JP7256464B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、冷却装置に関する。 The present invention relates to cooling devices.
自動車等の車両においては、同車両の各部を冷却するための冷却装置が設けられている。この冷却装置は、車両の各部を冷却するための冷却液が循環する冷却回路と、その冷却回路の途中に設けられて上記冷却液の一部を貯留するリザーブタンクと、を備えている。同装置のリザーブタンクは、冷却回路内の圧力の上下に応じて冷却液の貯留量が変わり、それによって冷却回路内における圧力の変動を抑制する。 A vehicle such as an automobile is provided with a cooling device for cooling each part of the vehicle. This cooling device includes a cooling circuit in which a cooling liquid for cooling each part of the vehicle circulates, and a reserve tank provided in the cooling circuit and storing a part of the cooling liquid. The reserve tank of the device changes the amount of coolant stored in accordance with the rise and fall of the pressure inside the cooling circuit, thereby suppressing fluctuations in the pressure inside the cooling circuit.
また、特許文献1に示されるように、冷却装置のリザーブタンク内に、冷却液に含まれている空気を同冷却液から分離する気液分離部、及び、冷却液中のイオンをイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて同冷却液から取り除くイオン交換部を設けることも行われている。特許文献1のリザーブタンクでは、同リザーブタンクの入口から流入した冷却液を気液分離部とイオン交換部とに対し並列に流し、それら気液分離部及びイオン交換部を通過した冷却液を合流させた後、同リザーブタンクの出口から流出させるようにしている。 In addition, as shown in Patent Document 1, in the reserve tank of the cooling device, a gas-liquid separation unit for separating the air contained in the cooling liquid from the cooling liquid, and an ion exchange resin for removing ions in the cooling liquid It has also been practiced to provide an ion exchange section that removes from the same coolant through ion exchange by means of . In the reserve tank of Patent Document 1, the cooling liquid flowing from the inlet of the reserve tank flows in parallel to the gas-liquid separation section and the ion exchange section, and the cooling liquid that has passed through the gas-liquid separation section and the ion exchange section joins. After that, it is allowed to flow out from the outlet of the reserve tank.
ところで、イオン交換部では冷却液がイオン交換樹脂を通過する際の流通抵抗が大きいため、リザーブタンク内の冷却液の流れとしては、イオン交換部を通過する冷却液の流量よりも気液分離部を通過する冷却液の流量の方が多くなる。このようにイオン交換部を通過する冷却液の流量が少なくなると、イオン交換樹脂によるイオン交換の効率が低下するため、冷却液からイオンを効率よく取り除くことができなくなる。また、気液分離部を通過する冷却液の流量が多くなると、気液分離部を通過する冷却液の流速が速くなるため、その冷却液に含まれる空気(気泡)が気液分離部で冷却液から分離されずに下流側に流されてしまい、気液分離部での冷却液からの空気の分離を効果的に行えなくなる。 By the way, in the ion exchange section, the circulation resistance of the cooling liquid when it passes through the ion exchange resin is large. more coolant flow through the When the flow rate of the cooling liquid passing through the ion exchange section is reduced in this way, the efficiency of ion exchange by the ion exchange resin is lowered, so that ions cannot be efficiently removed from the cooling liquid. In addition, when the flow rate of the cooling liquid passing through the gas-liquid separation section increases, the flow velocity of the cooling liquid passing through the gas-liquid separation section increases, so the air (bubbles) contained in the cooling liquid is cooled in the gas-liquid separation section. The air is flowed downstream without being separated from the liquid, making it impossible to effectively separate the air from the cooling liquid in the gas-liquid separation section.
本発明の目的は、冷却液からの効率のよいイオンの除去と同冷却液からの効果的な空気の分離との両方を実現できる冷却装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling system that achieves both efficient ion removal from the coolant and effective air separation from the coolant.
