JP2023161868A

JP2023161868A - ion exchanger

Info

Publication number: JP2023161868A
Application number: JP2022072479A
Authority: JP
Inventors: 啓介塚本; Keisuke Tsukamoto; 豪人森下; Takehito Morishita; 洋志堀内; Hiroshi Horiuchi
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-11-08

Abstract

To provide an ion exchanger capable of efficiently using an ion exchange resin.SOLUTION: An ion exchanger has a plurality of cartridges 12 arranged in parallel. The cartridges 12 are loaded with ion exchange resin. An introduction passage 13 extending in the direction of arrangement of the cartridges 12 has a plurality of first connection ports 15 each leading to the plurality of cartridges 12. An outlet passage 14 which extends in the direction of arrangement of the cartridges 12 has a plurality of second connection ports 16, each connecting to a plurality of cartridges 12. In the ion exchanger, a coolant flowing in the introduction passage 13 passes through the plurality of cartridges 12 and flows out to the outlet passage 14. The distribution cross-sectional area of the coolant at the first connection port 15 is smaller for those among the plurality of first connection ports 15 that are situated upstream of the introduction passage 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

特許文献１に示されるイオン交換器は、並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備えている。これらイオン交換樹脂収容部にはイオン交換樹脂が装填される。イオン交換器には、流体を流すための導入通路及び導出通路が形成される。導入通路及び導出通路は、複数のイオン交換樹脂収容部の並び方向に延びている。導入通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成されている。導出通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成されている。上記イオン交換器では、導入通路内を流れる流体が複数のイオン交換樹脂収容部を通過して導出通路に流出する。そして、イオン樹脂収容部を上記流体が通過するとき、イオン交換樹脂によって上記流体からイオンが取り除かれる。 The ion exchanger shown in Patent Document 1 includes a plurality of ion exchange resin storage sections arranged in parallel. Ion exchange resin is loaded into these ion exchange resin storage parts. The ion exchanger is formed with an inlet passage and an outlet passage through which fluid flows. The introduction passage and the discharge passage extend in the direction in which the plurality of ion exchange resin storage sections are lined up. A plurality of first connection ports each connected to a plurality of ion exchange resin storage sections are formed in the introduction passage. A plurality of second connection ports each connected to a plurality of ion exchange resin storage sections are formed in the outlet passage. In the above ion exchanger, the fluid flowing in the introduction passage passes through the plurality of ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage. When the fluid passes through the ion resin storage section, ions are removed from the fluid by the ion exchange resin.

特許第４４５４２２１号公報Patent No. 4454221

特許文献１のイオン交換器では、複数のイオン交換樹脂収容部のうち、導入通路の上流に位置するものほど、流体が流れやすくなる。このため、導入通路の上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど、その内部に装填されたイオン交換樹脂の劣化が早くなる。このように複数のイオン交換樹脂収容部毎にイオン交換樹脂の劣化の進み具合が異なる場合、イオン交換器全体のイオン交換樹脂を効率よく用いることが困難になる。 In the ion exchanger of Patent Document 1, among the plurality of ion exchange resin storage sections, the fluid flows more easily in the ion exchange resin storage sections located upstream of the introduction passage. For this reason, the ion exchange resin storage section located upstream of the introduction passage, the faster the ion exchange resin loaded therein deteriorates. If the degree of deterioration of the ion exchange resin differs between the plurality of ion exchange resin storage sections as described above, it becomes difficult to use the ion exchange resin of the entire ion exchanger efficiently.

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、並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備える。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成される。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成される。上記イオン交換器では、導入通路内を流れる流体が複数のイオン交換樹脂収容部を通過して導出通路に流出する。上記第１接続口における流体の流通断面積は、複数の第１接続口のうち導入通路の上流に位置するものほど小さくされている。 Below, means for solving the above problems and their effects will be described.
An ion exchanger that solves the above problems includes a plurality of ion exchange resin storage sections arranged in parallel. A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage sections are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage sections are lined up. A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up. In the above ion exchanger, the fluid flowing in the introduction passage passes through the plurality of ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage. The fluid flow cross-sectional area of the first connection port is made smaller as the first connection port is located upstream of the introduction passage among the plurality of first connection ports.

上記構成によれば、導入通路の上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど、第１接続口から流体が流れ込みにくくなる。これにより、導入通路の上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど流体が流れやすくなることを抑制でき、複数のイオン交換樹脂収容部を通過する流体の流量を互いに近い値とすることができる。その結果、導入通路の上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど、その内部に装填されたイオン交換樹脂の劣化が早くなることを抑制できる。このように複数のイオン交換樹脂収容部毎にイオン交換樹脂の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂を効率よく用いることができる。 According to the above configuration, the more upstream the ion exchange resin storage part is located in the introduction passage, the more difficult it is for the fluid to flow into the ion exchange resin storage part from the first connection port. As a result, it is possible to prevent the fluid from flowing more easily in the ion exchange resin storage sections located upstream of the introduction passage, and it is possible to make the flow rates of the fluid passing through the plurality of ion exchange resin storage sections close to each other. As a result, it is possible to suppress the ion exchange resin loaded therein from deteriorating more quickly in the ion exchange resin storage portion located upstream of the introduction passage. In this way, by suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin for each of the plurality of ion exchange resin storage sections, the ion exchange resin of the entire ion exchanger can be used efficiently.

