▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-19
(54)【発明の名称】ガス捕集装置
(51)【国際特許分類】
G01N 1/22 20060101AFI20241112BHJP
G01N 1/00 20060101ALI20241112BHJP
H01M 50/30 20210101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
G01N1/22 V
G01N1/00 101Q
H01M50/30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523764
(86)(22)【出願日】2023-07-19
(85)【翻訳文提出日】2024-04-19
(86)【国際出願番号】 KR2023010359
(87)【国際公開番号】W WO2024019504
(87)【国際公開日】2024-01-25
(31)【優先権主張番号】10-2022-0090849
(32)【優先日】2022-07-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
(71)【出願人】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ヘ・オク・カン
(72)【発明者】
【氏名】ヒスン・ユン
(72)【発明者】
【氏名】ナク・ヒ・チェ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・クン・イ
(72)【発明者】
【氏名】クァンヨン・パク
【テーマコード（参考）】
2G052
5H012
【Ｆターム（参考）】
2G052AA03
2G052AD02
2G052AD22
2G052AD42
2G052BA13
2G052BA14
2G052FD01
2G052HA18
2G052JA04
2G052JA08
5H012BB01
5H012BB18
5H012JJ06
(57)【要約】
本発明は、ガス捕集装置に関するものであって、多様な規格の剛性材質のケースを有する電池、特に、円筒状電池に対して適正レベル濃度のガス捕集が可能なガス捕集装置を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面に電池が挿入される電池載置溝が形成される内部ジグと、内周面に前記内部ジグの外周面が密着されるように、前記内部ジグを内部に収容する外部ハウジングと、
前記外部ハウジングに連結され、前記電池で発生したガスを前記外部ハウジングの外部に設けられるガス捕集管またはガス分析装置に伝達するものであるガス排出管と、
前記外部ハウジングの上端部に位置し、前記電池の前記上面にガス排出のための穿孔ホールを形成するパンチング部と、
前記パンチング部が上下方向に駆動するための駆動力を提供するパンチング駆動部と、
を含む、ガス捕集装置。
【請求項2】
前記パンチング部は、前記外部ハウジングの上端部に設けられるニードル挿入ホールを通じて前記外部ハウジングの内部に挿入され、下端部が前記電池の上面を穿孔して、前記電池の上面に穿孔ホールを形成するパンチングニードルと、
下端部に前記パンチングニードルの上端部が結合され、前記パンチング駆動部によって上下方向に移動するパンチングロッドと、
前記パンチングロッドの外周面を取り囲み、下端部が前記外部ハウジングの上端部に結合されるシーリングカバーと、を含む、請求項１に記載のガス捕集装置。
【請求項3】
前記シーリングカバーは、上下方向に延長または収縮されるベローズからなり、前記シーリングカバーの上端部は、前記パンチングロッドの上端部と共に前記パンチング駆動部の移動部材に結合され、
前記シーリングカバーの下端部は、前記ニードル挿入ホールを覆い、前記外部ハウジングの上端部に結合される、請求項２に記載のガス捕集装置。
【請求項4】
前記パンチング駆動部は、前記シーリングカバーの上端部及び前記パンチングロッドの上端部が固定される移動部材と、
前記外部ハウジングの外周面に固定される支持部材と、
前記支持部材に固定されて、前記移動部材を上下方向に移動させる駆動手段と、を含む、請求項２に記載のガス捕集装置。
【請求項5】
前記駆動手段は、上下方向に延び、外周面にネジ山が設けられるシャフトと、
前記支持部材に支持された状態で前記シャフトを回転させるモータと、を含み、
前記移動部材には、前記シャフトが挿入される軸挿入ホールが形成され、
前記軸挿入ホールの内周面には、前記シャフトのネジ山と噛み合うネジ山が形成される、請求項４に記載のガス捕集装置。
【請求項6】
前記外部ハウジングは、前記内部ジグの上端部が内部に収容される上部ハウジングと、
前記内部ジグの下端部が内部に収容される下部ハウジングと、を含み、
前記上部ハウジングの上面では、前記ニードル挿入ホールが形成され、
前記パンチング部は、前記上部ハウジングの外側で前記ニードル挿入ホールを覆い、前記上部ハウジングの上面に結合される、請求項２に記載のガス捕集装置。
【請求項7】
前記内部ジグは、前記電池の上端部が挿入される電池挿入ホールが設けられる上部ジグと、
上面に前記電池の下端部が挿入される電池挿入溝が設けられる下部ジグと、を含み、
前記電池挿入ホールは、前記上部ジグを上下方向に貫通しており、
前記電池挿入ホールの上側開口は、前記上部ハウジングの内側で前記ニードル挿入ホールと対面し、
前記電池挿入ホールの下側開口は、前記電池挿入溝の入口と対面する、請求項６に記載のガス捕集装置。
【請求項8】
前記ガス排出管は、前記下部ハウジングの側面に結合され、前記上部ジグには、前記穿孔ホールを通じて前記電池内部から排出されて前記上部ハウジングの内部に拡散されたガスを前記下部ハウジングの内部に伝達する第１流路が形成され、
前記下部ジグには、前記第１流路を通じて伝達されたガスを前記ガス排出管に伝達する第２流路が形成される、請求項７に記載のガス捕集装置。
【請求項9】
前記上部ジグの上面は、前記上部ハウジングの内部で天井面と一定間隔だけ離隔し、前記上部ジグ及び下部ジグは、上下方向に延びる柱状からなり、
前記第１流路は、前記上部ジグの外側面上で前記上部ジグの上端部から下端部まで繋がる溝からなり、
前記第２流路は、前記下部ジグの外側面で前記下部ジグの上端部から前記ガス排出管が前記下部ハウジングに連結される高さまで繋がる溝からなる、請求項８に記載のガス捕集装置。
【請求項10】
前記上部ジグ及び前記下部ジグは、上下方向に延びる円筒状からなり、前記上部ジグの側面の下端部または前記下部ジグの上端部には、外周面に沿ってリング状の溝からなる第１連結流路が形成され、
前記第１連結流路には、前記第１流路の下端部及び前記第２流路の上端部が連結される、請求項９に記載のガス捕集装置。
【請求項11】
前記下部ジグには、外周面に沿ってリング状の溝からなる第２連結流路が形成され、前記第２連結流路には、前記第２流路の下端部が連結され、
前記第２連結流路の高さは、前記ガス排出管が前記下部ハウジングに連結される高さと同一である、請求項１０に記載のガス捕集装置。
【請求項12】
