KR20090058096A - Low pressure regulator for fuel cell vehicle - Google Patents

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KR20090058096A KR1020070124730A KR20070124730A KR20090058096A KR 20090058096 A KR20090058096 A KR 20090058096A KR 1020070124730 A KR1020070124730 A KR 1020070124730A KR 20070124730 A KR20070124730 A KR 20070124730A KR 20090058096 A KR20090058096 A KR 20090058096A
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이현준
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현대자동차주식회사
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Abstract

A low pressure regulator for fuel cell vehicles is provided to improve durability of a membrane by maintaining the pressure balance of anode and cathode and to perform stack operation stably. A low pressure regulator(15) for fuel cell vehicles which supplies hydrogen from high pressure to low pressure to a fuel cell(11) comprises an upper cover covering the top of the housing; a reference port penetrating the top cover; and a reference pressure space which is connected to the reference port in the top cover. The reference port is connected to an air supply line by using a connecting unit and minimizes the pressure difference of anode and cathode by conforming the pressure of the reference port with an air electrode.

Description

연료전지 차량용 저압레귤레이터{Low pressure regulator for fuel cell vehicle}Low pressure regulator for fuel cell vehicle

본 발명은 연료전지 차량용 저압레귤레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압의 수소를 저압으로 조절해주는 저압레귤레이터의 레퍼런스 포트와 공기공급라인을 연결하여, 레퍼런스 압력을 기존의 대기압에서 공기공급라인의 공기압으로 변경함으로써, 애노드와 캐소드의 압력차를 최소화시키도록 한 연료전지 차량용 저압레귤레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a low pressure regulator for a fuel cell vehicle, and more particularly, by connecting a reference port and an air supply line of a low pressure regulator that regulates high pressure hydrogen to a low pressure, the reference pressure is changed from the existing atmospheric pressure to the air pressure of the air supply line. By changing, the present invention relates to a low pressure regulator for a fuel cell vehicle, which minimizes the pressure difference between the anode and the cathode.

일반적으로 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전지 내에서 전기화학적으로 직접 전기에너지로 바꾸는 장치이며, 최근 관심있게 연구되는 무공해 발전장치이다.In general, a fuel cell is a device that converts chemical energy of a fuel into electrochemical energy directly in a cell without converting it into heat by combustion.

이러한 연료전지에서는 전기를 생산하는 단위전지가 적층되어 있는 연료전지 셀 어셈블리 및 그 주변부품으로 구성된 연료전지스택이 애노드로 연료기체인 수소를 공급받고, 캐소드로 산화제인 산소를 공급받아 전기를 생산하게 된다.In such a fuel cell, a fuel cell stack including a fuel cell assembly in which a unit cell for generating electricity is stacked and peripheral parts thereof is supplied with hydrogen as a fuel gas as an anode and oxygen as an oxidant as a cathode to produce electricity. do.

이와 같이, 연료전지를 구동원으로 하는 차량에서는 상기한 바의 전기생산을 위해 차량에 미리 저장해 둔 수소를 연료전지에 공급해야 하는 바, 연료전지 차량에서의 수소공급시스템을 설명하면 다음과 같다.As described above, in a vehicle using a fuel cell as a driving source, hydrogen previously stored in the vehicle must be supplied to the fuel cell in order to produce electricity as described above.

첨부한 도 1은 연료전지 차량에 구비되는 통상의 수소공급시스템을 보여주는 구성도로서, 상기 수소공급시스템은 크게 고압(약 350bar)의 수소가 저장되는 다수의 수소탱크(10), 수소탱크(10)와 연료전지(11)를 연결하는 수소라인(13), 이 수소라인(13)상에 각 수소탱크(10)에 저장된 고압의 수소를 저압으로 낮춰주는 고압 및 저압 레귤레이터(14,15), 차량의 시동 및 정지시 연료전지(11)에 수소를 공급 또는 차단하는 솔레노이드 밸브(16) 등으로 이루어진다.1 is a schematic view showing a conventional hydrogen supply system provided in a fuel cell vehicle. The hydrogen supply system includes a plurality of hydrogen tanks 10 and hydrogen tanks 10 in which hydrogen at a high pressure (about 350 bar) is largely stored. ) And a hydrogen line 13 connecting the fuel cell 11, a high pressure and low pressure regulator 14 and 15 to lower the high pressure hydrogen stored in each hydrogen tank 10 on the hydrogen line 13 to a low pressure; And a solenoid valve 16 for supplying or blocking hydrogen to the fuel cell 11 at the start and stop of the vehicle.

