KR101583931B1 - 연료전지 시스템의 이젝터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템에서 스택에 연료(수소)를 공급하는 역할을 수행하는 이젝터에 관한 것이다.
본 발명은 이젝터를 사용하는 연료전지 시스템에서 시스템 부하의 상승과 하강에 따라 노즐 위치를 자동적으로 이동시키고, 노즐의 목 면적을 선택하여 필요한 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있으며, 특히 저부하 시에 작은 노즐을 통해 수소가 공급되도록 자동 제어되어 재순환량을 크게 할 수 있는 새로운 형태의 이젝터를 제공한다.

Description

연료전지 시스템의 이젝터{Ejector of fuel cell system}
본 발명은 연료전지 시스템의 이젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 시스템에서 스택에 연료(수소)를 공급하는 역할을 수행하는 이젝터에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
이러한 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급시스템, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기 중의 산소를 공급하는 공기공급시스템, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 냉각시스템 등을 포함한다.
보통 연료전지 시스템에서 연료공급 및 재순환계의 기본 구성은, 도 5에 도시한 바와 같이, 수소저장탱크(100)에 연결되는 수소공급라인(110), 연료전지 스택(170)에서 미반응된 수소가 재순환되는 수소 재순환라인(120), 새로운 수소 및 재순환 수소를 연료전지 스택의 연료극쪽으로 펌핑 공급하도록 스택 입구(130)와 수소 재순환라인(120)이 만나는 지점에 장착되는 이젝터(140a,140b), 스택 입구(130)에 장착되어 수소 및 공기압력을 측정하는 스택 입구측 압력센서(150), 상기 수소공급라인(110)에 장착되는 레귤레이터(160) 등을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 이젝터(140a,140b)는 고압탱크에서 공급된 압축수소를 노즐을 통해 분사하여 진공을 발생시키고, 이를 이용하여 연료전지 스택 내의 배출 가스를 흡입하여 수소 가스를 재순환시키는 기능을 한다.
이와 같은 연료전지 시스템에서 재순환을 위한 수단으로 블로어를 사용할 수 있지만, 블로어는 모터 기반 액추에이터로 비싸며 재순환 가스의 응축수에 의해 베어링이나 기타 부품이 부식될 가능성이 매우 높다.
또, 응축수에 의해 회전 부품이 고착되는 경우에 히터로 녹여주는 등 복잡성을 매우 증가시킨다.
이를 단순하게 할 수 있는 기술이 이젝터로서, 이러한 이젝터는 고압레귤레이터 후단의 약 100barg 내외의 수소를 이용하여 노즐을 통해 제트를 분사함으로써 연료를 공급함과 동시에 재순환에 필요한 모멘텀을 발생시킨다.
하지만, 이젝터는 노즐 직경이 커지면 제트의 속도가 저하되어 흡입성능이 크게 떨어지는 특성이 있다.
이런 이유로 이젝터 노즐은 작게 하는 것이 성능에 유리하나 큰 부하의 큰 유량을 공급하기 위해서는 노즐 목 면적이 클 필요가 있다.
이러한 모순관계를 해결하는 것이 좋은 이젝터이다.
이러한 이유로 큰 이젝터(140b)와 작은 이젝터(140a)를 배치한 기술이 제시되었다.
도 5에 볼 수 있듯이 큰 이젝터를 배치하여 사용하는 경우, 이젝터를 부하에 따라 부하가 작을 때는 연료공급이 작은 노즐을 사용해야 하며, 큰 부하일 때는 큰 노즐을 사용하여야 한다.
즉, 밸브 선택이나 조절장치가 필요하다.
이젝터의 성능은 연료의 공급과 펌핑에 의한 재순환 성능으로 구분할 수 있다.
연료의 공급은 노즐이 클수록 같은 압력에서 더 큰 연료유량을 공급할 수 있다.
하지만, 노즐이 크다는 것은 작은 유량 공급 시에 작은 제트 속도로 인해 펌핑성능이 작아진다.
