KR100762254B1 - Stack assembling press of a fuel cell - Google Patents

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KR100762254B1
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fuel cell
stack
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이영기
고대일
이성철
노종호
유진산
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(주)하이드로 메틱스
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Abstract

A press for assembling a fuel cell stack is provided to facilitate formation of a fuel cell, to allow conveyance to a correct position, to allow uniform supply of a pressure onto an upper plate and a lower plate of a stack, and to permit use of a small-stroke hydraulic cylinder. A press for assembling a fuel cell stack comprises: a conveying unit including guide bars disposed at both sides thereof and a conveying plate having a screw bar at the center thereof; a longitudinal conveying unit comprising screw bars(33,34) fixed between a table, on which a stack guided by the conveying unit is mounted, and an upper fixing plate and installed along the diagonal direction of the table, and a guide bar; and a pressurizing unit(40) guided by the longitudinally conveying unit and applying a hydraulic pressure to the stack by way of a multi-stage pressure transfer medium on a plate(42) equipped with a hydraulic cylinder(41).

Description

연료전지 스택 조립용 프레스{stack assembling press of a fuel cell}Stack assembling press of a fuel cell}

도 1은 본 발명에서 사용되는 연료전지의 내부를 분해한 사시도,1 is an exploded perspective view of the inside of a fuel cell used in the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예를 나타내고 있는 연료전지 스택 조립용 프레스의 사시도,2 is a perspective view of a fuel cell stack assembly press showing an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에서 다수개의 적층된 스택을 이송하기 위한 이송수단을 나타낸 부분 사시도,Figure 3 is a partial perspective view showing a transport means for transporting a plurality of stacked stack in the present invention,

도 4는 본 발명에서 사용되는 가압장치를 나타낸 부분 단면도에 대한 확대도,Figure 4 is an enlarged view of a partial cross-sectional view showing a pressing device used in the present invention,

도 5는 본 발명에서 사용되는 가압장치의 동작상태를 나타낸 부분 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view showing an operating state of the pressurization apparatus used in the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

1 ; 세퍼레이터 2 : 연료전지셀One ; Separator 2: Fuel Cell Cell

3 : 집전판 4 : 절연시트3: current collector 4: insulation sheet

5 : 엔드플랜지 10 : 냉가수 배출구5: end flange 10: cold water outlet

11 : 수소가스 배출구 15 : 스택11: hydrogen gas outlet 15: stack

20 : 이송수단 21 : 이송판20: transfer means 21: transfer plate

22 : 스크류 바 23, 24 : 가이드바22: screw bar 23, 24: guide bar

25 : 체결수단 (볼트)25: fastening means (bolt)

30 : 상하 이송수단 31 : 고정판30: vertical conveying means 31: fixed plate

32 : 테이블32: table

33, 34 : 스크류바 36 : 가이드봉33, 34: screw bar 36: guide rod

40 : 가압장치 41 : 유압실린더40: pressurization device 41: hydraulic cylinder

42 : 플레이트 43 : 가압판42 plate 43 pressure plate

44 : 압력판 45 : 가이드봉44: pressure plate 45: guide rod

46 : 연결부재46: connecting member

50 : 모터 51, 52 :풀리50: motor 51, 52: pulley

53 : 벨트53: belt

본 발명은 연료전지 스택 조립용 프레스에 관한 것이다.The present invention relates to a press for assembling a fuel cell stack.

연료전지는 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응시켜 직접 전기에너지를 추출할 수가 있어 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있어 차세대 에너지원으로 크게 각광을 받고 있으며, 여러 가지 산업분야에서 다양하게 이용하고자 하고 있다.Fuel cells are able to extract electrical energy directly by chemical reaction while continuously supplying hydrogen and oxygen, and can get the following effects, and are attracting great attention as the next generation energy source. have.

1. 화석연료와 같은 SOx와 NOx 등의 대기오염물질을 거의 배출하지 않는다.1. It emits little air pollutants such as SOx and NOx such as fossil fuel.

2. 열기관을 이용한 종래의 화력발전에 비해서 높은 발전효율을 얻을 수가 있다. 2. High power generation efficiency can be obtained compared to conventional thermal power generation using heat engine.

3. 저소음, 무진동으로 친환경적인 에너지를 얻을 수 있다.3. Eco-friendly energy can be obtained with low noise and no vibration.

4. 소용량으로도 발전효율이 떨어지지 아니하는 장점이 있다. 4. There is an advantage that power generation efficiency does not fall even with small capacity.

이와 같은 연료전지는 2개의 전극과 전극 사이에 끼워진 전해질을 가지고 있으며, 음극에서는 공급된 수소가 이온화해서 수소이온이되어 전해질 속을 양극을 향하여 이동한다.Such a fuel cell has an electrolyte sandwiched between two electrodes and an electrode. At the cathode, the supplied hydrogen is ionized to become hydrogen ions, and the electrolyte moves toward the anode.

