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KR20230097324A - 가스 포집 장치 - Google Patents

가스 포집 장치 Download PDF

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Publication number
KR20230097324A
KR20230097324A KR1020210186715A KR20210186715A KR20230097324A KR 20230097324 A KR20230097324 A KR 20230097324A KR 1020210186715 A KR1020210186715 A KR 1020210186715A KR 20210186715 A KR20210186715 A KR 20210186715A KR 20230097324 A KR20230097324 A KR 20230097324A
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KR
South Korea
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battery
jig
housing
gas
collecting device
Prior art date
Application number
KR1020210186715A
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English (en)
Inventor
강혜옥
윤희순
이종근
최낙희
황동국
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US18/287,452 priority patent/US20240204350A1/en
Priority to EP22911549.8A priority patent/EP4297168A1/en
Priority to JP2023558847A priority patent/JP7584854B2/ja
Priority to PCT/KR2022/015455 priority patent/WO2023120910A1/ko
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Abstract

본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 다양한 규격의 강성 재질의 케이스를 가지는 전지, 특히, 원통형 전지에 대해서 고농도의 가스 포집이 가능한 가스 포집 장치를 제공하기 위한 것일 수 있다.

Description

가스 포집 장치{APPARATUS FOR COLLECTING GAS}
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 다양한 규격의 강성 재질의 케이스를 가지는 전지, 특히, 원통형 전지에 대해서 고농도의 가스 포집이 가능한 가스 포집 장치에 관한 것일 수 있다.
일반적으로, 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전 과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Li-ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion Polymer Battery) 등이 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지 내에서 반응에 따라 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, CnH2n -2 (n=2~5), CnH2n (n=2~5), CnH2n +2(n=1~5)인 탄화수소 및 기타 유기가스종 등의 다양한 종류의 가스가 발생할 수 있다.
또한, 리튬 이차전지는 거듭된 충방전 진행에 따라 전해질 분해에 의한 다량의 가스가 발생하면서 퇴화되며, 이 양상은 전지의 설계 및 사용 형태에 따라 다르게 나타난다. 따라서 전지 내부 발생 가스를 분석하여 전지의 퇴화 메커니즘을 유추하는 것이 전지의 개발과정에서 필수적으로 수행되어야 한다.
따라서, 이차전지 내에서 발생하는 가스를 포집하여 정확하게 분석하는 것이 매우 중요하다. 리튬이온전지의 작동 시에 다양한 가스가 발생하며 발생가스의 조성 및 함량에 대한 정보는 전지소재의 개발, 전지제조공정 최적화, 전지 불량 원인의 파악 등에 있어 유용하게 이용된다. 이를 위해서는 이차전지 내부 발생 가스를 포집하는 기술 개발이 중요하다.
이차전지 내부에서 발생된 가스를 포집하기 위한 방법으로서, 내부에 밀폐 공간이 형성된 확산 챔버에 전지를 수용시키고, 전지 케이스에 가스 배출을 위한 개구부가 형성한 다음, 개구부를 통해 배출되는 가스가 확산 챔버 내부에 확산이 되면, 확산된 가스를 별도의 가스 포집 용기에 포집하는 방법이 사용되고 있다. 고농도의 가스 포집을 위해서는 전지와 확산 챔버 내부 공간 간의 유격이 없는 것이 가장 바람직할 수 있다.
최근 광범위한 산업 분야에서 전지는 사용되고, 다양한 전지 적용 환경 및 조건에 따라, 전지에 요구되는 성능 또한 달라지며, 전지는 다양한 규격으로 설계될 수 있다.
