KR101558356B1 - 이젝터를 구비한 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템은, 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 생산하는 스택, 상기 스택으로 공급될 연료가스를 분사하는 연료가스분사노즐, 및 상기 연료가스분사노즐의 안쪽에서 물을 분사하는 물분사노즐을 포함하고, 상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스의 압력에 의해서 상기 물분사노즐로 물이 공급되어 분사될 수 있다.

Description

이젝터를 구비한 연료전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM HAVING EJECTOR}
본 발명은 연료가스와 공기를 이용하여 전기에너지를 생산하는 스택으로 연료가스와 수분을 안정적으로 공급하여 전기를 안정적으로 생산하도록 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료전지 시스템이 탑재된 연료 전지 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 연료전지 스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지 스택에 의해 생산된 전기로 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.
여기서, 연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
이러한 연료전지 시스템은 고순도의 수소가 수소 저장 탱크로부터 연료전지의 연료극(anode)으로 운전 중 공급되고, 공기 블로워와 같은 공기 공급 장치를 이용하여 대기 중의 공기가 직접 연료 전지의 공기극(cathode)으로 공급된다.
이에, 연료전지 스택으로 공급된 수소가 연료극(anode)의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소이온은 고분자 전해질 막을 통해 공기극(cathode)으로 넘어가게 되며, 공기극에 공급된 산소는 외부 도선을 통해 공기극으로 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시킨다.
한편, 연료전지 스택의 MEA에는 적절하게 수분이 유지되어야 하고, 스택을 순환하는 연료가스순환라인과 공기순환라인에는 각각 가습기가 설치되어, 스택의 운전을 도모한다.
그러나, 스택 외부에 가습장치를 구성함으로써 전체적인 공간이 더 필요하고, 배관연결이 복잡해질 수 있다. 따라서, 가습장치를 구성하되 공간을 절약하고 배관 등을 간단하게 하는 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 공기극 또는 연료극에서 생성되는 수분을 다시 재활용함으로써 외부 가습기의 용량을 줄이거나 가습기를 삭제할 수 있는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템은, 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 생산하는 스택, 상기 스택으로 공급될 연료가스를 분사하는 연료가스분사노즐, 및 상기 연료가스분사노즐의 안쪽에서 물을 분사하는 물분사노즐을 포함하고, 상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스의 압력에 의해서 상기 물분사노즐로 물이 공급되어 분사될 수 있다.
상기 연료가스분사노즐에는 상기 연료가스가 분사되는 연료가스분사홀이 형성되고, 상기 물분사노즐의 물분사홀은 상기 연료가스분사홀의 중심부에 배치될 수 있다.
하부에 배치되는 응축수리저버에 담긴 물을 상기 물분사노즐로 공급하도록 물공급라인이 상기 물분사노즐과 연결될 수 있다.
상기 연료가스분사노즐은 상기 스택을 순환하는 가스와 연료가스가 혼합되는 이젝터의 흡입챔버 안에 배치될 수 있다.
상기 연료가스분사노즐의 연료가스분사홀에는 노치가 형성될 수 있다.
상기 연료가스분사노즐은 응축수가 담기는 응축수리저버 내부에 배치되고, 상기 연료가스분사노즐과 별도로 연료를 분사하는 메인연료가스분사노즐은 이젝터의 흡입챔버 안에 배치될 수 있다.
상기 연료가스분사노즐은 상기 스택과 인접한 매니폴드 내부에 배치되고, 상기 연료가스분사노즐과 별도로 연료를 분사하는 메인연료가스분사노즐은 이젝터의 흡입챔버 안에 배치될 수 있다.
상기 물분사노즐로 물을 공급하도록 상기 물분사노즐과 연결되는 물공급라인을 포함하고, 상기 물공급라인은 상기 스택을 순환하는 연료가스에 포함된 수분이 모이는 제1응축수리저버 및 상기 스택을 순환하는 공기에 포함된 수분이 모이는 제2응축수리저버와 각각 연결될 수 있다.
상기 제2응축수리저버에 담긴 물의 레벨을 감지하는 레벨센서가 배치되고, 상기 제2리저버와 상기 물분사노즐을 연결하는 물공급라인에는 물공급제어밸브가 배치되며, 제어부는 상기 제2리저버에 담긴 물의 레벨이 설정치 이상으로 판단될 때, 상기 물공급제어밸브를 열어줄 수 있다.
