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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen sich bewegenden Körper bzw. einen beweglichen Körper, wie ein Fahrzeug, insbesondere einen beweglichen Körper, der eine Brennstoffzelle umfasst.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Herkömmlich gibt es als diesen Typ eines sich bewegenden Körpers ein Brennstoffzellenfahrzeug, welches in der
JP 2017-74819 A offenbart ist. Dieses Brennstoffzellenfahrzeug umfasst eine Brennstoffzellenanordnung, und die Brennstoffzellenanordnung umfasst einen Montagerahmen und eine Brennstoffzellenvorrichtungsgruppe, welche die Brennstoffzelle und Hilfseinrichtungen umfasst und integral an dem Montagerahmen montiert ist. Die Hilfseinrichtung umfasst einen Luftkompressor.
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Im Übrigen umfasst das Brennstoffzellenfahrzeug mit der vorstehend beschriebenen Struktur keinen Zwischenkühler zum Kühlen der vom Luftkompressor verdichteten Hochtemperaturluft. Falls der Zwischenkühler am Rahmen montiert wäre, wäre der Zwischenkühler mit anderen Hilfseinrichtungen über eine Klammer an einem unteren Abschnitt des Rahmens montiert. Je nach Montageverfahren der Klammer wird jedoch der Montagezustand des Zwischenkühlers möglicherweise durch eine Schwingung des beweglichen Körpers während der Fahrt sowie durch das Eigengewicht des Zwischenkühlers beeinträchtigt.
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Die vorliegende Offenbarung erfolgte in Anbetracht eines solchen Problems, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen beweglichen Körper bereitzustellen, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Montagezustand eines Zwischenkühlers unabhängig von einer Schwingung, die während der Fahrt oder einer ähnlichen Situation auf den Zwischenkühler einwirken, stabil hält.
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Kurzfassung
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Angesichts des vorstehend beschriebenen Problems umfasst ein beweglicher Körper gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Kompressor, einen Zwischenkühler und einen Brennstoffzellenstapel. Der Kompressor komprimiert ein Oxidationsgas, das dem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird, und gibt dieses ab. Der Zwischenkühler kühlt das von dem Kompressor abgegebene Oxidationsgas. Der Brennstoffzellenstapel wird mit dem im Zwischenkühler gekühlten Oxidationsgas versorgt. Der bewegliche Körper umfasst einen Stapelrahmen, eine Kompressorklammer und eine Zwischenkühlerklammer. Der Brennstoffzellenstapel ist an dem Stapelrahmen montiert. Die Kompressorklammer ist an dem Stapelrahmen gesichert bzw. befestigt. Der Kompressor ist an der Kompressorklammer montiert. Die Zwischenkühlerklammer ist an dem Stapelrahmen befestigt. Der Zwischenkühler ist an der Zwischenkühlerklammer montiert. Die Zwischenkühlerklammer umfasst ein Paar von Armen bzw. ein Armpaar, die sich von dem Stapelrahmen erstrecken. Die Arme besitzen jeweils eine distale Endseite, auf welcher der Zwischenkühler an jedem der Arme montiert ist. Die Arme besitzen jeweils eine Basisendseite, auf welcher die Zwischenkühlerklammer am Stapelrahmen befestigt ist. Ein Verbindungsabschnitt, welcher das Armpaar verbindet, ist integral mit dem Armpaar ausgebildet.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist das Armpaar derart konfiguriert, dass diese die Zwischenkühlerklammer an dem Stapelrahmen auf den Basisendseiten der jeweiligen Arme in einem Zustand, in dem diese durch den mit den Armen integral ausgebildeten Verbindungsabschnitt verbunden sind, befestigen. In Anbetracht dessen dreht sich keiner der Arme, auch wenn ein Moment auf die distalen Enden der Arme einwirkt, die den Zwischenkühler bei der Schwingung des beweglichen Körpers frei tragen. Darüber hinaus weist die Zwischenkühlerklammer mit den jeweils über den Verbindungsabschnitt integrierten Armen eine hohe Steifigkeit in einer Aufwärts/Abwärtsrichtung auf. Folglich kann der Montagezustand des Zwischenkühlers unabhängig von der auf den Zwischenkühler einwirkenden Schwingung bei der Fahrt oder in einer ähnlichen Situation stabil gehalten werden.
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Während die vorstehend beschriebene Konfiguration die Anordnungen der Zwischenkühlerklammer und der Kompressorklammer nicht spezifisch beschränkt, kann die Kompressorklammer hier den Verbindungsabschnitt auf den Basisendseiten des Armpaares der Zwischenkühlerklammer überlappen, die Zwischenkühlerklammer kann an einer Position an der Kompressorklammer befestigt sein, an welcher der Verbindungsabschnitt die Kompressorklammer überlappt.
