JP2003109613A - Method of manufacturing fuel cell pipe and ceramics manufacturing device - Google Patents

Method of manufacturing fuel cell pipe and ceramics manufacturing device

Info

Publication number
JP2003109613A
JP2003109613A JP2001303871A JP2001303871A JP2003109613A JP 2003109613 A JP2003109613 A JP 2003109613A JP 2001303871 A JP2001303871 A JP 2001303871A JP 2001303871 A JP2001303871 A JP 2001303871A JP 2003109613 A JP2003109613 A JP 2003109613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
firing
observation window
molded body
ceramics
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001303871A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5086507B2 (en
Inventor
Kazuo Tomita
和男 冨田
Akira Hashimoto
彰 橋本
Osao Kudome
長生 久留
Katsumi Nagata
勝巳 永田
Koji Ikeda
浩二 池田
Junichi Kanzaki
潤一 神前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001303871A priority Critical patent/JP5086507B2/en
Publication of JP2003109613A publication Critical patent/JP2003109613A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5086507B2 publication Critical patent/JP5086507B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the manufacturing cost of a ceramic component by arbitrarily controlling its dimensions, and improving the yield ratio in manufacturing the ceramic component. SOLUTION: This method of manufacturing a fuel cell pipe comprises a step for forming a base pipe by using the slurry having a basic ingredient and an organic solvent, a step for forming elements such as a fuel pole, an electrolyte and an inter-connector on the base pipe, a step for setting the base pipe 12 on a sintering furnace 1 having an observation window 4 for observing the inside, a step for detecting the position of an end of the base pipe 12 during sintering, through the observation window 4, a step for controlling the sintering furnace 1 on the basis of a result of detection, a step for forming an air pole on the sintered base pipe 11, and a step for sintering the base pipe with the air pole.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池セル管の
製造方法及びセラミックス製造装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、セラミックスの焼結体の部品や製
品(以下「製品等」という)を製造するには、およそ次
のようなプロセスで行なう。まず、セラミックスの粉末
の原料(酸化物、硝酸塩など)に有機系の溶剤を添加
し、スラリ状にする。次に、シート状の製品等を作製す
るには、ドクターブレード法によりシート状の成形体を
作製する。チューブ状の製品等を作製するには、押出し
成形法によりチューブ状の成形体を作製する。板状の製
品等を作成するには、型枠にスラリを入れてプレスし、
板状の成形体を作製する。この時点では、成形体の形状
を、燒結後に原則的に加工を行なう必要のない形状とす
る。続いて、それらの成形体を電気炉において、然るべ
き温度において焼成する。焼成された焼結体を、若干の
形状の調整(表面出し、切断、研磨などの機械加工)を
して、最終製品等とする。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to manufacture a ceramic sintered body part or product (hereinafter referred to as "product etc."), the following process is performed. First, an organic solvent is added to a raw material (oxide, nitrate, etc.) of ceramic powder to form a slurry. Next, to produce a sheet-shaped product or the like, a sheet-shaped molded body is produced by the doctor blade method. In order to produce a tubular product or the like, a tubular shaped body is produced by an extrusion molding method. To make a plate-shaped product, etc., put the slurry in the formwork and press,
A plate-shaped molded body is produced. At this point, the shape of the molded body is a shape that does not need to be processed in principle after sintering. Subsequently, the shaped bodies are fired at an appropriate temperature in an electric furnace. The shape of the fired sintered body is slightly adjusted (surface processing, cutting, polishing, and other mechanical processing) to obtain a final product or the like.

【0003】ただし、セラミックス製品は、焼成後に機
械加工を行なうと、加工時に発生する微小な傷や凹凸に
より、その強度が著しく低下する場合がある。従って、
焼成後では、形状の調整を行なうための機械加工を、出
来るだけ行なわないことが望ましい。ここで、上記プロ
セスにおいて、各成形体は、焼成時には大幅な形状の収
縮を起こす(例えば、約20%程度の長さの収縮)。す
なわち、焼成後の機械加工をしない場合、成形体を予め
収縮することを考慮した大きさで作製することとなる。
However, when a ceramic product is machined after firing, its strength may be significantly reduced due to minute scratches and irregularities generated during the process. Therefore,
After firing, it is desirable that the machining for adjusting the shape is not performed as much as possible. Here, in the above-mentioned process, each molded product undergoes a significant shape shrinkage during firing (for example, shrinkage of about 20% in length). That is, when the machining after firing is not performed, the molded body is manufactured in a size that allows for shrinkage in advance.

【0004】しかし、寸法精度が要求されるような製品
等を、成形体が焼成時に大幅な形状の収縮を起こすにも
かかわらず、精度良く作製することは、高度な技術やノ
ウハウが必要となる。例えば、スラリ作製のための溶剤
の種類や濃度、収縮量を考慮した成形体の大きさ、焼成
温度や焼成時間などである。ただし、製品等の種類によ
っては、その歩留まりを高くすることは必ずしも容易で
はない。
However, in order to accurately manufacture a product or the like which requires high dimensional accuracy even if the molded body undergoes a large shrinkage during firing, a high level of technology and know-how is required. . For example, the type and concentration of the solvent for preparing the slurry, the size of the molded body in consideration of the shrinkage amount, the firing temperature, the firing time, and the like. However, it is not always easy to increase the yield depending on the type of product or the like.

【0005】図2を参照して、具体的に説明する。図2
は成形体を燒成し、焼結体を作製する場合の、焼成温度
プロセスと成形体の長さの時間変化を示すグラフであ
る。縦軸について、左側の軸は、成形体の長さ(ただ
し、ある長さL以上を示す)を示す。右側の軸は、焼
成温度である。横軸は、焼成プロセスにおける時間経過
である。曲線c、曲線b、曲線aは、それぞれ長さ
、長さL、長さLを有する成形体を、焼成炉
(電気炉)において、曲線dで示す焼成温度プロファイ
ルにて焼成する場合の、長さ変化の様子を表している。
ただし、成形体を作製する時の目標長さ(又は平均長
さ)をLとすると、通常、歩留まりの関係から成形体
の長さは、最大L、最小Lの幅を持つ。
A specific description will be given with reference to FIG. Figure 2
[Fig. 3] is a graph showing a firing temperature process and a change in length of a molded body with time when a molded body is fired to produce a sintered body. Regarding the vertical axis, the left axis shows the length of the molded body (however, it shows a certain length L 0 or more). The right axis is the firing temperature. The horizontal axis is the time course in the firing process. Curve c, curve b, and curve a have a length L c , a length L b , and a length L a , respectively, and a shaped body is fired in a firing furnace (electric furnace) at a firing temperature profile shown by a curve d. In this case, the change in length is shown.
However, the target length of time to form a compact (or mean length) and L a, typically, the length of the molded body from the relationship of the yield, with the maximum L c, the width of the minimum L b.

【0006】ここで、焼結体の目標長さLが、L
≧Lとする。その時、グラフから、長さLの成
形体の場合には、焼成時間tがtc2≧t≧tc1の範
囲のとき、長さが上記範囲に入る。従って、その時点で
焼成を終了する(温度の保持を止め、温度を下げる)必
要がある。同様に、長さLの成形体は、ta2≧t≧
a1の範囲のとき、長さLの成形体は、tb2≧t
≧tb1の範囲のとき焼成を終了する必要がある。
Here, the target length L T of the sintered body is L N
Let L T ≧ L M. At that time, from the graph, in the case of the molded body having the length L c , when the firing time t is in the range of t c2 ≧ t ≧ t c1 , the length falls within the above range. Therefore, it is necessary to finish the firing at that point (stop holding the temperature and lower the temperature). Similarly, a molded body having a length of L a is t a2 ≧ t ≧
In the range of t a1 , the molded body having the length L b is t b2 ≧ t
When it is in the range of ≧ t b1 , it is necessary to finish the firing.

【0007】従来の技術における、セラミックス製品の
製造においては、上記のような時間を実験や経験などか
ら推定していた。しかし、成形体の段階での歩留まりか
ら、成形体を全て同じ長さLに揃えることは難しく、
長さは、L〜Lの範囲でばらつく。その状況で、長
さL〜Lの成形体の全てが上記の目標長さの範囲に
入るように焼成時間を設定することは、必ずしも容易で
はない。
In the manufacture of ceramic products in the prior art, the above time was estimated from experiments and experience. However, to align the yield in the step of the molded body, all molded body same length L a is difficult,
The length varies in the range of L c to L b . In that situation, it is not always easy to set the firing time so that all of the formed bodies having the lengths L c to L b fall within the above target length range.

