(57)【要約】【課題】本発明は、検査時間と工数を大幅に減少してコスト低減を図ることを課題とする。【解決手段】基体管上に空気極、電解質及び燃料極を形成してなる単セルを複数個インターコネクターを介して接続したセルチューブ３２を、高温下で性能検査するための円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置において、入口側から順に、昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉３１と、前記セルチューブ３２の上端を支持する支持部３３と、この支持部３３を搬送する搬送手段３４とを具備し、前記セルチューブ３２への燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブ３２を移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブ３２の性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うことを特徴とする円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体管上に空気極、電解質及び燃料極を形成してなる単セルを複数個インターコネクターを介して接続したセルチューブを、高温下で性能検査するための円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置において、
入口側から順に、昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉と、前記セルチューブの上端を支持する支持部と、この支持部を搬送する搬送手段とを具備し、
前記セルチューブへの燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブを移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブの性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うことを特徴とする円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置。
【請求項２】
前記セルチューブの燃料供給部、燃料排出部はセルチューブの上端、下端に夫々設けられ、セルチューブのセル部は燃料供給部、燃料排出部の内側に夫々配置された断熱材と前記連続炉により囲まれていることを特徴とする請求項１記載の円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置。
【請求項３】
前記セルチューブの上端を支持する，燃料排出部を有する管板と、及びこの管板の内側に配置されて上部に燃料供給部を有する，前記セルチューブへの燃料注入管の上端を支持する支持筒体とを備え、前記セルチューブのセル部は前記連続炉により囲まれていることを特徴とする請求項１記載の円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、円筒型固体電解質形燃料電池として、基体管の外周部に燃料極、電解質、空気極を形成して単セルを構成し、これら単セル間をインターコネクターで接続させたものが知られている。こうした燃料電池は、セル完成後に常温で品質検査された後、例えば図５に示す検査装置に組み込まれて高温における性能試験が行われていた。
【０００３】
図中の付番１は、ヒーター２を備えた電気炉を示す。この電気炉１には検査装置本体３が配置されている。この検査装置本体３は、上部に燃料入口４、燃料出口５、下部に空気入口６、空気出口７を有している。また、前記検査装置本体３には、前記電気炉１の通路１ａに沿って磁製管８が配置されている。この磁製管８の内側には、空気の通路を形成する筒体９が配置されている。この筒体９の内側には、上部が管板１０により固定されたセルチューブ１１が吊り下げられている。このセルチューブ１１には、燃料注入管１２が装着されている。
【０００４】
こうした構成の検査装置では、燃料は検査装置本体３の上部の燃料入口４から供給され、燃料注入管１２を経てセルチューブ１１に送られる。一方、空気は検査装置本体３の下部の空気入口６から筒体９に注入され、前記燃料とセルチューブ１１で反応が行われる。反応後、燃料は燃料出口５から排出され、空気は空気出口７から排出される。なお、セルチューブ１１の上端、下端間は電圧計１３、電流計１４が設けられており、負荷電流に応じた電圧値が測定される。
【０００５】
しかし、図５の検査装置の場合、高温における性能検査を１本毎に行うため、セルチューブを量産した際には、生産ロット毎の抜き取り検査となる。従って、ロット内の品質確認の検査は実施できなかった。また、高温に全数検査を実施するには、１本毎に評価せねばならず、膨大な時間と工数を要し、コストが上がる要因となっていた。
【０００６】
図６は、従来の固体電解質型燃料電池の検査方法の一例を示す（特許文献１）。この検査方法は、インターコネクター１５、Ｎｉフェルト１６を介して複数個接続する円筒型セル１７に集電板１８ａ，１８ｂを接続させ、更にこれらの集電板１８ａ，１８ｂに集電棒１９を接続されるとともに、前記各インターコネクター１５に夫々検査用の電線２０を、かつ所定の集電棒１９に電線２０を接続させて、これらを電圧計２１につなげることにより、セル電位をモニタし、円筒型セルのピンホールを検出するものである。
【０００７】