종래에는, 다양한 전지 설계를 위해, 전지 사이즈에 따라 가스 포집을 위한 확산 챔버를 개별 사용하여, 전지 모델이 바뀔 때마다 새로 제작 또는 설치해야 되는 어려움이 있었다. 또한, 전지와 확산 챔버 내부 공간과의 유격이 없는 경우 확산 챔버에서 전지를 제거할 때 어려움이 있고, 충분히 큰 확산 챔버를 쓰는 경우에는 분석을 위한 가스 농도가 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 다양한 규격의 강성 재질의 케이스를 가지는 전지, 특히, 원통형 전지에 대해서 고농도의 가스 포집이 가능한 가스 포집 장치를 제공하기 위한 것일 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 가스 포집 장치는,
상측 면에 전지의 상단부가 돌출되도록 상기 전지의 하단부가 삽입되는 전지 삽입홈이 형성되는 하부 지그;
하측 면이 상기 하부 지그의 상측 면과 밀착되고 상기 전지의 상측 면이 노출되도록 상기 전지가 삽입되는 전지 삽입홀이 형성되는 상부 지그;
상기 하부 지그를 내부에 수용하는 하부 하우징; 및
상기 상부 지그를 내부에 수용하고 하단부가 상기 하부 하우징의 상단부에 결합하는 상부 하우징을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 상부 하우징의 천장면에는 상기 전지의 상단부를 타공하여 가스 배출홀을 형성하는 펀칭부가 마련되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 상부 하우징의 상측 면에는 니들 통과홀이 형성되고, 상기 펀칭부는, 상기 니들 통과홀을 통해 상기 상부 하우징의 내부로 삽입되고 하단부가 상기 전지의 상단부를 관통하여 상기 가스 배출홀을 형성하는 니들 부재와, 상기 상부 하우징보다 상측에 위치하고 하단부에 상기 니들 부재의 상단부가 결합되는 몸통 부재와, 상기 상부 하우징의 상단부에 결합되고 상기 몸통 부재의 상하이동을 가이드하는 가이드홀이 형성되는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 상단부로 돌출되는 상기 몸통 부재의 상단부에 결합되는 가압 부재와, 상기 가압 부재의 하단부와 상기 가이드 부재의 상단부 사이에 삽입되는 탄성 부재를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 하부 하우징의 저면에는 상기 하부 지그의 하단부를 가압하여 상기 하부 지그를 위로 밀어 올리는 버튼부가 마련되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 하부 하우징의 하측 면에는 승강 부재 삽입홀이 형성되고, 상기 버튼부는, 상기 하부 하우징의 내부에서 상측 면이 상기 하부 지그의 하측 면에 접촉하여 상기 하부 지그를 지지하는 지지 부재와, 상단부가 상기 지지 부재의 하측 면과 결합되고 하단부가 상기 승강 부재 삽입홀을 통해 상기 하부 하우징의 하단부보다 더 하측으로 돌출되는 승강 부재를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 지지 부재는 상하방향에 수직한 평면을 가지는 디스크 형상으로 마련되고, 상기 승강 부재는 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련되며, 상기 지지 부재의 지름은 상기 승강 부재의 직경보다 크게 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 하부 하우징의 저면에는 상기 지지 부재가 삽입되는 상기 지지 부재 삽입홈이 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 하부 하우징에는 상기 전지에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출관이 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 상부 지그에는 제1 유로가 형성되고, 상기 하부 지그에는 제2 유로가 형성되며, 상기 가스 배출홀을 통해 전지로부터 배출된 가스는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 통해 상기 가스 배출관으로 전달되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 상부 지그의 상측 면은 상기 상부 하우징의 천장면으로부터 이격되고, 상기 제1 유로는 상기 상부 지그의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제1 가스 배출홈으로서 형성되며, 상기 제2 유로는 상기 하부 지그의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제2 가스 배출홈으로서 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 상부 지그의 하단부 또는 상기 하부 지그의 상단부에는 외주면을 따라 링 형상으로 유로 연결홈이 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 다양한 전지에 대해서 고농도의 가스 포집이 가능하고, 분석 시작과 종료시에 전지의 장착, 교체 또는 제거가 용이한 것일 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 상부 하우징과 하부 하우징의 분리 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 펀칭부를 나타내는 요부 상세도이다.
도 5는 버튼부를 나타내는 요부 상세도이다.
도 6은 상부 지그 및 하부 지그를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 용어 "중심", "상", "하" "좌", "우", "수직", "수평", "내측", "외측", “일면”, “타면” 등이 지시한 방위 또는 위치 관계는 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계, 또는 평소에 본 발명 제품을 사용할 시 배치하는 방위 또는 위치관계에 기초한 것이고, 본 발명의 설명과 간략한 설명을 위한 것일 뿐, 표시된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성되거나 조작되어야 하는 것을 제시 또는 암시하는 것이 아니므로 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 가스 포집 장치의 다른 실시 양태를 나타내는 단면도이다. 도 3은 상부 하우징(300)과 하부 하우징(400)의 분리 상태를 나타내는 단면도이다. 도 4는 펀칭부(500)를 나타내는 요부 상세도이다. 도 5는 버튼부(600)를 나타내는 요부 상세도이다. 도 6은 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)를 나타내는 사시도이다.
