KR102571001B1 - 기상 매질을 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 제트 펌프 유닛 - Google Patents

기상 매질을 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 제트 펌프 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 펌프 하우징(49), 밸브 하우징(2)을 가진 계량 밸브(1), 혼합관 영역(52), 흡입 채널(43) 및 유출 영역(45)을 포함하는 제트 펌프 유닛(46)에 관한 것으로, 상기 펌프 하우징(49) 내에는 관통 개구(80)를 형성하는 관통 보어(42)가 형성된다. 더 나아가, 계량 밸브(1)가 관통 개구(80) 내에 수용되며, 이 경우 관통 개구(80) 내에는 제트 펌프 유닛(46)의 종축(40)에 대해 반경 방향으로, 펌프 하우징(49) 내에서 계량 밸브(1)의 반경 방향 센터링 및 가이드를 위해 제1 단차부(200) 및 제2 단차부(202)가 형성된다.

Description

기상 매질을 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 제트 펌프 유닛
본 발명은, 예를 들어 연료 전지 구동부를 갖는 차량에 적용하기 위한, 기상 매질, 특히 수소를 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 제트 펌프 유닛에 관한 것이다.
DE 10 2010 043 618 A1호는 기상 매질, 특히 수소를 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 제트 펌프 유닛을 기술하고 있으며, 상기 계량 밸브는 밸브 하우징, 이젝터 유닛, 액추에이터 및 폐쇄 요소를 포함한다. 밸브 하우징 내에는 관통 개구가 형성되며, 이 관통 개구는 밸브 시트 상의 폐쇄 요소에 의해서 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 이젝터 유닛은, 제1 기상 매질이 압력하에 공급되는 유입 영역, 제2 매질이 대기하는 흡입 영역, 그리고 제1 및 제2 기상 매질의 혼합물이 배출되는 혼합관 영역을 포함한다. 관통 개구는 이젝터 유닛의 유입 영역과 흡입 영역 사이에 배치된다.
연료 전지 장치의 애노드 경로 내에서의 소기(scavenging) 과정의 최적화는, 계량 밸브와 제트 펌프의 조합에 의해 달성될 수 있다. 관련 구성 요소들의 최적의 기능을 위해서는 상호 간의 정밀한 기하학적 정렬이 필수적이다.
기상 매질, 특히 수소를 제어하기 위한 계량 밸브를 구비한 본 발명에 따른 제트 펌프 유닛은, 제트 펌프 유닛 내에 계량 밸브가 최적으로 통합됨으로써 제트 펌프 유닛 내에서 계량 밸브의 정확한 센터링 및 이로 인해 개선된 기능이 달성된다는 장점이 있다.
이를 위해, 제트 펌프 유닛은 펌프 하우징과, 밸브 하우징을 구비한 계량 밸브와, 혼합관 영역과, 흡입 채널 및 유출(runoff) 영역을 포함한다. 펌프 하우징 내에는 관통 개구를 형성하는 관통 보어가 형성되어 있다. 더 나아가, 계량 밸브가 관통 개구 내에 수용되고, 관통 개구 내에는 제트 펌프 유닛의 종축에 대해 반경 방향으로, 펌프 하우징 내에서 계량 밸브의 반경 방향 센터링 및 가이드를 위해 제1 단차부 및 제2 단차부가 형성된다.
관통 보어 내에 제1 단차부 및 제2 단차부를 형성함으로써, 제트 펌프 유닛의 펌프 하우징과 계량 밸브 사이의 동축성 개선이 달성된다. 이로써, 재순환된 기상 매질과 계량 밸브로부터 유래하는 기상 매질 간의 더 나은 혼합이 이루어질 수 있다.
바람직한 제1 개선예에서는, 계량 밸브가 관통 채널을 갖는 노즐을 포함하며, 이 노즐은 제1 단차부 및 제2 단차부에 의해 제트 펌프 유닛 내에 동축으로 혼합관 영역의 상류에 배치된다. 이로 인해, 펌프 하우징 내부에서 계량 밸브의 각도 에러가 최소화된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 바람직하게 계량 밸브 내에 유입 채널이 형성되며, 이 유입 채널이 제트 펌프 유닛의 종축에 대해 반경 방향으로 적어도 부분적으로 펌프 하우징 내에 형성되고 관통 개구 내로 연통되며, 이때 밸브 하우징은 단차부로써 펌프 하우징 상에 배치되어 펌프 하우징과 단단히, 바람직하게는 나사 요소에 의해 단단히 연결된다. 이로써, 계량 밸브는 펌프 하우징 내에 구조적으로 간단한 방식으로 최적으로 통합된다.
