Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für ein Brennstoffzellen system mit einem oberen Sammelkasten und einem unteren Sammelkasten, ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Brennstoffzellensystem mit zumindest einer Brennstoffzelle und einem solchen, diese Brennstoffzelle temperierenden Wärmeübertrager. Die Erfindung betrifft au ßerdem ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Brennstoffzellensystem.

Verglichen mit einer herkömmlichen Motorkühlung einer Brennkraftmaschine hat eine Kühlung einer Brennstoffzelle deutlich mehr zu leisten. Bei niedrigeren Pro zesstemperaturen müssen dabei deutlich höhere Energiemengen über ein Kühl mittel abgeführt werden, da es auch bei einem nur geringfügigen Überschreiten ei ner zulässigen Maximaltemperatur zu Schäden kommen kann. Generell gilt dabei, dass bei einer im Wesentlichen gleichen Fahrleistung in einem mit einer Brenn stoffzelle betriebenen Kraftfahrzeug mit bis zu der doppelten Energiemenge als Abwärme gerechnet und über einen Kühlmittelkühler abgeführt werden muss. Ver bunden mit einer im einem Brennstoffzellensystem erforderlichen, um ca. 10 bis 15 °C niedrigeren Kühlmitteltemperatur, sind entsprechende Leistungssteigerun gen nur über vergrößerte Kühlmittelkühler beziehungsweise generell nur über ver größerte Wärmeübertrager nicht darstellbar. Eine Steigerung einer Kühlleistung über einen höheren Kühlluftstrom erfordert wiederum überproportional mehr An triebsleistung in einem Lüfter, wobei aufgrund einer fehlenden mechanischen Kopplung mit einer Kurbelwelle bei einem Brennstoffzellenfahrzeug ein Elektromo tor zum Einsatz kommen muss, der für den höheren Kühlluftstrom wiederum deut lich mehr elektrische Energie verbraucht, was sich negativ auf eine zur Verfügung stehende Fahrzeugreichweite auswirkt. In beiden Fällen gilt zudem, dass Fakto- ren, wie ein begrenzter Bauraum, ein begrenztes Gewicht, ein vorgegebenes De sign sowie auch die Herstellungskosten vergrößerten oder leistungsstarkeren Wärmeübertrager enge Grenzen setzen.

Um beispielsweise bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern eine erhöhte Kühlleistung zu erzielen, ist es deshalb bekannt, eine direkte Kühlung des Wärmeübertragers durch Beaufschlagung mit Berieselungswasser und Erzeu gen eines Verdunstungseffektes einzusetzen.

Aus der DE 102008051 368 A1 ist ein Kühlsystem zur Übertragung eines Wär mestroms von einer Wärmequelle an eine durch einen Luftstrom gebildete Wär mesenke mit einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf bekannt, wobei der ge schlossene Kühlmittelkreislauf einen mit der Wärmequelle in wärmeübertragender Verbindung stehenden, Wärme in den Kühlmittelkreislauf eintragenden ersten Wärmetauscher und einen mit der Wärmesenke in wärmeübertragender Verbin dung stehenden, Wärme aus dem Kühlmittelkreislauf ausschleusenden, zweiten Wärmeübertrager umfasst sowie zusätzlich eine Adiabatik- bzw. Verdunstungs stufe mit mindestens einem Verdunstungswasser in den die Wärmesenke bilden den Luftstrom eintragenden Luftbefeuchter.

Aus der DE 19637926 A1 ist eine Kühleinrichtung für einen Ladeluftkühler mit ei nem Flüssigkeitsbehälter zum Aufbewahren einer Kühlflüssigkeit und einer in Nachbarschaft der Kühlereinrichtung angeordneten Sprüheinrichtung bekannt, die eine Pumpe mit einer Pumpenleitung zum Transportieren der Kühlflüssigkeit zur Sprüheinrichtung aufweist. Über ein Rohr und Düsen wird dabei bei Bedarf Was ser auf eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vordere Oberfläche eines Lade luftkühlers gesprüht. Die Sprüheinrichtung erfordert dabei jedoch eine vergleichs weise aufwendige und mehrteilige Befestigung. Aus der DE 2358631 A1 ist eine ähnliche Sprüheinrichtung bekannt, mittels wel cher ein eine Kühleinrichtung durchströmender Luftstrom mit Berieselungswasser beaufschlagt werden kann. Auch hier sind eine Pumpe, ein Vorratsbehälter und Düsen vorgesehen, die ein fein verteiltes Einspritzen des Berieselungswassers in den Luftstrom ermöglichen sollen. Die Fixierung der Düsen ist jedoch ebenfalls aufwendig gestaltet.

