KR102749353B1 - 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 - Google Patents
연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102749353B1 KR102749353B1 KR1020220051885A KR20220051885A KR102749353B1 KR 102749353 B1 KR102749353 B1 KR 102749353B1 KR 1020220051885 A KR1020220051885 A KR 1020220051885A KR 20220051885 A KR20220051885 A KR 20220051885A KR 102749353 B1 KR102749353 B1 KR 102749353B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- graph
- flow rate
- slope
- inspection
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 185
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 153
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 72
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 34
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/06—Indicating or recording devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템은, 가압된 상태인 연료전지 분리판의 입구측 수소극 매니폴드, 입구측 공기극 매니폴드 및 입구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 입구측 연결 라인, 개별 입구측 연결 라인들 중 어느 하나에 고압의 검사 가스를 공급하는 가스 공급 라인에 설치되어 검사 가스의 제1 유량값을 측정하는 제1 유량계, 연료전지 분리판의 출구측 수소극 매니폴드, 출구측 공기극 매니폴드 및 출구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 출구 연결 라인, 검사 가스의 유량을 측정하는 제1 유량계, 개별 출구측 연결 라인들 중 가스 공급 라인이 연결된 상기 개별 입구측 연결 라인과 대응되는 개별 출구측 연결 라인을 제외한 나머지들 중 어느 하나 이상에 연결되어 내부 크랙에 의해 누출된 검사 가스를 검출하는 가스 검출 라인, 누출된 검사 가스의 제2 유량값을 측정하는 제2 유량계, 및 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사 또는 크랙검사를 수행하는 제어기를 포함한다.
Description
본 발명은 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 분리판의 기밀검사와 크랙검사를 동시에 수행할 수 있도록 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지 분리판은 수소극, 공기극, 냉각수가 외부로 새어나가지 못하도록 가스켓으로 내부 기밀 유지하는 것으로서, 이들 간의 실링(sealing)이 제대로 유지되는지를 검사하는 기밀 검사 장비들이 개발되어 사용되고 있다.
이러한 종래의 기밀 검사 장비들은, 장기간 고압의 검사 가스를 수소 통로, 공기 통로, 냉각수 통로에 각각 공급한 다음, 압력계를 이용하여 검사 가스의 압력 저하를 측정하는 것으로서, 가스는 압력에 대한 탄력성이 높기 때문에 미세한 변화 로는 압력계의 변화가 거의 없고, 압력계로 측정될 만큼 검사가 장시간 이루어져야 하는 등 분리판에 용접 스페터에 의한 미세 크랙 또는 성형 크랙, 이물질 찍힘 발 생에 의한 미세 크랙 발생시 기존의 기밀 검사 방법으로는 검출하기가 매우 어려웠 고, 정밀도를 높이기 위해서는 검사 시간이 매우 길어져서 검사 효율이 매우 떨어 지는 등 많은 문제점들이 있었다.
본 발명의 배경기술은 한국등록특허 제10-1405580호(2014.06.10.공고, 연료전지 금속 분리판의 멀티 기밀 테스트 장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연료전지 분리판의 기밀검사와 크랙검사를 동시에 수행할 수 있도록 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템은, 가압된 상태인 연료전지 분리판의 입구측 수소극 매니폴드, 입구측 공기극 매니폴드 및 입구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 입구측 연결 라인, 상기 개별 입구측 연결 라인들 중 어느 하나에 고압의 검사 가스를 공급하는 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스의 제1 유량값을 측정하는 제1 유량계, 상기 연료전지 분리판의 출구측 수소극 매니폴드, 출구측 공기극 매니폴드 및 출구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 출구 연결 라인, 상기 개별 출구측 연결 라인들 중 상기 가스 공급 라인이 연결된 상기 개별 입구측 연결 라인과 대응되는 상기 개별 출구측 연결 라인을 제외한 나머지들 중 어느 하나 이상에서 누출된 검사 가스를 검출하는 가스 검출 라인, 상기 가스 검출 라인에 설치되고, 누출된 상기 검사 가스의 제2 유량값을 측정하는 제2 유량계, 및 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 제어기를 포함한다.