작은 노즐은 작은 수고 공급에서도 높은 유속을 갖기 때문에 좋은 공력성능을 갖게 되지만, 반면에 큰 유량 요구 시에 만족시킬 수 없다.
이러한 점을 감안하여 한국공개특허 10-2012-0136708호에서는 연료전지 시스템용 수소연료 공급 조절 장치를 제시하고 있다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 연료전지 시스템용 수소연료 공급 조절 장치는 연료전지 스택 입구 측에 설치되며 연료전지 스택으로 수소를 공급하고 재순환 유동을 형성하는 이젝터(200), 수소 공급 라인에 연결되며 이젝터(200)의 노즐 입구(210)에 연통되어 이젝터(200)로의 수소 공급을 제어하는 비례제어 솔레노이드 밸브(220), 연료전지 시스템의 출력에 따라 비례제어 솔레노이드 밸브(220)의 구동을 제어하는 밸브 제어기(미도시)를 포함한다.
여기서, 상기 밸브 제어기는 미리 설정된 기준 출력 보다 현재 상태의 출력이 작은 저출력 구간에서는 펄스 유량 제어방식에 따라 비례제어 솔레노이드 밸브의 구동을 제어하는 역할을 한다.
미설명 부호 230은 이젝터 노즐이고, 240과 250은 이젝터 출구와 밸브 바디를 각각 나타낸다.
위의 기술은 펄스 수소 공급을 통한 저부하 이젝터 성능 향상, 펄스 수소 공급을 조절하는 밸브는 비례제어 밸브로 저부하 시에 빠른 ON/OFF를 통해 노즐에 펄스 유동 공급, 연료공급 조건에서 부하가 큰 조건에서는 일반적인 플런저 상하 이동으로 정숙한 운전 구현 등의 특징이 있다.
그러나, 위의 기술은 저부하 운전 범위를 설정해야 하며, 그 범위가 크면 클수록 밸브의 ON/OFF 작동 횟수가 증가하게 되므로, 밸브의 내부에 가혹한 요구가 발생한다.
즉, 펄스 유동은 가능한 작은 범위에서 가장 작은 변위 이동을 통해서 운전하는 것이 필요하며, 가장 이상적인 것은 이러한 펄스 유동없이 필요한 공력성능을 얻는 것이다.
다시 말해, 이젝터 펌핑효율을 올림으로써 밸브 내구성을 확보하고 소음 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 이젝터를 사용하는 연료전지 시스템에서 시스템 부하의 상승과 하강에 따라 노즐 위치를 자동적으로 이동시키고, 노즐의 목 면적을 선택하여 필요한 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있으며, 특히 저부하 시에 작은 노즐을 통해 수소가 공급되도록 자동 제어되어 재순환량을 크게 할 수 있는 새로운 형태의 이젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 연료전지 시스템의 이젝터는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 연료전지 시스템의 이젝터는 연료전지 스택의 입구측에 설치되어 새로운 수소 및 재순환 수소를 연료전지 스택의 연료극쪽으로 펌핑 공급하는 것으로서, 선단부의 수소 출구 및 후단부의 재순환수소 입구를 가지는 이젝터 바디와, 상기 이젝터 바디의 내부에 설치되면서 수소 공급을 제어하는 유량조절밸브와 연통되는 노즐과, 수소 유로를 가지는 노즐 바디 및 상기 노즐 바디에 장착되면서 수소의 흐름 경로를 제공하며 시스템 부하의 상승 및 하강에 따라 노즐 목 면적을 가변시켜서 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있는 노즐장치를 포함하는 구조로 이루어진다.
특히, 상기 노즐장치는 노즐 바디의 선단부에 장착되는 노즐 캡과, 수소의 흐름 경로를 제공하며 상기 노즐 캡의 내부 축선을 따라 나란하게 배치됨과 더불어 스프링의 탄력 지지를 받아 움직이면서 노즐 캡의 내부와 수소 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 노즐과, 상기 노즐 캡과 밸브 노즐 사이에 동심원상으로 개재되면서 다수의 홀을 이용하여 노즐 캡의 내부로 유입된 수소의 흐름 경로를 제공하는 부시를 포함한다.
