KR101405737B1 - Fuel cell system embedded ejector - Google Patents

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 이젝터 내장형 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카트리지 형태의 이젝터를 엔드플레이트 또는 연료극 매니폴드내에 분리 가능하게 내장시켜, 연료극의 수소 재순환량 증가, 연료전지 시스템의 부피 및 무게 감소 등 연료전지 스택의 전체적인 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 이젝터 내장형 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ejector-mounted fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system with an ejector, more specifically, an ejector of a cartridge type is detachably incorporated in an end plate or a fuel electrode manifold to increase the hydrogen recirculation amount of the fuel electrode, To an Ejector built-in type fuel cell system capable of improving the overall performance of the fuel cell stack.

즉, 본 발명은 탈장착이 간편한 카트리지 형태의 이젝터를 연료전지 스택의 엔드 플레이트(또는 공용분배 구조물)내, 또는 연료전지 스택의 연료극 매니폴드내에 장착하여, 재순환 경로의 단축 및 유로의 압력강하를 줄여서 수소 재순환량을 극대화할 수 있고, 연료전지 수소 재순환 시스템 자체가 단순화되어 연료전지 전체 시스템의 부피/무게를 크게 줄일 수 있으며, 결과적으로 연료전지 시스템 효율을 향상시킴과 더불어 연비의 개선 및 안정성을 도모할 수 있는 이젝터 내장형 연료전지 시스템을 제공하고자 한 것이다.That is, according to the present invention, a cartridge-type ejector which is easy to remove and attach is mounted in an end plate (or a common distribution structure) of a fuel cell stack or in an anode manifold of a fuel cell stack to reduce the shortening of the recycle path and the pressure drop of the flow path The hydrogen recirculation amount can be maximized and the fuel cell hydrogen recirculation system itself can be simplified to greatly reduce the volume / weight of the entire fuel cell system. As a result, the efficiency of the fuel cell system can be improved and the fuel economy can be improved and stabilized The present invention provides a fuel cell system having an ejector built therein.

연료전지 스택, 이젝터, 엔드 플레이트, 연료극 매니폴드, 수소, 재순환 Fuel cell stack, ejector, end plate, fuel electrode manifold, hydrogen, recirculation

Description

이젝터 내장형 연료전지 시스템{Fuel cell system embedded ejector}Fuel cell system embedded ejector [0002]

본 발명은 이젝터 내장형 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카트리지 형태의 이젝터를 엔드플레이트 또는 연료극 매니폴드내에 분리 가능하게 내장시켜, 연료극의 수소 재순환량 증가, 연료전지 시스템의 부피 및 무게 감소 등 연료전지 스택의 전체적인 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 이젝터 내장형 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ejector-mounted fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system with an ejector, more specifically, an ejector of a cartridge type is detachably incorporated in an end plate or a fuel electrode manifold to increase the hydrogen recirculation amount of the fuel electrode, To an Ejector built-in type fuel cell system capable of improving the overall performance of the fuel cell stack.

연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템으로서, 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급시스템, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기중의 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 냉각 시스템 등을 포함하여 구성되어 있다.BACKGROUND ART A fuel cell system is a kind of power generation system that converts chemical energy of a fuel into direct electrical energy. The fuel cell system includes a fuel cell stack for generating electric energy, a fuel supply system for supplying fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, An air supply system for supplying oxygen in the air, which is an oxidant required for the electrochemical reaction, a cooling system for removing the reaction heat of the fuel cell stack to the outside of the system and controlling the operation temperature of the fuel cell stack, and the like.

상기 연료전지 시스템의 연료전지 스택에 대한 주요 구성을 셀 단위로 살펴 보면, 가장 안쪽에 위치한 전해질층 및 이 전해질층의 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 공기극(cathode) 및 연료극(anode)로 이루어진 전극막(MEA)과; 상기 전극막의 바깥 부분, 즉 캐소드 및 애노드가 위치한 바깥 부분에 적층되는 가스확산층(GDL: Gas Diffusion Layer)과; 상기 가스확산층의 바깥 쪽에는 연료를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로(Flow Field)가 형성된 분리판(Separator)과; 가장 바깥쪽에는 결합되어 고른 면압으로 상기한 각 구성들을 지지하는 금속재질의 엔드플레이트; 를 포함하여 구성된다.The main components of the fuel cell stack of the fuel cell system are shown in a cell unit. The electrolyte layer disposed on the innermost layer and the catalyst layer coated on both sides of the electrolyte layer to allow hydrogen and oxygen to react therewith, that is, An electrode film (MEA) made of an anode; A gas diffusion layer (GDL) stacked on an outer portion of the electrode film, that is, on an outer portion of the cathode and the anode; A separator having a flow field formed on the outside of the gas diffusion layer to supply fuel and discharge water generated by the reaction; An end plate made of a metal material and supported at the outermost sides by the combined surface pressure so as to support the above structures; .

또한, 상기 엔드플레이트에는 공기, 수소, 냉각수가 공급 및 회수되는 입출구로서, 공기 공급포트 및 공기 배출포트, 냉각수 포트, 수소 공급포트, 수소 재순환(배출) 포트 등이 형성되어 있다.The end plate is formed with an air supply port and an air discharge port, a cooling water port, a hydrogen supply port, a hydrogen recirculation (discharge) port, and the like as an inlet and an outlet through which air, hydrogen, and cooling water are supplied and recovered.

또한, 상기 연료전지 스택에는 그 적층방향을 따라 공기 매니폴드 및 수소 매니폴드가 형성되어 있다.In addition, an air manifold and a hydrogen manifold are formed in the fuel cell stack along the stacking direction.

특히, 상기 연료전지 스택에 연결되는 연료공급시스템은 수소저장소로부터 공급되는 수소공급라인(배관)과, 연료전지 스택에서 미반응된 수소가 재순환되는 수소 재순환 라인(배관)과, 새로운 수소 및 재순환 수소를 연료전지 스택의 연료극쪽으로 펌핑 공급하는 이젝터를 포함하여 구성된다.In particular, the fuel supply system connected to the fuel cell stack includes a hydrogen supply line (piping) supplied from a hydrogen reservoir, a hydrogen recirculation line (piping) in which unreacted hydrogen is recirculated in the fuel cell stack, a new hydrogen and recycle hydrogen And an ejector for pumping the fuel toward the fuel electrode of the fuel cell stack.

상기 연료전지용 이젝터는 고압탱크에서 공급된 압축수소를 노즐을 통해 분사하여 진공을 발생시키고, 이를 이용하여 연료전지 스택내의 배출 가스를 흡입하여 수소 가스를 재순환시키는 기능을 한다.The ejector for the fuel cell injects compressed hydrogen supplied from a high-pressure tank through a nozzle to generate a vacuum, and uses the exhaust gas in the fuel cell stack to recirculate hydrogen gas by sucking exhaust gas.

여기서, 종래의 이젝터 배열 구조를 설명하면 다음과 같다.The conventional ejector array structure will now be described.

첫째, 여러개의 이젝터가 연료전지 스택의 엔드플레이트에 배관에 의하여 연결되는 다중(multiple) 이젝터 방식이 채택되고 있다.First, a multiple ejector system in which several ejectors are connected to an end plate of a fuel cell stack by piping is adopted.

즉, 첨부한 도 11에 도시된 바와 같이 연료전지 스택과 수소탱크 사이에 다수의 이젝터를 배치하고, 이 다수의 이젝터중 사용하지 않는 것은 일종의 밸브와 같은 차단기구로 공급 수소를 차단하는 다중(multiple) 이젝터 방식이 채택되고 있다.That is, as shown in FIG. 11, a plurality of ejectors are disposed between the fuel cell stack and the hydrogen tank, and the non-use of the plurality of ejectors is a multiple valve mechanism, such as a kind of valve, An ejector system has been adopted.

