JP2017176935A - Ion exchanger - Google Patents

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浩司 木田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion exchanger which improves mountability to a vehicle and more reliably emits gas from the ion exchanger.SOLUTION: An ion exchanger 100 is provided with a case 101 having a cylindrical body which is formed on a refrigerant piping 200, and a cartridge 102. A lower base 101B of the case 101 has an inflow hole 101F, which is communicated with the refrigerant piping 200, at a position between a peripheral edge and a center of the lower base 101B and an outflow hole 101E, which is communicated with the refrigerant piping 200, at the center of the lower base 101B. The cartridge 102 is provided with a casing 102A having a tubular body with an upper base, which is to be loaded on the case 101, a pipe portion 102B arranged at the center of the casing 102A along a vertical direction, and an ion exchange resin 102C filled between the casing 102A and the pipe portion 102B. A lower end of the pipe portion 102B is connected to the outflow hole 101E and an upper end of the pipe portion 102B is open to let a refrigerant through.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、イオン交換器に関し、燃料電池の冷媒配管に設けられたイオン交換器に関する。   The present invention relates to an ion exchanger, and relates to an ion exchanger provided in a refrigerant pipe of a fuel cell.

特許文献1には、イオン交換樹脂カートリッジと、イオン交換樹脂カートリッジが収容されるケースと、当該ケースの蓋と、を備えるイオン交換器が記載されている。当該ケースの下部及び上部のそれぞれには、燃料電池へ供給される冷媒が通る配管が接続される出入口ポートが形成されている。そして、冷媒は、ケースの上部の出入口ポートを介してケース内に流入し、上側から下側に向かってイオン交換樹脂を通過し、ケースの下部の出入口ポートを介してケースの外へ流出する。   Patent Document 1 describes an ion exchanger including an ion exchange resin cartridge, a case in which the ion exchange resin cartridge is accommodated, and a lid of the case. In each of the lower part and the upper part of the case, an inlet / outlet port to which a pipe through which a refrigerant supplied to the fuel cell passes is connected. Then, the refrigerant flows into the case through the inlet / outlet port at the upper part of the case, passes through the ion exchange resin from the upper side to the lower side, and flows out of the case through the inlet / outlet port at the lower part of the case.

特開2013−233499号公報JP2013-233499A

本発明者は、冷媒配管上にイオン交換器を搭載することによって、イオン交換器の上部に設けられた出入口ポートを省略して、イオン交換器の車両への搭載性を向上することを新たに考案した。しかし、イオン交換器の上部に設けられた出入口ポートを省略すると、イオン交換器内の上部に溜まった気体をイオン交換器の外に排出しにくくなり、イオン交換樹脂の上部が冷媒から露出してしまう可能性がある。   The present inventor newly improves the mountability of the ion exchanger in a vehicle by omitting the entrance / exit port provided in the upper part of the ion exchanger by mounting the ion exchanger on the refrigerant pipe. Devised. However, if the inlet / outlet port provided in the upper part of the ion exchanger is omitted, it becomes difficult to discharge the gas accumulated in the upper part of the ion exchanger out of the ion exchanger, and the upper part of the ion exchange resin is exposed from the refrigerant. There is a possibility.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、車両への搭載性を向上することができるとともに、イオン交換器内の気体をより確実に排出できるイオン交換器を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an ion exchanger that can improve the mountability in a vehicle and can more reliably discharge the gas in the ion exchanger. It is for the purpose.