上記課題を解決するイオン交換器は、並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備える。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成される。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成される。上記イオン交換器では、導入通路内を流れる流体が複数のイオン交換樹脂収容部を通過して導出通路に流出する。複数の第１接続口のうち導入通路の最上流に位置する第１接続口に接続されたイオン交換樹脂収容部に繋がる第２接続口は、他の第２接続口よりも流体の流通断面積が小さくされている。 An ion exchanger that solves the above problems includes a plurality of ion exchange resin storage sections arranged in parallel. A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage sections are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage sections are lined up. A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up. In the above ion exchanger, the fluid flowing in the introduction passage passes through the plurality of ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage. Among the plurality of first connection ports, the second connection port connected to the ion exchange resin storage section connected to the first connection port located at the most upstream side of the introduction passage has a larger fluid flow cross-sectional area than the other second connection ports. has been made smaller.

上記構成によれば、導入通路の最上流に位置するイオン交換樹脂収容部に接続される第２接続口における流体の流通面積が他の第２接続口よりも小さくされる。このため、導入通路の最上流に位置するイオン交換樹脂収容部は、他のイオン交換器収容よりも、第１接続口から流体が流れ込みにくくなる。その結果、導入通路の最上流に位置するイオン交換樹脂収容部を通過する流体の流量を、他のイオン交換器収容部を通過する流体の流量に近い値とすることができる。従って、導入通路の最上流に位置するイオン交換樹脂収容部の内部に装填されたイオン交換樹脂が、他のイオン交換樹脂収容部の内部に装填されたイオン交換樹脂よりも、早く劣化することを抑制できる。このように複数のイオン交換樹脂収容部毎にイオン交換樹脂の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂を効率よく用いることができる。 According to the above configuration, the fluid flow area at the second connection port connected to the ion exchange resin storage section located at the most upstream side of the introduction passage is made smaller than at the other second connection ports. For this reason, it is more difficult for fluid to flow into the ion exchange resin housing part located at the most upstream side of the introduction passage from the first connection port than in other ion exchanger housing parts. As a result, the flow rate of the fluid passing through the ion exchange resin storage section located at the most upstream side of the introduction passage can be set to a value close to the flow rate of the fluid passing through the other ion exchanger storage sections. Therefore, the ion exchange resin loaded inside the ion exchange resin storage section located at the most upstream side of the introduction passage is prevented from deteriorating faster than the ion exchange resin loaded inside the other ion exchange resin storage sections. It can be suppressed. In this way, by suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin for each of the plurality of ion exchange resin storage sections, the ion exchange resin of the entire ion exchanger can be used efficiently.

上記課題を解決するイオン交換器は、並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備える。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成される。イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数のイオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成される。上記イオン交換器では、導入通路内を流れる流体が複数のイオン交換樹脂収容部を通過して導出通路に流出する。上記導出通路における複数の第２接続口よりも下流には、導出通路における流体の流通断面積を小さくする絞り部が形成されている。 An ion exchanger that solves the above problems includes a plurality of ion exchange resin storage sections arranged in parallel. A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage sections are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage sections are lined up. A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up. In the above ion exchanger, the fluid flowing in the introduction passage passes through the plurality of ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage. A constriction portion is formed downstream of the plurality of second connection ports in the lead-out passage to reduce a cross-sectional area of fluid flow in the lead-out passage.

上記構成によれば、導出通路に絞り部が形成されていることにより、導入通路から複数のイオン交換樹脂収容部を介して導出通路に流れる流体の流速が遅くされる。これにより、導入通路における上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど第１接続口から流体が流れ込みやすいとしても、複数のイオン交換樹脂収容部を通過する流体の流量を互いに近い値とすることができる。その結果、導入通路の上流に位置するイオン交換樹脂収容部ほど、その内部に装填されたイオン交換樹脂の劣化が早くなることを抑制できる。このように複数のイオン交換樹脂収容部毎にイオン交換樹脂の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂を効率よく用いることができる。 According to the above configuration, since the constriction portion is formed in the outlet passage, the flow rate of the fluid flowing from the introduction passage to the outlet passage via the plurality of ion exchange resin storage parts is slowed down. As a result, even if the fluid flows more easily from the first connection port to the ion exchange resin storage portion located upstream in the introduction passage, the flow rates of the fluid passing through the plurality of ion exchange resin storage portions can be set to values close to each other. . As a result, it is possible to suppress the ion exchange resin loaded therein from deteriorating more quickly in the ion exchange resin storage portion located upstream of the introduction passage. In this way, by suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin for each of the plurality of ion exchange resin storage sections, the ion exchange resin of the entire ion exchanger can be used efficiently.

