KR101927178B1 - 연료전지 스택의 기밀 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

연료전지 스택의 기밀 검사 장치가 개시된다. 개시된 연료전지 스택의 기밀 검사 장치는, 제1 반응기체를 유출입하는 제1 반응기체 유입부 및 제1 반응기체 유출부, 그리고 제2 반응기체를 유출입하는 제2 반응기체 유입부 및 제2 반응기체 유출부를 포함하는 연료전지 스택의 기밀을 검사하는 것으로서, ⅰ)제1 반응기체 유입부로 탐지가스를 공급하는 탐지가스 공급부와, ⅱ)제2 반응기체 유출부에 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 흡입유닛과, ⅲ)흡입유닛을 통해 탐지 가스를 흡입하며 그 탐지 가스의 농도를 검출하는 탐지가스 농도 검출부와, ⅳ)탐지가스 농도 검출부에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

연료전지 스택의 기밀 검사 장치 및 방법 {Device and method for testing airtightness of fuel cell stack}

본 발명의 실시 예는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 셀들 중의 기밀 불량 셀을 정확히 탐지할 수 있는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 연료전지 스택은 연료전지들에 의한 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 장치로서, 일 예로 연료전지 차량에 적용되고 있다.

연료전지 스택은 수 백 단위의 연료전지 셀들이 연속적으로 배열된 전기 발생 집합체로 이루어진다. 연료전지 셀들은 막-전극 어셈블리(MEA)를 사이에 두고 이의 양측에 분리판이 배치된 구성으로 이루어진다. 연료전지 셀들은 일정 압력으로 가압된 상태에서 엔드 플레이트 및 체결수단을 통해 체결된다.

막-전극 어셈블리는 전해질막과, 이 전해질막 양면에 형성된 캐소드 촉매층 및 애노드 촉매층으로 구성된다. 그리고 이들 촉매층에는 가스 확산층(GDL) 및 가스켓 등이 적층된다. 분리판은 수소와 공기의 반응기체를 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층으로 각각 유동시키기 위한 유로를 형성하고 있다.

이와 같은 연료전지 스택은 수 백 단위의 연료전지 셀들이 적층 및 가압됨에 따라, 여러 원인에 의해 연료전지 셀들의 기밀 불량이 발생할 수 있다. 이러한 기밀 불량 셀은 반응기체의 외부 유출로 인해 연료전지 스택의 효율 및 성능을 저하시키며, 안전 문제를 유발하는 요인으로서 작용하게 된다. 이에 연료전지 스택의 조립 공정에서 연료전지 셀들의 기밀 불량을 검사하는 과정은 필수적이다.

종래 기술에서는 연료전지 스택의 조립을 완료한 상태에서 기밀 검사를 실시하여 기밀 불량이 발생하면, 연료전지 스택을 해체하여 연료전지 셀들을 분할한 다음, 그 분할 셀들의 기밀 검사를 통해 기밀 불량 셀을 찾아내고 있다.

