(57)【要約】【課題】加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を確実に接続する接続方法及びこれを用いた装置の提供。【解決手段】セラミック管（６０）を略鉛直にしてその下方端部をガス体受容部材（５０）上面に対向させて仮配置するステップと、セラミック管（６０）の周囲に沿ってガス体受容部材（５０）上にガラス体（４６）を配置するステップと、ガラス体（４６）上にセラミック管（６０）の下方端部を載置しながらセラミック管（６０）の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定するステップと、加熱雰囲気内にガス体受容部材（５０）を配置してガラス体（４６）を溶解させるステップと、を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続する接続方法であって、
前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上面に対向させて仮配置するステップと、
前記セラミック管の周囲に沿って前記ガス体受容部材上にガラス体を配置するステップと、
前記ガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定するステップと、
加熱雰囲気内にガス体受容部材を配置して前記ガラス体を溶解させるステップと、を含むことを特徴とするセラミック管の接続方法。
【請求項２】
前記位置決めして固定するステップは、
前記セラミック管の前記上方端部近傍の側部を一対のアームによって挟持するステップと、
前記一対のアームを水平面内で移動自在に支持し且つこれを固定可能なステージ上で移動し固定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１記載のセラミック管の接続方法。
【請求項３】
前記ステージは、水平面内で移動自在なＸ−Ｙステージであって、前記セラミック管と対向して設けられた壁面に取り付けられて、Ｘ及びＹのそれぞれに前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りを有することを特徴とする請求項２記載のセラミック管の接続方法。
【請求項４】
前記目盛りの所定位置に前記一対のアームを固定するステップを更に含むことを特徴とする請求項３記載の接続方法。
【請求項５】
加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続した装置であって、
前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上に対向させて仮配置する仮支持具と、
前記ガス体受容部材上に配置されたガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定する固定治具と、を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
前記固定治具は、前記セラミック管の前記上方端部近傍の側部を挟持する一対のアームと、前記一対のアームを水平面内で移動自在に支持し且つこれを固定可能なステージと、を含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記ステージは、水平面内で移動自在なＸ−Ｙステージであって、前記セラミック管と対向して設けられた壁面に取り付けられることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ステージは、Ｘ及びＹのそれぞれに前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りを有することを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記仮支持具は、前記セラミック管の前記上方端部に取り付けられてその内部にガス体を供給するための金属配管であることを特徴とする請求項５乃至８のうちの１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続する接続方法及びこれを用いた装置に関し、特に、加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続する接続方法及びこれを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサ、ガス分離膜、燃料電池のように、ガス体の供給を受けながら各種動作を行うガス体受容部材が広く用いられている。このようなガス体受容部材上に直接、ガス配管を接続してガス体を供給しようとする場合がある。かかる場合、ガス体受容部材とガス配管との間にはO−リングなどを介在させて互いを押しつけ合って締結し、該締結部からガス体を漏出しないようにガスシールしている。特に、ガス配管やガス体受容部材が脆い材質からなる場合にあっては、シリコンゴムなどの弾力のあるＯ−リングを用いて、締結部の押しつけ圧によるガス配管及び／又はガス体受容部材の損傷を防止している。
