JP6862319B2 - Ion exchanger - Google Patents

Ion exchanger Download PDF

Info

Publication number
JP6862319B2
JP6862319B2 JP2017173849A JP2017173849A JP6862319B2 JP 6862319 B2 JP6862319 B2 JP 6862319B2 JP 2017173849 A JP2017173849 A JP 2017173849A JP 2017173849 A JP2017173849 A JP 2017173849A JP 6862319 B2 JP6862319 B2 JP 6862319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
housing
case
case portion
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017173849A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018069226A (en
Inventor
純子 大平
純子 大平
秋山 忠史
忠史 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Boshoku Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Boshoku Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Boshoku Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Boshoku Corp
Priority to US15/788,894 priority Critical patent/US10471372B2/en
Priority to DE102017124941.9A priority patent/DE102017124941A1/en
Publication of JP2018069226A publication Critical patent/JP2018069226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6862319B2 publication Critical patent/JP6862319B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Safety Valves (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

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

車両等に燃料電池を搭載する場合、発電時における燃料電池の温度上昇を抑制することを目的に、その燃料電池を冷却するための冷媒を流す冷却回路が設けられる。
こうした冷却回路においては、製造直後の新品時、同冷却回路内の冷媒に対し配管等からイオン(カチオン)が多く溶出して冷媒中のイオンの濃度が急速に高くなる。また、上記冷媒に対するイオンの溶出が時間の経過に従っておさまったとしても、燃料電池を冷媒によって冷却するときに冷媒中の成分が加熱分解され、それに伴ってイオン(アニオン)が発生して徐々に冷媒中のイオンの濃度が高くなる。
When a fuel cell is mounted on a vehicle or the like, a cooling circuit for flowing a refrigerant for cooling the fuel cell is provided for the purpose of suppressing a temperature rise of the fuel cell during power generation.
In such a cooling circuit, when a product is new immediately after production, a large amount of ions (cations) are eluted from the piping or the like with respect to the refrigerant in the cooling circuit, and the concentration of ions in the refrigerant rapidly increases. Further, even if the elution of ions to the above-mentioned refrigerant subsides with the passage of time, the components in the refrigerant are thermally decomposed when the fuel cell is cooled by the refrigerant, and ions (anions) are generated accordingly to gradually generate the refrigerant. The concentration of ions inside increases.

上記冷却回路において、冷媒中に含まれるイオンの濃度が高くなると、それに伴い冷却回路における金属部分の腐食を招いたり、冷媒の電気電導率が上がって燃料電池の機能低下を招いたりするおそれがある。このため、冷却回路には、冷媒に含まれるイオンをイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて取り除くイオン交換器が設けられる(特許文献1参照)。 If the concentration of ions contained in the refrigerant increases in the cooling circuit, the metal parts in the cooling circuit may be corroded, or the electric conductivity of the refrigerant may increase, resulting in deterioration of the fuel cell function. .. Therefore, the cooling circuit is provided with an ion exchanger that removes ions contained in the refrigerant through ion exchange with an ion exchange resin (see Patent Document 1).

また、イオン交換器は、イオン交換樹脂を定期的に新しいものに取り替える必要があることから、イオン交換樹脂の取り替えを容易に行うことができる構造を有している。詳しくは、イオン交換器のハウジングは上方に向けて開口しており、同ハウジングには冷却回路の冷媒を流入させる流入口、及び、ハウジング内に流入した冷媒を冷却回路に流出させる流出口が設けられている。また、ハウジング内には、イオン交換樹脂を装填したカートリッジが、同ハウジングの開口から上方に向けて取り外しできるように取り付けられている。 Further, since the ion exchanger needs to replace the ion exchange resin with a new one on a regular basis, the ion exchanger has a structure in which the ion exchange resin can be easily replaced. Specifically, the housing of the ion exchanger is open upward, and the housing is provided with an inflow port for the refrigerant of the cooling circuit to flow in and an outflow port for the refrigerant flowing into the housing to flow out to the cooling circuit. Has been done. Further, a cartridge loaded with an ion exchange resin is installed in the housing so that it can be removed upward from the opening of the housing.

そして、冷却回路の冷媒が流入口を介してハウジング内に流れ込んで上記カートリッジのイオン交換樹脂を通過する際、その冷媒に含まれるイオンがイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて取り除かれる。こうしてイオンが取り除かれた後の冷媒は、ハウジング内から上記流出口を介して冷却回路に流出する。また、上記イオン交換器におけるイオン交換樹脂の取り替えは、そのイオン交換樹脂をカートリッジごとハウジング内から上方に向けて取り外し、その後に新しいイオン交換樹脂が装填された別のカートリッジをハウジング内に上方から落とし込んで取り付けることによって行われる。 Then, when the refrigerant of the cooling circuit flows into the housing through the inflow port and passes through the ion exchange resin of the cartridge, the ions contained in the refrigerant are removed through ion exchange by the ion exchange resin. After the ions are removed in this way, the refrigerant flows out from the housing to the cooling circuit through the outlet. To replace the ion exchange resin in the ion exchanger, the ion exchange resin is removed together with the cartridge from the inside of the housing upward, and then another cartridge loaded with the new ion exchange resin is dropped into the housing from above. It is done by attaching with.

特許第4113715号公報Japanese Patent No. 4113715

ところで、冷却回路の製造直後であって冷媒中のイオン濃度が高くなるときに冷媒からイオンを効果的に取り除くためには、イオン交換樹脂を多く装填できるように大型化したカートリッジをイオン交換器のハウジングに取り付けなければならない。ただし、車両等におけるイオン交換器(カートリッジ)の設置スペースの関係から、ハウジングに取り付けられるカートリッジを水平方向に大型化することには限界があり、同カートリッジを上下方向に大型化せざるを得ない。 By the way, in order to effectively remove ions from the refrigerant immediately after the production of the cooling circuit and when the ion concentration in the refrigerant becomes high, a cartridge that has been enlarged so that a large amount of ion exchange resin can be loaded is used in the ion exchanger. Must be attached to the housing. However, due to the installation space of the ion exchanger (cartridge) in vehicles, etc., there is a limit to increasing the size of the cartridge attached to the housing in the horizontal direction, and the cartridge must be increased in the vertical direction. ..

ハウジングに取り付けられる上記カートリッジが上下方向に大型化した場合、そのカートリッジに装填されたイオン交換樹脂を効果的に用いるためには、同イオン交換樹脂を冷媒が上下方向に通過するようにしなければならず、それによって冷媒がイオン交換樹脂を通過する際の同冷媒の流路長さが長くなる。その結果、冷媒がイオン交換樹脂を通過する際の圧力損失が増大する。 When the cartridge attached to the housing becomes larger in the vertical direction, in order to effectively use the ion exchange resin loaded in the cartridge, the refrigerant must pass through the ion exchange resin in the vertical direction. However, this increases the length of the flow path of the refrigerant when it passes through the ion exchange resin. As a result, the pressure loss when the refrigerant passes through the ion exchange resin increases.

本発明の目的は、カートリッジに装填されたイオン交換樹脂を冷媒が通過するときの圧力損失を小さく抑えることができるイオン交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ion exchanger capable of suppressing a small pressure loss when a refrigerant passes through an ion exchange resin loaded in a cartridge.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するイオン交換器は、冷媒を流入させる流入口及び同冷媒を流出させる流出口が設けられているとともに上方に向けて開口しているハウジングと、イオン交換樹脂を装填することが可能であって前記ハウジング内に上方に向けて取り外しできるように取り付けられているカートリッジと、を備える。このイオン交換器は、ハウジング内を流れる冷媒がカートリッジに装填されたイオン交換樹脂を通過する際に冷媒中のイオンをイオン交換によって取り除く。上記イオン交換器のカートリッジは、ハウジング内であって上記流入口及び上記流出口よりも上部に位置してイオン交換樹脂を装填することが可能である第1ケース部と、ハウジング内であって上記流入口及び上記流出口よりも下部に位置してイオン交換樹脂を装填することが可能である第2ケース部と、を備える。上記第1ケース部には、ハウジングの上記流入口に繋がって冷媒を流入させる第1流入部、及び、同ハウジングの上記流出口に繋がって冷媒を流出させる第1流出部が設けられている。また、上記第2ケース部には、ハウジングの上記流入口に繋がって冷媒を流入させる第2流入部、及び、同ハウジングの上記流出口に繋がって冷媒を流出させる第2流出部が設けられている。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
An ion exchanger that solves the above problems can be loaded with a housing that is provided with an inflow port for the refrigerant to flow in and an outflow port for the same refrigerant to flow out and is open upward, and an ion exchange resin. It includes a cartridge that is mounted in the housing so that it can be removed upward. This ion exchanger removes ions in the refrigerant by ion exchange when the refrigerant flowing in the housing passes through the ion exchange resin loaded in the cartridge. The cartridge of the ion exchanger has a first case portion in the housing which is located above the inlet and the outlet and can be loaded with the ion exchange resin, and the cartridge in the housing. It includes an inflow port and a second case portion which is located below the outflow port and can be loaded with an ion exchange resin. The first case portion is provided with a first inflow portion connected to the inflow port of the housing to allow the refrigerant to flow in, and a first outflow portion connected to the outlet of the housing to allow the refrigerant to flow out. Further, the second case portion is provided with a second inflow portion connected to the inlet of the housing to allow the refrigerant to flow in, and a second outflow portion connected to the outlet of the housing to allow the refrigerant to flow out. There is.

