KR20160128745A - 연료전지 스택 체결장치 및 그 체결방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스택의 적절한 가압을 유지하면서도 절연판의 조립 시에 다른 부품과의 간섭 내지 방해 등이 일어나지 않게 함으로써 스택의 조립성 내지 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 연료전지 스택 체결장치 및 체결방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치는, 스택이 적재되는 적재지그;
상기 스택을 가압하는 프레스블록; 및 상기 프레스블록에 의한 상기 스택의 가압 상태를 유지시키는 가압유지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료전지 스택 체결장치 및 그 체결방법{APPARATUS AND METHOD FOR TIGHTENING FEUL CELL STACK}
본 발명은 연료전지 스택 체결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스택의 적절한 가압을 유지하면서도 절연판의 조립 시에 다른 부품과의 간섭 내지 방해 등이 일어나지 않게 함으로써 스택의 조립성 내지 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 연료전지 스택 체결장치 및 체결방법에 관한 것이다.
연료전지는 수소 또는 탄화수소 계열 연료와 산소로 대표되는 산화제의 전기화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 얻는 에너지원으로서, 미래를 대비하는 하는 가장 유망한 청정 에너지원 중 하나로 최근 크게 주목받고 있다.
이러한 연료전지는 크게 전기를 생성하는 스택, 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급부 및 스택으로 산화제(공기)를 공급하는 산화제 공급부로 이루어진다. 여기서, 스택은 막전극조립체와 분리판이 순차적으로 적층된 구조로 이루어지며, 막전극조립체는 연료의 산화 및 환원제의 환원반응을 통해 전기를 생성한다.
분리판으로 구분된 단위셀이 순차적으로 적층되어 스택을 형성하고, 각 단위셀의 출력전압이 합산되어 스택의 출력전압이 정의된다.
스택의 성능은 상술한 출력전압의 크기로 평가될 수 있으며, 출력전압은 분리판과 분리판 사이의 압력에 의해 영향을 받는다.
그리고, 스택의 분리판은 흑연, 금속 또는 복합재료로 형성되며, 가스켓을 이용하여 전기화학반응을 위한 연료가 새어나가지 않도록 하고 있다.
분리판 일측면에 형성된 가스 유로를 통과한 수소는 가스확산층을 통하여 막전극조립체로 공급되고, 분리판의 다른 일측면에서 공급되는 산소와 화학반응을 하여 전류가 발생한다.
스택의 효율을 평가하는 데에는 분리판의 양단에 형성된 전극을 통하여 출력되는 전류의 세기를 이용할 수 있으며, 이 때 분리판과 분리판 사이의 면압은 이 전류의 세기에 영향을 미친다. 즉, 면압이 과소한 경우에는 분리판과 분리판 사이의 접촉저항이 커져 전류가 흐르지 않을 수 있으며, 면압이 과도한 경우에는 가스확산층이 압축되어 가스확산이 효율적으로 일어나지 않을 수 있다.
따라서, 생성된 전류의 세기가 가장 우수한 소정의 면압이 존재하게 되며, 연료전지 스택의 외부에 체결장치를 구비하여 면압을 조절하게 된다.
이러한 연료전지 스택 체결장치는 스택의 하단을 지지하는 베이스와, 스택의 상단을 가압하는 가압판과, 가압판의 이동을 가이드하는 가이드기구 등을 가진다. 이에 의해, 가압판에 의해 스택의 상단을 가압한 후에 스택의 기밀검사를 수행하고, 그 이후에 스택의 전면 및 후면 각각에 절연판을 체결바에 의해 결합함으로써 연료전지 스택의 조립을 완성한다.