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冷却装置は、冷却液を循環させる冷却回路の途中に設けられて冷却液の一部を貯留するリザーブタンクと、リザーブタンク内に設けられて冷却液から空気を分離する気液分離部と、リザーブタンク内に設けられてイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて冷却液からイオンを取り除くイオン交換部と、を備える。リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての入口側には上記気液分離部が設けられている一方、リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての出口側には上記イオン交換部が設けられている。更に、リザーブタンク内における冷却液の流れる方向について気液分離部とイオン交換部とが直列に接続されている。
Means for solving the above problems and their effects will be described below.
A cooling device that solves the above problems includes a reserve tank that is provided in the middle of a cooling circuit that circulates the coolant and stores a part of the coolant, and a gas-liquid that is provided in the reserve tank and separates air from the coolant. and an ion exchange section provided in the reserve tank for removing ions from the cooling liquid through ion exchange with an ion exchange resin. The gas-liquid separator is provided on the inlet side of the reserve tank with respect to the direction in which the coolant flows, while the ion exchange section is provided on the outlet side of the reserve tank with respect to the direction of coolant flow. there is Further, the gas-liquid separation section and the ion exchange section are connected in series with respect to the flow direction of the coolant in the reserve tank.
上記構成によれば、リザーブタンク内において、イオン交換部と気液分離部とが冷却液の流れる方向について直列に接続されているため、両者が並列となっている場合のように、イオン交換部における冷却液の流通抵抗が大きいことに起因して、冷却液が気液分離部側に偏って流れることはない。従って、イオン交換部における冷却液の流通抵抗が大きいとしても、イオン交換部を通過する冷却液の流量が少なくなることは抑制される。その結果、イオン交換部を通過する冷却液の流量が少なくなってイオン交換樹脂によるイオン交換の効率が低下することを抑制でき、冷却液からイオンを効率よく取り除けなくなることを抑制できる。また、リザーブタンク内において、流通抵抗の大きいイオン交換部が冷却液の流れの方向において気液分離部よりも下流側に位置しているため、気液分離部を通過する冷却液の流れを上記イオン交換部によって緩やかなものとすることができる。このため、冷却液に含まれる空気(気泡)が気液分離部で冷却液から分離されずに下流側に流されてしまうことを抑制でき、気液分離部での冷却液からの空気の分離を効果的に行えなくなることを抑制できる。 According to the above configuration, in the reserve tank, the ion exchange section and the gas-liquid separation section are connected in series in the direction in which the cooling liquid flows. Due to the large flow resistance of the cooling liquid at the , the cooling liquid does not flow unevenly toward the gas-liquid separation section side. Therefore, even if the circulation resistance of the cooling liquid in the ion exchange section is large, the decrease in the flow rate of the cooling liquid passing through the ion exchange section is suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in the efficiency of ion exchange by the ion exchange resin due to a decrease in the flow rate of the cooling liquid passing through the ion exchange section, and it is possible to prevent an inability to efficiently remove ions from the cooling liquid. In addition, in the reserve tank, since the ion exchange section with high flow resistance is positioned downstream of the gas-liquid separation section in the direction of flow of the cooling liquid, the flow of the cooling liquid passing through the gas-liquid separation section is controlled as described above. It can be moderated by an ion exchange section. Therefore, it is possible to prevent the air (bubbles) contained in the cooling liquid from flowing downstream without being separated from the cooling liquid in the gas-liquid separation section. It is possible to suppress the inability to effectively perform
本発明によれば、冷却液からの効率のよいイオンの除去と同冷却液からの効果的な空気の分離との両方を実現できる。 The present invention provides both efficient ion removal from the coolant and effective air separation from the coolant.
