JP2009245873A - Ion exchanger for fuel cell and fuel cell system - Google Patents

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隆之 西山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily replace a seal member and to simply perform cleaning work on a pipe side while preventing flowing of a cleaning solution in a fluid passage of a coolant. <P>SOLUTION: A first joint mechanism 40a and a second joint mechanism 40b detachably connecting an ion exchanger 34 and the pipe side are installed, the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b each is composed of a male connector 68 and a female connector 70, a first seal ring 98 for sealing an attaching and detaching portion to and from the female connector 70 is installed in the male connector 68 which is replaceable on the ion exchanger 34 side, and a normal close type first valve element 74 and a second valve element 102 which are closed when piping is removed are installed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池の冷媒回路に設けられる燃料電池用イオン交換器及び前記燃料電池用イオン交換器を含む燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell ion exchanger provided in a refrigerant circuit of a fuel cell and a fuel cell system including the fuel cell ion exchanger.
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、イオン交換器と冷媒との交換タイミングは異なり、例えば、冷媒を交換することがなくイオン交換樹脂(イオン交換器)のみを交換することが好ましいと共に、シール機能が劣化するおそれがあるOリング等のシール部材を前記イオン交換樹脂(イオン交換器)と一緒に交換することが望ましい。   In this case, the exchange timing of the ion exchanger and the refrigerant is different. For example, it is preferable to exchange only the ion exchange resin (ion exchanger) without exchanging the refrigerant, and the sealing function may be deteriorated. It is desirable to replace a seal member such as a ring together with the ion exchange resin (ion exchanger).
この種のイオン交換器に関し、例えば、特許文献1には、冷媒の流入口が設けられたケーシングと冷媒の流出口が設けられた蓋とをボルトで締結することによって、前記ケーシングの内部に密封された収納部を形成し、イオン交換樹脂(樹脂体)が封入されたパックを前記収納部内に収納するイオン交換器の構造が開示されている。   With respect to this type of ion exchanger, for example, Patent Document 1 discloses that a casing provided with a refrigerant inlet and a lid provided with a refrigerant outlet are fastened with bolts to seal the inside of the casing. A structure of an ion exchanger is disclosed in which a pack is formed, and a pack in which an ion exchange resin (resin body) is sealed is stored in the storage unit.
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。
特開2007−122906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.
JP 2007-122906 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構造を利用して、例えば、イオン交換器自体を交換可能とするためには、ケーシング側の冷媒の流入口と配管との間に周知の管継手を接続して着脱自在にすると共に、蓋側の冷媒の流出口と配管との間に周知の他の管継手を接続して着脱自在とすることが考えられる。   By the way, using the structure of the ion exchanger disclosed in Patent Document 1, for example, in order to be able to replace the ion exchanger itself, it is well known between the refrigerant inlet and the piping on the casing side. It is conceivable that a pipe joint is connected and made detachable, and another known pipe joint is connected and made detachable between the refrigerant outlet on the lid side and the pipe.
この場合、一般的には、周知の管継手を構成する継手本体側(配管チューブが挿入される継手本体側)に冷媒の流入口及び流出口の外周面を囲繞してシールするOリングが設けられているため、継手本体の孔部奥側(内径の奥部側)に装着されたOリングを外部に取り出した後、新たなOリングを前記継手本体の孔部奥側(内径の奥部側)に装着するOリングの交換作業が煩雑となる。   In this case, generally, an O-ring that surrounds and seals the outer peripheral surfaces of the refrigerant inlet and outlet is provided on the joint body side (the joint body side into which the piping tube is inserted) constituting a known pipe joint. Therefore, after taking out the O-ring attached to the hole back side (back side of the inner diameter) of the joint body, the new O-ring is inserted into the hole back side (back part of the inner diameter) of the joint body. Replacing the O-ring attached to the side) becomes complicated.
また、例えば、イオン交換器が泥等で汚れやすい燃料電池自動車の床下部位に配置された場合、継手本体の孔部奥側にはOリング装着用の環状溝が形成されており、前記環状溝等を含む継手本体の孔部奥側に対して高圧の洗浄液等を吐出して洗浄作業を行うことが不便であると共に、前記洗浄液等が配管側の冷媒通路中に流入するという問題がある。   Further, for example, when the ion exchanger is disposed in the lower floor portion of a fuel cell vehicle that is easily contaminated with mud or the like, an annular groove for mounting an O-ring is formed on the inner side of the hole of the joint body, and the annular groove It is inconvenient to discharge a high-pressure cleaning liquid or the like to the back side of the hole of the joint body including the above, and there is a problem that the cleaning liquid or the like flows into the refrigerant passage on the piping side.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、シール部材を容易に交換することができると共に、冷媒の流体通路側に洗浄液が流入することがなく簡便に配管側の洗浄作業を遂行することが可能な燃料電池用イオン交換器及び燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and the seal member can be easily replaced, and the cleaning operation can be easily performed on the piping side without the cleaning liquid flowing into the refrigerant fluid passage side. It is an object of the present invention to provide a fuel cell ion exchanger and a fuel cell system that can be used.
