KR101389992B1 - Air pump for fuel cell - Google Patents

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KR101389992B1
KR101389992B1 KR1020130045018A KR20130045018A KR101389992B1 KR 101389992 B1 KR101389992 B1 KR 101389992B1 KR 1020130045018 A KR1020130045018 A KR 1020130045018A KR 20130045018 A KR20130045018 A KR 20130045018A KR 101389992 B1 KR101389992 B1 KR 101389992B1
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안기원
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(주)에이엔피 크리비즈
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Abstract

An air pump for a fuel cell is provided. The air pump includes a lower housing which has an air inlet on one side thereof and is open upwards; a lower fixing frame which is combined with the upper part of the lower housing and has a first air channel in the center thereof; a rotating motor which has a motor main body and a rotation axis protruding toward the upper part of the motor main body; a first impeller which is rotated by being combined with the rotation axis and presses the air which passed through the first air channel; a center fixing frame which is combined with the lower fixing frame from the upper part of the first impeller and has a second air channel in the center thereof; a second impeller which is rotated by being combined with the rotation axis and presses the air which passed through the second air channel; and an upper fixing frame which is combined with the center fixing frame from the upper part of the second impeller and has an outlet for discharging the air. By the present invention, the first impeller and the second impeller are formed in order and the continuous air channels for the air being pressed by the center fixing frame are formed, so that the size of the air pump can be reduced, strong compressed air can be supplied, and the cooling of the rotating motor can be facilitated by a heat-radiating rib. By forming a switching membrane in the inlet, the supply of the air is easy during the operation of the rotating motor, and the corrosion of the rotating motor can be prevented by blocking the supply of vapor from the fuel cell stack toward the lower housing when the rotating motor is stopped.

Description

연료전지용 에어펌프{AIR PUMP FOR FUEL CELL}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an air pump for a fuel cell,

본 발명은 연료전지용 에어펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연료전지 스택에 압축공기를 공급하는 연료전지용 에어펌프에 관한 것이다.The present invention relates to an air pump for a fuel cell, and more particularly, to an air pump for a fuel cell that supplies compressed air to a fuel cell stack.

연료전지는 연료와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 생산하는 장치이며, 이러한 연료전지는 저공해성이고 소음이 없고, 효율이 높아 무공해 자동차, 가정용 발전시스템, 의료기기 등 다양한 분야에 사용될 수 있다.The fuel cell is a device for producing electric energy by electrochemically reacting fuel and oxygen. Such a fuel cell is low in pollution, has no noise, and can be used in various fields such as pollution-free automobile, household power generation system, .

이러한 연료전지의 작동을 위해서, 연료전지 스택으로 압축공기를 공급하는 에어펌프가 사용되고 있으며, 이와 관련하여 한국공개특허 제10-2009-0069617호는 "연료전지차량용 컨트롤박스부착 공기블로워"를 개시한다.For operation of such a fuel cell, an air pump for supplying compressed air to the fuel cell stack is used, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0069617 discloses "air blower with control box for fuel cell vehicle" .

상기 한국공개특허 제10-2009-0069617호에 따르면, 볼루트케이스와, 볼루트케이스 내부에 장착되어 공기를 압축하는 임펠러와, 임펠러를 구동시키는 모터 및, 볼루트케이스에 장착되고 모터가 내부에 안착되는 모터케이스를 포함한 연료전지차량용 공기블로워에 있어서, 모터케이스의 일측에 지지부재가 형성되고, 지지부재에 컨트롤박스의 냉각케이스가 설치되어, 냉각케이스에 의해 모터와 컨트롤박스가 동시에 수냉식으로 냉각되도록 하고 있으며, 볼루트케이스로 유입되는 공기가 모터케이스를 거치지 않고 유입되므로 공기흐름을 원활하게 하고, 모터케이스를 수냉식으로 냉각함으로써 모터의 냉각효율을 높일 수 있음을 기재하고 있다.According to Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0069617, there is provided a motorcycle comprising a ballot case, an impeller mounted inside the ballot case for compressing air, a motor for driving the impeller, A control device for a fuel cell vehicle air blower including a motor case to be mounted, the motor case having a support member formed on one side of the motor case, a cooling case of a control box provided on the support member, And the air flowing into the ball duct case flows without going through the motor case, so that the air flow is smooth and the motor case is cooled by the water cooling method, thereby improving the cooling efficiency of the motor.

다만 한국공개특허 제10-2009-0069617호에 개시되는 공기블로워를 포함하여 종래의 연료전지용 에어펌프는 소형화에 적합한 구조를 제공하지 못하고 있고, 아울러 연료전지 스택쪽에서 발생하는 수증기가 에어펌프쪽으로 역류되는 것을 차단하는 적절한 구조를 제공하지 못하고 있어, 이에 대한 개선이 필요하다.However, the conventional air pump for the fuel cell, including the air blower disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0069617, fails to provide a structure suitable for miniaturization, and further, the water vapor generated in the fuel cell stack side flows back to the air pump It is not possible to provide a proper structure for blocking the data.