【０００３】
ここで、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニアなどのセラミックは、高温での化学的及び物理的安定性に優れており、このような材質からなるセラミック管は、数百℃以上の加熱雰囲気で使用されるガス体受容部材へのガス配管として用いられる。かかる高温加熱雰囲気でも、ガス体受容部材上にガス配管を接続してガス体を供給しようとする場合もある。しかしながら、これらの間の締結には、耐熱性に欠けるシリコンゴムなどの有機系の素材からなるＯ−リングを用いることはできない。そこで１０００℃といった高温加熱雰囲気では、ガラス体を用いたガラスシールが使用される。
【０００４】
引用文献１では、ガス体受容部材としてのガス分離膜の上下にアルミナからなるガス体供給用角型セラミック管をそれぞれ接続してガス体を供給し、ガス分離膜の性能を確認する装置が開示されている。ガス分離膜の上下面の外周部にガラス粉末を塗布してガス体供給用角型セラミック管を接触させ、機械的なバネ力により押さえ付けた状態で、電気炉内に垂直にこれらを配置する。高温雰囲気下で溶解したガラス粉末がガス分離膜の上下面とガス体供給用角型セラミック管とをガラスシールする。
【０００５】
また、引用文献２乃至４では、ガス体受容部材としての燃料電池セルの上下にアルミナからなるガス体供給用セラミック管をそれぞれ接続してガス体を供給し、燃料電池セルによって発電を行う装置を開示している。ここで燃料電池セルは外部加熱炉内に配置されて、ガス体受容部材とガス体供給用セラミック管との間には加熱により溶解するガラス体からなるガラスシールが設けられている。
【特許文献１】特開２００１−３００２７４号公報
【特許文献２】特開平８−２２２２４３号公報
【特許文献３】特開２００７−５９２５７号公報
【特許文献４】特開２００７−２８７６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように高温雰囲気下で溶解したガラス体からなるガラスシールが不完全であると、ガス体が外部に漏出してしまってガス体受容部材へのガス体の供給が不安定になってしまう。また、ガラス体は、溶解するまではガスシールとしては機能しないため、溶解後にガラスシールが不完全であることが判った場合には、雰囲気温度を下げてから装置を分解し、ガラス体やセラミック管を交換する煩雑な作業を必要とする。また、高温雰囲気を形成した当初はガラスシールとして機能していても、それが不完全であると、ガス体供給用セラミック管内を流れるガス体の圧力変動や振動などにより破壊されてしまうこともある。このような場合もガラス体やセラミック管を交換する煩雑な作業を必要とする。よって、確実なガスシールを得ることが強く求められる。
【０００７】
本発明は上記したような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を確実に接続する接続方法及びこれを用いた装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続する接続方法は、前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上面に対向させて仮配置するステップと、前記セラミック管の周囲に沿って前記ガス体受容部材上にガラス体を配置するステップと、前記ガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定するステップと、加熱雰囲気内にガス体受容部材を配置して前記ガラス体を溶解させるステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
かかる方法によれば、ガス体供給用セラミック管とガス体受容部材との位置関係を一定に保持したまま、その間を溶解したガラス体がガスシールする。故に、ガスシール部からガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を安定して供給できる。
【００１０】
更に、本発明による加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続した装置は、前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上に対向させて仮配置する仮支持具と、前記ガス体受容部材上に配置されたガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定する固定治具と、を有することを特徴とする。