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Gemäß diesem Aspekt ist die Zwischenkühlerklammer auf den Basisendseiten der jeweiligen Arme an dem Stapelrahmen befestigt, und die Zwischenkühlerklammer ist an einer Position am Stapelrahmen befestigt, an welcher der Verbindungsabschnitt die Kompressorklammer überlappt. Somit kann der Montagezustand des Zwischenkühlers besser stabilisiert werden.
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Während die vorstehend beschriebene Konfiguration eine Positionsbeziehung zwischen der Zwischenkühlerklammer, dem Stapelrahmen und der Kompressorklammer nicht spezifisch beschränkt, kann die Zwischenkühlerklammer an dem Stapelrahmen befestigt sein, während die Zwischenkühlerklammer zwischen dem Stapelrahmen und der Kompressorklammer eingefügt ist.
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Gemäß diesem Aspekt kann die Befestigung der Zwischenkühlerklammer durch Einfügen der Zwischenkühlerklammer zwischen dem Stapelrahmen und der Kompressorklammer die Festigkeit selbiger erhöhen. Die in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung eingespannte bzw. gehaltene Zwischenkühlerklammer kann die Schwingung an der Zwischenkühlerklammer in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung reduzieren. Die Befestigung der Zwischenkühlerklammer durch Einfügen selbiger zwischen dem Stapelrahmen und der Kompressorklammer sorgt für die nötige Festigkeit, wodurch die Resonanz bei einer Fahrt auf einer unebenen Straße reduziert wird. Bei einer Wartung oder einem Austausch des Kompressors kann der Kompressor ohne Entfernen bzw. Ausbau des Zwischenkühlers entfernt werden.
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Die Zwischenkühlerklammer kann zumindest zwei Vorsprungsabschnitte umfassen, die hin zu der Seite der Kompressorklammer vorstehen, und die Kompressorklammer kann Positionierungsdurchgangslöcher umfassen, durch welche die Vorsprungsabschnitte eingefügt sind.
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Bei diesem Aspekt werden bei der Befestigung der Kompressorklammer am Stapelrahmen die jeweiligen Vorsprungsabschnitte der Zwischenkühlerklammer durch die Positionierungsdurchgangslöcher eingeführt. Somit kann die Kompressorklammer an einer geeigneten Position mit Bezug auf den Stapelrahmen und die Zwischenkühlerklammer angeordnet werden. Bei dieser Anordnung kann beispielsweise die Kompressorklammer mit Befestigungsmitteln, wie Schrauben oder Bolzen, am Stapelrahmen befestigt werden. Daher ist es nicht erforderlich, den Stapelrahmen und die Zwischenkühlerklammer entsprechend den Positionen dieser Befestigungsmittel in dem Zustand, in dem die Befestigungsmittel eingeführt sind, anzuordnen. Entsprechend kann die Beschädigung der Befestigungsmittel reduziert werden.
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Mit dem beweglichen Körper der vorliegenden Offenbarung kann der Montagezustand des Zwischenkühlers unabhängig von einer auf den Zwischenkühler einwirkenden Schwingung während einer Fahrt oder in einer ähnlichen Situation stabil gehalten werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine konzeptionelle Abbildung eines beweglichen Körpers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Systemblockdiagramm eines Brennstoffzellensystems, welches in dem in 1 dargestellten beweglichen Körper verwendet wird;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils, welche einen Hauptteil des beweglichen Körpers bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht des in 3 dargestellten Hauptteils, wenn dieser von einer unteren Seite in einem Zustand betrachtet wird, in dem ein Zwischenkühler entfernt ist;
- 5 ist eine Unteransicht des in 4 dargestellten Hauptteils in einem Zustand, in dem ein Kompressor und der Zwischenkühler entfernt sind;
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 5; und
- 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 5.
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Detaillierte Beschreibung
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines beweglichen Körpers gemäß der vorliegenden Offenbarung basierend auf den Abbildungen im Detail beschrieben.
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Zunächst wird der bewegliche Körper gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 1 beschrieben. In 1 entspricht ein beweglicher Körper 1 einem Fahrzeug, wie einem Personenkraftwagen, und besitzt einen vorderen Teil auf einer Vorderseite, auf welcher ein Brennstoffzellenstapel 10 und ein Kompressor 22 und ein Zwischenkühler 23 als Hilfseinrichtungen montiert sind. Der Kompressor 22 und der Zwischenkühler 23 bilden ein Oxidationsgaszuführsystem 20, welches den Brennstoffzellenstapel 10 mit einem Oxidationsgas versorgt.
