KR20220060243A - 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치 및 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기 유도방식을 이용하여 각 단위 셀의 피치를 측정할 수 있는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치는 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 장치로서, 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동하면서 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장에 의해서 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치는 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 장치로서, 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동하면서 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장에 의해서 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기 유도방식을 이용하여 각 단위 셀의 피치를 측정할 수 있는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 스택 내에서 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지로 변환하는 일종의 발전장치로서, 산업용, 가정용 및 차량의 구동 전력을 공급할 뿐만 아니라 휴대용 장치와 같은 소형 전자 제품의 전력공급에 사용될 수 있으며, 최근 고효율의 청정 에너지원으로 점차 그 사용영역이 확대되고 있다.
일반적인 연료전지 스택을 구성하는 각각의 단위 셀은 가장 안쪽에 막전극 접합체(MEA: Membrane-Electrode Assembly)가 위치하는데, 이 막전극 접합체는 수소 양이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 고분자 전해질막과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 연료극(anode) 및 공기극(cathode)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 막전극 접합체의 바깥 부분, 즉 연료극 및 공기극이 위치한 바깥 부분에는 한 쌍의 가스확산층(GDL: Gas Diffusion Layer)이 적층되고, 상기 가스확산층의 바깥 쪽에는 연료인 수소 및 공기와 함께 냉각수를 공급하고 반응에 의해 발생된 물을 배출하도록 유로(Flow Field)가 형성된 한 쌍의 분리판이 위치하며, 가장 바깥쪽에는 상기한 각 구성들을 지지 및 고정시키기 위한 엔드 플레이트(End plate)가 결합된다.
한편, 최근에는 막전극접합체에 기체확산층을 접합한 인서트와 가스켓을 일체화시킨 일체형 프레임이 제안되기도 하였다.
또한, 최근에는 열가소성 탄성체(TPE)로 제작되는 시트형 탄성체 프레임을 사용하여 별도의 접착부재 없이 막전극접합체, 기체확산층 및 분리판과 일체로 접합되는 연료전지용 탄성체 셀 프레임이 제안되기도 하였다.
상기와 같은 여러 타입의 연료전지 스택은 모두 안정적인 전기 발생 성능, 기밀성능을 위해서 각 단위 셀의 반응영역 및 기밀라인에 인가되는 고른 면압이 필수적이다.
하지만, 연료전지 스택은 수백장의 막전극접합체, 기체확산층 및 분리판으로 구성되어 있기 때문에 어느 하나의 단위 셀로 체결압이 집중되는 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우 압력이 집중된 단위 셀은 기준보다 더 낮은 셀 피치가 형성된다. 결과적으로 해당 단위 셀에서는 반응영역의 물배출성, 기체 공급성, 가스켓의 내구성 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 종래에는 단위 셀의 피치를 측정하기 위하여 연료전지 스택의 전체 길이를 측정하고, 이를 단위 셀의 개수로 나눔으로써 단위 셀의 피치를 연산하였다. 하지만, 이러한 방법은 전체 단위 셀의 평균 피치값을 구할 수 있을 뿐 각 단위 셀의 피치를 산정할 수 없었다. 그래서 불량 단위 셀이 어디서 발생할지 예측할 수 없었다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전자기 유도방식을 이용하여 각 단위 셀의 피치를 측정할 수 있는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치 및 측정방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치는 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 장치로서, 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동하면서 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장에 의해서 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출유닛을 포함한다.
상기 검출유닛의 이동속도를 등속도로 유지시키는 이동수단을 더 포함한다.