【0008】加えて、成形体の焼成後の最終的な長さ
が、図2に示すような、成形体の初期長さだけで決まる
とは限らず、スラリ作製時のバインダー量の誤差や、セ
ラミック粉末の粒径の分布等でも変わる可能性があるた
め、上記の目標長さの範囲に入らない焼結体が、ある程
度作製されることは、やむをえないとされていた。その
場合には、焼成後の若干の機械加工などで対応してい
た。
In addition, the final length of the molded body after firing is not always determined only by the initial length of the molded body, as shown in FIG. Since it may change depending on the particle size distribution of the ceramic powder and the like, it has been unavoidable to produce a sintered body that does not fall within the above target length range to some extent. In that case, a slight machining process after firing was used.

【0009】固体電解質の燃料電池においては、運転温
度が高温であるため、セラミックスの製品等を多く使用
する。それらセラミックス製品等の歩留まりを向上させ
ることは、作業効率が向上するほか、製造コストの低減
や、納期の短縮等につながることから、非常に重要であ
る。
In the solid electrolyte fuel cell, since the operating temperature is high, many ceramic products are used. Improving the yield of such ceramic products is very important because it not only improves work efficiency, but also leads to reduction of manufacturing cost and delivery time.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、セラミックス部材の作製時の歩留まりを向上する燃
料電池セル管の製造方法及びセラミックス製造装置を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus which improve the yield in manufacturing a ceramic member.

【0011】また、別の目的としては、セラミックス部
材の焼成を正確に制御することが可能な燃料電池セル管
の製造方法及びセラミックス製造装置を提供することで
ある。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus which can accurately control the firing of a ceramic member.

【0012】更に、別の目的としては、セラミックス部
材の寸法を自在に制御可能な燃料電池セル管の製造方法
及びセラミックス製造装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus, in which the dimensions of the ceramic member can be freely controlled.

【0013】更に、別の目的としては、セラミックス部
材の製造コストを低減することが可能な燃料電池セル管
の製造方法及びセラミックス製造装置を提供することで
ある。
Still another object is to provide a method of manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus which can reduce the manufacturing cost of a ceramic member.

【0014】更に、別の目的としては、燃料電池の製造
コストを大幅に低減することが可能な燃料電池セル管の
製造方法を提供することである。
Still another object is to provide a method for manufacturing a fuel cell tube which can significantly reduce the manufacturing cost of a fuel cell.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本課題を解決するための
手段の項における、図番号、符号は、特許請求の範囲と
発明の実施の形態との対応を示すために記したものであ
り、特許請求の範囲の解釈に用いてはならない。
Means for Solving the Problem In the section of the means for solving the problem, the reference numerals and symbols are given to show the correspondence between the claims and the embodiments of the invention. It should not be used to interpret the claims.

【0016】上記課題を解決するために、本発明の燃料
電池セル管の製造方法は、原料と有機系溶剤とを有する
スラリから基体管(図6、19)を形成するステップ
と、前記基体管(図6、19)に、燃料極(図6、1
4)、電解質(図6、15)、インタコネクタ(図6、
17)の各素子を形成するステップと、焼成による収縮
量を観察しながら、前記各素子が形成された前記基体管
(図6、19)を焼成するステップと、前記焼成された
前記基体管(図6、19)に、空気極(図6、16)を
形成するステップと、前記空気極(図6、16)が形成
された前記基体管(図6、19)を焼成するステップと
を具備する。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a fuel cell tube according to the present invention comprises a step of forming a base tube (FIGS. 6 and 19) from a slurry containing a raw material and an organic solvent, and the base tube. (Fig. 6, 19), the fuel electrode (Fig. 6, 1
4), electrolyte (Fig. 6, 15), interconnector (Fig. 6,
17) a step of forming each element, a step of firing the base tube (FIGS. 6 and 19) on which the elements are formed while observing the shrinkage amount due to firing, and the fired base tube ( 6 and 19), a step of forming an air electrode (FIGS. 6 and 16) and a step of firing the substrate tube (FIGS. 6 and 19) having the air electrode (FIGS. 6 and 16) formed therein. To do.

【0017】また、本発明の燃料電池セル管の製造方法
は、原料と有機系溶剤とを有するスラリから基体管(図
6、19)を形成するステップと、前記基体管(図6、
19)に、燃料極(図6、14)、電解質(図6、1
5)、インタコネクタ(図6、17)、空気極(図6、
16)の各素子を形成するステップと、焼成による収縮
量を観察しながら、前記各素子が形成された前記基体管
(図6、19)を焼成するステップとを具備する。
Further, in the method for producing a fuel cell tube of the present invention, a step of forming a base tube (FIGS. 6 and 19) from a slurry having a raw material and an organic solvent, and the base tube (FIG. 6, FIG. 6).
19), the fuel electrode (FIGS. 6 and 14) and the electrolyte (FIGS. 6 and 1).
5), interconnector (Fig. 6, 17), air electrode (Fig. 6,
16) forming each element, and observing the shrinkage amount due to baking, baking the substrate tube (FIGS. 6 and 19) on which each element is formed.

【0018】また、本発明の燃料電池セル管の製造方法
は、前記各素子が形成された前記基体管(図6、19)
を焼成するステップが、内部を観察するための観察窓
(図1、4)を有する焼成炉(図1、1)に前記基体管
(図6、19/図1、12)をセッティングするステッ
プと、前記観察窓(図1、4)を介して、焼成中の前記
基体管(図6、19/図1、11/12)の端部の位置
を検知するステップと、前記検知結果に基づいて、焼成
炉(図1、1)を制御するステップとを具備する。
Further, in the method for manufacturing a fuel cell tube according to the present invention, the base tube on which each of the elements is formed (FIGS. 6 and 19).
And firing the base tube (FIGS. 6, 19/12) in a firing furnace (FIG. 1, 1) having an observation window (FIGS. 1, 4) for observing the inside. , Detecting the position of the end portion of the substrate tube (FIG. 6, 19 / FIG. 1, 11/12) during firing through the observation window (FIGS. 1, 4), and based on the detection result. , Controlling the firing furnace (FIGS. 1, 1).

【0019】また、本発明の燃料電池セル管の製造方法
は、前記各素子が形成された前記基体管(図6、19)
を焼成するステップが、内部を観察するための観察窓
(図4、4)を有する焼成炉(図4、1)に前記基体管
(図6、19/図4、12)をセッティングするステッ
プと、前記観察窓(図4、4)を介して、前記基体管
(図6、19/図4、11/12)に向けてレーザー光
(図4、10)を発射するステップと、前記観察窓(図
4、4)を介して、前記レーザー光(図4、10)の反
射光を受光するステップと、前記受光結果に基づいて、
前記焼成炉(図4、1)を制御するステップとを具備す
る。
Further, in the method for producing a fuel cell tube according to the present invention, the base tube on which the above-mentioned elements are formed (FIGS. 6 and 19).
And firing the base tube (FIGS. 6, 19 / FIG. 12, 12) in a firing furnace (FIG. 4, 1) having an observation window (FIGS. 4, 4) for observing the inside. Emitting a laser beam (FIGS. 4 and 10) toward the substrate tube (FIGS. 6, 19 / FIG. 4, 11/12) through the observation window (FIGS. 4 and 4), and the observation window. Based on the result of receiving the reflected light of the laser light (FIGS. 4 and 10) via (FIGS. 4 and 4),
Controlling the firing furnace (FIGS. 4 and 1).

【0020】更に、本発明の燃料電池セル管の製造方法
は、前記各素子が形成された前記基体管(図6、19)
を焼成するステップは、内部を観察することが可能な第
1観察窓(図5、4)と第2観察窓(図5、13)とを
有する焼成炉(図5、1)に、前記基体管(図6、19
/図5、12)をセッティングするステップと、前記第
2観察窓(図5、13)を介して、前記基体管(図6、
19/図5、11/12)に向けてレーザー光(図5、
10)を発射するステップと、前記第1観察窓(図5、
4)を介して、前記レーザー光(図5、10)を受光す
るステップと、前記受光結果に基づいて、前記焼成炉
(図5、1)を制御するステップとを具備する。
Further, in the method for manufacturing a fuel cell tube according to the present invention, the base tube on which each of the elements is formed (FIGS. 6 and 19).
The step of firing the substrate is performed by adding the substrate to a firing furnace (FIGS. 5 and 1) having a first observation window (FIGS. 5 and 4) and a second observation window (FIGS. 5 and 13) capable of observing the inside. Tube (Figs. 6 and 19)
/ Figs. 5 and 12), and through the second observation window (Figs. 5 and 13), the base tube (Fig. 6,
19 / Fig. 5, 11/12) toward the laser light (Fig. 5,
10) firing the first observation window (FIG. 5,
4) through which the laser light (FIGS. 5 and 10) is received, and the step of controlling the firing furnace (FIGS. 5 and 1) based on the light reception result.

