(57)【要約】【課題】本発明は、作業時間を著しく短縮して生産性を向上することを課題とする。【解決手段】円筒型の基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される複数の単セルと、これらの単セル間を電気的に接続するインターコネクターとを備えた固体電解質形燃料電池を製造する装置において、前記基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される単セルの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷する印刷手段と、印刷した前記スラリーを乾燥する乾燥手段、あるいは印刷した前記スラリーの膜厚を測定する膜厚測定手段の少なくともいずれか一つの手段とを具備することを特徴とする固体電解質形燃料電池の製造装置。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型の基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される複数の単セルと、これらの単セル間を電気的に接続するインターコネクターとを備えた固体電解質形燃料電池を製造する装置において、
前記基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される単セルの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷する印刷手段と、
印刷した前記スラリーを乾燥する乾燥手段、あるいは印刷した前記スラリーの膜厚を測定する膜厚測定手段の少なくともいずれか一つの手段とを具備することを特徴とする固体電解質形燃料電池の製造装置。
【請求項２】
前記乾燥手段は、前記基体管の内側に５０〜１００℃の温度範囲の熱風を供給する熱風装置であることを特徴とする請求項１記載の固体電解質形燃料電池の製造装置。
【請求項３】
前記膜厚測定手段は、前記基体管の長手方向に沿って移動可能なセンサーであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の固体電解質形燃料電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解質形燃料電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、例えば図４に示すような円筒型固体電解質形燃料電池（円筒型ＳＯＦＣ）が知られている。係る円筒型ＳＯＦＣは、多孔質円筒管１の外周部に燃料極２、電解質３及び空気極４からなる単セルを形成し、これら単セル間をインターコネクター５を用いて電気的に接続するものである。
【０００３】
従来、前記燃料極２、電解質３及び空気極４は、これらの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷することにより形成していた。図５及び図６は、従来の固体電解質形燃料電池の製造方法を示す（特開平１０−６４５６３号公報）。この技術は、以下の通りである。
【０００４】
まず、円筒状に成型した基体管１１を基体管支持用の回転器具１２上に設置する。つづいて、図６に示すようなスクリーン１３を装置に設置して、メッシュ部１４に押し当てて、スクリーン１３上に燃料極スラリー１５を載せる。次に、スキージ１６をメッシュ部１４に押し当てて、スクリーン１３の下面を基体管１１に接触させる。この状態でスクリーン１３を一方方向のみに平行に移動すると、基体管１１は基体管支持用の回転器具１２上で回転し、これと同時に基体管１１の表面には、メッシュ部１４を通して燃料極スラリー１５が印刷される。この後、電解質３、空気極４及びインターコネクター５等必要な構成材料スラリーを規定の寸法となるように、燃料極と同様な操作により、印刷する。全ての構成材料を印刷した後、空気中で焼成して、製造工程を終了する。なお、図５、６中の符番１７はマスキング、図６中の符番１８はスクリーン固定枠を示す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−６４５６３号（第２−３頁、図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記円筒形ＳＯＦＣは、単セルを構成する燃料極２、電解質３、空気極４やインターコネクター５の膜厚によって大きく性能左右される。このため、各構成部材の膜厚を計測する必要があるが、従来、この作業はスクリーン印刷機とは別に設置されている膜厚計で確認していた。しかし、円筒型ＳＯＦＣは一般に長尺であるため、スクリーン印刷機から膜厚を計測する場所までコンベア等のラインを設けざるを得ないとともに、円筒型ＳＯＦＣの運搬作業に多大な時間を要する。このことは、特に量産時に不適である。
【０００７】
また、従来、単セルを構成する燃料極２、電解質３、空気極４やインターコネクター５を形成するためのスラリーを印刷した後は、スクリーン印刷機とは別な場所で乾燥処理を行っていた。従って、上述した膜厚計測とともに、運搬作業に多大な作業時間を要していた。
【０００８】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される単セルの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷する印刷手段と、印刷した前記スラリーを乾燥する乾燥手段、あるいは印刷した前記スラリーの膜厚を測定する膜厚測定手段の少なくともいずれか一つの手段とを具備することにより、印刷工程と、膜厚計測工程及び／叉は乾燥工程をインラインさせ、もって作業時間を著しく短縮して生産性を向上しえる固体電解質形燃料電池の製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒型の基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される複数の単セルと、これらの単セル間を電気的に接続するインターコネクターとを備えた固体電解質形燃料電池を製造する装置において、前記基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される単セルの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷する印刷手段と、印刷した前記スラリーを乾燥する乾燥手段、あるいは印刷した前記スラリーの膜厚を測定する膜厚測定手段の少なくともいずれか一つの手段とを具備することを特徴とする固体電解質形燃料電池の製造装置である。