Aus der DE 11 2007001 422 B4 ist ein Kühler mit einem thermischen Übertra gungsbauteil mit einer mit einem Kühlfluid zu besprühenden Hauptfläche bekannt, wobei das thermische Übertragungsbauteil folgende Komponenten umfasst: Einen ersten Kanal, der auf der Hauptfläche ausgebildet ist, ein zweiten Kanal, der den ersten Kanal schneidet, wobei der zweite Kanal auf der Hauptfläche ausgebildet ist und wobei der erste Kanal derart ausgebildet ist, dass er sich von einer Endflä che des thermischen Übertragungsbauteils zu einer anderen Endfläche erstreckt. Hierdurch kann zwar eine erhöhte Kühlleistung geschaffen werden, jedoch eben falls wiederum nur mit vergleichsweise hohem Konstruktionsaufwand und zusätzli chem Bauraumbedarf.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wär meübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte, zumindest eine alterna tive Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Tech nik bekannten Nachteile überwindet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhän gigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kühlleis tung eines Wärmeübertragers deutlich zu steigern und diesen zugleich bauraum- optimiert und kostengünstig auszubilden, indem sowohl ein Verteiler für Beriese lungswasser als auch entsprechende auf einer Außenmantelfläche eines Rohres des Wärmeübertragers eingebrachte Kanäle vorgesehen werden. Der erfindungs gemäße Wärmeübertrager für ein Brennstoffzellensystem besitzt dabei einen obe ren Sammelkasten sowie einen unteren Sammelkasten sowie dazwischen ste hend angeordnete Rohre, insbesondere Flachrohre, die an ihrem oberen Ende dicht in zugehörigen Öffnungen, insbesondere Durchzügen, eines ersten Rohrbo dens aufgenommen sind. An einer Außenmantelfläche zumindest eines dieser Rohre ist dabei zumindest ein Kanal zu Wasserverteilung beziehungsweise Was serbenetzung der Außenmantelfläche mit Berieselungswasser vorgesehen, wobei im Bereich des ersten Rohrbodens, insbesondere unterhalb desselben, ein Vertei ler vorgesehen ist, derfluidisch mit dem zumindest einen Kanal des zumindest ei nen Rohres verbunden ist, wodurch Berieselungswasser aus dem Verteiler zu den einzelnen Kanälen an den Außenmantelflächen der Rohre geleitet und diese dadurch im Betrieb des Wärmeübertragers mit Berieselungswasser beaufschlagt werden können, wodurch ein Verdunstungseffekt und damit eine verbesserte Kühlleistung bei ansonsten gleich großem Kühler und gleich großem Kühlluftstrom erreicht werden kann. Die zum Verdampfen des Berieselungswassers benötigte Verdampfungsenthalpie wird dabei als Wärmeenergie der unmittelbaren Umge bung entnommen, die dadurch abkühlt. Die durch den erfindungsgemäßen Wär meübertrager gewonnene Leistungssteigerung erfolgt dabei ohne Erhöhung einer Stirnfläche beziehungsweise generell einer Wärmeübertragungsfläche oder eines Luftmassenstroms, wodurch weder der Bauraumbedarf noch die Lüfterleistung wesentlich erhöht werden. Mit dem zumindest einen Kanal auf der zumindest ei nen Außenmantelfläche des zumindest einen Rohres kann eine vorzugsweise gleichmäßige Verteilung des Berieselungswassers über die Außenmantelfläche des Rohres erreicht werden, wodurch eine großflächige Verdunstung des Beriese lungswassers und damit auch eine deutliche Leistungssteigerung des Wärmeüber tragers erreicht werden können. Zweckmäßig sind die Rohre als Flachrohre ausgebildet, wobei der zumindest ei nen Kanal als Rinne oder als Sicke ausgebildet ist. Eine derartige Rinne bezie hungsweise Sicke kann beispielsweise eine Falznut sein, sofern das Flachrohr beispielsweise als gefalztes Flachrohr ausgebildet ist. Flierdurch ist es möglich, den ohnehin an dem Falzrohr vorhandenen Falz als Kanal zur Verteilung des Be rieselungswassers auf der Außenmantelfläche des Flachrohrs zu nutzen, wodurch in diesem Fall rein theoretisch sogar bislang aus dem Stand der Technik bekannte gefalzte Flachrohre zu Realisierung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers verwendet werden können.

