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KR100765269B1 - Hydrogen Recirculation Blower - Google Patents

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KR100765269B1
KR100765269B1 KR1020060101620A KR20060101620A KR100765269B1 KR 100765269 B1 KR100765269 B1 KR 100765269B1 KR 1020060101620 A KR1020060101620 A KR 1020060101620A KR 20060101620 A KR20060101620 A KR 20060101620A KR 100765269 B1 KR100765269 B1 KR 100765269B1
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KR
South Korea
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blower
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outlet
front portion
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심창열
홍창욱
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주식회사 로템
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Abstract

본 발명은 전술한 바와 같이 블로어 내부에서 발생하는 물의 배출을 용이하게 하여 블로어 전력소모를 감소시키고 구동모터의 부하를 감소시키며 겨울철에도 용이하게 시동할 수 있는 블로어를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a blower that facilitates the discharge of water generated in the blower as described above to reduce the blower power consumption, reduce the load of the driving motor, and can be easily started even in winter.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 연료전지시스템에서 반응하고 남은 잉여 수소를 연료전지스택으로 재순환시키기 위한 블로어로서, 모터구동되는 임펠러와, 상기 임펠러가 고정되는 임펠러 케이싱을 포함하며, 상기 임펠러 케이싱은, 원형형상의 전면부와 상기 전면부의 원주 둘레부에서 축중심방향으로 연장되는 측면부로 구성되고, 상기 전면부에는 전면부를 관통하여 형성되며 각각의 외경이 모두 상기 측면부에 접하면서 서로 이격되도록 전면부의 최하단에 위치하는 유입구 및 유출구가 형성되며, 상기 전면부의 배면에는 전면부의 중심과 동심인 환형상 안내 홈이 측면부와 소정거리 이격되어 형성되고, 이 안내 홈의 양 단부는 상기 유입구와 유출구와 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a blower for recycling surplus hydrogen remaining in a fuel cell system to a fuel cell stack, including an impeller driven by a motor and an impeller casing to which the impeller is fixed. The casing is composed of a circular front portion and a side portion extending in the axial center direction from the circumference of the front portion, wherein the front portion is formed through the front portion and each outer diameter is spaced apart from each other while contacting the side portion. An inlet and an outlet are formed at the lowermost part of the front part, and an annular guide groove concentric with the center of the front part is formed at a predetermined distance from the side part, and both ends of the guide groove are formed at the rear of the front part. It is characterized in that the connection.

Description

수소 재순환 블로어{BLOWER FOR HYDROGEN RECIRCULATION}Hydrogen Recirculation Blower {BLOWER FOR HYDROGEN RECIRCULATION}

도 1 은 수소재순환 블로어의 전체구성을 도시하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of a hydrogen recycle blower.

도 2a 는 종래기술의 블로어에서의 임펠러 케이싱을 도시하며, 도 2b 는 임펠러 케이싱에서 물이 고이는 부분을 도시하는 도면이다.FIG. 2A shows an impeller casing in a blower of the prior art, and FIG. 2B shows a portion of water that accumulates in the impeller casing.

도 3 은 본 발명의 블로어의 전체 단면도이다.3 is an overall sectional view of the blower of the present invention.

도 4a 는 본 발명의 블로어에서의 임펠러 케이싱을 도시하며, 도 4b 는 임펠러 케이싱에서 물이 고이는 부분을 도시하는 도면이다.FIG. 4A shows the impeller casing in the blower of the present invention, and FIG. 4B is a view showing the portion of water accumulated in the impeller casing.

*도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *

10:임펠러 11:블레이드10: Impeller 11: Blade

20:임펠러케이싱 21:전면부20: impeller casing 21: front part

22:측면부 23:안내 홈22: side portion 23: guide groove

30:유입구 40:유출구30: inlet 40: outlet

31:유입파이프 41:유출파이프31: Inflow pipe 41: Outflow pipe

50:모터케이싱 51:구동모터50: motor casing 51: drive motor

본 발명은 연료전지시스템에서 사용되는 수소 재순환 블로어에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 블로어 내부에서 발생한 물을 용이하게 배출할 수 있는 수소 재순환 블로어에 대한 것이다.The present invention relates to a hydrogen recycle blower used in a fuel cell system, and more particularly, to a hydrogen recycle blower capable of easily discharging water generated inside a blower.

