KR102159489B1 - Mold for manufacturing fuel cell gasket - Google Patents

Mold for manufacturing fuel cell gasket Download PDF

Info

Publication number
KR102159489B1
KR102159489B1 KR1020170081100A KR20170081100A KR102159489B1 KR 102159489 B1 KR102159489 B1 KR 102159489B1 KR 1020170081100 A KR1020170081100 A KR 1020170081100A KR 20170081100 A KR20170081100 A KR 20170081100A KR 102159489 B1 KR102159489 B1 KR 102159489B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
gasket
groove
fuel cell
inclined surface
Prior art date
Application number
KR1020170081100A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190001304A (en
Inventor
박희관
정혜미
양재춘
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170081100A priority Critical patent/KR102159489B1/en
Publication of KR20190001304A publication Critical patent/KR20190001304A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102159489B1 publication Critical patent/KR102159489B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2602—Mould construction elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2673—Moulds with exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/26—Sealing devices, e.g. packaging for pistons or pipe joints
    • B29L2031/265—Packings, Gaskets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 연료전지용 가스켓 제조용 금형에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 채널부가 마련된 중앙부 및 중앙부를 둘러싸는 가장자리를 갖는 분리판의 일면에 가스켓을 성형하기 위한 금형으로서, 분리판의 일면과 마주하는 면에, 가장자리를 따라 연장 형성된 제1 홈부; 및 제1 홈부 내에, 가장자리 측에서 중앙부 측으로 연장되고, 중앙부를 향하는 방향을 따라 분리판의 일면으로부터 멀어지도록 마련된 제2 홈부를 포함하는 연료전지용 가스켓 제조용 금형이 제공된다.The present invention relates to a mold for manufacturing a gasket for a fuel cell, according to an aspect of the present invention, as a mold for molding a gasket on one surface of a separation plate having a central portion provided with a channel portion and an edge surrounding the central portion, and A first groove portion extending along an edge on the facing surface; And a second groove in the first groove portion extending from the edge side to the center portion and provided to be away from one surface of the separating plate in a direction toward the center portion.

Description

연료전지용 가스켓 제조용 금형{Mold for manufacturing fuel cell gasket}Mold for manufacturing fuel cell gasket {Mold for manufacturing fuel cell gasket}

본 발명은 연료전지용 가스켓 제조용 금형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold for manufacturing a gasket for a fuel cell.

일반적으로 연료전지(fuel cell)는 연료와 산화제의 전기 화학반응을 통해 전기에너지를 발생시키는 에너지 변환 장치이며, 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능한 장점이 있다.In general, a fuel cell is an energy conversion device that generates electrical energy through an electrochemical reaction between a fuel and an oxidizing agent, and has an advantage of being able to continuously generate electricity as long as fuel is continuously supplied.

수소 이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하는 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)는 다른 형태의 연료전지에 비해 낮은 약 100℃ 이하의 작동온도를 가지며, 에너지 전환 효율과 출력밀도가 높고 응답특성이 빠른 장점이 있다. 뿐만 아니라, 소형화가 가능하기 때문에 휴대용, 차량용 및 가정용 전원장치로 제공될 수 있다.Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), which uses a polymer membrane capable of permeating hydrogen ions as an electrolyte, has an operating temperature of about 100℃ or less, which is lower than other types of fuel cells, and has energy conversion efficiency and power. It has the advantage of high density and fast response characteristics. In addition, since it can be miniaturized, it can be provided as a portable, vehicle and home power supply.

고분자 전해질 연료전지 스택은 고분자 물질로 구성된 전해질막을 중심으로 애노드(anode)와 캐소드(cathode)가 각각 도포되어 형성된 전극층을 구비하는 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA), 반응 기체들을 반응 영역 전체에 걸쳐 고르게 분포시키고, 애노드 전극의 산화반응에 의해 발생된 전자를 캐소드 전극 쪽으로 전달하는 역할의 가스 확산층(Gas Diffusion Layer, GDL), 반응 기체들을 가스 확산층으로 공급하고, 전기화학반응에 의해 발생된 물을 외부로 배출시키는 분리판(bipolar plate), 분리판 또는 막-전극 접합체의 반응 영역 외주에 배치되어 반응 기체 및 냉각수의 누출을 방지하는, 탄성을 갖는 고무 소재의 가스켓(gasket)을 포함할 수 있다.The polymer electrolyte fuel cell stack is a membrane-electrode assembly (MEA) having an electrode layer formed by coating each of an anode and a cathode around an electrolyte membrane made of a polymer material, and reacting gases to the entire reaction area. The gas diffusion layer (GDL) serves to distribute electrons generated by the oxidation reaction of the anode electrode to the cathode electrode, and supplies reactive gases to the gas diffusion layer, and is generated by the electrochemical reaction. It includes a bipolar plate for discharging water to the outside, a gasket made of elastic rubber that is disposed on the outer periphery of the reaction area of the separator or membrane-electrode assembly to prevent leakage of reaction gas and cooling water. I can.

