KR20130011202A - 연료전지 스택용 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료전지 스택용 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복잡한 구조를 가지면서 경로가 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 전 구간에 걸쳐 고르게 산화층을 형성할 수 있는 산화층 형성 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 이를 위해, 본 발명은, 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조와; 상기 전해조의 전해액 안에 넣어진 매니폴드 블록과 전해액에 전원장치로부터 산화층 형성을 위한 전원을 인가하기 위한 전극과; 전해액 내부에 산소를 공급하기 위한 산소공급장치;를 포함하여 구성되고, 상기 전해액에 연결되는 전극은 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치, 및 이를 이용한 산화층 형성 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 연료전지 스택용 매니폴드 블록 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복잡한 구조를 가지면서 경로가 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 전 구간에 걸쳐 고르게 산화층을 형성할 수 있는 연료전지 스택용 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 발전장치로, 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) 형태가 가장 많이 연구되고 있다.
고분자 전해질막 연료전지는 수소 이온이 이동하는 고체 고분자 전해질막을 중심으로 막 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체, 반응기체를 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층, 반응기체 및 냉각수를 반응 유로를 따라 이동시키는 분리판, 그리고 반응기체 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압 유지를 위한 가스켓 및 체결기구를 포함하여 구성된다.
또한 연료전지 스택에는 반응 전, 후의 기체와 냉각수가 연료전지에 유, 출입되도록 하는 일종의 유로 부재로서 스택의 입구단 유로와 출구단 유로를 형성하는 매니폴드 블록이 조립된다.
상기 매니폴드 블록은 기체와 냉각수를 통과시키는 길고 복잡한 내부 유로를 가지며, 연료전지 차량에 복수개의 스택 모듈이 탑재되는 경우라면, 스택 모듈 외측에 부착된 매니폴드 블록은 각 스택 모듈에 반응기체(공기,수소)와 냉각수를 균등하게 공급해주는 역할을 하게 된다.
이러한 매니폴드 블록을 제조하는 방법으로는 알루미늄 주조 공법으로 블록 형상을 성형한 뒤 외부 및 내부 유로에 내부식성 향상을 위한 산화층을 형성하여 제조하는 방법이 연구되고 있다.
매니폴드 블록의 제조 과정에서 산화층을 형성하는 방법으로는 무기 재료를 주성분으로 한 전해액 속에 성형한 매니폴드 블록을 위치시킨 뒤 전기를 인가하여 전기화학적으로 산화층을 형성하는 방법(PEO:Plasma Electrolyte Oxidation or Anodizing)이 이용될 수 있다.
즉, 도 1을 참조하여 설명하면, 도시된 바와 같이 전해액이 충전(充塡)된 전해조(1) 안에 매니폴드 블록(3)을 위치시킨 뒤, 매니폴드 블록(3)에는 양극을, 전해액에는 음극을 연결하고, 전해액 내부에 산소(공기)를 공급하여, 매니폴드 블록(3)의 표면에 산화피막을 형성하게 된다.
이때, 산화층 형성에 필요한 충분한 산소가 공급될 수 있도록 전해조(1) 안에는 기포발생장치(2)를 설치하여, 이를 통해 만들어진 기포를 통해 다량의 산소를 공급하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 방법에서는 매니폴드 블록의 외부 및 내부 유로 입구부 등에는 충분한 산화층을 용이하게 형성할 수 있으나 내부 유로의 내부에는 산화층을 형성하기 위한 전원을 인가하기가 어려운 문제가 있다.
또한 내부 유로의 전 구간에 걸쳐 산화층 형성을 고르게 형성하기 위해 산화반응에 필요한 충분한 산소 공급이 이루어져야 하나 전해조 안의 기포발생장치를 통해 기포를 발생시키더라도 내부 유로에는 충분한 산소 공급이 이루어지지 않는다.
이에 따라 산화층 형성이 진행되면서 내부 유로의 전해액에 존재하는 산소가 소모될 경우 더 이상 산화층이 형성되지 않으며, 이로 인해 내부 유로의 입구부에는 어느 정도 산화층을 형성할 수 있지만 그 안쪽의 유로에는 산화층이 형성되기 어렵다.
