JP2021137736A

JP2021137736A - Ion exchanger

Info

Publication number: JP2021137736A
Application number: JP2020037761A
Authority: JP
Inventors: 啓介塚本; Keisuke Tsukamoto; 豪人森下; Takehito Morishita
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2040-03-05
Also published as: JP7388245B2

Abstract

To provide an ion exchanger capable of suppressing an accumulation of air bubbles in a part where an ion exchange resin is loaded in a housing.SOLUTION: An ion exchanger 5 includes: a housing 7 in which an inlet 7a and an outlet 7b are provided; an upstream side mesh 20 provided in a distribution path of a cooling liquid in the housing 7; and a downstream side mesh 21 provided on the downstream side of the upstream side mesh 20 in the distribution path. A portion between the upstream side mesh 20 and the downstream side mesh 21 in the distribution path is loaded with an ion exchange resin 19. The cooling liquid which passes through the inlet 7a and the upstream side mesh 20 has ions removed from it through ion exchange with the ion exchange resin 19 in the housing 7, and the cooling liquid after the removal of ions flows out of the housing 7 through the downstream side mesh 21 and the outlet 7b. The upstream side mesh 20 has a trap structure which absorbs air bubbles in the cooling liquid passing through it.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、イオン交換器に関する。 The present invention relates to an ion exchanger.

車両等に燃料電池を搭載する場合、発電時における燃料電池の温度上昇を抑制することを目的に、その燃料電池を冷却するための冷却液を流す冷却回路が設けられる。こうした冷却回路では、冷却液中のイオンの濃度が高くなることによって、冷却回路における金属部分の腐食を招いたり、冷却液の電気電導率が上がって燃料電池の機能低下を招いたりするおそれがある。このため、冷却回路には、冷却液に含まれるイオンをイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて取り除くイオン交換器が設けられる。 When a fuel cell is mounted on a vehicle or the like, a cooling circuit for flowing a coolant for cooling the fuel cell is provided for the purpose of suppressing a temperature rise of the fuel cell during power generation. In such a cooling circuit, the high concentration of ions in the coolant may cause corrosion of metal parts in the cooling circuit, or increase the electrical conductivity of the coolant, which may lead to deterioration of the fuel cell function. .. Therefore, the cooling circuit is provided with an ion exchanger that removes ions contained in the coolant through ion exchange with an ion exchange resin.

イオン交換器としては、例えば特許文献１に示されるものが知られている。このイオン交換器は、冷却液を流入させる流入口及び同冷却液を流出させる流出口が設けられているハウジングを備えている。ハウジング内における冷却液の流通経路には上流側メッシュが設けられており、その流通経路における上流側メッシュよりも下流側には下流側メッシュが設けられている。更に、ハウジング内の上記流通経路における上流側メッシュと下流側メッシュとの間の部分にはイオン交換樹脂が装填されている。 As the ion exchanger, for example, the one shown in Patent Document 1 is known. The ion exchanger includes a housing provided with an inlet for the coolant to flow in and an outlet for the coolant to flow out. An upstream mesh is provided in the flow path of the coolant in the housing, and a downstream mesh is provided on the downstream side of the upstream mesh in the flow path. Further, an ion exchange resin is loaded in the portion of the housing between the upstream mesh and the downstream mesh in the distribution path.

上記イオン交換器では、流入口及び上流側メッシュを通過した冷却液がハウジング内のイオン交換樹脂に流入し、そのイオン交換樹脂でのイオン交換を通じて同冷却液中のイオンが取り除かれる。このようにイオンが取り除かれた後の冷却液は、下流側メッシュ及び流出口を通過してハウジングから流出する。 In the ion exchanger, the coolant that has passed through the inlet and the upstream mesh flows into the ion exchange resin in the housing, and the ions in the coolant are removed through ion exchange with the ion exchange resin. After the ions have been removed in this way, the coolant passes through the downstream mesh and the outlet and flows out of the housing.

特開２０１６−６４３７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-64373

ところで、冷却回路を流れる冷却液には気泡が含まれており、そうした気泡が冷却液と共にイオン交換器の上流側メッシュを通過してハウジング内のイオン交換樹脂が装填された部分に溜まる。この場合、そのようにして溜まった気泡の分、イオン交換樹脂と冷却液との接触面積が小さくなるため、冷却液に含まれるイオンをイオン交換樹脂でのイオン交換を通じて取り除く際の効率が悪化する。 By the way, the coolant flowing through the cooling circuit contains air bubbles, and the air bubbles pass through the mesh on the upstream side of the ion exchanger together with the cooling liquid and collect in the portion in the housing where the ion exchange resin is loaded. In this case, the contact area between the ion exchange resin and the coolant becomes smaller due to the bubbles accumulated in this way, so that the efficiency of removing the ions contained in the coolant through ion exchange with the ion exchange resin deteriorates. ..