상기한 바의 수소공급시스템이 구비된 상태에서, 차량의 시동 온(on)시에는 솔레노이드 밸브(16)가 개방되어 수소라인(13)상에 고압의 수소가 흐르게 되고, 이 수소는 저압레귤레이터에서 약 5~20bar의 압력을 받아 0.1~2.0bar로 감압되어 연료전지(11)로 들어가게 된다.With the hydrogen supply system as described above, when the vehicle is started on, the solenoid valve 16 is opened so that high pressure hydrogen flows on the hydrogen line 13, and the hydrogen is supplied from the low pressure regulator. The pressure of about 5 ~ 20bar is reduced to 0.1 ~ 2.0bar to enter the fuel cell (11).

상기와 같이 공급된 수소는 연료전지(11) 내에서 산소와 반응하여 전기를 만들고, 이 전기로 모터를 구동시켜 차량을 구동시킨다.Hydrogen supplied as described above reacts with oxygen in the fuel cell 11 to generate electricity, and drives the motor with the electricity to drive the vehicle.

반대로, 차량의 시동 오프(off)시에는 솔레노이드 밸브(16)가 닫히면서 수소의 공급이 차단되도록 되어 있다.On the contrary, when the vehicle is turned off, the solenoid valve 16 is closed and the supply of hydrogen is cut off.

그런데, 수소측 라인의 경우, 스택에서 고출력을 낼 때에는 많은 양의 수소를 사용하므로, 압력이 낮아지는 경우가 발생하며, 스택에서 낮은 출력을 낼 경우에는 상대적으로 높은 압력이 형성된다(도 2).However, in the case of the hydrogen side line, since a large amount of hydrogen is used to produce a high output in the stack, a pressure may be lowered, and a relatively high pressure is formed when a low output is produced in the stack (FIG. 2). .

이와 반대로 공기측에서는 공기 블로워의 특성에 따라 스택 출력이 낮을 때에는 낮은 압력, 스택 출력이 높을 때에는 높은 압력을 유지하게 된다.On the contrary, the air side maintains low pressure when the stack output is low and high pressure when the stack output is high, depending on the characteristics of the air blower.

따라서, 상기와 같이 애노드와 캐소드의 압력이 스택 출력 조건에 따라 균형을 이루지 못하는 경우에는 얇은 멤브레인(Proton Excahange Membrane)이 많이 떨리게 되므로 기계적 강도가 약해지고, 이에 따라 멤브레인에 홀 등이 발생할 위험성이 높아진다. Therefore, when the pressure between the anode and the cathode is not balanced according to the stack output condition, the thin membrane (Proton Excahange Membrane) is shaken a lot, so the mechanical strength is weakened, thereby increasing the risk of holes or the like in the membrane.

또한, 상기 멤브레인의 떨림현상이 장기적으로 나타나게 될 경우 피로에 의해 멤브레인의 내구성이 극도로 저하되어 전체적인 스택 성능이 감소하거나 고장날 가능성이 매우 높다. In addition, when the vibration phenomenon of the membrane is shown in the long term, the durability of the membrane is extremely degraded due to fatigue, so that the overall stack performance is reduced or is highly likely to fail.