하지만, 종래의 스택 체결장치에 의하면, 스택의 가압 이후에 스택의 전면 및 후면에 절연판을 결합할 때 가이드 등과 같은 다른 부품과의 간섭 내지 방해로 인해 절연판의 조립이 매우 번거롭게 진행될 뿐만 아니라 스택의 정렬도가 저하되어 생산성 내지 품질이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 안출한 것으로, 스택의 적합한 가압을 유지하면서도 절연판의 조립 시에 다른 부품과의 간섭 내지 방해 등이 일어나지 않게 함으로써 스택의 조립성 내지 생산성을 대폭 향상시킬 뿐만 아니라, 스택의 정렬도 등을 높여 품질을 향상시킬 수 있는 연료전지 스택 체결장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 스택 체결장치는,
스택이 적재되는 적재지그;
상기 스택을 가압하는 프레스블록; 및
상기 프레스블록에 의한 상기 스택의 가압 상태를 유지시키는 가압유지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레스블록은 상하 이동가능하게 설치됨과 더불어 수직축선을 중심으로 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 적재지그는 개구를 가진 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 이격되게 마련된 하부지지블록과, 상기 상부프레임 및 상기 하부지지블록 사이에 마련된 복수의 정렬가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압유지유닛은 상기 프레스블록의 하단에 마련된 제1가압유지판과, 상기 적재지그의 하부지지블록에 마련된 제2가압유지판과, 상기 제1가압유지판과 제2가압유지판을 분리가능하게 연결하는 지지로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1가압유지판은 상기 프레스블록의 하단에 마련되어 상기 프레스블록의 하향 이동에 의해 적재지그 내에 적재된 스택의 상단을 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2가압유지판은 상기 스택의 하면을 지지하도록 적재지그의 하부지지블록에 상하 이동가능하게 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부지지블록의 상면에는 상기 제2가압유지판이 안착되는 홈부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2가압유지판이 상기 하부지지블록의 홈부에 안착될 때 상기 제2가압유지판의 상면은 상기 하부지지블록의 상면과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 지지로드의 상단은 상기 제1가압유지판에 일체로 고정되고, 상기 지지로드의 하단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지로드의 하단에는 결합단이 마련되고, 상기 결합단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합단은 상기 지지로드의 하단에 형성되고, 상기 결합단에는 결합공이 형성되며, 상기 제2가압유지판에는 각 지지로드에 대응하는 위치에 복수의 관통공이 형성되고, 상기 지지로드의 결합단이 상기 관통공을 관통하여 하부로 돌출가능한 상태에서 상기 결합단의 결합공에 결합핀이 결합됨으로써 상기 지지로드의 결합단은 상기 제2가압유지판에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 스택 체결장치는,
베이스;
상기 베이스의 상부에 이격되게 배치된 상부판;
상기 베이스 위에 안착되고, 스택이 적재되는 적재지그;
상기 적재지그에 적재된 스택을 가압하는 프레스블록;
상기 프레스블록을 상하이동시킴과 더불어 수직축선을 중심으로 회전시키는 구동유닛; 및
상기 프레스블록에 의한 스택의 가압 상태를 유지시키는 가압유지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 및 상부판 사이에 서포트 가이드가 상하방향으로 길게 설치되고, 상기 프레스블록은 상기 서포트 가이드에 의해 그 상하 이동이 가이드되는 것을 특징으로 한다.