本発明の目的は、ハウジング内におけるイオン交換樹脂が装填された部分に気泡が溜まることを抑制できるイオン交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ion exchanger capable of suppressing the accumulation of air bubbles in a portion of a housing loaded with an ion exchange resin.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するイオン交換器は、冷却液を流入させる流入口及び同冷却液を流出させる流出口が設けられているハウジングと、そのハウジング内における冷却液の流通経路に設けられている上流側メッシュと、その流通経路における上流側メッシュよりも下流側に設けられている下流側メッシュと、を備える。その流通経路における上流側メッシュと下流側メッシュとの間の部分には、イオン交換樹脂が装填されている。そして、流入口及び上流側メッシュを通過した冷却液がハウジング内のイオン交換樹脂でのイオン交換を通じて同冷却液中のイオンが取り除かれ、同イオンが取り除かれた後の冷却液が下流側メッシュ及び流出口を通過してハウジングから流出する。上記イオン交換器の上流側メッシュは、同上流側メッシュを通過する冷却液中の気泡を吸着するトラップ構造を有している。 Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
The ion exchanger that solves the above problems includes a housing provided with an inflow port for the coolant to flow in and an outflow port for the coolant to flow out, and an upstream side provided in the flow path of the coolant in the housing. It includes a mesh and a downstream mesh provided on the downstream side of the upstream mesh in the distribution channel. An ion exchange resin is loaded in the portion of the distribution path between the upstream mesh and the downstream mesh. Then, the coolant that has passed through the inflow port and the upstream mesh has ions in the coolant removed through ion exchange with the ion exchange resin in the housing, and the coolant after the ions have been removed is the downstream mesh and the coolant. It passes through the outlet and flows out of the housing. The upstream mesh of the ion exchanger has a trap structure that adsorbs air bubbles in the coolant passing through the upstream mesh.

上記構成によれば、流入口からハウジング内に冷却液と共に流入した気泡は、その冷却液が上流側メッシュを通過する際に同上流側メッシュに吸着される。このため、上記気泡がハウジング内におけるイオン交換樹脂が装填された部分に流入すること、及び、その部分に気泡が溜まることを抑制できるようになる。 According to the above configuration, the air bubbles that have flowed into the housing from the inflow port together with the coolant are adsorbed on the upstream mesh when the coolant passes through the upstream mesh. Therefore, it is possible to prevent the bubbles from flowing into the portion of the housing loaded with the ion exchange resin and the bubbles from accumulating in the portion.

イオン交換器が設けられる冷却回路の全体構成を示す略図。The schematic which shows the whole structure of the cooling circuit provided with an ion exchanger. イオン交換器を示す断面図。Sectional drawing which shows the ion exchanger. 上流側メッシュの一部を斜め上方から見た状態を概略的に示す斜視図。A perspective view schematically showing a state in which a part of the upstream mesh is viewed from diagonally above. 線材に対する気泡の吸着態様（付着態様）を示す略図。The schematic diagram which shows the adsorption mode (adhesion mode) of a bubble with respect to a wire rod. 上流側メッシュを示す断面図。Sectional drawing which shows the upstream side mesh. 下流側メッシュの一部を斜め上方から見た状態を概略的に示す斜視図。A perspective view schematically showing a state in which a part of the downstream mesh is viewed from diagonally above. 下流側メッシュを示す断面図。Sectional drawing which shows the downstream side mesh.

以下、イオン交換器の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示すように、燃料電池１を搭載した車両には、その燃料電池１を冷却するための冷却液を流す冷却回路２が設けられている。なお、こうした冷却液としては、エチレングリコールを含有した冷却水（ロングライフクーラント）等が用いられる。そして、冷却回路２では、ポンプ３の駆動により冷却液が循環するようになっている。 Hereinafter, an embodiment of the ion exchanger will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
As shown in FIG. 1, the vehicle equipped with the fuel cell 1 is provided with a cooling circuit 2 for flowing a cooling liquid for cooling the fuel cell 1. As such a coolant, cooling water containing ethylene glycol (long life coolant) or the like is used. Then, in the cooling circuit 2, the coolant is circulated by driving the pump 3.

冷却回路２において、燃料電池１はポンプ３よりも下流側の部分に設けられており、同燃料電池１よりも下流側かつポンプ３よりも上流側の部分にはラジエータ４が設けられている。そして、発電時に温度上昇する燃料電池１は、冷却回路２を循環して燃料電池１を通過する冷却液によって冷却される。燃料電池１の熱を奪って温度上昇した冷却液は、ラジエータ４を通過する際に外気によって冷却され、その後にポンプ３に流れる。 In the cooling circuit 2, the fuel cell 1 is provided in a portion downstream of the pump 3, and a radiator 4 is provided in a portion downstream of the fuel cell 1 and upstream of the pump 3. Then, the fuel cell 1 whose temperature rises during power generation is cooled by the coolant that circulates in the cooling circuit 2 and passes through the fuel cell 1. The coolant that has taken the heat of the fuel cell 1 and whose temperature has risen is cooled by the outside air when passing through the radiator 4, and then flows to the pump 3.