도 1은 일반적인(종래) 분리판(100) 및 가스켓(200)을 나타내는 평면도이고, 도 2는 바이패스 구간(L)을 나타내는 도 1의 확대도이며, 도 3은 가스켓(200)을 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 금형(300)을 나타내는 요부 사시도이다.1 is a plan view showing a general (conventional) separating plate 100 and a gasket 200, FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 showing a bypass section L, and FIG. 3 is It is a schematic diagram for explaining the method, and FIG. 4 is a perspective view of a main part showing the mold 300 shown in FIG. 3.

연료전지 스택 제작에 있어서, 전지 스택 부피를 줄이기 위하여 금속 분리판(100)이 사용되고 있으며, 금속 분리판(100)은 스탬핑(stamping) 공정으로 유로(채널부)를 형성한다. 이때, 스탬핑 분리판(100)은 실링(sealing)을 위해 분리판 상에 가스켓(200) 성형 공정을 거치게 된다. 가스켓(200)은 탄성 복원력이 우수한 실리콘계, 불소계 등을 사용하는데, 금속 분리판(100)의 경우 가스켓(200)을 위치시키기 위한 홈 형성이 어렵고, 고무 재질의 가스켓(200)을 접착시키기 어렵기 때문에, 액상 고무 소재를 도포, 사출하여 금속 분리판(100) 표면에서 경화하여 접착시키는 방법이 사용된다. In manufacturing the fuel cell stack, the metal separator 100 is used to reduce the volume of the battery stack, and the metal separator 100 forms a flow path (channel portion) through a stamping process. At this time, the stamping separating plate 100 undergoes a process of forming the gasket 200 on the separating plate for sealing. The gasket 200 uses silicon-based, fluorine-based, etc., which have excellent elastic resilience, but in the case of the metal separating plate 100, it is difficult to form a groove for positioning the gasket 200, and it is difficult to adhere the gasket 200 made of rubber material. Therefore, a method of applying and injecting a liquid rubber material, curing it on the surface of the metal separator 100 and bonding it is used.

분리판(100)은 중앙부에 채널부(110)를 가지며, 채널부(110) 측으로 반응 가스를 공급하기 위한 공급 매니폴드와 이어진 분배홀(120)을 갖는다. The separating plate 100 has a channel portion 110 at a central portion, and a supply manifold for supplying a reactive gas to the channel portion 110 and a distribution hole 120 connected thereto.

또한, 분리판(100)의 가장자리에 가스켓(200)이 위치하게 되며, 가스켓(200)은 채널부(110)에서 소정 간격(L)만큼 이격된 위치에 마련된다. In addition, the gasket 200 is positioned at the edge of the separating plate 100, and the gasket 200 is provided at a position spaced apart from the channel portion 110 by a predetermined distance L.

이는 금형(300)의 격벽 두께(d)로 인해 그 두께만큼 최소한 이격되어 있어야 금형(300)에 의해 분리판(100)의 채널부(110)가 파손되지 않으며, 가스켓(200) 성형 시 분리판(100)과 금형(300) 배치간 발생할 수 있는 오차를 감안하여 금형 두께(d) 보다 큰 간격(L)으로 이격시켜야 금형(300)에 의한 분리판(100)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 금형(300)은 가스켓 원료가 유동하는 제1 홈(310)을 가지며, 제1 홈(310)의 두께(t)는 가스켓(200)의 두께와 동일하게 형성된다. This is due to the thickness (d) of the partition wall of the mold 300, so that the channel portion 110 of the separator plate 100 is not damaged by the mold 300 and the partition plate is formed when the gasket 200 is formed. In consideration of an error that may occur between the placement of the mold 100 and the mold 300, it should be separated by a gap L greater than the mold thickness d to prevent damage to the separating plate 100 by the mold 300. In addition, the mold 300 has a first groove 310 through which the gasket material flows, and the thickness t of the first groove 310 is formed equal to the thickness of the gasket 200.