바람직한 개선예에서, 제1 단차부는 축방향으로 유입 채널 상부에 나사 요소를 향해 배치되고, 제2 단차부는 축방향으로 유입 채널 하부에 흡입 영역을 향해 배치된다. 이로써, 펌프 하우징 내에서 계량 밸브의 작은 각도 공차가 달성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 바람직하게, 관통 보어가 적어도 국부적으로 원뿔 형상으로 형성되며, 이 경우 관통 보어의 원뿔 형상 영역 내에 있는 펌프 하우징 내에서 제트 펌프 유닛의 종축에 대해 반경 방향으로 제트 펌프 유닛의 유출 채널이 형성된다. 바람직하게, 유입 채널은 계량 밸브 내에서 유입 영역 내부로 연통되며, 이때 유입 영역은 제트 펌프 유닛의 관통 개구 내에 형성된다. 계량 밸브가 제트 펌프 유닛의 펌프 하우징 내에 통합됨으로써, 기상 매질의 유동을 직접 제트 펌프 유닛 내로 가이드할 수 있다. 이로 인해, 계량 밸브 및 제트 펌프 유닛의 최적화된 설계가 달성될 수 있다.
기술된 제트 펌프 유닛은 바람직하게 연료 전지의 애노드 영역으로의 수소 공급을 제어하기 위한 연료 전지 장치에 적합하다. 애노드 경로 내에서의 압력 변화가 적고 조용하게 작동되는 것이 장점이다.
도면부에는, 연료 전지로의 가스 공급, 특히 수소를 제어하기 위한 본 발명에 따른 제트 펌프 유닛 및 계량 밸브의 실시예들이 도시되어 있다.
도 1은 노즐을 갖는 계량 밸브의 일 실시예의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 계량 밸브를 구비한 본 발명에 따른 제트 펌프 유닛의 일 실시예의 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제트 펌프 유닛의 관통 개구의 영역을 확대한 단면도로서, 여기에는 우측만 도시하였다.
동일한 기능을 갖는 부품들은 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 제트 펌프 유닛(46)에 사용되는 바와 같은 계량 밸브(1)의 종단면도를 보여준다. 계량 밸브(1)는 내부 공간(3)을 갖는 밸브 하우징(2)을 구비한다. 내부 공간(3)에는 솔레노이드(12), 내부 극(14) 및 외부 극(13)을 포함하는 전자석(26)이 배치된다.
또한, 내부 공간(3)에는 리프팅 동작이 가능한 솔레노이드 전기자 장치(25)가 배치된다. 솔레노이드 전기자 장치(25)는 솔레노이드 전기자(8) 및 연결 요소(9)를 포함하며, 이 연결 요소는 솔레노이드 전기자(8)의 리세스(22) 내에 수용되고, 이로써 예를 들어 용접 시임(weld seam)에 의해 또는 압축에 의해 솔레노이드 전기자(8)와 단단히 연결된다. 솔레노이드 전기자(8)는 솔레노이드 플런저(solenoid plunger)로서 형성되고, 내부 극(14) 내에 수용된다. 내부 극(14)은, 솔레노이드 전기자(8)가 자체 리프팅 동작 시 삽입되는, 리세스 에지(24)를 가진 리세스(21)를 구비한다.
내부 극(14) 상에서 리세스(34) 내에는 제1 베어링 부시(60)가 배치되며, 제1 베어링 부시 내에서는 연결 요소(9)가 내부 극(14)의 제1 가이드 섹션(6) 상에 수용되어 가이드된다. 또한, 밸브 하우징(2) 상에는 제2 베어링 부시(70)가 배치되며, 제2 베어링 부시 내에서는 연결 요소(9)의 피스톤 형상 섹션(23)이 제2 가이드 섹션(7) 내에 수용되어 가이드된다. 이 경우, 연결 요소(9)의 피스톤 형상 섹션(23)은 높은 기계 강도를 갖는 재료로 제조된다.
