JP2009245861A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To further simplify replacing work of an ion exchanger than ever and to shorten replacing time. <P>SOLUTION: The ion exchanger 34 is installed on a frame 44 which is the same frame 44 supporting a fuel cell stack 12 and installed on the lowermost part of a coolant circuit 10, and thereby, for example, the replacing work of the ion exchanger 34 can simply be performed by removing an under cover. A normal close type valve element is installed in a first joint mechanism 40a and a second joint mechanism 40b being connected to the ion exchanger 34 and a branch passage 32, and when a pipe is removed, the valve element is closed, and thereby, leakage of the coolant in the coolant circuit to the outside is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池自動車に設けられた燃料電池スタックと並列に配置されたイオン交換器を備える燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system including an ion exchanger arranged in parallel with a fuel cell stack provided in a fuel cell vehicle.

一般に、燃料電池を冷媒によって直接冷却する冷却システムでは、冷媒を介した液絡現象を防止するために、冷媒に高度の電気的絶縁性が要求される。そのため、イオン交換樹脂が収納されたイオン交換器を冷却通路内に設け、前記冷却通路を循環する冷媒中の一定量をイオン交換器に循環させ、冷媒中のイオンをイオン交換樹脂に吸着させることによって、冷媒の電気的絶縁性を確保している。   In general, in a cooling system that directly cools a fuel cell with a refrigerant, a high degree of electrical insulation is required for the refrigerant in order to prevent a liquid junction phenomenon through the refrigerant. Therefore, an ion exchanger containing the ion exchange resin is provided in the cooling passage, and a certain amount in the refrigerant circulating in the cooling passage is circulated in the ion exchanger, so that ions in the refrigerant are adsorbed on the ion exchange resin. As a result, the electrical insulation of the refrigerant is ensured.

前記イオン交換樹脂は、冷媒中のイオンを吸着することにより、徐々にイオン吸着能力が低下する特性を有する。イオン交換樹脂のイオン吸着能力が極度に低下した場合、冷媒中のイオンを充分に吸着することができなくなり、冷媒の電気的絶縁性を確保することが困難となって、液絡現象を発生する可能性が高くなる。このため、劣化したイオン交換樹脂(イオン交換器)を新たなイオン交換樹脂(イオン交換器)と定期的に交換するメンテナンスが必要となる。   The ion exchange resin has a characteristic that the ion adsorption capacity gradually decreases by adsorbing ions in the refrigerant. If the ion adsorption capacity of the ion exchange resin is extremely reduced, ions in the refrigerant cannot be sufficiently adsorbed, making it difficult to ensure the electrical insulation of the refrigerant and causing a liquid junction phenomenon. The possibility increases. For this reason, the maintenance which replace | exchanges the deteriorated ion exchange resin (ion exchanger) with a new ion exchange resin (ion exchanger) regularly is needed.

この場合、燃料電池自動車において、イオン交換器の設置場所によっては、前記イオン交換器の交換作業を遂行するために、関連する他の部品等を取り外さなければならず多くの工数が必要となって煩雑であると共に、前記交換作業に多大の時間がかかるという問題がある。   In this case, in the fuel cell vehicle, depending on the installation location of the ion exchanger, in order to perform the replacement operation of the ion exchanger, it is necessary to remove other related parts and the like, which requires a lot of man-hours. In addition to being complicated, there is a problem that the replacement work takes a long time.

そこで、特許文献1には、バンパーの裏側と、フェンダの裏側及びタイヤを覆うインナフェンダで囲まれた空間にイオン交換器を配置し、前記インナフェンダの前方側の一部を取り外すことで、イオン交換カートリッジを容易に交換することができるとするイオン交換器の配置構造が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, an ion exchanger is disposed in a space surrounded by the back side of the bumper, the back side of the fender, and the inner fender that covers the tire, and by removing a part of the front side of the inner fender, An arrangement structure of an ion exchanger is disclosed in which an exchange cartridge can be easily replaced.

また、本出願人の提案に係る特許文献2には、重量補機及び軽量補機を左右方向に振り分けて配置し、重量補機側にエア通路を、軽量補機側に水通路を配置することにより、重量補機と軽量補機とのアンバランスを解消して、回頭性や操縦安定性の最適化を図ることが可能な燃料電池自動車が開示されている。   Further, in Patent Document 2 related to the proposal of the present applicant, heavy and lightweight auxiliary devices are arranged in the left-right direction, an air passage is arranged on the heavy auxiliary device side, and a water passage is arranged on the lightweight auxiliary device side. Thus, a fuel cell vehicle has been disclosed that can eliminate the imbalance between the heavy and light auxiliary machines and optimize the turning performance and steering stability.

この特許文献2の図1には、前記水通路を構成する水配管の供給側配管中であって、燃料電池スタックの横にイオン交換器を配置する点が開示されている。なお、本願発明と前記特許文献2の配置構造の差異についは、後記で詳細に説明する。
特開2008−4451号公報 特開2001−71753号公報
FIG. 1 of Patent Document 2 discloses that an ion exchanger is disposed beside the fuel cell stack in the supply side piping of the water piping constituting the water passage. Note that the difference in arrangement structure between the present invention and Patent Document 2 will be described in detail later.
JP 2008-4451 A JP 2001-71753 A

ところで、前記特許文献1に開示されたイオン交換器の配置構造よりも、より一層イオン交換器の交換作業を簡便にして交換時間を短縮したいという産業界の要請がある。また、フェンダの裏側及びタイヤを覆うインナフェンダで囲まれた空間以外の場所にイオン交換器を配置した場合であっても、車室内のスペースが制限されることがないように前記イオン交換器の配置場所を設定することが希求されている。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来と比較してより一層交換作業を簡便にして交換時間を短縮することができると共に、車室内のスペースが制限されることがない場所にイオン交換器を配置することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
By the way, there is a demand from the industry that it is desired to further simplify the replacement work of the ion exchanger and shorten the replacement time, compared to the arrangement structure of the ion exchanger disclosed in Patent Document 1. Further, even when the ion exchanger is disposed in a place other than the space surrounded by the inner fender that covers the rear side of the fender and the tire, the space of the ion exchanger is not restricted so that the space in the vehicle interior is not limited. There is a need to set the location.
The present invention has been made in view of the above points, and can further simplify the replacement work and shorten the replacement time as compared with the prior art, and does not limit the space in the vehicle interior. An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of arranging an ion exchanger at a place.

前記の目的を達成するため、本発明は、燃料電池自動車に設けられた燃料電池スタックと並列に配置されたイオン交換器を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池スタックは、前記燃料電池自動車のセンタコンソール内に配置され、前記イオン交換器は、前記燃料電池スタックを支持するフレームと同一フレーム上に配置され、且つ、車両下方向で車両の上側から見たときに車両中心から外側に配置されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell system including an ion exchanger disposed in parallel with a fuel cell stack provided in a fuel cell vehicle, the fuel cell stack including the fuel cell vehicle. The ion exchanger is disposed on the same frame as the frame that supports the fuel cell stack, and is disposed outward from the vehicle center when viewed from above the vehicle in the vehicle lower direction. It is characterized by being.

本発明によれば、イオン交換器が、燃料電池スタックを支持するフレームと同一フレーム上に配置され、且つ、車両下方向で平面視して車両中心から外側に配置されることにより、例えば、車体下部(床下部)に設けられたカバー部材(アンダカバー)を取り外して開成された開口を通じて前記イオン交換器が外部に露呈し、簡便にイオン交換器の交換作業を遂行することができる。従って、本発明では、従来と比較してより一層イオン交換器の交換作業を簡便にして交換時間を短縮することができる。   According to the present invention, the ion exchanger is disposed on the same frame as the frame that supports the fuel cell stack, and is disposed on the outer side from the vehicle center in a plan view in the vehicle lower direction. The ion exchanger is exposed to the outside through an opening formed by removing a cover member (under cover) provided in the lower part (lower floor), so that the ion exchanger can be exchanged easily. Therefore, in the present invention, the replacement operation of the ion exchanger can be further simplified and the replacement time can be shortened as compared with the conventional case.

本発明では、イオン交換器と燃料電池スタックとを並列に並べることで、前記燃料電池スタックの冷媒導入口に対して供給される冷却された冷媒(未だ仕事を終えていない冷媒)を分岐させ、前記分岐された冷媒をイオン交換器に対して流すことができる効果が得られる。また、本発明では、燃料電池スタックとイオン交換器とがそれぞれ別個の場所に配置された場合の配管接続と比較して、並列に配置された燃料電池スタックとイオン交換器とを接続する配管の配管長が短縮されるため、コスト及び重量的に優位性が得られる。   In the present invention, by arranging the ion exchanger and the fuel cell stack in parallel, the cooled refrigerant supplied to the refrigerant inlet of the fuel cell stack (the refrigerant that has not finished work) is branched, An effect of allowing the branched refrigerant to flow through the ion exchanger is obtained. Further, in the present invention, compared with the pipe connection in the case where the fuel cell stack and the ion exchanger are arranged at separate locations, the pipe connecting the fuel cell stack and the ion exchanger arranged in parallel is provided. Since the pipe length is shortened, an advantage is obtained in terms of cost and weight.

また、本発明によれば、イオン交換器が車両の進行方向と平行に横置き状態で車体下部に配置され、単独で着脱可能に設けられることにより、より一層イオン交換器の交換作業を簡便化することができる。   In addition, according to the present invention, the ion exchanger is disposed in the lower part of the vehicle body in a horizontal state in parallel with the traveling direction of the vehicle, and is provided so as to be detachable independently, thereby further simplifying the ion exchanger replacement work. can do.