본 발명은 상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스를 일정 검사 압력으로 충진시킬 수 있는 압력 조절 장치, 상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스의 압력을 측정하는 압력계, 및 상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 제1 유량계와 상기 압력계를 바이패스하여 상기 가스 공급 라인에 상기 검사 가스를 공급하는 제1 바이패스 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 검사시간 동안 기 설정된 일정 시간단위로 상기 제1 유량값을 확인하여 제1 그래프를 생성하고, 상기 검사시간 동안 상기 일정 시간단위로 상기 제2 유량값을 확인하여 제2 그래프를 생성할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 제1 그래프에서 상기 제1 유량값이 기 설정된 제1 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제1 그래프의 기울기를 산출하며, 상기 제2 그래프에서 상기 제2 유량값이 기 설정된 제2 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제2 그래프의 기울기를 산출할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 노이즈 시점 전 또는 후의 유량값이 기준 개수 이하인 경우 상기 기울기를 산출하지 않을 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 기밀검사를 수행하되, 상기 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 미만인 경우 상기 연료전지 분리판의 기밀 유지로 판단하고, 상기 제1 그래프의 기울기가 상기 제1 기준 기울기 이상인 경우 상기 연료전지 분리판의 기밀 불량으로 판단할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 크랙검사를 수행하되, 상기 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 미만인 경우 상기 연료전지 분리판에 크랙이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 그래프의 기울기가 상기 제2 기준 기울기 이상인 경우 상기 연료전지 분리판에 크랙이 발생이 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법은, 제어기가, 가압된 연료전지 분리판의 입구측 수소극 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 공기극 매니폴드와 출구측 냉각수 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계, 상기 제어기가, 상기 연료전지 분리판의 입구측 공기극 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드와 출구측 냉각수 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계, 및 상기 연료전지 분리판의 입구측 냉각수 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드와 출구측 공기극 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계는, 제어기가, 상기 입구측 수소극 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계, 상기 제어기가, 상기 입구측 수소극 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 공기극 매니폴드 또는 상기 출구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계, 및 상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계에서, 상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 기밀검사를 수행하고, 상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 크랙검사를 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계는, 상기 제어기가, 상기 입구측 공기극 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계, 상기 제어기가, 상기 입구측 공기극 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 수소극 매니폴드 또는 상기 출구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계, 및 상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계에서, 상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 기밀검사를 수행하고, 상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 크랙검사를 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계는, 상기 제어기가, 상기 입구측 냉각수 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계, 상기 제어기가, 상기 입구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 수소극 매니폴드 또는 상기 출구측 공기극 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계, 및 상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계에서, 상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 냉각수의 기밀검사를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 검사시간동안 유량계를 통해 측정된 유량값을 그래프화하고, 그 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사와 크랙검사를 동시에 수행함으로써, 검사 시간을 대폭 감소시켜서 공정시간을 감소시킬 수 있고, 이를 통해 검사 성능과 검사 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 노이즈 기준 설정을 통해 기밀검사 판정의 정합성이 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 최소 데이터 조건 설정을 통해 그래프 기울기의 편차를 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소극의 기밀검사 및 크랙검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 수소극 검사 과정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 공기극 검사 과정을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 냉각수 검사 과정을 나타내는 개념도이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소극의 기밀검사 및 크랙검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 수소극 검사 과정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 공기극 검사 과정을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 냉각수 검사 과정을 나타내는 개념도이다
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예들에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템은, 개별 입구측 연결 라인(10), 가스 공급 라인(20), 제1 유량계(22), 개별 출구측 연결 라인(30), 가스 검출 라인(40), 제2 유량계(41) 및 제어기(50)를 포함한다.
개별 입구측 연결 라인(10)은, 분리판이 가압된 상태인 연료전지 분리판(1)의 입구측 수소극 매니폴드(A1), 입구측 공기극 매니폴드(B1), 입구측 냉각수 매니폴드(C1) 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 가스 배관일 수 있다. 여기서, 분리판의 기밀 검사를 하기 위해 연료전지 분리판(1)을 프레스로 가압할 수 있다. 가압 하중은, 300kgf ~ 3,000kgf 정도일 수 있다. 이는 가스켓의 영구 변형 및 분리판 변형을 방지하기 위함이다.
구체적으로, 개별 입구측 연결 라인(10)은, 입구측 수소극 매니폴드(A1)에 연결되고, 제1 밸브(V1)가 설치되는 입구측 수소극 연결 라인(L1)과 입구측 공기극 매니폴드(B1)에 연결되며, 제2 밸브(V2)가 설치되는 입구측 공기극 연결 라인(L2) 및 입구측 냉각수 매니폴드(C1)에 연결되고, 제3 밸브(V3)가 설치되는 입구측 냉각수 연결 라인(L3)을 포함할 수 있다.
그러나 이러한 개별 입구측 연결 라인(10)은 도면에 반드시 국한되지 않고, 입구측 수소극 연결 라인(L1), 입구측 공기극 연결 라인(L2) 및 입구측 냉각수 연결 라인(L3) 중 어느 하나 이상만 설치되는 것도 가능하다.