상기 적재지그는 개구를 가진 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 이격되게 마련된 하부지지블록과, 상기 상부프레임 및 상기 하부지지블록 사이에 마련된 복수의 정렬가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스의 상면에는 안착부가 마련되고, 상기 안착부의 상면에는 상기 적재지그의 하부지지블록이 안착되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부지지블록의 저면과 안착부의 상면에는 위치결정홈 및 위치결정돌기가 상호 대응되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압유지유닛은 상기 프레스블록의 하단에 마련된 제1가압유지판과, 상기 적재지그의 하부지지블록에 마련된 제2가압유지판과, 상기 제1가압유지판과 상기 제2가압유지판을 분리가능하게 연결하는 지지로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지로드의 상단은 상기 제1가압유지판에 일체로 고정되고, 상기 지지로드의 하단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은 연료전지 스택을 조립하는 연료전지 스택 체결방법에 관한 것으로,
스택을 적재지그에 적재하는 적재단계;
상기 적재지그에 적재된 스택을 가압하는 스택 가압단계;
상기 스택의 가압 상태를 유지시키는 스택 가압유지단계;
상기 스택의 가압 상태가 유지되면 상기 스택을 상향으로 이동시켜 상기 적재지그로부터 분리하는 스택 분리단계; 및
상기 적재지그로부터 상향으로 분리된 스택의 전면 및 후면에 전면 절연판 및 후면 절연판을 조립하는 절연판 조립단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스택 분리단계와 절연판 조립단계 사이에는 수직축선을 중심으로 스택을 일정각도로 회전시키는 회전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스택의 적합한 가압을 유지하면서도 절연판의 조립 시에 다른 부품과의 간섭 내지 방해 등이 일어나지 않게 함으로써 스택의 조립성 내지 생산성을 대폭 향상시킬 뿐만 아니라, 스택의 정렬도 등을 높여 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 체결장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 체결장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치의 적재지그를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치의 적재지그 및 안착부 사이의 조립 관계를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치의 가압유지유닛의 지지로드의 하단과 제2가압유지판이 결합되기 전의 상태를 나타낸 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치의 가압유지유닛의 지지로드의 하단과 제2가압유지판이 결합핀에 의해 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치의 가압유지유닛에 의해 스택의 가압상태가 유지되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 연료전지 스택 체결장치를 이용하여 스택의 적재 지그 투입, 가압, 기밀검사 등을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 연료전지 스택 체결장치를 이용하여 가압유지유닛의 결합핀 결합, 스택 상승, 절연판의 삽입 등을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 연료전지 스택 체결장치를 이용하여 스택의 전면에 전면 체결바에 의한 전면 절연판 조립, 스택의 후면에 후면 체결바에 의한 후면 절연판 조립, 스택의 하강 등을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 연료전지 스택 체결장치를 이용하여 가압유지유닛의 결합핀 해제, 스택의 반출 및 적재 지그의 복귀 등을 나타낸 도면이다.
도 12는 스택의 전면 및 후면에 전면 절연판 및 후면 절연판이 전면 체결바 및 후면 체결바에 의해 조립되는 과정을 도시한 분해사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 체결장치를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치는, 스택이 적재되는 적재지그(20)와, 적재지그(20)에 적재된 스택(30)의 상단을 가압하는 프레스블록(40)과, 프레스블록(40)에 의해 스택(30)이 가압된 이후에 스택(30)의 가압상태를 유지시키는 가압유지유닛(50)을 포함한다.
적재지그(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 개구(21a)를 가진 상부프레임(21)과, 상부프레임(21)의 하부에 이격되게 마련된 하부지지블록(22)과, 상부프레임(21)과 하부지지블록(22) 사이에 마련된 복수의 정렬가이드(23)를 포함한다.
상부프레임(21)은 개구(21a)가 형성된 사각형틀 구조로 이루어지고, 상부프레임(21)의 개구(21a)를 통해 스택(30)이 안정되게 삽입될 수 있다.
하부지지블록(22)은 베이스(11) 위에 안정되게 안착될 수 있고, 하부지지블록(22)의 상면에는 후술하는 제2가압유지판(52)이 안착되는 홈부(22c)가 마련된다.
특히, 제2가압유지판(52)이 하부지지블록(22)의 홈부(22c)에 안착될 때 제2가압유지판(52)의 상면은 하부지지블록(22)의 상면과 동일 평면을 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제2가압유지판(52)의 상면과 하부지지블록(22)의 상면이 동일 평면에 위치함에 따라 스택(30)의 하면은 하부지지블록(22) 위에 매우 안정되게 지지될 수 있다.
정렬가이드(23)는 상부프레임(21)과 하부지지블록(22)을 상하방향으로 연결하도록 설치되고, 특히 정렬가이드(23)는 도 3과 같이 상부프레임(21)의 개구(21a)를 통해 삽입되는 스택(30)을 안정되게 정렬하도록 복수개로 구성될 수 있다. 예컨대, 스택(30)의 전면을 정렬하도록 전방측에 2개, 스택(30)의 후면을 정렬하는 후방측에 2개로 이루어질 수 있다. 그리고, 각 정렬가이드(23)는 스택(30)의 전면 및 후면을 정렬하도록 길이방향으로 길게 연장된 정렬면(23a)을 가진다.