さらに、本発明によれば、イオン交換器と接続される配管によって冷媒回路が構成され、前記イオン交換器と前記配管との間には、ノーマルクローズタイプの弁体を含み前記イオン交換器と前記配管とを着脱自在に接続する継手機構が設けられるとよい。前記イオン交換器から配管を取り外した際、継手機構を構成するノーマルクローズタイプの弁体によってイオン交換器側及び配管側がそれぞれ弁閉状態となるため、冷媒回路内の冷媒が外部に導出することが阻止される。従って、予め、冷媒回路中の冷媒を抜く作業が不要となると共に、作業者が冷媒によって被水することが防止される。イオン交換器の交換タイミングが冷媒の寿命よりも短い場合などは、本発明では、冷媒回路中の冷媒をそのまま保持した状態でイオン交換器のみを交換することができ、冷媒の有効活用を図ることができる。   Furthermore, according to the present invention, a refrigerant circuit is configured by piping connected to the ion exchanger, and a normal close type valve element is included between the ion exchanger and the piping, and the ion exchanger and the A joint mechanism for detachably connecting the pipe may be provided. When the pipe is removed from the ion exchanger, the normally closed type valve element constituting the joint mechanism causes the ion exchanger side and the pipe side to be closed, so that the refrigerant in the refrigerant circuit may be led out to the outside. Be blocked. This eliminates the need for removing the refrigerant from the refrigerant circuit in advance, and prevents the operator from getting wet with the refrigerant. In the case where the replacement timing of the ion exchanger is shorter than the life of the refrigerant, in the present invention, it is possible to replace only the ion exchanger while maintaining the refrigerant in the refrigerant circuit as it is, and to effectively use the refrigerant. Can do.

さらにまた、本発明によれば、フレームに対するイオン交換器の取り付けを、片側差込構造とすることにより、より一層単独で着脱することが容易となる。この場合、先ず、イオン交換器の片側を差し込んで引っ掛けておき、イオン交換器の反対側で締結することにより、狭小なスペースでのイオン交換器の着脱作業も容易となる。   Furthermore, according to the present invention, the ion exchanger is attached to the frame with a one-side insertion structure, so that it becomes easier to attach and detach it alone. In this case, first, one side of the ion exchanger is inserted and hooked and fastened on the opposite side of the ion exchanger, so that the ion exchanger can be easily attached and detached in a small space.

またさらに、本発明によれば、イオン交換器から配管を取り外した後、前記配管中の冷媒を排出するため、前記配管側に設けられた弁体を強制的に弁開状態とすることにより、例えば、定期的に冷媒を交換する際、その冷媒交換作業を容易に遂行することができると共に、イオン交換器が車両下方向に配置されているため、冷媒の円滑な排水性を得ることができる。   Furthermore, according to the present invention, after removing the pipe from the ion exchanger, the valve body provided on the pipe side is forcibly opened to discharge the refrigerant in the pipe. For example, when the refrigerant is periodically replaced, the refrigerant replacement operation can be easily performed, and since the ion exchanger is disposed in the vehicle lower direction, smooth drainage of the refrigerant can be obtained. .

またさらに、本発明によれば、燃料電池自動車のフロアパネルと、燃料電池スタックを支持するフレームとの間にスペースが形成され、前記燃料電池スタックが配置される前記スペースと前記イオン交換器が配置される前記スペースは、前記フロアパネルによって略仕切られて、それぞれ別個に設けられることにより、車室内のスペースを広くとることができ、レイアウトの自由度を向上させることができる。   Furthermore, according to the present invention, a space is formed between the floor panel of the fuel cell vehicle and the frame that supports the fuel cell stack, and the space in which the fuel cell stack is disposed and the ion exchanger are disposed. The spaces to be made are substantially partitioned by the floor panel and are provided separately, so that the space in the vehicle compartment can be widened and the degree of layout freedom can be improved.

またさらに、本発明によれば、燃料電池自動車の隣接するシート間に設けられたセンタコンソール内に燃料電池スタックが配置され、イオン交換器が、前記シートの下方位置に設けられたスペース内に配置されることにより、比較的高温に弱いイオン交換器と発電によって熱源となる燃料電池スタックとをそれぞれ別個の室(スペース)とすることができ、イオン交換器の耐久性が劣化することを抑制することができる。   Still further, according to the present invention, the fuel cell stack is disposed in a center console provided between adjacent seats of the fuel cell vehicle, and the ion exchanger is disposed in a space provided at a position below the seat. As a result, the ion exchanger that is relatively weak at high temperatures and the fuel cell stack that becomes a heat source by power generation can be made into separate chambers (spaces), and the deterioration of the durability of the ion exchanger can be suppressed. be able to.

またさらに、本発明によれば、イオン交換器の下部に前記イオン交換器の形状に対応した大きさを有するアンダカバーを設け、前記アンダカバーを締結部材(例えば、ボルトやクリップ等)によりフレームに対して着脱自在に取り付ける構成を採用することにより、イオン交換器の交換時において、他のカバーを取り外すことがなく、イオン交換器の寸法に対応した大きさを有するアンダカバーのみを取り外すことで、イオン交換器を簡便に交換することができる。   Furthermore, according to the present invention, an under cover having a size corresponding to the shape of the ion exchanger is provided at a lower portion of the ion exchanger, and the under cover is attached to the frame by a fastening member (for example, a bolt or a clip). By adopting a configuration that is detachably attached to the ion exchanger, it is possible to remove only the under cover having a size corresponding to the dimensions of the ion exchanger without removing the other cover when replacing the ion exchanger. The ion exchanger can be easily exchanged.

本発明では、従来と比較してより一層交換作業を簡便にして交換時間を短縮することができると共に、車室内のスペースが制限されることがない場所にイオン交換器を配置することが可能な燃料電池システムを得ることができる。   In the present invention, the replacement work can be further simplified and the replacement time can be shortened as compared with the conventional case, and the ion exchanger can be disposed in a place where the space in the vehicle compartment is not limited. A fuel cell system can be obtained.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムが組み込まれた冷媒回路の回路構成図、図2は、前記冷媒回路の概略構成平面図、図3は、前記冷媒回路の概略構成側面図、図4は、前記冷媒回路を構成する燃料電池スタック及びイオン交換器がフレーム上に固定された状態を示す斜視図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. 1 is a circuit configuration diagram of a refrigerant circuit incorporating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration plan view of the refrigerant circuit, and FIG. 3 is a schematic configuration side view of the refrigerant circuit. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the fuel cell stack and the ion exchanger constituting the refrigerant circuit are fixed on the frame.

<冷媒回路の構成>
図1に示されるように、冷媒回路10は、アノードに供給される燃料ガス(例えば、水素ガス)とカソードに供給される酸化剤ガス(例えば、空気)との電気化学反応により発電する燃料電池スタック12と、冷媒(例えば、エチレングリコールを主成分とするラジエータ液等の冷媒)を冷却する冷却器として機能するラジエータ14と、前記燃料電池スタック12と前記ラジエータ14との間で冷媒を循環させる循環通路16と、前記循環通路16中に設けられ冷媒を所定流量で循環させるポンプ18と、前記ラジエータ14をバイパスさせるパイパス通路20中に設けられ冷媒が流通する流路を前記循環通路16又は前記バイパス通路20のいずれか一方に切り換える流路切換弁22とを含む。前記流路切換弁22に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。
<Configuration of refrigerant circuit>
As shown in FIG. 1, the refrigerant circuit 10 is a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas (for example, hydrogen gas) supplied to the anode and an oxidant gas (for example, air) supplied to the cathode. The refrigerant is circulated between the stack 12, the radiator 14 functioning as a cooler for cooling the refrigerant (for example, a refrigerant such as a radiator liquid mainly composed of ethylene glycol), and the fuel cell stack 12 and the radiator 14. A circulation passage 16, a pump 18 provided in the circulation passage 16 for circulating the refrigerant at a predetermined flow rate, and a flow passage provided in a bypass passage 20 for bypassing the radiator 14 and through which the refrigerant flows are the circulation passage 16 or the And a flow path switching valve 22 for switching to either one of the bypass passages 20. Instead of the flow path switching valve 22, a flow rate control valve for controlling the flow rate of the refrigerant may be used.

なお、燃料電池スタック12は、図6に示されるように、燃料電池自動車のフロアパネル24下のセンタトンネル26内に配置されると共に、後記するフレーム44上に固定される。また、流路切換弁22は、ラジエータ14への冷媒の流通量を調整して燃料電池スタック12へ供給される冷媒の温度を調整する温度制御機構であるサーモスタットバルブとして機能するものである。   As shown in FIG. 6, the fuel cell stack 12 is disposed in a center tunnel 26 below the floor panel 24 of the fuel cell vehicle and is fixed on a frame 44 described later. The flow path switching valve 22 functions as a thermostat valve that is a temperature control mechanism that adjusts the flow rate of the refrigerant to the radiator 14 and adjusts the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell stack 12.

燃料電池スタック12は、略直方体状からなるスタック本体を有し、前記スタック本体の前面(フロント側)には、前記スタック本体内へ冷媒を流通させて燃料電池スタック12を冷却するための冷媒導入ポート30a及び冷媒導出ポート30bが設けられる。前記冷媒導入ポート30aと前記冷媒導出ポート30bとの間には、循環通路16の上流側から分岐して下流側に合流する分岐通路32が設けられ、前記分岐通路32には、例えば、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂を充填したイオン交換器(燃料電池車用イオン交換器)34が設けられる。   The fuel cell stack 12 has a stack body having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a refrigerant introduction for cooling the fuel cell stack 12 by circulating the refrigerant into the stack body is provided on the front surface (front side) of the stack body. A port 30a and a refrigerant outlet port 30b are provided. A branch passage 32 that branches from the upstream side of the circulation passage 16 and joins the downstream side is provided between the refrigerant introduction port 30a and the refrigerant outlet port 30b. The branch passage 32 includes, for example, cation exchange. An ion exchanger (ion exchanger for a fuel cell vehicle) 34 filled with a resin and an anion exchange resin is provided.

