KR20230015182A - Fuel cell system and air injector - Google Patents

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KR20230015182A
KR20230015182A KR1020210096627A KR20210096627A KR20230015182A KR 20230015182 A KR20230015182 A KR 20230015182A KR 1020210096627 A KR1020210096627 A KR 1020210096627A KR 20210096627 A KR20210096627 A KR 20210096627A KR 20230015182 A KR20230015182 A KR 20230015182A
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air injection
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우명남
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현대모비스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an air injection device which includes: a nozzle body having an air passage through which air passes; a ball joint nozzle rotationally connected to the nozzle body at one end and having an air injection hole communicating with the air passage; and a stopper member for selectively restricting the posture of the ball joint nozzle relative to the nozzle body, thereby effectively lowering the concentration of hydrogen at a target position.

Description

연료전지 시스템 및 공기분사장치{FUEL CELL SYSTEM AND AIR INJECTOR}Fuel cell system and air injection device {FUEL CELL SYSTEM AND AIR INJECTOR}

본 발명은 연료전지 시스템 및 공기분사장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 타겟 위치에서의 수소 농도를 낮출 수 있는 연료전지 시스템 및 공기분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system and an air injection device, and more particularly, to a fuel cell system and an air injection device capable of lowering the hydrogen concentration at a target location.

연료전지 차량(예를 들어, 수소연료전지 자동차)는 연료(수소)와 공기(산소)의 화학반응을 통해 자체 전기를 생산하고 모터를 구동하여 주행하도록 구성된다.A fuel cell vehicle (eg, a hydrogen fuel cell vehicle) generates its own electricity through a chemical reaction between fuel (hydrogen) and air (oxygen) and drives by driving a motor.

일반적으로, 연료전지 차량은, 수소와 산소의 산화환원반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 스택(Fuel Cell Stack), 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기(산소)를 공급하는 공기공급장치, 및 연료전지 스택 및 차량의 전장부품에서 발생된 열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택 및 전장부품의 온도를 제어하는 열 관리 시스템(TMS:Thermal Management System) 등을 포함할 수 있다.In general, a fuel cell vehicle includes a fuel cell stack that generates electricity through an oxidation-reduction reaction between hydrogen and oxygen, a fuel supply device that supplies fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, and electricity to the fuel cell stack. An air supply device that supplies air (oxygen), an oxidizing agent required for chemical reactions, and a thermal management system that removes heat generated from the fuel cell stack and electrical components of the vehicle to the outside of the system and controls the temperature of the fuel cell stack and electrical components. (TMS: Thermal Management System) and the like.

아울러, 연료전지 스택의 운전중 발생된 배출수(응축수) 및 배출가스(예를 들어, 미반응 수소)는 배기관을 통해 외부로 배기될 수 있다.In addition, discharge water (condensate) and exhaust gas (eg, unreacted hydrogen) generated during operation of the fuel cell stack may be exhausted to the outside through an exhaust pipe.

최근에는 승용차(또는 상용차) 뿐만 아니라 건설기계(예를 들어, 굴삭기)에도 연료전지 시스템을 적용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.Recently, various attempts have been made to apply the fuel cell system not only to passenger cars (or commercial vehicles) but also to construction machines (eg, excavators).

한편, 연료전지 스택에서 배기되는 배기가스(예를 들어, 연료전지 스택 내부의 수소 농도를 조절하기 위한 퍼지 공정시 배기되는 배기가스)에는 수소가 포함될 수 있는데, 배기가스의 수소 농도가 일정 증가하면 폭발 위험성이 높아지므로, 배기가스의 수소 농도는 일정 이하가 되도록 법규로 규정되어 있다.Meanwhile, exhaust gas exhausted from the fuel cell stack (for example, exhaust gas exhausted during a purge process for adjusting the hydrogen concentration inside the fuel cell stack) may contain hydrogen. When the hydrogen concentration of the exhaust gas increases to a certain extent, Since the risk of explosion increases, the hydrogen concentration of the exhaust gas is regulated by law to be below a certain level.

승용차의 경우에는 주행을 주목적으로 하고, 주행중 차량에 유입되는 외기(차량의 주행에 따른 주행풍)를 이용하여 배기가스를 희석(배기가스의 수소 농도 낮춤)시키는 것이 가능하다.In the case of a passenger car, the main purpose is driving, and it is possible to dilute exhaust gas (lower hydrogen concentration in exhaust gas) by using outside air (driving wind according to driving of the vehicle) introduced into the vehicle while driving.

반면, 공장 또는 창고 내부와 같은 실내 작업 현장에서 정차 상태로 사용되는 건설기계의 경우, 주행풍을 활용하기 어려워 배기가스를 충분하게 희석시키기 어렵고, 배기가스가 특정 위치(예를 들어, 파워팩 내부)에 정체됨에 따라 사고 발생 위험성(폭발 위험성)이 높아지는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of construction machinery that is used in a stationary state at indoor work sites such as inside factories or warehouses, it is difficult to sufficiently dilute the exhaust gas because it is difficult to utilize the driving wind, and the exhaust gas is directed to a specific location (for example, inside the power pack). There is a problem in that the risk of accidents (risk of explosion) increases according to congestion.

이에 따라, 최근에는 연료전지 스택에서 배기되는 배기가스의 수소 농도를 효과적으로 낮추기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, in recent years, various studies have been conducted to effectively lower the hydrogen concentration of the exhaust gas exhausted from the fuel cell stack, but the development thereof is still insufficient.

본 발명의 실시예는 타겟 위치에서의 수소 농도를 저감시킬 수 있는 연료전지 시스템 및 공기분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a fuel cell system and an air injection device capable of reducing the hydrogen concentration at a target location.

특히, 본 발명의 실시예는 주행풍을 사용할 수 없는 조건에서도 연료전지 스택으로부터 배기된 후 타겟 위치에 정체된 배기가스에서 수소의 농도를 저감시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, an embodiment of the present invention aims to reduce the concentration of hydrogen in exhaust gas stagnant at a target location after being exhausted from a fuel cell stack even under a condition in which driving wind cannot be used.

또한, 본 발명의 실시예는 구조를 간소화하고, 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, embodiments of the present invention are aimed at simplifying the structure and improving space utilization and design freedom.

또한, 본 발명의 실시예는 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, embodiments of the present invention are aimed at improving safety and reliability.

또한, 본 발명의 실시예는 제작 공정을 간소화하고 원가를 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, embodiments of the present invention are aimed at simplifying the manufacturing process and reducing costs.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치는, 공기가 통과하는 공기통과유로가 형성된 노즐 본체, 노즐 본체에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 공기통과유로와 연통되는 공기분사홀이 형성된 볼조인트 노즐, 및 노즐 본체에 대한 볼조인트 노즐의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objects of the present invention, the air injection device is rotatably connected to a nozzle body formed with an air passage passage through which air passes, and one end centered on the nozzle body, and the air passage It includes a ball joint nozzle having an air injection hole communicating with the flow path, and a stopper member that selectively restricts the position of the ball joint nozzle relative to the nozzle body.

이는, 타겟 위치(예를 들어, 방폭 구역)에서 수소의 농도를 낮추기 위함이다.This is to lower the concentration of hydrogen at the target location (eg, explosion-proof area).

즉, 연료전지 스택에서 배기되는 배기가스(예를 들어, 연료전지 스택 내부의 수소 농도를 조절하기 위한 퍼지 공정시 배기되는 배기가스)에는 수소가 포함될 수 있는데, 배기가스의 수소 농도가 일정 증가하면 폭발 위험성이 높아지므로, 연료전지 배기가스의 수소 농도는 일정 이하로 유지될 수 있어야 한다.That is, exhaust gas exhausted from the fuel cell stack (for example, exhaust gas exhausted during a purge process for adjusting the hydrogen concentration inside the fuel cell stack) may contain hydrogen. When the hydrogen concentration of the exhaust gas increases to a certain extent, Since the risk of explosion increases, the hydrogen concentration of the fuel cell exhaust gas must be maintained below a certain level.

승용차의 경우에는 주행을 주목적으로 하고, 주행중 차량에 유입되는 외기(차량의 주행에 따른 주행풍)를 이용하여 배기가스를 희석시키는 것이 가능하지만, 공장 또는 창고 내부와 같은 실내 작업 현장에서 정차 상태로 사용되는 건설기계의 경우, 주행풍을 활용하기 어려워 배기가스를 충분하게 희석시키기 어렵고, 배기가스가 특정 위치(영역)에 정체됨에 따라 사고 발생 위험성(폭발 위험성)이 높아지는 문제점이 있다.In the case of a passenger car, the main purpose is to drive, and it is possible to dilute the exhaust gas by using the outside air (driving wind according to the driving of the vehicle) that flows into the vehicle while driving, but it is possible to In the case of used construction machinery, it is difficult to sufficiently dilute the exhaust gas because it is difficult to utilize the driving wind, and the risk of accidents (risk of explosion) increases as the exhaust gas stagnates in a specific location (area).

