JP5087017B2 - Refrigerant recovery device and moving body - Google Patents
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Description
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から、冷媒を回収する冷媒回収装置および移動体に関する。 The present invention relates to a refrigerant recovery apparatus and a moving body that recover refrigerant from a refrigerant circuit that circulates the refrigerant so as to pass through a fuel cell.
燃料電池車(移動体)に搭載され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(特許文献1参照)。冷媒が循環する冷媒回路は、例えばフロアパネル下のセンタートンネル内に配置される燃料電池スタックと、ボンネット内のモータ室に配置されるラジエータとを接続するように配設される。 Since the fuel cell stack mounted on the fuel cell vehicle (moving body) generates heat when generating electric power, the refrigerant is circulated through the fuel cell stack to cool the fuel cell stack appropriately (see Patent Document 1). . The refrigerant circuit in which the refrigerant circulates is disposed so as to connect, for example, a fuel cell stack disposed in the center tunnel below the floor panel and a radiator disposed in the motor chamber in the bonnet.
ところで、燃料電池スタックと、モータ室に配置される走行用のモータ等とは、井桁状を呈する別々のサブフレーム上にそれぞれ固定され、この別々のサブフレームは、メインフレームにそれぞれ固定される。したがって、燃料電池スタック又はモータを整備等する場合、燃料電池車をジャッキアップした後、燃料電池スタック又はモータが固定されたサブフレームを、メインフレームから脱離し、下降する必要がある。 By the way, the fuel cell stack and the traveling motors arranged in the motor chamber are respectively fixed on separate subframes having a cross beam shape, and the separate subframes are respectively fixed to the main frame. Therefore, when the fuel cell stack or the motor is to be serviced, it is necessary to detach the subframe to which the fuel cell stack or the motor is fixed from the main frame and lower it after jacking up the fuel cell vehicle.
一方、燃料電池スタックとラジエータとを接続し、冷媒を循環させる冷媒回路は、モータや変速機等の隙間に沿うように配設され、前記別々のサブフレームを跨ぐようにレイアウトされる。よって、冷媒回路のサブフレームを跨ぐ部分には、ジョイント部が設けられる。したがって、前記したように、燃料電池スタック又はモータが固定されたサブフレームを下降させる場合、前記ジョイント部における接続を解除する必要がある。 On the other hand, a refrigerant circuit that connects the fuel cell stack and the radiator and circulates the refrigerant is disposed along a gap such as a motor or a transmission, and is laid out so as to straddle the separate subframes. Therefore, a joint part is provided in the part straddling the sub-frame of the refrigerant circuit. Therefore, as described above, when the subframe to which the fuel cell stack or the motor is fixed is lowered, it is necessary to release the connection at the joint portion.
ところが、ジョイント部における接続を解除してしまうと、冷媒回路内の冷媒が、解除された部分から外気(外部)に流出し、作業者の手等に飛散してしまう。そして、このように冷媒が外気に流出すると、外気中のイオンが冷媒に混入し、冷媒の導電率が変化したり、冷媒中の水分や添加剤が蒸発し、冷媒の組成が変化(例えばエチレングリコール濃度の上昇)する虞がある。このように導電率や組成が変化した冷媒は、再利用することができず、廃棄処分する必要がある。
なお、冷媒は燃料電池スタックを経由するように循環するので、冷媒を介して燃料電池スタックの電力が液落しないように、冷媒の品質(導電率、エチレングリコール濃度等)を管理、維持することは重要である。
However, if the connection at the joint portion is released, the refrigerant in the refrigerant circuit flows out from the released portion to the outside air (outside) and is scattered in the hands of the operator. When the refrigerant flows out to the outside air in this way, ions in the outside air are mixed into the refrigerant, the conductivity of the refrigerant changes, moisture or additives in the refrigerant evaporate, and the composition of the refrigerant changes (for example, ethylene There is a risk of increase in glycol concentration). Thus, the refrigerant | coolant from which electrical conductivity and composition changed cannot be reused, and needs to be discarded.
In addition, since the refrigerant circulates through the fuel cell stack, the quality (conductivity, ethylene glycol concentration, etc.) of the refrigerant must be managed and maintained so that the electric power of the fuel cell stack does not drop through the refrigerant. Is important.
そこで、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から、冷媒を好適に回収する冷媒回収装置および移動体を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the refrigerant | coolant collection | recovery apparatus and moving body which collect | recover a refrigerant | coolant suitably from the refrigerant circuit which circulates a refrigerant | coolant so that it may pass through a fuel cell.
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と共に、冷媒を外部に導出するノーマルクローズ型の導出弁を有する導出コネクタを備える冷媒回路から、冷媒を回収する冷媒回収装置であって、冷媒の回収時、前記導出コネクタに接続されることで、前記導出弁を開く回収コネクタと、一端が前記回収コネクタに接続され、導出された冷媒が通流するホースと、を備え、前記ホースは、シリコーンブレードから形成されていることを特徴とする冷媒回収装置である。 As means for solving the above problems, the present invention relates to a refrigerant circuit comprising a derivation connector having a normally closed derivation valve that circulates the refrigerant so as to pass through the fuel cell and leads the refrigerant to the outside. The refrigerant recovery device recovers the recovery connector, and is connected to the outlet connector when the refrigerant is recovered, so that the recovery connector that opens the outlet valve and one end of the recovery connector are connected to the recovery connector. a hose, wherein the hose is a refrigerant recovery device which is characterized that you have been formed from a silicone blade.