なお、具体的には、図4に示されるように、燃料電池スタック12の前面12aに設けられた複数の冷媒導入ポート30aに連通する一方の冷媒マニホールド36aと、複数の冷媒導出ポート30bに連通する他方の冷媒マニホールド36bがそれぞれ設けられ、前記一対の冷媒マニホールド36a、36bに対して前記循環通路がそれぞれ接続される。   Specifically, as shown in FIG. 4, one refrigerant manifold 36a that communicates with a plurality of refrigerant introduction ports 30a provided on the front surface 12a of the fuel cell stack 12 and a plurality of refrigerant outlet ports 30b communicate with each other. The other refrigerant manifold 36b is provided, and the circulation passages are connected to the pair of refrigerant manifolds 36a and 36b, respectively.

この場合、前記循環通路16を構成する管路の内径(D1)は、分岐通路32を構成する管路の内径(D2)よりも大きく設定され(D1>D2)、予め設定された最低流量の冷媒が、前記分岐通路32を介して、常時、イオン交換器34を流通するように設けられている。   In this case, the inner diameter (D1) of the pipeline constituting the circulation passage 16 is set larger than the inner diameter (D2) of the pipeline constituting the branch passage 32 (D1> D2), and the preset minimum flow rate is set. A refrigerant is provided so as to always flow through the ion exchanger 34 via the branch passage 32.

また、図1に示されるように、前記冷媒回路10には、ポンプ18を駆動させる駆動信号を導出すると共に、流路切換弁22に対して弁切換信号(弁動作制御信号)を導出する制御手段として機能するECU(Electric Control Unit)38が設けられる。前記ECU38は、図示しないRAM、ROM、CPU、I/Oポート等を含むマイクロコンピュータからなる電子制御装置によって構成される。   Further, as shown in FIG. 1, a control signal for deriving a drive signal for driving the pump 18 and deriving a valve switching signal (valve operation control signal) to the flow path switching valve 22 is supplied to the refrigerant circuit 10. An ECU (Electric Control Unit) 38 that functions as means is provided. The ECU 38 is constituted by an electronic control unit including a microcomputer including a RAM, a ROM, a CPU, an I / O port and the like (not shown).

イオン交換器34中には、図示しないイオン交換樹脂が収納されており、冷媒は、前記イオン交換樹脂と接触することにより、前記冷媒中に含有されていたイオン(イオン溶解成分)が取り除かれた上でイオン交換器34から導出される。前記イオン交換器34から導出された冷媒は、分岐通路32を介して循環通路16と合流した後、再びポンプ18によって循環駆動されて循環通路16中を循環するように設けられる。   An ion exchange resin (not shown) is accommodated in the ion exchanger 34, and the ions (ion-dissolved components) contained in the refrigerant are removed when the refrigerant comes into contact with the ion exchange resin. Derived from the ion exchanger 34 above. The refrigerant led out from the ion exchanger 34 is provided so as to circulate in the circulation passage 16 by being circulated again by the pump 18 after joining the circulation passage 16 via the branch passage 32.

また、図1に示されるように、冷媒が導入されるイオン交換器34のインレットポートと分岐通路32を構成する配管(配管チューブ)との間には、前記インレットポートと配管とを着脱自在に接続する第1継手機構40aが設けられ、一方、冷媒が導出されるイオン交換器34のアウトレットポートと分岐通路32を構成する配管(配管チューブ)との間には、前記アウトレットポートと配管とを着脱自在に接続する第2継手機構40bが設けられる。前記第1継手機構40a及び前記第2継手機構40bは、それぞれ同一構成からなり、後記するイオン交換器34の配管接続構造において詳細に説明する。   Further, as shown in FIG. 1, the inlet port and the pipe are detachable between the inlet port of the ion exchanger 34 into which the refrigerant is introduced and the pipe (pipe tube) constituting the branch passage 32. A first joint mechanism 40a to be connected is provided. On the other hand, between the outlet port of the ion exchanger 34 from which the refrigerant is led out and the pipe (pipe tube) constituting the branch passage 32, the outlet port and the pipe are connected. A second joint mechanism 40b that is detachably connected is provided. The first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b have the same configuration, and will be described in detail in the pipe connection structure of the ion exchanger 34 described later.

<冷媒回路中におけるイオン交換器の設置位置及び設置構造>
次に、燃料電池スタック12とイオン交換器34との設置関係(配置関係)について、以下説明する。イオン交換器34は、図2に示されるように、平面視して矩形状に形成された燃料電池スタック12の軸線Cと並列に配置される。また、前記イオン交換器34は、燃料電池自動車の進行方向と平行に横置きに配置されると共に、平面視して燃料電池スタック12から右側の横方向に所定間隔離間し、燃料電池自動車の中心から外側に配置される。
<Installation position and installation structure of ion exchanger in refrigerant circuit>
Next, the installation relationship (arrangement relationship) between the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 will be described below. As shown in FIG. 2, the ion exchanger 34 is arranged in parallel with the axis C of the fuel cell stack 12 formed in a rectangular shape in plan view. Further, the ion exchanger 34 is disposed horizontally in parallel with the traveling direction of the fuel cell vehicle, and is spaced apart from the fuel cell stack 12 by a predetermined amount in the lateral direction on the right side in plan view. From the outside.

さらに、イオン交換器34は、図3に示されるように、燃料電池自動車の下方向(床下方向)で側面視して矩形状に形成された燃料電池スタック12の底面と略面一となるように配置され、冷媒回路10中において最下部に配置される。なお、イオン交換器34は、燃料電池スタック12の底面と略面一に限定されるものではなく、後記するように、イオン交換器34の交換作業を容易に遂行するため、略面一の位置よりも下側に配置されることが好ましい(図3中の破線参照)。勿論、図3の位置であっても、イオン交換器34の交換は十分に容易である。   Further, as shown in FIG. 3, the ion exchanger 34 is substantially flush with the bottom surface of the fuel cell stack 12 formed in a rectangular shape when viewed from the side in the downward direction (under the floor direction) of the fuel cell vehicle. It arrange | positions at the bottom in the refrigerant circuit 10. It should be noted that the ion exchanger 34 is not limited to be substantially flush with the bottom surface of the fuel cell stack 12, and as will be described later, the ion exchanger 34 can be easily exchanged, so It is preferable to be arranged below (see the broken line in FIG. 3). Of course, even in the position of FIG. 3, the exchange of the ion exchanger 34 is sufficiently easy.

図4に示されるように、イオン交換器34は、ハウジング34aの軸方向に沿った両端部から所定長だけ突出する一対の支持部42a、42bを介して、燃料電池スタック12が固定されるフレーム44と同一のフレーム44上に固定される。このフレーム44は、燃料電池自動車の略中心に位置しフロントからリアに向かって直線状に延在するように設けられた直線部46と、前記直線部46と略直交する方向に向かって突出する突出部48とを有する。前記フレーム44の直線部46には、その延在方向に沿って燃料電池スタック12が固定され、また、前記フレーム44の一対の突出部48、48には、前記燃料電池スタック12と平行にイオン交換器34の支持部42a、42bが複数のボルト50を介してねじ締結される。   As shown in FIG. 4, the ion exchanger 34 has a frame to which the fuel cell stack 12 is fixed via a pair of support portions 42a and 42b protruding from both end portions along the axial direction of the housing 34a by a predetermined length. It is fixed on the same frame 44 as 44. The frame 44 is positioned approximately at the center of the fuel cell vehicle and is provided so as to extend linearly from the front to the rear, and protrudes in a direction substantially orthogonal to the linear portion 46. And a protrusion 48. The fuel cell stack 12 is fixed to the straight portion 46 of the frame 44 along the extending direction thereof, and the pair of protrusions 48, 48 of the frame 44 has ions parallel to the fuel cell stack 12. The support portions 42 a and 42 b of the exchanger 34 are screwed through a plurality of bolts 50.

この場合、図5に示されるように、略円筒状に形成されたイオン交換器34のハウジング34aの軸方向に沿った両端部には、軸方向に沿って所定長だけ突出する一対の支持部42a、42bが設けられ、下側から螺入されるボルト50を介して前記支持部42a、42bとフレーム44の側部とが固定される。   In this case, as shown in FIG. 5, a pair of support portions projecting by a predetermined length along the axial direction are provided at both ends along the axial direction of the housing 34a of the ion exchanger 34 formed in a substantially cylindrical shape. 42a and 42b are provided, and the support portions 42a and 42b and the side portion of the frame 44 are fixed via bolts 50 screwed from below.

イオン交換器34の下方側(下部)には、前記イオン交換器34の形状(寸法)に対応した大きさ(縦横寸法)を有する単一のアンダカバー52が設けられる(詳細については、イオン交換器の交換作業のところで後記する)。このアンダカバー52は、フレーム44に対して下部側から螺入されるボルト54等の締結部材を介して、燃料電池自動車のボデイの床下部に対して着脱自在に設けられる。なお、本実施形態では、前記アンダカバー52をボルト54によって締結しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図示しないクリップ等の取り換えが容易な締結部材であれば適宜置き換え可能である。   A single under cover 52 having a size (vertical and horizontal dimensions) corresponding to the shape (dimension) of the ion exchanger 34 is provided on the lower side (lower part) of the ion exchanger 34. (It will be described later in the replacement work of the vessel) The under cover 52 is detachably provided to the lower floor of the body of the fuel cell vehicle via a fastening member such as a bolt 54 screwed into the frame 44 from the lower side. In the present embodiment, the under cover 52 is fastened by the bolt 54. However, the present invention is not limited to this. For example, any fastening member that is easy to replace, such as a clip (not shown), can be appropriately replaced. is there.

