KR101054837B1

KR101054837B1 - 수소연료차용 이젝터

Info

Publication number: KR101054837B1
Application number: KR1020110028078A
Authority: KR
Inventors: 전동연
Original assignee: (주)엠앤에스시스템
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-08-05
Also published as: WO2012134153A3; WO2012134153A2; WO2012134153A9

Abstract

본 발명 수소연료차용 이젝터는 내부에 수소가스가 배출되는 복수의 디퓨저부를 형성하며 수소연료차량의 연료전지 스택에 연결되어 디퓨저부에서 배출되는 수소가스를 연료전지 스택에 공급하기 위한 챔버; 일측의 연결부가 수소 탱크에 연결된 수소가스 공급관과 연결되어 수소가스가 내부로 유입되는 중공의 매니폴드; 매니폴드의 하측에 일체로 구성되어 챔버와 체결되며 매니폴드 및 디퓨저부와 연통되는 수소가스 유입구멍이 형성되어 매니폴드로 유입된 수소가스가 디퓨저부로 분사되기 위한 통로를 형성하는 복수의 수소가스 유입부를 갖는 노즐바디; 디퓨저부와 연통되는 수소가스 유입부의 일면에 배치되게 노즐바디에 일체로 구비되고 디퓨저부와 대응되어 수소가스 유입부로 유입된 수소가스를 디퓨저부로 분사하는 분사노즐;을 포함하되, 매니폴드와 노즐바디, 분사노즐은 주재료인 스테인레스 분말과, 주결합제와, 부결합제와, 가소제와, 계면활성제를 혼합한 분말 소결 조성물을 이용하여 사출성형 및 고온 소결하는 분말 소결에 의해 일체로 구성되며, 노즐바디는 분사노즐의 분사구멍의 직경을 가변시키기 위한 노즐경 가변 수단을 더욱 구성하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면 매니폴드, 노즐바디, 분사노즐이 분말 소결에 의해 일체로 제작되므로 부품수가 감소하고 제작 공정의 일부가 생략되어 생산성이 향상될 수 있고, 제조 비용이 절감될 수 있으며, 원터치 방식의 조인트를 구비하므로 수소가스 공급관과 매니폴드의 연결이 매우 용이하며, 분사노즐의 분사구멍의 직경을 가변시킬 수 있으므로 수소연료차의 배기량에 따라 서로 다른 직경의 분사구멍을 갖는 분사노즐을 제작할 필요가 없으며 이에 따라 단일 규격의 이젝터를 대형 및 소형의 수소 연료차 모두에 적용 및 사용할 수 있어 호환성이 향상될 수 있는 등의 이점이 있다.

Description

수소연료차용 이젝터{EJECTOR FOR HYDROGEN FUELED CAR}

본 발명은 수소연료차용 이젝터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소연료차량에 설치되어 수소가스를 연료전지 스택에 공급하기 위한 수소연료차용 이젝터에 관한 것이다.

일반적으로 수소를 연료로 사용하는 수소연료차의 연료 전지시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 수소탱크(1)로부터 방출된 수소가스가 이젝터(5)로 공급되어 연료전지 스택(2)으로 유입된다.

연료전지 스택(2)으로 공급되는 수소가스의 양은 제어부(3)에서 조절하는 신호에 따라 구동부(4)가 작동하여 이젝터(5)를 조절함으로써 제어된다. 그리고 연료전지에 필요한 공기는 압축기(6)에서 방출되어 연료전지 스택(2)으로 공급된다.

이러한 수소연료차의 연료 전지시스템에 사용되는 종래의 수소연료차용 이젝터(5)는 도 2에 도시한 바와 같이 연료전지 스택에 연결되는 챔버(6)와, 수소탱크의 수소가스 공급관과 연결되는 매니폴드(7)와, 챔버(6)의 일측의 내부에 수용되게 챔버(6)와 체결되고 매니폴드(7)의 하부에 체결되어 매니폴드(7)로 공급된 수소가스가 유입되는 노즐바디(8)와, 노즐바디(8)의 하부에 나사결합되어 노즐바디(8)에 유입된 수소가스를 챔버(1) 내측으로 분사하기 위한 분사노즐(9)로 구성된다.