하지만, 본 발명의 실시예는 배기가스가 정체될 수 있는 타겟 위치에서 볼조인트 노즐의 자세를 최적화한 상태(배기가스가 정체된 위치에 정확하게 공기를 분사할 수 있는 자세)로 공기가 분사되도록 하는 것에 의하여, 타겟 위치(예를 들어, 방폭 구역)에 정체된 배기가스에서 수소의 농도를 저감(희석)시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, an embodiment of the present invention is to ensure that air is injected in a state in which the posture of the ball joint nozzle is optimized (a posture that can accurately spray air to the position where the exhaust gas is stagnant) at a target position where exhaust gas can be stagnant. Thereby, an advantageous effect of reducing (diluting) the concentration of hydrogen in the exhaust gas stagnant at the target location (eg, explosion-proof zone) can be obtained.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 노즐 본체에 대해 볼조인트 노즐이 자유롭게 회전하도록 하는 것에 의하여, 공기분사장치의 장착 위치에 따라 볼조인트 노즐을 최적의 자세로 고정하기 위한 복잡한 구조의 브라켓을 추가적으로 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 설계자유도 및 공간활용성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, in the embodiment of the present invention, by allowing the ball joint nozzle to freely rotate with respect to the nozzle body, a bracket of a complicated structure is additionally provided for fixing the ball joint nozzle in an optimal posture according to the mounting position of the air blowing device. Since it is not necessary to do so, advantageous effects of simplifying the structure and improving design freedom and space utilization can be obtained.

볼조인트 노즐은 일단을 중심으로 노즐 본체에 대해 자유롭게 회전할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The ball joint nozzle may be provided in various structures capable of freely rotating with respect to the nozzle body with one end as the center.

일 예로, 볼조인트 노즐은, 노즐 본체의 내부에 회전 가능하게 수용되는 볼조인트부, 및 볼조인트부에 연장되며 노즐 본체의 출구단 외부로 노출되는 노즐부를 포함하고, 공기분사홀은 볼조인트부 및 노즐부를 연속적으로 관통하도록 형성될 수 있다.For example, the ball joint nozzle includes a ball joint portion rotatably accommodated inside the nozzle body, and a nozzle portion extending from the ball joint portion and exposed to the outside of the outlet end of the nozzle body, and the air injection hole is the ball joint portion. And it may be formed to continuously pass through the nozzle unit.

스토퍼부재는 볼조인트부를 구속할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.The stopper member may be formed in various structures capable of restraining the ball joint.

일 예로, 스토퍼부재는, 노즐 본체의 내주면에 구속되며 노즐 본체에 상기 볼조인트부를 지지하는 스토퍼링, 및 공기분사홀이 공기통과유로에 노출되도록 스토퍼링에 형성되는 관통홀을 포함할 수 있다.For example, the stopper member may include a stopper ring restrained on an inner circumferential surface of the nozzle body and supporting the ball joint portion on the nozzle body, and a through hole formed in the stopper ring so that the air injection hole is exposed to the air passage.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치는, 스토퍼링의 외주면에 형성되는 제1나사산부, 및 제1나사산부와 나사 체결 가능하게 노즐 본체의 내주면에 형성되는 제2나사산부를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air blowing device may include a first threaded portion formed on an outer circumferential surface of the stopper ring, and a second threaded portion formed on an inner circumferential surface of the nozzle body to be screwed with the first threaded portion. there is.

바람직하게, 스토퍼링에는 스토퍼링을 회전시키기 위한 공구를 체결하기 위한 공구자리홈이 형성될 수 있다.Preferably, a tool seat groove for fastening a tool for rotating the stopper ring may be formed in the stopper ring.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치는 스토퍼링의 다른 일면에 형성되는 곡면안착부를 포함할 수 있고, 볼조인트부는 곡면안착부에 안착될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device may include a curved surface seating portion formed on the other side of the stopper ring, and the ball joint portion may be seated on the curved surface seating portion.

이와 같이, 볼조인트부의 외면이 곡면안착부에 밀착된 상태로 안착되도록 하는 것에 의하여, 볼조인트부와 스토퍼링의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로, 볼조인트부의 구속 상태를 보다 안정적으로 유지하고, 볼조인트부의 의도하지 않은 이동 및 회전을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by allowing the outer surface of the ball joint to be seated in close contact with the curved seating portion, the contact area between the ball joint and the stopper ring can be increased. An advantageous effect of minimizing unintentional movement and rotation of the joint portion can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치는 공기분사홀과 연통되게 볼조인트부에 형성되며, 공기통과유로에 노출되는 연통홀을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device may include a communication hole formed in the ball joint to be in communication with the air injection hole and exposed to the air passage.

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 볼조인트부에 연통홀을 마련하는 것에 의하여, 공기분사홀의 입구가 차단되더라도 연통홀을 통해 공기분사홀에 공기를 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서, 공기분사홀의 막힘에 따른 제약(볼조인트부의 회전 각도에 대한 제약)없이 볼조인트부의 회전 각도를 자유롭게 변경하는 것이 가능하다.As described above, in the embodiment of the present invention, air can be stably supplied to the air injection hole through the communication hole even if the inlet of the air injection hole is blocked by providing the communication hole in the ball joint unit. Therefore, it is possible to freely change the rotational angle of the ball joint without restrictions (restrictions on the rotational angle of the ball joint) due to clogging of the air injection hole.

바람직하게, 연통홀은 공기분사홀을 중심으로 공기분사홀의 주변에 방사상으로 배치되도록 복수개가 마련될 수 있다.Preferably, a plurality of communication holes may be provided so as to be radially arranged around the air injection hole with the air injection hole as the center.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치는, 볼조인트부와 노즐 본체의 출구단 사이에 개재되는 실링부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device may include a sealing member interposed between the ball joint and the outlet end of the nozzle body.

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 볼조인트부와 노즐 본체의 출구단 사이에 실링부재를 마련하는 것에 의하여, 볼조인트부와 노즐 본체의 출구단의 사이 간극을 통한 공기의 누설을 최소화하고, 노즐부에 의한 공기 분사 성능을 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, by providing a sealing member between the ball joint and the exit end of the nozzle body, air leakage through the gap between the ball joint and the exit end of the nozzle body is minimized, An advantageous effect of stably maintaining air blowing performance by the nozzle unit can be obtained.

바람직하게, 실링부재에는 볼조인트부가 밀착되는 곡면밀착부가 형성될 수 있다.Preferably, a curved surface contact portion to which the ball joint portion adheres may be formed on the sealing member.

이와 같이, 볼조인트부의 외면이 곡면밀착부에 밀착되도록 하는 것에 의하여, 볼조인트부와 실링부재의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로, 볼조인트부의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하고, 실링부재에 의한 실링 성능을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, since the contact area between the ball joint and the sealing member can be increased by bringing the outer surface of the ball joint into close contact with the curved surface, the arrangement of the ball joint can be maintained more stably, and the sealing by the sealing member can be maintained. An advantageous effect of further improving performance can be obtained.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기공급라인, 공기공급라인에 연결되며 공기를 타겟 위치로 선택적으로 바이패스시키는 바이패스라인, 바이패스라인에 연결되며 공기가 통과하는 공기통과유로가 형성된 노즐 본체, 노즐 본체에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 공기통과유로와 연통되는 공기분사홀이 형성된 볼조인트 노즐, 및 노즐 본체에 대한 볼조인트 노즐의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재를 포함한다.According to another preferred aspect of the present invention, a fuel cell system includes an air supply line for supplying air to a fuel cell stack, a bypass line connected to the air supply line and selectively bypassing air to a target location, and a bypass line A nozzle body connected to and formed with an air passage through which air passes, a ball joint nozzle rotatably connected to the nozzle body about one end and having an air injection hole communicating with the air passage, and a ball joint nozzle for the nozzle body. It includes a stopper member that selectively restrains the posture.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 볼조인트 노즐은, 노즐 본체의 내부에 회전 가능하게 수용되는 볼조인트부, 및 볼조인트부에 연장되며 노즐 본체의 외부로 노출되는 노즐부를 포함하고, 공기분사홀은 볼조인트부 및 노즐부를 연속적으로 관통하도록 형성된다.According to another preferred field of the present invention, the ball joint nozzle includes a ball joint portion rotatably accommodated inside the nozzle body, and a nozzle portion extending from the ball joint portion and exposed to the outside of the nozzle body, and an air injection hole. is formed to continuously pass through the ball joint and the nozzle.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 공기공급라인에 연결되며 연료전지 스택으로 공급되는 공기를 압축하는 공기압축기를 포함할 수 있다.According to another preferred aspect of the present invention, the fuel cell system may include an air compressor connected to an air supply line and compressing air supplied to the fuel cell stack.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 연료전지 스택을 지지하는 프레임부재를 포함할 수 있고, 공기분사장치는 프레임부재에 지지될 수 있다.According to another preferred aspect of the present invention, the fuel cell system may include a frame member supporting the fuel cell stack, and the air injection device may be supported by the frame member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 노즐 본체의 외주면에 형성되며 프레임부재의 일면에 지지되는 플랜지부, 및 프레임부재의 다른 일면에서 노즐 본체에 체결되는 체결부재를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system may include a flange portion formed on an outer circumferential surface of the nozzle body and supported on one surface of the frame member, and a fastening member fastened to the nozzle body on the other surface of the frame member. .