도 2는 산화층 미형성 구간을 설명하기 위한 간략 도면으로, 보다 쉽게 설명하면, 전체 유로 길이 중 유로 입구부에서 입구 폭(B) 2배 정도의 길이까지는 산화층 형성이 가능하지만 나머지 구간(L - (2×B + 2×B)의 길이)에서는 산화층이 형성되지 않는다.
이와 같이 복잡한 구조를 가지면서 경로가 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 산화층이 형성되지 않는 구간이 발생하므로, 이를 해결할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 복잡한 구조를 가지면서 경로가 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 전 구간에 걸쳐 고르게 산화층을 형성할 수 있는 산화층 형성 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조와; 상기 전해조의 전해액 안에 넣어진 매니폴드 블록과 전해액에 전원장치로부터 산화층 형성을 위한 전원을 인가하기 위한 전극과; 전해액 내부에 산소를 공급하기 위한 산소공급장치;를 포함하여 구성되고, 상기 전해액에 연결되는 전극은 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극은 절연튜브로 피복되어 제작되고, 상기 절연튜브에는 내부의 전극과 내부 유로에 채워진 외부의 전해액 간에 전기적인 연결이 이루어지도록 하는 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 바람직한 실시예에서, 상기 산소공급장치는 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 개별적으로 배치되는 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 공급받아 내부 유로에 방출하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 산소공급장치는, 전해액을 펌핑하여 전해액공급관을 통해 공급하는 펌프와; 공기공급관을 통해 공기를 공급하는 공기공급장치와; 상기 전해액공급관 및 공기공급관이 연결되어 펌프에 의해 공급되는 전해액과 공기공급장치에 의해 공급되는 공기의 혼합이 이루어지는 혼합챔버와; 상기 혼합챔버로부터 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 기포공급관을 통해 공급받아 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 개별적으로 공급하도록 설치되는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은, 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조의 전해액 안에 매니폴드 블록을 위치시키고, 산소공급장치에 의해 전해액 내부에 산소가 공급되도록 하는 동시에, 상기 전해액과 매니폴드 블록에 산화층 형성을 위한 전원장치의 전원을 인가하며, 상기 전해액에 연결되는 전극을 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입하여 내부 유로 내 전해액에 전원이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극은 절연튜브로 피복한 것을 사용하고, 상기 절연튜브에 내부의 전극과 내부 유로에 채워진 외부의 전해액 간에 전기적인 연결이 이루어지도록 하는 홀을 형성한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전해액 내부에 산화층 형성에 필요한 산소를 공급하되, 산소공급장치의 노즐을 매니폴드 블록의 각 내부 유로 입구부에 개별 설치하여, 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 상기 각 노즐을 통해 내부 유로에 공급하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 스택용 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치 및 방법에 의하면, 매니폴드 블록의 각 내부 유로를 따라 길게 삽입될 수 있는 전극과, 각 내부 유로에 개별적으로 산소를 공급하기 위한 산소공급장치를 이용함으로써, 복잡한 구조를 가지면서 경로가 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 산화층 형성을 위한 충분한 전원과 산소를 제공할 수 있고, 결국 내부 유로의 전 구간에 걸쳐 고르게 산화층을 형성할 수 있는 이점이 있게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 산화층 형성 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 종래기술에 따른 문제점(산화층 미형성 구간 발생)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치에서 내부 유로에 삽입되는 전극, 및 매니폴드 블록의 내부 유로에 전극이 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 문제점(산화층 미형성 구간 발생)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치에서 내부 유로에 삽입되는 전극, 및 매니폴드 블록의 내부 유로에 전극이 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 연료전지 스택용 매니폴드 볼록에 내부식성 향상을 위한 산화층을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복잡하면서 긴 매니폴드 블록의 내부 유로에서 산화층 미형성 구간이 발생하는 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 매니폴드 블록의 각 내부 유로를 따라 길게 삽입될 수 있는 전극과, 각 내부 유로에 개별적으로 산소를 공급하기 위한 산소공급장치를 이용하는 점에 주된 특징이 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치에서 내부 유로에 삽입되는 전극, 및 매니폴드 블록의 내부 유로에 전극이 삽입된 상태를 나타내는 단면도이다.