가스 공급 라인(20)은, 개별 입구측 연결 라인(10)들 중 어느 하나에 고압의 검사 가스(G)를 공급하는 가스 배관일 수 있다. 여기서, 검사 가스(G)는, 수소, 헬륨, 아르곤, 질소, 에어 등 다양한 종류의 가스가 적용될 수 있다.
제1 유량계(Mass Flow meter, 22)는 가스 공급 라인(20)에 설치되고, 검사 가스(G)의 제1 유량값을 측정할 수 있다. 제1 유량계(22)는 측정된 제1 유량값을 제어기(50)로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 연료전지 분리판(1)의 기밀 검사 시스템(100)은, 가스 공급 라인(20)에 설치되고, 검사 가스(G)를 일정 검사 압력으로 충진시킬 수 있는 압력 조절 장치(21), 가스 공급 라인(20)에 설치되고, 검사 가스(G)의 압력을 측정하는 압력계(23) 및 가스 공급 라인(20)에 설치되고, 제1 유량계(22)와 압력계(23)를 바이패스하여 가스 공급 라인(20)에 검사 가스(G)를 신속하게 공급하는 제1 바이패스 라인(P1)을 더 포함할 수 있다.
따라서 검사자는 가스 공급 라인(20)을 개별 입구측 연결 라인(10)들 중 어느 하나에 연결시키고, 제1 바이패스 라인(P1)의 제1 바이패스 밸브(PV1)를 열어 고압의 검사 가스(G)를 연료전지 분리판(1)에 신속하게 공급할 수 있고, 압력 조절 장치(21)를 이용하여 검사 가스(G)가 일정한 압력에 도달되면 제1 바이패스 라인(P1)의 제1 바이패스 밸브(PV1)를 닫고, 압력계(23)를 이용하여 일정한 압력에서 제1 유량계(22)의 미세한 변화를 확인하여 미세 크랙에 의한 가스 누출을 검사할 수 있다.
개별 출구측 연결 라인(30)은, 연료전지 분리판(1)의 출구측 수소극 매니폴드(A2), 출구측 공기극 매니폴드(B2), 출구측 냉각수 매니폴드(C2) 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 가스 배관일 수 있다.
구체적으로 개별 출구측 연결 라인(30)은, 출구측 수소극 매니폴드(A2)에 연결되고, 제4 밸브(V4)가 설치되는 출구측 수소극 연결 라인(L4), 출구측 공기극 매니폴드(B2)에 연결되고, 제5 밸브(V5)가 설치되는 출구측 공기극 연결 라인(L5), 출구측 냉각수 매니폴드(C2)에 연결되고, 제6 밸브(V6)가 설치되는 출구측 냉각수 연결 라인(L6) 및 연료전지 분리판(1)을 둘러싸는 밀폐실(R)에 연결되고, 제7 밸 브(V7)가 설치되는 밀폐실 연결 라인(L7)을 더 포함할 수 있다.
그러나 이러한 개별 출구측 연결 라인(30)은 도면에 반드시 국한되지 않고, 출구측 수소극 연결 라인(L4), 출구측 공기극 연결 라인(L5), 출구측 냉각수 연결 라인(L6) 및 밀폐실 연결 라인(L7) 중 어느 하나 이 상만 설치되는 것도 가능하다.
가스 검출 라인(40)은, 개별 출구측 연결 라인(30)들 중 가스 공급 라인(20)이 연결된 개별 입구측 연결 라인(10)과 대응되는 개별 출구측 연결 라인(30)을 제외한 나머지들 중 어느 하나 이상에 연결되어 내부 크랙(C)에 의해 누출된 검사 가스(G)를 검출하는 가스 배관일 수 있다.
제2 유량계(41)는 가스 검출 라인(40)에 설치되고, 누출된 검사 가스(G)의 제2 유량값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 연료전지 분리판(1)의 기밀 검사 시스템(100)은, 가스 검출 라인(40)에 설치되고, 제2 유량계(41)를 바이패스하여 누출된 검사 가스(G)를 외부로 신속하게 배출시키는 제2 바이패스 라인(P2)을 더 포함할 수 있다.
따라서 검사자는 가스 검출 라인(40)을 개별 출구측 연결 라인(30)들 중 어느 하나에 연결시키고, 제2 바이패스 라인(P2)의 제2 바이패스 밸브(PV2)를 닫고 제2 유량계(41)의 미세한 변화를 확인하여 미세 크랙에 의한 가스 누출을 검사할 수 있고, 검사를 마친 후에는 제 2 바이패스 라인(P2)의 제2 바이패스 밸브(PV2)를 열어서 남은 검사 가스(G)를 외부로 신속하게 배출시킬 수 있다.
