DE102022200487A1

DE102022200487A1 - Sprühvorrichtung, Temperiervorrichtung, Fahrzeug sowie Verfahren zum Temperieren eines Temperierfluids

Info

Publication number: DE102022200487A1
Application number: DE102022200487.6A
Authority: DE
Inventors: Mark Hellmann; Matthias Rink
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Sprühvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (200), wobei die Sprühvorrichtung (1) einen sprühfluidführbaren Sprühkörper (10) mit einem Sprühfluideingang (11) zum Zuführen des Sprühfluids (SF) und mit einer Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) aufweist, wobei die Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) derart an dem Sprühkörper (10) angeordnet und derart ausgestaltet sind, dass mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) ein Sprühfluidstrom zum Sprühen auf ein zu temperierendes Bauteil (220), insbesondere auf eine Temperiervorrichtung (220), des Fahrzeuges (200) erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung, eine Temperiervorrichtung, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Temperieren eines Temperierfluids
Stand der Technik
Wasserstoffbasierte Brennstoffzellen gelten als Mobilitätskonzept der Zukunft, da sie nur Wasser als Abgas emittieren, und schnelle Betankungszeiten ermöglichen. Insbesondere für Anwendungen mit intensiver Nutzung, wie beispielsweise Langstrecken-LKWs, haben Brennstoffzellen das Potential, dieselbetriebene Verbrennungsmotoren adäquat zu ersetzen. Allerdings erfordert der Einsatz in Nutzfahrzeugen eine hohe Effizienz, sowie möglichst hohe Lebensdauer und Ausfallsicherheit. Vor diesem Hintergrund ist bereits jetzt absehbar, dass mit Brennstoffzellen angetriebene Nutzfahrzeuge über leistungsfähige Kühlsysteme verfügen müssen, um die Systeme in einem jeweils optimalen Betriebspunkt zu halten. Eine große Herausforderung hierbei ist, die erforderlichen, großen Kühlerflächen in den Fahrzeugen unterzubringen. Oftmals wird der verfügbare Bauraum durch gesetzliche Vorschriften begrenzt (z.B. bez. maximale Fahrzeuglänge). Aus diesem Grund kann oftmals die maximal benötigte Kühlleistung nur bei bestimmten Umgebungsbedingungen eingehalten werden.
Die DE 10 2005 010 891 A1 offenbart ein Verfahren zum Managen von Wärme von einem Motor für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst, dass eine Luftströmung über eine Oberfläche eines Wärmetauschers geliefert wird, der Kühlmittel zirkuliert, das dazu verwendet wird, den Motor zu kühlen, wobei die Luftströmung Wärme von dem Wärmetauscher entzieht; und Wasser über den Wärmetauscher gesaugt wird, um die Kühlkapazität der Luftströmung durch Verdunstungskühlung zu ergänzen. Die DE 10 2019 112 444 A1 offenbart ein Brennstoffzellensystem, aufweisend: ein Rohr, dessen eine Endseite mit einem Brennstoffzellenstapel verbunden ist und dessen andere Endseite angrenzend an ein Fahrzeugbauteil angeordnet ist, durch das Wasser und Abluft eines wasserdampfhaltigen Produkts, die durch den Brennstoffzellenstapel erzeugt werden, fließen; und einen Sprühabschnitt, der auf der anderen Endseite des Rohres angeordnet ist und das Wasser und die Abluft, die durch das Rohr strömen, auf das Fahrzeugbauteil spritzt.
Nachteiligerweise findet jedoch kein einfaches, effizientes, besonders vorteilhaftes, insbesondere gleichmäßiges, Versprühen des Wassers auf den Wärmetauscher bzw. Kühler statt. Ferner stellen die vorgenannten Systeme keine leistungsfähigen Kühlsysteme für Nutzfahrzeuge, bspw. Langstrecken-LkWs dar, welche mittels einem Brennstoffzellensystem zur Fortbewegung angetrieben werden. Nachteiligerweise können Nutzfahrzeug somit nicht oder nur beschränkt in ihrem jeweiligen optimalen Betriebspunkt gehalten werden. Ein Bauraum für erforderliche, große Kühlerflächen in den Fahrzeugen kann jedoch durch gesetzliche Vorschriften begrenzt sein.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeigt eine Sprühvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Temperiervorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Fahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16 sowie ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 17.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung eine Sprühvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Sprühvorrichtung einen sprühfluidführbaren Sprühkörper mit einem Sprühfluideingang zum Zuführen des Sprühfluids und mit einer Mehrzahl an Sprüheinheiten aufweist, wobei die Mehrzahl an Sprüheinheiten derart an dem Sprühkörper angeordnet und derart ausgestaltet sind, dass mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten ein Sprühfluidstrom zum Sprühen auf ein zu temperierendes Bauteil, insbesondere auf einen Temperierkörper einer Temperiervorrichtung, des Fahrzeuges erzeugbar ist.
Der sprühfluidführbare Sprühkörper kann zumindest einen Fluidkanal zum Führen des Fluids von dem zumindest einem Sprühfluideingang zu der Mehrzahl an Sprüheinheiten aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der Sprühkörper mehrere Fluidkanäle zum jeweiligen Führen des Fluids von dem zumindest einem Sprühfluideingang zu zumindest einem Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten aufweist. Somit kann einem jeweiligen Teil der Sprüheinheiten zugeführte jeweilige Sprühfluidmenge unterschiedlich sein, sodass insbesondere der Sprühfluidstrom über die Fläche gesehen unterschiedlich „stark“ ausgebildet sein kann. Damit kann ein temperierendes Bauteil, das unterschiedliche Temperaturzonen aufweist besonders vorteilhaft mit dem Sprühfluid besprüht werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Mehrzahl an Fluidkanälen miteinander fluidtechnisch verbunden sind.
Der Sprühfluidkörper kann insbesondere nur einen einzigen Sprühfluideingang aufweisen. Somit kann der Sprühfluidkörper besonders einfach und kostengünstig sein. Außerdem ist vorstellbar, dass der Sprühfluidkörper mehrere Sprühfluideingänge zum jeweiligen Zuführen des Sprühfluids aufweist. Somit können bspw. auch unterschiedliche Sprühfluide zugeführt werden. Hierbei kann insbesondere ein jeweiliger Sprühfluideingang mit einem jeweiligen Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten fluidtechnisch verbunden sein, sodass vorzugsweise aus dem jeweiligen Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten ein jeweiliges, insbesondere unterschiedliches Sprühfluid, austritt. Ferner kann bei mehreren Sprühfluideingängen, insbesondere (räumlich) verteilt am Sprühkörper angeordneten Sprühfluideingängen, zum jeweiligen Zuführen eines (einzigen) Sprüfhluids der Druck des Sprühfluids in dem Sprühkörper besonders vorteilhaft, insbesondere gleichmäßig sein, sodass die Verteilung des Sprühfluids in dem Sprühkörper zu der Mehrzahl an Sprüheinheiten besonders vorteilhaft, insbesondere, gleichmäßig erfolgen kann.
Die Mehrzahl an Sprüheinheiten sind insbesondere zumindest zwei Sprüheinheiten, vorzugsweise drei Sprüheinheiten, ganz vorzugsweise eine Vielzahl an Sprüheinheiten, bspw. zumindest 8 Sprüheinheiten. Insbesondere ist zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten jeweils eine Bohrung in dem Sprühkörper zur Zerstäubung des Sprühfluids. Somit kann die Sprüheinheit besonders einfach hergestellt werden. Es ist auch denkbar, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten jeweils eine Düse zur Zerstäubung des Sprühfluids ist, wobei insbesondere die jeweilige Düse lösbar an der Sprüheinheit angeordnet ist. Somit ist ein Austauschen einer Düse besonders einfach möglich. Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten bzw. ein Teil der Vielzahl an Sprüheinheiten gleich oder im Wesentlichen gleich ausgestaltet. Mit dem Ausdruck „im Wesentlichen gleich ausgestaltet“ soll ausgedrückt werden, dass aufgrund Herstellungstoleranzen der Bohrungen und/oder Düsen herstellungstechnische Toleranzen zwischen den Sprüheinheiten herrschen können. Ganz vorzugsweise sind alle Sprüheinheiten gleich oder im Wesentlichen gleich ausgebildet. Somit kann die Sprühvorrichtung besonders einfach ausgestaltet und kostengünstig sein.
Es ist jedoch auch denkbar, dass zumindest zwei Sprüheinheiten der Mehrzahl an Sprüheinheiten unterschiedlich ausgebildet sind. Damit kann ein temperierendes Bauteil, dass unterschiedliche Temperaturzonen aufweist besonders vorteilhaft mit dem Sprühfluid besprüht werden. Bspw. kann eine sich am Rand des Sprühkörpers befindliche Sprüheinheit unterschiedlich zu einem benachbart zu der am Rand befindlichen Sprüheinheit ausgebildet sein, um einen flächig begrenzten Sprühfluidstrom zu erzeugen. Somit kann einerseits ein besonders vorteilhaftes, insbesondere gleichmäßiges, Sprühen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil erfolgen und gleichzeitig ein unnötiges Verschwenden des Sprühfluids aufgrund von „Vorbeisprühen“ des Sprühfluids am zu temperierenden Bauteil vermieden werden.