본 발명의 목적은, 소형화된 에어펌프를 제공하기 위한 것이며, 특히 소형이면서도 강한 압축공기를 제공할 수 있고, 모터의 냉각이 효과적으로 이루어지며, 모터측으로 수증기가 역류되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 연료전지용 에어펌프를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a miniaturized air pump, which is capable of providing compressed air with a compact size and strong pressure, effectively cooling the motor, and effectively preventing water vapor from flowing back to the motor side. Pump.

상기 목적은, 일측에 공기가 유입되는 유입공이 형성되고 상측으로 개구된 하부하우징; 상기 하부하우징 상측에 결합되고 중앙에 제1 공기이동통로가 형성된 하부고정틀; 상기 하부고정틀에 고정되고, 상기 하부하우징 내부에 수용되는 모터몸체 및 상기 모터몸체 상측으로 돌출되는 회전축을 포함하는 회전모터; 상기 회전축에 결합되어 회전하면서 상기 제1 공기이동통로를 거친 공기를 가압하는 제1 임펠러; 상기 제1 임펠러 상측에서 상기 하부고정틀에 결합되고, 중앙에 제2 공기이동통로가 형성된 중앙고정틀; 상기 중앙고정틀 상측에서 상기 회전축에 결합되어 회전하면서 상기 제2 공기이동통로를 거친 공기를 가압하는 제2 임펠러; 및 상기 제2 임펠러 상측에서 상기 중앙고정틀에 결합되고, 공기가 배출되는 배출공이 형성되는 상부고정틀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프에 의해 달성된다. The object of the present invention is achieved by an air conditioning system comprising: a lower housing having an inflow hole into which air is introduced at one side and opened at an upper side; A lower fixture coupled to an upper side of the lower housing and having a first air transfer passage formed at a center thereof; A rotary motor fixed to the lower fixture and including a motor body accommodated in the lower housing and a rotary shaft projecting upward from the motor body; A first impeller coupled to the rotary shaft and pressing the air passing through the first air movement passage while rotating; A center fixing frame coupled to the lower fixture at the upper side of the first impeller and having a second air passage at the center thereof; A second impeller coupled to the rotary shaft at the upper side of the center fixed frame and pressing the air passing through the second air moving passage while rotating; And an upper fixture coupled to the center fixture at an upper side of the second impeller and having an exhaust hole through which air is exhausted.

상기 중앙고정틀 하부면에는 상기 제1 임펠러에 의해 가압된 공기가 중앙으로 안내되도록 원주방향을 따라 가이드리브가 반복형성되고, 상기 가이드리브는, 중심을 향하여 상기 제1 임펠러의 회전방향으로 회전하는 소용돌이 형태로 형성될 수 있다.A guide rib is repeatedly formed along a circumferential direction so that air pressurized by the first impeller is guided to the center on the lower surface of the center fixing frame, and the guide rib has a vortex shape rotating in the rotation direction of the first impeller toward the center As shown in FIG.

상기 하부고정틀에는, 상기 제1 임펠러가 상기 회전축에 결합된 상태에서 상기 제1 임펠러 테두리를 따라 제1 압축공기배출로가 마련되고, 상기 가이드리브 단부에는 상기 제1 압축공기배출로에 삽입되는 격벽이 형성될 수 있다.The lower fixed frame is provided with a first compressed air discharge path along the rim of the first impeller while the first impeller is coupled to the rotating shaft, Can be formed.

상기 제1 임펠러 및 제2 임펠러 날개의 형성 방향은 상기 가이드리브의 형성방향에 대응되도록 이루어질 수 있다.The direction in which the first impeller and the second impeller blade are formed may correspond to the forming direction of the guide rib.

상기 중앙고정틀 상부면에는, 상기 제2 임펠러가 상기 회전축에 결합된 상태에서 상기 제2 임펠러 테두리를 따라 제2 압축공기배출로가 마련되고, 상기 제2 압축공기배출로는 상기 배출공으로 이어질 수 있다.A second compressed air discharge path may be provided on the upper surface of the center fixing frame along the second impeller rim in a state where the second impeller is coupled to the rotating shaft and the second compressed air discharge path may lead to the discharge hole .

상기 제2 압축공기배출로는 상기 제2 임펠러의 회전방향을 따라 크기가 증가하도록 이루어질 수 있다.The second compressed air discharge passage may be formed to increase in size along the rotational direction of the second impeller.

상기 유입공에는, 상기 하부하우징 내부의 압력이 감소하는 경우 개방되는 체크밸브가 형성될 수 있다.The inflow hole may be formed with a check valve that opens when the pressure inside the lower housing decreases.

상기 체크밸브는, 휘어질 수 있는 막(膜) 형태로 이루어지고 상기 하부하우징의 안쪽에서 상기 유입공을 밀폐하며 결합된 개폐막일 수 있다.The check valve may be in the form of a bendable membrane and may be an open / close film which is hermetically sealed to the inflow hole inside the lower housing.

상기 모터몸체 테두리에는 상하방향으로 방열리브가 반복형성될 수 있다.A heat radiating rib may be repeatedly formed in the vertical direction at the motor body rim.