이에 의해, 스택(30)은 상부프레임(21)의 개구(21a)를 통과하여 하부지지블록(22) 위에 지지되어 적재되며, 스택(30)은 정렬가이드(23)의 정렬면(23a)에 의해 그 전면 및 후면이 정확히 정렬됨으로써 스택(30)의 조립정밀도가 대폭 향상될 수 있는 장점이 있다.
한편, 적재지그(20)에 적재된 스택(30)은 분리판으로 구분된 복수의 단위셀이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 적재지그(20)에 적재된 스택(30)은 프레스블록(40)에 의해 적절한 면압을 유지함과 더불어 기밀성을 확보할 수 있을 정도의 압력으로 가압된다. 그 이후에 스택(30)은 도 12와 같이, 그 전면에 전면 절연판(33a)이 전면 체결바(33a)에 의해 결합되며, 그 후면에는 후면 절연판(33b)이 후면 체결바(34b)에 의해 결합됨으로써 연료전지 스택의 조립이 완성된다.
적재지그(20)는 베이스(11) 위에 안착되고, 베이스(11)의 상부에는 상부판(12)이 이격되게 배치되며, 베이스(11)와 상부판(12) 사이에는 서포트 가이드(13)가 상하방향으로 길게 설치된다.
그리고, 베이스(11)의 상면에는 안착부(14)가 마련되고, 도 3과 같이 안착부(14)의 상면에 적재지그(20)의 하부지지블록(22)이 매우 정확하게 안착될 수 있다. 특히, 하부지지블록(22)의 저면과 안착부(14)의 상면에는 도 4와 같이 위치결정홈(22a) 및 위치결정돌기(14a)가 상호 대응되게 형성됨으로써 적재지그(20)는 매우 정확하게 베이스(11)의 안착부(14)에 안착될 수 있다.
상부판(12)에는 프레스블록(40)을 상하방향으로 이동시킴과 더불어 수직축선을 중심으로 회전시키는 구동유닛(15)이 설치된다. 이에, 프레스블록(40)은 구동유닛(15)에 의해 상하방향으로 이동가능함과 더불어 수직축선을 중심으로 회전가능하게 설치된다.
특히, 프레스블록(40)은 구동유닛(15)에 의해 하향 이동함에 따라 적재지그(20) 내에 적재된 스택(30)을 상부에서 가압함으로써 스택(30)을 적절한 압력으로 가압할 수 있다.
프레스블록(40)은 그 좌우 양측에 가이드블록(41)이 대칭적으로 연결되고, 각 가이드블록(41)은 서포트 가이드(13)를 통해 그 상하 이동이 가이드될 수 있다. 여기서, 서포트 가이드(13)는 가이드블록(41)을 가이드하는 역할 뿐만 아니라 상부판(12)을 베이스(11)에 대해 상하방향으로 안정되게 지지하는 역할도 한다.
가압유지유닛(50)은 프레스블록(40)의 하향 이동에 의해 적재지그(20) 내의 스택(30)이 가압된 상태를 유지하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 가압유지유닛(50)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 프레스블록(40)의 하단에 마련된 제1가압유지판(51)과, 적재지그(20)의 하부지지블록(22)에 마련된 제2가압유지판(52)과, 제1가압유지판(51)과 제2가압유지판(52)을 분리가능하게 연결하는 지지로드(53)를 포함한다.
제1가압유지판(51)은 프레스블록(40)의 하단에 마련되어 프레스블록(40)이 구동유닛(15)에 의해 하향 이동함에 따라 적재지그(20) 내에 적재된 스택(30)의 상단을 가압하도록 구성된다.
제2가압유지판(52)은 스택(30)의 하면을 지지하도록 적재지그(20)의 하부지지블록(22)에 이동가능하게 마련된다.
