JP5297278B2 - Ion exchanger - Google Patents

Ion exchanger Download PDF

Info

Publication number
JP5297278B2
JP5297278B2 JP2009150670A JP2009150670A JP5297278B2 JP 5297278 B2 JP5297278 B2 JP 5297278B2 JP 2009150670 A JP2009150670 A JP 2009150670A JP 2009150670 A JP2009150670 A JP 2009150670A JP 5297278 B2 JP5297278 B2 JP 5297278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exchange resin
rubber hose
ion exchange
ion
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009150670A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011009033A (en
Inventor
士郎 矢川
輝明 河崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2009150670A priority Critical patent/JP5297278B2/en
Publication of JP2011009033A publication Critical patent/JP2011009033A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5297278B2 publication Critical patent/JP5297278B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

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

近年、燃料電池車等の電力源として注目されている燃料電池スタックは、発電すると発熱するので、燃料電池スタックを経由するように冷媒を循環させ、燃料電池スタックを適宜に冷却している。このように循環する冷媒においては、燃料電池スタックの液絡を防止するため、冷媒のイオン濃度を低くすることが要求される。そこで、冷媒が循環する冷媒回路にイオン交換器を取り付け、このイオン交換器により、イオンを吸着・回収し、冷媒のイオン濃度を低減、つまり、脱イオン化する技術が知られている(特許文献1、2参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, fuel cell stacks that are attracting attention as power sources for fuel cell vehicles and the like generate heat when they generate power. Therefore, a refrigerant is circulated through the fuel cell stack to appropriately cool the fuel cell stack. In such circulating refrigerant, it is required to reduce the ion concentration of the refrigerant in order to prevent liquid junction in the fuel cell stack. Therefore, a technique is known in which an ion exchanger is attached to a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates, and ions are adsorbed and collected by the ion exchanger to reduce the ion concentration of the refrigerant, that is, deionization (Patent Document 1). 2).

特開2007−122906号公報JP 2007-122906 A 特開2004−160366号公報JP 2004-160366 A

しかしながら、イオン交換器に充填される粒状のイオン交換樹脂(陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂)は、経時的に体積収縮してしまう。よって、イオン交換樹脂と、これを収容し、一般にポリプロピレン等から形成されるケースとの間に、隙間が形成されてしまう。このように隙間が形成された状態で冷媒が流通すると、イオン交換樹脂がケース内を浮遊するだけでなく、冷媒が前記隙間を優先的に流通してしまい、冷媒中のイオンがイオン交換樹脂に吸着・回収されず、イオン交換器がイオン回収機能を発揮しない虞がある。   However, the granular ion exchange resin (cation exchange resin, anion exchange resin) filled in the ion exchanger shrinks in volume over time. Therefore, a gap is formed between the ion exchange resin and the case that accommodates the ion exchange resin and is generally formed of polypropylene or the like. If the refrigerant flows with the gap formed in this way, the ion exchange resin not only floats in the case, but also the refrigerant flows preferentially through the gap, so that the ions in the refrigerant pass through the ion exchange resin. There is a risk that the ion exchanger will not perform the ion recovery function without being adsorbed and recovered.

そこで、本発明は、簡易な構成で、イオン回収機能を好適に持続可能なイオン交換器を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide an ion exchanger with a simple structure and a suitable sustainable ion recovery function.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料電池を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路に設けられ、冷媒中のイオンを吸着し、イオン濃度を低減するイオン交換器であって、イオンを吸着する粒状のイオン交換樹脂が集合してなるイオン交換樹脂集合体と、前記イオン交換樹脂集合体を収容するゴムホースと、前記ゴムホースの両端側にそれぞれ設けられ、前記イオン交換樹脂の流出を防止するフィルタと、を備え、前記ゴムホースは、径方向内側に収縮する収縮力を有しており、前記イオン交換樹脂の体積が小さくなったとしても、収縮力を有する前記ゴムホースが収縮し、前記ゴムホースと前記イオン交換樹脂集合体とは密着することを特徴とするイオン交換器である。   As means for solving the above-mentioned problems, the present invention is an ion exchanger provided in a refrigerant circuit for circulating a refrigerant so as to pass through a fuel cell, adsorbing ions in the refrigerant and reducing the ion concentration. An ion exchange resin aggregate formed by aggregating granular ion exchange resins that adsorb ions, a rubber hose containing the ion exchange resin aggregate, and an outflow of the ion exchange resin provided on both ends of the rubber hose, respectively. And the rubber hose has a contraction force that contracts radially inward, and even if the volume of the ion exchange resin is reduced, the rubber hose having contraction force contracts, The rubber hose and the ion exchange resin aggregate are in close contact with each other.