본 발명에 의하면, 제1 임펠러와 제2 임펠러가 순차적으로 형성되고 중앙고정틀에 의하여 가압되는 공기의 연속된 이동경로가 형성되도록 함으로써 소형이면서도 강한 압축공기를 공급할 수 있는 에어펌프를 제공할 수 있고, 방열리브에 의하여 회전모터의 냉각이 용이하게 이루어질 수 있으며, 유입공에 개폐막이 형성되도록 함으로써 회전모터의 작동시에는 공기가 원활히 공급되도록 하면서 회전모터의 정지시에는 연료전지 스택으로부터 하부하우징 쪽으로 수증기가 역류되는 것을 차단하여 회전모터가 부식되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the first impeller and the second impeller are sequentially formed and a continuous movement path of the air pressurized by the center fixing frame is formed, thereby providing an air pump capable of supplying compact and strong compressed air, It is possible to easily cool the rotary motor by the heat dissipating ribs and to provide the air opening smoothly when the rotary motor is operated, It is possible to prevent the rotating motor from being corroded.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 에어펌프를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 연료전지용 에어펌프를 도시한 분해사시도,
도 3은 도 1에 도시된 연료전지용 에어펌프의 작동상태를 도시한 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 중앙고정틀을 도시한 도면,
도 5는 도 2에 도시된 하부고정틀 상측에 제1 임펠러가 결합된 상태를 도시한 평면도,
도 6은 도 2에 도시된 상부고정틀을 도시한 저면도이다.1 is a perspective view showing an air pump for a fuel cell according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the air pump for fuel cell shown in FIG. 1,
3 is a sectional view showing the operating state of the air pump for fuel cell shown in Fig. 1,
FIG. 4 is a view showing the center fixture shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a plan view showing a state where the first impeller is coupled to the upper side of the lower fixed body shown in FIG. 2;
6 is a bottom view showing the upper fixture shown in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 에어펌프(1)를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 연료전지용 에어펌프(1)를 도시한 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 연료전지용 에어펌프(1)의 작동상태를 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing an air pump 1 for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the air pump 1 for a fuel cell shown in FIG. 1, 1 is a cross-sectional view showing the operating state of the air pump 1 for a fuel cell shown in Fig.

본 발명에 따른 연료전지용 에어펌프(1)는 연료전지 스택(fuel cell stack)에 압축공기를 공급하도록 이루어지는 것이며, 이를 위하여 하부하우징(10), 하부고정틀(20), 회전모터(30), 제1 임펠러(40), 중앙고정틀(50), 제2 임펠러(60), 상부고정틀(70) 및 상부덮개(80)를 포함하여 이루어진다.The air pump 1 for a fuel cell according to the present invention is configured to supply compressed air to a fuel cell stack and includes a lower housing 10, a lower fixture 20, a rotary motor 30, 1 includes an impeller 40, a center fixture 50, a second impeller 60, an upper fixture 70, and an upper cover 80.

하부하우징(10)은 상측으로 개구된 원통형태로 형성될 수 있고, 측벽의 한쪽에 공기가 유입되는 유입공(11)이 형성된다. 유입공(11) 부분은 외부로 돌출된 파이프 형태로 형성될 수 있고, 이때 유입공(11)을 이루는 파이프에는 공기가 공급되는 튜브 등이 견고하게 결합될 수 있도록 외주면에 다수의 걸림돌기(11a)가 반복 형성될 수 있다. 걸림돌기(11a)는 하부하우징(10) 쪽을 향하여 직경이 확장되는 형태로 형성된다.The lower housing 10 may be formed in a cylindrical shape opened to the upper side, and an inflow hole 11 through which air flows into one side of the side wall is formed. A portion of the inflow hole 11 may be formed as an outwardly projecting pipe. At this time, a pipe constituting the inflow hole 11 is provided with a plurality of locking projections 11a May be repeatedly formed. The locking protrusion 11a is formed in such a shape that the diameter is extended toward the lower housing 10 side.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료전지용 에어펌프(1)에서, 유입공(11)에는 체크밸브(90)가 결합될 수 있다. 체크밸브(90)는 하부하우징(10) 내부의 압력이 감소하는 경우 개방되는 형태로 이루어지며, 예컨대 휘어질 수 있는 얇은 막(膜)으로서 하부하우징(10)의 안쪽에서 유입공(11)을 밀폐하며 결합되는 개폐막 형태로 이루어질 수 있다. In the air pump 1 for a fuel cell according to the preferred embodiment of the present invention, a check valve 90 may be coupled to the inflow hole 11. [ The check valve 90 is opened when the pressure inside the lower housing 10 is reduced. For example, the check valve 90 is a thin film which can be bent, for example, the inflow hole 11 from the inside of the lower housing 10 And may be in the form of an open-ended membrane that is hermetically sealed.

즉, 회전모터(30)가 작동하지 않는 경우 체크밸브(90)(개폐막)은 유입공(11)을 밀폐하는 상태로 유지되며, 회전모터(30)가 작동하여 하부하우징(10) 내부의 공기가 위쪽으로 가압되는 경우에는 개폐막(90)을 경계로 한 압력차에 의하여 개폐막(90)이 휘어지면서 유입공(11)이 개방되는 형태로 이루어질 수 있다. That is, when the rotary motor 30 is not operated, the check valve 90 (opening / closing membrane) is kept in a state of closing the inlet hole 11, When the air is pressurized upward, the inflow hole 11 may be opened by bending the open-close membrane 90 by a pressure difference with the open-close membrane 90 as a boundary.