그러나, 다수의 이젝터를 배열하여, 그 중 2~3개의 이젝터를 전환하여 사용하는 경우는, 별도의 전환기구 및 역류 방지 기구의 설치가 필요하여 배관라인 및 그 구조가 복잡해지는 문제점이 있고, 또한 각각의 이젝터가 연료전지 스택의 외부에 배열됨에 따라 연료전지 시스템의 전체적인 설치공간이 증가하는 단점이 있다.However, when a large number of ejectors are arranged and two or three of them are switched for use, it is necessary to install a separate switching mechanism and a backflow prevention mechanism, which complicates the piping line and its structure. There is a drawback that the overall installation space of the fuel cell system increases as each ejector is arranged outside the fuel cell stack.

둘째, 이중 노즐을 갖는 이젝터가 연료전지 스택의 외부에 배열되어 연료전지 스택의 엔드플레이트에 배관에 의하여 연결되는 방식이 채택되고 있다.Second, the ejector having the double nozzle is arranged outside the fuel cell stack and connected to the end plate of the fuel cell stack by the pipe.

즉, 첨부한 도 12에 도시된 바와 같이 연료전지 스택과 수소탱크 사이에 이중 노즐을 갖는 이젝터를 배치하여, 연료전지 스택의 운전조건에 맞게 이젝터의 이중 노즐을 이용하여 수소의 유입 및 재순환 경로를 변경하는 방식이 채택되고 있다.That is, as shown in FIG. 12, an ejector having a double nozzle is disposed between the fuel cell stack and the hydrogen tank, and the double nozzle of the ejector is used to match the operating conditions of the fuel cell stack, A method of changing the information is adopted.

그러나, 이중노즐을 갖는 이젝터 또한 연료전지 스택의 외부에 배열됨에 따라 연료전지 시스템의 전체적인 설치공간이 증가하는 단점이 있다.However, since the ejector having the double nozzle is arranged outside the fuel cell stack, the overall installation space of the fuel cell system increases.

이러한 점을 감안하여, 이젝터 자체를 연료전지 스택의 엔드 플레이트에 내장시킨 것을 특징으로 하는 종래기술이 제안되어 왔다.In view of this point, the prior art has been proposed, in which the ejector itself is embedded in the end plate of the fuel cell stack.

그 일례로서, 일본 공개 특허 2001-143734에는 연료전지 스택의 엔드 플레이트내에 이젝터가 내장된 기술이 개시되어 있는 바, 그러나 이젝터가 연료전지 스택의 적층방향을 따라 배열됨에 따라, 엔드 플레이트를 약 150~200mm 이상 매우 두껍게 제작해야 하는 비현실적인 문제점이 있다.As one example, Japanese Laid-Open Patent Application No. 2001-143734 discloses a technique in which an ejector is embedded in an end plate of a fuel cell stack. However, as the ejector is arranged along the stacking direction of the fuel cell stack, There is an unrealistic problem that must be made very thick over 200 mm.

또한, 엔드 플레이트의 두께 증가를 고려하여, 이젝터를 짧게 구성한다면 펌핑 효율이 매우 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있고, 결국 일본 공개 특허 2001-143734에 개시된 이젝터 내장 구조는 실제 제품으로 제작할 수 없는 구조를 갖는다.In addition, considering the increase of the thickness of the end plate, if the ejector is made short, the pumping efficiency is very low. Therefore, the ejector built-in structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-143734 can not be manufactured as an actual product .

다른 예로서, 미국특허 3,982,961에는 이젝터가 연료전지 스택에 일체로 구성된 기술이 개시되어 있는 바, 이젝터를 일체로 구성함에 따라 그 장착과정이 복잡하고, 이젝터의 교체 작업이 불가한 단점이 있으며, 특히 별도의 역류차단기구가없어 공급수소의 역류가 우려되는 문제점이 있다.As another example, U.S. Patent No. 3,982,961 discloses a technique in which an ejector is integrally formed in a fuel cell stack. As the ejector is integrally constructed, the mounting process is complicated and the ejector can not be replaced. There is a problem in that there is no separate reverse flow shut-off mechanism and the back flow of the supplied hydrogen is concerned.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 연구된 결과물로서, 탈장착이 간편한 카트리지 형태의 이젝터를 연료전지 스택의 엔드 플레이트(또는 공용분배 구조물)내, 또는 연료전지 스택의 연료극 매니폴드내에 장착하여, 재순환 경로의 단축 및 유로의 압력강하를 줄여서 수소 재순환량을 극대화할 수 있고, 연료전지 수소 재순환 시스템 자체가 단순화되어 연료전지 전체 시스템의 부피/무게 를 크게 줄일 수 있으며, 결과적으로 연료전지 시스템 효율을 향상시킴과 더불어 연비의 개선 및 안정성을 도모할 수 있는 이젝터 내장형 연료전지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell stack in which an ejector of a cartridge type which is easy to be detached and attached is mounted in an end plate (or a common distribution structure) The hydrogen recirculation system itself can be simplified and the volume and weight of the entire fuel cell system can be greatly reduced. As a result, the fuel cell system And an object thereof is to provide an injector built-in type fuel cell system capable of improving efficiency and improving fuel economy and stability.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일측쪽 엔드플레이트에 형성된 고압수소 공급구로부터 타측쪽 엔드플레이트에 형성된 수소 재순환라인으로 연장되는 연료전지 스택의 연료극 매니폴드내에 다단 직렬 카트리지 이젝터를 분리 가능하게 삽입 장착시킨 것을 특징으로 하는 이젝터 내장형 연료전지 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a multi-stage serial cartridge ejector is detachably inserted into a fuel electrode manifold of a fuel cell stack extending from a high-pressure hydrogen supply port formed on one end plate to a hydrogen recirculation line formed on the other end plate. And the fuel cell system is provided with an Ejector built-in type fuel cell system.

바람직한 구현예로서, 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터는 이젝터 본체와, 상기 이젝터 본체의 입구 및 출구에 각각 기밀 결합되는 제1 및 제2중공바로 구성하되, 상기 이젝터 본체는: 일정 갭을 두고 일렬로 순차 배치되되 입구측에서 출구측으로 그 배치순서에 따라 상대적으로 큰 직경으로 이루는 복수개의 노즐과; 상기 연료전지 스택에서 미반응된 수소의 흡입통로로서 상기 각 노즐 간의 갭 공간과 통하는 복수개의 서브 흡입구와; 고압수소가 외부로 역류됨을 방지하기 위하여 상기 각 서브 흡입구에 장착되는 체크밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the multi-stage serial cartridge ejector includes first and second hollow coils hermetically coupled to an ejector body and an inlet and an outlet of the ejector body, respectively, wherein the ejector body is sequentially arranged in a line with a predetermined gap therebetween A plurality of nozzles having a relatively large diameter in the arrangement order from the inlet side to the outlet side; A plurality of sub-inlets communicating with gap spaces between the respective nozzles as intake passages for unreacted hydrogen in the fuel cell stack; A check valve mounted to each sub inlet to prevent high pressure hydrogen from flowing back to the outside; And a control unit.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 연료극 매니폴드의 출구측과 상기 수소 재순환라인이 별도의 배관으로 연결되고, 이 배관상에는 블로워가 장착된 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the outlet side of the fuel electrode manifold and the hydrogen recirculation line are connected by a separate pipe, and a blower is mounted on the pipe.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 연료극 매니폴드와 수소 재순환 라인의 연결 지점에는 응축수 회수용 워터트랩 및 퍼지밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a condensate recovery water trap and a purge valve are installed at a connection point between the fuel electrode manifold and the hydrogen recycle line.