本実施形態では、イオン交換器34が、燃料電池スタック12を支持するフレーム44と同一フレーム上に配置され、且つ、車両下方向で平面視して車両中心から外側に配置されることにより、車体下部(床下部)に設けられたアンダカバー52を取り外して開成された開口を通じて前記イオン交換器34を外部に露呈させた状態で簡便にイオン交換器34の交換作業を遂行することができる。従って、従来と比較してイオン交換器34の交換作業を簡便にして交換時間を短縮することができる。   In the present embodiment, the ion exchanger 34 is disposed on the same frame as the frame 44 that supports the fuel cell stack 12, and is disposed on the outer side from the vehicle center in a plan view in the vehicle lower direction. The ion exchanger 34 can be easily exchanged in a state where the ion exchanger 34 is exposed to the outside through an opening formed by removing the under cover 52 provided in the lower part (lower floor). Therefore, the replacement operation of the ion exchanger 34 can be simplified and the replacement time can be shortened as compared with the conventional case.

また、本実施形態では、イオン交換器34と燃料電池スタック12とを並列に並べることで、前記燃料電池スタック12の冷媒導ポート30aに対して供給される冷却された冷媒(ラジエータ14によって熱交換された冷媒)を分岐させ、前記分岐された冷媒をイオン交換器34に対して流すことができる効果が得られる。   Further, in the present embodiment, the ion exchanger 34 and the fuel cell stack 12 are arranged in parallel, whereby a cooled refrigerant (heat exchange by the radiator 14) supplied to the refrigerant guide port 30a of the fuel cell stack 12 is performed. Branching refrigerant), and the branched refrigerant can be flowed to the ion exchanger 34.

さらに、本実施形態では、燃料電池スタック12とイオン交換器34とがそれぞれ別個の場所に配置された場合の配管接続と比較して、並列に配置された燃料電池スタック12とイオン交換器34とを接続する配管の配管長が短縮されるため、コスト及び重量的に優位性が得られる。   Further, in the present embodiment, the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 arranged in parallel are compared with the pipe connection in the case where the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 are arranged in separate places, respectively. Since the length of the pipe connecting the pipes is shortened, an advantage in cost and weight can be obtained.

さらにまた、本実施形態では、イオン交換器34が車両の進行方向と平行に横置き状態で車体下部に配置され、単独で着脱可能に設けられることにより、より一層イオン交換器の交換作業を簡便化することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the ion exchanger 34 is placed in the lower part of the vehicle body in a horizontal state in parallel with the traveling direction of the vehicle, and is provided so as to be detachable independently. Can be

<燃料電池自動車におけるイオン交換器の設置位置及び設置構造>
図6は、フロアパネルとフレームとの間に配置された燃料電池スタック及びイオン交換器をフロント側からリア側に向かって見た正面図、図7は、図6の矢印Y2方向から見た側面図である。
<Installation position and installation structure of ion exchanger in fuel cell vehicle>
6 is a front view of the fuel cell stack and the ion exchanger arranged between the floor panel and the frame as viewed from the front side toward the rear side, and FIG. 7 is a side view as viewed from the direction of arrow Y2 in FIG. FIG.

図6に示されるように、燃料電池スタック12は、燃料電池自動車の車体フロアを構成するフロアパネル24下のセンタトンネル26内で、フロント側からリア側に沿って延在するフレーム44上に固定される。前記フロアパネル24の中央部には、運転席及び助手席との間で略台形状に上方に向かって突出することによってセンタコンソール56が形成され、前記センタコンソール56内に燃料電池スタック12がフロント側からリア側に延在するように配設される。   As shown in FIG. 6, the fuel cell stack 12 is fixed on a frame 44 extending from the front side to the rear side in the center tunnel 26 below the floor panel 24 constituting the vehicle body floor of the fuel cell vehicle. Is done. A center console 56 is formed in the center portion of the floor panel 24 by projecting upward in a substantially trapezoidal shape between the driver seat and the passenger seat, and the fuel cell stack 12 is front-mounted in the center console 56. It is arranged to extend from the side to the rear side.

前記フロアパネル24には、中央部のセンタコンソール56の両側に隣接し、一旦、下方側(フレーム44側)に向かって傾斜した後、フレーム44の上面に当接する手前で略コ字状に屈曲し、さらに上方に向かって僅かに突出する窪み部58が形成される。前記窪み部58に連続する車幅方向には、シート真下に位置する凸部60が形成され、図7に示されるように、助手席のシート真下の凸部60内には、上方に向かって膨出形成されることにより、フレーム44との間で所定間隔離間したスペース62が設けられる。イオン交換器34は、助手席シートの真下の位置にフロアパネル24の凸部60とフレーム44とによって形成される前記スペース62内に配置される。   The floor panel 24 is adjacent to both sides of the center console 56 at the center, and is inclined to the lower side (the frame 44 side) and then bent into a substantially U-shape before coming into contact with the upper surface of the frame 44. In addition, a recess 58 that slightly protrudes upward is formed. In the vehicle width direction continuous to the recess 58, a convex portion 60 is formed directly below the seat, and as shown in FIG. 7, the convex portion 60 directly below the seat of the passenger seat is directed upward. By bulging and forming, a space 62 spaced apart from the frame 44 by a predetermined distance is provided. The ion exchanger 34 is disposed in the space 62 formed by the convex portion 60 and the frame 44 of the floor panel 24 at a position directly below the passenger seat.

なお、本実施形態では、平面視して燃料電池スタック12の右横であって、助手席シートの下方にイオン交換器34を配置しているが(図2及び図7参照)、これに限定されるものではなく、例えば、平面視して燃料電池スタック12の左横であって、運転席シートの下方に設けられたスペース62(図6参照)内にイオン交換器34を配置するようにしてもよい。また、前記イオン交換器34が設置されるスペース62は、フロアパネル24をフレーム44に当接するように下方側に向かって膨出形成し、フロアパネル24とフレーム44との間で密封された空間部であってもよい。   In the present embodiment, the ion exchanger 34 is arranged on the right side of the fuel cell stack 12 in plan view and below the passenger seat (see FIGS. 2 and 7). For example, the ion exchanger 34 is arranged in a space 62 (see FIG. 6) provided on the left side of the fuel cell stack 12 in plan view and below the driver seat. May be. The space 62 in which the ion exchanger 34 is installed is a space in which the floor panel 24 bulges downward toward the frame 44 and is sealed between the floor panel 24 and the frame 44. Part.

燃料電池自動車の車室内でイオン交換器34を設置するための特別のスペース(車室内側に向かって突出するスペース)を設けることがなく、シート下方に設けられ乗員にとって邪魔となることがないデッドスペース内にイオン交換器34を配置することにより、車室内の有効スペースを広くとることができると共に、車室内のスペースを有効活用してレイアウトの自由度を増大させることができる。   There is no special space (a space protruding toward the vehicle interior side) for installing the ion exchanger 34 in the vehicle interior of the fuel cell vehicle, and it is provided below the seat and does not interfere with the occupant By disposing the ion exchanger 34 in the space, an effective space in the vehicle interior can be widened, and the space in the vehicle interior can be effectively utilized to increase the degree of freedom in layout.

また、燃料電池スタック12とイオン交換器34との間には、いわゆる隔壁として機能するフロアパネル24の窪み部58を介在させ、前記燃料電池スタック12と前記イオン交換器34とがそれぞれ区画された別個の室に配置される構造とすることにより、比較的高温に弱い特性(イオン交換樹脂のイオン吸着能力の低下)を有するイオン交換器34の耐久性の劣化を抑制することができる。   Further, a recess 58 of the floor panel 24 functioning as a so-called partition wall is interposed between the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34, and the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 are partitioned. By adopting a structure that is arranged in a separate chamber, it is possible to suppress deterioration in durability of the ion exchanger 34 that has a characteristic that is relatively weak at high temperatures (decrease in the ion adsorption ability of the ion exchange resin).

この場合、イオン交換器34が窪み部58を間にして燃料電池スタック12の近傍に配置されることにより、冷媒回路10全体の配管長を短縮することができると共に、冷媒回路10の配管全体の重量を軽減し、冷媒回路10を流通する全体の冷媒量を減少させることができる。   In this case, the ion exchanger 34 is disposed in the vicinity of the fuel cell stack 12 with the recess 58 interposed therebetween, whereby the piping length of the entire refrigerant circuit 10 can be shortened, and the entire piping of the refrigerant circuit 10 can be reduced. Weight can be reduced and the total amount of refrigerant flowing through the refrigerant circuit 10 can be reduced.

<イオン交換器の配管接続構造>
図8(a)、(b)は、継手機構を構成する雄コネクタと雌コネクタとの着脱動作を示す模式図である。
<Piping connection structure of ion exchanger>
FIGS. 8A and 8B are schematic views showing the attaching / detaching operation between the male connector and the female connector constituting the joint mechanism.

イオン交換器34の出入口であるインレットポート64a及びアウトレットポート64bには、それぞれ、同一構成からなる第1継手機構40a及び第2継手機構40bが設けられ、前記第1継手機構40a及び第2継手機構40bは、それぞれ、雄コネクタ68と雌コネクタ70から構成される。雄コネクタ68には、ノーマルクローズタイプのバルブからなる第1弁体74が配設され、雌コネクタ70には、ノーマルクローズタイプの他のバルブからなる第2弁体102が配設され、外部に向かってそれぞれ突出する前記第1弁体74の先端部と前記第2弁体102の先端部とが当接することにより、冷媒が流通する流体通路(冷媒通路)が開成するように設けられる。   A first joint mechanism 40a and a second joint mechanism 40b having the same configuration are respectively provided at the inlet port 64a and the outlet port 64b, which are the entrances and exits of the ion exchanger 34, and the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism are provided. 40b is composed of a male connector 68 and a female connector 70, respectively. The male connector 68 is provided with a first valve body 74 made of a normally closed type valve, and the female connector 70 is provided with a second valve body 102 made of another normally closed type valve. A fluid passage (refrigerant passage) through which a refrigerant flows is formed by abutting the tip end portion of the first valve body 74 and the tip end portion of the second valve body 102 respectively projecting toward each other.