따라서, 상기 연료전지 시스템의 이젝터는 저부하 시나 중고부하 시의 운전 등과 같은 시스템 부하의 상승 및 하강에 따라 노즐 위치를 자동적으로 이동시킴과 더불어 노즐의 목 면적을 가변시켜서, 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 밸브 노즐의 후단부에 밸브 시트를 형성하여 노즐 바디에 있는 수소 유로의 오리피스 부분을 선택적으로 차단하면서 노즐 캡 내부와 수소 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 밸브 노즐의 후단부에는 밸브 시트의 후면보다 뒷쪽으로 튀어나와 있는 돌출부를 형성하여 수소 흐름의 와류와 압력강하를 유도할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 연료전지 시스템의 이젝터는 시스템 부하의 상승과 하강에 따라 노즐 위치를 자동적으로 이동시킴과 더불어 노즐의 목 면적을 선택하여 필요한 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있으며, 특히 저부하 시에 작은 노즐을 통해 수소가 공급되도록 자동 제어되어 재순환량을 크게 할 수 있으므로, 이젝터 펌핑 효율을 올릴 수 있는 등 밸브 내구성을 확보할 수 있고 소음 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 저부하 운전 시의 상태를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 중고부하 운전 시의 상태를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 중부하(천이영역) 운전 시의 상태를 나타내는 단면도
도 5는 연료전지 시스템에서 연료공급 및 재순환계의 기본 구성을 나타내는 개략도
도 6은 종래의 연료전지 시스템용 수소연료 공급 조절 장치를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 이젝터는 연료전지 스택의 입구측에 설치되어 새로운 수소는 물론 재순환되는 수소를 연료전지 스택의 연료극쪽으로 펌핑 공급하는 수단이다.
상기 이젝터의 후단부에는 유량조절밸브(13)가 연결 설치되며, 이에 따라 유량조절밸브(13)를 거쳐 유량이 조절된 수소(새로운 수소)가 이젝터측으로 보내져 스택으로 공급될 수 있게 된다.
여기서, 상기 유량조절밸브(13)는 통상의 유량조절밸브, 예를 들면 한국공개특허 10-2012-0136708호에 개시되어 있는 유량조절밸브와 동일한 구조의 것을 적용할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 이젝터는 이젝터 바디(12)를 포함하며, 이때의 이젝터 바디(12)는 노즐(14)에서 분사되는 수소를 스택측으로 유도하는 혼합부 및 디퓨져 부분과 노즐(14)을 수용하는 몸체 부분이 앞뒤로 결합되어 있는 구조로 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 상기 이젝터 바디(12)의 선단부, 즉 혼합부 및 디퓨져 부분의 선단부에는 수소 출구(10)과 형성되어, 이곳을 통해 토출되는 수소가 스택측으로 공급될 수 있게 되고, 이젝터 바디(12)의 후단부, 즉 후단부 아래쪽으로는 재순환수소 입구(11)가 형성되어, 이곳을 통해 이젝터 바디(12)의 내부로 재순환 수소가 유입된 후에 새로운 수소와 함께 혼합되어 스택측으로 공급될 수 있게 된다.
또한, 상기 이젝터는 수소 분사를 위한 수단으로 노즐(14)을 포함하며, 이때의 노즐(14)은 이젝터 바디(12)의 후단부에 체결구조로 지지됨과 더불어 이젝터 바디(12)의 몸체 부분 내부에 위치된다.
이러한 노즐(14)은 노즐 바디(15), 노즐 캡(16), 밸브 노즐(18), 부시(20) 등을 포함하는 형태로 이루어질 수 있게 된다.
상기 노즐 바디(15)는 그 후단부를 통해 유량조절밸브(13)와 연통되는 구조를 이룰 수 있게 되고, 내부에는 수소 흐름 진행을 위한 수소 유로(25) 및 수소가 빠져나가는 부분인 오리피스(21)가 형성된다.