이하, 도 1 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 가스 포집 장치에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명의 가스 포집 장치는 강성 재질의 케이스를 가지는 원통형 전지, 각형 전지, 코인형 전지 등에 적용될 수 있으며, 특히, 원통형 전지에 최적화된 것일 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치는 전지(11)를 밀폐 공간에서 타공하고, 전지(11) 내부에서 생성되어 배출되는 가스를 밀폐 공간으로 확산시킨 후, 별도의 가스 포집 용기에 전달하거나, 가스 분석 장치에 전달하기 위한 것일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 포집 장치는,
상측 면에 전지(11)의 상단부가 돌출되도록 상기 전지(11)의 하단부가 삽입되는 전지 삽입홈(210)이 형성되는 하부 지그(200);
하측 면이 상기 하부 지그(200)의 상측 면과 밀착되고 상기 전지(11)의 상측 면이 노출되도록 상기 전지(11)가 삽입되는 전지 삽입홀(110)이 형성되는 상부 지그(100);
상기 하부 지그(200)를 내부에 수용하는 하부 하우징(400); 및
상기 상부 지그(100)를 내부에 수용하고 하단부가 상기 하부 하우징(400)의 상단부에 결합하는 상부 하우징(300)을 포함하는 것일 수 있다.
즉, 본 발명의 가스 포집 장치는 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)으로 결합으로 형성되는 밀폐공간에, 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)가 장착된 전지(11)를 수용시킨 후, 전지(11)로부터 발생하는 가스를 포집하는 것일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 포집 대상이 되는 전지의 사이즈가 달라지더라도, 전지의 규격에 대응하는 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)를 전지(11)에 장착함으로써, 전지(11)가 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)이 형성하는 밀폐 공간 내에서 정위치에 위치하도록 할 수 있다. 또한, 전지(11) 규격이 달라짐에 따라 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)이 형성하는 밀폐 공간 내에서 전지(11)가 차지하는 체적 변화에 따른 배출 가스 농도를 일정하게 유지할 수 있다.
상부 지그(100) 및 하부 지그(200)는 마찰 계수가 적고, 내화학성 및 내열성이 우수한 테프론 소재로 마련될 수 있다. 예를 들어, 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)의 형상은 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련될 수 있다.
상부 지그(100)에는 전지(11)가 삽입되기 위한 전지 삽입홀(110)이 형성될 수 있다. 전지 삽입홀(110) 또한 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 형성되고, 전지 삽입홀(110)의 내경은 전지(11)의 외경과 일치하여, 전지 삽입홀(110)의 내주면이 전지(11)의 외주면에 완전히 밀착될 수 있다. 즉, 상부 지그(100)는 전지(11)의 외경을 내경으로 하는 원통형 파이프 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 전지(11)에 상부 지그(100)가 장착된 상태에서, 전지(11)는 상단부 및 하단부가 노출된 상태일 수 있다.
하부 지그(200)의 상측 면에는 전지(11)가 삽입되기 위한 전지 삽입홈(210)이 형성될 수 있다. 전지 삽입홈(210) 또한 전지(11)의 형태에 대응되도록 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 전지 삽입홈(210)의 내경 또한 전지(11)의 외경과 일치하도록 형성되어, 전지 삽입홈(210)의 내주면에 전지(11)의 외주면이 완전히 밀착될 수 있다.
즉, 전지(11)에 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)가 장착될 때, 상부 지그(100)는 전지(11)의 측면의 상부를 감싸는 형태로 장착되며, 상부 지그(100)의 하단부보다 더 하측으로 돌출된 전지(11)의 하단부가 하부 지그(200)의 전지 삽입홈(210)에 삽입될 수 있다.
