(57)【要約】【課題】  内部の温度変化をより抑えつつ、収納対象物の収納や取り出しを行える保温装置を提供する。【解決手段】  保温装置１には、２つの外扉１１に覆われた内部に２つの内扉１２が設けられている。その内扉１２には、収納される電極のサイズよりやや大きめの出し入れ口１３が複数、設けられている。各出し入れ口１３は、内扉１２の開閉を行うことなく、電極の収納や取り出しを行うためのものである。各出し入れ口１３には、その全体を覆う板状部材１４がその覆う状態から退避可能に取り付けられている。【選択図】 図１
2006066099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な扉で覆われた内部に収納対象物を複数、収納できる保温装置において、
前記収納対象物の収納用に前記内部に該収納対象物単位で設けられた収納用手段と、
前記収納用手段を覆う状態に設けられ、該収納用手段毎に前記収納対象物の出し入れ用の出し入れ口が用意された隔離手段と、
前記出し入れ口毎に退避可能に設けられた、該出し入れ口を覆う保温用部材と、
を具備することを特徴とする保温装置。
【請求項２】
前記隔離手段は開閉可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の保温装置。
【請求項３】
複数の前記収納用手段は所定数ごとに区画され、該区画に対応して前記隔離手段が設けられている、
ことを特徴とする請求項２記載の保温装置。
【請求項４】
開閉可能な扉で覆われた内部に、燃料電池の製造用部材を複数、収納できる保温炉において、
前記製造用部材の収納用に前記内部に該製造用部材単位で設けられた収納用手段と、
前記収納用手段を覆う状態に設けられ、該収納用手段毎に前記収納対象物の出し入れ用の出し入れ口が用意された隔離手段と、
前記出し入れ口毎に退避可能に設けられた、該出し入れ口を覆う保温用部材と、
を具備することを特徴とする燃料電池製造用保温炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉可能な扉で覆われた内部に収納対象物を複数、収納できる保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池は、高効率、クリーン、資源が豊富、といった優れた特長が注目され、その商品開発が進められている。その燃料電池は普通、セルと呼ばれるものを複数、用いて所望の電圧を得る構成となっている。そのセルは、２つの電極の間にイオン伝導体である電解質を配置した構成となっている。
【０００３】
セルを構成する電極は、例えば電極反応に重要な役割を持つ白金触媒とフッ素樹脂を混合した空気極用、燃料極用触媒ペーストを多孔質なカーボンペーパー上に塗布、または散布などして成型される。成型後は、溶媒・水分等を乾燥除去し、適度な揮発性とカーボンペーパーへの結着性を高めるため、フッ素樹脂の溶融温度で、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」と呼称する）ならば約３３０度程度の温度でプレス等により熱圧着する。
【０００４】
このようにして作製される電極、及び電解質層であるマトリックスには、リン酸形燃料電池の場合、電解質としてリン酸を染み込ます工程が存在する。しかし、リン酸自体に吸湿性があるため、室内放置によるリン酸の吸湿防止として、保温炉（電気炉）による加熱や保温を行うことが一般的である。
【０００５】
従来の保温炉（保温装置）は、扉に覆われた内部に電極のサイズに加工された棚が設置されたものである。電極はその棚上に収納して、リン酸を染み込ませる作業が行われる。保温炉の温度低下を防止するために、扉は開放したままにせず、炉内に収納、或いは取り出しの度に開閉するようになっている。
【０００６】
電池スタックに必要な単一の電極は、例えば１００ｋｗ用の燃料電池の場合、２００個以上、必要となる。それにより、その場合には、電極にリン酸を塗布するといった作業を行う毎に扉を開け、棚上に電極を収納して閉めることを繰り返すことになる。
【０００７】
電気炉に設置（収納）した電極は、１００度以上の温度でリン酸を染み込ませる。その後は、単セルに組み合わせるまで５０度程度で保温を行い、電極間にマトリックスを挟んで単セルを組み上げる。その組み上げ作業を行う場合も扉を開放したまま（開けたまま）では炉内の温度低下により電極中のリン酸が吸湿を起こすため、電極を一つずつ取り出す度に扉の開閉作業を行うようになっていた。
【０００８】
扉の開閉により、炉内の暖められた空気は外に放出され、温度は低下する。その温度低下はリン酸の吸湿を促進させる。このことから、炉内の温度変化をより抑えつつ、電極の収納や取り出しを行えるようにすることが望まれている。これは、電極以外のものを収納対象物とする保温装置であっても同様であると考えられる。
【０００９】