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Der Brennstoffzellenstapel 10 ist auf einer Oberseite eines Stapelrahmens 2 angeordnet, der Kompressor 22 ist über eine Kompressorklammer 3 in einem aufgehängten Zustand an einem unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 montiert und befestigt, und der Zwischenkühler 23 ist über eine Zwischenkühlerklammer 4 in einem aufgehängten Zustand an dem unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 befestigt. Der bewegliche Körper 1 weist einen hinteren Teil auf, bei dem eine Brenngaszuführquelle 31 montiert ist. Die Brenngaszuführquelle 31 bildet ein Brenngaszuführsystem 30, welches die Brennstoffzelle 10 mit einem Brenngas versorgt.
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Anschließend wird die Systemkonfiguration des in dem beweglichen Körper 1 verwendeten Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 2 beschrieben. Das in 2 dargestellte Brennstoffzellensystem umfasst beispielsweise eine Brennstoffzelle (Brennstoffzellenstapel) 10, das Oxidationsgaszuführsystem 20 und das Brenngaszuführsystem 30. Die Brennstoffzelle (Brennstoffzellenstapel) 10 umfasst eine Mehrzahl von gestapelten Zellen für eine Brennstoffzelle als Einheitszellen. Das Oxidationsgaszuführsystem 20 versorgt die Brennstoffzelle 10 mit einem Oxidationsgas, wie Luft. Das Brenngaszuführsystem 30 versorgt die Brennstoffzelle 10 mit einem Brenngas, wie Wasserstoff.
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So umfasst beispielsweise die Zelle für die Brennstoffzelle der Festpolymer-Brennstoffzelle 10 eine Membranelektrodenanordnung (MEA), die eine ionenpermeable Elektrolytmembran, eine anodenseitige Katalysatorschicht (Anodenelektrode) und eine kathodenseitige Katalysatorschicht (Kathodenelektrode) umfasst. Diese Elektrolytmembran ist zwischen der anodenseitigen Katalysatorschicht und der kathodenseitigen Katalysatorschicht eingefügt. Die MEA besitzt auf beiden Seiten ausgebildete Gasdiffusionsschichten (GDL), um das Brenngas oder das Oxidationsgas zuzuführen und den durch eine elektrochemische Reaktion erzeugten Strom zu sammeln. Die Membranelektrodenanordnung mit beiden Seiten, auf denen die GDLs angeordnet sind, ist als eine Membranelektroden- und Gasdiffusionsschichtanordnung (MEGA) bezeichnet, und die MEGA ist durch ein Paar von Separatoren aufgenommen. Hier dient die MEGA als eine Leistungserzeugungseinheit der Brennstoffzelle, und wenn die Gasdiffusionsschicht nicht angeordnet ist, dient die MEA als die Leistungserzeugungseinheit der Brennstoffzelle.
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Das Oxidationsgaszuführsystem 20 umfasst beispielsweise einen Oxidationsgaszuführdurchlass 25 und einen Oxidationsgasabführdurchlass 29. Der Oxidationsgaszuführdurchlass 25 versorgt die (die Kathodenelektrode der) Brennstoffzelle 10 mit dem Oxidationsgas. Der Oxidationsgasabführdurchlass 29 leitet ein Oxidations-Abgas aus der Brennstoffzelle 10 ab, bei dem das Oxidationsgas der Brennstoffzelle 10 zugeführt und für die elektrochemische Reaktion in jeder der Zellen für die Brennstoffzelle verwendet wurde. Darüber hinaus ist ein Bypassdurchlass 26 angeordnet, um das über den Oxidationsgaszuführdurchlass 25 zugeführte Oxidationsgas ohne über die Brennstoffzelle 10 in den Oxidationsgasabführdurchlass 29 zu leiten. Die Strömungsdurchlässe des Oxidationsgaszuführsystems 20 können jeweils aus einer Leitung, wie beispielsweise einem Gummischlauch und einem Metallrohr, ausgebildet sein.
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Der Oxidationsgaszuführdurchlass 25 umfasst beispielsweise einen Luftfilter 21, den Kompressor 22 und den Zwischenkühler 23 ausgehend von einer Stromaufwärtsseite, und der Oxidationsgasabführdurchlass 29 umfasst beispielsweise einen Dämpfer 28. (Der Luftfilter 21 des) Oxidationsgaszuführdurchlasses 25 umfasst beispielsweise einen Atmosphärendrucksensor und einen Luftströmungsmesser, die nicht dargestellt sind.