このような冷媒回収装置によれば、冷媒の回収時、回収コネクタを導出コネクタに接続すると、導出コネクタの導出弁が開く。
したがって、導出コネクタ及び導出弁が、高さ方向において、冷媒回路の低い位置に配置された構成であれば、導出コネクタの導出弁が開いた後、冷媒回路内の冷媒は、その自重により、導出弁から回収コネクタを通って、ホースに導出される。そして、ホースの他端から流出する冷媒を、適宜な容器で回収できる。
一方、導出コネクタ及び導出弁が、高さ方向において、冷媒回路の高い位置に配置された構成であれば、例えば、ホースの他端側に吸引ポンプを取り付け、この吸引ポンプにより冷媒回路内の冷媒を吸引し、回収できる。
また、このような冷媒回収装置によれば、ホースがシリコーンブレードから形成されているので、ホースから冷媒にイオンが溶出しにくくなる。これにより、回収中に冷媒の導電率が変化することを防止できる。
According to such a refrigerant recovery apparatus, when the recovery connector is connected to the outlet connector during recovery of the refrigerant, the outlet valve of the outlet connector opens.
Therefore, if the lead-out connector and the lead-out valve are arranged at a low position in the refrigerant circuit in the height direction, the refrigerant in the refrigerant circuit is led out by its own weight after the lead-out valve of the lead-out connector is opened. It is led out from the valve through the recovery connector to the hose. And the refrigerant | coolant which flows out out of the other end of a hose can be collect | recovered with a suitable container.
On the other hand, if the lead-out connector and the lead-out valve are configured to be disposed at a high position in the refrigerant circuit in the height direction, for example, a suction pump is attached to the other end of the hose, and the refrigerant in the refrigerant circuit is attached by the suction pump. Can be aspirated and recovered.
Moreover, according to such a refrigerant | coolant collection | recovery apparatus, since a hose is formed from the silicone blade, it becomes difficult to elute ion to a refrigerant | coolant from a hose. Thereby, it can prevent that the electrical conductivity of a refrigerant | coolant changes during collection | recovery.
このように、冷媒回路の冷媒が、外気に飛散・流出することはなく、また、作業者の手に付着することもないので、回収中に冷媒の品質(導電率、エチレングリコール濃度等)を変化させずに、好適に回収できる。したがって、回収された冷媒を再利用することもできる。 In this way, the refrigerant in the refrigerant circuit does not scatter or flow out to the outside air and does not adhere to the hands of the operator, so the quality of the refrigerant (conductivity, ethylene glycol concentration, etc.) can be improved during recovery. It can be suitably recovered without changing. Therefore, the recovered refrigerant can be reused.
また、前記冷媒回収装置において、前記ホースの他端に接続され、回収された冷媒を貯溜するタンクを備えることを特徴とする。
このような冷媒回収装置によれば、ホースの他端から流出・回収される冷媒を、タンクで貯溜できる。なお、タンクは、後記する実施形態のように、貯溜する冷媒を、外部から密閉可能であることが好ましい。
The refrigerant recovery device may further include a tank connected to the other end of the hose and storing the recovered refrigerant.
According to such a refrigerant recovery device, the refrigerant flowing out and recovered from the other end of the hose can be stored in the tank. In addition, it is preferable that the tank can seal the refrigerant | coolant to store from the exterior like embodiment mentioned later.
また、前記冷媒回収装置において、前記ホースに設けられ、当該ホースを通流する冷媒の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする。 The refrigerant recovery apparatus may further include a flow rate adjusting unit that is provided in the hose and adjusts a flow rate of the refrigerant flowing through the hose.
このような冷媒回収装置によれば、流量調整手段により、ホースを通流する冷媒の流量を調整できる。すなわち、流量調整手段により、冷媒の流量を0にすれば、回収コネクタと導出コネクタとを接続した直後に、ホースの他端から冷媒が流出することを防止できる。また、所望量の冷媒を回収したり、回収する冷媒を小分けすることもできる。 According to such a refrigerant recovery apparatus, the flow rate of the refrigerant flowing through the hose can be adjusted by the flow rate adjusting means. That is, if the flow rate of the refrigerant is set to 0 by the flow rate adjusting means, it is possible to prevent the refrigerant from flowing out from the other end of the hose immediately after connecting the recovery connector and the outlet connector. It is also possible to collect a desired amount of refrigerant or to subdivide the refrigerant to be collected.
また、前記冷媒回収装置において、前記回収コネクタは、前記導出コネクタに接続された場合に開くノーマルクローズ型の開閉弁を備えることを特徴とする。 Moreover, the said refrigerant | coolant collection | recovery apparatus WHEREIN: The said collection | recovery connector is provided with the normally closed type on-off valve which opens, when connected to the said derivation | leading-out connector.
