KR101628681B1 - Fuel cell combining apparatus and fuel cell combining method using the same - Google Patents

Abstract

본 발명은 일면에 연료전지 부품이 안착되고, 수직 방향으로 이동 가능하도록 형성되는 작업대와, 상기 부품을 압착할 수 있도록 상기 작업대와 중첩되어 수직 방향으로 이동하는 압착부와, 상기 작업대의 앞쪽에 배치되고 연료전지 부품을 작업대로 투입하도록 형성되는 투입대와, 상기 작업대의 뒤쪽에 배치되고 상기 작업대의 연료전지 부품을 취출시키도록 형성되는 취출대 및 상기 작업대의 양측에 배치되고 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품의 양측을 고정하여 회전시킬 수 있도록 형성되는 회전 유닛을 포함하는 연료전지 결합장치를 제공한다. The present invention relates to a fuel cell system comprising a workbench on which a fuel cell component is mounted and which is movable in a vertical direction, a crushing section which is overlapped with the workbench so as to press the component and moves in the vertical direction, The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell unit is a fuel cell unit. And a rotating unit formed so as to fix and rotate both sides of the battery component.

Description

연료전지 결합장치 및 이를 이용한 연료전지 결합방법{FUEL CELL COMBINING APPARATUS AND FUEL CELL COMBINING METHOD USING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a fuel cell coupling device and a fuel cell coupling method using the fuel cell coupling device.

본 발명은 용융탄산염 연료전지 스택을 자동으로 결합시키는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for automatically engaging a molten carbonate fuel cell stack.

연료전지는 수소를 공기중 산소와 화학반응시켜 전기를 생성하는 미래 동력원이다. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 분해된다. 반대로 수소와 산소를 결합시켜 물을 만들면 이때 발생하는 에너지를 전기 형태로 바꿀 수 있다. 연료전지는 이 원리를 이용한 것이다. Fuel cells are the future power source for generating electricity by chemically reacting hydrogen with oxygen in the air. Electrolysis of water breaks down into hydrogen and oxygen. Conversely, if water is made by combining hydrogen and oxygen, the energy generated at this time can be converted into an electric form. Fuel cells use this principle.

연료전지 중 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)는 탄산염의 용융물을 전해질로 사용하여 600℃ 이상에서 동작한다. 따라서, 저온형 연료전지보다 전기화학 반응의 속도가 빠르므로 귀금속 촉매를 사용하지 않더라도 높은 효율을 기대할 수 있다. Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) in fuel cells operates at a temperature of 600 ° C or higher using a carbonate carbonate as an electrolyte. Therefore, since the electrochemical reaction rate is higher than that of the low temperature type fuel cell, high efficiency can be expected without using the noble metal catalyst.

용융탄산염 연료전지의 단위 셀(Unit Cell)은 전기화학 반응이 일어나는 극(Anode)과 공기극(Cathode), 연료가스와 산화제 가스의 유로를 형성하는 분리판, 전하를 포집하는 집전판, 적층의 편의를 위해 시트의 형태로 제작되는 전해질 판, 용융된 탄산염을 수용하는 매트릭스로 구성된다. 용융탄산염 연료전지는 연료극으로 연료가스를 공급하고 공기극으로 산화제가스를 공급하면 각각의 전극에서 전기 화학반응이 발생하여 직류 전류를 얻을 수 있다. A unit cell of a molten carbonate fuel cell includes an anode and an cathode where an electrochemical reaction takes place, a separator plate for forming a flow path for the fuel gas and an oxidizer gas, a collector plate for collecting charges, An electrolyte plate made in the form of a sheet for the molten carbonate, and a matrix containing the molten carbonate. In a molten carbonate fuel cell, when a fuel gas is supplied to a fuel electrode and an oxidant gas is supplied to an air electrode, an electrochemical reaction occurs at each electrode to obtain a direct current.

이와 같은 구조로 이루어진 종래의 연료전지 스택의 제조 공정을 살펴보면, 작업대에 분리판을 올려놓고, 상기 분리판 위에 아노드 또는 캐소드 전류 콜렉터를 배치한 후 압착, 압착된 분리판을 작업대에서 꺼낸 후 반대면에 상기 전류 콜렉터와 반대 전극의 전류 콜렉터를 압착시킨다. 분리판을 운반하고 뒤집는 공정 등 많은 부분이 수작업으로 이루어지기 때문에 이송 중 스택이 파손되고 작업 시간이 길어질 수 있다. A conventional process for manufacturing a fuel cell stack having such a structure will now be described. A separator plate is placed on a workbench, an anode or a cathode current collector is disposed on the separator plate, and the separated and compressed separator plate is removed from the workbench. The current collector of the current collector and the current collector of the opposite electrode are pressed on the surface. Since many parts such as the process of transporting and reversing the separator are manually performed, the stack may be damaged during transport and the operation time may be prolonged.