【００１１】
かかる装置では、ガス体供給用セラミック管とガス体受容部材との位置関係を一定に保持したまま、その間を溶解したガラス体がガスシールする。故に、ガスシール部からガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を安定して供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の１つの態様としての方法は、加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続する接続方法であって、前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上面に対向させて仮配置するステップと、前記セラミック管の周囲に沿って前記ガス体受容部材上にガラス体を配置するステップと、前記ガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定するステップと、加熱雰囲気内にガス体受容部材を配置して前記ガラス体を溶解させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
かかる態様によれば、ガス体供給用セラミック管とガス体受容部材との位置関係を一定に保持して間隙を形成しているので、溶解したガラス体が間隙内から散逸せず、これに引き込まれて確実にガスシールを形成する。特に、ガス体供給用セラミック管内を流れるガス体の圧力が変動してもガスシールが破壊されにくいのである。つまり、ガスシールからガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を安定して供給できる。
【００１４】
上記態様において、前記位置決めして固定するステップは、前記セラミック管の前記上方端部近傍の側部を一対のアームによって挟持するステップと、前記一対のアームを水平面内で移動自在に支持し且つこれを固定可能なステージ上で移動し固定するステップと、を含むことを特徴としてもよい。
【００１５】
かかる態様によれば、セラミック管を挟持する一対のアームによってこれを確実に把持するので、ガスシールからガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を更に安定して供給できる。その一方、一対のアームはセラミック管の上方端部近傍の側部を挟持することで、セラミック管の下方端部に過大な応力が付加されても、該挟持部を支点にセラミック管を回転させて応力を分散させ得る。故に、セラミック管の破損を防止できる。
【００１６】
更に、上記態様において、前記ステージは、水平面内で移動自在なＸ−Ｙステージであって、前記セラミック管と対向して設けられた壁面に取り付けられて、Ｘ及びＹのそれぞれに前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りを有することを特徴としてもよい。この態様において、前記目盛りの所定位置に前記一対のアームを固定するステップを含むことを特徴としてもよい。
【００１７】
かかる態様によれば、ガス体受容部材を交換等して、繰り返しガス体供給用セラミック管を接続する場合であっても、前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りにより同じ位置に位置決めして固定することが容易になる。
【００１８】
ところで、本発明の１つの態様としての装置は、加熱雰囲気内に配置されたガス体受容部材上にガス体供給用セラミック管を接続した装置であって、前記セラミック管を略鉛直にしてその下方端部を前記ガス体受容部材上に対向させて仮配置する仮支持具と、前記ガス体受容部材上に配置されたガラス体上に前記セラミック管の前記下方端部を載置しながら前記セラミック管の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定する固定治具と、を有することを特徴とする。
【００１９】
かかる態様によれば、ガス体供給用セラミック管とガス体受容部材との位置関係を一定に保持して間隙を形成しているので、溶解したガラス体が間隙内から散逸せず、これに引き込まれて確実にガスシールを形成する。特に、ガス体供給用セラミック管内を流れるガス体の圧力が変動してもガスシールが破壊されにくいのである。つまり、ガスシールからガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を安定して供給できる。
【００２０】