このような冷媒回収装置によれば、回収コネクタは、導出コネクタに接続された場合に開くノーマルクローズ型の開閉弁を備えるので、回収コネクタと導出コネクタとが接続された場合のみ、ホースと外部とが連通する。すなわち、冷媒回収装置で冷媒を回収しない場合、つまり、回収コネクタと導出コネクタとが未接続である場合、回収コネクタのノーマルクローズ型の開閉弁が閉じるので、回収コネクタからホース内に、イオンを含む空気が流入することを防止できる。 According to such a refrigerant recovery apparatus, the recovery connector includes a normally closed type on-off valve that opens when connected to the lead-out connector. Therefore, only when the recovery connector and the lead-out connector are connected, the hose and the outside are connected. Communicate. That is, when the refrigerant is not recovered by the refrigerant recovery device, that is, when the recovery connector and the outlet connector are not connected, the normally closed type on-off valve of the recovery connector is closed, so that ions are contained in the hose from the recovery connector. Air can be prevented from flowing in.
また、前記冷媒回収装置において、前記導出コネクタは、冷媒を回収しない通常時、循環する冷媒からイオンを回収するイオン交換器のノーマルクローズ型の開閉弁を有するイオン交換器側コネクタと接続され、冷媒の回収時、前記導出コネクタと前記イオン交換器側コネクタとの接続を解除したことによって、前記導出弁及び前記開閉弁が閉じた後、前記導出コネクタと前記回収コネクタとが接続されることを特徴とする。 In the refrigerant recovery apparatus, the lead-out connector is connected to an ion exchanger-side connector having a normally-closed on-off valve of an ion exchanger that recovers ions from the circulating refrigerant when the refrigerant is not recovered normally. At the time of recovery, the connection between the lead-out connector and the ion-exchanger side connector is released, so that the lead-out connector and the on-off valve are closed, and then the lead-out connector and the recovery connector are connected. And
このような冷却回路によれば、冷媒の回収時、導出コネクタとイオン交換器側コネクタとの接続を解除した場合、導出コネクタの導出弁とイオン交換器側コネクタのノーマルクローズ型の開閉弁とが閉じる。そして、このように導出弁が閉じた導出コネクタに、回収コネクタが特別なアダプタを使用せずそのまま接続され、導出コネクタの導出弁が再び開く。 According to such a cooling circuit, when the connection between the lead-out connector and the ion exchanger-side connector is released when the refrigerant is recovered, the lead-out valve of the lead-out connector and the normally closed on-off valve of the ion exchanger-side connector are close up. Then, the recovery connector is connected to the outlet connector with the outlet valve closed in this way without using a special adapter, and the outlet valve of the outlet connector is opened again.
このような接続の解除、再接続の過程において、接続を解除している場合、導出コネクタの導出弁とイオン交換器側コネクタのノーマルクローズ型の開閉弁とが閉じるので、冷媒が外部に飛散・流出することはない。
また、回収コネクタとイオン交換器側コネクタとが、導出コネクタを共有、つまり、互換性を有するので、冷媒回路に回収コネクタ用の導出コネクタを新たに設ける必要はなく、通常時にイオン交換器が接続されるイオン交換器用の導出コネクタをそのまま利用できる。
また、前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料電池と、当該燃料電池を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路と、を備えるとともに、当該冷媒回路には、ノーマルクローズ型の導出弁を有する導出コネクタに接続されることで循環する冷媒からイオンを回収するイオン交換器が設けられている移動体であって、前記イオン交換器は、ノーマルクローズ型の開閉弁を有するイオン交換器側コネクタを備えると共に、前記移動体の内部であって前記移動体のフレームにブラケットを介して着脱自在に取り付けられ、前記イオン交換器の外方であって前記フレームに設置されたカバーを取り外すことで、前記移動体の外部に臨むようになっており、冷媒の回収時、前記カバーを取り外し、前記導出コネクタと前記イオン交換器側コネクタとの接続を解除したことによって、前記導出弁及び前記開閉弁が閉じた後、前記導出コネクタと前記冷媒回収装置の前記回収コネクタとが接続されることを特徴とする移動体である。
In the process of releasing and reconnecting, when the connection is released, the lead-out valve of the lead-out connector and the normally closed type on-off valve of the ion exchanger side connector are closed, so that the refrigerant is scattered outside. There is no spillage.
Also, since the recovery connector and the ion exchanger side connector share the lead-out connector, that is, they are compatible, there is no need to newly provide a lead-out connector for the recovery connector in the refrigerant circuit, and the ion exchanger is connected at normal times. The outlet connector for the ion exchanger can be used as it is.
Further, as means for solving the above-mentioned problems, the present invention includes a fuel cell and a refrigerant circuit that circulates the refrigerant so as to pass through the fuel cell, and the refrigerant circuit includes a normally closed type. A mobile body provided with an ion exchanger for recovering ions from a circulating refrigerant by being connected to a lead-out connector having a lead-out valve, wherein the ion exchanger has a normally closed on-off valve And an attachment-side connector, and is detachably attached to the frame of the moving body via a bracket inside the moving body, and a cover installed on the frame outside the ion exchanger is removed. By facing the outside of the moving body, when recovering the refrigerant, the cover is removed, the lead-out connector and the ion exchanger side By releasing the connection with the connector, after the derivation valve and the on-off valve is closed, as a mobile body, characterized in that said deriving connector and said collecting connector of the refrigerant recovery apparatus is connected.