Das Sprühfluid ist insbesondere beim Sprühen aus den Sprüheinheiten flüssig oder im Wesentlichen flüssig. Insbesondere kann ferner das Sprühfluid Wasser, ganz vorzugsweise reines oder im Wesentlichen reines Wasser, aufweisen bzw. sein. Das Wasser kann bspw. von einem Betrieb eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeuges, bspw. eines Lastkraftwagens, gewonnen werden. Vorteilhaftweise kann aufgrund der niedrigen Abgastemperatur von Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzellen sich das im Abgas des Brennstoffzellenstapels des Brennstoffzellensystems enthaltene Wasser besonders einfach auskondensiert werden. Aufgrund der hohen Reinheit kann das Wasser des Brennstoffzellensystems besonders einfach gespeichert und als das Sprühfluid zum Sprühen auf ein zu temperierendes Bauteil genutzt werden. Ferner kann insbesondere ein Aufwand des Auffüllens des Wasserbehälters durch das Gewinnen des Wassers aus dem Betrieb des Brennstoffzellensystems besonders geringgehalten werden. Das Fahrzeug kann zum Speichern des Sprühfluids einen Sprühfluidtank aufweisen, wobei das Sprühfluid von dem Sprühfluidtank mittels einer Pumpe des Fahrzeugs in die Sprühvorrichtung, insbesondere in den Sprühkörper der Sprühvorrichtung, gepumpt werden kann.
Insbesondere ist ferner das zu temperierende Bauteil eine Temperiervorrichtung zum Temperieren eines durch einen Temperierkörper der Temperiervorrichtung strömenden Temperierfluids, um einen mit dem Temperierkörper der Temperiervorrichtung fluidtechnisch verbunden Fahrzeugkörper, bspw. eine Energievorrichtung zum Antreiben des Fahrzeuges für ein Fortbewegen des Fahrzeuges, mittels dem Temperierfluid zu temperieren. Vorzugsweise ist die Energievorrichtung ein Brennstoffzellensystem bzw. eine Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeuges. Insbesondere stellt die Energievorrichtung Energie bereit zum Antreiben des Fahrzeuges. Es ist auch denkbar, dass die Energievorrichtung ein Batteriesystem bzw. ein Batteriemodul eines Batteriesystems des Fahrzeuges ist. Insbesondere ist das Temperierfluid ein Kühlfluid eines Kühlkreislaufes einer Energievorrichtung zum Antreiben des Fahrzeuges zum Fortbewegen des Fahrzeuges. Bspw. kann das zu temperierende Bauteil ein Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges sein, wobei insbesondere der Kühlmittelkühler zum Temperieren eines Kühlfluids (als das Temperierfluid) eines Kühlkreislaufes eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeuges ist.
Vorteilhafterweise kann mit einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten ein besonders vorteilhaftes, insbesondere gleichmäßiges, Versprühen des Sprühfluids, bspw. (nahezu reines) Wasser, auf das zu temperierende Bauteil, bspw. auf einen Kühlerblock des Fahrzeuges als Temperiervorrichtung des Fahrzeuges, ermöglicht werden. Somit wird die Verdampfungsenthalpie des Sprühfluids, bspw. Wasser, als zusätzliche Kühlleistung auf besonders einfache, kompakte sowie kostengünstige Weise nutzbar und ein Temperieren des zu temperierenden Bauteils und somit auch eines Fahrzeugkörpers des Fahrzeuges ist besonders vorteilhaft möglich.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der Sprühkörper plattenförmig ausgestaltet ist. Somit kann der Sprühkörper besonders kompakt für ein Fahrzeug ausgebildet sein und kann ferner besonders baulich kompakt in Reihe zu einem, bspw. ebenfalls plattenförmigen oder im Wesentlichen plattenförmigen, Temperierkörper einer Temperiervorrichtung des Fahrzeuges angeordnet werden. Insbesondere weist der plattenförmige Sprühkörper eine erste Plattenseite und eine der ersten Plattenseite gegenüberliegende zweite Plattenseite auf, wobei vorzugsweise die Mehrzahl an Sprüheinheiten der Sprühvorrichtung zumindest auf der ersten Plattenseite und/oder der zweiten Plattenseite des Sprühkörpers angeordnet, insbesondere ausgebildet sind. Ganz vorzugsweise sind die Sprüheinheiten nur auf einer Plattenseite der beiden sich gegenüberliegenden Plattenseiten des Sprühkörpers angeordnet bzw. ausgebildet. Somit kann der Sprühkörper besonders einfach und kostengünstig ausgebildet sein. Als erste Plattenseite und zweite Plattenseite des Sprühkörpers sind insbesondere die jeweils gegenüber der Dicke des plattenförmigen Sprühkörpers ausgedehnten, sich gegenüberliegenden Flächen des Sprühkörpers zu verstehen.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der plattenförmige Sprühkörper aus einer Mehrzahl an Rohren gebildet sein. Somit kann der Sprühkörper besonders einfach sowie kostengünstig sein.
Insbesondere sind die Mehrzahl an Rohren sprühfluidführbar und fluidtechnisch miteinander verbunden. Somit kann die Mehrzahl an Rohren über einen einzigen Sprühfluideingang mit dem Sprühfluid versorgt werden. Ferner kann ein Teil der Mehrzahl an Rohren parallel zueinander angeordnet sein, wobei vorzugsweise die parallel zueinander angeordneten Rohre über zumindest ein oder mehrere quer zu den parallel zueinander angeordneten Rohren angeordnetes Verteilungsrohr bzw. Verteilungsrohre fluidtechnisch verbunden sind. Ganz vorzugsweise kann die Mehrzahl an Rohren eine Gitterstruktur ausbilden, wobei vorzugsweise die Gitterstruktur rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig ist. Somit kann das Versprühen bzw. Verteilen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil besonders vorteilhaft erfolgen. Vorteilhafterweise sind die Sprüheinheiten über die Mehrzahl an Rohren, insbesondere über die Gitterstruktur, räumlich gleichmäßig oder im Wesentlichen räumlich gleichmäßig verteilt.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der Sprühkörper zumindest eine Öffnung aufweisen, sodass ein bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehender Luftstrom durch die zumindest eine Öffnung strömen kann, um das Sprühfluid mit dem entstehenden Luftstrom zu verwirbeln. Somit kann mittels eines durch einen Fahrtwind des Fahrzeuges erzeugten Luftstroms oder mittels eines durch ein aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse erzeugten Luftstromes ein besonders vorteilhaftes, insbesondere gleichmäßiges, Sprühen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil erfolgen. Bspw. kann zumindest ein Teil der Rohre eines aus einer Mehrzahl an Rohren gebildeten Sprühkörpers beabstandet zueinander angeordnet sein, um Öffnungen auszubilden, durch welche bspw. der durch den Fahrtwind erzeugte Luftstrom des Fahrzeuges strömen kann. Als eine Öffnung kann auch eine freie Fläche zwischen zwei Rotorarmen, insbesondere Rotorblätter, eines Rotors als Sprühkörper verstanden werden. Vorteilhafterweise kann der Sprühkörper eine Mehrzahl an Öffnungen, insbesondere zumindest zwei Öffnungen, für ein Verwirbeln des Sprühfluids mit dem entstehenden Luftstrom, aufweisen. Somit kann das Sprühen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil besonders vorteilhaft sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der Sprühkörper ein Drehlager zum rotierenden Bewegen des Sprühkörpers aufweisen, wobei insbesondere zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten an einer im Drehsinn des Sprühkörpers hinteren Kante des Sprühkörpers angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Sprühkörper mittels des Drehlagers rotierbar sein. Somit kann durch das Drehen des Sprühkörpers mit der Mehrzahl an Sprüheinheiten das Sprühen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil besonders vorteilhaft, insbesondere gleichmäßig, sein. Insbesondere weist das Drehlager den Sprühfluideingang zum Zuführen des Sprühfluids auf. Das Drehlager kann insbesondere eine drehbar gelagerte Nabe sein. Somit kann das Sprühfluid mittels dem Drehlager, insbesondere mittels der drehbar gelagerten Nabe, über den sprühfluidführbaren Sprühkörper zu der Mehrzahl an Sprüheinheiten gepumpt werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der rotierbare Sprühkörper aktiv antreibbar, insbesondere aktiv antreibbar sowie drehzahlkontrollierbar, ist. Somit kann bspw. der Sprühkörper mit der Mehrzahl an Sprüheinheiten mit einer festlegbaren Drehzahl, insbesondere festlegbaren veränderbaren Drehzahl, rotieren und das Sprühen des Sprühfluids auf das zu temperierende Bauteil besonders vorteilhaft, insbesondere gleichmäßig, sein. Bspw. kann der rotierbare Sprühkörper durch einen Elektromotor aktiv antreibbar, insbesondere aktiv antreibbar sowie drehzahlkontrollierbar, sein. Die Drehzahl des aktiv antreibbaren, drehzahlkontrollierbaren Sprühkörpers kann bspw. mittels einer Kontrollvorrichtung der Sprühvorrichtung bzw. einer Kontrollvorrichtung der Temperiervorrichtung bzw. einer Kontrollvorrichtung des Fahrzeuges kontrolliert werden. Ferner kann die aktiv antreibbare Sprühvorrichtung stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms vor dem Temperierkörper angeordnet sein, sodass die aktive antreibbare Sprühvorrichtung, insbesondere aktiv antreibbare sowie drehzahlkontrollierbare, Sprühvorrichtung einerseits die Funktion der Wasserzerstäubung übernimmt und anderseits als Gebläse einen Luftstrom erzeugt. Ein zusätzliches Gebläse zum Erzeugen eines Luftstroms kann somit entfallen.