또한, 계량 밸브(1)는, 포트 바닥부(1510)를 가진 포트 형상 영역(151) 및 저널(152)을 구비한 노즐(15)을 포함한다. 밸브 하우징(2)은, 전자석(26)으로부터 먼 쪽을 향하는 저널 형상의 단부(38)에 의해 노즐(15)의 포트 형상 영역(151)에 수용되며, 이때 밸브 하우징(2)은 한 면(381)에 의해 노즐(15)의 상대 면(153)에 접한다. 밸브 하우징(2)의 저널 형상 단부(38)와 노즐(15) 사이에는 조정 요소(36)가 배치된다.
이는 노즐(15)의 가능한 실시예 중 하나이다. 대안적으로 노즐(15)은 계량 밸브(1)의 밸브 하우징(2) 내에 수용되어 밸브 하우징과 단단히 연결될 수도 있다.
연결 요소(9)는 일 단부에서 폐쇄 요소(10)와 단단히 연결된다. 폐쇄 요소(10)는, 연결 요소(9)로부터 먼 쪽을 향하는 단부에 탄성 밀봉 요소(11)를 구비한다. 탄성 밀봉 요소(11)가 노즐(15)의 포트 바닥부(1510) 상에 형성된 밸브 시트(19)와 상호 협력함으로써, 탄성 밀봉 요소(11)가 밸브 시트(19) 상에 놓일 때 노즐(15) 내에 형성된 관통 채널(18)이 폐쇄된다. 여기에서, 밸브 시트(19)는 플랫 시트로서 형성된다.
내부 극(14) 내에는, 내부 공간(3)의 일부분을 형성하는 스프링 공간(30)이 형성된다. 스프링 공간(30) 내에는 폐쇄 스프링(4)이 배치되며, 이 폐쇄 스프링은 연결 요소(9)의 플레이트 형상 단부(5)와 내부 극(14) 사이에 지지된다. 폐쇄 스프링(4)은, 밸브 시트(19)의 방향으로 가해지는 힘으로써 솔레노이드 전기자 장치(25)에 작용한다.
또한, 내부 공간(3)은 솔레노이드 전기자 공간(300)을 포함하고, 솔레노이드 전기자 공간 내에 솔레노이드 전기자(8)가 배치된다. 솔레노이드 전기자 공간(300)은 연결 채널(16)을 통해 스프링 공간(30)과 연결되어 있다. 솔레노이드 전기자(8)는 폐쇄 요소(10) 쪽을 향하는 자신의 단부에서 유입 영역(28)에 인접하며, 이 유입 영역은, 제트 펌프 유닛(46)의 계량 밸브(1)의 종축(40)에 대해 반경 반향으로 배치되고 밸브 하우징(2) 내에 형성된 유입 채널(17)을 통해 기상 매질, 예를 들어 수소로 채워질 수 있다.
밸브 하우징(2)과 내부 극(14)은 자기 스로틀 지점(20)을 통해 서로 자기적으로 그리고 기계적으로 연결된다. 이들은 바람직하게 일체로 형성될 수 있다. 자기 스로틀 지점(20)은 박벽의 원통형 웨브(201) 및 원뿔 형상 영역(2020)을 포함하고, 이로 인해 솔레노이드 전기자 공간(300) 내에 환형 그루브(301)가 형성된다.
밸브 하우징(2)과 내부 극(14)의 일체형 형상은 한 가지 가능한 실시예일 뿐, 스로틀 지점(20)과 똑같이 생략될 수 있다.
계량 밸브(1)의 기능은 다음과 같다:
솔레노이드(12)에 전류가 공급되지 않을 때에는, 폐쇄 요소(10)가 폐쇄 스프링(4)을 통해 밸브 시트(19)에 대해 가압됨으로써, 유입 영역(28)과 관통 채널(18) 사이의 연결이 중단되고, 가스 관류가 이루어지지 않는다.