前記の目的を達成するため、本発明は、燃料電池の冷媒回路に設けられるイオン交換器において、着脱自在な配管を介して交換可能に配設される前記イオン交換器には、冷媒が導入される部位及び導出される部位に設けられるバルブと、前記配管側との着脱部位をシールするシール部材とがそれぞれ設けられることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in an ion exchanger provided in a refrigerant circuit of a fuel cell, a refrigerant is introduced into the ion exchanger which is replaceably disposed via a detachable pipe. And a seal member for sealing a detachable portion with respect to the pipe side, respectively.
本発明によれば、配管側との着脱部位をシールするシール部材が交換可能に設けられたイオン交換器に設けられているため、前記シール部材をイオン交換器と一緒に交換することができ、従来技術のように配管側におけるシール部材の取り外し及び取り付け作業を省略することができる。この結果、本発明では、メンテナンス作業が簡略化されてメンテナンス性を向上させることができる。   According to the present invention, since the seal member that seals the attachment / detachment portion with the piping side is provided in the ion exchanger provided in a replaceable manner, the seal member can be exchanged together with the ion exchanger, As in the prior art, the removal and attachment work of the seal member on the piping side can be omitted. As a result, in the present invention, the maintenance work can be simplified and the maintainability can be improved.
また、本発明は、冷媒回路を有する燃料電池システムにおいて、着脱自在なシステム側の配管を介して交換可能に配設されるイオン交換器と、前記イオン交換器側に配設され、冷媒が導入される部位及び導出される部位に設けられる第1のバルブと、前記配管と前記イオン交換器との着脱部位の配管側に設けられる第2のバルブと、前記イオン交換器側に配設され、前記システム側の配管との着脱部位をシールするシール部材とを備えることを特徴とする。   The present invention also relates to a fuel cell system having a refrigerant circuit, an ion exchanger that is replaceably disposed via a detachable system side pipe, and an ion exchanger that is disposed on the ion exchanger side and into which the refrigerant is introduced. A first valve provided in a part to be led out and a part to be led out, a second valve provided on a pipe side of a detachable part between the pipe and the ion exchanger, and disposed on the ion exchanger side, And a seal member for sealing a part to be attached to and detached from the system-side pipe.
本発明によれば、システム側の配管との着脱部位をシールするシール部材が交換可能なイオン交換器に設けられ、前記システム側の配管にはシール部材を装着するための環状溝等が何ら形成されていないため、例えば、イオン交換器を汚れやすい環境に配置した場合であっても、前記システム側の配管に対して高圧の洗浄液等を吐出して好適に洗浄作業を遂行することができる。この結果、本発明では、イオン交換器と一緒に交換された新たなシール部材に対し、洗浄された配管を接続することにより、良好なシール性を確保することができる。   According to the present invention, the seal member that seals the attachment / detachment portion with the system side pipe is provided in the replaceable ion exchanger, and the system side pipe is formed with any annular groove or the like for mounting the seal member. For example, even when the ion exchanger is disposed in an easily contaminated environment, it is possible to suitably perform a cleaning operation by discharging a high-pressure cleaning liquid or the like to the system-side piping. As a result, in the present invention, it is possible to ensure good sealing performance by connecting the cleaned pipe to the new seal member exchanged together with the ion exchanger.
さらに、本発明では、配管とイオン交換器との着脱部位の配管側に設けられる第2のバルブが、前記イオン交換器から抜脱したときに弁閉状態となるノーマルクローズタイプからなることにより、前記配管に対して高圧の洗浄液等を吐出して洗浄作業を遂行した際、前記洗浄液等が配管の冷媒通路中に流入することが好適に阻止される。この結果、本発明では、イオン交換器からシステム側の配管を離脱させた場合であっても前記配管からの洗浄液等の異物の流入が阻止された防水・防滴構造とすることにより、冷媒回路を流通する冷媒の特性を好適に保持することができる。   Furthermore, in the present invention, the second valve provided on the pipe side of the attachment / detachment part between the pipe and the ion exchanger is a normally closed type that is in a valve-closed state when removed from the ion exchanger, When the cleaning operation is performed by discharging high-pressure cleaning liquid or the like to the pipe, the cleaning liquid or the like is preferably prevented from flowing into the refrigerant passage of the pipe. As a result, in the present invention, even when the system-side pipe is detached from the ion exchanger, the refrigerant circuit has a waterproof / drip-proof structure that prevents inflow of foreign substances such as cleaning liquid from the pipe. The characteristics of the refrigerant flowing through the refrigerant can be suitably maintained.