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der rotierbare Sprühkörper einen Rotor mit zumindest zwei Rotorarmen, insbesondere zumindest zwei Rotorblättern, aufweisen. Somit kann sich der Sprühkörper besonders vorteilhaft rotierend bewegen. Die Rotorarme können insbesondere jeweils stabförmig ausgestaltet sein. Es ist auch denkbar, dass der Sprühkörper einen Rotor mit mehr als zwei Rotorarmen, bspw. drei Rotorarme oder vier Rotorarme, aufweist. Ferner kann der Sprühkörper ein Rotor mit zumindest zwei oder mehreren Rotorarmen sein. Der Rotor mit den zumindest zwei Rotorarmen kann insbesondere als plattenförmiger Sprühkörper oder im Wesentlichen plattenförmiger Sprühkörper angesehen werden. Insbesondere kann ein Rotorarm ein Rotorblatt sein. Mit anderen Worten sind die zumindest zwei Rotorarme insbesondere jeweils ein Rotorblatt, wobei die Rotorblätter aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms eine Drehbewegung des Sprühkörpers bewirken. Ein Rotorarm, insbesondere Rotorblatt, weist insbesondere zumindest zwei sich gegenüberliegende Rotorarmflächen auf, wobei die zwei sich gegenüberliegenden Rotorarmflächen an einer im Drehsinn des Rotors vorderen Kante zusammenlaufen sowie an einer sich im Drehsinn des Rotors hinteren Kante zusammenlaufen. Außerdem weist der Rotor insbesondere eine drehbar gelagerte Nabe mit einem Sprühfluideingang zum Zuführen des Sprühfluids auf. Somit kann das Sprühfluid mittels der drehbar gelagerten Nabe über die Rotorarme zu der Mehrzahl an Sprüheinheiten gepumpt werden. Die Rotorarme können hierfür Fluidkanäle aufweisen. Insbesondere kann ferner zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprühkörpern an zumindest einer Rotorarmfläche zweier sich gegenüberliegender Rotorarmflächen der Rotorarme angeordnet bzw. ausgebildet sein. Somit kann ein Sprühen des Sprühfluids in Richtung eines in einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms besonders vorteilhaft sein. Mit anderen Worten wird insbesondere das Sprühfluid in gleicher Strömungsrichtung wie der Luftstrom eingebracht.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten an einer im Drehsinn des Rotors hinteren Kante wenigstens eines der beiden Rotorarme, insbesondere an einer im Drehsinn des Rotors hinteren Kante wenigstens eines der beiden Rotorblätter, angeordnet sein, vorzugsweise ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann somit ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten in zumindest eine zwischen den zumindest zwei Rotorarmen ausgebildeten Öffnungen das Sprühfluid sprühen und gleichzeitig kann ein Rückstoß des aus den Sprüheinheiten austretenden Sprühfluids ein zusätzliches Antriebsmoment für die Rotorarme bewirken. Vorzugsweise können auch alle Rotorarme eines Rotors an einer im Drehsinn des Rotors hinteren Kante eines jeweiligen Rotorarms jeweils zumindest einen Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten aufweisen. Insbesondere ist die Mehrzahl an Sprüheinheiten nur an einer im Drehsinn des Rotors hinteren Kante wenigstens eines Rotorarms oder nur an einer im Drehsinn des Rotors jeweiligen hinteren Kante mehrerer Rotorarme des Rotors angeordnet bzw. ausgebildet. Somit können die Rotorarme besonders einfach und kostengünstig sein.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung der Rotor des Sprühkörpers der Sprühvorrichtung mittels zumindest zwei Rotorblättern des Rotors zumindest passiv antreibbar sein, vorzugsweise nur passiv antreibbar sein, bspw. mittels eines durch einen Fahrtwind des Fahrzeuges erzeugten Luftstroms oder mittels eines durch ein aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse erzeugten Luftstromes über die zumindest zwei Rotorblätter. Es ist auch denkbar, dass der Rotor mit den zumindest zwei Rotorblättern sowohl aktiv antreibbar als auch passiv antreibbar ist.
Mit besonderem Vorteil kann bei einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten an einer stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms liegenden Seite des Sprühkörpers angeordnet oder ausgebildet sein. Somit kann ein Sprühen des Sprühfluids in Richtung eines in einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms besonders vorteilhaft sein und besonders vorteilhaft auf das zu temperierende Bauteil, insbesondere der Temperiervorrichtung, des Fahrzeuges gesprüht werden. Mit anderen Worten wird insbesondere das Sprühfluid in gleicher Strömungsrichtung wie der Luftstrom eingebracht. Die stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms liegende Seite des Sprühkörpers ist insbesondere dem zu temperierenden Bauteil, insbesondere der Temperiervorrichtung, des Fahrzeuges zugewandt. Insbesondere kann die Mehrzahl an Sprüheinheiten nur an einer stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms liegenden Seite des Sprühkörpers angeordnet bzw. ausgebildet sein. Somit kann der Sprühkörper besonders einfach ausgebildet sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung eine Temperiervorrichtung zum Temperieren eines Temperierfluids eines Fahrzeuges, wobei die Temperiervorrichtung einen Temperierkörper zum Temperieren zumindest des durch den Temperierkörper strömbaren Temperierfluids des Fahrzeuges aufweist. Ferner umfasst die Temperiervorrichtung eine erfindungsgemäß ausgebildete Sprühvorrichtung für das Sprühen des Sprühfluids auf den Temperierkörper, wobei der Sprühkörper der Sprühvorrichtung baulich in Reihe zu dem Temperierkörper angeordnet ist.
Insbesondere ist der Temperierkörper der Temperiervorrichtung plattenförmig oder im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet. Der plattenförmige Temperierkörper weist insbesondere eine erste Plattenseite und eine der ersten Plattenseite gegenüberliegen zweite Plattenseite auf. Als erste Plattenseite und zweite Plattenseite des Temperierkörpers sind insbesondere die jeweils gegenüber der Dicke des plattenförmigen Temperierkörpers ausgedehnten, sich gegenüberliegenden Flächen des Sprühkörpers zu verstehen. Der Temperierkörper kann ferner zumindest einen Temperierfluideingang zum Zuführen des Temperierfluids zu dem Temperierkörper und zumindest einen Temperierfluidausgang zum Abführen des Temperierfluids aus dem Temperierkörper aufweisen. Der Temperierkörper ist insbesondere ein Kühlmittelkühler. Das Temperierfluid ist insbesondere ein Kühlmittel.
Ferner kann der Temperierkörper mehrteilig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Temperierkörper einen ersten Temperierteilkörper und einen baulich in Reihe zu dem ersten Temperierteilkörper angeordneten zweiten Temperierteilkörper aufweisen. Bspw. ist der erste Temperierteilkörper ein Niedertemperaturkühler und der zweite Temperierteilkörper ist ein Hochtemperaturkühler. Der erste Temperierteilkörper kann ferner zumindest einen Temperierfluideingang zum Zuführen eines ersten Temperierfluids zu dem ersten Temperierteilkörper und zumindest einen Temperierfluidausgang zum Abführen des ersten Temperierfluids aus dem ersten Temperierteilkörper aufweisen. Auch der zweite Temperierteilkörper kann ferner zumindest einen Temperierfluideingang zum Zuführen eines zweiten Temperierfluids zu dem zweiten Temperierteilkörper und zumindest einen Temperierfluidausgang zum Abführen des zweiten Temperierfluids aus dem zweiten Temperierteilkörper aufweisen. Durch den ersten Temperierkörper und den zweiten Temperierkörper können unterschiedliche Temperierfluide strömen. Insbesondere kann die Sprühvorrichtung auf den ersten Temperierteilkörper und auf den baulich in Reihe zu dem ersten Temperierteilkörper angeordneten zweiten Temperierteilkörper das Sprühfluid sprühen. Somit kann das durch den ersten Temperierteilkörper strömende Temperierfluid und das durch den zweiten Temperierteilkörper strömende Temperierfluid temperiert werden. Vorzugsweise sprüht die Sprühvorrichtung jedoch nur auf den ersten Temperierteilkörper oder nur auf den zweiten Temperierteilkörper. Ganz vorzugsweise sprüht die Sprühvorrichtung jedoch nur auf den Hochtemperaturkühler. Das Temperieren des Fahrzeugkörpers, bspw. eines Brennstoffzellensystems bzw. eines Brennstoffzellenstapels des Brennstoffzellensystems, erfolgt insbesondere mittels des Hochtemperaturkühlers.