イオン交換器を示す略図である。1 is a schematic diagram showing an ion exchanger. 上記イオン交換器の内部を示す略図である。It is a schematic diagram showing the inside of the above-mentioned ion exchanger. イオン交換器の他の例を示す略図である。It is a schematic diagram showing another example of an ion exchanger. イオン交換器の他の例を示す略図である。It is a schematic diagram showing another example of an ion exchanger.

以下、イオン交換器の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すイオン交換器は、車両等に搭載される燃料電池を冷却するための冷却回路に設けられる。この冷却回路は、上記燃料電池を通過するよう冷却液を循環させるものである。燃料電池は、冷却回路を循環する冷却液によって冷却されることにより、発電時の温度上昇が抑制される。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。こうしたことを抑制するため、冷却回路に設けられた上記イオン交換器により、冷却液に含まれるイオンが取り除かれる。 Hereinafter, one embodiment of an ion exchanger will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The ion exchanger shown in FIG. 1 is installed in a cooling circuit for cooling a fuel cell mounted on a vehicle or the like. This cooling circuit circulates a coolant through the fuel cell. A fuel cell is cooled by a coolant circulating in a cooling circuit, thereby suppressing a temperature rise during power generation. In a cooling circuit, an increase in the concentration of ions in the coolant may lead to corrosion of metal parts in the cooling circuit, or increase in the electrical conductivity of the coolant, leading to a decrease in the functionality of the fuel cell. In order to suppress this, the ion exchanger provided in the cooling circuit removes ions contained in the coolant.

上記イオン交換器は、本体ケース１１と複数のカートリッジ１２とを備えている。カートリッジ１２は、イオン交換樹脂を装填することが可能となっており、イオン交換樹脂収容部としての役割を担う。カートリッジ１２は、本体ケース１１に対し取り外し可能に取り付けられている。本体ケース１１に取り付けられた各カートリッジ１２は、並列に配置されている。各カートリッジ１２は、同じ形状に形成されている。 The ion exchanger includes a main body case 11 and a plurality of cartridges 12. The cartridge 12 can be loaded with ion exchange resin, and serves as an ion exchange resin storage section. The cartridge 12 is removably attached to the main body case 11. The cartridges 12 attached to the main body case 11 are arranged in parallel. Each cartridge 12 is formed in the same shape.

本体ケース１１には、上記冷却液を流すための導入通路１３及び導出通路１４が形成されている。導入通路１３及び導出通路１４は、複数のカートリッジ１２の並び方向に延びている。導入通路１３内を流れる流体（冷却液）流れ方向と、導出通路１４内を流れる流体（冷却液）の流れ方向とは、同じとなっている。詳しくは、導入通路１３内の冷却液は、図１の左から右に流れる。また、導出通路１４内の冷却液も、図１の左から右に流れる。 The main body case 11 is formed with an inlet passage 13 and an outlet passage 14 through which the cooling liquid flows. The introduction passage 13 and the discharge passage 14 extend in the direction in which the plurality of cartridges 12 are arranged. The flow direction of the fluid (cooling liquid) flowing in the introduction passage 13 and the flow direction of the fluid (cooling liquid) flowing in the discharge passage 14 are the same. Specifically, the cooling liquid in the introduction passage 13 flows from left to right in FIG. Furthermore, the coolant in the outlet passage 14 also flows from left to right in FIG.

導入通路１３には、複数のカートリッジ１２にそれぞれ繋がる複数の第１接続口１５が形成されている。第１接続口１５は、導入通路１３の上流から下流に向けて順に形成されており、導入通路１３の上流から下流に向けて順に配置された各カートリッジ１２にそれぞれ接続されている。導出通路１４には、複数のカートリッジ１２にそれぞれ繋がる複数の第２接続口１６が形成されている。第１接続口１５は、導入通路１３の上流から下流に向けて順に形成されており、導入通路１３の上流から下流に向けて順に配置された各カートリッジ１２にそれぞれ接続されている。 A plurality of first connection ports 15 are formed in the introduction passage 13, each of which connects to a plurality of cartridges 12. The first connection ports 15 are formed in order from upstream to downstream of the introduction passage 13, and are respectively connected to the cartridges 12 arranged in order from the upstream to downstream of the introduction passage 13. A plurality of second connection ports 16 are formed in the outlet passage 14, each of which connects to a plurality of cartridges 12. The first connection ports 15 are formed in order from upstream to downstream of the introduction passage 13, and are respectively connected to the cartridges 12 arranged in order from the upstream to downstream of the introduction passage 13.