이러한 종래의 수소연료차용 이젝터(5)는 매니폴드(7)와 수소가스 공급관의 체결 방식이 나사 조임 방식으로 구성되어 연결 과정이 불편하였다.

그리고 수소연료차의 배기량에 따라 수소가스의 분사량을 달리 하기 위하여 대형 및 소형의 수소연료차 각각에 사용되는 서로 다른 직경의 분사구멍을 갖는 분사노즐(9)을 제작하여야 하고, 이에 따라 이젝터의 제조 비용이 증가되는 문제가 있었다.

또한 매니폴드(7) 및 노즐바디(8), 분사노즐(9)이 상호 조립되는 방식으로 구성되어 각각의 성형 금형을 제작하여야 하고, 이에 따라 이젝터의 제조가 용이하지 못하고 제조 비용이 증가되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는 생산성이 향상되고, 제조 비용이 절감되고, 대형 및 소형의 차량 모두에 호환될 수 있고, 수소가스 공급관과 매니폴드의 연결이 용이해질 수 있도록 한 수소연료차용 이젝터를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터는 내부에 수소가스가 배출되는 복수의 디퓨저부를 형성하며 수소연료차량의 연료전지 스택에 연결되어 상기 디퓨저부에서 배출되는 수소가스를 상기 연료전지 스택에 공급하기 위한 챔버; 일측의 연결부가 수소 탱크에 연결된 수소가스 공급관과 연결되어 수소가스가 내부로 유입되는 중공의 매니폴드; 상기 매니폴드의 하측에 일체로 구성되어 상기 챔버와 체결되며 상기 매니폴드 및 상기 디퓨저부와 연통되는 수소가스 유입구멍이 형성되어 상기 매니폴드로 유입된 수소가스가 상기 디퓨저부로 분사되기 위한 통로를 형성하는 복수의 수소가스 유입부를 갖는 노즐바디; 상기 디퓨저부와 연통되는 상기 수소가스 유입부의 일면에 배치되게 상기 노즐바디에 일체로 구비되고 상기 디퓨저부와 대응되어 상기 수소가스 유입부로 유입된 수소가스를 상기 디퓨저부로 분사하는 분사노즐;을 포함하되, 상기 매니폴드와 상기 노즐바디, 상기 분사노즐은 주재료인 스테인레스 분말과, 주결합제와, 부결합제와, 가소제와, 계면활성제를 혼합한 분말 소결 조성물을 이용하여 사출성형 및 고온 소결하는 분말 소결에 의해 일체로 구성되며, 상기 노즐바디는 상기 분사노즐의 분사구멍의 직경을 가변시키기 위한 노즐경 가변 수단을 더욱 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 수소가스 유입구멍은 상기 수소가스 유입부의 하단에서 수직 방향으로 펀칭되어 가공되고, 상기 수소가스 유입부의 하단에는 상기 수소가스 유입구멍을 밀폐하기 위하여 오링이 결합된 밀폐캡이 체결될 수 있다.

상기 노즐경 가변수단이 상기 분사노즐은 외주면에 나사산이 형성되며 상기 분사구멍의 직경이 가변될 수 있도록 상기 분사노즐 둘레에 축방향으로 길게 형성된 복수의 절개부, 상기 분사노즐에 나사결합되고 상기 분사노즐에 조여지는 정도에 따라 상기 분사노즐의 절개부가 좁혀지도록 하여 상기 분사노즐의 분사구의 직경을 가변시키는 노즐캡, 상기 분사노즐에 조여진 상기 노즐캡이 상기 분사노즐로부터 풀리는 것을 방지하여 상기 노즐캡이 조여진 정도를 고정하기 위한 노즐캡 고정수단으로 이루어질 수 있다.