上記構成によれば、流入口からハウジング内に流入した冷媒は、カートリッジにおける第1ケース部と第2ケース部とを個別に通過する。すなわち、流入口からハウジング内に流入した冷媒の一部は、第1流入部から第1ケース部内に流入して同第1ケース部内のイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて冷媒中のイオンが取り除かれた後、第1流出部を介して第1ケース部外に流出し、更にハウジングの流出口を介して同ハウジング外に流出する。また、上記冷媒の流れとは別に、流入口からハウジング内に流入した冷媒の一部は、第2流入部から第2ケース部内に流入して同第2ケース部内のイオン交換樹脂によるイオン交換を通じて冷媒中のイオンが取り除かれた後、第2流出部を介して第2ケース部外に流出し、更にハウジングの流出口を介して同ハウジング外に流出する。このようにハウジング内(カートリッジ)における冷媒の流れとして、第1ケース部を通過する冷媒の流れと第2ケース部を通過する冷媒の流れとが別々に生じる。言い換えれば、カートリッジに装填されたイオン交換樹脂を冷媒が通過するときの同冷媒の流路が、第1ケース部側の流路と第2ケース部側の流路との二系統に分けられる。このため、二系統の流路のうちの一つ一つを短くすることができ、それぞれの流路を冷媒が通過するときの圧力損失を小さく抑えることができる。 According to the above configuration, the refrigerant flowing into the housing from the inflow port individually passes through the first case portion and the second case portion of the cartridge. That is, a part of the refrigerant flowing into the housing from the inflow port flows into the first case portion from the first inflow portion, and the ions in the refrigerant are removed through ion exchange by the ion exchange resin in the first case portion. After that, it flows out of the first case portion through the first outflow portion, and further flows out of the housing through the outflow port of the housing. Further, apart from the above-mentioned flow of the refrigerant, a part of the refrigerant flowing into the housing from the inflow port flows into the second case part from the second inflow part and through ion exchange by the ion exchange resin in the second case part. After the ions in the refrigerant are removed, the ions flow out of the second case portion through the second outflow portion, and further flow out of the housing through the outflow port of the housing. As described above, as the flow of the refrigerant in the housing (cartridge), the flow of the refrigerant passing through the first case portion and the flow of the refrigerant passing through the second case portion are generated separately. In other words, the flow path of the refrigerant when the refrigerant passes through the ion exchange resin loaded in the cartridge is divided into two systems, a flow path on the first case portion side and a flow path on the second case portion side. Therefore, each of the two flow paths can be shortened, and the pressure loss when the refrigerant passes through each flow path can be suppressed to a small value.

本発明によれば、カートリッジに装填されたイオン交換樹脂を冷媒が通過するときの圧力損失を小さく抑えることができる。 According to the present invention, the pressure loss when the refrigerant passes through the ion exchange resin loaded in the cartridge can be suppressed to a small value.

イオン交換器が設けられる冷却回路の全体構成を示す略図。The schematic which shows the whole structure of the cooling circuit provided with an ion exchanger. イオン交換器の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of an ion exchanger. (a)は図2の管部を上方から見た状態を示す平面図、(b)は同管部を下方から見た状態を示す底面図、(c)は(a)の管部を矢印A−A方向から見た状態を示す断面図。(A) is a plan view showing a state in which the pipe portion of FIG. 2 is viewed from above, (b) is a bottom view showing a state in which the pipe portion is viewed from below, and (c) is an arrow indicating the pipe portion in (a). A cross-sectional view showing a state seen from the AA direction. (a)は第1ケース部を上方から見た状態を示す平面図、(b)は(a)の第1ケース部を矢印B−B方向から見た状態を示す断面図。(A) is a plan view showing a state in which the first case portion is viewed from above, and (b) is a cross-sectional view showing a state in which the first case portion in (a) is viewed from the direction of arrows BB. (a)は第2ケース部を上方から見た状態を示す平面図。(b)は第2ケース部を水平方向から見た状態を示す側面図。(A) is a plan view showing a state in which the second case portion is viewed from above. (B) is a side view showing a state in which the second case portion is viewed from the horizontal direction. イオン交換器の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of an ion exchanger. カートリッジの第1ケース部、管部、及び第2ケース部を示す側面図。The side view which shows the 1st case part, the tube part, and the 2nd case part of a cartridge. (a)は第2ケース部及び管部をハウジングの流入口側から見た状態を示す側面図、(b)は第2ケース部及び管部をハウジングの流出口側から見た状態を示す側面図。(A) is a side view showing a state in which the second case portion and the pipe portion are viewed from the inlet side of the housing, and (b) is a side view showing a state in which the second case portion and the pipe portion are viewed from the outlet side of the housing. Figure. イオン交換器における管部内の通路であって、流入口と流出口との間の部分を示す概略図。The schematic diagram which shows the part in the pipe part in an ion exchanger between the inlet and the outlet. 図9の調整弁を矢印C−C方向から見た状態を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the adjusting valve of FIG. 9 is viewed from the direction of arrows CC. イオン交換器における管部内の通路であって、流入口と流出口との間の部分を示す概略図。The schematic diagram which shows the part in the pipe part in an ion exchanger between the inlet and the outlet. 図11の調整弁を矢印D−D方向から見た状態を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the adjusting valve of FIG. 11 is viewed from the direction of arrows DD. 弁機構の他の例を示す略図。The schematic which shows another example of a valve mechanism. 同弁機構を示す略図。The schematic which shows the valve mechanism. 弁機構の他の例を示す略図。The schematic which shows another example of a valve mechanism. 同弁機構を示す略図。The schematic which shows the valve mechanism.

[第1実施形態]
以下、イオン交換器の第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示すように、燃料電池1を搭載した車両には、その燃料電池1を冷却するための冷媒を流す冷却回路2が設けられている。なお、こうした冷媒としては、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の駆動により冷媒が循環するようになっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the ion exchanger will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
As shown in FIG. 1, the vehicle equipped with the fuel cell 1 is provided with a cooling circuit 2 through which a refrigerant for cooling the fuel cell 1 flows. As such a refrigerant, cooling water containing ethylene glycol (long life coolant) or the like is used. Then, in the cooling circuit 2, the refrigerant is circulated by driving the pump 3.

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

また、冷却回路2には、冷媒に含まれるイオンを取り除くためのイオン交換器5、及び、そのイオン交換器5に冷媒を流すためのバイパス配管6が設けられている。上記イオン交換器5はバイパス配管6の途中に設けられている。そして、バイパス配管6の一方の端部は、冷却回路2における燃料電池1よりも下流側かつラジエータ4よりも上流側の部分に接続されている。また、バイパス配管6のもう一方の端部は、冷却回路2におけるラジエータ4よりも下流側かつポンプ3よりも上流側の部分にバルブ7を介して接続されている。 Further, the cooling circuit 2 is provided with an ion exchanger 5 for removing ions contained in the refrigerant and a bypass pipe 6 for flowing the refrigerant through the ion exchanger 5. The ion exchanger 5 is provided in the middle of the bypass pipe 6. Then, one end of the bypass pipe 6 is connected to a portion of the cooling circuit 2 on the downstream side of the fuel cell 1 and on the upstream side of the radiator 4. Further, the other end of the bypass pipe 6 is connected to a portion of the cooling circuit 2 on the downstream side of the radiator 4 and on the upstream side of the pump 3 via a valve 7.

上記バルブ7は、燃料電池1を通過した冷媒をバイパス配管6(イオン交換器5)に流すか否かを定めるべく開閉動作する。詳しくは、バルブ7を閉じた状態のもとでは、上記冷媒がバイパス配管6に流れることなくラジエータ4側に流れる。一方、バルブ7を開くと、燃料電池1を通過した冷媒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に流れ込んだ冷媒は、イオン交換器5を通過する際にイオンが除去され、その後に冷却回路2におけるラジエータ4よりも下流側かつポンプ3よりも上流側の部分に流れる。 The valve 7 opens and closes to determine whether or not the refrigerant that has passed through the fuel cell 1 flows through the bypass pipe 6 (ion exchanger 5). Specifically, when the valve 7 is closed, the refrigerant flows to the radiator 4 side without flowing to the bypass pipe 6. On the other hand, when the valve 7 is opened, a part of the refrigerant that has passed through the fuel cell 1 flows into the bypass pipe 6 instead of flowing to the radiator 4 side. The refrigerant that has flowed into the bypass pipe 6 in this way has ions removed when it passes through the ion exchanger 5, and then flows to a portion downstream of the radiator 4 and upstream of the pump 3 in the cooling circuit 2.

次に、イオン交換器5の構造について説明する。
図2に示すように、イオン交換器5は、上下方向に延びるとともに上方に向けて開口しているハウジング8を備えている。このハウジング8の上下方向中央部における図中の左右方向一方側(図中の左側)の部分には、バイパス配管6(図1)におけるイオン交換器5よりも上流側の部分に繋がってハウジング8内に冷媒を流入させる流入口9が形成されている。また、ハウジング8の上下方向中央部における図中の左右方向他方側(図2の右側)の部分には、ハウジング8内の冷媒を流出させる流出口10が形成されている。この流出口10は、バイパス配管6(図1)におけるイオン交換器5よりも下流側の部分と繋がっている。
Next, the structure of the ion exchanger 5 will be described.
As shown in FIG. 2, the ion exchanger 5 includes a housing 8 that extends in the vertical direction and opens upward. The portion of the housing 8 in the central portion in the vertical direction on one side in the left-right direction (left side in the drawing) is connected to the portion upstream of the ion exchanger 5 in the bypass pipe 6 (FIG. 1), and the housing 8 is connected. An inflow port 9 for flowing a refrigerant is formed inside. Further, an outflow port 10 for discharging the refrigerant in the housing 8 is formed in the portion of the housing 8 at the center in the vertical direction on the other side in the left-right direction (right side in FIG. 2) in the drawing. The outlet 10 is connected to a portion of the bypass pipe 6 (FIG. 1) on the downstream side of the ion exchanger 5.

ハウジング8内には、イオン交換樹脂11,12を装填可能であるカートリッジ13が取り付けられている。上記イオン交換樹脂11,12としては、アニオン樹脂とカチオン樹脂とを所定の割合で配合したものが用いられる。また、カートリッジ13は、ハウジング8に対し、その開口から上方に向けて取り外すことが可能となっている。そして、イオン交換器5では、ハウジング8内を流れる冷媒がカートリッジ13に装填されたイオン交換樹脂11,12を通過する際、その冷媒中のイオンがイオン交換を通じて取り除かれるようになる。 A cartridge 13 capable of loading the ion exchange resins 11 and 12 is mounted in the housing 8. As the ion exchange resins 11 and 12, those in which an anionic resin and a cationic resin are mixed in a predetermined ratio are used. Further, the cartridge 13 can be removed upward from the opening of the housing 8. Then, in the ion exchanger 5, when the refrigerant flowing in the housing 8 passes through the ion exchange resins 11 and 12 loaded in the cartridge 13, the ions in the refrigerant are removed through ion exchange.