上記イオン交換器では、冷却液が導入通路１３内を流れた後、各第１接続口１５を介して複数のカートリッジ１２内に流れ込む。更に、冷却液は、各カートリッジ１２内を通過した後、それぞれのカートリッジ１２に対応する第２接続口１６を介して導出通路１４に流出する。そして、冷却液が各カートリッジ１２を通過する際、カートリッジ１２内の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が取り除かれる。 In the above-mentioned ion exchanger, the coolant flows through the introduction passage 13 and then flows into the plurality of cartridges 12 via each first connection port 15 . Furthermore, after passing through each cartridge 12, the cooling liquid flows out into the outlet passage 14 through the second connection port 16 corresponding to each cartridge 12. When the coolant passes through each cartridge 12, ions are removed from the coolant through ion exchange by the ion exchange resin within the cartridge 12.

＜カートリッジ１２及びその周辺の詳細＞
図２は、イオン交換器の内部を概略的に示している。図２に示すように、イオン交換器の本体ケース１１には、カートリッジ１２を取り付けるための複数の取付部１７が形成されている。取付部１７は、上方に向けて開口しており、その開口からカートリッジ１２を受け入れることが可能となっている。カートリッジ１２は、上端を閉塞した円筒状に形成されている。 <Details of cartridge 12 and its surroundings>
FIG. 2 schematically shows the interior of the ion exchanger. As shown in FIG. 2, a plurality of attachment portions 17 for attaching cartridges 12 are formed in the main body case 11 of the ion exchanger. The mounting portion 17 opens upward, and the cartridge 12 can be received through the opening. The cartridge 12 is formed into a cylindrical shape with a closed upper end.

カートリッジ１２は、取付部１７の上方から上記開口を介して取付部１７の内部に差し込まれ、更に取付部１７に対してねじ込まれることにより、本体ケース１１に対し取り付けられる。また、本体ケース１１に取り付けられたカートリッジ１２は、取付部１７に対しねじ込むときと逆方向に回して緩めるとともに、取付部１７の開口から上方に抜き出されることにより、本体ケース１１から取り外される。こうした本体ケース１１に対するカートリッジ１２の取り外し及び取り付けにより、カートリッジ１２を新品に交換することができる。 The cartridge 12 is attached to the main body case 11 by being inserted into the interior of the attachment portion 17 from above the attachment portion 17 through the opening, and further screwed into the attachment portion 17 . Further, the cartridge 12 attached to the main body case 11 is removed from the main body case 11 by turning it into the mounting part 17 in the opposite direction to loosen it and pulling it out upward from the opening of the mounting part 17. By removing and attaching the cartridge 12 to the main body case 11 in this manner, the cartridge 12 can be replaced with a new one.

カートリッジ１２の内部にはチューブ部材１８が配置されている。チューブ部材１８は、カートリッジ１２の中心線に沿って延びている。チューブ部材１８の上端部は、複数の支持部材１９によりカートリッジ１２の内壁の上部に支持されている。複数の支持部材１９は、チューブ部材１８の周方向に間隔をおいて配置されている。チューブ部材１８の下端部は、複数の支持部材２０によってカートリッジ１２の内壁の下部に支持されている。複数の支持部材２０は、チューブ部材１８の周方向に間隔をおいて配置されている。 A tube member 18 is arranged inside the cartridge 12 . Tube member 18 extends along the centerline of cartridge 12. The upper end of the tube member 18 is supported by a plurality of support members 19 on the inner wall of the cartridge 12 . The plurality of support members 19 are arranged at intervals in the circumferential direction of the tube member 18. The lower end of the tube member 18 is supported by a plurality of support members 20 at the lower part of the inner wall of the cartridge 12. The plurality of support members 20 are arranged at intervals in the circumferential direction of the tube member 18.

支持部材１９の下側にはメッシュ２１が配置されている。支持部材２０の上側にはメッシュ２２が配置されている。そして、カートリッジ１２の内壁とチューブ部材１８との間であって、且つメッシュ２１とメッシュ２２との間には、イオン交換樹脂２３が保持（装填）されている。カートリッジ１２の内壁とチューブ部材１８との間におけるイオン交換樹脂２３が装填された箇所には、メッシュ２２及び各支持部材２０の隙間を介して冷却液を流入させることが可能となっている。また、上記イオン交換樹脂２３が装填された箇所からは、メッシュ２１及び各支持部材１９の隙間を介して冷却液を流出させることが可能となっている。 A mesh 21 is arranged below the support member 19. A mesh 22 is arranged above the support member 20. An ion exchange resin 23 is held (loaded) between the inner wall of the cartridge 12 and the tube member 18 and between the mesh 21 and the mesh 22. Coolant can flow into the portion between the inner wall of the cartridge 12 and the tube member 18 where the ion exchange resin 23 is loaded through the gaps between the mesh 22 and each support member 20 . Furthermore, the cooling liquid can flow out from the location where the ion exchange resin 23 is loaded through the gaps between the mesh 21 and each support member 19.