[第1実施形態]
以下、冷却装置の第1実施形態について、図1~図3を参照して説明する。
図1に示すように、自動車等の車両において燃料電池1が搭載される場合、車両には燃料電池1を冷却するための冷却装置が設けられる。この冷却装置は、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。
[First Embodiment]
A first embodiment of the cooling device will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
As shown in FIG. 1, when a fuel cell 1 is mounted in a vehicle such as an automobile, the vehicle is provided with a cooling device for cooling the fuel cell 1 . This cooling device is provided with a
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
冷却回路2には、ラジエータ4を迂回するバイパス配管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。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。バイパス配管6の途中には、冷却回路2内の冷却液の一部を貯留するリザーブタンク5が設けられている。
A bypass pipe 6 that bypasses the
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、リザーブタンク5を通過した後、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。リザーブタンク5は、冷却回路2内の圧力の上下に応じて冷却液の貯留量が変わり、それによって冷却回路2内における圧力の変動を抑制する。
In the
次に、リザーブタンク5について詳しく説明する。
図2及び図3はそれぞれ、冷却装置におけるリザーブタンク5の内部を側方から見た状態、及び、上方から見た状態を示している。これらの図から分かるように、リザーブタンク5は、上下方向に延びる円筒状に形成されている。
Next, the
FIGS. 2 and 3 show the inside of the
図2に示すように、リザーブタンク5において、その側壁の下部には冷却液をリザーブタンク5内に流入させるための入口5a、及び、冷却液をリザーブタンク5内から流出させるための出口5bが形成されている。そして、入口5aはバイパス配管6(図1)におけるリザーブタンク5よりも上流側の部分に繋がっており、出口5bはバイパス配管6におけるリザーブタンク5よりも下流側の部分に繋がっている。
As shown in FIG. 2, in the
図3に示すように、リザーブタンク5の入口5aは、その中心線L1が同リザーブタンク5の中心線Lcに対し離れた位置で異なる方向に延びるように、すなわちねじれの位置となるように形成されている。この例では、中心線L1が中心線Lcに対し図2において直角となる方向に延びるよう形成されている。従って、入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液の流れは、リザーブタンク5の中心線Lcを中心とした渦巻き状の流れとなる。なお、リザーブタンク5内における冷却液の流れを効果的に渦巻き状にするためには、中心線Lcと中心線L1との距離が可能な限り大きくなるよう、リザーブタンク5における入口5aの位置を設定することが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、リザーブタンク5内における上下方向の中央部、及び、径方向の中央部には、冷却液中のイオンをイオン交換樹脂7aによるイオン交換を通じて同冷却液から取り除くイオン交換部7が設けられている。また、リザーブタンク5内におけるイオン交換部7の上下両側、及び、同イオン交換部7とリザーブタンク5の側壁との間には、冷却液に含まれている空気を同冷却液から分離する気液分離部8が設けられている。
As shown in FIG. 2, an ion exchange section for removing ions in the cooling liquid from the cooling liquid through ion exchange with an
気液分離部8におけるイオン交換部7よりも下側の部分は、リザーブタンク5における冷却液の入口5aと繋がっている。一方、気液分離部8におけるイオン交換部7よりも上側の部分は、そのイオン交換部7(イオン交換樹脂7a)の上端部と繋がっている。気液分離部8におけるイオン交換部7よりも上側の部分、詳しくはリザーブタンク5の上部で同リザーブタンク5内の冷却液に浸される部分には、そのリザーブタンク5内の上部を上下に仕切るバッフルプレート9が設けられている。このバッフルプレート9には、同バッフルプレート9を上下に貫通する複数の貫通孔10が形成されている。
A portion of the gas-