カートリッジ13は、ハウジング8内で流入口9と流出口10とを繋ぐよう水平方向に延びる通路16aが設けられた管部16を備えている。更に、カートリッジ13は、ハウジング8内であって流入口9及び流出口10よりも上部に位置してイオン交換樹脂11を装填することが可能である第1ケース部14と、ハウジング8内であって流入口9及び流出口10よりも下部に位置してイオン交換樹脂12を装填することが可能である第2ケース部15と、を備えている。これら第1ケース部14及び第2ケース部15はそれぞれ管部16の上面及び下面に対し固定されており、同管部16によって第1ケース部14と第2ケース部15とが隔てられている。 The cartridge 13 includes a pipe portion 16 provided with a passage 16a extending in the horizontal direction so as to connect the inflow port 9 and the outflow port 10 in the housing 8. Further, the cartridge 13 is inside the housing 8 and the first case portion 14 which is located above the inflow port 9 and the outflow port 10 and can be loaded with the ion exchange resin 11. It is provided with a second case portion 15 which is located below the inflow port 9 and the outflow port 10 and can be loaded with the ion exchange resin 12. The first case portion 14 and the second case portion 15 are fixed to the upper surface and the lower surface of the pipe portion 16, respectively, and the first case portion 14 and the second case portion 15 are separated by the pipe portion 16. ..

図3において、(a)は図2の管部16を上方から見た状態を示しており、(b)は同管部16を下方から見た状態を示しており、(C)は(a)の管部16を矢印A−A方向から見た状態の断面を示している。図3(a)に示すように、管部16の中央部には同管部16の上面で開口する挿入孔17が形成されており、管部16における挿入孔17よりも左側の部分には同管部16の上面で開口する第1連通孔18が形成されている。また、図3(b)及び(c)に示すように、管部16における右側の部分には同管部16の下面で開口する第2連通孔19が形成されており、管部16における左端の部分には同管部16の下面で開口するスリット20が形成されている。 In FIG. 3, (a) shows a state in which the pipe portion 16 of FIG. 2 is viewed from above, (b) shows a state in which the pipe portion 16 is viewed from below, and (C) is (a). ) Is shown in cross section as viewed from the direction of arrows AA. As shown in FIG. 3A, an insertion hole 17 that opens on the upper surface of the pipe portion 16 is formed in the central portion of the pipe portion 16, and is formed in a portion of the pipe portion 16 on the left side of the insertion hole 17. A first communication hole 18 that opens on the upper surface of the pipe portion 16 is formed. Further, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), a second communication hole 19 that opens on the lower surface of the pipe portion 16 is formed in the right portion of the pipe portion 16, and the left end of the pipe portion 16 is formed. A slit 20 is formed in the portion of the pipe portion 16 to open on the lower surface of the pipe portion 16.

図2に示すように、管部16の通路16aは、上述した挿入孔17、第1連通孔18、第2連通孔19、及びスリット20と連通している。通路16aにおける流入口9と流出口10との間の部分には、冷媒の流通面積が他の部分よりも小さい縮径部24が形成されている。そして、上記第1連通孔18は縮径部24よりも上記流入口9寄りの部分に位置しており、上記挿入孔17は縮径部24よりも上記流出口10寄りの部分に位置している。また、上記スリット20は縮径部24よりも上記流入口9寄りの部分であって同流入口9に隣接する部分に位置しており、上記第2連通孔19は縮径部24よりも上記流出口10寄りの部分に位置している。 As shown in FIG. 2, the passage 16a of the pipe portion 16 communicates with the above-mentioned insertion hole 17, the first communication hole 18, the second communication hole 19, and the slit 20. A diameter-reduced portion 24 having a smaller flow area of the refrigerant than the other portions is formed in the portion between the inflow port 9 and the outflow port 10 in the passage 16a. The first communication hole 18 is located closer to the inflow port 9 than the reduced diameter portion 24, and the insertion hole 17 is located closer to the outlet 10 than the reduced diameter portion 24. There is. Further, the slit 20 is located closer to the inflow port 9 than the diameter-reduced portion 24 and is located adjacent to the inflow port 9, and the second communication hole 19 is located closer to the inflow port 9 than the diameter-reduced portion 24. It is located near the outlet 10.

図4において、(a)は第1ケース部14を上方から見た状態を示しており、(b)は(a)の第1ケース部14を矢印B−B方向から見た状態を示している。第1ケース部14は、上下方向に延びる円筒状の外壁21と、その外壁21の内部で上下方向に延びるとともに同外壁21に支持されたチューブ部材22と、を備えている。チューブ部材22は外壁21の中心線に沿って延びており、その外壁21との間にはイオン交換樹脂11(図2)を装填することが可能となっている。外壁21の下側の開口部には冷媒を通過させることが可能なメッシュ23が設けられており、そのメッシュ23の中心部を上記チューブ部材22の下端部が貫通している。 In FIG. 4, (a) shows a state in which the first case portion 14 is viewed from above, and (b) shows a state in which the first case portion 14 in (a) is viewed from the direction of arrows BB. There is. The first case portion 14 includes a cylindrical outer wall 21 extending in the vertical direction, and a tube member 22 extending in the vertical direction inside the outer wall 21 and supported by the outer wall 21. The tube member 22 extends along the center line of the outer wall 21, and an ion exchange resin 11 (FIG. 2) can be loaded between the tube member 22 and the outer wall 21. A mesh 23 through which the refrigerant can pass is provided in the opening on the lower side of the outer wall 21, and the lower end portion of the tube member 22 penetrates the central portion of the mesh 23.

図2に示すように、第1ケース部14が管部16の上面に固定された状態では、チューブ部材22の下端部が管部16の挿入孔17に挿入されており、チューブ部材22の内部が管部16の通路16aにおける縮径部24よりも下流側の部分と連通している。更に、この状態のもとでは、第1ケース部14におけるメッシュ23と管部16の上面との間の部分が、第1ケース部14の下端(外壁21の下側の開口)と管部16の第1連通孔18とを繋ぐ第1流入部25となる。この第1流入部25は、管部16における第1連通孔18及び通路16aを介してハウジング8の流入口9に繋がっており、その流入口9から第1ケース部14(外壁21)内に冷媒を流入させるためのものである。 As shown in FIG. 2, in a state where the first case portion 14 is fixed to the upper surface of the pipe portion 16, the lower end portion of the tube member 22 is inserted into the insertion hole 17 of the pipe portion 16, and the inside of the tube member 22 is inserted. Communicates with a portion of the pipe portion 16 on the downstream side of the reduced diameter portion 24 in the passage 16a. Further, under this state, the portion between the mesh 23 and the upper surface of the pipe portion 16 in the first case portion 14 is the lower end of the first case portion 14 (the opening on the lower side of the outer wall 21) and the pipe portion 16. It becomes the first inflow portion 25 connecting with the first communication hole 18 of the above. The first inflow portion 25 is connected to the inflow port 9 of the housing 8 via the first communication hole 18 and the passage 16a in the pipe portion 16, and the inflow port 9 is connected to the inside of the first case portion 14 (outer wall 21). This is for allowing the refrigerant to flow in.

第1ケース部14における外壁21の上端の開口には冷媒を通過させることが可能なメッシュ26が設けられており、そのメッシュ26の中心部をチューブ部材22の上端部が貫通している。外壁21の上端部には同外壁21の上端の開口を閉塞するキャップ27が固定されており、キャップ27の内側には上記チューブ部材22の上端が位置している。このチューブ部材22の内部は、管部16の通路16aを介してハウジング8の流出口10に繋がっており、第1ケース部14内の冷媒を流出させる第1流出部28となっている。また、キャップ27は、ハウジング8の上端部に対しボルト締結によって取り付けられており、そのボルト締結を解除することによってハウジング8の上端部から取り外すことが可能となっている。 A mesh 26 through which the refrigerant can pass is provided in the opening at the upper end of the outer wall 21 in the first case portion 14, and the upper end portion of the tube member 22 penetrates the central portion of the mesh 26. A cap 27 that closes the opening at the upper end of the outer wall 21 is fixed to the upper end of the outer wall 21, and the upper end of the tube member 22 is located inside the cap 27. The inside of the tube member 22 is connected to the outflow port 10 of the housing 8 via the passage 16a of the pipe portion 16, and serves as a first outflow portion 28 that allows the refrigerant in the first case portion 14 to flow out. Further, the cap 27 is attached to the upper end portion of the housing 8 by bolt fastening, and can be removed from the upper end portion of the housing 8 by releasing the bolt fastening.

図5において、(a)は第2ケース部15を上方から見た状態を示しており、(b)は第2ケース部15を側方から見た状態を示している。第2ケース部15は、上下方向に延びる円筒状の外壁31を備えている。外壁31の外径は、ハウジング8(図2)の内径よりも僅かに小さい外径となっている。また、外壁21における図5(a)及び図5(b)の左端は、外壁31の上端から下端に亘って延びる平坦部33となっている。この外壁31の内側には、イオン交換樹脂12(図2)を装填することが可能となっている。また、外壁21の下側の開口部には冷媒を通過させることが可能なメッシュ32が設けられている一方、外壁21の上側の開口部には冷媒を通過させることが可能なメッシュ36が設けられている。 In FIG. 5, (a) shows a state in which the second case portion 15 is viewed from above, and (b) shows a state in which the second case portion 15 is viewed from the side. The second case portion 15 includes a cylindrical outer wall 31 extending in the vertical direction. The outer diameter of the outer wall 31 is slightly smaller than the inner diameter of the housing 8 (FIG. 2). Further, the left ends of FIGS. 5 (a) and 5 (b) on the outer wall 21 are flat portions 33 extending from the upper end to the lower end of the outer wall 31. The ion exchange resin 12 (FIG. 2) can be loaded inside the outer wall 31. Further, the opening on the lower side of the outer wall 21 is provided with a mesh 32 through which the refrigerant can pass, while the opening on the upper side of the outer wall 21 is provided with a mesh 36 through which the refrigerant can pass. Has been done.