本発明によれば、燃料電池を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路から、冷媒を好適に回収する冷媒回収装置および移動体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the refrigerant | coolant collection | recovery apparatus and moving body which collect | recover a refrigerant | coolant suitably from the refrigerant circuit which circulates a refrigerant | coolant so that it may pass through a fuel cell can be provided.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図9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≫
まず、冷媒を回収する冷媒回路120が組み込まれた燃料電池システム100の構成について、図1〜図4を参照して説明する。燃料電池システム100は、図示しない燃料電池車(移動体)に搭載されており、燃料電池スタック110(燃料電池)と、冷媒回路120とを備えている。
≪Configuration of fuel cell system≫
First, the configuration of the fuel cell system 100 in which the refrigerant circuit 120 for collecting the refrigerant is incorporated will be described with reference to FIGS. The fuel cell system 100 is mounted on a fuel cell vehicle (moving body) (not shown), and includes a fuel cell stack 110 (fuel cell) and a refrigerant circuit 120.
<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
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
また、各セパレータには、単セルを適宜に冷却するために冷媒が通流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を冷媒が通流すると、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 the refrigerant flows in order to cool the single cell appropriately, and these grooves and through-holes function as the
<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、イオン交換器130と、通常時にイオン交換器130が接続されると共に、冷媒の回収時に後記する回収コネクタ10(図5参照)が接続される導出コネクタ40、40と、を備えている。
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 the refrigerant so as to pass through the
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)を電源としている。そして、図示しないECU(Electronic Control Unit、電子制御装置)からの指令に従って、冷媒ポンプ121が作動すると、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
配管122a、122b、121a及び後記する配管123a〜123cは、後記する冷媒回収装置1のホース31(図5参照)と同様に、循環する冷媒に配管122a等の成分が溶出しにくい材料(例えばシリコーンブレード)から形成されている。
なお、配管122aと配管122bとを接続するバイパス配管(図示しない)が設けられている。このバイパス配管と配管122bとの接続部には、サーモスタット(図示しない)が設けられている。そして、循環する冷媒が低温である場合、このサーモスタットのラジエータ122側のポートが閉じ、低温の冷媒が、前記バイパス配管を通流し、ラジエータ122をバイパスするようになっている。
The
A bypass pipe (not shown) for connecting the
配管121aの途中は、配管123a、遮断弁123、配管123b、導出コネクタ40、イオン交換器130、導出コネクタ40、配管123cを介して、配管122aの途中に接続されている。そして、システム起動時等において、冷媒ポンプ121が作動した状態で、ECUによって遮断弁123が例えば所定時間にて開かれると、冷媒の一部がイオン交換器130を経由しながら循環し、冷媒中のイオン(陽イオン、陰イオン)がイオン交換器130で吸着・回収されるようになっている。
The middle of the
[イオン交換器]
イオン交換器130は、冷媒回路120を循環する冷媒に含まれるイオン(陽イオン、陰イオン)を吸着することで、イオンを回収し、冷媒の導電率を低下させ、冷媒の電気的絶縁性を維持するものである。イオン交換器130は、図2に示すように、略円柱状を呈しており、イオン交換器本体131と、イオン交換器本体131内に充填されたイオン交換樹脂132と、イオン交換器本体131の両端にそれぞれ設けられたオス型のイオン交換器側コネクタ10A、10Aと、を備えている。イオン交換樹脂132は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを含んでいる。
[Ion exchanger]
The
そして、イオン交換器側コネクタ10A、10Aと、導出コネクタ40、40とがそれぞれ接続された状態では、配管123bとイオン交換器本体131内と配管123cとが連通し、イオン交換器本体131内を冷媒が通流するようになっている(図3、図4参照)。
なお、オス型のイオン交換器側コネクタ10A、メス型の導出コネクタ40の具体的構造は、後で説明する。
In a state where the ion
The specific structures of the male ion exchanger-
また、イオン交換器130及び導出コネクタ40は、高さ方向において、冷媒回路120及び燃料電池車の下部に配置されており、冷媒の回収時に、冷媒がその自重により外部に流出するようになっている。
Further, the
具体的には、イオン交換器130は、サブフレーム141、141上に、ブラケット142、142を介して、着脱自在に取り付けられている。そして、イオン交換器130の交換時及び/又は冷媒の回収時には、燃料電池車をジャッキアップした後、イオン交換器130の下方のアンダーカバー143をサブフレーム141、141から取り外すことで、イオン交換器130及び導出コネクタ40が外部に臨むようになっている(図8参照)。
Specifically, the
