KR20090106217A - 연료전지 스택의 자동조립장치 - Google Patents

연료전지 스택의 자동조립장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090106217A
KR20090106217A KR1020080031783A KR20080031783A KR20090106217A KR 20090106217 A KR20090106217 A KR 20090106217A KR 1020080031783 A KR1020080031783 A KR 1020080031783A KR 20080031783 A KR20080031783 A KR 20080031783A KR 20090106217 A KR20090106217 A KR 20090106217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode film
gas diffusion
diffusion layer
layer electrode
layer
Prior art date
Application number
KR1020080031783A
Other languages
English (en)
Inventor
김용건
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020080031783A priority Critical patent/KR20090106217A/ko
Publication of KR20090106217A publication Critical patent/KR20090106217A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 자동조립장치에 관한 것으로서, 양측에 지그홀이 형성된 3층 전극막을 이동시키도록 구비된 조립다이와; 상기 조립다이의 전방 일측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 3층 전극막이 상기 조립다이로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 지그홀에 삽입 고정되는 지그부재와; 상기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 지그부재에 정보를 제공하고, 상기 3층 전극막의 위치를 조정하도록 상기 조립다이의 전방에 배치되는 위치인식수단과; 상기 3층 전극막에 동일한 형상의 가스 확산층을 상하 적층되도록 상기 위치인식수단의 후방 및 상기 조립다이의 양측에 상하가 바뀐 형태로 배치된 가스 확산층 공급수단과; 상기 가스 확산층 공급수단의 후방에 배치되어 상기 3층 전극막에 적층된 상기 가스 확산층의 위치를 고정하도록 공기분사부재와; 상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 상기 공기분사부재에 의해 고정된 상기 3층 전극막과 상기 가스 확산층을 가압하여 일체화되도록 구비된 가압수단을 포함하여, 5층 전극막을 자동으로 제작하므로 생산 시간 단축을 통한 생산성 향상 및 원가가 절감되는 이점이 있다.
위치인식수단, 가스 확산층 공급수단, 공기분사부재, 가압수단.

Description

연료전지 스택의 자동조립장치{automatic assembling apparatus of fuel cell stack}
본 발명은 연료전지 스택의 자동조립장치에 관한 것으로서, 특히 현재 수동으로 제작되고 있는 5층 전극막을 자동으로 조립하는 장치를 이용하여 제작하는 연료전지 스택의 자동조립장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지 스택은 전극막(Membrane Eelectrode Assembly, MEA), 기체 확산층(Gas Diffusion Layer, GDL) 및 가스켓으로 구성되고, 전력을 생산하는 구성셀과, 상기 구성셀을 체결하는 체결바와, 상기 체결바와 연결되고 그 체결바로부터 부여받은 체결력을 상기 구성셀에 일정하게 면압을 부여하도록 하는 기능을 수행하며 상기 구성셀을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 하는 엔드플레이트로 구성되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 5층 전극막이 수동 제작되는 것을 간략하게 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 5층 전극막(MEA)의 제조 공정을 살펴보면 작업자는 3층 전극막(3)을 매니 폴더의 형상으로 만들기 위해 다이(1)와 커터(2)로 구성되는 전극막 공정 프레스(1)(2)에 투입하여 상기 3층 전극막(3)을 타발하고, 상기 3층 전극막(3)의 상하부에 기체 확산층(4)(GDL)을 적층 배치하여 작업자에 의해 가압 프레스(6)로 상기 3층 전극막(3)과 상기 기체 확산층(4)을 가압하여 일체화된 5층 전극막(5)이 수동 제작된다.