前記外部ハウジングの内部の圧力を測定する圧力センサーをさらに含み、前記パンチング駆動部は、前記圧力センサーの測定値に基づいて作動する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のガス捕集装置。
【請求項13】
前記ガス排出管と連結されて、前記電池で発生したガスを前記外部ハウジングから伝達されるマニホールド部と、前記マニホールド部に伝達されたガスを希釈させるために、前記マニホールド部に連結される希釈タンク部と、
前記希釈タンク部に真空を形成するために、前記マニホールド部に連結される真空ポンプ部と、
前記マニホールド部に連結されて、ガスを前記ガス捕集管または前記ガス捕集装置に伝達するガス伝達管と、をさらに含み、
前記圧力センサーは、前記マニホールド部に連結される、請求項１２に記載のガス捕集装置。
【請求項14】
前記ガス排出管に設けられて、前記ガス排出管を通じて前記マニホールド部に流れるガスの流れを遮断または開放する第１弁と、前記希釈タンク部と前記マニホールド部との間の流路を遮断または開放する第２弁と、
前記真空ポンプ部と前記マニホールド部との間の流路を遮断または開放する第３弁と、
前記ガス伝達管に設けられて、前記ガス伝達管を通じて前記ガス捕集管または前記ガス捕集装置に流れるガスの流れを遮断または開放する第４弁と、
前記マニホールド部に連結されて、前記マニホールド部に伝達されたガスを外部に排気させるガス排気管と、
前記ガス排気管に設けられて、前記ガス排気管を通じて外部に排気されるガスの流れを遮断または開放する第５弁と、
を含む、請求項１３に記載のガス捕集装置。
【請求項15】
請求項１４に記載のガス捕集装置を利用したガス捕集方法において、前記真空ポンプ部を通じて前記外部ハウジング及び前記希釈タンク部の内部に真空を形成する真空形成段階と、
前記パンチング部で前記電池に前記穿孔ホールを形成する穿孔ホール形成段階と、
前記圧力センサーの測定値を通じて圧力変化量値を算出する圧力変化量値算出段階と、
前記圧力変化量値が設定値以上になれば、ニードルを後退させるニードル後退段階と、
前記第４弁を開放し、前記ガス捕集管または前記ガス分析装置にガスを伝達するガス捕集段階と、
を含む、ガス捕集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０２２年７月２２日付の大韓民国特許出願１０－２０２２－００９０８４９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
【0002】
本発明は、ガス捕集装置に係り、多様な規格の剛性材質のケースを有する電池、特に、円筒状電池に対して適正レベル濃度のガス捕集が可能なガス捕集装置に関する。
【背景技術】
【0003】
一般的に、二次電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する放電と、逆方向である充電過程と、を通じて繰り返し使用が可能な電池であり、その種類としては、ニッケルカドミウム（Ｎｉ－Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ－ＭＨ）電池、リチウム金属電池、リチウムイオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）電池及びリチウムイオンポリマー電池（Ｌｉ－ｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂａｔｔｅｒｙ）などがある。このような二次電池のうち、高いエネルギー密度と電圧とを有し、サイクル寿命が長く、自己放電率が低いリチウム二次電池が商用化されて広く使われている。
【0004】
リチウム二次電池内で反応によって水素、酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、ＣｎＨ２ｎ－２（ｎ＝２～５）、ＣｎＨ２ｎ（ｎ＝２～５）、ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎ＝１～５）である炭化水素及びその他の有機ガス種などの多種のガスが発生する。
【0005】
また、リチウム二次電池は、繰り返された充電・放電の進行によって電解質分解による多量のガスが発生しながら退化し、この態様は、電池の設計及び使用形態によって異なって表われる。したがって、電池内部の発生ガスを分析して電池の退化メカニズムを類推することが、電池の開発過程で必須的に行わなければならない。
【0006】
したがって、二次電池内で発生するガスを捕集して正確に分析することが非常に重要である。リチウムイオン電池の作動時に多様なガスが発生し、発生ガスの組成及び含量についての情報は、電池素材の開発、電池製造工程の最適化、電池不良原因の把握などにおいて有用に用いられる。そのためには、二次電池内部の発生ガスを捕集する技術開発が重要である。
【0007】
二次電池内部から発生したガスを捕集するための方法として、内部に密閉空間が形成された拡散チャンバに電池を収容させ、電池ケースにガス排出のための開口部を形成した後、開口部を通じて排出されるガスを拡散チャンバ内部に拡散させ、拡散させたガスを別途のガス捕集容器に捕集する方法が使われている。高濃度のガス捕集のためには、電池と拡散チャンバ内部空間との間の遊隙がないことが最も望ましい。
【0008】
最近、幅広い産業分野で電池は使われ、多様な電池適用環境及び条件によって、電池に要求される性能も変わり、電池は、多様な規格で設計される。
【0009】
従来、多様な電池設計のために、電池サイズによってガス捕集のための拡散チャンバを個別使用して、電池モデルが変わる度に新たに製作または設置しなければならない難点があった。また、電池と拡散チャンバ内部空間との遊隙がない場合、拡散チャンバから電池を除去する時に難点があった。
【0010】
さらに、拡散チャンバのボリューム、電池（分析対象物質）のサイズ及び発生するガス量などによって分析装置に伝達されるガスまたはガス捕集容器に貯蔵されるガスの濃度は大きく変わり、これは、分析結果に影響を与えた。それを解決するために、分析装置に伝達されるガスまたはガス捕集容器に貯蔵されるガスの濃度を分析に最適化された濃度に調節するための手段が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、ガス捕集装置に関するものであって、多様な規格の剛性材質のケースを有する電池、特に、円筒状電池に対して適正レベル濃度のガス捕集が可能なガス捕集装置を提供することである。
【0012】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明のガス捕集装置は、上面に電池が挿入される電池載置溝が形成される内部ジグ；内周面に前記内部ジグの外周面が密着されるように、前記内部ジグを内部に収容する外部ハウジング；前記外部ハウジングに連結され、前記電池で発生したガスを前記外部ハウジングの外部に設けられるガス捕集管またはガス分析装置に伝達するものであるガス排出管；前記外部ハウジングの上端部に位置し、前記電池の前記上面にガス排出のための穿孔ホールを形成するパンチング部；及び前記パンチング部が上下方向に駆動するための駆動力を提供するパンチング駆動部；を含むものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集及び高濃度ガス希釈自動化などでガス捕集の正確性及び分析者の便宜性が向上したものである。