本発明にかかるイオン交換器は、燃料電池の冷媒配管上に設けられたイオン交換器である。また、前記イオン交換器は、前記冷媒配管から鉛直上向きに突出して形成された、下底付き筒状体である取付部と、前記取付部に着脱可能に装着されるカートリッジと、を備える。また、前記取付部の前記下底には、前記下底の周縁と中央との間において前記冷媒配管と連通している流入孔と、前記下底の中央部において前記冷媒配管と連通している流出孔と、が設けられている。また、前記カートリッジは、前記取付部に着脱可能に装着される上底付き筒状体である筐体と、前記筐体の中央において鉛直方向に沿って配置されたパイプ部と、前記筐体と前記パイプ部との間に充填されたイオン交換樹脂と、を備える。また、前記パイプ部の下端は、前記流出孔に嵌合されており、前記パイプ部の上端は前記冷媒が通過可能に開口している。そして、冷媒は、前記流入孔を介して前記冷媒配管から前記筐体内に流入し、前記イオン交換樹脂を通過し、前記パイプ部を前記上端から前記下端に向かって通過し、前記流出孔を介して前記筐体から前記冷媒配管へと流出する。   The ion exchanger according to the present invention is an ion exchanger provided on a refrigerant pipe of a fuel cell. The ion exchanger includes an attachment portion that is a cylindrical body with a bottom and is formed to protrude vertically upward from the refrigerant pipe, and a cartridge that is detachably attached to the attachment portion. In addition, the lower bottom of the mounting portion communicates with the refrigerant pipe between the peripheral edge of the lower bottom and the center, and the refrigerant pipe at the central portion of the lower bottom. And an outflow hole. The cartridge includes a casing that is a cylindrical body with an upper bottom that is detachably attached to the mounting portion, a pipe portion that is disposed along a vertical direction at the center of the casing, and the casing. And an ion exchange resin filled between the pipe portions. Moreover, the lower end of the pipe part is fitted in the outflow hole, and the upper end of the pipe part is opened so that the refrigerant can pass therethrough. Then, the refrigerant flows into the housing from the refrigerant pipe through the inflow hole, passes through the ion exchange resin, passes through the pipe portion from the upper end toward the lower end, and passes through the outflow hole. Out of the housing into the refrigerant pipe.

本発明にかかるイオン交換器によれば、イオン交換器は、燃料電池の冷媒配管上に設けられ、従来のイオン交換器の上部に設けられた出入口ポートを省略できる。これにより、イオン交換器の車両への搭載性を向上することができる。また、冷媒がイオン交換器の取付部の下底に設けられた流入孔を介してイオン交換器内部に流入し、イオン交換樹脂を通過した後、パイプ部を上端から下端に向かって通過し、当該下底に設けられた流出孔を介して流出する。そのため、冷媒がイオン交換樹脂を通過してパイプ部の上端からパイプ部内部に流入する際に、イオン交換樹脂の上部やイオン交換器の上部に溜まった気体も冷媒と一緒にパイプ部内部に流入し、イオン交換器の外部へ排出される。そのため、イオン交換器内の気体をより確実に排出できる。よって、車両への搭載性を向上することができるとともに、イオン交換器内の気体をより確実に排出できるイオン交換器を提供することができる。   According to the ion exchanger according to the present invention, the ion exchanger is provided on the refrigerant pipe of the fuel cell, and the inlet / outlet port provided at the upper part of the conventional ion exchanger can be omitted. Thereby, the mounting property to the vehicle of an ion exchanger can be improved. In addition, the refrigerant flows into the ion exchanger through an inflow hole provided in the lower bottom of the ion exchanger mounting portion, passes through the ion exchange resin, and then passes through the pipe portion from the upper end toward the lower end. It flows out through the outflow hole provided in the lower bottom. Therefore, when the refrigerant passes through the ion exchange resin and flows into the pipe part from the upper end of the pipe part, the gas accumulated in the upper part of the ion exchange resin and the ion exchanger also flows into the pipe part together with the refrigerant. And discharged to the outside of the ion exchanger. Therefore, the gas in the ion exchanger can be discharged more reliably. Therefore, the ion exchanger which can improve the mounting property to a vehicle and can discharge | emit the gas in an ion exchanger more reliably can be provided.

本発明の実施の形態1にかかるイオン交換器の側面を示す図である。It is a figure which shows the side surface of the ion exchanger concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるイオン交換器の側面を示す図である。It is a figure which shows the side surface of the ion exchanger concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるイオン交換器の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of the ion exchanger concerning Embodiment 1 of this invention. 図3のIV−IV矢視断面を示す図である。It is a figure which shows the IV-IV arrow cross section of FIG.