Mit dem Ausdruck „wobei der Sprühkörper der Sprühvorrichtung baulich in Reihe zu dem Temperierkörper angeordnet ist“ soll ausgedrückt werden, dass der Sprühkörper der Sprühvorrichtung und der Temperierkörper der Sprühvorrichtung hintereinander angeordnet sind bzw. gestapelt sind.
Der bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehende Luftstrom ist insbesondere ein mittels eines durch einen Fahrtwind des Fahrzeuges erzeugter Luftstrom und/oder ein mittels eines durch ein aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse erzeugter Luftstrom.
Weiter kann die Sprühvorrichtung eine Kontrollvorrichtung und/oder die Temperiervorrichtung eine Kontrollvorrichtung und/oder das Fahrzeug eine Kontrollvorrichtung zum Kontrollieren einer Pumpe zum Pumpen des Sprühfluids von einem Sprühfluidtank zu der Sprühvorrichtung, insbesondere zu dem Sprühkörper der Sprühvorrichtung, aufweisen. Durch das Kontrollieren der Pumpe mittels der Kontrollvorrichtung kann insbesondere eine Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung kontrolliert werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Sprühkörper eine Sprühfläche ausbildet, wobei die Sprühfläche im Wesentlichen gleich oder größer als eine Temperierfläche des Temperierkörpers der Temperiervorrichtung ist. Somit kann das Temperieren des durch den Temperierkörper strömbaren Temperierfluids besonders vorteilhaft sein, da der Temperierkörper zumindest über die gesamte Fläche temperiert wird. Die Sprühfläche des Sprühkörpers ist insbesondere als die mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten erzeugte Sprühfluidstromfläche zu verstehen. Durch den bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms kann die Kontur der Sprühfluidstromfläche beeinflusst werden, insbesondere geschärft werden. Als eine Temperierfläche des Temperierkörpers ist insbesondere eine dem Sprühkörper zugewandte (ebene) Seite des Temperierkörpers zu verstehen. Beispielsweise kann der äußere Umfang einer Gitterstruktur als Sprühkörper mindestens deckungsgleich mit dem äußeren Umfang des Temperierkörpers sein, sodass die Sprühfläche im Wesentlichen gleich oder größer als eine Temperierfläche des Temperierkörpers der Temperiervorrichtung ist.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Sprühkörper stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms vor dem Temperierkörper angeordnet sein. Somit kann die Temperiervorrichtung besonders einfach und kompakt ausgebildet sein. Insbesondere ist der Sprühkörper der Sprühvorrichtung stromabwärts des bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms baulich direkt vor dem Temperierkörper angeordnet. Somit kann das Sprühen des Sprühfluids auf den Temperierkörper besonders ungehindert erfolgen. Insbesondere kann ferner der Sprühkörper stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms beabstandet zu dem Temperierkörper vor dem Temperierkörper angeordnet sein. Somit kann der mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten erzeugte Sprühfluidstrom besonders vorteilhaft sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung zumindest einen Feuchtesensor zum Ermitteln einer Luftfeuchtfeuchtigkeit eines Luftstroms für ein Kontrollieren einer Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung aufweisen, um insbesondere eine Temperatur des Temperierfluids zu kontrollieren, wobei der Feuchtesensor stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms nach dem Temperierkörper angeordnet ist. Somit kann bspw. eine erforderliche Sprühfluidmenge des Sprühfluids kontrolliert in den bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms eingebracht werden. Das kontrollierte Einbringen der erforderlichen Sprühfluidmenge des Sprühfluids ist insbesondere ein closed-loop Regeln. Mit anderen Worten kann das kontrollierte Einbringen der erforderlichen Sprühfluidmenge des Sprühfluids mittels einer closed-loop Regelung erfolgen. Ferner kann der Feuchtesensor insbesondere kommunikationstechnisch mit einer Kontrollvorrichtung zum Kontrollieren einer Pumpe zum Pumpen des Sprühfluids von einem Sprühfluidtank zu der Sprühvorrichtung, insbesondere zu dem Sprühkörper der Sprühvorrichtung, verbunden sein. Der zumindest eine Feuchtesensor ist insbesondere direkt nach dem Temperierkörper, vorzugsweise direkt nach dem Temperierkörper an dem Temperierkörper, angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Temperiervorrichtung mehrere Feuchtesensoren zum jeweiligen bereichsweisen Ermitteln einer Luftfeuchtfeuchtigkeit eines Luftstroms für ein Kontrollieren einer Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung aufweist. Somit kann bspw. eine mittlere Luftfeuchtigkeit des Luftstroms ermittelt werden. Ferner kann für voneinander unabhängig kontrollierbaren Sprüheinheiten jeweils eine unterschiedliche (angepasste) Sprühfluidmenge mittels den Feuchtesensoren bestimmt werden, sodass das Sprühen des Sprühfluids auf den Temperierkörper besonders vorteilhaft ist. Ferner ist vorstellbar, dass insbesondere der Feuchtesensor stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms nach dem Temperierkörper sowie nach einem baulich in Reihe zu dem Temperierkörper angeordneten, aktiv antreibbarem, rotierbar gelagerten Gebläse zum Erzeugen eines Luftstromes angeordnet ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Temperierkörper einen ersten Temperierteilkörper und einen baulich in Reihe zu dem ersten Temperierteilkörper angeordneten zweiten Temperierteilkörper aufweist, wobei der Sprühkörper der Sprühvorrichtung baulich zwischen dem ersten Temperierteilkörper und dem zweiten Temperierteilkörper angeordnet ist. Somit kann ein bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehender Luftstrom bereits vorgewärmt werden. Dadurch kann die relative Feuchte des Luftstroms sinken, sodass der Luftstrom eine größere Sprühfluidmenge aufnehmen kann, was insbesondere für eine gesteigerte Wärmekapazität sorgen kann. Insbesondere ist der zweite Temperierteilkörper stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms nach dem ersten Temperierteilkörper sowie nach dem Sprühkörper angeordnet, wobei vorzugsweise der erste Temperierteilkörper ein Niedertemperaturkühler und der zweite Temperierteilkörper ein Hochtemperaturkühler ist. Vorzugsweise ist der Sprühkörper beabstandet zu dem ersten Temperierteilkörper und/oder ist der Sprühkörper beabstandet zu dem zweiten Temperierteilkörper zwischen dem ersten Temperierteilkörper und dem zweiten Temperierteilkörper angeordnet. Somit kann der bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehende Luftstrom besonders vorteilhaft vorgewärmt werden und/oder kann der mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten erzeugte Sprühfluidstrom besonders vorteilhaft auf den zweiten Temperierteilkörper gesprüht werden.
Vorteilhafterweise kann bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Temperiervorrichtung ein baulich in Reihe zu dem Sprühkörper sowie baulich in Reihe zu dem Temperierkörper angeordnetes, aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse zum Erzeugen eines Luftstromes in einer Richtung von dem Sprühkörper zu dem Temperierkörper aufweisen, wobei ferner der Sprühkörper und das Gebläse auf einer Antriebswelle der Temperiervorrichtung zumindest zum aktiven Antreiben des Gebläses jeweils rotierbar gelagert sind. Der rotierbare Sprühkörper ist insbesondere zumindest passiv antreibbar, vorzugsweise nur passiv antreibbar, bspw. mittels eines durch einen Fahrtwind des Fahrzeuges erzeugten Luftstroms oder mittels des durch das aktiv antreibbare, rotierbar gelagerte Gebläse erzeugten Luftstromes. Der nur passiv antreibbare Sprühkörper kann auf einer frei drehenden Nabe ohne Kraftschluss zu der Antriebswelle sitzen. Mit anderen Worten kann der Sprühkörper frei drehbar sein. Vorteilhafterweise kann eine frei drehende Anordnung des Sprühkörpers vor dem aktiv antreibbaren, rotierbar gelagerten Gebläse bewirken, dass eine Ausführung des Sprühkörpers als Rotor mit zumindest zwei Rotorblättern ausreicht, um durch ein stromabwärts drehendes aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse eine besonders vorteilhafte, insbesondere gleichmäßige, Verteilung des Sprühfluids zu erreichen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der rotierbare Sprühkörper starr mit dem aktiv antreibbaren, rotierbar gelagerten Gebläse zum Erzeugen des Luftstromes mechanisch verbunden ist und/oder dass der rotierbare Sprühkörper direkt über die Antriebswelle angetrieben wird. Das Gebläse kann auch als ein Ventilator verstanden werden. Ferner ist das aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse insbesondere mittels einer Kontrollvorrichtung der Sprühvorrichtung und/oder einer Kontrollvorrichtung der Temperiervorrichtung und/oder einer Kontrollvorrichtung des Fahrzeugs kontrollierbar.