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 타겟 위치에서의 수소 농도를 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, an advantageous effect of reducing the hydrogen concentration at the target position can be obtained.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면 주행풍을 사용할 수 없는 조건에서도 연료전지 스택으로부터 배기된 후 타겟 위치에 정체된 배기가스에서 수소의 농도를 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, even under conditions in which driving wind cannot be used, an advantageous effect of reducing the concentration of hydrogen in exhaust gas exhausted from a fuel cell stack and stagnant at a target location can be obtained.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 구조를 간소화하고, 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain advantageous effects of simplifying the structure and improving space utilization and design freedom.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 안전성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, advantageous effects of improving safety and reliability can be obtained.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 제작 공정을 간소화하고 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, advantageous effects of simplifying the manufacturing process and reducing costs can be obtained.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 바이패스라인을 따른 공기의 유동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 공급 어댑터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치를 설명하기 위한 분리사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치로서, 스토퍼부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치로서, 실링부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치의 장착예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
2 is a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining a flow path of air along a bypass line.
3 is a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining a supply adapter.
Figure 4 is a perspective view for explaining an air blowing device according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view for explaining an air blowing device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view for explaining an air blowing device according to an embodiment of the present invention.
7 is an air blowing device according to an embodiment of the present invention, a view for explaining a stopper member.
8 is an air blowing device according to an embodiment of the present invention, a view for explaining a sealing member.
9 is a view for explaining a mounting example of an air blowing device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments and can be implemented in various different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively selected. can be used by combining and substituting.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, sequence, or order of the corresponding component.

그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, coupled to, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.

또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only the case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between the two components is also included. In addition, when expressed as "upper (above) or lower (down)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치(300)는, 공기가 통과하는 공기통과유로(310a)가 형성된 노즐 본체(310), 노즐 본체(310)에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 공기통과유로(310a)와 연통되는 공기분사홀(321)이 형성된 볼조인트 노즐(320), 및 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트 노즐(320)의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재(330)를 포함한다.1 to 9, the air injection device 300 according to the embodiment of the present invention, one end to the nozzle body 310, the nozzle body 310 is formed with an air passage (310a) through which air passes. The ball joint nozzle 320 rotatably connected to the center and having an air injection hole 321 communicating with the air passage 310a, and the ball joint nozzle 320 relative to the nozzle body 310 are selectively positioned. It includes a stopper member 330 for restraining.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 공기분사장치(300)는 다양한 타겟 위치에 공기를 분사하기 위해 사용될 수 있으며, 공기분사장치(300)가 적용되는 피대상체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, the air blowing device 300 according to the embodiment of the present invention can be used to inject air to various target positions, and the present invention is based on the type and characteristics of the target object to which the air blowing device 300 is applied. It is not limited or restricted.

이하에서는, 본 발명에 따른 공기분사장치(300)가, 차량, 선박, 항공 등과 같은 모빌리티(mobility)에 적용되는 연료전지 시스템(10)에서 배기되는 배기가스의 수소 농도를 낮추기 위해 사용되는 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, an example in which the air injection device 300 according to the present invention is used to lower the hydrogen concentration of exhaust gas from the fuel cell system 10 applied to mobility such as vehicles, ships, and aviation is given. listen and explain

일 예로, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템(10)은 건설기계(예를 들어, 굴삭기)에 적용될 수 있다.For example, the fuel cell system 10 according to an embodiment of the present invention may be applied to a construction machine (eg, an excavator).

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 연료전지 스택(50)으로 공기를 공급하는 공기공급라인(110), 공기공급라인(110)에 연결되며 공기를 타겟 위치로 선택적으로 바이패스시키는 바이패스라인(130), 바이패스라인(130)에 연결되며 공기가 통과하는 공기통과유로(310a)가 형성된 노즐 본체(310), 노즐 본체(310)에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 공기통과유로(310a)와 연통되는 공기분사홀(321)이 형성된 볼조인트 노즐(320), 및 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트 노즐(320)의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재(330)를 포함한다.1 and 2 , according to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 includes an air supply line 110 for supplying air to the fuel cell stack 50, and an air supply line 110 A bypass line 130 connected to and selectively bypassing air to a target position, a nozzle body 310 connected to the bypass line 130 and having an air passage 310a through which air passes, a nozzle body ( 310) rotatably connected to one end about a ball joint nozzle 320 having an air injection hole 321 communicating with the air passage 310a, and a ball joint nozzle 320 for the nozzle body 310 It includes a stopper member 330 that selectively restrains the posture of the.

공기공급라인(110)은 연료전지 스택(50)으로 공기를 공급하도록 연료전지 스택(50)에 연결된다.The air supply line 110 is connected to the fuel cell stack 50 to supply air to the fuel cell stack 50 .

공기공급라인(110)은 연료전지 스택(50)으로 공기를 공급할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 공기공급라인(110)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The air supply line 110 may be provided in various structures capable of supplying air to the fuel cell stack 50, and the present invention is not limited or limited by the structure of the air supply line 110.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 공기공급라인(110)에 연결되며 연료전지 스택(50)으로 공급되는 공기를 압축하는 공기압축기(20)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 may include an air compressor 20 connected to the air supply line 110 and compressing air supplied to the fuel cell stack 50 .

공기압축기(20)는 공기공급라인(110)을 따라 공급되는 공기를 압축시킨 상태로 연료전지 스택(50)에 공급하기 위해 마련된다.The air compressor 20 is provided to supply air supplied along the air supply line 110 to the fuel cell stack 50 in a compressed state.

보다 구체적으로, 공기압축기(20)는 연료전지 스택(50)으로 공급되는 공기가 연료전지 스택(50)의 내부 유로를 통과할 수 있는 충분한 압력을 가질 수 있도록 공기를 압축할 수 있다.More specifically, the air compressor 20 may compress air supplied to the fuel cell stack 50 to have sufficient pressure to pass through an internal flow path of the fuel cell stack 50 .

공기압축기(20)로서는 공기를 압축할 수 있는 다양한 공기압축기(20)가 사용될 수 있으며, 공기압축기(20)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 공기압축기(20)는 로터(미도시)의 회전에 의한 원심력을 이용하여 공기를 압축시켜 공급하도록 구성될 수 있다.As the air compressor 20, various air compressors 20 capable of compressing air may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the air compressor 20. For example, the air compressor 20 may be configured to compress and supply air using centrifugal force generated by rotation of a rotor (not shown).

참고로, 연료전지 스택(50)은, 연료(예를 들어, 수소)의 화학적인 반응으로 전기에너지를 생산하는 일종의 발전 장치로서, 수십 또는 수백 개의 연료전지 셀(단위 셀)을 직렬로 적층하여 구성될 수 있다.For reference, the fuel cell stack 50 is a kind of power generation device that produces electrical energy through a chemical reaction of fuel (eg, hydrogen), by stacking tens or hundreds of fuel cell cells (unit cells) in series. can be configured.

연료전지 셀은 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.Fuel cell cells may be formed in various structures capable of generating electricity through an oxidation-reduction reaction between a fuel (eg, hydrogen) and an oxidizing agent (eg, air).

일 예로, 연료전지 셀은, 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(미도시), 반응기체들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(미도시), 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구(미도시), 그리고 반응기체들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(bipolar plate)(미도시)을 포함할 수 있다.For example, in a fuel cell, a Membrane Electrode Assembly (MEA) (not shown) in which catalyst electrode layers in which electrochemical reactions occur are attached to both sides of an electrolyte membrane through which hydrogen ions move, and reactive gases are evenly distributed. Gas Diffusion Layer (GDL: Gas Diffusion Layer) (not shown), which serves to transmit the generated electric energy, gaskets and fasteners (not shown) to maintain the airtightness and appropriate clamping pressure of reactive gases and cooling water, And it may include a bipolar plate (not shown) for moving reactive gases and cooling water.

보다 구체적으로, 연료전지 셀에서 연료인 수소와 산화제인 공기(산소)가 분리판의 유로를 통해 막전극접합체의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급되는데, 수소는 애노드로 공급되고, 공기는 캐소드로 공급된다.More specifically, in a fuel cell, hydrogen as a fuel and air (oxygen) as an oxidant are supplied to the anode and cathode of the membrane electrode assembly through the flow path of the separator, respectively. Hydrogen is supplied to the anode, Air is supplied to the cathode.

애노드로 공급된 수소는 전해질막의 양쪽에 구성된 전극층의 촉매에 의해 수소 이온(proton)과 전자(electron)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 캐소드로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 기체확산층과 분리판을 통해 캐소드로 전달된다.Hydrogen supplied to the anode is decomposed into protons and electrons by the catalysts of the electrode layers formed on both sides of the electrolyte membrane, and only hydrogen ions are selectively transferred to the cathode through the electrolyte membrane, which is a cation exchange membrane, At the same time, electrons are transferred to the cathode through the conductive gas diffusion layer and the separator.

캐소드에서는 전해질막을 통해 공급된 수소 이온과 분리판을 통해 전달된 전자가 공기공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때 일어나는 수소 이온의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하며, 이러한 전자의 흐름으로 전류가 생성된다.In the cathode, hydrogen ions supplied through the electrolyte membrane and electrons transferred through the separator meet oxygen in the air supplied to the cathode by the air supply device to cause a reaction to generate water. At this time, due to the movement of hydrogen ions, a flow of electrons occurs through the external conductor, and current is generated by the flow of these electrons.

한편, 연료전지 스택(50)이 정상적으로 동작하기 위해서는, 막전극접합체의 전해질막이 일정 습도 이상으로 유지되는 것이 필요하다.Meanwhile, in order for the fuel cell stack 50 to operate normally, it is necessary that the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly is maintained at a certain humidity or higher.