따라서, 종래 기술에서는 연료전지 스택의 기밀을 검사하는데 따른 시간이 많이 소요되며, 전체 검사 공정이 매우 복잡하고, 연료전지 스택의 해체 및 연료전지 셀들의 분할 과정에서 정상적인 셀들의 파손을 유발할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 연료전지 스택의 해체 없이 연료전지 셀들 중의 기밀 불량 셀을 정확히 탐지할 수 있도록 한 연료전지 스택의 기밀 검사 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치는, 제1 반응기체를 유출입하는 제1 반응기체 유입부 및 제1 반응기체 유출부, 그리고 제2 반응기체를 유출입하는 제2 반응기체 유입부 및 제2 반응기체 유출부를 포함하는 연료전지 스택의 기밀을 검사하는 것으로서, ⅰ)상기 제1 반응기체 유입부로 탐지가스를 공급하는 탐지가스 공급부와, ⅱ)상기 제2 반응기체 유출부에 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 흡입유닛과, ⅲ)상기 흡입유닛을 통해 탐지 가스를 흡입하며 그 탐지 가스의 농도를 검출하는 탐지가스 농도 검출부와, ⅳ)상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치는, 상기 제1 반응기체 유입부를 폐쇄하고, 상기 제2 반응기체 유입부를 개방하며, 상기 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하는 지그부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 흡입유닛은 상기 제2 반응기체 유입부를 통해 상기 제2 반응기체 유출부로 유입되는 공기 및 상기 제1 반응기체 유출부를 통해 상기 제2 반응기체 유출부로 리크되는 탐지가스를 흡입할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 흡입유닛은 상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하며, 상기 제2 반응기체 유출부에 탐지 백그라운드를 조성하고, 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 흡입유닛은 상기 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관과, 상기 탐지 소스를 흡입하는 탐지관을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 흡입유닛은 상기 탐지관의 내측에 상기 백그라운드 관을 두고 그 백그라운드 관과 탐지관을 일체로 연결한 이중관 형태로 구비될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치는, 연료전지 셀들이 연속적으로 적층된 연료전지 스택의 기밀을 검사하는 것으로서, ⅰ)연료전지 스택의 제1 반응기체 유입부를 폐쇄하고, 제2 반응기체 유입부를 개방하는 제1 지그부와, ⅱ)상기 제1 지그부에 연결되며, 상기 제1 반응기체 유입부로 탐지 가스를 공급하는 탐지가스 공급부와, ⅲ)연료전지 스택의 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하는 제2 지그부와, ⅳ)상기 제2 지그부에 장착되며, 상기 제2 반응기체 유출부의 내측에서 상기 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 흡입유닛과, ⅴ)상기 흡입유닛에 연결되게 설치되고, 상기 제2 반응기체 유출부 내측의 탐지 소스를 상기 흡입유닛을 통해 흡입하며, 탐지 가스의 농도를 검출하는 탐지가스 농도 검출부와, ⅵ)상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 탐지가스 공급부는 상기 탐지가스로서 공기보다 가벼운 헬륨 가스를 저장하는 가스 탱크와, 상기 가스 탱크와 상기 제1 반응기체 유입부를 연결하는 공급 호스를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 흡입유닛은 상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관과, 상기 백그라운드 관을 내측에 두고 그 백그라운드 관과 연결되며, 상기 백그라운드 관의 사이를 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입하는 탐지관을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 제2 반응기체 유출부 및 상기 백그라운드 관은 배기 펌프와 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 탐지관은 상기 탐지가스 농도 검출부와 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 백그라운드 관의 외주 면과 상기 탐지관의 내주 면 사이에는 탐지소스 흡입통로가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 백그라운드 관에는 상기 제2 반응기체 유출부의 내측 벽을 지지하는 플랜지가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 있어서, 상기 탐지관은 상기 플랜지와 이격되며 배치되되, 상기 탐지관과 플랜지 사이에 탐지소스 유입 통로를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 장치는, 상기 제2 지그부에 설치되며, 서모모터의 회전력으로서 상기 흡입유닛을 직선 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 방법은, (a)제1 반응기체 유입부를 폐쇄하며, 제2 반응기체 유입부를 개방하고, 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하며, 상기 제2 반응기체 유출부에 흡입유닛을 셋팅하고, 상기 제1 반응기체 유입부로 탐지가스를 공급하며, (b)상기 흡입유닛을 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하며 탐지 백그라운드를 조성하고, (c)상기 흡입유닛을 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입하며, 서보모터를 통해 상기 흡입유닛을 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동시키고, (d)탐지가스 농도 검출부를 통해 탐지가스의 농도를 검출하고 그 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관이 탐지 소스를 흡입하는 탐지관의 내측에 구비된 이중 관 형태의 흡입유닛을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에 있어서, 상기 (c) 과정에서는 상기 서보모터의 회전수에 따른 상기 흡입유닛의 이동 위치를 기준으로 연료전지 셀들의 셀 번호를 취득할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에 있어서, 상기 (d) 과정에서는 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 백그라운드 분위기에서 상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출되는 탐지 소스의 탐지가스 농도 검출 값이 설정된 범위 내에서 일정한 구간을 기준 농도로 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에 있어서, 상기 (d) 과정에서는 상기 탐지가스 농도 검출 값이 상기 기준 농도를 초과하는지 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에 있어서, 상기 (d) 과정에서는 상기 탐지가스의 농도 검출 값이 상기 기준 농도를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 흡입유닛의 이동 위치에 따른 연료전지 셀의 셀 번호를 표시하고 그 셀 번호에 해당하는 연료전지 셀을 기밀 불량 셀로 판정할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 연료전지 스택을 해체하지 않고서도 연료전지 셀들 중의 기밀 불량 셀을 정확하게 찾아낼 수 있으므로, 연료전지 스택의 기밀을 검사하는데 따른 소요 시간을 단축할 수 있으며, 검사 공정의 편의성을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 흡입유닛을 통하여 제2 반응기체 유출부에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서 최소한의 탐지가스가 포함된 탐지 소스를 흡입하며 그 탐지 소스의 탐지가스 농도를 검출하므로, 탐지가스 농도 검출부의 탐지 정확도 및 탐지 재생 능력을 향상시킬 수 있으며, 기밀 불량 셀의 탐지 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 연료전지 스택을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 적용되는 흡입유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 연료전지 스택 기밀 검사 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치(100)는 스택 조립 공정에서 조립된 연료전지 스택(1)의 기밀을 검사하는 기밀 검사 공정에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 스택 조립 공정에서는 다수 매의 연료전지 셀들(3)을 순서적으로 적층하고, 그 적층된 연료전지 셀들(3)을 가압하며, 엔드 플레이트(5)를 통해 연료전지 셀들(3)을 체결하는 과정을 거치며 연료전지 스택(1)을 조립할 수 있다.

이하에서는 연료전지 셀들(3)이 상하 방향으로 적층된 것을 기준으로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 기밀 검사 장치(100)의 구성 요소들을 설명한다. 이에 상측을 향하는 부분이 상부 및 상단으로 정의될 수 있고, 하측을 향하는 부분이 하부 및 하단으로 정의될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 연료전지 셀들(3)의 적층 방향 및 기밀 검사 장치(100)의 기준 위치 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예에 적용되는 연료전지 스택(1)은 도 2에서와 같이, 반응기체(수소, 공기)의 공급과 배출을 위한 매니폴드로서, 제1 반응기체 유입부(1a), 제1 반응기체 유출부(1b), 제2 반응기체 유입부(2a) 그리고 제2 반응기체 유출부(2b)를 포함하고 있다.

