KR20210077049A - 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터 - Google Patents

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박인태
김학윤
반현석
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터를 제공한다.
상기 이젝터 노즐은, 유체가 유입되는 제1 유로를 구비하는 제1 관과, 상기 제1 관의 외부에 구비되며 상기 제1 관의 내경보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1 관과의 사이에 제2 유로를 형성하는 제2 관을 포함하고, 상기 제1 관은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구를 더 포함하고, 상기 연통구의 개방 시에 상기 제1 유로를 유동하는 유체 중의 일부가 상기 제2 유로를 따라 유동하는 것이 허용된다.

Description

이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터{EJECTOR NOZZLE AND EJECTOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 저유량 영역과 고유량 영역을 동시에 만족시키는 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터에 관한 것이다.
이젝터를 이용하여 유체를 이동시키는 시스템에서, 노즐의 직경은 중요한 요소가 된다.
노즐의 크기가 크면 고유량 구간에서 원하는 성능을 내기 쉽지만, 저유량 구간에서는 유속이 느려져서 이젝터의 성능이 떨어지게 된다. 반면 노즐의 크기가 작으면 저유량 구간에서 빠른 유속을 발생시킬 수 있으나 고유량 구간에서 많은 양의 유체를 통과시키기 어려우므로 활용하기 어려워진다.
따라서 다양한 유량에 대응 가능한 노즐을 구비한 이젝터가 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공급되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐의 전체 유로의 크기를 가변하여 저유량 영역과 고유량 영역을 동시에 만족시키는 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 원가를 절감할 수 있고 컴팩트한 구조로서 높은 효율을 가질 수 있으며, 이로 인해 제품과 성능에 대한 신뢰성을 향상시키는 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이젝터 노즐은, 유체가 유입되는 제1 유로를 구비하는 제1 관과, 상기 제1 관의 외부에 구비되며 상기 제1 관의 내경보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1 관과의 사이에 제2 유로를 형성하는 제2 관을 포함하고, 상기 제1 관은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구를 더 포함하고, 상기 연통구의 개방 시에 상기 제1 유로를 유동하는 유체 중의 일부가 상기 제2 유로를 따라 유동하는 것이 허용된다.
본 발명에 따른 이젝터 노즐을 포함한 이젝터는, 수소저장 탱크로부터 공급되는 공급가스가 유입되는 제1 유입부와, 연료전지 스택에서 배출되어 상기 연료전지 스택으로 재순환하는 재순환가스가 유입되는 제2 유입부를 포함하는 이젝터 바디와, 상기 이젝터 바디의 내부에 구비되고, 상기 제1 유입부로 유입되는 공급가스를 분사하여 상기 재순환가스가 순환되게 하는 이젝터 노즐을 포함하고, 상기 이젝터 노즐은, 상기 공급가스가 유입되는 제1 유로를 구비하는 제1 관과, 상기 제1 관의 외부에 구비되며 상기 제1 관의 내경보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1 관과의 사이에 제2 유로를 형성하는 제2 관을 포함하고, 상기 제1 관은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구를 더 포함하고, 상기 연통구의 개방 시에 상기 제1 유로를 유동하는 공급가스 중의 일부가 상기 제2 유로를 따라 유동하는 것이 허용된다.
본 발명에 따르면 이젝터 노즐로 유입되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐의 전체 유로의 직경을 가변시킬 수 있다. 따라서 공급되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐의 전체 유로의 크기를 가변하여 저유량 영역과 고유량 영역을 동시에 만족시키는 구조를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 제어수단 없이, 유량에 따른 노즐 내부의 압력에 따라 탄성적으로 작용하는 탄성부재에 의해, 개폐부재가 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 수행하게 할 수 있다. 따라서 본 발명은 원가를 절감할 수 있고 컴팩트한 구조로서 높은 효율을 가질 수 있으며, 이로 인해 제품과 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 연료전지 시스템의 일 례를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이젝터를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 이젝터 노즐을 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 이젝터 노즐에서 연통구가 개방된 상태를 도시한 단면도.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 이젝터 노즐과 이를 포함한 이젝터의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명에 따른 이젝터 노즐(100)을 포함한 이젝터(50)는 연료전지 시스템에 적용될 수 있다. 도 1에는 연료전지 시스템의 일 예가 도시된다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 연료전지 시스템(10)은, 연료전지 스택(20), 공기를 압축시켜 연료전지 스택(20)으로 공급하는 압축기(미도시), 연료전지 스택(20)에 수소를 공급하는 수소저장 탱크(30)를 포함하며, 압축기에 의해 압축된 공기는 공기공급라인을 따라 연료전지 스택(20)의 공기극(21)로 공급될 수 있고, 수소저장탱크(30)에 저장된 수소는 수소공급라인(32)을 따라 연료전지 스택(20)의 연료극 (23)으로 공급될 수 있다. 수소공급라인(32)에는 수소 공급을 제어하는 수소공급밸브(31)가 구비될 수 있다.
