(57)【要約】【課題】  冷却液が滞留する閉空間内においても冷却液を所定の導電率に維持する。【解決手段】  冷却液１４が滞留する容器１０の底部側にイオン交換樹脂１６を収納し、冷却液１４中に生成された不純物が冷却液１４との比重差に応じて、重力にしたがって下部側へ移動したときに、移動した不純物をイオン交換樹脂１６で除去し、不純物が取り除かれた冷却水１４を上部側へ移動させることで、容器１０内の冷却液１４の導電率を低導電率に維持する。【選択図】  図１
2005310549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液が滞留する閉空間内に、前記冷却液中の不純物を除去して前記冷却液を所定の導電率に維持する維持部材が配置されたものであって、前記維持部材は、前記閉空間内のうち前記不純物が前記冷却液との比重差に応じて移動する領域内に配置されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記維持部材は、前記閉空間内の下部に配置されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項３】
冷却液が滞留する閉空間内に、前記冷却液中の不純物を除去して前記冷却液を所定の導電率に維持する維持部材が配置されたものであって、前記維持部材に移動力を付与する移動力付与手段を備えてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記移動力付与手段は、前記維持部材に配置されて前記維持部材に前記冷却液の状態の変化に伴う浮力を付与する浮力調整体で構成されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記浮力調整体を含む前記維持部材の比重は、前記冷却液の温度変化に対応した比重の範囲内に設定されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記浮力調整体を含む前記維持部材の比重は、前記冷却液の常温時のものとして設定されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項７】
請求項３に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記移動力付与手段は、前記維持部材に固定されて前記冷却液の温度の変化に応じて変形する変形部材で構成され、前記変形部材は、前記閉空間内に取り付けられてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項８】
請求項７に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記変形部材は、前記閉空間の冷却液供給口に着脱自在に配置されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項９】
請求項８に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記変形部材は、前記冷却液供給口を開閉する開閉体に固定されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の冷却液の導電率維持装置において、前記維持部材はイオン交換樹脂であることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【請求項１１】
冷却液が滞留する閉空間内に、前記冷却液中の不純物を除去して前記冷却液を所定の導電率に維持する維持部材が配置されたものであって、前記維持部材に移動力を付与する移動力付与手段を備え、前記移動力付与手段は、モータと、モータの駆動力を前記維持部材に伝達する駆動力伝達手段で構成されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液の導電率維持装置に係り、特に、燃料電池を冷却するための冷却液を長期間保存するときに用いるに好適な冷却液の導電率維持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、近年、小型化が進み、例えば、燃料電池自動車などの車両の電源として利用されている。燃料電池を搭載した車両などにおいて、燃料電池を運転するに際しては、燃料電池の動作温度が高温になることから、通常、燃料電池を冷却液（冷却水）によって所定の温度以下に冷却する構成が採用されている。
【０００３】
ところが、このような冷却液を長期間使用すると、酸化などにより、蟻酸、グリコール酸などの不純物が生成されて不純物の濃度が高くなると、冷却液の導電率が増大して燃料電池の電流リーク（絶縁性低下）の原因となる。また、冷却効率の低下、配管詰まり、腐食等の原因ともなる。
【０００４】