특히, 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터의 하우징에 형성된 수소 유입구는 상기 수소 재순환 포트와 연결되고, 상기 이젝터 본체의 입구 및 출구는 각각 상기 고압수소 공급구 및 수소공급포트에 연결되는 것을 특징으로 한다.In particular, the hydrogen inlet formed in the housing of the multi-stage serial cartridge ejector is connected to the hydrogen recirculation port, and the inlet and the outlet of the ejector body are connected to the high-pressure hydrogen supply port and the hydrogen supply port, respectively.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

1) 종래에 연료전지 스택, 이젝터, 수소 재순환 회로 등의 외부 배관 라인을 배제하고, 엔드 플레이트 또는 연료전지 스택의 연료극 매니폴드의 공간을 활용하여, 1개 이상의 카트리지 타입 이젝터를 분리 가능하게 내장시킴으로써, 수소 재순환 경로의 단축 및 유로의 압력강하를 줄여서 수소 재순환량을 극대화할 수 있다.1) By eliminating the external piping lines such as the fuel cell stack, the ejector, the hydrogen recirculation circuit, and the like, and utilizing the space of the fuel electrode manifold of the end plate or the fuel cell stack in the past to detachably incorporate one or more cartridge- , The shortening of the hydrogen recycle path and the pressure drop of the flow path can be reduced, thereby maximizing the hydrogen recycle amount.

2) 또한, 연료전지 시스템의 수소 재순환 시스템이 단순화되어 연료전지 시스템 전체의 부피/무게를 크게 줄일 수 있다.2) In addition, the hydrogen recirculation system of the fuel cell system can be simplified to greatly reduce the volume / weight of the entire fuel cell system.

3) 궁극적으로, 이젝터가 연료전지 시스템의 외부가 아닌 내부에 내장되어 수소 재순환 량의 극대화가 가능하여, 연료전지 시스템 효율을 향상시킴과 더불어 연비의 개선 및 안정성을 도모할 수 있다.3) Ultimately, the ejector is embedded in the inside of the fuel cell system, not inside the outside of the fuel cell system, thereby maximizing the hydrogen recirculation amount, thereby improving fuel cell system efficiency and improving fuel economy and stability.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 기존의 이젝터 및 수소 재순환 라인에 대하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.First, in order to facilitate understanding of the present invention, a conventional ejector and a hydrogen recirculation line will be briefly described below.

전술한 바와 같이, 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급시스템, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기중의 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 냉각 시스템 등을 포함하여 구성되어 있다.As described above, the fuel cell system includes a fuel cell stack for generating electrical energy, a fuel supply system for supplying fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, a fuel cell stack for supplying oxygen to the fuel cell stack, And a cooling system for removing the reaction heat of the fuel cell stack to the outside of the system and controlling the operating temperature of the fuel cell stack.

첨부한 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 연료공급시스템, 즉 수소공급시스템은 압축 수소탱크(12)에서 공급되는 수소를 연료전지 스택(10)에 공급하고 연료전지시스템 운전을 유지 및 제어하는 시스템으로 저압 레귤레이터, 유량 조절 액츄에이터, 연료전지 스택의 외부에 장착되는 외부 장착형 이젝터(14), 각종 센서 등으로 구성된다.9, the fuel supply system, that is, the hydrogen supply system is a system that supplies hydrogen supplied from the compressed hydrogen tank 12 to the fuel cell stack 10 and maintains and controls the operation of the fuel cell system A low pressure regulator, a flow rate control actuator, an externally mounted ejector 14 mounted outside the fuel cell stack, and various sensors.

상기 외부 장착형 이젝터(14)는 수소탱크(12)와 연료전지 스택(10) 사이에 연결 설치되는 동시에 외부 배치형 수소 재순환라인(16)과도 연결되며, 고압 수소탱크(12)에서 공급된 압축수소를 노즐을 통해 분사하여 진공을 발생시키고, 이를 이용하여 연료전지 연료극의 미반응 가스를 재순환시키는 역할을 한다.The external mounting type ejector 14 is connected between the hydrogen tank 12 and the fuel cell stack 10 and is also connected to the externally mounted type hydrogen recirculation line 16, Is injected through a nozzle to generate a vacuum, and recycles the unreacted gas of the fuel cell anode through the use of the vacuum.

이에 따라, 상기 외부 장착형 이젝터(14)를 거치면서 연료전지 스택(10)으로 공급되는 고압의 수소 흐름에 의해 외부 배치형 수소 재순환라인(16)측으로부터의 흡입유량이 증가될 수 있다.Accordingly, the suction flow rate from the externally-disposed hydrogen recirculation line 16 side can be increased by the high-pressure hydrogen flow supplied to the fuel cell stack 10 through the externally mounted ejector 14. [

상기 연료전지 스택(10)은 연료전지의 발전 모듈로 공기와 수소의 전기 화학적 반응을 전기를 생성하는 역할을 하며, 전술한 바와 같이 공기극, 연료극, MEA, 냉각유로 등을 그 구성요소로 갖는다. The fuel cell stack 10 is a power generation module of a fuel cell. The fuel cell stack 10 generates electricity through electrochemical reaction between air and hydrogen. The fuel cell stack 10 includes an air electrode, a fuel electrode, an MEA, a cooling channel, and the like as described above.

상기 외부 배치형 수소 재순환라인(16)은 연료전지 시스템에서 스택의 물배출을 원활하게 하고, 공급되는 수소에 가습을 함으로써, 전체 시스템의 안정성과 효율에 매우 많은 영향을 미치는 바, 이를 통한 수소 재순환량은 많을수록 시스템에 유리하다.The externally placed hydrogen recirculation line 16 greatly influences the stability and efficiency of the overall system by facilitating the discharge of water from the stack in the fuel cell system and humidifying the supplied hydrogen, The larger the amount, the better the system is.

그러나, 상기 외부 장착형 이젝터(14)와 외부 배치형 수소 재순환라인(16)은 연료전지 스택의 외부에 구성됨에 따라, 수소 재순환 라인이 길어지는 동시에 복합하여 수소의 재순환량을 극대화시키지 못하는 단점이 있고, 또한 외부 장착형 이젝터(14)와 외부 배치형 수소 재순환라인(16)은 별도의 배관을 이용하기 때문에 전체 연료전지 시스템이 커지고 복잡해지는 단점이 있다.However, since the externally mounted type ejector 14 and the externally disposed type hydrogen recirculation line 16 are configured outside the fuel cell stack, there is a disadvantage in that the hydrogen recirculation line is elongated and at the same time does not maximize the recycle amount of hydrogen , And the external mounting type ejector 14 and the externally disposed type hydrogen recirculation line 16 use separate piping, so that the entire fuel cell system becomes large and complicated.

이러한 점을 감안하여, 본 발명은 이젝터를 연료전지 스택의 엔드 플레이트 또는 연료극 매니폴드에 내장시켜, 수소의 재순환량을 극대화시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있으며, 이를 위한 본 발명의 바람직한 각 실시예를 상세하게 설명하기로 하며, 본 발명이 하기의 각 실시예에 의하여 한정되는 것이 아니다.In view of this, the present invention is focused on maximizing the recirculation amount of hydrogen by embedding the ejector in the end plate or the anode manifold of the fuel cell stack, and in each of the preferred embodiments of the present invention And the present invention is not limited by the following examples.

제1 내지 제3실시예First to Third Embodiment

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제1실시예를 나타내는 개략도이고, 도 2는 제2실시예를 나타내는 개략도이며, 도 3은 제3실시예를 나타내는 개략도이며, 도 8a 및 도 8b는 각 실시예에 적용된 다단 직렬 카트리지 이젝터를 나타내는 사시도 및 단면도이다.2 is a schematic view showing a second embodiment, FIG. 3 is a schematic view showing a third embodiment, and FIG. 8A is a schematic view showing a third embodiment of the fuel cell system with an ejector according to the present invention. And FIG. 8B are a perspective view and a cross-sectional view showing a multi-stage serial cartridge ejector applied to each embodiment.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택(10)의 엔드 플레이 트(18)에는 공기공급포트(20) 및 공기배출포트(22), 냉각수공급 및 배출포트(24,26), 수소공급포트(28) 및 수소 재순환(배출)포트(30), 고압수소 공급구(32)가 형성되어 있다.1 to 3, the end plate 18 of the fuel cell stack 10 is provided with an air supply port 20 and an air discharge port 22, a coolant supply and discharge port 24, 26, A hydrogen supply port 28, a hydrogen recycle (discharge) port 30, and a high-pressure hydrogen supply port 32 are formed.