연료전지 스택(20)은 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 연료전지 스택(20)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
연료전지 시스템(10)은 연료전지 스택(20)에서 배출된 가스(수소)가 연료전지 스택(20)으로 재순환하는 재순환라인(40)을 포함한다. 설명의 편의상 재순환라인(40)을 통해 연료전지 스택으로 순환되는 가스인 수소를 재순환가스라고 하고, 수소저장 탱크에서 연료전지 스택(20)으로 공급되는 가스인 수소를 공급가스라고 한다. 재순환가스와 공급가스는 수소일 수 있다.
재순환라인(40) 상에는 연료전지 스택(20)으로 재순환가스인 수소 내에 함유된 응축수를 제거하는 워터트랩(60)과, 공급가스 및 재순환가스의 공급을 위한 이젝터(50)가 구비될 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 이젝터 노즐(100)을 포함한 이젝터(50)가 도시된다.
도 2를 참조하면 본 발명에 따른 이젝터 노즐(100)을 포함한 이젝터(50)는 이젝터 바디(51)와 이젝터 노즐(100)을 포함한다.
이젝터 바디(51)는 수소저장 탱크(30)로부터 공급되는 공급가스(Q1)가 유입되는 제1 유입부(53)와, 연료전지 스택(20)에서 배출되어 연료전지 스택(20)으로 재순환하는 재순환가스(Q2)가 유입되는 제2 유입부(54)를 포함한다. 또한 이젝터 바디(51)는 제1 유입부(53)와 제2 유입부(54)에서 유입된 공급가스(Q1)와 재순환가스(Q2)가 혼합(Q1+Q2)되어 유동하는 챔버(52)를 포함할 수 있다.
이젝터 노즐(100)은 이젝터 바디(51)의 내부에 구비되고, 제1 유입부(53)로 유입되는 공급가스(Q1)를 분사하여 재순환가스(Q2)가 순환되게 할 수 있다.
구체적으로, 이젝터(50)는 수소저장 탱크(30)에서 공급되는 고압의 공급가스(Q1)가 이젝터 노즐(100)을 통해 고속으로 흐르게 하고, 이것에 의해 저압의 재순환가스(Q2)를 흡인하여 연료전지 스택(20)으로 흐르게 할 수 있다. 즉 이젝터(50)는 공급가스(Q1)를 이젝터 노즐(100)에서 분출시켜서 재순환가스(Q2)를 흡인하는 일종의 펌프 작용을 할 수 있다.
도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 이젝터 노즐(100)이 도시된다.
도 3 및 도 4를 참조하면 이젝터 노즐(100)은, 제1 관(110)과 제2 관(120)을 구비한 이중관 형태로 구비될 수 있다. 제1 관(110)은 유체가 유입되는 제1 유로(112)를 포함한다. 제2 관(120)은 제1 관(110)의 외부에 구비되며 제1 관(110)의 내경보다 큰 내경을 가지고, 제1 관(110)과의 사이에 제2 유로(122)를 형성한다.
이하에서는 설명하는 이젝터 노즐(100)로 유입되는 유체(Q1)는, 상기한 바와 같이 연료전지 스택(20)으로 공급하기 위한 공급가스(Q1)일 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 이젝터 노즐(100)은 연료전지 시스템(10)에 구비된 이젝터(50)에 사용되는 것에 한정하는 것은 아니고 다양한 분야에 사용되는 이젝터(50)일 수 있으며, 이젝터 노즐(100)로 유입되는 유체 또한 연료전지 스택(20)으로 공급하기 위한 공급가스(Q1)에 한정하는 것은 아니다.
제1 관(110)과 제2 관(120)은 크기가 서로 다른 중공의 관 형상으로 구비되고, 제1 유로(112)는 제1 관(110)의 내부에 형성되고 제2 유로(122)는 제1 관(110)의 외면과 제2 관(120)의 내면 사이에 형성될 수 있다. 유체는 제1 관(110)의 유입구(114)를 통해 유입되어 제1 유로(112)로 유동한 후 분출될 수 있다.