이를 위해, 공기공급라인(110)을 따라 공급되는 공기는 가습기(30)를 경유하도록 제공될 수 있고, 공기공급라인(110)을 따라 연료전지 스택(50)으로 공급되는 공기는 가습기(30)를 통과하는 중에 가습될 수 있다. 여기서, 공기를 가습한다 함은 공기의 습도를 높이는 공정으로 정의된다.To this end, the air supplied along the air supply line 110 may be provided to pass through the humidifier 30, and the air supplied to the fuel cell stack 50 along the air supply line 110 may pass through the humidifier 30. It can be humidified while passing through. Here, humidifying the air is defined as a process of increasing the humidity of the air.

일 예로, 가습기(30)는 연료전지 스택(50)으로부터 배출되는 공기(습윤공기)를 이용하여 연료전지 스택(50)으로 공급되는 공기(건조공기)를 가습하도록 구성될 수 있다.For example, the humidifier 30 may be configured to humidify air (dry air) supplied to the fuel cell stack 50 using air (wet air) discharged from the fuel cell stack 50 .

가습기(30)는 연료전지 스택(50)으로부터 배출되는 공기(습윤공기)를 이용하여 건조공기를 가습할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 가습기(30)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The humidifier 30 may be provided in various structures capable of humidifying dry air using air (wet air) discharged from the fuel cell stack 50, and the present invention is limited by the structure of the humidifier 30 or It is not limited.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가습기(30)는 공기압축기(20)와 연료전지 스택(50)의 사이에 마련되되, 가습기(30)에는 유입가스(건조 공기)가 유입(공급)되는 유입가스 공급포트(미도시), 가습기(30)의 내부를 통과한(가습 처리된) 유입가스가 배출되는 유입가스 배출포트(미도시), 연료전지 스택(50)으로부터 배출된 습윤공기가 공급되는 습윤공기 공급포트(미도시), 유입가스를 가습시킨 습윤공기를 외부로 배출하는 습윤공기 배출포트(미도시)가 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the humidifier 30 is provided between the air compressor 20 and the fuel cell stack 50, and the inlet gas (dry air) is introduced (supplied) to the humidifier 30. A gas supply port (not shown), an inlet gas discharge port (not shown) through which the inlet gas that has passed through the inside of the humidifier (30) (humidified) is discharged, and the wet air discharged from the fuel cell stack 50 is supplied. A wet air supply port (not shown) and a wet air discharge port (not shown) for discharging the wet air humidified by the inlet gas to the outside may be provided.

유입가스 공급포트를 통해 공급된 유입가스는, 가습기(30)의 내부에 마련된 가습막(예를 들어, 중공 사막)(미도시)을 통과하는 중에 습윤공기에 의해 가습 처리된 후, 유입가스 배출포트를 통해 연료전지 스택(50)으로 공급될 수 있다.The inlet gas supplied through the inlet gas supply port is humidified by wet air while passing through a humidifying film (eg, hollow fiber membrane) (not shown) provided inside the humidifier 30, and then the inlet gas is discharged It may be supplied to the fuel cell stack 50 through the port.

아울러, 연료전지 스택(50)에서 배출되는 습윤공기(또는 응축수)는, 습윤공기 공급포트로 공급되어 가습기(30)의 내부에서 유입가스를 가습시킨 후 습윤공기 배출포트를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, wet air (or condensate) discharged from the fuel cell stack 50 is supplied to the wet air supply port to humidify the inlet gas inside the humidifier 30, and then discharged to the outside through the wet air discharge port. there is.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 연료전지 스택(50)을 출입하는 공기(연료전지 스택으로 유입되는 공기와 연료전지 스택에서 배출되는 공기)를 제어하는 에어 컨트롤 밸브(air control valve)(40)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 includes an air control valve that controls air flowing in and out of the fuel cell stack 50 (air flowing into the fuel cell stack and air exhausted from the fuel cell stack). (air control valve) 40 may be included.

에어 컨트롤 밸브(40)로서는 연료전지 스택(50)을 출입하는 공기를 선택적으로 차단할 수 있는 다양한 밸브가 사용될 수 있으며, 에어 컨트롤 밸브(40)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 에어 컨트롤 밸브(40)는 연료전지 스택(50)으로 공기를 공급하는 제1포트(미도시), 연료전지 스택(50)으로부터 공기가 배출되는 제2포트(미도시)를 개폐하기 위한 제1밸브부재(미도시)와 제2밸브부재(미도시)를 포함할 수 있다.As the air control valve 40, various valves capable of selectively blocking air entering and exiting the fuel cell stack 50 may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the air control valve 40. no. For example, the air control valve 40 opens and closes a first port (not shown) supplying air to the fuel cell stack 50 and a second port (not shown) through which air is discharged from the fuel cell stack 50. It may include a first valve member (not shown) and a second valve member (not shown) for.

또한, 연료전지 스택(50)에는 배출라인(미도시)이 연결될 수 있으며, 연료전지 스택(50)에서 배기된 배기가스(예를 들어, 공기 및 수소)는 배출라인을 따라 외부로 배출될 수 있다.In addition, a discharge line (not shown) may be connected to the fuel cell stack 50, and exhaust gases (eg, air and hydrogen) exhausted from the fuel cell stack 50 may be discharged to the outside along the discharge line. there is.

일 예로, 배출라인을 따라 배출되는 배기가스는 가습기(30)를 경유하도록 제공될 수 있고, 가습기(30)를 통과하는 배기가스(배기가스에 포함된 습윤 공기)에 의해 가습기(30)로 유입되는 공기(건조 공기)가 가습될 수 있다.For example, the exhaust gas discharged along the discharge line may be provided to pass through the humidifier 30, and the exhaust gas (wet air included in the exhaust gas) passing through the humidifier 30 flows into the humidifier 30. air (dry air) can be humidified.

바이패스라인(130)은 공기공급라인(110)을 따라 공급되는 공기를 기설정된 타겟 위치로 선택적으로 바이패스시키기 위해 마련된다.The bypass line 130 is provided to selectively bypass the air supplied along the air supply line 110 to a predetermined target position.

이는, 타겟 위치(예를 들어, 파워팩 내부)에 정체되는 배기가스에서 수소의 농도를 낮추기 위함이다.This is to lower the concentration of hydrogen in the exhaust gas stagnant at the target location (eg, inside the power pack).

즉, 연료전지 스택에서 배기되는 배기가스(예를 들어, 연료전지 스택 내부의 수소 농도를 조절하기 위한 퍼지 공정시 배기되는 배기가스)에는 수소가 포함될 수 있는데, 배기가스의 수소 농도가 일정 증가하면 폭발 위험성이 높아지므로, 연료전지 배기가스의 수소 농도는 일정 이하로 유지될 수 있어야 한다.That is, exhaust gas exhausted from the fuel cell stack (for example, exhaust gas exhausted during a purge process for adjusting the hydrogen concentration inside the fuel cell stack) may contain hydrogen. When the hydrogen concentration of the exhaust gas increases to a certain extent, Since the risk of explosion increases, the hydrogen concentration of the fuel cell exhaust gas must be maintained below a certain level.

본 발명의 실시예는, 공기공급라인(110)을 따라 연료전지 스택(50)으로 공급되는 공기 중 일부가 바이패스라인(130)을 따라 타겟위치로 공급되도록 하는 것에 의하여, 타겟위치에서 정체된 배기가스에서 수소의 농도를 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In an embodiment of the present invention, some of the air supplied to the fuel cell stack 50 along the air supply line 110 is supplied to the target position along the bypass line 130, thereby preventing congestion at the target position. An advantageous effect of reducing the concentration of hydrogen in the exhaust gas can be obtained.

무엇보다도 본 발명의 실시예는, 바이패스라인(130)을 매개로 공급되는 공기(예를 들어, 외부의 신선한 공기)가 배기가스가 정체되는 타겟 위치에 공급되도록 하는 것에 의하여, 주행풍을 사용할 수 없는 조건(예를 들어, 건설기계의 정차 상태)에서도 타겟 위치에 정체된 배기가스의 수소 농도를 낮추고, 폭발 위험성을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, in the embodiment of the present invention, the air supplied through the bypass line 130 (eg, fresh air from the outside) is supplied to the target location where the exhaust gas is stagnant, so that the driving wind can be used. Even under impossible conditions (for example, the construction machine is stopped), it is possible to obtain advantageous effects of lowering the hydrogen concentration of the exhaust gas stagnant at the target position and lowering the risk of explosion.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 공기압축기(20)를 거친 공기가 바이패스라인(130)을 따라 공급되도록 하는 것에 의하여, 타겟 위치에서의 수소 농도를 낮추기 위한 공기를 강제적으로 공급하기 위해 별도의 팬(공기 공급용 팬)을 추가적으로 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 설계자유도 및 공간활용성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, air that has passed through the air compressor 20 is supplied along the bypass line 130, thereby forcibly supplying air for lowering the hydrogen concentration at the target position. Since it is not necessary to additionally provide a fan (air supply fan), advantageous effects of simplifying the structure and improving design freedom and space utilization can be obtained.

바이패스라인(130)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 연결될 수 있으며, 바이패스라인(130)의 연결 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The bypass line 130 may be connected in various ways according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the connection structure of the bypass line 130.

일 예로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 공기압축기(20)에 마련되는 공급 어댑터(210)를 포함할 수 있고, 바이패스라인(130)은 공급 어댑터(210)를 매개로 공기공급라인(110)에 연결될 수 있다.For example, according to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 may include a supply adapter 210 provided in the air compressor 20, and the bypass line 130 may include a supply adapter 210 ) may be connected to the air supply line 110 via a medium.