【0015】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集時に、電池の装着、除去または取り替えが容易なものである。
【0016】
本発明のガス捕集装置は、パンチングニードルの深さまたは圧力変化量でパンチング完了有無を感知して電池の内部短絡を防止し、これにより、ガス捕集時に安定性を向上させうる。
【0017】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集時にガス分析対象、状況、条件によって捕集対象となるガスの濃度調節が容易なものである。具体的に、本発明のガス捕集装置は、高濃度から低濃度まで選択的にガスを捕集することができ、希釈または濃縮程度を計量することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明のガス捕集装置を示す斜視図である。
【図4】パンチング部の作動を示す断面図である。
【図5】内部ジグの分離を示す断面図である。
【図6】内部ジグを示す斜視図である。
【図7】本発明のガス捕集装置を示すブロック図である。
【図8】本発明のガス捕集方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明のガス捕集装置は、上面に電池が挿入される電池載置溝が形成される内部ジグ；内周面に前記内部ジグの外周面が密着されるように、前記内部ジグを内部に収容する外部ハウジング；前記外部ハウジングに連結され、前記電池で発生したガスを前記外部ハウジングの外部に設けられるガス捕集管またはガス分析装置に伝達するものであるガス排出管；前記外部ハウジングの上端部に位置し、前記電池の前記上面にガス排出のための穿孔ホールを形成するパンチング部；及び前記パンチング部が上下方向に駆動するための駆動力を提供するパンチング駆動部；を含むものである。
【0020】
本発明のガス捕集装置で、前記パンチング部は、前記外部ハウジングの上端部に設けられるニードル挿入ホールを通じて前記外部ハウジングの内部に挿入され、下端部が前記電池の上面を穿孔して、前記電池の上面に穿孔ホールを形成するパンチングニードルと、下端部に前記パンチングニードルの上端部が結合され、前記パンチング駆動部によって上下方向に移動するパンチングロッドと、前記パンチングロッドの外周面を取り囲み、下端部が前記外部ハウジングの上端部に結合されるシーリングカバーと、を含むものである。
【0021】
本発明のガス捕集装置で、前記シーリングカバーは、上下方向に延長または収縮されるベローズからなり、前記シーリングカバーの上端部は、前記パンチングロッドの上端部と共に前記パンチング駆動部の移動部材に結合され、前記シーリングカバーの下端部は、前記ニードル挿入ホールを覆い、前記外部ハウジングの上端部に結合されるものである。
【0022】
本発明のガス捕集装置で、前記パンチング駆動部は、前記シーリングカバーの上端部及び前記パンチングロッドの上端部が固定される移動部材と、前記外部ハウジングの外周面に固定される支持部材と、前記支持部材に固定されて、前記移動部材を上下方向に移動させる駆動手段と、を含むものである。
【0023】
本発明のガス捕集装置で、前記駆動手段は、上下方向に延び、外周面にネジ山が設けられるシャフトと、前記支持部材に支持された状態で前記シャフトを回転させるモータと、を含み、前記移動部材には、前記シャフトが挿入される軸挿入ホールが形成され、前記軸挿入ホールの内周面には、前記シャフトのネジ山と噛み合うネジ山が形成されるものである。
【0024】
本発明のガス捕集装置で、前記外部ハウジングは、前記内部ジグの上端部が内部に収容される上部ハウジングと、前記内部ジグの下端部が内部に収容される下部ハウジングと、を含み、前記上部ハウジングの上面では、前記ニードル挿入ホールが形成され、前記パンチング部は、前記上部ハウジングの外側で前記ニードル挿入ホールを覆い、前記上部ハウジングの上面に結合されるものである。
【0025】
本発明のガス捕集装置で、前記内部ジグは、前記電池の上端部が挿入される電池挿入ホールが設けられる上部ジグと、上面に前記電池の下端部が挿入される電池挿入溝が設けられる下部ジグと、を含み、前記電池挿入ホールは、前記上部ジグを上下方向に貫通しており、前記電池挿入ホールの上側開口は、前記上部ハウジングの内側で前記ニードル挿入ホールと対面し、前記電池挿入ホールの下側開口は、前記電池挿入溝の入口と対面するものである。
【0026】
本発明のガス捕集装置で、前記ガス排出管は、下部ハウジングの側面に結合され、前記上部ジグには、前記穿孔ホールを通じて前記電池内部から排出されて前記上部ハウジングの内部に拡散されたガスを前記下部ハウジングの内部に伝達する第１流路が形成され、前記下部ジグには、前記第１流路を通じて伝達されたガスを前記ガス排出管に伝達する第２流路が形成されるものである。
【0027】
本発明のガス捕集装置で、前記上部ジグの上面は、前記上部ハウジングの内部で天井面と一定間隔だけ離隔し、前記上部ジグ及び下部ジグは、上下方向に延びる柱状からなり、前記第１流路は、前記上部ジグの外側面上で前記上部ジグの上端部から下端部まで繋がる溝からなり、前記第２流路は、前記下部ジグの外側面で前記下部ジグの上端部から前記ガス排出管が前記下部ハウジングに連結される高さまで繋がる溝からなるものである。
【0028】
本発明のガス捕集装置で、前記上部ジグ及び前記下部ジグは、上下方向に延びる円筒状からなり、前記上部ジグの側面の下端部または前記下部ジグの上端部には、外周面に沿ってリング状の溝からなる第１連結流路が形成され、前記第１連結流路には、前記第１流路の下端部及び前記第２流路の上端部が連結されるものである。
【0029】
本発明のガス捕集装置で、前記下部ジグには、外周面に沿ってリング状の溝からなる第２連結流路が形成され、前記第２連結流路には、前記第２流路の下端部が連結され、前記第２連結流路の高さは、前記ガス排出管が前記下部ハウジングに連結される高さと同一である。
【0030】
本発明のガス捕集装置は、前記外部ハウジングの内部の圧力を測定する圧力センサーをさらに含み、前記パンチング駆動部は、前記圧力センサーの測定値に基づいて作動するものである。
【0031】
本発明のガス捕集装置は、前記ガス排出管と連結されて、前記電池で発生したガスを前記外部ハウジングから伝達されるマニホールド部；前記マニホールド部に伝達されたガスを希釈させるために、前記マニホールド部に連結される希釈タンク部；前記希釈タンク部に真空を形成するために、前記マニホールド部に連結される真空ポンプ部；及び前記マニホールド部に連結されて、ガスを前記ガス捕集管または前記ガス捕集装置に伝達するガス伝達管；をさらに含み、前記圧力センサーは、前記マニホールド部に連結されるものである。
【0032】