以下、図8(a)、(b)に基づいて、詳細に説明する。なお、前記第1継手40a及び第2継手機構40bは、それぞれ同一構成からなり、インレットポート64a側とアウトレットポート64b側とでそれぞれ対称に配置されるため、アウトレットポート64b側の第2継手機構40bを詳細に説明してインレットポート64a側の第1継手機構40aの説明を省略する。   Hereinafter, a detailed description will be given based on FIGS. 8A and 8B. The first joint 40a and the second joint mechanism 40b have the same configuration and are arranged symmetrically on the inlet port 64a side and the outlet port 64b side, respectively, so that the second joint mechanism 40b on the outlet port 64b side is provided. Will be described in detail, and the description of the first joint mechanism 40a on the inlet port 64a side will be omitted.

図8(a)に示されるように、第2継手機構40b(第1継手機構40a)は、イオン交換器34のアウトレットポート64b側(インレットポート64a側)に設けられ前記イオン交換器34の略円筒状のハウジング34aの一端部に連結される雄コネクタ68と、配管66側に設けられ配管チューブが接続される雌コネクタ70とから構成される。   As shown in FIG. 8A, the second joint mechanism 40b (first joint mechanism 40a) is provided on the outlet port 64b side (inlet port 64a side) of the ion exchanger 34 and is an abbreviation of the ion exchanger 34. The male connector 68 is connected to one end of the cylindrical housing 34a, and the female connector 70 is provided on the pipe 66 side and connected to the pipe tube.

雄コネクタ68は、第1コネクタ本体72の一端部から一部が突出可能に設けられると共に、前記第1コネクタ本体72の軸方向に沿って変位自在に配設された第1弁体74と、前記第1コネクタ本体72の中間部に固定される第1係止部材80と、一端部が前記第1係止部材80に係着され他端部が前記第1弁体74に係着さればね力によって前記第1弁体74の先端部を第1コネクタ本体72の一端部から突出する方向に押圧する第1ばね部材82とを有する。   The male connector 68 is provided so that a part of the male connector 68 can protrude from one end of the first connector main body 72, and the first valve body 74 is disposed so as to be displaceable along the axial direction of the first connector main body 72; A first locking member 80 fixed to an intermediate portion of the first connector main body 72, one end engaged with the first locking member 80, and the other end engaged with the first valve body 74 and a spring. And a first spring member 82 that presses the distal end portion of the first valve body 74 in a direction protruding from one end portion of the first connector body 72 by force.

前記第1コネクタ本体72の一端部の内面には第1着座部90が形成され、前記第1着座部90に対して第1弁体74が着座することにより、前記アウトレットポート64bが閉塞された弁閉状態となる。   A first seat 90 is formed on the inner surface of one end of the first connector body 72, and the outlet port 64 b is blocked by the first valve body 74 seated on the first seat 90. The valve is closed.

この場合、前記第1コネクタ本体72の軸方向に沿った一端部側の外周面には、環状溝を介して第1シールリング92が装着され、前記第1コネクタ本体72が後記する第2コネクタ本体94の開口部96に装着されたとき、前記第1シールリング92によって第1コネクタ本体72と第2コネクタ本体94との連結部位(着脱部位)が液密乃至気密にシールされる(図8(b)参照)。   In this case, a first seal ring 92 is attached to the outer peripheral surface on the one end side along the axial direction of the first connector main body 72 via an annular groove, and the first connector main body 72 will be described later. When attached to the opening 96 of the main body 94, the connecting portion (detachable portion) between the first connector main body 72 and the second connector main body 94 is sealed in a liquid-tight or air-tight manner by the first seal ring 92 (FIG. 8). (See (b)).

前記第1シールリング92は、イオン交換器34側の雄コネクタ68に設けられ、配管66側である雌コネクタ79との着脱部位をシールするシール部材として機能するものである。   The first seal ring 92 is provided in the male connector 68 on the ion exchanger 34 side, and functions as a seal member that seals the attachment / detachment portion with the female connector 79 on the piping 66 side.

また、前記第1弁体74には、環状溝を介して第2シールリング98が装着され、前記第1弁体74が第1着座部90に着座して弁閉状態となったとき、前記第2シールリング98によって着座部位がシールされることにより、アウトレットポート64b側からの冷媒の漏出を好適に阻止することができる。   The first valve body 74 is fitted with a second seal ring 98 via an annular groove. When the first valve body 74 is seated on the first seating portion 90 and the valve is closed, Since the seating site is sealed by the second seal ring 98, leakage of the refrigerant from the outlet port 64b side can be suitably prevented.

換言すると、イオン交換器34のアウトレットポート64bから配管66が取り外されて雄コネクタ68から雌コネクタ70が離脱された際、第1弁体74が第1着座部90に着座して弁閉状態になると共に、着座部位をシールする前記2シールリング98によってアウトレットポート64b側からの冷媒の導出が確実に阻止される。   In other words, when the piping 66 is removed from the outlet port 64b of the ion exchanger 34 and the female connector 70 is detached from the male connector 68, the first valve body 74 is seated on the first seating portion 90 and the valve is closed. In addition, the second seal ring 98 that seals the seating site reliably prevents the refrigerant from being led out from the outlet port 64b side.

前記雌コネクタ70は、第1コネクタ本体72が挿通可能な開口部96を有する略円筒状の第2コネクタ本体94と、前記第2コネクタ本体94の貫通孔に沿って変位自在に配設され前記第2コネクタ本体94の中間部の隔壁に形成された第2着座部100に着座する第2弁体102と、前記第2コネクタ本体94の中間部に固定される第2係止部材106とを含む。   The female connector 70 is disposed so as to be displaceable along a substantially cylindrical second connector body 94 having an opening 96 through which the first connector body 72 can be inserted, and a through hole of the second connector body 94. A second valve body 102 seated on a second seating portion 100 formed in a partition wall at an intermediate portion of the second connector main body 94, and a second locking member 106 fixed to the intermediate portion of the second connector main body 94. Including.

なお、雌コネクタ70の内壁を構成する開口部96は、従来技術に係る図示しない管継手のようにOリングを装着するための環状溝等が何ら形成されていない円筒面からなり、後記するように高圧洗浄によって前記開口部96を好適に洗浄することができる。   The opening 96 constituting the inner wall of the female connector 70 is formed of a cylindrical surface on which an annular groove or the like for mounting an O-ring is not formed like a pipe joint (not shown) according to the prior art, and will be described later. In addition, the opening 96 can be suitably cleaned by high-pressure cleaning.

さらに、前記雌コネクタ70は、一端部が前記第2係止部材106に係着され他端部が前記第2弁体102に係着されて、ばね力によって前記第2弁体102を第2コネクタ本体94の開口部96側に向かって押圧する第2ばね部材108を有する。   Further, the female connector 70 has one end engaged with the second locking member 106 and the other end engaged with the second valve body 102, and the second valve body 102 is connected to the second valve body 102 by a spring force. It has the 2nd spring member 108 pressed toward the opening part 96 side of the connector main body 94. FIG.

さらに、前記第2弁体102には、環状溝を介して第3シールリング116が装着され、前記第2弁体102が第2着座部100に着座して弁閉状態となったとき、前記第3シールリング116によって着座部位がシールされることにより、配管66側からの冷媒の漏出を好適に阻止することができる。   Furthermore, a third seal ring 116 is attached to the second valve body 102 via an annular groove, and when the second valve body 102 is seated on the second seating portion 100 and the valve is closed, Since the seating site is sealed by the third seal ring 116, leakage of the refrigerant from the pipe 66 side can be suitably prevented.

換言すると、イオン交換器34のアウトレットポート64bから配管66が取り外されて雄コネクタ68から雌コネクタ70が離脱された際、第2弁体102が第2着座部100に着座して弁閉状態になると共に、着座部位をシールする前記3シールリング116によって配管66側からの冷媒の導出が確実に阻止される。   In other words, when the pipe 66 is removed from the outlet port 64b of the ion exchanger 34 and the female connector 70 is detached from the male connector 68, the second valve body 102 is seated on the second seat portion 100 and is in a valve-closed state. In addition, the third seal ring 116 that seals the seating site reliably prevents the refrigerant from being led out from the pipe 66 side.

このように、雄コネクタ68及び雌コネクタ70にそれぞれ配設された第1弁体74及び第2弁体102は、雄コネクタ68と雌コネクタ70とが相互に取り外された通常の状態(コネクタ間の連結が解除された通常の状態)においてそれぞれ弁閉状態となるノーマルクローズタイプのバルブによって構成される。   As described above, the first valve body 74 and the second valve body 102 disposed in the male connector 68 and the female connector 70, respectively, are in a normal state in which the male connector 68 and the female connector 70 are removed from each other (between the connectors). In a normal state in which the connection is released).

なお、第1弁体74、第2弁体102、第1ばね部材82及び第2ばね部材108、ゴム製材料によって形成された第1シールリング92、第2シールリング98及び第3シールリング116を除いた第1継手機構40a及び第2継手機構40bの全構成要素(配管66を含む)は、所定の強度を有し、導電率が低くイオンが導出しにくい材料(例えば、樹脂製材料、セラミック材料等)によって形成されるとよい。   The first valve body 74, the second valve body 102, the first spring member 82 and the second spring member 108, the first seal ring 92, the second seal ring 98 and the third seal ring 116 formed of a rubber material. All the components (including the pipe 66) of the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b except for the material have a predetermined strength and have a low conductivity and ions are not easily derived (for example, resin materials, It may be formed of a ceramic material or the like.