このようなイオン交換器によれば、粒状のイオン交換樹脂の体積が小さくなったとしても、これに対応して、収縮力を有するゴムホースが径方向内側に収縮するので、ゴムホースとイオン交換樹脂集合体とが密着し、イオン交換樹脂集合体とゴムホースとの間に隙間は形成されず、また、イオン交換樹脂がゴムホース内を浮遊することもない。
このように隙間が形成されないので、冷媒はイオン交換樹脂集合体内を流通し、イオン交換樹脂に良好に接触等し、冷媒中のイオンはイオン交換樹脂に吸着・回収される。よって、イオン交換器のイオン回収機能は好適に持続する。
According to such an ion exchanger, even if the volume of the granular ion exchange resin is reduced, the rubber hose having a shrinkage force is contracted inward in the radial direction, so that the rubber hose and the ion exchange resin assembly The body is in close contact, and no gap is formed between the ion exchange resin assembly and the rubber hose, and the ion exchange resin does not float in the rubber hose.
Since no gap is formed in this way, the refrigerant flows through the ion exchange resin assembly and makes good contact with the ion exchange resin, and the ions in the refrigerant are adsorbed and collected by the ion exchange resin. Therefore, the ion recovery function of the ion exchanger is preferably sustained.

また、ゴムホースの両端側にはフィルタがそれぞれ設けられているので、イオン交換樹脂がゴムホースの軸方向(冷媒の流通方向)において、外部に流出することはなく、ゴムホース内に拘束される。
さらに、収縮チューブ、収縮バンド等のゴムホースを径方向内側に押圧する押圧手段を使用せず、ゴムホース自体の収縮力を利用するので、部品点数が少なくなると共に、簡易な構成となり、製造容易となる。
In addition, since the filters are provided on both ends of the rubber hose, the ion exchange resin does not flow out to the outside in the axial direction of the rubber hose (the refrigerant flow direction) and is restrained in the rubber hose.
Further, since the contraction force of the rubber hose itself is used without using the pressing means for pressing the rubber hose such as the contraction tube and the contraction band inward in the radial direction, the number of parts is reduced and the configuration is simplified and the manufacture is facilitated. .

また、前記イオン交換器において、前記ゴムホースの両端にそれぞれ設けられ、前記ゴムホースと他の機器とを接続し、前記ゴムホースよりも剛性の高いジョイントを備え、前記各フィルタは、前記各ジョイントにそれぞれ設けられていることを特徴とする。   Further, in the ion exchanger, provided at both ends of the rubber hose, connecting the rubber hose and other equipment, provided with a joint having rigidity higher than that of the rubber hose, and each filter provided at each joint. It is characterized by being.

このようなイオン交換器によれば、各フィルタは、ゴムホースよりも剛性の高いジョイントにそれぞれ設けられているので、各フィルタがゴムホースの軸方向において移動することはない。つまり、ゴムホースの径方向内側に収縮する収縮力によって、イオン交換樹脂集合体が、径方向内側に押され、軸方向外側に伸張しようとしても、イオン交換樹脂集合体はフィルタによって拘束され、イオン交換樹脂が外部に流出することはない。   According to such an ion exchanger, each filter is provided at a joint having higher rigidity than the rubber hose, so that each filter does not move in the axial direction of the rubber hose. In other words, even if the ion exchange resin assembly is pushed radially inward by the contraction force that shrinks inward in the radial direction of the rubber hose and tries to extend outward in the axial direction, the ion exchange resin assembly is restrained by the filter, and the ion exchange The resin never flows out.

また、前記イオン交換器において、前記ゴムホースは円筒状であることを特徴とする。   In the ion exchanger, the rubber hose is cylindrical.

このようなイオン交換器によれば、ゴムホースが円筒状であるので、ゴムホースの収縮力は周方向において均等になり、イオン交換樹脂集合体は、全体的にゴムホースから径方向内側に押される。よって、イオン交換樹脂集合体は略円柱状になり、ゴムホースとイオン交換樹脂集合体とはさらに密着しやすくなり、冷媒がイオン交換樹脂集合体をさらに迂回しにくくなる。
また、イオン交換樹脂集合体は略円柱状になるから、輪切り断面方向において、粒状の熱交換樹脂は、均等に分布しやすくなり、輪切り断面方向における熱交換樹脂の密度はばらつきにくくなる。
According to such an ion exchanger, since the rubber hose is cylindrical, the contraction force of the rubber hose is uniform in the circumferential direction, and the ion exchange resin aggregate is entirely pushed radially inward from the rubber hose. Therefore, the ion exchange resin aggregate is substantially cylindrical, and the rubber hose and the ion exchange resin aggregate are more likely to be in close contact with each other, making it difficult for the refrigerant to bypass the ion exchange resin aggregate.
In addition, since the ion exchange resin aggregate has a substantially cylindrical shape, the granular heat exchange resin is likely to be evenly distributed in the ring cross section direction, and the density of the heat exchange resin in the ring cross section direction is less likely to vary.

本発明によれば、簡易な構成で、イオン回収機能を好適に持続可能なイオン交換器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ion exchanger that can suitably maintain an ion recovery function with a simple configuration.