상기 노즐캡 고정수단은 상기 노즐캡의 외주면에 형성되는 다수의 래칫이, 상기 분사노즐의 근접한 일측에 배치되게 상기 노즐바디에 설치되고 상기 래칫이에 선단이 치합되는 래칫폴로 구성될 수 있다.

상기 매니폴드의 상기 연결부와 상기 수소가스 공급관은 원터치 방식의 연결 수단에 의해 체결될 수 있다.

상기 연결 수단은 상기 연결부의 외주면에 형성되는 복수의 걸림돌기, 상기 수소가스 공급관의 단부측 둘레에 회전 가능하게 체결되고 몸체 둘레에 상기 걸림돌기가 삽입되어 체결되는 ㄱ자 형상의 공극부를 갖는 조인트을 포함할 수 있다.

상기 연결 수단은 상기 조인트이 상기 수소가스 공급관에 회전 가능하게 체결되기 위하여 상기 수소가스 공급관의 단부측 둘레에 체결홈을 형성하고 상기 조인트의 일측 내면에 상기 체결홈에 체결되는 링형의 체결돌부를 형성하여 구성하며, 상기 조인트과 상기 수소가스 공급관의 체결부위에 상기 조인트가 상기 수소가스 공급관에 탄성적으로 체결되기 위한 탄성스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 조인트는 상기 공극부의 입구측의 일측에 상기 걸림돌기의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱을 더욱 포함하되, 상기 공극부는 상기 탄성스프링이 수축되면서 상기 조인트가 전진될 때 상기 걸림돌기의 위치가 앞, 뒤로 이동될 수 있는 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수소연료차용 이젝터에 의하면, 매니폴드, 노즐바디, 분사노즐이 분말 소결에 의해 일체로 제작되므로 부품수가 감소하고 제작 공정을 단축하여 생산성이 향상될 수 있고, 제조 비용이 절감될 수 있으며, 원터치 방식의 조인트를 구비하므로 수소가스 공급관과 매니폴드의 연결이 매우 용이하며, 분사노즐의 분사구멍의 직경을 가변시킬 수 있으므로 수소연료차의 배기량에 따라 서로 다른 직경의 분사구멍을 갖는 분사노즐을 제작할 필요가 없으며 이에 따라 단일 규격의 이젝터를 대형 및 소형의 수소 연료차 모두에 적용 및 사용할 수 있어 호환성이 향상될 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 수소연료차의 연료전지 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 종래의 수소연료차용 이젝터의 구성을 나타낸 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 구성을 나타낸 분리 사시도.
도 4는 도 3의 결합 사시도.
도 5는 도 4의 단면도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 매니폴드 및 노즐바디의 외관을 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 매니폴드 및 노즐바디의 단면을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 분사노즐 및 노즐경 가변수단의 결합 상태를 나타낸 부분 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 분사노즐의 분사구멍의 직경이 조절된 상태를 나타낸 부분 확대 단면도.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 연결수단의 구성을 나타낸 부분 확대 분리 사시도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 연결수단의 결합상태를 나타낸 부분 확대 사시도 및 부분 확대 단면도.

기타 실시 예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 한 실시 예에 따른 수소연료차용 이젝터에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터의 구성을 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터는 도 3 내지 도 5와 같이 챔버(10), 결합판넬(20), 매니폴드(30), 노즐바디(40), 분사노즐(50), 노즐경 가변 수단(70), 연결 수단(80)을 포함한다.

챔버(10)는 직육면체 형태로 형성되고 일측에는 후술할 노즐바디(40) 및 매니폴드(30)가 체결되어 고정되기 위한 노즐바디 수용부(11)가 형성되어 있고, 노즐바디 수용부(11)의 일측에는 몸체의 길이 방향을 따라 대략 원통 형상으로 형성되되 내부 중앙에서 양측의 단부측으로 갈수록 단면적이 증가하는 디퓨저부(12)가 형성되어 있다.