상부 지그(100) 및 하부 지그(200)는 가스 포집 대상이 되는 전지(11) 타입의 종류에 따라 복수로 마련될 수 있으며, 전지 삽입홀(110) 및 전지 삽입홈(210)의 규격은 전지(11) 타입에 따라 각기 다르게 형성될 수 있다. 하지만, 복수의 상부 지그(100) 및 복수의 하부 지그(200)에 대해서 외경은 동일하게 제작되어, 전지(11) 타입이 달라지더라도 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)이 형성하는 밀폐 공간에서 가스가 배출되는 공간의 체적은 동일할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)은 내부에 전지(11), 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)가 수용되기 위한 밀폐 공간이 형성될 수 있다. 밀폐 공간의 형상은 원통 형상의 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)의 외주면에 대응하도록, 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 원통 형상의 밀폐 공간의 상부가 상부 지그(100) 내부에 형성되고, 밀폐 공간의 하부가 하부 지그(200) 내부에 형성될 수 있다. 즉, 상부 하우징(300)의 내부 공간은 하측이 개방된 상태이고, 하부 하우징(400)의 내부 공간은 상측이 개방된 상태일 수 있다.
상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)의 소재는 내부의 압력 변화에도 밀폐 공간이 일정한 체적을 유지할 수 있도록, 강성의 내화학성 및 내열성 소재인 SUS 등으로 마련될 수 있다. 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)의 외주면은 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)의 내주면에 완전히 밀착될 수 있다.
상부 지그(100) 및 하부 지그(200)의 상하방향으로 길이의 합은 하부 하우징(400) 내부에 형성된 밀폐 공간의 깊이보다 길 수 있다.
하부 하우징(400)의 상단부에는 상부 하우징(300)의 하단부와 대면하는 위치에 제1 실링 부재가 삽입되기 위한 제1 실링홈이 형성될 수 있다. 제1 실링 부재는 O-링일 수 있으며, 제1 실링홈은 전지(11)가 수용되는 밀폐 공간을 둘러싸는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(300)의 하단부 및 하부 하우징(400)의 상단부 각각에는 지름 방향으로 돌출되는 제1 돌출부(370) 및 제2 돌출부(470)가 각각 형성될 수 있다. 제1 돌출부(370) 및 제2 돌출부(470) 각각에는 상부 하우징(300)과 하부 하우징(400) 간의 결합을 위한 고정 부재가 삽입되는 제1 고정 부재 삽입홀(371) 및 제2 고정 부재 삽입홀(471)이 각각 형성될 수 있다. 제1 고정 부재 삽입홀(371)과 제2 고정 부재 삽입홀(471)은 서로 대면하는 위치에 형성되고, 고정 부재는 제1 고정 부재 삽입홀(371)과 제2 고정 부재 삽입홀(471)을 동시에 관통하여 상부 하우징(300)과 하부 하우징(400)을 결합할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재는 볼트일 수 있으며, 제1 고정 부재 삽입홀(371) 및 제2 고정 부재 삽입홀(471) 중 하나에는 내주면에 나사산이 형성되어, 고정 부재와 나사 결합을 할 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서, 상기 상부 하우징(300)의 천장면에는 상기 전지(11)의 상단부를 타공하여 가스 배출홀을 형성하는 펀칭부(500)가 마련되는 것일 수 있다.
상기 상부 하우징(300)의 상측 면에는 니들 통과홀(350)이 형성되고, 펀칭부(500)의 니들 부재(510)가 니들 통과홀(350)을 통해 상부 하우징(300) 내부로 삽입되어 전지(11)의 상단부를 타공할 수 있다. 타공된 구멍은 가스 배출홀로서 전지(11) 내부 가스가 전지(11) 외부로 배출되기 위한 통로가 될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 펀칭부(500)는,
상기 니들 통과홀(350)을 통해 상기 상부 하우징(300)의 내부로 삽입되고 하단부가 상기 전지(11)의 상단부를 관통하여 상기 가스 배출홀을 형성하는 니들 부재(510)와,
상기 상부 하우징(300)보다 상측에 위치하고 하단부에 상기 니들 부재(510)의 상단부가 결합되는 몸통 부재(520)와,
상기 상부 하우징(300)의 상단부에 결합되고 상기 몸통 부재(520)의 상하이동을 가이드하는 가이드홀(531)이 형성되는 가이드 부재(530)와,
상기 가이드 부재(530)의 상단부로 돌출되는 상기 몸통 부재(520)의 상단부에 결합되는 가압 부재(540)와,
상기 가압 부재(540)의 하단부와 상기 가이드 부재(530)의 상단부 사이에 삽입되는 탄성 부재(550)를 포함하는 것일 수 있다.