本発明のガス捕集装置は、前記ガス排出管に設けられて、前記ガス排出管を通じて前記マニホールド部に流れるガスの流れを遮断または開放する第１弁；前記希釈タンク部と前記マニホールド部との間の流路を遮断または開放する第２弁；前記真空ポンプ部と前記マニホールド部との間の流路を遮断または開放する第３弁；前記ガス伝達管に設けられて、前記ガス伝達管を通じて前記ガス捕集管または前記ガス捕集装置に流れるガスの流れを遮断または開放する第４弁；前記マニホールド部に連結されて、前記マニホールド部に伝達されたガスを外部に排気させるガス排気管；及び前記ガス排気管に設けられて、前記ガス排気管を通じて外部に排気されるガスの流れを遮断または開放する第５弁；を含むものである。
【0033】
本発明のガス捕集装置を利用したガス捕集方法は、前記真空ポンプを通じて前記外部ハウジング及び前記希釈タンクの内部に真空を形成する真空形成段階；前記パンチング部で前記電池に前記穿孔ホールを形成する穿孔ホール形成段階；前記圧力センサーの測定値を通じて圧力変化量値を算出する圧力変化量値算出段階；前記圧力変化量値が設定値以上になれば、前記ニードルを後退させるニードル後退段階；及び前記第４弁を開放し、前記ガス捕集管または前記ガス分析装置にガスを伝達するガス捕集段階；を含むものである。
【0034】
以下、添付図面を参照して、本発明による実施例を詳しく説明する。この過程で図面に示された構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性と便宜上、誇張して示されうる。また、本発明の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は、ユーザ、運用者の意図または慣例によって変わりうる。このような用語に対する定義は、本明細書の全般に亘った内容に基づいて下されなければならない。
【0035】
本発明の説明において、留意しなければならない点は、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内側」、「外側」、「一面」、「他面」などが指示する方位または位置関係は、図面で示す方位または位置関係、あるいは、通常、本発明の製品使用時に配置する方位または位置関係に基づいたものであり、単に本発明の説明と簡略な説明のためのものであり、表示された装置または素子が、必ずしも特定の方位をもって、特定の方位で構成されるか、操作されなければならないということを提示または暗示するものではないので、本発明を制限すると理解してはならない。
【0036】
図１は、本発明のガス捕集装置を示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。図４は、パンチング部３００の作動を示す断面図である。図５は、内部ジグ１００の分離を示す断面図である。図６は、内部ジグ１００を示す斜視図である。図７は、本発明のガス捕集装置を示すブロック図である。図８は、本発明のガス捕集方法を示すブロック図である。
【0037】
【0038】
本発明のガス捕集装置は、電池１１内部で、電解液、電極などから発生したガスを捕集するものである。具体的に、電池１１が充電・放電されるか、電池１１に特定条件（温度など）が付与されれば、電池１１内で反応によって水素、酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、ＣｎＨ２ｎ－２（ｎ＝２～５）、ＣｎＨ２ｎ（ｎ＝２～５）、ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎ＝１～５）である炭化水素及びその他の有機ガス種などの多種のガスが発生する。このようなガスを定量及び定性分析するために、本発明のガス捕集装置は捕集することができる。
【0039】
本発明のガス捕集装置で、ガス捕集対象となる電池１１は、円筒状電池である。さらに具体的に、充電・放電または特定条件（温度、衝撃、振動など）が付与されて電池ケース内部でガスが発生した電池である。本発明のガス捕集装置は、電池ケース内部でガスが発生した電池１１の一端部を穿孔して穿孔ホールを形成し、穿孔ホールを通じて排出される電池ケース内部のガスを捕集するものである。
【0040】
図１ないし図３に示したように、本発明のガス捕集装置は、上面に電池１１が挿入される電池１１載置溝が形成される内部ジグ１００；内周面に前記内部ジグ１００の外周面が密着されるように、前記内部ジグ１００を内部に収容する外部ハウジング２００；前記外部ハウジング２００に連結され、前記電池１１で発生したガスを前記外部ハウジング２００の外部に設けられるガス捕集管１２またはガス分析装置１３に伝達するものであるガス排出管２２１；前記外部ハウジング２００の上端部に位置し、前記電池１１の前記上面にガス排出のための穿孔ホールを形成するパンチング部３００；及び前記パンチング部３００が上下方向に駆動するための駆動力を提供するパンチング駆動部４００；を含むものである。
【0041】
本発明のガス捕集装置は、多様な規格の電池１１に対して内径が電池の種類別に異なって形成される複数の内部ジグ１００を設けて、電池１１の規格が変わっても、外部ハウジング２００内でガスが拡散される空間の体積は同一である。
【0042】
本発明のガス捕集装置は、電池１１に穿孔ホールを形成するパンチング部３００がパンチング駆動部４００を通じて自動化されて作動することにより、精密かつ安定した穿孔ホールの形成が可能なものである。本発明のガス捕集装置は、円筒状電池１１の一端部に穿孔ホールをパンチング部３００で形成し、穿孔ホールを通じて電池１１から排出されるガスを捕集するものである。
【0043】
前述したように、本発明のガス捕集装置で、ガス捕集対象となる円筒状電池１１であり、内部ジグ１００及び外部ハウジング２００も、円筒状からなりうる。
【0044】
図１ないし図３に示したように、前記パンチング部３００は、前記外部ハウジング２００の上端部に設けられるニードル挿入ホール２１１を通じて前記外部ハウジング２００の内部に挿入され、下端部が前記電池１１の上面を穿孔して、前記電池１１の上面に穿孔ホールを形成するパンチングニードル３１０と、下端部に前記パンチングニードル３１０の上端部が結合され、前記パンチング駆動部４００によって上下方向に移動するパンチングロッド３２０と、前記パンチングロッド３２０の外周面を取り囲み、下端部が前記外部ハウジング２００の上端部に結合されるシーリングカバー３３０と、を含むものである。
【0045】
パンチングニードル３１０は、下端部が尖ったように形成された剛性部材である。パンチングニードル３１０は、上下方向に線形移動可能なものである。パンチングニードル３１０が下方に移動する時、パンチングニードル３１０の尖った下端部は、電池１１の上端部に挿入されて電池ケースに穿孔ホールを形成しうる。
【0046】
パンチングロッド３２０は、下端部がパンチングニードル３１０の上端部に結合され、パンチングニードル３１０と共に上下方向に移動するものである。パンチングロッド３２０は、上下方向に延びる棒状からなりうる。パンチングロッド３２０は、剛性の高い耐化学性素材からなりうる。
【0047】
前記シーリングカバー３３０は、上下方向に延長または収縮されるベローズからなり、前記シーリングカバー３３０の上端部は、前記パンチングロッド３２０の上端部と共に前記パンチング駆動部４００の移動部材４１０に結合され、前記シーリングカバー３３０の下端部は、前記ニードル挿入ホール２１１を覆い、前記外部ハウジング２００の上端部に結合されるものである。例えば、パンチングニードル３１０は、下端部が尖った円筒状からなり、パンチングロッド３２０は、パンチングニードル３１０よりもさらに大きな直径の円筒状からなりうる。