実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態1にかかるイオン交換器100を冷媒配管200接続されるパイプ部101Aに略直交する方向から見た側面を示す図である。図2は、イオン交換器100をパイプ部101Aに略平行な方向から見た側面を示す図である。図3は、イオン交換器100の上面を示す図である。図4は、イオン交換器100のIV−IV矢視断面を示す図である。なお、図4において、図を見やすくするため、イオン交換樹脂102C以外の部材については、断面を示すハッチングを省略している。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of the ion exchanger 100 according to the first embodiment when viewed from a direction substantially orthogonal to the pipe portion 101A connected to the refrigerant pipe 200. FIG. 2 is a view showing a side surface of the ion exchanger 100 viewed from a direction substantially parallel to the pipe portion 101A. FIG. 3 is a view showing the upper surface of the ion exchanger 100. FIG. 4 is a view showing a cross section taken along the IV-IV arrow of the ion exchanger 100. In FIG. 4, hatching indicating a cross section is omitted for members other than the ion-exchange resin 102 </ b> C in order to make the drawing easy to see.

実施の形態1にかかるイオン交換器100は、例えば、図1又は図2に示すように、燃料電池(不図示)へ供給される冷却水(冷媒)が通る冷媒配管200上に設けられている。具体的には、イオン交換器100は、冷媒配管200から実質的に鉛直上向きに突出して形成された取付部としてのケース101と、当該ケース101に着脱可能に装着されるカートリッジ102と、を備える。また、ケース101の形状は、図3、図4に示すように、下底101B付きの筒状体である。なお、ケース101の形状は、図3、図4に示す円筒形状に限定されるものではなく、角筒形状等であってもよい。   The ion exchanger 100 according to the first embodiment is provided on a refrigerant pipe 200 through which cooling water (refrigerant) supplied to a fuel cell (not shown) passes, for example, as shown in FIG. 1 or FIG. . Specifically, the ion exchanger 100 includes a case 101 as an attachment portion that is formed to protrude substantially vertically upward from the refrigerant pipe 200, and a cartridge 102 that is detachably attached to the case 101. . The shape of the case 101 is a cylindrical body with a lower bottom 101B as shown in FIGS. The shape of the case 101 is not limited to the cylindrical shape shown in FIGS. 3 and 4 and may be a rectangular tube shape or the like.

具体的には、ケース101は、図4に示すように、パイプ部101A、下底101B、円筒部101C、絞り部101D等を備えている。   Specifically, as shown in FIG. 4, the case 101 includes a pipe portion 101A, a lower bottom 101B, a cylindrical portion 101C, a throttle portion 101D, and the like.

パイプ部101Aは、冷媒配管200と接続可能な管状の部材である。なお、ケース101が冷媒配管200と一体的に形成されて、パイプ部101Aは、冷媒配管200そのものであってもよい。また、パイプ部101Aの内面には、後述する絞り部101Dが設けられている。そして、パイプ部101Aの内径は、上流側から当該絞り部101Dまで一定の幅であり、当該絞り部101Dによって、上流から下流に向かって徐々に小さくなった後、絞り部101Dの下流側の端から当該パイプ部101Aの下流側に向かうにつれて、徐々に大きくなっている。   The pipe portion 101 </ b> A is a tubular member that can be connected to the refrigerant pipe 200. The case 101 may be formed integrally with the refrigerant pipe 200, and the pipe portion 101A may be the refrigerant pipe 200 itself. In addition, a throttle portion 101D described later is provided on the inner surface of the pipe portion 101A. The inner diameter of the pipe portion 101A is a constant width from the upstream side to the throttle portion 101D, and after being gradually reduced from the upstream toward the downstream by the throttle portion 101D, the downstream end of the throttle portion 101D. Gradually increases toward the downstream side of the pipe portion 101A.

下底101Bは、平面視略円形であり、パイプ部101Aの上部に設けられている。また、下底101Bの周縁から実質的に鉛直上向きに突出して円筒部101Cが形成されている。   The lower bottom 101B is substantially circular in plan view, and is provided on the upper portion of the pipe portion 101A. Further, a cylindrical portion 101C is formed so as to protrude substantially vertically upward from the periphery of the lower bottom 101B.

円筒部101Cの上部の内面には、カートリッジ102の筐体102Aの外面に形成されたねじ山と螺合可能なねじ山が形成されている。また、円筒部101Cの内面の当該ねじ山の上側には、カートリッジ102の筐体102Aの外側に装着されたОリング103が当接可能な段差部が形成されている。   A screw thread that can be screwed with a screw thread formed on the outer surface of the housing 102A of the cartridge 102 is formed on the inner surface of the upper portion of the cylindrical portion 101C. Further, a stepped portion on which the O-ring 103 mounted on the outer side of the housing 102A of the cartridge 102 can be abutted is formed above the thread on the inner surface of the cylindrical portion 101C.

