KR102038603B1 - 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치 - Google Patents

연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 스택 분리판의 실링홈에 실링제를 도포하는 실링제주입부에 실링제를 기포없이 안정적으로 주입할 수 있어서 실링제가 균일하게 도포될 수 있도록 하고, 작업을 빠르게 수행할 수 있도록 한 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 의하면 실링제주입부에 실링제를 자동으로 주입할 수 있고, 노즐부터 주사기몸체로 거꾸로 주입하기 때문에 처음부분에서 공기가 일부 주입되더라도 마지막부분까지는 공기가 혼입되지 않기 때문에 기포가 없이 실링제가 실링제주입부에 삽입되어 실링제의 질이 좋게 도포될 수 있으며, 실링제주입부를 결합하고 주입펌프만 작동하면 빠르게 충진되므로 작업시간이 매우 절약되는 등의 효과가 발생한다.

Description

연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치{SEALING MATERIAL INJECTION MACHINE FOR COATING MACHINE OF DETACHMENT PLATE FOR FUEL CELL }
본 발명은 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 스택 분리판의 실링홈에 실링제를 도포하는 실링제주입부에 실링제를 기포없이 안정적으로 주입할 수 있어서 실링제가 균일하게 도포될 수 있도록 하고, 작업을 빠르게 수행할 수 있도록 한 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 관한 것이다.
연료전지 스택(Stack)은 연료전지 시스템의 여러 구성요소들 중에서 수소와 산소가 전기화학적으로 반응하여 전기 에너지를 발생시키는 발전 구성요소이다.
이러한 연료전지 스택은 전기 에너지를 발생시키는 최소의 단위로서 단위 전지를 구비하며, 이런 수 개 또는 수십 개의 단위 전지들이 직렬로 적층되는 구성을 갖는다.
상기 단위 전지는 막전극 접합체(MEA ; Membrane Electrode Assembly)와, 이런 막전극 접합체의 양쪽 면에 각각 접하는 연료전지 분리판들로 이루어진다.
상기 막전극 접합체는 수소 이온만을 선택적으로 통과시키는 고분자 전해질막을 구비하고, 이런 고분자 전해질막의 양쪽 면에 애노드 전극과 캐소드 전극이 접합된다.
상기 연료전지 분리판은 막전극 접합체의 해당하는 면에 반응가스인 연료 가스 또는 산화제 가스를 공급하면서, 잉여가스와 반응 생성물을 외부로 배출시키기 위한 반응가스 유로가 형성된다.
이러한 반응가스 유로는 별도의 구성요소로서 제작된 후에 연료전지 분리판에 부착될 수도 있지만, 일반적으로 연료전지 분리판의 일면에 홈과 같은 채널로 형성된다. 즉, 캐소드 분리판에는 막전극 접합체를 향하는 면에 산화제 가스 유로가 형성되고, 이런산화제 가스 유로로 산소를 함유하는 산화제 가스(일명 "환원 가스"라고도 함)가 유입된다.
애노드 분리판에는 막전극 접합체를 향하는 면에 연료 가스 유로가 형성되고, 이런 연료 가스 유로로 수소를 함유하는 연료 가스가 유입된다.
상기 연료전지 스택은 수소와 산소가 전기화학적으로 반응하는 과정에서 전기 에너지와 함께 내부 반응열이 발생되는데, 이와 같은 반응열을 원활하게 배출하기 위해서 1개 내지 3개 정도의 단위 전지마다 반응열을 회수하는 냉각부가 설치되는 것이 바람직하다. 연료전지 스택은 냉각부를 구성하는 방법으로서 산화제 가스 유로 또는 연료 가스 유로가 형성되지 않은 연료전지 분리판의 배면에 냉각매체가 유동할 수 있는 냉각유로를 형성하고, 이런 냉각 유로를 갖는 면끼리 상호 포개지도록 연료전지 분리판들을 적층하는 방식이 있다.
그리고, 연료전지 스택은 냉각부를 구성하는 다른 방법으로서 연료전지 분리판의 배면에 냉각매체가 유동할 수있는 냉각 유로를 형성하지만, 캐소드 분리판 또는 애노드 분리판 중에서 어느 하나에만 냉각 유로를 형성할 수도 있다.
상기 연료전지 스택의 다수개 적층할 때 각 분리판이 반응하는 각 가스들 또는 냉각수가 섞이지 않도록 주연부 또는 반응부주위에 형성되는 실링홈을 형성하고, 이러한 홈에는 실링제를 도포하여 서로 적층한다.