이와 같이 채널부(110)와 제1 홈(310) 사이의 간격(L)만큼 이격 거리가 발생하게 된다. 이러한 이격거리(L)로 인해, 가스켓(200)과 채널부(110) 사이에, 바이패스 구간(유로)이 형성된다. 도 1에서, 도면부호 A는 원하는 유체방향을 나타내고, B는 바이패스 유체방향을 나타낸다. 이러한 바이패스 구간으로 흘러가는 유체는 반응에 사용되지 않고, 그래도 출구 나가버리게 된다. In this way, a separation distance is generated by the distance L between the channel unit 110 and the first groove 310. Due to this separation distance (L), a bypass section (flow path) is formed between the gasket 200 and the channel unit 110. In Fig. 1, reference numeral A denotes a desired fluid direction, and B denotes a bypass fluid direction. The fluid flowing into this bypass section is not used for the reaction, but is still left at the outlet.

바이패스 되는 연료가 많을수록 연료전지의 성능이 떨어지게 되며, 스택 전압 강하를 일으키게 된다.The more fuel that is bypassed, the lower the performance of the fuel cell and the stack voltage drop.

그러나 가스켓 성형 시 바이패스 구간을 줄여야 하지만, 금형으로 가스켓을 제작하는 이상 스탬핑 분리판의 손상을 방지하기 위하여 가스켓 사출 위치와 채널부(110) 사이 간격을 최소한으로 유지하여야 하는 제약이 따른다.However, when the gasket is molded, the bypass section must be reduced, but there is a restriction that the gap between the gasket injection position and the channel unit 110 must be kept to a minimum in order to prevent damage to the stamping separator when the gasket is manufactured with a mold.

본 발명은 가스켓과 채널부 사이에 형성된 바이패스 구간을 최소로 하여 반응가스 이용률 및 출력을 향상시킬 수 있는 연료전지용 가스켓 제조용 금형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a mold for manufacturing a gasket for a fuel cell capable of improving reaction gas utilization and output by minimizing a bypass section formed between a gasket and a channel portion.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 채널부가 마련된 중앙부 및 중앙부를 둘러싸는 가장자리를 갖는 분리판의 일면에 가스켓을 성형하기 위한 금형으로서, 분리판의 일면과 마주하는 면에, 가장자리를 따라 연장 형성된 제1 홈부 및 제1 홈부 내에, 가장자리 측에서 중앙부 측으로 연장되고, 중앙부를 향하는 방향을 따라 분리판의 일면으로부터 멀어지도록 마련된 제2 홈부를 포함하는 연료전지용 가스켓 제조용 금형이 제공된다.In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, as a mold for molding a gasket on one surface of a separation plate having a central portion provided with a channel portion and an edge surrounding the central portion, the surface facing one surface of the separation plate , A mold for manufacturing a fuel cell gasket including a first groove portion extending along the edge and a second groove portion extending from the edge side to the center portion and provided to be away from one surface of the separating plate in a direction toward the center portion is provided. do.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 연료전지용 가스켓 제조용 금형은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the mold for manufacturing a fuel cell gasket according to at least one embodiment of the present invention has the following effects.

금형을 이용하여 분리판의 일면에 가스켓을 성형 시, 분리판에 손상을 가하지 않도록 금형과의 최소 거리를 확보한 상태에서, 가스켓과 분리판의 채널부 사이에 형성된 바이패스 구간을 최소로 하여 반응가스 이용률 및 출력을 향상시킬 수 있다.When forming a gasket on one side of the separating plate using a mold, the reaction by minimizing the bypass section formed between the gasket and the channel part of the separating plate while securing the minimum distance from the mold so as not to damage the separating plate Gas utilization and output can be improved.