Weiterhin können die Rohre auch als Schweißrohr ausgebildet sein. Hierdurch ist es möglich, die an dem Schweißrohr vorhandene Sicke als Kanal zur Verteilung des Berieselungswassers auf der Außenmantelfläche des Flachrohrs zu nutzen, wodurch in diesem Fall rein theoretisch sogar bislang aus dem Stand der Technik bekannte geschweißte Flachrohre zu Realisierung des erfindungsgemäßen Wär meübertragers verwendet werden können.

Zusätzlich oder alternativ zum Falz bzw. der Sicke können auch zusätzliche Ka näle ausgebildet werden, über die das Berieselungswasser verteilt werden kann. Dies gilt unabhängig von der Herstellungsart des Rohres und ist auch bei Rohren möglich, die sonst keinen Falz oder Sicke haben, beispielsweise extrudierten Roh ren.

Dabei ist selbstverständlich klar, dass zu einer besseren Verteilung des Beriese lungswassers nicht nur der durch einen Falz gebildete Kanal eingesetzt werden kann, sondern weitere zusätzlich eingeprägte Kanäle, die mit dem durch den Falz gebildeten Kanal eine Verästelung bilden und dadurch eine großflächige Vertei lung des Berieselungswassers über die Außenmantelfläche des Flachrohres und damit auch eine großflächige Verdunstung des Berieselungswassers und damit eine erhöhte Kühlleistung ermöglichen. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kanal ausschließlich auf einer Breitseite zumindest eines Flachrohrs angeordnet, wobei ein Kanalgrund eine gegenüberliegende Breitseite berührt. Durch eine derartige Kanalgeometrie kann eine deutliche Vergrößerung der für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden Fläche des Flachrohrs erreicht werden, wobei der Kanal aufgrund seiner vergleichsweise großen Tiefe eine große mit dem in dem Kanal strömenden Berieselungswasser in Kontakt stehende Fläche bietet, wodurch eine hohe Kühlleistung erzielbar ist. Durch einen vertieften Kanal kann ausreichend Verdunstungswasser in das Kühlernetz transportiert werden, das heißt, es kann mehr Wasser möglichst über die ganze Kanallänge bereitgestellt werden.

Zugleich kann mit einem derart ausgebildeten Kanal nicht nur eine Breitseite des Flachrohrs oberflächlich im Bereich des Kanals gekühlt werden, sondern eine be sonders effektive Kühlung des Flachrohrs und zwar sowohl auf einer Breitseite als auch auf den vergleichsweise tiefen Kanalwänden. Durch die Berührung des Ka nalgrundes mit der gegenüberliegenden Breitseite kann zugleich auch eine Tei lung des Flachrohrs in unterschiedliche Längskanäle geschaffen werden, wobei beispielsweise eine Verlötung des Kanalgrundes mit einer Innenseite der gegen überliegenden Breitseite zusätzlich eine Aussteifung des Flachrohrs bewirkt.

Durch eine Verlötung des Kanalgrunds mit der gegenüberliegenden Breitseite ist durch das in dem Kanal vorhandene Berieselungswasser sogar eine lokale Küh lung der gegenüberliegenden Breitseite möglich.

Bei eine weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist auf beiden Breitseiten zumindest eines Flachrohres jeweils zumindest ein Kanal angeordnet, die sich mit ihrem jeweiligen Kanalgrund berühren. Hierdurch ist eine Unterteilung des Flachrohrs in unterschiedliche, durch jeweils zwei gegenüberlie gende Kanäle voneinander getrennte Längskanäle in dem Flachrohr möglich, wo bei aufgrund der beiden, das Flachrohr teilenden Kanäle eine vergleichsweise große Oberfläche zu Verdunstung von Berieselungswasser auf beiden Breitseiten geschaffen werden kann. Diese Lösung führt auch zu einem symmetrischen Rohr, und verhindert damit, dass die Rohre im Fertigungsprozess des Kühlerblocks aus gerichtet / sortiert bzw. orientiert werden müssen.