바이패스라인(130)로서는 통상의 플렉시블한 배관이 사용될 수 있으며, 바이패스라인(130)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바이패스라인을 단단한(rigid) 배관으로 구성하는 것도 가능하다. 다르게는, 공급 어댑터를 별도로 마련하지 않고, 바이패스 라인을 공기공급라인에 직접 연결하는 것도 가능하다.As the bypass line 130, a normal flexible pipe may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the bypass line 130. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the bypass line as a rigid pipe. Alternatively, it is possible to directly connect the bypass line to the air supply line without separately preparing a supply adapter.

공급 어댑터(210)는 공기압축기(20)에 연결 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 공급 어댑터(210)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The supply adapter 210 may be provided in various structures connectable to the air compressor 20, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the supply adapter 210.

일 예로, 도 3을 참조하면, 공급 어댑터(210)는, 공기공급라인(110)과 연통되는 제1공급포트(212), 및 바이패스라인(130)과 연통되는 제2공급포트(214)를 포함할 수 있다.For example, referring to FIG. 3 , the supply adapter 210 includes a first supply port 212 communicating with the air supply line 110 and a second supply port 214 communicating with the bypass line 130. can include

이하에서는 공급 어댑터(210)의 측부에 제2공급포트(214)를 선택적으로 개폐하는 제1밸브(60)가 일체로 마련된 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, an example in which the first valve 60 selectively opening and closing the second supply port 214 is integrally provided on the side of the supply adapter 210 will be described.

제1밸브(216)로서는 제2공급포트(214)를 선택적으로 개폐할 수 있는 다양한 밸브수단이 사용될 수 있으며, 제1밸브(216)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 제1밸브(216)로서는 통상의 솔레노이드 밸브 또는 버터플라이 밸브 등이 사용될 수 있다.As the first valve 216, various valve means capable of selectively opening and closing the second supply port 214 may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the first valve 216. . For example, a conventional solenoid valve or a butterfly valve may be used as the first valve 216 .

이와 같은 구성에 의해, 제1밸브(216)가 제2공급포트(214)를 차단한 상태에서는 공기압축기(20)를 통해 압축된 공기는 제1공급포트(212)를 거쳐 연료전지 스택(50)으로 공급될 수 있다. 반면, 제1밸브(60)가 제2공급포트(214)를 개방한 상태에서는 공기압축기(20)를 통해 압축된 공기 중 일부가 제1공급포트(212)를 거쳐 연료전지 스택(50)으로 공급됨과 동시에, 공기압축기(20)를 통해 압축된 공기 중 다른 일부가 제2공급포트(214)를 거쳐 바이패스라인(130)으로 공급될 수 있다.(도 2 참조)With this configuration, in a state in which the first valve 216 blocks the second supply port 214, the air compressed through the air compressor 20 passes through the first supply port 212 to the fuel cell stack 50. ) can be supplied. On the other hand, in a state where the first valve 60 opens the second supply port 214, some of the air compressed through the air compressor 20 passes through the first supply port 212 to the fuel cell stack 50. At the same time as being supplied, another part of the air compressed through the air compressor 20 may be supplied to the bypass line 130 through the second supply port 214 (see FIG. 2).

도 4 내지 도 9를 참조하면, 공기분사장치(300)는 바이패스라인(130)을 따라 공급되는 공기를 타겟 위치에서 분사하기 위해 마련된다.4 to 9, the air injection device 300 is provided to inject air supplied along the bypass line 130 at a target location.

보다 구체적으로, 공기분사장치(300)는, 바이패스라인(130)에 연결되며 공기가 통과하는 공기통과유로(310a)가 형성된 노즐 본체(310), 노즐 본체(310)에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 공기통과유로(310a)와 연통되는 공기분사홀(321)이 형성된 볼조인트 노즐(320), 및 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트 노즐(320)의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재(330)를 포함한다.More specifically, the air injection device 300 is connected to the bypass line 130 and rotates around one end of the nozzle body 310 and the nozzle body 310 having an air passage 310a through which air passes. A ball joint nozzle 320 having an air injection hole 321 connected to the air passage 310a and communicating with the air passage 310a, and a stopper for selectively restricting the position of the ball joint nozzle 320 relative to the nozzle body 310 A member 330 is included.

노즐 본체(310)는 공기통과유로(310a)를 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 노즐 본체(310)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The nozzle body 310 may be provided in various structures having an air passage 310a, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the nozzle body 310.

일 예로, 노즐 본체(310)는 내부에 공기통과유로(310a)를 갖는 중공의 원통 형성으로 형성될 수 있고, 노즐 본체(310)의 일단에는 바이패스라인(130)이 연결될 수 있고, 노즐 본체(310)의 다른 일단에는 볼조인트 노즐(320)이 회전 가능하게 연결될 수 있다.For example, the nozzle body 310 may be formed as a hollow cylinder having an air passage 310a therein, and a bypass line 130 may be connected to one end of the nozzle body 310, and the nozzle body 310 may be connected to the nozzle body 310. A ball joint nozzle 320 may be rotatably connected to the other end of the 310.

볼조인트 노즐(320)은 일단(볼조인트부)을 중심으로 노즐 본체(310)에 대해 회전하도록 마련되며, 볼조인트 노즐(320)의 내부를 따라서는 공기통과유로(310a)와 연통되는 공기분사홀(321)이 형성된다.The ball joint nozzle 320 is provided to rotate with respect to the nozzle body 310 around one end (ball joint part), and along the inside of the ball joint nozzle 320, air injection communicating with the air passage 310a A hole 321 is formed.

볼조인트 노즐(320)은 일단을 중심으로 노즐 본체(310)에 대해 자유롭게 회전할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 볼조인트 노즐(320)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The ball joint nozzle 320 may be provided in various structures capable of freely rotating with respect to the nozzle body 310 with one end as the center, and the present invention is not limited or limited by the structure of the ball joint nozzle 320. .

일 예로, 볼조인트 노즐(320)은, 노즐 본체(310)의 내부에 회전 가능하게 수용되는 볼조인트부(322), 및 볼조인트부(322)에 연장되며 노즐 본체(310)의 출구단 외부로 노출되는 노즐부(324)를 포함하고, 공기분사홀(321)은 볼조인트부(322) 및 노즐부(324)를 연속적으로 관통하도록 형성될 수 있다.For example, the ball joint nozzle 320 extends to the ball joint portion 322 rotatably received inside the nozzle body 310, and the ball joint portion 322, outside the outlet end of the nozzle body 310. It includes a nozzle part 324 exposed to, and the air injection hole 321 may be formed to continuously pass through the ball joint part 322 and the nozzle part 324.

여기서, 공기분사홀(321)이 볼조인트부(322) 및 노즐부(324)를 연속적으로 관통한다 함은, 공기분사홀(321)의 일단은 볼조인트부(322)에 노출되고, 공기분사홀(321)의 다른 일단은 노즐부(324)의 단부(출구)에 노출되는 것으로 이해될 수 있다.Here, the air injection hole 321 continuously penetrates the ball joint 322 and the nozzle 324, one end of the air injection hole 321 is exposed to the ball joint 322, and the air injection It can be understood that the other end of the hole 321 is exposed to the end (exit) of the nozzle unit 324 .

보다 구체적으로, 볼조인트부(322)는 구 형태를 갖도록 형성되어 노즐 본체(310)의 내부에 회전 가능하게 수용된다.More specifically, the ball joint portion 322 is formed to have a spherical shape and is rotatably received inside the nozzle body 310 .

노즐 본체(310)의 입구단은 볼조인트부(322)의 직경보다 큰 직경을 갖고, 노즐 본체(310)의 출구단은 볼조인트부(322)의 직경보다 작은 직경을 가짐으로 인해, 볼조인트부(322)는 노즐 본체(310)의 입구단을 통해 진입노즐 본체(310)의 내부에 삽입될 수 있지만, 노즐 본체(310)의 출구단으로는 인출될 수 없다.Since the inlet end of the nozzle body 310 has a larger diameter than the diameter of the ball joint 322 and the outlet end of the nozzle body 310 has a diameter smaller than the diameter of the ball joint 322, the ball joint The portion 322 may be inserted into the entry nozzle body 310 through the inlet end of the nozzle body 310, but cannot be drawn out through the outlet end of the nozzle body 310.

노즐부(324)는 볼조인트부(322)에 일체로 연결되어 노즐 본체(310)의 출구단 외부로 돌출(노출)되며, 볼조인트부(322)와 상호 협조적으로 공기분사홀(321)을 형성한다.The nozzle unit 324 is integrally connected to the ball joint unit 322, protrudes (exposed) to the outside of the outlet end of the nozzle body 310, and mutually cooperates with the ball joint unit 322 to form an air injection hole 321. form

일 예로, 노즐부(324)는 대략 직선 형태로 형성될 수 있고, 공기분사홀(321)은 볼조인트부(322) 및 노즐부(324)를 연속적으로 관통하는 대략 직선 형태로 형성될 수 있다.For example, the nozzle unit 324 may be formed in a substantially straight line shape, and the air injection hole 321 may be formed in a substantially straight line shape that continuously penetrates the ball joint unit 322 and the nozzle unit 324. .

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 노즐부를 곡선 형태로 형성하거나 여타 다른 형태로 형성하는 것도 가능하다. 다르게는, 공기분사홀을 곡선 형태(또는 꺽어진 형태)로 형성하는 것도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form the nozzle part in a curved shape or in any other shape. Alternatively, it is also possible to form the air injection hole in a curved shape (or bent shape).