Die Temperiervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu der Sprühvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Gemäß einem dritten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine erfindungsgemäß ausgebildete Temperiervorrichtung aufweist. Ferner umfasst das Fahrzeug einen mit dem Temperierkörper der Temperiervorrichtung fluidtechnisch verbundenen Fahrzeugkörper, um den Fahrzeugkörper mittels dem durch den Temperierkörper strömbaren Temperierfluids zu temperieren.
Das Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, ganz vorzugsweise ein N utzfah rzeug.
Der Temperierkörper kann bspw. ein Kühlmittelkühler des Fahrzeuges sein und der Fahrzeugkörper kann bspw. ein Kühlsystem einer Energievorrichtung, bspw. eines Brennstoffzellensystems, zum Antreiben des Fahrzeuges für ein Fortbewegen des Fahrzeuges sein.
Das Brennstoffzellensystem weist insbesondere einen Brennstoffzellenstapel, ein Kühlsystem, ein Brennstoffsystem (bspw. Wasserstoffsystem / Anodenkreislauf) sowie ein Kathodensystem (bspw. Luftsystem) auf. Luft als Kathodengas kann dem Brennstoffzellenstapel verdichtet und temperiert über eine Zuleitung zugeführt werden. Durch die elektrochemische Reaktion im Brennstoffzellenstapel wird Wasser erzeugt, das insbesondere nur zu einem Teil für die Rückbefeuchtung des Brennstoffzellenstapels verwendet wird. Der Rest kann über eine Abgasleitung bis in einen Wasserabscheider geführt werden. Das Wasser (als Sprühfluid) kann in einem Sprühfluidtank des Fahrzeuges zwischengespeichert werden. Vorzugsweise wird das in dem Sprühfluidtank gespeicherte Wasser nur bei Abruf einer Spitzenleistung eines Fahrzeugkörpers, bspw. eines Brennstoffzellenstapels, des Fahrzeuges auf den Temperierkörper der Temperiervorrichtung gesprüht. Als Spitzenleistung des Fahrzeuges ist insbesondere eine thermische Spitzenleistung des Fahrzeugkörpers des Fahrzeuges zu verstehen, wobei bspw. bei einem Brennstoffzellenstapel, insbesondere PEM-Brennstoffzellenstapel, von einer Spitzenlast bei einer Kühlmitteltemperatur des Kühlmittels eines Kühlmittelkreislaufes des Brennstoffzellenstapels von größer 90 °C, insbesondere von größer 80 °C, gesprochen werden kann. Somit kann das in dem Sprühfluidtank gespeicherte Wasser für einen (Normal-)Betrieb des Fahrzeuges ausreichen und ein Zuführen von zusätzlichem Wasser von außen kann besonders geringgehalten werden, insbesondere vermieden werden. Bei einer hohen Belastung des Kühlsystems kann ein Zustand eintreten, bei dem bedingt durch Umgebungsbedingungen oder Alterung des Brennstoffzellenstapels des Brennstoffzellensystems, die anfallende Abwärme nicht mehr durch die Kühlmittelkühler bzw. Fahrzeugkühler des Fahrzeuges abgeführt werden kann. In diesem Fall kann das in dem Sprühfluidtank gespeicherte Sprühfluid, insbesondere Wasser, verwendet werden, um die Wärmekapazität des Kühlmediums (Umgebungsluft) bei einem Durchströmen des Kühlmittelkühlers bzw. der Fahrzeugkühler des Fahrzeuges zu erhöhen. Durch das Verdampfen des Wassers kann zusätzlich die Verdampfungsenthalpie des Wassers genutzt werden und somit die Kühlwirkung besonders hoch sein. Das Kühlfluid kann hierbei insbesondere mit einer Pumpe vom Sprühfluidtank zu der Sprühfluidvorrichtung gepumpt werden. Ein weiterer Vorteil der Speicherung bzw. Sammlung und Verwertung des bei dem Betrieb des Brennstoffzellensystems entstehenden Wassers ist insbesondere, dass das Fahrzeug nahezu kein flüssiges Wasser mehr über das Abgas an die Umwelt abgibt. Das kann insbesondere während eines Stop-and-Go Betriebs oder vor Einfahrten in Tiefgaragen sichtbar sein, da hierbei ein Fahrzeug mit Brennstoffzellensystem typisch größere Mengen flüssiges Wasser ausstoßen.
Die Verdampfungsenthalpie von Wasser beträgt ca. 2,4 kW/(g H₂O/s). D.h. bei vollständiger Verdampfung von 20 g Wasser je Sekunde, kann eine Kühlleistung von ca. 48 kW mittels Verdampfung erreicht werden.
Ein Sprühfluidtank des Fahrzeuges mit einem exemplarischen Fassungsvermögen von 10 I (Liter) kann eine zusätzliche Kühlleistung bis zu 500 s (entsprechend ca. 8 Minuten) lang aufrechterhalten. In vielen Fahrsituationen kann dies ausreichen, um eine Energievorrichtung des Fahrzeuges, bspw. ein Kühlsystem eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeuges, ausreichend zu unterstützen und damit ein Derating, d. h. eine Leistungsherabsetzung des Fahrzeuges bzw. der Energievorrichtung, gänzlich zu vermeiden oder zumindest zeitlich hinauszuzögern. Einer konkreten Anforderung des Fahrzeugs kann durch eine Anpassung der Sprühfluidmenge des Sprühfluids und der Größe des Sprühfluidtanks entgegengetreten werden.
Nutzfahrzeuge können Energievorrichtungsleistungen, insbesondere Brennstoffzellenleistungen, im Bereich von 100 bis 400 kW elektrischer Leistung aufweisen. Bspw. können bei einem Brennstoffzellensystem bei einem üblichen Betriebspunkt (eta=45%) zwischen 60 und 240 I/h Wasser durch die Brennstoffzellenreaktion produziert werden. Bei einer effizienten Kondensatabscheidung sind Sprühfluidbehälter mit einem Fassungsvermögen von mehr als 10 I (Liter) während des Betriebs des Fahrzeuges bzw. des Brennstoffellensystems einsetzbar.
Ferner ist denkbar, dass die Temperiervorrichtung, insbesondere die Komponenten der Temperiervorrichtung, nicht frostfest ausgeführt sind. Hierbei ist insbesondere ein optionales Sprühfluidablassventil notwendig, um Sprühfluid aus dem Sprühfluidtank und/oder Sprühfluid aus der Temperiervorrichtung, insbesondere aus Komponenten der Temperiervorrichtung, ablassen zu können.
Insbesondere ist der Temperierkörper der Temperiervorrichtung derart fluidtechnisch mit dem Fahrzeugkörper verbunden, dass durch den Temperierkörper und den Fahrzeugkörper das Temperierfluid strömt, um mittels dem durch den Temperierkörper, bspw. einem Kühlmittelkühler des Fahrzeuges, sowie durch den Fahrzeugkörper, bspw. einem Brennstoffzellenstapel, strömenden Temperierfluids den Fahrzeugkörper zu temperieren. Mit anderen Worten können der Temperierkörper und der Fahrzeugkörper fluidtechnisch in Reihe geschalten sein. Der Temperierkörper der Temperiervorrichtung kann über Fluidleitungen fluidtechnisch mit dem Fahrzeugkörper verbunden sein, um den Fahrzeugkörper mittels dem durch den Temperierkörper strömbaren Temperierfluid zu temperieren. Ferner kann der Temperierkörper, insbesondere der Kühlmittelkühler, insbesondere Lamellen zur Wärmeabgabe aufweisen.
Insbesondere ist die Temperiervorrichtung in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges vor dem Insasseninnenraum des Fahrzeuges angeordnet.
Das Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu der Sprühvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. der Temperiervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Gemäß einem vierten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Temperieren eines durch einen Temperierkörper einer Temperiervorrichtung strömbaren Temperierfluids eines Fahrzeuges, wobei insbesondere die Temperiervorrichtung erfindungsgemäß ausgebildet ist, wobei das Verfahren als einen Schritt ein Erfassen einer Temperatur des Temperierfluids, bspw. mittels eines Temperatursensors, aufweist. Ferner umfasst das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Bestimmen einer Sprühfluidmenge eines Sprühfluidstroms einer Sprühvorrichtung, insbesondere basierend auf der erfassten Temperatur des Temperierfluids und/oder basierend auf einem Füllstand eines Sprühfluidspeichers des Fahrzeuges und/oder basierend auf einer von einem Feuchtesensor ermittelten Luftfeuchtigkeit eines Luftstroms, sowie als einen weiteren Schritt ein Sprühen des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper, wobei insbesondere das Sprühen des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper in Abhängigkeit der bestimmten bzw. ermittelten Sprühfluidmenge erfolgt.