[대한민국 등록특허 제10-0837904]에서는 연료전지 스택의 자동 조립장치에 관하여 개시하고 있다. 상기 발명에서는 분리판과 MEA(Membrane Electrolyte Assembly)를 동시에 이송하여 적층하고, 적층/기밀 검수부는 회전원판부를 구비하여, 적층 후 다음 공정으로 연속 작업이 가능하다. 하지만, 인용발명에서는 회전원판이 작업대 전체를 측면으로 회전시켜 이미 조립된 분리판의 기밀을 검사하게 하는 구조가 개시되어 있을 뿐이며, 작업대 전체를 회전시키기 때문에 장치를 설치하기 위해 많은 공간이 필요한 문제가 발생한다. Korean Patent Registration No. 10-0837904 discloses an automatic assembly apparatus for a fuel cell stack. In the present invention, the separation plate and the MEA (Membrane Electrolyte Assembly) are simultaneously transported and laminated, and the lamination / airtight inspection unit is provided with the rotation disc portion, and continuous operation is possible after the lamination. However, in the cited invention, a structure is disclosed in which a rotary disk is rotated to the side of the entire work table to inspect the airtightness of the assembled separator, and since the entire work table is rotated, Occurs.

본 발명은 단일 장비에서 필요한 모든 작업을 수행하여 이송 중 발생하는 파손을 방지하고 작업 시간을 최소화할 수 있는 연료전지 결합 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a fuel cell coupling device that can perform all necessary work in a single equipment, prevent breakage occurring during transportation, and minimize work time.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르는 연료전지 결합 장치는 일면에 연료전지 부품이 안착되고, 수직 방향으로 이동 가능하도록 형성되는 작업대와, 상기 부품을 압착할 수 있도록 상기 작업대와 중첩되어 수직 방향으로 이동하는 압착부와, 상기 작업대의 앞쪽에 배치되고 연료전지 부품을 작업대로 투입하도록 형성되는 투입대와, 상기 작업대의 뒤쪽에 배치되고 상기 작업대의 연료전지 부품을 취출시키도록 형성되는 취출대 및 상기 작업대의 양측에 배치되고 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품의 양측을 고정하여 회전시킬 수 있도록 형성되는 회전 유닛을 포함한다. In order to solve the above problems, a fuel cell coupling apparatus according to an embodiment of the present invention includes a work platform on which a fuel cell component is mounted and movable in a vertical direction, The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell unit is disposed at a front side of the work platform, And a rotating unit disposed on both sides of the work table and configured to rotate and fix both sides of the fuel cell part seated on the work table.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 회전 유닛은 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품의 측면에 밀착되어 상기 부품을 지지하는 지지부와, 상기 지지부로부터 제1 방향으로 연장되도록 형성되는 샤프트와, 상기 샤프트를 상기 제1 방향으로 직선 운동시키는 제1 모터 및 상기 샤프트를 상기 제1 방향의 축을 중심으로 회전 운동시키는 제2 모터를 구비한다. In one embodiment of the present invention, the rotating unit includes: a support portion that is in close contact with a side surface of the fuel cell component that is seated on the workbench and supports the component; a shaft that extends from the support portion in a first direction; A first motor for linearly moving the shaft in the first direction, and a second motor for rotating the shaft about the axis in the first direction.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 투입대는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 직선 운동하는 제1 정렬부재를 포함한다. As an example related to the present invention, the charging chamber includes a first alignment member which linearly moves in a second direction perpendicular to the first direction.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 취출대는 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품을 중앙에 정렬시킬 수 있도록 상기 제1 정렬부재와 상기 작업대를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 제2 정렬부재를 포함한다. As an example related to the present invention, the take-out stand includes the first aligning member and a second aligning member arranged symmetrically about the workbench so as to align the fuel cell parts seated on the workbench in the center.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 회전 유닛은 상기 작업대를 중심으로 대칭을 이루도록 배치된다. As an example related to the present invention, the rotating unit is arranged to be symmetrical about the work table.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 작업대는 수직 방향으로 길이가 연장되어 형성되는 가이드 레일 및 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 안착부재를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the work table includes a guide rail having a length extending in the vertical direction, and a seating member coupled to the guide rail and moving along the guide rail.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 압착부는 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 압착부재 및 진공을 이용하여 상기 부품을 들어올릴 수 있도록, 상기 압착부재에 연결되고 상기 압착부재와 부품 사이의 공기를 흡입하는 흡입부재를 포함한다. In an embodiment of the present invention, the pressing unit may include a pressing member coupled to the guide rail and moving along the guide rail, and a pressing member connected to the pressing member to lift the component using a vacuum, And a suction member for sucking air in between.