그러나, 종래 기술에 따른 연료전지 스택의 제조 공정시 사람인 작업자가 직접 조립할 경우, 간혹 가스 확산층(GDL) 한 장을 빼고 조립하거나, 한 장을 더 넣는 경우가 발생하여 상기 연료전지 스택을 다시 조립하여야 하는 경우가 발생하며, 특히 연료전지 스택의 양산을 고려시 자동으로 스태킹(stacking)하는 장비를 적용하여야 하나, 상기 3층의 전극막(MEA)이 너무 얇고 힘이 없어 상기 스태킹 장비에서 핸들링 하기가 매우 어렵고, 상기 기체 확산층(GDL)을 정확한 위치에 적층하는 공정도 매우 힘이 드는 동시에 생산 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수동으로 제작되고 있는 연료전지 스택의 5층 전극막을 자동 조립되는 장치를 이용하여 제작함으로써, 생산 시간 단축을 통한 생산성 향상 및 원가를 절감하는 연료 전지 스택의 자동조립장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치는, 양측에 지그홀이 형성된 3층 전극막을 이동시키도록 구비된 조립다이와; 상기 조립다이의 전방 일측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 3층 전극막이 상기 조립다이로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 지그홀에 삽입 고정되는 지그부재와; 상기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 지그부재에 정보를 제공하고, 상기 3층 전극막의 위치를 조정하도록 상기 조립다이의 전방에 배치되는 위치인식수단과; 상기 3층 전극막에 동일한 형상의 가스 확산층을 상하 적층되도록 상기 위치인식수단의 후방 및 상기 조립다이의 양측에 상하가 바뀐 형태로 배치된 가스 확산층 공급수단과; 상기 가스 확산층 공급수단의 후방에 배치되어 상기 3층 전극막에 적층된 상기 가스 확산층의 위치를 고정하도록 공기분사부재와; 상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 상기 공기분사부재에 의해 고정된 상기 3층 전극막과 상기 가스 확산층을 가압하여 일체화되도록 구비된 가압수단을 포함한다.
상기 위치인식수단은 상기 조립다이의 전방에 배치되고, 상기 3층 전극막에 형성된 상기 지그홀의 위치를 감지하여 상기 지그부재를 이동시켜 상기 지그홀에 삽입 고정되도록 하는 지그홀 위치인식센서와; 상기 지그홀 위치인식센서의 후방으로 일정거리 이격 배치되고, 상기 지그부재에 고정되어 이동되는 상기 3층 전극막의 좌우 위치를 감지하여 위치를 조정하도록 구비된 전극막 위치인식센서를 포함한 다.
상기 조립다이의 상단과 상기 지그부재의 중앙 하단에 배치되고, 상기 전극막 위치인식센서에 저장되어 있는 기준위치와 상기 전극막 위치인식센서로 인식한 실제위치의 오차를 측정하여 상기 지그부재를 좌우 이동하여 위치를 바로 잡는 보조모터를 더 포함한다.
상기 보조모터를 통해 위치가 바르게 잡힌 상기 3층 전극막을 가압하여 위치를 고정하도록 상기 조립다이의 양측에 복수개 배치되는 위치고정부재를 더 포함한다.
상기 위치고정부재는 상기 3층 전극막의 상하부를 가압하도록 배치된 프레스와, 상기 프레스는 상기 프레스의 일측에 일체로 구비된 롤러를 각각 가압하여 상기 3층 전극막의 위치를 고정한다.
상기 가스 확산층 공급수단은 가스 확산층을 저장하기 위해 상기 조립다이의 좌우에 각각 배치된 가스 확산층 공급부와; 상기 가스 확산층 공급부에 각각 대향 배치되고, 상기 3층 전극막의 상하로 이동되어 상기 3층 전극막의 상하부에 가스를 분사하여 상기 가스 확산층을 적층하는 가스확산층 분사부를 포함한다.
상기 가스확산층 분사부의 일측에는 충격을 방지하는 충격 방지 패드와, 가스를 복수개 형성된 홀을 통해 분사되도록 상기 충격방지 패드의 외측에 구비된 진공패드와, 상기 가스 확산층 공급부를 통해 공급된 가스를 상기 가스 확산층 분사부 내부에 이동시키도록 구비된 배관과, 상기 배관에 복수개 이격 배치되고, 상기 배관을 통해 오는 가스를 상기 3층 전극막의 위치에 따라 제어하는 체크밸브와, 상 기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 체크밸브를 제어하고, 상기 가스 확산층 분사부 내부에 각각 복수개 이격 배치되는 제1센서부와 제2센서부를 포함한다.
상기 공기분사부재는 공기를 분사하여 상기 3층 전극막과 분사되어 상기 3층 전극막의 상하부에 적층된 상기 가스 확산층의 위치가 고정된다.
상기 공기분사부재는 상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 형성된 홀을 통해 공기를 분사하도록 내부에 배치되는 공기분사부재의 배관과, 상기 공기분사부재의 배관에 연결 배치되고, 상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 배치되어 상기 3층 전극막의 위치를 제어하는 공기분사부재의 센서부와, 상기 공기분사부재의 배관을 통해 들어온 공기를 상기 공기분사부재의 센서부에 의해 제어하도록 구비된 공기분사부재의 체크밸브를 포함하여 구성된다.
상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 이동되는 상기 3층 전극막과 상기 3층 전극막의 상하에 적층된 상기 가스 확산층을 상하로 구비된 롤 프레스가 회전되어 일체화된 5층 전극막이 제작된다.