제어기(50)은 기 설정된 검사시간 동안 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사 또는 크랙검사를 수행할 수 있다.
제어기(50)는 검사시간 동안 기 설정된 일정 시간단위로 제1 유량값을 확인하여 제1 그래프를 생성하고, 검사시간 동안 일정 시간단위로 제2 유량값을 확인하여 제2 그래프를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제어기(50)는 검사시간 10초 동안 0.5초 단위로 제1 유량값을 확인하여 제1 그래프를 생성하고, 검사시간 10초 동안 0.5초 단위로 제2 유량값을 확인하여 제2 그래프를 생성할 수 있다.
제1 그래프 및 제2 그래프가 생성되면, 제어기(50)는 유량계 변경값이 큰 부분을 노이즈로 정의할 수 있다. 즉, 제어기(50)는 제1 그래프에서 제1 유량값이 기 설정된 제1 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 제2 그래프에서 제2 유량값이 기 설정된 제2 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정할 수 있다. 여기서, 제1 기준값과 제2 기준값은 같은 값이거나 다른 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 기준값과 제2 기준값이 동일한 경우, 노이즈의 기준값은 0~10cc/min의 범위에서 설정될 수 있다.
노이즈 구간이 판정되면, 제어기(50)는 제1 그래프에서 판정된 노이즈 시점 전후로 제1 그래프의 기울기를 산출하고, 제2 그래프에서 판정된 노이즈 시점 전후로 제2 그래프의 기울기를 산출할 수 있다. 이때, 제어기(50)는 노이즈 시점 전 또는 후의 유량값이 기준 개수 이하인 경우 기울기를 산출하지 않을 수 있다. 즉, 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기 산출 시, 유량값의 개수에 따라 값이 변동할 수 있다. 그러므로 최소 유량값 개수 조건 수립이 필요하다. 이에, 제어기(50)는 노이즈 시점 전 또는 후의 유량값이 최소 유량값 개수 조건(기준 개수) 이하인 경우 기울기를 산출하지 않을 수 있다. 최소 유량값 개수 조건(기준 개수)은 예컨대, 4개의 유량값이 일정 시간을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기가 산출되면, 제어기(50)는 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사 및 크랙검사를 수행할 수 있다. 이때, 제어기(50)는 제1 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사를 수행할 수 있고, 제2 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 크랙검사를 수행할 수 있다. 여기서, 크랙은 미세불량으로 칭할 수 있고, 미세불량은 연료전지 분리판에서 생길 수 있는 기밀보조, 표면불량, 가스켓 불량(이물질), 분리판 크랙 등을 포함할 수 있다. 기밀보조방식은 가스켓, 레이저용접, 실리콘 등을 포함하고, 표면불량은 원소재 결함, 성형 불량, 용접 불량 등을 포함하나, 기밀보조방식 및 불량의 종류 범위는 한정되지 않는다.
구체적으로, 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 미만인 경우, 제어기(50)는 연료전지 분리판의 기밀 유지가 이루어지고 있는 것으로 판단할 수 있다. 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 이상인 경우, 제어기(50)는 연료전지 분리판의 기밀 불량으로 판단할 수 있다. 즉, 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 이상이면, 제어기(50)는 연료전지 분리판의 기밀 유지가 이루어지지 않고 누설이 되는 것으로 판단할 수 있다. 제어기(50)는, 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 미만인 경우 연료전지 분리판에 크랙이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 이상인 경우 연료전지 분리판에 크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 기준 기울기는 제2 기준 기울기보다 더 큰 값일 수 있다.
상술한 바와 같이 제어기(50)는 검사시간동안 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)를 통해 측정된 유량값을 그래프화하고, 그래프의 기울기에 기초하여 일반적인 분리판 기밀검사 뿐만 아니라 미세불량 발생 분리판 또한 검출할 수 있다.
상기와 같이 구성된 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템은 일정 시간단위로 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)에 의해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값을 그래프화하므로, 노이즈로 인한 가성불량 발생 문제를 해결할 수 있다. 또한, 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템은 일정 시간단위로 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)에 의해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값을 그래프화하고 그 그래프의 기울기에 기초하여 양품/불량 여부를 판단하므로, 짧은 검사 시간으로 인해 검출이 불가능했던 미세불량을 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소극의 기밀검사 및 크랙검사 방법을 설명하기 위한 흐름도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 수소극 검사 과정을 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 공기극 검사 과정을 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템의 냉각수 검사 과정을 나타내는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 제어기(50)가 연료전지 분리판을 가압하고(S210), 가압된 연료전지 분리판에서 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행한다(S220). 이때, 제어기(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 가압된 연료전지 분리판(1)의 입구측 수소극 매니폴드(A1)를 통해서, 수소 통로(T1)에 고압의 검사 가스(G)를 공급하고, 출구측 공기극 매니폴드(B2)와 출구측 냉각수 매니폴드(C2)에서 누출되는 검사 가스(G)의 유량을 측정함으로써, 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행할 수 있다.