예를 들면, 상기 제1 반응기체 유입부(1a) 및 제2 반응기체 유입부(2a)는 연료전지 셀들(3)의 상하 적층 방향을 기준으로 할 때, 상측 엔드 플레이트(5)의 일측에서부터 아래를 향해 하측 엔드 플레이트(5) 쪽으로 형성된다. 그리고 상기 제1 반응기체 유출부(1b) 및 제2 반응기체 유출부(2b)는 상측 엔드 플레이트(5)의 다른 일측에서부터 아래를 향해 하측 엔드 플레이트(5) 쪽으로 형성된다.

상기 제1 반응기체 유입부(1a)와 제1 반응기체 유출부(1b)는 연료전지 셀들(3)의 분리판(도면에 도시되지 않음)에 구비된 유로를 통해 연결되며, 제2 반응기체 유입부(2a) 및 제2 반응기체 유출부(2b) 또한 분리판에 구비된 유로를 통해 연결된다.

여기서, 상기 제1 및 제2 반응기체라 함은 연료전지 셀들(3)의 전기 화학적인 반응에 필요한 수소 및 공기를 의미하는데, 제1 반응기체가 수소인 경우 제2 반응기체는 공기이고, 제1 반응기체가 공기인 경우 제2 반응기체는 수소이다.

본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치(100)는 종래 기술과 달리, 연료전지 스택(1)의 해체 없이 연료전지 셀들(3) 중의 기밀 불량 셀을 정확히 탐지할 수 있는 구조로 이루어진다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예는 연료전지 스택(1)의 기밀을 검사하는데 따른 소요 시간을 단축할 수 있으며, 검사 공정의 편의성을 도모할 수 있는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치(100)를 제공한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치(100)는 기본적으로, 지그부(11, 12), 탐지가스 공급부(20), 흡입유닛(30), 탐지가스 농도 검출부(70) 그리고 제어기(90)를 포함한다.

이하에서 설명될 기밀 검사 장치(100)의 각종 구성 요소들은 프레임(도면에 도시되지 않음)에 설치되는데, 그 프레임은 각각의 구성 요소를 지지하는 것으로서, 하나의 프레임 또는 둘 이상의 구획된 프레임으로 구성될 수 있다. 이러한 프레임에는 각종 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록 등과 같은 각종 부속요소들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 지그부(11, 12)는 후술된 탐지가스 공급부(20) 및 흡입유닛(30)을 설치하기 위한 것으로서, 연료전지 스택(1)에 장착된다. 그리고 상기 지그부(11, 12)는 연료전지 스택(1)의 제1 반응기체 유입부(1a)를 폐쇄하고, 제2 반응기체 유입부(2a)를 개방하며, 제1 및 제2 반응기체 유출부(1b, 2b)를 폐쇄한다.

이러한 지그부(11, 12)는 단일의 기밀 지그 본체로 구비될 수 있으며, 각각 별개의 기밀 지그 본체로 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에서는 지그부(11, 12)가 각각 별개의 기밀 지그 본체로 구비되는 것을 예로 들어 설명하는데, 이하에서는 각각 별개로 구획된 지그부(11, 12)를 제1 지그부(11) 및 제2 지그부(12) 라고 한다.

상기 제1 지그부(11)는 후술될 탐지가스 공급부(20)와 연결된다. 상기 제1 지그부(11)는 연료전지 스택(1)의 상측에 장착되며, 제1 반응기체 유입부(1a)를 폐쇄하고, 제2 반응기체 유입부(2a)를 개방한다.

그리고, 상기 제2 지그부(12)는 후술될 흡입유닛(30)과 연결된다. 상기 제2 지그부(12)는 연료전지 스택(1)의 상측에 장착되며, 제1 및 제2 반응기체 유출부(1b, 2b)를 폐쇄한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 탐지가스 공급부(20)는 탐지가스로서 공기보다 가벼운 헬륨 가스를 연료전지 스택(1)의 제1 반응기체 유입부(1a)로 공급하기 위한 것이다.

상기 탐지가스 공급부(20)는 제1 지그부(11)에 연결되게 구비되는 바, 헬륨 가스를 저장하는 가스 탱크(21)와, 그 가스 탱크(21)와 제1 반응기체 유입부(1a)를 연결하는 공급 호스(23)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 지그부(11)를 통해 제1 반응기체 유입부(1a)를 폐쇄하고, 제2 지그부(12)를 통해 제1 및 제2 반응기체 유출부(1b, 2b)를 폐쇄한 상태에서, 탐지가스 공급부(20)를 통해 탐지가스를 제1 반응기체 유입부(1a)로 공급하면, 탐지가스는 연료전지 셀들(3)의 분리판을 통해 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입될 수 있다.

그리고, 상기 연료전지 셀들(3) 중에 기밀 불량 셀이 존재하는 경우, 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입된 탐지가스는 그 기밀 불량 셀의 리크(leak) 부위를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입될 수 있다.