そこで、燃料電池の冷却液循環ラインに、着脱自在なカートリッジ式イオン交換器を設け、イオン交換器によって不純物を除去するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５５１９５号公報（第３頁〜第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、先行技術においては、燃料電池の冷却液循環ラインにカートリッジ式イオン交換器を設けているため、循環ラインを移動する冷却液に含まれる不純物を除去することはできるが、冷却液が循環しないときには冷却液中の不純物を除去することができず、導電率が高くなる。冷却液の導電率が高くなると、冷却液そのものが通電媒体になる恐れがある。また、燃料電池自動車用冷却水の補給用として、例えば、冷却水を一斗缶などの容器内に貯留した状態で保管しているときには、冷却水は循環することがないので、容器内に冷却水を貯留したままにしておくと、冷却水の導電率が所定の導電率よりも高くなる。
【０００６】
よって、本発明は、冷却液が滞留する閉空間内においても、冷却液を所定の導電率に維持し得るようにした冷却液の導電率維持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、冷却液が滞留する閉空間内に、上記冷却液中の不純物を除去して上記冷却液を所定の導電率に維持する維持部材が配置されたものであって、上記維持部材は、上記閉空間内のうち上記不純物が上記冷却液との比重差に応じて移動する領域内に配置されてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置を構成したものである。
【０００８】
かかる構成によれば、不純物が冷却液との比重差に応じて移動する領域内に維持部材が配置されているため、冷却液が滞留する閉空間内においても、冷却液を所定の導電率に維持することができる。この場合、不純物は冷却液との比重差に応じて移動するときに、重力によって閉空間内の下部側に移動するため、維持部材を閉空間内の下部に配置することが望ましい。
【０００９】
また、本発明は、冷却液が滞留する閉空間内に、上記冷却液中の不純物を除去して上記冷却液を所定の導電率に維持する維持部材が配置されたものであって、上記維持部材に移動力を付与する移動力付与手段を備えてなることを特徴とする冷却液の導電率維持装置を構成したものである。
【００１０】
かかる構成によれば、維持部材に対して移動力付与手段から移動力を付与するようにしたため、維持部材の移動に伴って冷却液中の不純物を除去することができ、冷却液が滞留する閉空間内においても、冷却液を所定の導電率に維持することができる。
【００１１】
上記冷却液の導電率維持装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１２】
(1) 上記移動力付与手段は、上記維持部材に配置されて上記維持部材に上記冷却液の  状態の変化に伴う浮力を付与する浮力調整体で構成されてなる。
【００１３】
(2) 上記浮力調整体を含む前記維持部材の比重は、上記冷却液の温度変化に対応した  比重の範囲内に設定されてなる。
【００１４】
(3) 上記浮力調整体を含む前記維持部材の比重は、上記冷却液の常温時のものとして  設定されてなる。
【００１５】
(4) 上記移動力付与手段は、上記維持部材に固定されて上記冷却液の温度の変化に応  じて変形する変形部材で構成され、上記変形部材は、上記閉空間内に取り付けられてな  る。
【００１６】
(5) 上記変形部材は、上記閉空間の冷却液供給口に着脱自在に配置されてなる。
【００１７】
(6) 上記変形部材は、上記閉空間の冷却液供給口に着脱自在に配置されて上記冷却液  供給口を開閉する開閉体に固定されてなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、冷却液が滞留する閉空間内においても、冷却液を所定の導電率に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す冷却液の導電率維持装置のブロック構成図である。
【００２０】
図１において、容器１０は、例えば、燃料電池自動車に搭載される燃料電池を冷却するための冷却液（冷却水）を補給用として保管するための缶、例えば、１斗缶として構成されており、容器１０の上部側には、冷却液供給口を開閉するための開閉体を構成するキャップ１２が着脱自在に装着されている。この容器１０内には、冷却液（冷却水）１４として、例えば、純水、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが貯留されていると共に、イオン交換樹脂１６が収納されている。すなわち、容器１０内に冷却液１４を貯留すると、酸化などにより不純物として、ギ酸、グリコール酸などの不純物が生成される。この不純物は、図２に示すように、時間と共に増加すると共に、温度が高くなるにしたがって増加する傾向を示す。
【００２１】
このため、本実施例においては、容器１０内にイオン交換樹脂１６を収納し、イオン交換樹脂１６によって不純物を除去することとしている。この場合、不純物は、冷却液１４との比重差に応じて移動する。すなわち、不純物は、冷却液１４との比重差にしたがって、重力で下部側に移動するため、本実施例では、不純物が冷却液１４との比重差に応じて移動する領域のうち、容器１０の下部側の領域に、不純物を除去するための維持部材としてのイオン交換樹脂１６を配置し、重力によって下部側へ移動した不純物をイオン交換樹脂１６によって除去することとしている。そして不純物の取り除かれた冷却水１４はイオン交換樹脂１６を透過したあと上部側へ移動することになり、容器１０内の冷却水１４は所定の導電率、すなわち低導電率に維持されることになる。