일반적으로 수소를 사용하는 연료전지스택에 수소 및 공기를 공급하는 경우에는 연료전지스택의 성능확보 및 수명증대를 위해 연료전지반응에 필요한 양보다 더 많은 과잉의 수소와 공기를 공급한다.In general, when hydrogen and air are supplied to a fuel cell stack using hydrogen, excess hydrogen and air are supplied to the fuel cell stack more than necessary for the fuel cell reaction to secure the performance and increase the life of the fuel cell stack.

연료전지에서 반응되지 않은 수소는 연료효율을 높이기 위해 연료전지스택의 입구로 다시 재순환시키게 되며, 이와 같은 수소를 재순환시키기 위한 장치가 수소재순환블로어가 사용된다.Unreacted hydrogen in the fuel cell is recycled back to the inlet of the fuel cell stack in order to increase fuel efficiency, and the hydrogen recycling blower is used as a device for recycling such hydrogen.

종래의 수소재순환 블로어는 도 1 및 2a 에 도시된 바와 같이 수소를 유동시키는 임펠러 (100) 와, 상기 임펠러 (100) 가 부착되는 원형커버형상의 임펠러 케이싱 (200) 과, 상기 임펠러 케이싱 (200) 의 하단부에 형성되는 유입구 (300) 및 유출구 (400) 와, 상기 유입구 (300) 및 유출구 (400) 에 각각 고정되는 수소 유입 파이프 (310) 및 수소 유출 파이프 (410) 와, 상기 임펠러 (100) 를 구동하기 위한 모터를 구비하는 모터케이싱 (500) 으로 이루어진다.The conventional hydrogen recirculation blower includes an impeller 100 for flowing hydrogen as shown in FIGS. 1 and 2A, an impeller casing 200 having a circular cover shape to which the impeller 100 is attached, and the impeller casing 200. Inlet 300 and outlet 400 formed in the lower end of the hydrogen inlet pipe 310 and hydrogen outlet pipe 410 and the impeller 100 fixed to the inlet 300 and outlet 400, respectively; It consists of a motor casing 500 having a motor for driving the.

상기 임펠러 케이싱 (200) 의 배면에는 임펠러 케이싱 (200) 의 중심과 동심으로 환형 안내 홈 (230) 이 형성되어 있으며, 이 안내 홈 (230) 의 양 단부는 각각 유입구 (300) 및 유출구 (400) 가 연결된다.An annular guide groove 230 is formed on the rear surface of the impeller casing 200 concentrically with the center of the impeller casing 200, and both ends of the guide groove 230 are inlet 300 and outlet 400, respectively. Is connected.

한편, 유입파이프 (310) 를 통해 유입된 수소가스는 100% 포화된 상태이며 따라서 블로어 내부에서는 수소가스의 압력이 상승할 때 응축되어 물이 발생하며, 발생된 물은 도 2b 에 도시된 바와 같이 임펠러 케이싱 (200) 의 하단부에서 유입 파이프 (310) 와 유출 파이프 (410) 사이의 하부공간에서 고이게 된다.On the other hand, the hydrogen gas introduced through the inlet pipe 310 is 100% saturated state and thus condensed when the pressure of the hydrogen gas rises inside the blower to generate water, the generated water is as shown in Figure 2b At the lower end of the impeller casing 200 is accumulated in the lower space between the inlet pipe 310 and the outlet pipe 410.

이와 같이 고인 물은 임펠러 (100) 회전에 대한 저항을 유발하여 수소 재순환 블로어 구동시 과도한 전력소모를 발생시키며 구동모터에 과전류를 발생시키는 문제점이 존재하게 된다.As such, the accumulated water causes resistance to rotation of the impeller 100, resulting in excessive power consumption when driving the hydrogen recycling blower, and there is a problem of generating overcurrent in the driving motor.

특히 겨울철의 경우 임펠러 케이싱 (200) 내부의 잔류하는 물이 응결될 수 있는 바, 임펠러 (100) 의 구동에 지장을 초래하여 차량의 시동시에 문제를 일으키게 된다.Particularly, in the case of winter, the remaining water inside the impeller casing 200 may be condensed, which causes a problem in driving the impeller 100 and causes a problem when the vehicle is started.

본 발명은 전술한 바와 같이 수소 재순환 블로어 내부에서 발생하는 물의 배출을 용이하게 하여 블로어 전력소모를 감소시키고 구동모터의 부하를 감소시키며 겨울철에도 용이하게 시동할 수 있는 수소 재순환 블로어를 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, an object of the present invention is to provide a hydrogen recycle blower which facilitates the discharge of water generated inside the hydrogen recycle blower, thereby reducing blower power consumption, reducing the load on the driving motor, and easily starting in winter. do.