従って、冷却液が入口5aからリザーブタンク5内に流入すると、その冷却液は、気液分離部8を下から上に通過した後、イオン交換部7に対し上から下に向けて流入する。そして、冷却液が気液分離部8を通過する間において、その冷却液に含まれる空気(気泡)が、同冷却液に対し浮上してバッフルプレート9の貫通孔10を通り抜け、リザーブタンク5内の上端に溜まる。このように冷却液に含まれる空気が浮上してリザーブタンク5内の上端に溜まることにより、冷却液に含まれる空気が同冷却液から分離される。なお、リザーブタンク5の上端部には、同リザーブタンク5内の上端に溜まった空気を外部に排出するための排気弁11が設けられている。
Therefore, when the cooling liquid flows into the
イオン交換部7の下端部には、下方に向かうほど径が縮小するテーパ状に形成された傾斜板12が取り付けられている。このようにテーパ状に形成された傾斜板12は、入口5aからリザーブタンク5内に流入して渦巻き状に流れる冷却液が、同傾斜板12の外側面に沿って当たるよう位置している。また、テーパ状の傾斜板12の内側における上端部は、イオン交換部7(イオン交換樹脂7a)の下端部と繋がっている。一方、テーパ状の上記傾斜板12の内側における下端部は、リザーブタンク5の出口5bと繋がっている。従って、イオン交換部7の下端部は、テーパ状の傾斜板12の内部を介して、リザーブタンク5の出口5bと繋がっている。
At the lower end of the
入口5aからリザーブタンク5内に流入して気液分離部8を下から上に通過した冷却液は、イオン交換部7に対し上から下に向けて流入し、同イオン交換部7のイオン交換樹脂7aを通過する。このように冷却液がイオン交換樹脂7aを通過するとき、冷却液中のイオンがイオン交換樹脂7aによるイオン交換を通じて同冷却液から取り除かれる。そして、イオン交換樹脂7aを通過した冷却液は、イオン交換部7の下端から傾斜板12の内部を介してリザーブタンク5の出口5bに流れる。そして、冷却液は、その出口5bからリザーブタンク5の外部に流出する。
The cooling liquid that has flowed into the
上述したリザーブタンク5内の冷却液の流れから分かるように、リザーブタンク5内においては、冷却液の流れる方向についての入口5a側に気液分離部8が設けられている一方、冷却液の流れる方向についての出口5b側にイオン交換部7が設けられている。そして、それら気液分離部8とイオン交換部7とは、リザーブタンク5内における冷却液の流れる方向について直列に接続されていることになる。
As can be seen from the flow of the coolant in the
次に、本実施形態における冷却装置の作用について説明する。
リザーブタンク5内においては、冷却液の流れる方向についての入口5a側に気液分離部8が設けられている一方、冷却液の流れる方向についての出口5b側にイオン交換部7が設けられており、それらイオン交換部7と気液分離部8とが直列に接続されているため、リザーブタンク5における冷却液の流通態様は、次のようなものになる。すなわち、入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液は、気液分離部8及びイオン交換部7を順に通過した後、出口5bからリザーブタンク5外に流出する。
Next, the operation of the cooling device according to this embodiment will be described.
In the
ところで、リザーブタンク5内においては、冷却液がイオン交換部7のイオン交換樹脂7aを通過する際の流通抵抗が大きくなる。ただし、そのイオン交換部7と気液分離部8とがリザーブタンク5内で直列に接続されているため、イオン交換部7と気液分離部8とが並列となっている場合のように、イオン交換部7における冷却液の流通抵抗が大きいことに起因して、冷却液が気液分離部8側に偏って流れるということはない。従って、イオン交換部7における冷却液の流通抵抗が大きいとしても、イオン交換部7を通過する冷却液の流量が少なくなり、同イオン交換部7において冷却液からイオンを効率よく除去することが困難になることは抑制される。
By the way, in the
また、リザーブタンク5内において、流通抵抗の大きいイオン交換部7が冷却液の流れの方向において気液分離部8よりも下流側に位置しているため、気液分離部8を通過する冷却液の流れが上記イオン交換部7によって緩やかなものとなる。このため、空気(気泡)を含む冷却液が気液分離部8を速やかに通過してしまい、その冷却液に含まれる空気(気泡)が気液分離部8で冷却液から分離されずに下流側に流されてしまうことを抑制できる。その結果、気液分離部8での冷却液からの空気の分離を効果的に行えなくなることは抑制される。
Further, in the
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)冷却液からの効率のよいイオンの除去と同冷却液からの効果的な空気の分離との両方を実現できる。
According to this embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(1) Both efficient ion removal from the coolant and effective air separation from the coolant can be achieved.