이에 따라, 상기 유량조절밸브(13)로부터 보내지는 수소는 노즐(14)의 수소 유로(25)를 따라 진행되고, 계속해서 오리피스(21)를 통해 빠져나가 후술하는 밸브 노즐(18)와 혼합부 및 디퓨져 부분을 경유한 후, 수소 출구(10)를 통해 토출되어 스택으로 들어갈 수 있게 된다.
상기 노즐 캡(16)은 중공형의 캡 형태로서 노즐 바디(15)의 선단부에 나란하게 결합되는 구조로 설치되며, 이때의 캡 내부를 통해 수소가 지나갈 수 있게 된다.
상기 밸브 노즐(18)은 수소가 흐를 수 있는 관 형태로 이루어져 있으며, 노즐 캡(16)의 내부 중심축선을 따라 나란하게 배치되면서 노즐 캡(16)의 선단부 내벽에 형성되어 있는 다수 개의 브라켓(24)과 후술하는 부시(20)의 내벽면에 슬라이드 가능하게 지지되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 노즐 캡(16)의 선단부 둘레와 밸브 노즐(18)의 내벽 사이에는 갭이 조성되며, 이때의 갭을 통해 부시 내부로 들어온 수소가 노즐 캡(16)의 선단을 통해 빠져나갈 수 있게 된다.
그리고, 상기 밸브 노즐(18)은 부시측에 한쪽이 지지되는 스프링(17)에 의해 탄력적으로 지지될 수 있게 되고, 이러한 스프링(17)의 힘에 의해 밸브 노즐(18)은 항상 뒷쪽으로 밀려나는 힘을 받을 수 있게 된다.
특히, 상기 밸브 노즐(18)의 후단부에는 밸브 노즐 직경에 비해 상대적으로 큰 직경을 가지는 밸브 시트(22)가 형성되며, 이때의 밸브 시트(22)는 노즐 바디(13)에 있는 수소 유로(25)의 오리피스(21)를 선택적으로 차단하면서 노즐 캡 내부와 수소 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 밸브 시트(22)를 포함하는 밸브 노즐(18) 전체는 스프링(17)의 탄력 지지를 받으면서 전후로 직선 이동할 수 있게 되는데, 이때 밸브 시트(22)의 후면쪽에 가해지는 수소 압력과 스프링 힘 간의 상관관계에 따라 앞쪽으로 이동하게 되거나, 뒷쪽으로 복귀될 수 있게 된다.
이에 따라, 밸브 시트(22) 및 밸브 노즐(18)이 앞쪽으로 이동한 상태에서는 밸브 시트(22)가 오리피스(21)로부터 떨어지면서 노즐 캡(16)의 내부와 수소 유로(25)가 개방되어, 수소가 노즐 캡(16)의 내부로 유입될 수 있게 된다.
또, 밸브 시트(22) 및 밸브 노즐(18)이 뒷쪽으로 복귀한 상태에서는 밸브 시트(22)가 오리피스(21)에 밀착됨과 더불어 막게 되면서 노즐 캡(16)의 내부와 수소 유로(25)가 차단될 수 있게 되고, 이때에는 밸브 노즐(18)을 통해서만 수소가 공급될 수 있게 된다.
상기 부시(20)는 노즐 캡(16)과 밸브 노즐(18)의 사이에서 동심원상으로 배치되며, 밸브 노즐(18)의 내벽면에 끼워져 고정되는 구조로 설치된다.
이러한 부시(20)에는 외주 둘레부를 따라가면서 배치되는 다수 개의 홀(19)이 형성되어 있으며, 이때의 홀(19)을 통해 노즐 캡(16)의 내부로 유입된 수소가 빠져나가 노즐 캡(16)의 선단을 통해 토출될 수 있게 된다.