스토퍼부재(330)는 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트 노즐(320)의 자세를 선택적으로 구속하도록 마련된다.The stopper member 330 is provided to selectively restrict the posture of the ball joint nozzle 320 with respect to the nozzle body 310 .

여기서, 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트 노즐(320)의 자세를 구속한다 함은, 노즐 본체(310)에 대한 볼조인트부(322)의 회전 위치 및 회전 각도를 구속하는 것으로 정의된다.Here, constraining the position of the ball joint nozzle 320 with respect to the nozzle body 310 is defined as restricting the rotational position and rotational angle of the ball joint part 322 with respect to the nozzle body 310 .

스토퍼부재(330)는 볼조인트부(322)를 구속할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 스토퍼부재(330)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The stopper member 330 may be formed in various structures capable of restraining the ball joint portion 322, and the present invention is not limited or limited by the structure of the stopper member 330.

일 예로, 스토퍼부재(330)는, 노즐 본체(310)의 내주면에 구속되며 노즐 본체(310)에 상기 볼조인트부(322)를 지지하는 스토퍼링(332), 및 공기분사홀(321)이 공기통과유로(310a)에 노출되도록 스토퍼링(332)에 형성되는 관통홀(334)을 포함할 수 있다.For example, the stopper member 330 is constrained to the inner circumferential surface of the nozzle body 310 and the stopper ring 332 supporting the ball joint 322 to the nozzle body 310, and the air injection hole 321 A through hole 334 formed in the stopper ring 332 to be exposed to the air passage 310a may be included.

스토퍼링(332)은 노즐 본체(310)의 내경에 대응하는 외경을 갖는 링 형태로 형성될 수 있고, 스토퍼링(332)의 대략 중앙부에는 공기분사홀(321)과 공기통과유로(310a)가 서로 연통되도록 관통홀(334)이 형성된다.The stopper ring 332 may be formed in a ring shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the nozzle body 310, and an air injection hole 321 and an air passage 310a are formed at approximately the center of the stopper ring 332. Through holes 334 are formed to communicate with each other.

스토퍼링(332)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 노즐 본체(310)의 내주면에 다양한 방식으로 구속될 수 있으며, 스토퍼링(332)과 노즐 본체(310)의 구속 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The stopper ring 332 may be constrained to the inner circumferential surface of the nozzle body 310 in various ways according to required conditions and design specifications, and the present invention is limited by the restraint method of the stopper ring 332 and the nozzle body 310 not limited or limited.

일 예로, 공기분사장치(300)는, 스토퍼링(332)의 외주면에 형성되는 제1나사산부(310b), 및 제1나사산부(310b)와 나사 체결 가능하게 노즐 본체(310)의 내주면에 형성되는 제2나사산부(332a)를 포함할 수 있고, 제1나사산부(310b)를 제2나사산부(332a)에 나사 체결하는 것에 의하여, 스토퍼링(332)을 노즐 본체(310)에 구속할 수 있다.For example, the air injection device 300 has a first threaded portion 310b formed on the outer circumferential surface of the stopper ring 332, and an inner circumferential surface of the nozzle body 310 to be screwed with the first threaded portion 310b. It may include a formed second threaded portion 332a, and the stopper ring 332 is constrained to the nozzle body 310 by screwing the first threaded portion 310b to the second threaded portion 332a. can do.

참고로, 노즐 본체(310)에 대한 스토퍼링(332)의 위치(도 6을 기준으로 좌우 방향을 따른 위치)는 노즐 본체(310)에 대해 스토퍼링(332)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴으로써 조절할 수 있다.For reference, the position of the stopper ring 332 relative to the nozzle body 310 (the position along the left and right directions with reference to FIG. 6) is to move the stopper ring 332 clockwise or counterclockwise relative to the nozzle body 310. It can be adjusted by rotating it.

예를 들어, 노즐 본체(310)에 대해 스토퍼링(332)을 시계 방향으로 회전시키면, 스토퍼링(332)은 볼조인트부(322)에 접근되는 방향(도 6을 기준으로 우측 방향)으로 이동할 수 있고, 노즐 본체(310)에 대해 스토퍼링(332)을 반시계 방향으로 회전시키면, 스토퍼링(332)은 볼조인트부(322)로부터 이격되는 방향(도 6을 기준으로 좌측 방향)으로 이동할 수 있다.For example, when the stopper ring 332 is rotated clockwise with respect to the nozzle body 310, the stopper ring 332 moves in a direction approaching the ball joint 322 (to the right with reference to FIG. 6). When the stopper ring 332 is rotated counterclockwise with respect to the nozzle body 310, the stopper ring 332 moves in a direction away from the ball joint 322 (leftward direction with reference to FIG. 6). can

바람직하게, 스토퍼링(332)에는 스토퍼링(332)을 회전시키기 위한 공구를 체결하기 위한 공구자리홈(332c)이 형성될 수 있다.Preferably, a tool seat groove 332c for fastening a tool for rotating the stopper ring 332 may be formed in the stopper ring 332 .

공구자리홈(332c)은 공구를 체결 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 공구자리홈(332c)의 구조 및 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The tool seat groove 332c may be formed in various structures capable of fastening tools, and the present invention is not limited or limited by the structure and number of the tool seat groove 332c.

일 예로, 공구자리홈(332c)은 대략 사각형 홈 형태를 갖도록 스토퍼링(332)의 일면(노즐 본체의 입구를 마주하는 면)에 형성될 수 있으며, 스토퍼링(332)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성될 수 있다.For example, the tool seat groove 332c may be formed on one surface of the stopper ring 332 (the surface facing the inlet of the nozzle body) to have a substantially rectangular groove shape, and is spaced apart along the circumferential direction of the stopper ring 332 A plurality may be formed.

바람직하게, 공기분사장치(300)는 스토퍼링(332)의 다른 일면(볼조인트부를 마주하는 면)에 형성되는 곡면안착부(332b)를 포함할 수 있고, 볼조인트부(322)는 곡면안착부(332b)에 안착될 수 있다.Preferably, the air injection device 300 may include a curved surface seating portion 332b formed on the other surface of the stopper ring 332 (the surface facing the ball joint portion), and the ball joint portion 322 is curved surface seating It may be seated on the part 332b.

곡면안착부(332b)는 볼조인트부(322)의 외면(곡면)에 대응하는 곡면 형태로 형성될 수 있고, 스토퍼링(332)이 볼조인트부(322)에 접촉될 시, 볼조인트부(322)의 외면은 곡면안착부(332b)에 밀착될 수 있다.The curved seating portion 332b may be formed in a curved shape corresponding to the outer surface (curved surface) of the ball joint portion 322, and when the stopper ring 332 contacts the ball joint portion 322, the ball joint portion ( 322) may be in close contact with the curved surface mounting portion 332b.

이와 같이, 볼조인트부(322)의 외면이 곡면안착부(332b)에 밀착된 상태로 안착되도록 하는 것에 의하여, 볼조인트부(322)와 스토퍼링(332)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로, 볼조인트부(322)의 구속 상태를 보다 안정적으로 유지하고, 볼조인트부(322)의 의도하지 않은 이동 및 회전을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, the contact area between the ball joint 322 and the stopper ring 332 can be increased by allowing the outer surface of the ball joint 322 to be seated in close contact with the curved seating portion 332b. An advantageous effect of maintaining the restraint state of the ball joint unit 322 more stably and minimizing unintentional movement and rotation of the ball joint unit 322 can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치(300)는 공기분사홀(321)과 연통되게 볼조인트부(322)에 형성되며, 공기통과유로(310a)에 노출되는 연통홀(323)을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device 300 is formed in the ball joint portion 322 to communicate with the air injection hole 321, the communication hole 323 exposed to the air passage (310a) can include

연통홀(323)은 공기분사홀(321)의 입구(도 6을 기준으로 좌단)가 스토퍼링(332) 등에 의해 차단될 시, 공기통과유로(310a)의 공기가 공기분사홀(321)로 공급되도록 하기 위해 마련된다.The communication hole 323 passes air through the air passage 310a to the air injection hole 321 when the inlet (left end of FIG. 6 ) of the air injection hole 321 is blocked by the stopper ring 332 or the like. arranged to ensure supply.

즉, 볼조인트부(322)가 소정 각도로 회전하는 경우, 공기분사홀(321)의 입구(도 6을 기준으로 좌단)가 스토퍼링(332) 등에 의해 막혀 차단될 수 있는데, 본 발명의 실시예는, 볼조인트부(322)에 연통홀(323)을 마련하는 것에 의하여, 공기분사홀(321)의 입구가 차단되더라도 연통홀(323)을 통해 공기분사홀(321)에 공기를 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서, 공기분사홀(321)의 막힘에 따른 제약(볼조인트부의 회전 각도에 대한 제약)없이 볼조인트부(322)의 회전 각도를 자유롭게 변경하는 것이 가능하다.That is, when the ball joint 322 rotates at a predetermined angle, the inlet of the air injection hole 321 (left end with respect to FIG. 6) may be blocked by the stopper ring 332 or the like, the practice of the present invention For example, by providing a communication hole 323 in the ball joint unit 322, even if the inlet of the air injection hole 321 is blocked, air is stably supplied to the air injection hole 321 through the communication hole 323. can supply Therefore, it is possible to freely change the rotational angle of the ball joint unit 322 without restrictions (restrictions on the rotational angle of the ball joint unit) due to clogging of the air injection hole 321 .