양극에서는 공급된 산소와 전해질 속을 이동해 온 수소이온이 반응해서 물을 발생한다. 수소가 이온화했을 때에 발생된 전자가 음극으로 부터 배선을 통하여 양 극으로 이동함으로써 전류가 흘러 전기가 발생하여 에너지를 얻을 수 있다.At the anode, the supplied oxygen reacts with hydrogen ions that have moved through the electrolyte to generate water. Electrons generated when hydrogen is ionized move from the cathode to the anode through the wiring, whereby current flows to generate electricity, thereby obtaining energy.

상기와 같은 연료전지는 주로 전해질의 차이로부터 4종류로 분류된다. Such fuel cells are classified into four types mainly from the difference of electrolytes.

즉, 이온 도전성 세라믹스를 전해질에 사용한 고체 전해질형 연료전지(SOFC), 수소이온 도전성 고분자막을 전해질에 사용한 고체 고분자형 연료전지(PEFC), 고농도 인산을 전해질에 사용한 인산형 연료전지(PAFC), 알칼리금속탄산염을 전해질에 사용한 용융 탄산형 연료전지(MCFC)의 4종류이다. That is, solid electrolyte fuel cell (SOFC) using ion conductive ceramics for electrolyte, solid polymer fuel cell (PEFC) using hydrogen ion conductive polymer membrane for electrolyte, phosphoric acid fuel cell (PAFC) using high concentration phosphoric acid in electrolyte, alkali Four types of molten carbonate fuel cells (MCFCs) using metal carbonates in an electrolyte.

이 중에서도 특히 작동온도가 80℃로 낮은 고체 고분자형 연료전지(PEFC)의 개발이 진행되고 있으며, 이와 같은 고체 고분자형 연료전지의 구조는, 표면에 촉매전극을 설치한 전해질층과, 전해질형을 양측으로부터 끼워, 수소 및 산소를 공급하기 위한 홈을 형성한 세퍼레이터와, 전극에서 발생한 전기를 회수하는 집광판 등을 포함하고 있다.Among them, the development of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) having a particularly low operating temperature of 80 ° C. is being carried out. The structure of such a polymer electrolyte fuel cell includes an electrolyte layer having a catalyst electrode disposed on its surface and an electrolyte type. The separator includes a separator formed from both sides to form a groove for supplying hydrogen and oxygen, and a light collecting plate for recovering electricity generated from the electrode.

이와같이 연료전지는 원하는 전압과 용량을 얻기 위하여 다수개의 세퍼레이터 및 연료전지 셀들을 연결시키는 구조를 사용하고 있으며, 이와같이 세퍼레이터 및 연료전지 셀을 다단으로 연결하여 이루어지는 스택을 제공하기위하여 많은 노력이 경주되고 있다.As such, the fuel cell uses a structure that connects a plurality of separators and fuel cell cells in order to obtain a desired voltage and capacity, and thus many efforts have been made to provide a stack formed by connecting the separator and fuel cell cells in multiple stages. .

그러나 종래에는 다단의 세퍼레이터로 구성된 스택을 제공하기 위하여 수작업으로 연결하거나 지그 (jig)를 사용하여 양쪽의 엔드 플랜지내에 고정시킨후 볼트로서 체결하도록 하였으나, 이와같은 스택조립시에 불량율이 발생하여 고가의 연료전지가 파손되는 문제점이 있었다.However, conventionally, in order to provide a stack composed of a multi-stage separator, it is either manually connected or fixed in both end flanges using a jig and then tightened with bolts. There was a problem that the fuel cell is damaged.

즉, 세퍼레이터 및 연료전지 셀이 여러가지 금속박막이나 카본층 및 고분자 막을 사용하고 있기 때문에 적층시켜 스택화 상태로 유지하기 위하여는 균일한 압력이 인가되지 못하는 경우 내부회로가 연결되지 못하게 되고, That is, since the separator and the fuel cell use various metal thin films, carbon layers, and polymer films, internal circuits cannot be connected when uniform pressure is not applied to stack and maintain the stacked state.

스택화를 위하여 볼트로 상기와 같은 내부 소자들을 결속시키기 위하여는 정확한 위치 및 정확히 가해지는 압력이 필요한 것이었다.In order to bind these internal elements with bolts for stacking, the correct position and the pressure exerted were necessary.