먼저 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 산화층 형성 장치의 전체 구성이 도시되어 있다.
산화층 형성 장치의 구성을 살펴보면, 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조(1), 전해조(1)의 전해액 안에 넣어진 매니폴드 블록(3)과 전해액에 산화층 형성을 위한 전원을 인가(전류 인가)하기 위한 전극(4,5), 전해액 내부에 산소(공기)를 공급하기 위한 산소공급장치(10)를 주된 구성으로 한다.
여기서, 전극(4,5)에는 도시하지 않은 외부의 전원장치가 연결되고, 이를 통해 공정 중 전원장치로부터 전극에 산화/환원반응에 필요한 전류가 인가되는바, 전류를 인가할 경우 산화층 형성을 위한 통상의 전기화학적 반응 메커니즘에 의해 매니폴드 블록(3)(알루미늄 재질)의 표면에 산화층이 형성될 수 있다.
이러한 산화 형성 장치에서 산화층을 형성하고자 하는 매니폴드 블록(3)에는 양극의 전극(4)을 연결하고, 전해액에는 음극의 전극(5)을 연결하는데, 종래와 같이 전해액에 단순히 전극을 삽입하여 음극을 걸어줄 경우 경로가 긴 매니폴드 블록(3)의 내부 유로에서는 전해액의 충분한 음극화가 이루어지지 않아 산화층이 형성될 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 매니폴드 블록(3)의 각 내부 유로에 개별적으로 삽입되는 음극의 전극(5)(전해액에 음극을 걸어주기 위한 전극)을 추가로 사용하며, 이를 통해 내부 유로의 전해액에도 산화층 형성에 필요한 충분한 전원이 공급될 수 있도록 한다.
상기 내부 유로에 삽입되는 전극(5)은 도 4에 나타낸 바와 같이 내부 유로를 따라 길게 삽입될 수 있는 형상으로 제작되고, 또한 매니폴드 블록(3)의 내부 유로가 곡선 유로 형상을 가지므로 곡선 유로를 따라 삽입될 수 있게 유연성(flexibility)을 갖는 와이어 형태로 제작된다.
이때, 도전성 재질의 전극(5)을 매니폴드 블록(3)의 내부 유로에 그대로 삽입할 경우 음극의 전극(5)과 양극의 매니폴드 블록(3)이 쇼트(short)되어 매니폴드 블록을 손상시키는 것은 물론 산화반응이 제대로 일어나지 않는다.
따라서, 전극(5)을 전기 절연 재질의 절연튜브(5a)로 피복하여 제작하고, 또한 절연튜브(5a)에는 내부의 전극(5)와 외부의 전해액 간에 전기적인 연결이 이루어지도록 다수의 홀(5b)을 형성한다.
상기 홀(5b)은 절연튜브(5a)의 길이방향을 따라 일정 간격 및 패턴으로 형성될 수 있는데, 이때 홀(5b)의 형상으로는 원형, 사각형, 별(star) 모양 등이 가능하고, 홀(5b)의 크기 및 개수는 매니폴드 블록(3)에 형성할 산화층의 생성 깊이 등을 고려하여 조정할 수 있다.
이와 같이 하여 전해액이 채워진 전해조(1) 안에 매니폴드 블록(3)을 위치시킨 뒤, 도 4에 나타낸 바와 같이 매니폴드 블록(3)의 내부 유로에 절연튜브(5a)로 피복된 음극의 전극(5)을 삽입하고, 이어 음극의 전극(5)과 매니폴드 블록(3)에 접속시킨 양극의 전극(4)을 이용하여 전원장치로부터 전류를 인가하면 매니폴드 블록(3)의 표면에 산화층을 형성할 수 있다.