이러한 구조는, 회전모터(30)가 작동하는 경우에는 유입공(11)을 통하여 외부의 공기가 하부하우징(10) 내부로 충분히 유입되도록 하면서도, 회전모터(30)가 작동하지 않는 경우에는 유입공(11)이 밀폐되도록 하여 연료전지 스택 쪽에서 역류하는 수증기가 하부하우징(10) 내부로 유입되는 것을 저지하게 되어, 회전모터(30)가 수증기에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다.In this structure, when the rotary motor 30 is operated, external air is sufficiently introduced into the lower housing 10 through the inflow hole 11, but when the rotary motor 30 is not operated, It is possible to prevent the water vapor, which flows backward from the fuel cell stack side, from flowing into the lower housing 10, thereby preventing the rotating motor 30 from being corroded by water vapor.

유입공(11)의 안정된 밀폐 및 개방을 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 개폐막은 테두리가 유입공(11) 쪽에 접촉하면서 중앙부분이 하부하우징(10) 내부 쪽으로 볼록한 형태로 형성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, in order to stably close and open the inflow hole 11, the opening closing membrane is formed in a convex shape toward the inside of the lower housing 10 with the rim contacting the inlet 11 side desirable.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지용 에어펌프(1)에서는, 배출공(71)에 상술한 체크밸브(90)와 같은 밸브가 형성될 수 있으며, 회전모터(30)가 작동하지 않는 경우 밀폐되고 작동하는 경우 개방되도록 하여, 배출공(71) 상에서 수증기가 유입(역류)되는 것을 차단하도록 이루어질 수 있다.Here, in the air pump 1 for a fuel cell according to another embodiment of the present invention, a valve, such as the check valve 90 described above, may be formed in the discharge hole 71, (Reverse flow) of the water vapor on the discharge hole 71. In this case,

하부고정틀(20)은 평면도상 원형으로 이루어지고, 프레임몸체(21)와 브라켓(22)으로 구분되어 이루어진다.The lower fixture 20 is circular in plan view and is divided into a frame body 21 and a bracket 22.

도 3에 도시된 바와 같이, 브라켓(22)은 회전모터(30)의 테두리 일부분을 떠받치고, 프레임몸체(21)에 결합되면서 회전모터(30)가 하부고정틀(20)에 결합되도록 한다. 3, the bracket 22 supports a part of the rim of the rotary motor 30 and is coupled to the frame body 21 so that the rotary motor 30 is coupled to the lower fixture 20.

프레임몸체(21)의 중앙에는 관통된 제1 공기이동통로(23)가 형성되고, 프레임몸체(21)는 대체로 원통 형태로 이루어진다. 하부하우징(10) 내부의 공기는 회전모터(30)와 하부고정틀(20) 사이의 틈을 거쳐 제1 공기이동통로(23)를 지나 제1 임펠러(40) 쪽으로 공급된다.The frame body 21 is formed at its center with a first air moving passage 23 penetrating therethrough, and the frame body 21 is formed in a substantially cylindrical shape. The air inside the lower housing 10 is supplied to the first impeller 40 through the first air transfer passage 23 through the gap between the rotary motor 30 and the lower fixture 20.

하부고정틀(20)은 하부하우징(10)과 동일한 직경을 갖도록 이루어지는 것이 바람직하며, 이하 중앙고정틀(50), 상부고정틀(70) 및 상부덮개(80) 또한 마찬가지이다.The lower fixture 20 is preferably formed to have the same diameter as the lower housing 10 and the center fixture 50, the upper fixture 70 and the upper cover 80 are also the same.

회전모터(30)는 전기의 공급에 따라 회전하는 전기모터로 이루어질 수 있으며, 모터몸체(31)가 하부하우징(10) 내부에 수용되고, 회전축(32)이 모터몸체(31) 상측을 향하여 돌출되어 하부고정틀(20) 안쪽에 위치한다.The rotation motor 30 may be an electric motor that rotates according to the supply of electricity and the motor body 31 is accommodated in the lower housing 10 and the rotary shaft 32 is protruded toward the upper side of the motor body 31 And is located inside the lower fixture 20.

모터몸체(31) 테두리에는 상하방향을 따라 방열리브(31a)가 반복형성되며, 이러한 방열리브(31a)는 하부하우징(10) 내부를 이동하는 공기에 의해 모터몸체(31)가 용이하게 냉각될 수 있도록 한다. A radiating rib 31a is repeatedly formed along the vertical direction at the rim of the motor body 31. The radiating rib 31a is easily cooled by the air moving inside the lower housing 10 .

제1 임펠러(40)는 회전축(32)에 결합되어 회전하면서 제1 공기이동통로(23)를 거친 공기를 가압한다. 특히, 제1 임펠러(40)는 아래쪽에서 유입된 공기를 수평방향(원심방향)으로 압송하며, 이를 위하여 중앙 부분에 흡입구(41)가 형성되고 상판(42)과 하판(43) 사이에 다수의 날개(44)가 형성된다. The first impeller 40 is coupled to the rotating shaft 32 and presses the air passing through the first air moving passage 23 while rotating. In particular, the first impeller 40 pressurizes the air introduced from the lower side in the horizontal direction (centrifugal direction), and the air inlet 41 is formed at the center portion thereof and a plurality of A blade 44 is formed.