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Beim Oxidationsgaszuführdurchlass 25 entfernt der Luftfilter 21 Staub in dem aus der Atmosphäre entnommenen Oxidationsgas (Luft und dergleichen). Der Kompressor 22 verdichtet das über den Luftfilter 21 aufgenommene Oxidationsgas und führt das verdichtete Oxidationsgas unter Druck zu dem Zwischenkühler 23. Der Zwischenkühler 23 kühlt das Oxidationsgas, das vom Kompressor 22 unter Druck zugeführt und aufgenommen wird, beispielsweise über einen Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel, welches zu der Brennstoffzelle 10 (der Kathodenelektrode davon) geführt wird, beim Durchtritt des Oxidationsgases. Der Oxidationsgaszuführdurchlass 25 umfasst ein Einlassventil 25V, um die Strömung des Oxidationsgases zwischen dem Zwischenkühler 23 und der Brennstoffzelle 10 abzusperren.
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Ein Ende des Bypassdurchlasses 26 ist mit dem Oxidationsgaszuführdurchlasses 25 (dem Zwischenkühler 23 oder der stromabwärtigen Seite davon) gekoppelt und das andere Ende ist mit dem Oxidationsgasabführdurchlass 29 gekoppelt. Das vom Kompressor 22 unter Druck zugeführte und vom Zwischenkühler 23 gekühlte und abgegebene Oxidationsgas strömt durch den Bypassdurchlass 26 in Richtung hin zu dem Oxidationsgasabführdurchlass 29, während dieses die Brennstoffzelle 10 umgeht. Dieser Bypassdurchlass 26 umfasst ein Bypassventil 26V, welches das hin zum Oxidationsgasabführdurchlass 29 strömende Oxidationsgas absperrt, um eine Strömungsrate des durch diesen Bypassdurchlass 26 strömenden Oxidationsgases anzupassen.
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Beim Oxidationsgasabführdurchlass 29 trennt der Dämpfer 28 das in den Oxidationsgasabführdurchlass 29 strömende Oxidations-Abgas (Abgas) beispielsweise in eine Gasphase und eine Flüssigphase, um dieses nach außen abzugeben. Der Oxidationsgasabführdurchlass 29 umfasst ein Druckregelventil 29V, um einen Gegendruck des der Brennstoffzelle 10 zugeführten Oxidationsgases zu regulieren. Der vorstehend beschriebene Bypassdurchlass 26 ist mit einer Stromabwärtsseite des Druckregelventils 29V gekoppelt.
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Dabei umfasst das Brenngaszuführsystem 30 beispielsweise die Brenngaszuführquelle 31, wie einen Wasserstofftank, einen Brenngaszuführdurchlass 35, einen Zirkulationsdurchlass 36 und einen Brenngasabführdurchlass 39. Die Brenngaszuführquelle 31 speichert ein Hochdruck-Brenngas, wie Wasserstoff. Der Brenngaszuführdurchlass 35 versorgt die Brennstoffzelle 10 (die Anodenelektrode selbiger) mit dem Brenngas von der Brenngaszufuhrquelle 31. Der Zirkulationsdurchlass 36 zirkuliert das von der Brennstoffzelle 10 abgegebene Brennabgas (unverbrauchtes Brenngas) hin zu dem Brenngaszuführdurchlass 35. Der Brenngasabführdurchlass 39 ist abgezweigt und mit dem Zirkulationsdurchlass 36 gekoppelt, um das Brennabgas innerhalb des Zirkulationsdurchlasses 36 nach außen abzuführen (atmosphärische Freigabe). Die Strömungsdurchlässe des Brenngaszuführsystems 30 können jeweils aus einer Leitung, wie einem Gummischlauch und einem Metallrohr, ausgebildet sein.
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Der Brenngaszuführdurchlass 35 umfasst ein Absperrventil 35V, einen Regler 34 und einen Injektor 33. Das Absperrventil 35V öffnet und schließt den Brenngaszuführdurchlass 35, um das zur Brennstoffzelle 10 strömende Brenngas abzusperren. Der Regler 34 reguliert (dekomprimiert) einen Druck des durch den Brenngaszuführdurchlass 35 strömenden Brenngases. Der Injektor 33 führt das Brenngas, dessen Druck reguliert wurde, in Richtung hin zu der Brennstoffzelle 10. Das Öffnen des Absperrventils 35V bewirkt, dass das in der Brenngaszufuhrquelle 31 gespeicherte Hochdruck-Brenngas von der Brenngaszufuhrquelle 31 in den Brenngaszuführdurchlass 35 strömt, und das Hochdruck-Brenngas wird der Brennstoffzelle 10 mit dem durch den Regler 34 regulierten (dekomprimierten) Druck und dem Injektor 33 zugeführt.