본 발명은 연료전지 스택의 자동조립장치에 관한 것으로서, 양측에 지그홀이 형성된 3층 전극막을 이동시키도록 구비된 조립다이와; 상기 조립다이의 전방 일측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 3층 전극막이 상기 조립다이로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 지그홀에 삽입 고정되는 지그부재와; 상기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 지그부재에 정보를 제공하고, 상기 3층 전극막의 위치를 조정 하도록 상기 조립다이의 전방에 배치되는 위치인식수단과; 상기 3층 전극막에 동일한 형상의 가스 확산층을 상하 적층되도록 상기 위치인식수단의 후방 및 상기 조립다이의 양측에 상하가 바뀐 형태로 배치된 가스 확산층 공급수단과; 상기 가스 확산층 공급수단의 후방에 배치되어 상기 3층 전극막에 적층된 상기 가스 확산층의 위치를 고정하도록 공기분사부재와; 상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 상기 공기분사부재에 의해 고정된 상기 3층 전극막과 상기 가스 확산층을 가압하여 일체화되도록 구비된 가압수단을 포함하여, 5층 전극막을 자동으로 제작하므로 생산 시간 단축을 통한 생산성 향상 및 원가가 절감되는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치를 도시한 사시도, 도 3a는 본 발명에 따른 위치인식수단에 의해 지그부재의 동작을 도시한 평면도, 도 3b는 본 발명에 따른 위치인식수단에 의해 지그부재의 동작을 도시한 측면도, 도 4a는 본 발명에 따른 전극막 위치인식센서로 이동되는 지그부재를 도시한 측면도, 도 4b 내지 도 4d는 본 발명에 따른 전극막 위치인식센서와 보조모터의 작동을 도시한 도면, 도 5a는 본 발명에 따른 위치고정부재의 작동을 도시한 측면도, 도 5b는 본 발명에 따른 총 4개의 위치고정부재를 도시한 자동조립장치의 평면도, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부가 가스 확산층 공급부로 이동하여 저장된 가스 확산층를 공급받는 것을 도시한 측면도, 도 6c는 본 발명에 따른 3층 분리막 상하부에 가스 확산층 분사부를 배치하여 가스 확산층을 적층하는 것을 도시한 측면도, 도 7a은 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부가 3층 전극막으로 이동되는 것을 도시한 평면도, 도 7b는 상기 가스 확산층 분사부가 3층 전극막의 상하에 맞물려 위치고정부재로 이동되는 것을 도시한 도면, 도 8a 내지 8c은 본 발명에 따른 공기분사부재와 가압수단의 작동을 간략하게 도시한 측면도, 도 9는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부와 공기분사부재와 가압수단을 개략적으로 도시한 도면, 도 10a는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부를 도시한 평면도, 도 10b는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부를 도시한 정면도, 도 10c 및 도 10d는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부의 작동 원리를 도시한 도면, 도 11a는 본 발명에 따른 공기분사부재를 도시한 평면도, 도 11b는 본 발명에 따른 공기분사부재를 도시한 정면도, 도 11c는 본 발명에 따른 공기분사부재의 작동을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치는, 양측에 지그홀(94)이 형성된 3층 전극막(90)을 이동시키도록 구비된 조립다이(10)와, 상기 조립다이(10)의 전방 일측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 3층 전극막(90)이 상기 조립다이(10)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 지그홀(94)에 삽입 고정되는 지그부재(30)와; 상기 3층 전극막(90)의 위치를 감지하여 상기 지그부재(30)에 정보를 제공하고, 상기 3층 전극막(90)의 위치를 조정하도록 상기 조립다이의 전방에 배치되는 위치인식수단(20)(40)과; 상기 3층 전극막(90)에 동일한 형상의 가스 확산층을 상하 적층되도록 상기 위치인식수단(20)(40)의 후방 및 상기 조립다이(10)의 양측에 상하가 바뀐 형태로 배치된 가스 확산층 공급수 단(60)과; 상기 가스 확산층 공급수단(60)의 후방에 배치되어 상기 3층 전극막(90)에 적층된 상기 가스 확산층(92)의 위치를 고정하도록 공기분사부재(70)와; 상기 공기분사부재(70)의 후방에 배치되고, 상기 공기분사부재(70)에 의해 고정된 상기 3층 전극막(90)과 상기 가스 확산층(92)을 가압하여 일체화되도록 구비된 가압수단(80)이 구비된다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 위치인식수단(20)(40)은 상기 조립다이(10)의 전방에 배치되고, 상기 3층 전극막(90)에 형성된 상기 지그홀(94)의 위치를 감지하여 상기 지그부재(30)를 이동시켜 상기 지그홀(94)에 삽입 고정되도록 하는 지그홀 위치인식센서(20)와; 상기 지그홀 위치인식센서(20)의 후방으로 일정거리 이격 배치되고, 상기 지그부재(30)에 고정되어 이동되는 상기 3층 전극막(90)의 좌우 위치를 감지하여 위치를 조정하도록 구비된 전극막 위치인식센서(40)를 포함한다.