도 1은 일반적인 분리판 및 가스켓을 나타내는 평면도이다.
도 2는 바이패스 구간을 나타내는 도 1의 확대도이다.
도 3은 가스켓을 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 금형을 나타내는 요부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 분리판 및 가스켓을 나타내는 평면도이다
도 6은 도 5에 도시된 가스켓을 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시된 금형을 나타내는 요부 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 금형의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 가스켓을 나타내는 측면도이다.
도 10은 종래 가스켓과 본 발명에 따른 가스켓의 효과를 비교하기 위한 그래프이다.1 is a plan view showing a general separating plate and a gasket.
2 is an enlarged view of FIG. 1 showing a bypass section.
3 is a schematic diagram for explaining a method of forming a gasket.
4 is a perspective view of a main part showing the mold shown in FIG. 3.
5 is a plan view showing a separation plate and a gasket related to an embodiment of the present invention
6 is a schematic diagram illustrating a method of forming the gasket shown in FIG. 5.
7 is a perspective view of a main part showing the mold shown in FIG. 6.
8 is a schematic diagram of the mold shown in FIG. 7.
9 is a side view showing a gasket related to another embodiment of the present invention.
10 is a graph for comparing the effects of a conventional gasket and a gasket according to the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 가스켓 제조용 금형을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a mold for manufacturing a gasket for a fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, the same or corresponding components are given the same or similar reference numbers, and duplicate descriptions thereof will be omitted, and the size and shape of each component member shown for convenience of explanation are exaggerated or reduced. Can be.

도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 분리판 및 가스켓을 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 가스켓을 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.5 is a plan view showing a separation plate and a gasket according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of forming the gasket shown in FIG. 5.

또한, 도 7은 도 6에 도시된 금형을 나타내는 요부 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 금형의 모식도이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 가스켓을 나타내는 측면도이다.In addition, FIG. 7 is a perspective view of essential parts showing the mold shown in FIG. 6, FIG. 8 is a schematic view of the mold shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a side view showing a gasket related to another embodiment of the present invention.

또한, 도 10은 종래 가스켓과 본 발명에 따른 가스켓의 효과를 비교하기 위한 그래프이다.In addition, FIG. 10 is a graph for comparing the effects of a conventional gasket and a gasket according to the present invention.

본 발명의 일 실시예와 관련된 연료전지용 가스켓 제조용 금형(400)은 채널부(110)가 마련된 중앙부 및 중앙부를 둘러싸는 가장자리를 갖는 분리판의 일면에 가스켓(200)을 성형하기 위한 금형이다. The mold 400 for manufacturing a gasket for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is a mold for molding the gasket 200 on one surface of a separation plate having a central portion provided with the channel portion 110 and an edge surrounding the central portion.

또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 가스켓(200)은 바이패스 차단부(210)를 가지며, 상기 금형(400)은 바이패스 차단부(210)를 성형할 수 있는 구조를 갖는다.In addition, the gasket 200 according to an embodiment of the present invention has a bypass blocking portion 210, and the mold 400 has a structure capable of molding the bypass blocking portion 210.

도 5를 참조하면, 가스켓(200)의 바이패스 차단부(210)는 바이패스 구간을 가로막도록 형성되며, 이에 따라 연료가 바이패스 구간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 바이패스 차단부(210)는 분리판(100)의 일면에 복수로 구비될 수 있고, 예를 들어, 공급 매니폴드 측 및 출구 매니폴드 측에 각각 구비될 수 있다.Referring to FIG. 5, the bypass blocking part 210 of the gasket 200 is formed to block the bypass section, and thus, it is possible to prevent fuel from flowing into the bypass section. In addition, the bypass blocking unit 210 may be provided in plural on one surface of the separating plate 100, and for example, may be provided on the supply manifold side and the outlet manifold side, respectively.

상기 금형(400)은 분리판(100)의 일면과 마주하는 면에, 가장자리를 따라 연장 형성된 제1 홈부(410)를 포함한다. 상기 제1 홈부(410)를 통해 가스켓 원료가 유동하며, 분리판(100)의 가장자리 방향을 따라 띠 형상의 가스켓이 성형된다.The mold 400 includes a first groove portion 410 extending along an edge on a surface facing one surface of the separating plate 100. The gasket raw material flows through the first groove 410, and a strip-shaped gasket is formed along the edge direction of the separating plate 100.