또한, 본 발명은 투입대에 올려진 분리판이 작업대로 이동되는 단계와, 작업대에 안착된 상기 분리판이 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계와, 상기 분리판이 압착부에 흡착되어 들어 올려지는 단계와, 제1 전류 콜렉터가 작업대로 이동되고 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계 및 상기 압착부가 하강하여 상기 분리판과 제1 전류 콜렉터를 압착시켜 분리판 조립체를 형성시키는 단계를 포함하는 연료전지 결합 방법을 개시한다. The present invention also relates to a method of manufacturing a separating plate, comprising the steps of moving a separating plate loaded on a charging stand to a work table, aligning the separating plate seated on the work table with the center of the work table by the rotating unit and the aligning members, The first current collector is moved to the work table and aligned with the center of the work table by the rotating unit and the aligning members, and the pressing portion is lowered to press the separator plate and the first current collector, Thereby forming a fuel cell assembly.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연료전지 결합 방법은 상기 분리판 조립체가 회전 유닛들에 의하여 고정되고 회전 유닛의 샤프트를 축으로 하여 180°회전하는 단계를 포함한다. As an example related to the present invention, the fuel cell assembling method includes a step in which the separator plate assembly is fixed by rotating units and rotated 180 degrees about the shaft of the rotating unit.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연료전지 결합 방법은 회전된 상기 분리판 조립체가 압착부에 흡착되어 들어 올려지는 단계와, 제2 전류 콜렉터가 작업대로 이동되고 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계 및 상기 압착부가 하강하여 상기 분리판 조립체와 제2 전류 콜렉터를 압착시키는 단계를 더 포함한다. As one example related to the present invention, the method for assembling a fuel cell includes a step in which the rotating plate is attracted to and lifted from a squeeze portion, and a second current collector is moved to a work platform, And pressing the separating plate assembly and the second current collector by lowering the pressing portion.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 연료전지 결합 장치는 분리판의 양측을 고정하여 회전시킬 수 있는 회전 유닛을 포함하여 분리판 결합 공정을 자동화 할 수 있다. 이에 따라 결합 정밀도를 높이고 불량률을 줄일 수 있다. 또한, 한 장비에서 분리판 결합의 모든 공정을 수행할 수 있으므로 작업 시간을 줄이고 이송 중 발생하는 파손을 없앨 수 있다. The fuel cell coupling apparatus according to at least one embodiment of the present invention configured as described above may include a rotation unit capable of fixing and rotating both sides of the separation plate to automate the separation plate bonding process. As a result, the coupling accuracy can be increased and the defect rate can be reduced. In addition, it is possible to perform all the processes of separator combination in one equipment, so that the work time can be shortened and the damage caused during transportation can be eliminated.

도 1은 본 발명에 의하여 결합되는 연료전지 셀의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 측면도.1 is a conceptual view of a fuel cell cell according to the present invention.
2 is a plan view of a fuel cell coupling device according to an embodiment of the present invention;
3 is a front view of a fuel cell coupling device according to an embodiment of the present invention;
4 is a side view of a fuel cell coupling device according to an embodiment of the present invention;

이하, 본 발명에 관련된 연료전지 결합 장치 및 결합 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a fuel cell coupling device and a coupling method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In addition, suffixes "parts" for constituent elements used in the following description are to be given or mixed in consideration only of ease of specification, and they do not have their own meaning or role.

도 1은 본 발명에 의하여 결합되는 연료전지 셀의 개념도이다. 1 is a conceptual view of a fuel cell according to the present invention.

용융탄산염 연료전지는 스택과, 매니폴드와 가스켓과, 결합부 등을 포함한다. A molten carbonate fuel cell includes a stack, a manifold, a gasket, a joint, and the like.

스택은 서로 적층된 단위 셀들로 구성된다. 각 셀에는 연료극과 공기극이 구비된다. 매니폴드에 구비된 연료유입구와 공기유입구를 통해서 연료극으로 연료가, 공기극으로 공기가 각각 공급된다. 매니폴드는 가스가 지나는 내부 공간을 포함한다. The stack consists of stacked unit cells. Each cell is provided with a fuel electrode and an air electrode. Fuel is supplied to the fuel electrode and air is supplied to the air electrode through the fuel inlet and the air inlet provided in the manifold. The manifold includes the interior space through which the gas passes.

매니폴드는 스택을 덮도록 결합된다. 복수의 매니폴드가 스택의 둘레를 둘러싸도록 형성되어 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The manifold is coupled to cover the stack. A plurality of manifolds are formed so as to surround the periphery of the stack to prevent gas from leaking to the outside.