수소극의 기밀검사 및 크랙검사에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3을 참조하면, 제어기(50)는 입구측 수소극 매니폴드(A1)에 공급된 검사 가스(G)의 압력을 증가시키고(S221), 검사 가스(G)의 압력이 기준 압력에 도달되면 검사 가스(G)의 압력을 일정하게 안정화시킨다(S222). 이때, 검사 가스의 압력은 1 ~ 2 bar가 적정하다. 너무 높은 기체 압력은 분리판의 변형을 발생시킬 가능성이 있기 때문이다.
S222 단계가 수행되면, 제어기(50)는 입구측 수소극 매니폴드(A1)와 연결된 가스 공급 라인(20)에 설치된 제1 유량계(22)와, 출구측 공기극 매니폴드(B2) 또는 출구측 냉각수 매니폴드(C2)와 연결된 가스 검출 라인(40)에 설치된 제2 유량계(41)를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정한다(S223).
S223 단계가 수행되면, 제어기(50)는 기 설정된 검사시간 동안 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고(S224), 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행한다(S225). 이때, 제어기(50)는 제1 그래프의 기울기에 기초하여 수소극의 기밀검사를 수행하고, 제2 그래프의 기울기에 기초하여 수소극의 크랙검사를 수행할 수 있다. 예를 들면, 제어기(50)는, 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 미만인 경우 수소극의 기밀 유지가 이루어지고 있는 것으로 판단하고, 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 이상인 경우 수소극의 기밀 불량으로 판단할 수 있다. 또한, 제어기(50)는, 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 미만인 경우 수소극에 크랙이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 이상인 경우 수소극에 크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
S225 단계가 수행되면, 제어기(50)는 검사 가스(G)의 압력을 제거한다(S226).
수소극의 기밀검사 및 크랙검사 수행 시, 제어기(50)는 검사 가스(G)의 압력을 증대시켜서 압력 하중 및 압력을 안정화시킨 후, 출구측 수소극 연결 라인(L4)의 제4 밸브(V4)를 닫고, 나머지 제5 밸브(V5)와 제6 밸브(V6) 및 제7 밸브(V7)를 개방한 상태에서 검사 가스(G)의 누출 여부를 제1 유량계(22) 또는 제2 유량계(41)을 이용하여 검사할 수 있다. 이 때, 분리판 내부 압력이 기준보다 낮아지면 기준 압력을 맞춰주기 위해 추가로 검사 가스(G)를 보충할 수 있고, 이때 이동한 기체량을 제1 유량계(22)를 이용하여 측정할 수 있다.
만약, 검사 가스(G)의 내부 압력이 낮아지면, 이는 기밀이 유지되지 않아 외부로 새어나가는 기체가 발생하여 기밀이 유지되지 못하는 상태를 나타내고, 여기서, 압력의 변화는 없지만, 미세 크랙(C)이 있을 경우, 제1 유량계(22) 또는 제2 유량계(41)의 유량을 측정하여 미세 크랙(C)을 검출할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 수소극 검사 시 미세 크랙(C)이 있을 경우 냉각수 공간(T3)으로 기체가 유출될 수 있고, 마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같이, 공기극 검사 시 미세 크랙이 있을 경우 냉각수 공간(T3)으로 기체가 유출될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, S220 단계가 수행되면, 제어기(50)는 연료전지 분리판에서 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행한다(S230). 이때, 제어기(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 연료전지 분리판(1)의 입구측 공기극 매니폴드(B1)를 통해서 공기 통로(T2)에 고압의 검사 가스(G)를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드(A2)와 출구측 냉각수 매니폴드(C2)에서 누출되는 검사 가스(G)의 유량을 측정함으로써, 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행할 수 있다.
구체적으로, 제어기(50)는 입구측 공기극 매니폴드(B1)에 공급된 검사 가스(G)의 압력을 증가시키고, 검사 가스(G)의 압력이 기준 압력에 도달되면 검사 가스(G)의 압력을 일정하게 안정화시킬 수 있다. 그런 후, 제어기(50)는 입구측 공기극 매니폴드(B1)와 연결된 가스 공급 라인(20)에 설치된 제1 유량계(22)와, 출구측 수소극 매니폴드(A2) 또는 상기 출구측 냉각수 매니폴드(C2)와 연결된 가스 검출 라인(40)에 설치된 제2 유량계(41)를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정할 수 있다. 그런 후, 제어기(50)는 기 설정된 검사시간 동안 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행할 수 있다. 이때, 제어기(50)는 제1 그래프의 기울기에 기초하여 공기극의 기밀검사를 수행하고, 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 크랙검사를 수행할 수 있다.