上記態様において、前記固定治具は、前記セラミック管の前記上方端部近傍の側部を挟持する一対のアームと、前記一対のアームを水平面内で移動自在に支持し且つこれを固定可能なステージと、を含むことを特徴としてもよい。
【００２１】
かかる態様によれば、セラミック管を挟持する一対のアームによってこれを確実に把持するので、ガスシールからガス体を外部に漏出させることなく、ガス体受容部材にガス体を更に安定して供給できる。その一方、一対のアームはセラミック管の上方端部近傍の側部を挟持するので、セラミック管の下方端部に過大な力が付加されても、該挟持部を支点にセラミック管を回転させ得る。故に、セラミック管の破損を防止できる。
【００２２】
更に、上記態様において、前記ステージは、水平面内で移動自在なＸ−Ｙステージであって、前記セラミック管と対向して設けられた壁面に取り付けられることを特徴としてもよい。また、かかる態様において、前記ステージは、Ｘ及びＹのそれぞれに前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りを有することを特徴としてもよい。
【００２３】
かかる態様によれば、ガス体受容部材を交換等して、繰り返しガス体供給用セラミック管を接続する場合であっても、前記一対のアームの水平面内での移動量を示す目盛りにより同じ位置に位置決めして固定することが容易になる。
【００２４】
更に、上記態様において、前記仮支持具は、前記セラミック管の前記上方端部に取り付けられてその内部にガス体を供給するための金属配管であることを特徴としてもよい。
【００２５】
かかる態様によれば、仮支持具を簡略化できる。
【実施例】
【００２６】
本発明の１つの実施例である装置について、図１乃至図７を用いてその詳細を説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、装置１は、円筒型のカンタル式二分割縦型管状炉である外部加熱炉１０を有する。外部加熱炉１０は、鉛直方向に配した軸線に沿った断面において、蒲鉾状の１０ａ及び１０ｂの２つの半体に分割可能である。半体１０ａ及び１０ｂの一側端部には、鉛直方向に離間してヒンジ１２（図１参照）が１つずつ取り付けられている。この一対のヒンジ１２を結ぶ回転軸を中心に半体１０ａ及び１０ｂを互いを回転させながら、その内部を露出するようにして開閉自在である。蒲鉾状の半体１０ｂは、曲面で構成された外側面１０ｂ１を壁面１００に対向させて、鉛直方向に離間して壁面１００に取り付けられたステイ１０２の上に固定されている（図２参照）。半体１０ａ及び１０ｂの内部には耐火物などからなる断熱材１４が充填されており、中央部には、軸線に沿って略円柱状のくり抜き部１６が設けられている。なお、くり抜き部１６には図示しないカンタル線からなる電熱ヒータが埋め込まれており、やはり図示しないコントローラによってくり抜き部１６の内部の温度が調整できる。
【００２８】
外部加熱炉１０の下側には、壁面１００から前方に向けて突出するようにしてボルト１０４で取り付けられた固定ブロック２０がある。固定ブロック２０の上面には、後述する下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８が二重配管を形成して直立するようにして固定されている。下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８は、アルミナ管であるが、適宜、他のセラミック、例えば、ムライトやジルコニアなどが使用され得る。固定ブロック２０の下面には、下部二連管４０が接続されて、一方の管が下部セラミック内管３８の内部にガス体を供給可能であると共に、他方の管が下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８との間を流れるガス体を外部に排出可能である。
【００２９】
これにより、後述するように、下部セラミック内管３８にはガス体受容部材５０に導入されるガス体が上方へ向けて流される（図３のＦ１参照）。一方、ガス体受容部材５０から回収されるガス体は、下部セラミック内管３８と下部セラミック外管３０との間を下方へ向けて流れて外部へと排出される（図３のＦ２参照）。
【００３０】
次に、図３を参照すると、下部セラミック外管３０の上方端部には、ガス体受容部材５０が載置されている。ガス体受容部材５０はガス体を受容して機能する燃料電池などを含む円板状の部材である。この状態において、下部セラミック内管３８の上方端部は、ガス体受容部材５０の略中心に間隙を持って対向するよう調整されている。
【００３１】
下部セラミック外管３０の上方端部とガス体受容部材５０との間には、ガラス体４６が与えられており、外部加熱炉１０からの熱により、ガラス体４６は溶解してガラスシールを形成する。ガラス体４６は、典型的には比較的低い温度から軟化する珪ホウ酸ガラスであって、パイレックス（登録商標）などであってもよい。また、ガラス体４６は、下部セラミック外管３０の上方端部に沿って均一に与えることが好ましい。故に、ガラス体４６は、下部セラミック外管３０とほぼ同じ径に成型されたリング状であっても良い。