本体ケース１１の下部には、上記導入通路１３が形成されている。導入通路１３の第１接続口１５は、本体ケース１１における取付部１７の下部に対し開口している。取付部１７の下部は、その取付部１７に取り付けられたカートリッジ１２のメッシュ２２及び各支持部材１９の隙間を介して、同カートリッジ１２の内壁とチューブ部材１８との間におけるイオン交換樹脂２３を装填した箇所に繋がっている。従って、導入通路１３の第１接続口１５は、本体ケース１１における取付部１７の下部、各支持部材２０の隙間、及びメッシュ２２を介して、カートリッジ１２におけるイオン交換樹脂２３を装填した箇所に繋がっている。 The introduction passage 13 is formed in the lower part of the main body case 11. The first connection port 15 of the introduction passage 13 opens to the lower part of the mounting portion 17 in the main body case 11 . The lower part of the attachment part 17 is loaded with ion exchange resin 23 between the inner wall of the cartridge 12 and the tube member 18 through the gap between the mesh 22 of the cartridge 12 attached to the attachment part 17 and each support member 19. It is connected to the place where it was. Therefore, the first connection port 15 of the introduction passage 13 is connected to the portion of the cartridge 12 in which the ion exchange resin 23 is loaded via the lower part of the mounting portion 17 in the main body case 11, the gaps between the support members 20, and the mesh 22. ing.

本体ケース１１の下部には、上記導出通路１４も形成されている。導出通路１４の第２接続口１６は、本体ケース１１の取付部１７に取り付けられたカートリッジ１２におけるチューブ部材１８の下端部に接続されている。チューブ部材１８の内部は、カートリッジ１２の内部の上端部、各支持部材１９の隙間、及びメッシュ２１を介して、同カートリッジ１２の内壁とチューブ部材１８との間におけるイオン交換樹脂２３を装填した箇所に繋がっている。従って、導出通路１４の第２接続口１６は、チューブ部材１８の内部、カートリッジ１２の内部の上端部、各支持部材１９の隙間、及びメッシュ２１を介して、カートリッジ１２におけるイオン交換樹脂２３を装填した箇所に繋がっている。 In the lower part of the main body case 11, the above-mentioned lead-out passage 14 is also formed. The second connection port 16 of the outlet passage 14 is connected to the lower end of the tube member 18 in the cartridge 12 attached to the attachment portion 17 of the main body case 11 . The inside of the tube member 18 is located between the upper end of the cartridge 12, the gaps between the support members 19, and the mesh 21, and between the inner wall of the cartridge 12 and the tube member 18, where the ion exchange resin 23 is loaded. is connected to. Therefore, the second connection port 16 of the outlet passage 14 is loaded with the ion exchange resin 23 in the cartridge 12 through the inside of the tube member 18, the upper end of the inside of the cartridge 12, the gap between each support member 19, and the mesh 21. It is connected to the place where it was.

イオン交換器の導入通路１３内を流れる冷却液は、図２に矢印で示すように第１接続口１５、取付部１７の下部、各支持部材２０の隙間、及びメッシュ２２を介して、カートリッジ１２の内部におけるイオン交換樹脂２３を装填した箇所に流れ込む。更に、冷却液は、カートリッジ１２の内部におけるイオン交換樹脂２３の間を通過し、その後にメッシュ２１、各支持部材１９の隙間、カートリッジ１２の内部の上端部、チューブ部材１８、及び第２接続口１６を介して導出通路１４に流出する。 The coolant flowing through the introduction passage 13 of the ion exchanger passes through the first connection port 15, the lower part of the mounting part 17, the gaps between the support members 20, and the mesh 22 to the cartridge 12, as shown by the arrow in FIG. It flows into the location where the ion exchange resin 23 is loaded inside. Furthermore, the cooling liquid passes between the ion exchange resin 23 inside the cartridge 12, and then passes through the mesh 21, the gap between each support member 19, the upper end inside the cartridge 12, the tube member 18, and the second connection port. 16 into the outlet passage 14.