종래의 연료전지 스택에 관한 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0891358호 및 공개특허공보 제2018-0108249호 등에 개시된 바 있다.
종래의 연료전지 스택 분리판(130,140)은 도 1,2를 참조하여 설명하면, 그 일면에 홈과 같은 채널 형상의 반응가스 유로가 형성되어, 이런 반응가스 유로를 통해 반응가스가 유입되도록 형성되는데, 연료전지 스택 분리판(130, 140)은 캐소드 분리판(130)과 애노드 분리판(140)으로 구분될 수 있다(도1,2의 나머지 부호들은 등록특허공보 제10-0891358호에 기재된 내용이므로 설명을 생략한다).
상기 종래의 연료전지 스택 분리판에는 각각의 유로들이 서로 분리되어 형성되어야 하므로, 유로의 주연부에는 실링홈을 형성하고, 실링홈을 따라서 실링제를 도포하여 차단을 하고 있다.
종래의 실링제를 도포하기 위해서는 도 3과 같이 실링제 도포장치가 형성되는데,베이스(310)가 형성되고, 상기 베이스(310)의 전방에 베드(320)가 형성되며, 상기 베드(320)의 일측에 돌출되어 컨트롤장치와 모터가 형성되는 몸체(330)가 형성되고, 상기 몸체(330)의 전방에 돌출되어 이송가능하도록 형성되는 리드(340)가 형성되며, 상기 리드(340)의 끝단에는 베드(320)의 상면에 형성되는 끝단에 실링제 주입부(400)가 형성되는 로봇몸체(350)로 구성된다.
그러나, 종래의 연료전지 스택의 분리판에 실링제를 도포하는 실링제 도포장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 실링제주입부에 실링제를 주입할 때 사람이 일일이 주입하기 때문에 기포가 생기거나 이물질이 투입되어서 실링제의 질을 떨어뜨린다.
(2) 실링제를 투입하는 시간이 많이 소요되어서 전체적인 작업의 시간이 많이 소요된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 베이스의 상부에 실링제주입부의 노즐의 주연부에 형성된 볼트부를 회전시켜 결합할 수 있는 결합부가 형성되고, 상기 결합부의 후방에 주입펌프에 의해서 실링제가 주입될 수 있도록 형성되는 몸체가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.
(1) 실링제주입부에 실링제를 자동으로 주입할 수 있고, 노즐부터 주사기몸체로 거꾸로 주입하기 때문에 처음부분에서 공기가 일부 주입되더라도 마지막부분까지는 공기가 혼입되지 않기 때문에 기포가 없이 실링제가 실링제주입부에 삽입되어 실링제의 질이 좋게 도포할 수 있다.
(2) 실링제주입부를 결합하고 주입펌프만 작동하면 빠르게 충진되므로 작업시간이 매우 절약된다.
도 1은 종래의 연료전지 스택을 나타낸 사시개념도.
도 2는 종래의 연료전지 스택 분리판을 나타낸 정면도 및 확대도.
도 3은 종래의 연료전지 스택의 분리판 실링제 도포장치의 측면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치의 개념 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치의 개념 평면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치의 결합부 확대 및 내부 개념도.
본 발명은 베이스(110)의 상부에 실링제주입부(400)의 노즐(420)의 주연부에 형성된 볼트부(421)를 회전시켜 결합할 수 있는 결합부(120)가 형성되고, 상기 결합부(120)의 후방에 주입펌프(150)에 의해서 실링제(10)가 주입될 수 있도록 형성되는 몸체(100)가 형성된다.
상기 베이스(110)는 몸체(100)와 결합부(120)가 형성될 수 있도록 형성된다.
상기 몸체(100)의 내부에는 실링제투입부(101)가 형성되고, 내부에는 실링제보관함이 형성될 수 있고, 상기 결합부(120)와 연결되는 호스와 주입펌프(103)가 형성된다.
상기 실링제(10)가 튜브타입실링제(15)로 제공되면, 튜브타입(15)의 끝단에 형성되는 튜브볼트부(15a)를 결합부(120)에 결합하도록 형성된다.