さらにまた、本発明では、イオン交換器に対してシステム側の配管を着脱自在に接続する継手機構が設けられ、前記継手機構は、前記イオン交換器及び前記配管のいずれか一方に設けられた雄コネクタといずれか他方に設けられた雌コネクタとを有するように構成されるとよい。   Furthermore, in the present invention, a joint mechanism for detachably connecting a system-side pipe to the ion exchanger is provided, and the joint mechanism is a male provided in one of the ion exchanger and the pipe. It is good to comprise so that it may have a connector and the female connector provided in the other.
本発明によれば、イオン交換器と配管とを着脱自在に接続する継手機構として、雄コネクタ及び雌コネクタからなる簡素化された構成を採用することにより、異物の流入を好適に阻止すると共に、イオン交換器の交換作業を簡便にして交換時間の短縮化を達成することができる。   According to the present invention, as a joint mechanism for detachably connecting the ion exchanger and the pipe, by adopting a simplified configuration including a male connector and a female connector, it is possible to suitably prevent foreign substances from flowing in, The replacement work of the ion exchanger can be simplified and the replacement time can be shortened.
本発明では、シール部材を容易に交換することができると共に、冷媒の流体通路側に洗浄液が流入することがなく簡便に配管の洗浄作業を遂行することが可能な燃料電池用イオン交換器及び燃料電池システムを得ることができる。   In the present invention, a fuel cell ion exchanger and a fuel that can easily replace a seal member and can easily perform a pipe cleaning operation without flowing a cleaning liquid into the refrigerant fluid passage. A battery 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用イオン交換器が組み込まれた燃料電池システムを構成する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. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a refrigerant circuit constituting a fuel cell system incorporating a fuel cell ion exchanger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration plan view of the refrigerant circuit, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a fuel cell stack and an ion exchanger constituting the refrigerant circuit are fixed on a 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. A stack 12, a radiator 14 that functions as a cooler for cooling the refrigerant, a circulation path 16 that circulates the refrigerant between the fuel cell stack 12 and the radiator 14, and a refrigerant provided in the circulation path 16 A pump 18 that circulates at a flow rate, and a flow path switching valve 22 that is provided in a bypass path 20 that bypasses the radiator 14 and that switches a flow path through which a refrigerant flows to either the circulation path 16 or the bypass path 20. Including. 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。さらに、前記冷媒回路10中を流通する冷媒としては、例えば、エチレングリコール、不凍液等の液体冷媒や、フロン(登録商標)等のフッ化炭素系冷媒が含まれる。   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. Furthermore, examples of the refrigerant that circulates in the refrigerant circuit 10 include liquid refrigerants such as ethylene glycol and antifreeze, and fluorocarbon refrigerants such as Freon (registered trademark).
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 fuel cells) 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16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 passage 16 is connected to the pair of refrigerant manifolds 36a and 36b.
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).
<イオン交換器の構成>
イオン交換器34は、有底略円筒状に形成されたハウジング34aを有し、閉塞されたハウジング34a内の空間部には、図示しないイオン交換樹脂が収納される。前記イオン交換器34の軸方向に沿った一端部側には、冷媒が導入されるインレットポート64aが設けられ、他端部側には、冷媒が導出されるアウトレットポート64bが設けられる。
<Configuration of ion exchanger>
The ion exchanger 34 has a housing 34a formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and an ion exchange resin (not shown) is accommodated in a space portion in the closed housing 34a. An inlet port 64a into which a refrigerant is introduced is provided on one end side along the axial direction of the ion exchanger 34, and an outlet port 64b from which the refrigerant is led out is provided on the other end side.