지지로드(53)는 제1가압유지판(51)에서 하부로 연장되고, 이러한 지지로드(53)는 제1가압유지판(51)과 제2가압유지판(42) 사이에서 가압된 스택(30)을 안정되게 지지할 수 있도록 복수개로 이루어진다. 예컨대, 제1가압유지판(51)의 전방 측에 2개의 지지로드(53)가 마련되고, 제1가압유지판(52)의 후방 측에 2개의 지지로드(53)가 마련된다.
그리고, 지지로드(53)의 상단은 제1가압유지판(51)에 일체로 고정되고, 지지로드(53)의 하단은 제2가압유지판(52)에 분리가능하게 결합됨으로써 지지로드(53)는 제1가압유지판(51)과 제2가압유지판(52) 사이의 상하 간격을 일정하게 유지하면서 제1가압유지판(51)과 제2가압유지판(52)을 분리가능하게 연결할 수 있다.
특히, 지지로드(53)의 하단에는 도 5 및 도 6과 같이 결합단(54)이 마련되고, 결합단(54)에는 결합핀(56)이 삽입되는 결합공(54a)이 형성된다.
제2가압유지판(52)에는 각 지지로드(53)에 대응하는 위치에 형성된 복수의 관통공(55)이 형성되고, 각 관통공(55)은 상하방향으로 관통되며, 각 관통공(55)에는 지지로드(53)의 결합단(54)이 관통한다.
이러한 가압유지유닛(50)에 의해, 적재지그(20) 내에 적재된 스택(30)을 향해 프레스블록(40)이 하향 이동하면, 스택(30)은 제1가압유지판(51) 및 제2가압유지판(52) 사이에서 적절한 압력으로 가압됨과 더불어, 프레스블록(40)과 함께 제1가압유지판(51) 및 지지로드(53)이 하향 이동한다.
이에 도 6과 같이 각 지지로드(53)의 결합단(54)이 제2가압유지판(52)의 관통공(55)을 관통하여 하부로 돌출한다. 이렇게 각 지지로드(53)의 결합단(54)이 제2가압유지판(52)의 관통공(55) 하부로 돌출한 상태에서 결합핀(56)이 전방측의 지지로드(51) 및 후방측의 지지로드(51)를 가로질러 각 결합단(54)의 결합공(54a)에 삽입됨으로써 지지로드(53)의 하단은 제2가압유지판(52)에 결합된다. 이렇게 지지로드(53)의 하단이 제2가압유지판(52)에 결합됨으로써 제1가압유지판(51)은 스택(30)의 상단을 가압하고, 제2가압유지판(52)은 스택(30)의 하단을 가압함으로써 스택(30)은 프레스블록(40)에 의한 가압 상태가 안정되게 유지될 수 있다.
이와 같이, 프레스블록(40)에 의한 스택(30)의 가압작동과 가압유지유닛(50)에 의한 스택(30)의 가압유지 과정이 진행된 이후에는 프레스블록(40)을 상향으로 이동시키면 스택(30)이 적재지그(20)로부터 상향으로 이탈한 상태가 되고, 이렇게 스택(30)이 적재지그(20)로부터 이탈된 상태에서 프레스블록(40)을 구동유닛(15)에 의해 적절한 각도로 회전시킨 후에 스택(30)의 전면 및 후면에 전면 절연판(33a) 및 후면 절연판(33b)을 매우 간편하고 신속하게 조립할 수 있다.
한편, 지지로드(53)는 도 7과 같이 제1 및 제2 가압유지판(51, 52)에 의해 가압이 유지되는 스택(30)의 전면 및 후면에 대해 일정간격(t)으로 이격되도록 구성된다. 이와 같이 지지로드(53)가 스택(30)의 전면 및 후면과 일정간격(t)으로 이격되어 있으므로 스택(30)의 전면 및 후면에 전면 절연판(33a) 및 후면 절연판(33b)을 조립할 때 지지로드(53)를 분리할 필요가 없으로 절연판(33a, 33b)의 조립이 매우 신속하고 간편하게 이루어질 있고, 이를 통해 연료전지 스택의 생산성이 대폭 향상될 수 있는 장점이 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 의한 연료전지 스택 체결장치를 이용한 연료전 지 스택 체결방법을 단계별로 도시한다.