그리고 챔버(10)는 수소연료차의 엔진룸 내에서 연료전지 스택의 일측에 고정되어 디퓨저부(12)가 연료전지 스택(미도시)에 연결되며, 디퓨저부(12)는 노즐바디 수용부(11)측에서 유입된 수소가스를 배출하여 연료전지 스택에 수소가스를 공급한다. 또한 챔버(10)의 상면에는 후술할 결합판넬(20), 매니폴드(30) 및 노즐바디(40)를 결합하기 위한 나사구멍(10a)이 다수 형성되어 있다.

결합판넬(20)은 챔버(10)의 나사구멍(10a) 중 일부에 대응되는 다수의 구멍(21)이 형성되어 있고, 상기 구멍(21) 및 나사구멍(10a)에 체결되는 볼트 또는 나사에 의해 챔버(10)에 결합된다. 그리고 상면의 일측에는 챔버(10)의 노즐바디 수용부(11)와 대응되고 후술할 노즐바디(40)가 노즐바디 수용부(11)에 삽입되기 위한 삽입구멍(22)이 형성되어 있다.

매니폴드(30)는 몸체(31)가 중공의 형태로 형성되고, 몸체(31)의 하측 둘레에는 챔버(10)의 노즐바디 수용부(11)의 상면에 형성된 나사구멍(10a)에 대응되는 복수의 구멍(32a)을 갖는 판상의 체결부(32)가 형성되어 있다.

그리고 몸체(31)의 일측에는 원통 형상으로 형성되고 수소 탱크(미도시)와 연결된 수소가스 공급관(90)과 연결되기 위한 연결부(33)가 형성되어 있고, 연결부(33)를 통해 수소가스가 몸체(31) 내부로 유입된다.

노즐바디(40)는 챔버(10)의 노즐바디 수용부(11)의 상면에 안착되기 위한 판상의 안착부(41)가 형성되어 있고, 상기 안착부(41)의 저면 좌, 우측에 수직으로 연장되는 복수의 수소가스 유입부(42)가 형성되어 있다. 수소가스 유입부(42)는 내측에 수직으로 관통되고 매니폴드(30)의 내측 및 챔버(10)의 디퓨저부(12)와 연통되는 수소가스 유입구멍(42a)이 형성되어 매니폴드(30)로 유입된 수소가스가 디퓨저부(12)로 분사되기 위한 통로를 형성한다.

분사노즐(50)은 디퓨저부(12)와 연통되는 수소가스 유입부(42)의 일면에 배치되게 노즐바디(40)에 일체로 구비되고, 노즐바디(40)가 챔버(10)의 노즐바디 수용부(11)에 체결된 상태에서 디퓨저부(12)와 대응되어 수소가스 유입부(42)로 유입된 수소가스를 디퓨저부(12)로 분사한다. 그리고 분사노즐(50)은 절두된 원뿔 형태로 형성되고 외주면에 나사산(50a)이 형성되어 있다.

여기서, 매니폴드(30)와 노즐바디(40), 분사노즐(50)은 주재료인 스테인레스 분말과, 주결합제와, 부결합제와, 가소제와, 계면활성제를 혼합한 분말 소결 조성물을 이용하여 사출성형 및 고온 소결하는 분말 소결에 의해 도 6 및 도 7과 같이 일체로 구성된다.

이때, 주결합제로는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 부결합제로는 카나우바 왁스, 파라핀 왁스, 몬탄 왁스, 밀납 등의 왁스계가 사용될 수 있고, 가소제로는 DBP, DOP 등의 용액이 사용될 수 있으며, 계면활성제로는 스테아린산이나 올레익산 등이 사용될 수 있다. 분말 소결 과정은 통상의 분말 소결 과정을 따르므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 매니폴드(30)와 노즐바디(40), 분사노즐(50)을 일체화하는 과정에서 노즐바디(40)의 수소가스 유입부(42)에 형성되는 수소가스 유입구멍(42a)은 수소가스 유입부(42)의 하단에서 수직 방향으로 펀칭 가공되며, 수소가스 유입부(42)의 하단에는 수소가스 유입구멍(42a)을 밀폐하기 위하여 도 7과 같이 오링(62)이 결합된 밀폐캡(61)을 나사결합한다.