【0048】
外部ハウジング２００の上面には、外部ハウジング２００の天井面を貫通するニードル挿入ホール２１１が形成され、パンチングニードル３１０は、ニードル挿入ホール２１１に挿入される。パンチングニードル３１０は、ニードル挿入ホール２１１を通じて外部ハウジング２００の内部に位置する電池１１の上端部に接近して穿孔ホールを形成しうる。
【0049】
外部ハウジング２００の上面には、パンチングロッド３２０の上下移動をガイドするガイド部材２１２が設けられうる。ガイド部材２１２には、ガイド部材２１２を上下方向にロッドガイドホール２１２ａが設けられ、ロッドガイドホール２１２ａには、パンチングロッド３２０が挿入される。ロッドガイドホール２１２ａの下側開口は、ニードル挿入ホール２１１の上側開口と対面することができる。パンチングロッド３２０の外径とロッドガイドホール２１２ａの内径は、一致することができる。
【0050】
シーリングカバー３３０の下端部は、ガイド部材２１２の上端部に結合され、さらに具体的に、シーリングカバー３３０の下端部は、ロッドガイドホール２１２ａの上側開口を覆い、ガイド部材２１２の上端部に結合されうる。シーリングカバー３３０は、ロッドガイドホール２１２ａを通じて外部ハウジング２００の内外部のガスが互いに通気することを防止することができる。
【0051】
図３及び図４に示したように、前記パンチング駆動部４００は、前記シーリングカバー３３０の上端部及び前記パンチングロッド３２０の上端部が固定される移動部材４１０と、前記外部ハウジング２００の外周面に固定される支持部材４２０と、前記支持部材４２０に固定されて前記移動部材４１０を上下方向に移動させる駆動手段４３０と、を含むものである。
【0052】
移動部材４１０は、駆動手段の駆動力を通じて上下方向に移動するものであって、さらに具体的に、駆動手段４３０の駆動力をパンチングニードル３１０に伝達するものである。パンチングニードル３１０は、パンチングロッド３２０を通じて移動部材４１０に固定され、移動部材４１０が上下方向に移動することによって、パンチングニードル３１０は、移動部材４１０と共に上下方向に移動する。移動部材４１０は、上下方向に対して垂直方向に延びる棒状からなり、一端部には、パンチングロッド３２０及びシーリングカバーの上端部が結合され、他端部には、駆動手段４３０が結合されうる。移動部材４１０には、外部ハウジング２００に支持されて移動部材４１０の上下方向の移動をガイドするガイド手段（図示せず）が設けられうる。移動部材４１０は、ガイド手段に接触した状態で上下方向に摺動されながら移動する。
【0053】
支持部材４２０は、外部ハウジング２００に固定されるものである。支持部材４２０は、駆動手段４３０を支持し、駆動手段４３０が外部ハウジング２００に対する相対的な位置を変動しないようにできる。
【0054】
移動部材４１０が駆動手段４３０によって支持部材４２０に対する上下方向への隔離距離が変動されることにより、パンチングニードルは、電池１１に接近または離隔されうる。
【0055】
前記駆動手段４３０は、上下方向に延び、外周面にネジ山が設けられるシャフト４３１と、前記支持部材に支持された状態で前記シャフト４３１を回転させるモータ４３２と、を含み、前記移動部材４１０には、前記シャフト４３１が挿入される軸挿入ホール４１１が形成され、前記軸挿入ホール４１１の内周面には、前記シャフト４３１軸のネジ山と噛み合うネジ山が形成されるものである。
【0056】
前記シャフト４３１は、上下方向に延び、長手方向である上下方向を回転軸方向として回転するものである。シャフト４３１は、支持部材４２０と相対的な位置が一定である。移動部材４１０に設けられる軸挿入ホール４１１のネジ山をシャフト４３１のネジ山と噛み合う構造であるために、シャフト４３１が回転すれば、移動部材４１０は、上下方向に移動する。シャフト４３１が回転する時、移動部材４１０は、ガイド手段によってシャフト４３１と共に回転することが防止される。
【0057】
モータ４３２は、シャフト４３１を回転させるための駆動力を提供するものである。本発明のガス捕集装置は、パンチングニードル３１０の移動時に回転運動を線形運動に切り替えて使用するために、精密な操作が可能である。パンチングニードル３１０の挿入深さに対する制御力の低下は、電極のショートを誘発させて事故を発生させることができる。本発明のガス捕集装置は、パンチングニードル３１０の精密操作で事故を予防して安定した作動が可能なものである。本発明のガス捕集装置は、シャフト４３１の回転量を感知することにより、パンチングニードル３１０の上下方向の高さを計測することができる。例えば、モータ４３２には、エンコーダ、制御ユニットなどが連結されてシャフト４３１の回転量を測定及び記録することができる。
【0058】
図２及び図３に示したように、前記外部ハウジング２００は、前記内部ジグ１００の上端部が内部に収容される上部ハウジング２１０と、前記内部ジグ１００の下端部が内部に収容される下部ハウジング２２０と、を含み、前記上部ハウジング２１０の上面では、前記ニードル挿入ホール２１１が形成され、前記パンチング部３００は、前記上部ハウジング２１０の外側で前記ニードル挿入ホール２１１を覆い、前記上部ハウジング２１０の上面に結合されるものである。
【0059】
上部ハウジング２１０の内部には、下端部が開放される空間が設けられ、下部ハウジング２２０の上端部が開放される空間が設けられ、上部ハウジング２１０の下端部と下部ハウジング２２０の上端部とが互いに接触するように上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０とが結合することにより、２つの空間は、１つの密閉空間からなり、この密閉空間に内部ジグ１００が収容される。
【0060】
上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０は、上下方向に延びる円筒状からなりうる。この際、上部ハウジング２１０の外周面の下端部には、直径方向に突出するリング状の第１突出部２１５が形成され、下部ハウジング２２０の外周面の上端部には、直径方向に突出するリング状の第２突出部２２５が形成されうる。
【0061】
第１突出部２１５の下側面と第２突出部２２５の上側面は、互いに密着して上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０とが結合することにより、形成される密閉空間の気密性を向上させうる。第１突出部２１５と第２突出部２２５との間には、Ｏリングまたはガスケットのようなシーリング部材が挿入されて気密性をさらに向上させうる。
【0062】
上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０との結合を固定するために、第１突出部２１５には、複数の第１固定ホール２１５ａが設けられ、第２突出部２２５には、複数の第２固定ホール２２５ａが設けられ、固定部材（図示せず）が第１固定ホール２１５ａと第２固定ホール２２５ａとに同時に挿入されて上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０との結合を固定させることができる。固定部材は、ネジ山が設けられるボルトであり、第１固定ホール２１５ａまたは第２固定ホール２２５ａの内周面には、固定部材と螺合するためのネジ山が設けられるものである。