図8(a)に示す状態から第2コネクタ本体94の開口部96に沿って第1コネクタ本体72を挿通させ前記雄コネクタ68と雌コネクタ70とが装着される際、図8(b)に示されるように、同軸上に対向配置された第1弁体74の先端部と第2弁体102の先端部とが相互に当接し、前記第1弁体74と第2弁体102の当接状態が保持されたまま第1コネクタ本体72は第1ばね部材82のばね力に抗して第2コネクタ本体側に向かって接近する方向に変位すると共に、第2コネクタ本体94は第2ばね部材108のばね力に抗して第1コネクタ本体72側に向かって接近する方向に変位する。   When the first connector main body 72 is inserted through the opening 96 of the second connector main body 94 from the state shown in FIG. 8A and the male connector 68 and the female connector 70 are attached, the state shown in FIG. As shown, the front end of the first valve body 74 and the front end of the second valve body 102, which are coaxially opposed to each other, come into contact with each other, so that the first valve body 74 and the second valve body 102 are in contact with each other. While the contact state is maintained, the first connector body 72 is displaced in a direction approaching the second connector body against the spring force of the first spring member 82, and the second connector body 94 is moved to the second spring. The member 108 is displaced toward the first connector main body 72 side against the spring force of the member 108.

第1弁体74及び第2弁体102が先端部での当接状態を保持しながら第1コネクタ本体72及び第2コネクタ本体94が相互に接近する方向に向かって変位することにより、前記雄コネクタ68と雌コネクタ70とが相互に嵌着される。この雄コネクタ68及び雌コネクタ70の嵌着状態では、図8(b)に示されるように、前記第1弁体74が第1着座部90から離間して弁開状態となり、一方、第2弁体102が第2着座部100から離間して弁開状態となる。   The first valve body 74 and the second valve body 102 are displaced in a direction in which the first connector main body 72 and the second connector main body 94 approach each other while maintaining the contact state at the distal end portion. The connector 68 and the female connector 70 are fitted to each other. In the fitted state of the male connector 68 and the female connector 70, as shown in FIG. 8 (b), the first valve body 74 is separated from the first seating portion 90 and is opened, while the second The valve body 102 is separated from the second seating portion 100 and is in the valve open state.

従って、第1弁体74と第1着座部90との間に間隙が形成されると共に、第2弁体102と第2着座部100との間に間隙が形成され、図8(b)の矢印で示されるように、両方の間隙を通じてアウトレットポート64bと配管66とが連通状態となる。この結果、雌コネクタ70と雄コネクタ68とを接続することにより、第1弁体74及び第2弁体102がそれぞれ弁開状態となって冷媒を流体通路に沿って円滑に流通させることができる。   Accordingly, a gap is formed between the first valve body 74 and the first seating portion 90, and a gap is formed between the second valve body 102 and the second seating portion 100, as shown in FIG. As indicated by the arrows, the outlet port 64b and the pipe 66 are in communication with each other through both gaps. As a result, by connecting the female connector 70 and the male connector 68, the first valve body 74 and the second valve body 102 are each in the valve open state, and the refrigerant can be smoothly circulated along the fluid passage. .

なお、イオン交換器34側の雄コネクタ68から配管66側の雌コネクタ70を取り外した後、例えば、図示しない棒部材や治具等を第2コネクタ本体94の開口部96から挿入して第2弁体102の先端部を押圧し、強制的に前記第2弁体102を第2着座部100から離間させた弁開状態とすることにより、配管66中に残存する冷媒を好適に外部に排出することができる。この場合、イオン交換器34は、冷媒回路10中において最下部に配置されているため、冷媒の円滑且つ迅速な排水性が得られ、冷媒の排出作業を効率的に遂行することができる。   After the female connector 70 on the piping 66 side is removed from the male connector 68 on the ion exchanger 34 side, for example, a rod member or jig (not shown) is inserted through the opening 96 of the second connector main body 94 to form the second connector. By pressing the distal end of the valve body 102 and forcibly separating the second valve body 102 from the second seating section 100, the refrigerant remaining in the pipe 66 is suitably discharged to the outside. can do. In this case, since the ion exchanger 34 is disposed at the lowermost part in the refrigerant circuit 10, smooth and quick drainage of the refrigerant can be obtained, and the discharge operation of the refrigerant can be performed efficiently.

<イオン交換器の取付構造(支持構造)>
次に、イオン交換器34の取付構造(支持構造)について、説明する。
図5に示されるように、イオン交換器34の軸方向に沿った両側の支持部42a、42bは、燃料電池スタック12と同一フレーム44からなる一対の突出部48間に、前記燃料電池スタック12と平行に複数のボルト50を介してねじ締結されて取り付けられるが、これに限定されるものではなく、例えば、図9に示されるように、イオン交換器34の片側一方のみを差込構造としてもよい。なお、図9中では、説明の便宜上、第1継手機構40a及び第2継手機構40bの図示を省略している。
<Ion exchanger mounting structure (support structure)>
Next, the attachment structure (support structure) of the ion exchanger 34 will be described.
As shown in FIG. 5, the support portions 42 a and 42 b on both sides along the axial direction of the ion exchanger 34 are disposed between a pair of projecting portions 48 including the same frame 44 as the fuel cell stack 12. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, only one side of the ion exchanger 34 has an insertion structure. Also good. In FIG. 9, the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b are not shown for convenience of explanation.

図9(a)、(b)の第1変形例に示されるように、例えば、断面円形状の小孔120が形成されたブロック122を一方のフレーム44側に連結し、イオン交換器34の片側に前記小孔120に挿通される円柱状の支持部124を設け、前記小孔120に対して円柱状の支持部124を差し込むような構造にするとよい。   As shown in the first modification of FIGS. 9A and 9B, for example, a block 122 in which a small hole 120 having a circular cross section is formed is connected to one frame 44 side, so that the ion exchanger 34 It is preferable that a columnar support portion 124 inserted into the small hole 120 is provided on one side and the columnar support portion 124 is inserted into the small hole 120.

また、図9(c)の第2変形例に示されるように、矩形状のブロック部126と円盤部128との間に環状溝130が形成された部材を一方のフレーム44側に連結し、イオン交換器34の片側に前記環状溝130に係合する開口132が形成されたプレート部材134を設け、前記環状溝130に対してプレート部材134の開口132を差し込むように構成するとよい。   Further, as shown in the second modification of FIG. 9C, a member in which an annular groove 130 is formed between the rectangular block portion 126 and the disk portion 128 is connected to one frame 44 side, A plate member 134 having an opening 132 that engages with the annular groove 130 may be provided on one side of the ion exchanger 34, and the opening 132 of the plate member 134 may be inserted into the annular groove 130.

さらに、図9(d)の第3変形例に示されるように、矩形状の第1プレート体136の一端部に小径な柱体138を立設するように連結し、イオン交換器34の片側に前記柱体138が差し込まれる円形状の孔部140を有する第2プレート体142を設け、前記柱体138を第2プレート体142の孔部140に差し込むように構成するとよい。   Further, as shown in the third modified example of FIG. 9D, one end of the ion exchanger 34 is connected to one end of the rectangular first plate body 136 so that a small-diameter column 138 is erected. A second plate body 142 having a circular hole 140 into which the column body 138 is inserted may be provided, and the column body 138 may be inserted into the hole 140 of the second plate body 142.

このようなイオン交換器34の片側差込構造とすることにより、燃料電池自動車のボデイの下部側(床下部)に配置されたイオン交換器34を交換する際、前記イオン交換器34の取り外し作業及び取り付け作業がより一層簡便となり、作業時間の短縮化を図ることができる。具体的には、先ず、イオン交換器34の片側部分を差し込んで引っ掛けておき、イオン交換器34の反対側部分で締結することにより、狭小なスペースでのイオン交換器34の着脱作業も容易となる。   By adopting such a one-side insertion structure of the ion exchanger 34, when the ion exchanger 34 disposed on the lower side (lower floor) of the body of the fuel cell vehicle is replaced, the ion exchanger 34 is removed. In addition, the mounting operation is further simplified, and the working time can be shortened. Specifically, first, one side portion of the ion exchanger 34 is inserted and hooked and fastened at the opposite side portion of the ion exchanger 34, so that the ion exchanger 34 can be easily attached and detached in a small space. Become.

<冷媒回路の作用効果>
次に、前記した冷媒回路10の作用効果について説明する。
図示しないイグニッションスイッチをオン状態にすると、燃料電池スタック12へ燃料ガス(水素ガス)と酸化剤ガス(空気)とがそれぞれ供給され、燃料電池スタック12で発電が開始される。同時に、ECU38から駆動信号がポンプ18に導入され、ポンプ18も駆動を開始し、循環通路16に沿って冷媒が流通する。この場合、循環通路16から分岐する分岐通路32を介して冷媒がイオン交換器34内に導入され、冷媒中のイオン溶解成分が図示しないイオン交換樹脂によって除去(吸着)される。
<Operation effect of refrigerant circuit>
Next, the effect of the refrigerant circuit 10 will be described.
When an ignition switch (not shown) is turned on, fuel gas (hydrogen gas) and oxidant gas (air) are respectively supplied to the fuel cell stack 12, and power generation is started in the fuel cell stack 12. At the same time, a drive signal is introduced from the ECU 38 to the pump 18, the pump 18 also starts to drive, and the refrigerant flows along the circulation passage 16. In this case, the refrigerant is introduced into the ion exchanger 34 through the branch passage 32 branched from the circulation passage 16, and the ion-dissolved component in the refrigerant is removed (adsorbed) by an ion exchange resin (not shown).

なお、燃料電池スタック12の発熱によって冷媒の温度が所定温度以上に上昇した場合、例えば、ECU38からの弁切換信号に基づいて流路切換弁22の弁位置を切り換えてラジエータ14側に冷媒を導入し、前記ラジエータ14による放熱作用によって冷媒を冷却するようにしてもよい。   When the temperature of the refrigerant rises to a predetermined temperature or more due to heat generated by the fuel cell stack 12, for example, the valve position of the flow path switching valve 22 is switched based on a valve switching signal from the ECU 38, and the refrigerant is introduced to the radiator 14 side. In addition, the refrigerant may be cooled by the heat radiation action of the radiator 14.