솔레노이드(12)에 전류가 공급되면, 폐쇄 스프링(4)의 폐쇄력의 반대 방향으로 향하는 솔레노이드 전기자(8)에 대해 자기력이 발생한다. 이 자기력이 연결 요소(9)를 통해 폐쇄 요소(10)로 전달됨으로써, 폐쇄 스프링(4)의 폐쇄력이 과도하게 보상되고, 폐쇄 요소(10)는 탄성 밀봉 요소(11)에 의해 밸브 시트(19)로부터 들어 올려진다. 계량 밸브(1)를 통과하는 가스 흐름이 허용된다.
폐쇄 요소(10)의 리프팅은, 솔레노이드(12) 상에서의 전류 세기의 레벨을 통해 조정될 수 있다. 솔레노이드(12) 상에서의 전류 세기가 높을수록, 폐쇄 요소(10)의 리프팅은 더 커지고, 계량 밸브(1) 내에서의 가스 관류량도 더 높아지는데, 그 이유는 폐쇄 스프링(4)의 힘이 리프팅에 좌우되기 때문이다. 솔레노이드(12) 상에서의 전류 세기가 감소하면, 폐쇄 요소(10)의 리프팅도 감소하고, 이로써 가스 관류가 줄어든다.
솔레노이드(12) 상에서 전류가 차단되면, 솔레노이드 전기자(8) 상에서 자기력이 감소하고, 그 결과 연결 요소(9)에 의해 폐쇄 요소(10)에 가해지는 힘이 감소한다. 폐쇄 요소(10)는 관통 채널(18)의 방향으로 움직이고, 밸브 시트(19) 상에서 탄성 밀봉 요소(11)에 의해 밀봉된다. 계량 밸브(1) 내 가스 관류가 중단된다.
본 발명에 따른 제트 펌프 유닛(46)의 계량 밸브(1)는 예컨대 연료 전지 장치에서 사용될 수 있다. 계량 밸브(1)에 의해 연료 전지의 애노드 영역에 탱크로부터 유래하는 수소가 공급될 수 있다. 이로써, 폐쇄 요소(10)의 리프팅 동작을 야기하는, 계량 밸브(1)의 솔레노이드(12) 상에서의 전류 세기의 레벨에 따라, 연료 전지에 공급되는 가스 유동의 수요에 적합한 조정이 연속으로 이루어지도록, 관통 채널(18) 상에서의 유동 단면이 변한다.
따라서, 기상 매질을 제어하기 위한 계량 밸브(1)는, 애노드 압력의 동시 제어 시, 관통 채널(18)의 유동 단면을 전자 제어 방식으로 조정함으로써, 연료 전지의 애노드 영역 내로의 제1 기상 매질의 공급 및 수소의 계량 공급이 훨씬 더 정확하게 수행될 수 있다는 장점이 있다. 이로써, 연결된 연료 전지의 작동 안전성 및 내구성이 확연하게 개선되는데, 그 이유는 수소가 항상 초과 화학량론적 비율로 공급되기 때문이다. 또한, 예컨대 하류에 배치된 촉매 컨버터의 손상과 같은 결과적인 손상(consequential damages)도 방지될 수 있다.
도 2는, 계량 밸브(1)를 구비한, 본 발명에 따른 제트 펌프 유닛(46)의 일 실시예를 종단면도로 보여준다. 제트 펌프 유닛(46)은, 계량 밸브(1)의 밸브 하우징(2) 및 펌프 하우징(49)을 포함하는 제트 펌프 하우징(41)을 구비한다. 제트 펌프 유닛(46)은 계량 밸브(1)의 종축과 동일한 종축(40)을 갖는다.
펌프 하우징(49) 내에서 종축(40)에 대해 축방향으로, 일부는 단차부 형상으로 그리고 일부는 원뿔 형상으로 형성된 관통 보어(42)가 형성되고, 종축(40)에 대해 반경 방향으로는 계량 밸브(1)의 흡입 채널(43) 및 유입 채널(17)이 형성된다. 관통 보어(42) 내에는 흡입 영역(44), 혼합관 영역(52) 및 유출 영역(45)이 형성된다. 계량 밸브(1)는, 펌프 하우징(49) 내에서 동축으로 관통 보어(42)의 관통 개구(80) 내에 국부적으로 수용된다. 이 경우, 밸브 하우징(2)은 단차부(37)로써 펌프 하우징(49) 상에 배치되고, 나사 요소(35)를 통해 밸브 하우징과 단단히 연결된다. 또한, 밸브 하우징(2) 상에 그리고 노즐(15) 상에 밀봉 요소(53)가 배치됨으로써, 밸브 하우징(2)과 펌프 하우징(49)이 서로에 대해 밀봉된다. 이로써, 유입 채널(17)로부터 유래하는 기상 매질은 관통 채널(18)을 통해서만 흡입 영역(44)의 방향에 도달한다.