즉, 조립되어지는 스택에 압력이 골고루 분포되어지는 아니하는 경우로서 연료전지 셀의 가장자리만 힘이 가해지는 경우에는 중앙부는 뜨게되고, 반대로 중앙부만 힘이 가해지는 경우에는 가장자리가 벌어지게 되어 고가의 연료전지의 불량을 초래하게 되는 문제점이 발생되는 것이었다.In other words, the pressure is not evenly distributed on the stack to be assembled, and when the force is applied only to the edge of the fuel cell, the center part is floated. On the contrary, when the force is applied only to the center part, the edge is opened. There was a problem that caused a defect of the fuel cell.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,The present invention is to solve such a problem,

본 발명의 목적은 다수개의 세퍼레이터가 결합되어 스택의 형성이 용이한 연료전지 스택 조립용 프레스를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a press for assembling a fuel cell stack in which a plurality of separators are combined to facilitate stack formation.

다른 목적은 상기와 같이 스택 형성시 정확한 이송위치로 보낼 수가 있도록 하여 스택의 결합작업이 편리한 연료전지 스택 조립용 프레스를 제공하고자 하는 것이다.Another object is to provide a fuel cell stack assembly press that is convenient to combine the stack by sending to the correct transport position when forming the stack as described above.

또 다른 목적은 이송된 스택의 상,하부 판에 일정한 압력이 고르게 공급되게 하여 볼트로 체결이 용이한 연료전지 스택 조립용 프레스를 제공하고자 하는 것이다.Still another object is to provide a press for assembling a fuel cell stack that is easily fastened with bolts by uniformly supplying a constant pressure to the upper and lower plates of the transferred stack.

또 다른 목적은 상하 이동하는 플레이트에 유압실린더가 장착되게 하여 가압장치가 상기 플레이트에 의하여 이동하므로 스트로크가 작은 유압실린더를 사용할 수 있는 연료전지 스택 조립용 프레스를 제공하고자 하는 것이다.Still another object is to provide a fuel cell stack assembly press capable of using a hydraulic cylinder having a small stroke because the pressurizing device is moved by the plate so that the hydraulic cylinder is mounted on a plate that moves up and down.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 좌우에 안내 가이드바가 설치되고, 중앙에 스크류바가 장착된 이송판으로 구성된 이송수단과;The present invention for achieving the above object is a guide guide bar is installed on the left and right, the transfer means consisting of a transfer plate equipped with a screw bar in the center;

상기 이송수단에 의하여 안내되어온 스택이 위치하는 테이블과 상부의 고정판의 사이에 고정되고 상기 테이블의 대각선 방향으로 설치되는 스크류바 및 가이드 봉으로 구성된 상하 이송수단과;Up and down conveying means composed of a screw bar and a guide rod which are fixed between the table on which the stack guided by the conveying means is located and the upper fixing plate and installed in a diagonal direction of the table;

상기 상하 이송수단에 의하여 안내되고, 유압실린더를 장착한 플레이트 상에 다단의 압력전달 매개체를 통하여 스택에 유압을 가하도록 구성된 가압장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.It is characterized by consisting of a pressurizing device which is guided by the up and down conveying means and configured to apply hydraulic pressure to the stack through a multi-stage pressure transfer medium on a plate on which the hydraulic cylinder is mounted.

또한 상기 이송수단에는 스크류바의 한쪽 끝단에 모터 또는 손잡이로 구성된 동력수단이 포함되게 구성하며, In addition, the transfer means is configured to include a power means consisting of a motor or a handle on one end of the screw bar,

상기 상하 이송수단에는 대각선 방향으로 설치되는 스크류바의 하단에는 풀리를 고정시켜 벨트를 통하여 모터에 연결되게 구성한 것을 특징으로 하고 있다.The upper and lower conveying means is configured to be connected to the motor through the belt by fixing the pulley to the lower end of the screw bar installed in a diagonal direction.

본 발명의 가압장치에 형성된 다단의 압력전달 매개체는 유압실린더의 하단에 고정된 가압판에 연결부재를 통하여 압력판이 고정되게 구성한 것을 특징으로 하고 있다.Multi-stage pressure transfer medium formed in the pressurizing device of the present invention is characterized in that the pressure plate is fixed to the pressure plate fixed to the lower end of the hydraulic cylinder through a connecting member.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1는 본 발명에서 사용되는 연료전지의 내부를 분해한 사시도이다.1 is an exploded perspective view of the inside of a fuel cell used in the present invention.

고체 고분자형 연료전지(Polymer Electrolyte Fuel Cell, 약칭 PEFC )는 세퍼레이터(1), 연료전지 셀(2), 집전판(3), 절연 시트(4), 엔드 플랜지(5) 등을 가지고 있다. The polymer electrolyte fuel cell (PEFC) has a separator (1), a fuel cell (2), a current collector plate (3), an insulating sheet (4), an end flange (5), and the like.

특히 연료전지 (PEFC)는 고전압, 고출력을 얻기 위해서 복수의 연료전지 셀(2)을 직렬로 접속한 소위 스택 상태로 구성될 필요가 있다.In particular, the fuel cell (PEFC) needs to be configured in a so-called stacked state in which a plurality of fuel cell cells 2 are connected in series in order to obtain high voltage and high output.