S230 단계가 수행되면, 제어기(50)는 연료전지 분리판에서 냉각수의 기밀검사를 수행한다(S240). 이때, 제어기(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 연료전지 분리판(1)의 입구측 냉각수 매니폴드(C1)를 통해서 냉각수 통로(T3)에 고압의 검사 가스(G)를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드(A2)와 출구측 공기극 매니폴드(B2)에서 누출되는 검사 가스(G)의 유량을 측정함으로써, 냉각수의 기밀검사를 수행할 수 있다.
구체적으로, 제어기(50)는 입구측 냉각수 매니폴드(C1)에 공급된 검사 가스(G)의 압력을 증가시키고, 검사 가스(G)의 압력이 기준 압력에 도달되면 검사 가스(G)의 압력을 일정하게 안정화시킬 수 있다. 그런 후, 제어기(50)는, 입구측 냉각수 매니폴드(C1)와 연결된 가스 공급 라인(20)에 설치된 제1 유량계(22)와, 출구측 수소극 매니폴드(A2) 또는 출구측 공기극 매니폴드(B2)와 연결된 가스 검출 라인(40)에 설치된 제2 유량계(41)를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정할 수 있다. 그런 후, 제어기(50)는 기 설정된 검사시간 동안 제1 유량계(22) 및 제2 유량계(41)를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 냉각수의 기밀검사를 수행할 수 있다. 이때, 제어기(50)는 제1 그래프의 기울기에 기초하여 냉각수의 기밀검사를 수행할 수 있다.
한편, 제어기(50)는 기밀검사 및 크랙검사를 수행하면서 연료전지 분리판(1)을 둘러싸는 밀폐실(R)과 연결된 밀폐실 연결 라인(L7)을 통해 누출되는 검사 가스(G)를 측정하여 가스켓과 분리판의 기밀 성능을 동시에 측정하는 것도 가능하다.
따라서 이러한 기밀 검사를 통해 합격품과 불합격품을 분류할 수 있고, 원인을 파악하거나 회수하는 등 후속 조치들을 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 검사시간동안 유량계를 통해 측정된 유량값을 그래프화하고, 그 그래프의 기울기에 기초하여 연료전지 분리판의 기밀검사와 크랙검사를 동시에 수행함으로써, 검사 시간을 대폭 감소시켜서 공정시간을 감소시킬 수 있고, 이를 통해 검사 성능과 검사 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 노이즈 기준 설정을 통해 기밀검사 판정의 정합성이 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법은, 최소 데이터 조건 설정을 통해 그래프 기울기의 편차를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 연료전지 분리판
G: 검사 가스
C: 크랙
A1: 입구측 수소극 매니폴드
A2: 출구측 수소극 매니폴드
B1: 입구측 공기극 매니폴드
B2: 출구측 공기극 매니폴드
C1: 입구측 냉각수 매니폴드
C2: 출구측 냉각수 매니폴드
R: 밀폐실
10: 개별 입구측 연결 라인
20: 가스 공급 라인
21: 압력 조절 장치
22: 제 1 유량계
23: 압력계
30: 개별 출구측 연결 라인
40: 가스 검출 라인
41: 제 2 유량계
V1~V7: 제1 밸브~제7 밸브
L1: 입구측 수소극 연결 라인
L2: 입구측 공기극 연결 라인
L3: 입구측 냉각수 연결 라인
L4: 출구측 수소극 연결 라인
L5: 출구측 공기극 연결 라인
L6: 출구측 냉각수 연결 라인
L7: 밀폐실 연결 라인
P1: 제 1 바이패스 라인
P2: 제 2 바이패스 라인
T1: 수소 통로
T2: 공기 통로
T3: 냉각수 통로
50 : 제어기
100: 기밀 검사 시스템
G: 검사 가스
C: 크랙
A1: 입구측 수소극 매니폴드
A2: 출구측 수소극 매니폴드
B1: 입구측 공기극 매니폴드
B2: 출구측 공기극 매니폴드
C1: 입구측 냉각수 매니폴드
C2: 출구측 냉각수 매니폴드
R: 밀폐실
10: 개별 입구측 연결 라인
20: 가스 공급 라인
21: 압력 조절 장치
22: 제 1 유량계
23: 압력계
30: 개별 출구측 연결 라인