상기 연료가스분사노즐로 공급되는 연료가스를 제어하는 연료가스제어밸브, 및 상기 메인연료가스분사노즐로 공급되는 연료가스를 제어하는 메인연료가스제어밸브를 포함할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 공기극이나 연료극에서 생성된 물을 다시 재활용함으로써 외부 가습기의 용량을 줄이거나 가습기를 삭제할 수 있다.
또한, 연료극의 수분을 관리하여 공기극에서 연료극으로 이동하는 물을 최소화하거나 제거하여 외부 가습 필요량을 줄일 수 있다.
도 1은 연료전지 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 일부 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 일부 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 8a, 8b, 및 8c는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템에서 수소를 히팅하는 방법을 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템에서 수소를 히팅하는 열교환기의 위치를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료저지 시스템에서 이젝터의 설치방법을 보여주는 평면도와 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 연료전지 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 연료전지 시스템은 냉각채널, 연료극, 및 공기극을 포함하는 스택(210)을 포함한다. 상기 스택(210)의 상기 공기극으로 공기를 순환시키는 요소로써 필터(130), 소음기(140), 압축기(150), 인터쿨러(160), 가습기(170), 및 배출밸브(180)를 포함한다.
상기 냉각채널로 냉각수를 순환시키는 요소로써 냉각수리저버(130), 라디에이터(120), 및 물펌프(110)를 포함하고, 상기 연료극으로 연료가스인 수소를 공급하는 요소로써 이젝터(100), 가습기(220), 리저버(202), 퍼지밸브(190), 및 드레인밸브(200)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 연료전지 시스템의 각 구성요소의 구조 및 기능에 대한 상세한 설명은 공지기술을 참조하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 스택(210)의 연료전지(PEMFC)에서 공기극에서 물이 생성되고, 외부에서 공급되는 수분에 의해서 전극막의 전도성이 향상된다. 즉, MEA에 적절한 수분을 형성하는 것은 운전에 필수적이다.
도시한 바와 같이, 공기극으로 순환되는 라인에는 가습기가 포함되며, 수소공급측에서 가습기를 설치하여 운전을 도모할 수 있다. 그러나, 별도의 가습기를 설치하기 위해서 별도의 설치공간이 필요하고, 배관이 복잡해질 수 있다.
아울러, 스택(210)에서 공기극에서 발생한 수분(H2O)는 온도에 따라서 액체 또는 수증기 형태로 존재하고, 압력차이에 의해서 공기극의 멤브레인을 통해서 연료극으로 전달된다.
연료극의 물과 수증기의 양은 운전조건에 따라서 달라지고, 수소반응을 느리게 하여 적절한 방법을 통해서 응축수 리저버나 드레인밸브를 통해서 외부로 배출된다. 즉, 공기극은 외부로부터 수분이 보충되고, 연료극은 수분이 외부로 배출되는 언밸러스한 운전형태를 갖는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 전체적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 일부 상세 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 연료전지 시스템의 일부는 스택(210), 응축수리저버(202), 이젝터(100), 연료가스분사노즐(255), 혼합관(280), 물분사노즐(267), 물공급라인(265), 히터(260), 압력센서(280), 및 습도센서(282)를 포함한다. 상기 이젝터(100)의 안쪽에는 흡입챔버(275)가 배치되고, 상기 흡입챔버(275) 안에 상기 연료가스분사노즐(255)이 배치된다.
상기 연료가스분사노즐(255)의 단부에는 연료가스분사홀(270)이 형성되고, 상기 물분사노즐(267)은 상기 연료가스분사노즐(255)의 안쪽에 배치되고, 상기 연료가스분사노즐(255)의 상기 연료가스분사홀(270)의 중심부에 상기 물분사노즐(267)의 물분사홀(300)이 배치된다.
상기 연료가스분사노즐(255)로 공급되는 연료가스인 수소의 흐름을 제어하기 위해서 연료가스제어밸브(250)가 배치되고, 제어부(10)는 상기 스택(210)의 부하/압력/습도를 포함하는 운전조건에 따라서 상기 연료가스제어밸브(250)를 제어한다.
상기 물분사노즐(267)로 물을 공급하기 위해서 물공급라인(265)이 형성되고, 상기 물공급라인(265)은 하부로 연장되어 상기 응축수리저버(202)의 내부로 연장된다.
상기 제어부(10)에 의해서 상기 연료가스제어밸브(250)가 열리면, 상기 연료분사노즐(255)의 상기 연료가스분사홀(270)에서 수소가 분사되고, 분사되는 수소에 의해서 진공이 형성되고, 상기 물공급라인(265)을 통해서 물을 흡입하고, 상기 물분사노즐(267)의 물분사홀(300)에서 물이 분사된다.