특히, 각 내부 유로에 삽입된 전극(5)에 의해 내부 유로의 전 구간에 걸쳐 고르게 산화층이 형성될 수 있고, 종래와 같이 내부 유로 안쪽에서 산화층이 형성되지 않는 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한 본 발명에서 매니폴드 블록(3)의 각 내부 유로에 상술한 와이어 형상의 전극(5)을 삽입함과 아울러, 매니폴드 블록(3) 외부의 전해액에도 기존과 같이 음극의 전극(도 3에서 동일 부호 5로 나타냄)을 함께 삽입하여 전원을 인가하며, 이를 통해 매니폴드 블록(3)의 외부 및 내부 유로 전체에 고르게 산화층이 형성되도록 한다.
한편, 본 발명에서 전해액 내부에 산소(공기)를 공급하기 위한 산소공급장치의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
산소공급장치(10)는 매니폴드 블록(3)의 각 내부 유로에 산화층 형성에 필요한 충분한 산소를 공급할 수 있도록 구성되는데, 복잡하면서도 경로가 긴 각각의 내부 유로에 개별 노즐(15)을 통해 산소가 포함된 기포를 공급하도록 구성되고, 이를 통해 내부 유로 전 구간에 걸쳐 산화층이 효과적으로 생성될 수 있도록 한다.
즉, 전해조(1) 안에 산소가 포함된 기포를 매니폴드 블록(3)의 각 내부 유로에 개별 공급하는 다수의 노즐(15)을 설치하는 것이다.
이때, 산소공급장치(10)는 전해액과 공기를 혼합하여 기포가 포함된 전해액을 각각의 노즐(15)을 통해 내부 유로에 공급하는 방식으로 구성된다.
좀더 상세히는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전해조(1) 안에 매니폴드 블록(3)을 고정할 수 있는 지그(8)가 설치되고, 이 지그(8)에 고정된 매니폴드 블록(3)의 각 내부 유로 입구부에 인접 배치되는 다수의 노즐(15)이 설치된다.
상기 각 노즐(15)은 지그(8)에 일체로 설치된 지지대(9)에 장착되고, 지지대(9)에서 내부 유로 안으로 기포가 포함된 전해액을 방출하도록 각 노츨(15)의 출구가 각 내부 유로 안쪽을 향하도록 설치된다.
또한 전해조(1) 내부에는 전해액을 펌핑하여 압송하는 펌프(11)가 설치되고, 이와 더불어 지그(8)에는 혼합챔버(13)가 설치되며, 상기 펌프(11)와 혼합챔버(13) 사이에는 펌프(11)에 의해 압송되는 전해액이 혼합챔버(13)로 공급될 수 있도록 전해액공급관(11a)이 연결된다.
상기 혼합챔버(13)에는 전해조(1) 외부의 공기공급장치(12)로부터 연결된 공기공급관(12a)이 연결되며, 이에 공기공급장치(12)로부터 공기공급관(12a)을 통해 공급되는 공기가 혼합챔버(13)로 공급되도록 한다.
또한 상기 혼합챔버(13)로부터 각각의 노즐(15)로는 기포공급관(14)이 연결된다.
결국, 산화층을 형성하는 공정 동안 혼합챔버(13) 내에서는 펌프(11)에 의해 압송된 전해액과 공기공급장치(12)로부터 공급된 공기가 서로 혼합되고, 이렇게 혼합된 전해액과 공기의 혼합물, 즉 기포가 포함된 전해액이 기포공급관(14)을 통해 각 노즐(15)로 공급될 수 있게 된다.
이와 같이 하여 각 노즐(15)을 통해 매니폴드 블록(3)의 내부 유로에 산소가 포함된 기포가 공급되는 동안 전술한 바와 같이 전극(4,5)을 통해 전류를 인가하면 내부 유로의 길이 및 형상에 상관없이 전 구간의 내부 유로에 균일한 품질의 산화층을 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 산화층 형성 장치는 혼합챔버(13)와 다수의 노즐(15)을 지그(8)의 정해진 위치에 장착하여 일체화한 구성이 될 수 있고, 이 경우 매니폴드 블록(3)을 전해조(1) 내 지그(8)의 정해진 위치에 장착하기만 하면 추가적인 장치 세팅 없이 바로 공정이 진행될 수 있어 생산성 증대가 가능해진다.