그리고, 일반적으로 캐소드에서는 물이 많이 발생하게 되고, 이에 따른 물관리를 하게 되지만, 애노드의 압력이 낮고 캐소드의 압력이 높을 경우 물이 역류하여 연료극에서 플러딩 등의 문제가 발생할 가능성이 높아지게 된다. In general, a large amount of water is generated in the cathode, and water management is performed accordingly. However, when the pressure of the anode is low and the pressure of the cathode is high, the water flows back to increase the possibility of problems such as flooding in the anode.

한편, 상기 저압레귤레이터(15)는 고압(5~20bar)의 수소를 스택(11)에 공급할 수 있을 정도의 압력 0.1~2.0bar로 낮춰주는 역할을 하는 바, 도 3에 도시한 바와 같이 양단에 유입구(151)와 배출구(152)가 형성된 하우징(153), 하우징(153)의 상단에 상부를 커버하는 상부커버(154), 상부커버(154)에 형성된 레퍼런스 포트(155), 하우징(153) 내부에 설치되어 고압의 수소를 저압으로 낮춰주는 상부 및 하부스프링(156,157), 지렛대(158) 등을 포함한다.On the other hand, the low pressure regulator 15 serves to lower the pressure to 0.1 ~ 2.0 bar enough to supply high pressure (5 ~ 20bar) of hydrogen to the stack 11, as shown in Figure 3 A housing 153 having an inlet 151 and an outlet 152 formed thereon, an upper cover 154 covering an upper end of the housing 153, a reference port 155 formed on the upper cover 154, and a housing 153. It is installed inside and includes the upper and lower springs (156,157), lever 158, etc. to lower the high-pressure hydrogen to low pressure.

상기 커버(154)의 내부에는 레퍼런스 포트(155)를 통해 유입된 대기압의 공기가 수용할 수 있는 레퍼런스 압력공간(159)이 형성되어 있고, 하우징(153)의 내 부에는 격막에 의해 레퍼런스 압력공간(159)과 별도로 구획되어진 감압실(160)이 형성되어 있다.A reference pressure space 159 is formed in the cover 154 to accommodate atmospheric air introduced through the reference port 155, and a reference pressure space is formed inside the housing 153 by a diaphragm. The decompression chamber 160, which is separated from the 159, is formed.

상기 감압실(160)은 유입구(151)를 통해 고압의 수소가 스프링(156,157) 및 지렛대(158)에서 감압된 후 저압을 유지한 상태로 배출구(152)를 통해 저압의 수소를 연료전지(11)로 흘러들어가게 한다.The pressure reducing chamber 160 receives hydrogen at low pressure through the outlet 152 while maintaining high pressure after the high pressure hydrogen is reduced in the springs 156 and 157 and the lever 158 through the inlet 151. To flow).

상기 상부스프링(156)은 커버(154)의 중앙에 수직방향으로 설치되고, 하부스프링(157)은 "U"자를 옆으로 눕힌 형태로서 격막을 사이에 두고 겹쳐진 상부판(161), 하부판(162) 및 체결수단(163)을 통해 상부스프링(156)과 연결되어 있다.The upper spring 156 is installed in the vertical direction in the center of the cover 154, the lower spring 157 is a form of the "U" lying on its side, the upper plate 161, the lower plate 162 overlapping with a diaphragm interposed therebetween. And the upper spring 156 through the fastening means 163.

또한, 상기 지렛대(158)는 가운데에 중심봉(164)을 두고 양단부가 좌우로 회전하며, 지렛대(158)의 일단부는 하부스프링(157)과 연결되고, 그 타단부는 감압용 개폐구(165)와 연결되어 있다.In addition, the lever 158 has a center rod 164 in the center and both ends rotate to the left and right, one end of the lever 158 is connected to the lower spring 157, the other end and the pressure reducing opening and closing port 165 and It is connected.

