KR20170059515A - 연료전지 냉각 시스템 - Google Patents

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KR20170059515A
KR20170059515A KR1020150163177A KR20150163177A KR20170059515A KR 20170059515 A KR20170059515 A KR 20170059515A KR 1020150163177 A KR1020150163177 A KR 1020150163177A KR 20150163177 A KR20150163177 A KR 20150163177A KR 20170059515 A KR20170059515 A KR 20170059515A
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Abstract

연료전지 스택으로 제공되는 냉각수의 냉각을 위한 라디에이터의 방열량을 증가시켜 라디에이터의 방열 성능을 향상시킬 수 있는 연료전지 냉각 시스템이 개시된다. 상기 연료전지 냉각 시스템은, 연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터 및 상기 라디에이터의 전방 또는 표면에 고압공기와 물을 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐을 포함하는 분사부를 포함한다.

Description

연료전지 냉각 시스템{SYSTEM OF COOLING FUEL CELL STACK}
본 발명은 연료전지 냉각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 스택으로 제공되는 냉각수의 냉각을 위한 라디에이터의 방열량을 증가시켜 라디에이터의 방열 성능을 향상시킬 수 있는 연료전지 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 연료전지 시스템은, 반응기체(연료인 수소와 산화제인 산소)의 전기화학 반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택과, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 연료공급장치와, 연료전지 스택에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급장치와, 연료전지 스택의 열을 외부로 방출시켜 운전온도를 최적으로 제어하기 위한 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
통상적인 차량 연료전지 시스템의 냉각 시스템은 연료전지 스택의 발전시 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 라디에이터, 연료전지 스택과 라디에이터 사이에 냉각수가 순환될 수 있도록 연결되는 냉각수 라인, 라디에이터를 통과하지 않도록 냉각수를 선택적으로 바이패스 시키기 위한 바이패스 라인 및 3-웨이 밸브, 냉각수를 펌핑하여 순환시키기 위한 워터펌프 등을 포함할 수 있다.
이러한 냉각 시스템의 구성을 통해 연료전지 스택의 냉각에 사용된 냉각수는 선택적으로 라디에이터로 제공되고 라디에이터의 방열에 의해 냉각수 온도가 하강하게 되며, 온도가 하강된 냉각수가 다시 라디에이터로 제공되면서 냉각 성능을 유지하게 된다.
이러한 통상적인 연료전지 냉각 시스템에서, 냉각수 온도를 하강시키기 위해 사용되는 라디에이터가 큰 방열면적을 가질수록 유리하지만 라디에이터의 사이즈를 증가시키는 데는 한계가 있으며, 이에 따라 혹서기나 가혹한 운전 조건에서는 연료전지 스택의 발열량에 비해 라디에이터의 방열량이 부족한 문제점이 발생하게 된다.
특히, 연료전지 시스템의 운전을 제어하는 제어유닛(Fuel Cell Control Unit, FCU)은 연료전지 스택을 보호하기 위해 스택의 전류 출력을 제한하여 냉각수 온도가 더 이상 높아지는 것을 방지하는 고온 전류 제한 또는 고온 출력 제한이라는 방식의 제어가 적용되고 있다. 따라서, 혹서기에 차량의 급가속, 고출력 운전이 지속되거나(예를 들어, 고속도로 주행 또는 등판로 주행시) 냉각수 유량 및 방열량이 부족하여 냉각수가 고온으로 상승하게 되면, 고온 출력 제한의 제어가 수시로 이루어져 운전자가 원하는 차량 출력을 얻을 수 없게 되는 문제가 발생한다.
