置有多个整体管道板。还包括以下步骤在板内形成用作焊接槽的槽，以便沿流体通道槽的 整个外围伸展；且连续地对用作焊接槽的槽进行焊接，以便围绕流体通道 槽的整个外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合。根据本发明又一方面，提供一种包括多个接合在一起的板的整体管道 板的加工装置，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成 装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件， 或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成的流体通道槽以及板 内形成的连通孔连接，并且还包括用于在板内形成用作焊接槽的槽的坪 接槽加工装置，该槽沿流体通道槽的整个外围伸展；和焊接装置，该焊接 装置继利用焊接槽加工装置对用作焊接槽的槽进行加工之后，对用作焊接槽的槽进行焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的接合表面焊接起 来，从而使板接合。一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的加工设备，其中在整体 管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布 置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件 通过在板的接合表面内形成的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接，还 包括板供送装置，该板供送装置用于供送板，该板上预先形成有流体通道槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔；用于在板内形成用作焊接 槽的槽的焊接槽加工装置，该板已经由板供送装置提供，该槽沿流体通道 槽的整个外围伸展；和焊接装置，该焊接装置继利用焊接槽加工装置对用 作焊接槽的槽进行加工之后，对用作焊接槽的槽进行焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合。一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的加工设备，其中在整体 管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布 置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件 通过在板的接合表面内形成的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，并且 包括用于供送板的板供送装置；加工装置，该加工装置用于在由板供送 装置供送的板内形成流体通道槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔； 用于在板内形成用作焊接槽的槽的焊接槽加工装置，该板已经由加工装置 加工，该槽沿流体通道槽的整个外围伸展；和焊接装置，该焊接装置继利 用焊接槽加工装置对用作焊接槽的槽进行加工之后，对用作焊接槽的槽进 行焊接，以便围绕流体通道槽的整个外围将板的接合表面焊接起来，从而 使板接合。一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的加工装置，其中在整体 管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布 置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件 通过在板的接合表面内形成的流体通道槽以及板内形成的连通孔连接，并 且包括摩擦搅动焊接装置，该摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的 整个外围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合。一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的加工设备，其中在整体 管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件 通过在板的接合表面内形成的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，并且
包括板供送装置，该板供送装置用于供送板，该板上预先形成有流体通 道槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔；和摩擦搅动焊接装置，该 摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的整个外围将板的接合表面焊接起 来，从而使板接合，该板已由板供送装置提供。
一种包括多个接合在一起的板的整体管道板的加工设备，其中在整体 管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布 置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件 通过在板的接合表面内形成的流体通道槽和板内形成的连通孔连接，并且 包括用于供送板的板供送装置；加工装置，该加工装置用于在由板供送 装置供送的板内形成流体通道槽，或者连通孔，或者流体通道槽和连通孔； 和摩擦搅动焊接装置，该摩擦搅动焊接装置用于围绕流体通道槽的整个外 围将板的接合表面焊接起来，从而使板接合，该板已经由加工装置加工。 还包括实施数字控制作为加工的跟踪手段(tracer means )。 还包括用于实施数字控制作为加工的跟踪手段的控制装置。 还包括用于实施数字控制作为加工的跟踪手段的控制装置。 一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置 有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且在
每个槽的表面上形成有防蚀层。
其中在每个板的接合表面上还形成有防蚀层。
其中通过涂敷或内衬碳氟树脂形成防蚀层。
其中通过覆盖氧化铝薄膜形成防蚀层。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置 有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，每个板围绕每个槽的周边在焊接线处被焊接，且所有流经槽的流体在焊接线处 -故密封住。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器， 或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且该仪器和 部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连接，并且 其中设有多个整体管道板，且该多个整体管道板整体固定，且该多个整体 管道板的背表面叠加，以构成三维模块。
其中热绝缘体置于多个整体管道板的背表面之间，以构成热绝缘三维 模块。
其中分隔件置于多个整体管道板的背表面之间，以构成热绝缘三维模块。
其中热绝缘体置于分隔件和多个整体管道板的一个或全部背表面之间。
其中构成装置的仪器和部件置于多个整体管道板的背表面之间，或者 仪器置于多个整体管道板的背表面之间，或者部件置于多个整体管道板的 背表面之间。
其中热绝缘体置于多个整体管道板的背表面与所述背表面之间的该仪 器和部件之间、或者该背表面与该仪器之间、或者该背表面与该部件之间。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器， 或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且该仪器和 部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连接，并且 其中设有多个整体管道板，且该多个整体管道板布置在同一支持物上，且 相互之间保持热绝缘间隔。