また、冷却回路２には、冷却液に含まれるイオンを吸着して同冷却液から除去するためのイオン交換器５、及び、そのイオン交換器５に冷却液を流すためのバイパス配管６が設けられている。バイパス配管６の一方の端部は、冷却回路２における燃料電池１よりも下流側かつラジエータ４よりも上流側の部分に接続されている。また、バイパス配管６のもう一方の端部は、冷却回路２におけるラジエータ４よりも下流側かつポンプ３よりも上流側の部分に接続されている。そして、バイパス配管６の途中に上記イオン交換器５が設けられている。 Further, the cooling circuit 2 is provided with an ion exchanger 5 for adsorbing ions contained in the coolant and removing the ions from the coolant, and a bypass pipe 6 for flowing the coolant through the ion exchanger 5. Has been done. One end of the bypass pipe 6 is connected to a portion of the cooling circuit 2 on the downstream side of the fuel cell 1 and on the upstream side of the radiator 4. Further, the other end of the bypass pipe 6 is connected to a portion of the cooling circuit 2 on the downstream side of the radiator 4 and on the upstream side of the pump 3. The ion exchanger 5 is provided in the middle of the bypass pipe 6.

冷却回路２においては、循環する冷却液が燃料電池１よりも下流側に流れたとき、その冷却液の一部がラジエータ４側に流れるのではなくバイパス配管６内に流れ込む。このようにバイパス配管６に流れ込んだ冷却液は、イオン交換器５を通過する際にイオンが除去され、その後に冷却回路２におけるラジエータ４よりも下流側かつポンプ３よりも上流側の部分に流れる。 In the cooling circuit 2, when the circulating coolant flows to the downstream side of the fuel cell 1, a part of the cooling liquid flows into the bypass pipe 6 instead of flowing to the radiator 4 side. The coolant that has flowed into the bypass pipe 6 in this way has ions removed when it passes through the ion exchanger 5, and then flows to a portion downstream of the radiator 4 and upstream of the pump 3 in the cooling circuit 2. ..

次に、イオン交換器５について説明する。
図２に示すように、イオン交換器５のハウジング７は、上下方向に延びて上方に向けて開口する円筒状の側壁７ｃと、その側壁７ｃの上端部の開口に対するねじ込みによって同開口を閉塞するキャップ８と、を備えている。ハウジング７の側壁７ｃには、バイパス配管６（図１）におけるイオン交換器５よりも上流側の部分に繋がる流入パイプ９、及び、バイパス配管６におけるイオン交換器５よりも下流側の部分に繋がる流出パイプ１０が一体形成されている。 Next, the ion exchanger 5 will be described.
As shown in FIG. 2, the housing 7 of the ion exchanger 5 closes the opening by screwing into a cylindrical side wall 7c that extends in the vertical direction and opens upward and an opening at the upper end of the side wall 7c. It is equipped with a cap 8. The side wall 7c of the housing 7 is connected to an inflow pipe 9 connected to a portion upstream of the ion exchanger 5 in the bypass pipe 6 (FIG. 1) and a portion downstream of the ion exchanger 5 in the bypass pipe 6. The outflow pipe 10 is integrally formed.

側壁７ｃの下端部には、冷却液を流入させる流入口７ａ及び同冷却液を流出させる流出口７ｂが設けられている。そして、流入口７ａは、側壁７ｃの下端部における径方向の一方側（図２の左側）に形成されており、側壁７ｃに一体形成された上記流入パイプ９と繋がっている。また、流出口７ｂは、側壁７ｃの下端部における径方向の他方側（図２の右側）に形成されており、側壁７ｃに一体形成された上記流出パイプ１０と繋がっている。 At the lower end of the side wall 7c, an inflow port 7a through which the cooling liquid flows in and an outflow port 7b through which the cooling liquid flows out are provided. The inflow port 7a is formed on one side (left side in FIG. 2) in the radial direction at the lower end of the side wall 7c, and is connected to the inflow pipe 9 integrally formed on the side wall 7c. Further, the outflow port 7b is formed on the other side (right side in FIG. 2) in the radial direction at the lower end of the side wall 7c, and is connected to the outflow pipe 10 integrally formed on the side wall 7c.

キャップ８は、側壁７ｃの上端部の開口に対しねじ込み可能な円筒状の胴部８ａを備えている。この胴部８ａは、上下方向に延びるように形成されている。また、胴部８ａの外周面には、側壁７ｃの上端部の開口部の内周面に形成された雌ねじ１４と噛み合う雄ねじ１５が形成されている。そして、胴部８ａの雄ねじ１５を側壁７ｃの雌ねじ１４にねじ込むと、胴部８ａの外周面が側壁７ｃの内周面に沿うように位置するとともに、側壁７ｃの上端部の開口がキャップ８によって閉塞されるようになる。 The cap 8 includes a cylindrical body portion 8a that can be screwed into the opening at the upper end portion of the side wall 7c. The body portion 8a is formed so as to extend in the vertical direction. Further, on the outer peripheral surface of the body portion 8a, a male screw 15 that meshes with the female screw 14 formed on the inner peripheral surface of the opening at the upper end of the side wall 7c is formed. Then, when the male screw 15 of the body portion 8a is screwed into the female screw 14 of the side wall 7c, the outer peripheral surface of the body portion 8a is positioned along the inner peripheral surface of the side wall 7c, and the opening at the upper end of the side wall 7c is opened by the cap 8. It will be blocked.