상기 조립다이(10)의 상단과 상기 지그부재(30)의 중앙 하단에 배치되고, 상기 전극막 위치인식센서(40)에 저장되어 있는 기준 위치와 상기 전극막 위치인식센서(40)에 인식되어 점선으로 표시된 실제 위치의 오차를 측정하여 상기 지그부재(30)를 좌우 이동하여 위치를 바로 잡는 보조모터(45)를 더 포함한다.
상기 보조모터(45)를 통해 위치가 바르게 잡힌 상기 3층 전극막(90)을 가압하여 위치를 고정하도록 상기 조립다이(10)의 양측에 복수개 배치되는 위치고정부재(50)를 더 포함한다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 위치고정부재(50)는 상기 3층 전극 막(90)의 상하부를 가압하도록 배치된 2개의 프레스(52)와, 상기 프레스(52)는 상기 프레스(52)의 일측에 일체로 구비된 복수개의 롤러(54)를 각각 가압하여 상기 3층 전극막(90)의 위치가 고정된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 가스 확산층 공급수단(60)은 가스 확산층(92)을 저장하기 위해 상기 조립다이(10)의 좌우로 배치된 가스 확산층 공급부(66)와, 상기 가스 확산층 공급부(66)에 각각 대향 배치되고, 상기 3층 전극막(90)의 상하로 이동되어 상기 3층 전극막(90)의 상하부에 가스를 분사하여 상기 가스 확산층(92)을 적층하는 가스확산층 분사부(65)를 포함한다.
도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 가스확산층 분사부(65)의 일측에는 충격을 방지하는 충격 방지 패드(65b)와, 가스를 복수개 형성된 홀을 통해 분사되도록 상기 충격 방지 패드(65b)의 외측에 구비된 진공패드(65a)와, 상기 가스 확산층 공급부(를 통해 공급된 가스를 상기 가스 확산층 분사부 내부에 이동시키도록 구비된 복수개의 배관(68)과, 상기 배관(68)에 복수개 이격 배치되고, 상기 배관(68)을 통해 오는 가스를 상기 3층 전극막(90)의 위치에 따라 제어하는 체크밸브(67)와, 상기 3층 전극막(90)의 위치를 감지하여 상기 체크밸브(67)를 제어하고, 상기 가스 확산층 분사부(65) 내부에 각각 복수개 이격 배치되는 제1센서부(65c)와 제2센서부(65d)를 포함하여 구성된다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 상기 공기분사부재(70)는 이동되어 오는 상기 3층 전극막(90)과 상기 가스 확산층(92)에 공기를 분사하여 상기 3층 전극막(90)의 상하부에 적층된 상기 가스 확산층(92)의 위치가 고정된다.
상기 공기분사부재(70)는 상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 형성된 홀을 통해 공기를 분사하도록 상기 공기 분사부재(70)의 내부에 복수개 배치되는 공기분사부재의 배관(76)과, 상기 공기분사부재(70)의 배관(76)에 일정거리 이격 배치되고, 상기 공기분사부재(70)의 외측에 복수개가 상하로 이격 배치되어 상기 3층 전극막(90)의 위치를 제어하는 공기분사부재의 센서부(72)와, 상기 공기분사부재의 배관(을 통해 들어온 공기를 상기 공기분사부재의 센서부(72)에 의해 제어하도록 구비된 복수개의 공기분사부재의 체크밸브(74)를 포함하여 구성된다.
도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공기분사부재(70)의 후방에 배치되고, 이동되는 상기 3층 전극막과 상기 3층 전극막의 상하에 적층된 상기 가스 확산층의 상하로 구비된 롤 프레스가 회전되어 일체로 형성된 5층 전극막(100)이 제작된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치는, 양측에 지그홀(94)이 형성된 3층 전극막(90)을 이동하기 위해 조립다이(10)를 구비한다.