図2に示すように、第2ケース部15が管部16の下面に固定された状態では、外壁31の上端が管部16の下面に当接することにより、外壁31の平坦部33とハウジング8の内壁との間の部分が管部16のスリット20に対応して位置して同スリット20と連通する。更に、第2ケース部15のメッシュ32とハウジング8の内側底面との間には隙間があり、その隙間に対し外壁31の平坦部33とハウジング8の内壁との間の部分が連通している。そして、第2ケース部15における外壁31の平坦部33とハウジング8の内壁との間の部分は、第2ケース部15(外壁31)内に冷媒を流入させる第2流入部34となっている。この第2流入部34は、管部16のスリット20及び通路16aを介してハウジング8の流入口9に繋がるとともに、メッシュ32とハウジング8の内側底面との間の隙間、及び同メッシュ32を介して第2ケース部15の外壁31における下端の開口に繋がっている。 As shown in FIG. 2, when the second case portion 15 is fixed to the lower surface of the pipe portion 16, the upper end of the outer wall 31 comes into contact with the lower surface of the pipe portion 16, so that the flat portion 33 of the outer wall 31 and the housing 8 The portion between the inner wall and the pipe portion 16 is located corresponding to the slit 20 of the pipe portion 16 and communicates with the slit 20. Further, there is a gap between the mesh 32 of the second case portion 15 and the inner bottom surface of the housing 8, and the portion between the flat portion 33 of the outer wall 31 and the inner wall of the housing 8 communicates with the gap. .. The portion of the second case portion 15 between the flat portion 33 of the outer wall 31 and the inner wall of the housing 8 is a second inflow portion 34 that allows the refrigerant to flow into the second case portion 15 (outer wall 31). .. The second inflow portion 34 is connected to the inflow port 9 of the housing 8 through the slit 20 of the pipe portion 16 and the passage 16a, and also through the gap between the mesh 32 and the inner bottom surface of the housing 8 and the mesh 32. It is connected to the opening at the lower end of the outer wall 31 of the second case portion 15.

第2ケース部15が管部16の下面に固定された状態では、外壁31の上端が管部16の下面に当接することにより、第2ケース部15における外壁31の上端の開口が管部16のスリット20に対し遮断される一方、第2ケース部15の上端における管部16の下面との間の部分を介して同管部16の第2連通孔19と連通する。そして、第2ケース部15の上端における管部16の下面との間の部分は、管部16の第2連通孔19及び通路16aを介してハウジング8の流出口10に繋がっており、第2ケース部15(外壁31)内の冷媒を流出させる第2流出部35となっている。 In a state where the second case portion 15 is fixed to the lower surface of the pipe portion 16, the upper end of the outer wall 31 comes into contact with the lower surface of the pipe portion 16, so that the opening of the upper end of the outer wall 31 in the second case portion 15 is opened to the pipe portion 16. While being blocked from the slit 20 of the second case portion 15, it communicates with the second communication hole 19 of the pipe portion 16 via a portion between the upper end of the second case portion 15 and the lower surface of the pipe portion 16. The portion of the upper end of the second case portion 15 between the lower end of the pipe portion 16 and the lower surface of the pipe portion 16 is connected to the outflow port 10 of the housing 8 via the second communication hole 19 and the passage 16a of the pipe portion 16. It is a second outflow portion 35 that allows the refrigerant in the case portion 15 (outer wall 31) to flow out.

次に、イオン交換器5の作用について説明する。
製造直後であって新品の冷却回路2などにおいては、同冷却回路2内の冷媒に対し配管等からイオン(カチオン)が多く溶出して冷媒中のイオンの濃度が急速に高くなるおそれがある。従って、この場合にはイオン交換器5によって冷媒から効果的にイオンを取り除くため、第1ケース部14にイオン交換樹脂11を装填するとともに第2ケース部15にイオン交換樹脂12を装填したカートリッジ13が、イオン交換器5のハウジング8に取り付けられる。なお、この場合のイオン交換樹脂11,12におけるカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との配合割合は、上記イオンを冷媒から効果的に取り除くことが可能な割合とされている。
Next, the operation of the ion exchanger 5 will be described.
In a new cooling circuit 2 or the like immediately after production, a large amount of ions (cations) may elute from the piping or the like with respect to the refrigerant in the cooling circuit 2, and the concentration of ions in the refrigerant may increase rapidly. Therefore, in this case, in order to effectively remove ions from the refrigerant by the ion exchanger 5, the cartridge 13 is loaded with the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the ion exchange resin 12 in the second case portion 15. Is attached to the housing 8 of the ion exchanger 5. In this case, the mixing ratio of the cation exchange resin and the anion exchange resin in the ion exchange resins 11 and 12 is such that the ions can be effectively removed from the refrigerant.

上記イオン交換器5において、流入口9からハウジング8内に流入した冷媒は、カートリッジ13における管部16の通路16aに流入する。通路16a内の冷媒は、縮径部24を通過してハウジング8の流出口10から流出するものと、カートリッジ13における第1ケース部14もしくは第2ケース部15を通過した後にハウジング8の流出口10から流出するものとに分かれる。以下、通路16a内の冷媒のうち、第1ケース部14を通過する冷媒の流れ、及び、第2ケース部15を通過する冷媒の流れについて個別に述べる。 In the ion exchanger 5, the refrigerant that has flowed into the housing 8 from the inflow port 9 flows into the passage 16a of the pipe portion 16 of the cartridge 13. The refrigerant in the passage 16a passes through the reduced diameter portion 24 and flows out from the outlet 10 of the housing 8, and the refrigerant flows through the first case portion 14 or the second case portion 15 of the cartridge 13 and then the outlet of the housing 8. It is divided into those that flow out from 10. Hereinafter, among the refrigerants in the passage 16a, the flow of the refrigerant passing through the first case portion 14 and the flow of the refrigerant passing through the second case portion 15 will be described individually.

通路16a内においては縮径部24よりも上流側の部分が同縮径部24よりも下流側の部分に対し高圧となるため、第1ケース部14においても第1流出部28側よりも第1流入部25側の方が高圧となり、そうした圧力差を通じて通路16a内の冷媒の一部が第1ケース部14を通過する。詳しくは、上記冷媒が第1流入部25から第1ケース部14内(外壁21の下端)に流入してイオン交換樹脂11を下から上に向けて通過し、その際にイオン交換樹脂11によるイオン交換を通じて冷媒中のイオンが取り除かれる。そして、イオンが取り除かれた後の冷媒は、第1流出部28を介して第1ケース部14外(通路16a)に流出し、更にハウジング8の流出口10を介して同ハウジング8外に流出する。 In the passage 16a, the portion upstream of the reduced diameter portion 24 has a higher pressure than the portion downstream of the reduced diameter portion 24, so that the first case portion 14 also has a higher pressure than the first outflow portion 28 side. The pressure on the 1 inflow portion 25 side becomes higher, and a part of the refrigerant in the passage 16a passes through the first case portion 14 through such a pressure difference. Specifically, the refrigerant flows from the first inflow portion 25 into the inside of the first case portion 14 (the lower end of the outer wall 21) and passes through the ion exchange resin 11 from the bottom to the top, and at that time, the ion exchange resin 11 is used. Ions in the refrigerant are removed through ion exchange. Then, the refrigerant after the ions have been removed flows out of the first case portion 14 (passage 16a) through the first outflow portion 28, and further flows out of the housing 8 through the outflow port 10 of the housing 8. To do.

また、通路16a内において縮径部24よりも上流側の部分が同縮径部24よりも下流側の部分に対し高圧となるため、第2ケース部15においても第2流出部35側よりも第2流入部34側の方が高圧となり、そうした圧力差を通じて通路16a内の冷媒の一部が第2ケース部15を通過する。詳しくは、上記冷媒が第2流入部34から第2ケース部15内(外壁31の下端)に流入してイオン交換樹脂12を下から上に向けて通過し、その際にイオン交換樹脂12によるイオン交換を通じて冷媒中のイオンが取り除かれる。そして、イオンが取り除かれた後の冷媒は、第2流出部35を介して第2ケース部15外(通路16a)に流出し、更にハウジング8の流出口10を介して同ハウジング8外に流出する。 Further, in the passage 16a, the portion upstream of the reduced diameter portion 24 has a higher pressure than the portion downstream of the reduced diameter portion 24, so that the second case portion 15 also has a higher pressure than the second outflow portion 35 side. The pressure on the second inflow portion 34 side becomes higher, and a part of the refrigerant in the passage 16a passes through the second case portion 15 through such a pressure difference. Specifically, the refrigerant flows from the second inflow portion 34 into the inside of the second case portion 15 (the lower end of the outer wall 31) and passes through the ion exchange resin 12 from the bottom to the top, and at that time, the ion exchange resin 12 is used. Ions in the refrigerant are removed through ion exchange. Then, the refrigerant after the ions have been removed flows out of the second case portion 15 (passage 16a) through the second outflow portion 35, and further flows out of the housing 8 through the outflow port 10 of the housing 8. To do.

このようにハウジング8内におけるイオン交換樹脂11,12を通過する冷媒の流れ、すなわちカートリッジ13における冷媒の流れとして、第1ケース部14(イオン交換樹脂11)を通過する冷媒の流れと第2ケース部15(イオン交換樹脂12)を通過する冷媒の流れとが別々に生じる。言い換えれば、カートリッジ13に装填されたイオン交換樹脂11,12を冷媒が通過するときの同冷媒の流路が、第1ケース部14側の流路と第2ケース部15側の流路との二系統に分けられる。このため、二系統の流路のうちの一つ一つを短くすることができ、それぞれの流路を冷媒が通過するときの圧力損失を小さく抑えることができる。 As described above, as the flow of the refrigerant passing through the ion exchange resins 11 and 12 in the housing 8, that is, the flow of the refrigerant in the cartridge 13, the flow of the refrigerant passing through the first case portion 14 (ion exchange resin 11) and the second case. The flow of the refrigerant passing through the portion 15 (ion exchange resin 12) is generated separately. In other words, the flow path of the refrigerant when the refrigerant passes through the ion exchange resins 11 and 12 loaded in the cartridge 13 is the flow path on the first case portion 14 side and the flow path on the second case portion 15 side. It is divided into two systems. Therefore, each of the two flow paths can be shortened, and the pressure loss when the refrigerant passes through each flow path can be suppressed to a small value.