본 발명은 전술한 과제를 달성하기 위해, 연료전지시스템에서 반응하고 남은 잉여 수소를 연료전지스택으로 재순환시키기 위한 블로어로서, 모터구동되는 임펠러와, 상기 임펠러가 고정되는 임펠러 케이싱을 포함하며, 상기 임펠러 케이싱은, 원형형상의 전면부와 상기 전면부의 원주 둘레부에서 축중심방향으로 연장되는 측면부로 구성되고, 상기 전면부에는 이 전면부를 관통하여 형성되며 각각의 외경이 모두 상기 측면부에 접하면서 서로 이격되도록 전면부의 최하단에 위치하는 유입구 및 유출구가 형성되며, 상기 전면부의 배면에는 이 전면부의 중심과 동심인 환형상 안내 홈이 측면부와 소정거리 이격되어 형성되고, 이 안내 홈의 양 단부는 상기 유입구 및 유출구에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.The present invention is a blower for recycling the surplus hydrogen remaining in the fuel cell system to the fuel cell stack in order to achieve the above object, includes an impeller driven by the motor, an impeller casing to which the impeller is fixed, the impeller The casing is composed of a circular front part and a side part extending in the axial center direction from the circumference of the front part, wherein the front part is formed through this front part and each outer diameter is spaced apart from each other while contacting the side part. Inlet and outlet are located at the lowest end of the front portion is formed, the rear surface of the front portion is formed with an annular guide groove concentric with the center of the front portion spaced apart from the side portion by a predetermined distance, both ends of the guide groove It is characterized in that each connected to the outlet.

본 발명은 또한, 상기 임펠러 케이싱 전면부의 유입구 및 유출구 전면에는 유입 파이프 및 유출 파이프를 연결하기 위한 플랜지부가 각각 형성되어 있고, 상기 각 플랜지에는 유입 파이프와 유출파이프가 체결되는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the inlet and outlet of the impeller casing front part is provided with flange portions for connecting the inlet pipe and the outlet pipe, respectively, wherein each of the flanges is coupled to the inlet pipe and the outlet pipe.

한편, 본 발명에서 상기 측면부와 소정거리 이격 환형상 안내 홈의 궤적은, 측면부와 접하도록 형성된 유입구 및 유출구와 연결될 수 있도록 유입구 및 유출구 부분에서 환형상의 외측으로 굴곡되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the trajectory of the annular guide groove spaced apart from the side portion and the predetermined distance in the present invention is characterized in that the inlet and outlet portion is bent outwardly annular in shape so as to be connected to the inlet and outlet formed in contact with the side portion.

이하, 본 발명의 실시예를 도 3 및 4 를 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

본 발명의 수소재순환 블로어는, 임펠러 (10) 와, 상기 임펠러 (10) 가 고정되는 임펠러 케이싱 (20) 과, 상기 임펠러 케이싱 (20) 의 하단부에 고정되는 수소가스 유입구 (30) 및 유출구 (40) 와, 상기 임펠러 (10) 의 후방부에 고정되는 모터 케이싱 (50) 으로 이루어진다.The hydrogen recirculation blower of the present invention includes an impeller 10, an impeller casing 20 to which the impeller 10 is fixed, a hydrogen gas inlet 30 and an outlet 40 fixed to a lower end of the impeller casing 20. ) And a motor casing 50 fixed to the rear portion of the impeller 10.

임펠러 (10) 는 공지된 구성으로서 반경방향으로 연장되는 다수의 블레이드 (11) 가 중심부에 부착된 형상을 가지며, 중심부에는 구동모터 (51) 의 구동축 (52) 이 장착되는 중심구멍 (12) 이 형성되어 있다.The impeller 10 has a shape in which a plurality of blades 11 extending radially in a known configuration are attached to a central portion, and a central hole 12 on which the driving shaft 52 of the driving motor 51 is mounted is provided at the central portion. Formed.

임펠러 케이싱 (20) 은 평판 원형형상의 전면부 (21) 와, 상기 전면부 (21) 의 원주 둘레부에서 축방향으로 동일 길이로 연장되는 커버형상의 측면부 (22) 로 구성된다.The impeller casing 20 is composed of a flat plate-shaped front portion 21 and a cover-shaped side portion 22 extending the same length in the axial direction from the circumference of the front portion 21.

전면부 (21) 의 중심부에는 전방 지지홈 (21a) 이 형성되어 임펠러 구동모터축 (52) 의 선단부를 지지한다.The front support groove 21a is formed in the center part of the front part 21, and supports the front-end | tip part of the impeller drive motor shaft 52. As shown in FIG.