【0063】
上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０との結合を固定するための他の実施形態として、上部ハウジング２１０及び下部ハウジング２２０のうち、１つの位置を固定し、固定されていない他の１つを固定された１つ側で加圧する結合手段（図示せず）を設けることにより、上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０との結合は固定される。例えば、下部ハウジング２２０を支持体（図示せず）に固定させ、上部ハウジング２１０の上端部に前記結合手段として空圧アクチュエータが連結される。空圧アクチュエータは、上部ハウジング２１０に下方に向かう力を印加し、上部ハウジング２１０の下端部は、アクチュエータが印加する力によって下部ハウジング２２０の上端部に密着された状態で固定される。
【0064】
上部ハウジング２１０及び下部ハウジング２２０は、ＳＵＳ素材からなるものである。
【0065】
前記内部ジグ１００は、前記電池１１の上端部が挿入される電池挿入ホール１１１が設けられる上部ジグ１１０と、上面に前記電池１１の下端部が挿入される電池挿入溝１２１が設けられる下部ジグ１２０と、を含み、前記電池挿入ホール１１１は、前記上部ジグ１１０を上下方向に貫通しており、前記電池挿入ホール１１１の上側開口は、前記上部ハウジング２１０の内側で前記ニードル挿入ホール２１１と対面し、前記電池挿入ホール１１１の下側開口は、前記電池挿入溝１２１の入口と対面するものである。
【0066】
上部ジグ１１０及び下部ジグ１２０は、上下方向に延びる円筒状からなりうる。上部ジグ１１０及び下部ジグ１２０の外径は、上部ハウジング２１０及び下部ハウジング２２０の内径と一致して、上部ジグ１１０の外周面と上部ハウジング２１０の内周面とが互いに密着され、下部ジグ１２０の外周面と下部ハウジング２２０の内周面とが互いに密着される。
【0067】
図２ないし図４に示したように、前記上部ジグ１１０の上下方向の長さは、前記上部ハウジング２１０の内部空間の上下方向の長さよりも長く、前記下部ジグ１２０の上下方向の長さは、前記下部ハウジング２２０の内部空間の上下方向の長さよりも短い。したがって、前記上部ジグ１１０と前記下部ジグ１２０との結合部位は、前記上部ハウジング２１０と前記下部ハウジング２２０との結合部位よりも下部に位置しうる。したがって、内部ジグ１００を外部ハウジング２００に結合する過程で上部ジグ１１０と下部ジグ１２０とを下部ハウジング２２０に同時に固定した後に、上部ハウジング２１０を下部ハウジング２２０の上端部に安定して結合することができる。
【0068】
上部ジグ１１０の内部には、電池１１が収容される空間として電池挿入ホール１１１が設けられるものである。したがって、上部ジグ１１０の内部空間は、上端部と下端部とがいずれも開口された空間である。電池挿入ホール１１１の上側開口は、パンチングニードル３１０を電池１１の上端部に接近可能にするものであり、電池挿入ホール１１１の下側開口は、電池挿入ホール１１１が形成する空間を電池挿入溝１２１が形成する空間と共に１つの空間に合せるようにするためのものである。
【0069】
下部ジグ１２０の内部には、電池１１が収容される空間として電池挿入溝１２１が設けられるものである。電池挿入溝１２１の開口は、下部ジグ１２０の上面に設けられるものである。したがって、上部ジグ１１０の下端部と下部ジグ１２０の上端部とが互いに対面するように上部ジグ１１０と下部ジグ１２０とが結合する時、電池挿入ホール１１１が空間と電池挿入溝１２１の空間とが合体されて１つの電池１１を収容するための１つの空間を形成しうる。
【0070】
上部ジグ１１０及び下部ジグ１２０は、テフロン素材からなるものである。
【0071】
下部ハウジング２２０の下端部には、下部ジグ１２０を下部ハウジング２２０から離脱させるためのジグ分離部２３０が設けられうる。
【0072】
図５に示したように、ジグ分離部２３０は、上面が下部ジグ１２０の下面に接触するディスク状の支持プレート２３１と、支持プレート２３１の下面に上端部が結合され、下端部が下部ハウジング２２０の底面に設けられる貫通ホール２２３を通じて下部ハウジング２２０の外部に突出する支持棒２３２と、支持棒２３２の下端部と結合して支持プレート２３１及び支持棒２３２を上下方向に移動させる空圧シリンダー２３３と、を含むものである。
【0073】
支持プレート２３１は、上下方向に対して垂直な平面を有するディスク状からなり、支持棒２３２は、上下方向に延びる棒状からなりうる。
【0074】
支持プレート２３１の直径は、支持棒２３２の外径よりも大きく形成されて、支持棒２３２が下部ジグ１２０に直接接触するものよりもさらに広い面積で下部ジグ１２０の底面を支持して下部ジグ１２０を上向きに上昇させることができる。
【0075】
貫通ホール２２３は、上側開口が下部ハウジング２２０の内側に位置する第１貫通ホール２２３ａと、下側開口が下部ハウジング２２０の外側に位置する第２貫通ホール２２３ｂと、を含み、第１貫通ホール２２３ａの下側開口は、第２貫通ホール２２３ｂの上側開口と連結される。第１貫通ホール２２３ａの内径は、支持プレート２３１の直径よりも大きいか、それと同じように形成されて、支持プレート２３１が下部ハウジング２２０の底面に完全に埋められるようにする。第１貫通ホール２２３ａの上下方向の長さは、支持プレート２３１の厚さよりも大きいか、それと同じように形成されうる。第２貫通ホール２２３ｂの内径は、支持棒２３２の外径と同様に形成されて、支持棒２３２の外周面は、第２貫通ホール２２３ｂの内周面に完全に密着されて外部ハウジング２００の内部空間の気密性を向上させうる。
【0076】
図６に示したように、前記ガス排出管２２１は、下部ハウジング２２０の側面に結合され、前記上部ジグ１１０には、前記穿孔ホールを通じて前記電池１１内部から排出されて前記上部ハウジング２１０の内部に拡散されたガスを前記下部ハウジング２２０の内部に伝達する第１流路１１５が形成され、前記下部ジグ１２０には、前記第１流路１１５を通じて伝達されたガスを前記ガス排出管２２１に伝達する第２流路１２５が形成されるものである。
【0077】
前記上部ジグ１１０の上面は、前記上部ハウジング２１０の内部で天井面と一定間隔だけ離隔し、前記上部ジグ１１０及び下部ジグ１２０は、上下方向に延びる柱状からなり、前記第１流路１１５は、前記上部ジグ１１０の外側面上で前記上部ジグ１１０の上端部から下端部まで繋がる溝からなり、前記第２流路１２５は、前記下部ジグ１２０の外側面で前記下部ジグ１２０の上端部から前記ガス排出管２２１が前記下部ハウジング２２０に連結される高さまで繋がる溝からなるものである。
【0078】