상기 3층 전극막(90)이 상기 조립다이(10)로부터 이탈되는 것을 방지하고, 상기 3층 전극막(90)에 형성된 상기 지그홀(94)에 삽입 고정할 수 있도록 지그부재(30)를 상기 조립다이(10)의 전방 일측에 이동 가능하게 배치한다.
상기 3층 전극막(90)이 상기 조립다이(10)를 통해 후방으로 이동시 상기 3층 전극막(90)의 위치를 감지하여 상기 지그부재(30)에 정보를 제공하고 상기 3층 전 극막(90)의 위치를 설정된 위치로 자동으로 조정하도록 위치인식수단(20)(40)을 상기 조립다이(10)의 전방에 이격 배치한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면 상기 위치인식수단(20)(40)은 상기 조립다이(10)의 전방에 배치되고, 상기 3층 전극막(90)에 형성된 상기 지그홀(94)의 위치를 감지하여 상기 지그부재(30)에 정보를 제공하고, 상기 지그부재(30)를 이동시켜 상기 지그홀(94)에 삽입 고정되도록 하는 지그홀 위치인식센서(20)를 배치한다.
또한, 상기 지그홀 위치인식센서(20)의 후방으로 일정거리 이격 배치하고, 상기 지그부재(30)에 고정되어 이동하는 상기 3층 전극막(90)의 좌우 위치를 감지하여 위치를 조정하도록 전극막 위치인식센서(40)를 구비한다.
또한, 상기 조립다이(10)의 상단과 상기 지그부재(30)의 중앙 하단에 보조모터(45)를 설치한다.
상기 보조모터(45)를 설치함으로써, 상기 전극막 위치인식센서(40)에 저장되어 있는 기준 위치와 상기 전극막 위치인식센서(40)에 감지되는 실제 위치의 오차를 측정하여 오차 범위만큼 상기 지그부재(30)를 좌우 이동하여 위치를 바로 잡는다.
또한, 상기 전극막 위치인식센서(40)는 상기 3층 전극막(90)의 위치를 상기 전극막 위치인식센서(40)의 후방 및 상기 조립다이(10)의 양측으로 배치되고, 동일 한 형태이지만 상하가 뒤바뀐 형태의 가스 확산층 공급수단(60)에 정보를 제공한다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 위치고정부재(50)를 상기 전극막 위 치인식센서(40)의 후방에 배치하고, 상기 3층 전극막(90)의 상하부를 가압하여 상기 3층 전극막(90)의 위치가 상기 조립다이(10)에서 이탈되는 것을 방지하도록 배치된 상하 2개의 프레스(52)를 배치한다.
이때, 상기 프레스(52)는 상기 프레스(52)의 일측에 일체로 구비된 복수개의 롤러(54)를 각각 가압함으로써 상기 3층 전극막(90)의 위치의 고정이 가능하다.
또한, 상기 보조모터(45)를 통해 위치가 바르게 잡힌 상기 3층 전극막(90)을 가압하여 위치를 고정하도록 상기 위치고정부재(50)를 상기 조립다이(10)의 양측으로 전후 방향으로 이격되게 배치한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 가스 확산층 공급수단(60)은 가스 확산층(92)을 저장하기 위해 상기 조립다이(10)의 좌우로 배치된 가스 확산층 공급부(66)와, 상기 3층 전극막의 상하로 이동되어 상기 3층 전극막(90)의 상하부에 가스를 분사하여 상기 가스 확산층(92)을 적층하는 가스 확산층 분사부(65)를 포함하여 상기 가스 확산층 공급부(66)에 각각 대향 배치한다.
이때, 좌우에 배치되는 상기 가스 확산층 분사부(65)와 상기 가스 확산층 공급부(66)를 뒤바뀐 형태로 배치함으로써, 정보를 제공받은 상기 가스 확산층 공급수단(60)은 상기 3층 전극막(90)에 동일한 형상의 가스 확산층(92)을 상하 적층되도록 하고, 이동되어 오는 상기 3층 전극막(90)의 상하부에 상기 가스 확산층 분사부(65)가 이동하여 상기 3층 전극막의(90) 상하부로 상기 가스 확산층 분사부(65)를 그립(grip)한다.
도 2 및 도 7을 참조하여 공기분사부재(70)를 상기 가스 확산층 공급수 단(60)의 후방에 배치함으로써, 상기 3층 전극막(90)에 적층된 상기 가스 확산층(92)의 위치가 이탈되지 않도록 고정하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공기분사부재(70)의 후방에 배치하고, 상기 공기분사부재(70)에 의해 고정된 상기 3층 전극막(90)과 상기 가스 확산층(92)을 가압하여 일체화되도록 가압수단(80)을 구비한다.