絞り101Dは、パイプ部101Aの内面に設けられた筒状の部材である。絞り部101Dの内径は、パイプ部101Aの上流から下流に向かって徐々に狭くなっている。また、絞り部101Dは、パイプ部101Aの、後述する流出孔101Eよりも上流側であって後述する流入孔101Fよりも下流側に設けられている。当該絞り部101Dによって、パイプ部101Aを流れる冷却水の流路が狭くなる。そのため、当該絞り部101Dの上流側において、パイプ部101Aの上流から流入した冷却水が、イオン交換器100の内部に流入する冷却水と、イオン交換器100の内部に流入せずに下流に向かう冷却水とに分けられる。   The diaphragm 101D is a cylindrical member provided on the inner surface of the pipe portion 101A. The inner diameter of the throttle portion 101D is gradually narrowed from the upstream side to the downstream side of the pipe portion 101A. In addition, the throttle portion 101D is provided on the upstream side of an outflow hole 101E described later and on the downstream side of an inflow hole 101F described later of the pipe portion 101A. The throttle portion 101D narrows the flow path of the cooling water flowing through the pipe portion 101A. Therefore, on the upstream side of the throttle portion 101 </ b> D, the cooling water that has flowed in from the upstream of the pipe portion 101 </ b> A travels downstream without flowing into the ion exchanger 100 and the cooling water that flows into the ion exchanger 100. Divided into cooling water.

また、下底101Bの中央部には、当該中央部から実質的に鉛直上向きに突出した筒状の流出孔101Eが設けられている。また、当該流出孔101Eは、パイプ部101Aと連通している。換言すれば、流出孔101Eは、パイプ部101Aを介して、冷媒配管200と連通している。また、流出孔101Eは、カートリッジ102のパイプ部102B(後述)の下端を嵌合可能な内径を有している。そして、冷却水は、当該流出孔101Eを通って、ケース101からパイプ部101Aへと流出する。   In addition, a cylindrical outflow hole 101E that protrudes substantially vertically upward from the central portion is provided in the central portion of the lower bottom 101B. The outflow hole 101E communicates with the pipe portion 101A. In other words, the outflow hole 101E communicates with the refrigerant pipe 200 via the pipe portion 101A. Further, the outflow hole 101E has an inner diameter capable of fitting a lower end of a pipe portion 102B (described later) of the cartridge 102. Then, the cooling water flows out from the case 101 to the pipe portion 101A through the outflow hole 101E.

また、下底101Bの周縁と中央との間には、流入孔101Fが設けられている。換言すれば、下底101Bの周縁と流出孔101Eとの間に、流入孔101Fが形成されている。具体的には、下底101Bの周縁と流出孔101Eとの間であって、上流側の位置に、流入孔101Fが形成されている。また、当該流入孔101Fは、パイプ部101Aと連通している。換言すれば、流入孔101Fは、パイプ部101Aを介して、冷媒配管200と連通している。そして、冷却水は、当該流入孔101Fを通って、パイプ部101Aからケース101内へと流入する。なお、流入項101Fの数及び大きさは、図4に限定されるものではない。   An inflow hole 101F is provided between the periphery and the center of the lower bottom 101B. In other words, the inflow hole 101F is formed between the peripheral edge of the lower bottom 101B and the outflow hole 101E. Specifically, an inflow hole 101F is formed between the peripheral edge of the lower bottom 101B and the outflow hole 101E and at an upstream position. Further, the inflow hole 101F communicates with the pipe portion 101A. In other words, the inflow hole 101F communicates with the refrigerant pipe 200 via the pipe portion 101A. Then, the cooling water flows from the pipe portion 101A into the case 101 through the inflow hole 101F. The number and size of the inflow terms 101F are not limited to those in FIG.

カートリッジ102は、図4に示すように、筐体102A、パイプ部102B、イオン交換樹脂102C、下底102D等を備えている。   As shown in FIG. 4, the cartridge 102 includes a housing 102A, a pipe portion 102B, an ion exchange resin 102C, a lower base 102D, and the like.