연통홀(323)의 개수 및 배치 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 다양하게 변경될 수 있으며, 개수 및 배치 간격에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The number and arrangement interval of communication holes 323 may be variously changed according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the number and arrangement interval.

바람직하게, 연통홀(323)은 공기분사홀(321)(공기분사홀 입구)을 중심으로 공기분사홀(321)의 주변에 방사상으로 배치되도록 복수개가 마련될 수 있다. 이와 같이, 골프공의 딤플(dimple)의 배치 구조와 같은 방식으로 볼조인트부(322)에 복수개의 연통홀(323)을 형성하는 것에 의하여, 볼조인트부(322)의 회전 각도에 대한 제약을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, a plurality of communication holes 323 may be provided so as to be radially arranged around the air injection hole 321 with the air injection hole 321 (air injection hole inlet) as the center. In this way, by forming a plurality of communication holes 323 in the ball joint 322 in the same manner as the arrangement structure of the dimples of the golf ball, the rotation angle of the ball joint 322 is restricted. The beneficial effect of minimizing

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치(300)는, 볼조인트부(322)와 노즐 본체(310)의 출구단 사이에 개재되는 실링부재(340)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device 300 may include a sealing member 340 interposed between the ball joint 322 and the outlet end of the nozzle body 310 .

실링부재(340)는 볼조인트부(322)와 노즐 본체(310)의 출구단의 사이 간극을 밀폐할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 실링부재(340)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The sealing member 340 may be formed in various structures capable of sealing the gap between the ball joint 322 and the outlet end of the nozzle body 310, and the present invention is limited by the structure of the sealing member 340. not limited or limited.

일 예로, 실링부재(340)는 대략 링 형태를 갖도록 형성되어 볼조인트부(322)와 노즐 본체(310)의 출구단의 사이에 개재될 수 있다.For example, the sealing member 340 may be formed to have a substantially ring shape and may be interposed between the ball joint 322 and the outlet end of the nozzle body 310 .

실링부재(340)는 실리콘, 우레탄과 같은 탄성소재로 형성될 수 있으며, 실링부재(340)의 재질 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The sealing member 340 may be formed of an elastic material such as silicon or urethane, and the present invention is not limited or limited by the material and characteristics of the sealing member 340 .

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 볼조인트부(322)와 노즐 본체(310)의 출구단 사이에 실링부재(340)를 마련하는 것에 의하여, 볼조인트부(322)와 노즐 본체(310)의 출구단의 사이 간극을 통한 공기의 누설을 최소화하고, 노즐부(324)에 의한 공기 분사 성능을 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, the embodiment of the present invention, by providing a sealing member 340 between the ball joint portion 322 and the outlet end of the nozzle body 310, the ball joint portion 322 and the nozzle body 310 It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing air leakage through the gap between the outlet ends of the nozzle unit 324 and stably maintaining the air blowing performance by the nozzle unit 324 .

바람직하게, 실링부재(340)에는 볼조인트부(322)가 밀착되는 곡면밀착부(342)가 형성될 수 있다.Preferably, a curved surface contact portion 342 to which the ball joint portion 322 adheres may be formed on the sealing member 340 .

곡면밀착부(342)는 볼조인트부(322)의 외면(곡면)에 대응하는 곡면 형태로 형성될 수 있고, 실링부재(340)가 볼조인트부(322)에 접촉될 시, 볼조인트부(322)의 외면은 곡면밀착에 밀착될 수 있다.The curved surface contact portion 342 may be formed in a curved shape corresponding to the outer surface (curved surface) of the ball joint portion 322, and when the sealing member 340 contacts the ball joint portion 322, the ball joint portion ( 322) may be closely adhered to the curved surface.

이와 같이, 볼조인트부(322)의 외면이 곡면밀착부(342)에 밀착되도록 하는 것에 의하여, 볼조인트부(322)와 실링부재(340)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로, 볼조인트부(322)의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하고, 실링부재(340)에 의한 실링 성능을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, since the contact area between the ball joint 322 and the sealing member 340 can be increased by bringing the outer surface of the ball joint 322 into close contact with the curved surface contacting portion 342, the ball joint portion ( 322) can be maintained more stably, and advantageous effects of further improving sealing performance by the sealing member 340 can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기분사장치(300)는, 볼조인트부(322)에 인접한 근단(proximal end)에서 선단(distal end)으로 갈수록 확장된 단면적을 갖도록 노즐 본체의 출구단에 형성되는 테이퍼부(310c)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air injection device 300 is formed at the outlet end of the nozzle body to have a cross-sectional area that gradually expands from the proximal end adjacent to the ball joint 322 to the distal end. It may include a tapered portion (310c) to be.

즉, 도 6을 참조하면, 노즐 본체의 출구단(도 6 기준 우측단)의 내면에는 좌측에서 우측으로 갈수록 확장된 단면적을 갖는 테이퍼부(310c)가 형성될 수 있다.That is, referring to FIG. 6 , a tapered portion 310c having a cross-sectional area extending from left to right may be formed on the inner surface of the outlet end (right end of FIG. 6 ) of the nozzle body.

이와 같이, 노즐 본체의 출구단의 내면에 테이퍼부(310c)를 형성하는 것에 의하여, 볼조인트 노즐(320)의 회전시, 노즐 본체와 노즐부(324) 간의 간섭을 저감시킬 수 있으므로, 노즐 본체에 대한 볼조인트부(322)의 회전 각도(노즐부의 회전 각도)를 보다 크게 구현하는 것이 가능하다.In this way, by forming the tapered portion 310c on the inner surface of the outlet end of the nozzle body, when the ball joint nozzle 320 rotates, interference between the nozzle body and the nozzle portion 324 can be reduced, so the nozzle body It is possible to implement a larger rotation angle (rotation angle of the nozzle unit) of the ball joint unit 322 for .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 연료전지 스택(50)을 지지하는 프레임부재(400)를 포함할 수 있고, 공기분사장치(300)는 프레임부재(400)에 지지될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 may include a frame member 400 supporting the fuel cell stack 50, and the air injection device 300 is attached to the frame member 400. can be supported

참고로, 프레임부재(400)는 피대상체(예를 들어, 건설기계) 상에 연료전지 스택(50)을 지지하도록 마련된다.For reference, the frame member 400 is provided to support the fuel cell stack 50 on a target object (eg, a construction machine).

프레임부재(400)는 연료전지 스택(50)을 지지할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 프레임부재(400)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The frame member 400 may be provided in various structures capable of supporting the fuel cell stack 50, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the frame member 400.

일 예로, 프레임부재(400)로서는 금속(예를 들어, 철판)으로 이루어지며 대략 사각 플레이트 구조를 갖는 크로스 멤버(cross member)가 사용될 수 있으며, 프레임부재(400)의 상부(도 10 기준)에는 연료전지 스택(50)이 안착될 수 있다.For example, as the frame member 400, a cross member made of metal (eg, iron plate) and having a substantially rectangular plate structure may be used, and the upper portion of the frame member 400 (refer to FIG. 10) The fuel cell stack 50 may be seated.

공기분사장치(300)는 프레임부재(400)에 지지될 수 있으며, 프레임부재(400)에 대한 공기분사장치(300)의 지지구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The air blowing device 300 may be supported on the frame member 400, and the support structure of the air blowing device 300 for the frame member 400 may be variously changed according to required conditions and design specifications.

바람직하게, 공기분사장치(300)는 배기가스(수소)가 정체될 수 있는 지점(타겟 위치)에 배치되도록 프레임부재(400)에 지지될 수 있다.Preferably, the air injection device 300 may be supported on the frame member 400 so as to be disposed at a point (target position) where exhaust gas (hydrogen) can be stagnant.

일 예로, 도 9를 참조하면, 연료전지 시스템(10)은, 노즐 본체(310)의 외주면에 형성되며 프레임부재(400)의 일면에 지지되는 플랜지부(312), 및 프레임부재(400)의 다른 일면에서 노즐 본체(310)에 체결되는 체결부재(314)를 포함할 수 있다.For example, referring to FIG. 9 , the fuel cell system 10 includes a flange portion 312 formed on an outer circumferential surface of a nozzle body 310 and supported on one surface of a frame member 400, and a frame member 400. On the other side, a fastening member 314 fastened to the nozzle body 310 may be included.

플랜지부(312)는 노즐 본체(310)가 통과 가능하게 프레임부재(400)에 형성된 통과홀(미도시)보다 확장된 단면적(예를 들어, 직경)을 갖도록 노즐 본체(310)의 외주면에 마련될 수 있다. The flange portion 312 is provided on the outer circumferential surface of the nozzle body 310 to have a cross-sectional area (eg, diameter) larger than a passage hole (not shown) formed in the frame member 400 through which the nozzle body 310 can pass. It can be.

노즐 본체(310)의 일단이 프레임부재(400)에 형성된 통과홀(미도시)을 통과한 상태에서, 플랜지부(312)는 프레임부재(400)의 일면(도 9를 기준으로 저면)에 지지될 수 있다.In a state in which one end of the nozzle body 310 passes through a passage hole (not shown) formed in the frame member 400, the flange portion 312 is supported on one surface (bottom surface with reference to FIG. 9) of the frame member 400. It can be.