40: 가스 검출 라인
41: 제 2 유량계
V1~V7: 제1 밸브~제7 밸브
L1: 입구측 수소극 연결 라인
L2: 입구측 공기극 연결 라인
L3: 입구측 냉각수 연결 라인
L4: 출구측 수소극 연결 라인
L5: 출구측 공기극 연결 라인
L6: 출구측 냉각수 연결 라인
L7: 밀폐실 연결 라인
P1: 제 1 바이패스 라인
P2: 제 2 바이패스 라인
T1: 수소 통로
T2: 공기 통로
T3: 냉각수 통로
50 : 제어기
100: 기밀 검사 시스템
Claims (11)
- 가압된 상태인 연료전지 분리판의 입구측 수소극 매니폴드, 입구측 공기극 매니폴드 및 입구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 입구측 연결 라인;
상기 개별 입구측 연결 라인들 중 어느 하나에 고압의 검사 가스를 공급하는 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스의 제1 유량값을 측정하는 제1 유량계;
상기 연료전지 분리판의 출구측 수소극 매니폴드, 출구측 공기극 매니폴드 및 출구측 냉각수 매니폴드 중 어느 하나 이상에 설치되는 적어도 하나의 개별 출구 연결 라인;
상기 개별 출구측 연결 라인들 중 상기 가스 공급 라인이 연결된 상기 개별 입구측 연결 라인과 대응되는 상기 개별 출구측 연결 라인을 제외한 나머지들 중 어느 하나 이상에서 누출된 검사 가스를 검출하는 가스 검출 라인;
상기 가스 검출 라인에 설치되고, 상기 누출된 검사 가스의 제2 유량값을 측정하는 제2 유량계; 및
기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 기밀검사 또는 크랙검사를 수행하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 제1 그래프에서 상기 제1 유량값이 기 설정된 제1 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제1 그래프의 기울기를 산출하고,
상기 제2 그래프에서 상기 제2 유량값이 기 설정된 제2 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제2 그래프의 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스를 일정 검사 압력으로 충진시킬 수 있는 압력 조절 장치;
상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 검사 가스의 압력을 측정하는 압력계; 및
상기 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 제1 유량계와 상기 압력계를 바이패스하여 상기 가스 공급 라인에 상기 검사 가스를 공급하는 제1 바이패스 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 검사시간 동안 기 설정된 일정 시간단위로 상기 제1 유량값을 확인하여 제1 그래프를 생성하고, 상기 검사시간 동안 상기 일정 시간단위로 상기 제2 유량값을 확인하여 제2 그래프를 생성하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 노이즈 시점 전 또는 후의 유량값이 기준 개수 이하인 경우 상기 기울기를 산출하지 않는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 기밀검사를 수행하되,
상기 제1 그래프의 기울기가 제1 기준 기울기 미만인 경우 상기 연료전지 분리판의 기밀 유지로 판단하고, 상기 제1 그래프의 기울기가 상기 제1 기준 기울기 이상인 경우 상기 연료전지 분리판의 기밀 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 연료전지 분리판의 크랙검사를 수행하되,
상기 제2 그래프의 기울기가 제2 기준 기울기 미만인 경우 상기 연료전지 분리판에 크랙이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 그래프의 기울기가 상기 제2 기준 기울기 이상인 경우 상기 연료전지 분리판에 크랙이 발생이 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템.