これにより、外部から手を差し込み、導出コネクタ40をイオン交換器130から容易に取り外せるようになっている。そして、取り外した導出コネクタ40は、燃料電池車の下方に引き出せるように構成されており(図8参照)、後記する回収コネクタ10と接続容易となっている。
Thereby, a hand is inserted from the outside, and the lead-
≪冷媒回収装置の構成≫
次に、冷媒回路120から冷媒を回収する冷媒回収装置1の構成について、図5〜図8を参照して説明する。
図5に示すように、冷媒回収装置1は、回収コネクタ10と、上流端(一端)が回収コネクタ10に接続されたホース31と、ホース31の下流端(他端)に接続されたタンク32と、ホース31の途中に設けられたコック33(流量調整手段)と、を備えている。
<< Configuration of refrigerant recovery unit >>
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
回収コネクタ10は、メス型の導出コネクタ40に対して、オス型のイオン交換器側コネクタ10Aと、置換可能な互換性を有するオス型のコネクタであり、導出コネクタ40に差し込み・接続されることで、導出コネクタ40の後記する導出弁Aを開くようになっている。
また、回収コネクタ10及びイオン交換器側コネクタ10Aは、導出コネクタ40に接続された場合に開くノーマルクローズ型の開閉弁Bを備えている。ここで、導出コネクタ40と、回収コネクタ10及びイオン交換器側コネクタ10Aの具体的構造を説明する。
The
The
<導出コネクタ>
まず、導出コネクタ40について、図3〜図4、図6〜図7を参照して説明する。
導出コネクタ40は、オス型の回収コネクタ10又はイオン交換器側コネクタ10Aが差し込まれるメス型のコネクタであって、ハウジング41と、弁体51と、圧縮コイルばね54と、ばね止め部材55とを備えている。
<Derived connector>
First, the lead-
The lead-
ハウジング41は、有底円筒状の本体部42と、回収コネクタ10又はイオン交換器側コネクタ10Aのオス部12が差し込まれる略円筒状のメス部43(被差込部)と、を備えている。本体部42の底壁は弁座44として機能しており、弁座44には本体部42の内外を連通する連通ポート45が形成されている。
The
弁体51は、弁座44に着座することで連通ポート45を閉じる円板状の本体52と、本体52に一体成形された弁棒53と、を備えている。弁体51は、ピン等によって、その進退方向(図6等の左右方向)にガイドされている。本体52の弁座44側面には、着座時のシール性を高める環状のシール部材(図示しない)が設けられている。弁棒53は、連通ポート45内を遊挿状態で延びており、弁棒53と連通ポート45を囲む内壁面との隙間が、冷媒の流路となっている(図7参照)。
The
弁棒53の先端(図6では右端)は、導出コネクタ40と、回収コネクタ10又はイオン交換器側コネクタ10Aとが、接続されていない状態において、外部に突出するように構成されている。また、この状態では、本体52が弁座44に着座し、連通ポート45が閉じるようになっている(図6参照)。
The tip of the valve stem 53 (the right end in FIG. 6) is configured to protrude to the outside when the lead-
一方、導出コネクタ40と、回収コネクタ10又はイオン交換器側コネクタ10Aとが接続されると、つまり、メス部43に後記するオス部12が差し込まれると、回収コネクタ10又はイオン交換器側コネクタ10Aの弁棒23によって、導出コネクタ40の弁棒53が開方向(左方向)に押され、本体52が弁座44から離座し、連通ポート45が開くようになっている(図7参照)。
On the other hand, when the lead-
圧縮コイルばね54は、弁体51を閉方向(右方向)に付勢するものであって、その左端はばね止め部材55に係止されている。ばね止め部材55は、圧縮コイルばね54の輪切り断面視において、冷媒が通過するように例えば十字形を呈すると共に、その径方向外側部分はハウジング41に固定されている。
The
したがって、導出コネクタ40が備えるノーマルクローズ型の導出弁Aは、弁座44を有する本体部42と、弁体51と、圧縮コイルばね54とを備えて構成されている。
Therefore, the normally closed type lead-out valve A provided in the lead-
<回収コネクタ(イオン交換器側コネクタ)>
次に、回収コネクタ10、イオン交換器側コネクタ10Aについて、図3〜図4、図6〜図7を参照して説明する。なお、相互に置換可能な互換性を有するオス型の回収コネクタ10とイオン交換器側コネクタ10Aとは、ハウジング11の形状が一部異なるのみであるので、以下、回収コネクタ10について説明する。
<Recovery connector (ion exchanger side connector)>
Next, the collection |
回収コネクタ10は、メス型の導出コネクタ40に差し込まれるオス型のコネクタであって、ハウジング11と、弁体21と、圧縮コイルばね24と、ばね止め部材25とを備えている。
The
ハウジング11は、導出コネクタ40のメス部43に差し込まれる有底円筒状のオス部12(差込部)と、フランジ部13と、ホース31が接続されるホース接続部14とを備えている。オス部12の底壁は弁座15として機能しており、弁座15にはオス部12の内外を連通する連通ポート16が形成されている。オス部12の外周面には、差込時のシール性を高める環状のシール部材(図示しない)が設けられている。
The
弁体21は、弁座15に着座することで連通ポート16を閉じる円板状の本体22と、本体22に一体成形された弁棒23と、を備えている。弁体21は、ピン等によって、その進退方向(図6等の左右方向)にガイドされている。本体22の弁座15側面には、着座時のシール性を高める環状のシール部材(図示しない)が設けられている。弁棒23は、連通ポート16内を遊挿状態で延びており、弁棒23と連通ポート16を囲む内壁面との隙間が、冷媒の流路となっている(図7参照)。
The
弁棒23の先端(図6では左端)は、回収コネクタ10と導出コネクタ40とが接続されていない状態において、外部に突出するように構成されている。また、この状態では、本体22が弁座15に着座し、連通ポート16が閉じるようになっている。
The tip of the valve stem 23 (the left end in FIG. 6) is configured to protrude to the outside in a state where the
一方、回収コネクタ10と導出コネクタ40とが接続されると、つまり、オス部12がメス部43に差し込まれると、導出コネクタ40の弁棒53によって、回収コネクタ10の弁棒23が開方向(右方向)に押され、本体22が弁座15から離座し、連通ポート16が開くようになっている(図7参照)。そして、連通ポート16と導出コネクタ40の連通ポート45とが連通し、回収コネクタ10内と導出コネクタ40内とが連通するようになっている。
On the other hand, when the