本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るイオン交換器の側面図である。It is a side view of the ion exchanger which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るイオン交換器の側断面図であり、(a)はイオン交換樹脂の収縮前、(b)は収縮後を示す。It is a sectional side view of the ion exchanger which concerns on this embodiment, (a) is before shrinkage | contraction of ion exchange resin, (b) shows after shrinkage | contraction. 本実施形態に係るイオン交換器の輪切り断面図であり、(a)は図3(a)のX1−X1線断面図であり、(b)は図3(b)のX2−X2線断面図である。It is a ring sectional view of the ion exchanger concerning this embodiment, (a) is a X1-X1 line sectional view of Drawing 3 (a), (b) is a X2-X2 line sectional view of Drawing 3 (b). It is. 本実施形態に係るイオン交換器の側断面図であり、イオン交換樹脂の充填状況を示している。It is a sectional side view of the ion exchanger which concerns on this embodiment, and has shown the filling condition of ion exchange resin. 変形例に係るイオン交換器の側断面図の要部である。It is a principal part of the sectional side view of the ion exchanger which concerns on a modification.

以下、本発明の一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪燃料電池システムの構成≫
図1に示すように、本実施形態に係る燃料電池システム100は、燃料電池スタック110(燃料電池)と、燃料電池スタック110を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路120と、冷媒回路120に設けられたイオン交換器1と、を備えている。
なお、本実施形態では、燃料電池システム100は、燃料電池車(移動体)に搭載されている。
≪Configuration of fuel cell system≫
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 according to the present embodiment includes a fuel cell stack 110 (fuel cell), a refrigerant circuit 120 that circulates refrigerant so as to pass through the fuel cell stack 110, and a refrigerant circuit 120. And an ion exchanger 1 provided.
In the present embodiment, the fuel cell system 100 is mounted on a fuel cell vehicle (moving body).

<燃料電池スタック>
燃料電池スタック110は、固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)であり、MEA(Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体)をセパレータ(図示しない)で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。MEAは、電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路111及びカソード流路112が形成されている。
<Fuel cell stack>
The fuel cell stack 110 is a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and a plurality of single cells are formed by sandwiching a MEA (Membrane Electrode Assembly) between separators (not shown). Has been configured. The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) and a cathode and an anode that sandwich the membrane. Each separator is formed with an anode flow path 111 and a cathode flow path 112 formed of grooves and through holes.

そして、水素が、水素タンク(図示しない)から、アノード流路111を介してアノードに供給され、酸素を含む空気が、外気を吸気するコンプレッサ(図示しない)から、カソード流路112を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒(Pt等)上で電極反応が起こり、燃料電池スタック110が発電可能な状態となる。このように発電可能な状態の燃料電池スタック110と外部負荷(例えば走行用のモータ)とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック110が発電するようになっている。   Then, hydrogen is supplied from a hydrogen tank (not shown) to the anode via the anode channel 111, and air containing oxygen is supplied from the compressor (not shown) that sucks outside air to the cathode via the cathode channel 112. , The electrode reaction occurs on the catalyst (Pt or the like) contained in the anode and cathode, and the fuel cell stack 110 is in a state capable of generating power. In this way, the fuel cell stack 110 in a state in which power can be generated and the external load (for example, a traveling motor) are electrically connected, and when the current is extracted, the fuel cell stack 110 generates power.

また、各セパレータには、セルを適宜に冷却するために冷媒が流通する溝や貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔が、燃料電池スタック110の冷媒流路113として機能している。そして、冷媒流路113を冷媒が流通すると、発電に伴って自己発熱する燃料電池スタック110が適宜に冷却され、燃料電池スタック110が過昇温しないようになっている。   Each separator is formed with grooves and through holes through which refrigerant flows to appropriately cool the cells, and these grooves and through holes function as the refrigerant flow path 113 of the fuel cell stack 110. . When the refrigerant flows through the refrigerant flow path 113, the fuel cell stack 110 that self-heats with power generation is appropriately cooled, so that the fuel cell stack 110 does not overheat.

<冷媒回路>
冷媒回路120は、燃料電池スタック110の冷媒流路113を経由するように冷媒を循環させる回路であって、冷媒ポンプ121と、ラジエータ122と、ノーマルクローズ型の遮断弁123と、を備えている場合もある。
なお、冷媒は、例えば、エチレングリコールと、水と、導電率を調整したり、耐腐食性を高める添加剤との混合液からなる。
<Refrigerant circuit>
The refrigerant circuit 120 is a circuit that circulates refrigerant so as to pass through the refrigerant flow path 113 of the fuel cell stack 110, and includes a refrigerant pump 121, a radiator 122, and a normally closed shut-off valve 123. In some cases.
In addition, a refrigerant | coolant consists of a liquid mixture of ethylene glycol, water, and the additive which adjusts electrical conductivity or improves corrosion resistance, for example.

冷媒流路113の出口は、配管122a、ラジエータ122、配管122b、冷媒ポンプ121、配管121aを介して、冷媒流路113の入口に接続されている。
冷媒ポンプ121は、燃料電池スタック110及び/又はバッテリ(図示しない)を電源とし、図示しないECU(Electronic Control Unit、電子制御装置)からの指令に従って作動すると、冷媒が、燃料電池スタック110とラジエータ122との間で循環するようになっている。
The outlet of the refrigerant channel 113 is connected to the inlet of the refrigerant channel 113 through the pipe 122a, the radiator 122, the pipe 122b, the refrigerant pump 121, and the pipe 121a.
The refrigerant pump 121 uses the fuel cell stack 110 and / or a battery (not shown) as a power source, and operates according to a command from an ECU (Electronic Control Unit) (not shown). It is supposed to circulate between.