또한, 상기 금형(400)은 제1 홈부(410) 내에, 분리판의 가장자리 측에서 중앙부(채널부 측) 측으로 연장되고, 분리판의 중앙부를 향하는 방향을 따라 분리판(100)의 일면으로부터 멀어지도록 마련된 제2 홈부(450)를 포함한다. 제2 홈부(450)에 가스켓 원료가 유입되며, 전술한 바이패스 차단부(210)가 형성된다.In addition, the mold 400 extends from the edge side of the separating plate to the central portion (channel portion side) side in the first groove portion 410, away from one surface of the separating plate 100 along a direction toward the central portion of the separating plate. It includes a second groove portion 450 provided to be formed. The gasket raw material is introduced into the second groove part 450, and the above-described bypass blocking part 210 is formed.

또한, 제2 홈부(450)는 제1 홈부(410)에 대하여 소정 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 도 6을 참조하면, 금형(400)과 채널부(110)의 최소 간격(L)을 확보한 상태에서, 바이패스 차단부(210)의 길이는 H/cos(θ)가 된다. 그 결과, 가스켓(200) 성형 후, 금형(400) 제거 시 바이패스 차단부(210)의 길이는 H보다 크게 되며, 바이패스 구간을 차단할 수 있다. 상기 부호 H는 제2 홈부(450)를 분리판(100)의 일면에 정사영 시켰을 때, 분리판 상의 그 길이를 나타낸다.Also, the second groove part 450 may be inclined at a predetermined angle θ with respect to the first groove part 410. Referring to FIG. 6, in a state where the minimum distance L between the mold 400 and the channel unit 110 is secured, the length of the bypass blocking unit 210 is H/cos(θ). As a result, after the gasket 200 is formed, when the mold 400 is removed, the length of the bypass blocking unit 210 is greater than H, and the bypass section can be blocked. When the second groove part 450 is orthogonally projected on one side of the separation plate 100, the symbol H indicates its length on the separation plate.

예를 들어, 금형(400)과 채널부(110)의 최소 간격(L)이 1mm, H가 1mm인 경우, 각도(θ)가 60°이면, 바이패스 차단부(210)의 길이는 2mm가 되므로, 바이패스 차단부(210)와 채널부(110)의 이격거리는 0mm가 된다. 하지만, 스택 압축 시 가스켓(200) 및 바이패스 차단부(210)의 팽창되는 길이를 고려하여 약간의 마진을 부여하는 것이 바람직하다.For example, when the minimum distance L between the mold 400 and the channel part 110 is 1 mm and H is 1 mm, when the angle θ is 60°, the length of the bypass blocking unit 210 is 2 mm. Therefore, the separation distance between the bypass blocking unit 210 and the channel unit 110 is 0 mm. However, it is desirable to provide a slight margin in consideration of the expanded length of the gasket 200 and the bypass blocking unit 210 during stack compression.

한편, 상기 각도(θ)를 작게 하면, H 길이를 증가시켜야 하고, 가스켓 성형 완료 후, 금형(400)을 수직으로 제거하여야 하므로, 바이패스 차단부(210)에 손상이 발생할 수도 있다. 이와 다르게, 상기 각도(θ)를 크게 하면, 금형(400)의 탈착을 용이해지고, H 길이를 줄일 수 있지만, 바이패스 차단부(210) 부착시 가스켓 응력에 의해 잘 붙지 않을 수도 있으므로, 적절한 각도를 설정하는 것도 중요하다.On the other hand, if the angle θ is decreased, the H length must be increased, and the mold 400 must be vertically removed after the gasket molding is completed, and thus damage may occur to the bypass blocking unit 210. On the other hand, if the angle θ is increased, the mold 400 can be easily detached and the H length can be shortened, but since it may not be easily adhered by the gasket stress when the bypass blocking part 210 is attached, an appropriate angle It is also important to set.

또한, 제1 홈부(410)를 따라 유동하는 가스켓 원료가 제2 홈부(450)에도 유입될 수 있도록, 제1 홈부(410)와 제2 홈부(450)는 연통된다.In addition, the first groove portion 410 and the second groove portion 450 communicate with each other so that the gasket material flowing along the first groove portion 410 may also flow into the second groove portion 450.