특히, 상기 엔드 플레이트(18)내에 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)가 분리 가능하게 내장되며, 이 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)는 하우징(102)과 이젝터 본체(104)로 구성된다.Particularly, a multi-stage serial cartridge ejector 100 is detachably installed in the end plate 18, and the multi-stage serial cartridge ejector 100 is composed of a housing 102 and an ejector main body 104.

본 발명의 제1실시예는 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터(100) 1개가 적용된 예이고, 제2실시예는 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터(100) 2개가 적용된 예이며, 제3실시예는 더블 스택 모듈(40)에 적용된 예이며, 물론 2개 이상의 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)를 병렬로 더 배열시킬 수 있다.The first embodiment of the present invention is an example in which one of the multi-stage serial cartridge ejectors 100 is applied, the second embodiment is an example in which the two multi-stage serial cartridge ejectors 100 are applied, 40). Of course, two or more multi-stage serial cartridge ejectors 100 may be further arranged in parallel.

상기 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)의 하우징(102)에는 상기 수소 재순환 포트(30)로부터 재순환 수소가 유입되는 유입구(106)가 관통 형성된다.An inlet 106 through which the recycle hydrogen flows from the hydrogen recirculation port 30 is formed in the housing 102 of the multi-stage serial cartridge ejector 100.

상기 이젝터 본체(104)는 상기 하우징(102)에 1개(도 1 참조) 또는 1개 이상(도 2 참조)이 분리 가능하게 병렬로 배치되며, 각 이젝터 본체(104)의 후단부(입구)는 상기 엔드 플레이트(18)에 형성된 고압수소 공급구(32)와 연결되고, 전단부(출구)는 연료전지 스택(10)내에 고압수소 및 재순환 수소를 공급하는 통로인 상기 수소공급포트(28)에 연결된다.1) or at least one ejector body 104 (see FIG. 2) are detachably disposed in parallel in the housing 102, and a rear end (inlet) of each ejector body 104 is connected to the ejector body 104, Pressure hydrogen supply port 32 formed in the end plate 18. The front end portion of the hydrogen supply port 28 is a passage for supplying high-pressure hydrogen and recycle hydrogen into the fuel cell stack 10, Lt; / RTI >

보다 상세하게는, 첨부한 도 8a에 도시된 바와 같이 상기 하우징(102)내에는 1개 이상의 이젝터 본체(104)가 카트리지식으로 분리 가능하게 삽입될 수 있는 설치구(108)가 형성되는 바, 이 설치구(108)에 이젝터 본체(104)를 밀어넣어 장착하 고, 당겨서 분리하게 되며, 각 이젝터 본체(104)의 장착시 그 후단부(입구)를 상기 엔드 플레이트(18)에 형성된 고압수소 공급구(32)와 연결시키고, 전단부(출구)를 연료전지 스택(10)내에 새로운 수소 및 재순환 수소를 공급하는 통로인 상기 수소공급포트(28)에 연결시키게 된다.More specifically, as shown in FIG. 8A, an attachment hole 108 is formed in the housing 102 so that at least one ejector body 104 can be detachably inserted into the ejector body 104, (Inlet) at the time of mounting the ejector main body 104 to the high pressure hydrogen (not shown) formed on the end plate 18, And connects the front end portion (outlet) to the hydrogen supply port 28, which is a passage for supplying fresh hydrogen and recycle hydrogen into the fuel cell stack 10.

상기 이젝터 본체의 구성을 첨부한 도 8b를 참조로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The ejector body will be described in detail with reference to FIG.

상기 이젝터 본체(104)의 일 구성으로서 적어도 3개 이상의 노즐(110a,110b,110c)이 일정 갭(gap)을 두고 일렬로 순차 배치되며, 각 노즐(110a,110b,110c)은 입구측에서 출구측으로 그 배치순서에 따라 상대적으로 큰 직경으로 이루는 것으로 채택된다.At least three or more nozzles 110a, 110b and 110c are sequentially arranged in a line with a predetermined gap as a configuration of the ejector main body 104. Each of the nozzles 110a, 110b, To be relatively large in diameter in accordance with their arrangement order.

상기 각 노즐(110a,110b,110c)의 외경에는 적어도 3개의 서브 흡입구(112a,112b,112c)를 갖는 커버체(114)가 장착되어, 각 노즐(110a,110b,110c)이 고정된 상태가 되며, 상기 3개의 서브 흡입구(112a,112b,112c)는 상기 각 노즐(110a,110b,110c) 간의 갭 공간과 연통되는 상태가 된다.A cover body 114 having at least three sub-intake ports 112a, 112b and 112c is mounted on the outer diameter of each of the nozzles 110a, 110b and 110c so that the nozzles 110a, 110b and 110c are fixed And the three sub-intake ports 112a, 112b, and 112c are in communication with the gap space between the respective nozzles 110a, 110b, and 110c.

특히, 상기 3개의 서브 흡입구(112a,112b,112c)에는 수소 재순환 라인으로 새롭게 공급되는 수소가 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(116)가 장착된다.Particularly, the three sub-intake ports 112a, 112b and 112c are equipped with a check valve 116 for preventing hydrogen, which is newly supplied to the hydrogen recirculation line, from flowing backward.

예를 들어, 연료전지 스택의 수소 재순환 라인에서 분기된 라인에 설치되는 퍼지밸브(도 9에서 도면부호 13)는 ON/OFF 밸브로서, 스택 출구에서 배기되는 가스에 질소나 기타 부산물을 대기으로 배출하여 재순환되는 가스의 물성을 시스템에 최적으로 유지되도록 하는 기능을 갖는데, 퍼지시에는 질소, 수소, 수증기, 물 등 이 배출되며 부하에 따라 그 온/오프(ON/OFF) 횟수와 개방시간이 조절된다. For example, a purge valve (reference numeral 13 in Fig. 9) installed in a line branched from a hydrogen recirculation line of a fuel cell stack is an ON / OFF valve, and discharges nitrogen or other by- The purge gas is discharged at the time of purging by nitrogen, hydrogen, water vapor, water, etc., and the number of times of on / off (ON / OFF) do.

재순환 가스를 순환시키는 수소 블로워 또는 이젝터가 제기능을 못하게 되면, 상기 퍼지밸브 개방시 수소탱크로부터 공급되는 새로운 연료공급 수소가 스택으로 공급되지 않고 재순환라인으로 역류하여, 퍼지밸브를 통해 대기로 직접 배기될 수 있다.When the hydrogen blower or the ejector for circulating the recirculating gas fails to function, the new fuel supply hydrogen supplied from the hydrogen tank at the time of opening the purge valve flows back to the recycle line without being supplied to the stack, .

상기한 이젝터는 속성상 큰 유량이 노즐로 공급되었을 때 성능이 우수하고, 유량이 적은 경우(예를 들면, 부하가 작은 아이들시 등)에는 재순환 라인으로부터의 흡입작용이 거의 없다고 볼 수 있다.The above-described ejector has excellent performance when a large flow quantity of the ejector is supplied to the nozzle by nature, and when the flow rate is small (for example, when idling with a small load, etc.), there is almost no suction effect from the recirculation line.

이에, 수소 재순환 라인으로 새로운 고압 수소가 역류되지 않도록 상기 3개의 서브 흡입구(112a,112b,112c)에 체크밸브(116)가 장착되는 것이다.Therefore, the check valves 116 are mounted on the three sub-intake ports 112a, 112b, and 112c so that the new high-pressure hydrogen does not flow back into the hydrogen recirculation line.

본 발명에서는 각 서브 흡입구(112a,112b,112c)의 내부에 둥근 플레이트(Shell type) 형태의 체크밸브(116)를 장착하여 흡입기능이 없을 때는 공급 수소가 재순환라인으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.In the present invention, a check valve 116 in the form of a shell type may be installed in each of the sub-intake ports 112a, 112b and 112c to prevent the supplied hydrogen from flowing back to the recirculation line when there is no suction function .