본 발명의 실시예에서, 연료전지의 스택(210)에서 배출되는 수분의 양은 운전온도, 압력 등의 여러 가지 요인에 의해서 달라지는데, 상기 연료가스분사노즐(255)에서 분사되는 수소는 음속의 속도(Mach=1, 약 1200m/s)를 가지며, 이러한 속도에 의해서 형성되는 진공압력을 물을 끌어들인다.
상기 물분사노즐(267)에 의해서 분사되는 물은 소수흐름에 의해서 입자화/원자화(atomized water)되어 연료가스와 혼합된다. 아울러, 상기 연료가스제어밸브(250)를 간헐적으로 열어줌으로써 연료가스와 물의 공급/혼합 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 운전 부하가 높아지면, 스택의 운전온도가 높아지고, 연료극의 입구가 건조해지고, 배출되는 물의 양은 늘어난다. 이와 같이, 배출되는 물을 다시 연료극으로 재순환시킴으로써 외부 가습기의 용량을 줄이거나 이를 삭제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 일부 상세 단면도이다. 도 4에서는 도 1-3과 비교하여 유사한 부분에 대한 설명은 생략하고, 특징적인 차이점에 대해서만 설명하다.
도 4를 참조하면, 상기 연료가스분사노즐(255)의 연료가스분사홀(270)에는 노치(400, notch)가 형성된다.
상기 노치(400)는 상기 연료가스분사홀(300, 도 3)의 안쪽으로 A자 또는 V자로 형성되어, 상기 연료가스분사노즐(255)에서 분사되는 수소의 난류 강도를 증가시켜 입자크기를 보다 작고 고르게 하고, 수소와 재순환 가스의 혼합을 강화한다.
본 발명의 실시예에서, 저부하 조건에서는 물분사를 억제하고, 설정된 부하 이상에서 물분사를 실시할 수 있다.
아울러, 물공급라인(265)의 내경을 조절하거나, 물공급라인에 홀(미도시)을 형성하거나, 물공급라인(265)의 높이를 노절할 수 있다. 아울러, 물공급라인(265)에 별도의 제어밸브(미도시)를 장착하여 능동적으로 물의 분사를 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 이젝터(100)의 혼합관(280) 이나 연료가스 재순환 라인에 히터(260, 도 2)를 적용함으로써 내부 순환라인의 온도를 높게 관리하여 저온운전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 5에서는 도 1-4과 비교하여 유사한 부분에 대한 설명은 생략하고, 특징적인 차이점에 대해서만 설명하다.
도 5를 참조하면, 연료전지 시스템은 스택(210), 응축수리저버(202), 이젝터(100), 혼합관(280), 및 제어부(10)를 포함한다.
상기 이젝터(100)의 내부에 형성되는 흡입챔버(275)의 중심부에 상기 메인연료가스분사노즐(255a)이 배치되고, 제어부(10)가 상기 메인수소제어밸브(250a)를 제어하여, 상기 메인연료가스분사노즐(255a)에서 분사되는 수소의 양이 제어된다.
상기 응축수리저버(202)에는 연료가스분사노즐(255b)이 배치되고, 상기 연료가스분사노즐(255b) 안쪽에 물분사노즐(267)이 배치된다. 상기 물분사노즐(267)로 상기 응축수리저버(202)의 내부에 담긴 물을 공급하도록 물공급라인(265)이 연장된다.
아울러, 제어부(10)가 수소제어밸브(250b)를 제어하여, 연료가스분사노즐(255b)로 공급되는 수소의 양을 제어 한다. 그리소, 상기 연료가스분사노즐(255b)에서 분사되는 수소의 양에 따라서 상기 물분사노즐(267)에서 분사되는 물의 양도 제어된다.
상기 연료가스분사노즐(255b)은 경사지게 배치되어 상기 응축수리저버(202)에서 상기 이젝터(100)로 연료가스와 수분을 용이하게 공급한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 6에서는 도 1-5과 비교하여 유사한 부분에 대한 설명은 생략하고, 특징적인 차이점에 대해서만 설명하다.
도 6을 참조하면, 상기 이젝터(100)의 내부에 형성되는 흡입챔버(275)의 중심부에 상기 메인연료가스분사노즐(255a)이 배치되고, 제어부(10)가 상기 메인수소제어밸브(250a)를 제어하여, 상기 메인연료가스분사노즐(255a)에서 분사되는 수소의 양이 제어된다.