먼저, 도 8(a)에 나타난 바와 같이, 스택(30)이 적재된 적재지그(20)를 베이스(11)의 안착부(14)에 안착시키도록 투입한다.
도 8(b)와 같이 베이스(11)의 안착부(14)에 적재지그(20)가 안착된 상태에서, 프레스블록(40)을 하향 이동시켜 적재지그(20)에 적재된 스택(30)을 프레스블록(40)에 의해 적절한 압력으로 가압하고, 그 이후에 도 8 (c)와 같이 스택(30)의 압력에 대한 기밀검사를 수행한다.
이러한 프레스블록(40)에 의한 스택(30)의 가압 상태가 적절하다고 판단되면, 도 9(a)에 나타난 바와 같이 가압유지유닛(50)의 지지로드(53)를 결합핀(56)에 의해 제2가압유지판(52)에 결합시킴(보다 구체적인 내용은 도 5 및 도 6 참조)으로써 제1가압유지판(51)과 제2가압유지판(52) 사이에서 스택(30)의 가압 상태를 안정되게 유지한다.
이러한 가압유지유닛(50)에 의해 스택(30)의 가압 상태가 안정되게 유지되면, 도 9(b)와 같이 프레스블록(40)을 구동유닛(15)에 의해 상향으로 이동시킴으로써 스택(30)은 가압유지유닛(50)에 의해 프레스블록(40)과 함께 상승하여 스택(30)은 적재지그(20)로부터 완전히 이탈된다.
이렇게 스택(30)이 적재지그(20)로부터 이탈된 상태에서, 도 9(c)와 같이 구동유닛(15)에 의해 프레스블록(40)을 90°정도로 회전시킨다. 이에, 스택(30)이 프레스블록(40)과 함께 90°로 회전함에 따라 스택(30)의 전면 및 후면은 서포트 가이드(13)와 충분히 이격된 상택라 된다. 이런 상태에서 스택(30)의 전면 및 후면에 도 12에 도시된 전면 절연판(33a) 및 후면 절연판(33b)을 삽입한다.
그런 다음에, 도 10(a)에 나타난 바와 같이 프레스블록(40)을 원위치로 복귀시키도록 90°반대로 회전시킨 후에 스택(30)의 전면에 전면 체결바(34a)를 체결하여 전면 절연판(33a)을 조립한다.
그 이후에, 도 10(b)에 나타난 바와 같이 프레스블록(40)을 180°로 회전시킨 후에 스택(30)의 후면에 후면 체결바(34b)를 체결하여 후면 절연판(33b)을 조립한다.
이렇게 스택(30)의 전면 및 후면에 전면 절연판(33a) 및 후면 절연판(33b)이 조립된 이후에는 도 10(c)와 같이 구동유닛(15)에 의해 프레스블록(40)을 하향 이동시킴으로써, 스택(30)을 적재지그(20) 내로 원위치시킨 후에 가압한다.