가스켓은 스택과 매니폴드 사이를 보다 견고히 밀폐시킨다. The gasket seals more tightly between the stack and the manifold.

결합부는 스택과 매니폴드 사이에 배치되어 스택에서 생산된 전기가 매니폴드로 흐르지 못하게 함과 동시에 스택과 매니폴드 사이를 밀폐시켜 연료전지에 공급되는 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The coupling portion is disposed between the stack and the manifold so that electricity generated in the stack can not flow to the manifold, and at the same time, the space between the stack and the manifold is sealed to prevent the gas supplied to the fuel cell from leaking to the outside.

도 1을 참조하면, 연료전지 셀은 센터 플레이트(301)와, 전류 콜렉터(310) 및 습식 밀봉 슬롯(210, wet seal slot) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, the fuel cell includes a center plate 301, a current collector 310, and a wet seal slot 210.

센터 플레이트(301)는 양 면에 전류 콜렉터가 안착되도록 형성되는 양극판 역할을 한다. 제1 면에는 아노드 전류 콜렉터(anode current collector)가 접하고, 제1 면과 반대 면인 제2 면에는 캐소드 전류 콜렉터(cathod current collector)가 접한다. The center plate 301 serves as a positive electrode plate on which current collectors are mounted on both surfaces. An anode current collector contacts the first surface, and a cathode current collector contacts the second surface opposite to the first surface.

센터 플레이트(301)의 양 측단에는 습식 밀봉 영역(A, wet seal)이 형성된다.A wet seal A is formed on both sides of the center plate 301.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센터 플레이트(301)는 가로방향으로 연장되는 판 및 판의 일단부에서 수직으로 절곡되어 연장되는 절곡부를 구비한다. According to one embodiment of the present invention, the center plate 301 has a plate extending in the transverse direction and a bent portion bent and extending vertically at one end of the plate.

전류 콜렉터의 상면에는 전극이 접하도록 배치될 수 있다. The upper surface of the current collector may be arranged so that the electrode is in contact with the upper surface.

습식 밀봉 영역(A)에는 습식 밀봉 슬롯(210)이 배치된다. A wet seal slot 210 is disposed in the wet seal area A.

습식 밀봉 슬롯(210)은 복수개의 셀 패키지가 적층되어 압력을 받을 때 높이 방향으로 지탱하여 연료전지가 붕괴되는 것을 방지한다. The wet seal slot 210 prevents the fuel cell from collapsing by supporting in a height direction when a plurality of cell packages are stacked and under pressure.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 평면도이다. 2 is a plan view of a fuel cell coupling device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 연료전지 결합 장치는 투입대(200)와, 취출대(300)와, 작업대(600) 및 회전 유닛 등을 포함한다. Referring to FIG. 2, the fuel cell coupling device includes a charging stand 200, a take-out stand 300, a work station 600, a rotating unit, and the like.

투입대(200)는 투입대 몸체(201)와, 상기 투입대 몸체(201) 상에서 직선운동하는 제1 정렬부재를 포함한다.The input table 200 includes a input table body 201 and a first alignment member that linearly moves on the input table body 201.

제1 정렬부재는 연료전지 부품과 접하는 접촉판(203) 및 접촉판의 일면에 연결되어 접촉판을 이동시키는 연결로드(202)를 포함한다. The first alignment member includes a contact plate 203 contacting the fuel cell component and a connection rod 202 connected to one surface of the contact plate to move the contact plate.

접촉판과 연료전지 부품과 접하는 면에는 연료전지 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 고무나 합성섬유 등의 완충부재가 부착될 수 있다. A buffer member such as rubber or synthetic fiber may be attached to the surface of the contact plate contacting the fuel cell component to prevent the fuel cell component from being damaged.

연료전지 부품이라 함은 분리판과, 아노드 전류 콜렉터, 캐소드 전류 콜렉터 및 습식 밀봉 슬롯 등을 모두 포함한다. 즉, 투입대(200)는 연료전지 셀을 구성하는 부품들을 작업대(600)로 투입한다. 이 때, 제1 정렬부재는 작업대(600)에 투입된 부품을 작업대(600)의 중앙으로 정렬시킨다. The fuel cell component includes a separator plate, an anode current collector, a cathode current collector, and a wet seal slot. That is, the input stage 200 feeds the components constituting the fuel cell to the work platform 600. At this time, the first aligning member aligns the parts put in the work table 600 to the center of the work table 600.

취출대(300)는 취출대 몸체(301)와, 상기 취출대 몸체(301) 상에서 직선운동하는 제2 정렬부재를 포함한다. The take-out stand 300 includes a take-out head body 301 and a second aligning member that linearly moves on the take-out head body 301.