더 나아가, 상기 제1 지그부(11)를 통해 제2 반응기체 유입부(2a)를 개방하고 있기 때문에, 소정의 펌핑수단(후술될 배기 펌프 및 탐지가스 농도 검출부의 흡입 펌프)을 통해 제2 반응기체 유출부(2b)에 펌핑 압력을 인가하면, 공기는 제2 반응기체 유입부(2a) 및 연료전지 셀들(3)의 분리판을 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치에 적용되는 흡입유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 흡입유닛(30)은 제2 반응기체 유입부(2a)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입되는 공기 및 제1 반응기체 유출부(1b)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 리크되는 탐지가스를 흡입하기 위한 것이다.

즉, 상기 흡입유닛(30)은 위에서 언급한 바 있는 펌핑수단을 통해 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스를 흡입하며, 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성할 수 있다. 그리고, 상기 흡입유닛(30)은 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서, 제2 반응기체 유출부(2b)의 실질적인 탐지 소스를 흡입할 수 있다.

여기서, 상기 백그라운드 소스라 함은 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된 공기와 탐지가스(리크가스)를 의미하며, 탐지 백그라운드라 함은 후술될 탐지가스 농도 검출부(70)의 탐지 정확도 및 탐지 재생 능력을 향상시키기 위해 탐지 백그라운드 소스를 제2 반응기체 유출부(2b)로부터 외부로 배기하는 것을 의미한다.

그리고 상기 탐지 소스라 함은 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서, 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입되는 공기와 탐지가스(리크가스)를 의미한다. 이러한 탐지 소스는 후술될 탐지가스 농도 검출부(70)로 흡입되며, 탐지가스 유량에 민감한 탐지가스 농도 검출부(70)에 최소한의 탐지가스를 제공할 수 있다.

상기와 같은 흡입유닛(30)은 제2 지그부(12)에 장착되며, 제2 반응기체 유출부(2b)의 내측에서 연료전지 셀들(3)의 순서적 적층 방향(상하 방향)을 따라 이동 가능하게 설치된다. 이러한 흡입유닛(30)은 본 발명의 실시 예에서 백그라운드 관(31)과 탐지관(41)을 포함한다.

상기 백그라운드 관(31)은 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스를 흡입하는 것으로서, 중공으로서의 백그라운드 소스 흡입통로(33)를 형성하고 있다. 상기 백그라운드 관(31)은 제2 반응기체 유출부(2b)에 연료전지 셀들(3)의 상하 적층 방향으로 배치되며, 초기 위치로서 하단이 하측 엔드 플레이트(5)에 접촉되게 배치된다.

더 나아가, 상기 백그라운드 관(31)의 하단 부에는 플랜지(35)가 형성된다. 상기 플랜지(35)는 하측 엔드 플레이트(5) 및 제2 반응기체 유출부(2b)의 내측 벽을 지지한다.

그리고, 상기 탐지관(41)은 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스를 흡입하는 것으로서, 중공을 지니며 백그라운드 관(31)을 그 중공 내측에 두고 백그라운드 관(31)과 연결된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 흡입유닛(30)은 탐지관(41)의 내측에 백그라운드 관(31)을 두고 그 백그라운드 관(31)과 탐지관(41)을 일체로 연결한 이중관 형태로 구비된다.

상기 탐지관(41)은 제2 반응기체 유출부(2b)에 연료전지 셀들(3)의 상하 적층 방향으로 배치되며, 백그라운드 관(31)과의 사이를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스를 흡입할 수 있다. 이에, 상기 백그라운드 관(31)의 외주 면과 탐지관(41)의 내주 면 사이에는 탐지소스 흡입통로(43)가 형성된다.

여기서, 상기 백그라운드 관(31)의 외주 면과 탐지관(41)의 내주면은 격벽(45)을 통해 일체로 연결될 수 있다. 이에 상기 백그라운드 관(31)의 외주 면과 탐지관(41)의 내주 면 사이에는 격벽(45)에 의해 설정된 간격의 탐지소스 흡입통로(43)가 형성된다.

그리고, 상기 탐지관(41)은 이의 하단이 백그라운드 관(31)의 플랜지(35)와 이격되게 배치되는데, 그 탐지관(41)의 하단과 플랜지(35) 사이에는 탐지 소스를 탐지소스 흡입통로(43)로 유입하기 위한 탐지소스 유입통로(47)가 형성된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 도 1 및 도 3에서와 같이, 상기 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 배기 펌프(50)를 포함하고 있다.

상기 배기 펌프(50)는 제2 반응기체 유출부(2b) 및 백그라운드 관(31)의 백그라운드 소스 흡입통로(33)와 연결된다. 상기 배기 펌프(50)는 제2 반응기체 유출부(2b)에서 탐지관(41)의 외측 공간과 연결되고, 백그라운드 관(31)의 백그라운드 소스 흡입통로(33)와 연결되며, 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스를 흡입할 수 있다.