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Der Zirkulationsdurchlass 36 umfasst einen Gas-Flüssigkeits-Abscheider 37, eine Zirkulationspumpe (mit anderen Worten, eine Wasserstoffpumpe) 38 und eine ähnliche Einheit ausgehend von einer Stromaufwärtsseite (Seite der Brennstoffzelle 10). Der Gas-Flüssigkeits-Abscheider 37 führt eine Gas-Flüssigkeits-Abtrennung durch, um das erzeugte Wasser zu speichern, das in dem Brenngas (z.B. Wasserstoff) enthalten ist, welches durch den Zirkulationsdurchlass 36 strömt. Der Brenngasabführdurchlass 39 zweigt von diesem Gas-Flüssigkeits-Abscheider 37 ab. Die Zirkulationspumpe 38 führt das durch die Gas-Flüssigkeits-Abtrennung durch den Gas-Flüssigkeits-Abscheider 37 erzeugte Brennabgas unter Druck zu, um in dem Brenngaszuführdurchlass 35 zu zirkulieren.
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Der Brenngasabführdurchlass 39 umfasst ein Spülventil 39V, welches den Brenngasabführdurchlass 39 öffnet und schließt, um das erzeugte Wasser, das durch den Gas-Flüssigkeits-Abscheider 37 abgetrennt wird, und einen Teil des aus der Brennstoffzelle 10 abgegebenen Brennabgases abzugeben. Das Brennabgas wird durch die Öffnungs-/Schließanpassung durch das Spülventil 39V des Brenngasabführdurchlasses 39 abgegeben, mit dem durch den Oxidationsgasabführdurchlass 29 strömenden Oxidations-Abgas vermischt und über den Dämpfer 28 nach außen in die Atmosphäre abgegeben.
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Das Brennstoffzellensystem mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration führt die elektrische Erzeugung über die elektrochemische Reaktion zwischen dem Oxidationsgas, wie Luft, welches der Brennstoffzelle 10 (der Kathodenelektrode selbiger) durch das Oxidationsgaszuführsystem 20 zugeführt wird, und dem Brenngas, wie Wasserstoff, welches der Brennstoffzelle 10 (der Anodenelektrode selbiger) durch das Brenngaszuführsystem 30 zugeführt wird, durch.
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Als nächstes werden die charakteristischen Konfigurationen des beweglichen Körpers 1 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 detailliert beschrieben. Der bewegliche Körper 1 dieser Ausführungsform umfasst den Kompressor 22, den Zwischenkühler 23 und den Brennstoffzellenstapel 10. Der Kompressor 22 komprimiert das dem Brennstoffzellenstapel 10 zugeführte Oxidationsgas und gibt dieses ab. Der Zwischenkühler 23 kühlt das von dem Kompressor 22 abgegebene Oxidationsgas. Der Brennstoffzellenstapel 10 wird mit dem im Zwischenkühler 23 gekühlten Oxidationsgas versorgt.
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Der bewegliche Körper 1 umfasst den Stapelrahmen 2, die Kompressorklammer 3 und die Zwischenkühlerklammer 4. Der Brennstoffzellenstapel 10 ist auf der Oberseite des Stapelrahmens 2 montiert. Die Kompressorklammer 3 ist am Stapelrahmen 2 befestigt, und der Kompressor 22 ist an der Kompressorklammer 3 montiert. Die Zwischenkühlerklammer 4 ist am Stapelrahmen 2 befestigt, und der Zwischenkühler 23 ist an der Zwischenkühlerklammer 4 montiert.
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Die Zwischenkühlerklammer 4 besitzt ein Paar von Armen bzw. ein Armpaar 4a, 4a, welche sich von dem Stapelrahmen 2 erstrecken. Die Arme 4a weisen jeweils eine distale Endseite auf, auf welcher der Zwischenkühler 23 an den jeweiligen Armen 4a montiert ist.
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Die Arme 4a, 4a weisen jeweils eine Basisendseite auf, auf welcher ein Verbindungsabschnitt 4b integral mit dem Armpaar 4a, 4a ausgebildet ist, um das Armpaar 4a, 4a zu verbinden. Ferner ist die Zwischenkühlerklammer 4 auf den Basisendseiten der jeweiligen Arme 4a an dem Stapelrahmen 2 befestigt. Diese besondere Konfiguration wird im Folgenden detailliert beschrieben.