側壁７ｃに取り付けられたキャップ８においては、胴部８ａの内部で上下方向に延びるようにチューブ部材１６が設けられている。このチューブ部材１６の上端部には、同チューブ部材１６の軸線に対し直交する方向に突出するリング部１７が形成されている。また、チューブ部材１６の下端部には、同チューブ部材１６の軸線に対し直交する方向に突出するリング部材１８が取り外し可能に取り付けられている。そして、リング部１７の外周部がキャップ８の内周面の上端部に嵌め込まれるとともに、リング部材１８の外周部がキャップ８（胴部８ａ）の内周面の下端部に嵌め込まれることにより、チューブ部材１６がキャップ８の内部に組み付けられている。このとき、チューブ部材１６の上端とキャップ８の天井面（内面の上端）との間には、所定の大きさの隙間が存在するようにされる。 In the cap 8 attached to the side wall 7c, a tube member 16 is provided so as to extend in the vertical direction inside the body portion 8a. A ring portion 17 projecting in a direction orthogonal to the axis of the tube member 16 is formed at the upper end portion of the tube member 16. Further, a ring member 18 projecting in a direction orthogonal to the axis of the tube member 16 is detachably attached to the lower end portion of the tube member 16. Then, the outer peripheral portion of the ring portion 17 is fitted into the upper end portion of the inner peripheral surface of the cap 8, and the outer peripheral portion of the ring member 18 is fitted into the lower end portion of the inner peripheral surface of the cap 8 (body portion 8a). The tube member 16 is assembled inside the cap 8. At this time, a gap having a predetermined size is provided between the upper end of the tube member 16 and the ceiling surface (upper end of the inner surface) of the cap 8.

リング部１７及びリング部材１８はそれぞれ、冷却液を上下方向に通過させることが可能となっている。リング部１７とリング部材１８との間、且つ、チューブ部材１６の外周面とキャップ８（胴部８ａ）の内周面との間には、イオン交換樹脂１９が設けられている。また、リング部材１８の下面には上流側メッシュ２０が取り付けられているとともに、リング部１７の下面には下流側メッシュ２１が取り付けられている。これら上流側メッシュ２０及び下流側メッシュ２１により、上記イオン交換樹脂１９がリング部１７よりも上側に移動したり、リング部材１８よりも下側に移動したりしないようにされる。 The ring portion 17 and the ring member 18 can each allow the coolant to pass in the vertical direction. An ion exchange resin 19 is provided between the ring portion 17 and the ring member 18, and between the outer peripheral surface of the tube member 16 and the inner peripheral surface of the cap 8 (body portion 8a). Further, an upstream mesh 20 is attached to the lower surface of the ring member 18, and a downstream mesh 21 is attached to the lower surface of the ring portion 17. The upstream mesh 20 and the downstream mesh 21 prevent the ion exchange resin 19 from moving above the ring portion 17 or below the ring member 18.

なお、キャップ８、チューブ部材１６、及びイオン交換樹脂１９はカートリッジ化されており、ハウジング７の側壁７ｃに対しキャップ８を取り付けたり取り外したりすることにより、イオン交換樹脂１９をキャップ８及びチューブ部材１６と共に一度に交換することが可能となっている。また、キャップ８を側壁７ｃに取り付けたときには、チューブ部材１６がハウジング７の側壁７ｃ内に設けられた状態となる。更に、このときにはキャップ８の胴部８ａの外周面が側壁７ｃの内周面に沿った状態となるため、胴部８ａの内周面とチューブ部材１６の外周面との間に存在するイオン交換樹脂１９が、チューブ部材１６の外周面と側壁７ｃの内周面との間に装填された状態にもなる。 The cap 8, the tube member 16, and the ion exchange resin 19 are made into a cartridge, and the ion exchange resin 19 can be attached to the cap 8 and the tube member 16 by attaching or detaching the cap 8 to the side wall 7c of the housing 7. It is possible to exchange at once with. Further, when the cap 8 is attached to the side wall 7c, the tube member 16 is provided in the side wall 7c of the housing 7. Further, at this time, since the outer peripheral surface of the body portion 8a of the cap 8 is in a state along the inner peripheral surface of the side wall 7c, ion exchange existing between the inner peripheral surface of the body portion 8a and the outer peripheral surface of the tube member 16 The resin 19 is also loaded between the outer peripheral surface of the tube member 16 and the inner peripheral surface of the side wall 7c.

ハウジング７の内側下端部には、同ハウジング７とは別体のセパレータ２２が設けられている。このセパレータ２２は、その内側下端部を上下に隔てる底壁２２ａ、及び、その底壁２２ａよりも下側の部分をチューブ部材１６の下端部と連通する筒壁２２ｂを有している。更に、セパレータ２２は、底壁２２ａの外縁に繋がるとともに同底壁２２ａに対し筒壁２２ｂの突出方向と同方向に突出してハウジング７の底部の内周面と接する周壁２２ｃも有している。セパレータ２２は、流入口７ａからハウジング７内に流入した冷却液を流出口７ｂに直接的に流す一方でイオン交換樹脂１９側にも流し、且つ、イオン交換樹脂１９を通過した冷却液を流出口７ｂに流すためのものである。 A separator 22 separate from the housing 7 is provided at the inner lower end of the housing 7. The separator 22 has a bottom wall 22a that vertically separates the inner lower end portion thereof, and a tubular wall 22b that communicates a portion below the bottom wall 22a with the lower end portion of the tube member 16. Further, the separator 22 also has a peripheral wall 22c that is connected to the outer edge of the bottom wall 22a and that protrudes from the bottom wall 22a in the same direction as the protruding direction of the tubular wall 22b and is in contact with the inner peripheral surface of the bottom of the housing 7. The separator 22 allows the coolant flowing into the housing 7 from the inflow port 7a to flow directly to the outlet 7b, while also flowing to the ion exchange resin 19 side, and the coolant that has passed through the ion exchange resin 19 flows to the outlet. It is for flowing to 7b.