Durch das Sprühen des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper wird vorteilhafterweise das durch den Temperierkörper der Temperiervorrichtung strömbare bzw. strömenede Temperierfluid temperiert.
Das Sprühen des Sprühfluids bzw. des Sprühfluidstroms auf den Temperierkörper erfolgt insbesondere bei einer Spitzenleistung, insbesondere bei einer thermischen Spitzenleistung, eines zu temperierenden Fahrzeugkörpers, bspw. einem Brennstoffzellensystem bzw. Brennstoffzellenstapels, des Fahrzeuges. Ferner erfolgt das Sprühen des Sprühfluidstrom insbesondere mit der bestimmten Sprühfluidmenge.
Durch das Temperieren des durch den Temperierkörper der Temperiervorrichtung strömbaren bzw. strömende Temperierfluids kann insbesondere ein mit dem Temperierkörper der Temperiervorrichtung fluidtechnisch verbundener Fahrzeugkörper temperiert werden.
Das Erfassen der Temperatur des Temperierfluids erfolgt insbesondere mittels eines Temperatursensors. Das Erfassen der Temperatur des Temperierfluids erfolgt insbesondere während eines Betriebs des Fahrzeuges.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Temperieren des durch den Temperierkörper der Temperiervorrichtung strömbaren Temperierfluids des Fahrzeuges als einen Schritt ein Erkennen eines Überschreitens eines ersten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids aufweisen, insbesondere aufgrund einer erfassten Temperatur des Temperierfluids.
Weiter kann das Verfahren als einen Schritt ein Überprüfen eines Füllstandes eines Sprühfluidspeichers des Fahrzeuges aufweisen. Insbesondere wird bei einem erkannten, nichtleeren Sprühfluidspeicher und einem erkannten Überschreiten des ersten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids der Sprühfluidstrom bzw. das Sprühfluid mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper gesprüht zum Temperieren des Temperierfluids.
Bei einem leeren Sprühfluidspeicher erfolgt insbesondere kein Sprühen des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper bzw. wird das Sprühen des Sprühfluidstrom gestoppt, wobei jedoch insbesondere eine Leistungsherabsetzung des Fahrzeuges bzw. einer Energievorrichtung des Fahrzeuges erfolgen kann, um die Temperatur des Temperierfluids herabzusetzen.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Temperieren des durch den Temperierkörper der Temperiervorrichtung strömbaren Temperierfluids des Fahrzeuges als einen Schritt, insbesondere aufgrund einer erfassten Temperatur des Temperierfluids, ein Erkennen eines Unterschreitens eines zweiten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids aufweisen Bei einem erkannten Unterschreiten des zweiten Grenzwertes wird insbesondere das Sprühen des Sprühfluidstroms auf den Temperierkörper gestoppt. Der zweite Grenzwert ist insbesondere ein geringerer Temperaturwert als der erste Grenzwert.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung zumindest zeitweise mittels eines Kennlinienfeldes bestimmt werden und/oder kann die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung zumindest zeitweise mittels zumindest eines Feuchtesensors zum Ermitteln einer Luftfeuchtigkeit eines Luftstroms bestimmt werden, wobei insbesondere der Feuchtesensor stromabwärts bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms nach dem Temperierkörper angeordnet ist.
Das Bestimmen der Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung mittels des Kennlinienfeldes kann in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen des Fahrzeuges, bspw. in Abhängigkeit einer relativen Luftfeuchtigkeit, einer Temperatur, eines Drucks und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.
Das Bestimmen der Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung mittels zumindest eines Feuchtesensors erfolgt insbesondere in einer closed-loop Regelung. Hierbei wird insbesondere die Luftfeuchtfeuchtigkeit des Luftstroms vorteilhafterweise zeitkontinuierlich oder im Wesentlichen zeitkontinuierlich bestimmt. Somit kann das Kontrollieren bzw. das Regeln der Sprühfluidmenge besonders vorteilhaft sein.
Vorteilhafterweise kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung derart bestimmt werden, dass die Luftfeuchtigkeit eines bei einem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms stromabwärts nach dem Temperierkörper kleiner 100 %, insbesondere größer 80 % und kleiner 100%, vorzugsweise größer 90 % und kleiner 100%, ist. Somit kann sichergestellt werden, dass nur so viel Sprühfluid, bspw. Wasser, mittels der Sprühvorrichtung in einen bei dem Betrieb des Fahrzeuges entstehenden Luftstroms eingesprüht wird wie sicher verdampft werden kann, wobei andererseits das Potential der Verdampfungskühlung besonders vorteilhaft größtenteils abgerufen werden kann.
Die zuvor und die im Nachfolgenden beschrieben Verfahrensschritte können, sofern technisch sinnvoll, einzeln, zusammen, einfach, mehrfach, zeitlich parallel und/oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht insbesondere bspw. folgende Schrittreihenfolge vor: Während des Betriebs einer Temperiervorrichtung wird eine Temperatur des Temperierfluids, vorzugsweise mittels eines Temperatursensors, erfasst, insbesondere überwacht, wobei bei einem Erkennen eines Überschreitens eines ersten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids, bspw. 80 °C eines Kühlmittels eines Kühlmittelkreislaufes eines Brennstoffzellenstapels, überprüft wird, ob ein Sprühfluidbehälter leer oder zumindest teilweise gefüllt ist. Wird erkannt, dass der Sprühfluidbehälter leer ist, so erfolgt insbesondere eine Leistungsherabsetzung des Fahrzeuges bzw. einer Energievorrichtung, wobei andernfalls, d. h. der Sprühfluidbehälter ist zumindest teilweise gefüllt, eine Sprühfluidmenge eines Sprühfluidstroms einer Sprühvorrichtung zum Sprühen auf den Temperierkörper bestimmt wird. Das Bestimmen der Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms erfolgt insbesondere basierend auf der erfassten Temperatur des Temperierfluids und/oder basierend auf einem Füllstand eines Sprühfluidspeichers des Fahrzeuges und/oder basierend auf einer von einem Feuchtesensor ermittelten Luftfeuchtigkeit eines Luftstroms. Anschließend wird der Sprühfluidstrom mittels der Sprühvorrichtung mit einer bestimmten Sprühfluidmenge auf den Temperierkörper gesprüht, insbesondere gespritzt, wobei insbesondere die Sprühfluidmenge während des Sprühens des Sprühfluids auf den Temperierkörper anpassbar ist bzw. angepasst wird, bspw. mittels einer closed-loop Regelung. Somit wird das Temperierfluid gekühlt und die Temperatur des Temperierfluids sinkt. Derweil wird weiterhin die Temperatur des Temperierfluids überwacht, wobei bei einem Erkennen eines Unterschreitens eines zweiten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids, bspw. 65 °C oder 60 °C eines Kühlmittels eines Kühlmittelkreislaufes eines Brennstoffzellenstapels, das Sprühen des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung auf den Temperierkörper gestoppt bzw. beendet wird.
Das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu der Sprühvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. der Temperiervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bzw. dem Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Figurenliste
Es zeigen schematisch:

1 eine Sprühvorrichtung,
2 eine Sprühvorrichtung,
3 eine Sprühvorrichtung,
4 eine Temperiervorrichtung,
5 eine Temperiervorrichtung,
6 eine Temperiervorrichtung,
7 eine Temperiervorrichtung,
8 ein Fahrzeug, und
9 ein Verfahren.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 bis 3 offenbaren jeweils eine Sprühvorrichtung 1 für ein Fahrzeug 200, wobei die Sprühvorrichtung 1 einen sprühfluidführbaren Sprühkörper 10 mit zumindest einem Sprühfluideingang 11 zum Zuführen des Sprühfluids SF und mit einer Mehrzahl an Sprüheinheiten 12 aufweist. Die Mehrzahl an Sprüheinheiten 12 sind derart an dem Sprühkörper 10 angeordnet und derart ausgestaltet, dass mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten 12 ein Sprühfluidstrom zum Sprühen auf ein zu temperierendes Bauteil 220, insbesondere auf einen Temperierkörper 221 einer Temperiervorrichtung 220, des Fahrzeuges 200 erzeugbar ist.
In 1 ist der Sprühkörper 10 in einer Vorderansicht dargestellt. Der Sprühkörper 10 ist plattenförmig ausgebildet und aus einer Mehrzahl an fluidtechnisch miteinander verbundenen Rohren 21, 22 zum Führen des Sprühfluids SF gebildet. Ein Teil 21 der Mehrzahl an Rohren 21, 22 ist parallel zueinander angeordnet, wobei die parallel zueinander angeordneten Rohre 21 über zwei quer zu den parallel zueinander angeordneten Rohren 21 angeordneten (Verteilungs-)rohre 22 fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Entlang der Rohre 21, 22 sind feine Bohrungen 12, insbesondere Düsen, angebracht zur Zerstäubung des Sprühfluids. Zwischen den Rohren 21, 22 sind Öffnungen 13 ausgebildet, durch welche bspw. der durch den Fahrtwind erzeugte Luftstrom LS des Fahrzeuges 200 strömen kann, um eine besonders vorteilhafte Verwirbelung des Sprühfluids SF zu erreichen.