<イオン交換器の交換作業>
イオン交換器内に収納された図示しないイオン交換樹脂は、冷媒中のイオンを吸着することにより、徐々にイオン吸着能力が低下する特性を有するため、劣化したイオン交換樹脂(イオン交換器)を新たなイオン交換樹脂(イオン交換器)と定期的に交換するメンテナンスが必要となる。以下に、イオン交換器の交換作業について説明する。
<Ion exchanger replacement work>
An ion exchange resin (not shown) housed in the ion exchanger has a characteristic that the ion adsorption capacity gradually decreases by adsorbing ions in the refrigerant. Therefore, a new deteriorated ion exchange resin (ion exchanger) is newly added. Maintenance that regularly exchanges with a new ion exchange resin (ion exchanger) is required. Below, the exchange operation | work of an ion exchanger is demonstrated.

図10は、フレームからアンダカバーを取り外した状態の一部省略分解斜視図である。
図10に示されるように、燃料電池自動車のボデイの下部側(床下側)に設けられた単一のアンダカバー52を固定しているボルト54等を緩めて前記アンダカバー54を取り外すことにより、前記ボデイの下部側からイオン交換器34を露呈させる。
FIG. 10 is a partially omitted exploded perspective view of the frame with the under cover removed.
As shown in FIG. 10, by removing the under cover 54 by loosening the bolt 54 etc. fixing the single under cover 52 provided on the lower side (under the floor) of the body of the fuel cell vehicle, The ion exchanger 34 is exposed from the lower side of the body.

この場合、本実施形態では、イオン交換器34は、燃料電池スタック12と同一のフレーム44上に固定されていると共に、燃料電池自動車のボデイの下方向で平面視して前記燃料電池自動車の中心から外側に配置されており、前記イオン交換器34の真下に位置するアンダカバー52を取り外すことにより、前記イオン交換器34が外部に露呈した取り外し可能な状態となる。   In this case, in the present embodiment, the ion exchanger 34 is fixed on the same frame 44 as the fuel cell stack 12, and the center of the fuel cell vehicle is viewed in plan view below the body of the fuel cell vehicle. By removing the under cover 52 that is disposed on the outside of the ion exchanger 34 and is located directly below the ion exchanger 34, the ion exchanger 34 is exposed to the outside and can be removed.

続いて、支持部42a、42bを介してイオン交換器34をフレーム44に取り付けている複数のボルト50を緩めて前記イオン交換器34を前記フレーム44から取り外した後、第1継手機構40a及び第2継手機構40bを構成する雄コネクタ68から雌コネクタ70を離脱させることによって前記イオン交換器34のインレットポート64a及びアウトレットポート64bから配管66をそれぞれ取り外す。   Subsequently, after loosening a plurality of bolts 50 that attach the ion exchanger 34 to the frame 44 via the support portions 42a and 42b and removing the ion exchanger 34 from the frame 44, the first joint mechanism 40a and the first joint mechanism 40a The pipe 66 is removed from the inlet port 64a and the outlet port 64b of the ion exchanger 34 by detaching the female connector 70 from the male connector 68 constituting the two joint mechanism 40b.

その際、前述したように、第1継手機構40a及び第2継手機構40bに設けられた第1弁体74及び第2弁体102がそれぞれノーマルクローズタイプの弁によって構成されているため、前記第1弁体74及び第2弁体102がそれぞれ第1着座部90及び第2着座部100に着座した弁閉状態となり(図8(a)参照)、冷媒回路10中に残存する冷媒が外部に漏出することが防止される。このため、作業者は、冷媒によって被水することがなく(液体冷媒の場合)、イオン交換器34に接続されている配管66を簡便に取り外すことができる。   At this time, as described above, since the first valve body 74 and the second valve body 102 provided in the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b are each constituted by a normally closed type valve, The valve body 74 is closed with the first valve body 74 and the second valve body 102 seated on the first seating portion 90 and the second seating portion 100, respectively (see FIG. 8A), and the refrigerant remaining in the refrigerant circuit 10 is exposed to the outside. Leakage is prevented. For this reason, the operator can easily remove the pipe 66 connected to the ion exchanger 34 without being flooded by the refrigerant (in the case of a liquid refrigerant).

すなわち、イオン交換器34のインレットポート64a及びアウトレットポート64bから配管66を取り外す際、取り外された配管66側の雌コネクタ70の第2弁体102が弁閉状態となって配管66中に残存する冷媒の外部への漏出が阻止されると共に、イオン交換器34側に接続された雄コネクタ68の第1弁体74が弁閉状態となってイオン交換器34内に残存する冷媒の外部への漏出が阻止される。このことは、インレットポート64a側及びアウトレットポート64b側に設けられた第1継手機構40a及び第2継手機構40bにおいてそれぞれ同様である。   That is, when the pipe 66 is removed from the inlet port 64a and the outlet port 64b of the ion exchanger 34, the second valve body 102 of the female connector 70 on the side of the removed pipe 66 is closed and remains in the pipe 66. Leakage of the refrigerant to the outside is prevented, and the first valve body 74 of the male connector 68 connected to the ion exchanger 34 side is closed, and the refrigerant remaining in the ion exchanger 34 is discharged to the outside. Leakage is prevented. This is the same in the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b provided on the inlet port 64a side and the outlet port 64b side, respectively.

このようにしてイオン交換器34がフレーム44から離間可能となり配管66が取り外された後、作業者は、アンダカバー52が取り外された燃料電池自動車の床下開口部を通じて性能が劣化したイオン交換器34を前記燃料電池自動車の外部に単独で取り出すことができる。さらに、前記床下開口部を通じて、冷媒が予め所定量だけ充填されている新たなイオン交換器34をボルト50によってフレーム44に固定すると共に、第1継手機構40a及び第2継手機構40bの雌コネクタ70を雄コネクタ68に装着する配管接続を行う。なお、図9に示されるように、イオン交換器34を片側差込構造とすることにより、より一層、イオン交換器34の取り外し及び取り付け作業を簡便に行うことができる。   After the ion exchanger 34 can be separated from the frame 44 and the pipe 66 is removed in this manner, the operator can use the ion exchanger 34 whose performance has deteriorated through the underfloor opening of the fuel cell vehicle from which the under cover 52 has been removed. Can be taken out of the fuel cell vehicle alone. Further, a new ion exchanger 34 preliminarily filled with a predetermined amount of refrigerant is fixed to the frame 44 with a bolt 50 through the underfloor opening, and the female connector 70 of the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b. Is connected to the male connector 68. In addition, as FIG. 9 shows, the removal and attachment operation | work of the ion exchanger 34 can be performed more simply by making the ion exchanger 34 into a one-side insertion structure.

これに対して、例えば、イオン交換器34が燃料電池スタック12と一緒に、図示しない筐体内に収容されている場合を仮定すると、先ず、イオン交換器34を交換するためには、図示しない筐体を燃料電池自動車から取り出す必要がある。その際、燃料電池スタック12及びイオン交換器34にそれぞれ接続されている配管類を取り外す必要があると共に、冷媒回路10中に残存する冷媒を前記冷媒回路10から除去する、いわゆる冷媒抜き作業を行わなければならず、イオン交換器34の交換作業に多大な労力と時間とが必要となる。   On the other hand, for example, assuming that the ion exchanger 34 is housed in a housing (not shown) together with the fuel cell stack 12, first, in order to replace the ion exchanger 34, a housing (not shown) is used. The body needs to be removed from the fuel cell vehicle. At that time, it is necessary to remove the pipes respectively connected to the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 and to perform a so-called refrigerant removal operation for removing the refrigerant remaining in the refrigerant circuit 10 from the refrigerant circuit 10. Therefore, a great deal of labor and time are required to replace the ion exchanger 34.

本実施形態では、燃料電池自動車の下部側に設けられた単一のアンダカバー52を取り外すだけで、燃料電池スタック12と並列に配置されたイオン交換器34が交換可能な状態となり、前記のようにイオン交換器34が収容された筐体の取り外し作業や、冷媒抜き作業及び冷媒の再注入作業等が不要となり、従来と比較してより一層、イオン交換器34の交換作業を簡便にして交換時間を短縮することができる。   In the present embodiment, the ion exchanger 34 arranged in parallel with the fuel cell stack 12 can be replaced only by removing the single under cover 52 provided on the lower side of the fuel cell vehicle. This eliminates the need for removing the housing in which the ion exchanger 34 is housed, removing the refrigerant, reinjecting the refrigerant, and the like, making the exchange of the ion exchanger 34 easier and more convenient than in the past. Time can be shortened.

また、一般的にはイオン交換器の交換タイミングが冷媒の寿命よりも短いが、本実施形態では、従前から使用されている冷媒回路中の冷媒をそのまま保持した状態でイオン交換器のみを交換することができるため、冷媒の有効活用を達成することができる。   In general, the replacement timing of the ion exchanger is shorter than the life of the refrigerant, but in this embodiment, only the ion exchanger is replaced with the refrigerant in the refrigerant circuit that has been used for a long time. Therefore, effective use of the refrigerant can be achieved.

<本実施形態と比較例との相違点>
次に、本実施形態と特許文献2(以下、比較例という)とを比較した相違点について、以下詳細に説明する。この比較例の図1には、水通路を構成する水配管の供給側配管中であって、ボックス状に形成された燃料電池スタックの横にイオン交換器を配置する点が開示されているが、以下の点で相違する。
<Differences between the present embodiment and the comparative example>
Next, differences between the present embodiment and Patent Document 2 (hereinafter referred to as comparative examples) will be described in detail below. FIG. 1 of this comparative example discloses that the ion exchanger is disposed beside the fuel cell stack formed in a box shape in the supply side piping of the water piping constituting the water passage. The following points are different.