이때 이 스택 상태를 구성하기 위해서는, 연료전지 셀(2) 사이에 세퍼레이터 (1)를 배치하고, 연료전지 셀(2)과 세퍼레이터(1)를 도면과 같이 교대로 배치하게 된다.At this time, in order to form this stack state, the separator 1 is arrange | positioned between the fuel cell 2, and the fuel cell 2 and the separator 1 are alternately arrange | positioned as shown in the figure.

그리고 최외각의 양편에 엔드 플랜지(5)는 복수의 연료전지 셀(2)을 스택 상태로 유지하기 위한 케이스용으로 엔드 플랜지 (5)가 형성된다.The end flanges 5 are formed on both sides of the outermost shell for the case for holding the plurality of fuel cell cells 2 in a stacked state.

상기한 엔드 플랜지(5)에는 수소가스 공급구(6), 냉각수 공급구(7), 산소가스 공급구(8), 수소가스 배출구(9), 냉각수 배출구(10) 및 산소가스 배출구(11)가 형성되어 있다. The end flange 5 includes a hydrogen gas supply port 6, a cooling water supply port 7, an oxygen gas supply port 8, a hydrogen gas discharge port 9, a cooling water discharge port 10, and an oxygen gas discharge port 11. Is formed.

이와같은 구조를 가지는 연료전지를 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 상술한 바와같이 고전압, 고출력을 얻기 위해서 복수의 세퍼레이터 (1) 및 연료전지 셀(2)을 직렬로 접속한 소위 스택 (15)상태로 구성하여야 한다. A fuel cell having such a structure is widely used in various fields, and as described above, in order to obtain a high voltage and a high output, a plurality of separators 1 and a fuel cell 2 are connected in series to a so-called stack 15. It must be constructed.

이와같은 스택상태를 구성하기 위하여 종래에는 지그 (jig)를 사용하여 양 쪽의 엔드 플랜지내에 고정시킨후 볼트로서 체결하도록 하였으나, 이와같은 스택조립시에 불량율이 발생하여 고가의 연료전지가 파손되는 문제점이 있었다. In order to configure such a stack state, a jig has been conventionally fixed in both end flanges and then fastened as bolts. However, when a stack is assembled, a defect rate occurs and the expensive fuel cell is damaged. There was this.

특히 상술한 바와같이 세퍼레이터 및 연료전지 셀이 여러가지 금속박막이나 카본층 및 고분자막을 사용하고 있기 때문에 적층시켜 스택화 상태로 고정시키기가 어려운 문제점이 발생하게 된다.In particular, as described above, since the separator and the fuel cell use various metal thin films, carbon layers, and polymer films, it is difficult to stack and fix them in a stacked state.

본 발명은 이와같이 세퍼레이터 및 연료전지 셀을 적층시켜 스택화가 용이한 도 2와 같은 연료전지 스택 조립용 프레스를 제공하고 있다.The present invention provides a fuel cell stack assembly press as shown in FIG. 2 in which a separator and a fuel cell are stacked to facilitate stacking.

도 2는 본 발명의 실시예를 나타내고 있는 연료전지 스택 조립용 프레스의 사시도이다.2 is a perspective view of a fuel cell stack assembly press showing an embodiment of the present invention.

프레스 (100)는 다수개의 적층된 스택을 이송하기 위한 이송수단 (20)와, 상기 이송수단 (20)에서 이송된 스택의 상부로 유압실린더를 이송시키는 상하 이송수단 (30)와, 상기 상하 이송수단에 의하여 이송된 유압실린더 (41) 통하여 일정한 압력으로 스택에 입력을 가하는 가압장치 (40)로 구성되어 있다.The press 100 includes a conveying means 20 for conveying a plurality of stacked stacks, a vertical conveying means 30 for conveying a hydraulic cylinder to an upper portion of the stack conveyed by the conveying means 20, and the upper and lower conveying means. It consists of a pressurizing device 40 which applies an input to the stack at a constant pressure via the hydraulic cylinder 41 transferred by the means.

도 3은 다수개의 적층된 스택을 이송하기 위한 이송수단을 나타낸 부분 사시도이다.3 is a partial perspective view showing a transport means for transporting a plurality of stacked stacks.