현재 펌프 유량을 늘리거나 라디에이터의 방열 면적을 증가시키는 방법은 차량 내에 좁은 레이아웃 등의 제약으로 인해 이미 한계점에 도달해 있어, 펌프 유량을 증가시키거나 라디에이터 방열 면적을 증가시키는 방안 이외의 냉각 성능 향상 기술이 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0028223 A KR 10-2013-0064431 A
이에 본 발명은, 라디에이터의 방열 면적과 냉각수 유량을 그대로 유지하면서도 라디에이터의 방열량을 증가시킴으로써 연료전지 스택의 냉각 성능을 현저하게 향상시킬 수 있는 연료전지 냉각 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터; 및
상기 라디에이터의 전방 또는 표면에 고압공기와 물을 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐을 포함하는 분사부;
를 포함하는 연료전지 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이류체 분사 노즐에서 물과 혼합되는 상기 고압공기는 상기 연료전지 스택에서 배기되는 공기 또는 상기 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기 압축기에서 배출되는 압축 공기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인과 상기 이류체 분사 노즐 사이에 연결되어 상기 공기 배기 라인으로 배출되는 공기를 상기 이류체 분사 노즐에 공급/차단하는 압축공기 공급밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인에 설치되어 상기 공기 배기 라인으로 흐르는 공기의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이류체 분사 노즐에서 상기 압축 공기와 혼합되는 물은 상기 연료전지 스택에서 배출되는 수소 또는 공기에 함유된 수분이 응축된 응축수일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 연료전지 생성되는 응축수를 저장하고, 저장된 응축수를 상기 이류체 분사 노즐로 제공하는 물탱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 라이에이터의 표면에는 친수 폴리머층 또는 다공성층이 형성되어 친수 처리될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이류체 분사 노즐은, 공급되는 상기 고압공기와 상기 물을 그 내부에서 혼합하여 외부로 분사하는 내부 혼합식 노즐 및 공급되는 상기 고압공기와 상기 물을 별도의 배출구를 통해 배출하여 상기 이류체 분사 노즐의 외부에서 혼합되게 하는 외부 혼합식 노즐을 포함할 수 있다. 상기 외부 혼합식 노즐은 상기 고압공기의 배출구가 상기 물의 배출구를 둘러싸는 구조를 가질 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터;
상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인 또는 상기 연료전지 스택에 압축공기를 제공하는 공기 압축기의 출련단에 분기되어 설치된 압축공기 공급밸브;
상기 배기 라인에 설치되어 상기 공기 배기 라인으로 흐르는 공기의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브;
상기 연료전지 스택에서 생성되는 응축수를 저장하는 물탱크; 및
상기 압축공기 공급밸브를 통해 상기 압력 조절 밸브에서 압력이 조절된 고압공기 및 상기 물탱크에 저장된 응축수를 제공받고, 제공받은 상기 고압공기 및 응축수를 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐;
을 포함하는 연료전지 냉각 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 연료전지 냉각 시스템에 따르면, 이류체 분사 노즐에서 분사되는 매우 작은 입자의 물이 고온의 라이에이터 표면에 접촉하는 순간 신속하게 증발하면서 잠열을 흡수함으로써 라디에이터에 의한 냉각효과를 극대화할 수 있다.
연료전지 냉각 시스템에 따르면, 이류체 분사 노즐에서 분사되는 매우 작은 입자의 물이 고온의 라이에이터 전방에서 증발하면서 공기 온도를 저하시켜 라디에이터의 냉각을 위해 제공되는 공기의 온도를 저하시켜 냉각 효과를 향상시킬 수도 있다.
특히, 상기 연료전지 냉각 시스템에 따르면, 물 분사를 위하여 빙결(freezing), 절연, 부식 문제 등에 취약한 물 펌프나 물 분사 인젝터 등을 사용하지 않고, 연료전지에서 배기 공기의 압력을 이용하여 물을 분사하므로, 냉각성능을 향상시키면서 부품의 신뢰성/내구성 향상 및 원가절감이 가능하다.
또한, 상기 연료전지 냉각 시스템에 따르면, 이류체 분사 노즐을 이용하여 라디에이터 전방 또는 표면에 물을 분사하는 것에 더하여 물과 라디에이터 표면이 접촉하는 면적을 더 증가시키는 친수처리를 라디에이터 표면에 실시함으로써 증발잠열에 의한 냉각효과를 더욱 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템에 적용되는 이류체 노즐을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템의 라디에이터에 적용되는 친수 처리 효과를 설명하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템(10)은 연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터(110) 및 라디에이터(10)의 표면에 고압공기와 물을 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐(131)을 포함하는 분사부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
라디에이터(110)는 연료전지 시스템의 제어부(미도시)에 의해 제어에 따라 연료전지 스택(200)의 냉각용으로 공급되는 냉각수를 선택적으로 제공받아 방열구조를 통해 냉각수에 포함된 열을 방출시킴으로써 냉각수의 온도를 감소시키는 요소이다. 일반적으로 라디에이터(110)는 외부에서 공급되는 공기와 냉각수가 접촉할 수 있는 면적을 극대화시킨 방열구조를 가지며, 이 방열구조에서 열교환을 통해 냉각수의 열을 방출시키게 된다.