또한, 제2 홈부(450)는 소정 각도(θ)의 경사면을 갖는다. 또한, 제1 홈부(410)와 제2 홈부(450)의 두께는 서로 다르게 형성될 수 있다. 이때, 가장자리 측 띠 형상의 가스켓(200)의 두께와 바이패스 차단부(210)의 두께는 서로 달라질 수 있다. 또한, 제1 홈부(410), 제2 홈부(450)의 입구 영역(440, 연통 영역) 및 제2 홈부(450)의 두께를 조절하여, 바이패스 차단부(210)도 길이방향을 따라 서로 다른 두께(t1, t2)를 갖도록 마련될 수 있다(도 9 참조). 이러한 경우, 바이패스 차단부(210)는 길이방향을 따라 서로 다른 두께를 갖는 복수의 영역(210a, 210b, 210c)으로 구분될 수 있다.In addition, the second groove 450 has an inclined surface of a predetermined angle θ. In addition, the first groove portion 410 and the second groove portion 450 may have different thicknesses. In this case, the thickness of the strip-shaped gasket 200 and the thickness of the bypass blocking portion 210 may be different from each other. In addition, by adjusting the thickness of the inlet region 440 (communication region) and the second groove portion 450 of the first groove portion 410 and the second groove portion 450, the bypass blocking portion 210 is also It may be provided to have different thicknesses t1 and t2 (see FIG. 9). In this case, the bypass blocking unit 210 may be divided into a plurality of regions 210a, 210b, and 210c having different thicknesses along the length direction.

또한, 제2 홈부(450)의 두께는 제1 홈부(410)의 두께보다 작을 수 있다.Also, the thickness of the second groove part 450 may be smaller than the thickness of the first groove part 410.

또한, 상기 금형(400)은 제1 홈부(410) 및 제1 홈부(410) 내에, 중앙부 측으로 갈수록 제1 홈부에서 멀어지는 제1 경사면(421)을 갖는 함몰부(420)가 각각 마련된 제1 부재를 포함한다. 또한, 제1 부재에 장착되고, 제1 경사면(421)과 마주하는 제2 경사면(431)을 갖는 제2 부재(430)를 포함한다. 이때, 제2 부재(430)는, 제1 경사면(421)과 제2 경사면(431)이 소정 간격 이격되도록 함몰부(420)에 삽입되어, 제2 홈부(450를 형성한다. 또한, 제1 경사면(421)과 제2 경사면(431) 사이의 공간은 제2 홈부(450)를 형성한다. 또한, 제1 경사면(421)과 제2 경사면(431)은 동일한 경사를 가질 수 있다. 제1 경사면(421)과 제2 경사면(431) 사이 간격은 제1 홈부(410)의 두께보다 작을 수 있다.In addition, the mold 400 is a first member each provided with a recessed portion 420 having a first inclined surface 421 in the first groove portion 410 and the first groove portion 410, which is further away from the first groove portion toward the central portion Includes. In addition, it includes a second member 430 mounted on the first member and having a second inclined surface 431 facing the first inclined surface 421. At this time, the second member 430 is inserted into the recessed portion 420 so that the first inclined surface 421 and the second inclined surface 431 are spaced apart by a predetermined interval to form a second groove portion 450. In addition, the first inclined surface 421 The space between the inclined surface 421 and the second inclined surface 431 forms a second groove 450. In addition, the first inclined surface 421 and the second inclined surface 431 may have the same slope. The distance between the inclined surface 421 and the second inclined surface 431 may be smaller than the thickness of the first groove 410.

또한, 제2 부재(430)는 제2 경사면(431) 양 측에 제1 경사면(421)과 접촉하는 격벽(432)을 갖는다. 또한, 상기 격벽(432)의 높이(t)만큼 제1 경사면(421)과 제2 경사면(431) 사이는 이격될 수 있다.Further, the second member 430 has partition walls 432 on both sides of the second inclined surface 431 in contact with the first inclined surface 421. In addition, the first inclined surface 421 and the second inclined surface 431 may be spaced apart by the height t of the partition wall 432.

도 10을 참조하면, 기존예는 바이패스 차단부(210)를 갖지 않는 종래 가스켓을 사용한 경우의 그래프이고, 실시예는 바이패스 차단부(210)를 갖는 가스켓을 사용한 경우의 그래프이다.Referring to FIG. 10, the conventional example is a graph when a conventional gasket having no bypass blocking portion 210 is used, and the embodiment is a graph when a gasket having the bypass blocking portion 210 is used.