しかし、この従来技術の場合も、セルチューブを全数検査するものではなく、図５の場合と同様な問題を有していた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−５８０９５号公報（段落［００１１］及び図１等）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、セルチューブの入口側から順に、昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉と、前記セルチューブの上端を支持する支持部と、この支持部を搬送する搬送手段とを具備し、前記セルチューブへの燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブを移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブの性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うことにより、セルチューブを量産した場合でも、全てのセルチューブの検査を行うことができ、検査時間と工数を大幅に減少してコスト低減を図ることができる円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基体管上に空気極、電解質及び燃料極を形成してなる単セルを複数個インターコネクターを介して接続したセルチューブを、高温下で性能検査するための円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置において、入口側から順に、昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉と、前記セルチューブの上端を支持する支持部と、この支持部を搬送する搬送手段とを具備し、前記セルチューブへの燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブを移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブの性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うことを特徴とする円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置について更に詳しく説明する。
【００１２】
本発明において、前記セルチューブの配置状態としては、下記の２つの場合が挙げられる。
【００１３】
１）第１には、後述する図１に示すように、セルチューブの燃料供給部、燃料排出部はセルチューブの上端、下端に夫々設けられている場合である。この場合、セルチューブのセル部は燃料供給部、燃料排出部の内側に夫々配置された断熱材と連続炉により囲まれていることが好ましい。
【００１４】
２）第２には、後述する図２に示すように、セルチューブの上端が筒状の管板により支持されている場合が挙げられる。この場合、管板には燃料排出部が連続炉よりも上方に位置するように設けられていることが好ましい。また、前記管板の内側には、上部に燃料供給部を有した，前記セルチューブへの燃料注入管の上端を支持する支持筒体が設けられていることが好ましい。なお、前記セルチューブのセル部は前記連続炉により囲まれていることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記高温保持部は約５００〜１０００℃に保持されていることが好ましい。この高温保持部で、セルチューブのセル部の長手方向に沿う両端側の電圧、電流が測定されて、セルチューブの性能評価が行われる。
【００１６】
本発明において、セルチューブの下部側には、所定の応力負荷がかけられる。これにより、セルチューブの付け根即ちセルチューブ支持部付近に最大の応力負荷がかけられる。また、検査後の実使用条件において要求される応力を負荷することにより、片端支持の強度スクリーニング検査が可能となる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１（Ａ）〜（Ｄ）を参照する。ここで、図１（Ａ）は本実施例１に係る円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ矢視図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）の検査装置における連続炉の温度分布図を示す。
【００１９】
図中の符番３１は、図１（Ｄ）に示すように、セルチューブ３２の入口側から順に、昇温部Ｚ１、高温保持部Ｚ２及び降温部Ｚ３に設定された連続炉を示す。ここで、高温保持部Ｚ２の温度は５００〜１０００℃に保持され、セルチューブ３２の性能検査が行われる。前記セルチューブ３２の上部からは燃料（Ｆ）が注入され、下部から燃料が排出されるようになっている。
【００２０】
前記セルチューブ３２の上端は、チューブ支持部３３により支持されている。ここで、チューブ支持部３３は、搬送手段としてのベルト３４叉は該ベルト３４の両端に車輪（図示せず）を設けることにより、矢印Ｘ方向に搬送されるようになっている。
【００２１】
前記連続炉３１の外側（上側及び下側）に位置する前記セルチューブ３２の外周部には、断熱材３５ａ，３５ｂが取り付けられている。これにより、セルチューブ３２の発電部としてのセル部（図示せず）が、連続炉３１と断熱材３５ａ，３５ｂにより囲まれ、セル部の保温性が維持されるようになっている。前記セルチューブ３２の上端には、図１（Ｃ）に示すように燃料供給管３６がゴム栓３７を介して装着されている。
【００２２】