계량 밸브(1)로부터 먼 쪽을 향하는 펌프 하우징(49)의 단부 영역에서는, 펌프 하우징(49) 내에 종축(40')에 대해 반경 방향으로 유출 채널(48)이 형성되며, 이 경우 관통 보어(42)는 계량 밸브(1)로부터 먼 쪽을 향하는 펌프 하우징(49)의 단부 영역에서 커버(50)에 의해 밀봉된다.
또한, 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(49) 내에서, 계량 밸브(1)가 밸브 하우징(2)과 함께 수용되어 있는 펌프 하우징(49)의 관통 개구(80) 내에는, 종축(40)에 대해 반경 방향으로 제1 단차부(200) 및 제2 단차부(202)가 형성된다. 이로써, 계량 밸브(1)의 밸브 하우징(2)은 펌프 하우징(49) 내에서 반경 방향으로 가이드될 수 있고, 그에 상응하게 관통 보어(42) 내에 정렬될 수 있으며, 그 결과 혼합관 영역(52)에 대한 계량 밸브(1)의 노즐(15)이 정밀하게 정확한 각도로 정렬될 수 있게 된다. 이 경우, 제1 단차부(200)는 반경 방향으로 유입 채널(17) 상부에 전자석(26)을 향해 배치되고, 제2 단차부(202)는 유입 채널(17) 하부에 흡입 영역(44)의 방향으로 배치된다. 계량 밸브(1)와 제1 단차부(200) 사이, 그리고 계량 밸브(1)와 제2 단차부(202) 사이에 각각 간격이 형성됨에 따라, 계량 밸브(1)가 제1 단차부(200) 상에 그리고/또는 제2 단차부(202) 상에 놓이지 않는다.
제트 펌프 유닛(46)의 기능 방식
계량 밸브(1)의 밸브 시트(19)가 개방되었거나 부분 개방된 경우, 탱크로부터 기상 매질, 여기서는 수소가 밸브 시트(19)를 통해 계량 밸브(1)의 유입 채널(17)로부터 노즐(15) 내의 관통 채널(18) 내로 흐른다. 상기 수소는, 노즐(15)로부터 배출되어 흡입 영역(44)의 관통 보어(42) 내로 유입된 후, 이미 연료 전지에 공급되었지만 소비되지 않고 흡입 채널(43)을 통해 다시 제트 펌프 유닛(46) 내로 가이드된 기상 매질을 만난다. 귀환된 기상 매질은 주로 수소를 포함하지만, 수증기 및 질소도 포함한다. 혼합관 영역(52)에서는 기상 매질의 운동량 교환(momentum exchange)에 의해 흡입 영역(44)으로부터 유래하는 질량 흐름이 흡입되어, 유출 영역(45)의 방향으로 그리고 이로써 연료 전지의 애노드 영역의 방향으로 이송된다. 관통 보어(42)의 기하구조와, 계량 밸브(1) 및 이와 더불어 노즐(15)의 삽입 각도에 따라, 연료 전지에 공급되는 가스 유동의 수요에 적합한 조정이 수행될 수 있다.