도 10의 (a)를 참조하면, 바이패스 구간을 차단한 후 저유량 구간에서 보이던 전압강하 현상이 발생하지 않음을 확인할 수 있고, 도 10의 (b)를 참조하면, 바이패스 구간을 차단함으로써 차압이 상승함을 확인할 수 있다.Referring to Figure 10 (a), it can be seen that the voltage drop phenomenon seen in the low flow rate section does not occur after the bypass section is blocked. Referring to Figure 10 (b), by blocking the bypass section It can be seen that the differential pressure rises.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions will be seen as falling within the scope of the following claims.

100: 연료전지용 분리판
110: 채널부
120: 공급 매니폴드
200: 가스켓
210: 바이패스 차단부
300, 400: 금형100: separation plate for fuel cells
110: channel unit
120: supply manifold
200: gasket
210: bypass blocking unit
300, 400: mold

Claims (10)

채널부가 마련된 중앙부 및 중앙부를 둘러싸는 가장자리를 갖는 분리판의 일면에 가스켓을 성형하기 위한 금형으로서,
분리판의 일면과 마주하는 면에, 가장자리를 따라 연장 형성된 제1 홈부; 및
제1 홈부 내에, 가장자리 측에서 중앙부 측으로 연장되고, 중앙부를 향하는 방향을 따라 분리판의 일면으로부터 멀어지도록 마련된 제2 홈부를 포함하는 연료전지용 가스켓 제조용 금형.A mold for molding a gasket on one side of a separation plate having a central portion provided with a channel portion and an edge surrounding the central portion,
A first groove formed on a surface facing one surface of the separating plate and extending along an edge thereof; And
A mold for manufacturing a fuel cell gasket including a second groove in the first groove portion, extending from an edge side to a center portion, and provided to be away from one surface of the separating plate in a direction toward the center portion. 제 1 항에 있어서,
제2 홈부는 제1 홈부에 대하여 소정 각도로 기울어진 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 1,
The second groove portion is a mold for manufacturing a fuel cell gasket inclined at a predetermined angle with respect to the first groove portion. 제 1 항에 있어서,
제1 홈부와 제2 홈부는 연통된 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 1,
A mold for manufacturing a fuel cell gasket in which the first groove and the second groove are communicated. 제 1 항에 있어서,
제2 홈부는 경사면을 갖는 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 1,
The second groove portion is a mold for manufacturing a fuel cell gasket having an inclined surface. 제 1 항에 있어서,
제1 홈부와 제2 홈부의 두께는 서로 다른 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 1,
A mold for manufacturing a fuel cell gasket having different thicknesses of the first groove and the second groove. 제 5 항에 있어서,
제2 홈부의 두께는 제1 홈부의 두께보다 작은 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 5,
The thickness of the second groove portion is smaller than the thickness of the first groove portion for manufacturing a fuel cell gasket. 제 1 항에 있어서,
제1 홈부 및 제1 홈부 내에, 중앙부 측으로 갈수록 제1 홈부에서 멀어지는 제1 경사면을 갖는 함몰부가 각각 마련된 제1 부재;
제1 부재에 장착되고, 제1 경사면과 마주하는 제2 경사면을 갖는 제2 부재를 포함하며,
제1 경사면과 제2 경사면 사이의 공간은 제2 홈부를 형성하는 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 1,
A first member each provided with a recessed portion having a first inclined surface extending away from the first groove portion in the first groove portion and the first groove portion;
A second member mounted on the first member and having a second inclined surface facing the first inclined surface,
A mold for manufacturing a fuel cell gasket in which the space between the first inclined surface and the second inclined surface forms a second groove. 제 7 항에 있어서,
제2 부재는 제2 경사면 양 측에 제1 경사면과 접촉하는 격벽을 갖는 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 7,
The second member is a mold for manufacturing a fuel cell gasket having partition walls on both sides of the second inclined surface in contact with the first inclined surface. 제 7 항에 있어서,
제1 경사면과 제2 경사면은 동일한 경사를 갖는 연료전지용 가스켓 제조용 금형.The method of claim 7,
A mold for manufacturing a fuel cell gasket having the first inclined surface and the second inclined surface having the same slope. 제 7 항에 있어서,
제1 경사면과 제2 경사면 사이 간격은 제1 홈부의 두께보다 작은 연료전지용 가스켓 제조용 금형.
The method of claim 7,
A mold for manufacturing a fuel cell gasket having a gap between the first inclined surface and the second inclined surface is smaller than the thickness of the first groove.
KR1020170081100A 2017-06-27 2017-06-27 Mold for manufacturing fuel cell gasket KR102159489B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170081100A KR102159489B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Mold for manufacturing fuel cell gasket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170081100A KR102159489B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Mold for manufacturing fuel cell gasket