도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 가스 확산층 분사부에 의해 분사되는 과정을 살펴보면 상기 가스 확산층 분사부(65)의 일측에는 충격을 방지하는 충격 방지 패드(65b)와, 가스를 복수개 형성된 홀을 통해 분사되도록 상기 충격 방지 패드(65b)의 외측에 구비된 진공패드(65a) 부착되어 있다.
또한, 상기 가스 확산층 공급부(66)를 통해 공급된 가스를 상기 가스 확산층 분사부 내부에 이동시키도록 복수개의 배관(68)이 구비되고, 가스를 외부로 분사할 수 있도록 복수개의 또 다른 배관을 수직하게 복수개 이격 배치한다.
이때, 상기 배관(68)을 통해 오는 가스를 상기 3층 전극막(90)의 위치에 따라 제어하는 체크밸브(67)를 상기 배관(68)에 각각 배치한다.
또한, 상기 3층 전극막(90)의 위치를 감지하여 상기 체크밸브(67)를 제어하고, 상기 가스 확산층 분사부(65) 내부에 각각 복수개가 이격 배치되는 제1센서부(65c)와 제2센서부(65d)를 포함한다.
상기 제1센서부(65c)와 상기 제2센서부(65d)에 동시에 신호가 들어올 때 각 번호별 상기 채크밸브(67)가 열리고 닫혀 가스의 분사를 제어하게 된다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 상기 공기분사부재(70)는 이동되어 오는 상기 3 층 전극막(90)과 상기 가스 확산층(92)에 공기를 분사하여 상기 3층 전극막(90)의 상하부에 적층된 상기 가스 확산층(92)의 위치를 고정한다.
여기서 상기 공기분사부재(70) 작동 원리 및 구성이 상기 가스 확산층 분사부(65)와 유사함을 알 수 있다.
상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 형성된 홀을 통해 공기를 분사하도록 공기분사부재의 배관(76)을 상기 공기 분사부재(70)의 내부에 복수개 배치한다.
그리고, 공기분사부재의 센서부(72)를 상기 공기분사부재의 배관(76)을 기준으로 일정거리 이격 배치하고, 상기 공기분사부재(70)의 외측에 복수개가 상하로 이격 배치한다.
상기 공기분사부재의 배관(76)을 통해 들어온 공기를 상기 공기분사부재의 센서부(72)에 의해 제어하도록 복수개의 공기분사부재의 체크밸브(74)를 한다.
여기서 상기 공기분사부재(70)의 일측에 상,하로 배치한 상기 센서부(72)에 신호가 들어오면 상기 공기분사부재의 체크밸브(74)가 열리면서 공기가 분사된다.
도 2 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 공기분사부재(70)의 후방에 배치되고, 이동되는 상기 3층 전극막(90)과 상기 3층 전극막(90)의 상하에 적층된 상기 가스 확산층(92)의 상하로 구비된 롤 프레스(81)가 회전되어 일체로 형성된 5층 전극막(100)이 제작된다.
상기와 같이 상기 5층 전극막을 자동조립장치를 이용하여 제작함으로써, 수동으로 제작할 때 보다 생산 시간 단축을 통한 생산성이 향상되고 원가 절감의 이점있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치는, 현재 수동으로 제작되고 있는 연료전지 스택의 5층 전극막을 자동 조립되는 장치를 이용하여 제작함으로써, 생산 시간 단축을 통한 생산성 향상 및 원가를 절감하는 활용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 5층 전극막이 수동 제작되는 것을 간략하게 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 자동조립장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 위치인식수단에 의해 지그부재의 동작을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 위치인식수단에 의해 작동되는 지그부재와 보조모터를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 위치고정부재의 위치 및 작동을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 가스 확산층 공급수단을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 가스 확산층 공급수단이 3층 전극막으로 이동되는 것을 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 공기분사부재 및 가압수단의 작동을 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부와 공기분사부재와 가압수단을 개략적으로 도시한 측면도.