＜第１接続口１５の詳細＞
上記イオン交換器では、本体ケース１１に複数のカートリッジ１２が並列に配置されている。更に、本体ケース１１には、それらカートリッジ１２の並び方向に延びるように導入通路１３が形成されている。この導入通路１３の上流から下流に向けて順に形成された複数の第１接続口１５が、それぞれカートリッジ１２に接続されている。こうした構造のイオン交換器では、導入通路１３の上流に位置するカートリッジ１２ほど、そのカートリッジ１２に第１接続口１５から冷却液が流れ込みやすくなる傾向がある。 <Details of the first connection port 15>
In the above ion exchanger, a plurality of cartridges 12 are arranged in parallel in the main body case 11. Furthermore, an introduction passage 13 is formed in the main body case 11 so as to extend in the direction in which the cartridges 12 are arranged. A plurality of first connection ports 15 formed in order from upstream to downstream of this introduction passage 13 are connected to the cartridge 12, respectively. In an ion exchanger having such a structure, there is a tendency for the cooling liquid to flow into the cartridge 12 more easily from the first connection port 15 as the cartridge 12 is located upstream of the introduction passage 13 .

このことを考慮して、第１接続口１５における冷却液の流通断面積は、複数の第１接続口１５のうち導入通路１３の上流に位置するものほど小さくされている。詳しくは、図１及び図２の左（導入通路１３の上流）に位置する第１接続口１５の上記流通断面積は、図１及び図２の右（導入通路１３の下流）に位置する第１接続口１５の上記流通断面積よりも、小さくされている。 In consideration of this, the flow cross-sectional area of the coolant in the first connection port 15 is made smaller as the first connection port 15 is located upstream of the introduction passage 13 among the plurality of first connection ports 15. Specifically, the flow cross-sectional area of the first connection port 15 located on the left side of FIGS. 1 and 2 (upstream of the introduction passage 13) is the same as that of the first connection port 15 located on the right side of FIGS. 1 and 2 (downstream of the introduction passage 13). It is made smaller than the above-mentioned flow cross-sectional area of the one connection port 15.

次に、本実施形態のイオン交換器の作用効果について説明する。
第１接続口１５における冷却液の流通断面積が複数の第１接続口１５のうち導入通路１３の上流に位置するものほど小さくされているため、導入通路１３の上流に位置するカートリッジ１２ほど第１接続口１５から冷却液が流れ込みにくくなる。これにより、導入通路１３の上流に位置するカートリッジ１２ほど冷却液が流れやすくなることを抑制でき、複数のカートリッジ１２を通過する冷却液の流量を互いに近い値とすることができる。その結果、導入通路１３の上流に位置するカートリッジ１２ほど、その内部に装填されたイオン交換樹脂２３の劣化が早くなることを抑制できる。このように複数のカートリッジ１２毎にイオン交換樹脂２３の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂２３を効率よく用いることができる。 Next, the effects of the ion exchanger of this embodiment will be explained.
Since the flow cross-sectional area of the coolant in the first connection port 15 is made smaller as the first connection ports 15 are located upstream of the introduction passage 13, the cartridge 12 located upstream of the introduction passage 13 is smaller. 1 connection port 15 becomes difficult to flow into. Thereby, it is possible to prevent the cooling liquid from flowing more easily in the cartridges 12 located upstream of the introduction passage 13, and the flow rates of the cooling liquid passing through the plurality of cartridges 12 can be set to values close to each other. As a result, the more upstream the cartridge 12 is located in the introduction passage 13, the faster the deterioration of the ion exchange resin 23 loaded therein can be suppressed. By suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin 23 among the plurality of cartridges 12 in this way, the ion exchange resin 23 of the entire ion exchanger can be used efficiently.

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。
・カートリッジ１２は、本体ケース１１に三つ以上設けられるものであってもよい。 Note that the above embodiment can also be modified as follows, for example. The above embodiment and the following modification examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- Three or more cartridges 12 may be provided in the main body case 11.

・導入通路１３の上流に位置する第１接続口１５ほど冷却液の流通断面積を小さくする代わりに、第２接続口１６を図３に示すように形成することも考えられる。詳しくは、導入通路１３の最上流に位置する第１接続口１５に接続されたカートリッジ１２に繋がる第２接続口１６を次のように形成する。すなわち、上記第２接続口１６における冷却液の流通断面積を、他の第２接続口１６における冷却液の流通断面積よりも小さくする。 - Instead of making the flow cross-sectional area of the coolant smaller as the first connection port 15 is located upstream of the introduction passage 13, it is also possible to form the second connection port 16 as shown in FIG. Specifically, the second connection port 16 connected to the cartridge 12 connected to the first connection port 15 located at the most upstream side of the introduction passage 13 is formed as follows. That is, the cross-sectional area of the coolant in the second connection port 16 is made smaller than the cross-sectional area of the coolant in the other second connection ports 16 .