노즐경 가변수단(70)은 분사노즐(50)의 분사구멍(50a)의 직경을 가변시키기 위하여 노즐바디(40) 및 분사노즐(50)에 구비되며, 도 6, 도 8 및 도 9와 같이 분사노즐(50)의 분사구멍(50a)의 직경이 가변될 수 있도록 분사노즐(50) 둘레에 축방향으로 길게 형성된 복수의 절개부(51)와, 분사노즐(50)에 나사결합되고 분사노즐(50)에 조여지는 정도에 따라 분사노즐(50)의 절개부(51)가 좁혀지도록 하여 분사노즐(50)의 분사구의 직경을 가변시키는 노즐캡(71)과, 분사노즐(50)에 조여진 노즐캡(71)이 분사노즐(50)로부터 풀리는 것을 방지하여 노즐캡(71)이 조여진 정도를 고정하기 위한 노즐캡 고정수단(72)으로 구성된다.

노즐캡 고정수단(72)은 도 6과 같이 노즐캡(71)의 외주면 하부에 형성되는 다수의 래칫이(72a)와, 분사노즐(50)의 근접한 일측에 배치되게 수소가스 유입부(42) 일측에 설치되고 선단이 래칫이(72a)에 치합되어 노즐캡(71)이 풀림 방향으로 회전되는 것을 방지하는 래칫폴(72b)로 구성된다.

연결 수단(80)은 매니폴드(30)의 연결부(33)와 수소가스 공급관(90)을 연결하는 것으로 원터치 방식으로 구성되며, 도 10 내지 도 12와 같이 걸림돌기(81)와, 조인트(82), 탄성 스프링(83)으로 구성된다.

걸림돌기(81)는 연결부(33)의 외주면 둘레에 다수 형성되어 있다.

조인트(82)은 수소가스 공급관(90)에 구성되는데, 수소가스 공급관(90)의 단부측 둘레에 회전 가능하게 체결되기 위하여 수소가스 공급관(90)의 단부측 둘레에 체결홈(90a)을 형성하고 조인트(82)의 일측 내면에 체결홈(90a)에 체결되는 링형의 체결돌부(82c)를 형성하여 구성한다. 이때, 체결홈(90a)의 폭은 체결돌부(82c)의 폭보다 넓게 형성된다.

그리고 조인트(82)는 몸체의 선단측 둘레에 걸림돌기(81)가 삽입되어 체결되는 전체적으로 ㄱ자 형상을 가지며 걸림돌기(81)가 삽입되는 삽입부(82a-1)와 삽입부(82a-1)에서 원주 방향으로 연장 형성되는 걸림부(82a-2)로 이루어진 공극부(82a)가 형성되되, 공극부(82a)는 탄성스프링(83)이 수축되면서 조인트(82)가 전진될 때 상기 걸림돌기(81)의 위치가 앞, 뒤로 이동될 수 있는 폭을 갖도록 형성된다.

이러한 구성의 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터는, 매니폴드(30)에 수소 탱크에 연결된 수소가스 공급관(90)을 원터치 방식으로 체결할 수 있다.

즉, 수소가스 공급관(90)의 선단에 체결된 조인트(82)를 잡고 전방으로 당겨서 전진시킨 상태로 공극부(82a)에 매니폴드(30)의 연결부(33)에 형성된 걸림돌기(81)를 공극부(82a)의 삽입부(82a-1)로 삽입한 후 조인트(82)를 약간 비틀면 걸림돌기(81)는 공극부(82a)의 걸림부(82a-2)에 걸림되고, 이때 조인트(82)를 놓으면 수축되었던 탄성 스프링(83)은 최초 상태로 인장되면서 조인트(82)가 후방으로 복귀되고, 걸림돌기(81)는 도 11과 같이 걸림턱(82b)에 지지되어 고정된다.