In 2 ist der Sprühkörper 10 auch in einer Vorderansicht dargestellt. Der Sprühkörper 10 weist ein Drehlager 31 zum rotierenden Bewegen des Sprühkörpers 10 auf. Das Drehlager 31 ist insbesondere eine drehbar gelagerte Nabe, wobei die drehbar gelagerte Nabe den Sprühfluideingang 11 zum Zuführen des Sprühfluids SF aufweist. Ferner umfasst der Sprühkörper 10 zumindest einen ersten Rotorarm 35 und einen zweiten Rotorarm 36. Der rotierbare Sprühkörper 10 kann insbesondere aktiv antreibbar, insbesondere aktiv antreibbar sowie drehzahlkontrollierbar, sein. Außerdem ist zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten 12 an einer im Drehsinn des Sprühkörpers 10 jeweiligen hinteren Kante der beiden Rotorarme 35, 36 angeordnet bzw. ausgebildet. Die Sprüheinheiten 12 sind insbesondere über eine Länge des Rotorarms 35 bzw. über eine Länge des Rotorarms 36 verteilt angeordnet.
In 3 ist der Sprühkörper 10 auch in einer Vorderansicht dargestellt. Der Sprühkörper 10 weist einen Rotor mit vier Rotorblättern 35, 36, 37, 38 auf. Die Rotorblätter 35, 36, 37, 38 bewirken aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung bei einem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS eine Drehbewegung des Sprühkörpers 10. Die Rotorblätter 35, 36, 37, 38 weisen hierfür insbesondere zwei sich gegenüberliegende Rotorblattflächen auf, wobei die zwei sich gegenüberliegenden Rotorblattflächen an einer im Drehsinn des Rotors vorderen Kante zusammenlaufen sowie an einer sich im Drehsinn des Rotors hinteren Kante. Ferner ist die Mehrzahl an Sprüheinheiten 12 an einer im Drehsinn des Rotors jeweiligen hinteren Kante der vier Rotorblätter 35, 36, 37, 38 angeordnet, vorzugsweise ausgebildet. Vorteilhafterweise können somit die Sprüheinheiten 12 in die zwischen durch jeweils zwei benachbarte Rotorblätter 35, 36, 37, 38 ausgebildeten Öffnungen 13 das Sprühfluid SF sprühen bzw. zerstäuben. Gleichzeitig kann ein Rückstoß des aus den Sprüheinheiten 12 austretenden Sprühfluids SF ein zusätzliches Antriebsmoment für die Rotorblätter 35, 36, 37, 38 bewirken. Auch hier weist der Rotor des Sprühkörpers 10 eine drehbar gelagerte Nabe 31 auf, wobei die drehbar gelagerte Nabe 31 den Sprühfluideingang 11 zum Zuführen des Sprühfluids SF aufweist.
Die 4 bis 7 offenbaren jeweils in einer Seitenansicht eine Temperiervorrichtung 220 zum Temperieren eines Temperierfluids TF eines Fahrzeuges 200, wie es bspw. in 8 dargestellt ist. Die Temperiervorrichtung 220 umfasst einen Temperierkörper 221 zum Temperieren des durch den Temperierkörper 221 strömbaren Temperierfluids TF des Fahrzeuges 200, wobei somit auch ein mit dem Temperierkörper 221 der Temperiervorrichtung 220 fluidtechnisch verbundener Fahrzeugkörper 280 temperiert werden kann bzw. wird. Die Temperiervorrichtung 220 umfasst ferner eine erfindungsgemäß ausgebildete Sprühvorrichtung 1 für das Sprühen des Sprühfluids SF auf den Temperierkörper 221 der Temperiervorrichtung 220, wobei der Sprühkörper 10 der Sprühvorrichtung 1 baulich in Reihe zu dem Temperierkörper 221 angeordnet ist. Die Sprühvorrichtung 1 kann eine Sprühvorrichtung gemäß der Beschreibung zu den 1 bis 3 sein. Optional ist denkbar, dass die Temperiervorrichtung 220 ein baulich in Reihe zu dem Sprühkörper 10 sowie baulich in Reihe zu dem Temperierkörper 221 angeordnetes, aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse 250 zum Erzeugen eines Luftstromes LS in einer Richtung von dem Sprühkörper 10 zu dem Temperierkörper 221 aufweist. Ferner kann die Temperiervorrichtung 220 optional zumindest einen Feuchtesensor 270 zum Ermitteln einer Luftfeuchtfeuchtigkeit eines Luftstroms LS für ein Kontrollieren einer Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung 1 aufweisen, wobei der Feuchtesensor 270 stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS nach dem Temperierkörper 221 angeordnet ist (siehe bspw. 6).
In 4 ist der Sprühkörper 10 beispielhaft als Sprühgitter ausgebildet, wobei das Sprühgitter stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS (direkt) vor dem Temperierkörper 221 sowie vor dem optionalen aktiv antreibbaren, rotierbar gelagerten Gebläse 250 angeordnet ist. Zusätzlich ist eine durch das Sprühgitter 100 ausgebildete Sprühfläche im Wesentlichen gleich als eine Temperierfläche des Temperierkörpers 221 der Temperiervorrichtung 220. Insbesondere kann hierfür die Länge des Sprühgitters 10 und die Breite des Sprühgitters 10 im Wesentlichen mit der Länge des Temperierkörpers 221 bzw. im Wesentlichen mit der Breite des Temperierkörpers 221 übereinstimmen. Die Sprühfläche des Sprühgitters 10 ist insbesondere als die mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten 10 erzeugte Sprühfluidstromfläche zu verstehen. Als die Temperierfläche des Temperierkörpers 221 ist insbesondere eine dem Sprühgitter 10 zugewandte (ebene) Seite des Temperierkörpers 221 zu verstehen.
In 5 ist im Vergleich zu 4 der Temperierkörper 221 mehrteilig ausgeführt. Der Temperierkörper 221 umfasst einen ersten Temperierteilkörper 221a und einen baulich in Reihe zu dem ersten Temperierteilkörper 221a angeordneten zweiten Temperierteilkörper 221b. Der Sprühkörper 10 der Sprühvorrichtung 1 ist baulich zwischen dem ersten Temperierteilkörper 221a und dem zweiten Temperierteilkörper 221b angeordnet. Insbesondere ist der erste Temperierteilkörper 221a ein Niedertemperaturkühler und der zweite Temperierteilkörper 221b ist ein Hochtemperaturkühler, bspw. zum Temperieren eines Kühlfluids eines Kühlsystems eines Brennstoffzellensystems des Fahrzeuges 200. Durch eine derartige Anordnung des Sprühkörpers 10 der Sprühvorrichtung 1 zwischen den beiden Temperierteilkörpern 221a, 221 kann ein bei einem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehender Luftstrom LS durch das Durchströmen des ersten Temperierteilkörpers 221a vorgewärmt werden.
In 6 ist der Sprühkörper 10 stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS vor dem Temperierkörper 221 angeordnet. Der Sprühkörper 10 ist insbesondere aktiv antreibbar, bspw. elektrisch antreibbar, und weist ferner zumindest zwei Rotorblätter 35, 36 zum Erzeugen eines Luftstromes LS in einer Richtung von dem Sprühkörper 10 zu dem Temperierkörper 221 auf. Die Sprüheinheiten 12 sind beispielhaft an einer im Drehsinn des Rotors jeweiligen hinteren Kante der zumindest zwei Rotorblätter 35, 36 angeordnet bzw. ausgebildet. Die Zufuhr des Sprühfluids SF kann über eine Nabe des Rotors erfolgen. Vorteilhafterweise kann eine derartige Temperiervorrichtung 220 besonders kompakt ausgebildet sein. Insbesondere kann ein weiterer, zusätzlicher Ventilator stromabwärts des bei dem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS nach dem Temperierkörper 221 entfallen.
In 7 weist die Temperiervorrichtung 220 ein baulich in Reihe zu dem Sprühkörper 10 sowie baulich in Reihe zu dem Temperierkörper 221 angeordnetes, aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse 250 zum Erzeugen eines Luftstromes LS in einer Richtung von dem Sprühkörper 10 zu dem Temperierkörper 221 auf, wobei ferner der Sprühkörper 10 und das Gebläse 250 auf einer gemeinsamen Antriebswelle 251 der Temperiervorrichtung 220 zumindest zum aktiven Antreiben des Gebläses 250 jeweils rotierbar gelagert sind. Es ist denkbar, dass der Sprühkörper 10 frei drehbar ist. Es ist auch vorstellbar, dass der rotierbare Sprühkörper 10 starr mit dem aktiv antreibbaren, rotierbar gelagerten Gebläse 250 mechanisch verbunden ist und/oder dass der rotierbare Sprühkörper 10 direkt über die Antriebswelle 251 selbst angetrieben wird.