이송수단 (20)는 이송판 (21)과, 이 이송판 (21)을 관통하여 축설되어 있는 스크류바 (22)와, 이송판 (21)의 좌우측에 설치된 가이드바 (23),(24)로 구성되어 있다.The conveying means 20 includes a conveying plate 21, a screw bar 22 arranged to penetrate the conveying plate 21, and guide bars 23 and 24 provided on the left and right sides of the conveying plate 21. Consists of

도면에서는 스크류바 (22)의 끝단에 손잡이 (26)를 장착시켜 스크류바 (22)가 회전 이동할 수 있도록 구성되어 있으나, 상기 스크류바 (22)의 일측에 모터 (M)를 장착시켜 모터축과 스크류바 (22)가 축설되게 구성시켜 모터에 의하여 스크류바 (22)가 회전할 수 있도록 구성할 수도 있다.In the drawing, the handle 26 is mounted on the end of the screw bar 22 so that the screw bar 22 can be rotated, but the motor shaft and the motor M are mounted on one side of the screw bar 22. The screw bar 22 may be configured to be arranged so that the screw bar 22 may be rotated by a motor.

상기 이송판 (21)의 상부에는 스택 (15)이 위치하고 있으며, 상기 스택 (15)은 일정한 박스 (B)내에 위치하여 이송할 수도 있다.The stack 15 is located on the upper portion of the transfer plate 21, and the stack 15 may be located in a constant box B to be transferred.

본 발명의 상하 이송수단 (30)은 테이블 (32)위에 4개의 축을 설치하고, 그 상부에 축 고정판 (31)을 고정시킨 것으로 2개의 축은 스크류바 (33),(34)로 설치하고, 2개의 축은 가이드 봉 (36)의 역할을 하도록 고정시키고 있다.The upper and lower conveying means 30 of the present invention is provided with four shafts on the table 32, and the shaft fixing plate 31 is fixed on the upper part thereof. The two shafts are installed with screw bars 33 and 34, and two The two shafts are fixed to serve as guide rods 36.

이 스크류바 (33),(34) 및 가이드봉 (36)을 관통하여 설치된 가압장치 (40)는 플레이트 (42)에 유압실린더 (41) 및 기타 기구들이 장착되어 있는 것으로 그 상세한 구조를 도 4에 나타내고 있다.The pressure device 40 installed through the screw bars 33 and 34 and the guide rod 36 is mounted on the plate 42 with the hydraulic cylinder 41 and other mechanisms. It is shown in.

도 4는 본 발명에서 사용되는 가압장치를 나타낸 부분 단면도의 확대도이다.Figure 4 is an enlarged view of a partial cross-sectional view showing a pressing device used in the present invention.

이 가압장치 (40)의 특징은 스택을 구성하는 각각의 부품소자들에게 일정한 압력을 고르게 분포되어 제공하고자 한다.The feature of this pressurizing device 40 is to provide a uniform pressure distribution to each of the component elements constituting the stack.

상기 가압장치 (40)에 형성된 다단의 압력전달 매개체는 유압실린더 (41)의 하단에 고정된 가압판 (43)에 연결부재 (44)를 통하여 압력판 (44)이 고정되게 구성하고 있다.The multistage pressure transfer medium formed in the pressure device 40 is configured such that the pressure plate 44 is fixed to the pressure plate 43 fixed to the lower end of the hydraulic cylinder 41 through the connection member 44.

즉, 플레이트 (42) 및 가압판 (43)의 사이에는 유압실린더 (41) 및 가이드봉(45)를 통하여 연결되게 구성시켜 유압실린더 (41)의 압력이 수평으로 일정하게 인가되게 구성되어 있고, 상기 가압판 (43)은 연결부재 (46)를 통하여 압력판 (44)과 고정되게 구성된다.That is, between the plate 42 and the pressure plate 43 is configured to be connected through the hydraulic cylinder 41 and the guide rod 45 so that the pressure of the hydraulic cylinder 41 is applied horizontally and constant, The pressure plate 43 is configured to be fixed to the pressure plate 44 through the connecting member 46.

이때 실린더판과 가압판 (43)은 도면과 같이 볼트로 체결되어 빈 공간이 없는 상태에서 가압판과 고정되고, 또 가압판 (43), 연결부재 (46), 압력판 (44)도 볼트로서 체결되어 서로 빈 공간이 없는 상태로 고정되면서 실린더판, 가압판 (43), 연결부재 (46) 및 압력판 (44)이 사다리꼴 형상으로 고정되게 구성되어 있다.At this time, the cylinder plate and the pressure plate 43 are fastened with bolts as shown in the drawing, and are fixed to the pressure plate in a state where there is no empty space, and the pressure plate 43, the connecting member 46, and the pressure plate 44 are also fastened as bolts to empty each other. The cylinder plate, the pressure plate 43, the connecting member 46 and the pressure plate 44 are configured to be fixed in a trapezoidal shape while being fixed without a space.