제2 정렬부재는 상기 제1 정렬부재와 마찬가지로 연료전지 부품과 접하는 접촉판(303) 및 접촉판의 일면에 연결되어 접촉판을 이동시키는 연결로드(302)를 포함한다. Like the first alignment member, the second alignment member includes a contact plate 303 contacting the fuel cell component, and a connection rod 302 connected to one surface of the contact plate to move the contact plate.

상기 제1 및 제2 정렬부재는 연료전지 부품이 작업대(600)에 안착된 후 부품의 전면 및 후면을 각각 밀어주어 부품을 작업대(600)의 중앙에 정렬시킨다. The first and second alignment members push the front and rear surfaces of the component, respectively, after the fuel cell component is seated in the platform 600, thereby aligning the components in the center of the platform 600.

본 발명의 실시예에 따르면 부품이 작업대(600)의 중앙에 정렬되는 것이 바람직하나 공정에 따라서는 작업대(600)의 일측으로 치우치도록 정렬하는 것도 가능하다. 예를 들어 분리판에 전류 콜렉터를 압착시킬 때는 부품들을 작업대(600)의 중앙에 정렬하고, 습식 밀봉 영역을 결합시키는 공정에서는 부품들을 작업대(600)의 일측에 배치되도록 정렬할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is preferable that the parts are aligned at the center of the work table 600, but it is also possible to align them to one side of the work table 600 according to the process. For example, when pressing the current collector on the separator plate, the components can be aligned in the center of the work table 600 and the components can be aligned on one side of the work table 600 in the process of joining the wet seal area.

작업대(600)의 양측에는 회전 유닛이 배치된다. 회전 유닛은 작업대(600)에 안착된 연료전지 부품의 양측을 고정하고 회전시킨다. On both sides of the work table 600, a rotating unit is disposed. The rotating unit fixes and rotates both sides of the fuel cell component seated on the work table 600.

회전 유닛은 연료전지 부품의 측면에 밀착되어 상기 부품을 지지하는 지지부(401)와, 지지부(401)로부터 제1 방향으로 연장되어 회전축 역할을 하는 샤프트(403)와, 상기 샤프트(403)를 상기 제1 방향으로 직선 운동시키는 제1 모터 및 상기 샤프트를 회전 운동시키는 제2 모터를 포함한다. The rotation unit includes a support portion 401 which is in close contact with the side surface of the fuel cell component and supports the component, a shaft 403 extending in the first direction from the support portion 401 and serving as a rotation axis, A first motor that linearly moves in the first direction, and a second motor that rotates the shaft.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 결합 장치의 측면도이다. FIG. 3 is a front view of a fuel cell coupling apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of a fuel cell coupling apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 작업대(600)는 수직 방향으로 길이가 연장되는 가이드 레일(611)과, 상기 가이드 레일(611)에 결합되어 가이드 레일(611)을 따라 이동하는 안착부재(601)를 포함한다. 3 and 4, the work table 600 includes a guide rail 611 having a length extending in the vertical direction, a seating member 601 coupled to the guide rail 611 and moving along the guide rail 611, ).

또한, 연료전지 결합 장치는 작업대(600)와 중첩되도록 배치되는 압착부를 포함한다. In addition, the fuel cell coupling device includes a pressing portion disposed so as to overlap with the work table 600.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압착부는 가이드 레일(611)에 결합되어 가이드 레일(611)을 따라 이동하는 압착부재(602)와, 상기 압착부재(602)에 연결되고 압착부재(602)와 부품 사이의 공기를 흡입하는 흡입부재(603)를 포함한다. 즉, 압착부는 연료전지 부품들을 압착할 수 있을 뿐 아니라, 작업대(600)에 배치된 부품을 진공을 이용하여 들어올릴 수 있도록 형성된다. According to an embodiment of the present invention, the pressing portion includes a pressing member 602 coupled to the guide rail 611 and moving along the guide rail 611, a pressing member 602 connected to the pressing member 602, And a suction member 603 for sucking air between the parts. That is, the crimping portion is formed so that not only the fuel cell components can be squeezed, but also the parts disposed in the work platform 600 can be lifted by using a vacuum.

연료전지 결합 장치는 다음과 같은 방법으로 작동된다. The fuel cell coupling device operates in the following manner.

분리판이 투입대(200)를 통해 작업대(600)에 투입되면, 분리판은 제1 및 제2 정렬부재에 의하여 전후 방향으로 정렬된다. 또한, 회전부재가 직선운동하여 분리판을 좌우 방향으로 정렬시킨다. When the separator plate is inserted into the work table 600 through the input table 200, the separator plate is aligned in the front-rear direction by the first and second alignment members. Further, the rotating member linearly moves to align the separating plate in the left-right direction.