【００３２】
下部セラミック外管３０の上方端部に配置されたガス体受容部材５０からは、金属電極細線５４ａが下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８の間を通って、図示しない穴から下部セラミック外管３０の外側に向けて引き出されている。なお、金属電極細線５４ａには、アルミナなどのセラミックからなる保護管５４ｂが被せられている。
【００３３】
再び、図１及び図２を参照すると、下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８と同様に、同軸に二重管を構成した上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２がガス体受容部材５０の上方に与えられている。上部セラミック外管６０及びその内部の上部セラミック内管６２の上方端部には終端バルブ６７が取り付けられて、これらを同軸の二重管になるように組み合わせて一体としている。
【００３４】
可撓性を有する金属ガス管などからなる上部二連管７２は、壁面１００のステイ１０３にその途中を固定されて垂下している。上部二連管７２の下方端部において、一方の管は、上部終端バルブ６７の内部で上部セラミック内管６２と連結している。また、他方の管は、上部終端バルブ６７の内部で上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２の間の空間と連通している。
【００３５】
ここで、図３に示すように、下部セラミック外管３０及び下部セラミック内管３８と同様に、上部セラミック内管６２の下方端部は、上部セラミック外管６０の下方端部よりもわずかに上方に位置するように調整されている。
【００３６】
下部セラミック外管３０の上方端部に配置されたガス体受容部材５０の上には、後述する固定治具８０によって上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２が位置決めして固定される。上部セラミック外管６０の下方端部とガス体受容部材５０との間には、やはり上記したと同様に、ガラス体４６が与えられて、外部加熱炉１０からの熱により、ガラス体４６が溶解してガラスシールを形成する。つまり、上部二連管７２の一方の管から上部セラミック内管６２に導入されたガス体は、上部セラミック外管６０の下方端部においてガス体受容部材５０上に供給される（Ｆ３参照）。一方、ガス体受容部材５０から回収されるガス体は上部セラミック外管６０と上部セラミック内管６２との間を上方へ向けて流れて、上部二連管７２の他方の管から外部へと排出される（Ｆ４参照）。
【００３７】
再び、図１及び図２を参照すると、外部加熱炉１０の上側には、上部セラミック外管６０の下方端部をガス体受容部材５０上に載置しながら、上部セラミック外管６０の上方端部近傍を水平面内で移動させて位置決めし固定する固定治具８０が与えられる。
【００３８】
特に、図４乃至７を参照すると、壁面１００に取り付けられたベース部材８２は、上方から見て略コの字状のアルミニウムなどの金属製の部材であって、同一の水平面内にあるベースアーム８４と、ベースアーム８４の両端部近傍から側方へ向けて伸びるガイドレール部材８６ａ及び８６ｂとを有する（図６を特に参照）。ガイドレール部材８６ａ及び８６ｂには、上方に開口を有しその長手方向に伸びるガイドレール８６ａ１及び８６ｂ１が設けられている。ガイドレール８６ａ１には、一対のＬ型ステイ９０ａ及び９０ｂが、またガイドレール８６ｂ１には、一対のＬ型ステイ９２ａ及び９２ｂが、これに沿って摺動しながら移動自在且つ所定位置で固定できるようにして取り付けられている。
【００３９】
なお、図６を参照すると、ガイドレール部材８６ｂの外側部上端には目盛り８８が刻まれていて、後述する移動アーム１１０の端部に設けられたマーカ１１４とにより上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２の位置合わせに用いられる。
【００４０】
Ｌ型ステイ９０ａ及び９０ｂは、金属からなる板状体を直角に折り曲げて加工した金属製の部材である。一対のＬ型ステイ９０ａ及び９０ｂは、その背面を対向させて鏡面対称の位置に配置し（特に図４参照）、ガイドレール８６ａ１の上に与えられる。
【００４１】