그리고, 상기 탐지관(41)은 뒤에서 더욱 설명될 탐지가스 농도 검출부(70)와 연결되며, 그 탐지가스 농도 검출부(70)의 펌핑 압력으로서 탐지소스 흡입통로(43)를 통해 탐지 소스를 흡입할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시 예에서는 도 1에서와 같이, 상기 백그라운드 관(31)의 초기 위치에서 흡입유닛(30)을 연료전지 셀들(3)의 순서적 적층 방향(상측 방향)으로 이동시키기 위한 구동부(60)를 포함하고 있다.

상기 구동부(60)는 흡입유닛(30)과 연결되며, 제2 지그부(12)에 설치된다. 상기 구동부(60)는 서보모터(61)를 포함하며 그 서보모터(61)의 회전력으로서 흡입유닛(30)을 연료전지 셀들(3)의 순서적 적층 방향으로 이동시킬 수 있다.

이러한 구동부(60)는 서보모터(61)의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 리드(또는 볼) 스크류 및 가이드 레일을 갖춘 공지 기술의 가이드 구조체(63)를 통해 흡입유닛(30)을 연료전지 셀들(3)의 순서적 적층 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 1과 함께 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스를 흡입유닛(30)의 탐지관(41)을 통해 흡입하며, 그 탐지 소스에 포함된 탐지 가스의 농도를 검출하기 위한 것이다. 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 헬륨 가스의 농도를 검출하고 그 검출 값을 제어기(90)로 출력한다.

상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 흡입유닛(30)의 탐지관(41)에 연결되게 설치된다. 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스를 탐지관(41)을 통해 흡입하기 위한 흡입 펌프(도면에 도시되지 않음)을 포함하고 있다. 즉, 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 흡입 펌프의 펌핑 압력으로서 흡입유닛(30)의 탐지소스 흡입통로(43)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스를 흡입할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제어기(90)는 기밀 검사 장치(100)의 전체적인 운용을 제어하는 컨트롤러이다. 상기 제어기(90)는 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서(제어 로직)로 구현될 수 있다.

이러한 제어기(90)는 위에서 언급한 바 있는 탐지가스 공급부(20), 배기 펌프(50), 서보모터(61) 그리고 탐지가스 농도 검출부(70)에 제어신호를 인가하며 이들의 작동을 제어할 수 있다.

더 나아가, 상기 제어기(90)는 탐지가스 농도 검출부(70)에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 흡입유닛(30)의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정할 수 있다. 이와 같은 제어기(90)의 기밀 불량 셀을 판정하는 제어 로직은 후술한 연료전지 스택의 기밀 검사 방법에서 자세하게 설명될 것이다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 장치(100)를 이용한 연료전지 스택의 기밀 검사 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 플로우-차트이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 스택의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 연료전지 스택 기밀 검사 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 지그부(11, 12)를 연료전지 스택(1)에 장착한다(S11 단계). 이 때, 상기 제1 지그부(11)는 연료전지 스택(1)의 제1 반응기체 유입부(1a)를 폐쇄하고, 제2 반응기체 유입부(2a)를 개방한다. 그리고 상기 제2 지그부(12)는 연료전지 스택(1)의 제1 및 제2 반응기체 유출부(1b, 2b)를 폐쇄한다.

여기서, 상기 제2 지그부(12)의 흡입유닛(30)은 제2 반응기체 유출부(2b)에 연료전지 셀들(3)의 상하 적층 방향으로 배치되며, 그 흡입유닛(30)의 백그라운드 관(31)은 초기 위치로서 이의 하단이 하측 엔드 플레이트(5)에 접촉되게 배치된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 제어기(90)를 통해 탐지가스 공급부(20)에 제어신호를 인가하며, 그 탐지가스 공급부(20)를 통해 제1 반응기체 유입부(1a)에 공기보다 가벼운 헬륨 가스로서의 탐지가스를 설정된 압력으로 공급한다(S12 단계).

그러면, 탐지가스는 연료전지 셀들(3)의 분리판을 통해 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입된다. 이 경우 상기 제1 지그부(11)를 통해 제1 반응기체 유입부(1a)를 폐쇄하며, 제2 지그부(12)를 통해 제1 반응기체 유출부(1b)를 폐쇄하고 있기 때문에, 탐지가스는 제1 반응기체 유입부(1a)에서 연료전지 셀들(3)의 분리판을 통해 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입되며, 제1 반응기체 유출부(1b)에 설정된 압력으로 채워진다.

그리고, 연료전지 스택(1)의 연료전지 셀들(3) 중에 기밀 불량 셀이 존재한다고 가정할 때, 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입된 탐지가스는 설정된 압력에 의해 기밀 불량 셀의 리크(leak) 부위를 통하여 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된다.

이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 제어기(90)를 통해 배기 펌프(50)에 제어신호를 인가하며, 그 배기 펌프(50)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)에 펌핑 압력을 제공한다. 여기서, 상기 배기 펌프(50)는 제2 반응기체 유출부(2b)에서 탐지관(41)의 외측 공간 및 백그라운드 관(31)의 백그라운드 소스 흡입통로(33)에 펌핑 압력을 인가한다.

그러면, 상기 배기 펌프(50)의 펌핑 압력에 의해 공기는 제2 반응기체 유입부(2a) 및 연료전지 셀들(3)의 분리판을 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된다.