【００２２】
本実施例によれば、冷却液１４が滞留する閉空間を構成する容器１０内においても、容器１０内の冷却液１４中の不純物を除去して、冷却液を所定の導電率（低導電率）に維持することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施例を図３にしたがって説明する。本実施例は、維持部材としてのイオン交換樹脂１６の両端にイオン交換樹脂に移動力を付与する移動力付与手段としての浮力調整体１８を設けたものであり、他の構成は図１のものと同様である。この浮力調整体１８は、冷却水１４の状態の変化、例えば、温度変化に応じた浮力をイオン交換樹脂１６に付与するように構成されている。この浮力調整体１８としては、例えば、ＮＢＲ（ゴム系）を用いて内部を空間にし、イオン交換樹脂の重さと合わせて浮力を得るように設定したものが考えられる。この場合、浮力調整体１８を含むイオン交換樹脂１６の比重は、冷却液１４の温度変化に対応する比重の範囲内に設定され、例えば冷却液１４が０〜６０℃の範囲で変化するときには、その変化に対応する比重の範囲（１．０７〜１．０４）内に設定される。
【００２４】
本実施例においては、冷却液１４の温度変化に伴って浮力調整体１８を含むイオン交換樹脂１６の浮力が変化するため、この変化に応じてイオン交換樹脂１６が容器１０内を上下する。これにより、イオン交換樹脂１６が移動する範囲内において、冷却液１４に含まれる不純物（容器１０内の不純物）を除去することができ、冷却液１４を所定の導電率、すなわち低導電率に維持することができる。
【００２５】
次に、本発明の第３実施例を図４にしたがって説明する。本実施例は、層状に形成されたイオン交換樹脂１６をキャップ１２の裏面側に固着し、イオン交換樹脂１６を容器１０内の上部側から底部側に渡って配置し、冷却液１４中の不純物をイオン交換樹脂１６で除去し、冷却液１４を所定の導電率、すなわち低導電率に維持するようにしたものであり、他の構成は図１のものと同様である。
【００２６】
本実施例においては、イオン交換樹脂１６がキャップ１２に固着されているため、容器１０内の冷却液水１４の導電率が所定の導電率よりも高くなったときには、イオン交換樹脂１６の交換時期として、キャップ１２を取り外し、イオン交換樹脂１６を容易に交換することができる。
【００２７】
次に、本発明の第４実施例を図５にしたがって説明する。本実施例は、開閉体としてのキャップ１２の背面側に変形部材２０を介してイオン交換樹脂１６を接続したものであり、他の構成は図１のものと同様である。この変形部材２０は、軸状部材として、例えば、形状記憶合金であるＮｉＴｉ系合金を用いて構成されており、冷却液１４の温度変化に応じて変形し、この変形に伴う移動力をイオン交換樹脂１６に付与する移動力付与手段として構成されている。形状記憶合金で構成された変形部材２０が冷却液１４の温度変化に伴って変形すると、その変形に伴ってイオン交換樹脂１６が冷却液１４中を移動する。イオン交換樹脂１６が冷却液１４中を移動すると、イオン交換樹脂１６の移動に伴って、この移動領域における冷却液１４中の不純物が除去され、冷却液１４を所定の導電率、すなわち低導電率に維持することができる。なお、変形部材２０に形状記憶合金を用いる代わりに、形状記憶ポリマ、樹脂、バイメタルなどを用いることも可能である。
【００２８】
また、本発明は閉空間を構成する容器１０について述べたが、燃料電池の冷却水を貯留するリザーバタンクに本発明を適用することも可能である。またイオン交換樹脂１６に移動力を付与する移動力付与手段としては、モータと、モータの駆動力をイオン交換樹脂１６に伝達する駆動力伝達手段としてのロッドを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例を示す冷却液の導電率位置装置のブロック構成図である。
【図２】時間と不純物量との関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す冷却液の導電率維持装置のブロック構成図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す冷却液の導電率維持装置のブロック構成図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す冷却液の導電率維持装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  容器、１２  キャップ、１４  冷却水、１６  イオン交換樹脂、１８  浮力調整体、２０  形状記憶合金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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