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190001304A KR20190001304A (en) 2019-01-04
KR102159489B1 true KR102159489B1 (en) 2020-09-25

Family

ID=65018101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170081100A KR102159489B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Mold for manufacturing fuel cell gasket

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102159489B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020149010A1 (en) * 2019-01-18 2020-07-23 Nok株式会社 Mold for molding base material integrated gasket
US11587314B2 (en) 2020-04-08 2023-02-21 Micron Technology, Inc. Intelligent correction of vision deficiency

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040477A (en) 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp Gasket molding die of component part of fuel cell, and method of manufacturing the same
JP2012016877A (en) 2010-07-08 2012-01-26 Toyota Motor Corp Fuel cell gasket molding die
KR101217481B1 (en) 2011-06-07 2013-01-02 평화오일씰공업주식회사 Method for manufacturing fuel cell gasket
JP5440775B2 (en) 2009-10-30 2014-03-12 Ｎｏｋ株式会社 Fuel cell component and manufacturing method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110039609A (en) * 2009-10-12 2011-04-20 동아공업 주식회사 Mold for manufacturing the gasket of fuel cell separator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040477A (en) 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp Gasket molding die of component part of fuel cell, and method of manufacturing the same
JP5440775B2 (en) 2009-10-30 2014-03-12 Ｎｏｋ株式会社 Fuel cell component and manufacturing method thereof
JP2012016877A (en) 2010-07-08 2012-01-26 Toyota Motor Corp Fuel cell gasket molding die
KR101217481B1 (en) 2011-06-07 2013-01-02 평화오일씰공업주식회사 Method for manufacturing fuel cell gasket

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190001304A (en) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8551671B2 (en) Fuel cell fluid sealing structure
US20100028742A1 (en) Metal separator for fuel cell and fuel cell stack having the same
JP2009049025A (en) Polymer electrolyte fuel cell, and fuel cell
US20110053030A1 (en) Fuel Cell with Gas Diffusion Layer having Flow Channel and Manufacturing Method Thereof
KR20110013963A (en) Separation plate for fuel cell
KR20190104548A (en) Fuel Cell Stack with Bipolar Plate / Seal Assembly and Bipolar Plate / Seal Assembly
US20090023047A1 (en) Fuel cell
JP2019509590A (en) Bipolar plate with asymmetric seal forming section and fuel cell stack with such bipolar plate
KR102159489B1 (en) Mold for manufacturing fuel cell gasket
KR100953273B1 (en) Metal seperator for fuel cell and fuel cell stack having the same
KR101759652B1 (en) Polymer electrolyte membrane fuel cells, fuel cell stack and end plate
EP3576200B1 (en) Fuel cell stack
JP2009164081A (en) Fuel battery and separator sealing structure
KR20220166118A (en) Separator assembly for fuel cell and Unit cell and Fuel cell stack including the same
KR102159484B1 (en) Separator, and Fuel cell stack comprising the same
JP5443254B2 (en) Fuel cell
KR102034458B1 (en) Fuel cell stack
KR101337453B1 (en) Combined parts for fuel cell separator
US20230361319A1 (en) Separator for Fuel Cell and Separator Assembly and Fuel Cell Stack Including the Same
JP6981392B2 (en) Separator for fuel cells
KR101141495B1 (en) Fuel cell stack having convex coolant guideline
KR102412101B1 (en) Gasket embedded separator for fuel cell
KR101481186B1 (en) Separator for fuel cell stack
JP2016035810A (en) Separator-seal member joint body and fuel battery
KR20230084814A (en) Gas Diffusion Layer unit for fuel cell and Unit cell for fuel cell including same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right