전면부 (21) 의 하단부에는 전면부 (21) 를 관통하는 구멍형상의 유입구 (30) 가 형성되며, 유입구 (30) 의 전면에는 유입파이프 (31) 장착을 위한 플랜지부 (30a) 가 형성되어 있다.The lower end of the front portion 21 is formed with a hole-shaped inlet 30 penetrating through the front portion 21, the front surface of the inlet 30 is formed with a flange portion (30a) for mounting the inlet pipe (31) have.

전면부 (21) 의 하단부에는 또한 유입구 (30) 와 서로 거리를 두고 이격되어 있는 유출구 (40) 가 형성되어 있다. 유출구 (40) 역시 전면부 (21) 를 관통하는 방향으로 형성되어 있으며, 전면에는 유출 파이프 (41) 장착을 위한 플랜지부 (40a) 가 형성되어 있다.The lower end of the front portion 21 is also provided with an outlet 40 which is spaced apart from the inlet 30 at a distance from each other. The outlet 40 is also formed in a direction penetrating through the front portion 21, the flange portion 40a for mounting the outlet pipe 41 is formed on the front surface.

전면부 (21) 의 배면에는 반원형상 단면을 가지는 안내 홈 (23) 이 전면부 (21) 의 중심과 동심으로 환형상으로 형성되며, 안내 홈 (23) 의 양 단부는 유입구 (30) 및 유출구 (40) 와 연결된다.A guide groove 23 having a semi-circular cross section is formed in an annular shape concentric with the center of the front portion 21 on the rear surface of the front portion 21, and both ends of the guide groove 23 are inlet 30 and outlet outlet. It is connected with the (40).

유입구 (30) 와 유출구 (40) 는 반경방향에서 가장 멀리 위치하도록 각 외경이 임펠러 케이싱 (20) 의 측면부 (22) 와 접하도록 형성된다. The inlet 30 and the outlet 40 are formed such that each outer diameter is in contact with the side portion 22 of the impeller casing 20 so as to be located farthest in the radial direction.

또한, 유입구 (30) 와 유출구 (40) 간의 수평거리는 양자가 서로 접하지 않는 범위 내에서 인접하게 형성됨으로써 전면부 (21) 의 가장 하단부에 위치하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the horizontal distance between the inlet port 30 and the outlet port 40 is located adjacent to the bottom end of the front part 21 by being formed adjacent to each other in the range which does not contact each other.

본 실시예에서는 유·출입 파이프 (31, 41) 의 장착을 위한 플랜지부 (30a, 40a) 설치 내지는 파이프 장착을 위한 공간확보를 위해 소정 거리를 두고 이격되도록 형성되어 있다.In the present embodiment, the flanges 30a and 40a for mounting the oil in and out pipes 31 and 41 are formed to be spaced apart from each other at a predetermined distance to secure a space for mounting the pipe.

환형 안내 홈 (22) 은 측면부 (22) 에서 소정거리 이격되어 형성되는 데 반해 유입구 (30) 와 유출구 (40) 는 측면부 (22) 와 접하도록 생성되는 바, 안내 홈 (22) 과 유·출입구 (30, 40) 가 서로 연결되기 위해 안내 홈 (23) 의 환형 궤적이 유입구 (30) 및 유출구 (40) 부분에서는 환형의 외측으로 굴곡되도록 형성된다.The annular guide groove 22 is formed to be spaced apart from the side portion 22 by a predetermined distance, whereas the inlet 30 and the outlet 40 are formed to be in contact with the side portion 22, and the guide groove 22 and the oil inlet / outlet are formed. An annular trajectory of the guide groove 23 is formed to bend outwardly of the annular portion at the inlet 30 and the outlet 40 so that the 30 and 40 are connected to each other.

모터 케이싱 (50) 는 내부에는 구동모터 (51) 가 고정되고, 이 구동모터 (51) 의 구동축 (52) 에는 임펠러 (10) 가 부착되며, 모터 구동축 (52) 의 후단부는 모터 케이싱 (50) 의 후단에 형성된 후방 지지홈 (50a) 에서 지지된다.The motor casing 50 has a drive motor 51 fixed therein, an impeller 10 is attached to the drive shaft 52 of the drive motor 51, and the rear end of the motor drive shaft 52 has a motor casing 50. It is supported by the rear support groove (50a) formed at the rear end of the.