この場合、冷媒が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。   In this case, when the refrigerant comes into contact with the ion exchange resin, ions (ion-dissolved components) contained in the refrigerant are removed, and then, the refrigerant is led out from the ion exchanger 34. 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及び図8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64aと分岐通路32を構成する配管(配管チューブ)66との間には、前記インレットポート64aと配管66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64bと分岐通路32を構成する配管(配管チューブ)66との間には、前記アウトレットポート64bと配管66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。なお、前記配管66は、システム側の配管として機能するものである。   Further, as shown in FIGS. 1 and 8, the inlet port 64a is connected between the inlet port 64a of the ion exchanger 34 into which the refrigerant is introduced and a pipe (pipe tube) 66 constituting the branch passage 32. A first joint mechanism 40a for detachably connecting the pipe 66 is provided, and on the other hand, between the outlet port 64b of the ion exchanger 34 from which the refrigerant is led out and the pipe (pipe tube) 66 constituting the branch passage 32. Is provided with a second joint mechanism 40b for detachably connecting the outlet port 64b and the pipe 66. 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. The pipe 66 functions as a system side pipe.
<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の交換作業は、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, the exchange operation of the ion exchanger 34 is sufficiently easy even at the position of FIG.
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。前記イオン交換器34の下方側には、イオン交換器34の交換作業のところで後記する単一のアンダカバー52が設けられる。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50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。   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. On the lower side of the ion exchanger 34, a single under cover 52, which will be described later, is provided when the ion exchanger 34 is exchanged. 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 50. However, the present invention is not limited to this. For example, a fastening member such as a clip (not shown) that can be easily replaced can be appropriately replaced. is there.
<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立ち上がることによって形成される窪み部58を有する。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 once inclined toward the lower side (the frame 44 side), the floor panel 24 is bent in a substantially U shape before coming into contact with the upper surface of the frame 44. Further, it has a recess 58 formed by rising slightly upward. 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、図9(a)、(b)は、イオン交換器側に雌コネクタを設け、配管側に雄コネクタを設けた継手機構の変形例を示す模式図である。
<Piping connection structure of ion exchanger>
8 (a) and 8 (b) are schematic views showing the attaching / detaching operation of the male connector and the female connector constituting the joint mechanism, and FIGS. 9 (a) and 9 (b) are provided with a female connector on the ion exchanger side. FIG. 10 is a schematic diagram showing a modification of the joint mechanism in which a male connector is provided on the piping side.
イオン交換器34の出入口であるインレットポート64a(冷媒が導入される部位)及びアウトレットポート64b(冷媒が導出される部位)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。図8(a)、(b)に示されるように、雄コネクタ68には、ノーマルクローズタイプの第1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第2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 having the same configuration are respectively provided in an inlet port 64a (a part where the refrigerant is introduced) and an outlet port 64b (a part where the refrigerant is led out) which are the entrances and exits of the ion exchanger 34. 40b is provided, and the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b include a male connector 68 and a female connector 70, respectively. As shown in FIGS. 8A and 8B, the male connector 68 is provided with a first valve body 74 including a first valve of a normally closed type, and the female connector 70 has a normally closed type. The second valve body 102 composed of the second valve is disposed, and the front end portion of the first valve body 74 and the front end portion of the second valve body 102 that protrude toward the outside contact each other, A fluid passage (refrigerant passage) through which the refrigerant flows is provided to be opened.
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.
なお、本実施形態では、図8(a)、(b)に示されるように、イオン交換器34側に雄コネクタ68を設け、配管66側に雌コネクタ70を設けているが、これに限定されるものではなく、例えば、図9(a)、(b)に示される第2継手機構40d(第1継手機構40c)の変形例のように、内壁に第1シールリング92が装着された雌コネクタ70をイオン交換器34側に設け、配管66側に雄コネクタ68を設けるように構成してもよい。   In this embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, the male connector 68 is provided on the ion exchanger 34 side and the female connector 70 is provided on the piping 66 side. However, the present invention is not limited to this. For example, the first seal ring 92 is mounted on the inner wall as in a modification of the second joint mechanism 40d (first joint mechanism 40c) shown in FIGS. 9A and 9B. The female connector 70 may be provided on the ion exchanger 34 side, and the male connector 68 may be provided on the pipe 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.
<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, and 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).
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 generation of 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. The refrigerant may be cooled by the heat radiation action of the radiator 14.