체결부재(314)로서는 프레임부재(400)의 다른 일면(도 9를 기준으로 상면)에서 노즐 본체(310)에 체결 가능한 다양한 체결수단이 사용될 수 있다.As the fastening member 314, various fastening means that can be fastened to the nozzle body 310 on the other side of the frame member 400 (the upper surface with reference to FIG. 9) can be used.

일 예로, 노즐 본체(310)의 외주면에는 나사산부(미도시)가 형성될 수 있고, 체결부재(314)는 노즐 본체(310)의 나사산부에 나사 체결될 수 있다.For example, a threaded portion (not shown) may be formed on the outer circumferential surface of the nozzle body 310 , and the fastening member 314 may be screwed to the threaded portion of the nozzle body 310 .

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these variations and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10 : 연료전지 시스템
20 : 공기압축기
30 : 가습기
40 : 에어 컨트롤 밸브
50 : 연료전지 스택
110 : 공기공급라인
130 : 바이패스라인
210 : 공급 어댑터
212 : 제1공급포트
214 : 제2공급포트
300 : 공기분사장치
310 : 노즐 본체
310a : 공기통과유로
310b : 제1나사산부
310c : 테이퍼부
312 : 플랜지부
314 : 체결부재
320 : 볼조인트 노즐
321 : 공기분사홀
322 : 볼조인트부
323 : 연통홀
324 : 노즐부
330 : 스토퍼부재
332 : 스토퍼링
332a : 제2나사산부
332b : 곡면안착부
332c : 공구자리홈
334 : 관통홀
340 : 실링부재
342 : 곡면밀착부
400 : 프레임부재10: fuel cell system
20: air compressor
30: Humidifier
40: air control valve
50: fuel cell stack
110: air supply line
130: bypass line
210: supply adapter
212: first supply port
214: second supply port
300: air injection device
310: nozzle body
310a: air passage
310b: first screw thread
310c: taper part
312: flange part
314: fastening member
320: ball joint nozzle
321: air injection hole
322: ball joint part
323: communication hole
324: nozzle unit
330: stopper member
332: stoppering
332a: second screw thread
332b: curved surface mounting part
332c: tool seat groove
334: through hole
340: sealing member
342: curved surface contact part
400: frame member

Claims (16)

공기가 통과하는 공기통과유로가 형성된 노즐 본체;
상기 노즐 본체에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며, 상기 공기통과유로와 연통되는 공기분사홀이 형성된 볼조인트 노즐; 및
상기 노즐 본체에 대한 상기 볼조인트 노즐의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재;
을 포함하는 공기분사장치.
A nozzle body having an air passage through which air passes;
a ball joint nozzle rotatably connected to the nozzle body at one end and having an air injection hole communicating with the air passage; and
a stopper member selectively restraining the posture of the ball joint nozzle with respect to the nozzle body;
Air injection device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 볼조인트 노즐은,
상기 노즐 본체의 내부에 회전 가능하게 수용되는 볼조인트부; 및
상기 볼조인트부에 연장되며, 상기 노즐 본체의 출구단 외부로 노출되는 노즐부;를 포함하고,
상기 공기분사홀은 상기 볼조인트부 및 상기 노즐부를 연속적으로 관통하도록 형성되는 공기분사장치.
According to claim 1,
The ball joint nozzle,
a ball joint rotatably accommodated inside the nozzle body; and
A nozzle part extending from the ball joint part and exposed to the outside of the outlet end of the nozzle body;
The air injection hole is an air injection device formed to continuously pass through the ball joint portion and the nozzle portion.
 제2항에 있어서,
상기 공기분사홀과 연통되게 상기 볼조인트부에 형성되며, 상기 공기통과유로에 노출되는 연통홀을 포함하는 공기분사장치.
According to claim 2,
An air injection device comprising a communication hole formed in the ball joint portion to communicate with the air injection hole and exposed to the air passage.
 제3항에 있어서,
상기 연통홀은 상기 공기분사홀을 중심으로 방사상으로 배치되도록 복수개가 마련되는 공기분사장치.
According to claim 3,
The air injection device provided with a plurality of communication holes so as to be radially arranged around the air injection hole.
 제2항에 있어서,
상기 스토퍼부재는,
상기 노즐 본체의 내주면에 구속되며, 상기 노즐 본체에 상기 볼조인트부를 지지하는 스토퍼링; 및
상기 공기분사홀이 상기 공기통과유로에 노출되도록 상기 스토퍼링에 형성되는 관통홀;
을 포함하는 공기분사장치.
According to claim 2,
The stopper member,
a stopper ring constrained to an inner circumferential surface of the nozzle body and supporting the ball joint portion to the nozzle body; and
a through hole formed in the stopper ring so that the air injection hole is exposed to the air passage;
Air injection device comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 스토퍼링의 외주면에 형성되는 제1나사산부; 및
상기 제1나사산부와 나사 체결 가능하게 상기 노즐 본체의 내주면에 형성되는 제2나사산부;
를 포함하는 공기분사장치.
According to claim 5,
a first screw thread formed on an outer circumferential surface of the stopper ring; and
a second threaded portion formed on an inner circumferential surface of the nozzle body to be screwed with the first threaded portion;
Air injection device comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 스토퍼링에 형성되며, 상기 볼조인트부가 안착되는 곡면안착부를 포함하는 공기분사장치.
According to claim 5,
Formed on the stopper ring, the air injection device including a curved surface seating portion on which the ball joint portion is seated.
 제5항에 있어서,
상기 스토퍼링에 형성되는 공구자리홈을 포함하는 공기분사장치.
According to claim 5,
Air injection device including a tool seat groove formed in the stopper ring.
 제2항에 있어서,
상기 볼조인트부와 상기 노즐 본체의 출구단 사이에 개재되는 실링부재를 포함하는 공기분사장치.
According to claim 2,
Air injection device comprising a sealing member interposed between the ball joint and the outlet end of the nozzle body.
 제9항에 있어서,
상기 실링부재에 형성되며, 상기 볼조인트부가 밀착되는 곡면밀착부를 포함하는 공기분사장치.
According to claim 9,
An air injection device formed on the sealing member and including a curved surface contact portion to which the ball joint portion is in close contact.
 제2항에 있어서,
상기 볼조인트부에 인접한 근단(proximal end)에서 선단(distal end)으로 갈수록 확장된 단면적을 갖도록 상기 노즐 본체의 출구단에 형성되는 테이퍼부를 포함하는 공기분사장치.
According to claim 2,
An air injection device including a tapered portion formed at an outlet end of the nozzle body to have a cross-sectional area that expands from a proximal end adjacent to the ball joint portion to a distal end.
 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기공급라인;
상기 공기공급라인에 연결되며, 상기 공기를 타겟 위치로 선택적으로 바이패스시키는 바이패스라인;
상기 바이패스라인에 연결되며, 상기 공기가 통과하는 공기통과유로가 형성된 노즐 본체;
상기 노즐 본체에 일단을 중심으로 회전 가능하게 연결되며, 상기 공기통과유로와 연통되는 공기분사홀이 형성된 볼조인트 노즐; 및
상기 노즐 본체에 대한 상기 볼조인트 노즐의 자세를 선택적으로 구속하는 스토퍼부재;
를 포함하는 연료전지 시스템.
an air supply line supplying air to the fuel cell stack;
a bypass line connected to the air supply line and selectively bypassing the air to a target location;
a nozzle body connected to the bypass line and having an air passage through which the air passes;
a ball joint nozzle rotatably connected to the nozzle body at one end and having an air injection hole communicating with the air passage; and
a stopper member selectively restraining the posture of the ball joint nozzle with respect to the nozzle body;
A fuel cell system comprising a.
 제12항에 있어서,
상기 볼조인트 노즐은,
상기 노즐 본체의 내부에 회전 가능하게 수용되는 볼조인트부; 및
상기 볼조인트부에 연장되며, 상기 노즐 본체의 외부로 노출되는 노즐부;를 포함하고,
상기 공기분사홀은 상기 볼조인트부 및 상기 노즐부를 연속적으로 관통하도록 형성되는 연료전지 시스템.
According to claim 12,
The ball joint nozzle,
a ball joint rotatably accommodated inside the nozzle body; and
And a nozzle part extending from the ball joint part and exposed to the outside of the nozzle body,
The air injection hole is formed to continuously pass through the ball joint part and the nozzle part.
 제12항에 있어서,
상기 공기공급라인에 연결되며, 상기 연료전지 스택으로 공급되는 상기 공기를 압축하는 공기압축기를 포함하는 연료전지 시스템.
According to claim 12,
and an air compressor connected to the air supply line and compressing the air supplied to the fuel cell stack.
 제12항에 있어서,
상기 연료전지 스택을 지지하는 프레임부재를 포함하고,
상기 노즐 본체는 상기 프레임부재에 지지되는 연료전지 시스템.
According to claim 12,
A frame member supporting the fuel cell stack,
The fuel cell system of claim 1 , wherein the nozzle body is supported by the frame member.
 제15항에 있어서,
상기 노즐 본체의 외주면에 형성되며, 상기 프레임부재의 일면에 지지되는 플랜지부; 및
상기 프레임부재의 다른 일면에서 상기 노즐 본체에 체결되는 체결부재;
를 포함하는 연료전지 시스템.
According to claim 15,
a flange portion formed on an outer circumferential surface of the nozzle body and supported on one surface of the frame member; and
a fastening member fastened to the nozzle body on the other side of the frame member;
A fuel cell system comprising a.
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