상기 지렛대(158)의 타단부에 부착된 감압용 개폐구(165)는 레퍼런스 압력공간(159)이 대기압을 유지하게 되면 상부 및 하부 스프링(156,157)의 움직임에 의해서 지렛대(158)를 통해 좌우 회전력을 전달받아 고압의 수소가 유입되는 유입구(151)를 개폐하게 된다.The pressure reducing opening / closing opening 165 attached to the other end of the lever 158 has a left and right rotational force through the lever 158 by the movement of the upper and lower springs 156 and 157 when the reference pressure space 159 maintains the atmospheric pressure. The opening and closing of the inlet 151 through which high pressure hydrogen is introduced is received.

상기 개폐구(165)가 열림상태로 되게 되면 고압의 수소가 감압실(160)로 유입되어 저압으로 감압되면서 저압의 수소가 감압실(160)과 연통된 배출구(152)를 통해 연료전지(11)로 공급되게 된다.When the opening and closing port 165 is in an open state, the high pressure hydrogen flows into the decompression chamber 160 and the pressure is reduced to low pressure while the low pressure hydrogen communicates with the decompression chamber 160 through the fuel cell 11. To be supplied.

그런데, 상기 저압레귤레이터의 레퍼런스 압력공간이 대기압을 유지할 경우, 고지대에서는 대기압이 내려가게 되므로, 개폐구의 열림량을 제어하는 스프링의 움 직임이 작아져서 개폐구를 통해 감압실로 유입되는 수소의 유량이 줄어들고 압력 또한 낮아지게 된다.However, when the reference pressure space of the low pressure regulator maintains the atmospheric pressure, since the atmospheric pressure is lowered in the highlands, the movement of the spring controlling the opening amount of the opening and closing is reduced, so that the flow rate of hydrogen flowing into the decompression chamber through the opening and closing is reduced and the pressure is reduced. It will also be lowered.

따라서, 수소의 유량이 적을 경우 스택 출력이 저하되고, 스타베이션(starvation)에 의한 스택의 손상 가능성이 있다.Therefore, when the flow rate of hydrogen is small, the stack output is lowered, and there is a possibility that the stack may be damaged by starvation.

또한, 상기 레퍼런스 포트가 대기에 노출되어 있으므로, 이물질이 레퍼런스 포트에 낄 경우에는 레퍼런스 압력공간이 더욱 낮은 압력으로 되어 저압레귤레이터의 압력조절이 원활히 이루어지지 못하게 된다.In addition, since the reference port is exposed to the atmosphere, when foreign matter is caught in the reference port, the reference pressure space becomes a lower pressure, and thus the pressure control of the low pressure regulator is not smoothly performed.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 호스 및 피팅 등을 이용하여 레퍼런스 포트와 공기공급라인을 연결하여, 기준압력을 스택 출력과 캐소드의 운영 상황에 따라 탄력적으로 변동시킴으로써, 애노드와 캐소드의 압력 밸런스를 유지하여 멤브레인의 내구성을 향상시킬 수 있고, 대기압의 변동에 따른 영향을 받지 않으므로 고지대 운행시에도 안정적으로 스택 운전이 가능하도록 한 연료전지 차량용 저압레귤레이터을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by connecting the reference port and the air supply line using a hose and fittings, by varying the reference pressure elastically according to the stack output and the operating conditions of the cathode, It is an object of the present invention to provide a low pressure regulator for a fuel cell vehicle that can maintain the pressure balance of the cathode to improve the durability of the membrane and to enable the stack operation stably even at high altitude because it is not affected by atmospheric pressure fluctuations.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수소를 고압에서 저압으로 낮춰서 연료전지에 공급하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터에 있어서,The present invention for achieving the above object is a low-pressure regulator for a fuel cell vehicle for supplying a fuel cell by lowering hydrogen from high pressure to low pressure,

하우징의 상부를 커버하는 상부커버와, 상기 상부커버에 관통 형성된 레퍼런스 포트와, 상기 상부커버에 내부에 레퍼런스 포트와 연통되도록 형성된 레퍼런스 압력공간을 포함하고, 상기 레퍼런스 포트는 연결수단을 이용하여 공기공급라인과 연결되며, 상기 레퍼런스 포트의 압력을 공기극과 일치시켜, 애노드와 캐소드의 압력차를 최소화하는 것을 특징으로 한다.An upper cover covering the upper portion of the housing, a reference port formed through the upper cover, and a reference pressure space formed in the upper cover so as to communicate with the reference port therein, and the reference port supplies air by using a connecting means. It is connected to the line, by matching the pressure of the reference port with the air electrode, it characterized in that to minimize the pressure difference between the anode and the cathode.