즉, 각 노즐(110a,110b,110c)에 의해 진공이 발생하면, 둥근 플레이트 형태의 체크밸브(116)가 이젝터(100) 중심부로 밀려들어가서 틈새가 발생하여 각 서브흡입구(112a,112b,112c)가 개방되고, 각 노즐(110a,110b,110c)에 진공이 발생하지 않으면 둥근 플레이트 형태의 체크밸브(116)가 각 흡입구(112a,112b,112c)를 차단하여 새롭게 공급되는 공급수소가 재순환 라인쪽으로 역류하는 것을 막아주게 된다.That is, when a vacuum is generated by the nozzles 110a, 110b, and 110c, a circular plate-shaped check valve 116 is pushed into the center of the ejector 100 to generate a gap, A check valve 116 in the form of a round plate cuts off each of the inlets 112a, 112b and 112c to supply freshly supplied hydrogen toward the recirculation line This prevents backflow.

여기서, 상기와 같이 엔드 플레이트에 1개 이상의 다단 직렬 카트리지 이젝 터를 분리 가능하게 설치한 상태에서, 연료전지 스택에 수소 연료 공급이 이루어지는 동작을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, an operation of supplying hydrogen fuel to the fuel cell stack in a state in which one or more multi-stage serial cartridge ejectors are removably mounted on the end plate as described above will be described.

수소탱크(12)로부터 연료전지 스택(10)의 엔드플레이트(18)에 형성된 고압수소 공급구(32)로 고압수소가 공급되고, 연료전지 스택(10)내에서 미반응된 수소는 수소 재순환 라인을 통해 엔드플레이트(18)에 형성된 수소 재순환 포트(30)로 배출된다.High-pressure hydrogen is supplied from the hydrogen tank 12 to the high-pressure hydrogen supply port 32 formed in the end plate 18 of the fuel cell stack 10. Unreacted hydrogen in the fuel cell stack 10 is supplied to the hydrogen recycle line To the hydrogen recirculation port (30) formed in the end plate (18).

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 고압수소 공급구(32)로부터 공급된 고압수소가 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)의 이젝터 본체(104)로 공급되고, 재순환 수소가 상기 수소 재순환 포트(30)로부터 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)의 하우징(102)에 형성된 유입구(106)로 흐르게 된다.1, high-pressure hydrogen supplied from the high-pressure hydrogen supply port 32 is supplied to the ejector main body 104 of the multi-stage serial cartridge ejector 100, and recirculated hydrogen is supplied to the hydrogen recirculation port 30, To the inlet 106 formed in the housing 102 of the multi-stage serial cartridge ejector 100.

이때, 이젝터 본체(104)에 공급된 고압수소가 각 노즐(110a,110b,110c)에 의하여 분사되면 그 순간 내부에 진공압이 걸리게 되고, 이 진공압에 의하여 상기 수소 재순환 포트(30)로부터 하우징(102)의 유입구(106)로 흐르는 재순환 수소가 이젝터 본체(104)내로 흡입된다.At this time, when high-pressure hydrogen supplied to the ejector main body 104 is injected by the nozzles 110a, 110b, and 110c, vacuum pressure is applied to the inside of the ejector body 104, The recycle hydrogen flowing into the inlet 106 of the evaporator 102 is sucked into the ejector main body 104.

이에 따라, 새로운 연료공급 수소(고압수소)와 재순환 수소가 서로 혼합되어 상기 엔드플레이트(18)의 수소공급포트(28)를 통하여 연료전지 스택(10)내로 공급된다.Thus, new fuel supply hydrogen (high-pressure hydrogen) and recycle hydrogen are mixed with each other and fed into the fuel cell stack 10 through the hydrogen supply port 28 of the end plate 18. [

상기 다단 직렬 카트리지 이젝터의 동작을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the multi-stage serial cartridge ejector will be described in more detail as follows.

상기 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)는 각 노즐(110a,110b,110c)에서 수소 흡입유량을 연속적으로 증가시키는 증폭 작용을 한다.The multi-stage serial cartridge ejector 100 performs an amplifying operation to continuously increase the hydrogen sucking flow rate in each of the nozzles 110a, 110b, and 110c.

1) 수소탱크(12)로부터의 고압(약 1.5∼10barg)의 건조 수소가 1단 노즐(110a)에서 고속 분사된다. 1) High pressure (about 1.5 to 10 barg) of dry hydrogen from the hydrogen tank 12 is injected at a high speed from the first-stage nozzle 110a.

2) 1단 노즐(110a)에서 분사된 수소는 1단 노즐 부분을 진공(저압)압 상태로로 만들고, 이 진공압에 의하여 체크밸브(116)가 열리면서 1단 서브 흡입구(112a)를 통해 수소 재순환 포트(30)로 배출된 혼합가스(수소, 질소, 수증기 등)가 흡입된다.2) The hydrogen injected from the first-stage nozzle 110a turns the first-stage nozzle portion into a vacuum (low-pressure) pressure state, and the check valve 116 is opened by this vacuum pressure, (Hydrogen, nitrogen, water vapor, etc.) discharged into the recirculation port 30 is sucked.

3) 흡입된 질소와 수증기에 의해 1단계 가스 밀도가 증가하고, 이로 인해 2단 노즐(110b)측에서 더 큰 진공압을 유도할 수 있다. 3) The first stage gas density is increased by the inhaled nitrogen and water vapor, and therefore, a larger vacuum pressure can be induced on the side of the second-stage nozzle 110b.

4) 여전히 높은 압력을 갖는 1단계 통과 가스는 2단계에서 2단 노즐(110b)로 재분사되어 진공(저압)압을 만들고, 이에 해당 체크밸브(116)가 열려서 2단 서브 흡입구(112b)로 재순환 수소가 흡입된다.4) The first-stage passing gas still having a high pressure is re-injected into the second-stage nozzle 110b in the second stage to make a vacuum (low-pressure) pressure and the corresponding check valve 116 is opened to the second- Recirculated hydrogen is inhaled.

5) 위와 같은 원리로 3단 노즐(110c)에 의한 3단계에서는 더 큰 진공압을 유도하면서 3단 서브 흡입구(112c)로 재순환 수소가 흡입된다.5) With the above-described principle, recirculated hydrogen is sucked into the three-stage sub inlet 112c while guiding a larger vacuum pressure in the third stage by the three-stage nozzle 110c.

6) 1)∼5)의 과정은 각 단계에서 반복되며 단이 많을수록 흡입유량은 증가한다. 6) The process of 1) ~ 5) is repeated at each step. The more the stages, the more the suction flow increases.

이와 같이, 1개 이상의 이젝터(100)를 연료전지 스택의 엔드 플레이트(18)내에 내장시킴으로써, 수소탱크(12)로부터 공급된 고압수소와, 이 고압수소가 분사되면서 생성되는 진공압에 의하여 미반응된 재순환 수소가 서로 혼합되어, 상기 엔드플레이트(18)의 수소공급포트(28)를 통해 연료전지 스택(10)으로 용이하게 공급되 어진다.Thus, by incorporating one or more ejectors 100 in the end plate 18 of the fuel cell stack, the high-pressure hydrogen supplied from the hydrogen tank 12 and the negative pressure generated by the high- The recirculated hydrogen is mixed with each other and is easily supplied to the fuel cell stack 10 through the hydrogen supply port 28 of the end plate 18. [

즉, 연료전지 스택(10)의 엔드 플레이트(12)내에 내장된 이젝터(100)의 진공 펌핑 작용에 의하여, 수소탱크(12)로부터 공급되는 고압의 공급 수소와, 연료전지 스택(10)에서 전기화학적 반응을 하지 않고 스택 출구로 배출되는 재순환 수소 및 수증기가 서로 혼합되어 연료전지 스택으로 공급되도록 함으로써, 수소 재순환 경로의 단축 및 유로의 압력강하를 줄여서 수소 재순환량을 극대화할 수 있다.That is, by the vacuum pumping action of the ejector 100 built in the end plate 12 of the fuel cell stack 10, the high-pressure supply hydrogen supplied from the hydrogen tank 12 and the high- The recycle hydrogen and the water vapor discharged to the stack outlet without chemical reaction are mixed with each other and supplied to the fuel cell stack, thereby shortening the hydrogen recycle path and reducing the pressure drop of the flow path, thereby maximizing the hydrogen recycle amount.