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Der Stapelrahmen 2 ist aus einem extrudierten Material, das beispielsweise aus Aluminium hergestellt ist, ausgebildet. Der Stapelrahmen 2 ist an einem Körper des beweglichen Körpers 1 bei einem vorderen Abschnitt (innerhalb eines vorderen Raums) des beweglichen Körpers 1 in einem Zustand nahe an einem horizontalen Zustand befestigt. Wie in 3 dargestellt ist, weist der Stapelrahmen 2 eine vertiefte Mitte als einen vertieften Abschnitt 2a auf, und an diesem vertieften Abschnitt 2a sind verschiedene Arten von Leitungen bzw. Rohren, Gummischläuchen und dergleichen angeordnet. Der vertiefte Abschnitt 2a weist beide Seiten als vorstehende Abschnitte bzw. Vorsprungsabschnitte 2b, 2b auf, die in einer Längsrichtung vorstehen.
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Die Zwischenkühlerklammer 4, an welcher der Zwischenkühler 23 montiert ist, wird durch Pressformen aus einem Metallplattenmaterial ausgebildet und ist am unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 montiert. Wie vorstehend beschrieben ist, umfasst die Zwischenkühlerklammer 4 das Armpaar 4a, 4a und den das Armpaar 4a, 4a verbindenden Verbindungsabschnitt 4b, welche integral ausgebildet sind (siehe 4 und 5).
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Wie in 3 dargestellt ist, erstreckt sich das Armpaar 4a, 4a in einem montierten Zustand ausgehend von dem Stapelrahmen 2 in auskragenden bzw. freitragenden Gestaltungen. Das Paar von Armen 4a, 4a ist nach unten geneigt und diese besitzen distale Endabschnitte, die nach oben geneigt sind.
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Wie in 4 dargestellt ist, weist das Armpaar 4a, 4a distale Enden mit Strukturen zum Montieren des Zwischenkühlers 23 auf. Insbesondere besitzen die jeweiligen Arme 4a die distalen Enden, an denen Montageabschnitte 4d, 4d ausgebildet sind, und die Montageabschnitte 4d, 4d besitzen Montagelöcher 4c, 4c zum Montieren des Zwischenkühlers 23.
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Zusätzlich ist, wie in 4 dargestellt ist, die Zwischenkühlerklammer 4 an dem unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 mit zwei Befestigungsbolzen bzw. Befestigungsschrauben 4e befestigt, die durch die Zwischenkühlerklammer 4 eingeführt sind. Insbesondere besitzen die Arme 4a jeweils das Basisende, welches mit dem Befestigungsbolzen 4e am vorstehenden Abschnitt 2b des Stapelrahmens 2 befestigt ist.
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Die Kompressorklammer 3, an welcher der Kompressor 22 montiert ist, ist durch Pressformen aus einem Metallplattenmaterial geformt und weist eine Rippe 3a auf, deren Außenumfangsrand zur Verstärkung nach unten ragt.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist die Kompressorklammer 3 an dem unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 mit Befestigungsbolzen 3b montiert, die an vier Positionen innerhalb der Rippe 3a durch die Kompressorklammer 3 eingeführt sind. Die Kompressorklammer 3 weist drei vorstehende Montageabschnitte 3c zum Montieren des Kompressors 22 auf einem inneren flachen Plattenteil auf.
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Wie in einer Querschnittsansicht in 6 gezeigt ist, sind die drei Montageabschnitte 3c so ausgebildet, dass diese im Querschnitt mit einer Kegelstumpfgestalt nach unten vorstehen. Der Montageabschnitt 3c besitzt ein Durchgangsloch, durch welches ein Befestigungsbolzen 5 über ein Kissenlager 5a, in welchem ein komprimierter Gummi eingefügt ist, eingeführt ist, und drei Befestigungsbolzen 5 sind in Montagelagerabschnitte 22a des Kompressors 22a eingeschraubt. Dies gewährleistet eine Struktur, bei welcher der Kompressor 22 in einem aufgehängten Zustand an der Kompressorklammer 3 montiert ist.
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Wie in 5 und 7 gezeigt ist, umfasst die Zwischenkühlerklammer 4 den Verbindungsabschnitt 4b, welcher das Armpaar 4a, 4a verbindet, und die Kompressorklammer 3 überlappt den Verbindungsabschnitt 4b. An einer Position, an welcher der Verbindungsabschnitt 4b die Kompressorklammer 3 überlappt, ist die Zwischenkühlerklammer 4 mit einem Befestigungsbolzen 6 an der Kompressorklammer 3 befestigt, wodurch die Zwischenkühlerklammer 4 mit der Kompressorklammer 3 verbunden ist. Mit Blick darauf ist die Zwischenkühlerklammer 4 in einem Zustand, in welchem diese zwischen dem Stapelrahmen 2 und der Kompressorklammer 3 eingefügt ist, am Stapelrahmen 2 befestigt.