따라서 유압실린더 (41)가 압력을 가하면 가압판 (43)이 연결부재 (46)를 통하여 압력판 (44)에 압력을 가하게 되고, 그 압력이 순차적으로 화살표와 같이 분배되어 공급되므로 가압장치가 내부에 빈틈이 없고 사다리꼴 형태로 이루어져 힘이 골고루 분산되어 가압되므로 스택 (15)의 상부에 고르게 분배되어 제공될 수가 있다.Therefore, when the hydraulic cylinder 41 pressurizes the pressure plate 43 pressurizes the pressure plate 44 through the connecting member 46, and the pressure is sequentially distributed as an arrow and supplied, so that the pressurizing device has a gap therein. It has no trapezoidal shape and the force is evenly distributed and pressurized so that it can be distributed evenly on top of the stack 15.

이와 같이 구성된 본 발명은 상술한 바와 같이 스택 (15)은 이송수단에 의하여 후술하는 가압장치의 중앙으로 안내하는 역할을 하는 것으로 정확한 위치를 잡아야만 가압수단에 의하여 전체적으로 균형된 압력을 받을 수 있는 중요한 역활을 한다.In the present invention configured as described above, the stack 15 serves to guide the center of the pressurization apparatus to be described later by the transfer means, and it is important to receive a balanced pressure overall by the pressurization means only by accurate positioning. It plays a role.

즉, 연료전지용 스택 (15)을 형성시 도 3과 같이 이송판 (21)위에 스택을 형성하는 각각의 구성요소 들을 차례로 적층시켜 내부의 회로가 서로 연결되게 유지되게 한다. 이때 위치를 정확한 결선위치를 위하여 점선과 같은 박스 (B)를 사용할 수가 있으며, 그 박스내에 도 1의 연료전지를 형성하는 구성요소들을 순차적으로 내장시킨다.That is, when forming the fuel cell stack 15, the respective components forming the stack are sequentially stacked on the transfer plate 21 as shown in FIG. 3 so that the internal circuits are connected to each other. At this time, a box (B) such as a dotted line can be used for the exact wiring position, and the components forming the fuel cell of FIG. 1 are sequentially included in the box.

이와같이 준비동작이 완료되면, 손잡이 (26)를 회전시켜 이송판 (21)이 설정 된 위치로 보내게 된다.When the preparation operation is completed in this way, the handle 26 is rotated to send the transfer plate 21 to the set position.

이송판 (21)이 설정된 위치로 이동되면 광센서에 의하여 감지하여 이송을 정지시키며, 손잡이 (26)을 사용하지 아니하고 모터 (M)를 사용하는 경우에도 동일하게 원하는 위치에 도착된 것을 감지하여 스택 (15)을 이동시키게 된다.When the transfer plate 21 is moved to the set position, it is sensed by the optical sensor to stop the transfer. Even when the motor M is used without using the handle 26, the transfer plate 21 senses that it has arrived at the desired position. Will move (15).

이때 안정한 이송을 위하여 이송판 (21)은 좌우에 가이드바 (23),(24)에 의하여 안내를 받으면서 스크류바 (22)의 회전에 의한 이동량 만큼 이송판 (21)이 이송을 하게 된다.At this time, the transfer plate 21 is guided by the guide bars 23, 24 on the left and right for the stable transfer, the transfer plate 21 is transferred as much as the movement amount by the rotation of the screw bar (22).

이와같이 이송수단 (20)에 의하여 도 2 및 도 5와 같이 테이블 (32)의 상부에 정확한 위치로 이송판 (21)이 이송되면, 다음에는 상하 이송수단 (30)에 의하여 가압장치 (40)가 원하는 위치로 이동시킬 필요가 있다. As described above, when the transfer plate 21 is transferred to the correct position on the upper portion of the table 32 as shown in FIGS. 2 and 5 by the transfer means 20, the pressurizing device 40 is then moved by the up and down transfer means 30. You need to move it to the desired location.

즉, 도 5와 같이 모처 (50)가 회전하면, 풀리 (51),(52)와 연결된 벨트 (53)을 통하여 스크류바 (33),(34)에 회전력을 부여하므로 플레이트 (42)가 모터 (50)의 회전방향에 따라 상하로 이동하게 된다.That is, when the parent 50 rotates as shown in FIG. 5, the plate 42 is provided with a motor because the rotation force is applied to the screw bars 33 and 34 through the belt 53 connected to the pulleys 51 and 52. It moves up and down according to the rotation direction of (50).

이와같이 스택의 높이에 따라 원하는 플레이트의 위치 및 유압 실린더가 구동되는 것은 도시되지 아니한 콘트롤러에서 연산에 의하여 미리 프로그램된 순서에 따라 구동된다.In this way, the position of the desired plate and the hydraulic cylinder is driven in accordance with the height of the stack is driven in a pre-programmed order by operation in the controller (not shown).