本実施形態では、燃料電池スタック12に連通する循環通路16から分岐する分岐通路32中にイオン交換器34を配置して、前記燃料電池スタック12と前記イオン交換器34とを並列に配設することにより、冷媒回路10中を循環する冷媒の全流量がイオン交換器34内に供給されることがなく、冷媒が第1継手機構40a及び第2継手機構40bの第1弁体74及び第2弁体102によって開成された流体通路(図8(b)の矢印参照)に沿って流通するときの圧力損失を抑制することができる利点がある。   In the present embodiment, an ion exchanger 34 is disposed in a branch passage 32 that branches from the circulation passage 16 that communicates with the fuel cell stack 12, and the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 are disposed in parallel. Thus, the entire flow rate of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 is not supplied into the ion exchanger 34, and the refrigerant is supplied to the first valve body 74 and the second valve body 74 of the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b. There is an advantage that pressure loss when flowing along the fluid passage (see the arrow in FIG. 8B) opened by the valve body 102 can be suppressed.
従って、本実施形態では、イオン交換器34に付設された第1継手機構40a及び第2継手機構40b(第1弁体74及び第2弁体102)による圧力損失を極力抑制して、冷媒を圧送するポンプ18の小型・軽量化を図ることができる。   Therefore, in this embodiment, the pressure loss due to the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b (the first valve body 74 and the second valve body 102) attached to the ion exchanger 34 is suppressed as much as possible, and the refrigerant is supplied. The pump 18 that is pumped can be reduced in size and weight.
なお、本実施形態では、燃料電池自動車に搭載された車載用のイオン交換器34について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、燃料電池自動車以外の他の部材の所定位置に配置された定置用のイオン交換器34であってもよい。   In the present embodiment, the in-vehicle ion exchanger 34 mounted on the fuel cell vehicle is described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a predetermined position of a member other than the fuel cell vehicle. It may be a stationary ion exchanger 34 disposed in the.
<イオン交換器の交換作業>
イオン交換器34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34)を新たなイオン交換樹脂(イオン交換器34)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34の交換作業について説明する。
<Ion exchanger replacement work>
An ion exchange resin (not shown) accommodated in the ion exchanger 34 has a characteristic that the ion adsorption capacity gradually decreases by adsorbing ions in the refrigerant, and therefore, a deteriorated ion exchange resin (ion exchanger 34). Maintenance is required to periodically replace the ion exchange resin with a new ion exchange resin (ion exchanger 34). Below, the exchange work of the ion exchanger 34 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 loosening the bolts 54 and the like that fix the single under cover 52 provided on the lower side (under the floor) of the body of the fuel cell vehicle, the under cover 54 is removed. 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 this embodiment, the ion exchanger 34 is fixed on the same frame 44 as the fuel cell stack 12 and is disposed outward from the center of the fuel cell vehicle in the downward direction of the body of the fuel cell vehicle. By removing the under cover 52 located immediately below the ion exchanger 34, the ion exchanger 34 is brought into a removable state exposed to the outside.
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の雄コネクタ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 By detaching the female connector 70 from the male connector 68 of the two joint mechanism 40b, the pipes 66 are removed from the inlet port 64a and the outlet port 64b of the ion exchanger 34, respectively.
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バルブ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(例えば、液体冷媒の場合)することがなく、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 (for example, 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。   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.
本実施形態では、配管66側(雌コネクタ70)との着脱部位をシールする第1シールリング98が交換可能に配設されたイオン交換器34側(雄コネクタ68)に設けられているため、前記第1シールリング98をイオン交換器34と一緒に交換することができ、従来技術のように配管側におけるOリングの取り外し及び取り付け作業を省略することができる。この結果、本実施形態では、メンテナンス作業が簡略化されてメンテナンス性を向上させることができる。   In the present embodiment, since the first seal ring 98 that seals the attachment / detachment portion with the pipe 66 side (female connector 70) is provided on the ion exchanger 34 side (male connector 68) disposed in a replaceable manner, The first seal ring 98 can be exchanged together with the ion exchanger 34, and the O-ring removal and attachment work on the piping side can be omitted as in the prior art. As a result, in the present embodiment, the maintenance work can be simplified and the maintainability can be improved.
また、本実施形態では、配管66側(雌コネクタ70)との着脱部位をシールする第1シールリング98が交換可能に配設されたイオン交換器34側(雄コネクタ68)に設けられ、前記着脱部位を構成する雌コネクタ70の開口部96には、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によって構成されている。   Further, in the present embodiment, the first seal ring 98 that seals the attachment / detachment portion with the piping 66 side (female connector 70) is provided on the ion exchanger 34 side (male connector 68) disposed in a replaceable manner, The opening 96 of the female connector 70 constituting the attachment / detachment portion is formed by a cylindrical surface on which no annular groove or the like for mounting the O-ring is formed.