제1 관(110)은 제1 유로(112)와 제2 유로(122)를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구(115)를 더 포함한다. 연통구(115)의 개방 시에 제1 유로(112)를 유동하는 유체 중의 일부가 제2 유로(122)를 따라 유동하는 것이 허용된다.
구체적으로 연통구(115)는 선택적으로 개폐될 수 있고, 이것에 의해 제1 유로(112)로 유입된 유체 중의 일부가 제2 유로(122)로 흐를 수 있다. 제1 관(110)으로 유입된 유체는 연통구(115)가 폐쇄된 경우에는 제1 유로(112)를 통해서만 흐를 수 있고, 연통구(115)가 개방된 경우에는 제1 유로(112)와 제2 유로(122)에 함께 흐를 수 있다.
이에 따라 노즐을 구성하는 전체 유로의 직경이 가변되는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어 이젝터 노즐(100)로 유입되는 유체의 유량에 따라 연통구(115)를 개방 또는 폐쇄하여 이젝터 노즐(100)의 전체 유로의 직경을 가변시킬 수 있다. 따라서 공급되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐(100)의 전체 유로의 크기를 가변하여 저유량 영역과 고유량 영역을 동시에 만족시키는 구조를 제공할 수 있다.
구체적으로 유입되는 유체의 양이 저유량인 경우, 연통구(115)가 폐쇄되게 함으로써 유체가 제1 유로(112)로만 흐를 수 있다. 이에 따라 유량이 작아도 빠른 유속으로 유체가 노즐 외부로 토출될 수 있다.
유입되는 유체의 양이 고유량인 경우 연통구(115)가 개방되게 함으로써 유체가 제1 유로(112)와 제2 유로(122)에 함께 흐르게 할 수 있다. 이에 따라 유체가 통과하는 전체 유로의 크기가 커지게 되어 고유량의 유체를 통과시킬 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명은 개폐부재(116)와 탄성부재(130)를 더 포함할 수 있다. 개폐부재(116)는 연통구(115)를 개폐하도록 제1 관(110)에 구비될 수 있다.
탄성부재(130)는 제1 관(110)과 제2 관(120)의 사이에 구비되고, 제1 유로(112)로 유입되는 유체의 유량에 따라 개폐부재(116)가 연통구(115)를 개방하거나 폐쇄하게 하게 하는 탄성력을 제공할 수 있다. 여기서 탄성부재(130)는 탄성 스프링으로 마련될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 본 발명은 별도의 제어수단 없이, 유량에 따른 노즐 내부의 압력에 따라 탄성적으로 작용하는 탄성부재(130)에 의해, 개폐부재(116)가 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 수행하게 할 수 있다. 따라서 본 발명은 원가를 절감할 수 있고 컴팩트한 구조로서 높은 효율을 가질 수 있으며, 이로 인해 제품과 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
더욱 구체적으로 제1 관(110)은 제1 몸체부(111)와 제1 토출구(113)를 더 포함할 수 있다.
제1 몸체부(111)는 연통구(115)가 관통될 수 있고, 내부에 제1 유로(112)가 형성될 수 있다. 제1 토출구(113)는 제1 몸체부(111)의 일측 선단에 구비되어 유체가 토출되게 마련될 수 있다.
제2 관(120)은 제2 유로(122)가 형성된 제2 몸체부(121)와 제2 몸체의 일측 선단에 구비되어 유체가 토출되게 마련된 제2 토출구(123)를 포함할 수 있다. 여기서 제2 토출구(123)의 직경은 제1 토출구(113)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 연통구(115)의 개방 또는 폐쇄 시에 유체가 토출되는 전체 토출구의 직경도 가변시킬 수 있다.
개폐부재(116)는 연통구(115)를 개폐 가능하게 제1 몸체부(111)에 힌지 결합될 수 있다. 구체적으로 연통구(115)는 제1 몸체부(111)의 일부를 관통하여 형성하고 일 예로 홀 형상으로 형성될 수 있다. 다만 연통구(115)의 형상은 이에 한정하는 것은 아니고 제1 유로(112)와 제2 유로(122)를 연통시킬 수 있다면 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.
개폐부재(116)는 연통구(115)를 폐쇄하거나 개방시킬 수 있다면 다양한 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어 개폐부재(116)의 일단이 연통구(115)에 인접하게 제1 몸체부(111)에 힌지(H) 연결될 수 있고, 개폐부재(116)는 힌지(H) 연결된 부분을 중심으로 제2 관(120)을 향하는 방향으로 회전 가능하게 구비될 수 있다. 또한 개폐부재(116)는 연통구(115)를 폐쇄한 상태에서 제1 유로(112)를 향하는 방향으로의 회전은 제한될 수 있다.