니들 부재(510)는 하단부가 상부 하우징(300) 내부의 천정면으로부터 돌출되어 전지(11)의 상단부를 타공하는 것일 수 있다.
몸통 부재(520)는 상하방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성되고, 상하로 이동하면서, 하단부에 결합된 니들 부재(510)를 작동시킬 수 있다.
가이드 부재(530)는 상부 하우징(300)의 상단부에 결합되는 것으로, 상하방향으로 관통되는 가이드홀(531)이 형성된 것일 수 있다. 몸통 부재(520)는 가이드홀(531)에 삽입되어 상하 이동이 가이드될 수 있다. 가이드홀(531)에는 제2 실링 부재가 삽입되기 위한 제2 실링홈이 형성될 수 있다. 제2 실링 부재는 O-링일 수 있으며, 몸통 부재(520)를 감싸는 형상으로 위치할 수 있다. 제2 실링홈 또한 몸통 부재(520)를 둘러싸는 폐루프 형상으로 마련될 수 있다.
가압 부재(540)는 몸통 부재(520)의 직경보다 큰 지름을 가지는 디스크 형상으로 마련되고, 가압 부재(540)의 하측 면 중심에 몸통 부재(520)의 상단부가 결합될 수 있다.
탄성 부재(550)는 하단부가 가이드 부재(530)의 상단부에 지지되고, 상단부가 가압 부재(540)의 하측 면에 지지되는 것으로, 복원력을 가지는 탄성 소재로 마련될 수 있다. 구체적으로, 탄성 부재(550)는 원통형 스프링 형상으로 마련되고, 탄성 부재(550)의 중심에 몸통 부재(520)가 삽입될 수 있다. 탄성 부재(550)는 니들 부재(510)가 전지(11)에 가스 배출홀을 형성한 후 자동으로 후퇴할 수 있도록 하는 것일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하부 하우징(400)의 저면에는 상기 하부 지그(200)의 하단부를 가압하여 상기 하부 지그(200)를 위로 밀어 올리는 버튼부(600)가 마련되는 것일 수 있다. 버튼부(600)는 하부 지그(200) 및 전지(11)를 상승시키는 것으로, 가스 포집 종료시에 하부 지그(200)를 가스 포집 장치로부터 용이하게 제거하기 위한 것일 수 있다. 즉, 버튼부(600)를 통해서 하부 지그(200)의 상단부가 하부 하우징(400)의 상단부보다 높게 위치하도록 할 수 있으며, 사용자는 버튼부(600)를 통해 하부 하우징(400)으로부터 하부 지그(200)를 쉽게 분리할 수 있다. 예를 들어, 하부 지그(200)의 외주면과 하부 하우징(400)의 내주면은 완벽하게 밀착된 상태일 수 있으며, 버튼부(600)를 통해 하부 지그(200)를 하부 하우징(400)으로부터 쉽게 토출시킬 수 있다.
본 발명의 가스 포집 장치에서, 상부 지그(100)와 하부 지그(200)는 복수로 마련되어 다양한 전지 타입에 따라 달라지는 전지의 규격에 대응하도록 제작될 수 있다. 전지별로 수행되는 분석은 하나의 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)에 대해서, 복수로 마련된 상부 지그(100) 및 하부 지그(200) 중 분석 대상 전지(11)에 적합한 하나를 선택한 후, 전지(11), 상부 지그(100), 하부 지그(200), 상부 하우징(300) 및 하부 하우징(400)를 조립하여 수행될 수 있다. 이때, 본 발명의 가스 포집 장치는 다른 규격 전지의 가스 포집을 위해 상부 지그(100) 및 하부 지그(200)를 교체하는 것에 있어서, 버튼부(600)를 통해 하부 지그(200)와 하부 하우징(400) 간의 분리를 용이하게 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하부 하우징(400)의 하측 면에는 승강 부재 삽입홀(450)이 형성되고, 버튼부(600)는 승강 부재 삽입홀(450)에 삽입되어, 상단부가 하부 하우징(400) 내부에 위치하고, 하단부가 하부 하우징(400) 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가스 포집 장치의 외부에서 조작으로, 가스 포집 장치 내부에 위치하는 전지(11) 분리를 위한 힘을 전지(11)에 가할 수 있다.