従って、本実施形態では、例えば、イオン交換器34を汚れやすい環境に配置した場合であっても、前記着脱部位である雌コネクタ70の開口部96に対して高圧の洗浄液等を吐出して好適に洗浄作業を遂行することができる。この結果、本実施形態では、イオン交換器34と一緒に交換された新たな第1シールリング98を有する雄コネクタ68に対し、洗浄された雌コネクタ70を接続することにより、良好なシール性を確保することができる。   Therefore, in the present embodiment, for example, even when the ion exchanger 34 is disposed in an easily contaminated environment, a high-pressure cleaning liquid or the like is preferably discharged to the opening 96 of the female connector 70 that is the attachment / detachment portion. The cleaning operation can be performed. As a result, in this embodiment, by connecting the cleaned female connector 70 to the male connector 68 having the new first seal ring 98 exchanged together with the ion exchanger 34, good sealing performance can be obtained. Can be secured.
さらに、本実施形態では、配管66側の雌コネクタ70に、イオン交換器34から抜脱したときに弁閉状態となるノーマルクローズタイプの第2弁体102(他のバルブ)が配設されることにより、雌コネクタ70の開口部96内に対して高圧の洗浄液等を吐出して洗浄作業を遂行した際、前記洗浄液等が配管66側の流体通路中に流入することが好適に阻止される。この結果、本実施形態では、イオン交換器34の雄コネクタ68から配管66側の雌コネクタ70を離脱させた場合であっても前記雌コネクタ70からの洗浄液等の異物の流入が阻止された防水・防滴構造とすることにより、冷媒回路10を流通する冷媒の特性を好適に保持することができる。   Further, in the present embodiment, the female connector 70 on the pipe 66 side is provided with a normally closed second valve body 102 (another valve) that is in a valve closed state when it is removed from the ion exchanger 34. Thus, when a cleaning operation is performed by discharging high-pressure cleaning liquid or the like into the opening 96 of the female connector 70, the cleaning liquid or the like is preferably prevented from flowing into the fluid passage on the pipe 66 side. . As a result, in this embodiment, even when the female connector 70 on the pipe 66 side is detached from the male connector 68 of the ion exchanger 34, the waterproofing in which foreign substances such as cleaning liquid from the female connector 70 are prevented from flowing in. -By setting it as a drip-proof structure, the characteristic of the refrigerant | coolant which distribute | circulates the refrigerant circuit 10 can be hold | maintained suitably.
さらにまた、本実施形態では、イオン交換器34に対して配管66を着脱自在に接続する第1継手機構40a(40c)及び第2継手機構40b(40d)が設けられ、前記第1継手機構40a(40c)及び第2継手機構40b(40d)は、前記イオン交換器34及び前記配管66のいずれか一方に設けられた雄コネクタ68といずれか他方に設けられた雌コネクタ70とを有するように構成される(図8及び図9参照)。   Furthermore, in the present embodiment, a first joint mechanism 40a (40c) and a second joint mechanism 40b (40d) for detachably connecting the pipe 66 to the ion exchanger 34 are provided, and the first joint mechanism 40a is provided. (40c) and the second joint mechanism 40b (40d) have a male connector 68 provided on one of the ion exchanger 34 and the pipe 66 and a female connector 70 provided on the other. (See FIGS. 8 and 9).
従って、本実施形態では、イオン交換器34と配管66とを着脱自在に接続する第1継手機構40a(40c)及び第2継手機構40b(40d)として、雄コネクタ68及び雌コネクタ70からなる簡素化された構成を採用することにより、異物の流入を好適に阻止すると共に、イオン交換器34の交換作業を簡便にして交換時間の短縮化を達成することができる。   Therefore, in the present embodiment, the first joint mechanism 40a (40c) and the second joint mechanism 40b (40d) that detachably connect the ion exchanger 34 and the pipe 66 are simply composed of the male connector 68 and the female connector 70. By adopting the simplified configuration, it is possible to appropriately prevent the inflow of foreign matter, simplify the exchange work of the ion exchanger 34, and achieve shortening of the exchange time.
またさらに、本実施形態では、第1継手機構40a及び第2継手機構40bの第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バルブによって構成され、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からそれぞれ配管66を取り外した際、イオン交換器34側の第1弁体74及び配管66側の第2弁体102がそれぞれ弁閉状態となって、前記イオン交換器34のインレットポート64a、アウトレットポート64b及び前記インレットポート64a、アウトレットポート64bに接続される配管66の接続部位が確実且つ瞬時に閉塞されることにより、イオン交換器34内の冷媒及び配管66内に残存する冷媒が外部に漏出することを好適に阻止することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the first valve body 74 and the second valve body 102 of the first joint mechanism 40a and the second joint mechanism 40b are each constituted by a normally closed type valve, and the inlet port 64a of the ion exchanger 34 When the pipe 66 is removed from the outlet port 64b, the first valve body 74 on the ion exchanger 34 side and the second valve body 102 on the pipe 66 side are closed, so that the inlet of the ion exchanger 34 is closed. The refrigerant in the ion exchanger 34 and the refrigerant remaining in the pipe 66 are reliably and instantaneously closed at the connection portion of the pipe 66 connected to the port 64a, the outlet port 64b and the inlet port 64a and the outlet port 64b. Can be suitably prevented from leaking outside.