여기서, 본 발명의 제4 내지 6실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the fourth to sixth embodiments of the present invention will be described.

제4 내지 6실시예Examples 4 to 6

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제4실시예를 나타내는 개략도이고, 도 5는 제5실시예를 나타내는 개략도이며, 도 6은 제6실시예를 나타내는 개략도이다.FIG. 4 is a schematic view showing a fourth embodiment of the fuel cell system with an ejector built-in according to the present invention, FIG. 5 is a schematic view showing the fifth embodiment, and FIG. 6 is a schematic view showing the sixth embodiment.

제4 내지 제6실시예는 이젝터(100)를 연료전지 스택(10)내에 구성되어 있는 연료극 매니폴드(34)에 내장시켜, 재순환 수소의 신속한 흡입으로 재순환량을 극대화시킬 수 있는 점에 주안점이 있다.The fourth to sixth embodiments focus on the point that the ejector 100 is embedded in the fuel electrode manifold 34 formed in the fuel cell stack 10 to maximize the recirculation amount by rapid sucking of the recycled hydrogen have.

제4 내지 제6실시예에 따르면, 연료전지 스택(10)의 엔드플레이트(18)중 일측쪽 엔드플레이트에는 고압수소 공급구(32)가 형성되고, 타측쪽 엔드플레이트에는 수소 재순환라인(36)이 형성된다.According to the fourth to sixth embodiments, a high-pressure hydrogen supply port 32 is formed on one end plate of the end plate 18 of the fuel cell stack 10, and a hydrogen recycle line 36 is provided on the other end plate. .

이때, 상기 연료전지 스택(10)의 연료극 매니폴드(34)에 의하여 상기 고압수소 공급구(32)와 수소 재순환 라인(36)이 서로 연통되는 상태가 된다.At this time, the high-pressure hydrogen supply port (32) and the hydrogen recirculation line (36) are communicated with each other by the fuel electrode manifold (34) of the fuel cell stack (10).

여기서, 상기 연료극 매니폴드(34)내에 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)를 분리 가능하게 삽입 장착한다.Here, the multi-stage serial cartridge ejector 100 is removably inserted into the fuel electrode manifold 34.

상기 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)는 이젝터 본체(104)와, 상기 이젝터 본체(104)의 입구 및 출구에 각각 기밀 결합되는 제1 및 제2중공바(118,120)로 구성된다.The multi-stage serial cartridge ejector 100 includes an ejector body 104 and first and second hollow bars 118 and 120 hermetically coupled to an inlet and an outlet of the ejector body 104, respectively.

상기 제1중공바(118)의 일측은 고압수소 공급구(32)가 되고, 그 타측은 이젝터 본체(104)의 입구쪽에 오링(122)에 의하여 기밀 결합되며, 또한 상기 제2중공바(120)의 일측은 이젝터 본체(104)의 출구쪽에 오링(122)에 의하여 기밀 결합되고, 그 타측은 상기 수소 재순환 라인(36)에 연결된다.One side of the first hollow bar 118 serves as a high-pressure hydrogen supply port 32. The other side of the first hollow bar 118 is airtightly coupled to the inlet side of the ejector body 104 by an O- Is hermetically sealed by an O-ring 122 on the outlet side of the ejector main body 104, and the other side thereof is connected to the hydrogen recycle line 36. [

한편, 상기 이젝터 본체(104)는 제1 내지 제3실시예에서 설명된 바와 같이, 일정 갭을 두고 일렬로 순차 배치되되 입구측에서 출구측으로 그 배치순서에 따라 상대적으로 큰 직경으로 이루는 적어도 3개 이상의 노즐(110a,110b,110c)과, 상기 연료전지 스택(10)에서 미반응된 수소의 흡입통로로서 상기 각 노즐(110a,110b,110c) 간의 갭 공간과 통하는 적어도 3개의 서브 흡입구(112a,112b,112c)와, 고압수소가 외부로 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 각 서브 흡입구(112a,112b,112c)에 장착되는 체크밸브(116)로 구성된다.As described in the first to third embodiments, the ejector main body 104 is arranged in a line with a predetermined gap therebetween, and at least three ejector bodies 104 having a relatively large diameter in the order of arrangement from the inlet side to the outlet side And at least three sub-intake ports 112a, 110b, and 110c communicating with the gap spaces between the nozzles 110a, 110b, and 110c as the intake passages of unreacted hydrogen in the fuel cell stack 10, 112b and 112c and a check valve 116 mounted on each of the sub-intake ports 112a, 112b and 112c to prevent high-pressure hydrogen from flowing back to the outside.

여기서, 연료극 매니폴드내에 분리 가능하게 설치된 다단 직렬 카트리지 이젝터에 의한 수소공급 동작을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of supplying hydrogen by the multi-stage serial cartridge ejector detachably installed in the fuel electrode manifold will be described.

먼저, 수소탱크(12)로부터 연료전지 스택(10)의 일측쪽 엔드플레이트(18)에 형성된 고압수소 공급구(32)로 고압수소가 공급되고, 연료전지 스택(10)내에서 미반응된 재순환 수소를 비록한 생성물이 상기 연료극 매니폴드(34)내의 이젝터(100) 쪽으로 흐르게 된다.High-pressure hydrogen is supplied from the hydrogen tank 12 to the high-pressure hydrogen supply port 32 formed in one end plate 18 of the fuel cell stack 10, and unreacted recirculation The product containing hydrogen is caused to flow toward the ejector 100 in the fuel electrode manifold 34.

이어서, 상기 고압수소 공급구(32)로부터 공급된 고압수소가 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)의 이젝터 본체(104)로 공급되고, 재순환 수소가 상기 이젝터 본체(104)가 내장된 연료극 매니폴드(34)를 통해 상기 타측쪽 엔드플레이트(18)에 형성된 수소 재순환 라인(36)쪽으로 흐르게 된다.(112a,112b,112c)The high pressure hydrogen supplied from the high pressure hydrogen supply port 32 is supplied to the ejector main body 104 of the multi-stage serial cartridge ejector 100 and the recycle hydrogen is supplied to the fuel electrode manifold 34 (112a, 112b, 112c) formed in the other side end plate (18)

이때, 상기 이젝터 본체(104)에 공급된 고압수소가 각 노즐(110a,110b,110c)에 의하여 분사되면, 그 순간 서브 흡입구(112a,112b,112c)의 내부에 진공압이 생성되고, 이 진공압에 의하여 체크밸브(116)가 열리면서 이젝터 본체(104)의 내부로 재순환 수소를 비롯한 질소, 수증기 등의 가스가 흡입된다.At this time, when the high-pressure hydrogen supplied to the ejector main body 104 is injected by the nozzles 110a, 110b, and 110c, vacuum pressure is generated inside the sub inlet ports 112a, 112b, and 112c instantaneously, The check valve 116 is opened by pneumatic pressure, and a gas such as nitrogen, water vapor, or the like including recycled hydrogen is sucked into the ejector main body 104.

이에 따라, 새로운 연료공급 수소(고압수소)와 재순환 수소가 서로 혼합되어 상기 엔드플레이트(18)의 수소 재순환라인(36)를 통하여 연료전지 스택(100)으로 공급된다.Accordingly, new fuel supply hydrogen (high-pressure hydrogen) and recycle hydrogen are mixed with each other and supplied to the fuel cell stack 100 through the hydrogen recirculation line 36 of the end plate 18. [

제3 내지 제6실시예에 따른 이젝터 본체의 구체적인 동작은 제1 내지 제3실시예에서 설명된 것과 동일하므로, 그 설명은 생략하기로 한다.Since the specific operation of the ejector main body according to the third to sixth embodiments is the same as that described in the first to third embodiments, the description thereof will be omitted.