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An dem Überlappungsabschnitt der Zwischenkühlerklammer 4 und der Kompressorklammer 3 weist die Zwischenkühlerklammer 4 zumindest zwei Vorsprungsabschnitte auf, welche hin zu der Seite der Kompressorklammer 3 vorstehen. Als die Vorsprungsabschnitte, wie in 4 und 7 dargestellt, ragen zwei Bolzen 7, 7 nach unten und sind durch Schweißen gesichert. Die Kompressorklammer 3 weist Positionierungsdurchgangslöcher 3d, 3d auf, durch welche die beiden Bolzen 7, 7 eingeführt sind. Diese Konfiguration stellt eine exakte Positionierung und Verbindung der Zwischenkühlerklammer 4 und der Kompressorklammer 3 mit den beiden Bolzen 7, 7 und den Positionierungsdurchgangslöchern 3d, 3d bereit.
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Somit ist die Zwischenkühlerklammer 4 an dem unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 befestigt und die Kompressorklammer 3 ist an dem weiter unteren Abschnitt befestigt. Insbesondere ist die Zwischenkühlerklammer 4 in dem Zustand, in welchem diese zwischen dem Stapelrahmen 2 und der Kompressorklammer 3 eingefügt ist, befestigt. Darüber hinaus ist unterhalb des Stapelrahmens 2 die Zwischenkühlerklammer 4 mit dem Befestigungsbolzen 6 mit der Kompressorklammer 3 verbunden und diese sind befestigt bzw. gesichert.
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Aktionen des beweglichen Körpers der Ausführungsform, welcher wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, werden im Folgenden beschrieben. Bei dieser Ausführungsform umfasst der bewegliche Körper 1 den Stapelrahmen 2 im vorderen Teil, und der Brennstoffzellenstapel 10 ist auf die Oberseite des Stapelrahmens 2 angeordnet und befestigt.
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Der Stapelrahmen 2 weist den unteren Abschnitt auf, an dem der Zwischenkühler 23 in dem aufgehängten Zustand über die Zwischenkühlerklammer 4 befestigt ist. Insbesondere wird die Zwischenkühlerklammer 4 mit den beiden Befestigungsbolzen 4e, 4e am unteren Abschnitt des Stapelrahmens 2 befestigt und gesichert, und anschließend wird der Zwischenkühler 23 mit Befestigungsbolzen (nicht dargestellt) an den beiden Armen 4a, 4a der Zwischenkühlerklammer 4 befestigt. Der Zwischenkühler 23 ist mit dem integral ausgebildeten Armpaar 4a, 4a an der Zwischenkühlerklammer 4 getragen, wodurch eine Genauigkeit der Montageposition der Zwischenkühlerklammer 4 verbessert ist.
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Anschließend wird der Kompressor 22 mit den drei Befestigungsbolzen 5 an den Montageabschnitten 3c der Kompressorklammer 3c befestigt, während die Kissenlager 5a dazwischen eingefügt sind. Anschließend wird die Kompressorklammer 3, an welcher der Kompressor 22 befestigt ist, mit den vier Befestigungsbolzen 3b am Stapelrahmen 2 befestigt.
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Bei dieser Sicherung bzw. Befestigung sind die beiden bei der Kompressorklammer 3d, 3d ausgebildeten Positionierungsdurchgangslöcher 3d, 3d so positioniert, dass diese mit den Bolzen 7, 7 als die beiden an der Zwischenkühlerklammer 4 befestigten Vorsprungsabschnitte übereinstimmen, und dann wird die Zwischenkühlerklammer 4 mit dem Befestigungsbolzen 6 zur Befestigung an der Kompressorklammer 3 befestigt.
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Wenn daher die Kompressorklammer 3 am Stapelrahmen 2 befestigt ist, sind die Bolzen 7, 7 als die Vorsprungsabschnitte der Zwischenkühlerklammer 4 durch die jeweiligen am Kompressorklammer 3d, 3d ausgebildeten Positionierungsdurchgangslöcher 3d, 3d eingeführt. Entsprechend kann die Kompressorklammer 3 an der geeigneten Position mit Bezug auf den Stapelrahmen 2 und die Zwischenkühlerklammer 4 angeordnet werden.