前記上部ジグ１１０及び前記下部ジグ１２０は、上下方向に延びる円筒状からなり、前記上部ジグ１１０の側面の下端部または前記下部ジグ１２０の上端部には、外周面に沿ってリング状の溝からなる第１連結流路１１７が形成され、前記第１連結流路１１７には、前記第１流路１１５の下端部及び前記第２流路１２５の上端部が連結されるものである。第１連結流路１１７が設けられることにより、第１流路１１５の下端部の位置が第２流路１２５の上端部の位置に完全に一致するように上部ジグ１１０と下部ジグ１２０とが組み立てられなくても、第１流路１１５のガスは、第１連結流路１１７を通じて第２流路１２５に流れる。
【0079】
前記下部ジグ１２０には、外周面に沿ってリング状の溝からなる第２連結流路１２７が形成され、前記第２連結流路１２７には、前記第２流路１２５の下端部が連結され、前記第２連結流路１２７の高さは、前記ガス排出管２２１が前記下部ハウジング２２０に連結される高さと同一である。第２連結流路１２７を設けることにより、ガス排出管２２１が下部ハウジング２２０に連結される位置が、第２流路１２５に対面しないとしても、第２流路１２５のガスは、第２連結流路１２７を通じてガス排出管２２１に伝達されうる。
【0080】
ガス排出管２２１は、チューブ、ホース、配管からなるものであって、電池１１で発生するガスをガス捕集管１２やガス分析装置１３に伝達するためのものである。ガス捕集管１２は、ガスが貯蔵されるために内部に気密性が確保された密閉空間が形成された容器である。ガス分析装置１３は、ガスを伝達されてガス成分、量などを分析する装置である。すなわち、本発明のガス捕集装置は、電池１１で発生したガスを定性的または定量的に分析するために、ガスをガス分析装置１３に直接伝達するか、ガス捕集管１２に貯蔵させるためのものである。
【0081】
本発明のガス捕集装置は、前記外部ハウジング２００の内部の圧力を測定する圧力センサー５７０をさらに含み、前記パンチング駆動部４００は、前記圧力センサー５７０の測定値に基づいて作動するものである。
【0082】
本発明のガス捕集装置で、ガス捕集対象となる電池１１は、内部にガスが発生した状態の電池１１である。したがって、パンチングニードル３１０によって電池１１に穿孔ホールが形成されれば、穿孔ホールを通じて電池１１内部のガスが外部ハウジング２００の内部に拡散され、外部ハウジング２００の内部空間の圧力を高めうる。本発明のガス捕集装置は、それを感知して穿孔ホールの形成を認識し、パンチングニードル３１０を上昇させてパンチングニードル３１０を電池１１から離隔させることができる。
【0083】
図７に示したように、本発明のガス捕集装置は、前記ガス排出管２２１と連結されて、前記電池１１で発生したガスを前記外部ハウジング２００から伝達されるマニホールド部５００；前記マニホールド部５００に伝達されたガスを希釈させるために、前記マニホールド部５００に連結される希釈タンク部５２０；前記希釈タンク部５２０に真空を形成するために、前記マニホールド部５００に連結される真空ポンプ部５３０；及び前記マニホールド部５００に連結されて、ガスを前記ガス捕集管１２または前記ガス捕集装置に伝達するガス伝達管５４０；をさらに含み、前記圧力センサー５７０は、前記マニホールド部５００に連結されるものである。
【0084】
マニホールド部５００は、連結される流路間を連結させるものである。
【0085】
希釈タンク部５２０は、内部に密閉空間が形成される容器である。具体的に、本発明のガス捕集装置は、外部ハウジング２００の内部よりもガス捕集管１２またはガス捕集装置の内部圧力を、真空ポンプ部５３０を通じて低くして、圧力差を通じてガス拡散を通じてガスを移動させるものである。この際、外部ハウジング２００とガス捕集管１２またはガス分析装置１３とを連結する流路にマニホールド部５００を通じて希釈タンク部５２０を連結し、ガス移動時にガスが拡散される空間を、希釈タンク部５２０を通じて拡張させて高濃度ガスをガス分析に適したレベルまで希釈させることができる。
【0086】
本発明のガス捕集装置は、内部ジグ１００を通じて外部ハウジング２００の内部空間を満たすことにより、基本的に高濃度ガス捕集が可能であり、希釈タンク部５２０を通じて分析に適したガス濃度に調節可能なものである。すなわち、本発明のガス捕集装置は、ガス濃度調節に高い自由度を有している。
【0087】
ガスが外部ハウジング２００から排出される前に希釈タンク部５２０の内部は、真空ポンプを通じてあらかじめ真空が形成されうる。
【0088】
真空ポンプ部５３０は、ガス捕集管１２、ガス分析装置１３、希釈タンクなどに負圧形成のためのものである。
【0089】
ガス伝達管５４０は、流路形成のための配管であって、マニホールド部とガス捕集管１２またはガス分析装置１３との間のガス伝達のためのものである。
【0090】
図７に示したように、本発明のガス捕集装置は、前記ガス排出管２２１に設けられて、前記ガス排出管２２１を通じて前記マニホールド部５００に流れるガスの流れを遮断または開放する第１弁５０１；前記希釈タンク部５２０と前記マニホールド部５００との間の流路を遮断または開放する第２弁５０２；前記真空ポンプ部５３０と前記マニホールド部５００との間の流路を遮断または開放する第３弁５０３；前記ガス伝達管５４０に設けられて、前記ガス伝達管５４０を通じて前記ガス捕集管１２または前記ガス捕集装置に流れるガスの流れを遮断または開放する第４弁５０４；前記マニホールド部５００に連結されて、前記マニホールド部５００に伝達されたガスを外部に排気させるガス排気管５５０；及び前記ガス排気管５５０に設けられて、前記ガス排気管５５０を通じて外部に排気されるガスの流れを遮断または開放する第５弁５０５；を含むものである。
【0091】
第１弁５０１、第２弁５０２、第３弁５０３、第４弁５０４及び第５弁５０５は、電子弁である。電子弁は、制御ユニットに連結され、制御ユニットを通じて制御される。制御ユニットは、演算装置である。制御ユニットには、圧力センサー５７０、モータ４３２、エンコーダなどが連結され、圧力値またはパンチング部３００の作動値などに基づいて第１弁５０１、第２弁５０２、第３弁５０３、第４弁５０４及び第５弁５０５は作動する。
【0092】
ガス排気管５５０は、一端部がマニホールド部５００に連結され、他端部が大気に開放またはスクラバーなどに連結されるものであって、一時的な高圧解消やパージモードで使われるものである。この際、第５弁５０５は、リリーフ弁でもある。
【0093】
図８に示したように、本発明のガス捕集方法は、前記真空ポンプを通じて前記外部ハウジング２００及び前記希釈タンクの内部に真空を形成する真空形成段階；前記パンチング部３００で前記電池１１に前記穿孔ホールを形成する穿孔ホール形成段階；前記圧力センサー５７０の測定値を通じて圧力変化量値を算出する圧力変化量値算出段階；前記圧力変化量値が設定値以上になれば、前記ニードルを後退させるニードル後退段階；及び前記第４弁５０４を開放し、前記ガス捕集管１２または前記ガス分析装置１３にガスを伝達するガス捕集段階；を含むものである。
【0094】
本発明のガス捕集方法は、真空形成段階前に電池１１装着段階をさらに含みうる。
【0095】
電池１１装着段階で、電池１１は、上端部が上部ジグ１１０に挿入され、下端部が下部ジグ１２０に挿入されて、内部ジグ１００と結合されうる。この際、上部ジグ１１０の下端部と下部ジグ１２０の上端部とが密着されるように、電池１１は、内部ジグ１００と結合されうる。
【0096】