제1 임펠러(40)의 날개(44)는, 중심을 향하는 방향을 기준으로 할 때, 제1 임펠러(40)의 회전방향으로 회전하는 소용돌이 형태로 형성된다. (바깥쪽을 향하여 제1 임펠러(40)의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 소용돌이 형태) The vanes 44 of the first impeller 40 are formed in the form of a vortex that rotates in the direction of rotation of the first impeller 40 with respect to the direction toward the center. (In the form of a vortex rotating in the direction opposite to the direction of rotation of the first impeller 40 toward the outside)

제1 임펠러(40)의 상판(42)과 하판(43)은 테두리 쪽을 향할수록 상측으로 경사지게 형성되고, 상판(42)과 하판(43)의 간격은 중앙 쪽이 테두리 쪽보다 약간 넓게 형성되는 것이 바람직하며, 이에 의하여 중앙 하측에서 유입되는 공기를 테두리 위쪽으로 강하게 압송할 수 있게 된다. The upper plate 42 and the lower plate 43 of the first impeller 40 are inclined upward toward the rim and the interval between the upper plate 42 and the lower plate 43 is slightly wider at the center than at the rim So that the inflow air from the lower central portion can be strongly pressed upward.

제2 임펠러(60)는 제1 임펠러(40)와 동일한 구조로 이루어지며, 제2 임펠레어 대한 설명은 제1 임펠러(40)에 대한 설명으로 갈음한다.The second impeller 60 has the same structure as that of the first impeller 40. The description of the second impeller differs from that of the first impeller 40. [

중앙고정틀(50)은 제1 임펠러(40) 상측에 위치하며 하부고정틀(20)에 적층된 형태로 결합된다. 그리고 중앙고정틀(50) 중앙에는 제2 공기이동통로(51)가 형성된다. 중앙고정틀(50)은 하부고정틀(20)과 결합됨에 있어서, 테두리 부분은 밀착된 형태로 결합되고 가운데 안쪽 부분에는 공간이 형성되는 형태로 결합된다. 이러한 공간에 제1 임펠러(40)가 위치한다. The center fixture 50 is positioned above the first impeller 40 and is coupled to the lower fixture 20 in a laminated form. And a second air moving passage 51 is formed at the center of the center fixing frame 50. The center fixture 50 is coupled to the lower fixture 20 in such a manner that the rim portion is tightly coupled and the middle portion is formed in a space. The first impeller 40 is located in this space.

제1 임펠러(40)를 거친 공기는 중앙고정틀(50)에 의하여 중앙 쪽으로 다시 모이게 되며, 제2 공기이동통로(51)를 거쳐 제2 임펠러(60) 쪽으로 유입된다.(공기의 이동 경로, 도 3(b)참조) The air having passed through the first impeller 40 is collected again toward the center by the center fixing frame 50 and flows into the second impeller 60 through the second air moving passage 51. 3 (b)).

중앙고정틀(50) 상측으로 이동하는 공기는 제2 임펠러(60)에 의해 다시 한번 압송되는데, 이처럼 본 발명에 따른 연료전지용 에어펌프(1)는, 하나의 회전모터(30)에 의해 회전하는 제1 임펠러(40) 및 제2 임펠러(60)를 적층된 형태로 배열하고, 공기의 순차적인 이동 및 압송이 이루어지도록 함으로써 비교적 작은 크기의 에어펌프를 형성하더라도 강한 압력으로 다량의 공기를 송풍할 수 있게 된다.The air pump 1 for a fuel cell according to the present invention is provided with a rotary motor 30 which is rotated by a single rotary motor 30, The first impeller 40 and the second impeller 60 are arranged in a stacked form so that the air is sequentially moved and transported so that a large amount of air can be blown with a strong pressure even if a relatively small- .

중앙고정틀(50)에 대한 추가적인 설명은 후술하기로 한다.A further description of the center fixture 50 will be described later.

상부고정틀(70)은 제2 임펠러(60) 상측에 위치하며 중앙고정틀(50)에 적층된 형태로 결합된다. 그리고 상부고정틀(70) 일측에는 배출공(71)이 형성된다. 상부고정틀(70)은 중앙고정틀(50)과 결합됨에 있어서, 테두리 부분은 밀착된 형태로 결합되고 가운데 안쪽 부분에는 공간이 형성되는 형태로 결합된다. 이러한 공간에 제2 임펠러(60)가 위치한다. The upper fixture 70 is positioned above the second impeller 60 and is coupled to the center fixture 50 in a stacked manner. A discharge hole (71) is formed at one side of the upper fixture (70). The upper fixture 70 is coupled with the center fixture 50 in such a manner that the rim portion is tightly coupled and the middle inner portion is formed with a space. The second impeller 60 is located in this space.