그리고, 상기 스택(210)에 인접하여 매니폴드(600)가 형성되고, 상기 매니폴드(600)를 통해서 연료가스인 수소가 상기 스택(210)으로 공급된다.
상기 매니폴드(600) 안에 연료가스분사노즐(255b)이 배치되고, 상기 연료가스분사노즐(255b) 안쪽에 물분사노즐(267)이 배치된다. 상기 물분사노즐(267)로 상기 응축수리저버(202)의 내부에 담기 물을 공급하도록 물공급라인(265)이 상기 응축수리저버(202)로 연장된다.
아울러, 제어부(10)가 수소제어밸브(250b)를 제어하여, 상기 연료가스분사노즐(255b)로 공급되는 수소의 양을 제어한다. 그리소, 상기 연료가스분사노즐(255b)에서 분사되는 수소의 양에 따라서 상기 물분사노즐(267)에서 분사되는 물의 양도 제어된다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 7은 도 2와 비교되고, 특징적인 차이점에 대해서 설명하고 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 연료전지 시스템은 공기응축수리저버(710), 레벨센서(720), 및 물공급제어밸브(730)를 포함한다. 상기 공기응축수리저버(710)는 상기 공기극을 순환하는 공기순환라인 상에 배치되어 공기에 포함되는 수분이 응축되어 모이는 공간이다.
상기 물공급라인(265)은 상기 응축수리저버(202)의 하부에 모인 물과 상기 공기응축수리저버(710)의 하부에 모인 물을 상기 물분사노즐(267)로 공급하고, 상기 물공급제어밸브(730)는 상기 공기응축수리저버(710)에 담긴 물의 공급을 제어한다.
상기 공기응축수리저버(710)에는 저장된 물을 감지하는 레벨센서(720)가 배치되고, 상기 레벨센서(720)를 통해서 상기 제어부(10)는 물의 레벨을 감지하고, 그 레벨에 따라서 상기 물공급제어밸브(730)를 제어한다.
즉, 상기 공기응축수리저버(710)에 담긴 물의 레벨이 낮은 것으로 판단되면, 상기 물공급제어밸브(730)를 닫고, 물의 레벨이 설정치 이상으로 판단되면, 상기 물공급제어밸브(730)를 열 수 있다. 따라서, 연료전지의 연료가스가 순환하는 라인으로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 8a, 8b, 및 8c는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템에서 수소를 히팅하는 방법을 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 8a를 참조하면, 상기 이젝터(100)로 공급되는 수소라인에 히터(260)가 설치되어 수소를 히팅시킬 수 있다.
도 8b를 참조하면, 상기 이젝터(100)로 공급되는 수소라인에 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기(800)에는 냉각수와 수소가 지나고, 상기 수소가 상기 냉각수에 의해서 히팅된다.
도 8c를 참조하면, 상기 이젝터(100)로 공급되는 수소라인에 열교환기(800)가 설치되고, 상기 가습기(170)에서 상기 배출밸브(180)를 통해서 응축수가 배출되고, 배출되는 응축수는 상기 열교환기(800)를 지난다. 그리고, 상기 수소가 상기 응축수에 의해서 히팅된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료전지 시스템에서 수소를 히팅하는 열교환기의 위치를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 9를 참조하면, 차량의 전륜 측에 스택(210)이 설치되고, 후륜측에 수소탱크(900)가 설치되고, 상기 수소탱크(900)에서 상기 스택(210)으로 수소가 공급되고, 그 공급라인에 열교환기(800)가 설치된다. 그리고, 상기 스택(210)에서 외부로 배출되는 공기가 열교환기(800)를 지나고, 배출공기가 수소를 히팅시킨다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 실시예에 따른 이젝터를 구비한 연료저지 시스템에서 이젝터의 설치방법을 보여주는 평면도와 측면도이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 이젝터(100)는 연료가스공급매니폴드(101)의 입구측에 설치되고, 상기 이젝터(100)에서 수소가 분사되고, 상기 수소가 분사되는 방향과 상기 연료가스공급매니폴드(101)의 길이방향이 일치한다.