아울러, 상기 노즐(15)을 통해 내부 유로의 형상 및 길이에 따라 적절한 양의 전해액(기포가 포함된 전해액)이 공급될 수 있도록 노즐 출구의 크기, 펌프 및 공기공급장치의 공급속도, 챔버 크기 등이 설정될 수 있고, 분사량 조절이 가능한 노즐이 사용될 수도 있다.
또한 매니폴드 블록(3)을 지그(8)에 장착하기만 하면 각 내부 유로에 기포가 포함된 전해액을 공급할 수 있도록 각 노즐(15)의 위치 및 분사 방향 등이 내부 유로 위치 및 형상에 맞추어 적절히 설정된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 전해조 2 : 기포발생장치
3 : 매니폴드 블록 4 : 전극(+)
5 : 전극(-) 5a : 절연튜브
5b : 홀 8 : 지그
9 : 지지대 10 : 산소공급장치
11 : 펌프 11a : 전해액공급관
12 : 공기공급장치 12a : 공기공급관
13 : 혼합챔버 14 : 기포공급관
3 : 매니폴드 블록 4 : 전극(+)
5 : 전극(-) 5a : 절연튜브
5b : 홀 8 : 지그
9 : 지지대 10 : 산소공급장치
11 : 펌프 11a : 전해액공급관
12 : 공기공급장치 12a : 공기공급관
13 : 혼합챔버 14 : 기포공급관
Claims (9)
- 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조와;
상기 전해조의 전해액 안에 넣어진 매니폴드 블록과 전해액에 전원장치로부터 산화층 형성을 위한 전원을 인가하기 위한 전극과;
전해액 내부에 산소를 공급하기 위한 산소공급장치;
를 포함하여 구성되고, 상기 전해액에 연결되는 전극은 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극은 절연튜브로 피복되어 제작되고, 상기 절연튜브에는 내부의 전극과 내부 유로에 채워진 외부의 전해액 간에 전기적인 연결이 이루어지도록 하는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 절연튜브의 홀은 절연튜브의 길이방향을 따라 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 산소공급장치는 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 개별적으로 배치되는 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 공급받아 내부 유로에 방출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 산소공급장치는,
전해액을 펌핑하여 전해액공급관을 통해 공급하는 펌프와;
공기공급관을 통해 공기를 공급하는 공기공급장치와;
상기 전해액공급관 및 공기공급관이 연결되어 펌프에 의해 공급되는 전해액과 공기공급장치에 의해 공급되는 공기의 혼합이 이루어지는 혼합챔버와;
상기 혼합챔버로부터 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 기포공급관을 통해 공급받아 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 개별적으로 공급하도록 설치되는 노즐;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 전해조 내에 매니폴드 블록을 고정하기 위한 지그가 설치되고, 상기 지그에 고정된 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 대해 기포가 형성된 전해액을 개별 방출하도록 상기 혼합챔버와 노즐들이 지그의 정해진 위치에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 장치.
- 산화층 형성에 필요한 전해액이 채워진 전해조의 전해액 안에 매니폴드 블록을 위치시키고, 산소공급장치에 의해 전해액 내부에 산소가 공급되도록 하는 동시에, 상기 전해액과 매니폴드 블록에 산화층 형성을 위한 전원장치의 전원을 인가하며, 상기 전해액에 연결되는 전극을 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입하여 내부 유로 내 전해액에 전원이 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 매니폴드 블록의 각 내부 유로에 삽입되는 전극은 절연튜브로 피복한 것을 사용하고, 상기 절연튜브에 내부의 전극과 내부 유로에 채워진 외부의 전해액 간에 전기적인 연결이 이루어지도록 하는 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 전해액 내부에 산화층 형성에 필요한 산소를 공급하되, 산소공급장치의 노즐을 매니폴드 블록의 각 내부 유로 입구부에 개별 설치하여, 공기가 혼합되어 기포가 형성된 전해액을 상기 각 노즐을 통해 내부 유로에 공급하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 블록의 산화층 형성 방법.
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WO2003036216A1 (fr) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | Showa Denko K.K. | Echangeur thermique, procede de fluoration dudit echangeur thermique ou de ses elements constitutifs, et procede de fabrication associe |
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