配管121aの途中は、配管123a、遮断弁123、配管123b、イオン交換器1、配管123cを介して、配管122aの途中に接続されている。すなわち、イオン交換器1は、配管123aと配管123bと配管123cとを備えて構成され、冷媒流路113をバイパスするパイパス流路(冷媒回路120の一部)に設けられている。つまり、本実施形態では、イオン交換器1と燃料電池スタック110とは、冷媒の流れに対して並列で配置されている。
ただし、これに限定されず、直列で配置された構成、例えばイオン交換器1が配管122aに設けられた構成や、ラジエータ122をバイパスするラジエータバイパス配管(図示しない)に設けられた構成でもよい。
The middle of the pipe 121a is connected to the middle of the pipe 122a via the pipe 123a, the shutoff valve 123, the pipe 123b, the ion exchanger 1, and the pipe 123c. That is, the ion exchanger 1 includes a pipe 123a, a pipe 123b, and a pipe 123c, and is provided in a bypass passage (a part of the refrigerant circuit 120) that bypasses the refrigerant passage 113. That is, in the present embodiment, the ion exchanger 1 and the fuel cell stack 110 are arranged in parallel with the refrigerant flow.
However, the configuration is not limited to this, and may be a configuration arranged in series, for example, a configuration in which the ion exchanger 1 is provided in the pipe 122 a or a configuration in which a radiator bypass pipe (not shown) that bypasses the radiator 122 is provided.

<イオン交換器の構成>
次に、イオン交換器1の具体的構成について、図2〜図4を参照して説明する。
なお、図2〜図4では、分かりやすく説明するため、イオン交換樹脂11等を大きく記載している。
<Configuration of ion exchanger>
Next, a specific configuration of the ion exchanger 1 will be described with reference to FIGS.
In FIG. 2 to FIG. 4, the ion exchange resin 11 and the like are greatly illustrated for easy understanding.

イオン交換器1は、図2に示すように円柱状を呈しており、例えば、燃料電池車に略横置きされた状態で、つまり、フロアパネル(図示しない)と略平行な状態で配置されている。ただし、横置きに限定されるものではなく、縦置きであっても、斜め置きなど燃料電池システム100のレイアウトに応じて適宜変更できる。   The ion exchanger 1 has a columnar shape as shown in FIG. 2 and is disposed, for example, in a substantially horizontal position on a fuel cell vehicle, that is, in a state substantially parallel to a floor panel (not shown). Yes. However, it is not limited to horizontal placement, and even vertical placement can be appropriately changed according to the layout of the fuel cell system 100 such as oblique placement.

そして、イオン交換器1は、図3(a)に示すように、イオン交換樹脂集合体10と、イオン交換樹脂集合体10を収容するゴムホース20と、ゴムホース20の両端にそれぞれ設けられたジョイント30、30と、各ジョイント30と一体成形されると共に、各ジョイント30に設けられたフィルタ40と、を備えている。
すなわち、ゴムホース20の両端開口には、ジョイント30、30がそれぞれ差し込まれており、そして、ゴムホース20の外周面を巻回するバンド21によって、ゴムホース20がジョイント30から脱離しないようになっている。
As shown in FIG. 3A, the ion exchanger 1 includes an ion exchange resin assembly 10, a rubber hose 20 that houses the ion exchange resin assembly 10, and joints 30 provided at both ends of the rubber hose 20. , 30 and a filter 40 formed integrally with each joint 30 and provided at each joint 30.
That is, the joints 30 and 30 are respectively inserted into the opening at both ends of the rubber hose 20, and the rubber hose 20 is not detached from the joint 30 by the band 21 that winds the outer peripheral surface of the rubber hose 20. .

[イオン交換樹脂集合体]
イオン交換樹脂集合体10は、複数のイオン交換樹脂11(陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂)が集合して構成され、円筒状を呈するゴムホース20の径方向内側への収縮力(矢印A1参照)によって、略円柱状を呈している。
イオン交換樹脂11は、粒状を呈しており、脱イオンすべきイオン種(陽イオン、陰イオン)に対応して、所定の配合比で、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とが混合されたものである。なお、このようなイオン交換樹脂11は、使用に伴って、経時的に体積が小さくなり、収縮する(図3(b)参照)。
[Ion exchange resin assembly]
The ion exchange resin assembly 10 is configured by a collection of a plurality of ion exchange resins 11 (cation exchange resin, anion exchange resin), and contraction force toward the radially inner side of the cylindrical rubber hose 20 (see arrow A1). ) To form a substantially cylindrical shape.
The ion exchange resin 11 has a granular shape, and the cation exchange resin and the anion exchange resin are mixed at a predetermined blending ratio corresponding to the ion species (cation, anion) to be deionized. Is. In addition, such an ion exchange resin 11 becomes volume with time and shrinks with use (refer FIG.3 (b)).