ハウジング７内における冷却液の流通経路は、流入口７ａの下流で、流出口７ｂに直接的に繋がる第１流路２３と、イオン交換樹脂１９が装填された部分を介して流出口７ｂに繋がる第２流路２４と、に分岐している。上記第１流路２３は、上流側メッシュ２０とセパレータ２２の底壁２２ａよりも上側の部分との間に形成されている。一方、上記第２流路２４は、キャップ８の内部、チューブ部材１６の内部、及び、ハウジング７の内底面とセパレータ２２の底壁２２ａよりも下側の部分との間の部分によって形成されている。従って、上流側メッシュ２０は、第２流路２４の上流端に設けられていることになり、且つ、第１流路２３に対し露出した状態となる。一方、下流側メッシュ２１は、ハウジング７内の流通経路における上流側メッシュ２０よりも下流側、より詳しくは第２流路２４における上流側メッシュ２０よりも下流側に設けられる。 The flow path of the coolant in the housing 7 is downstream of the inflow port 7a and is connected to the outflow port 7b via the first flow path 23 directly connected to the outflow port 7b and the portion loaded with the ion exchange resin 19. It branches into the second flow path 24. The first flow path 23 is formed between the upstream mesh 20 and a portion above the bottom wall 22a of the separator 22. On the other hand, the second flow path 24 is formed by the inside of the cap 8, the inside of the tube member 16, and the portion between the inner bottom surface of the housing 7 and the portion below the bottom wall 22a of the separator 22. There is. Therefore, the upstream mesh 20 is provided at the upstream end of the second flow path 24, and is exposed to the first flow path 23. On the other hand, the downstream mesh 21 is provided on the downstream side of the upstream mesh 20 in the distribution path in the housing 7, more specifically, on the downstream side of the upstream mesh 20 in the second flow path 24.

次に、上流側メッシュ２０及び下流側メッシュ２１について詳しく説明する。
図３は、上流側メッシュ２０の一部を斜め上方から見た状態を概略的に示している。上流側メッシュ２０は、線材３１を定められた織り方（例えば平織り）で織ることによって形成されるものであって、同上流側メッシュ２０を通過する冷却液中の気泡を吸着するトラップ構造を有している。 Next, the upstream mesh 20 and the downstream mesh 21 will be described in detail.
FIG. 3 schematically shows a state in which a part of the upstream mesh 20 is viewed from diagonally above. The upstream mesh 20 is formed by weaving a wire rod 31 in a predetermined weave (for example, plain weave), and has a trap structure for adsorbing air bubbles in a coolant passing through the upstream mesh 20. doing.

こうしたトラップ構造は、例えば上流側メッシュ２０（線材３１）に対し疎水処理を施すことによって実現されている。疎水処理を施すことにより上流側メッシュ２０の疎水性を向上させると、冷却液が上流側メッシュ２０を通過する際、その冷却液に含まれる気泡が効果的に上流側メッシュ２０（線材３１）に吸着される。 Such a trap structure is realized, for example, by subjecting the upstream mesh 20 (wire rod 31) to a hydrophobic treatment. When the hydrophobicity of the upstream mesh 20 is improved by subjecting the hydrophobic treatment, when the coolant passes through the upstream mesh 20, air bubbles contained in the coolant effectively become the upstream mesh 20 (wire 31). Be adsorbed.

図４は、線材３１に対する冷却液中の気泡Ａの吸着態様（付着態様）を概略的に示している。線材３１と冷却液との界面における界面エネルギを「γ」とし、線材３１の表面（界面）に対する気泡Ａの接触角を「θ」としたとすると、線材３１に対する冷却液中の気泡Ａの付着のしやすさを意味する値である付着仕事Ｗを、次の式「Ｗ＝γ・（１−ｃｏｓθ）」で表すことができる。ちなみに、この付着仕事Ｗが「０」よりも大きくなるほど、冷却液中の気泡が線材３１に付着されやすいことを意味している。上流側メッシュ２０（線材３１）に対し上記疎水処理が施されると、接触角θを大きくすることができ、それに伴い付着仕事Ｗが「０」に対し大きくなるため、気泡Ａが線材３１の表面に付着（吸着）されやすくなる。 FIG. 4 schematically shows an adsorption mode (adhesion mode) of the bubbles A in the coolant with respect to the wire rod 31. Assuming that the interface energy at the interface between the wire rod 31 and the coolant is “γ” and the contact angle of the bubbles A with respect to the surface (interface) of the wire rod 31 is “θ”, the adhesion of the bubbles A in the coolant to the wire rod 31 The adhesion work W, which is a value meaning the ease of operation, can be expressed by the following equation “W = γ · (1-cosθ)”. Incidentally, the larger the adhesion work W is than "0", the more easily the bubbles in the coolant are attached to the wire rod 31. When the above hydrophobic treatment is applied to the upstream mesh 20 (wire material 31), the contact angle θ can be increased, and the adhesion work W becomes larger than “0” accordingly, so that the bubbles A are formed on the wire rod 31. It becomes easy to adhere (adsorb) to the surface.