연료전지 시스템의 제어부는 냉각수의 흐름을 발생시키는 냉각수 펌프(210)와 냉각수의 온도에 따라 선택적으로 냉각수를 라디에이터(110)로 제공하기 위해 냉각수의 흐름 방향을 결정하는 3-웨이 밸브(220)를 제어할 수 있다. 냉각수 펌프(210)나 3-웨이 밸브(220)가 설치되는 위치는 연료전지 스택(200)으로부터 냉각수가 배출되는 라인이나 연료전지 스택(200)으로 냉각수를 공급하는 라인 중 필요에 따라 선택적으로 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 종래와 같이 라디에이터(110)의 방열구조에 공기를 공급하여 냉각수를 냉각하는데 부가하여, 이류체 분사 노즐(two-fluid spray nozzle)(131)을 구비하여 공기와 물을 혼합하여 라디에이터(110)의 표면, 더욱 구체적으로는 라디에이터(110)의 방열 구조의 표면에 분사한다. 이를 통해, 라디에이터(110)의 표면에는 매우 작은 입자의 물이 고온의 라이에이터 표면에 접촉하는 순간 신속하게 증발하면서 잠열을 흡수함으로써 라디에이터(110)에 의한 냉각효과를 극대화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시형태는 이류체 분사 노즐(131)에서 분사되는 매우 작은 입자의 물이 고온의 라이에이터(110) 표면까지 도달하지 못하더라도 라디에이터(110) 전방에서 증발하면서 공기 온도를 저하시켜 라디에이터의 냉각을 위해 제공되는 공기의 온도를 저하시켜 냉각 효과를 향상시킬 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템에 적용되는 이류체 노즐을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이류체 분사 노즐(131)은 노즐 자체에 공기와 물이 동시에 공급되고 공급된 공기와 물을 혼합하여 분사할 수 있는 노즐이다. 즉, 이류체 분사 노즐(131)은 액체와 기체의 충돌에 의한 혼합 분산에 의해서 액체를 미립화하여 분사하게 되는 것이다.
이류체 분사 노즐(131)은 도 2의 (a)에 도시된 것과 같이, 공급되는 액체와 기체를 노즐의 내에서 혼합시킨 후 노즐의 외부로 함께 배출하는 내부 혼합식 노즐과, 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이, 공급되는 액체와 기체를 별도의 배출구(액체 배출구가 기체 배출구에 둘러싸인 구조)를 통해 배출하면서 노즐의 외부에서 혼합되게 하는 외부 혼합식 노즐을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에는 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 두가지 방식의 노즐을 모두 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 전술한 이류체 분사 노즐(131)로 공기와 물을 제공하기 위한 추가적인 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템(10)은, 연료전지 스택(200)에 연결된 공기 배기 라인(230)에 분기되어 연결된 압축공기 공급밸브(150)와, 연료전지 스택(200)에 설치되어 공기 배기 라인(230)으로 흐르는 공기의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브(170)와, 연료전지 스택(200)에서 생성되는 응축수를 저장하는 물탱크(19)를 더 포함할 수 있다.
연료전지 스택(200)에 연결된 공기 배기 라인(230)에는 연료전지 스택(200)으로 제공된 산화제인 공기가 반응을 마치고 배출되는 배관으로 다량의 수분을 함유할 수 있다. 즉, 연료전지 스택(200)에 산화제로서 제공되는 물은, 연료전지 스택(200) 내에서의 반응을 최적화할 수 있는 습도 유지를 위해 가습기(250)에서 가습이 이루어진다. 즉, 연료전지 스택(200)으로 제공되는 공기는 공기류량센서/필터(270)를 거쳐 공기 압축기(260)에 의해 고압 공기로 가압되고 이어 가습기(250)에서 적정 수분을 함유하도록 가습된 후 연료전지 스택(200)으로 제공된다. 연료전지 스택(200)에서 반응을 마치고 배기 라인(230)으로 배출되는 공기 역시 일정 압력과 습도를 유지하게 된다.