(2)気液分離部8を通過する冷却液の流れを緩やかにするための冷却液の流通抵抗としてイオン交換部7を利用しているため、そうした流通抵抗を別途設ける必要がない分、内部に気液分離部8及びイオン交換部7が設けられているリザーブタンク5において、そのリザーブタンク5を小型化することができる。
(2) Since the
(3)冷却液がリザーブタンク5内の気液分離部8を通過するとき、同冷却液に含まれる空気(気泡)は、浮上して冷却液に浸された状態でリザーブタンク5内の上部を上下に仕切るバッフルプレート9の貫通孔10を通過し、リザーブタンク5内の上端に溜まる。このように冷却液に含まれる空気が浮上してリザーブタンク5内の上端に溜まることにより、気液分離部8での冷却液からの空気の分離が行われる。また、冷却液がリザーブタンク5内の気液分離部8を通過するとき、仮にリザーブタンク5内の上端に溜まった空気が冷却液の流れに巻き込まれたとすると、その空気を含んだ冷却液が気液分離部8の下流に流れてしまう。しかし、空気(気泡)がバッフルプレート9の貫通孔10を下から上に通過する場合とは異なり、その貫通孔10を上記気泡が上から下に通過することは、冷却液中での上記気泡の浮力に抗して行われることになるため、そうした通過については生じにくくなる。従って、リザーブタンク5内の上端に溜まった空気が気液分離部8での冷却液の流れに巻き込まれることは、上記バッフルプレート9によって抑制されるため、空気を含んだ冷却液が気液分離部8の下流に流れることは抑制される。
(3) When the coolant passes through the gas-
(4)円筒状に形成されたリザーブタンク5における冷却液の入口5aは、その中心線L1が同リザーブタンク5の中心線Lcに対し離れた位置で異なる方向(この例では側面視で直角となる方向)に延びるよう形成されている。このため、入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液の流れは、同リザーブタンク5内で渦巻き状となる。このように冷却液の流れが渦巻き状となることにより、その冷却液の気液分離部8での滞留時間が長くなるため、同気液分離部8で冷却液から空気(気泡)が浮上して分離しやすくなる。
(4) The
(5)入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液の流れは、同リザーブタンク5内で渦巻き状となり、下方に向かうほど径が縮小するテーパ状となる傾斜板12に対し周方向に回りながら接触する。その際、冷却液に含まれる空気(気泡)が傾斜板12に付着し、その後に傾斜板12に沿って浮上してリザーブタンク5内の上端に至る。渦巻き状に流れる上記冷却液がテーパ状の傾斜板12に対し周方向に回りながら接触するため、その接触が行われる期間が長くなって冷却液に含まれる空気を効果的に傾斜板12に付着させることができる。このため、気液分離部8において冷却液から空気を効率よく分離することができる。
(5) The coolant flowing into the
[第2実施形態]
次に、冷却装置の第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。
図4及び図5はそれぞれ、本実施形態におけるリザーブタンク15の内部を側方から見た状態、及び、上方から見た状態を示している。これらの図から分かるように、リザーブタンク15は箱状に形成されている。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the cooling device will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
4 and 5 show the state of the inside of the
図4に示すように、リザーブタンク15の入口15aは同リザーブタンク15の側壁における図4の右側の上部に形成されており、リザーブタンク15の出口15bは上記側壁における図4の左側の下部に形成されている。リザーブタンク15の内側の上面は、入口15a側から出口15b側に向かうほど水平面に対し登るように傾斜している。リザーブタンク15の上端、すなわち同リザーブタンク15における図4の左端部の上端には排気弁11が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
リザーブタンク15内の上部は、同リザーブタンク15内の冷却液に浸されたバッフルプレート9によって上下に仕切られている。リザーブタンク15内におけるバッフルプレート9の下側には、複数のイオン交換部16が入口15aから出口15bに向かう方向、言い換えればリザーブタンク15内の冷却液の流れの方向に、所定の間隔をおいて設けられている。これらイオン交換部16によって、リザーブタンク15内におけるバッフルプレート9の下側の部分が図4の左右に仕切られている。