其中热绝缘体置于多个整体管道板与支持物之间。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置 有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且热切断槽设置在高温区域与低温区域之间，在该高温区域设有高温仪器和部 件，或者设有高温仪器，或者设有高温部件，在该低温区域设有低温仪器 和部件，或者设有低温仪器，或者设有低温部件。
其中热绝缘体装填进热切断槽内。
其中致冷剂流经热切断槽。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置 有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，且构 成装置的仪器或部件、控制仪器、或电线被结合到其中一个或全部板中。
一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置 有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，防蚀 管道装纳在一些或全部槽内，且腐蚀性流体流经防蚀管道。
其中柔性材料用作防蚀管道的材料。
其中利用具有通孔的第一连接件和第二连接件连接防蚀管道的每个端 部，该第一部件通孔的内周表面中形成圆锥表面，该第二连接件的外周表 面中形成圓锥表面，以这种方式，端部的外径侧由第一连接件的圆锥表面 支承，且端部的内径侧由第二连接件的圆锥表面支承。
其中第 一连接件与板整体成形。
其中第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整 体成形。
其中第一连接件与板整体成形，且第二连接件与所述仪器和部件，或 者所述仪器，或者所述部件整体成形。 其中第 一连接件分成多个部分。 其中第一连接件分成多个部分。
一种包括三个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管 道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且 该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连 接，并且其中单独设置一个整体管道板，或者设置多个整体管道板。
其中在各板的接合表面内形成的多级的槽被分配到高温区域和低温区域。
一种整体管道板，包括具有通过压制加工在其中形成的槽的第一板， 该槽用作流体通道；和第二板，该第二板上形成有仪器和部件、或仪器、 或部件，并且其中形成连通孔，该连通孔与仪器和部件、或仪器、或部件 连通，并且其中第一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连接仪器和部 件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接部件。
一种整体管道板，包括具有通过精密铸造在其中形成的槽的第一板， 该槽用作流体通道；和第二板，该第二板上形成有仪器和部件、或仪器、 或部件，并且其中形成有连通孔，该连通孔与仪器和部件、或仪器、或部 件连通，并且其中第一板和第二板接合，以便通过槽和连通孔连接仪器和 部件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和连通孔连接部件。
一种整体管道板的加工方法，包括如下步骤在第一板中通过压制加 工形成槽，该槽用作流体通道；在第二板上安装仪器和部件、或仪器、或 部件，并且在第二板内形成连通孔，该连通孔与仪器和部件、或仪器、或 部件连通；并且通过焊接使已经加工的第一板和第二板接合，以便通过槽 和连通孔连接仪器和部件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和 连通孔连接部件。
一种整体管道板的加工方法，包括如下步骤在第一板中通过精密铸 造形成槽，该槽用作流体通道；在第二板上安装仪器和部件、或仪器、或 部件，并且在第二板内形成连通孔，该连通孔与仪器和部件、或仪器、或 部件连通；并且通过焊接使已经加工的第一板和第二板接合，以便通过槽 和连通孔连接仪器和部件，或者通过槽和连通孔连接仪器，或者通过槽和 连通孔连接部件。
还包括利用摩擦搅动焊接使第一板与第二板接合。 其中具有在其中加工的、用作流体通道的槽的多个第一板固定成互相
面对，且相互接触的板的周边密封，以构成三维结构。
其中具有在其中加工的、用作流体通道的槽的多个第一板相互接触以便相互面对，因此形成一个空间部分，且该空间部分用作致冷剂的流动通 道。工业用途如上所述，本发明涉及一种整体管道板，它用于一种固定单元或者一 种可移动的集成单元中，该固定单元将管道、布线等结合在一个装置中， 本发明还涉及该整体管道板的一种加工方法、加工装置和加工设备。本发 明可用于各种装置例如燃料电池发电系统中使用的整体管道板。
权利要求
1、一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过槽连接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板，防蚀管道装纳在一些或全部槽内，且腐蚀性流体流经防蚀管道；利用具有通孔的第一连接件和第二连接件连接防蚀管道的每个端部，该第一部件通孔的内周表面中形成圆锥表面，该第二连接件的外周表面中形成圆锥表面，以这种方式，端部的外径侧由第一连接件的圆锥表面支承，且端部的内径侧由第二连接件的圆锥表面支承。
2、 如权利要求1所述的整体管道板，其中 第一连接件与板整体成形。
3、 如权利要求1所述的整体管道板，其中第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。
4、 如权利要求1所述的整体管道板，其中 第一连接件与板整体成形，且第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。
5、 如权利要求1所述的整体管道板，其中 第一连接件分成多个部分。
6、 如权利要求3所述的整体管道板，其中 第一连接件分成多个部分。
7、 一种包括两个或更多个接合在一起的板的整体管道板，其中 在整体管道板的其中一个或两个表面上，布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，在板的接合表面内形成用作流体通道的槽，且该仪器和部件通过槽连接，或者该仪器通过槽连接，或者该部件通过 槽连接，并且其中单独设有一个整体管道板，或者设有多个整体管道板， 防蚀管道装纳在一些或全部槽内，且腐蚀性流体流经防蚀管道； 柔性材料用作防蚀管道的材料；利用具有通孔的第一连接件和第二连接件连接防蚀管道的每个端部， 该第一部件通孔的内周表面中形成圆锥表面，该第二连接件的外周表面中 形成圆锥表面，以这种方式，端部的外径侧由第一连接件的圆锥表面支承，且端部的内径侧由第二连接件的圆锥表面支承。
8、 如权利要求7所述的整体管道板，其中 第一连接件与板整体成形。
9、 如权利要求7所述的整体管道板，其中第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。
10、 如权利要求7所述的整体管道板，其中 第一连接件与板整体成形，且第二连接件与所述仪器和部件，或者所述仪器，或者所述部件整体成形。
11、 如权利要求7所述的整体管道板，其中 第一连接件分成多个部分。
12、 如权利要求9所述的整体管道板，其中 第一连接件分成多个部分。
全文摘要
一种例如包括多个接合在一起的板的整体管道板(201)的加工方法，其中在整体管道板(201)的其中一个或两个表面上布置有构成装置的仪器和部件，或者布置有仪器，或者布置有部件，且该仪器和部件，或者该仪器，或者该部件通过在板的接合表面内形成的流体通道槽(208)以及板内形成的连通孔(210)连接。该加工方法例如利用FSW焊接机(225)围绕流体通道槽(208)的整个外围对板的接合表面进行焊接，从而使板接合。与通过粘合剂使板接合相比，该加工方法增加了板接合部分的耐久性，并增强了耐压性。而且，该方法还提高了工作效率，并使整体管道板进一步小型化。
文档编号F16L3/00GK101408263SQ20081021444
公开日2009年4月15日 申请日期2002年1月31日 优先权日2001年2月2日
发明者冢本道夫, 日高晴太郎 申请人:三菱重工业株式会社