한편, 제3 내지 제6실시예에 따르면, 이젝터(100) 위치를 연료극 매니폴드(34: 연료극 가스출구 매니폴드)에 내장시킴에 따라 고압수소 공급과 함께 재순환 가스를 신속하게 보다 많이 흡입할 수 있고, 또한 압력이 가장 낮은 부분인 연료극 매니폴드(연료극 가스출구 매니폴드)에 이젝터를 내장시킨 것은 스택 내부에 압력 분포가 균일하게 분포되고 그로 인해 플러딩(Flooding)이 발생할 가능성이 낮기 때문이다.On the other hand, according to the third to sixth embodiments, by embedding the position of the ejector 100 in the fuel electrode manifold 34 (anode gas outlet manifold), it is possible to quickly absorb more of the recycle gas together with the high- The reason why the ejector is embedded in the fuel electrode manifold (anode manifold outlet manifold), which is the lowest pressure portion, is because the pressure distribution is uniformly distributed inside the stack and the flooding is unlikely to occur.

또한, 연료전지 시스템의 부하 변화는 수소유량의 공급변화량의 증감을 요구하고, 이에 이젝터의 재순환 수소 흡입 성능도 응답성능의 주된 요소가 되는 바, 본 발명에 따르면 재순환 수소를 흡입하는 이젝터가 연료전지 스택의 연료극에 가장 가깝게 배치되기 때문에 매우 우수한 재순환 수소 흡입 성능을 나타낼 수 있다.In addition, the change in the load of the fuel cell system requires an increase or a decrease in the supply variation of the hydrogen flow rate, and the recycle hydrogen absorption performance of the ejector is also a main factor of the response performance. According to the present invention, It is possible to exhibit very excellent recirculation hydrogen adsorption performance because it is disposed closest to the fuel electrode of the stack.

또한, 본 발명의 제4 내지 제6실시예에 따르면, 수소 재순환이 이젝터(100) 및 엔드플레이트(18)에 형성된 수소 재순환 라인(36)을 따라 이루어지기 때문에, 즉 수소 재순환이 연료전지 스택 내부에서 모두 이루어지기 때문에, 스택의 자체 열과 냉각수의 열에 일정한 온도 관리가 가능하여 재순환 라인의 물 응축의 가능성이 줄어들고, 특히 저부하 운전 조건에서 연료전지 스택의 분리판 표면에 발생하는 응축수의 배출은 셀 전압 안정성에 크게 기여하여, 스택 내구에 긍정적인 요인으로 작용하는 장점도 제공할 수 있다.Further, according to the fourth to sixth embodiments of the present invention, since hydrogen recirculation is performed along the hydrogen recirculation line 36 formed in the ejector 100 and the end plate 18, that is, It is possible to control the temperature of the stack itself and the temperature of the cooling water constantly, thereby reducing the possibility of water condensation in the recirculation line. In particular, the discharge of condensate generated on the surface of the separator plate of the fuel cell stack, It contributes greatly to the voltage stability and can also provide an advantage of acting as a positive factor in the stack durability.

이와 같이, 제3 내지 제6실시예에 따르면 연료극 매니폴드(34)내에 이젝터(100)를 내장시킴으로써, 재순환 경로의 단축 및 유로의 압력강하를 줄여서 수소 재순환량을 극대화할 수 있고, 수소 재순환 시스템 자체가 단순화되어 연료전지 시스템 전체의 부피/무게를 크게 줄일 수 있다.As described above, according to the third to sixth embodiments, the ejector 100 is embedded in the fuel electrode manifold 34, thereby shortening the recirculation path and reducing the pressure drop of the flow path, thereby maximizing the hydrogen recirculation amount, It is possible to greatly reduce the volume / weight of the entire fuel cell system.

여기서, 본 발명의 제5실시예에 따르면 상기 연료극 매니폴드(34)와 상기 타측쪽 엔드플레이트(18)에 형성된 수소 재순환 라인(36)의 연결 지점에 응축수 회수용 워터트랩(38) 및 퍼지밸브(42)가 장착된다.According to the fifth embodiment of the present invention, the condensate water trap 38 and the purge valve 38 are disposed at the connection point between the fuel electrode manifold 34 and the hydrogen recirculation line 36 formed in the other end plate 18, (42) is mounted.

이에, 연료전지 시스템이 정지하였을 경우 스택 연료극, 연료극 매니폴드(34), 그리고 수소 재순환 라인(36) 등에 잔존하는 응축수가 상기 워터트랩(38) 으로 배출되고, 질소와 같은 이종 가스가 퍼지밸브(42)를 통해 외부로 배출된다.Accordingly, when the fuel cell system is stopped, the condensed water remaining in the stack fuel anode, the fuel electrode manifold 34, and the hydrogen recycle line 36 is discharged to the water trap 38, and a heterogeneous gas such as nitrogen is introduced into the purge valve 42, respectively.

여기서, 본 발명의 제6실시예에 따르면 상기 연료극 매니폴드(34)의 출구측과 상기 수소 재순환라인(36)이 별도의 배관(44)으로 연결되고, 이 배관(44)상에는 블로워(46)가 장착될 수 있다.According to the sixth embodiment of the present invention, the outlet side of the fuel electrode manifold 34 is connected to the hydrogen recirculation line 36 by a separate pipe 44, and a blower 46 is provided on the pipe 44, Can be mounted.

즉, 연료극 매니폴드(34)내에 이젝터(100)가 내장되고, 연료극 매니폴드(34)와 수소 재순환라인(36)을 별도의 배관(44)으로 더 연결하고, 이 배관(44)에 블로워(46)를 장착시킨다.That is, the ejector 100 is built in the fuel electrode manifold 34, the fuel electrode manifold 34 and the hydrogen recycle line 36 are further connected to a separate pipe 44, 46).

따라서, 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)의 구동과, 상기 블로워(46)의 구동이 동시에 이루어지게 되면, 연료극 매니폴드(34)로 배출된 수소의 재순환량을 보다 많은 량으로 수소 재순환 라인(36)에 공급할 수 있고, 스택내의 셀 내부 유동의 흐름을 균일하게 하여 전체적인 시스템 안정성을 도모할 수 있다.Therefore, when the driving of the multi-stage serial cartridge ejector 100 and the driving of the blower 46 are performed at the same time, the amount of recirculation of the hydrogen discharged to the fuel electrode manifold 34 is increased to the hydrogen recirculation line 36 in a larger amount. So that the flow of the internal flow of the cells in the stack can be made uniform and the overall system stability can be achieved.

한편, 상기와 같이 연료극 매니폴드(34)에 다단 직렬 카트리지 이젝터(100)가 내설된 연료전지 스택(10)을 단일 모듈, 또는 첨부한 도 7에 나타낸 바와 같이 다수개의 서브 모듈(200)로 제작할 수 있고, 이렇게 스택을 서브 모듈 단위로 만들어 스택 전체 출력을 높일 수 있으며, 스택의 고장/수리를 간편하게 실시할 수 있다.The fuel cell stack 10 in which the multi-stage serial cartridge ejector 100 is installed in the fuel electrode manifold 34 may be formed as a single module or a plurality of submodules 200 as shown in FIG. 7 Thus, the stack can be made as a submodule unit to increase the total output of the stack, and the stack can be easily broken / repaired.