筐体102Aの形状は、上底付きの筒状体である。そして、筐体102Aは、ケース101の円筒部101C内に着脱可能に装着される。具体的には、筐体102Aの筒状体の外面には、円筒部101Cの内面に形成されたねじ山と螺合可能なねじ山が形成されている。また、筐体102Aの外面の当該ねじ山の上側には、Оリング103が当接可能な段差部が形成されている。   The shape of the housing 102A is a cylindrical body with an upper bottom. The housing 102A is detachably mounted in the cylindrical portion 101C of the case 101. Specifically, a thread that can be screwed with a thread formed on the inner surface of the cylindrical portion 101C is formed on the outer surface of the cylindrical body of the housing 102A. Further, a stepped portion with which the O-ring 103 can abut is formed on the outer surface of the housing 102A above the thread.

パイプ部102Bは、筐体102Aの中央において実質的に鉛直方向に沿って配置されている。具体的には、パイプ部102Bは、筐体102Aの上底の中央部から実質的に鉛直下向きに突出するように設けられている。また、パイプ部102Bの下端は、ケース101の下底101Bに設けられた流出孔101E内に嵌合可能な形状を有する。また、パイプ部102Bの上端は、イオン交換樹脂102Cを通過した冷却水及びイオン交換器100内部に溜まった気体が通過可能に開口している。なお、パイプ部102Bの上端の当該開口は、冷却水及びイオン交換器100内部に溜まった気体が通過可能な径の大きさ及び数であればよく、図4に示す形状に限定されるものではない。また、パイプ部102Bの流出孔101E内に嵌合される下端の上側の外面は、下底102Dの中央孔102F(後述)の内面と嵌合可能な形状を有する。   The pipe portion 102B is disposed substantially along the vertical direction at the center of the housing 102A. Specifically, the pipe part 102B is provided so as to protrude substantially vertically downward from the center part of the upper base of the housing 102A. Further, the lower end of the pipe portion 102B has a shape that can be fitted into an outflow hole 101E provided in the lower bottom 101B of the case 101. Moreover, the upper end of the pipe part 102B is opened so that the cooling water that has passed through the ion exchange resin 102C and the gas accumulated in the ion exchanger 100 can pass therethrough. It should be noted that the opening at the upper end of the pipe portion 102B may have any size and number of diameters through which cooling water and gas accumulated in the ion exchanger 100 can pass, and is not limited to the shape shown in FIG. Absent. Further, the upper outer surface of the lower end fitted into the outflow hole 101E of the pipe portion 102B has a shape that can be fitted to the inner surface of a central hole 102F (described later) of the lower bottom 102D.

イオン交換樹脂102Cは、筐体102Aとパイプ部102Bとの間に充填されている。具体的には、イオン交換樹脂102Cは、筐体102Aとパイプ部102Bと下底102Dによって囲われる空間に充填されている。なお、イオン交換樹脂102Cが充填される高さは、図4に示す高さに限定されるものではない。また、パイプ部102Bの上端の開口部及び下底102Dに設けられた流入孔102E(後述)には、イオン交換樹脂102Cの樹脂微粒子の通過を防止するフィルタ(不図示)又はメッシュ(不図示)が適宜配置されてもよい。   The ion exchange resin 102C is filled between the housing 102A and the pipe portion 102B. Specifically, the ion exchange resin 102C is filled in a space surrounded by the casing 102A, the pipe portion 102B, and the lower bottom 102D. Note that the height at which the ion exchange resin 102C is filled is not limited to the height shown in FIG. Further, a filter (not shown) or a mesh (not shown) for preventing the passage of resin fine particles of the ion exchange resin 102C is provided in an opening at the upper end of the pipe portion 102B and an inflow hole 102E (described later) provided in the lower bottom 102D. May be arranged as appropriate.