図５は、上流側メッシュ２０の断面を示している。図５から分かるように、上流側メッシュ２０の線材３１は複数の撚糸３２で形成されており、それによっても上流側メッシュ２０の上記トラップ構造が実現されている。線材３１を複数の撚糸３２で形成することにより、線材３１の表面に凹凸が生じて表面積が大きくなると、上流側メッシュ２０を冷却液が通過する際、その冷却液に含まれる気泡が効果的に上流側メッシュ２０（線材３１）に吸着される。 FIG. 5 shows a cross section of the upstream mesh 20. As can be seen from FIG. 5, the wire rod 31 of the upstream mesh 20 is formed of a plurality of twisted yarns 32, and the trap structure of the upstream mesh 20 is also realized by this. When the wire rod 31 is formed of a plurality of twisted yarns 32 and the surface surface of the wire rod 31 becomes uneven and the surface area becomes large, when the coolant passes through the upstream mesh 20, the bubbles contained in the coolant are effective. It is adsorbed on the upstream mesh 20 (wire 31).

図６及び図７はそれぞれ、下流側メッシュ２１の一部を斜め上方から見た状態、及び、下流側メッシュ２１の断面を示している。下流側メッシュ２１も、線材３３を定められた織り方（例えば平織り）で織ることによって形成されている。この下流側メッシュ２１には、上流側メッシュ２０のようなトラップ構造は採用されていない。すなわち、下流側メッシュ２１では、疎水処理の施工や複数の撚糸による線材３３の形成が行われていない。このため、下流側メッシュ２１を冷却液が通過する際、その冷却液に気泡が含まれていたとしても、同気泡が冷却液と共に下流に流れやすくなる。 6 and 7 show a state in which a part of the downstream mesh 21 is viewed from diagonally above and a cross section of the downstream mesh 21, respectively. The downstream mesh 21 is also formed by weaving the wire rod 33 in a predetermined weave (for example, plain weave). The downstream mesh 21 does not have a trap structure like the upstream mesh 20. That is, in the downstream mesh 21, the hydrophobic treatment is not performed and the wire rod 33 is not formed by a plurality of twisted yarns. Therefore, when the coolant passes through the downstream mesh 21, even if the coolant contains air bubbles, the air bubbles easily flow downstream together with the coolant.

次に、イオン交換器５の作用について説明する。
イオン交換器５において、流入パイプ９及び流入口７ａからハウジング７内に流入した冷却液は、その一部が第２流路２４を介して流出口７ｂに流される。 Next, the operation of the ion exchanger 5 will be described.
In the ion exchanger 5, a part of the coolant that has flowed into the housing 7 from the inflow pipe 9 and the inflow port 7a is flowed to the outflow port 7b via the second flow path 24.

詳しくは、同冷却液が、第２流路２４の上流端に位置する上流側メッシュ２０、キャップ８内部のイオン交換樹脂１９の周囲、下流側メッシュ２１、チューブ部材１６の内部、及び、ハウジング７の内底面とセパレータ２２の底壁２２ａよりも下側の部分との間の部分を通過し、流出口７ｂ及び流出パイプ１０を介してハウジング７外に流される。第２流路２４において、冷却液がイオン交換樹脂１９の周囲を通過する際には、その冷却液に含まれるイオンがイオン交換樹脂１９によるイオン交換を通じて取り除かれる。 Specifically, the same coolant is applied to the upstream mesh 20 located at the upstream end of the second flow path 24, around the ion exchange resin 19 inside the cap 8, the downstream mesh 21, the inside of the tube member 16, and the housing 7. It passes through a portion between the inner bottom surface of the separator 22 and the portion below the bottom wall 22a of the separator 22, and flows out of the housing 7 via the outflow port 7b and the outflow pipe 10. When the coolant passes around the ion exchange resin 19 in the second flow path 24, the ions contained in the coolant are removed through ion exchange by the ion exchange resin 19.

流入口７ａから第２流路２４に流れる冷却液に気泡が含まれていたとしても、その冷却液が第２流路２４の上流側メッシュ２０を通過する際、同上流側メッシュ２０に吸着される。このため、気泡を含む冷却液がハウジング７内におけるイオン交換樹脂１９が装填された部分に流入し、その部分に気泡が溜まることを抑制できるようになる。仮に、ハウジング７内におけるイオン交換樹脂１９が装填された部分に気泡が溜まると、イオン交換樹脂１９と冷却液との接触面積が小さくなるため、冷却液に含まれるイオンをイオン交換樹脂１９でのイオン交換を通じて取り除く際の効率が悪化するという問題が生じるが、そうした問題の発生は抑制される。 Even if the coolant flowing from the inflow port 7a to the second flow path 24 contains air bubbles, when the coolant passes through the upstream mesh 20 of the second flow path 24, it is adsorbed by the upstream mesh 20. NS. Therefore, the coolant containing air bubbles can be prevented from flowing into the portion of the housing 7 loaded with the ion exchange resin 19 and accumulating air bubbles in that portion. If air bubbles accumulate in the portion of the housing 7 where the ion exchange resin 19 is loaded, the contact area between the ion exchange resin 19 and the coolant becomes small, so that the ions contained in the coolant are transferred to the ion exchange resin 19. There is a problem that the efficiency of removal through ion exchange deteriorates, but the occurrence of such a problem is suppressed.