The upper part of the
リザーブタンク15内におけるバッフルプレート9の下側の部分であって、各イオン交換部16に挟まれた部分、及び、イオン交換部16とリザーブタンク15における入口15aを有する側壁とに挟まれた部分はそれぞれ、気液分離部17となっている。従って、リザーブタンク15内におけるバッフルプレート9の下側の部分では、複数の気液分離部17と複数のイオン交換部16とが、リザーブタンク15内の冷却液が流れる方向(図4の左右方向)において交互に設けられている。なお、バッフルプレート9の貫通孔10は、各気液分離部17に対応して位置するよう形成されている。
A portion below the
リザーブタンク15内の冷却液の流れの方向において、イオン交換部16と同イオン交換部16の上流側で隣り合う気液分離部17とは、それら二つで一組とされており、且つ、上記冷却液の流れの方向において直列に接続されている。このように一組とされた気液分離部17とイオン交換部16とのうち、気液分離部17は上記冷却液の流れの方向において入口15a側に設けられている一方、イオン交換部16は上記冷却液の流れの方向において出口15b側に設けられている。
The
リザーブタンク15において、入口15aから流入した冷却液は、複数の気液分離部17と複数のイオン交換部16(イオン交換樹脂16a)とを交互に通過する。冷却液がイオン交換樹脂16aを通過するとき、冷却液中のイオンがイオン交換樹脂16aによるイオン交換を通じて同冷却液から取り除かれる。そして、各イオン交換部16のイオン交換樹脂7aを通過した冷却液は、リザーブタンク15の出口15bに流れ、その出口5bからリザーブタンク15の外部に流出する。
In the
また、イオン交換部16では、そのイオン交換樹脂16aを冷却液が通過する際の流通抵抗が大きくなるため、冷却液の流れの方向における上記イオン交換樹脂16aの上流に位置する気液分離部17では、冷却水の流れがイオン交換部7によって緩やかなものとなる。このため、気液分離部17を冷却液が通過する際、その冷却液に含まれる空気(気泡)が浮上してバッフルプレート9の貫通孔10を通り抜け、リザーブタンク15内の上端に溜まる。これにより、冷却液に含まれる空気が同冷却液から分離されるようになる。
In addition, in the
図5に示すように、リザーブタンク15には、各イオン交換部16の間に位置する気液分離部17を直接的に出口15bに繋ぐためのバイパス通路18が設けられている。このバイパス通路18は、連通孔19を介して上記気液分離部17と繋がっているとともに、リザーブタンク15内における出口15bを有する側壁と同側壁に対向するイオン交換部16との間の部分にも繋がっている。この場合、上記連通孔19の大きさ、すなわち冷却液の流通面積の調整を通じて、イオン交換部16を通過する冷却液の流量、及び、気液分離部17を通過する冷却液の流速を調整することができる。
As shown in FIG. 5, the
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態における(1)~(3)の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(5)複数の気液分離部17と複数のイオン交換部16とがリザーブタンク15内の冷却液が流れる方向において交互に設けられているため、複数のイオン交換部16の上流に位置する各気液分離部17でそれぞれ冷却液の流速を遅らせることができ、各気液分離部17で冷却液から効果的に空気を分離することができる。この場合、冷却液がリザーブタンク15内を入口15aから出口15bに向けて、すなわち図4の右から左に、略一直線状に流れる構造であったとしても、その冷却液からの空気の分離を各気液分離部17で行うことにより、その分離を効率よく行うことができる。
According to the present embodiment described in detail above, in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(5) Since the plurality of gas-
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、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。
[Other embodiments]
It should be noted that each of the above-described embodiments can be modified, for example, as follows. The above embodiments and the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.