[ゴムホース]
ゴムホース20は、円筒状を呈すると共に(図4(a)参照)、若干径方向外側に伸ばされた状態で、つまり、やや拡径した状態で、イオン交換樹脂集合体10を収容しており、ゴムホース20自体が、径方向内側に収縮する収縮力を有している(矢印A1参照)。ただし、ゴムホース20は、この他に例えば、正六角形筒状でもよい。
また、このようなゴムホース20は、ゴムホース20自体からのイオン溶出を防止するため、例えばシリコーンブレードから形成される。
[Rubber hose]
The rubber hose 20 has a cylindrical shape (see FIG. 4 (a)) and accommodates the ion exchange resin assembly 10 in a state slightly stretched radially outward, that is, in a slightly expanded state. The rubber hose 20 itself has a contraction force that contracts radially inward (see arrow A1). However, the rubber hose 20 may be a regular hexagonal cylinder, for example.
Further, such a rubber hose 20 is formed of, for example, a silicone blade in order to prevent ion elution from the rubber hose 20 itself.

これにより、ゴムホース20は、イオン交換樹脂集合体10を径方向内側に圧縮し、イオン交換樹脂集合体10の外形を円柱状に形成しつつ、イオン交換樹脂集合体10と密着している。すなわち、ゴムホース20の内周面とイオン交換樹脂集合体10の外周面との間に、隙間(スペース)は形成されてない。よって、ゴムホース20内を流通する冷媒が、イオン交換樹脂集合体10をバイパス(迂回)することはなく、イオン交換樹脂集合体10内を流通し、イオン交換樹脂11で好適に脱イオンされるようになっている。   Thereby, the rubber hose 20 is in close contact with the ion exchange resin assembly 10 while compressing the ion exchange resin assembly 10 radially inward and forming the outer shape of the ion exchange resin assembly 10 in a cylindrical shape. That is, no gap is formed between the inner peripheral surface of the rubber hose 20 and the outer peripheral surface of the ion exchange resin assembly 10. Therefore, the refrigerant that circulates in the rubber hose 20 does not bypass the ion exchange resin aggregate 10, but circulates in the ion exchange resin aggregate 10 and is suitably deionized by the ion exchange resin 11. It has become.

また、ゴムホース20は円筒状であるから、ゴムホース20の収縮力は周方向において均等になり、イオン交換樹脂集合体10は、全体的にゴムホースから径方向内側に押される。よって、イオン交換樹脂集合体10は前記したように略円柱状となり、ゴムホース20とイオン交換樹脂集合体10とは良好に密着している。   Further, since the rubber hose 20 is cylindrical, the contraction force of the rubber hose 20 is uniform in the circumferential direction, and the ion exchange resin assembly 10 is entirely pushed radially inward from the rubber hose. Therefore, the ion exchange resin aggregate 10 has a substantially cylindrical shape as described above, and the rubber hose 20 and the ion exchange resin aggregate 10 are in good contact.

これと同時に、イオン交換樹脂集合体10は、周方向において径方向内側に均等に圧縮されているから、イオン交換樹脂集合体10の輪切り断面方向におけるイオン交換樹脂11の密度は略等しくなり、冷媒が、イオン交換樹脂集合体10内の全体を流通しやすくなり、効率的に脱イオンされる。   At the same time, since the ion exchange resin aggregate 10 is uniformly compressed radially inward in the circumferential direction, the density of the ion exchange resin 11 in the ring cross-sectional direction of the ion exchange resin aggregate 10 becomes substantially equal, and the refrigerant However, it becomes easy to distribute | circulate the whole in the ion exchange resin assembly 10, and it deionizes efficiently.

そして、使用に伴って、イオン交換樹脂11の体積が小さくなったとしても、図3(b)、図4(b)に示すように、前記収縮力を有するゴムホース20が、径方向内側に収縮することで(矢印A2参照)、体積が小さくなったイオン交換樹脂11を圧縮・集合させ、イオン交換樹脂集合体10を形成し、ゴムホース20とイオン交換樹脂集合体10とが密着するようになっている。   And even if the volume of the ion exchange resin 11 decreases with use, as shown in FIGS. 3B and 4B, the rubber hose 20 having the contraction force contracts radially inward. By doing so (see arrow A2), the ion exchange resin 11 having a reduced volume is compressed and assembled to form the ion exchange resin assembly 10, and the rubber hose 20 and the ion exchange resin assembly 10 come into close contact with each other. ing.

すなわち、イオン交換樹脂11が体積収縮したとしても、ゴムホース20とイオン交換樹脂集合体10との間に隙間は形成されず、冷媒が、イオン交換樹脂集合体10内を流通し、イオン交換樹脂11で脱イオンされるようになっている。つまり、イオン交換樹脂11が体積収縮したとしても、イオン交換器1のイオン回収機能は好適に持続されるように設計されている。   That is, even if the ion exchange resin 11 shrinks in volume, no gap is formed between the rubber hose 20 and the ion exchange resin assembly 10, and the refrigerant flows through the ion exchange resin assembly 10. Deionized. That is, even if the ion exchange resin 11 shrinks in volume, the ion recovery function of the ion exchanger 1 is designed to be suitably maintained.