更に、図７を併せて参照すると、ガイドレール部材８６ａは、角筒管であって、上面には長手方向に沿ってスリットを形成してガイドレール８６ａ１としている。ステイ９０ａは、水平面内において延在する第１片９０ａ１とこれから連続して屈曲して鉛直面内において延在する第２片９０ａ２とからなり、それぞれに貫通穴Ｈが設けられている。第１片９０ａ１の鉛直貫通穴Ｈには、上方からナット９４が貫挿されて、ナット９４の下方端部９４ａには、ガイドレール８６ａ１をナット９４の頭部との間で挟むようにして、締結板９６がネジ留めされている。これにより、締結板９６に対してナット９４をゆるめると、Ｌ型ステイ９０ａは、ガイドレール８６ａ１に摺動しながら移動可能であり、所定の位置においてナット９４を締結すると、その位置に固定できる。
【００４２】
なお、Ｌ型ステイ９０ｂについてもガイドレール８６ａ１に摺動しながら移動可能であり、所定の位置において固定できる。また、Ｌ型ステイ９２ａ及び９２ｂについても、ガイドレール８６ｂ１に摺動しながら移動可能であり、所定の位置において固定できる。
【００４３】
再び、図４乃至７を参照すると、一対のＬ型ステイ９０ａ及び９０ｂ、及び、Ｌ型ステイ９２ａ及び９２ｂの間には、角筒管からなる移動アーム１１０が固定されている。つまり、移動アーム１１０は、Ｌ型ステイ９０ａ及び９０ｂ、Ｌ型ステイ９２ａ及び９２ｂをそれぞれガイドレール部材８６ａ及び８６ｂのガイドレール８６ａ１及び８６ｂ１に沿って移動させることによって、水平面内を壁面１００の法線方向前後に移動可能である。
【００４４】
ここで、特に図６を参照すると、移動アーム１１０の一端部にはマーカ１１４が取り付けられており、移動アーム１１０が移動すると、ガイドレール部材８６ｂの外側部上端に刻まれた目盛り８８に沿ってマーカ１１４が移動する。また、移動アーム１１０の前方へ向けた面には、長手方向に沿ってスリット状のガイドレール１１０ａが設けられている。移動アーム１１０は、ガイドレール部材８６ａ及び８６ｂと同様に、角筒管であって、壁面１００から前方へ向けた面に、その長手方向に沿ってスリットを形成してガイドレール１１０ａとしている。ガイドレール１１０ａのスリットに沿って、端部には目盛り１１２が刻まれている。これは、後述するベース部材１２０ｃの上端部に設けられたマーカ１２２とによって、上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２の位置合わせに用いられる。
【００４５】
ガイドレール１１０ａには、上部セラミック外管６０を支持するためのセラミック管支持部材１２０（特に図６参照）がこれに沿って摺動しつつ移動自在に係合している。セラミック管支持部材１２０は、ベース部材１２０ｃと、これより前方に突出して上部セラミック外管６０の側部に当接し得る一対の対向した支持板１２０ａ及び１２０ｂと、からなる。ベース部材１２０ｃの上端部にはマーカ１２２が上方に向けて突設されている（特に図６参照）。なお、ガイドレール１１０ａに対するセラミック管支持部材１２０の移動機構については、ベース部材１２０ｃに設けられたネジ穴１２０ｃ１にナット１２４を挿入して構成されるが、図７とほぼ同様の構成であるので詳述しない。
【００４６】
以上のように、ガイドレール８６ａ１及びガイドレール８６ｂ１とガイドレール１１０ａとが水平面内にあって互いに直行してＸ−Ｙステージを形成することで、セラミック管支持部材１２０を水平面内で移動自在にするのである。
【００４７】
ここで、支持板１２０ａ及び１２０ｂの対向する面間隔は、上部セラミック外管６０をその間に挟持できるよう、その外径よりもわずかに大きい。また、支持板１２０ａ及び１２０ｂをベース部材１２０ｃの長手方向に移動自在となるように支持して、上部セラミック外管６０の側部にこれらを互いに押しつけられるように付勢する図示しない付勢ばね手段を設けても良い。
【００４８】
次に、上記した実施例である装置のセッティング（接続）方法について、図１乃至図７を用いてその詳細を説明する。
【００４９】
外部加熱炉１０の半体１０ａの図示しないストッパを外してこれを開ける。固定ブロック２０によって壁面１００に支持された下部セラミック外管３０の上方端部には、後述する加熱によって揮発する高分子系の瞬間接着剤を用いてリング状のガラス体４６を配置・固定する。また、リング状のガラス体４６の上にも瞬間接着剤を与えて、ガス体受容部材５０を載置して仮固定する。
【００５０】
続いて、やはりステイ１０２によって壁面１００に支持された上部二連管７２によって、略鉛直に吊下された状態にある上部セラミック外管６０及び上部セラミック内管６２の下方端部をガス体受容部材５０の上方に対向させて仮配置する。これとともに、ガス体受容部材５０の上に瞬間接着剤を与えて、上部セラミック外管６０の周囲に沿ってリング状のガラス体４６を配置して仮固定する。
【００５１】