탄성부재(130)는 개폐부재(116)에 탄성력을 제공할 수 있다. 예를 들어 탄성부재(130)는 일단이 제2 관(120)의 내면에 고정되고 타단이 제1 관(110)의 개폐부재(116)에 고정될 수 있다.
탄성부재(130)는 제1 유로(112)로 유입되는 유체의 유량이 기준 범위 이하이면, 개폐부재(116)를 탄성 지지하여 개폐부재(116)가 연통구(115)를 폐쇄하게 할 수 있다. 반면 탄성부재(130)는, 제1 유로(112)로 유입되는 유체의 유량이 기준 범위를 초과하면, 유입되는 유체의 압력에 의해 탄성 변형되어 개폐부재(116)가 연통구(115)를 개방하게 할 수 있다.
구체적으로 유입되는 유체의 유량이 기준 범위 이하이면(저유량, 도 3 참조), 탄성부재(130)의 탄성 지지력에 의해 개폐부재(116)는 연통구(115)를 폐쇄시킨 상태를 유지할 수 있다. 이때 제1 관(110)으로 유입된 유체는 제1 유로(112)를 통해서만 흐르고 제1 토출구(113)로 분출될 수 있다. 따라서 유량이 작아도 빠른 유속으로 유체가 토출될 수 있다.
유입되는 유체의 유량이 기준 범위를 초과하면(고유량, 도 4 참조), 유입되는 유체의 압력에 의해 탄성부재(130)의 탄성력을 극복되어 개폐부재(116)가 제2 관(120)을 향하는 방향으로 회전하면서 연통구(115)를 개방시킬 수 있다. 이때 탄성부재(130)는 압축 변형될 수 있다. 연통구(115)의 개방에 의해 제1 유로(112)와 제2 유로(122)가 연통되면서 제1 유로(112)로 흐르는 유체 중의 일부가 제2 유로(122)로 유입될 수 있고, 유체는 제1 토출구(113)와 제2 토출구(123)를 통해 배출될 수 있다.
이 후 유입되는 유체의 유량이 기준 범위 이하로 다시 감소하면 탄성부재(130)의 탄성 복원력에 의해 개폐부재(116)가 제1 유로(112)를 향하는 방향으로 회전하면서 연통구(115)를 폐쇄시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명은 다양한 유량에 대응할 수 있다.
본 발명에 따르면 이젝터 노즐로 유입되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐의 전체 유로의 직경을 가변시킬 수 있다. 따라서 공급되는 유체의 유량에 따라 이젝터 노즐의 전체 유로의 크기를 가변하여 저유량 영역과 고유량 영역을 동시에 만족시키는 구조를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 제어수단 없이, 유량에 따른 노즐 내부의 압력에 따라 탄성적으로 작용하는 탄성부재에 의해, 개폐부재가 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 수행하게 할 수 있다. 따라서 본 발명은 원가를 절감할 수 있고 컴팩트한 구조로서 높은 효율을 가질 수 있으며, 이로 인해 제품과 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.
10: 연료전지 시스템
20: 연료전지 스택
21: 공기극
23: 연료극
30: 수소저장 탱크
31: 수소공급밸브
32: 수소공급라인
40: 재순환라인
50: 이젝터
51: 이젝터 바디
52: 챔버
53: 제1 유입부
54: 제2 유입부
60: 워터트랩
100: 이젝터 노즐
110: 제1 관
111: 제1 몸체부
112: 제1 유로
113: 제1 토출구
114: 유입구
115: 연통구
116: 개폐부재
120: 제2 관
121: 제2 몸체부
122: 제2 유로
123: 제2 토출구
130: 탄성부재
Q1: 공급가스, 유체
Q2: 재순환가스

Claims (6)

  1. 유체가 유입되는 제1 유로를 구비하는 제1 관; 및
    상기 제1 관의 외부에 구비되며 상기 제1 관의 내경보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1 관과의 사이에 제2 유로를 형성하는 제2 관을 포함하고,
    상기 제1 관은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구를 더 포함하고, 상기 연통구의 개방 시에 상기 제1 유로를 유동하는 유체 중의 일부가 상기 제2 유로를 따라 유동하는 것이 허용되는, 이젝터 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연통구를 개폐하도록 상기 제1 관에 구비된 개폐부재; 및
    상기 제1 관과 상기 제2 관의 사이에 구비되고, 상기 제1 유로로 유입되는 유체의 유량에 따라 상기 개폐부재가 상기 연통구를 개방하거나 폐쇄하게 하게 하는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는, 이젝터 노즐.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 관은 상기 연통구가 관통된 제1 몸체부를 더 포함하고,
    상기 개폐부재는 상기 연통구를 개폐 가능하게 상기 제1 몸체부에 힌지 결합되는, 이젝터 노즐.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 상기 제1 유로로 유입되는 유체의 유량이 기준 범위 이하이면 상기 개폐부재를 탄성 지지하여 상기 개폐부재가 상기 연통구를 폐쇄하게 하고, 상기 제1 유로로 유입되는 유체의 유량이 상기 기준 범위를 초과하면 유입되는 유체의 압력에 의해 탄성 변형되어 상기 개폐부재가 상기 연통구를 개방하게 하는, 이젝터 노즐.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 관은, 상기 제1 몸체부의 일측 선단에 구비되어 유체가 토출되게 마련된 제1 토출구를 포함하고,
    상기 제2 관은 상기 제2 유로가 형성된 제2 몸체부와 상기 제2 몸체의 일측선단에 구비되어 유체가 토출되게 마련된 제2 토출구를 포함하고,
    상기 제2 토출구의 직경은 상기 제1 토출구의 직경보다 크게 형성된, 이젝터 노즐.