상기 결합부(120)는 내부 전방에 전방너트부(121)가 형성되고, 후방에 내부너트부(123)가 형성되며, 상기 전방너트부(121)와 내부너트부(123)의 사이에는 서로를 연결하는 원형의 커널(122)이 형성된다.
상기 몸체(100)의 내부에는 튜브타입실링제(15)를 넣을 수 있는 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 튜브타입실링제(15)가 넣어지면, 튜브타입실링제(15)를 눌러서 실링제(10)가 토출될 수 있도록 하는 가압장치(미도시)가 형성된다.
상기 가압장치는 일정한 압력으로 튜브타입실링제(15)에 압력을 가하여 실링제가 토출될 수 있도록 형성된다.
상기 가압장치는 튜브타입실링제(15)의 후방에서 밀어넣는 주입실린더일 수 있다.
상기 결합부(120)와 공간부가 다수개가 형성되어, 튜브타입실링제(15)를 다수개를 넣은 후 실링제투입부(400) 다수개를 충진할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
실링제 도포장치(300)의 로봇몸체(350)의 하단에 결합되는 실링제투입부(400)는 노즐(412)이 형성되는 주사기몸체(410)와 피스톤패킹(420)으로 구성된다.
상기 노즐(412)의 외주연에는 볼트부(412a)가 형성되는데, 상기 볼트부(412a)를 결합부(120)의 전방너트부(121)와 결합한다.
상기 몸체(100)의 공간부에 튜브타입실링제(15)를 결합하되, 튜브볼트부(15a)를 결합부(120)의 내부너트부(123)와 결합하여 준비한다.
이후, 상기 몸체(100)를 작동시키면 가압장치가 튜브타입실링제(15)에 가압하여 실링제(10)가 커널(122)를 지나서 실링제투입부(400)의 주사기몸체(410)의 내부로 실링제(10)가 주입된다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 의하면 실링제주입부에 실링제를 자동으로 주입할 수 있고, 노즐부터 주사기몸체로 거꾸로 주입하기 때문에 처음부분에서 공기가 일부 주입되더라도 마지막부분까지는 공기가 혼입되지 않기 때문에 기포가 없이 실링제가 실링제주입부에 삽입되어 실링제의 질이 좋게 도포될 수 있으며, 실링제주입부를 결합하고 주입펌프만 작동하면 빠르게 충진되므로 작업시간이 매우 절약되는 등의 효과가 발생한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
10 : 실링제 15 : 튜브타입실링제
15a : 튜브볼트부(15a)
100 : 몸체 101 : 실링제투입부
103 : 주입펌프 110 : 베이스
120 : 결합부 121 : 전방너트부
122 : 커널 123 : 내부너트부
300 : 실링제도포장치 350 : 로봇몸체
400 : 실링제투입부 410 : 주사기몸체
412 : 노즐 412a: 볼트부
420 : 피스톤패킹

Claims (3)

  1. 베이스(110)의 상부에 실링제주입부(400)의 노즐(420)의 주연부에 형성된 볼트부(421)를 회전시켜 결합할 수 있는 결합부(120)가 형성되고, 상기 결합부(120)의 후방에 주입펌프(150)에 의해서 실링제(10)가 주입될 수 있도록 형성되는 몸체(100)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일반적인 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치에 있어서,
    상기 결합부는 내부 전방에 전방너트부(121)가 형성되고, 후방에 내부너트부(123)가 형성되며, 상기 전방너트부(121)와 내부너트부(123)의 사이에는 서로를 연결하는 원형의 커널(122)이 형성되고,
    상기 몸체의 내부에는 공간부가 형성되며, 상기 공간부에는 튜브타입실링제가 포함되되,
    상기 몸체(100)의 내부에는 실링제투입부(101)가 형성되고, 내부에는 실링제보관함이 형성될 수 있고, 상기 결합부(120)와 연결되는 호스와 주입펌프(103)가 형성되며,
    상기 튜브타입실링제 전방에 형성되는 튜브볼트부는 결합부의 내부너트부에 결합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 분리판 실링제 도포장치용 실링제주입부 실링제 주입장치.
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