電池１１装着段階で、電池１１と結合された内部ジグ１００の上部及び下部のそれぞれに上部ハウジング２１０及び下部ハウジング２２０がそれぞれ覆われ、上部ハウジング２１０の下端部と上部ハウジング２１０の上端部とが互いに密着されるように上部ハウジング２１０と下部ハウジング２２０とが互いに結合して、内部ジグ１００は、外部ハウジング２００の内部に収容される。
【0097】
真空形成段階で、第１弁５０１、第２弁５０２、第３弁５０３が開放された状態で真空ポンプ部５３０を作動させて真空を形成しうる。第４弁５０４も、真空形成段階で開放されて、前記ガス捕集管１２または前記ガス分析装置１３に設けられるガス捕集空間も共に真空が形成されうる。第５弁５０５は、閉鎖状態である。
【0098】
穿孔ホール形成段階で、パンチング駆動部４００は、パンチングニードル３１０を下降させて電池１１に穿孔ホールを形成しうる。この際、第２弁５０２及び第３弁５０３は、閉鎖状態である。
【0099】
圧力変化量値算出段階で、圧力センサー５７０から制御ユニットは圧力測定値を入力されて経時的な圧力変化量値を算出することができる。
【0100】
ガス捕集段階で、第４弁５０４は、開放され、必要に応じて第２弁５０２を開放させて捕集されるガスを希釈させることができる。
【0101】
さらに具体的に、本発明のガス捕集装置で、前記希釈タンク部５２０及び前記第２弁５０２は、対を成して複数設けられ、前記複数の希釈タンク部５２０のそれぞれは、前記マニホールド部５００とのガスの流れが前記複数の第２弁５０２によって独立して開放または閉鎖されるものであり、前記ガス捕集段階は、前記複数の第２弁５０２全体が閉鎖された状態で第４弁５０４を開放する１次捕集段階と、第１設定時間後に前記圧力センサー５７０の測定値が設定圧力値以下であれば、正常濃度と判断し、捕集を完了し、前記設定圧力値以上であれば、高濃度と判断して、前記複数の第２弁５０２うち、一部または全体を開放する１次希釈段階と、第２設定時間後に前記圧力センサー５７０の測定値が前記設定圧力値以下であれば、正常濃度と判断し、捕集を完了し、前記設定圧力値以上であれば、高濃度と判断して、前記１次希釈段階で開放された複数の第２弁５０２うち、一部と共に前記第４弁５０４を閉鎖した状態で前記第３弁５０３を開放して真空を形成する２次希釈段階と、前記第３弁５０３を閉鎖し、前記第４弁と前記２次希釈段階で閉鎖された複数の第２弁５０２とのうち、一部または全体を開放する２次捕集段階と、を含むものである。
【0102】
前記第１設定時間及び前記第２設定時間は、ガスが拡散される速度を考慮して決定され、前記設定圧力は、捕集されたガスを分析するガス分析装置の仕様によって決定される。
【0103】
前記１次希釈段階、前記２次希釈段階及び前記２次捕集段階で、複数の第２弁５０２のうち、選択的な開放または閉鎖の制御は、希釈タンク５２０の容量、圧力センサーの測定値などを考慮して決定される。
【0104】
ガス捕集段階の以後に、パージ段階、分離段階をさらに含みうる。
【0105】
パージ段階で、第１弁５０１及び第５弁５０５を開放させた状態でマニホールド部５００にパージガスを注入させて外部ハウジング２００の内部をパージさせることができる。
【0106】
分離段階で、上部ハウジング２１０及び上部ジグ１１０を電池１１から分離させた後、ジグ分離部２３０を作動させて下部ジグ１２０を下部ハウジング２２０から取り出すことができる。
【0107】
以上、本発明による実施例が説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これにより多様な変形及び均等な範囲の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【0108】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集及び高濃度ガス希釈自動化などでガス捕集の正確性及び分析者の便宜性が向上したものである。
【0109】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集時に、電池の装着、除去または取り替えが容易なものである。
【0110】
本発明のガス捕集装置は、パンチングニードルの深さまたは圧力変化量でパンチング完了有無を感知して電池の内部短絡を防止し、これにより、ガス捕集時に安定性を向上させうる。
【0111】
本発明のガス捕集装置は、ガス捕集時にガス分析対象、状況、条件によって捕集対象となるガスの濃度調節が容易なものである。具体的に、本発明のガス捕集装置は、高濃度から低濃度まで選択的にガスを捕集することができ、希釈または濃縮程度を計量することができる。
【符号の説明】
【0112】
１１：電池
１２：ガス捕集管
１３：ガス分析装置
１００：内部ジグ
１１０：上部ジグ
１１１：電池挿入ホール
１１５：第１流路
１１７：第１連結流路
１２０：下部ジグ
１２１：電池挿入溝
１２５：第２流路
１２７：第２連結流路
２００：外部ハウジング
２１０：上部ハウジング
２１１：ニードル挿入ホール
２１２：ガイド部材
２１２ａ：ロッドガイドホール
２１５：第１突出部
２１５ａ：第１固定ホール
２２０：下部ハウジング
２２１：ガス排出管
２２３：貫通ホール
２２３ａ：第１貫通ホール
２２３ｂ：第２貫通ホール
２２５：第２突出部
２２５ａ：第２固定ホール
２３０：ジグ分離部
２３１：支持プレート
２３２：支持棒
２３３：空圧シリンダー
３００：パンチング部
３１０：パンチングニードル
３２０：パンチングロッド
３３０：シーリングカバー
４００：パンチング駆動部
４１０：移動部材
４１１：軸挿入ホール
４２０：支持部材
４３０：駆動手段
４３１：シャフト
４３２：モータ
５００：マニホールド部
５０１：第１弁
５０２：第２弁
５０３：第３弁
５０４：第４弁
５０５：第５弁
５２０：希釈タンク部
５３０：真空ポンプ部
５４０：ガス伝達管
５５０：ガス排気管
５７０：圧力センサー
１２：ガス捕集管
１３：ガス分析装置
１００：内部ジグ
１１０：上部ジグ
１１１：電池挿入ホール
１１５：第１流路
１１７：第１連結流路
１２０：下部ジグ
１２１：電池挿入溝
１２５：第２流路
１２７：第２連結流路
２００：外部ハウジング
２１０：上部ハウジング
２１１：ニードル挿入ホール
２１２：ガイド部材
２１２ａ：ロッドガイドホール
２１５：第１突出部
２１５ａ：第１固定ホール
２２０：下部ハウジング
２２１：ガス排出管
２２３：貫通ホール
２２３ａ：第１貫通ホール
２２３ｂ：第２貫通ホール
２２５：第２突出部
２２５ａ：第２固定ホール
２３０：ジグ分離部
２３１：支持プレート
２３２：支持棒
２３３：空圧シリンダー
３００：パンチング部
３１０：パンチングニードル
３２０：パンチングロッド
３３０：シーリングカバー
４００：パンチング駆動部
４１０：移動部材
４１１：軸挿入ホール
４２０：支持部材
４３０：駆動手段
４３１：シャフト
４３２：モータ
５００：マニホールド部
５０１：第１弁
５０２：第２弁
５０３：第３弁
５０４：第４弁
５０５：第５弁
５２０：希釈タンク部
５３０：真空ポンプ部
５４０：ガス伝達管
５５０：ガス排気管
５７０：圧力センサー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】