従って、本実施形態では、冷媒回路10中の冷媒を外部に漏出させることがなくそのままの状態として、使用済みのイオン交換器34(イオン交換樹脂)を新たなイオン交換器34(イオン交換樹脂)と交換するだけでよく、交換作業に付随する冷媒排出作業及びエア抜き作業を不要とすることができる。さらに、本実施形態では、新たなイオン交換器34に、既に所定量の冷媒が充填済みであるため、冷媒の再充填作業等も不要となる。   Therefore, in the present embodiment, the used ion exchanger 34 (ion exchange resin) is replaced with a new ion exchanger 34 (ion exchange resin) while leaving the refrigerant in the refrigerant circuit 10 as it is without leaking outside. The refrigerant discharge operation and the air bleeding operation associated with the replacement operation can be made unnecessary. Furthermore, in this embodiment, since a predetermined amount of refrigerant has already been filled in the new ion exchanger 34, refilling of the refrigerant or the like is not necessary.
この結果、本実施形態では、従来技術と比較して、イオン交換器34の交換作業に付随する種々の作業が不要となり、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。   As a result, in this embodiment, compared with the prior art, various operations associated with the replacement operation of the ion exchanger 34 become unnecessary, and the replacement operation of the ion exchanger 34 can be simplified and the replacement time can be shortened. it can.
またさらに、本実施形態では、冷媒回路10中の冷媒を捨てることがなくそのままの状態でイオン交換器34の交換作業を遂行することができるため、冷媒の有効利用を図ることができると共に、冷媒コストを削減してメンテナンス費用を低減することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the replacement of the ion exchanger 34 can be performed in the state without discarding the refrigerant in the refrigerant circuit 10, so that the refrigerant can be effectively used and the refrigerant can be used. Costs can be reduced and maintenance costs can be reduced.
またさらに、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、例えば、イオン交換器34が収容された筐体の取り外し作業や、冷媒排出作業及び冷媒の再注入作業等が不要となり、従来技術と比較して、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。   Furthermore, in this 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. For example, the work for removing the casing in which the ion exchanger 34 is accommodated, the refrigerant discharging work, the refrigerant reinjecting work, and the like are not required, and the replacement work of the ion exchanger 34 can be further simplified as compared with the prior art. Thus, the replacement time can be shortened.
図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池用イオン交換器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 incorporating a fuel cell ion exchanger according to an embodiment of the present invention. 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、イオン交換器のフレームに対する取付構造を示す側面図である。It is the figure seen from the arrow Y1 direction of FIG. 4, Comprising: It is a side view which shows the attachment structure with respect to the flame | frame of an ion exchanger. 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、イオン交換器側に雌コネクタを設け、配管側に雄コネクタを設けた継手機構の変形例を示す模式図である。(A), (b) is a schematic diagram which shows the modification of the coupling mechanism which provided the female connector in the ion exchanger side, and provided the male connector in the piping side. 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
34 イオン交換器(燃料電池用イオン交換器)
40a、40b 継手機構
64a インレットポート
64b アウトレットポート
66 配管
68 雄コネクタ
70 雌コネクタ
74 第1弁体(第1のバルブ)
92 第1シールリング(シール部材)
102 第2弁体(第2のバルブ)
10 Refrigerant circuit 12 Fuel cell stack 34 Ion exchanger (ion exchanger for fuel cell)
40a, 40b Joint mechanism 64a Inlet port 64b Outlet port 66 Piping 68 Male connector 70 Female connector 74 First valve body (first valve)
92 First seal ring (seal member)
102 Second valve body (second valve)

Claims (4)

  1. 燃料電池の冷媒回路に設けられるイオン交換器において、
    着脱自在な配管を介して交換可能に配設される前記イオン交換器には、冷媒が導入される部位及び導出される部位に設けられるバルブと、前記配管側との着脱部位をシールするシール部材とがそれぞれ設けられることを特徴とする燃料電池用イオン交換器。
    In the ion exchanger provided in the refrigerant circuit of the fuel cell,
    A seal member that seals a detachable part between the part where the refrigerant is introduced and a valve provided at a part where the refrigerant is introduced and a part where the refrigerant is led out, in the ion exchanger disposed so as to be exchangeable via a detachable pipe. And an ion exchanger for a fuel cell, respectively.