【0021】上記課題を解決するために、本発明のセラ
ミックス製造装置は、内部を観察するための観察窓(図
1、4)を有し、セラミックス(図1、11/12)を
焼成する焼成炉(図1、1)と、前記観察窓(図1、
4)を介して、セラミックス(図1、11/12)の端
部の位置を検知し、前記検知結果を出力する検知部(図
1、6)と、前記検知結果に基づいて、前記焼成炉(図
1、1)を制御する制御部(図1、7)とを具備する。
In order to solve the above problems, the ceramics manufacturing apparatus of the present invention has an observation window (FIGS. 1 and 4) for observing the inside, and fires the ceramics (FIG. 1, 11/12). Furnace (Fig. 1, 1) and the observation window (Fig. 1,
4) via the detection unit (FIG. 1, 6) that detects the position of the end of the ceramics (FIG. 1, 11/12) and outputs the detection result, and the firing furnace based on the detection result. And a control unit (FIGS. 1 and 7) for controlling (FIGS. 1 and 1).

【0022】また、本発明のセラミックス製造装置は、
内部を観察するための観察窓(図4、4)を有し、セラ
ミックス(図4、11/12)を焼成する焼成炉(図
4、1)と、前記観察窓(図4、4)を介して、前記セ
ラミックス(図4、11/12)に向けて電磁波を発射
する電磁波出力部(図4、8)と、前記観察窓(図4、
4)を介して、前記電磁波(図4、10)の反射波を受
信し、前記受信結果を出力する検知部(図4、6)と、
前記受信結果に基づいて、前記焼成炉(図4、1)を制
御する制御部(図4、7)とを具備する。
Further, the ceramics manufacturing apparatus of the present invention is
A firing furnace (FIG. 4, 1) having an observation window (FIGS. 4, 4) for observing the inside and firing ceramics (FIG. 4, 11/12) and the observation window (FIGS. 4, 4) Via the electromagnetic wave output part (FIG. 4, 8) for emitting an electromagnetic wave toward the ceramics (FIG. 4, 11/12) via the observation window (FIG. 4, FIG.
4) via which a reflected wave of the electromagnetic wave (Figs. 4 and 10) is received and a detection result is output (Figs. 4 and 6);
And a control unit (FIGS. 4 and 7) for controlling the firing furnace (FIGS. 4 and 1) based on the reception result.

【0023】また、本発明のセラミックス製造装置は、
セラミックス(図5、11/12)を焼成し、内部を観
察するための第1観察窓(図5、4)と、前記セラミッ
クス(図5、11/12)を挟んで前記第1観察窓(図
5、4)と対称の位置にある第2観察窓(図5、13)
とを有する焼成炉(図5、1)と、前記第2観察窓(図
5、13)を介して、前記セラミックス(図5、11/
12)に向けて電磁波(図5、10)を発射する電磁波
出力部(図5、8)と、前記電磁波(図5、10)が前
記セラミックス(図5、11/12)に遮られずに、前
記第1観察窓(図5、4)に到達した通過電磁波を受信
し、前記受信結果を出力する検知部(図5、6)と、前
記受信結果に基づいて、前記焼成炉(図5、1)を制御
する制御部(図5、7)とを具備する。
Further, the ceramics manufacturing apparatus of the present invention is
A first observation window (FIGS. 5 and 4) for firing the ceramics (FIG. 5, 11/12) to observe the inside, and the first observation window (FIG. 5, 11/12) sandwiching the ceramics (FIG. 5, 11/12) Second observation window (Figs. 5 and 13) symmetrically positioned with respect to Figs.
And the ceramics (Figs. 5 and 11 /) through the second observation window (Figs. 5 and 13) having a firing furnace (Figs. 5 and 1 /).
12) which emits an electromagnetic wave (Figs. 5 and 10) toward the electromagnetic wave output unit (Figs. 5 and 8) and the electromagnetic waves (Figs. 5 and 10) without being blocked by the ceramics (Figs. 5 and 11/12). , A detection unit (FIGS. 5 and 6) that receives the passing electromagnetic waves that have reached the first observation window (FIGS. 5 and 4) and outputs the reception result, and the firing furnace (FIG. 5) based on the reception result. 1) and a control unit (FIGS. 5 and 7) for controlling the above.

【0024】更に、本発明のセラミックス製造装置は、
前記電磁波は、レーザー光である。
Further, the ceramics manufacturing apparatus of the present invention is
The electromagnetic wave is laser light.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明である燃料電池セル
管の製造方法及びセラミックス製造装置の実施の形態に
関して、添付図面を参照して説明する。本実施例におい
て、円筒型の燃料電池のセルチューブを焼成するセラミ
ックス焼成装置に関して例を示して説明するが、他の寸
法管理を必要とする全てのセラミックス製品の製造に関
して適用が可能である。なお、各実施の形態において同
一又は相当部分には同一の符号を付して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an example of a ceramic firing apparatus for firing a cell tube of a cylindrical fuel cell will be described, but the present invention can be applied to the production of all other ceramic products requiring dimensional control. Note that the same or corresponding portions in the respective embodiments will be described with the same reference numerals.

【0026】(実施例1)本発明である燃料電池セル管
の製造方法及びセラミックス製造装置の第一の実施の形
態の構成について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1) The structure of a first embodiment of a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】従来、セラミック成形体の焼成時における
大きさの制御は、焼成時間と焼成温度により、焼成しな
がら実際の大きさをリアルタイムで観察すること無く行
なわれていた。しかし、本発明では、大きさの制御を、
実際の長さをリアルタイムで観察することで行なう点
が、従来の技術と大きく異なる。すなわち、焼成炉に新
規に設置された観察窓を通して、セラミックス成形体の
長さを観察し、目標長さになった時点で焼成を終了する
こととする。それにより、従来発生していた歩留まりの
問題が解消され、焼成した全てのセラミックス成形体
を、所望の大きさの焼結体とすることが可能となる。
Conventionally, the control of the size of a ceramic molded body during firing has been performed without observing the actual size in real time while firing, depending on the firing time and firing temperature. However, in the present invention, the size control is
The difference from the conventional technique is that the actual length is observed in real time. That is, the length of the ceramic molded body is observed through an observation window newly installed in the firing furnace, and the firing is terminated when the length reaches the target length. As a result, the problem of yield that has occurred in the past can be solved, and all the fired ceramics compacts can be made into sintered compacts of a desired size.

【0028】特に、本実施例で示す燃料電池は、多孔質
の状態で作製する必要のある基体管、燃料極及び空気極
と、緻密に作製する必要のある電解質とを、焼成する基
体管上に同時に積層し、同時に焼成して作製しなければ
ならない。積層された基体管及び各膜の多孔質と緻密と
を同時に満足する最適な大きさの範囲は著しく狭いこと
から、歩留まりに左右される焼成時間と焼成温度による
制御だけでなく、実際の焼成中の成形体の大きさによる
制御は、非常に有効である。
In particular, the fuel cell shown in this example is on a base tube for firing a base tube, a fuel electrode and an air electrode, which need to be manufactured in a porous state, and an electrolyte, which needs to be densely manufactured. Must be simultaneously laminated and fired at the same time. Since the optimum size range for simultaneously satisfying the porosity and the denseness of the laminated base tube and each film is extremely narrow, not only the control by the firing time and firing temperature which depend on the yield but also during the actual firing The control by the size of the molded body of is very effective.

【0029】図1は、本発明である燃料電池セル管の製
造方法及びセラミックス製造装置の第一の実施の形態の
構成を示す図である(但し、焼成炉1については断面図
である)。セラミックス製造装置は、ヒーター2と断熱
材3と観察窓4と成形体取付部5とを有する燃焼炉1
と、検知部6と、制御部7とを有する。
FIG. 1 is a diagram showing the construction of a first embodiment of a method for producing a fuel cell tube and a ceramics producing apparatus according to the present invention (however, the firing furnace 1 is a sectional view). The ceramics manufacturing apparatus includes a combustion furnace 1 having a heater 2, a heat insulating material 3, an observation window 4, and a molded body mounting portion 5.
And a detection unit 6 and a control unit 7.

【0030】焼成炉1は、シート状やチューブ状などの
セラミックスの成形体を焼成するための、電気またはガ
スなどの炉である。制御部7(後述)により、温度(熱
電対などの温度計による、図示せず)、雰囲気(ガスフ
ローメータ、ガスセンサなどによる、図示せず)、ヒー
ター2に投入される電力(電流計、電圧計などによる、
図示せず)またはバーナへの燃料供給流量、セラミック
ス成形体12(後述)の状況(検知部6などによる)な
どを随時把握され、制御が行なわれる。また、制御部7
の有する制御プログラムに基づき、焼成温度を時々刻々
に制御される。
The firing furnace 1 is an electric or gas furnace for firing a ceramic body such as a sheet or tube. Temperature (by a thermometer such as a thermocouple, not shown), atmosphere (by a gas flow meter, gas sensor, etc., not shown), electric power (ammeter, voltage) supplied to the heater 2 by the control unit 7 (described later). According to the total,
The flow rate of fuel supplied to the burner (not shown), the condition of the ceramic molded body 12 (described later) (by the detection unit 6 and the like), etc. are grasped at any time and control is performed. In addition, the control unit 7
The firing temperature is controlled moment by moment on the basis of a control program owned by.