Dieser Vorteil ist auch bei einerweiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfin dungsgemäßen Lösung zu finden, bei der jeweils mindestens ein Kanal auf jeder der Breitseiten zumindest eines Flachrohrs versetzt angeordnet ist, wobei ein Ka nalgrund eine gegenüberliegende Breitseite berührt (Fig. 10, Variante c)

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers weist der zumindest eine Kanal einen dreieckförmigen, einen trapezförmigen oder einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf. Dabei ist natürlich denkbar, dass so wohl die Breitseite beziehungsweise die Oberfläche an der Breitseite als auch die Kanalwände selbst noch Strukturierungen, beispielsweise Noppen oder Sicken, aufweisen, die eine nochmalige Vergrößerung der für die Verdunstung zur Verfü gung stehenden Oberfläche bilden, wodurch eine nochmals verbesserte Verduns tung und damit eine nochmals verbesserte Kühlung erreicht werden können.

Zweckmäßig ist der Verteiler als zweiter Rohrboden ausgebildet, der mit dem ers ten Rohrboden einen Sammelraum für Berieselungswasser bildet. Eine derartige Variante mit einem "doppelten Rohrboden" ermöglicht einen äußerst geringen Bauraum- und Materialbedarf, da für einen Teil des Verteilers bereits der erste Rohrboden mitverwendet werden kann. Hierbei ist auch eine gleichzeitige Herstel lung des Verteilers mit der Herstellung des Wärmeübertragers, beispielsweise in einem gemeinsamen Lötprozess, denkbar, wodurch sich der erfindungsgemäße Wärmeübertrager mit nur marginal höheren Herstellungskosten produzieren lässt.

Alternativ kann der Verteiler auch separat zum ersten Rohrboden ausgebildet und unterhalb und/oder in Durchströmungsrichtung vor den Rohren angeordnet sein. Hierdurch ist es möglich, den Verteiler auch bei bekannten Wärmeübertragern nachzurüsten und dadurch deren Kühlleistung deutlich zu erhöhen. Insbesondere durch einen in Durchströmungsrichtung vor den Rohren beziehungsweise vor dem ersten Rohrboden angeordneten Verteiler kann eine bauraumoptimierte Lösung geschaffen werden, die bei geringfügig größerem Bauraumbedarf ein erhebliches Leistungssteigerungspotenzial hinsichtlich der Kühlleistung ermöglicht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Verteiler in der Art eines Rechens ausgebildet und greift mit Rechenzinken zwischen einzelne Rohre des Wärmeübertragers ein, wobei an den Rechenzinken Auslassöffnungen für Berieselungswasser angeordnet sind. Auch ein derart aus gebildeter Verteiler ist insbesondere für eine Nachrüstlösung besonders vorteil haft, da er unabhängig vom eigentlichen Wärmeübertrager nachträglich an einen solchen angebaut werden kann, sofern zumindest ein Abstand zwischen zwei Re chenzinken des Verteilers mit einem Abstand zwischen zwei Rohren des Wärme übertragers korreliert.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter mit dem allgemeinen Gedanken, ein Brennstoffzellensystem mit zumindest einer Brennstoffzelle und einem diese tem perierenden Wärmeübertrager entsprechenden den vorherigen Absätzen anzuge ben, wobei das Berieselungswasser zur Leistungssteigerung des Wärmeübertra gers ein Verbrennungsprodukt der Brennstoffzelle ist. Hierdurch ist es möglich, auf separat mitzuführendes Berieselungswasser zumindest großenteils zu verzichten, da das zu Leistungssteigerung des Wärmeübertragers erforderliche Berieselungs wasser von der Brennstoffzelle selbst bei deren Betrieb erzeugt wird. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich auch ein zumindest geringfügiger Tank zur Mitführung und Speicherung von Berieselungswasser vorgesehen werden, wobei die Nutzung des als Verbrennungsprodukt der Brennstoffzelle entstehenden Was sers als Berieselungswasser einen erheblichen Vorteil bietet. Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Brennstoffzellensystem auszustatten und dadurch ein bauraumoptimiertes, leistungsstarkes und mit deutlich vergrößerter Reichweite ausgestattetes Kraftfahrzeug zu erhalten.