최종적으로, 도 11(a) 및 도 11(b)에 나타난 바와 같이 가압유지유닛(50)의 지지로드(53)와 제2가압유지판(52)을 결합하는 결합핀(56)을 분리한 후에, 적재지그(20)와 스택(30)을 분리한 후에, 스택(30)을 반출하고, 적재지그(20)는 후속하는 스택(30)의 적재공정으로 복귀시킨다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
11: 베이스 12: 상부판
13: 서포트 가이드 20: 적재지그
21: 상부프레임 22: 하부지지블록
23: 정렬가이드
30: 스택

Claims (20)

  1. 스택이 적재되는 적재지그;
    상기 스택을 가압하는 프레스블록; 및
    상기 프레스블록에 의한 상기 스택의 가압 상태를 유지시키는 가압유지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레스블록은 상하 이동가능하게 설치됨과 더불어 수직축선을 중심으로 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적재지그는 개구를 가진 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 이격되게 마련된 하부지지블록과, 상기 상부프레임 및 상기 하부지지블록 사이에 마련된 복수의 정렬가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가압유지유닛은 상기 프레스블록의 하단에 마련된 제1가압유지판과, 상기 적재지그의 하부지지블록에 마련된 제2가압유지판과, 상기 제1가압유지판과 제2가압유지판을 분리가능하게 연결하는 지지로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1가압유지판은 상기 프레스블록의 하단에 마련되어 상기 프레스블록의 하향 이동에 의해 적재지그 내에 적재된 스택의 상단을 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2가압유지판은 상기 스택의 하면을 지지하도록 적재지그의 하부지지블록에 상하 이동가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부지지블록의 상면에는 상기 제2가압유지판이 안착되는 홈부가 마련되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2가압유지판이 상기 하부지지블록의 홈부에 안착될 때 상기 제2가압유지판의 상면은 상기 하부지지블록의 상면과 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 지지로드의 상단은 상기 제1가압유지판에 일체로 고정되고, 상기 지지로드의 하단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지로드의 하단에는 결합단이 마련되고, 상기 결합단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 결합단은 상기 지지로드의 하단에 형성되고, 상기 결합단에는 결합공이 형성되며, 상기 제2가압유지판에는 각 지지로드에 대응하는 위치에 복수의 관통공이 형성되고,
    상기 지지로드의 결합단이 상기 관통공을 관통하여 하부로 돌출가능한 상태에서 상기 결합단의 결합공에 결합핀이 결합됨으로써 상기 지지로드의 결합단은 상기 제2가압유지판에 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  12. 베이스;
    상기 베이스의 상부에 이격되게 배치된 상부판;
    상기 베이스 위에 안착되고, 스택이 적재되는 적재지그;
    상기 적재지그에 적재된 스택을 가압하는 프레스블록;
    상기 프레스블록을 상하이동시킴과 더불어 수직축선을 중심으로 회전시키는 구동유닛; 및
    상기 프레스블록에 의한 스택의 가압 상태를 유지시키는 가압유지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 베이스 및 상부판 사이에 서포트 가이드가 상하방향으로 길게 설치되고, 상기 프레스블록은 상기 서포트 가이드에 의해 그 상하 이동이 가이드되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 적재지그는 개구를 가진 상부프레임과, 상기 상부프레임의 하부에 이격되게 마련된 하부지지블록과, 상기 상부프레임 및 상기 하부지지블록 사이에 마련된 복수의 정렬가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 베이스의 상면에는 안착부가 마련되고, 상기 안착부의 상면에는 상기 적재지그의 하부지지블록이 안착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 하부지지블록의 저면과 안착부의 상면에는 위치결정홈 및 위치결정돌기가 상호 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 가압유지유닛은 상기 프레스블록의 하단에 마련된 제1가압유지판과, 상기 적재지그의 하부지지블록에 마련된 제2가압유지판과, 상기 제1가압유지판과 상기 제2가압유지판을 분리가능하게 연결하는 지지로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 지지로드의 상단은 상기 제1가압유지판에 일체로 고정되고, 상기 지지로드의 하단은 상기 제2가압유지판에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결장치.
  19. 스택을 적재지그에 적재하는 적재단계;
    상기 적재지그에 적재된 스택을 가압하는 스택 가압단계;
    상기 스택의 가압 상태를 유지시키는 스택 가압유지단계;
    상기 스택의 가압 상태가 유지되면 상기 스택을 상향으로 이동시켜 상기 적재지그로부터 분리하는 스택 분리단계; 및
    상기 적재지그로부터 상향으로 분리된 스택의 전면 및 후면에 전면 절연판 및 후면 절연판을 조립하는 절연판 조립단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 스택 분리단계와 절연판 조립단계 사이에는 수직축선을 중심으로 스택을 일정각도로 회전시키는 회전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 체결방법.
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