・第1実施形態において、図6及び図7に示すように、リザーブタンク5内をイオン交換部7によって上下に仕切るとともに、リザーブタンク5における側壁の上部であってイオン交換部7よりも上側の部分に入口5aを形成してもよい。この場合、リザーブタンク5内におけるイオン交換部7よりも上側の部分が気液分離部8となる。入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液は、同リザーブタンク5内の気液分離部8で渦巻き状となるため、その気液分離部8内での冷却液の滞留時間が長くなり、且つ、冷却液が気液分離部8からイオン交換部7(イオン交換樹脂7a)に均等に流入する。このようにイオン交換部7に流入した冷却液は、イオン交換樹脂7aを上から下に通過した後にリザーブタンク5の出口5bに流れ、その出口5bからリザーブタンク5の外部に流出する。
- In the first embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the inside of the
上記イオン交換部7及び上記気液分離部8については、リザーブタンク5内の冷却液の流れの方向(上下方向)において交互に複数設けるようにしてもよい。
上記リザーブタンク5においては、入口5aから流入した冷却液に当たる傾斜板を上記気液分離部8に設けるようにしてもよい。この場合、傾斜板は、上下方向に対し傾斜する平板であってもよいし、下方に向かうほど径が縮小するテーパ状であってもよい。上記傾斜板をテーパ状に形成すれば、第1実施形態の(5)と同様の効果が得られる。また、上記傾斜板を上下方向に対し傾斜する平板とした場合でも、次のような作用効果が得られる。すなわち、入口5aからリザーブタンク5内に流入した冷却液は、同リザーブタンク5内で上下方向に対し傾斜している傾斜板に当たるため、その冷却液に含まれる空気(気泡)が傾斜板に付着し、その後に傾斜板に沿って浮上してリザーブタンク5内の上端に至る。こうした傾斜板をリザーブタンク5内の気液分離部8に設けることにより、同気液分離部8で冷却液から空気を効率よく分離することができる。
A plurality of the
In the
・第2実施形態において、リザーブタンク15内にイオン交換部16及び気液分離部17をそれぞれ一つだけ設けるようにしてもよい。
・第2実施形態において、必ずしもバイパス通路18を設ける必要はない。
- In the second embodiment, only one
- In the second embodiment, it is not always necessary to provide the
・第1実施形態及び図6のリザーブタンク5において、入口5aの中心線L1がリザーブタンク5の中心線Lcに対し必ずしも離れた位置で異なる方向に延びるよう、上記入口5aが形成されている必要はない。例えば、中心線L1が中心線Lcに対し異なる方向に延びて、且つ交差するよう、入口5aが形成されていてもよい。
- In the
・第1実施形態及び図6のリザーブタンク5において、必ずしもバッフルプレート9を設ける必要はない。
・冷却装置は、必ずしも燃料電池1を冷却するものである必要はなく、車両用のモータやインバータ等を冷却するものであってもよい。
- It is not always necessary to provide the
- The cooling device does not necessarily have to cool the fuel cell 1, and may cool a vehicle motor, an inverter, or the like.
1…燃料電池、2…冷却回路、3…ポンプ、4…ラジエータ、5…リザーブタンク、5a…入口、5b…出口、6…バイパス配管、7…イオン交換部、7a…イオン交換樹脂、8…気液分離部、9…バッフルプレート、10…貫通孔、11…排気弁、12…傾斜板、15…リザーブタンク、15a…入口、15b…出口、16…イオン交換部、16a…イオン交換樹脂、17…気液分離部、18…バイパス通路、19…連通孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...