바람직한 구현예로서, 상기 연결수단은 레퍼런스 포트와 공기공급라인에 각각 삽입되는 연결커넥터, 상기 연결커넥터를 연결하는 호스, 파이프, 튜브 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the connecting means is characterized in that any one of a connecting connector inserted into the reference port and the air supply line, hoses, pipes, tubes connecting the connecting connector.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 연결커넥터는 피팅, 니풀 및 퀵 커넥터 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the connection connector is characterized in that any one of the fitting, nipple and quick connector.

또한, 상기 레퍼런스 포트에 연결되는 공기공급라인 측은 가습기 전단 또는 후단이거나 블로워 후단 또는 스택 전단인 것을 특징으로 한다.In addition, the air supply line connected to the reference port is characterized in that the front end or the rear end of the humidifier or the front end of the blower or stack.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 저압레귤레이터에 의하면, 저압레귤레이터의 레퍼런스 포트를 공기극과 연결하여 레퍼런스 압력을 기존의 대기압에서 공기극과 일치시켜 양극의 밸런스를 유지시킴으로써, 수소공급장치의 압력을 안정적으로 유지시켜, 고출력 구간에서 스택 출력의 상승으로 스택 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the low pressure regulator for a fuel cell vehicle according to the present invention, the reference port of the low pressure regulator is connected with the cathode to maintain the balance of the anode by matching the reference pressure with the cathode at the existing atmospheric pressure. By keeping the pressure stable, the stack performance can be improved by increasing the stack output in the high power section.

또한, 공기극과 연료극 사이에 압력 균형을 유지하여 멤브레인의 내구성을 향상시킬 수 있고, 레퍼런스 포트가 외부로 노출되지 않으므로, 이물질의 유입을 방지하여 저압레귤레이터의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, by maintaining a pressure balance between the cathode and the anode to improve the durability of the membrane, since the reference port is not exposed to the outside, it is possible to prevent the inflow of foreign substances to improve the durability of the low pressure regulator.

또한, 기준압력을 공기극의 운영 상태에 따라 탄력적으로 변동시킬 수 있으므로, 고지대 운행시 낮은 대기압에서도 안정적인 스택 운전이 가능하다.In addition, since the reference pressure can be flexibly changed according to the operating state of the cathode, stable stack operation is possible even at low atmospheric pressure during high altitude operation.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량의 수소공급시스템 을 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 1의 저압레귤레이터를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레퍼런스 포트와 공기공급라인의 연결방법을 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram illustrating a hydrogen supply system of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the low pressure regulator of FIG. 1, and FIG. 4 is a view illustrating an embodiment of the present invention. A diagram illustrating a method of connecting the reference port and the air supply line.

본 발명은 저압레귤레이터(15)의 레퍼런스 압력을 기존의 대기압이 아닌 캐소드(공기극)의 압력으로 하여 연료극과 공기극의 압력차를 최소화시키도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention focuses on minimizing the pressure difference between the anode and the cathode by using the reference pressure of the low pressure regulator 15 as the pressure of the cathode (air electrode) rather than the conventional atmospheric pressure.

기존의 저압레귤레이터(15)에서는 압력을 조절하기 위해 외부 대기압을 참조로 하여 스프링의 힘에 의해 고압의 수소를 스택(11)에 공급할 수 있을 정도의 압력으로 낮춰주는 역할을 한다.In the existing low pressure regulator 15 serves to lower the pressure to the pressure enough to supply the high pressure hydrogen to the stack 11 by the force of the spring with reference to the external atmospheric pressure to adjust the pressure.