압축공기 공급밸브(150) 연료전지 스택(200)에 연결된 배기 라인(230)에 분기되어 설치되어 개방되는 경우 고압 공기를 이류체 분사 노즐(131)에 제공하게 된다. 또한, 압축공기 공급밸브(150)의 개도량을 조정함으로써 이류체 분사 노즐(131)에 공급되는 공기의 양을 조절할 수도 있다.
압력 조절 밸브(170) 역시 연료전지 스택(200)에 연결된 배기 라인에 설치되는 것으로 그 개도량에 따라 배기 라인(230)에 흐르는 공기의 압력을 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 압축공기 공급밸브(150)를 거쳐 이류체 분사 노즐(131)로 공급되는 공기의 압력을 이 압력 조절 밸브(170)에 의해 조절할 수 있다.
또한, 배기 라인(230)에는 응축수를 포집하기 위한 응축수 포집 수단(240)이 설치될 수 있으며, 응축수 포집 수단(240)에 의해 포집된 응축수를 저장하기 위해 물탱크(190)가 마련될 수 있다. 물탱크(19)에 저장된 응축수는 이류체 분사 노즐(131)로 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는 공기가 배기되는 라인에서 응축수를 생성하는 것으로 도시되고 있으나, 연료인 수소가 배기되는 라인에서도 응축수를 생성할 수 있다.
물탱크(19)로 저장하는 응축수의 양은 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 운전조건(예를 들어, 연료전지에 요구되는 출력이 작거나, 외기온도가 낮아서 원하는 운전온도에서 스택 발열량을 충분 경우 등)에서는 공기 또는 수소 배기 라인에서 쉽게 응축수를 포집할 수 있으며, 연료전지 스택의 온도가 높은 경우에는 땐 포집량을 증가시키고 연료전지 스택의 온도가 낮은 경우에는 포집량을 가소시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 이류체 분사 노즐(131)은 연료전지 스택(200)의 배기 라인(230)에 흐르는 고압 공기를 압축공기 공급밸브(150)를 통해 제공 받고 이 배기 라인(230)에 흐르는 고압 공기로부터 생성된 응축수를 제공받으며, 고압 공기와 응축수를 혼합하여 매우 작은 입자의 물을 라디에이터(110)에 분사하여 잠열에 의한 냉각 효과를 추가적으로 확보하게 한다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서는 일반적인 연료전지 시스템에서 생성되는 배기라인(230)의 고압 공기와 응축수를 혼합하여 분사할 수 있는 이류체 분사 노즐을 적용한다. 즉, 본 발명의 일 실시형태는 액체의 분사를 위해 액체를 고압 상태로 노즐까지 제공하기 위한 펌프와 같은 요소를 필요로 하지 않는다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 물 분사를 위하여 빙결(freezing), 절연, 부식 문제 등에 취약한 물 펌프나 물 분사 인젝터 등을 사용하지 않고, 연료전지 스택에서 배출되는 공기의 압력을 이용하여 물을 분사하므로, 냉각성능을 향상시키면서 부품의 신뢰성/내구성 향상 및 원가절감이 가능하다.
도 1에 도시된 실시형태는 연료전지 스택(200)에 연결된 배기 라인(230)으로부터 이류체 분사 노즐(131)로 공기가 공급되는 예를 설명한 것으로, 다른 실시형태에서는 연료전지 스택(200)에 압축 공기를 공급하는 공기 압축기(260)에서 배출되는 압축 공기를 직접 이류체 분사 노즐(131)로 제공하여 물분사가 이루어지게 할 수 있을 것이다. 이 경우, 공기 압축기(260)에서 배출되는 공기는 압축공기 공급밸브(150)를 통해 이류체 분사 노즐(131)로 제공될 수 있다. 또한, 압축공기 공급밸브(150)의 개도량을 조정함으로써 이류체 분사 노즐(131)에 공급되는 물의 양을 조절할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태는, 이류체 분사 노즐에 의해 분사되는 물에 의한 라디에이터의 방열 효과를 더욱 더 향상시키기 위해, 라디에이터 표면을 친수 처리할 수 있다.