분리판이 작업대(600)의 중앙에 정렬되면 압착부는 상기 분리판을 들어올린다. 그 후 애노드 전류 콜렉터가 투입대(200)를 통해 작업대(600)에 투입되고, 애노드 전류 콜렉터는 제1 정렬부재, 제2 정렬부재 및 회전부재에 의하여 작업대(600)의 중앙에 정렬된다. When the separating plate is aligned with the center of the work table 600, the pressing portion lifts up the separating plate. The anode current collector is then inserted into the work table 600 through the input table 200, and the anode current collector is aligned with the center of the work table 600 by the first alignment member, the second alignment member, and the rotating member.

애노드 전류 콜렉터의 정렬이 끝나면 압착부가 하강하여 분리판과 애노드 전류 콜렉터를 압착시킨다. When alignment of the anode current collector is completed, the crimping portion descends to squeeze the separator plate and the anode current collector.

압착된 분리판 및 애노드 전류 콜렉터는 압착부에 흡착되어 들어올려진다. The squeezed separation plate and the anode current collector are adsorbed and lifted by the crimping portion.

애노드가 투입대(200)를 거쳐 작업대(600)에 투입되고, 애노드는 상기와 마찬가지로 제1 정렬부재, 제2 정렬부재 및 회전부재에 의하여 작업대(600)의 중앙에 정렬된다. The anode is put into the work table 600 via the input table 200, and the anode is aligned with the center of the work table 600 by the first alignment member, the second alignment member, and the rotation member as described above.

애노드의 정렬이 끝나면 압착부가 하강하여 분리판, 애노드 전류 콜렉터 및 애노드가 압착된다. When the alignment of the anode is completed, the pressing portion is lowered, and the separator plate, the anode current collector and the anode are squeezed.

압착이 완료된 분리판 조립체(분리판, 애노드 전류 콜렉터 및 애노드)는 양측의 회전 부재에 의하여 뒤집힌다. 보다 구체적으로, 회전 유닛은 제1 모터에 의하여 분리판 조립체를 향하여 밀착된다. 회전 유닛 받침대는 상면에 일방향으로 연장되는 가이드부재를 포함한다. 상기 제1 모터가 구동되면 회전 유닛은 상기 가이드부재를 따라 직선 운동하며, 회전 부재의 지지부는 분리판 조립체에 밀착된다. The separation plate assemblies (separation plate, anode current collector and anode) that have been pressed are inverted by the rotating members on both sides. More specifically, the rotation unit is brought into close contact with the separation plate assembly by the first motor. The rotating unit pedestal includes a guide member extending in one direction on the upper surface. When the first motor is driven, the rotary unit linearly moves along the guide member, and the support portion of the rotary member is in close contact with the separation plate assembly.

본 발명의 일 실시예에 따르면 회전 유닛은 작업대(600)의 좌우에 대칭이 되도록 배치된다. 즉, 도시된 바와 같이 우측의 회전 부재와 대칭이 되도록 좌측에 제2 회전 유닛이 배치된다. According to one embodiment of the present invention, the rotating unit is disposed to be symmetrical to the left and right of the work table 600. [ That is, as shown in the figure, the second rotating unit is disposed on the left side so as to be symmetrical with the right rotating member.

제2 회전 유닛은 상면에 일방향으로 연장되는 가이드부재(512)를 포함하는 회전 유닛 받침대(511)와, 가이드부재(512)에 결합되는 결합부(504)와, 연료전지 부품의 일측에 밀착되어 부품을 지지하는 지지부(501)와, 회전축을 이루는 샤프트(503), 상기 지지부(501)와 샤프트 사이를 연결하는 연결부(502) 등을 포함한다. The second rotating unit includes a rotating unit pedestal 511 including a guide member 512 extending in one direction on the upper surface thereof, a coupling portion 504 coupled to the guide member 512, A support portion 501 for supporting the component, a shaft 503 forming a rotation shaft, a connection portion 502 for connecting the support portion 501 and the shaft, and the like.

좌우의 회전 유닛이 분리판 조립체에 밀착된 후 안착부재(601)가 아래로 이동한다. 또한, 압착부는 위쪽으로 이동하여 분리판 조립체가 회전할 수 있는 공간을 형성시킨다. After the left and right rotating units are brought into close contact with the separation plate assembly, the seat member 601 moves downward. Further, the pressing portion moves upwards to form a space through which the separation plate assembly can rotate.

회전 유닛의 제2 모터가 구동되어 회전 유닛은 샤프트를 중심으로 회전하고, 회전 유닛이 회전하여 분리판 조립체를 180°회전시킨다. 즉, 아노드가 위쪽 방향을 향하도록 분리판 조립체가 뒤집히게 된다. The second motor of the rotation unit is driven so that the rotation unit rotates about the shaft and the rotation unit rotates to rotate the separation plate assembly by 180 °. That is, the separation plate assembly is turned upside down so that the anode faces upward.