Claims (6)
前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての入口側には前記気液分離部が設けられている一方、前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての出口側には前記イオン交換部が設けられており、
前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向について前記気液分離部と前記イオン交換部とが直列に接続されており、
前記リザーブタンクは、上下方向に延びる円筒状に形成されており、
前記イオン交換部は、前記リザーブタンク内における上下方向の中央部、及び、径方向の中央部に設けられており、
前記気液分離部は、前記リザーブタンク内における前記イオン交換部の上下両側、及び、同イオン交換部と前記リザーブタンクの側壁との間に設けられており、
前記リザーブタンクにおける冷却液の入口は、前記リザーブタンクの下端部で前記気液分離部と繋がっており、
前記気液分離部は、前記イオン交換部の上端部と繋がっており、
前記イオン交換部の下端部は、前記リザーブタンクの下端部で同リザーブタンクにおける冷却液の出口と繋がっていることを特徴とする冷却装置。 A reserve tank that is provided in the middle of a cooling circuit that circulates the coolant and stores a portion of the coolant, a gas-liquid separation unit that is provided in the reserve tank and separates air from the coolant, and the reserve tank. an ion exchange unit provided in the cooling device for removing ions from the cooling liquid through ion exchange with an ion exchange resin,
The gas-liquid separator is provided on the inlet side of the reserve tank with respect to the direction in which the coolant flows, while the ion exchange section is provided on the outlet side of the reserve tank with respect to the direction of coolant flow. and
The gas-liquid separation unit and the ion exchange unit are connected in series with respect to the flow direction of the coolant in the reserve tank,
The reserve tank is formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction,
The ion exchange unit is provided at a center portion in the vertical direction and a center portion in the radial direction in the reserve tank,
The gas-liquid separation unit is provided on both upper and lower sides of the ion exchange unit in the reserve tank and between the ion exchange unit and the side wall of the reserve tank,
an inlet of the cooling liquid in the reserve tank is connected to the gas-liquid separator at a lower end portion of the reserve tank;
The gas-liquid separation section is connected to the upper end of the ion exchange section,
A cooling device , wherein the lower end of the ion exchange section is connected to a coolant outlet in the reserve tank at the lower end of the reserve tank.
前記バッフルプレートは、前記リザーブタンク内の上部を上下に仕切るものであり、同バッフルプレートを上下に貫通する貫通孔を備えている請求項1に記載の冷却装置。 The gas-liquid separation unit includes a baffle plate provided in an upper part of the reserve tank and immersed in the coolant in the reserve tank,
2. The cooling device according to claim 1, wherein the baffle plate vertically partitions the upper part of the reserve tank, and has a through-hole extending vertically through the baffle plate.
前記傾斜板は、下方に向かうほど径が縮小するテーパ状に形成されている請求項4に記載の冷却装置。 The inlet of the coolant in the reserve tank is formed so that its center line extends in a different direction at a position separated from the center line of the reserve tank,
5. The cooling device according to claim 4, wherein the inclined plate is tapered such that its diameter decreases downward.
前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての入口側には前記気液分離部が設けられている一方、前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向についての出口側には前記イオン交換部が設けられており、
前記リザーブタンク内における冷却液の流れる方向について前記気液分離部と前記イオン交換部とが直列に接続されており、
複数の前記気液分離部と複数の前記イオン交換部とが、前記リザーブタンク内の冷却液が流れる方向において交互に設けられており、
前記リザーブタンクには、複数の前記イオン交換部の間にそれぞれ位置する気液分離部を、直接的に前記リザーブタンクにおける冷却液の出口に繋ぐためのバイパス通路が設けられており、
前記バイパス通路は、連通孔を介して上記気液分離部と繋がっているとともに、リザーブタンクにおける冷却液の出口にも繋がっていることを特徴とする冷却装置。 A reserve tank that is provided in the middle of a cooling circuit that circulates the coolant and stores a portion of the coolant, a gas-liquid separation unit that is provided in the reserve tank and separates air from the coolant, and the reserve tank. an ion exchange unit provided in the cooling device for removing ions from the cooling liquid through ion exchange with an ion exchange resin,
The gas-liquid separator is provided on the inlet side of the reserve tank with respect to the direction in which the coolant flows, while the ion exchange section is provided on the outlet side of the reserve tank with respect to the direction of coolant flow. and
The gas-liquid separation unit and the ion exchange unit are connected in series with respect to the flow direction of the coolant in the reserve tank,
A plurality of the gas-liquid separation units and a plurality of the ion exchange units are alternately provided in a direction in which the cooling liquid in the reserve tank flows,
The reserve tank is provided with a bypass passage for directly connecting the gas-liquid separation units located between the plurality of ion exchange units to a cooling liquid outlet in the reserve tank,
The cooling device according to claim 1, wherein the bypass passage is connected to the gas-liquid separation section through a communication hole, and is also connected to a coolant outlet in a reserve tank.
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