【0031】ヒーター2は、焼成炉1において成形体を
加熱昇温するヒーターである。焼成炉1における試料を
入れる部屋の周辺に設置されている。温度と雰囲気によ
り、様々な加熱方法を使用することが可能である。ただ
し、セラミックス成形体12の焼成は、高温(1000
℃以上)の酸化雰囲気で行なわれるので、電気炉の場合
それに対応する発熱体が用いられる。例えば、Fe−C
r−Al系合金発熱体、Pt−Rh合金発熱体、SiC
発熱体などがある。また電気炉よりもランニングコスト
を下げられるガス(都市ガスなど)炉、重油炉なども使
用可能である。ガス炉、重油炉ともに、燃料をバーナに
より燃焼し加熱する炉である。
The heater 2 is a heater that heats and heats the molded body in the firing furnace 1. It is installed around the room in the firing furnace 1 where the sample is placed. Various heating methods can be used depending on the temperature and atmosphere. However, the firing of the ceramic molded body 12 is performed at a high temperature (1000
In the case of an electric furnace, a heating element corresponding thereto is used because it is performed in an oxidizing atmosphere of (° C. For example, Fe-C
r-Al alloy heating element, Pt-Rh alloy heating element, SiC
There are heating elements. In addition, gas (city gas, etc.) furnaces, heavy oil furnaces, etc. that can lower running costs than electric furnaces can also be used. Both gas furnaces and heavy oil furnaces are furnaces that burn fuel to heat it with a burner.

【0032】断熱材3は、焼成炉1の断熱材である。高
温での焼成において、内部の熱を保持し、外部への熱の
散逸を防止(抑制)する。焼成炉1の全体を包み込むよ
うに取り付けられている。アルミナ、シリカ、マグネシ
ア、ジルコニア、などの多孔質セラミックスが用いられ
る。
The heat insulating material 3 is the heat insulating material of the firing furnace 1. During firing at high temperature, it retains internal heat and prevents (suppresses) heat dissipation to the outside. It is attached so as to enclose the entire firing furnace 1. Porous ceramics such as alumina, silica, magnesia and zirconia are used.

【0033】観察窓4は、外部から焼成炉1内を観察す
るための孔である。孔の大きさは、内部の熱がほとんど
外部に逃げ出さない程度で、かつ、内部の特定部位を観
察可能な大きさである。ただし、前述の条件を満たすた
めに、必要に応じて、孔には、石英ガラスや人工サファ
イアなどの窓が取り付けられている。本実施例では、セ
ラミックス成形体12の目標とする長さの位置に、直径
約1cmの孔が開口し、熱の散逸を防止するために、石
英ガラスがはめ込まれている。
The observation window 4 is a hole for observing the inside of the firing furnace 1 from the outside. The size of the hole is such that almost no heat inside escapes to the outside and a specific site inside can be observed. However, in order to satisfy the above-mentioned conditions, windows such as quartz glass and artificial sapphire are attached to the holes as necessary. In this embodiment, a hole having a diameter of about 1 cm is opened at a target length position of the ceramic molded body 12, and quartz glass is fitted therein to prevent heat dissipation.

【0034】成形体取付部5は、セラミックス成形体1
2の一端部を取り付け、その位置を固定するための治具
である。セラミックス成形体12は、焼成時に全体的に
収縮する。その際、例えばチューブ状のセラミックス成
形体12を焼成することを考えると、固定点が無けれ
ば、直径方向の収縮と共に、両端部が収縮する。従っ
て、チューブの長さを観察するためには、両端部である
2点での観察が必要となる。しかし、一端部を固定して
おけば、そこは動かず、そこに向かって他端部が収縮す
ることになる。すなわち、他端部である1点のみを観察
することで、セラミックス成形体12であるチューブの
焼成炉1内での長さを知ることが可能となる。そして、
その1点の位置を、観察窓4の位置になるように、成形
体取付部5の位置は、自由に制御可能である。成形体取
付部5は、チューブ状のセラミックス成形体12の場合
には、その一端部を固定するための治具である。そし
て、セラミックス成形体12は、そこから吊り下げられ
た格好で、固定され、焼成される。
The molded body mounting portion 5 is a ceramic molded body 1.
This is a jig for attaching one end of No. 2 and fixing its position. The ceramic molded body 12 shrinks entirely during firing. At this time, considering that the tubular ceramics molded body 12 is fired, for example, if there are no fixing points, both ends contract with the contraction in the diameter direction. Therefore, in order to observe the length of the tube, it is necessary to observe at two points at both ends. However, if one end is fixed, it will not move and the other end will contract toward it. That is, by observing only one point which is the other end, it is possible to know the length of the tube which is the ceramic molded body 12 in the firing furnace 1. And
The position of the molded body attaching portion 5 can be freely controlled so that the position of the one point becomes the position of the observation window 4. In the case of the tube-shaped ceramic molded body 12, the molded body mounting portion 5 is a jig for fixing one end portion thereof. Then, the ceramic molded body 12 is fixed and fired in a form suspended from the ceramic molded body 12.

【0035】検知部6は、観察窓4を介して、焼成炉1
内部のセラミックス成形体12の、長さの変化を検知す
るための検知器である。観察窓4から観察される画像を
取り込むことが可能な、CCDカメラなどの撮像器であ
る。必要に応じて、波長を選択するフィルタを用いて、
検知し易くすることも可能である。撮影された画像デー
タは、制御部7に出力される。
The detector 6 is connected to the firing furnace 1 through the observation window 4.
This is a detector for detecting a change in length of the ceramic molded body 12 inside. It is an image pickup device such as a CCD camera capable of capturing an image observed through the observation window 4. If necessary, use a filter to select the wavelength,
It is also possible to make it easier to detect. The captured image data is output to the control unit 7.

【0036】制御部7は、焼成炉1及び検知部6を制御
する制御装置である。制御部7において、焼成炉1のセ
ラミックス成形体12の焼成用のプログラムが入力さ
れ、それに基づいてセラミックス成形体12の焼成が行
なわれる。制御部7は、プログラムに基づいて、ヒータ
ー2を制御し、炉内の温度をコントロールする。一方、
制御部7は、検知部6からの画像データに基づいて、セ
ラミックス成形体12の焼成状況を把握する。そして、
予め設定された長さになったと判断した場合、焼成(温
度保持の状態)を終了し、焼成炉1の温度を降下させ
る。
The control unit 7 is a control device for controlling the firing furnace 1 and the detection unit 6. In the controller 7, a program for firing the ceramic molded body 12 of the firing furnace 1 is input, and the ceramic molded body 12 is fired based on the program. The control unit 7 controls the heater 2 based on the program to control the temperature inside the furnace. on the other hand,
The control unit 7 grasps the firing status of the ceramic molded body 12 based on the image data from the detection unit 6. And
When it is determined that the length has reached the preset length, the firing (state of maintaining the temperature) is ended, and the temperature of the firing furnace 1 is lowered.

【0037】セラミックス成形体12は、破線で表され
ているが、セラミックスの粉末の原料(酸化物、硝酸塩
など)に有機系の溶剤を添加し、スラリ状にしたもの
を、シート状やチューブ状、板状などの形状に成形し、
乾燥したものをいう。すなわち、燒結前の状態のセラミ
ックスである。燒結後に原則的に機械加工をほとんど行
なう必要のない形状を有する。なお、本実施例中では、
焼成炉1内で焼成中のものもセラミックス成形体12
と、表現するものとする。
The ceramic molded body 12 is shown by a broken line. A ceramic powder material (oxide, nitrate, etc.) added with an organic solvent and made into a slurry is formed into a sheet or a tube. , Molded into a plate shape,
It is dried. That is, it is a ceramic in a state before sintering. In principle, it has a shape that requires almost no machining after sintering. In this example,
The ceramic molded body 12 is also being fired in the firing furnace 1.
Is to be expressed.

【0038】セラミックス焼結体11は、セラミックス
成形体12が焼成炉1により焼成され焼結体の状態にな
ったものである。そして、焼成終了後のセラミックスの
ことでもある。原則的には、機械加工はほとんど行なわ
ないが、若干の寸法調整は行なわれる。図においては、
破線で表された大きさのセラミックス成形体12が、焼
成炉1での焼成により、実線で表されたセラミックス成
形体11の大きさに収縮したことを表している。
The ceramic sintered body 11 is obtained by firing the ceramic molded body 12 in the firing furnace 1 into a sintered body. It also means the ceramics after firing. In principle, little machining is done, but some dimensional adjustments are made. In the figure,
This indicates that the ceramic molded body 12 having the size shown by the broken line has contracted to the size of the ceramic molded body 11 shown by the solid line by firing in the firing furnace 1.