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Dadurch wird sichergestellt, dass die Kompressorklammer 3 genau an der Zwischenkühlerklammer 4 angebracht bzw. entfernt wird. Die Befestigung der Kompressorklammer 3 an der Zwischenkühlerklammer 4 ist von der Positionierung der Kompressorklammer 3 mit Bezug auf die Zwischenkühlerklammer 4 getrennt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Positionierung mit dem Befestigungsbolzen oder einer ähnlichen Komponente, wodurch eine Beschädigung einer Gewinderille des Befestigungsbolzens reduziert wird, um die Zuverlässigkeit der Befestigung zu verbessern.
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Somit kann das Armpaar 4a, 4a der Zwischenkühlerklammer 4 die Zwischenkühlerklammer 4 an dem Stapelrahmen 2 an den Basisendseiten der jeweiligen Arme 4a in einem Verbindungszustand durch den Verbindungsabschnitt 4b, der integral mit dem Armpaar 4a, 4a ausgebildet ist, befestigen. Mit Blick darauf dreht sich keiner der durch den Verbindungsabschnitt 4b verbundenen Arme 4a, auch wenn ein Moment auf die distalen Enden der Arme 4a einwirkt, die den Zwischenkühler 23 bei der Schwingung des beweglichen Körpers 1 frei tragen. Die Zwischenkühlerklammer 4 mit den über den Verbindungsabschnitt 4b integrierten Armen 4a weist in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung eine hohe Steifigkeit auf. Folglich kann der Montagezustand des Zwischenkühlers 23 unabhängig von einer Schwingung, die auf den Zwischenkühler 23 bei einer Fahrt oder einer ähnlichen Situation wirkt, stabil gehalten werden.
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Darüber hinaus ist an der Position, an welcher der Verbindungsabschnitt 4b die Kompressorklammer 3 überlappt, die Zwischenkühlerklammer 4 mit dem Befestigungsbolzen 6 an der Kompressorklammer 3 befestigt. Entsprechend ist die Zwischenkühlerklammer 4 am Stapelrahmen 2 und der am Stapelrahmen 2 befestigten Kompressorklammer 3 an drei Stellen mit den beiden Befestigungsbolzen 4e und dem einen Befestigungsbolzen 6 befestigt. Folglich kann die stabile Befestigung der Zwischenkühlerklammer 4 erreicht werden.
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Die Befestigung der Zwischenkühlerklammer 4 durch dazwischen Aufnehmen selbiger zwischen dem Stapelrahmen 2 und der Kompressorklammer 3 erhöht nicht nur die Festigkeiten derselben, sondern spannt auch die Zwischenkühlerklammer 4 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung ein, wodurch der erhöhte Widerstand der Zwischenkühlerklammer 4 gegen die Schwingung in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung bei einer Fahrt des beweglichen Körpers 1 gewährleistet wird.
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Bei einer Wartung oder einem Austausch des Kompressors 22 kann der Kompressor 22 mit der Kompressorklammer 3 leicht entfernt werden, ohne den Zwischenkühler 23 auszubauen. Darüber hinaus stellt die Befestigung der Zwischenkühlerklammer 4 durch dazwischen Aufnehmen bzw. Einklemmen selbiger zwischen dem Stapelrahmen 2 und der Kompressorklammer 3 eine notwendige Festigkeit sicher und reduziert daher die Resonanz bei einer Fahrt auf einer unebenen Straße.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde vorstehend detailliert beschrieben, die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann verschiedenartigen Gestaltungsveränderungen unterzogen werden, ohne vom Grundgedanken der in den Ansprüchen beschriebenen vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während beispielsweise das Fahrzeug als der bewegliche Körper exemplarisch dargestellt wurde, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Offenbarung ist ebenso beispielsweise auf ein Schienenfahrzeug anwendbar, welches den Brennstoffzellenstapel verwendet.
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Obwohl der Bolzen als der an dem Verbindungsabschnitt 4b der Zwischenkühlerklammer 4 ausgebildete Vorsprungsabschnitt beispielhaft dargestellt wurde, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt, und es kann beispielsweise ein säulenförmiger Stift oder ein konischer Stift verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beweglicher Körper
- 2
- Stapelrahmen
- 3
- Kompressorklammer
- 3c
- Montageabschnitt
- 3d
- Positionierungsdurchgangsloch
- 4
- Zwischenkühlerklammer
- 4a
- Armpaar
- 4b
- Verbindungsabschnitt
- 6
- Befestigungsbolzen
- 7
- Vorsprungsabschnitt (Bolzen)
- 10
- Brennstoffzellenstapel
- 22
- Kompressor
- 23
- Zwischenkühler
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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