下底102Dは、ケース101の円筒部101Cの内径と実質的に同じ大きさの外径を有する平面視略円形の部材である。また、下底102Dの周縁は筐体102Aの筒状体の下端と嵌合可能な形状を有している。また、下底102Dの周縁と中央との間には、流入孔102Eが設けられている。また、当該流入孔102Eは、ケース101の下底101Bに設けられた流入孔101Fと連通している。換言すれば、流入孔102Eは、流入孔101Fを介して、パイプ部101Aと連通している。すなわち、流入孔102Eは、パイプ部101Aを介して、冷媒配管200と連通している。そして、冷却水は、流入孔101Fを通って、パイプ部101Aからケース101内へと流入した後、当該流入孔102Eを通って、カートリッジ102内へと流入する。また、下底102Dの中央部には、当該中央部から実質的に鉛直上向きに突出した筒状の中央孔102Fが形成されている。当該中央孔102Fの内面は、パイプ部102Bの下端側の外面と嵌合可能な形状を有する。   The lower bottom 102D is a member that is substantially circular in plan view and has an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the cylindrical portion 101C of the case 101. Moreover, the periphery of lower bottom 102D has a shape which can be fitted with the lower end of the cylindrical body of housing | casing 102A. An inflow hole 102E is provided between the periphery and the center of the lower bottom 102D. The inflow hole 102E communicates with an inflow hole 101F provided in the lower bottom 101B of the case 101. In other words, the inflow hole 102E communicates with the pipe portion 101A through the inflow hole 101F. That is, the inflow hole 102E communicates with the refrigerant pipe 200 via the pipe portion 101A. Then, the cooling water flows into the case 101 from the pipe portion 101A through the inflow hole 101F, and then flows into the cartridge 102 through the inflow hole 102E. A cylindrical central hole 102F that protrudes substantially vertically upward from the central portion is formed in the central portion of the lower bottom 102D. The inner surface of the central hole 102F has a shape that can be fitted to the outer surface on the lower end side of the pipe portion 102B.

そして、筐体102Aの筒状体の下端と下底102Dの周縁とが嵌合され、パイプ部102Bの下端側の外面と下底102Dの中央孔102Fの内面とが嵌合されることによって、イオン交換樹脂102Cが充填される空間が形成される。また、当該空間に所定の方法によってイオン交換樹脂102Cが充填されて、カートリッジ102が形成される。そして、カートリッジ102の筐体102Aの筒状体の外面の段差部に当接するようにОリング103が取り付けられる。また、Оリング103が取り付けられたカートリッジ102のケース101の円筒部101C内にねじ込まれ、カートリッジ102のパイプ部102Bの下端がケース101の下底101Bに設けられた流出孔101E内に嵌合されることによって、カートリッジ102がケース101に着脱可能に装着される。   Then, the lower end of the cylindrical body of the housing 102A and the peripheral edge of the lower bottom 102D are fitted, and the outer surface on the lower end side of the pipe portion 102B and the inner surface of the center hole 102F of the lower bottom 102D are fitted, A space filled with the ion exchange resin 102C is formed. Further, the space is filled with the ion exchange resin 102C by a predetermined method, and the cartridge 102 is formed. Then, the O-ring 103 is attached so as to contact the stepped portion of the outer surface of the cylindrical body of the casing 102A of the cartridge 102. Further, the cartridge 102 to which the O ring 103 is attached is screwed into the cylindrical portion 101C of the case 101, and the lower end of the pipe portion 102B of the cartridge 102 is fitted into the outflow hole 101E provided in the lower bottom 101B of the case 101. As a result, the cartridge 102 is detachably attached to the case 101.

次に、図4を参照して、冷却水の流れについて、説明する。まず、冷却水は、冷媒配管200からパイプ部101Aの上流側へ流入する。次いで、絞り部101Dの上流側において、パイプ部101Aの上流側に流入した冷却水が、イオン交換器100の内部に流入する冷却水と、イオン交換器100の内部に流入せずに下流に向かう冷却水とに分けられる。   Next, the flow of cooling water will be described with reference to FIG. First, the cooling water flows from the refrigerant pipe 200 to the upstream side of the pipe portion 101A. Next, on the upstream side of the throttle portion 101D, the cooling water that has flowed into the upstream side of the pipe portion 101A goes to the downstream without flowing into the ion exchanger 100 and the cooling water that flows into the ion exchanger 100. Divided into cooling water.

次に、絞り部101Dの上流側において、流入孔101Fを介して、イオン交換器100の内部に流入した冷却水は、カートリッジ102の下底102Dに設けられた流入孔102Eを介して、カートリッジ102内に流入する。次いで、カートリッジ102内に流入した冷却水は、イオン交換樹脂102Cを下側から上側に向かって通過する。   Next, on the upstream side of the throttle portion 101D, the cooling water that has flowed into the ion exchanger 100 through the inflow hole 101F passes through the cartridge 102 through the inflow hole 102E provided in the lower bottom 102D of the cartridge 102. Flows in. Next, the cooling water flowing into the cartridge 102 passes through the ion exchange resin 102C from the lower side toward the upper side.