  2. 冷媒回路を有する燃料電池システムにおいて、
    着脱自在なシステム側の配管を介して交換可能に配設されるイオン交換器と、
    前記イオン交換器側に配設され、冷媒が導入される部位及び導出される部位に設けられる第1のバルブと、
    前記配管と前記イオン交換器との着脱部位の配管側に設けられる第2のバルブと、
    前記イオン交換器側に配設され、前記システム側の配管との着脱部位をシールするシール部材と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
    In a fuel cell system having a refrigerant circuit,
    An ion exchanger disposed so as to be exchangeable via a detachable system side pipe;
    A first valve disposed on the ion exchanger side and provided at a portion where the refrigerant is introduced and a portion where the refrigerant is led out;
    A second valve provided on the piping side of the attachment / detachment site between the piping and the ion exchanger;
    A seal member disposed on the ion exchanger side and sealing a detachable portion with the system side pipe;
    A fuel cell system comprising:
  3. 請求項2記載の燃料電池システムにおいて、
    前記第2のバルブは、前記イオン交換器から抜脱したときに弁閉状態となるノーマルクローズタイプ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 claim 2, wherein
    The fuel cell system according to claim 1, wherein the second valve is of a normally closed type that is in a valve-closed state when removed from the ion exchanger.
  4. 請求項2又は請求項3記載の燃料電池システムにおいて、
    前記イオン交換器に対して前記システム側の配管を着脱自在に接続する継手機構が設けられ、前記継手機構は、前記イオン交換器及び前記配管のいずれか一方に設けられた雄コネクタといずれか他方に設けられた雌コネクタとを有することを特徴とする燃料電池システム。
    The fuel cell system according to claim 2 or claim 3,
    A coupling mechanism for detachably connecting the system-side piping to the ion exchanger is provided, and the coupling mechanism includes a male connector provided on one of the ion exchanger and the piping and the other And a female connector provided in the fuel cell system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100595A (en) * 2009-11-05 2011-05-19 Toyota Motor Corp Fuel cell system, radiator, and coolant filling method
JP2017084449A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 本田技研工業株式会社 Fuel battery vehicle and branch confluent pipe

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5040990U (en) * 1973-08-15 1975-04-25
JPH0683501U (en) * 1993-05-13 1994-11-29 日産ディーゼル工業株式会社 Vehicle cover
JP2001035519A (en) * 1999-07-15 2001-02-09 Japan Organo Co Ltd Cooling water circulating device for fuel cell
JP2006315578A (en) * 2005-05-13 2006-11-24 Nissan Motor Co Ltd Vehicular fuel cell system
WO2007045416A2 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Michelin Recherche Et Technique S.A. Fuel cell with integrated fluid management
JP2007106361A (en) * 2005-10-17 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell mounting type electric car
JP2007311087A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and ion removal method in cooling system in the same
JP2008056253A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Dainippon Ink & Chem Inc Joint structure for tank with internal cover

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5040990U (en) * 1973-08-15 1975-04-25
JPH0683501U (en) * 1993-05-13 1994-11-29 日産ディーゼル工業株式会社 Vehicle cover
JP2001035519A (en) * 1999-07-15 2001-02-09 Japan Organo Co Ltd Cooling water circulating device for fuel cell
JP2006315578A (en) * 2005-05-13 2006-11-24 Nissan Motor Co Ltd Vehicular fuel cell system
JP2007106361A (en) * 2005-10-17 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell mounting type electric car
WO2007045416A2 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Michelin Recherche Et Technique S.A. Fuel cell with integrated fluid management
JP2009512169A (en) * 2005-10-18 2009-03-19 ミシュラン ルシェルシュ エ テクニーク ソシエテ アノニム Integrated fluid management fuel cell
JP2007311087A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and ion removal method in cooling system in the same
JP2008056253A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Dainippon Ink & Chem Inc Joint structure for tank with internal cover

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100595A (en) * 2009-11-05 2011-05-19 Toyota Motor Corp Fuel cell system, radiator, and coolant filling method
JP2017084449A (en) * 2015-10-22 2017-05-18 本田技研工業株式会社 Fuel battery vehicle and branch confluent pipe

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