라디에이터 표면에 대한 친수 처리 기법으로는, 라디에이터 표면에 친수성 폴리머(Hydrophilic polymer)를 도포하여 친수성 폴리머층을 형성하거나, 다공성층(Porous layer)을 형성하는 방법이 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 냉각 시스템의 라디에이터에 적용되는 친수 처리 효과를 설명하는 도면이다.
도 3a에 나타난 바와 같이, 별도의 친수처리가 이루어지지 않은 라디에이터의 방열 구조에 떨어진 물방울은 퍼지지 않고 표면 장력에 의해 뭉쳐있는 반면, 도 3b에 나타난 바와 같이 친수성 폴리머층을 형성한 표면은 물방울이 넓게 확산되어 라디에이터 표면과 접촉하는 면적이 증가하게 된다. 또한, 도 3c에 나타난 바와 같이, 라디에이터 표면에 다공성 층을 형성한 경우, 도 3b에 도시된 친수성 폴리머층을 형성한 경우 보다 더욱 더 물과 라디에이터 표면이 접촉하는 면적이 증대됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 이류체 분사 노즐을 이용하여 라디에이터 표면에 물을 분사하는 것에 더하여 물과 라디에이터 표면이 접촉하는 면적을 더 증가시키는 친수처리를 라디에이터 표면에 실시함으로써 증발잠열에 의한 냉각효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 연료전지 냉각 시스템 110: 라디에이터
130: 분사부 131: 이류체 분사 노즐
150: 압축공기 공급밸브 170: 압력 조절 밸브
200: 연료전지 스택 210: 냉각수 펌프
220: 3-웨이 밸브 230: 공기 배기 라인
240: 응축수 포집 수단 250: 가습기
260: 공기 압축기 270: 공기유량센서/필터

Claims (10)

  1. 연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터; 및
    상기 라디에이터의 전방 또는 표면에 고압공기와 물을 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐을 포함하는 분사부;
    를 포함하는 연료전지 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이류체 분사 노즐에서 물과 혼합되는 상기 고압공기는 상기 연료전지 스택에서 배기되는 공기 또는 상기 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기 압축기에서 배출되는 압축 공기인 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인과 상기 이류체 분사 노즐 사이에 연결되어 상기 공기 배기 라인으로 배출되는 공기를 상기 이류체 분사 노즐에 공급/차단하는 압축공기 공급밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인에 설치되어 상기 공기 배기 라인으로 흐르는 공기의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이류체 분사 노즐에서 상기 압축 공기와 혼합되는 물은 상기 연료전지 스택에서 배출되는 수소 또는 공기에 함유된 수분이 응축된 응축수인 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지 스택에서 배출되는 응축수를 저장하고, 저장된 응축수를 상기 이류체 분사 노즐로 제공하는 물탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이에이터의 표면에는 친수 폴리머층 또는 다공성층이 형성되어 친수 처리된 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이류체 분사 노즐은, 공급되는 상기 고압공기와 상기 물을 그 내부에서 혼합하여 외부로 분사하는 내부 혼합식 노즐 및 공급되는 상기 고압공기와 상기 물을 별도의 배출구를 통해 배출하여 상기 이류체 분사 노즐의 외부에서 혼합되게 하는 외부 혼합식 노즐을 포함하며, 상기 외부 혼합식 노즐은 상기 고압공기의 배출구가 상기 물의 배출구를 둘러싸는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
  9. 연료전지 스택용 냉각수의 열을 방출하기 위한 라디에이터;
    상기 연료전지 스택에 연결된 공기 배기 라인 또는 상기 연료전지 스택에 압축공기를 제공하는 공기 압축기의 출련단에 분기되어 설치된 압축공기 공급밸브;
    상기 배기 라인에 설치되어 상기 공기 배기 라인으로 흐르는 공기의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브;
    상기 연료전지 스택에서 생성되는 응축수를 저장하는 물탱크; 및
    상기 압축공기 공급밸브를 통해 상기 압력 조절 밸브에서 압력이 조절된 고압공기 및 상기 물탱크에 저장된 응축수를 제공받고, 제공받은 상기 고압공기 및 응축수를 혼합하여 분사하는 이류체 분사 노즐;
    을 포함하는 연료전지 냉각 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 라이에이터의 표면에는 친수 폴리머층 또는 다공성층이 형성되어 친수 처리된 것을 특징으로 하는 연료전지 냉각 시스템.
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