イオン交換器5のイオン交換樹脂11,12を新しいものに取り替える際には、カートリッジ13ごと新しいものに取り替えられる。すなわち、ハウジング8の上端部に対するキャップ27のボルト締結を解除し、その状態でカートリッジ13をハウジング8内から上方に向けて取り外す。その後、新しいイオン交換樹脂11,12が装填された別のカートリッジ13をハウジング8内に上方から落とし込み、キャップ27をハウジング8に対しボルト締結することにより、上記カートリッジ13がハウジング8内に取り付けられる。 When the ion exchange resins 11 and 12 of the ion exchanger 5 are replaced with new ones, the entire cartridge 13 is replaced with a new one. That is, the bolts of the cap 27 are released from the upper end of the housing 8, and the cartridge 13 is removed from the inside of the housing 8 upward in that state. After that, another cartridge 13 loaded with the new ion exchange resins 11 and 12 is dropped into the housing 8 from above, and the cap 27 is bolted to the housing 8 to mount the cartridge 13 in the housing 8.

ちなみに、イオン交換器5のカートリッジ13を新しいものに交換する際、冷却回路2の製造直後から時間が経過して冷媒中のイオン濃度が徐々にしか高くならないなど、同冷媒からイオンを効果的に取り除く必要がない状況であれば、第1ケース部14のみにイオン交換樹脂11を装填したカートリッジ13がハウジング8に対し取り付けられる。この場合、第1ケース部14に装填されたイオン交換樹脂11だけで冷媒から十分にイオンを取り除くことができ、カートリッジ13に装填されるイオン交換樹脂の量が冷媒からイオンを取り除くうえで過剰になることはない。なお、このときのカートリッジ13としては、管部16におけるスリット20と第2連通孔19との少なくとも一方を塞ぐとともに、そうした状態のもとで第1ケース部14内を冷媒が適正流量で流れるよう縮径部24における冷媒の流通面積が調整されたものとすることが好ましい。 By the way, when the cartridge 13 of the ion exchanger 5 is replaced with a new one, the ion concentration in the refrigerant gradually increases after a lapse of time immediately after the production of the cooling circuit 2, and the ions are effectively converted from the refrigerant. If it is not necessary to remove the cartridge 13, the cartridge 13 in which the ion exchange resin 11 is loaded only in the first case portion 14 is attached to the housing 8. In this case, the ion exchange resin 11 loaded in the first case portion 14 can sufficiently remove ions from the refrigerant, and the amount of the ion exchange resin loaded in the cartridge 13 is excessive for removing ions from the refrigerant. It will never be. The cartridge 13 at this time closes at least one of the slit 20 and the second communication hole 19 in the pipe portion 16 and allows the refrigerant to flow in the first case portion 14 at an appropriate flow rate under such a state. It is preferable that the flow area of the refrigerant in the reduced diameter portion 24 is adjusted.

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)冷媒からイオンを効果的に取り除くべく第1ケース部14及び第2ケース部15にイオン交換樹脂11,12を装填したカートリッジ13をハウジング8に取り付けた場合、イオン交換樹脂11,12を冷媒が通過するときの同冷媒の流路が第1ケース部14側の流路と第2ケース部15側の流路との二系統に分けられて一つ一つの流路が短くなる。このため、各流路を冷媒が通過するときの圧力損失を小さく抑えることができる。
According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) When the cartridge 13 in which the ion exchange resins 11 and 12 are loaded in the first case portion 14 and the second case portion 15 is attached to the housing 8 in order to effectively remove the ions from the refrigerant, the ion exchange resins 11 and 12 are used. The flow path of the refrigerant through which the refrigerant passes is divided into two systems, a flow path on the first case portion 14 side and a flow path on the second case portion 15 side, and each flow path is shortened. Therefore, the pressure loss when the refrigerant passes through each flow path can be suppressed to a small value.

(2)冷媒からイオンを効果的に取り除く必要がない状況であるときには、第1ケース部14のみにイオン交換樹脂11が装填されたカートリッジ13を用いることにより、同カートリッジ13に装填されたイオン交換樹脂の量が冷媒からイオンを取り除くうえで過剰になることを抑制できる。 (2) When it is not necessary to effectively remove ions from the refrigerant, by using the cartridge 13 in which the ion exchange resin 11 is loaded only in the first case portion 14, the ion exchange loaded in the cartridge 13 is used. It is possible to prevent the amount of resin from becoming excessive in removing ions from the refrigerant.

(3)冷媒が第1ケース部14を通過する際、冷媒は管部16の通路16aから第1流入部25を介して第1ケース部14の下端に流入し、同第1ケース部14内を上に向けて流れた後、チューブ部材22の上端及びその内部(第1流出部28)を介して第1ケース部14から流出する。従って、第1ケース部14内を下から上に通過する冷媒と同第1ケース部14内に装填されたイオン交換樹脂11とを効率よく接触させることができ、そのイオン交換樹脂11によるイオン交換を通じて冷媒からイオンを効率よく取り除くことができる。 (3) When the refrigerant passes through the first case portion 14, the refrigerant flows from the passage 16a of the pipe portion 16 to the lower end of the first case portion 14 through the first inflow portion 25, and enters the first case portion 14. After flowing upward, it flows out from the first case portion 14 through the upper end of the tube member 22 and the inside thereof (first outflow portion 28). Therefore, the refrigerant passing through the first case portion 14 from the bottom to the top can be efficiently brought into contact with the ion exchange resin 11 loaded in the first case portion 14, and the ion exchange resin 11 can efficiently contact the refrigerant. Ions can be efficiently removed from the refrigerant through.

(4)冷媒が第2ケース部15を通過する際、冷媒は管部16の通路16aから第2流入部34を介して第2ケース部15の下端に流入し、同第2ケース部15内を上に向けて流れた後に第2流出部35を介して第2ケース部15から流出する。従って、第2ケース部15内を下から上に通過する冷媒と同第2ケース部15内に装填されたイオン交換樹脂12とを効率よく接触させることができ、そのイオン交換樹脂12によるイオン交換を通じて冷媒からイオンを効率よく取り除くことができる。 (4) When the refrigerant passes through the second case portion 15, the refrigerant flows from the passage 16a of the pipe portion 16 to the lower end of the second case portion 15 via the second inflow portion 34, and enters the second case portion 15. Flows upward and then flows out from the second case portion 15 via the second outflow portion 35. Therefore, the refrigerant passing through the second case portion 15 from the bottom to the top can be efficiently brought into contact with the ion exchange resin 12 loaded in the second case portion 15, and the ion exchange resin 12 can efficiently contact the refrigerant. Ions can be efficiently removed from the refrigerant through.

[第2実施形態]
次に、イオン交換器の第2実施形態について図6〜図8を参照して説明する。
図6に示すように、この実施形態のイオン交換器5では、カートリッジ13における管部16と第2ケース部15とが一体化されている点が第1実施形態と異なっているとともに、第2ケース部15における外壁31の外周面の形状が第1実施形態とは異なっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the ion exchanger will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
As shown in FIG. 6, the ion exchanger 5 of this embodiment is different from the first embodiment in that the tube portion 16 and the second case portion 15 of the cartridge 13 are integrated, and the second embodiment. The shape of the outer peripheral surface of the outer wall 31 of the case portion 15 is different from that of the first embodiment.

図7に示すように、第2ケース部15の外壁31は、第2ケース部15の上部に大径部31aを有する一方、その大径部31aに対し段差31bを挟んで同第2ケース部15の下部に位置する小径部31cを有している。この小径部31cの外径(外周面の径)は、大径部31aの外径(外周面の径)よりも小さくされている。そして、この小径部31cの外周面と図6に示すハウジング8の内壁との間には、第2流入部34が形成されている。 As shown in FIG. 7, the outer wall 31 of the second case portion 15 has a large diameter portion 31a at the upper part of the second case portion 15, while the second case portion has a step 31b with respect to the large diameter portion 31a. It has a small diameter portion 31c located at the lower part of 15. The outer diameter (diameter of the outer peripheral surface) of the small diameter portion 31c is smaller than the outer diameter (diameter of the outer peripheral surface) of the large diameter portion 31a. A second inflow portion 34 is formed between the outer peripheral surface of the small diameter portion 31c and the inner wall of the housing 8 shown in FIG.

図8において、(a)は第2ケース部15及び管部16をハウジング8(図6)の流入口9側から見た状態を示しており、(b)は第2ケース部15及び管部16をハウジング8の流出口10側から見た状態を示している。図8及び図7から分かるように、上記段差31bは、その上端がハウジング8の流入口9に最も近くなる一方、下方に向うほどハウジング8の流入口9から遠ざかる斜状に形成されている。 In FIG. 8, (a) shows a state in which the second case portion 15 and the pipe portion 16 are viewed from the inflow port 9 side of the housing 8 (FIG. 6), and (b) shows the second case portion 15 and the pipe portion. 16 is shown as viewed from the outlet 10 side of the housing 8. As can be seen from FIGS. 8 and 7, the step 31b is formed in an oblique shape in which the upper end thereof is closest to the inflow port 9 of the housing 8 while the step toward the lower side is farther from the inflow port 9 of the housing 8.