- 제어기가, 가압된 연료전지 분리판의 입구측 수소극 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 공기극 매니폴드와 출구측 냉각수 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계;
상기 제어기가, 상기 연료전지 분리판의 입구측 공기극 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드와 출구측 냉각수 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계; 및
상기 제어기가, 상기 연료전지 분리판의 입구측 냉각수 매니폴드에 고압의 검사 가스를 공급하고, 출구측 수소극 매니폴드와 출구측 공기극 매니폴드에서 누출되는 상기 검사 가스의 유량을 측정함으로써, 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계는,
상기 제어기가, 상기 입구측 수소극 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계;
상기 제어기가, 상기 입구측 수소극 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 공기극 매니폴드 또는 상기 출구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계; 및
상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계에서,
상기 제어기는, 상기 제1 그래프에서 상기 제1 유량값이 기 설정된 제1 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제1 그래프의 기울기를 산출하고, 상기 제2 그래프에서 상기 제2 유량값이 기 설정된 제2 기준값 이상 변동한 구간을 노이즈로 판정하고, 상기 노이즈 시점 전후로 상기 제2 그래프의 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 수소극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계에서,
상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 기밀검사를 수행하고, 상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 수소극의 크랙검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계는,
상기 제어기가, 상기 입구측 공기극 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계;
상기 제어기가, 상기 입구측 공기극 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 수소극 매니폴드 또는 상기 출구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계; 및
상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 공기극의 기밀검사 및 크랙검사를 수행하는 단계에서,
상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 기밀검사를 수행하고, 상기 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 공기극의 크랙검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계는,
상기 제어기가, 상기 입구측 냉각수 매니폴드에 공급된 상기 검사 가스의 압력을 증가시키고, 상기 검사 가스의 압력이 기준 압력에 도달되면 상기 검사 가스의 압력을 일정하게 안정화시키는 단계;
상기 제어기가, 상기 입구측 냉각수 매니폴드와 연결된 가스 공급 라인에 설치된 제1 유량계와, 상기 출구측 수소극 매니폴드 또는 상기 출구측 공기극 매니폴드와 연결된 가스 검출 라인에 설치된 제2 유량계를 이용하여 제1 유량값 및 제2 유량값을 측정하는 단계; 및
상기 제어기가, 기 설정된 검사시간 동안 상기 제1 유량계 및 제2 유량계를 통해 측정된 제1 유량값 및 제2 유량값에 기초하여 제1 그래프 및 제2 그래프를 생성하고, 상기 제1 그래프의 기울기 및 제2 그래프의 기울기에 기초하여 상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계를 포함하되,
상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 단계에서,
상기 제어기는 상기 제1 그래프의 기울기에 기초하여 상기 냉각수의 기밀검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 분리판의 기밀 검사 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220051885A KR102749353B1 (ko) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220051885A KR102749353B1 (ko) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230152307A KR20230152307A (ko) | 2023-11-03 |
KR102749353B1 true KR102749353B1 (ko) | 2025-01-02 |
Family
ID=88745550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220051885A Active KR102749353B1 (ko) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102749353B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118130017B (zh) * | 2024-05-07 | 2024-07-23 | 宁波绿动燃料电池有限公司 | 燃料电池电堆内漏气密性检测系统及方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005201822A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Toyota Motor Corp | ガス漏れ判定装置 |
JP2006084263A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ガスリーク検査装置 |
-
2022
- 2022-04-27 KR KR1020220051885A patent/KR102749353B1/ko active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005201822A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Toyota Motor Corp | ガス漏れ判定装置 |
JP2006084263A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ガスリーク検査装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230152307A (ko) | 2023-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100304208B1 (ko) | 가스누출 자동검사방법과 장치 및 가스누출 자동검사를 위한 기록매체 | |
KR102749353B1 (ko) | 연료전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 | |
WO2014171571A1 (ko) | 차압식 누설 검사 장치 및 누설 검사 방법 | |
US11686647B2 (en) | Leak check method, leak check apparatus, plating method, and plating apparatus | |
CN212432449U (zh) | 一种燃料电池堆自动检漏装置 | |
CN113394432A (zh) | 燃料电池堆冷却液流场内漏位置的检测方法 | |
KR102537763B1 (ko) | 연료 전지 분리판의 기밀 검사 시스템 및 방법 | |
CN110095237B (zh) | 一种制冷系统的检漏方法 | |
JP2009281934A (ja) | 外圧検出型漏れ検査装置及びそれを使った漏れ検査方法 | |
CN112146820A (zh) | 一种氦气介质阀门密封性试验装置及其试验方法 | |
CN220437687U (zh) | 一种用于检测气密性的设备 | |
KR100572700B1 (ko) | 진공누설 검사방법 및 장치 | |
CN115979544A (zh) | 一种标准化高压液氢汽化器调试方法 | |
CN215178450U (zh) | 一种石墨双极板流道裂纹的检测装置 | |
CN115248094A (zh) | 一种rh真空槽离线气密性检测系统及检测方法 | |
JPS6182138A (ja) | 圧力洩れ検査方法 | |
CN114076661A (zh) | 一种燃料电池堆自动检漏装置及方法 | |
TWM606080U (zh) | 防水氣密電子裝置及其檢測系統 | |
CN218674142U (zh) | 储罐边缘密封气密测试装置 | |
KR200338202Y1 (ko) | 진공누설 검사장치 | |
JP2006084263A (ja) | ガスリーク検査装置 | |
CN117606703A (zh) | 一种用于集成排气歧管缸盖气门试漏方法 | |
TWI848454B (zh) | 測漏裝置 | |
JP2003254855A (ja) | 漏洩検出装置 | |
JP2008232928A (ja) | エアリークテスト装置、及び、エアリークテスト方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220427 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240813 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20241220 |
|
PG1601 | Publication of registration |