  6. 수소저장 탱크로부터 공급되는 공급가스가 유입되는 제1 유입부와, 연료전지 스택에서 배출되어 상기 연료전지 스택으로 재순환하는 재순환가스가 유입되는 제2 유입부를 포함하는 이젝터 바디; 및
    상기 이젝터 바디의 내부에 구비되고, 상기 제1 유입부로 유입되는 공급가스를 분사하여 상기 재순환가스가 순환되게 하는 이젝터 노즐을 포함하고,
    상기 이젝터 노즐은,
    상기 공급가스가 유입되는 제1 유로를 구비하는 제1 관; 및
    상기 제1 관의 외부에 구비되며 상기 제1 관의 내경보다 큰 내경을 가지고, 상기 제1 관과의 사이에 제2 유로를 형성하는 제2 관을 포함하고,
    상기 제1 관은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 연통하도록 관통되고 개폐 가능하게 구비되는 연통구를 더 포함하고, 상기 연통구의 개방 시에 상기 제1 유로를 유동하는 공급가스 중의 일부가 상기 제2 유로를 따라 유동하는 것이 허용되는, 이젝터 노즐을 포함한 이젝터.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114876887B (zh) * 2022-04-11 2023-12-19 东风汽车集团股份有限公司 一种控制阀、引射器、燃料电池系统及车辆

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB786842A (en) 1955-02-23 1957-11-27 Bendix Aviat Corp Improvements in injectors
US5182905A (en) * 1990-05-11 1993-02-02 General Electric Company Method for automatic bypass operation
JP3588776B2 (ja) * 2001-11-09 2004-11-17 本田技研工業株式会社 燃料循環式燃料電池システム
JP4261401B2 (ja) 2004-03-24 2009-04-30 株式会社日立製作所 バーナと燃料燃焼方法及びボイラの改造方法
WO2009076489A2 (en) 2007-12-12 2009-06-18 Elkhart Brass Manufacturing Company, Inc. Smooth bore nozzle with adjustable bore
JP4506877B2 (ja) 2008-03-12 2010-07-21 株式会社デンソー エジェクタ
US8074897B2 (en) 2008-10-09 2011-12-13 Rain Bird Corporation Sprinkler with variable arc and flow rate
KR101282685B1 (ko) * 2010-12-03 2013-07-05 현대자동차주식회사 차량용 연료전지 시스템의 연료 제어 장치 및 방법
JP5812892B2 (ja) * 2012-02-17 2015-11-17 愛三工業株式会社 エゼクタ
CN103981512B (zh) 2014-05-10 2016-09-28 东莞市中镓半导体科技有限公司 一种可控反应物均匀分布的双通道喷口结构
KR101583931B1 (ko) 2014-05-16 2016-01-21 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 이젝터
JP6883042B2 (ja) 2015-12-31 2021-06-02 フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド 液体吐出装置
DE102016125165A1 (de) 2016-12-21 2018-06-21 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Brennstoffzuführanordnung für ein Brennstoffzellensystem und Brennstoffzellensystem
CN109630479A (zh) 2018-12-13 2019-04-16 山东大学 一种喷嘴、基于该喷嘴的流量特性可调的引射器及其应用

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