Alles im allem kann mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager, mit dem erfin dungsgemäßen Brennstoffzellensystem und mit dem erfindungsgemäßen Kraft fahrzeug eine deutliche Steigerung einer Kühlleistung erreicht werden, ohne we sentlichen Einfluss auf einen luftseitigen Druckabfall, ohne wesentlich größeren Bauraumbedarf und ohne wesentliche Vergrößerung des Wärmeübertragers be ziehungsweise Erhöhung einer Lüfterleistung.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu er läuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo nenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch: Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärme übertrager im Bereich eines ersten Rohrbodens mit einem zweiten Rohrboden zu Bildung eines Verteilers,

Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1 , jedoch mit einem anderen zweiten

Rohrboden,

Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Verteilers mit einem schrägen Verteiler,

Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 3, jedoch mit einem mittig vertieften

Verteiler,

Fig. 5 eine Darstellung mit einem beidseitig angeordneten Verteiler,

Fig. 6 eine Darstellung mit einem einseitig und stromauf des Wärme übertragers angeordneten rechenartigen Verteiler,

Fig. 7 bis 10 unterschiedliche Querschnittsformen durch ein Rohr eines erfin dungsgemäßen Wärmeübertragers.

Entsprechenden Fig.1 bis 6 weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 für ein Brennstoffzellensystem 2 eines Kraftfahrzeugs 3 einen oberen Sammelkasten 4 sowie einen nicht gezeigten unteren Sammelkasten auf, zwischen denen ste hende Rohre 5 angeordnet sind, die an ihrem oberen Ende dicht in zugehörigen Öffnungen 6, beispielsweise Durchzügen, eines ersten Rohrbodens 7 aufgenom men sind. Die Rohre 5 können dabei beispielsweise als Flachrohre ausgebildet sein und an einer Außenmantelfläche 8 zumindest einen Kanal 9 (vgl. insbeson dere auch die Fig. 7 bis 10) zur Wasserverteilung, insbesondere zur Verteilung von Berieselungswasser 11 , aufweisen. Unterhalb des ersten Rohrbodens 7 ist dabei ein Verteiler 10 vorgesehen, derfluidisch mit dem zumindest einen Kanal 9 des zumindest einen Rohres 5 verbunden ist und in dem Berieselungswasser 11 , beispielsweise als Verbrennungsprodukt einer Brennstoffzelle des Brennstoffzel lensystems 2 gesammelt und zur Steigerung der Kühlleistung während des Be triebs des Wärmeübertragers 1 über die zumindest eine Außenmantelfläche 8 zu mindest eines Rohres 5 abgegeben wird. Hierdurch kann das Berieselungswasser 11 (vgl. Fig. 4) auf der zumindest einen Außenmantelfläche 8 verdunsten, wobei die hierfür erforderliche Energie der Wärme eines in den Rohren 5 strömenden Kühlmittels entzogen und dadurch das Kühlmittel in den Rohren 5 besser gekühlt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 lassen sich so eine bauraumopti mierte Bauweise und zugleich eine gesteigerte Kühlleistung erreichen, ohne dass hierfür beispielsweise eine Lüfterleistung erhöht werden müsste, was insbeson dere bei einem mit einer Brennstoffzelle angetriebenen Kraftfahrzeug 3 dazu füh ren würde, dass ein größerer beziehungsweise leistungsstärkerer Lüfter eingebaut werden müsste, der mehr elektrische Energie benötigt und dadurch die Reichweite des Kraftfahrzeugs 3 einschränkt. Zugleich kann bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 und dessen Anwendung in einem mit einem Brennstoffzellen system 2 ausgestatten Kraftfahrzeug 3 das in der Brennstoffzelle als Verbren nungsprodukt entstehende Wasser als Berieselungswasser 11 zur verbesserten Kühlung herangezogen werden. Eine separate Wassermitfuhr ist dadurch entbehr lich, wodurch das Kraftfahrzeug 3 leichter ausgebildet werden kann.

Die Rohre 5 können dabei als Flachrohre ausgebildet sein, wobei zumindest ein Kanal 9 als Rinne oder als Sicke ausgebildet ist. Der zumindest eine Kanal 9 kann auch im Bereich eines Falzes 12 (vgl. Fig. 1) oder einer Schweißnaht angeordnet sein, sofern das Rohr 5 beispielsweise als gefalztes Rohr oder als Schweißrohr ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den durch den Falz 12 ohnehin vorhan denen Querschnitt als Kanal 9 zu nutzen. Durch das über den Verteiler 10 über die zumindest eine Außenmantelfläche 8 des zumindest einen Rohres 9 verteilte Menge an Berieselungswasser 11 kann eine sowohl gleichmäßige Benetzung der Außenmantelfläche 8 aufgrund der vor zugsweise als Sicken beziehungsweise Rinnen ausgebildeten Kanäle 9 erfolgen und damit zugleich eine gleichmäßige Kühlung derselben durch das im Betrieb des Wärmeübertragers 1 verdunstenden Berieselungswasser 11. Selbstverständ lich kann sich dabei eine Querschnittsgeometrie des zumindest einen Kanals 9 fertigungsbedingt, insbesondere im Hinblick auf ein Fertigungsverfahren für das je weilige Rohr 5 ergeben, sodass der zumindest eine Kanal 9 beispielsweise im Wege eines Falzverfahrens, eines Schweißverfahrens oder Extrusionsverfahrens hergestellt wird.