Claims (7)

  1. 펌프 하우징(49)과, 밸브 하우징(2)을 가진 계량 밸브(1)와, 혼합관 영역(52)과, 흡입 채널(43) 및 유출 영역(45)을 포함하며, 펌프 하우징(49) 내에는 관통 개구(80)를 형성하는 관통 보어(42)가 형성되어 있는, 제트 펌프 유닛(46)에 있어서,
    계량 밸브(1)가 관통 개구(80) 내에 수용되고, 관통 개구(80) 내에는 제트 펌프 유닛(46)의 종축(40)에 대해 반경 방향으로, 펌프 하우징(49) 내에서 계량 밸브(1)의 반경 방향 센터링 및 가이드를 위해 제1 단차부(200) 및 제2 단차부(202)가 형성되고, 계량 밸브(1) 내에 유입 채널(17)이 형성되며, 유입 채널(17)은 제트 펌프 유닛(46)의 종축(40)에 대해 반경 방향으로 적어도 부분적으로 펌프 하우징(49) 내에 형성되고 관통 개구(80) 내로 연통되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  2. 제1항에 있어서, 계량 밸브(1)가 관통 채널(18)을 갖는 노즐(15)을 포함하며, 노즐(15)은 제1 단차부(200) 및 제2 단차부(202)에 의해 제트 펌프 유닛(46) 내에 동축으로 혼합관 영역(52) 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  3. 제1항에 있어서, 밸브 하우징(2)은 단차부(37)로써 펌프 하우징(49) 상에 배치되어 펌프 하우징과 나사 요소(35)에 의해 고정식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  4. 제3항에 있어서, 제1 단차부(200)는 축방향으로 유입 채널(17) 상부에 나사 요소(35)를 향해 배치되고, 제2 단차부(202)는 축방향으로 유입 채널(17) 하부에 흡입 영역(44)을 향해 배치되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 관통 보어(42)가 적어도 국부적으로 원뿔 형상으로 형성되며, 관통 보어(42)의 원뿔 형상 영역 내에 있는 펌프 하우징(49) 내에서 제트 펌프 유닛(46)의 종축(40)에 대해 반경 방향으로 제트 펌프 유닛(46)의 유출 채널(48)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 유입 채널(17)은 계량 밸브(1) 내에서 유입 영역(28) 내부로 연통되며, 이때 유입 영역(28)은 제트 펌프 유닛(46)의 관통 개구(80) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는, 제트 펌프 유닛(46).
  7. 연료 전지로의 수소 공급을 제어하기 위한, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 제트 펌프 유닛(46)을 구비한, 연료 전지 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018216299B3 (de) 2018-09-25 2020-02-13 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellen-System mit einem Förderaggregat und/oder ein Förderaggregat für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Steuerung eines gasför-migen Mediums
JP7152241B2 (ja) 2018-10-12 2022-10-12 株式会社Soken 流体合流継手
DE102019215211A1 (de) * 2019-10-02 2021-04-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ansteuerung eines Dosierventils
DE102021203454A1 (de) * 2021-04-08 2022-10-13 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis eines Brennstoffzellensystems, Brennstoffzellensystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030118455A1 (en) 2001-12-21 2003-06-26 Marwal Systems Regulating jet pump
US20120115056A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Frank Meier Proportional valve for control and intake of a gaseous medium
JP2017152167A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 株式会社ケーヒン 燃料ガス循環装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4882784B2 (ja) * 2007-02-15 2012-02-22 株式会社デンソー エジェクタ
US8507138B2 (en) * 2008-06-13 2013-08-13 Keihin Corporation Ejector for fuel cell system
JP2009299609A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Denso Corp エジェクタ
JP5559070B2 (ja) * 2011-01-25 2014-07-23 株式会社ケーヒン 燃料電池用エゼクタ装置
KR101219346B1 (ko) * 2011-06-09 2013-01-09 현대자동차주식회사 연료전지 시스템용 수소연료 공급 조절 장치 및 그 제어 방법
JP5812892B2 (ja) * 2012-02-17 2015-11-17 愛三工業株式会社 エゼクタ
KR101543133B1 (ko) * 2013-12-31 2015-08-07 현대자동차주식회사 이젝터 및 이의 구동방법
WO2017008163A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 Source Rock Energy Partners Inc. Jet pump manufactured using additive and subtractive machining techniques
JP6757145B2 (ja) * 2016-02-24 2020-09-16 本田技研工業株式会社 燃料ガス循環装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030118455A1 (en) 2001-12-21 2003-06-26 Marwal Systems Regulating jet pump
US20120115056A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Frank Meier Proportional valve for control and intake of a gaseous medium
JP2017152167A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 株式会社ケーヒン 燃料ガス循環装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11644049B2 (en) 2023-05-09
US20200280079A1 (en) 2020-09-03
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