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Die Erfindung betrifft eine Herstellvorrichtung für Brennstoffzellen.
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Aus der
DE 11 2008 001 580 T5 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellen-Elektrodenmaterialverbundes und eine Brennstoffzelle bekannt. Die Vorrichtung bindet ein Elektrodenmaterial an jede von zwei Oberflächen einer kontinuierlich geförderten Elektrolytmembran. Dabei weist die Vorrichtung einen Zugentlastungsmechanismus auf, der eine Zugspannung der Elektrolytmembran in Bezug auf eine Förderrichtung senkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Herstellvorrichtung für Brennstoffzellen anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Herstellvorrichtung für Brennstoffzellen weist einen Fertigungsraum mit zumindest einer Fertigungsanlage, insbesondere Verbindungsanlage, und einer Absaugvorrichtung auf, wobei zumindest ein Teilbereich der Fertigungsanlage gekapselt ist, wobei der gekapselte Teilbereich mit einer Klimatisierungsanlage gekoppelt ist.
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Durch die Kapselung zumindest des Teilbereiches der Fertigungsanlage ist ein zu konditionierendes Volumen im Fertigungsraum wesentlich verringert, wodurch die Klimatisierungsanlage verkleinert werden kann.
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Dadurch, dass durch die Kapselung das zu konditionierende Volumen verringert wird, können Kosten für eine Klimatisierung gesenkt werden.
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Mittels der Kapselung zumindest des Teilbereiches der Herstellvorrichtung ist die Konditionierung der Herstellvorrichtung optimiert, wobei das zu konditionierende Volumen insbesondere auf ein maximal erforderliches Volumen begrenzt ist. Zudem sind eine Energieersparnis aufgrund des verringerten Volumens und eine Zeitersparnis aufgrund der schneller erreichten Konditionierung realisierbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen Fertigungsraum zur Herstellung von Brennstoffzellen nach dem Stand der Technik,
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2 schematisch den Fertigungsraum mit einer Kapselung einer Anlage,
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3 schematisch den Fertigungsraum mit der gekapselten Anlage gemäß 2 und einer externen Luftzuführung,
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4 schematisch den Fertigungsraum mit einem gekapselten und einem nichtgekapselten Teilbereich der Anlage und
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5 schematisch den Fertigungsraum mit dem gekapselten und dem nichtgekapselten Teilbereich der Anlage sowie einer externen Luftzuführung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Fertigungsraum 1 mit einer Klimatisierungsanlage 2, eine beispielsweise als Verbindungsanlage ausgebildete Fertigungsanlage 3 mit einer Prozesseinheit 4 und eine Absaugvorrichtung 5 als Teil einer Herstellvorrichtung H für nicht näher dargestellte Brennstoffzellen nach dem Stand der Technik.
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Zur Herstellung der Brennstoffzelle ist eine bestimmte Umgebungstemperatur sowie Umgebungsluftfeuchtigkeit erforderlich, welche mittels der Klimatisierungsanlage 2 in dem Fertigungsraum 1 einstellbar ist. Dazu ist der Klimatisierungsanlage 2 Umgebungsluft U von außerhalb des Fertigungsraumes 1 zuführbar. Die Umgebungsluft U ist mittels der Klimatisierungsanlage 2 konditionierbar, wobei die konditionierte Luft K dem Fertigungsraum 1 zuführbar ist.
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Ein Volumen des gesamten Fertigungsraumes 1 ist mit der konditionierten Luft K gefüllt, wobei diese der Prozesseinheit 4 zuführbar ist, welche mit der Absaugvorrichtung 5 gekoppelt ist.
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Die der Prozesseinheit 4 zugeführt konditionierte Luft K ist mittels der Absaugvorrichtung 5 aus dem Fertigungsraum 1 abführbar. In dem Fertigungsraum 1 befindet sich 100% konditionierte Luft K, welche mittels der Absaugvorrichtung 5 nach außerhalb des Fertigungsraumes 1 abführbar ist.
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Um das zu konditionierende Volumen in dem Fertigungsraum 1 zu verringern und dadurch sowohl Energiekosten als auch Zeit für die Konditionierung einzusparen, ist in einer in 2 gezeigten Ausführungsform vorgesehen, die Fertigungsanlage 3 zu kapseln. Dabei befindet sich die Absaugvorrichtung 5 außerhalb einer Kapselung 6, in welcher die Fertigungsanlage 3 angeordnet ist. Alternativ kann sich die Absaugvorrichtung 5 auch innerhalb der Kapselung befinden.
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Insbesondere ist die Fertigungsanlage 3 mittels eines Zeltes als Kapselung 6 in Bezug auf den Fertigungsraum 1 separiert, wobei zusätzlich oder alternativ auch eine andere geeignete Vorrichtung zur Kapselung 6 verwendet werden kann.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Klimatisierungsanlage 2 an dem Zelt als Kapselung 6 angeordnet oder ausgebildet, wobei sich in dem Fertigungsraum 1 befindliche Umgebungsluft U mittels der Klimatisierungsanlage 2 konditioniert und der gekapselten Fertigungsanlage 3 zugeführt wird.