특히, 레퍼런스 포트(155)는 대기압을 기준으로 인식할 수 있도록 저압레귤레이터(15)의 커버(154)에 가느다란 홀을 형성하여 압력을 일정하게 유지하도록 해주는 역할을 한다.In particular, the reference port 155 serves to maintain a constant pressure by forming a thin hole in the cover 154 of the low pressure regulator 15 so as to be recognized based on the atmospheric pressure.

기존에는 레퍼런스 압력 공간(159)을 대기압으로 일정하게 유지하여, 상부 및 하부 스프링(156,157)의 움직임에 의해서 압력을 조절해 주었으나, 본 발명에서는 레퍼런스 압력공간(159)을 공기공급라인(17)과 연결하여, 상부 스프링(156)에 걸리는 하중의 힘이 조절되므로, 압력 및 유량을 보상해 줄 수 있다.Conventionally, the reference pressure space 159 is kept constant at atmospheric pressure, and the pressure is adjusted by the movement of the upper and lower springs 156 and 157. However, in the present invention, the reference pressure space 159 is the air supply line 17. In connection with, the force of the load applied to the upper spring 156 is adjusted, thereby compensating for the pressure and flow rate.

본 발명에 따른 저압레귤레이터(15)의 용도는 기존과 동일하나, 레퍼런스 포트(155)를 호스 등을 이용하여 공기공급라인(17)과 연결함으로써, 기준압력을 스택 출력 및 공기극의 운영상황에 따라 탄력적으로 변동시킬 수 있으므로, 안정적인 스택 운전이 가능하게 된다.The use of the low pressure regulator 15 according to the present invention is the same as before, but by connecting the reference port 155 with the air supply line 17 using a hose or the like, the reference pressure according to the stack output and operating conditions of the cathode Since it can be flexibly changed, stable stack operation is possible.

본 발명의 일실시예는 상기 레퍼런스 포트(155)와 공기공급라인(17)을 연결하기 위해 레퍼런스 포트(155)에 피팅(18)을 삽입하고, 공기블로워(19)와 가습기(20) 사이의 배관에 피팅(21)을 삽합한 후, 양 피팅을 호스 등으로 연결한다. One embodiment of the present invention inserts a fitting 18 to the reference port 155 to connect the reference port 155 and the air supply line 17, and between the air blower 19 and the humidifier 20 Insert the fitting 21 into the pipe, and then connect both fittings with a hose or the like.

상기 연결방법으로는 호스 외에도 파이프나 튜브를 사용할 수 있고, 실리콘, 테프론, 고무, 비닐, SUS 등의 다양한 재질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 연결 커넥터로는 피팅(Fitting) 외에도 니풀, 퀵 커넥터 등을 사용할 수 있다.In addition to the hose, a pipe or tube may be used as the connection method, and various materials such as silicon, teflon, rubber, vinyl, and SUS may be used. In addition, as the connection connector, a nipple, a quick connector, or the like may be used in addition to the fitting.

상기 레퍼런스 포트(155)와 연결되는 공기공급라인(17)측은 가습기(20) 전단(블로워(19) 후단) 또는 가습기(20) 후단(스택(11) 전단)일 수 있다.The air supply line 17 connected to the reference port 155 may be a front end of the humidifier 20 (after the blower 19) or a rear end of the humidifier 20 (the front of the stack 11).

따라서, 상기 공기공급라인(17)의 압력에 의해 레퍼런스 포트(155)의 압력이 올라가게 되면 상부 스프링(156)에 하중이 가해지고 하부스프링(157)이 아래면으로 움직임에 따라 지렛대(158)가 들어 올려져, "A"부분의 단면적이 넓어져 유량과 압력이 상승하게 되고, 반대로 레퍼런스 포트(155)의 압력이 내려가면 유량과 압력이 낮아지게 된다. Therefore, when the pressure of the reference port 155 rises due to the pressure of the air supply line 17, a load is applied to the upper spring 156 and the lever spring 157 moves downward to the lever 158. Is raised, the cross-sectional area of the "A" portion is widened to increase the flow rate and pressure, and conversely, when the pressure of the reference port 155 decreases, the flow rate and pressure decreases.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량의 수소공급시스템을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a hydrogen supply system of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 연료전지의 출력에 따른 압력을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the pressure according to the output of the fuel cell.