8 zeigt schematisch ein Fahrzeug 200, wobei das Fahrzeug 200 eine erfindungsgemäß ausgebildete Temperiervorrichtung 220 umfasst. Ferner umfasst das Fahrzeug 200 einen mit dem Temperierkörper 221 der Temperiervorrichtung 220 fluidtechnisch verbundenen Fahrzeugkörper 280, bspw. eine Wärmequelle bzw. ein zu konditionierendes, insbesondere zu temperierendes, Bauteil bzw. einen Brennstoffzellenstapel, um den Fahrzeugkörper 280 mittels dem durch den Temperierkörper 221 sowie durch den Fahrzeugkörper 280 strömbaren bzw. strömenden Temperierfluids TF zu temperieren.
9 offenbart ein Verfahren zum Temperieren eines durch einen Temperierkörper 221 einer Temperiervorrichtung 220 strömbaren Temperierfluids TF eines Fahrzeuges 200, wobei die Temperiervorrichtung 220 erfindungsgemäß ausgebildet ist. Ferner umfasst das Verfahren als einen Schritt ein Erfassen 420 einer Temperatur des Temperierfluids TF sowie als einen optionalen Schritt ein Erkennen 430 eines Überschreitens eines ersten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids TF, insbesondere aufgrund einer erfassten Temperatur des Temperierfluids TF. Weiter umfasst das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Bestimmen 440 einer Sprühfluidmenge eines Sprühfluidstroms einer Sprühvorrichtung 1. Das Bestimmen der Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung 1 kann insbesondere zumindest zeitweise mittels eines Kennlinienfeldes bestimmt werden 441 und/oder zumindest zeitweise mittels eines Feuchtesensors 270 zum Ermitteln einer Luftfeuchtfeuchtigkeit eines Luftstroms LS bestimmt werden 442. Vorzugsweise wird die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung 1 derart bestimmt 443, dass die Luftfeuchtigkeit eines bei einem Betrieb des Fahrzeuges 200 entstehenden Luftstroms LS stromabwärts nach dem Temperierkörper 221 kleiner 100 %, insbesondere größer 80 % und kleiner 100%, vorzugsweise größer 90 % und kleiner 100%, ist. Als einen weiteren Schritt weist das Verfahren ein Sprühen 460 des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung 1, insbesondere der Sprüheinheiten 12 des Sprühkörper 10, auf den Temperierkörper 221 auf. Als ein weiterer optionaler Schritt kann das Verfahren, insbesondere aufgrund einer erfassten Temperatur des Temperierfluids TF, ein Erkennen 470 eines Unterschreitens eines zweiten Grenzwertes der Temperatur des Temperierfluids TF aufweisen, wobei bei einem erkannten Unterschreiten des zweiten Grenzwertes insbesondere das Sprühen 460 des Sprühfluidstroms auf den Temperierkörper 221 gestoppt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005010891 A1 [0003]
DE 102019112444 A1 [0003]

Claims

Sprühvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (200), wobei die Sprühvorrichtung (1) einen sprühfluidführbaren Sprühkörper (10) mit zumindest einem Sprühfluideingang (11) zum Zuführen des Sprühfluids (SF) und mit einer Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) aufweist, wobei die Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) derart an dem Sprühkörper (10) angeordnet und derart ausgestaltet sind, dass mittels der Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) ein Sprühfluidstrom zum Sprühen auf ein zu temperierendes Bauteil (220), insbesondere auf einen Temperierkörper (221) einer Temperiervorrichtung (220), des Fahrzeuges (200) erzeugbar ist.
Sprühvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (10) plattenförmig ausgestaltet ist.
Sprühvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Sprühkörper (10) aus einer Mehrzahl an Rohren (21, 22) gebildet ist.
Sprühvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (10) zumindest eine Öffnung (13) aufweist, sodass ein bei einem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehender Luftstrom (LS) durch die zumindest eine Öffnung (13) strömen kann, um das Sprühfluid mit dem entstehenden Luftstrom (LS) zu verwirbeln.
Sprühvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (10) ein Drehlager (31) zum rotierenden Bewegen des Sprühkörpers (10) aufweist.
Sprühvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Sprühkörper (10) aktiv antreibbar ist.
Sprühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Sprühkörper (10) einen Rotor mit zumindest zwei Rotorarmen (35, 36, 37, 38), insbesondere zumindest zwei Rotorblättern, aufweist.
Sprühvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) an einer im Drehsinn des Rotors hinteren Kante wenigstens eines der beiden Rotorarme (35, 36, 37, 38) angeordnet ist.
Sprühvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehrzahl an Sprüheinheiten (12) an einer stromabwärts bei einem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehenden Luftstroms (LS) liegenden Seite (17) des Sprühkörpers (10) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (220) zum Temperieren eines Temperierfluids (TF) eines Fahrzeuges (200), wobei die Temperiervorrichtung (220) aufweist: - einen Temperierkörper (221) zum Temperieren zumindest des durch den Temperierkörper (221) strömbaren Temperierfluids (TF) des Fahrzeuges (200), - eine nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildete Sprühvorrichtung (1) für das Sprühen des Sprühfluids (SF) auf den Temperierkörper (221), wobei der Sprühkörper (10) der Sprühvorrichtung (1) baulich in Reihe zu dem Temperierkörper (221) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (220) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (10) eine Sprühfläche ausbildet, wobei die Sprühfläche im Wesentlichen gleich oder größer als eine Temperierfläche des Temperierkörpers (221) der Temperiervorrichtung (220) ist.
Temperiervorrichtung (220) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkörper (10) stromabwärts eines bei dem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehenden Luftstroms (LS) vor dem Temperierkörper (221) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (220) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiervorrichtung (220) zumindest einen Feuchtesensor (270) zum Ermitteln einer Luftfeuchtigkeit eines Luftstroms (LS) für ein Kontrollieren einer Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung (1) aufweist, wobei der Feuchtesensor (270) stromabwärts bei dem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehenden Luftstroms (LS) nach dem Temperierkörper (221) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (220) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierkörper (221) einen ersten Temperierteilkörper (221a) und einen baulich in Reihe zu dem ersten Temperierteilkörper (221a) angeordneten zweiten Temperierteilkörper (221b) aufweist, wobei der Sprühkörper (10) der Sprühvorrichtung (1) baulich zwischen dem ersten Temperierteilkörper (221a) und dem zweiten Temperierteilkörper (221b) angeordnet ist.
Temperiervorrichtung (220) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiervorrichtung (220) ein baulich in Reihe zu dem Sprühkörper (10) sowie baulich in Reihe zu dem Temperierkörper (221) angeordnetes, aktiv antreibbares, rotierbar gelagertes Gebläse (250) zum Erzeugen eines Luftstromes (LS) in einer Richtung von dem Sprühkörper (10) zu dem Temperierkörper (221) aufweist, wobei ferner der Sprühkörper (10) und das Gebläse (250) auf einer Antriebswelle (251) der Temperiervorrichtung (220) zumindest zum aktiven Antreiben des Gebläses (250) jeweils rotierbar gelagert sind.
Fahrzeug (200), wobei das Fahrzeug (200) aufweist: - eine nach einem der Ansprüche 10 bis 15 ausgebildete Temperiervorrichtung (220), - einen mit dem Temperierkörper (221) der Temperiervorrichtung (220) fluidtechnisch verbundenen Fahrzeugkörper (280), um den Fahrzeugkörper (280) mittels dem durch den Temperierkörper (221) strömbaren Temperierfluids (TF) zu temperieren.
Verfahren zum Temperieren eines durch einen Temperierkörper (221) einer Temperiervorrichtung (220) strömbaren Temperierfluids (TF) eines Fahrzeuges (200), wobei die Temperiervorrichtung (220) nach einem der Ansprüche 10 bis 15 ausgebildet ist, wobei das Verfahren aufweist: - Erfassen (420) einer Temperatur des Temperierfluids (TF), - Bestimmen (440) einer Sprühfluidmenge eines Sprühfluidstroms einer Sprühvorrichtung (1), - Sprühen (460) des Sprühfluidstroms mittels der Sprühvorrichtung (1) auf den Temperierkörper (221).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung (1) zumindest zeitweise mittels eines Kennlinienfeldes bestimmt wird (441) und/oder dass die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung (1) zumindest zeitweise mittels eines Feuchtesensors (270) zum Ermitteln einer Luftfeuchtigkeit eines Luftstroms (LS) bestimmt wird (442), wobei insbesondere der Feuchtesensor (270) stromabwärts bei einem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehenden Luftstroms (LS) nach dem Temperierkörper (221) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühfluidmenge des Sprühfluidstroms der Sprühvorrichtung (1) derart bestimmt wird (443), dass die Luftfeuchtigkeit eines bei einem Betrieb des Fahrzeuges (200) entstehenden Luftstroms (LS) stromabwärts nach dem Temperierkörper (221) kleiner 100 %, insbesondere größer 80 % und kleiner 100%, vorzugsweise größer 90 % und kleiner 100%, ist.