イオン交換器５において、流入パイプ９及び流入口７ａからハウジング７内に流入した冷却液は、その一部が第２流路２４に流れずに第１流路２３に流れ、その第１流路２３を介して直接的に流出口７ｂに流れるようにもなる。こうした冷却液も、流出口７ｂ及び流出パイプ１０を介してハウジング７外に流される。上流側メッシュ２０に吸着された上記気泡については、その量がある程度多くなったとき、流入口７ａから第１流路２３を介して流出口７ｂに流れる冷却液に押され、上流側メッシュ２０から流出口７ｂに流される。 In the ion exchanger 5, a part of the coolant that has flowed into the housing 7 from the inflow pipe 9 and the inflow port 7a flows into the first flow path 23 without flowing into the second flow path 24, and the first flow path thereof. It also flows directly to the outlet 7b via the 23. Such a coolant is also flowed out of the housing 7 via the outflow port 7b and the outflow pipe 10. When the amount of the bubbles adsorbed on the upstream mesh 20 increases to some extent, the bubbles are pushed by the coolant flowing from the inflow port 7a to the outflow port 7b via the first flow path 23, and are pushed from the upstream mesh 20. It is flushed to the outlet 7b.

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）流入口７ａからハウジング７内に冷却液と共に流入した気泡は、その冷却液が第２流路２４の上流側メッシュ２０を通過する際に同上流側メッシュ２０に吸着される。このため、ハウジング７内の第２流路２４におけるイオン交換樹脂１９が装填された部分に気泡が流入し、その部分に気泡が溜まることを抑制できるようになる。 According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) The air bubbles that have flowed into the housing 7 from the inflow port 7a together with the coolant are adsorbed on the upstream mesh 20 when the coolant passes through the upstream mesh 20 of the second flow path 24. Therefore, it is possible to prevent bubbles from flowing into the portion of the second flow path 24 in the housing 7 loaded with the ion exchange resin 19 and accumulating the bubbles in that portion.

（２）上流側メッシュ２０は、線材３１を定められた織り方で織ることによって形成されている。この線材３１を複数の撚糸３２によって形成することにより、上流側メッシュ２０のトラップ構造が実現されている。線材３１を複数の撚糸３２によって形成すると、同線材３１の表面に凹凸が生じて表面積が大きくなる、このため、上流側メッシュ２０を冷却液が通過する際、その冷却液に含まれる気泡を効果的に上流側メッシュ２０（線材３１）に吸着させることができる。 (2) The upstream mesh 20 is formed by weaving the wire rod 31 in a predetermined weaving method. By forming the wire rod 31 with a plurality of twisted yarns 32, a trap structure of the upstream mesh 20 is realized. When the wire rod 31 is formed by a plurality of twisted yarns 32, the surface of the wire rod 31 becomes uneven and the surface area becomes large. Therefore, when the coolant passes through the upstream mesh 20, the bubbles contained in the coolant are effective. It can be adsorbed on the upstream mesh 20 (wire material 31).

（３）上流側メッシュ２０に対し疎水処理を施すことによっても、同上流側メッシュ２０のトラップ構造が実現されている。この疎水処理を通じて上流側メッシュ２０の疎水性を向上させることにより、上流側メッシュ２０を冷却液が通過する際、その冷却液に含まれる気泡を効果的に上流側メッシュ２０（線材３１）に吸着させることができる。 (3) The trap structure of the upstream mesh 20 is also realized by subjecting the upstream mesh 20 to a hydrophobic treatment. By improving the hydrophobicity of the upstream mesh 20 through this hydrophobic treatment, when the coolant passes through the upstream mesh 20, air bubbles contained in the coolant are effectively adsorbed on the upstream mesh 20 (wire 31). Can be made to.

（４）下流側メッシュ２１にはトラップ構造が採用されていない。このため、下流側メッシュ２１における線材３３の表面積が小さく抑えられるとともに、下流側メッシュ２１の疎水性が上流側メッシュ２０の疎水性よりも低く抑えられる。従って、ハウジング７内における第２流路２４のイオン交換樹脂１９を通過する冷却液に気泡が含まれているとしても、その気泡が下流側メッシュ２１（線材３３）に吸着されにくくなり、冷却液と共に下流側メッシュ２１を通過して下流側に流れやすくなる。このため、ハウジング７内のイオン交換樹脂１９が装填された部分に気泡が溜まりにくくなる。 (4) The trap structure is not adopted for the downstream mesh 21. Therefore, the surface area of the wire rod 33 in the downstream mesh 21 is suppressed to be small, and the hydrophobicity of the downstream mesh 21 is suppressed to be lower than the hydrophobicity of the upstream mesh 20. Therefore, even if the coolant passing through the ion exchange resin 19 of the second flow path 24 in the housing 7 contains air bubbles, the air bubbles are less likely to be adsorbed by the downstream mesh 21 (wire 33), and the coolant is hard to be adsorbed. At the same time, it passes through the downstream mesh 21 and easily flows to the downstream side. Therefore, air bubbles are less likely to accumulate in the portion of the housing 7 where the ion exchange resin 19 is loaded.