この場合、導入通路１３の最上流に位置するカートリッジ１２は、他のカートリッジ１２よりも、第１接続口１５から冷却液が流れ込みにくくなる。その結果、導入通路１３の最上流に位置するカートリッジ１２を通過する冷却液の流量を、他のカートリッジ１２を通過する冷却液の流量に近い値とすることができる。従って、導入通路１３の最上流に位置するカートリッジ１２の内部に装填されたイオン交換樹脂２３が、他のカートリッジ１２の内部に装填されたイオン交換樹脂２３よりも、早く劣化することを抑制できる。このように複数のカートリッジ１２毎にイオン交換樹脂２３の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂２３を効率よく用いることができる。 In this case, the coolant is less likely to flow into the cartridge 12 located at the most upstream side of the introduction passage 13 from the first connection port 15 than the other cartridges 12 . As a result, the flow rate of the coolant passing through the cartridge 12 located at the most upstream position of the introduction passage 13 can be set to a value close to the flow rate of the coolant passing through the other cartridges 12. Therefore, the ion exchange resin 23 loaded inside the cartridge 12 located at the most upstream position of the introduction passage 13 can be prevented from deteriorating faster than the ion exchange resin 23 loaded inside the other cartridges 12. By suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin 23 among the plurality of cartridges 12 in this way, the ion exchange resin 23 of the entire ion exchanger can be used efficiently.

また、上記構成によれば、導出通路１４内における冷却液の流れ方向が導入通路１３内における冷却液の流れ方向と逆になるよう導出通路１４を形成した場合でも、上記効果と同じ効果が得られるようになる。 Further, according to the above configuration, even when the outlet passage 14 is formed so that the flow direction of the coolant in the outlet passage 14 is opposite to the flow direction of the coolant in the introduction passage 13, the same effect as the above effect can be obtained. You will be able to do it.

・図３に示すイオン交換器において、本体ケース１１にカートリッジ１２を三つ以上設けるようにしてもよい。この場合、第２接続口１６における冷却液の流通断面積は、複数の第２接続口１６のうち導出通路１４の上流に位置するものほど小さくされる。この構成によれば、第１実施形態の効果と同様の効果が得られる。 - In the ion exchanger shown in FIG. 3, three or more cartridges 12 may be provided in the main body case 11. In this case, the flow cross-sectional area of the coolant in the second connection port 16 is made smaller as the second connection port 16 is located upstream of the outlet passage 14 among the plurality of second connection ports 16 . According to this configuration, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.

・図１に示すように第１接続口１５における冷却液の流通断面積を調整したり、図３に示すように第２接続口１６における冷却液の流通断面積を調整したりする代わりに、導出通路１４を図４に示すように形成することも考えられる。詳しくは、導出通路１４における複数の第２接続口１６よりも下流に、導出通路１４における冷却液の流通断面積を小さくする絞り部２４を形成する。 - Instead of adjusting the cross-sectional area of the coolant at the first connection port 15 as shown in FIG. 1 or adjusting the cross-sectional area of the coolant at the second connection port 16 as shown in FIG. It is also conceivable to form the lead-out passage 14 as shown in FIG. Specifically, downstream of the plurality of second connection ports 16 in the lead-out passage 14, a constricted portion 24 is formed to reduce the cross-sectional area of flow of the coolant in the lead-out passage 14.

この構成によれば、導出通路１４に絞り部２４が形成されていることにより、導入通路１３から複数のカートリッジ１２を介して導出通路１４に流れる冷却液の流速が遅くされる。これにより、導入通路１３における上流に位置するカートリッジ１２ほど第１接続口１５から冷却液が流れ込みやすいとしても、複数のカートリッジ１２を通過する冷却液の流量を互いに近い値とすることができる。その結果、導入通路１３の上流に位置するカートリッジ１２ほど、その内部に装填されたイオン交換樹脂２３の劣化が早くなることを抑制できる。このように複数のカートリッジ１２毎にイオン交換樹脂２３の劣化の進み具合に違いが生じることを抑制することにより、イオン交換器全体のイオン交換樹脂２３を効率よく用いることができる。 According to this configuration, since the constriction portion 24 is formed in the outlet passage 14, the flow rate of the coolant flowing from the introduction passage 13 to the outlet passage 14 via the plurality of cartridges 12 is slowed down. Thereby, even if the cooling liquid is more likely to flow into the cartridges 12 located upstream in the introduction passage 13 from the first connection port 15, the flow rates of the cooling liquid passing through the plurality of cartridges 12 can be set to values close to each other. As a result, the more upstream the cartridge 12 is located in the introduction passage 13, the faster the deterioration of the ion exchange resin 23 loaded therein can be suppressed. By suppressing differences in the progress of deterioration of the ion exchange resin 23 among the plurality of cartridges 12 in this way, the ion exchange resin 23 of the entire ion exchanger can be used efficiently.