Die auf der Außenmantelseite 8 der Rohre 5 angebrachten Kanäle 9 bilden unter halb von Rippen 13 (vgl. die Fig. 1 und 7) Verbindungen beziehungsweise Durch gänge, welche einen Wassertransport von Rippenbogen zu Rippenbogen entlang einer Längsrichtung 14 der Rohre 5 ermöglichen.

Selbstverständlich können dabei zu einer verbesserten Verteilung des Beriese lungswassers 11 auf der Außenmantelfläche 8 zumindest eines Rohres 5 nicht nur ein entsprechender Kanal 9 vorgesehen sein, sondern des weiteren auch Rippen 13 oder sonstige Vertiefungen beziehungsweise Erhebungen, die zum einen eine zum Wärmeübertrag zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößern und zum an deren eine Lenkung des an den Rohren 5 ablaufenden Berieselungswassers 11 ermöglichen, wodurch eine verbesserte Verdunstung und dadurch eine verbes serte Kühlung erreicht werden können. Insbesondere soll eine möglichst gleichmä ßige Verteilung des Berieselungswassers 11 über die Rohrlänge und über alle Rohre 5 erfolgen. Betrachtet man nochmals den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 gemäß der Fig. 1, so ist bei diesem der Verteiler 10 als zweiter Rohrboden 17 ausgebildet, was den großen Vorteil bietet, dass prinzipiell keine aufwendige Änderung einer bisherigen Konstruktion erforderlich ist. Lediglich ein Anpassen der Außenmantel flächen 8 der Rohre 5 ist hierzu erforderlich. Einer Art doppelter Rohrboden in der Art eines zweites Rohrboden 17 ist auch bei der Ausführungsform des erfindungs gemäßen Wärmeübertragers 1 entsprechend der Fig. 2 dargestellt, wobei in die sen Fall der zweite Rohrboden 17 als dünnwandiges Blechteil ausgebildet ist, was einerseits eine stoffschlüssige Verbindung mit den Rohren 5 und dem ersten Rohrboden 7 ermöglicht, trotzdem jedoch im Vergleich zu dem Wärmeübertrager 1 gemäß der Fig. 1 einen für einen Luftstrom 18 zur Verfügung stehenden Quer schnitt weniger stark einschränkt und dadurch die zur Wärmeübertragung zur Ver fügung stehende Fläche im Vergleich zu dem Wärmeübertrager 1 gemäß der Fig.

1 vergrößert.

Bei dem Verteiler 10 gemäß der Fig. 3 weist dieser einen schrägen Boden 19 auf, wodurch das jeweils zugehörige Rohr 5 in Durchströmungsrichtung 20 unter schiedlich stark mit Berieselungswasser 11 beaufschlagt werden kann. Das ge mäß der Fig. 3 dargestellte Rohr 5 besitzt zumindest zwei sich über die Längsrich tung 14 erstreckende Kanäle 9, wobei der in Fahrtrichtung vordere und in Durch strömungsrichtung 20 hintere Kanal 9 mehr Berieselungswasser 11 führt.

Der Wärmeübertrager 1 gemäß der Fig. 4 besitzt einen Verteiler 10 mit einem ab gewinkelten Boden 19, der an seinem Tiefpunkt mit dem Kanal 9 fluidleitend ver bunden ist und über diesen Berieselungswasser 11 auf die Außenmantelfläche 8 des als Flachrohr ausgebildeten Rohres 5 ableitet.

Gemäß der Fig. 5 ist ein zweiteiliger Verteiler 10 dargestellt, der in Fahrtrichtung vor und hinter den Rohren 5 angeordnet ist. Ziel der Verteilervarianten ist, dass das Wasser aus dem Verteiler 10 möglichst vollständig in die Kanäle 9 und daraus dann über den Wärmeübertrager 1 verteilt wird, insbesondere soll auch möglichst unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit eine gleichmäßige Verteilung erreicht werden.