その温度変化をより抑えられるようにするものとして、例えば特許文献１に記載された保温装置がある。その保温装置では、扉の内側に、物を収納するためのポケットを配置した扉（内扉）を設け、内扉の開閉が必要な状況となる頻度をより低くすることにより、その内扉の内部の温度変化をより抑えられるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−２８０８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、内部の温度変化をより抑えつつ、収納対象物の収納や取り出しを行える保温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の保温装置は、開閉可能な扉で覆われた内部に収納対象物を複数、収納できることを前提とし、収納対象物の収納用に内部に該収納対象物単位で設けられた収納用手段と、収納用手段を覆う状態に設けられ、該収納用手段毎に収納対象物の出し入れ用の出し入れ口が用意された隔離手段と、出し入れ口毎に退避可能に設けられた、該出し入れ口を覆う保温用部材と、を具備する。
【００１２】
なお、上記隔離手段は開閉可能に設けられている、ことが望ましい。また、複数の収納用手段は所定数ごとに区画され、該区画に対応して隔離手段が設けられている、ことが望ましい。
【００１３】
本発明の燃料電池製造用保温炉は、開閉可能な扉で覆われた内部に、燃料電池の製造用部材を複数、収納できることを前提とし、製造用部材の収納用に内部に該製造用部材単位で設けられた収納用手段と、収納用手段を覆う状態に設けられ、該収納用手段毎に収納対象物の出し入れ用の出し入れ口が用意された隔離手段と、出し入れ口毎に退避可能に設けられた、該出し入れ口を覆う保温用部材と、を具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、収納対象物の収納用に内部にその収納対象物単位で設けられた収納用手段を覆う状態に、その収納用手段毎に収納対象物の出し入れ用の出し入れ口が用意された隔離手段を設け、出し入れ口毎に退避可能にその出し入れ口を覆う保温用部材を設ける。出し入れ口を介して収納対象物の出し入れを行うようにすることにより、出し入れ時に空気が流出入する面積を最小限に抑えることができる。保温用部材は扉等と比較して小さいため、出し入れ口を覆う状態からの退避、及びその状態への復帰は極めて迅速に行うことができる。これらのことから、空気の流出入は最小限度に抑えられることとなる。この結果、内部の温度変化を極めて小さく抑えつつ、収納対象物の収納や取り出しを行えることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による保温装置の外観を示す図である。
その保温装置１は、燃料電池製造用の電気炉（保温炉）であり、例えば白金触媒とＰＴＦＥを混合した触媒ペーストを塗布し、塗布した側の反対側から吸引することで触媒層が形成されたカーボンペーパー上にリン酸を塗布してなる電極を収納対象物として想定している。図１に示すように、２つの外扉１１に覆われた内部には隔離手段として２つの内扉１２が設けられている。
【００１６】
その内扉１２には、電極サイズよりやや大きめの出し入れ口１３が複数、設けられている。各出し入れ口１３は、内扉１２の開閉を行うことなく、電極の収納や取り出しを行うためのものである。各出し入れ口１３には、その全体を覆う板状部材１４がその覆う状態から退避可能に取り付けられている。
【００１７】
図２、及び図３は共に、板状部材１４の取り付け例を説明する図である。図２（ａ）、及び図３（ａ）は板状部材１４を正面（外扉１１側）から見た正面図、図２（ｂ）及び図３（ｂ）はその板状部材１４、及び内扉１２の側面断面図である。
【００１８】
図２に示す例は、板状部材１４をその上方でヒンジ２１により軸支させることで取り付けた場合のものである。図２（ｂ）に示すように、ヒンジ２１を軸に回転（図中では右回転）させることにより、板状部材１４は出し入れ口１３を覆う状態から退避させることができる。その退避状態から逆向きに回転させると、自重によって出し入れ口１３を覆う状態に自動的に復帰し、その状態を安定的に維持する。電極は、板状部材１４を退避状態に移行させることにより、収納、或いは取り出すことができる。出し入れ口１３を覆う状態を板状部材１４に安定的に維持させるのは、その状態のときに、出し入れ口１３を介した空気の流出入を常に確実に防止するためである。
【００１９】
図３に示す例は、板状部材１４をその上方で支持部材３１により支持させることで取り付けた場合のものである。図３（ｂ）に示すように、支持部材３１には内部に空間３１ａを形成させることにより、板状部材１４は上下方向に移動できるようになっている。出し入れ口１３を覆う状態、その状態から退避させた状態は、例えば板状部材１４に突起を設け、その突起を支持部材３１に支持させることで安定的に維持できるようになっている。退避状態から覆う状態への移行は、突起による支持を解除させることにより、自重により自動的に復帰するようになっている。