아울러, 상기 연료가스배출매니폴드(102)에서 배출되는 재순환 연소가스는 상기 이젝터(100)로 공급되고, 새로운 수소가스도 상기 이젝터(100)로 공급된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당 해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 제어부 100: 이젝터
210: 스택 255: 연료가스분사노즐
265: 물공급라인 267: 물분사노즐
280: 혼합관

Claims (16)

  1. 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 생산하는 스택;
    상기 스택으로 공급될 연료가스를 분사하는 연료가스분사노즐; 및
    상기 연료가스분사노즐의 안쪽에서 물을 분사하는 물분사노즐; 을 포함하고,
    상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스의 압력에 의해서 상기 물분사노즐로 물이 공급되어 분사되고,
    상기 연료가스분사노즐에는 상기 연료가스가 분사되는 연료가스분사홀이 형성되고, 상기 물분사노즐의 물분사홀은 상기 연료가스분사홀의 중심부에 배치되며,
    상기 연료가스분사노즐은 응축수가 담기는 응축수리저버 내부에 배치되고,
    상기 연료가스분사노즐과 별도로 연료를 분사하는 메인연료가스분사노즐은 이젝터의 흡입챔버 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 물분사노즐의 하부에 배치되는 응축수리저버에 담긴 물을 상기 물분사노즐로 공급하도록 물공급라인이 상기 물분사노즐과 연결되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 연료가스분사노즐의 연료가스분사홀에는 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  6. 삭제
  7. 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 생산하는 스택;
    상기 스택으로 공급될 연료가스를 분사하는 연료가스분사노즐; 및
    상기 연료가스분사노즐의 안쪽에서 물을 분사하는 물분사노즐; 을 포함하고,
    상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스의 압력에 의해서 상기 물분사노즐로 물이 공급되어 분사되고,
    상기 연료가스분사노즐에는 상기 연료가스가 분사되는 연료가스분사홀이 형성되고, 상기 물분사노즐의 물분사홀은 상기 연료가스분사홀의 중심부에 배치되며,
    상기 연료가스분사노즐은 상기 스택과 인접한 매니폴드 내부에 배치되고,
    상기 연료가스분사노즐과 별도로 연료를 분사하는 메인연료가스분사노즐은 이젝터의 흡입챔버 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 물분사노즐로 물을 공급하도록 상기 물분사노즐과 연결되는 물공급라인을 포함하고,
    상기 물공급라인은 상기 스택을 순환하는 연료가스에 포함된 수분이 모이는 제1응축수리저버 및 상기 스택을 순환하는 공기에 포함된 수분이 모이는 제2응축수리저버와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 제2응축수리저버에 담긴 물의 레벨을 감지하는 레벨센서가 배치되고, 상기 제2리저버와 상기 물분사노즐을 연결하는 물공급라인에는 물공급제어밸브가 배치되며,
    제어부는 상기 제2리저버에 담긴 물의 레벨이 설정치 이상으로 판단될 때, 상기 물공급제어밸브를 열어주는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  10. 제7항에서,
    상기 연료가스분사노즐로 공급되는 연료가스를 제어하는 연료가스제어밸브; 및
    상기 메인연료가스분사노즐로 공급되는 연료가스를 제어하는 메인연료가스제어밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  11. 제1항에서,
    상기 연료가스분사노즐로 수소를 공급하는 수소라인; 및
    상기 수소라인을 히팅시키는 히터; 를 포함하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  12. 제1항에서,
    상기 연료가스분사노즐로 수소를 공급하는 수소라인; 및
    상기 수소라인에 설치되는 열교환기; 를 포함하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 스택을 냉각시키는 냉각수가 상기 열교환기를 지나면서 상기 수소라인을 지나는 수소를 히팅하는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  14. 제12항에서,
    상기 스택의 공기극을 순환하는 순환공기에서 배출되는 응축수가 상기 열교환기를 지나면서 상기 수소라인을 지나는 수소를 히팅하는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  15. 제12항에서,
    상기 열교환기는 상기 스택과 수소를 저장하는 수소탱크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
  16. 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 생산하는 스택;
    상기 스택으로 공급될 연료가스를 분사하는 연료가스분사노즐; 및
    상기 연료가스분사노즐의 안쪽에서 물을 분사하는 물분사노즐; 을 포함하고,
    상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스의 압력에 의해서 상기 물분사노즐로 물이 공급되어 분사되고,
    상기 연료가스분사노즐에는 상기 연료가스가 분사되는 연료가스분사홀이 형성되고, 상기 물분사노즐의 물분사홀은 상기 연료가스분사홀의 중심부에 배치되고,
    상기 연료가스분사노즐에서 분사되는 연료가스와 물의 분사방향과 상기 스택의 연료가스흡기매니폴드의 길이방향이 일치하도록 상기 연료가스분사노즐은 상기 연료가스흡기매니폴드의 입구측에 설치되는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 연료전지 시스템.
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