상부덮개(80)는 상부고정틀(70)에 적층된 형태로 결합되는데, 하부고정틀(20)과 체결수단(볼트, 리벳 등)에 의해 고정결합되면서 하부고정틀(20)과 이루는 공간 내부에 중앙고정틀(50) 및 상부고정틀(70)이 수용되도록 한다.The upper cover 80 is stacked on the upper fixing frame 70. The upper cover 80 is fixedly coupled to the lower fixing frame 20 by fastening means (bolts, rivets, etc.) (50) and the upper fixture (70).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지용 에어펌프(1)에 의하면, 제1 임펠러(40)와 제2 임펠러(60)가 순차적으로 형성되고 중앙고정틀(50)에 의하여 가압되는 공기의 연속된 이동경로가 형성되도록 함으로써 소형이면서도 강한 압축공기를 공급할 수 있는 에어펌프를 제공할 수 있고, 방열리브(31a)에 의하여 회전모터(30)의 냉각이 용이하게 이루어질 수 있으며, 유입공(11)에 개폐막이 형성되도록 함으로써 회전모터(30)의 작동시에는 공기가 원활히 공급되도록 하면서 회전모터(30)의 정지시에는 연료전지 스택으로부터 하부하우징(10) 쪽으로 수증기가 유입(역류)되는 것을 차단하여 회전모터(30)가 부식되는 것을 방지할 수 있다.
As described above, according to the air pump 1 for a fuel cell according to the present invention, the first impeller 40 and the second impeller 60 are sequentially formed, and the continuous air of the air pressurized by the center fixing frame 50 It is possible to provide an air pump capable of supplying a compact but strong compressed air by forming a moving path so that the cooling motor 30 can be easily cooled by the heat dissipating rib 31a, Thereby preventing the flow of water vapor from the fuel cell stack toward the lower housing 10 when the rotary motor 30 is stopped, while preventing the flow of the water vapor from the fuel cell stack toward the lower housing 10 The rotation motor 30 can be prevented from being corroded.

도 4는 도 2에 도시된 중앙고정틀(50)을 도시한 도면(도 4(a)는 평면도, 도 4(b)는 단면도, 도 4(c)는 저면도)이고, 도 5는 도 2에 도시된 하부고정틀(20) 상측에 제1 임펠러(40)가 결합된 상태를 도시한 평면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 상부고정틀(70)을 도시한 저면도이다.Fig. 4 is a view showing the center fixture 50 shown in Fig. 2 (a plan view of Fig. 4 (a), a sectional view of Fig. 4 (b) FIG. 6 is a bottom view showing the upper fixture 70 shown in FIG. 2. FIG. 6 is a plan view showing a state where the first impeller 40 is coupled to the upper side of the lower fixture 20 shown in FIG.

중앙고정틀(50)의 하부면에는 가이드리브(52)가 반복형성된다. 가이드리브(52)는 원주방향을 따라 반복형성되는데, 제1 임펠러(40)에 의해 가압된 공기가 중앙으로 자연스럽게 안내되도록 돕는다. 즉, 가이드리브(52)는 하부고정틀(20)과 중앙고정틀(50) 사이의 공간을, 원주 방향을 따라 일정한 크기로 구획하는 형태로 이루어진다. The guide ribs 52 are repeatedly formed on the lower surface of the center fixing frame 50. The guide ribs 52 are repeatedly formed along the circumferential direction so as to help the air pressurized by the first impeller 40 to be naturally guided to the center. That is, the guide ribs 52 divide the space between the lower fixture 20 and the center fixture 50 into a predetermined size along the circumferential direction.

또한, 제1 임펠러(40)의 회전방향 및 공급되는 공기의 회전방향에 맞게 공기의 이동이 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 가이드리브(52)는 중앙고정틀(50)의 중심을 향하는 방향에서 제1 임펠러(40)의 회전방향으로 회전하는 소용돌이 형태로 형성된다.In order to allow the air to move in accordance with the rotational direction of the first impeller 40 and the rotational direction of the supplied air, the guide ribs 52 are arranged in the direction of the center of the center fixing frame 50, (40).

결국, 중앙고정틀(50)의 가이드리브(52)의 소용돌이 형태는, 제1 임펠러(40) 및 제2 임펠러(60)의 날개(44)의 소용돌이 형태와 동일한 방향으로 형성되며, 서로 대응되도록 이루어진다. (도 4에는 중앙고정틀(50)을 저면에서 바라볼 때 가이드리브(52)의 형태가 도시되어 있으며, 제1 임펠러(40)와 중앙고정틀(50)이 서로 적층되어 있을 경우 가이드리브(52) 및 제1 임펠러(40)의 날개(44)의 형성방향은 서로 동일하게 이루어진다.)As a result, the vortex shape of the guide ribs 52 of the center fixing frame 50 is formed in the same direction as the vortex of the vanes 44 of the first impeller 40 and the second impeller 60, . 4 shows the shape of the guide rib 52 when the center fixture 50 is viewed from the bottom. When the first impeller 40 and the center fixture 50 are stacked on each other, And the vanes 44 of the first impeller 40 are made the same.