이렇게 상기 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된 공기는 기밀 불량 셀의 리크(leak) 부위를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된 탐지가스와 함께 배기 펌프(50)의 펌핑 압력에 의해 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 배기 펌프(50)에 의해 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스(공기 및 탐지가스)를 외부로 배출하며 그 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한다(S13 단계).

이 때, 상기 제2 반응기체 유출부(2b)에서 탐지관(41) 외측 공간의 백그라운드 소스는 배기 펌프(50)에 의해 외부로 직접 배출되며, 나머지의 백그라운드 소스는 배기 펌프(50)에 의해 백그라운드 관(31)의 백그라운드 소스 흡입통로(33)를 통하여 외부로 배출된다.

그런 다음, 본 발명의 실시 예에서는 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서, 제어기(90)를 통해 탐지가스 농도 검출부(70)의 흡입 펌프(도면에 도시되지 않음)에 제어신호를 인가하며, 흡입유닛(30)의 탐지관(41)에 펌핑 압력을 인가한다.

이에 본 발명의 실시 예에서는 배기 펌프(50)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)의 백그라운드 소스를 계속적으로 배기하며, 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서, 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입되는 공기와 탐지가스(리크가스)로서의 탐지 소스를 탐지관(41)을 통해 흡입하며, 탐지가스 농도 검출부(70)로 배출한다. 그러면, 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 탐지 소스에 포함된 탐지가스의 농도를 검출하며, 그 농도 검출 값을 제어기(90)로 출력한다(S14 단계).

이와 동시에, 본 발명의 실시 예에서는 도 5 및 도 7에서와 같이, 구동부(60)의 서보모터(61)에 제어신호를 인가하고 그 서보모터(61)의 회전력을 가이드 구조체(63)를 통해 직선 운동으로 변환하며 흡입유닛(30)을 연료전지 셀들(3)의 순서적 적층 방향(상측 방향)으로 이동시킨다(S15 단계).

여기서, 상기 흡입유닛(30)은 백그라운드 관(31)의 플랜지(35)를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)의 내측 벽을 지지하며 구동부(60)에 의해 상측 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상기 제2 반응기체 유출부(2b)의 탐지 소스는 탐지관(41)의 하단과 백그라운드 관(31)의 플랜지(35) 사이의 탐지소스 유입통로(47)를 통해 백그라운드 관(31)의 외주 면과 탐지관(41)의 내주 면 사이의 탐지소스 흡입통로(43)로 흡입되고, 그 탐지소스 흡입통로(43)를 통하여 탐지가스 농도 검출부(70)로 유입된다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 서보모터(61)의 회전수에 따른 흡입유닛(30)의 이동 위치를 기준으로 연료전지 셀들(3)의 셀 번호를 취득한다(S16 단계).

상기 S16 단계에서는 서보모터(61)의 회전수, 그 회전수에 따른 흡입유닛(30)의 이동 위치 및 연료전지 셀들(3)의 적층 수 등을 기반으로 하는 맵을 통하여 연료전지 셀들(3)의 순서적인 셀 번호를 취득할 수 있다.

한편, 예를 들어 도면에 "A1"으로 표시한 적층 위치의 연료전지 셀(3)에서 기밀 불량이 발생한 경우, 제1 반응기체 유입부(1a)에서 제1 반응기체 유출부(1b)로 유입된 탐지가스는 기밀 불량 셀(A1)의 리크(leak) 부위를 통해 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입된다.

이러한 경우, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같이 흡입유닛(30)을 통해 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성하고, 제2 반응기체 유출부(2b)로 유입되는 탐지 소스를 흡입유닛(30)을 통해 흡입하며, 탐지가스 농도 검출부(70)를 통해 탐지 소스의 탐지 가스 농도를 검출하며 그 검출 값을 제어기(90)로 출력한다. 그리고 나서 본 발명의 실시 예에서는 구동부(60)에 의해 흡입유닛(30)을 상측 방향으로 이동시킨다.

이러는 과정에, 상기 제어기(90)는 서보모터(61)의 회전수에 따른 흡입유닛(30)의 이동 위치(상승 위치)를 기준으로 연료전지 셀들(3)의 셀 번호를 취득한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서 상기 탐지가스 농도 검출부(70)에 의해 검출된 탐지가스의 농도 검출 값은, 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성하고 있기 때문에, 연료전지 셀들(3)의 최 하측 셀(1번 셀)부터 "A1" 적층 위치 이전 셀까지의 구간에서 설정된 범위의 일정한 농도 값을 유지한다. 이에, 상기 제어기(90)는 탐지 소스의 탐지가스 농도 검출 값이 설정된 범위 내에서 일정한 구간을 기준 농도로 설정한다(S17 단계).

그리고 나서, 상기 흡입유닛(30)이 상승하며 그 흡입유닛(30)의 탐지소스 유입통로(47)가 "A1" 적층 위치의 연료전지 셀(3)에 위치하게 되면, 그 셀에서 리크되는 탐지가스는 공기와 함께 탐지소스 유입통로(47)로 유입되며, 탐지소스 흡입통로(43)로 흡입되고, 그 탐지소스 흡입통로(43)를 통하여 탐지가스 농도 검출부(70)로 유입된다. 이에 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 탐지가스 농도를 검출하고 그 검출 값을 제어기(90)로 출력한다.