次に、本実施形態におけるイオン交換器5の作用効果について説明する。
(5)図2に示す第1実施形態のイオン交換器5では、第2流入部34が管部16における流入口9寄りの部分から真っ直ぐ下に延びてメッシュ32とハウジング8の内側底面との間の隙間に繋がっているため、冷媒が上記第2流入部34を介して第2ケース部15の下端(上記隙間)に達したときの位置が上記流入口9寄りに偏る。このため、第2ケース部15の下端から同第2ケース部15内に冷媒が流入した後、第2ケース部15内(イオン交換樹脂12)を冷媒が下から上に流れる際の同冷媒の流量に第2ケース部15内の水平方向の位置に応じた偏りが生じる。その結果、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒から効率よくイオンを取り除くことが難しくなる。
Next, the action and effect of the ion exchanger 5 in this embodiment will be described.
(5) In the ion exchanger 5 of the first embodiment shown in FIG. 2, the second inflow portion 34 extends straight downward from the portion of the pipe portion 16 near the inflow port 9, and the mesh 32 and the inner bottom surface of the housing 8 are connected to each other. Since it is connected to the gap between them, the position when the refrigerant reaches the lower end (the gap) of the second case portion 15 via the second inflow portion 34 is biased toward the inflow port 9. Therefore, after the refrigerant flows into the second case portion 15 from the lower end of the second case portion 15, the refrigerant flows through the second case portion 15 (ion exchange resin 12) from the bottom to the top. The flow rate is biased according to the horizontal position in the second case portion 15. As a result, it becomes difficult to efficiently remove ions from the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15.

しかし、本実施形態のイオン交換器5では、管部16から第2流入部34に流入した冷媒が同第2流入部34を通って第2ケース部15の下端に向う際、図8及び図7に示す斜状の段差31bにより案内されて水平方向においてハウジング8の流出口10寄りに広がりながら第2ケース部15の下端に向って同下端に到達する。従って、冷媒が上記第2流入部34を介して第2ケース部15の下端に達したときの位置が上記流入口9寄りに偏ることを抑制でき、第2ケース部15の下端から同第2ケース部15内に冷媒が流入して上に流れる際、同冷媒の流量に第2ケース部15内の水平方向の位置に応じた偏りが生じにくくなる。その結果、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を冷媒が通過するとき、その冷媒からイオンを効率よく取り除くことができる。 However, in the ion exchanger 5 of the present embodiment, when the refrigerant flowing from the pipe portion 16 into the second inflow portion 34 passes through the second inflow portion 34 and heads toward the lower end of the second case portion 15, FIGS. Guided by the oblique step 31b shown in 7, the housing 8 reaches the lower end toward the lower end of the second case portion 15 while spreading toward the outlet 10 of the housing 8 in the horizontal direction. Therefore, it is possible to prevent the position when the refrigerant reaches the lower end of the second case portion 15 via the second inflow portion 34 from being biased toward the inflow port 9, and it is possible to prevent the refrigerant from being biased toward the inflow port 9 from the lower end of the second case portion 15. When the refrigerant flows into the case portion 15 and flows upward, the flow rate of the refrigerant is less likely to be biased according to the horizontal position in the second case portion 15. As a result, when the refrigerant passes through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15, ions can be efficiently removed from the refrigerant.

[第3実施形態]
次に、イオン交換器の第3実施形態について図9〜図12を参照して説明する。
図9は、この実施形態のイオン交換器5における管部16内の通路16aであって、流入口9と流出口10との間の部分を概略的に示している。図9に示されるように、管部16内の通路16aにおける上記部分には、同部分における冷媒の流通面積を可変とすべく開閉動作する弁機構41が設けられている。この弁機構41は、通路16aの内周面から管部16の中心線に向けて突出する円環状のフランジ42と、そのフランジ42の中央部を管部16における上流側(図9の左側)から下流側(図9の右側)に貫通する調整弁43と、を備えている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the ion exchanger will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
FIG. 9 is a passage 16a in the pipe portion 16 in the ion exchanger 5 of this embodiment, and schematically shows a portion between the inflow port 9 and the outflow port 10. As shown in FIG. 9, a valve mechanism 41 that opens and closes in order to make the flow area of the refrigerant in the portion 16a in the pipe portion 16 variable is provided. The valve mechanism 41 has an annular flange 42 protruding from the inner peripheral surface of the passage 16a toward the center line of the pipe portion 16, and the central portion of the flange 42 on the upstream side of the pipe portion 16 (left side in FIG. 9). It is provided with a regulating valve 43 penetrating from the downstream side (right side in FIG. 9).

調整弁43は、ゴム等の弾性を有する材料で形成されている。この調整弁43は、上記フランジ42の中央部を貫通する円筒状の胴部44と、その胴部44における外周面の上流端(左端)に管部16の内周面に向けて突出するように形成された突部45と、を備えている。上記胴部44の下流端(右端)は、フランジ42から下流側に突出しており、下流側に向かうほど外径が縮小するテーパ状に形成されている。従って、胴部44における下流端の開口面積は、上流側の開口面積よりも小さくなっている。 The regulating valve 43 is made of an elastic material such as rubber. The adjusting valve 43 projects toward the inner peripheral surface of the pipe portion 16 at the cylindrical body portion 44 penetrating the central portion of the flange 42 and the upstream end (left end) of the outer peripheral surface of the body portion 44. It is provided with a protrusion 45 formed on the surface. The downstream end (right end) of the body portion 44 projects downstream from the flange 42, and is formed in a tapered shape in which the outer diameter decreases toward the downstream side. Therefore, the opening area at the downstream end of the body 44 is smaller than the opening area at the upstream side.

図10は、図9の調整弁43を矢印C−C方向から見た状態を示している。図10から分かるように、胴部44における下流側の端部であって上述したようにテーパ状に形成された部分には、胴部44の周方向に等間隔をおいて胴部44の中心線に向けて延びる複数の切れ目46が形成されている。そして、胴部44における下流側の端部であって上述したようにテーパ状に形成された部分は、上記複数の切れ目46により、胴部44における下流側の開口部分を周方向に囲む複数の弁体47に分割されている。なお、調整弁43(弁機構41)の胴部44における下流側の開口部分、すなわち複数の弁体47で囲まれた部分は、冷媒の流通面積が管部16における他の部分よりも小さい縮径部としての役割を担っている。 FIG. 10 shows a state in which the regulating valve 43 of FIG. 9 is viewed from the direction of arrows CC. As can be seen from FIG. 10, the downstream end portion of the body portion 44, which is formed in a tapered shape as described above, is located at the center of the body portion 44 at equal intervals in the circumferential direction of the body portion 44. A plurality of cuts 46 extending toward the line are formed. The downstream end of the body 44, which is formed in a tapered shape as described above, has a plurality of cuts 46 that surround the downstream opening of the body 44 in the circumferential direction. It is divided into valve bodies 47. The opening portion on the downstream side of the body portion 44 of the regulating valve 43 (valve mechanism 41), that is, the portion surrounded by the plurality of valve bodies 47, has a contraction in which the refrigerant flow area is smaller than the other portions in the pipe portion 16. It plays a role as a diameter part.

胴部44における下流側の開口部分を周方向に囲む複数の弁体47は、弾性を有しているため、胴部44(管部16)内を冷媒が通過するとき、その冷媒の流量が多くなるほど胴部44における下流端の開口面積(冷媒の流通面積)が大きくなるよう弾性変形する。ちなみに、図11及び図12は、胴部44の各弁体47が弾性変形することにより、胴部44における下流端の冷媒の流通面積が大きくなっている状態を示している。なお、図12は、図11の調整弁43を矢印D−D方向から見た状態を示している。 Since the plurality of valve bodies 47 that surround the opening portion on the downstream side of the body portion 44 in the circumferential direction have elasticity, when the refrigerant passes through the body portion 44 (pipe portion 16), the flow rate of the refrigerant is increased. As the number increases, the body portion 44 is elastically deformed so that the opening area at the downstream end (refrigerant flow area) becomes large. Incidentally, FIGS. 11 and 12 show a state in which each valve body 47 of the body portion 44 is elastically deformed, so that the flow area of the refrigerant at the downstream end of the body portion 44 is increased. Note that FIG. 12 shows a state in which the adjusting valve 43 of FIG. 11 is viewed from the direction of arrows DD.

調整弁43(弁機構41)は、胴部44(管部16)を流れる冷媒の流量に応じた各弁体47の弾性変形を通じて、管部16を流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時には、同流量が上記閾値以上であるという大流量時と比較して、胴部44における下流端の冷媒の流通面積を小さくする。これにより、管部16内の通路16aを流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時であっても、通路16aにおける調整弁43の上流側と下流側との圧力差が小さくなることは抑制される。 The regulating valve 43 (valve mechanism 41) is subjected to elastic deformation of each valve body 47 according to the flow rate of the refrigerant flowing through the body portion 44 (pipe portion 16), and when the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe portion 16 is less than the threshold value, the flow rate is small. The flow rate of the refrigerant at the downstream end of the body 44 is reduced as compared with the case of a large flow rate in which the same flow rate is equal to or higher than the above threshold. As a result, even when the flow rate of the refrigerant flowing through the passage 16a in the pipe portion 16 is less than the threshold value, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating valve 43 in the passage 16a is suppressed from becoming small. To.

次に、本実施形態におけるイオン交換器5の作用について説明する。
イオン交換器5において、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量は、管部16内の通路16aにおける調整弁43の上流側と下流側との圧力差に応じて変わる。詳しくは、上記圧力差が大きくなるほど、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量が多くなる。一方、上記圧力差が小さくなるほど、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量が少なくなる。
Next, the operation of the ion exchanger 5 in this embodiment will be described.
In the ion exchanger 5, the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15 are in the pipe portion 16. It changes according to the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating valve 43 in the passage 16a. Specifically, as the pressure difference increases, the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15 increase. .. On the other hand, as the pressure difference becomes smaller, the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15 become smaller.

また、管部16内の通路16aにおける調整弁43の上流側と下流側との圧力差は、通路16a内を通過する冷媒の流量から影響を受ける。すなわち、調整弁43における胴部44の下流端の開口面積(冷媒の流通面積)を一定とした条件のもとでは、上記通路16a内を通過する冷媒の流量が多くなるほど上記圧力差が大きくなる一方、同冷媒の流量が少なくなるほど上記圧力差が小さくなる。従って、管部16内の通路16aを通過する冷媒の流量が閾値未満という小流量時、通路16aにおける調整弁43の上流側と下流側との圧力差が小さくなると、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量が少なくなる。その結果、それらイオン交換樹脂11,12でのイオン交換を通じて冷媒からイオンを取り除く効率が低下するおそれがある。 Further, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating valve 43 in the passage 16a in the pipe portion 16 is affected by the flow rate of the refrigerant passing through the passage 16a. That is, under the condition that the opening area (flowing area of the refrigerant) at the downstream end of the body 44 of the adjusting valve 43 is constant, the pressure difference increases as the flow rate of the refrigerant passing through the passage 16a increases. On the other hand, the smaller the flow rate of the refrigerant, the smaller the pressure difference. Therefore, when the flow rate of the refrigerant passing through the passage 16a in the pipe portion 16 is less than the threshold value and the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating valve 43 in the passage 16a becomes small, the inside of the first case portion 14 The flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 and the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15 are reduced. As a result, the efficiency of removing ions from the refrigerant through ion exchange between the ion exchange resins 11 and 12 may decrease.