도 10은 본 발명에 따른 가스 확산층 분사부의 작동을 도시한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 공기분사부재의 작동을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 조립다이 20 : 지그홀 위치인식센서
30 : 지그부재 40 : 전극막 위치인식센서
45 : 보조모터 50 : 위치고정부재
52 : 프레스 54 : 롤러
60 : 가스 확산층 공급수단 65 : 가스 확산층 분사부
65a : 진공패드 65b : 충격 방지 패드
65c : 제 1센서부 65d : 제 2센서부
66 : 가스 확산층 저장부 67 : 체크밸브
68 : 배관 70 : 공기분사부재
72 : 공기분사부재의 센서부 74 : 공기분사부재의 체크밸브
76 : 공기분사부재의 배관 80 : 가압수단
81 : 롤 프레스 90 : 3층 전극막
92 : 가스 확산층 94 : 지그홀
100 : 5층 전극막

Claims (10)

  1. 양측에 지그홀이 형성된 3층 전극막을 이동시키도록 구비된 조립다이와;
    상기 조립다이의 전방 일측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 3층 전극막이 상기 조립다이로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 지그홀에 삽입 고정되는 지그부재와;
    상기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 지그부재에 정보를 제공하고, 상기 3층 전극막의 위치를 조정하도록 상기 조립다이의 전방에 배치되는 위치인식수단과;
    상기 3층 전극막에 동일한 형상의 가스 확산층을 상하 적층되도록 상기 위치인식수단의 후방 및 상기 조립다이의 양측에 상하가 바뀐 형태로 배치된 가스 확산층 공급수단과;
    상기 가스 확산층 공급수단의 후방에 배치되어 상기 3층 전극막에 적층된 상기 가스 확산층의 위치를 고정하도록 공기분사부재와;
    상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 상기 공기분사부재에 의해 고정된 상기 3층 전극막과 상기 가스 확산층을 가압하여 일체화되도록 구비된 가압수단을 포함하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치인식수단은 상기 조립다이의 전방에 배치되고, 상기 3층 전극막에 형성된 상기 지그홀의 위치를 감지하여 상기 지그부재를 이동시켜 상기 지그홀에 삽입 고정되도록 하는 지그홀 위치인식센서와;
    상기 지그홀 위치인식센서의 후방으로 일정거리 이격 배치되고, 상기 지그부재에 고정되어 이동되는 상기 3층 전극막의 좌우 위치를 감지하여 위치를 조정하도록 구비된 전극막 위치인식센서를 포함하여 구성된 연료전지 스택의 자동조립장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조립다이의 상단과 상기 지그부재의 중앙 하단에 배치되고, 상기 전극막 위치인식센서에 저장되어 있는 기준위치와 상기 전극막 위치인식센서로 인식한 실제위치의 오차를 측정하여 상기 지그부재를 좌우 이동하여 위치를 바로 잡는 보조모터를 더 포함하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조모터를 통해 위치가 바르게 잡힌 상기 3층 전극막을 가압하여 위치를 고정하도록 상기 조립다이의 양측에 복수개 배치되는 위치고정부재를 더 포함하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 위치고정부재는 상기 3층 전극막의 상하부를 가압하도록 배치된 프레스와, 상기 프레스는 상기 프레스의 일측에 일체로 구비된 롤러를 각각 가압하여 상기 3층 전극막의 위치를 고정하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 확산층 공급수단은 가스 확산층을 저장하기 위해 상기 조립다이의 좌우에 각각 배치된 가스 확산층 공급부와;
    상기 가스 확산층 공급부에 각각 대향 배치되고, 상기 3층 전극막의 상하로 이동되어 상기 3층 전극막의 상하부에 가스를 분사하여 상기 가스 확산층을 적층하는 가스확산층 분사부를 포함하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스확산층 분사부의 일측에는 충격을 방지하는 충격 방지 패드와,
    가스를 복수개 형성된 홀을 통해 분사되도록 상기 충격방지 패드의 외측에 구비된 진공패드와,
    상기 가스 확산층 공급부를 통해 공급된 가스를 상기 가스 확산층 분사부 내 부에 이동시키도록 구비된 배관과,
    상기 배관에 복수개 이격 배치되고, 상기 배관을 통해 오는 가스를 상기 3층 전극막의 위치에 따라 제어하는 체크밸브와,
    상기 3층 전극막의 위치를 감지하여 상기 체크밸브를 제어하고, 상기 가스 확산층 분사부 내부에 각각 복수개 이격 배치되는 제1센서부와 제2센서부를 포함하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기분사부재는 공기를 분사하여 상기 3층 전극막과 분사되어 상기 3층 전극막의 상하부에 적층된 상기 가스 확산층의 위치를 고정하는 연료전지 스택의 자동조립장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기분사부재는 상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 형성된 홀을 통해 공기를 분사하도록 내부에 배치되는 공기분사부재의 배관과,
    상기 공기분사부재의 배관에 연결 배치되고, 상기 공기분사부재의 외측에 복수개 이격 배치되어 상기 3층 전극막의 위치를 제어하는 공기분사부재의 센서부와, 상기 공기분사부재의 배관을 통해 들어온 공기를 상기 공기분사부재의 센서 부에 의해 제어하도록 구비된 공기분사부재의 체크밸브를 포함하여 구성된 연료전지 스택의 자동조립장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기분사부재의 후방에 배치되고, 이동되는 상기 3층 전극막과 상기 3층 전극막의 상하에 적층된 상기 가스 확산층을 상하로 구비된 롤 프레스가 회전되어 일체화된 5층 전극막이 일체로 형성되는 연료전지 스택의 자동조립장치.