이와 같은 과정으로 수소가스 공급관(90)을 매니폴드(30)에 간편하게 체결할 수 있어 수소가스 공급관(90)과 매니폴드(30)의 연결 작업이 간편해질 수 있으며, 걸림돌기(81)가 조인트(82)의 걸림턱(82b)에 지지되어 고정되므로 걸림돌기(81)가 공극부(82a)에서 이탈되는 것이 방지되어 조인트(82)의 풀림 없이 수소가스 공급관(90)을 매니폴드(30)에 안전하게 연결할 수 있다.

한편 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터는 수소가스를 분사하는 분사노즐(50)의 직경을 조절할 수 있다.

즉, 노즐캡(71)을 분사노즐(50)에 끼운 후 도 8 및 도 9와 같이 점차 조이면, 노즐캡(71)이 분사노즐(50)에 조여지는 정도에 따라 분사노즐(50)에 형성된 절개부(51)의 간격이 좁혀지면서 분사노즐(50)의 분사구멍(50a)의 직경이 점차적으로 작아지면서 분사구멍(50a)의 직경이 조절된다.

그리고 노즐캡(71)이 분사노즐(50)에 조여지는 과정에서는 래칫폴(72b)이 래칫이(72a)의 경사진 면을 타고 넘게 되므로 노즐캡(71)이 자유롭게 조여질 수 있고, 노즐캡(71)의 조임 과정이 완료되면 래칫폴(72b)의 선단이 래칫이(72a)의 수직의 면에 대응되므로 노즐캡(71)의 조여진 상태가 고정하여 노즐캡(71)의 풀림을 방지한다.

따라서, 수소연료차의 배기량에 따라 서로 다른 직경의 분사구멍(50a)을 갖는 분사노즐(50)을 제작할 필요가 없으므로 단일 규격의 이젝터를 대형 및 소형의 수소연료차 모두에 적용 및 사용할 수 있어 이젝터의 호환성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 수소연료차용 이젝터는 매니폴드와 노즐바디가 분말 소결에 의해 일체로 구성되므로 부품수가 감소되고, 제작 공정의 일부가 생략될 수 있어 이젝터의 생산성이 향상되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.

10 : 챔버 11 : 노즐바디 수용부
12 : 디퓨저부 20 : 결합판넬
22 : 삽입구멍 30 : 매니폴드
31 : 몸체 32 : 체결부
33 : 연결부 40 : 노즐바디
41 : 안착부 42 : 수소가스 유입부
42a : 수소가스 유입구멍 50 : 분사노즐
51 : 절개부 61 : 밀폐캡
62 : 오링 70 : 노즐경 가변수단
71 : 노즐캡 72 : 노즐캡 고정수단
72a : 래칫이 72b : 래칫폴
80 : 연결수단 81 : 걸림돌기
82 : 조인트 82a : 공극부
82b : 걸림턱 82c : 체결 돌부
83 : 탄성 스프링 90 : 수소가스 공급관
90a : 체결홈