그러면, 상기 제어기(90)는 탐지가스 농도 검출 값이 기준 농도를 초과하는지 판단하고(S18 단계), 그 탐지가스의 농도 검출 값이 기준 농도를 초과하는 것으로 판단되면, 흡입유닛(30)의 이동 위치에 따른 연료전지 셀(3)의 셀 번호를 표시하며 그 셀 번호에 해당하는 연료전지 셀(3) 즉, "A1" 적층 위치의 셀을 기밀 불량 셀로 판정한다(S19 단계).

다른 한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 과정을 계속적으로 실행하는데, 도 8에서와 같이 예를 들어 도면에 "A2"로 표시한 적층 위치의 연료전지 셀(3)에서 기밀 불량이 발생할 수 있다.

이러한 경우, 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성하고 있기 때문에, 탐지가스 농도 검출부(70)에 의해 검출되는 탐지소스의 탐지가스 농도 검출 값은 연료전지 셀들(3)의 "A1" 적층 위치 이후 셀부터 "A2" 적층 위치 이전 셀까지의 구간에서 설정된 범위의 일정한 농도 값을 유지한다.

여기서, 상기 "A1" 적층 위치의 기밀 불량 셀에서 리크되는 탐지가스는 흡입유닛(30)의 백그라운드 관(31)을 통해 외부로 배출된다. 이 때, 상기 리크 탐지가스는 백그라운드 관(31)의 플랜지(35)에 의해 차단되며 "A1" 적층 위치 이후 셀들 측에서 흡입유닛(30)의 탐지소스 유입통로(47)로 유입되지 않고, 백그라운드 관(31)의 백그라운드 소스 흡입통로(33)를 통해 외부로 배출된다.

그리고 나서, 상기 흡입유닛(30)이 상승하며 그 흡입유닛(30)의 탐지소스 유입통로(47)가 "A2" 적층 위치의 연료전지 셀(3)에 위치하게 되면, 그 셀에서 리크되는 탐지가스는 공기와 함께 흡입유닛(30)의 탐지소스 유입통로(47)로 유입되며, 탐지소스 흡입통로(43)로 흡입되고, 그 탐지소스 흡입통로(43)를 통하여 탐지가스 농도 검출부(70)로 유입된다. 이에 상기 탐지가스 농도 검출부(70)는 탐지가스 농도를 검출하고 그 검출 값을 제어기(90)로 출력한다.

그러면, 상기 제어기(90)는 탐지가스의 농도 검출 값이 기준 농도를 초과하는 것으로 판단되면, 흡입유닛(30)의 이동 위치에 따른 연료전지 셀(3)의 셀 번호를 표시하며 그 셀 번호에 해당하는 연료전지 셀(3) 즉, "A2" 적층 위치의 셀을 기밀 불량 셀로 판정한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 통하여 연료전지 스택(1)을 해체하지 않고서도 연료전지 셀들(3) 중의 기밀 불량 셀을 정확하게 찾아낼 수 있다. 이로써, 본 발명의 실시 예에서는 연료전지 스택(1)의 기밀을 검사하는데 따른 소요 시간을 단축할 수 있으며, 검사 공정의 편의성을 도모할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 흡입유닛(30)을 통하여 제2 반응기체 유출부(2b)에 탐지 백그라운드를 조성한 상태에서 최소한의 탐지가스가 포함된 탐지 소스를 흡입하며 그 탐지 소스의 탐지가스 농도를 검출하므로, 탐지가스 농도 검출부(70)의 탐지 정확도 및 탐지 재생 능력을 향상시킬 수 있으며, 기밀 불량 셀의 탐지 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 연료전지 스택 1a... 제1 반응기체 유입부
1b... 제1 반응기체 유출부 2a... 제2 반응기체 유입부
2b... 제2 반응기체 유출부 3... 연료전지 셀
5... 엔드 플레이트 11... 제1 지그부
12... 제2 지그부 20... 탐지가스 공급부
21... 가스 탱크 23... 공급 호스
30... 흡입유닛 31... 백그라운드 관
33... 백그라운드 소스 흡입통로 35... 플랜지
41... 탐지관 43... 탐지소스 흡입통로
45... 격벽 47... 탐지소스 유입통로
50... 배기 펌프 60... 구동부
61... 서보모터 63... 가이드 구조체
70... 탐지가스 농도 검출부 90... 제어기

Claims (20)