구체적으로, 상기 버튼부(600)는,
상기 하부 하우징(400)의 내부에서 상측 면이 상기 하부 지그(200)의 하측 면에 접촉하여 상기 하부 지그(200)를 지지하는 지지 부재(610)와,
상단부가 상기 지지 부재(610)의 하측 면과 결합되고 하단부가 상기 승강 부재 삽입홀(450)을 통해 상기 하부 하우징(400)의 하단부보다 더 하측으로 돌출되는 승강 부재(620)를 포함하는 것일 수 있다.
더 구체적으로, 상기 지지 부재(610)는 상하방향에 수직한 평면을 가지는 디스크 형상으로 마련되고, 상기 승강 부재(620)는 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련되며, 상기 지지 부재(610)의 지름은 상기 승강 부재(620)의 직경보다 크게 형성되는 것일 수 있다. 즉, 상기와 같은 구조로, 하부 하우징(400)의 승강 부재 삽입홀(450)의 내경을 최소화하여 릭(leak)을 방지하고, 하부 지그(200)와 접촉하는 지지 부재(610)의 면적을 넓게 하여, 지지 부재(610)가 하부 지그(200)를 안정적으로 승강 시킬 수 있다.
이때, 하부 지그(200)의 하측 면이 하부 하우징(400) 내부의 저면에 완전히 밀착될 수 있도록, 상기 하부 하우징(400)의 저면에는 상기 지지 부재(610)가 삽입되는 상기 지지 부재 삽입홈(460)이 형성될 수 있다. 따라서, 지지 부재(610)는 지지 부재(610) 삽임홈을 통해 하부 하우징(400) 내부의 저면으로부터 돌출되지 않도록 완전히 매립되어, 하부 지그(200)의 하측면과 하부 하우징(400) 내부의 저면 사이에 불필요한 확산 공간이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
하부 하우징(400)의 하단부에는 하부 하우징(400)의 하측 면이 가스 포집 장치의 설치면에 이격되도록 하는 지지 브라켓(700)일 구비될 수 있다. 따라서, 승강 부재(620)의 하단부는 설치면에 접촉하지 않을 수 있다.
상기 하부 하우징(400)에는 상기 전지(11)에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출관(410)이 연결되는 것일 수 있다.
이때, 전지(11)에서 발생된 가스는 전지(11)의 상단부에 형성된 가스 배출홀로 배출되기 때문에, 가스 배출홀과 가스 배출관(410)을 연결하는 유로가 필요하다.
따라서, 상기 상부 지그(100)에는 제1 유로가 형성되고, 상기 하부 지그(200)에는 제2 유로가 형성되며, 상기 가스 배출홀을 통해 전지(11)로부터 배출된 가스는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 통해 상기 가스 배출관(410)으로 전달되는 것일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 지그(100)의 상측 면은 상기 상부 하우징(300)의 천장면으로부터 이격되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 유로는 상기 상부 지그(100)의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제1 가스 배출홈(140)으로서 형성되며, 상기 제2 유로는 상기 하부 지그(200)의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제2 가스 배출홈(240)으로서 형성되는 것일 수 있다. 제1 가스 배출홈(140)은 상부 지그(100)의 상단부에서 하단부까지 연장되고, 제2 가스 배출홈(240)은 하부 지그(200)의 상단부에서 가스 배출관(410)의 높이까지 연장될 수 있다.
이때, 상기 상부 지그(100)의 하단부 또는 상기 하부 지그(200)의 상단부에는 외주면을 따라 링 형상으로 유로 연결홈(150, 250)이 형성되어, 제1 가스 배출홈(140)의 하단부와 제2 가스 배출홈(240)의 상단부가 정확하게 대면하지 않더라도 유로 연결홈(150, 250)을 통해 가스는 가스 배출관(410)까지 전달될 수 있다.