회전이 완료된 분리판 조립체는 작업대(600)의 중앙에 정렬되고 압착부에 의하여 들어올려진다. The rotatable separation plate assembly is aligned in the center of the work table 600 and lifted by the pressing portion.

그 후 캐소드 전류 콜렉터가 투입대(200)를 통해 작업대(600)에 투입되고, 캐소드 전류 콜렉터는 제1 정렬부재, 제2 정렬부재 및 회전부재에 의하여 작업대(600)의 중앙에 정렬된다. Thereafter, the cathode current collector is put into the work table 600 through the input table 200, and the cathode current collector is aligned with the center of the work table 600 by the first alignment member, the second alignment member, and the rotating member.

캐소드 전류 콜렉터의 정렬이 끝나면 압착부가 하강하여 분리판 조립체와 캐소드 전류 콜렉터를 압착시킨다. When the cathode current collector is aligned, the crimping portion is lowered to squeeze the separator plate assembly and the cathode current collector.

압착된 분리판 조립체 및 캐소드 전류 콜렉터는 압착부에 흡착되어 들어올려진다. The squeezed separator assembly and the cathode current collector are adsorbed and lifted by the crimping portion.

캐소드가 투입대(200)를 거쳐 작업대(600)에 투입되고, 캐소드는 상기와 마찬가지로 제1 정렬부재, 제2 정렬부재 및 회전부재에 의하여 작업대(600)의 중앙에 정렬된다. The cathode is put into the work table 600 via the input table 200 and the cathode is aligned with the center of the work table 600 by the first alignment member, the second alignment member, and the rotation member as described above.

캐소드의 정렬이 끝나면 압착부가 하강하여 분리판 조립체에 캐소드 전류 콜렉터 및 캐소드를 압착시킨다. When the alignment of the cathode is finished, the pressing portion is lowered to press the cathode current collector and the cathode to the separator plate assembly.

이와 같은 과정에 의하여 연료전지 셀이 결합되며, 완성된 연료전지 셀은 취출대(300)를 거쳐 취출된다. The fuel cell is coupled by the above process, and the completed fuel cell is taken out through the take-out stand 300.

상기에서는 아노드 전극 쪽의 압출을 먼저 수행한 뒤 캐소드 전극 쪽의 압출을 행하는 공정을 설명하였다. 하지만 상기 설명 순서는 편의에 따른 것으로 캐소드 전극 쪽의 압출은 먼저 행하고 아노드 전극 쪽의 압출을 나중에 행하여도 무관하다. In the above description, the step of first performing the extrusion of the anode electrode side and then the extrusion of the cathode electrode side has been described. However, the above-described procedure is convenient, and the extrusion of the cathode electrode may be performed first, and the extrusion of the anode electrode may be performed later.

상기와 같이 구성되는 연료전지 결합 장치 및 이를 이용한 연료전지 결합 방법은 분리판의 양측을 고정하여 회전시킬 수 있는 회전 유닛을 포함하여 분리판 결합 공정을 자동화할 수 있다. 이에 따라 결합 정밀도를 높이고 불량률을 줄일 수 있다. 또한, 한 장비에서 분리판 결합의 모든 공정을 수행할 수 있으므로 작업 시간을 줄이고 이송 중 발생하는 파손을 없앨 수 있다. The fuel cell coupling device and the fuel cell coupling method using the same may include a rotation unit that can rotate the both sides of the separation plate, thereby automating the separation plate coupling process. As a result, the coupling accuracy can be increased and the defect rate can be reduced. In addition, it is possible to perform all the processes of separator combination in one equipment, so that the work time can be shortened and the damage caused during transportation can be eliminated.

이상에서 설명한 연료전지 결합 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described fuel cell coupling device is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but all or a part of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments.

Claims (15)