이와같이 상하 이동하는 플레이트 (42)에 유압실린더 (41)을 장착하고 있기 때문에 짧은 스트로크의 유압실린더를 사용하여 짧은 시간에 저렴한 부품을 사용하고도 정밀하게 원하는 압력을 가할 수가 있다.Thus, since the hydraulic cylinder 41 is attached to the plate 42 which moves up and down, the desired pressure can be precisely applied even if cheap parts are used in a short time using a hydraulic cylinder of a short stroke.

여기에서 상하 이동을 위하여 2대의 스크류바를 대각선으로 축지지 되게 하 여 사용하고 있는 것은 4개의 스크류바를 사용할때 보다 경제적인 동시에 스크류바의 나선에 의한 회전력으로 비교적 정확한 상하 이동을 기할 수 있기 때문이다.Here, two screw bars are used to be axially supported diagonally for vertical movement because it is more economical when four screw bars are used, and relatively accurate vertical movement can be achieved by the rotational force of the screw bars.

이와같이 좌우로 이동되는 이송수단 및 상하 이송수단을 사용하여 스택이 원하는 위치에 놓인 후 가압장치 (40)가 스택의 상부에 위치하면, 유압실린더 (41)을 구동시켜 스택 (15)내에 압력을 가하게 된다.After the stack is placed at a desired position using the transfer means and the vertical transfer means moved left and right, the hydraulic cylinder 41 is driven to drive the hydraulic cylinder 41 to apply pressure in the stack 15. do.

이때 상기 가압장치 (40)에 형성된 다단의 압력전달 매개체를 통하여 스택에 압력을 가하게 되며, 상기 압력전달 매개체를 구성하는 가압판 및 압력판은 스택의 크기에 따라 복수개를 형성할 수도 있다.At this time, the pressure is applied to the stack through the multi-stage pressure transfer medium formed in the pressure device 40, the pressure plate and the pressure plate constituting the pressure transfer medium may be formed in plurality depending on the size of the stack.

이와같은 가압장치(40)는 복수개 구성되는 가압판 및 압력판이 빈공간 없이 사다리꼴 형상으로 설치되므로 스택 표면에 인가되는 유압실린더의 압력을 고르게 공급할 수 있는 특징을 가지게 된다.Such a pressurizing device 40 has a feature that can be evenly supplied pressure of the hydraulic cylinder is applied to the stack surface because the pressure plate and the pressure plate is configured in a plurality of trapezoidal shape without a vacant space.

도 1과 같이 연료전지를 형성하는 스택의 구성요소들에 압력을 가한 상태에서 작업자는 체결수단 (25) 예를 들면 볼트 등으로 상기 구성요소들이 체결하여 스택 (15)이 완성되게 한후 유압실린더 (41)의 압력을 풀면, 스택을 형성하는 각각의 구성요소들이 하나로 체결되어 연료전지로서 사용할 수 있는 상태가 된다. In a state in which pressure is applied to the components of the stack forming the fuel cell as shown in FIG. 1, the operator engages the components with the fastening means 25, for example, a bolt, and the like to complete the stack 15. When the pressure of 41 is released, each of the components forming the stack is fastened into one and ready to be used as a fuel cell.

여기서 중요한 점은 가압장치 (40)에서 스택에 고르게 압력을 가해준 상태로 스택이 체결될 수 있어 내부 구성요소들이 하나의 회로로 결선하게 된다.The important point here is that the stack can be fastened with pressure applied to the stack evenly in the pressurizing device 40 so that the internal components are connected in one circuit.

이상에서와 같이 본 발명은 이송수단에 의하여 좌우로 이송된 이송판을 테이 블의 정확한 위치로 보낸후, 상하 이송수단을 사용하여 가압장치가 원하는 위치로 고정되게하고, 가압장치로서 스택에 고르게 압력을 가한 상태로서 체결수단으로 체결하여 연료전지용 스택을 완성하는 것으로,As described above, according to the present invention, after the conveying plate transferred to the right and left by the conveying means to the correct position of the table, the pressurizing device is fixed to the desired position by using the up and down conveying means, and evenly pressurized the stack as the pressurizing device. By applying the fastening means in the state of adding a to complete the fuel cell stack,

이송수단이 모두 스크류바의 회전력에 의하여 가해지므로 비교적 정확한 이송거리를 확보할 수가 있으며, 상하 이송수단의 경우에는 대각선 방향으로 2개의 스크류바를 사용하여 경제적이며, 스택의 표면에 가해지는 압력을 고르게 가한후 체결작업을 할 수 있는 효과가 있다.Since the conveying means are all applied by the rotational force of the screw bar, it is possible to secure a relatively accurate conveying distance. In the case of the upper and lower conveying means, it is economical by using two screw bars in the diagonal direction, and the pressure applied to the surface of the stack is evenly applied. After the fastening work is effective.