1. 제1 반응기체를 유출입하는 제1 반응기체 유입부 및 제1 반응기체 유출부, 그리고 제2 반응기체를 유출입하는 제2 반응기체 유입부 및 제2 반응기체 유출부를 포함하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치로서,
   상기 제1 반응기체 유입부로 탐지가스를 공급하는 탐지가스 공급부;
   상기 제2 반응기체 유출부에 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 흡입유닛;
   상기 흡입유닛을 통해 탐지 가스를 흡입하며 그 탐지 가스의 농도를 검출하는 탐지가스 농도 검출부; 및
   상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 제어기;
   를 포함하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 반응기체 유입부를 폐쇄하고, 상기 제2 반응기체 유입부를 개방하며, 상기 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하는 지그부
   를 포함하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 흡입유닛은,
   상기 제2 반응기체 유입부를 통해 상기 제2 반응기체 유출부로 유입되는 공기 및 상기 제1 반응기체 유출부를 통해 상기 제2 반응기체 유출부로 리크되는 탐지가스를 흡입하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 흡입유닛은,
   상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하며, 상기 제2 반응기체 유출부에 탐지 백그라운드를 조성하고, 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입하되,
   상기 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관과, 상기 탐지 소스를 흡입하는 탐지관을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
5. 삭제
6. 제4 항에 있어서,
   상기 흡입유닛은,
   상기 탐지관의 내측에 상기 백그라운드 관을 두고 그 백그라운드 관과 탐지관을 일체로 연결한 이중관 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
7. 연료전지 셀들이 연속적으로 적층된 연료전지 스택의 기밀 검사 장치로서,
   연료전지 스택의 제1 반응기체 유입부를 폐쇄하고, 제2 반응기체 유입부를 개방하는 제1 지그부;
   상기 제1 지그부에 연결되며, 상기 제1 반응기체 유입부로 탐지 가스를 공급하는 탐지가스 공급부;
   연료전지 스택의 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하는 제2 지그부;
   상기 제2 지그부에 장착되며, 상기 제2 반응기체 유출부의 내측에서 상기 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 흡입유닛;
   상기 흡입유닛에 연결되게 설치되고, 상기 제2 반응기체 유출부 내측의 탐지 소스를 상기 흡입유닛을 통해 흡입하며, 탐지 가스의 농도를 검출하는 탐지가스 농도 검출부; 및
   상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출된 탐지 가스의 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 제어기;
   를 포함하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 탐지가스 공급부는,
   상기 탐지가스로서 공기보다 가벼운 헬륨 가스를 저장하는 가스 탱크와,
   상기 가스 탱크와 상기 제1 반응기체 유입부를 연결하는 공급 호스
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 흡입유닛은,
   상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관과,
   상기 백그라운드 관을 내측에 두고 그 백그라운드 관과 연결되며, 상기 백그라운드 관의 사이를 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입하는 탐지관
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 반응기체 유출부 및 상기 백그라운드 관은 배기 펌프와 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 탐지관은,
    상기 탐지가스 농도 검출부와 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 백그라운드 관의 외주 면과 상기 탐지관의 내주 면 사이에는 탐지소스 흡입통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 백그라운드 관에는 상기 제2 반응기체 유출부의 내측 벽을 지지하는 플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 탐지관은,
    상기 플랜지와 이격되며 배치되되, 상기 탐지관과 플랜지 사이에 탐지소스 유입 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
15. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 지그부에 설치되며, 서모모터의 회전력으로서 상기 흡입유닛을 직선 이동시키는 구동부
    를 더 포함하는 연료전지 스택의 기밀 검사 장치.
16. (a) 제1 반응기체 유입부를 폐쇄하며, 제2 반응기체 유입부를 개방하고, 제1 및 제2 반응기체 유출부를 폐쇄하며, 상기 제2 반응기체 유출부에 흡입유닛을 셋팅하고, 상기 제1 반응기체 유입부로 탐지가스를 공급하며;
    (b) 상기 흡입유닛을 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 백그라운드 소스를 흡입하며 탐지 백그라운드를 조성하고;
    (c) 상기 흡입유닛을 통해 상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 소스를 흡입하며, 서보모터를 통해 상기 흡입유닛을 연료전지 셀들의 순서적 적층 방향을 따라 이동시키고;
    (d) 탐지가스 농도 검출부를 통해 탐지가스의 농도를 검출하고 그 농도 검출 값을 분석하여 상기 흡입유닛의 위치에 따른 기밀 불량 셀을 판정하는 과정을 포함하며,
    상기 (a) 과정에서는 백그라운드 소스를 흡입하는 백그라운드 관이 탐지 소스를 흡입하는 탐지관의 내측에 구비된 이중 관 형태의 흡입유닛을 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 방법.
17. 삭제
18. 제16 항에 있어서,
    상기 (c) 과정에서는,
    상기 서보모터의 회전수에 따른 상기 흡입유닛의 이동 위치를 기준으로 연료전지 셀들의 셀 번호를 취득하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 방법.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 (d) 과정에서는,
    상기 제2 반응기체 유출부의 탐지 백그라운드 분위기에서 상기 탐지가스 농도 검출부에 의해 검출되는 탐지 소스의 탐지가스 농도 검출 값이 설정된 범위 내에서 일정한 구간을 기준 농도로 설정하고,
    상기 탐지가스 농도 검출 값이 상기 기준 농도를 초과하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 방법.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 (d) 과정에서는,
    상기 탐지가스의 농도 검출 값이 상기 기준 농도를 초과하는 것으로 판단되면,
    상기 흡입유닛의 이동 위치에 따른 연료전지 셀의 셀 번호를 표시하고 그 셀 번호에 해당하는 연료전지 셀을 기밀 불량 셀로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 기밀 검사 방법.

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