KR1020080031783A 2008-04-04 2008-04-04 연료전지 스택의 자동조립장치 KR20090106217A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080031783A KR20090106217A (ko) 2008-04-04 2008-04-04 연료전지 스택의 자동조립장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080031783A KR20090106217A (ko) 2008-04-04 2008-04-04 연료전지 스택의 자동조립장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090106217A true KR20090106217A (ko) 2009-10-08

Family

ID=41535858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080031783A KR20090106217A (ko) 2008-04-04 2008-04-04 연료전지 스택의 자동조립장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090106217A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042443A1 (de) 2010-06-29 2011-12-29 Hyundai Motor Co. Vorrichtung und Verfahren für eine zerstörungsfreie Messung der Biegesteifigkeit von Brennstoffzellen
KR101304700B1 (ko) * 2011-09-08 2013-09-06 현대하이스코 주식회사 막 전극 접합체의 적층 안정성 개선을 위한 핫프레싱 장치
KR101490051B1 (ko) * 2013-10-10 2015-02-04 세방전지(주) 격리판 찌그러짐이 개선된 a.g.m 전지 스태커 자동화 시스템
US10100151B2 (en) 2013-11-25 2018-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition for preparing polyimide, polyimide, and article including same
US10622645B2 (en) 2016-12-06 2020-04-14 Hyundai Motor Company Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042443A1 (de) 2010-06-29 2011-12-29 Hyundai Motor Co. Vorrichtung und Verfahren für eine zerstörungsfreie Messung der Biegesteifigkeit von Brennstoffzellen
KR101304700B1 (ko) * 2011-09-08 2013-09-06 현대하이스코 주식회사 막 전극 접합체의 적층 안정성 개선을 위한 핫프레싱 장치
KR101490051B1 (ko) * 2013-10-10 2015-02-04 세방전지(주) 격리판 찌그러짐이 개선된 a.g.m 전지 스태커 자동화 시스템
US10100151B2 (en) 2013-11-25 2018-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition for preparing polyimide, polyimide, and article including same
US10622645B2 (en) 2016-12-06 2020-04-14 Hyundai Motor Company Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method
US11482716B2 (en) 2016-12-06 2022-10-25 Hyundai Motor Company Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090106217A (ko) 연료전지 스택의 자동조립장치
KR101684550B1 (ko) 연료전지용 막-전극 어셈블리의 제조장치 및 방법
KR100962897B1 (ko) 연료전지 스택 조립장치용 이송기
US20160079615A1 (en) Water transfer compound
CN103180597A (zh) 用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的装置
WO2005106998A1 (ja) 燃料電池のセパレータ、セパレータの接合方法、燃料電池
JP2010521784A5 (ko)
US20200266459A1 (en) Method and system for setting cutting time of gasket during manufacture of mea
EP2082870A3 (en) Method of forming laminated body and method of manufacturing sensor element
EP2484527A1 (en) Pressure damper, liquid jet head, and liquid jet apparatus
KR101827062B1 (ko) 연료전지 스택 소재 공급 장치 및 그 공급 방법
WO2007084109A3 (en) Ultrasonically welded fuel cell unitized electrode assembly
JP5374825B2 (ja) 燃料電池セルの製造装置
CN201120766Y (zh) 具有吹气功能的前规台
DE60035618D1 (de) Herstellungsverfahren für einen tintenstrahldruckkopf mit bewegender düse und externem betätiger
CN105706286B (zh) 燃料电池
JP2009535239A5 (ko)
CA2451784A1 (en) Method of laminating fuel cell-use separator and film/electrode junction element and device therefor
KR101396156B1 (ko) 태빙장치
JP2009178893A (ja) 液体移送装置及び液体移送装置の製造方法
KR101396151B1 (ko) 태빙장치
JP2006147231A (ja) 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法
JP2008269810A (ja) 燃料電池セルの製造方法および製造装置
KR20150130793A (ko) 연료전지 스택 체결 장치
CN210935677U (zh) 点胶阀吹气泵机构

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application