상기 이동수단은, 연료전지 스택의 상단에 지지되는 상부 지지부와, 연료전지 스택의 하단에 지지되는 하부 지지부로 이루어지는 지지부와; 상기 상부 지지부와 하부 지지부 사이에서 단위 셀의 적층 방향을 따라 설치되는 수직 가이드바를 포함하고, 상기 검출유닛은 상기 수직 가이드바를 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동수단은, 상기 상부 지지부와 하부 지지부 사이에 구비되는 레일부와; 상기 상부 지지부에 결합되어 상기 레일부에서 상부 지지부와 일체로 슬라이딩되는 상부 슬라이딩부와; 상기 하부 지지부에 결합되어 상기 레일부에서 하부 지지부와 일체로 슬라이딩되는 하부 슬라이딩부와; 상기 레일부와 상부 지지부 및 하부 지지부 사이에 구비되어 상부 지지부와 하부 지지부를 레일부 방향으로 밀착시키는 복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함한다.
상기 이동수단은, 양단이 상기 상부 지지부의 양측 단부에 설치되는 상부 수평 가이드바와; 상기 수직 가이드바의 상단이 결합되어 상기 상부 수평 가이드바를 따라 수평 방향으로 이동되는 상부 이동블럭과; 양단이 상기 하부 지지부의 양측 단부에 설치되는 하부 수평 가이드바와; 상기 수직 가이드바의 하단이 결합되어 상기 하부 수평 가이드바를 따라 수평 방향으로 이동되는 하부 이동블럭을 더 포함한다.
상기 검출유닛은, 전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키는 자기장 발생부와; 상기 자기장 발생부에서 발생되는 자기장에 의해 분리판에서 형성되는 유도전류가 형성되는 것을 검출하는 유도전류 검출부를 포함한다.
상기 유도전류 검출부는 상기 자기장 발생부에서 발진된 자기장에 의해 분리판에서 유도전류가 발생되어 역 자기장이 발생되면, 역 자기장에 의해 변화되는 전류의 세기 변화를 검출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법은 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 방법으로서, 전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키고, 변화되는 전류값을 측정하는 검출유닛을 준비하는 준비단계와; 준비된 검출유닛을 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동시키면서 발생되는 자기장을 연료전지 스택 방향으로 발진시키는 자기장 발진단계와; 발진된 자기장에 의해 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출단계를 포함한다.
상기 자기장 발진단계에서 검출유닛의 이동속도는 등속도를 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 검출단계는 발진된 자기장에 의해 분리판에서 유도전류가 발생되어 역 자기장이 발생되면, 역 자기장에 의해 변화되는 전류의 세기 변화를 검출하여 분리판의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 연료전지 스택을 구성하는 각각의 단위 셀 피치를 직접적으로 측정할 수 있어서, 연료전지 스택의 품질 및 기밀성능을 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법의 원리를 설명하는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치의 작동상태를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명이 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이며,
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도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명이 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법의 원리를 설명하는 도면이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법의 원리에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 연료전지 스택은 탄성체 셀 프레임(11)과 한 쌍의 분리판(12, 13)이 다층으로 적층되어 구성된다. 이때 분리판(12, 13)은 금속소재의 분리판으로서, 자기장에 노출되는 경우에 분리판(12, 13)에 전류가 유도되고, 유도된 전류에 의한 역 자기장이 형성된다.
그리고, 탄성체 셀 프레임(11)은 열가소성 탄성체(TPE)로 제작되어 막전극 접합체와 일체로 형성되는 것으로서, 자기장에 노출되더라도 전류가 유도되지 않는다.
본 실시예에서는 막전극 접합체가 일체로 형성되는 탄성체 셀 프레임(11)을 예로 하여 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 다른 수지 및 플라스틱으로 제작되어 막전극 접합체와 일체로 형성되는 수지프레임이 배치될 수 있다. 다만, 이러한 수지프레임은 탄성체 셀 프레임(11)과 마찬가지로 자기장에 노출되더라도 전류가 유도되지 않는 소재여야 할 것이다.
또한, 본 발명은 막전극 접합체가 탄성체 셀 프레임(11)과 일체로 형성되지 않고, 금속재의 분리판에 비금속재인 가스켓이 사출된 형태의 셀 구조에서도 적용될 수 있을 것이다.