しかし、調整弁43(弁機構41)においては、管部16内の通路16aを流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時、同流量が上記閾値以上であるという大流量時と比較して、胴部44における下流端の冷媒の流通面積が小さくなるよう、各弁体47が弾性変形する。このため、管部16内の通路16aを流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時であっても、通路16aにおける調整弁43の上流側と下流側との圧力差が小さくなることは抑制される。その結果、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量が少なくなることを抑制でき、ひいてはイオン交換樹脂11,12でのイオン交換を通じて冷媒からイオンを取り除く効率が低下することを抑制できるようになる。 However, in the regulating valve 43 (valve mechanism 41), when the flow rate of the refrigerant flowing through the passage 16a in the pipe portion 16 is less than the threshold value, the flow rate is small, and when the flow rate is large, the same flow rate is equal to or higher than the threshold value. Each valve body 47 is elastically deformed so that the flow area of the refrigerant at the downstream end of the body portion 44 becomes small. Therefore, even when the flow rate of the refrigerant flowing through the passage 16a in the pipe portion 16 is less than the threshold value, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating valve 43 in the passage 16a is suppressed from becoming small. To. As a result, it is possible to suppress a decrease in the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 12 in the second case portion 15, and as a result, the ions can be suppressed. It becomes possible to suppress a decrease in the efficiency of removing ions from the refrigerant through ion exchange with the exchange resins 11 and 12.

以上詳述した本実施形態によれば、第1及び第2実施形態の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(6)管部16内の通路16aを流れる冷媒の流量の小流量時、第1ケース部14内のイオン交換樹脂11を通過する冷媒の流量、及び、第2ケース部15内のイオン交換樹脂12を通過する冷媒の流量が少なくなることを抑制でき、イオン交換樹脂11,12でのイオン交換を通じて冷媒からイオンを取り除く効率が低下することを抑制できる。
According to the present embodiment described in detail above, in addition to the effects of the first and second embodiments, the following effects can be obtained.
(6) When the flow rate of the refrigerant flowing through the passage 16a in the pipe portion 16 is small, the flow rate of the refrigerant passing through the ion exchange resin 11 in the first case portion 14 and the ion exchange resin in the second case portion 15 It is possible to suppress a decrease in the flow rate of the refrigerant passing through 12, and it is possible to suppress a decrease in the efficiency of removing ions from the refrigerant through ion exchange in the ion exchange resins 11 and 12.

[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。
・イオン交換器5のハウジング8は、鉛直方向に対し管部16の中心線周りに傾いていてもよい。
[Other Embodiments]
Each of the above embodiments can be changed as follows, for example.
The housing 8 of the ion exchanger 5 may be tilted around the center line of the pipe portion 16 with respect to the vertical direction.

・第1及び第2実施形態において、冷媒からイオンを効果的に取り除く必要がない状況のとき、第2ケース部15のみにイオン交換樹脂12を装填したカートリッジ13をハウジング8に対し取り付けるようにしてもよい。なお、このときのカートリッジ13としては、管部16における第1連通孔18と挿入孔17との少なくとも一方を塞ぐとともに、そうした状態のもとで第2ケース部15内を冷媒が適正流量で流れるよう縮径部24における冷媒の流通面積が調整されたものとすることが好ましい。 -In the first and second embodiments, when it is not necessary to effectively remove ions from the refrigerant, the cartridge 13 in which the ion exchange resin 12 is loaded only in the second case portion 15 is attached to the housing 8. May be good. The cartridge 13 at this time closes at least one of the first communication hole 18 and the insertion hole 17 in the pipe portion 16, and under such a state, the refrigerant flows in the second case portion 15 at an appropriate flow rate. It is preferable that the flow area of the refrigerant in the reduced diameter portion 24 is adjusted.

・第2実施形態において、管部16と第2ケース部15とは第1実施形態のように分割されていてもよい。
・第3実施形態において、弁機構41の代わりに図13及び図14に示す弁機構51を設けてもよい。この弁機構51は、軸52を中心に回動して管部16における通路16aの冷媒の流通面積を可変とすべく開閉動作する板状の弁体53と、その弁体53を閉じる方向(冷媒の流通面積を小さくする方向)に付勢するばね54と、を備えている。この場合、管部16内の通路16aにおける弁体53によって冷媒の流通面積が可変とされる部分が、管部16における他の部分よりも小さい縮径部として機能する。この構成によれば、管部16を流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時(図13)には、同流量が上記閾値以上であるという大流量時(図14)と比較して、通路16aにおける冷媒の流通面積が弁機構51の弁体53の動作を通じて小さくされる。
-In the second embodiment, the pipe portion 16 and the second case portion 15 may be divided as in the first embodiment.
-In the third embodiment, the valve mechanism 51 shown in FIGS. 13 and 14 may be provided instead of the valve mechanism 41. The valve mechanism 51 has a plate-shaped valve body 53 that rotates about a shaft 52 and opens and closes to make the flow area of the refrigerant in the passage 16a in the pipe portion 16 variable, and a direction for closing the valve body 53 ( It is provided with a spring 54 that urges the refrigerant in a direction that reduces the flow area of the refrigerant. In this case, the portion in which the flow area of the refrigerant is variable by the valve body 53 in the passage 16a in the pipe portion 16 functions as a reduced diameter portion smaller than the other portions in the pipe portion 16. According to this configuration, when the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe portion 16 is less than the threshold value (FIG. 13), the passage is compared with the case where the same flow rate is equal to or more than the threshold value (FIG. 14). The flow rate area of the refrigerant in 16a is reduced through the operation of the valve body 53 of the valve mechanism 51.

・図13及び図14に示す弁機構51において、ばね54の代わりに磁石によって弁体53を閉じる方向(冷媒の流通面積を小さくする方向)に付勢するようにしてもよい。この場合、図15及び図16に示すように、弁体53に磁石55を設ける一方で管部16に上記磁石55に対し反発する磁石56を設ける。これにより、弁体53は、磁石55と磁石56との反発力により、管部16における通路16aの冷媒の流通面積を小さくする方向に付勢される。この構成によれば、管部16を流れる冷媒の流量が閾値未満という小流量時(図15)には、同流量が上記閾値以上であるという大流量時(図16)と比較して、通路16aにおける冷媒の流通面積が弁機構51の弁体53の動作を通じて小さくされる。 In the valve mechanism 51 shown in FIGS. 13 and 14, instead of the spring 54, a magnet may be used to urge the valve body 53 in the closing direction (the direction in which the refrigerant flow area is reduced). In this case, as shown in FIGS. 15 and 16, the valve body 53 is provided with the magnet 55, while the pipe portion 16 is provided with the magnet 56 that repels the magnet 55. As a result, the valve body 53 is urged by the repulsive force between the magnet 55 and the magnet 56 in the direction of reducing the flow area of the refrigerant in the passage 16a in the pipe portion 16. According to this configuration, when the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe portion 16 is less than the threshold value (FIG. 15), the passage is compared with the case where the same flow rate is equal to or more than the threshold value (FIG. 16). The flow rate area of the refrigerant in 16a is reduced through the operation of the valve body 53 of the valve mechanism 51.

・第3実施形態において、調整弁43の代わりにバタフライバルブ及びピストンバルブといったバルブを設け、そうしたバルブの開度制御を通じて管部16内の通路16aにおける冷媒の流通面積を可変とするようにしてもよい。この場合、通路16a内の冷媒の流量をセンサによって検出したりポンプ3の駆動状態等から推定したりし、その流量が閾値未満であるときに同流量が閾値以上であるときと比較して上記バルブの開度が小さくなるよう同バルブの開度制御を行う。 -In the third embodiment, valves such as a butterfly valve and a piston valve are provided instead of the adjusting valve 43, and the flow area of the refrigerant in the passage 16a in the pipe portion 16 is made variable by controlling the opening degree of such valves. Good. In this case, the flow rate of the refrigerant in the passage 16a is detected by a sensor or estimated from the driving state of the pump 3, and when the flow rate is less than the threshold value, the flow rate is equal to or higher than the threshold value. The opening degree of the valve is controlled so that the opening degree of the valve becomes small.

1…燃料電池、2…冷却回路、3…ポンプ、4…ラジエータ、5…イオン交換器、6…バイパス配管、7…バルブ、8…ハウジング、9…流入口、10…流出口、11…イオン交換樹脂、12…イオン交換樹脂、13…カートリッジ、14…第1ケース部、15…第2ケース部、16…管部、16a…通路、17…挿入孔、18…第1連通孔、19…第2連通孔、20…スリット、21…外壁、22…チューブ部材、23…メッシュ、24…縮径部、25…第1流入部、26…メッシュ、27…キャップ、28…第1流出部、31…外壁、31a…大径部、31b…段差、31c…小径部、32…メッシュ、33…平坦部、34…第2流入部、35…第2流出部、36…メッシュ、41…弁機構、42…フランジ、43…調整弁、44…胴部、45…突部、46…切れ目、47…弁体、51…弁機構、52…軸、53…弁体、54…ばね、55…磁石、56…磁石。 1 ... Fuel cell, 2 ... Cooling circuit, 3 ... Pump, 4 ... Radiator, 5 ... Ion exchanger, 6 ... Bypass piping, 7 ... Valve, 8 ... Housing, 9 ... Inlet, 10 ... Outlet, 11 ... Ion Replacement resin, 12 ... Ion exchange resin, 13 ... Cartridge, 14 ... First case part, 15 ... Second case part, 16 ... Pipe part, 16a ... Passage, 17 ... Insert hole, 18 ... First communication hole, 19 ... 2nd communication hole, 20 ... slit, 21 ... outer wall, 22 ... tube member, 23 ... mesh, 24 ... reduced diameter part, 25 ... first inflow part, 26 ... mesh, 27 ... cap, 28 ... first outflow part, 31 ... outer wall, 31a ... large diameter part, 31b ... step, 31c ... small diameter part, 32 ... mesh, 33 ... flat part, 34 ... second inflow part, 35 ... second outflow part, 36 ... mesh, 41 ... valve mechanism , 42 ... Flange, 43 ... Adjustment valve, 44 ... Body, 45 ... Protrusion, 46 ... Cut, 47 ... Valve body, 51 ... Valve mechanism, 52 ... Shaft, 53 ... Valve body, 54 ... Spring, 55 ... Magnet , 56 ... Magnet.