こうした検査装置において、セルチューブ３２の上端はチューブ支持部に支持されながら、ベルト３４により矢印Ｘ方向に連続炉３１中を入口側から順に、昇温部Ｚ１、高温保持部Ｚ２及び降温部Ｚ３へと搬送される。そして、前記高温保持部Ｚ２で前記セルチューブ３２の性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うようになっている。
【００２３】
上記実施例１によれば、セルチューブ３２の入口側から順に昇温部Ｚ１、高温保持部Ｚ２及び降温部Ｚ３に設定された連続炉３１と、セルチューブ３２の上端を支持するチューブ支持部３３と、このチューブ支持部３３を搬送するベルト３４等を備え、セルチューブ３２を連続炉３１、断熱材３５ａ，３５ｂで囲み、かつセルチューブ３２への燃料の供給、排出を行う上部、下部を常温下に維持しながら、セルチューブ３２を連続炉３１中を移動させて高温保持部で性能検査およびセルチューブ３２の下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うようになっている。従って、セルチューブを量産した場合でも、全てのセルチューブの検査を行うことができ、検査時間と工数を大幅に減少してコスト低減を図ることができる。
【００２４】
なお、上記実施例１では、セルチューブの先端をゴム栓を介して燃料注入管を装着した場合について述べたが、これに限らず、図４（Ａ）に示すように燃料供給用チューブ５１を直接セルチューブ３２の先端に取り付けてもよいし、あるいは図４（Ｂ）に示すように、空気により伸縮自在なゴム栓５２を介してセルチューブ３２に燃料注入管３６を取り付けてもよい。また、燃料は下から供給され上から排出される構造でもよい。
【００２５】
（実施例２）
図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図２（Ａ）は本実施例１に係る円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の全体図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ矢視図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の検査装置における連続炉の温度分布図を示す。また、図３（Ａ）は図２（Ａ）の要部を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図を示す。なお、図１と同部材は同部材を用いて説明を省略する。
【００２６】
図中の符番４１は、セルチューブ３２の上端を支持する筒状の管板を示す。この管板４１の上部には、常温に維持された燃料排出部４２が設けられている。前記管板４１の内側には、前記セルチュー３２への燃料注入管３６の上端を支持する支持筒体４３が配置されている。この支持筒体４３には、常温に維持された燃料供給部４４を備えている。前記セルチューブ３２のセル部は連続炉３１により囲まれている。なお、図中の符番４５は集電棒、符番４６はこの集電棒４５に接続する集電部材であり、この集電部材４５を覆うようにセルチューブ３２の下端に蓋体４７が冠着されている。
【００２７】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を有する。なお、実施例２において、燃料の供給および排出を逆にし、燃料注入管を排出管として使用することも可能である。
【００２８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、入口側から順に昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉と、前記セルチューブの上端を支持する支持部と、この支持部を搬送する搬送手段とを具備し、前記セルチューブへの燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブを移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブの性能検査およびセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行うことにより、セルチューブを量産した場合でも、全てのセルチューブの検査を行うことができ、検査時間と工数を大幅に減少してコスト低減を図ることができる円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の説明図。
【図２】本発明の実施例２に係る円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の説明図。
【図３】図２の要部の説明図。
【図４】図１の検査装置における燃料ガス供給部付近の変形例の説明図。
【図５】従来の円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の説明図。
【図６】従来の他の円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置の説明図。
【符号の説明】
３１…連続炉、            ３２…セルチューブ、    ３３…支持部、
３４…ベルト（搬送手段）、３５ａ，３５ｂ…断熱材、３６…燃料供給管、
３７，５２…ゴム栓、      ４１…筒状管板、        ４２…燃料排出部、
４３…支持筒体、          ４４…燃料供給部、      ４５…集電棒、
４６…集電板、            ４７…蓋体、            ５１…供給チューブ。
【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】
2004327129.tif 000008