次いで、イオン交換樹脂102Cを通過した冷却水は、パイプ部102Bの上端の開口を介して、パイプ部102B内へ流入する。パイプ部102B内に流入した冷却水は、パイプ部102B内を上端から下端に向かって通過する。   Next, the cooling water that has passed through the ion exchange resin 102C flows into the pipe portion 102B through the opening at the upper end of the pipe portion 102B. The cooling water that has flowed into the pipe portion 102B passes through the pipe portion 102B from the upper end toward the lower end.

次いで、パイプ部102Bの下端に達した冷却水は、流出孔101Eを介して、パイプ部101A内に流入する。ここで、パイプ部101A内に流入した冷却水は、絞り部101Dの上流側において、イオン交換器100の内部に流入せずに下流に向かった冷却水と合流し、パイプ部101Aの下流に向かって流れる。   Next, the cooling water that has reached the lower end of the pipe portion 102B flows into the pipe portion 101A through the outflow hole 101E. Here, the cooling water that has flowed into the pipe portion 101A merges with the cooling water that has flowed downstream without flowing into the ion exchanger 100 on the upstream side of the throttle portion 101D, and is directed downstream of the pipe portion 101A. Flowing.

以上に説明した実施の形態1にかかるイオン交換器100によれば、燃料電池の冷媒配管200に接続されるパイプ部101A上に設けられ、従来のイオン交換器の上部に設けられた出入口ポートを省略できる。これにより、イオン交換器100の車両への搭載性を向上することができる。また、冷却水がイオン交換器100のケース101の下底101Bに設けられた流入孔101Fを介してイオン交換器100内部に流入し、イオン交換樹脂102Cを通過した後、パイプ部102Bを上端から下端に向かって通過し、当該下底101Bに設けられた流出孔101Eを介して流出する。そのため、冷却水がイオン交換樹脂102Cを通過してパイプ部102Bの上端からパイプ部102B内部に流入する際に、イオン交換樹脂102Cの上部やイオン交換器100の上部に溜まった気体も冷却水と一緒にパイプ部102B内部に流入し、イオン交換器100の外部へ排出される。そのため、イオン交換器100内の気体をより確実に排出できる。よって、車両への搭載性を向上することができるとともに、イオン交換器100内の気体をより確実に排出できるイオン交換器100を提供することができる。   According to the ion exchanger 100 according to the first embodiment described above, the inlet / outlet port provided on the pipe portion 101A connected to the refrigerant pipe 200 of the fuel cell and provided on the upper portion of the conventional ion exchanger is provided. Can be omitted. Thereby, the mounting property to the vehicle of the ion exchanger 100 can be improved. In addition, the cooling water flows into the ion exchanger 100 through the inflow hole 101F provided in the lower bottom 101B of the case 101 of the ion exchanger 100, passes through the ion exchange resin 102C, and then passes through the pipe portion 102B from the upper end. It passes toward the lower end and flows out through the outflow hole 101E provided in the lower bottom 101B. Therefore, when the cooling water passes through the ion exchange resin 102C and flows into the pipe portion 102B from the upper end of the pipe portion 102B, the gas accumulated in the upper portion of the ion exchange resin 102C or the upper portion of the ion exchanger 100 is also the cooling water. Together, it flows into the pipe portion 102B and is discharged to the outside of the ion exchanger 100. Therefore, the gas in the ion exchanger 100 can be discharged more reliably. Accordingly, it is possible to provide the ion exchanger 100 that can improve the mounting property on the vehicle and can discharge the gas in the ion exchanger 100 more reliably.

特に、カートリッジ102をケース101に装着した直後では、冷却水がイオン交換器100内のイオン交換樹脂102Cの上面まで達しない場合があるため、イオン交換樹脂102Cの上部には気体が溜まったままの状態となる場合がある。その他、冷却水をイオン交換器100内に循環させた後においても、様々な要因によって気体がイオン交換器100内に溜まる可能性がある。そのような場合であっても、本実施の形態1にかかるイオン交換器100によれば、冷却水とともに気体をイオン交換器100の外部へ排出することができ、イオン交換樹脂102Cの上部が冷却水から露出することを防ぐことができる。   In particular, immediately after the cartridge 102 is attached to the case 101, the cooling water may not reach the upper surface of the ion exchange resin 102C in the ion exchanger 100, so that gas remains in the upper part of the ion exchange resin 102C. It may be in a state. In addition, even after the cooling water is circulated in the ion exchanger 100, gas may be accumulated in the ion exchanger 100 due to various factors. Even in such a case, the ion exchanger 100 according to the first embodiment can discharge the gas together with the cooling water to the outside of the ion exchanger 100, and the upper part of the ion exchange resin 102C is cooled. Exposure from water can be prevented.