Claims (6)

冷媒を流入させる流入口及び同冷媒を流出させる流出口が設けられているとともに上方に向けて開口しているハウジングと、
イオン交換樹脂を装填することが可能であって前記ハウジング内に上方に向けて取り外しできるように取り付けられているカートリッジと、
を備え、
前記ハウジング内を流れる前記冷媒が前記カートリッジに装填された前記イオン交換樹脂を通過する際に前記冷媒中のイオンをイオン交換によって取り除くイオン交換器において、
前記カートリッジは、前記ハウジング内であって前記流入口及び前記流出口よりも上部に位置して前記イオン交換樹脂を装填することが可能である第1ケース部と、前記ハウジング内であって前記流入口及び前記流出口よりも下部に位置して前記イオン交換樹脂を装填することが可能である第2ケース部と、を備えており、
前記第1ケース部には、前記ハウジングの前記流入口に繋がって前記冷媒を流入させる第1流入部、及び、同ハウジングの前記流出口に繋がって前記冷媒を流出させる第1流出部が設けられており、
前記第2ケース部には、前記ハウジングの前記流入口に繋がって前記冷媒を流入させる第2流入部、及び、同ハウジングの前記流出口に繋がって前記冷媒を流出させる第2流出部が設けられていることを特徴とするイオン交換器。
A housing that is provided with an inlet for the refrigerant to flow in and an outlet for the refrigerant to flow out, and is open upward.
A cartridge that can be loaded with ion exchange resin and is installed in the housing so that it can be removed upward.
With
In an ion exchanger that removes ions in the refrigerant by ion exchange when the refrigerant flowing in the housing passes through the ion exchange resin loaded in the cartridge.
The cartridge has a first case portion that is located in the housing and is located above the inlet and the outlet and can be loaded with the ion exchange resin, and the flow in the housing. It is provided with a second case portion located below the inlet and the outlet and capable of loading the ion exchange resin.
The first case portion is provided with a first inflow portion connected to the inlet of the housing to allow the refrigerant to flow in, and a first outflow portion connected to the outlet of the housing to allow the refrigerant to flow out. And
The second case portion is provided with a second inflow portion connected to the inlet of the housing to allow the refrigerant to flow in, and a second outflow portion connected to the outlet of the housing to allow the refrigerant to flow out. An ion exchanger characterized by being
前記カートリッジは、前記ハウジングの前記流入口と前記流出口とを繋ぐ管部を備えており、
前記管部における前記流入口と前記流出口との間の部分には、冷媒の流通面積が他の部分よりも小さい縮径部が形成されており、
前記第1ケース部の前記第1流入部は、前記管部における前記縮径部よりも前記流入口寄りの部分と同第1ケース部の下端とを繋ぐものであり、
前記第1ケース部の前記第1流出部は、前記第1ケース部内で上下方向に延びて前記管部における前記縮径部よりも前記流出口寄りの部分に繋がるチューブ部材の内部に形成されており、
前記第2ケース部の前記第2流入部は、前記第2ケース部の外壁と前記ハウジングの内壁との間に形成されているとともに、前記管部における前記縮径部よりも前記流入口寄りの部分と同第2ケース部の下端とを繋ぐものであり、
前記第2ケース部の前記第2流出部は、前記第2ケース部の上端と前記管部における前記縮径部よりも前記流出口寄りの部分とを繋ぐものである請求項1に記載のイオン交換器。
The cartridge includes a pipe portion that connects the inlet and outlet of the housing.
A diameter-reduced portion having a smaller flow area of the refrigerant than the other portions is formed in the portion of the pipe portion between the inlet and the outlet.
The first inflow portion of the first case portion connects a portion of the pipe portion closer to the inflow port than the reduced diameter portion and the lower end of the first case portion.
The first outflow portion of the first case portion is formed inside a tube member that extends in the vertical direction in the first case portion and is connected to a portion of the pipe portion closer to the outlet than the reduced diameter portion. Ori,
The second inflow portion of the second case portion is formed between the outer wall of the second case portion and the inner wall of the housing, and is closer to the inflow port than the reduced diameter portion in the pipe portion. It connects the part and the lower end of the second case part.
The ion according to claim 1, wherein the second outflow portion of the second case portion connects the upper end of the second case portion and a portion of the pipe portion closer to the outlet than the reduced diameter portion. Exchanger.
前記第2ケース部の外壁は、同第2ケース部の上部に大径部を有する一方、その大径部に対し段差を挟んで同第2ケース部の下部に位置するとともに前記大径部よりも小径の小径部を有しており、その小径部と前記ハウジングの内壁との間に前記第2流入部を形成するものであり、
前記段差は、その上端が前記ハウジングの前記流入口に最も近くなる一方、下方に向うほど前記ハウジングの前記流入口から遠ざかる斜状に形成されている請求項2に記載のイオン交換器。
The outer wall of the second case portion has a large diameter portion at the upper part of the second case portion, and is located at the lower part of the second case portion with a step with respect to the large diameter portion and from the large diameter portion. Also has a small diameter portion with a small diameter, and forms the second inflow portion between the small diameter portion and the inner wall of the housing.
The ion exchanger according to claim 2, wherein the step is formed in an oblique shape in which the upper end thereof is closest to the inlet of the housing, while the step is obliquely formed so as to move downward from the inlet of the housing.
前記管部の前記流入口と前記流出口との間の部分には、その部分における冷媒の流通面積を可変とすべく開閉動作する弁機構が設けられており、
前記縮径部は、前記弁機構によって実現されている請求項2又は3に記載のイオン交換器。
A valve mechanism that opens and closes to change the flow area of the refrigerant in the portion of the pipe portion between the inlet and the outlet is provided.
The ion exchanger according to claim 2 or 3, wherein the reduced diameter portion is realized by the valve mechanism.
前記弁機構は、前記管部を流れる冷媒の流量が閾値未満であるとき、同流量が前記閾値以上であるときと比較して、前記管部の前記流入口と前記流出口との間の部分における冷媒の流通面積が小さくなるよう動作するものである請求項4に記載のイオン交換器。 The valve mechanism is a portion between the inlet and the outlet of the pipe when the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe is less than the threshold and the flow rate is equal to or more than the threshold. The ion exchanger according to claim 4, wherein the flow area of the refrigerant in the above operation is reduced. 前記弁機構は、前記管部を流れる冷媒の流量に応じて弾性変形する弁体を有するものであって、
前記弁体は、前記管部を流れる冷媒の流量が閾値未満であるとき、同流量が前記閾値以上であるときと比較して、前記管部の前記流入口と前記流出口との間の部分における冷媒の流通面積が小さくなるよう弾性変形する請求項5に記載のイオン交換器。
The valve mechanism has a valve body that elastically deforms according to the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe portion.
The valve body is a portion between the inflow port and the outflow port of the pipe portion when the flow rate of the refrigerant flowing through the pipe portion is less than the threshold value and the same flow rate is equal to or more than the threshold value. The ion exchanger according to claim 5, which is elastically deformed so as to reduce the flow area of the refrigerant in
JP2017173849A 2016-10-27 2017-09-11 Ion exchanger Active JP6862319B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/788,894 US10471372B2 (en) 2016-10-27 2017-10-20 Ion exchanger
DE102017124941.9A DE102017124941A1 (en) 2016-10-27 2017-10-25 ion exchanger

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016210460 2016-10-27
JP2016210460 2016-10-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018069226A JP2018069226A (en) 2018-05-10
JP6862319B2 true JP6862319B2 (en) 2021-04-21

Family

ID=62111938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017173849A Active JP6862319B2 (en) 2016-10-27 2017-09-11 Ion exchanger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6862319B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7098560B2 (en) * 2019-03-15 2022-07-11 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and fuel cell stack temperature control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018069226A (en) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9958219B2 (en) Heat exchanger and dynamic baffle
CN105736748B (en) Flow channel switching valve
US8518254B2 (en) Coolant demineralizer for a fuel cell vehicle
US10753479B2 (en) Valve for controlling coolant flow and fuel cell cooling system using the same
KR101707061B1 (en) Valve body with upper flow diverter
EP2767514B1 (en) Ion exchanger and cooling device equipped with ion exchanger
JP6862319B2 (en) Ion exchanger
US10895326B2 (en) Control valve
KR101090709B1 (en) De-Mineralizer for fuel cell
WO2014013684A1 (en) Heating device and method for manufacturing heating device
CN101957048A (en) Drain pan
US10569266B2 (en) Ion exchanger
KR102607168B1 (en) Direction switch valve
US10471372B2 (en) Ion exchanger
WO2021095664A1 (en) Ion exchanger
CN212583810U (en) Cooling water pipe assembly and engine cooling system
KR101090710B1 (en) De-Mineralizer for fuel cell
US10718576B2 (en) Ion exchanger
WO2021095665A1 (en) Ion exchanger
CN106895179B (en) Electronic expansion device
JP2022133709A (en) ion exchanger
KR20230167848A (en) Water purifier and water purifier assembly including same
JP6772665B2 (en) Ion exchanger
US7857979B2 (en) Ion exchange reactor
JP2020006292A (en) Ion exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190704

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190704

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200325

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210323

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6862319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250