Die Idee bei der zweiteiligen Variante ist, dass die beiden Teile des Verteilers 10 mit sich in Durchströmungsrichtung 20 erstreckenden Rippen 24 am Rohr 5 einen Raum 23 für die Wasserverteilung bilden und das Berieselungswasser 11 aus die sem Raum 23 in die Kanäle 9 und von dort in Rohrlängsrichtung 14 über die Rohre 5 strömt. Die Rippen 24 laufen quer zum Kanal 9 und können sich über die komplette Breitseite 15 der Rohre 5 erstrecken. Ein Rippenbogen ist dabei eine Rundung einer wellenförmigen Rippe 24, das heißt der Teil der Rippe 24, der mit dem Rohr 5 verlötet wird. Wenn die Außenfläche des Rohrs 5 eben ist, und die Rippenbogen ebenfalls eben sind, bzw. keine Unterbrechungen ausweisen, wird eine über die ganze Kühlertiefe durchgängige Verlötung erreicht. Eine Wasserver teilung entlang der Rohre 5, das heißt in deren Längsrichtung, wäre dann nicht möglich. Mit dem Kanal 9 „unterhalb“ von Rippenbögen kann eine Öffnung zwi schen Verteiler 10 und Breitseite 15 des Rohres 5 erreicht werden, wodurch das Berieselungswasser 11 ungestört von den jeweiligen Rippen 24 bzw. Rippenbö gen in Rohrlängsrichtung entlang verteilt werden kann und idealerweise an jeder Rippe 24 ein kleiner Teil des Berieselungswassers 11 aus dem Kanal 9 austritt und über die Rohre 5 bzw. deren Breitseite 15a, 15b verteilt wird und damit zur Steigerung des Wärmeübertrags beiträgt.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Verteiler auch nur einseitig vor oder hin ter den Rohren 5 angebracht sein. Zusätzlich kann auf der Gegenseite eine Abde ckung vorgesehen sein, um den Austritt des Berieselungswassers 11 zu vermei den.

Zusätzlich zu den im Rohr 5 angebrachten Kanälen 9 kann an der Rippe 24 (im Rippenbogen bzw. Radius) eine Umformung vorgenommen werden, die für einen Durchgang / Öffnung sorgt, durch die Berieselungswasser 11 von Rippenbogen zu Rippenbogen geleitet werden kann und damit ebenfalls eine Verteilung des Berie selungswassers 11 entlang der Längsrichtung 14 der Rohre 5 ermöglicht wird. Diese Aussparung kann entweder als Ausschnitt (stanzend / schneidend herge stellt) oder einfach nur durch Zurückprägen des entsprechenden Teils des Rippen bogens erfolgen. Die Einprägung kann während dem Walzprozess der Rippe 24 oder auch im Nachgang, vor dem Einbau der Rippe 24 in das Rohr 5 / Rippenpa ket (Kühlernetz) erfolgen. Um die Leistungsfähigkeit der Rippe 24 zu erhalten bzw. eine Deformation der Kiemen in der Rippe 24 im Bereich dieser Umformung zu verhindern, muss bzw. kann das Kiemenfeld im Nahbereich dieser Umformung ggf. angepasst / für diese Umformung optimiert werden. Die Form der Aussparung / Einprägung kann V-förmig, trapezförmig, oder (kreis)bogenförmig sein. Durch insbesondere eingeprägte Rippen 24 kann die Wasserverteilung verbessert wer den, insbesondere können dadurch die Kanäle 9 die an den Breitseiten 15a, 15b angeordnet sind, erweitert werden - bzw. dadurch die an beispielsweise Schweiß rohren schon vorhandenen kleineren Kanäle soweit erweitert werden, dass diese in Kombination mit einer solchen Rippe 24 ausreichend große Querschnitte auf weisen, um die Wasserverteilung zu ermöglichen

Gemäß der Fig. 6 wiederum ist ein Verteiler 10 gezeigt, der in der Art eines Re chens ausgebildet ist und mit Rechenzinken 21 in Zwischenräume zwischen zwei benachbarte Flachrohre eingreift, wobei an den Rechenzinken 21 Auslassöffnun gen 22, beispielsweise auch Düsen, für Berieselungswasser 11 angeordnet sind. Je nach Fahrgeschwindigkeit des mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs 3 erfolgt dabei eine mehr oder weniger großflä chige Verteilung des Berieselungswassers 11 über die Außenmantelfläche 8.