그리고, 상기 밸브 노즐(18)을 탄력적으로 지지하는 스프링(17)의 경우, 부시(20)에 마련되어 있는 홈부분에 위치되면서 부시측과 밸브 시트측 사이에 양단이 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
한편, 상기 밸브 시트(22)를 가지는 밸브 노즐(18)의 경우, 밸브 시트(22)가 있는 후단부에 이때의 밸브 시트(21)의 후면보다 뒷쪽으로 튀어나와 있는 돌출부(도 4의 도면부호 23)가 형성되며, 이때의 돌출부(23)는 밸브 시트(22)의 후면에 부딪히는 수소의 와류와 압력 강하를 유도하는 역할을 하게 되고, 결국 이러한 와류와 압력강하에 의해 유량 특성곡선의 천이영역이 완만해질 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 이젝터는 유량조절밸브와 연결되면서 노즐 내부에 밸브구조를 갖는 형태로 이루어지며, 노즐의 경우 밸브 노즐(작은 노즐, 안쪽 노즐), 바깥 노즐(큰 노즐), 스프링, 부시, 노즐 캡 등으로 구성된다.
이러한 노즐의 구조와 형상에서, 전기식으로 제어되는 유량조절밸브와 노즐 내부의 밸브에 의해 노즐 목 면적과 유량이 변하게 된다.
그리고, 노즐 밸브의 ON/OFF는 다음과 같이 힘의 균형에 따라 작동하게 된다.
Fs > (Pin-Pout) × Av → 노즐 밸브 클로즈
Fs < (Pin-Pout) × Av → 노즐 밸브 오픈
여기서, Pin은 유량조절밸브 하류 압력이고, Pout은 노즐 밸브 후단 압력이고, Av는 노즐 바디 오리피스 면적이고, Fs는 스프링 힘(-kx)을 나타낸다.
위의 수식에서 Av와 Fs는 결정되는 설계값이며, Pin은 유량조절밸브의 플런저 위치에 따라 변하는 제어변수가 된다.
즉, 유량조절밸브의 인가 전류 증가에 따라 노즐 입구 압력은 증가하고, 임계압력에 도달하게 되면 노즐 밸브는 개방되기 시작해서 유량을 증가시키고, 밸브 노즐과 바깥 노즐로 동시에 수소가 공급된다.
결론적으로 저부하에서는 작은 노즐(노즐 밸브), 큰 부하에서는 큰 노즐(노즐 밸브+노즐 캡)로 수소 공급이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 저부하 운전 시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 여기서는 Fs > (Pin-Pout) × Av → 노즐 밸브 클로즈의 상태를 보여준다.
저부하 운전 조건에서는 유량조절밸브의 밸브 개방량이 작기 때문에 유량조절밸브의 하류 압력(Pin)이 작아서 스프링(17)의 힘보다 작다.
그래서, 모든 수소는 밸브 노즐(18)로 공급된다.
밸브 노즐(18)의 노즐 내경이 작기 때문에 같은 압력에서 높은 속도를 얻을 수 있고, 따라서 연료전지 시스템에서 요구되는 저부하 운전 조건의 높은 흡입성능(공력성능)을 갖게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 중고부하 운전 시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 Fs < (Pin-Pout) × Av → 노즐 밸브 오픈의 상태를 보여준다.
중고부하 운전 조건에서는 유량조절밸브의 플런저가 밸브 개방량을 증가하여 유량조절밸브의 하류 압력(Pin)이 높아지면서 스프링(17)의 힘보다 커진다.
그래서 밸브 노즐(18)이 개방되고 수소는 밸브 노즐(18)과 바깥 노즐(노즐 캡 내의 유로)로 공급되기 시작한다.
유량조절밸브량이 더 증가하면 유량조절밸브의 하류 압력(Pin)은 더욱 증가하여 밸브 노즐(18)은 앞쪽으로 더 많이 이동하게 된다.
밸브 노즐(18)의 앞쪽으로의 이동은 더 많은 유량 공급이 가능하도록 한다.
이때, 밸브 노즐(18)이 움직이는 작동은 부시(20)에 의해 진동이 억제되도록 설계되었으며, 부시(20)는 밸브 노즐(18)이 움직일 때 마찰을 줄이기 위한 소재나 혹은 표면처리가 되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 이젝터에서 중부하(천이영역) 운전 시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 중간 부하의 운전 영역에서 밸브 노즐(18)은 유량조절밸브의 제어에 의해 증가된 Pin의 압력에 의해 개방된다.