ここで、ゴムホース20に径方向内側の収縮力を付与する一方法について、図5を参照して説明する。
図5に示すように、ゴムホース20から左側のジョイント30を取り外し、ゴムホース20の左端に、空気を所定圧力で吐出するノズル51を差し込む。そして、空気が漏れないように、右側のジョイント30の開口を、適宜な治具(図示しない)で塞いだ後、ノズル51から空気を吐出し、ゴムホース20を所定に膨らませ、径方向外側に広げる(矢印A3参照)。
Here, one method of applying the radially inner contractive force to the rubber hose 20 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the left joint 30 is removed from the rubber hose 20, and a nozzle 51 that discharges air at a predetermined pressure is inserted into the left end of the rubber hose 20. Then, after the opening of the right joint 30 is closed with an appropriate jig (not shown) so that air does not leak, the air is discharged from the nozzle 51, the rubber hose 20 is inflated to a predetermined extent, and is expanded radially outward. (See arrow A3).

その後、膨らんでいるゴムホース20内に、ノズル51からイオン交換樹脂11を流し込み、ゴムホース20内にイオン交換樹脂11を充填する。イオン交換樹脂11を所定量に充填した後、ノズル51を取り外し、左側のジョイント30をゴムホース20の左端に差し込む。   Thereafter, the ion exchange resin 11 is poured from the nozzle 51 into the bulging rubber hose 20 to fill the rubber hose 20 with the ion exchange resin 11. After filling the ion exchange resin 11 in a predetermined amount, the nozzle 51 is removed, and the left joint 30 is inserted into the left end of the rubber hose 20.

[ジョイント]
図3に戻って説明を続ける。
ジョイント30、30は、ゴムホース20(イオン交換器1)と、配管123b、123c(他の機器)とを接続するためのものである。このようなジョイント30は、例えば、PP(ポリプロピレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、ABS(アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン)等から形成されており、ジョイント30の剛性は、ゴムホース20の剛性よりも高く設計されている。
[Joint]
Returning to FIG. 3, the description will be continued.
The joints 30 and 30 are for connecting the rubber hose 20 (ion exchanger 1) and the pipes 123b and 123c (other devices). Such a joint 30 is made of, for example, PP (polypropylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), PMMA (polymethyl methacrylate), ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene), and the like. Is designed to be higher than the rigidity of the rubber hose 20.

[フィルタ]
フィルタ40は、ゴムホース20の軸方向(冷媒の流通方向)におけるイオン交換樹脂11の外部への流出を防止するものであり、インサート成形によって、ジョイント30に設けられると共に、ジョイント30と一体成形されている。このようなフィルタ40は、円板状を呈すると共に、フィルタ40には、冷媒の流通を許可し、かつ、体積収縮したとしてもイオン交換樹脂11の通過を許可しない複数の連通孔41が形成されている。
[filter]
The filter 40 prevents the ion exchange resin 11 from flowing out to the outside in the axial direction of the rubber hose 20 (the direction in which the refrigerant flows), and is provided in the joint 30 by insert molding and is integrally molded with the joint 30. Yes. Such a filter 40 has a disk shape, and the filter 40 is formed with a plurality of communication holes 41 that allow the refrigerant to flow and do not allow the passage of the ion exchange resin 11 even if the volume contracts. ing.

そして、このようなフィルタ40が、前記したように剛性の高いジョイント30に一体で設けられている、つまり、ジョイント30に固定され、ゴムホース20の軸方向に移動しないことより、径方向内側に圧縮され、軸方向に伸張しようとするイオン交換樹脂集合体10が、フィルタ40、40間で好適に拘束されるようになっている。
すなわち、フィルタ40の厚さ等に基づく剛性は、軸方向外側に延在しようとするイオン交換樹脂集合体10の圧力で、変形しない程度に設定されることが望ましい。
Such a filter 40 is provided integrally with the highly rigid joint 30 as described above. That is, the filter 40 is fixed to the joint 30 and does not move in the axial direction of the rubber hose 20, thereby compressing radially inward. Thus, the ion exchange resin assembly 10 that is to be extended in the axial direction is preferably restrained between the filters 40 and 40.
That is, it is desirable that the rigidity based on the thickness of the filter 40 is set to such an extent that the rigidity is not deformed by the pressure of the ion exchange resin assembly 10 that is to extend outward in the axial direction.