・イオン交換樹脂２３が本体ケース１１に直接的に装填されるイオン交換器に適用してもよい。この場合、本体ケース１１に複数のイオン交換樹脂収容部が並列となるように形成され、それらイオン交換樹脂収容部にイオン交換樹脂２３が装填される。 - The present invention may be applied to an ion exchanger in which the ion exchange resin 23 is directly loaded into the main body case 11. In this case, a plurality of ion exchange resin storage sections are formed in parallel in the main body case 11, and the ion exchange resin 23 is loaded into these ion exchange resin storage sections.

１１…本体ケース
１２…カートリッジ
１３…導入通路
１４…導出通路
１５…第１接続口
１６…第２接続口
１７…取付部
１８…チューブ部材
１９…支持部材
２０…支持部材
２１…メッシュ
２２…メッシュ
２３…イオン交換樹脂
２４…絞り部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Main body case 12...Cartridge 13...Introduction passage 14...Outlet passage 15...First connection port 16...Second connection port 17...Mounting part 18...Tube member 19...Support member 20...Support member 21...Mesh 22...Mesh 23 ...Ion exchange resin 24...Aperture part

Claims

並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備え、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成され、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成され、
前記導入通路内を流れる流体が複数の前記イオン交換樹脂収容部を通過して前記導出通路に流出するイオン交換器において、
前記第１接続口における前記流体の流通断面積が、複数の前記第１接続口のうち前記導入通路の上流に位置するものほど小さくされているイオン交換器。 Equipped with multiple ion exchange resin storage sections arranged in parallel,
A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage portions are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage portions are lined up;
A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up,
In an ion exchanger in which a fluid flowing in the introduction passage passes through a plurality of the ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage,
An ion exchanger in which a flow cross-sectional area of the fluid in the first connection port is made smaller as the first connection port is located upstream of the introduction passage among the plurality of first connection ports.

並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備え、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成され、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成され、
前記導入通路内を流れる流体が複数の前記イオン交換樹脂収容部を通過して前記導出通路に流出するイオン交換器において、
複数の前記第１接続口のうち前記導入通路の最上流に位置する前記第１接続口に接続された前記イオン交換樹脂収容部に繋がる前記第２接続口は、他の第２接続口よりも前記流体の流通断面積が小さくされているイオン交換器。 Equipped with multiple ion exchange resin storage sections arranged in parallel,
A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage portions are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage portions are lined up;
A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up,
In an ion exchanger in which a fluid flowing in the introduction passage passes through a plurality of the ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage,
Among the plurality of first connection ports, the second connection port connected to the ion exchange resin storage portion connected to the first connection port located at the most upstream side of the introduction passage has a larger number of connections than other second connection ports. An ion exchanger in which the flow cross-sectional area of the fluid is reduced.

前記導出通路内の前記流体の流れ方向は、前記導入通路内の前記流体の流れ方向と同じであり、
前記第２接続口における前記流体の流通断面積は、複数の前記第２接続口のうち前記導出通路の上流に位置するものほど小さくされている請求項２に記載のイオン交換器。 The flow direction of the fluid in the outlet passage is the same as the flow direction of the fluid in the introduction passage,
3. The ion exchanger according to claim 2, wherein a cross-sectional area of the fluid in the second connection port is made smaller as the second connection port is located upstream of the outlet passage among the plurality of second connection ports.

並列に配置された複数のイオン交換樹脂収容部を備え、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導入通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第１接続口が形成され、
前記イオン交換樹脂収容部の並び方向に延びる導出通路には、複数の前記イオン交換樹脂収容部にそれぞれ繋がる複数の第２接続口が形成され、
前記導入通路内を流れる流体が複数の前記イオン交換樹脂収容部を通過して前記導出通路に流出するイオン交換器において、
前記導出通路における複数の前記第２接続口よりも下流には、前記導出通路における前記流体の流通断面積を小さくする絞り部が形成されているイオン交換器。 Equipped with multiple ion exchange resin storage sections arranged in parallel,
A plurality of first connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage portions are formed in the introduction passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage portions are lined up;
A plurality of second connection ports respectively connected to the plurality of ion exchange resin storage parts are formed in the outlet passage extending in the direction in which the ion exchange resin storage parts are lined up,
In an ion exchanger in which a fluid flowing in the introduction passage passes through a plurality of the ion exchange resin storage parts and flows out into the outlet passage,
An ion exchanger, wherein a constriction portion is formed downstream of the plurality of second connection ports in the outlet passage to reduce a cross-sectional area of flow of the fluid in the outlet passage.

複数の前記イオン交換樹脂収容部は、イオン交換樹脂が装填される複数の同じ形状のカートリッジであって、
前記カートリッジは、イオン交換器の本体ケースに対し、取り外し可能に取り付けられるものである請求項１～４のいずれか一項に記載のイオン交換器。 The plurality of ion exchange resin storage units are a plurality of cartridges of the same shape loaded with ion exchange resin,
The ion exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the cartridge is removably attached to a main body case of the ion exchanger.