Claims

내부에 수소가스가 배출되는 복수의 디퓨저부(12)를 형성하며 수소연료차량의 연료전지 스택에 연결되어 상기 디퓨저부(12)에서 배출되는 수소가스를 상기 연료전지 스택에 공급하기 위한 챔버(10)
일측의 연결부(33)가 수소 탱크에 연결된 수소가스 공급관(90)과 연결되어 수소가스가 내부로 유입되는 중공의 매니폴드(30);
상기 매니폴드(30)의 하측에 일체로 구성되어 상기 챔버(10)와 체결되며 상기 매니폴드(30) 및 상기 디퓨저부(12)와 연통되는 수소가스 유입구멍(42a)이 형성되어 상기 매니폴드(30)로 유입된 수소가스가 상기 디퓨저부(12)로 분사되기 위한 통로를 형성하는 복수의 수소가스 유입부(42)를 갖는 노즐바디(40);
상기 디퓨저부(12)와 연통되는 상기 수소가스 유입부(42)의 일면에 배치되게 상기 노즐바디(40)에 일체로 구비되고 상기 디퓨저부(12)와 대응되어 상기 수소가스 유입부(42)로 유입된 수소가스를 상기 디퓨저부(12)로 분사하는 분사노즐(50);을 포함하되,
상기 매니폴드(30)와 상기 노즐바디(40), 상기 분사노즐(50)은 주재료인 스테인레스 분말과, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐 아세테이트 중 어느 하나로 이루어진 주결합제와, 카나우바 왁스, 파라핀 왁스, 몬탄 왁스, 밀납 중 어느 하나로 이루어진 부결합제와, DBP, DOP 중 어느 하나로 이루어진 가소제와, 스테아린산, 올레익산 중 어느 하나로 이루어진 계면활성제를 혼합한 분말 소결 조성물을 이용하여 사출성형 및 고온 소결하는 분말 소결에 의해 일체로 구성되며,
상기 노즐바디(40)는 상기 분사노즐(50)의 분사구멍(50a)의 직경을 가변시키기 위한 노즐경 가변 수단(70)을 더욱 구성하는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제1항에 있어서,
상기 수소가스 유입구멍(42a)은 상기 수소가스 유입부(42)의 하단에서 수직 방향으로 펀칭되어 가공되고,
상기 수소가스 유입부(42)의 하단에는 상기 수소가스 유입구멍(42a)을 밀폐하기 위하여 오링(62)이 결합된 밀폐캡(61)이 체결되는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제1항에 있어서,
상기 노즐경 가변수단(70)이
상기 분사노즐(50)은 외주면에 나사산(50a)이 형성되며 상기 분사구멍(50a)의 직경이 가변될 수 있도록 상기 분사노즐(50) 둘레에 축방향으로 길게 형성된 복수의 절개부(51),
상기 분사노즐(50)에 나사결합되고 상기 분사노즐(50)에 조여지는 정도에 따라 상기 분사노즐(50)의 절개부(51)가 좁혀지도록 하여 상기 분사노즐(50)의 분사구의 직경을 가변시키는 노즐캡(71),
상기 분사노즐(50)에 조여진 상기 노즐캡(71)이 상기 분사노즐(50)로부터 풀리는 것을 방지하여 상기 노즐캡(71)이 조여진 정도를 고정하기 위한 노즐캡 고정수단(72)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제3항에 있어서,
상기 노즐캡 고정수단(72)은
상기 노즐캡(71)의 외주면에 형성되는 다수의 래칫이(72a),
상기 분사노즐(50)의 근접한 일측에 배치되게 상기 노즐바디(40)에 설치되고 상기 래칫이(72a)에 선단이 치합되는 래칫폴(72b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매니폴드(30)의 상기 연결부(33)와 상기 수소가스 공급관(90)은 원터치 방식의 연결 수단(80)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제5항에 있어서,
상기 연결 수단(80)은
상기 연결부(33)의 외주면에 형성되는 복수의 걸림돌기(81),
상기 수소가스 공급관(90)의 단부측 둘레에 회전 가능하게 체결되고 몸체 둘레에 상기 걸림돌기(81)가 삽입되어 체결되는 ㄱ자 형상의 공극부(82a)를 갖는 조인트(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제6항에 있어서,
상기 연결 수단(80)은
상기 조인트(82)가 상기 수소가스 공급관(90)에 회전 가능하게 체결되기 위하여 상기 수소가스 공급관(90)의 단부측 둘레에 체결홈(90a)을 형성하고 상기 조인트(82)의 일측 내면에 상기 체결홈(90a)에 체결되는 링형의 체결돌부(82c)를 형성하여 구성하며,
상기 조인트(82)과 상기 수소가스 공급관(90)의 체결부위에 상기 조인트(82)가 상기 수소가스 공급관(90)에 탄성적으로 체결되기 위한 탄성스프링(83)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.
제7항에 있어서,
상기 조인트(82)은
상기 공극부(82a)의 입구측의 일측에 상기 걸림돌기(81)의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱(82b)을 더욱 포함하되,
상기 공극부(82a)는 상기 탄성스프링(83)이 수축되면서 상기 조인트(82)이 전진될 때 상기 걸림돌기(81)의 위치가 앞, 뒤로 이동될 수 있는 폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수소연료차용 이젝터.