【0039】次に、本発明である燃料電池セル管の製造
方法及びセラミックス製造装置の第一の実施の形態の動
作について、図面を参照して説明する。ここでは、図1
及び図2を参照して、燃料電池セルを有する燃料電池セ
ル管としてのセラミックスチューブの製造における、チ
ューブ状のセラミックス成形体12の焼成プロセスを例
にとって説明する。
Next, the operation of the first embodiment of the method for manufacturing a fuel cell tube and the ceramics manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG.
With reference to FIG. 2 and FIG. 2, a firing process of the tubular ceramic molded body 12 in the manufacture of a ceramic tube as a fuel cell tube having a fuel cell will be described as an example.

【0040】まず、良く磨り潰されたセラミックスの粉
末の原料(ジルコニアの粉末など)に有機系の溶剤(添
加剤を含む)を混合し、均一なスラリを形成する。次
に、チューブ状の製品等を作製するために、スラリを押
出し成形器に投入し、押し出しによりチューブ状のセラ
ミックス成形体12を作製する。この時点でのセラミッ
クス成形体12の大きさ及び形状は、この後の焼成によ
り、収縮することを考慮に入れた大きさ及び形状であ
る。加えて、燒結後に原則的に加工を行なう必要のない
形状とする。例えば、チューブ長さについては、全体で
20%の収縮が見込まれる場合、焼結体の長さ(目標長
さ)を1mとすると、1m25cmのセラミックス成形
体を作製する。セラミックス成形体12は、乾燥炉で、
50〜200℃で乾燥される。
First, an organic solvent (including additives) is mixed with a well-polished raw material of ceramic powder (such as zirconia powder) to form a uniform slurry. Next, in order to produce a tubular product or the like, the slurry is put into an extrusion molding machine and extruded to produce a tubular ceramic molded body 12. The size and shape of the ceramic molded body 12 at this point are those taking into consideration shrinkage due to subsequent firing. In addition, in principle, the shape does not need to be processed after sintering. For example, regarding the tube length, when shrinkage of 20% is expected as a whole, assuming that the length (target length) of the sintered body is 1 m, a ceramic molded body of 1 m25 cm is produced. The ceramic molded body 12 is a drying furnace,
It is dried at 50 to 200 ° C.

【0041】続いて、未燒結のセラミックス成形体12
上に、スクリーン印刷により、ペースト状の燃料極(N
i/ジルコニア)を塗布し、乾燥炉で50〜200℃で
乾燥する。燃料極は、チューブ状のセラミックス成形体
12の外周上に、その長手方向に一定の幅毎に縞状に印
刷する。次に、その上にペースト状の電解質(ジルコニ
ア)を重ねて塗布(スクリーン印刷)し、乾燥炉で50
〜200℃で乾燥する。燃料極と同様に、縞状に印刷す
る。ただし、一方向に少しだけずらす。続いて、その上
に、ある縞の電解質と隣の縞の燃料極とをインタコネク
タ膜で接続するように、ペースト状のインタコネクタ
(ランタンクロマイト)を重ねて塗布(スクリーン印
刷)し、乾燥炉で50〜200℃で乾燥する。
Subsequently, the unsintered ceramic molded body 12
Screen-printed on top of the paste fuel electrode (N
i / zirconia), and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven. The fuel electrode is printed on the outer periphery of the tubular ceramic molded body 12 in a striped pattern with a constant width in the longitudinal direction. Next, a paste electrolyte (zirconia) is overlaid and applied (screen printing) on it, and dried in a drying oven at 50
Dry at ~ 200 ° C. Stripes are printed in the same way as the fuel electrode. However, it should be slightly shifted in one direction. Then, a paste-like interconnector (lanthanum chromite) is overlaid and applied (screen printing) on it so that the electrolyte of a certain stripe and the fuel electrode of the adjacent stripe are connected by an interconnector film. And dried at 50-200 ° C.

【0042】電極等の塗布及び乾燥が終了したセラミッ
クス成形体12を、焼成するために、以下のように焼成
炉1にセットする。まず、セラミックス成形体12の焼
成後の目標長さ(セラミックス焼結体11の長さ、例え
ば、1m)に基づいて、成形体取付部5の位置を調整す
る。成形体取付部5の位置は、セラミックス成形体12
を、その一端部を成形体取付部5に固定して焼成する場
合において、セラミックス成形体12が焼成により収縮
し、目標長さに達した時、その端部の位置が、観察窓4
を介して外部から観察して観察窓4の中心にあるような
位置である。すなわち、成形体取付部5の高さから観察
窓4の中心の高さまでの長さが、目標長さ(1m)とな
る。位置の調整については、制御部7に目標長さを入力
することにより、制御部7が自動的に成形体取付部5の
位置を移動させることにより行なう機構を取り付けるこ
とも可能である。
The ceramic molded body 12 on which the electrodes and the like have been applied and dried is set in the firing furnace 1 as follows for firing. First, the position of the molded body mounting portion 5 is adjusted based on the target length of the ceramic molded body 12 after firing (the length of the ceramics sintered body 11, for example, 1 m). The position of the molded body mounting portion 5 is set to the ceramic molded body 12
When one end of the ceramic molded body 12 is fixed to the molded body mounting portion 5 and fired, when the ceramic molded body 12 contracts due to firing and reaches the target length, the position of the end portion is the observation window 4
It is located at the center of the observation window 4 when observed from the outside through. That is, the length from the height of the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4 is the target length (1 m). Regarding the position adjustment, it is possible to attach a mechanism in which the control unit 7 automatically moves the position of the molded body attachment unit 5 by inputting the target length to the control unit 7.

【0043】次に、セラミックス成形体12を成形体取
付部5に取り付ける。制御部7は、制御プログラムに従
って、焼成を開始する。焼成中は、検知部6により焼成
炉1内の状況が、撮影される。その画像データは、制御
部7に出力される。図2を参照して、セラミックス成形
体12の長さをL(1m25cm)とし、目標長さを
〜L(99.5cm〜100.5cm)とする。
制御部7は、焼成炉1をヒーター2で加熱し、曲線dに
示すように適当な昇温速度(例えば1℃/分)で、保持
温度(1200〜1700℃)まで昇温する。そして、
保持温度になったら然るべき時間、その温度を保持す
る。
Next, the ceramic molded body 12 is mounted on the molded body mounting portion 5. The control unit 7 starts firing according to the control program. During firing, the state of the firing furnace 1 is photographed by the detection unit 6. The image data is output to the control unit 7. Referring to FIG. 2, the length of the ceramic molded body 12 and L a (1m25cm), the target length and L M ~L N (99.5cm~100.5cm).
The control unit 7 heats the firing furnace 1 with the heater 2 and raises the temperature to the holding temperature (1200 to 1700 ° C.) at an appropriate temperature rising rate (for example, 1 ° C./minute) as shown by the curve d. And
When the temperature reaches the holding temperature, hold the temperature for an appropriate time.

【0044】その際、セラミックス成形体12は、昇温
と共に、曲線aで示される長さの変化を示しながら、収
縮していく。すわなち、低温では、燒結が起こらないた
め、長さが変わらないが、ある温度から急速に燒結が進
み、収縮する。そして、保持温度になる時間tでは、
収縮の度合いが収まりつつあり、緩やかな収縮が起きて
いる状態である。そして、時間ta1〜ta2の間で、
目標長さL〜L(99.5cm〜100.5cm)
となる。しかし、この時間はセラミックス成形体12の
大きさの歩留まりや、材料の歩留まりなどに影響され、
必ずしも一定ではない。
At this time, the ceramic molded body 12 shrinks as the temperature rises, showing a change in the length shown by the curve a. That is, at low temperature, since the sintering does not occur, the length does not change, but the sintering proceeds rapidly from a certain temperature and shrinks. Then, at the time t 1 when the holding temperature is reached,
The degree of contraction is subsided, and a gentle contraction is occurring. Then, between the time t a1 ~t a2,
Target length L M to L N (99.5 cm to 100.5 cm)
Becomes However, this time is affected by the yield of the size of the ceramic molded body 12 and the yield of the material,
It is not always constant.