【００１０】
本発明において、前記乾燥手段としては、前記基体管の内側に５０〜１００℃の温度範囲の熱風を供給する熱風装置が挙げられる。ここで、上記のように温度範囲を設定したのは、５０℃未満では乾燥に時間がかかりすぎて作業性が低下するためであり、１００℃を超えると塗布したスラリーに悪影響を及ぼす恐れがあるからである。
【００１１】
本発明において、前記膜厚測定手段は、前記基体管の長手方向に沿って移動可能なセンサーが挙げられる。これにより、基体管上に形成した燃料極、電解質、空気極、インターコネクター用の各構成材料のスラリーの膜厚を測定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る固体電解質形燃料電池の製造装置について図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１を参照する。図１中の符番２１は、スクリーン印刷機本体を示す。この印刷機本体２１は支持台２２を有し、この支持台２２上にベアリング２３を介して円筒型セルチューブ（固体電解質形燃料電池）２４が支持されている。前記セルチューブ２４上には、スクリーンメッシュ２５が配置されている。このスクリーンメッシュ２５の上方には、ホルダー２６によって支持されたスキージ２７が配置されている。ここで、前記スクリーン印刷機本体２１、ベアリング２３、スクリーンメッシュ２５及びスキージ２７等により印刷手段が構成されている。また、前記セルチューブ２４を構成する基体管（図示せず）の内部には、図示しない熱風装置（乾燥手段）から５０〜１００℃の範囲の熱風が送られるようになっている。なお、セルチューブ２４の基本的な構成は既述した図４に示す構成となっている。
【００１４】
このように、上記実施例１に係る円筒型セルチューブの製造装置は、スクリーン印刷機本体２１、ベアリング２３、スクリーンメッシュ２５及びスキージ２７等からなる印刷手段と、熱風装置を備えた構成となっているので、基体管の外周部に単セルの構成部材である燃料極、空気極、電解質やインターコネクターを印刷した後、セルチューブ２４を他の場所に移すことなく、乾燥工程を行うことができる。従って、従来のように搬送用のコンベアを取り付ける必要がないとともに、乾燥機への移動作業もなく、作業時間を著しく短縮することができる。従って、生産性を向上することができる。このことは、特にセルチューブを大量に生産する場合に有効である。
【００１５】
（実施例２）
図２を参照する。本実施例の製造装置は、印刷手段と膜厚計測手段を兼ね備えた装置の例を示す。但し、図１、４と同部材は同符番を付して説明を省略する。図中の符番３１は、矢印Ｘ方向に移動可能な支持台を示す。この支持台３１上には、基体管の外周部に形成された燃料極、空気極、電解質やインターコネクターの膜厚を計測する膜厚計（膜厚計測手段）３２が配置されている。この膜厚計３２は膜厚センサーであり、前記支持台３１とともに移動して燃料極等の各膜厚を測定するようになっている。
【００１６】
実施例２に係る円筒型セルチューブの製造装置は、スクリーン印刷機本体２１、ベアリング２３、スクリーンメッシュ２５及びホルダー２６によって支持されたスキージ２７等からなる印刷手段と、膜厚計３２を備えた構成となっているので、基体管の外周部に単セルの構成部材である燃料極、空気極、電解質やインターコネクターを印刷した後、セルチューブ２４を他の場所に移すことなく、膜厚計測工程を行うことができる。従って、従来のように搬送用のコンベアを取り付ける必要がないとともに、膜厚計測装置への移動作業もなく、作業時間を著しく短縮することができ、生産性を向上することができる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施例のように、印刷手段と乾燥手段、あるいは印刷手段と膜厚計測手段を組み合せた製造装置のみならず、印刷手段と乾燥手段と膜厚計測手段とを組み合せた製造装置にも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、基体管上に、燃料極，電解質及び空気極から構成される単セルの各構成材料のスラリーをスクリーンメッシュを介して印刷する印刷手段と、印刷した前記スラリーを乾燥する乾燥手段、あるいは印刷した前記スラリーの膜厚を測定する膜厚測定手段の少なくともいずれか一つの手段とを具備することにより、印刷工程と、膜厚計測工程及び／叉は乾燥工程をインラインさせ、もって作業時間を著しく短縮して生産性を向上しえる固体電解質形燃料電池の製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る固体電解質形燃料電池の製造装置の概略説明図。
【図２】本発明の実施例２に係る固体電解質形燃料電池の製造装置の概略説明図。
【図３】図２の製造装置における膜厚測定部の説明図。
【図４】円筒型ＳＯＦＣの部分断面図。
【図５】従来の固体電解質形燃料電池の製造方法の説明図。
【図６】図５の製造方法において、印刷に用いるスクリーンの概略説明図。
【符号の説明】
２１…スクリーン印刷機本体、
２２，３１…支持台、
２３…ベアリング、
２４…円筒型セルチューブ、
２５…スクリーンメッシュ、
２６…ホルダー、
２７…スキージ、
３２…膜厚計（膜厚計測手段）。
【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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