<イオン交換器の作用、効果>
このようなイオン交換器1によれば、次の作用効果を得る。
使用に伴ってイオン交換樹脂11の体積が小さくなったとしても、これに対応して、ゴムホース20が径方向内側に収縮し、イオン交換樹脂集合体10とゴムホース20との間に隙間が形成されない。これにより、冷媒がイオン交換樹脂集合体10内を流通し、イオン交換器1のイオン回収機能は好適に持続する。
<Operation and effect of ion exchanger>
According to such an ion exchanger 1, the following effects are obtained.
Even if the volume of the ion exchange resin 11 decreases with use, correspondingly, the rubber hose 20 contracts radially inward, and no gap is formed between the ion exchange resin assembly 10 and the rubber hose 20. . Thereby, a refrigerant | coolant distribute | circulates the inside of the ion exchange resin assembly 10, and the ion collection | recovery function of the ion exchanger 1 maintains suitably.

また、ゴム製の収縮チューブ等を備えず、ゴムホース20自体の収縮力を利用した簡易な構成であるので、部品点数が増加することもなく、容易に製造できる。
ただし、イオン交換樹脂11の収縮に対応したゴムホース20の収縮を確実とするべく、ゴムホース20の外周面に例えば所定間隔でゴムバンドを巻回する構成としてもよい。
Moreover, since it is a simple structure using the contraction force of the rubber hose 20 itself without a rubber contraction tube or the like, it can be easily manufactured without increasing the number of parts.
However, for example, a rubber band may be wound around the outer peripheral surface of the rubber hose 20 at a predetermined interval in order to ensure the contraction of the rubber hose 20 corresponding to the contraction of the ion exchange resin 11.

さらに、フィルタ40は、剛性の高いジョイント30に固定されているので、圧縮により軸方向外側に伸張しようとするイオン交換樹脂集合体10を好適に拘束できる。
さらにまた、ゴムホース20は円筒状であるので、輪切り断面方向におけるイオン交換樹脂11の密度を均一にでき、冷媒が輪切り断面全体を流通すると共に、冷媒からイオンを効率的に吸着・回収できる。
Furthermore, since the filter 40 is fixed to the highly rigid joint 30, the ion exchange resin assembly 10 that is going to extend outward in the axial direction by compression can be suitably restrained.
Furthermore, since the rubber hose 20 is cylindrical, the density of the ion exchange resin 11 in the direction of the cross section of the ring can be made uniform, and the refrigerant can flow through the entire cross section of the ring and can efficiently adsorb and collect ions from the refrigerant.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更できる。
例えば、図6に示すように、ジョイント30と、フィルタ40とを別部品とする構成としてもよい。この場合において、フィルタ40をジョイント30に対して軸方向でスライド自在に設け、さらに、フィルタ40をゴムホース20側に付勢する複数の皿ばね42(付勢ばね)を備えることが好ましい。なお、フィルタ40は、ジョイント30に取り付けられたリング板43によって、ジョイント30から脱落しないようになっている。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, it can change as follows in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, as illustrated in FIG. 6, the joint 30 and the filter 40 may be separate components. In this case, it is preferable that the filter 40 is provided to be slidable in the axial direction with respect to the joint 30 and further includes a plurality of disc springs 42 (biasing springs) that urge the filter 40 toward the rubber hose 20 side. The filter 40 is prevented from dropping from the joint 30 by the ring plate 43 attached to the joint 30.

このような構成にすれば、径方向内側への圧縮により、軸方向外側に伸張しようとするイオン交換樹脂集合体10の軸方向外向きの圧力に対応して、フィルタ40がスライドすることになるから、複数の皿ばね42のばね力を適宜設定することにより、収縮前後におけるイオン交換樹脂11の密度を略一定とすることもできる。   With such a configuration, the filter 40 slides in response to the axially outward pressure of the ion exchange resin assembly 10 that is to be expanded outward in the axial direction by compression inward in the radial direction. Therefore, the density of the ion exchange resin 11 before and after contraction can be made substantially constant by appropriately setting the spring force of the plurality of disc springs 42.

前記した実施形態では、燃料電池システム100が燃料電池車に搭載された場合を例示したが、その他の移動体、例えば自動二輪車、列車、船舶に搭載された燃料電池システムでもよい。また、定置型の燃料電池システムに本発明を適用してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the fuel cell system 100 is mounted on a fuel cell vehicle is illustrated, but a fuel cell system mounted on another mobile body such as a motorcycle, a train, or a ship may be used. Further, the present invention may be applied to a stationary fuel cell system.

1 イオン交換器
10 イオン交換樹脂集合体
11 イオン交換樹脂
20 ゴムホース
30 ジョイント
40 フィルタ
110 燃料電池スタック(燃料電池)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion exchanger 10 Ion exchange resin aggregate 11 Ion exchange resin 20 Rubber hose 30 Joint 40 Filter 110 Fuel cell stack (fuel cell)

Claims (3)