【００２０】
図４は、上記保温装置１の内部構成を説明する図である。
保温装置１の内部には、図４に示すように、電極Ｍを置くための棚群４１が用意されている。電極Ｍは、棚群４１を構成する棚４１ａの何れかの上に置くことで収納するようになっている。各出し入れ口１３は、棚４１ａ毎にその位置に合わせて設けられている。
【００２１】
リン酸形燃料電池の電極Ｍ及び単セルサイズは大きくとも１ｍ×１ｍで厚さは１ｃｍ程である。そのようなサイズに対応させている場合、出し入れ口１３のサイズは、例えば幅は１．２ｍ、高さは５ｃｍ程とすれば良い。
【００２２】
そのような出し入れ口１３を棚４１ａ毎に用意することにより、電極Ｍの収納、及び取り出しは板状部材１４を出し入れ口１３から退避させて行うことができる。その退避によって空気の流出入が発生する面積は出し入れ口１３のサイズとなるため、外扉１１を開けて電極Ｍの収納、或いは取り出しを行う場合と比較して、その面積は非常に小さくなる。それにより、電極Ｍの収納、或いは取り出しを繰り返し行ったとしても、内扉１２内部の温度変化を小さく抑えることができる。
【００２３】
カーボン材を使用した電極Ｍは機械的強度が比較的に低いのが実情である。それにより、衝撃による破損を防止することが求められている。
出し入れ口１３を通してその電極Ｍの収納や取り出しを行うようにすると、電極Ｍを動かせる範囲を出し入れ口１３によって制限し、更にガイドする形となる。そのような制限により、電極Ｍへの衝撃はより小さく抑えられるようになる。この結果、電極Ｍの破損もより抑えられることとなる。
【００２４】
出し入れ口１３に設けた板状部材１４は、外扉１１や内扉１２と比較して極めて小さい。このため、そのような扉１１、或いは１２の開閉と比較して、板状部材１４の開閉も極めて迅速に行うことができる。それにより、空気が流出入する時間もより短くさせることができる。その時間短縮によっても、内扉１２内部の温度変化は小さく抑えられることになる。
【００２５】
板状部材１４によって空気の流出入は防止することができる。そのため、外扉１１は開けた状態で作業は行うことができる。それにより、電極Ｍの収納作業、及びその取り出し作業もより容易、且つ迅速に行えることとなる。
【００２６】
収納すべき電極Ｍを全て収納すると、外扉１１を閉めて、電極Ｍにリン酸が染み込む１００度以上の温度で所定時間、熱処理を行う。その熱処理の後、電極Ｍは、リン酸が自動的に吸湿しない５０度程の温度で保温された状態で維持される。
【００２７】
電極Ｍの取り出しは、収納時と同様に、外扉１１は開けた状態で行われる。しかし、上述した理由により、内扉１２内部の温度変化は小さく抑えられるため、他の収納されている電極Ｍで吸湿が起こるようなことは確実に回避される。それにより、常に良好な状態の電極Ｍを用いた単セルの製造を行えることとなる。
【００２８】
図１の保温装置１には内扉１２が２個あるが、棚群４１は内扉１２に対応して、仕切などにより左右の２つの空間に区画しても良い。
このような構成によれば、たとえば左側の内扉１２のみを開閉することで、複数の電極Ｍの出し入れが容易となり、しかも右側の内扉１２に収納している電極Ｍに与える温度変化の影響はより小さくなる。
【００２９】
図１では、内扉１２は２個だが、これに限定されるものではなく、内扉１２の個数および配置に合わせて棚群４１を区画すれば良い。
なお、本実施の形態では、構造をより簡単にするために内扉１２に出し入れ口１３を配置しているが、出し入れ口１３は内扉１２とは別の部材に配置しても良い。その設け方や形状等については適宜、変更しても良い。
【００３０】
本実施の形態は、燃料電池製造用の電気炉に本発明を適用したものであるが、食品、或いは飲料等を収納対象物とした保温装置に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態による保温装置の外観を示す図である。
【図２】板状部材の取り付け例を説明する図である（その１）。
【図３】板状部材の取り付け例を説明する図である（その２）。
【図４】本実施の形態による保温装置の内部構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    保温装置
１１    外扉
１２    内扉
１３    出し入れ口
１４    板状部材
２１    ヒンジ
３１    支持部材
４１    棚群
４１ａ    棚
【図１】
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【図２】
2006066099.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006066099.tif 000006