본 발명의 블로어에서는 유입구 (30) 및 유출구 (40) 가 임펠러 케이싱 (20)의 반경방향으로 가장 외측에 형성되는 동시에 임펠러 케이싱 (20) 의 가능한 범위 내에서의 최하단부에 위치하도록 형성되어 있음으로써, 물이 고이는 부분의 체적이 최소화되어 물의 고임이 감소하는 작용을 한다.In the blower of the present invention, the inlet port 30 and the outlet port 40 are formed on the outermost side in the radial direction of the impeller casing 20 and at the bottom end within the possible range of the impeller casing 20, The volume of the pool of water is minimized to reduce the pool of water.

따라서, 블로어를 통한 수소 재순환경우에 블로어 내부에서 발생한 물이 임펠러 케이싱의 하부에 고이는 경우, 도 4b 에 도시된 바와 같이 유입구 (30) 및 유출구 (40) 사이 공간에서 물의 배출이 최대화되어 물의 고임이 최소화되는 작용을 하게 된다.Therefore, when water generated inside the blower accumulates in the lower portion of the impeller casing due to hydrogen recycling environment through the blower, the discharge of water is maximized in the space between the inlet 30 and the outlet 40 as shown in FIG. Minimize the action.

본 발명은 전술한 구성에 의해 임펠러 케이싱 하단부에서 유입구 및 유출구 사이에서 수소가스가 응축에 따른 물의 고임을 최소화시키게 된다.The present invention minimizes the pooling of water due to condensation of hydrogen gas between the inlet and the outlet at the lower end of the impeller casing.

따라서, 응축된 물에 의한 임펠러 회전 저항을 감소시켜 수소 재순환 구동시 블로어의 과도한 전력소모를 저감할 수 있으며 동시에 구동모터에 과전류를 발생시 키는 문제점을 감소한다.Therefore, by reducing the impeller rotational resistance due to condensed water, it is possible to reduce excessive power consumption of the blower during the hydrogen recirculation operation, and at the same time, to reduce the problem of generating overcurrent in the drive motor.

특히 겨울철의 경우 임펠러 케이싱 내부의 잔류하는 물의 응결에 의한 임펠러 구동 저항문제를 해결하여 차량이 원만하게 시동될 수 있게 하는 장점을 가진다.In particular, in winter, the impeller drive resistance problem caused by the condensation of water remaining inside the impeller casing has the advantage of allowing the vehicle to start smoothly.

Claims (3)

연료전지시스템에서 반응하고 남은 잉여 수소를 연료전지스택으로 재순환시키기 위한 블로어로서,As a blower for recycling the surplus hydrogen remaining in the fuel cell system to the fuel cell stack, 모터구동되는 임펠러와With motorized impeller 상기 임펠러가 고정되는 임펠러 케이싱을 포함하며,An impeller casing to which the impeller is fixed, 상기 임펠러 케이싱은, 원형형상의 전면부와 상기 전면부의 원주 둘레부에서 축중심방향으로 연장되는 측면부로 구성되고,The impeller casing is composed of a circular front portion and a side portion extending in the axial center direction from the circumference of the front portion. 상기 전면부에는 이 전면부를 관통하여 형성되며 각각의 외경이 모두 상기 측면부에 접하면서 서로 이격되도록 전면부의 최하단에 위치하는 유입구 및 유출구가 형성되며,The front portion is formed through the front portion and each outer diameter is formed in the inlet and outlet located at the bottom of the front portion so as to be spaced apart from each other while contacting the side portion, 상기 전면부의 배면에는 이 전면부의 중심과 동심인 환형상 안내 홈이 측면부와 소정거리 이격되어 형성되고, 이 안내 홈의 양 단부는 상기 유입구 및 유출구에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 수소 재순환 블로어.And an annular guide groove concentric with the center of the front portion is spaced apart from the side portion by a predetermined distance on a rear surface of the front portion, and both ends of the guide groove are connected to the inlet and the outlet, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 임펠러 케이싱 전면부의 유입구 및 유출구 전면에는 유입 파이프 및 유출 파이프를 연결하기 위한 플랜지부가 각각 형성되어 있으며,Flange portions for connecting the inlet pipe and the outlet pipe are respectively formed on the front of the inlet and outlet of the impeller casing front, 상기 플랜지부에는 각각 유입파이프와 유출파이프가 고정되는 것을 특징으로 하는 수소 재순환 블로어.Hydrogen recycle blower, characterized in that the inlet pipe and the outlet pipe is fixed to each of the flange portion. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 환형상 안내 홈의 궤적은 유입구 및 유출구와 연결되는 부분에서 환형상의 외측으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 재순환 블로어.The trajectory of the annular guide groove is a hydrogen recycle blower, characterized in that curved in the outer portion at the portion connected to the inlet and outlet.
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