第1に、比較例では、燃料電池スタックとイオン交換器との高さ関係について、何ら具体的に開示乃至示唆されていないのに対し、本実施形態では、図2及び図3に示されるように、イオン交換器34が燃料電池スタック12の横で、且つ冷媒回路10の最下部に配置されている点で相違している。   First, in the comparative example, the height relationship between the fuel cell stack and the ion exchanger is not specifically disclosed or suggested, but in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3. The ion exchanger 34 is different from the fuel cell stack 12 in the lower part of the refrigerant circuit 10.

第2に、比較例では、冷媒回路において、配管を通じて燃料電池スタックとイオン交換器が直列に接続されて冷媒がイオン交換器及び燃料電池スタックに直列に流通するのに対し、本実施形態では、図1に示されるように、分岐通路32を介して燃料電池スタック12とイオン交換器34とが並列に接続され、冷媒が並列に流通するように設けられている点で相違している。   Secondly, in the comparative example, in the refrigerant circuit, the fuel cell stack and the ion exchanger are connected in series through the piping, and the refrigerant flows in series to the ion exchanger and the fuel cell stack. As shown in FIG. 1, the difference is that the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 are connected in parallel via the branch passage 32, and the refrigerant is provided to flow in parallel.

第3に、比較例では、バッテリ(重量補機)と電気遮断機(軽量補機)との車幅方向における重量バランスの最適化を図るために、電気遮断機(軽量補機)側に冷媒配管及びイオン交換器が配置されているのに対し、本実施形態では、センタコンソール56内に配置された燃料電池スタック12を基準として車幅方向に沿った左右両側のいずれのスペース62に配置されてもよく(図6参照)、レイアウトの自由度が向上している点で相違している。   Third, in the comparative example, in order to optimize the weight balance in the vehicle width direction between the battery (heavy auxiliary machine) and the electric circuit breaker (lighter auxiliary machine), a refrigerant is provided on the electric circuit breaker (lighter auxiliary machine) side. Whereas the piping and the ion exchanger are disposed, in the present embodiment, the fuel cell stack 12 disposed in the center console 56 is used as a reference and is disposed in any of the left and right spaces 62 along the vehicle width direction. (See FIG. 6), which is different in that the degree of freedom in layout is improved.

第4に、比較例では、イオン交換器のインレットポート及びアウトレットポートに対して配管が直接接続されているのに対し、本実施形態では、第1継手機構40a及び第2継手機構40bを介して着脱自在に設けられている点で相違している。   Fourthly, in the comparative example, piping is directly connected to the inlet port and outlet port of the ion exchanger, whereas in this embodiment, the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b are used. The difference is that it is detachable.

第5に、比較例では、イオン交換器の交換作業について何ら開示乃至示唆されていないのに対し、本実施形態では、イオン交換器34の交換作業を簡便化するために、前記イオン交換器34の配置位置、配置構造及び取付構造等について、種々の改良が加えられている点で相違している。   Fifth, in the comparative example, there is no disclosure or suggestion about the exchange operation of the ion exchanger, whereas in the present embodiment, in order to simplify the exchange operation of the ion exchanger 34, the ion exchanger 34 is described. The arrangement position, the arrangement structure, and the mounting structure are different in that various improvements are made.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムが組み込まれた冷媒回路の回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a refrigerant circuit in which a fuel cell system according to an embodiment of the present invention is incorporated. 前記冷媒回路の概略構成平面図である。It is a schematic plan view of the refrigerant circuit. 前記冷媒回路の概略構成側面図である。It is a schematic structure side view of the said refrigerant circuit. 前記冷媒回路を構成する燃料電池スタック及びイオン交換器がフレーム上に固定された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state by which the fuel cell stack and ion exchanger which comprise the said refrigerant circuit were fixed on the flame | frame. 図4の矢印Y1方向からみた図であって、イオン交換のフレームに対する取付構造を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing the attachment structure for the ion exchange frame, as seen from the direction of arrow Y1 in FIG. 4. フロアパネルとフレームとの間に配置された燃料電池スタック及びイオン交換器を、フロント側からリア側に向かって見た正面図である。It is the front view which looked at the fuel cell stack and ion exchanger arrange | positioned between a floor panel and a frame toward the rear side from the front side. 図6の矢印Y2方向から見た側面図である。It is the side view seen from the arrow Y2 direction of FIG. (a)、(b)は、継手機構を構成する雄コネクタと雌コネクタとの着脱動作を示す模式図である。(A), (b) is a schematic diagram which shows attachment / detachment operation | movement with the male connector and female connector which comprise a joint mechanism. (a)、(b)は、第1変形例に係るイオン交換器の片側差込構造を示す側面図及び分解斜視図、(c)は、第2変形例に係る片側差込構造を示す分解斜視図、(d)は、第3変形例に係る片側差込構造を示す分解斜視図である。(A), (b) is the side view and exploded perspective view which show the one side insertion structure of the ion exchanger which concerns on a 1st modification, (c) is the decomposition | disassembly which shows the one side insertion structure which concerns on a 2nd modification. A perspective view and (d) are exploded perspective views showing a one-sided insertion structure concerning the 3rd modification. フレームからアンダカバーを取り外した状態の一部省略分解斜視図である。It is a partially-omission exploded perspective view of the state where the under cover was removed from the frame.

符号の説明Explanation of symbols

10 冷媒回路
12 燃料電池スタック
24 フロアパネル
34 イオン交換器
40a、40b 継手機構
42a、42b 支持部
44 フレーム
52 アンダカバー
54 ボルト(締結部材)
56 センタコンソール
62 スペース
66 配管
74、102 弁体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Refrigerant circuit 12 Fuel cell stack 24 Floor panel 34 Ion exchanger 40a, 40b Joint mechanism 42a, 42b Support part 44 Frame 52 Under cover 54 Bolt (fastening member)
56 Center console 62 Space 66 Piping 74, 102 Valve body

Claims (8)

燃料電池自動車に設けられた燃料電池スタックと並列に配置されたイオン交換器を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、前記燃料電池自動車のセンタコンソール内に配置され、
前記イオン交換器は、前記燃料電池スタックを支持するフレームと同一フレーム上に配置され、且つ、車両下方向で車両の上側から見たときに車両中心から外側に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell system comprising an ion exchanger arranged in parallel with a fuel cell stack provided in a fuel cell vehicle,
The fuel cell stack is disposed in a center console of the fuel cell vehicle,
The fuel is characterized in that the ion exchanger is disposed on the same frame as the frame that supports the fuel cell stack, and is disposed on the outer side from the vehicle center when viewed from above the vehicle in the vehicle lower direction. Battery system.
請求項1記載の燃料電池システムにおいて、
前記イオン交換器は、車両の進行方向と平行に横置き状態で車体下部に配置され、単独で着脱可能に設けられることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, wherein
The said ion exchanger is arrange | positioned in the vehicle body lower part in the horizontal state in parallel with the advancing direction of a vehicle, and is provided so that attachment or detachment is possible independently.
請求項1又は請求項2記載の燃料電池システムにおいて、
前記イオン交換器と接続される配管によって冷媒回路が構成され、前記イオン交換器と前記配管との間には、ノーマルクローズタイプの弁体を含み前記イオン交換器と前記配管とを着脱自在に接続する継手機構が設けられることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2,
A refrigerant circuit is configured by piping connected to the ion exchanger, and a normally closed type valve element is included between the ion exchanger and the piping so that the ion exchanger and the piping are detachably connected. A fuel cell system characterized in that a joint mechanism is provided.
請求項1から請求項3のいずれか1項記載の燃料電池システムにおいて、
前記フレームに対する前記イオン交換器の取り付けは、片側差込構造からなることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein
The fuel cell system according to claim 1, wherein the ion exchanger is attached to the frame by a one-side insertion structure.
請求項3又は請求項4記載の燃料電池システムにおいて、
前記イオン交換器から前記配管を取り外した後、前記配管中の冷媒を排出するため、前記配管側に設けられた弁体を強制的に弁開状態とするように設けられることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 3 or 4,
After removing the pipe from the ion exchanger, the fuel is provided so as to forcibly open the valve body provided on the pipe side in order to discharge the refrigerant in the pipe. Battery system.
請求項1から請求項5のいずれか1項記載の燃料電池システムにおいて、
燃料電池自動車のフロアパネルと、燃料電池スタックを支持するフレームとの間にスペースが形成され、前記燃料電池スタックが配置される前記スペースと前記イオン交換器が配置される前記スペースは、前記フロアパネルによって略仕切られることにより、それぞれ別個に設けられることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5,
A space is formed between a floor panel of a fuel cell vehicle and a frame that supports the fuel cell stack, and the space in which the fuel cell stack is disposed and the space in which the ion exchanger is disposed are the floor panel. The fuel cell system is provided separately by being substantially partitioned by each other.
請求項1から請求項6のいずれか1項記載の燃料電池システムにおいて、
燃料電池自動車の隣接するシート間に設けられたセンタコンソール内に燃料電池スタックが配置され、イオン交換器は、前記シートの下方位置に設けられたスペース内に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein
A fuel cell stack is disposed in a center console provided between adjacent seats of a fuel cell vehicle, and the ion exchanger is disposed in a space provided at a position below the seat. system.
請求項1から請求項7のいずれか1項記載の燃料電池システムにおいて、
前記イオン交換器の下部には、前記イオン交換器の形状に対応した大きさを有するアンダカバーが設けられ、前記アンダカバーは、締結部材によりフレームに対して着脱自在に取り付けられることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 7,
An under cover having a size corresponding to the shape of the ion exchanger is provided at a lower portion of the ion exchanger, and the under cover is detachably attached to the frame by a fastening member. Fuel cell system.
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