이러한 구조는, 제1 임펠러(40) 테두리 외측으로 압송된 공기(제1 임펠러(40)의 회전방향으로 회전하면서 원심방향으로 압송됨)가 자연스럽게 가이드리브(52)를 타고 중앙고정틀(50) 중앙쪽으로 다시 모여 제2 공기이동통로(51) 쪽으로 이동하도록 도우며, 중앙고정틀(50)을 거치는 공기의 속도 및 압력이 유지되거나 상승할 수 있도록 돕는다. 가이드리브(52)가 없는 경우를 가정한다면, 제1 임펠러(40) 테두리 전체에서 배출되는 공기는 방향성을 잃고 서로 혼재되어(반대쪽의 공기는 흐름 방향이 상충되므로) 압력 및 속도가 현저히 감소할 수 있다.This structure allows the air pumped outside the rim of the first impeller 40 (which is pumped in the centrifugal direction while rotating in the rotating direction of the first impeller 40) to naturally ride on the guide ribs 52, So that the speed and pressure of the air passing through the center fixture 50 can be maintained or raised. Assuming that there is no guide rib 52, the air discharged from the entire rim of the first impeller 40 loses its directionality and is mixed with each other (the air on the opposite side flows in the opposite direction) have.

가이드리브(52)의 외측 단부에는 격벽(53)이 연장형성된다. 격벽(53)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드리브(52)의 바깥쪽 단부에서 아래쪽으로 돌출된 형태로 형성된다.A partition wall 53 is formed at an outer end of the guide rib 52. As shown in Fig. 4, the partition 53 is formed in a shape protruding downward from the outer end of the guide rib 52. As shown in Fig.

한편 하부고정틀(20)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 임펠러(40)가 회전축(32)에 결합된 상태에서 제1 임펠러(40) 테두리를 따라 제1 압축공기배출로(24)가 마련된다. 제1 압축공기배출로(24)는, 제1 임펠러(40)에서 배출되는 공기가 자연스럽게 위쪽을 향할 수 있도록, 둥근 곡면을 형성하도록 이루어진다.5, the first impeller 40 is coupled to the rotary shaft 32 and the first compressed air discharge passage 24 is formed along the rim of the first impeller 40, . The first compressed air discharge path 24 is formed so as to form a rounded curved surface so that air discharged from the first impeller 40 can naturally be directed upward.

격벽(53)은 이러한 제1 압축공기배출로(24)에 삽입되어, 제1 임펠러(40)의 테두리 부분에서 하부고정틀(20)과 중앙고정틀(50) 사이의 공간이 원주 방향을 따라 일정한 크기로 더욱 완전하게 구획되도록 한다. The partition wall 53 is inserted into the first compressed air discharge path 24 so that a space between the lower fixed frame 20 and the center fixed frame 50 at a rim portion of the first impeller 40 is constant in a circumferential direction Lt; / RTI >

결국, 가이드리브(52)와 격벽(53)에 의하여 하부고정틀(20)과 중앙고정틀(50) 사이의 공간은 일정한 크기를 갖는 소용돌이 모양으로 구획되고, 제1 임펠러(40)에 의해 가압된 공기는 구획된 각각의 공간 상에서 가이드리브(52)에 의해 안내되어 방향 및 속도를 유지하면서 제2 공기이동통로(51)로 이동하게 된다.The space between the lower fixture 20 and the center fixture 50 is partitioned into a spiral shape having a predetermined size by the guide ribs 52 and the partition 53 and the air pressurized by the first impeller 40 Is guided by the guide ribs 52 in each of the divided spaces to move to the second air moving passage 51 while maintaining the direction and speed.

중앙고정틀(50) 상부면에는 제2 압축공기배출로(54) 일부(아래쪽)가 형성된다. 제2 압축공기배출로(54)는 상술한 배출공(71)으로 이어진다. 제2 압축공기배출로(54)의 다른 일부(위쪽)은 상부고정틀(70)의 하부면에 형성되며, 중앙고정틀(50)과 상부고정틀(70)이 서로 밀착되면서 제2 압축공기배출로(54)를 이룬다. A portion (lower side) of the second compressed air discharge path 54 is formed on the upper surface of the center fixing frame 50. The second compressed air discharge path 54 leads to the discharge hole 71 described above. The other part (upper side) of the second compressed air discharge path 54 is formed on the lower surface of the upper fixture 70, and the center fixed frame 50 and the upper fixture 70 are in close contact with each other, 54).

제2 압축공기배출로(54)는 제2 임펠러(60)의 회전방향을 따라 크기(직경)가 증가하는데, 이에 따라 제2 임펠러(60)에서 배출되는 공기가 회전방향을 유지하면서 배출공(71)으로 배출될 수 있도록 돕게 된다.The diameter of the second compressed air discharge passage 54 increases along the rotational direction of the second impeller 60 so that the air discharged from the second impeller 60 maintains the rotational direction, 71). ≪ / RTI >

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

1 : 연료전지용 에어펌프 10 : 하부하우징
11 : 유입공
20 : 하부고정틀 21 : 프레임몸체
22 : 브라켓 23 : 제1 공기이동통로
24 : 제1 압축공기배출로
30 : 회전모터 31 : 모터몸체
31a : 방열리브 32 : 회전축
40 : 제1 임펠러 50 : 중앙고정틀
51 : 제2 공기이동통로 52 : 가이드리브
53 : 격벽 54 : 제2 압축공기배출로
60 : 제2 임펠러 70 : 상부고정틀
71 : 배출공 80 : 상부덮개
90 : 체크밸브1: air pump for fuel cell 10: lower housing
11: Inflow hole
20: lower fixture 21: frame body
22: bracket 23: first air moving passage
24: the first compressed air discharge passage
30: rotation motor 31: motor body
31a: Radiating rib 32:
40: first impeller 50: center fixing frame
51: second air moving passage 52: guide rib
53: partition wall 54: second compressed air discharge passage
60: second impeller 70: upper fixture
71: exhaust hole 80: upper cover
90: Check valve