圧縮コイルばね24は、弁体21を閉方向(左方向)に付勢するものであって、その右端はばね止め部材25に係止されている。ばね止め部材25は、圧縮コイルばね24の輪切り断面視において、冷媒が通過するように例えば十字形を呈すると共に、その径方向外側部分はハウジング11に固定されている。
The
したがって、回収コネクタ10(イオン交換器側コネクタ10A)が備えるノーマルクローズ型の開閉弁Bは、弁座15を有するオス部12と、弁体21と、圧縮コイルばね24とを備えて構成されている。
Accordingly, the normally closed on-off valve B provided in the recovery connector 10 (ion
そして、このようなノーマルクローズ型の開閉弁Bを備える回収コネクタ10が、ホース31の上流端に設けられているので、冷媒回収装置1の未使用時(回収コネクタ10の未接続時)において、回収コネクタ10からホース31内へのイオンを含む空気の流入は防止されている。よって、回収時における冷媒へのイオンの混入は低減されている。
And since the collection |
なお、回収コネクタ10(イオン交換器側コネクタ10A)と、導出コネクタ40とが接続されると、図示しない抜け止め機構によって、回収コネクタ10(イオン交換器側コネクタ10A)が、導出コネクタ40から脱離せず、接続状態が維持されるようになっている。
この抜け止め機構は、例えば、メス部43の内周面に圧縮コイルばねにより径方向において出没自在に設けられた複数のボールと、オス部11の外周面に周方向で形成され、回収コネクタ10(イオン交換器側コネクタ10A)と導出コネクタ40とが接続された場合、前記ボールが嵌合するボール溝と、によって構成できる。
その他、メス部43とオス部11とにそれぞれ磁石を設け、磁力によって接続状態が維持される構成でもよい。
When the recovery connector 10 (ion
This retaining mechanism is formed, for example, in a circumferential direction on the outer peripheral surface of the
In addition, the structure which a magnet is provided in the
<ホース>
ホース31は、冷媒の回収時に、導出コネクタ40及びこれに接続した回収コネクタ10から導出される冷媒をタンク32に導くものである。
ホース31は、シリコーンブレードから形成されており、内部を通流する冷媒に、ホース31からイオンが溶出しにくくなっている。因みに、ホース31がシリコーンブレードから形成されるとは、ホース31が、例えば、シリコーン層が耐熱性合成繊維で補強された構造を有していることを意味する。
<Hose>
The
The
このようにホース31がシリコーンブレードから形成され、ホース31から冷媒にイオンが溶出しにくいので、冷媒の回収中に、冷媒の導電率が変化せず、冷媒の品質が維持されるようになっている。
ただし、ホース31はシリコーンブレードから形成されることに限定されず、イオンが溶出しにくいその他の材料、例えばステンレス(SUS)や、ビニル系樹脂から形成されてもよい。
As described above, the
However, the
<タンク>
タンク32は、ホース31の下流端に着脱自在に接続されており、下流端から流出する冷媒を、外部から密閉しつつ、一時的に貯溜するものであって、内部に冷媒を貯溜可能な空間を有している。
なお、貯溜された冷媒にタンク32からのイオンの溶出を防止するべく、例えば、タンク32の内面にシリコーンの塗膜を形成することが好ましい。また、タンク32に残留する空気から冷媒へのイオンの溶出を防止するべく、冷媒の貯溜前に、例えば、タンク32内を真空にしたり、窒素等の不活性ガスに置換してもよい。
<Tank>
The tank 32 is detachably connected to the downstream end of the
In order to prevent elution of ions from the tank 32 in the stored refrigerant, for example, it is preferable to form a silicone coating film on the inner surface of the tank 32. In order to prevent elution of ions from the air remaining in the tank 32 to the refrigerant, for example, the inside of the tank 32 may be evacuated or replaced with an inert gas such as nitrogen before the refrigerant is stored.
<コック>
コック33は、手動によって全開位置/全閉位置に操作されるものである。これにより、通常時にコック33を全閉位置(流量0)にしておけば、回収コネクタ10と導出コネクタ40とを接続したとしても、直ちに、コック33を開かない限り、冷媒がタンク32に流出することはない。すなわち、コック33を備えない場合において、例えば、ホース31とタンク32が未接続の状態で、回収コネクタ10と導出コネクタ40とを接続してしまうと、冷媒がホース31の下流端から外部に飛散・流出してしまう。
<Cock>
The cock 33 is manually operated to the fully open position / fully closed position. As a result, if the cock 33 is in the fully closed position (flow rate 0) during normal operation, even if the
したがって、コック33は、コイルばね等によって、ノーマルクローズ型に構成されることが好ましい。また、コック33に代えて、ニードル弁やポペット弁等からなる電磁弁(流量調整手段)を設けると共に、タンク32内に冷媒の貯溜量を検出する水位センサを設け、この水位センサから入力される水位が溢れない程度の所定水位となった場合、制御装置が、前記電磁弁を閉じる構成としてもよい。 Therefore, the cock 33 is preferably configured as a normally closed type by a coil spring or the like. Further, in place of the cock 33, an electromagnetic valve (flow rate adjusting means) including a needle valve, a poppet valve or the like is provided, and a water level sensor for detecting the amount of refrigerant stored in the tank 32 is provided. When the predetermined water level is such that the water level does not overflow, the control device may close the solenoid valve.