【0045】本実施例においては、焼成中のセラミック
ス成形体12の大きさにつき、検知部6が観察窓4を介
してセラミックス成形体12の端部の画像を撮影してい
る。画像データは、制御部7に出力され、解析される。
制御部7は、その解析結果に基づいて、セラミックス成
形体12及びその端部と、それ以外の部分を認識する。
そして、制御部7は、その情報に基づいて、セラミック
ス成形体12の端部が、観察窓4の中心に来た段階で、
焼成温度の保持を終了し、焼成炉1の温度を降下させる
(図2において、t=ta1〜ta2となる)。一定
時間以上焼成温度を保持しても、所定の長さまで収縮し
ないときは、焼成温度を若干高める(10〜100℃)
ことによっても、収縮量の調整は可能である。焼成温度
が降下し始めた時点で、セラミックス成形体12の収縮
は止まる。従って、セラミックス成形体12は、成形体
取付部5から観察窓4の中心の高さまでの、目標長さと
なる。降温は、適当な降温速度(例えば2℃/分)で行
なわれる。
In the present embodiment, the detection unit 6 takes an image of the end of the ceramic molded body 12 through the observation window 4 for the size of the ceramic molded body 12 during firing. The image data is output to the control unit 7 and analyzed.
The control unit 7 recognizes the ceramic molded body 12 and its end portion and the other portions based on the analysis result.
Then, on the basis of the information, the control unit 7 causes the end of the ceramic molded body 12 to reach the center of the observation window 4,
The holding of the firing temperature is completed, and the temperature of the firing furnace 1 is lowered (in FIG. 2, t 2 = t a1 to t a2 ). If it does not shrink to a predetermined length even if the firing temperature is maintained for a certain period of time or more, raise the firing temperature slightly (10 to 100 ° C).
The contraction amount can be adjusted also by this. When the firing temperature begins to drop, the ceramic molded body 12 stops shrinking. Therefore, the ceramic molded body 12 has a target length from the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4. The temperature is lowered at an appropriate rate (for example, 2 ° C./minute).

【0046】焼成は、数日かかる場合もあるが、セラミ
ックス成形体12の長さの観察及び燃焼炉1の降温の判
断は、制御部7が行なうので、余計な労力や手間が発生
しない。しかも、焼成されたセラミックス焼結体11
は、目標長さの範囲に確実に入っているので、歩留まり
が向上する。従って、コストを低減することが可能とな
る。
Although the firing may take several days, the control unit 7 performs the observation of the length of the ceramic molded body 12 and the determination of the temperature decrease of the combustion furnace 1, so that no extra labor or trouble is required. Moreover, the fired ceramics sintered body 11
Is surely within the range of the target length, so that the yield is improved. Therefore, the cost can be reduced.

【0047】次に、焼成されたセラミックス焼結体11
(燃料極−電解質−インタコネクタ形成済)上に、スク
リーン印刷により、ペースト状の空気極を塗布し、乾燥
炉で50〜200℃で乾燥する。電解質上に、電解質と
同様に、その長手方向に一定の幅毎に縞状に、電解質と
同じ方向に少しずらして印刷する。更に、ペースト状の
保護膜(絶縁膜)を、空気極と空気極との間に、両者の
端部に重なる様に塗布し、乾燥炉で50〜200℃で乾
燥する。そして、再び焼成炉1において1000〜14
00℃で焼成する。ここでは、一度焼成していることと
温度を1回目より低くすることにより、基体管の収縮は
起こらない。
Next, the fired ceramics sintered body 11
A pasty air electrode is applied by screen printing onto (the fuel electrode-electrolyte-interconnector formed) and dried at 50 to 200 ° C in a drying oven. Similar to the electrolyte, printing is performed on the electrolyte in a striped pattern with a constant width in the longitudinal direction, with a slight shift in the same direction as the electrolyte. Furthermore, a paste-like protective film (insulating film) is applied between the air electrode so as to overlap the ends of both, and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven. Then, in the firing furnace 1 again, 1000 to 14
Bake at 00 ° C. In this case, the firing of the base body tube does not occur because the firing is performed once and the temperature is set lower than that of the first time.

【0048】以上のプロセスにより、基体管上に燃料電
池セル(インタコネクタ−燃料極−電解質−空気極−イ
ンタコネクタという1つの燃料電池セル)が複数集合し
た燃料電池セル管が完成する。図6に、燃料電池セル管
の断面図を示す。セラミックスで出来ている基体管19
(押出し成形と焼成)上に、燃料極14と電解質15と
空気極16とを有する燃料電池セル13、インタコネク
タ17、保護膜18(全て、スクリーン印刷と焼成)が
形成されている。ただし、図6では、基体管表面の上半
分側の燃料電池セル13しか表現していない。
By the above process, a fuel battery cell tube in which a plurality of fuel battery cells (one fuel battery cell of interconnector-fuel electrode-electrolyte-air electrode-interconnector) are assembled on the base tube is completed. FIG. 6 shows a sectional view of the fuel cell tube. Base tube made of ceramics 19
A fuel cell 13 having a fuel electrode 14, an electrolyte 15, and an air electrode 16, an interconnector 17, and a protective film 18 (all are screen-printed and fired) are formed on (extrusion molding and firing). However, in FIG. 6, only the fuel cells 13 on the upper half side of the surface of the base tube are shown.

【0049】この燃料電池セル管について、燃料ガス及
び酸化剤ガスを供給するための機器に接続し、それらの
配管をガスを供給するガス源に接続する。一方、集電用
の構成部品を燃料電池セル管に接続し、それらの配線を
外部に引き出す。以上により、燃料電池システムが完成
する。
The fuel cell cell pipe is connected to equipment for supplying fuel gas and oxidant gas, and those pipes are connected to a gas source for supplying gas. On the other hand, the components for current collection are connected to the fuel cell tube and their wirings are drawn to the outside. With the above, the fuel cell system is completed.

【0050】以上の本発明により、従来発生していたセ
ラミックス焼結体11の歩留まりの問題が解消され、焼
成された全てのセラミックス焼結体11を、所望の大き
さの焼結体とすることが可能となる。そして、歩留まり
改善によりコストが低減される。すなわち、燃料電池セ
ル管の歩留まりも向上するので、燃料電池のコストを低
減することが可能となる。加えて、これまで寸法のずれ
た燃料電池セル管に合わせて他の部品を作製する必要が
あった場合にも、同一の寸法の部品を使用することが出
来るようになり、同コストや工数を削減することが出
来、納期も短縮することが可能となる。
According to the present invention described above, the problem of the yield of the ceramics sintered body 11 that has conventionally occurred is solved, and all the fired ceramics sintered bodies 11 are made into sintered bodies of a desired size. Is possible. And the cost is reduced by improving the yield. That is, since the yield of the fuel cell tube is also improved, the cost of the fuel cell can be reduced. In addition, even if it was necessary to fabricate other parts in accordance with the fuel cell pipes of different sizes, it is now possible to use parts of the same size, reducing costs and man-hours. It is possible to reduce the number of items and shorten the delivery time.

【0051】(実施例2)以下、本発明である燃料電池
セル管の製造方法及びセラミックス製造装置の第二の実
施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
(Embodiment 2) A second embodiment of the method for producing a fuel cell tube and the ceramic production apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0052】図4は、本発明である燃料電池セル管の製
造方法及びセラミックス製造装置の第二の実施の形態の
構成を示す図である(但し、焼成炉1については断面図
である)。セラミックス製造装置は、ヒーター2と断熱
材3と観察窓4と成形体取付部5とを有する燃焼炉1
と、検知部6と、制御部7と、電磁波出力部としてのレ
ーザー部8と、ハーフミラー9とを有する。
FIG. 4 is a diagram showing the construction of the second embodiment of the method for producing a fuel cell tube and the ceramics producing apparatus of the present invention (however, the firing furnace 1 is a sectional view). The ceramics manufacturing apparatus includes a combustion furnace 1 having a heater 2, a heat insulating material 3, an observation window 4, and a molded body mounting portion 5.
The detection unit 6, the control unit 7, the laser unit 8 as an electromagnetic wave output unit, and the half mirror 9.

【0053】電磁波出力部としてのレーザー部8は、レ
ーザー光を発射するレーザーである。レーザーは、焼成
炉1内での、焼成中の温度による各部材からの熱輻射に
より、反射光が影響されないような波長の光を選択す
る。発射されたレーザー光10は、ハーフミラー9を透
過し、観察窓4より観察窓4の中心の位置において焼成
炉1内に入る。そして、セラミックス成形体12の表面
で反射されるか、又は、セラミックス成形体12の端部
の直近を通過し、レーザー部8から見てセラミックス成
形体12の後側の壁面へ達し乱反射される。セラミック
ス成形体12の表面で反射された場合、その一部は、反
射光として観察窓4から出て、ハーフミラー9に達す
る。そしてそこで反射され、その先の検知部6に入る。
The laser section 8 as an electromagnetic wave output section is a laser for emitting a laser beam. The laser selects light having a wavelength such that reflected light is not affected by thermal radiation from each member due to the temperature during firing in the firing furnace 1. The emitted laser light 10 passes through the half mirror 9 and enters the firing furnace 1 from the observation window 4 at the center of the observation window 4. Then, it is reflected on the surface of the ceramic molded body 12, or passes through the vicinity of the end of the ceramic molded body 12 and reaches the wall surface on the rear side of the ceramic molded body 12 as viewed from the laser section 8 and is diffusely reflected. When reflected on the surface of the ceramic molded body 12, a part of the reflected light exits the observation window 4 and reaches the half mirror 9. Then, the light is reflected there and enters the detection unit 6 ahead.