이렇게 자기장에 노출되면 전류가 유도되는 금속재인 분리판(12, 13)과, 전류가 유도되지 않는 탄성체 셀 프레임(11)이 적층된 연료전지 스택(10)에 도 1과 같이 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되는 검출유닛(100)을 적층방향을 따라 이동시킨다.
그러면 검출유닛(100)에서 발생되어 연료전지 스택(10) 방향으로 발진된 자기장은 탄성체 셀 프레임(11)의 측면을 통과하는 구간에서는 탄성체 셀 프레임(11)에서 아무 반응을 보이지 않다가 분리판(12, 13)의 측면을 통과하는 구간에서는 분리판(12, 13)에서 전류가 유도된다.
이렇게 분리판(12, 13)에 전류가 유도되면 유도된 전류에 의해 분리판(12, 13)에는 역 자기장이 형성된다. 그래서 분리판(12, 13)에 형성되는 역 자기장에 의해 검출유닛(100)에서 형성되는 자기장의 세기가 상쇄되고, 이에 따라 검출유닛(100)에서 검출되는 전류의 세기에 변화가 발생된다.
이렇게 검출유닛(100)에서 전류의 세기가 변화되는 지점이 발생되면, 그 해당 위치에 분리판(12, 13)이 있다고 판단하는 것이다.
이를 위하여 검출유닛(100)에는 전원의 인가에 의해 자기장을 형성하는 코일이 구비되고, 코일에 흐르는 전류값을 측정하는 전류계가 구비되는 것이 바람직하다.
물론 검출유닛(100)의 구성은 제시된 실시예에 한정되지 않고, 전원의 인가에 의해 자기장을 형성할 수 있고, 변화되는 전류값을 측정할 수 있는 다양한 방식으로 구현될 수 있을 것이다.
상기와 같은 원리를 이용하는 본 발명이 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법은 금속재인 한 쌍의 분리판(12, 13) 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 방법으로서, 전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키고, 변화되는 전류값을 측정하는 검출유닛(100)을 준비하는 준비단계와; 준비된 검출유닛(100)을 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동시키면서 발생되는 자기장을 연료전지 스택(10) 방향으로 발진시키는 자기장 발진단계와; 발진된 자기장에 의해 분리판(12, 13)에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판(12, 13)의 위치를 검출하는 검출단계를 포함한다.
준비단계에서는 전자기 유도방식을 이용하여 각 단위 셀의 피치를 측정할 수 있는 검출유닛(100)을 준비하는 단계이다.
부연하자면, 검출유닛(100)은 전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키고, 발생된 자기장에 의해서 분리판(12, 13)에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판(12, 13)의 위치를 검출한다.
검출유닛(100) 및 검출유닛(100)을 이동시키는 이동수단을 포함하는 측정장치에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
한편, 자기장 발진단계는 검출유닛(100)에 전원을 인가하여 일정한 수준의 자기장을 발생시켜 연료전지 스택(10) 방향으로 발진시키는 단계로서, 이때 검출유닛(100)은 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동된다.
이때 검출유닛(100)의 이동속도는 등속도를 유지하는 것이 바람직하다.
그리고, 검출유닛(100)의 이동경로는 단위 셀의 적층방향과 평행하게 최단경로로 설정할 수 있다. 이렇게 검출유닛(100)의 경로를 최단경로로 설정함에 따라 분리판(12, 13)의 위치 측정 속도를 향상시킬 수 있다.
반면에, 검출유닛(100)의 이동경로를 단위 셀의 적층방향을 따라 이동되지만 소정의 각도를 갖도록 경사지게 연장하여 설정할 수 있다. 이렇게 검출유닛(100)의 경로를 길어지게 설정함에 따라 분리판(12, 13)의 위치를 측정하는 정확도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 검출단계는 검출유닛(100)에서 발진된 자기장에 의해 분리판(12, 13)에서 형성되는 유도전류를 감지하고, 이를 이용하여 분리판(12, 13)의 위치를 검출하는 단계이다.
부연하자면, 도 1에 도시된 바와같이 검출유닛(100)에서 발진된 자기장에 의해 분리판(12, 13)에 전류가 유도되면 유도된 전류에 의해 분리판(12, 13)에는 역 자기장이 형성된다. 그래서 분리판(12, 13)에 형성되는 역 자기장에 의해 검출유닛(100)에서 형성되는 자기장의 세기가 상쇄되고, 이에 따라 검출유닛(100)에서 검출되는 전류의 세기에 변화가 발생된다. 이렇게 검출유닛에서 전류의 세기가 변화되는 지점이 발생되면, 그 해당 위치에 분리판(12, 13)이 있다고 판단하는 것이다.
그래서, 분리판(12, 13)이 감지되는 위치를 순차적으로 검출한 다음, 분리판(12, 13)이 감지되는 위치 사이의 간격만큼을 단위 셀의 피치라고 판단하는 것이다.
다음으로, 상기와 같은 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법을 구현하기 위한 측정장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택(10)의 셀 피치 측정장치는 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동하면서 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장에 의해서 금속재인 분리판(12, 13)에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판(12, 13)의 위치를 검출하는 검출유닛(100)을 포함한다.
이때 검출유닛(100)은, 전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키는 자기장 발생부와; 상기 자기장 발생부에서 발생되는 자기장에 의해 금속재인 분리판에서 형성되는 유도전류가 형성되는 것을 검출하는 유도전류 검출부를 포함한다.
그래서, 유도전류 검출부에서는 자기장 발생부에서 발진된 자기장에 의해 분리판에서 유도전류가 발생되어 역 자기장이 발생되면, 역 자기장에 의해 변화되는 전류의 세기 변화를 검출하여 분리판의 위치를 판단한다.
그리고, 검출유닛(100)을 연료전지 스택의 적층방향을 따라 등속도로 이동시키기 위한 이동수단이 마련된다.
이렇게 검출유닛(100)을 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동되는 최단경로로 설정할 수 있다.
예를 들어 검출유닛(100)을 이동시키는 이동수단은 연료전지 스택(10)의 상단에 지지되는 상부 지지부(210)와 연료전지 스택(10)의 하단에 지지되는 하부 지지부(220)로 이루어지는 지지부(200)와; 상기 상부 지지부(210)와 하부 지지부(220) 사이에서 단위 셀의 적층 방향을 따라 설치되는 수직 가이드바(310)를 포함할 수 있다.
그래서, 검출유닛(100)이 상기 수직 가이드바(310)를 따라 이동된다.
이때 수직 가이드바(310)는 하부 지지부(220)와 상부 지지부(210) 사이의 최단 경로로 설치되는 것이 바람직하다.
상부 지지부(210)와 하부 지지부(220)는 연료전지 스택(10)의 엔드 플레이트(20) 외각으로 고정된다. 그리고, 다양한 길이의 연료전지 스택(10)에 대응하여 하부 지지부(220) 및 상부 지지부(210)를 엔드 플레이트(20)에 고정시키기 위하여 하부 지지부(220)와 상부 지지부(210) 사이의 간격을 조절하기 위한 간격조절수단이 마련된다.
예를 들어 상부 지지부(210)와 하부 지지부(220) 사이의 간격을 조절하는 간격조절수단은 상부 지지부(210)와 하부 지지부(220) 사이에 구비되는 레일부(400)와; 상기 상부 지지부(210)에 결합되어 상기 레일부(400)에서 상부 지지부(210)와 일체로 슬라이딩되는 상부 슬라이딩부(211)와; 상기 하부 지지부(220)에 결합되어 상기 레일부(400)에서 하부 지지부(220)와 일체로 슬라이딩되는 하부 슬라이딩부(221)와; 상기 레일부(400)와 상부 지지부(210) 및 하부 지지부(220) 사이에 구비되어 상부 지지부(210)와 하부 지지부(220)를 레일부(400) 방향으로 밀착시키는 복원력을 제공하는 탄성부재(500)를 포함할 수 있다.
이때 레일부(400)의 표면에는 레일홈이 마련되어 상부 슬라이딩부(211)와 하부 슬라이딩부(221)가 상기 레일홈을 따라 슬라이딩 되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 검출유닛(100)을 통한 분리판(12, 13)의 위치 검출 오류를 감소시키기 위하여 검출유닛(100)의 이동 경로를 연장시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명이 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택(10)의 셀 피치 측정장치는 검출유닛(100)의 이동경로를 단위 셀의 적층방향을 따라 이동되지만 소정의 각도를 갖도록 경사지게 연장하여 설정한다.
예를 들어 검출유닛(100)을 이동시키는 이동수단은 전술된 실시예와 같이 연료전지 스택(10)의 상단에 지지되는 상부 지지부(210)와 연료전지 스택(10)의 하단에 지지되는 하부 지지부(220)로 이루어지는 지지부(200)와; 상기 상부 지지부(210)와 하부 지지부(220) 사이에서 단위 셀의 적층 방향을 따라 설치되는 수직 가이드바(310)를 포함한다.
그리고, 양단이 상기 상부 지지부(210)의 양측 단부에 설치되는 상부 수평 가이드바(320)와; 상기 수직 가이드바(310)의 상단이 결합되어 상기 상부 수평 가이드바(320)를 따라 수평 방향으로 이동되는 상부 이동블럭(321)과; 양단이 상기 하부 지지부(220)의 양측 단부에 설치되는 하부 수평 가이드바(330)와; 상기 수직 가이드바(310)의 하단이 결합되어 상기 하부 수평 가이드바(330)를 따라 수평 방향으로 이동되는 하부 이동블럭(331)을 더 포함한다.
그래서, 수직 가이드바(310)가 상부 수평 가이드바(320) 및 하부 수평 가이드바(330)를 따라 수평 방향으로 이동된다. 그리고, 수직 가이드바(310)가 수평 방향으로 이동되는 동안 수직 가이드바(310)를 따라 검출유닛(100)이 상하방향으로 이동된다.
이러한 동작에 의해 검출유닛은 도 5에 도시된 바와 같이 연료전지 스택(10)의 측부영역에서 소정의 각도를 갖도록 경사지게 상하방향으로 이동된다.
따라서, 이러한 장치를 통하여 검출유닛(100)은 연료전지 스택(10)의 측부영역에서 자유롭게 이동될 수 있다.
이렇게 검출유닛(100)의 이동경로를 연장하여 분리판(12, 13)의 측부를 통과하는 경로를 연장시킴에 따라 분리판을 검출하는 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 전술된 실시예들에 제시된 검출유닛(100), 상부 이동블럭(321) 및 하부 이동블럭(331)의 이동방식은 특정한 방식에 한정되지 않고, 다양한 방식을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어 스크류와 기어 방식 또는 LM가이드 방식 등으로 구현될 수 있을 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
11: 탄성체 셀 프레임
12, 13: 분리판
20: 엔드 플레이트
100: 검출유닛
210: 상부 지지부
211: 상부 슬라이딩부
220: 하부 지지부
221: 하부 슬라이딩부
300, 310: 수직 가이드바
320: 상부 수평 가이드바
321: 상부 이동블럭
330: 하부 수평 가이드바
331: 하부 이동블럭
400: 레일부
500: 탄성부재
12, 13: 분리판
20: 엔드 플레이트
100: 검출유닛
210: 상부 지지부
211: 상부 슬라이딩부
220: 하부 지지부
221: 하부 슬라이딩부
300, 310: 수직 가이드바
320: 상부 수평 가이드바
321: 상부 이동블럭
330: 하부 수평 가이드바
331: 하부 이동블럭
400: 레일부
500: 탄성부재
Claims (10)
- 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 장치로서,
단위 셀의 적층 방향을 따라 이동하면서 전류의 인가에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장에 의해서 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출유닛을 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 검출유닛의 이동속도를 등속도로 유지시키는 이동수단을 더 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 이동수단은,
연료전지 스택의 상단에 지지되는 상부 지지부와, 연료전지 스택의 하단에 지지되는 하부 지지부로 이루어지는 지지부와;
상기 상부 지지부와 하부 지지부 사이에서 단위 셀의 적층 방향을 따라 설치되는 수직 가이드바를 포함하고,
상기 검출유닛은 상기 수직 가이드바를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 이동수단은,
상기 상부 지지부와 하부 지지부 사이에 구비되는 레일부와;
상기 상부 지지부에 결합되어 상기 레일부에서 상부 지지부와 일체로 슬라이딩되는 상부 슬라이딩부와;
상기 하부 지지부에 결합되어 상기 레일부에서 하부 지지부와 일체로 슬라이딩되는 하부 슬라이딩부와;
상기 레일부와 상부 지지부 및 하부 지지부 사이에 구비되어 상부 지지부와 하부 지지부를 레일부 방향으로 밀착시키는 복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 이동수단은,
양단이 상기 상부 지지부의 양측 단부에 설치되는 상부 수평 가이드바와;
상기 수직 가이드바의 상단이 결합되어 상기 상부 수평 가이드바를 따라 수평 방향으로 이동되는 상부 이동블럭과;
양단이 상기 하부 지지부의 양측 단부에 설치되는 하부 수평 가이드바와;
상기 수직 가이드바의 하단이 결합되어 상기 하부 수평 가이드바를 따라 수평 방향으로 이동되는 하부 이동블럭을 더 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 검출유닛은,
전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키는 자기장 발생부와;
상기 자기장 발생부에서 발생되는 자기장에 의해 분리판에서 형성되는 유도전류가 형성되는 것을 검출하는 유도전류 검출부를 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 유도전류 검출부는 상기 자기장 발생부에서 발진된 자기장에 의해 분리판에서 유도전류가 발생되어 역 자기장이 발생되면, 역 자기장에 의해 변화되는 전류의 세기 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정장치.
- 금속재인 한 쌍의 분리판 사이에 막전극 접합체가 구비되는 단위 셀이 다수개가 적층되어 이루어지는 연료전지 스택의 단위 셀 피치를 측정하는 방법으로서,
전원의 인가에 의해 자기장을 발생시키고, 변화되는 전류값을 측정하는 검출유닛을 준비하는 준비단계와;
준비된 검출유닛을 단위 셀의 적층 방향을 따라 이동시키면서 발생되는 자기장을 연료전지 스택 방향으로 발진시키는 자기장 발진단계와;
발진된 자기장에 의해 분리판에서 형성되는 유도전류를 감지하여 분리판의 위치를 검출하는 검출단계를 포함하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 자기장 발진단계에서 검출유닛의 이동속도는 등속도를 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 검출단계는 발진된 자기장에 의해 분리판에서 유도전류가 발생되어 역 자기장이 발생되면, 역 자기장에 의해 변화되는 전류의 세기 변화를 검출하여 분리판의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 피치 측정방법.
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| KR101618286B1 (ko) | 2015-02-12 | 2016-05-04 | 주식회사 더한 | 정전용량 및 전자기유도 방식에 의한 위치검출이 가능한 디스플레이 모듈 및 이를 구비한 디스플레이 장치 |
| KR101765588B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 연료전지 스택 조립 장치 및 그의 제어방법 |
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| KR101402331B1 (ko) | 2012-07-31 | 2014-06-02 | 주식회사 케이에프에이 | 전자기유도 방식을 이용한 선형변위센서 및 이를 이용한 가동물체의 선형변위 측정시스템 |
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