続いて、上部セラミック外管６０の下方端部をガス体受容部材５０の上のガラス体４６上に載置しながら、固定治具８０によって上部セラミック外管６０の上方端部近傍を水平面内で移動しながら位置決めして固定する。詳細には、セラミック管支持部材１２０の支持板１２０ａ及び１２０ｂの間に上部セラミック外管６０を配置し、移動アーム１１０をガイドレール８６ａ１及びガイドレール８６ｂ１に沿って移動させ、壁面１００から離間若しくは近接する方向に移動させる。また、セラミック管支持部材１２０を移動アーム１１０のガイドレール１１０ａに沿って移動させ、壁面１００と平行に移動させる。上部セラミック外管６０を略鉛直に配置したところで、移動アーム１１０をガイドレール８６ａ１及びガイドレール８６ｂ１に固定する。また、セラミック管支持部材１２０をガイドレール１１０ａに固定する。
【００５２】
その後、外部加熱炉１０を閉じて加熱を開始する。所定温度でガラス体４６は溶解するとともに、瞬間接着剤は気化する。これにより下部セラミック外管３０／ガス体受容部材５０／上部セラミック外管６０の間がガスシールされる。このとき、上部セラミック外管６０は、セラミック管支持部材１２０に支持されているから、例えば、ガラス体の溶解や振動などによって、大きく移動することはない。これにより、確実にガスシールが施されるのである。
【００５３】
これに続いて、下部セラミック内管３８及び上部セラミック内管６２から所定のガス体がガス体受容部材５０に導入される。例えば、上部セラミック内管６２には水素などのガス体が、下部セラミック内管３８には酸素を含む空気などの酸化剤ガスが導入され得る。
【００５４】
なお、ガス体受容部材５０や上部セラミック外管６０を交換等するときにあっては、目盛り８８及び１１２、マーカ１１４及び１２２により、再度、セラミック管支持部材１２０を同じ位置に配置することが出来て、下部セラミック外管３０に対して上部セラミック外管６０を同一状態に配置できるのである。
【００５５】
以上、上記した実施例において、固定治具８０が下部セラミック外管３０及び上部セラミック外管６０とガス体受容部材５０との位置関係を一定に保持してそれぞれの間隙を形成しているので、溶解したガラス体４６が間隙内から散逸せず、これに引き込まれて確実にガスシールを形成する。特に、下部セラミック外管３０及び上部セラミック外管６０内を流れるガス体の圧力が変動して高くなったような場合でも溶解したガラス体４６によるガスシールが破壊されにくいのである。つまり、ガス体を下部セラミック外管３０及び上部セラミック外管６０の外部に漏出させることなく、ガス体受容部材５０にガス体を安定して供給できる。
【００５６】
ここまで本発明による代表的実施例及びこれに基づく変形例を述べたが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、適宜、当業者によって変更され得る。例えば、燃料電池セル５４はガス分離膜やセンサの如きであってもよいし、下部セラミック外管３０及び上部セラミック外管６０等の外径や内径も適宜変更し得る。すなわち、当業者であれば、添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の代替実施例及び改変例を見出すことが出来るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による装置を示す正面図である。
【図２】本発明による装置を示す側面図である。
【図３】本発明による装置の要部の断面図である。
【図４】本発明による装置の平面図である。
【図５】本発明による装置の要部の正面図である。
【図６】本発明による装置の要部の分解斜視図である。
【図７】本発明による装置の要部の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１          装置
１０        外部加熱炉
１２        ヒンジ
１４        断熱材
２０        固定ブロック
３０        下部セラミック外管
３８        下部セラミック内管
４０        下部二連管
４６        ガラス体
５０        ガス体受容部材
５４        燃料電池セル
６０        上部セラミック外管
６２        上部セラミック内管
６７        終端バルブ
７２        上部二連管
８０        固定治具
８４        ベースアーム
８６ａ１，８６ｂ１    ガイドレール
８８，１１２      目盛り
１００      壁面
１０２      ステイ
１１０      移動アーム
１１０ａ    ガイドレール
１２０      セラミック管支持部材
１１４，１２２        マーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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