【0054】ハーフミラー9は、レーザー部8から出力
されたレーザー光10を観察窓4へそのまま透過させ、
かつ、観察窓4方向からの反射光を検知部6方向へ反射
するハーフミラーである。
The half mirror 9 allows the laser beam 10 output from the laser section 8 to pass through the observation window 4 as it is,
In addition, it is a half mirror that reflects the reflected light from the direction of the observation window 4 toward the detector 6.

【0055】検知部6は、観察窓4を介して、レーザー
部8から出力されたレーザー光10がセラミックス成形
体12の表面で反射された反射光を受光するための分光
器である。反射光があれば(あるいはある程度の強度以
上あれば)焼成炉1内部のセラミックス成形体12が予
め設定していた長さに達していないことになる。分光結
果は、制御部7に出力される。なお、レーザー光10に
反応する光センサでも良い。必要に応じて、波長を選択
するフィルタを用いて、検知し易くすることも可能であ
る。
The detection section 6 is a spectroscope for receiving the laser light 10 output from the laser section 8 through the observation window 4 and the reflected light reflected on the surface of the ceramic molded body 12. If there is reflected light (or if it has a certain intensity or more), it means that the ceramic molded body 12 inside the firing furnace 1 has not reached the preset length. The spectral result is output to the control unit 7. An optical sensor that responds to the laser light 10 may be used. If necessary, a filter for selecting a wavelength can be used to facilitate detection.

【0056】制御部7は、焼成炉1及び検知部6を制御
する制御装置である。制御部7において、焼成炉1のセ
ラミックス成形体12の焼成用のプログラムが入力さ
れ、それに基づいてセラミックス成形体12の焼成が行
なわれる。制御部7は、プログラムに基づいて、ヒータ
ー2を制御し、炉内の温度をコントロールする。一方、
制御部7は、検知部6からの分光結果に基づいて、セラ
ミックス成形体12の焼成状況を把握する。そして、予
め設定された長さになったと判断した場合、焼成(温度
保持の状態)を終了し、焼成炉1の温度を降下させる。
The control unit 7 is a control device for controlling the firing furnace 1 and the detection unit 6. In the controller 7, a program for firing the ceramic molded body 12 of the firing furnace 1 is input, and the ceramic molded body 12 is fired based on the program. The control unit 7 controls the heater 2 based on the program to control the temperature inside the furnace. on the other hand,
The control unit 7 grasps the firing status of the ceramic molded body 12 based on the spectral result from the detection unit 6. When it is determined that the length has reached the preset length, the firing (state of maintaining the temperature) is ended, and the temperature of the firing furnace 1 is lowered.

【0057】焼成炉1、ヒーター2、断熱材3、成形体
取付部5、セラミックス焼結体11、セラミックス成形
体12は、実施例1と同様であるのでその説明を省略す
る。
The firing furnace 1, the heater 2, the heat insulating material 3, the molded body mounting portion 5, the ceramics sintered body 11, and the ceramics molded body 12 are the same as those in the first embodiment, and therefore their explanations are omitted.

【0058】次に、本発明である燃料電池セル管の製造
方法及びセラミックス製造装置の第二の実施の形態の動
作について、図面を参照して説明する。ここでは、図4
及び図2を参照して、燃料電池セル13を有する燃料電
池セル管としてのセラミックスチューブの製造におけ
る、チューブ状のセラミックス成形体12の焼成プロセ
スを例にとって説明する。
Next, the operation of the second embodiment of the method for manufacturing a fuel cell tube and the ceramics manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG.
Also, referring to FIG. 2 and FIG. 2, description will be made by taking as an example a firing process of the tubular ceramic molded body 12 in the production of a ceramic tube as a fuel cell tube having the fuel cell 13.

【0059】まず、良く磨り潰されたセラミックスの粉
末の原料(酸化物、硝酸塩など)に有機系の溶剤を添加
し、均一なスラリを形成する。次に、チューブ状の製品
等を作製するために、スラリを押出し成形器に投入し、
押し出しによりチューブ状のセラミックス成形体12を
作製する。この時点でのセラミックス成形体12の大き
さ及び形状は、この後の焼成により、収縮することを考
慮に入れた大きさ及び形状である。加えて、燒結後に原
則的に加工を行なう必要のない形状とする。例えば、チ
ューブ長さについては、全体で20%の収縮が見込まれ
る場合、焼結体の長さ(目標長さ)を1mとすると、1
m25cmのセラミックス成形体を作製する。セラミッ
クス成形体12は、乾燥炉で、50〜200℃で乾燥さ
れる。
First, an organic solvent is added to raw materials (oxides, nitrates, etc.) of well-polished ceramic powder to form a uniform slurry. Next, in order to produce a tubular product or the like, the slurry is put into an extrusion molding machine,
A tubular ceramic molded body 12 is produced by extrusion. The size and shape of the ceramic molded body 12 at this point are those taking into consideration shrinkage due to subsequent firing. In addition, in principle, the shape does not need to be processed after sintering. For example, with regard to the tube length, when shrinkage of 20% is expected as a whole, if the length of the sintered body (target length) is 1 m, then 1
A ceramic molded body of m25 cm is prepared. The ceramic molded body 12 is dried at 50 to 200 ° C. in a drying furnace.

【0060】続いて、未燒結のセラミックス成形体12
上に、スクリーン印刷により、ペースト状の燃料極(N
i/ジルコニア)を塗布し、乾燥炉で50〜200℃で
乾燥する。燃料極は、チューブ状のセラミックス成形体
12の外周上に、その長手方向に一定の幅毎に縞状に印
刷する。次に、その上にペースト状の電解質(ジルコニ
ア)を重ねて塗布(スクリーン印刷)し、乾燥炉で50
〜200℃で乾燥する。燃料極と同様に、縞状に印刷す
る。ただし、一方向に少しだけずらす。続いて、その上
に、ある縞の電解質と隣の縞の燃料極とをインタコネク
タ膜で接続するように、ペースト状のインタコネクタ
(ランタンクロマイト)を重ねて塗布(スクリーン印
刷)し、乾燥炉で50〜200℃で乾燥する。
Subsequently, the unsintered ceramic compact 12
Screen-printed on top of the paste fuel electrode (N
i / zirconia), and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven. The fuel electrode is printed on the outer periphery of the tubular ceramic molded body 12 in a striped pattern with a constant width in the longitudinal direction. Next, a paste electrolyte (zirconia) is overlaid and applied (screen printing) on it, and dried in a drying oven at 50
Dry at ~ 200 ° C. Stripes are printed in the same way as the fuel electrode. However, it should be slightly shifted in one direction. Then, a paste-like interconnector (lanthanum chromite) is overlaid and applied (screen printing) on it so that the electrolyte of a certain stripe and the fuel electrode of the adjacent stripe are connected by an interconnector film. And dried at 50-200 ° C.

【0061】電極等の塗布及び乾燥が終了したセラミッ
クス成形体12を、焼成するために、以下のように焼成
炉1にセットする。まず、セラミックス成形体12の焼
成後の目標長さ(セラミックス焼結体11の長さ、例え
ば、1m)に基づいて、成形体取付部5の位置を調整す
る。成形体取付部5の位置は、セラミックス成形体12
を、その一端部を成形体取付部5に固定して焼成する場
合において、セラミックス成形体12が焼成により収縮
し、目標長さに達した時、その端部の位置が、観察窓4
を介して外部から観察して観察窓4の中心にあるような
位置である。すなわち、成形体取付部5の高さから観察
窓4の中心の高さまでの長さが、目標長さとなる。位置
の調整は、制御部7に目標長さを入力することにより、
制御部7が自動的に成形体取付部5の位置を移動させる
ことにより行なう機構を取り付けることも可能である。
The ceramic molded body 12 on which the electrodes and the like have been applied and dried is set in the firing furnace 1 as follows for firing. First, the position of the molded body mounting portion 5 is adjusted based on the target length of the ceramic molded body 12 after firing (the length of the ceramics sintered body 11, for example, 1 m). The position of the molded body mounting portion 5 is set to the ceramic molded body 12
When one end of the ceramic molded body 12 is fixed to the molded body mounting portion 5 and fired, when the ceramic molded body 12 contracts due to firing and reaches the target length, the position of the end portion is the observation window 4
It is located at the center of the observation window 4 when observed from the outside through. That is, the length from the height of the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4 is the target length. The position is adjusted by inputting the target length into the control unit 7.
It is also possible to attach a mechanism that is performed by the control unit 7 automatically moving the position of the molded body attachment unit 5.