Claims (9)

일측에 공기가 유입되는 유입공이 형성되고 상측으로 개구된 하부하우징;
상기 하부하우징 상측에 결합되고 중앙에 제1 공기이동통로가 형성된 하부고정틀;
상기 하부고정틀에 고정되고, 상기 하부하우징 내부에 수용되는 모터몸체 및 상기 모터몸체 상측으로 돌출되는 회전축을 포함하는 회전모터;
상기 회전축에 결합되어 회전하면서 상기 제1 공기이동통로를 거친 공기를 가압하는 제1 임펠러;
상기 제1 임펠러 상측에서 상기 하부고정틀에 결합되고, 중앙에 제2 공기이동통로가 형성된 중앙고정틀;
상기 중앙고정틀 상측에서 상기 회전축에 결합되어 회전하면서 상기 제2 공기이동통로를 거친 공기를 가압하는 제2 임펠러; 및
상기 제2 임펠러 상측에서 상기 중앙고정틀에 결합되고, 공기가 배출되는 배출공이 형성되는 상부고정틀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프. A lower housing formed with an inflow hole through which air flows in one side and opened upward;
A lower fixture coupled to an upper side of the lower housing and having a first air transfer passage formed at a center thereof;
A rotary motor fixed to the lower fixture and including a motor body accommodated in the lower housing and a rotary shaft projecting upward from the motor body;
A first impeller coupled to the rotary shaft and pressing the air passing through the first air movement passage while rotating;
A center fixing frame coupled to the lower fixture at the upper side of the first impeller and having a second air passage at the center thereof;
A second impeller coupled to the rotary shaft at the upper side of the center fixed frame and pressing the air passing through the second air moving passage while rotating; And
And an upper fixture coupled to the center fixture at an upper side of the second impeller and having a discharge hole through which air is discharged. 제1항에 있어서,
상기 중앙고정틀 하부면에는 상기 제1 임펠러에 의해 가압된 공기가 중앙으로 안내되도록 원주방향을 따라 가이드리브가 반복형성되고,
상기 가이드리브는, 중심을 향하여 상기 제1 임펠러의 회전방향으로 회전하는 소용돌이 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.The method according to claim 1,
A guide rib is repeatedly formed in the lower surface of the center fixing frame along the circumferential direction so that air pressurized by the first impeller is guided to the center,
Wherein the guide ribs are formed in a spiral shape that rotates in a rotating direction of the first impeller toward the center. 제2항에 있어서,
상기 하부고정틀에는, 상기 제1 임펠러가 상기 회전축에 결합된 상태에서 상기 제1 임펠러 테두리를 따라 제1 압축공기배출로가 마련되고,
상기 가이드리브 단부에는 상기 제1 압축공기배출로에 삽입되는 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.3. The method of claim 2,
A first compressed air discharge path is provided in the lower fixture along the rim of the first impeller in a state where the first impeller is coupled to the rotary shaft,
And a partition wall that is inserted into the first compressed air discharge path is formed in the end portion of the guide rib. 제2항에 있어서,
상기 제1 임펠러 및 제2 임펠러 날개의 형성 방향은 상기 가이드리브의 형성방향에 대응되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.3. The method of claim 2,
Wherein a direction in which the first impeller and the second impeller blade are formed corresponds to a direction in which the guide rib is formed. 제1항에 있어서,
상기 중앙고정틀 상부면에는, 상기 제2 임펠러가 상기 회전축에 결합된 상태에서 상기 제2 임펠러 테두리를 따라 제2 압축공기배출로가 마련되고,
상기 제2 압축공기배출로는 상기 배출공으로 이어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.The method according to claim 1,
A second compressed air discharge path is provided on the upper surface of the center fixing frame along the second impeller rim in a state where the second impeller is coupled to the rotating shaft,
And the second compressed air discharge path leads to the discharge hole. 제5항에 있어서,
상기 제2 압축공기배출로는 상기 제2 임펠러의 회전방향을 따라 크기가 증가하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.6. The method of claim 5,
And the second compressed air discharge passage increases in size along the rotational direction of the second impeller. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입공에는, 상기 하부하우징 내부의 압력이 감소하는 경우 개방되는 체크밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the inflow hole is formed with a check valve that opens when the pressure inside the lower housing decreases. 제7에 있어서,
상기 체크밸브는, 휘어질 수 있는 막(膜) 형태로 이루어지고 상기 하부하우징의 안쪽에서 상기 유입공을 밀폐하며 결합된 개폐막인 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.In the seventh aspect,
Wherein the check valve is an openable membrane in the form of a membrane that can be bent and is hermetically sealed to the inflow hole inside the lower housing. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터몸체 테두리에는 상하방향으로 방열리브가 반복형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 에어펌프.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
And a heat dissipating rib is repeatedly formed in a vertical direction at an edge of the motor body.
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