하부 지그(200)에는 하부 지그(200)의 외주면을 따라 형성되는 링 형상의 제3 가스 배출홈(260)이 형성되고, 제2 가스 배출홈(240)의 하단부가 제3 가스 배출홈(260)에 연결될 수 있다. 따라서, 하부 지그(200)를 하부 하우징(400)에 삽입할 때, 별도의 정렬 작업을 하지 않더라도 제3 가스 배출홈(260)을 통해 안정적으로 가스는 배출될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
11...전지 100...상부 지그
110...전지 삽입홀 140...제1 가스 배출홈
150, 250...유로 연결홈 200...하부 지그
210...전지 삽입홀 240...제2 가스 배출홈
260...제3 가스 배출홈 300...상부 하우징
350...니들 통과홀 370...제1 돌출부
371...제1 고정 부재 삽입홀 400...하부 하우징
410...가스 배출관 450...승강 부재 삽입홀
460...지지 부재 삽입홈 470...제2 돌출부
471...제2 고정 부재 삽입홀 500...펀칭부
510...니들 부재 520...몸통 부재
530...가이드 부재 531...가이드홀
540...가압 부재 550...탄성 부재
600...버튼부 610...지지 부재
620...승강 부재 700...지지 브라켓

Claims (11)

  1. 상측 면에 전지의 상단부가 돌출되도록 상기 전지의 하단부가 삽입되는 전지 삽입홈이 형성되는 하부 지그;
    하측 면이 상기 하부 지그의 상측 면과 밀착되고 상기 전지의 상측 면이 노출되도록 상기 전지가 삽입되는 전지 삽입홀이 형성되는 상부 지그;
    상기 하부 지그를 내부에 수용하는 하부 하우징; 및
    상기 상부 지그를 내부에 수용하고 하단부가 상기 하부 하우징의 상단부에 결합하는 상부 하우징을 포함하는 것인 가스 포집 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 하우징의 천장면에는 상기 전지의 상단부를 타공하여 가스 배출홀을 형성하는 펀칭부가 마련되는 것인 가스 포집 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 하우징의 상측 면에는 니들 통과홀이 형성되고,
    상기 펀칭부는,
    상기 니들 통과홀을 통해 상기 상부 하우징의 내부로 삽입되고 하단부가 상기 전지의 상단부를 관통하여 상기 가스 배출홀을 형성하는 니들 부재와,
    상기 상부 하우징보다 상측에 위치하고 하단부에 상기 니들 부재의 상단부가 결합되는 몸통 부재와,
    상기 상부 하우징의 상단부에 결합되고 상기 몸통 부재의 상하이동을 가이드하는 가이드홀이 형성되는 가이드 부재와,
    상기 가이드 부재의 상단부로 돌출되는 상기 몸통 부재의 상단부에 결합되는 가압 부재와,
    상기 가압 부재의 하단부와 상기 가이드 부재의 상단부 사이에 삽입되는 탄성 부재를 포함하는 것인 가스 포집 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 저면에는 상기 하부 지그의 하단부를 가압하여 상기 하부 지그를 위로 밀어 올리는 버튼부가 마련되는 것인 가스 포집 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 하측 면에는 승강 부재 삽입홀이 형성되고,
    상기 버튼부는,
    상기 하부 하우징의 내부에서 상측 면이 상기 하부 지그의 하측 면에 접촉하여 상기 하부 지그를 지지하는 지지 부재와,
    상단부가 상기 지지 부재의 하측 면과 결합되고 하단부가 상기 승강 부재 삽입홀을 통해 상기 하부 하우징의 하단부보다 더 하측으로 돌출되는 승강 부재를 포함하는 것인 가스 포집 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상하방향에 수직한 평면을 가지는 디스크 형상으로 마련되고,
    상기 승강 부재는 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련되며,
    상기 지지 부재의 지름은 상기 승강 부재의 직경보다 크게 형성되는 것인 가스 포집 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 저면에는 상기 지지 부재가 삽입되는 상기 지지 부재 삽입홈이 형성되는 것인 가스 포집 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 하부 하우징에는 상기 전지에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출관이 연결되는 것인 가스 포집 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 지그에는 제1 유로가 형성되고,
    상기 하부 지그에는 제2 유로가 형성되며,
    상기 가스 배출홀을 통해 전지로부터 배출된 가스는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 통해 상기 가스 배출관으로 전달되는 것인 가스 포집 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 지그의 상측 면은 상기 상부 하우징의 천장면으로부터 이격되고,
    상기 제1 유로는 상기 상부 지그의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제1 가스 배출홈으로서 형성되며,
    상기 제2 유로는 상기 하부 지그의 외주면에 상하방향으로 연장되는 제2 가스 배출홈으로서 형성되는 것인 가스 포집 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 지그의 하단부 또는 상기 하부 지그의 상단부에는 외주면을 따라 링 형상으로 유로 연결홈이 형성되는 것인 가스 포집 장치.
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