일면에 연료전지 부품이 안착되고, 수직 방향으로 이동 가능하도록 형성되는 작업대; 상기 부품을 압착할 수 있도록 상기 작업대와 중첩되어 수직 방향으로 이동하는 압착부; 및 상기 작업대의 양측에 배치되고 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품의 양측을 고정하여 회전시킬 수 있도록 형성되는 회전 유닛을 포함하고,
상기 작업대의 앞쪽에 배치되고 연료전지 부품을 작업대로 투입하도록 형성되는 투입대 및 상기 작업대의 뒤쪽에 배치되고 상기 작업대의 연료전지 부품을 취출시키도록 형성되는 취출대를 더 포함하며,
상기 회전 유닛은, 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품의 측면에 밀착되어 상기 부품을 지지하는 지지부 및 상기 지지부로부터 제1 방향으로 연장되며 회전가능하도록 형성되는 샤프트를 포함하고,
상기 투입대는, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 직선 운동하는 제1 정렬부재를 포함하고, 상기 취출대는 상기 제1 정렬부재와 상기 작업대를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 제2 정렬부재를 포함하며, 상기 제1 정렬부재와 제2정렬부재는 상기 작업대에 안착된 연료전지 부품을 중앙에 정렬시키고,
상기 작업대는, 수직 방향으로 길이가 연장되어 형성되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 안착부재를 포함하며,
상기 압착부는, 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 압착부재 및 진공을 이용하여 상기 부품을 들어올릴 수 있도록, 상기 압착부재에 연결되고 상기 압착부재와 부품 사이의 공기를 흡입하는 흡입부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 결합장치. A work table on which a fuel cell component is mounted on one surface and is formed so as to be movable in a vertical direction; A pressing part which moves in a vertical direction so as to overlap with the work table so that the component can be pressed; And a rotating unit disposed on both sides of the work table and configured to fix and rotate both sides of the fuel cell part seated on the work table,
Further comprising a charging base disposed at a front side of the workbench and configured to introduce fuel cell components into a workbench and a bather disposed at a rear side of the workbench and configured to take out a fuel cell component of the workbench,
Wherein the rotating unit includes a support portion that is in close contact with a side surface of the fuel cell component that is seated on the work table and supports the component, and a shaft that extends from the support portion in a first direction and is rotatable,
Wherein the charging bed includes a first aligning member that linearly moves in a second direction perpendicular to the first direction and the takeout stand comprises a first aligning member and a second aligning member arranged to be symmetrical about the workbench Wherein the first alignment member and the second alignment member align the fuel cell components seated on the workbench in the center,
The work table may include: a guide rail having a length extending in a vertical direction; And a seating member coupled to the guide rail and moving along the guide rail,
Wherein the pressing portion includes a pressing member that is coupled to the guide rail and moves along the guide rail and a suction portion that is connected to the pressing member and uses the vacuum to draw air between the pressing member and the component, Fuel cell system according to any preceding claim. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 회전유닛은,
상기 샤프트를 상기 제1 방향으로 직선 운동시키는 제1 모터; 및
상기 샤프트를 회전 운동시키는 제2 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 결합장치.The method according to claim 1,
The rotation unit includes:
A first motor for linearly moving the shaft in the first direction; And
And a second motor for rotating the shaft. 제1항에 있어서,
상기 회전 유닛은,
상기 작업대를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 제1 회전 유닛 및 제2 회전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 결합장치.The method according to claim 1,
The rotation unit includes:
And a first rotating unit and a second rotating unit arranged symmetrically with respect to the work table. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 투입대에 올려진 분리판이 작업대로 이동되는 단계;
작업대에 안착된 상기 분리판이 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계;
상기 분리판이 압착부에 흡착되어 들어 올려지는 단계;
제1 전류 콜렉터가 작업대로 이동되고 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계;
상기 압착부가 하강하여 상기 분리판과 제1 전류 콜렉터를 압착시켜 분리판 조립체를 형성시키는 단계;
상기 분리판 조립체가 회전 유닛들에 의하여 고정되고 회전 유닛의 샤프트를 축으로 하여 180°회전하는 단계;
회전된 상기 분리판 조립체가 압착부에 흡착되어 들어 올려지는 단계;
제2 전류 콜렉터가 작업대로 이동되고 회전 유닛 및 정렬부재들에 의하여 작업대의 중앙으로 정렬되는 단계; 및
상기 압착부가 하강하여 상기 분리판 조립체와 제2 전류 콜렉터를 압착시켜 연료전지 조립체를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 결합 방법.A separating plate mounted on the charging stand is moved to a work table;
Aligning the separating plate seated on the workbench with the center of the workbench by the rotating unit and the aligning members;
Wherein the separating plate is attracted to and lifted from the crimping portion;
The first current collector being moved to the work table and aligned with the center of the work table by the rotation unit and the alignment members;
Pressing the separation plate and the first current collector to form a separation plate assembly;
Rotating the separation plate assembly by 180 ° about the shaft of the rotation unit, the rotation plate being fixed by the rotation units;
The rotating separation plate assembly is attracted to the pressing portion and lifted up;
The second current collector being moved to the work table and aligned with the center of the work table by the rotating unit and the alignment members; And
And pressing the separating plate assembly and the second current collector to form a fuel cell assembly. 삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
완성된 연료전지 조립체가 취출대를 통해 취출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 결합 방법.13. The method of claim 12,
And the completed fuel cell assembly is taken out through the take-out stand.

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