초기 개방 시에 밸브 노즐(18)의 힘의 균형은 급격하게 바뀔 수 있으며, 이것은 유량특성곡선에서 압력과 유량의 급격한 변화량을 초래할 수 있다.
이러한 불안정성 또는 비선형 특성은 유량제어밸브의 제어에 매우 불리한 조건이 되므로, 하드웨어 측면에서 고려되어야 한다.
도 4에서 밸브 노즐(18)의 돌출부(23)는 밸브 초기 개방 시 또는 밸브 닫히는 시기의 불안정을 감소시킨다.
노즐 바디에 있는 오리피스 유료 면적 변화를 보다 완만하게 하고, 돌출부에 발생하는 와류와 압력강하가 유량특성곡선의 천이영역을 완만하게 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 노즐 내부에 밸브 구조를 갖고 노즐 상류에서 유량조절밸브(비례제어밸브)에 의한 수소 압력 제어에 의해 수소연료가 공급 및 제어되는 새로운 이젝터를 구현하고, 저부하 시에 밸브 노즐로만 수소가 공급되는 구조 및 중고부하 시에 밸브 노즐이 이동하여 큰 노즐이 되는 구조, 그리고 밸브 노즐과 바깥 노즐의 천이영역의 완만한 변화를 위한 밸브 노즐의 돌출 구조를 적용하며, 밸브 노즐이 움직일 때 마찰이 크지 않고 이물질이 나오지 않으며 또 밸브 노즐의 안정적인 운동을 위해 부시와 노즐 캡, 스프링 등을 적용함으로써, 이젝터 펌핑 효율을 올릴 수 있으며, 따라서 밸브 내구성을 확보할 수 있음은 물론 소음 발생을 억제할 수 있다.
10 : 수소 출구
11 : 재순환수소 입구
12 : 이젝터 바디
13 : 유량조절밸브
14 : 노즐
15 : 노즐 바디
16 : 노즐 캡
17 : 스프링
18 : 밸브 노즐
19 : 홀
20 : 부시
21 : 오리피스
22 : 밸브 시트
23 : 돌출부
24 : 브라켓
25 : 수소 유로

Claims (4)

  1. 연료전지 재순환 유로에 설치되어 새로운 수소 공급과 재순환 가스를 공급하는 것으로서,
    선단부의 수소 출구 및 후단부의 재순환수소 입구를 가지는 이젝터 바디와, 상기 이젝터 바디의 내부에 설치되면서 수소 공급을 제어하는 유량조절밸브와 연통되는 노즐을 포함하며,
    상기 노즐은 수소 유로를 가지는 노즐 바디와, 상기 노즐 바디에 장착되면서 수소의 흐름 경로를 제공하며 시스템 부하의 상승 및 하강에 따라 노즐 목 면적을 가변시켜서 수소 공급과 재순환 유량을 조절할 수 있는 노즐장치를 포함하고,
    상기 노즐장치는 노즐 바디의 선단부에 장착되는 노즐 캡과, 수소의 흐름 경로를 제공하며 상기 노즐 캡의 내부 축선을 따라 나란하게 배치됨과 더불어 스프링의 탄력 지지를 받아 움직이면서 노즐 캡의 내부와 수소 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 노즐과, 상기 노즐 캡과 밸브 노즐 사이에 동심원상으로 개재되면서 다수의 홀을 이용하여 노즐 캡의 내부로 유입된 수소의 흐름 경로를 제공하는 부시를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 이젝터.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 노즐의 후단부에는 노즐 바디에 있는 수소 유로의 오리피스를 선택적으로 차단하면서 노즐 캡 내부와 수소 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 시트가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 이젝터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 노즐의 후단부에는 밸브 시트의 후면보다 뒷쪽으로 튀어나와 있는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 이젝터.
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