燃料電池を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路に設けられ、冷媒中のイオンを吸着し、イオン濃度を低減するイオン交換器であって、
イオンを吸着する粒状のイオン交換樹脂が集合してなるイオン交換樹脂集合体と、
前記イオン交換樹脂集合体を収容するゴムホースと、
前記ゴムホースの両端側にそれぞれ設けられ、前記イオン交換樹脂の流出を防止するフィルタと、
を備え、
前記ゴムホースは、径方向内側に収縮する収縮力を有しており、
前記イオン交換樹脂の体積が小さくなったとしても、収縮力を有する前記ゴムホースが収縮し、前記ゴムホースと前記イオン交換樹脂集合体とは密着する
ことを特徴とするイオン交換器。
An ion exchanger that is provided in a refrigerant circuit that circulates a refrigerant so as to pass through a fuel cell, adsorbs ions in the refrigerant, and reduces ion concentration,
An ion exchange resin aggregate formed by aggregating granular ion exchange resins that adsorb ions;
A rubber hose containing the ion exchange resin assembly;
A filter that is provided at each end of the rubber hose, and prevents the outflow of the ion exchange resin;
With
The rubber hose has a contraction force that contracts radially inward,
Even if the volume of the ion exchange resin is reduced, the rubber hose having a contracting force contracts, and the rubber hose and the ion exchange resin aggregate are in close contact with each other.
前記ゴムホースの両端にそれぞれ設けられ、前記ゴムホースと他の機器とを接続し、前記ゴムホースよりも剛性の高いジョイントを備え、
前記各フィルタは、前記各ジョイントにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のイオン交換器。
Provided at both ends of the rubber hose, connecting the rubber hose and other equipment, equipped with a joint that is more rigid than the rubber hose,
The ion exchanger according to claim 1, wherein each of the filters is provided in each of the joints.
前記ゴムホースは円筒状である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のイオン交換器。
The ion exchanger according to claim 1 or 2, wherein the rubber hose is cylindrical.
JP2009150670A 2009-06-25 2009-06-25 Ion exchanger Expired - Fee Related JP5297278B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009150670A JP5297278B2 (en) 2009-06-25 2009-06-25 Ion exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009150670A JP5297278B2 (en) 2009-06-25 2009-06-25 Ion exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011009033A JP2011009033A (en) 2011-01-13
JP5297278B2 true JP5297278B2 (en) 2013-09-25

Family

ID=43565454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009150670A Expired - Fee Related JP5297278B2 (en) 2009-06-25 2009-06-25 Ion exchanger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5297278B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108290756A (en) * 2015-12-16 2018-07-17 松下知识产权经营株式会社 Water treatment facilities and the heating device for having the water treatment facilities
JP2017158674A (en) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Washing machine
JP2017158673A (en) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Washing machine
JP7433702B2 (en) 2019-12-04 2024-02-20 株式会社ディスコ Processing waste liquid treatment equipment
CN113707907B (en) * 2021-08-25 2023-02-21 中国第一汽车股份有限公司 Integrated fuel cell system and fuel cell automobile

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0679656B2 (en) * 1989-07-26 1994-10-12 株式会社日立製作所 Hollow fiber membrane filter with desalination function
JP2001336898A (en) * 2000-05-30 2001-12-07 Naoyuki Koike Bath boiler heater cleaning tool
JP2005081199A (en) * 2003-09-05 2005-03-31 Nissan Motor Co Ltd Ion exchange resin filter
JP2005327571A (en) * 2004-05-13 2005-11-24 Ebara Ballard Corp Ion-exchange resin column and fuel cell power generation system
JP2007122906A (en) * 2005-10-25 2007-05-17 Toyota Motor Corp Ion exchanger and ion exchange resin pack
JP5428461B2 (en) * 2009-03-30 2014-02-26 アイシン精機株式会社 Fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011009033A (en) 2011-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7261816B2 (en) Ion-exchange filter
JP5297278B2 (en) Ion exchanger
JP6913865B2 (en) Electrode assembly and flow battery with improved electrolyte dispersion
US8492044B2 (en) Systems and methods for starting and operating fuel cell systems in subfreezing temperatures
JP5866107B2 (en) Lithium storage battery
US20150244006A1 (en) Fuel cell vehicle
WO2018233902A1 (en) Flexible cooling plate for a battery
CN102468496A (en) Metallic porous body for fuel cell
JP5860472B2 (en) Ion exchanger and cooling device provided with ion exchanger
KR20190042751A (en) Fuel cell unit with interchangeable deionization device and vehicle comprising such a fuel cell unit
JP5021868B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell system
JP2010080222A (en) Fuel cell
JP2007122906A (en) Ion exchanger and ion exchange resin pack
JP2005071709A (en) Ion removing filter for fuel cell
KR102258287B1 (en) Electrochemical hydrogen compressor
JP4815105B2 (en) Ion removal filter for fuel cell and manufacturing method thereof
US20120145550A1 (en) Apparatus for removing ions in cooling water for fuel cell vehicle
JP4454221B2 (en) Ion removal filter for fuel cell
JP5375162B2 (en) Ion exchanger
KR102003541B1 (en) A combination electrode for redox flow battery and manufacturing method thereof
JP2011009034A (en) Ion exchanger
CN106920984A (en) Fuel cell pack
JP6473870B2 (en) Power storage device
KR101601377B1 (en) A heat exchange unit of suppling air to fuel cell cathod and a heat exchange method thereof
CN2796120Y (en) Fuel cell of higher operation stability

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130614

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees