KR20220097690A - Separator for fuel cell having reinforced structure and apparatus for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a fuel cell and a manufacturing apparatus for manufacturing the same.
일반적으로, 연료 전지는 애노드에 수소를 공급하고 캐소드에 산소를 공급하여, 수소와 산소의 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 장치이다. 연료 전지는 유해 가스를 배출하지 않고 소음과 진동을 적게 발생하므로 차세대 에너지원으로서 각광을 받고 있다.In general, a fuel cell is a device that supplies hydrogen to an anode and oxygen to a cathode to obtain electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Since fuel cells do not emit harmful gases and generate less noise and vibrations, they are in the spotlight as a next-generation energy source.
연료 전지는, 전해질 종류에 따라, 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC), 인산형 연료 전지(PAFC), 용융 탄산염형 연료 전지(MCFC), 고체산화물 연료 전지(SOFC)로 분류된다. 이러한 연료 전지 중에서 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC)가 널리 사용되고 있다.Fuel cells are classified into a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell (SOFC) according to the type of electrolyte. Among these fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) is widely used.
고분자 전해질 연료 전지는 수십 내지 수백 개의 단위 셀이 직렬로 적층된 구조를 갖는다. 단위 셀은 고체 고분자 전해질막, 전극, 세퍼레이터로 구성된다.A polymer electrolyte fuel cell has a structure in which tens to hundreds of unit cells are stacked in series. The unit cell is composed of a solid polymer electrolyte membrane, an electrode, and a separator.
세퍼레이터는 전극으로 공급되는 수소와 산소를 분리시키는 역할을 한다. 세퍼레이터는 수소와 산소를 완전히 분리시켜야 하므로 매우 높은 가스 불투과성을 가질 필요가 있다. 또한, 세퍼레이터는 전기 에너지를 집전체인 엔드 플레이트로 전력 손실 없이 전달하여야 하므로 우수한 전기 전도성을 가질 필요가 있다.The separator serves to separate hydrogen and oxygen supplied to the electrode. The separator needs to have a very high gas impermeability since it must completely separate hydrogen and oxygen. In addition, the separator needs to have excellent electrical conductivity since it must transmit electrical energy to the end plate, which is a current collector, without loss of power.
또한, 세퍼레이터는 내부에 형성되는 가스 유로를 통과하는 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하도록 기밀성을 가질 필요가 있다.In addition, the separator needs to have airtightness to prevent gas passing through a gas flow path formed therein from leaking to the outside.
또한, 세퍼레이터는 연료 전지 내에서 큰 체적을 차지하므로, 대용량으로 제작되는 연료 전지의 무게를 줄일 수 있도록 세퍼레이터는 작은 두께를 갖도록 제작될 필요가 있다.In addition, since the separator occupies a large volume in the fuel cell, the separator needs to be manufactured to have a small thickness in order to reduce the weight of the fuel cell manufactured with a large capacity.
또한, 세퍼레이터는 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 강성을 가질 필요가 있다.In addition, the separator needs to have rigidity to withstand vibration and external force despite its small thickness.
본 발명의 목적은 강성이 보강된 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell with reinforced rigidity and an apparatus for manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치는, 성형 재료가 수용되는 제1 수용 공간을 갖는 제1 금형; 제1 금형에 대면하게 배치되며 성형 재료가 수용되는 제2 수용 공간을 갖는 제2 금형; 및 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간 내에 성형 재료가 수용된 상태에서 성형 재료로 보강 재료를 공급하는 보강 재료 공급 유닛을 포함하고, 제1 금형 및 제2 금형에는 성형 재료로 공급된 보강 재료를 가압하는 가압 부재가 구비되고, 제1 금형 및 제2 금형에 의해 성형 재료가 가압됨에 따라 성형 재료에는 복수의 유로 리브와, 복수의 유로 리브 사이에 형성되는 복수의 요홈부가 형성되고, 보강 재료 공급 유닛은 유로 리브와 만나는 요홈부의 에지부로 보강 재료를 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell, comprising: a first mold having a first accommodating space in which a molding material is accommodated; a second mold disposed to face the first mold and having a second accommodating space in which a molding material is accommodated; and a reinforcing material supply unit for supplying a reinforcing material as a molding material in a state in which the molding material is accommodated in the first accommodating space and the second accommodating space, wherein the reinforcing material supplied as the molding material is pressed into the first and second molds. a pressing member is provided, and as the molding material is pressed by the first mold and the second mold, a plurality of flow path ribs and a plurality of grooves formed between the plurality of flow path ribs are formed in the molding material, and a reinforcing material supply unit may supply the reinforcing material to the edge portion of the groove portion that meets the flow path rib.
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터는, 복수의 매니폴드 홀; 복수의 매니폴드 홀 사이에 배치되는 복수의 유로 리브; 및 복수의 유로 리브 사이에 형성되어 유로를 형성하는 복수의 요홈부를 포함할 수 있고, 유로 리브와 만나는 요홈부의 에지부에는 곡면을 갖는 보강부가 형성될 수 있다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a plurality of manifold holes; a plurality of flow path ribs disposed between the plurality of manifold holes; and a plurality of concave portions formed between the plurality of passage ribs to form passages, and a reinforcing portion having a curved surface may be formed at an edge portion of the groove portion meeting the passage ribs.
제1 금형의 내부에는 보강 재료 공급 유닛으로부터 보강 재료가 공급되는 제1 보강 재료 공급 통로가 형성될 수 있고, 제2 금형의 내부에는 보강 재료 공급 유닛으로부터 보강 재료가 공급되는 제2 보강 재료 공급 통로가 형성될 수 있고, 보강 재료는 제1 보강 재료 공급 통로를 통하여 제1 수용 공간으로 공급될 수 있고, 보강 재료는 제2 보강 재료 공급 통로를 통하여 제2 수용 공간으로 공급될 수 있다.A first reinforcing material supply passage through which the reinforcing material is supplied from the reinforcing material supply unit may be formed inside the first mold, and a second reinforcing material supply passage through which the reinforcing material is supplied from the reinforcing material supply unit inside the second mold. may be formed, the reinforcing material may be supplied to the first accommodating space through the first reinforcing material supply passage, and the reinforcing material may be supplied to the second accommodating space through the second reinforcing material supply passage.
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 유로를 형성하는 요홈부의 에지부에 보강부가 형성된다. 따라서, 요홈부의 에지부에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있고, 세퍼레이터의 강성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 세퍼레이터가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.According to the fuel cell separator according to the embodiment of the present invention, the reinforcement portion is formed on the edge portion of the groove portion forming the flow path. Therefore, it is possible to prevent the stress from being concentrated on the edge portion of the concave portion, and it is possible to increase the rigidity of the separator. Accordingly, it is possible to enable the separator to withstand vibration and external force in spite of its small thickness.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하는 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터를 제조하는 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically illustrating a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are diagrams for explaining an operation of an apparatus for manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 및 이를 제조하는 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a separator for a fuel cell and an apparatus for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 열경화성 수지, 전기 전도성 입자, 탄소 섬유를 혼합한 혼합물(이하, 성형 재료라 함)을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 세퍼레이터(50)는 20 내지 35 wt.%의 열경화성 수지와, 80 내지 65 wt.%의 전기 전도성 입자 및 탄소 섬유를 혼합하여 제조된 성형 재료를 사용하여 제조될 수 있다.1 , the
열경화성 수지는 페놀 수지일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 열경화성 수지가 사용될 수 있다.The thermosetting resin may be a phenolic resin. However, the present invention is not limited thereto, and various thermosetting resins may be used.
전기 전도성 입자는 카본 블랙 입자일 수 있다. 카본 블랙 입자는 전기 전도성이 높으므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 카본 블랙 입자는 가공성이 우수하므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)는 1 내지 2 mm 정도로 작은 두께를 가질 수 있다.The electrically conductive particles may be carbon black particles. Since the carbon black particles have high electrical conductivity, the electrical conductivity of the
한편, 카본 블랙 입자의 양이 증가함에 따라 세퍼레이터(50)의 전기 전도성은 좋아지지만 세퍼레이터(50)의 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 세퍼레이터(50)의 강도를 보완하기 위해, 세퍼레이터(50)는 카본 블랙 입자에 탄소 섬유를 혼합한 혼합물을 사용하여 제조된다. 예를 들면, 탄소 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유, 셀룰로오스계 탄소 섬유 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 탄소 섬유는 1 내지 12 mm의 길이를 가질 수 있지만, 본 발명은 탄소 섬유의 길이에 한정되지 않는다.Meanwhile, as the amount of carbon black particles increases, the electrical conductivity of the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 구비한다.As shown in FIG. 1 , the
복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)은, 복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122) 및 한 쌍의 냉매 매니폴드 홀(131, 132)을 포함한다.The plurality of
복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122)은, 한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112) 및 한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)을 포함한다.The plurality of
한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112)은, 제1 가스가 유입되는 제1 가스 유입홀(111)과, 제1 가스가 배출되는 제1 가스 배출홀(112)을 포함한다. 제1 가스는 제1 가스 유입홀(111)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제1 가스 유로를 통과한 다음, 제1 가스 배출홀(112)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of first
한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)은, 제2 가스가 유입되는 제2 가스 유입홀(121)과, 제2 가스가 배출되는 제2 가스 배출홀(122)을 포함한다. 제2 가스는 제2 가스 유입홀(121)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제2 가스 유로를 통과한 다음, 제2 가스 배출홀(122)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of second
여기에서, 제1 가스 및 제2 가스 중 어느 하나는 연료 가스일 수 있고, 제1 가스 및 제2 가스 중 다른 하나는 산화제 가스일 수 있다.Here, any one of the first gas and the second gas may be a fuel gas, and the other of the first gas and the second gas may be an oxidizing gas.
각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 둘러싸도록 형성된다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출되어 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 통하여 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출하는 것을 방지하는 역할을 한다.Each of the
복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 외곽을 따라 연장될 수 있다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 제1 외곽 돌기(411) 및 제2 외곽 돌기(421)를 포함한다.The plurality of
제1 외곽 돌기(411)는 복수의 유로 리브(300)를 둘러싸도록 형성된다. 제2 외곽 돌기(421)는 복수의 유로 리브(300), 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)를 포위하도록 형성된다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 내부에서 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.The first
복수의 유로 리브(300)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출될 수 있다. 복수의 유로 리브(300)는 서로 이격되게 형성될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 유로 리브(300) 사이에는 제1 가스가 통과하는 제1 가스 유로 또는 제2 가스가 통과하는 제2 가스 유로가 형성될 수 있다.The plurality of
본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되어 하나의 조립체를 구성할 수 있다. 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a pair of
또한, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.In addition, when the pair of
도 2에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)의 복수의 유로 리브(300) 사이에는 복수의 요홈부(310)가 형성된다.As shown in FIG. 2 , a plurality of
복수의 요홈부(310)는 제1 가스 유로, 제2 가스 유로, 냉매 유로로서 사용될 수 있다. 요홈부(310)의 에지부(즉, 요홈부(310)의 바닥과 유로 리브(300)의 상면 사이의 부분)에는 보강부(320)가 형성된다.The plurality of
보강부(320)는 유로 리브(300)와 요홈부(310)가 만나는 요홈부(310)의 에지부에 형성된다.The reinforcing
금형을 사용하여 세퍼레이터(50)에 요홈부(310)를 형성하는 과정에서, 요홈부(310)의 에지부가 예각으로 깊게 파이는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 요홈부(310)의 에지부에서의 세퍼레이터(50)의 두께가 요홈부(310)의 에지부를 제외한 다른 부분에서의 세퍼레이터(50)의 두께보다 작을 수 있다. 이 경우, 요홈부(310)의 에지부에 응력이 집중될 수 있다. 이로 인하여, 작은 충격에도 세퍼레이터(50)가 파단되거나 손상되는 문제가 발생할 수 있다.In the process of forming the
이러한 문제를 방지하기 위해, 요홈부(310)의 에지부에 보강부(320)가 형성된다. 보강부(320)에 의해 요홈부(310)의 에지부가 완만한 곡면을 가질 수 있다. 보강부(320)의 곡면은 요홈부(310)의 외부를 향하여 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 보강부(320)에 의해 요홈부(310)의 에지부에서의 세퍼레이터(50)의 두께가 증가할 수 있다. 따라서, 요홈부(310)의 에지부에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있고, 세퍼레이터(50)의 강성을 증가시킬 수 있다. 세퍼레이터(50)가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.In order to prevent such a problem, the reinforcing
보강부(320)는 세퍼레이터(50)의 성형 재료와 융합될 수 있는 보강 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 보강 재료는 유리 섬유, 금속 입자 또는 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 보강 재료는 유리 섬유, 금속 입자 또는 합성 섬유와 혼합되는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 보강 재료는 열경화성 수지와 혼합된 상태로 세퍼레이터(50)에 부착될 수 있다.The reinforcing
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)를 제조하는 세퍼레이터 제조 장치(90)는, 제1 금형(91), 제2 금형(92), 가열 유닛(93), 구동 유닛(94), 보강 재료 공급 유닛(96)을 포함한다.3 to 5 , the
제1 금형(91)에는 성형 재료(51)가 수용되는 제1 수용 공간(911)을 구비한다.The
제1 금형(91)에는 보강 재료 공급 유닛(96)으로부터 공급되는 보강 재료(52)가 통과하는 제1 보강 재료 공급 통로(961)가 구비될 수 있다. 제1 보강 재료 공급 통로(961)는 제1 금형(91)의 내부에 형성될 수 있다. 제1 보강 재료 공급 통로(961)는 복수로 분기될 수 있다. 제1 보강 재료 공급 통로(961)의 출구는 세퍼레이터(50)의 요홈부(310)의 에지부에 대응하는 위치에 형성된다. 보강 재료 공급 유닛(96)로부터 공급되는 보강 재료(52)는 제1 보강 재료 공급 통로(961)를 통하여 제1 수용 공간(911)으로 공급될 수 있다.The
또한, 제1 금형(91)에는 보강 재료(52)를 가압하는 가압 부재(99)가 구비될 수 있다. 가압 부재(99)에 의해 보강 재료(52)가 가압되므로, 요홈부(310)의 에지부에 보강 재료(52)가 치밀하게 압축된 보강부(320)가 형성될 수 있다.In addition, the
가압 부재(99)는 유압 또는 공압으로 작동되는 액추에이터 등의 직선 이동 기구와 연결되어 작동될 수 있다.The pressing
따라서, 제1 금형(91)은 성형 재료(51)를 가압하는 역할과 함께 보강 재료(52)를 공급하는 노즐로서의 역할을 할 수 있다. 따라서, 보강 재료(52)를 공급하기 위한 별도의 노즐을 설치하는 경우에 비하여, 세퍼레이터 제조 장치(90)의 구성을 단순화할 수 있다.Accordingly, the
제2 금형(92)은 제1 금형(91)에 대면하도록 배치된다. 제2 금형(92)에는 성형 재료(51)가 수용되는 제2 수용 공간(921)을 구비한다. 제2 수용 공간(921)은 제1 수용 공간(911)과 함께 성형 공간을 형성한다. 성형 공간 내에는 성형 재료(51)가 위치될 수 있다. 성형 공간 내에 위치된 성형 재료(51)가 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)에 의해 가압되는 것에 의해 세퍼레이터(50)가 제조될 수 있다.The
제2 금형(92)에는 보강 재료 공급 유닛(96)으로부터 공급되는 보강 재료(52)가 통과하는 제2 보강 재료 공급 통로(962)가 구비될 수 있다. 제2 보강 재료 공급 통로(962)는 제2 금형(92)의 내부에 형성될 수 있다. 제2 보강 재료 공급 통로(962)는 복수로 분기될 수 있다. 제2 보강 재료 공급 통로(962)의 출구는 세퍼레이터(50)의 요홈부(310)의 에지부에 대응하는 위치에 형성된다. 보강 재료 공급 유닛(96)로부터 공급되는 보강 재료(52)는 제2 보강 재료 공급 통로(962)를 통하여 제2 수용 공간(921)으로 공급될 수 있다.The
또한, 제2 금형(92)에는 보강 재료(52)를 가압하는 가압 부재(99)가 구비될 수 있다. 가압 부재(99)에 의해 보강 재료(52)가 가압되므로, 요홈부(310)의 에지부에 보강 재료(52)가 치밀하게 압축된 보강부(320)가 형성될 수 있다.In addition, the
가압 부재(99)는 유압 또는 공압으로 작동되는 액추에이터 등의 직선 이동 기구와 연결되어 작동될 수 있다.The pressing
따라서, 제2 금형(92)은 성형 재료(51)를 가압하는 역할과 함께 보강 재료(52)를 공급하는 노즐로서의 역할을 할 수 있다. 따라서, 보강 재료(52)를 공급하기 위한 별도의 노즐을 설치하는 경우에 비하여, 세퍼레이터 제조 장치(90)의 구성을 단순화할 수 있다.Accordingly, the
제1 금형(91) 및 제2 금형(92)에는 복수의 요철부가 형성될 수 있다. 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 성형 재료(51)를 가압할 때, 복수의 요철부가 성형 재료(51)를 가압하며, 이에 따라, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 갖는 세퍼레이터(50)가 성형될 수 있다.A plurality of concavo-convex portions may be formed in the
가열 유닛(93)은 제2 금형(92) 내에 매립될 수 있다. 가열 유닛(93)은 성형 공간에 수용된 성형 재료(51)를 가열하여 경화시키는 역할을 한다. 또한, 가열 유닛(93)은 보강 재료(52)에 포함된 열경화성 수지를 가열하여 경화시키는 역할을 한다.The
구동 유닛(94)은 제1 금형(91)과 연결되어 제1 금형(91)을 제2 금형(92)에 대하여 이동시킬 수 있다.The driving
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 세퍼레이터 제조 장치(90)를 사용하여 세퍼레이터(50)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3-7, the method of manufacturing the
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 금형(91) 및 제2 금형(92) 사이로 성형 재료(51)가 공급된다. 성형 재료(51)는 제2 수용 공간(921) 내에 탑재될 수 있다.First, as shown in FIG. 4 , a
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금형(91)이 제2 금형(92)으로 이동되어 제1 금형(91) 및 제2 금형(92)이 서로 밀착된다. 이에 따라, 성형 재료(51)가 가압되면서, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 갖는 세퍼레이터(50)가 성형될 수 있다.Then, as shown in FIG. 5 , the
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 가압 부재(99)가 이동함에 따라, 보강 재료 공급 유닛(96)로부터 제1 보강 재료 공급 통로(961) 및 제2 보강 재료 공급 통로(962)를 통하여 제1 수용 공간(911) 및 제2 수용 공간(921)으로 보강 재료(52)가 공급된다. 이때, 보강 재료(52)는 세퍼레이터(50)의 요홈부(310)의 에지부를 향하여 공급된다.And, as shown in FIG. 6 , as the pressing
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 가압 부재(99)가 더 이동하여 보강 재료(52)를 가압하는 것에 의해 세퍼레이터(50)의 요홈부(310)의 에지부에는 보강부(320)가 형성될 수 있다.And, as shown in FIG. 7 , the reinforcing
그리고, 성형 공간 내의 성형 재료(51) 및 보강 재료(52)가 가열 유닛(93)에 의해 가열되며, 이에 따라, 성형 재료(51) 및 보강 재료(52)가 경화되면서 세퍼레이터(50)가 완성된다.Then, the
본 발명의 실시예에 따르면, 유로를 형성하는 요홈부(310)의 에지부에 보강부(320)가 형성된다. 따라서, 요홈부(310)의 에지부에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있고, 세퍼레이터(50)의 강성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 세퍼레이터(50)가 작은 두께에도 불구하고 진동 및 외력을 견딜 수 있도록 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and may be appropriately modified within the scope described in the claims.
50: 세퍼레이터
51: 성형 재료
52: 보강 재료
300: 유로 리브
310: 요홈부
320: 보강부
90: 세퍼레이터 제조 장치
99: 가압 부재50: separator
51: molding material
52: reinforcing material
300: euro rib
310: groove
320: reinforcement
90: separator manufacturing device
99: pressure member
Claims (3)
상기 제1 금형에 대면하게 배치되며 상기 성형 재료가 수용되는 제2 수용 공간을 갖는 제2 금형; 및
상기 제1 수용 공간 및 상기 제2 수용 공간 내에 상기 성형 재료가 수용된 상태에서 상기 성형 재료로 보강 재료를 공급하는 보강 재료 공급 유닛을 포함하고,
상기 제1 금형 및 상기 제2 금형에는 상기 성형 재료로 공급된 보강 재료를 가압하는 가압 부재가 구비되고,
상기 제1 금형 및 상기 제2 금형에 의해 상기 성형 재료가 가압됨에 따라 상기 성형 재료에는 복수의 유로 리브와, 상기 복수의 유로 리브 사이에 형성되는 복수의 요홈부가 형성되고,
상기 보강 재료 공급 유닛은 상기 유로 리브와 만나는 상기 요홈부의 에지부로 보강 재료를 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치.a first mold having a first accommodating space in which a molding material is accommodated;
a second mold disposed to face the first mold and having a second accommodating space in which the molding material is accommodated; and
a reinforcing material supply unit configured to supply a reinforcing material to the molding material in a state in which the molding material is accommodated in the first accommodation space and the second accommodation space;
The first mold and the second mold are provided with a pressing member for pressing the reinforcing material supplied as the molding material,
As the molding material is pressed by the first mold and the second mold, a plurality of flow path ribs and a plurality of grooves formed between the plurality of flow path ribs are formed in the molding material,
and the reinforcing material supply unit supplies the reinforcing material to an edge portion of the concave portion that meets the flow path rib.
상기 제1 금형의 내부에는 상기 보강 재료 공급 유닛으로부터 상기 보강 재료가 공급되는 제1 보강 재료 공급 통로가 형성되고,
상기 제2 금형의 내부에는 상기 보강 재료 공급 유닛으로부터 상기 보강 재료가 공급되는 제2 보강 재료 공급 통로가 형성되고,
상기 보강 재료는 상기 제1 보강 재료 공급 통로를 통하여 상기 제1 수용 공간으로 공급되고,
상기 보강 재료는 상기 제2 보강 재료 공급 통로를 통하여 상기 제2 수용 공간으로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치.The method according to claim 1,
A first reinforcing material supply passage through which the reinforcing material is supplied from the reinforcing material supply unit is formed in the first mold,
A second reinforcing material supply passage through which the reinforcing material is supplied from the reinforcing material supply unit is formed inside the second mold,
the reinforcing material is supplied to the first receiving space through the first reinforcing material supply passage;
and the reinforcing material is supplied to the second accommodating space through the second reinforcing material supply passage.
상기 복수의 매니폴드 홀 사이에 배치되는 복수의 유로 리브; 및
상기 복수의 유로 리브 사이에 형성되어 유로를 형성하는 복수의 요홈부를 포함하고,
상기 유로 리브와 만나는 상기 요홈부의 에지부에는 청구항 1 또는 2에 따른 연료 전지용 세퍼레이터 제조 장치에 의해 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.a plurality of manifold holes;
a plurality of flow path ribs disposed between the plurality of manifold holes; and
and a plurality of grooves formed between the plurality of flow path ribs to form a flow path,
A fuel cell separator, characterized in that a reinforcing portion is formed at an edge portion of the concave portion meeting the flow path rib by the fuel cell separator manufacturing apparatus according to claim 1 or 2 .
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