도 1은 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제1실시예를 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing a first embodiment of an ejector built-in fuel cell system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제2실시예를 나타내는 개략도,2 is a schematic view showing a second embodiment of the fuel cell system with built-in ejector according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제3실시예를 나타내는 개략도,3 is a schematic view showing a third embodiment of the fuel cell system with built-in ejector according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제4실시예를 나타내는 개략도,4 is a schematic view showing a fourth embodiment of the fuel cell system with built-in ejector according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제5실시예를 나타내는 개략도,5 is a schematic view showing a fifth embodiment of the fuel cell system with built-in ejector according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 시스템의 제6실시예를 나타내는 개략도,6 is a schematic view showing a sixth embodiment of the fuel cell system with built-in ejector according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 이젝터 내장형 연료전지 스택이 서브 모듈로 제작되는 예를 설명하는 개략도,7 is a schematic view for explaining an example in which the fuel cell stack with built-in ejector according to the present invention is manufactured as a submodule,

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 적용되는 이젝터의 일례로서, 다단 직렬 카트리지 이젝터를 나타내는 사시도 및 단면도,8A and 8B are a perspective view and a cross-sectional view showing an ejector according to an embodiment of the present invention, showing a multi-stage serial cartridge ejector,

도 9는 연료전지 시스템의 연료공급 및 수소 재순환 시스템을 설명하는 개략도,9 is a schematic diagram illustrating the fuel supply and hydrogen recirculation system of the fuel cell system,

도 10은 연료전지 스택의 내부 구조를 설명하기 위한 개략도,10 is a schematic view for explaining the internal structure of the fuel cell stack,

도 11 및 도 12는 종래의 이젝터 배열 구조를 설명하는 개략도.11 and 12 are schematic views for explaining a conventional ejector array structure.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : 연료전지 스택 12 : 수소탱크10: Fuel cell stack 12: Hydrogen tank

13 : 퍼지밸브 14 : 외부 장착형 이젝터13: purge valve 14: externally mounted ejector

16 : 외부 배치형 수소 재순환라인 18 : 엔드 플레이트16: externally disposed hydrogen recirculation line 18: end plate

20 : 공기 공급 포트 22 : 공기 배출 포트20: air supply port 22: air discharge port

24 : 냉각수 공급 포트 26 : 냉각수 배출 포트24: Cooling water supply port 26: Cooling water discharge port

28 : 수소 공급 포트 30 : 수소 재순환 포트28: hydrogen supply port 30: hydrogen recirculation port

32 : 고압수소 공급구 34 : 연료극 매니폴드32: high-pressure hydrogen supply port 34: fuel electrode manifold

36 : 수소 재순환 라인 38 : 워터트랩36: Hydrogen recirculation line 38: Water trap

40 : 더블 스택모듈 42 : 퍼지밸브40: Double stack module 42: Purge valve

44 : 배관 46 : 블로워44: piping 46: blower

100 : 다단 직렬 카트리지 이젝터 102 : 하우징100: Multistage serial cartridge ejector 102: Housing

104 : 이젝터 본체 106 : 유입구104: ejector main body 106: inlet

108 : 설치구 110a,110b,110c : 노즐108: Installation holes 110a, 110b, 110c: Nozzles

112a,112b,112c : 서브 흡입구 114 : 커버체112a, 112b, 112c: a sub inlet 114:

116 : 체크밸브 118 : 제1중공바116: check valve 118: first hollow bar

120 : 제2중공바 122 : 오링120: second hollow bar 122: O-ring

Claims (5)

삭제delete 일측쪽 엔드플레이트에 형성된 고압수소 공급구로부터 타측쪽 엔드플레이트에 형성된 수소 재순환라인으로 연장되는 연료전지 스택의 연료극 매니폴드내에 다단 직렬 카트리지 이젝터를 분리 가능하게 삽입 장착시키고, The multi-stage serial cartridge ejector is detachably inserted into the fuel electrode manifold of the fuel cell stack extending from the high-pressure hydrogen supply port formed on the one-side end plate to the hydrogen recirculation line formed on the other-side end plate, 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터는 이젝터 본체와, 상기 이젝터 본체의 입구 및 출구에 각각 기밀 결합되는 제1 및 제2중공바로 구성하되,The multi-stage serial cartridge ejector includes first and second hollow coils hermetically coupled to an ejector body and an inlet and an outlet of the ejector body, respectively, 상기 이젝터 본체는:The ejector body includes: 일정 갭을 두고 일렬로 순차 배치되되 입구측에서 출구측으로 그 배치순서에 따라 상대적으로 큰 직경으로 이루는 복수개의 노즐과;A plurality of nozzles sequentially arranged in a line with a predetermined gap therebetween and having a relatively large diameter in the order of arrangement from an inlet side to an outlet side; 상기 연료전지 스택에서 미반응된 수소의 흡입통로로서 상기 각 노즐 간의 갭 공간과 통하는 복수개의 서브 흡입구와;A plurality of sub-inlets communicating with gap spaces between the respective nozzles as intake passages for unreacted hydrogen in the fuel cell stack; 고압수소가 외부로 역류됨을 방지하기 위하여 상기 각 서브 흡입구에 장착되는 체크밸브;A check valve mounted to each sub inlet to prevent high pressure hydrogen from flowing back to the outside; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터 내장형 연료전지 시스템.Wherein the fuel cell system includes an injector-mounted fuel cell system. 청구항 2에 있어서, The method of claim 2, 상기 연료극 매니폴드의 출구측과 상기 수소 재순환라인이 별도의 배관으로 연결되고, 이 배관상에는 블로워가 장착된 것을 특징으로 하는 이젝터 내장형 연료전지 시스템.Wherein an outlet side of the fuel electrode manifold and the hydrogen recirculation line are connected to each other by a pipe, and a blower is mounted on the pipe. 청구항 2에 있어서, The method of claim 2, 상기 연료극 매니폴드와 수소 재순환 라인의 연결 지점에는 응축수 회수용 워터트랩 및 퍼지밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 이젝터 내장형 연료전지 시스템.And a condensate water trap and a purge valve are installed at a connection point between the fuel electrode manifold and the hydrogen recirculation line. 청구항 2에 있어서, The method of claim 2, 상기 다단 직렬 카트리지 이젝터의 하우징에 형성된 수소 유입구는 수소 재순환 포트와 연결되고, 상기 이젝터 본체의 입구 및 출구는 각각 고압수소 공급구 및 수소공급포트에 연결되는 것을 특징으로 하는 이젝터 내장형 연료전지 시스템.Wherein the hydrogen inlet formed in the housing of the multi-stage serial cartridge ejector is connected to the hydrogen recirculation port, and the inlet and the outlet of the ejector body are connected to the high-pressure hydrogen supply port and the hydrogen supply port, respectively.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020224860A1 (en) 2019-05-08 2020-11-12 Audi Ag Flux field plate

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011071466A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-16 Utc Power Corporation Fuel cell fuel recycle ejectors disposed in fuel manifold
KR101417269B1 (en) * 2012-05-07 2014-07-08 기아자동차주식회사 Manifold block integrated with hydrogen supply system for fuel cell
KR101403173B1 (en) * 2012-07-25 2014-06-11 주식회사 효성 Common distributor for fuel cell
KR101610457B1 (en) 2014-01-28 2016-04-07 현대자동차주식회사 Fuel cell stack manifold with ejector function
KR101628458B1 (en) 2014-05-16 2016-06-09 현대자동차주식회사 Fuel Cell
JP7223285B2 (en) * 2020-04-27 2023-02-16 トヨタ自動車株式会社 fuel cell system
CN113346120B (en) * 2021-05-19 2022-08-16 武汉理工大学 Manifold device for fuel cell stack

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982961A (en) 1975-05-02 1976-09-28 United Technologies Corporation Fuel cell stack with an integral ejector for reactant gas recirculation
JP2001143734A (en) * 1999-11-12 2001-05-25 Isuzu Motors Ltd Fuel cell assembly
JP2005235571A (en) 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2008004467A (en) 2006-06-26 2008-01-10 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982961A (en) 1975-05-02 1976-09-28 United Technologies Corporation Fuel cell stack with an integral ejector for reactant gas recirculation
JP2001143734A (en) * 1999-11-12 2001-05-25 Isuzu Motors Ltd Fuel cell assembly
JP2005235571A (en) 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2008004467A (en) 2006-06-26 2008-01-10 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020224860A1 (en) 2019-05-08 2020-11-12 Audi Ag Flux field plate
US11855310B2 (en) 2019-05-08 2023-12-26 Volkswagen Ag Flow-field plate

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Publication number Publication date
KR20090094904A (en) 2009-09-09

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