도 3은 도 1의 저압레귤레이터를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating the low pressure regulator of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레퍼런스 포트와 공기공급라인의 연결방법을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a method of connecting the reference port and the air supply line according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 수소탱크 11 : 연료전지10: hydrogen tank 11: fuel cell

12 : 솔레노이드밸브(퍼지용) 13 : 수소라인12 Solenoid valve (for purge) 13: Hydrogen line

14 : 고압레귤레이터 15 : 저압레귤레이터14: high pressure regulator 15: low pressure regulator

16 : 솔레노이드밸브(시동 및 정지용)16: solenoid valve (for starting and stopping)

17 : 공기공급라인 18,21 : 피팅17: air supply line 18, 21: fitting

19 : 공기블로워 20 : 가습기19: air blower 20: humidifier

22 : 재순환블로워 23 : 수소배기장치22: recirculation blower 23: hydrogen exhaust device

151 : 유입구 152 : 배출구151: inlet 152: outlet

153 : 하우징 154 : 상부 커버153 housing 154 top cover

155 : 레퍼런스 포트 156 : 상부스프링155: reference port 156: upper spring

157 : 하부스프링 158 : 지렛대157: lower spring 158: lever

159 : 레퍼런스 압력공간 160 : 감압실159: reference pressure space 160: decompression chamber

161 : 상부판 162 : 하부판161: upper plate 162: lower plate

163 : 체결수단 164 : 중심봉163: fastening means 164: center rod

165 : 감압용 개폐구165: pressure reducing opening and closing

Claims (4)

수소를 고압에서 저압으로 낮춰서 연료전지에 공급하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터에 있어서,In a low pressure regulator for a fuel cell vehicle, which supplies hydrogen to a fuel cell by lowering it from high pressure to low pressure, 하우징의 상부를 커버하는 상부커버와, 상기 상부커버에 관통 형성된 레퍼런스 포트와, 상기 상부커버에 내부에 레퍼런스 포트와 연통되도록 형성된 레퍼런스 압력공간을 포함하고, 상기 레퍼런스 포트는 연결수단을 이용하여 공기공급라인과 연결되며, 상기 레퍼런스 포트의 압력을 공기극과 일치시켜, 애노드와 캐소드의 압력차를 최소화하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터.An upper cover covering the upper portion of the housing, a reference port formed through the upper cover, and a reference pressure space formed in the upper cover so as to communicate with the reference port therein, and the reference port supplies air by using a connecting means. Connected to a line, and matching the pressure of the reference port with the cathode to minimize the pressure difference between the anode and the cathode. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연결수단은 레퍼런스 포트와 공기공급라인에 각각 삽입되는 연결커넥터, 상기 연결커넥터를 연결하는 호스, 파이프, 튜브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터.The connecting means is a low pressure regulator for a fuel cell vehicle, characterized in that any one of a connection connector which is respectively inserted into the reference port and the air supply line, a hose, a pipe, a tube connecting the connection connector. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 연결커넥터는 피팅, 니풀 및 퀵 커넥터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터.The connection connector is a low-pressure regulator for a fuel cell vehicle, characterized in that any one of the fittings, nipples and quick connectors. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 레퍼런스 포트에 연결되는 공기공급라인 측은 가습기 전단 또는 후단이거나 블로워 후단 또는 스택 전단인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 저압레귤레이터.The air supply line is connected to the reference port is a low pressure regulator for a fuel cell vehicle, characterized in that the front or rear end of the humidifier or blower rear end or stack front end.
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KR20230084937A (en) 2021-12-06 2023-06-13 (주)모토닉 Complex valve structure for hydrogen high pressure regulator

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