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Die sich in der Kapselung 6 befindende konditionierte Luft K ist mittels der Absaugvorrichtung 5 nach außerhalb des Fertigungsraumes 1 abführbar.
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Alternativ zu der in Abfuhr der konditionierten Luft K aus der Kapselung 6 in die Umgebung außerhalb des Fertigungsraumes 1 ist es auch möglich, diese, wie in 2 durch den Pfeil K.1 angedeutet, innerhalb des Fertigungsraumes 1 abzuführen, wenn die konditionierte Luft vor der Abfuhr ausreichend gefiltert wird.
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In einer weiteren, in 3 dargestellten Ausführungsform ist in Bezug auf die in 2 gezeigte Ausführungsform zusätzlich eine Zuführvorrichtung 7 vorgesehen, welche die Prozesseinheit 4 in der Kapselung 6 strömungstechnisch mit dem Fertigungsraum 1 verbindet. Dabei stellt die Zuführvorrichtung 7 eine externe Luftzuführung dar.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist ein sich in der Kapselung 6 befindendes Volumen konditionierbar, wobei mittels der Absaugvorrichtung 5 beispielsweise ungefähr 20% konditionierte Luft K und ca. 80% über die Zuführvorrichtung 7 der Kapselung 6 zugeführte Umgebungsluft U nach außerhalb des Fertigungsraumes 1 abführbar ist.
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4 zeigt die Herstellvorrichtung H für Brennstoffzellen, wobei nur ein Teilbereich 3.1 der Fertigungsanlage 3, insbesondere der Bereich, in welchem die Prozesseinheit 4 angeordnet ist, gekapselt ist.
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Dabei sind der gekapselte Teilbereich 3.1 und ein nichtgekapselte Teilbereich 3.2 der Fertigungsanlage 3 für einen Teiletransfer miteinander verbunden, wobei durch die Verbindung ein geringer Luftaustausch stattfindet.
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Bei dieser Ausführungsform wird mittels der Absaugvorrichtung 5 im Wesentlichen nur, also 100%, konditionierte Luft K nach außerhalb des Fertigungsraumes 1 abgeführt.
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In 5 ist die Herstellvorrichtung H gemäß 4 dargestellt, wobei zusätzlich an dem gekapselten Teilbereich 3.1 eine Zuführvorrichtung 7 zur Prozesszuführung von Umgebungsluft U angeordnet ist.
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In diesem Fall ist mittels der Absaugvorrichtung 5 ein Anteil von beispielsweise ungefähr 20% konditionierter Luft K und 80% nicht konditionierter, also mittels der Zuführvorrichtung 7 zugeführter Umgebungsluft U nach außerhalb des Fertigungsraumes 1 abführbar.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, die mittels der Absaugvorrichtung 5 aus dem Fertigungsraum 1 abgeführte Prozesswärme anderen Prozessen, die einen Wärmebedarf aufweisen, zuzuführen. Alternativ oder zusätzlich ist die Absaugung mittels der Absaugvorrichtung 5 derart vorzusehen, dass die Prozesswärme zumindest einer Prozesseinheit 4 im Fertigungsraum 1 zumindest einer weiteren Prozesseinheit 4 im Fertigungsraum 1, die einen Wärmebedarf aufweist, zugeführt wird, und erst nach dieser zumindest einen weiteren Prozesseinheit 4 die konditionierte Luft K und/oder Umgebungsluft U aus dem Fertigungsraum 1 abgesaugt wird. Somit wird die abgeführte Prozesswärme effizient genutzt, so dass die anderen Prozesse in Bezug auf eine Wärmezufuhr optimiert sind.
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Auch in den Ausführungsbeispielen nach den 3 bis 5 ist es alternativ zum Herausführen der konditionierten Luft K bzw. der Umgebungsluft U aus dem Fertigungsraum 1 möglich, diese nach geeigneter Filterung innerhalb des Fertigungsraums 1 zu belassen, wie oben und in 2 dargestellt.
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Mittels der Kapselung 6 ist eine Konditionierung von Umgebungsluft U mittels der Klimatisierungsanlage 2 der Herstellvorrichtung H für Brennstoffzellen optimiert.
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Zudem wird dadurch, dass mittels der Absaugvorrichtung 5 weitestgehend mittels der Zuführungsvorrichtung 7 zugeführte Umgebungsluft U abgeführt wird, ein Volumendurchsatz zu konditionierender Luft K wesentlich verringert.
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Eine derart ausgebildete Herstellvorrichtung H ist beispielsweise auch zur Herstellung anderer Produkte verwendbar, insbesondere für Produkte, deren Herstellung ebenfalls eine Klimatisierung erfordert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112008001580 T5 [0002]