また、ケース101のパイプ部101Aの内部に、絞り部101Dを備えるため、冷却水を好適にイオン交換器100内部へと流入させることができる。   Further, since the throttle portion 101D is provided inside the pipe portion 101A of the case 101, the cooling water can be suitably introduced into the ion exchanger 100.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、カートリッジ102とケース101との装着方法は、本実施の形態1に限定されるものではない。また、流入孔101F、102E、流出孔101Eの内径の大きさは、イオン交換器100に流入させる冷却水の流量や流速等によって最適な大きさに設定可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the mounting method of the cartridge 102 and the case 101 is not limited to the first embodiment. In addition, the sizes of the inner diameters of the inflow holes 101F and 102E and the outflow hole 101E can be set to optimum sizes depending on the flow rate, flow rate, and the like of the cooling water flowing into the ion exchanger 100.

100 イオン交換器
101 ケース(取付部)
101A パイプ部
101B 下底
101C 円筒部
101D 絞り部
101E 流出孔
101F 流入孔
102 カートリッジ
102A 筐体
102B パイプ部
102C イオン交換樹脂
102D 下底
102E 流入孔
102F 中央孔
103 Оリング
200 冷媒配管
100 ion exchanger 101 case (mounting part)
101A Pipe portion 101B Lower bottom 101C Cylindrical portion 101D Throttling portion 101E Outflow hole 101F Inflow hole 102 Cartridge 102A Housing 102B Pipe portion 102C Ion exchange resin 102D Lower bottom 102E Inflow hole 102F Central hole 103 O-ring 200 Refrigerant piping

Claims (1)

燃料電池の冷媒配管上に設けられたイオン交換器であって、
前記冷媒配管から鉛直上向きに突出して形成された、下底付き筒状体である取付部と、
前記取付部に着脱可能に装着されるカートリッジと、
を備え、
前記取付部の前記下底には、前記下底の周縁と中央との間において前記冷媒配管と連通している流入孔と、前記下底の中央部において前記冷媒配管と連通している流出孔と、が設けられており、
前記カートリッジは、
前記取付部に着脱可能に装着される上底付き筒状体である筐体と、
前記筐体の中央において鉛直方向に沿って配置されたパイプ部と、
前記筐体と前記パイプ部との間に充填されたイオン交換樹脂と、
を備え、
前記パイプ部の下端は、前記流出孔に嵌合されており、前記パイプ部の上端は前記冷媒が通過可能に開口しており、
冷媒は、前記流入孔を介して前記冷媒配管から前記筐体内に流入し、前記イオン交換樹脂を通過し、前記パイプ部を前記上端から前記下端に向かって通過し、前記流出孔を介して前記筐体から前記冷媒配管へと流出する、イオン交換器。
An ion exchanger provided on a refrigerant pipe of a fuel cell,
An attachment portion that is a cylindrical body with a bottom, formed to protrude vertically upward from the refrigerant pipe,
A cartridge detachably mounted on the mounting portion;
With
The lower bottom of the mounting portion has an inflow hole communicating with the refrigerant pipe between a peripheral edge and a center of the lower bottom, and an outflow hole communicating with the refrigerant pipe at the central portion of the lower bottom. And are provided,
The cartridge is
A housing that is a cylindrical body with an upper bottom that is detachably attached to the attachment portion;
A pipe portion disposed along the vertical direction in the center of the housing;
An ion exchange resin filled between the casing and the pipe portion;
With
The lower end of the pipe part is fitted in the outflow hole, and the upper end of the pipe part is opened so that the refrigerant can pass therethrough,
The refrigerant flows from the refrigerant pipe into the casing through the inflow hole, passes through the ion exchange resin, passes through the pipe portion from the upper end toward the lower end, and passes through the outflow hole to An ion exchanger that flows out from the housing to the refrigerant pipe.
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