また、冷媒の回収中にタンク32が満タンとなった場合、コック33を一時的に閉じることにより、タンク32を取り替え、回収する冷媒を小分けすることも可能である。 Further, when the tank 32 becomes full during the recovery of the refrigerant, it is possible to replace the tank 32 by temporarily closing the cock 33 and to subdivide the refrigerant to be recovered.
≪冷媒回収装置の使用方法、効果≫
次に、冷媒回収装置1の使用方法及び効果について説明する。
燃料電池車をジャッキアップし、イオン交換器130下のアンダーカバー143を取り外す(図2、図8参照)。そして、作業者は手を差し込み、イオン交換器130のイオン交換器側コネクタ10Aから、導出コネクタ40を取り外し、各イオン交換器側コネクタ10Aと各導出コネクタ40との接続を解除する。
なお、イオン交換器130をブラケット142から取り外した後、導出コネクタ40を取り外してもよい。
≪How to use refrigerant recovery device, effect≫
Next, the usage method and effects of the
Jack up the fuel cell vehicle and remove the under
Note that the
このように接続を解除すると、各イオン交換器側コネクタ10Aのノーマルクローズ型の開閉弁Bと、各導出コネクタ40のノーマルクローズ型の導出弁Aとが、それぞれ閉じる(図4→図3)。これにより、イオン交換器130内の冷媒や、冷媒回路120内の冷媒は、外部に流出・飛散せず、作業者の手等に付着することは防止される。
When the connection is released in this way, the normally closed on-off valve B of each ion exchanger-
そして、図8に示すように、取り外した導出コネクタ40を、燃料電池車下に引き出した後、これに回収コネクタ10を接続する。導出コネクタ40と回収コネクタ10とを接続すると、導出コネクタ40のノーマルクローズ型の導出弁Aと、回収コネクタ10のノーマルクローズ型の開閉弁Bと、がそれぞれ開き(図6→図7)、配管123bとホース31とが連通する。
その後、コック33を開くと、冷媒が、導出コネクタ40から回収コネクタ10を介してホース31に導出され、冷媒はホース31を通流した後、タンク32に貯溜される(図5参照)。
Then, as shown in FIG. 8, after the removed lead-
Thereafter, when the cock 33 is opened, the refrigerant is led out from the lead-
このようにして、冷媒回路120から冷媒を、外気と接触させず、閉じた系内で回収できるので、回収中に冷媒にイオンが混入せず、その導電率が変化することもない。また、回収中に冷媒中の水分や添加剤等が蒸発等することもなく、回収中に冷媒中の例えばエチレングリコール濃度が変化することもない。すなわち、冷媒の品質を維持したまま、密閉されたタンク32に回収できる。よって、その後、タンク32に貯溜された冷媒を再利用することもできる。 In this way, since the refrigerant can be recovered from the refrigerant circuit 120 in a closed system without being brought into contact with the outside air, ions are not mixed into the refrigerant during the recovery, and its conductivity does not change. Further, moisture, additives, and the like in the refrigerant do not evaporate during recovery, and the concentration of, for example, ethylene glycol in the refrigerant does not change during recovery. That is, it can be recovered in the sealed tank 32 while maintaining the quality of the refrigerant. Therefore, after that, the refrigerant stored in the tank 32 can be reused.
また、このように冷媒回路120から冷媒を回収、つまり、抜き取った後において、例えば、走行用のモータを整備するため、モータが固定されたサブフレームを燃料電池車から取り外す際、このサブフレームと隣のサブフレームとを跨ぐように配設された冷媒回路120のジョイント部(図示しない)の接続を解除しても、冷媒が外部に飛散・流出することはない。 Further, after recovering the refrigerant from the refrigerant circuit 120 in this way, that is, withdrawing, for example, when removing the subframe to which the motor is fixed from the fuel cell vehicle in order to maintain a motor for traveling, the subframe and Even if the connection of the joint portion (not shown) of the refrigerant circuit 120 disposed so as to straddle the adjacent subframe is released, the refrigerant does not scatter or flow out to the outside.
さらに、このように閉じた系内で回収できるので、回収された冷媒量と、冷媒回路120への冷媒の充填時の冷媒量とを比較することにより、例えば、冷媒充填時におけるエア抜きの程度を管理することもできる。さらにまた、冷媒の品質を維持したまま回収できるので、実車を利用して冷媒の耐用年数等を試験することもできる。 Furthermore, since it can be recovered in such a closed system, by comparing the recovered refrigerant amount with the refrigerant amount at the time of charging the refrigerant into the refrigerant circuit 120, for example, the degree of air bleeding at the time of refrigerant charging Can also be managed. Furthermore, since the refrigerant can be recovered while maintaining the quality of the refrigerant, the service life of the refrigerant can be tested using an actual vehicle.