Die zweiteilige Variante mit beidseitigem oder einseitigem Verteiler, bzw. dem Re chen sind Ausführungsformen, die sich evtl nachrüsten lassen oder ohne eine grundlegende Änderung des Herstellprozesses als Add-On am Ende der bisheri gen Fertigungslinie ergänzen lassen können. Die Ausführungsform mit dem Re chen ist ähnlich der skizzierten mit dem zweiteiligen Verteiler 10, nur, dass hier der Raum für die Wasserverteilung nicht ganz genau definiert ist.

Der Verteiler 10 kann dabei prinzipiell separat zum Wärmeübertrager 1 ausgebil det sein, wie dies beispielsweise gemäß der Fig. 6 dargestellt ist, oder aber einen Bestandteil des Wärmeübertragers bilden, wie dies gemäß den Fig. 1 bis 4 darge stellt ist, wobei in letzteren Fall der Verteiler 10 zumindest bereichsweise stoff schlüssig mit dem Wärmeübertrager 1, beispielsweise mit dessen erstem Rohrbo den 7 verbunden, insbesondere verlötet, ist.

Betrachtet man die einzelnen möglichen Querschnittsformen der Rohre 5 (vgl. die Fig. 7 bis 10), die keineswegs abschließend sind, so kann man gemäß der Fig. 7 einen Querschnitt eines Rohres 5 erkennen, bei dem der Kanal 9 ausschließlich auf einer Breitseite 15a angeordnet ist, wobei in diesen Fall ein Kanalgrund 16 die gegenüberliegende Breitseite 15b nicht berührt. Auf beiden Breitseiten 15a, 15b können jedoch Rippen 13 oder Sicken vorgesehen sein. Betrachtet man den Querschnitt des Rohres 5 gemäß der Fig. 8 so kann man dort zwei Kanäle 9 er kennen, die ebenfalls ausschließlich auf der Breitseite 15a angeordnet sind, deren Kanalgrund 16 jedoch die gegenüberliegenden Breitseite 15b berührt und bei spielsweise sogar mit dieser stoffschlüssig verbunden ist, wodurch das als Flach rohr ausgebildete Rohr 5 in Längsrichtung 14, das heißt gemäß den Fig. 7 bis 10 orthogonal zur Blattebene, in mehrere Kammern aufgeteilt ist.

Betrachtet man die Querschnittsform des Rohres 5 gemäß der Fig. 9 als weiteres Ausführungsbeispiel, so kann man erkennen, dass bei diesem auf beiden Breitsei ten 15a und 15b Kanäle 9 vorgesehen sind, die sich im Kanalgrund 16 mit dem gegenüberliegenden Kanalgrund 16 oder auch der Breitseite 15a, 15b berühren oder auch nicht berühren können. Im Beispiel berühren sie sich mit ihrem jeweili gen Kanalgrund 16 beim linken Kanal 9 nicht, jedoch beim rechten Kanal 9.

Eine Querschnittsform der Kanäle 9 gemäß den Fig. 7 bis 8 ist dabei ausgerundet ausgebildet, wobei selbstverständlich abweichend davon auch im Querschnitt rechteckige Kanäle 9 (vgl. Fig. 10b und 10c) oder trapezförmige Kanäle 9 (vgl. Fig. 10a) oder nicht gezeigte dreiecksförmige, halbrunde, ovalsegmentförmige Kanäle 9 vorgesehen werden können. Durch eine Breite des jeweiligen Kanals 9 bezie hungsweise eine Tiefe des Kanalgrundes 16 lässt sich sowohl eine Führung des Berieselungswassers 11 entlang der Längsrichtung 14 des jeweiligen Rohres 5 als auch eine Verteilung desselben und damit eine Verdunstung desselben und indi rekt damit wiederum eine Kühlleistung des Wärmeübertragers 1 beeinflussen.

Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 für ein Brennstoffzellensystem 2 ist bei gleich großem Wärmeübertrager eine deutlich erhöhte Kühlleistung mög lich, wobei insbesondere bei einem Brennstoffzellensystem 2 zugleich noch das als Verbrennungsprodukt anfallende Wasser als Berieselungswasser 11 verwen det werden kann. Hierdurch lässt sich eine deutlich verbesserte Kühlung und da mit Temperierung des mit einem derartigen Brennstoffzellensystem 2 ausgestatte ten Kraftfahrzeugs 3 erreichen.

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