특히, 상하 이동하는 플레이트에 유압실린더가 장착되어 있어 상기 가압장치가 상기 플레이트에 의하여 이동하므로 짧은 스트로크의 작은 유압실린더를 사용할 수 있으며, 연료전지를 형성하는 구성요소에 일정한 압력을 가한후 체결하여 스택을 완성하기 때문에 불량율을 제거할 수 있는 효과가 있다.In particular, the hydraulic cylinder is mounted on the plate to move up and down, so that the pressurizing device is moved by the plate, so that a small hydraulic cylinder of a short stroke can be used, and a stack is formed by applying a constant pressure to the components forming the fuel cell. Since it is completed, there is an effect that can remove the defective rate.

Claims (8)

좌우에 안내 가이드바 (23),(24)가 설치되고, 중앙에 스크류바 (22)가 장착된 이송판 (21)으로 구성된 이송수단 (20)과;Guide means (23), (24) on the left and right, and a conveying means (20) consisting of a conveying plate (21) mounted with a screw bar (22) in the center; 상기 이송수단 (20)에 의하여 안내되어온 스택 (15)이 위치하는 테이블 (32)과 상부의 고정판 (31)의 사이에 고정되고 상기 테이블의 대각선 방향으로 설치되는 스크류바 (33),(34) 및 가이드 봉 (36)으로 구성된 상하 이송수단 (30)과;Screw bars 33 and 34 fixed between the table 32 on which the stack 15 guided by the transfer means 20 and the upper fixing plate 31 are installed in a diagonal direction of the table. And a vertical transfer means 30 composed of a guide rod 36; 상기 상하 이송수단 (30)에 의하여 안내되고, 유압실린더 (41)를 장착한 플레이트 (42)상에 다단의 압력전달 매개체를 통하여 스택에 유압을 가하도록 구성된 가압장치 (40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스.And a pressurizing device 40 guided by the up and down conveying means 30 and configured to apply hydraulic pressure to the stack via a multi-stage pressure transfer medium on a plate 42 on which the hydraulic cylinder 41 is mounted. Press for assembly of fuel cell stack. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이송수단 (20)에는 스크류바 (22)의 한쪽 끝단에 모터 또는 손잡이로 구성된 동력수단이 포함되게 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스The conveying means 20 is a fuel cell stack assembly press, characterized in that configured to include a power means consisting of a motor or a handle at one end of the screw bar (22) 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상하 이송수단 (30)에는 대각선 방향으로 설치되는 스크류바 (33),(34)의 하단에는 풀리 (51),(52)을 고정시켜 벨트 (53)를 통하여 모터 (50)에 연결되게 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스The pulleys 51 and 52 are fixed to the lower ends of the screw bars 33 and 34 installed diagonally to the vertical transfer means 30 so as to be connected to the motor 50 through the belt 53. Fuel cell stack assembly press, characterized in that 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가압장치 (40)에 형성된 다단의 압력전달 매개체는 유압실린더 (41)의 하단에 고정된 가압판 (43)에 연결부재 (44)를 통하여 압력판 (44)이 고정되게 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스The multi-stage pressure transfer medium formed in the pressurizing device 40 is a fuel cell, characterized in that the pressure plate 44 is fixed to the pressing plate 43 fixed to the lower end of the hydraulic cylinder 41 through the connecting member 44. Stack Assembly Press 제 1항 또는 제 4항에 있어서, The method according to claim 1 or 4, 압력전달 매개체를 이루는 가압판 및 압력판은 스택의 상부면의 크기에 따라 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스Press plate and pressure plate constituting the pressure transfer medium is a plurality of fuel cell stack assembly press, characterized in that formed in accordance with the size of the top surface of the stack 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 복수개 구성되는 가압판 및 압력판은 사다리꼴 형상으로 설치하여 스택 표면에 인가되는 유압실린더의 압력이 중간에 빈틈이 없이 고르게 분포되도록 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스The press plate and the pressure plate, which are configured in plural, are installed in a trapezoidal shape so that the pressure of the hydraulic cylinder applied to the stack surface is evenly distributed without any gap in the middle. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이송판 (21)을 좌우로 이동시키는 이송수단 (20)은 좌우 이송시 원하는 테이블 위치에서 정지하도록 센서가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스 The conveying means 20 for moving the conveying plate 21 to the left and right is a fuel cell stack assembly press, characterized in that the sensor is attached so as to stop at the desired table position during the left and right conveying. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, The method according to claim 1 or 3, 상기 상하 이송수단 (30)에 의하여 상하로 이동하는 가압장치의 실린더는 The cylinder of the pressurizing device moving up and down by the up and down conveying means 30 is 상하 움직이는 플레이트 (42)판에 유압실린더 (41)가 장착되어 스트로크가 짧은 유압실린더를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립용 프레스A hydraulic cylinder 41 is mounted on the plate 42, which moves up and down, so that a hydraulic cylinder having a short stroke can be used.
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