因みに、図9は、タンク32に穴が無く閉じた系内で冷媒が回収される実施例と、タンク32に内外を連通する***、大穴が形成された比較例1〜2とにおいて、冷媒のエチレングリコール濃度と導電率の経時変化を示している。
図9に示すように、閉じた系で回収される実施例では、エチレングリコール濃度及び導電率が維持され、品質が保証されることを示している。これに対し、冷媒が外気に開放された比較例1〜2では、水分等の蒸発のため、非導電性のエチレングリコール濃度が上昇すると共に、導電率が低下し、冷媒の品質が維持されないことを示している。
Incidentally, FIG. 9 shows an example in which the refrigerant is collected in a closed system where there is no hole in the tank 32, and Comparative Examples 1 and 2 in which small holes and large holes communicating with the inside and outside of the tank 32 are formed. The change with time of ethylene glycol concentration and conductivity is shown.
As shown in FIG. 9, the example recovered in a closed system shows that ethylene glycol concentration and conductivity are maintained and quality is guaranteed. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the refrigerant is opened to the outside air, the concentration of non-conductive ethylene glycol increases due to evaporation of moisture and the like, and the conductivity decreases, and the quality of the refrigerant is not maintained. Is shown.
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することができる。 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.
前記した実施形態では、回収コネクタ10及びイオン交換器側コネクタ10Aがオス型で、導出コネクタ40がメス型である構成を例示したが、逆でもよい。
前記した実施形態では、燃料電池車に搭載された燃料電池スタック110を冷却する冷媒回路120から冷媒を回収する場合に、冷媒回収装置1を使用する場合を例示したが、定置型の燃料電池スタック及び冷媒回路から冷媒を回収する場合に使用してもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
In the above-described embodiment, the case where the
1 冷媒回収装置
10 回収コネクタ
10A イオン交換器側コネクタ
12 オス部
21、51 弁体
31 ホース
32 タンク
33 コック(流量調整手段)
40 導出コネクタ
43 メス部
110 燃料電池スタック(燃料電池)
120 冷媒回路
130 イオン交換器
A ノーマルクローズ型の導出弁
B ノーマルクローズ型の開閉弁
DESCRIPTION OF
40 Lead-
120
Claims (6)
冷媒の回収時、前記導出コネクタに接続されることで、前記導出弁を開く回収コネクタと、
一端が前記回収コネクタに接続され、導出された冷媒が通流するホースと、
を備え、
前記ホースは、シリコーンブレードから形成されていることを特徴とする冷媒回収装置。 A refrigerant recovery apparatus for recovering refrigerant from a refrigerant circuit including a derivation connector having a normally closed derivation valve that circulates the refrigerant so as to pass through the fuel cell and derives the refrigerant to the outside,
A recovery connector that opens the outlet valve by being connected to the outlet connector during recovery of the refrigerant;
One end is connected to the recovery connector, a hose through which the derived refrigerant flows,
Equipped with a,
The hose, the refrigerant recovery apparatus characterized that you have been formed from a silicone blade.
ことを特徴とする請求項1に記載の冷媒回収装置。 The refrigerant recovery apparatus according to claim 1, further comprising a tank that is connected to the other end of the hose and stores the recovered refrigerant.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷媒回収装置。 The refrigerant recovery apparatus according to claim 1, further comprising a flow rate adjusting unit that is provided in the hose and adjusts a flow rate of the refrigerant flowing through the hose.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の冷媒回収装置。 The refrigerant recovery apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the recovery connector includes a normally closed on-off valve that opens when connected to the lead-out connector.
冷媒の回収時、前記導出コネクタと前記イオン交換器側コネクタとの接続を解除したことによって、前記導出弁及び前記開閉弁が閉じた後、前記導出コネクタと前記回収コネクタとが接続される
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の冷媒回収装置。 The lead-out connector is connected to an ion exchanger-side connector having a normally closed type on-off valve of an ion exchanger that collects ions from the circulating refrigerant at a normal time when the refrigerant is not collected,
When the refrigerant is recovered, the connection between the lead-out connector and the ion-exchanger side connector is released so that the lead-out connector and the recovery connector are connected after the lead-out valve and the on-off valve are closed. The refrigerant recovery device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the refrigerant recovery device is characterized in that:
前記イオン交換器は、ノーマルクローズ型の開閉弁を有するイオン交換器側コネクタを備えると共に、前記移動体の内部であって前記移動体のフレームにブラケットを介して着脱自在に取り付けられ、前記イオン交換器の外方であって前記フレームに設置されたカバーを取り外すことで、前記移動体の外部に臨むようになっており、 The ion exchanger includes an ion exchanger-side connector having a normally closed type on-off valve, and is detachably attached to the frame of the moving body through a bracket inside the moving body. By removing the cover installed on the frame outside the vessel, it comes to face the outside of the moving body,
冷媒の回収時、前記カバーを取り外し、前記導出コネクタと前記イオン交換器側コネクタとの接続を解除したことによって、前記導出弁及び前記開閉弁が閉じた後、前記導出コネクタと請求項1から5のいずれか1項に記載の冷媒回収装置の前記回収コネクタとが接続されることを特徴とする移動体。 6. The discharge connector and the on-off valve are closed after the cover is removed and the connection between the discharge connector and the ion exchanger side connector is released, and then the discharge connector and the open / close valve are closed. A movable body connected to the recovery connector of the refrigerant recovery apparatus according to claim 1.
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