（５）ハウジング７内における冷却液の流通経路は、流入口７ａの下流で、流出口７ｂに直接的に繋がる第１流路２３と、イオン交換樹脂１９が装填された部分を介して流出口７ｂに繋がる第２流路２４と、に分岐している。そして、上流側メッシュ２０は、第２流路２４の上流端に設けられており、且つ、第１流路２３に対し露出している。このため、第２流路２４を冷却液が流れることによって上流側メッシュ２０に吸着した気泡がある程度多くなると、その気泡が流入口７ａから第１流路２３を介して流出口７ｂに流れる冷却液に押され、上流側メッシュ２０から流出口７ｂに流されるようになる。従って、上流側メッシュ２０に溜まった気泡を定期的に流出口７ｂに流すことができ、上流側メッシュ２０に多量の気泡が溜まることを抑制できる。 (5) The flow path of the coolant in the housing 7 is downstream of the inflow port 7a, via the first flow path 23 directly connected to the outflow port 7b, and the outflow port via the portion loaded with the ion exchange resin 19. It branches into a second flow path 24 connected to 7b. The upstream mesh 20 is provided at the upstream end of the second flow path 24 and is exposed to the first flow path 23. Therefore, when the amount of air bubbles adsorbed on the upstream mesh 20 increases to some extent due to the flow of the coolant through the second flow path 24, the air bubbles flow from the inflow port 7a to the outflow port 7b via the first flow path 23. It is pushed by and flows from the upstream mesh 20 to the outlet 7b. Therefore, the air bubbles accumulated in the upstream mesh 20 can be periodically flowed to the outlet 7b, and it is possible to suppress the accumulation of a large amount of air bubbles in the upstream mesh 20.

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上流側メッシュ２０は、必ずしも第１流路２３に露出している必要はない。 The above embodiment can be changed as follows, for example. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-The upstream mesh 20 does not necessarily have to be exposed to the first flow path 23.

・ハウジング７内における冷却液の流通経路は、必ずしも第１流路２３と第２流路２４とに分岐している必要はない。
・上流側メッシュ２０のトラップ構造については、上流側メッシュ２０の疎水処理と複数の撚糸３２による線材３１の形成とのうちの一方のみで実現されていてもよい。 -The flow path of the coolant in the housing 7 does not necessarily have to be branched into the first flow path 23 and the second flow path 24.
The trap structure of the upstream mesh 20 may be realized by only one of the hydrophobic treatment of the upstream mesh 20 and the formation of the wire rod 31 by the plurality of twisted yarns 32.

５…イオン交換器
７…ハウジング
７ａ…流入口
７ｂ…流出口
７ｃ…側壁
８…キャップ
８ａ…胴部
９…流入パイプ
１０…流出パイプ
１６…チューブ部材
１７…リング部
１８…リング部材
１９…イオン交換樹脂
２０…上流側メッシュ
２１…下流側メッシュ
２３…第１流路
２４…第２流路
３１…線材
３２…撚糸
３３…線材 5 ... Ion exchanger 7 ... Housing 7a ... Inflow port 7b ... Outlet 7c ... Side wall 8 ... Cap 8a ... Body 9 ... Inflow pipe 10 ... Outflow pipe 16 ... Tube member 17 ... Ring part 18 ... Ring member 19 ... Ion exchange Resin 20 ... Upstream mesh 21 ... Downstream mesh 23 ... 1st flow path 24 ... 2nd flow path 31 ... Wire rod 32 ... Twisted yarn 33 ... Wire rod

Claims

A housing provided with an inflow port for the coolant to flow in and an outflow port for the coolant to flow out, an upstream mesh provided in the flow path of the coolant in the housing, and the upstream in the flow path. The downstream mesh provided on the downstream side of the side mesh and the ion exchange resin loaded in the portion between the upstream mesh and the downstream mesh of the distribution path are provided, and the flow thereof is provided. The coolant that has passed through the inlet and the upstream mesh has ions in the coolant removed through ion exchange with the ion exchange resin in the housing, and the coolant after the ions have been removed is the downstream mesh and the coolant. In an ion exchanger that passes through the outlet and flows out of the housing.
The upstream mesh is an ion exchanger having a trap structure for adsorbing air bubbles in a coolant passing through the upstream mesh.

The ion exchange according to claim 1, wherein the upstream mesh is formed by weaving a wire rod in a predetermined weave, and the trap structure is realized by forming the wire rod with twisted yarn. vessel.

The ion exchanger according to claim 1 or 2, wherein the trap structure is realized by subjecting the upstream mesh to a hydrophobic treatment.

The ion exchanger according to claim 3, wherein the hydrophobicity of the downstream mesh is suppressed to be lower than the hydrophobicity of the upstream mesh.

The flow path of the coolant in the housing is connected to the outlet via a first flow path directly connected to the outlet and a portion loaded with the ion exchange resin, downstream of the inlet. It branches into the second flow path,
The ion exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the upstream mesh is provided at the upstream end of the second flow path and is exposed to the first flow path.