【0062】次に、セラミックス成形体12を成形体取
付部5に取り付ける。制御部7は、制御プログラムに従
って、焼成を開始する。焼成中は、検知部6により焼成
炉1内の状況が、レーザー部8からのレーザー光10の
照射による反射光に基づき検知される。その分光結果
は、制御部7に出力される。図2を参照して、セラミッ
クス成形体12の長さをL(1m25cm)とし、目
標長さをL〜L(99.5cm〜100.5cm)
とする。制御部7は、焼成炉1をヒーター2で加熱し、
曲線dに示すように適当な昇温速度(例えば1℃/分)
で、保持温度(1200〜1700℃)まで昇温する。
そして、保持温度になったら然るべき時間、その温度を
保持する。
Next, the ceramic molded body 12 is attached to the molded body mounting portion 5. The control unit 7 starts firing according to the control program. During firing, the detection unit 6 detects the condition inside the firing furnace 1 based on the reflected light of the laser beam 10 emitted from the laser unit 8. The spectral result is output to the control unit 7. Referring to FIG. 2, the length of the ceramic molded body 12 and L a (1m25cm), the target length L M ~L N (99.5cm~100.5cm)
And The control unit 7 heats the firing furnace 1 with the heater 2,
An appropriate heating rate (for example, 1 ° C / min) as shown by the curve d
Then, the temperature is raised to the holding temperature (1200 to 1700 ° C.).
Then, when the holding temperature is reached, the temperature is held for an appropriate time.

【0063】その際、セラミックス成形体12は、昇温
と共に、曲線aで示される長さの変化を示しながら、収
縮していく。すわなち、低温では、燒結が起こらないた
め、長さが変わらないが、ある温度から急速に燒結が進
み、収縮する。そして、保持温度になる時間tでは、
収縮の度合いが収まりつつあり、緩やかな収縮が起きて
いる状態である。そして、時間ta1〜ta2の間で、
目標長さL〜L(99.5cm〜100.5cm)
となる。しかし、この時間はセラミックス成形体12の
大きさの歩留まりや、材料の歩留まりなどに影響され、
必ずしも一定ではない。
At this time, the ceramic molded body 12 shrinks as the temperature rises, showing a change in the length shown by the curve a. That is, at low temperature, since the sintering does not occur, the length does not change, but the sintering proceeds rapidly from a certain temperature and shrinks. Then, at the time t 1 when the holding temperature is reached,
The degree of contraction is subsided, and a gentle contraction is occurring. Then, between the time t a1 ~t a2,
Target length L M to L N (99.5 cm to 100.5 cm)
Becomes However, this time is affected by the yield of the size of the ceramic molded body 12 and the yield of the material,
It is not always constant.

【0064】本実施例においては、焼成中のセラミック
ス成形体12の大きさにつき、レーザー部8がレーザー
光10を発射し、検知部6においてその反射光を常に観
察している。レーザー光10は、観察窓4の中心の位
置、すなわち、セラミックス成形体12上の目標長さ位
置を照射するように出力される。ただし、レーザー光1
0を常時出力するのでは無く、例えば図2における焼成
温度の保持が始まる時間tから、レーザー光10を出
力するようにする。これにより、不必要なレーザー光1
0の出力を押さえることが出来る。また、目標長さ付近
での収縮速度は、予測できるので、それに合わせて、レ
ーザー光10の発射間隔を広げる。すなわち、目標長さ
での許容誤差を1cm、その長さ付近での収縮速度を1
cm/時間とすれば、30分に1回程度の出力で十分で
ある。それにより、不必要なレーザー光10の出力を押
さえることが出来る。
In the present embodiment, the laser section 8 emits the laser beam 10 according to the size of the ceramic molded body 12 during firing, and the reflected light is constantly observed at the detection section 6. The laser light 10 is output so as to irradiate the center position of the observation window 4, that is, the target length position on the ceramic molded body 12. However, laser light 1
Instead of constantly outputting 0, the laser light 10 is output from time t 1 at which the holding of the firing temperature in FIG. 2 starts, for example. This makes unnecessary laser light 1
The output of 0 can be suppressed. Further, since the contraction speed near the target length can be predicted, the firing interval of the laser light 10 is widened accordingly. That is, the permissible error at the target length is 1 cm, and the contraction speed near that length is 1 cm.
In cm / hour, an output of about once every 30 minutes is sufficient. Thereby, the unnecessary output of the laser beam 10 can be suppressed.

【0065】レーザー光10の反射光は、ハーフミラー
9で反射され、検知部6である分光器において測定され
る。そしてその分光結果が、制御部7へ出力され、解析
される。制御部7は、その解析結果に基づいて、その反
射光がセラミックス成形体12からのものか、それ以外
の部分からのものかを判断する。そして、制御部7は、
その情報に基づいて、反射光がセラミックス成形体12
以外からのものと判断した最初の時点で、焼成温度の保
持を終了し、焼成炉1の温度を降下させる(図2におい
て、t=ta1〜ta2となる)。一定時間以上焼成
温度を保持しても、所定の長さまで収縮しないときは、
焼成温度を若干高める(10〜100℃)ことによって
も、収縮量の調整は可能である。焼成温度が降下し始め
た時点で、セラミックス成形体12の収縮は止まる。従
って、セラミックス成形体12は、成形体取付部5から
観察窓4の中心の高さまでの、目標長さとなる。降温
は、適当な降温速度(例えば2℃/分)で行なわれる。
The reflected light of the laser light 10 is reflected by the half mirror 9 and measured by the spectroscope which is the detector 6. Then, the spectral result is output to the control unit 7 and analyzed. Based on the analysis result, the control unit 7 determines whether the reflected light is from the ceramic molded body 12 or from other portions. Then, the control unit 7
Based on the information, the reflected light reflects the ceramic molded body 12
At the first time when it is determined that the temperature is other than the above, the holding of the firing temperature is terminated, and the temperature of the firing furnace 1 is lowered (in FIG. 2, t 2 = t a1 to ta a2 ). If it does not shrink to a specified length even if the firing temperature is maintained for a certain period of time,
The shrinkage amount can be adjusted by slightly increasing the firing temperature (10 to 100 ° C.). When the firing temperature begins to drop, the ceramic molded body 12 stops shrinking. Therefore, the ceramic molded body 12 has a target length from the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4. The temperature is lowered at an appropriate rate (for example, 2 ° C./minute).

【0066】焼成は、数日かかる場合もがあるが、セラ
ミックス成形体12の長さの観察及び焼成炉1の降温の
判断は、制御部7が行なうので、余計な労力や手間が発
生しない。しかも、焼成されたセラミックス焼結体11
は、目標長さの範囲に確実に入っているので、歩留まり
が向上する。従って、コストを低減することが可能とな
る。
The firing may take several days, but the control unit 7 observes the length of the ceramic molded body 12 and determines the temperature decrease of the firing furnace 1. Therefore, no extra labor or trouble is required. Moreover, the fired ceramics sintered body 11
Is surely within the range of the target length, so that the yield is improved. Therefore, the cost can be reduced.

【0067】次に、焼成されたセラミックス焼結体11
(燃料極−電解質−インタコネクタ形成済)上に、スク
リーン印刷により、ペースト状の空気極を塗布し、乾燥
炉50〜で200℃で乾燥する。電解質上に、電解質と
同様に、その長手方向に一定の幅毎に縞状に、電解質と
同じ方向に少しずらして印刷する。更に、ペースト状の
保護膜(絶縁膜)を、空気極と空気極との間に、両者の
端部に重なる様に塗布し、乾燥炉で50〜200℃で乾
燥する。そして、再び焼成炉1において1000〜14
00℃で焼成する。ここでは、一度焼成していることと
温度を1回目より低くすることにより、基体管の収縮は
起こらない。
Next, the fired ceramics sintered body 11
A pasty air electrode is applied by screen printing onto (the fuel electrode-electrolyte-interconnector formed) and dried at 200 ° C in a drying oven 50-. Similar to the electrolyte, printing is performed on the electrolyte in a striped pattern with a constant width in the longitudinal direction, with a slight shift in the same direction as the electrolyte. Furthermore, a paste-like protective film (insulating film) is applied between the air electrode so as to overlap the ends of both, and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven. Then, in the firing furnace 1 again, 1000 to 14
Bake at 00 ° C. In this case, the firing of the base body tube does not occur because the firing is performed once and the temperature is set lower than that of the first time.

【0068】以上のプロセスにより、基体管上に燃料電
池セル(インタコネクタ−燃料極−電解質−空気極−イ
ンタコネクタという1つの燃料電池セル)が複数集合し
た燃料電池セル管が完成する。図6に、燃料電池セル管
の断面図を示す。セラミックスで出来ている基体管19
(押出し成形と焼成)上に、燃料極14と電解質15と
空気極16とを有する燃料電池セル13、インタコネク
タ17、保護膜18(全て、スクリーン印刷と焼成)が
形成されている。ただし、図6では、基体管表面の上半
分側の燃料電池セル13しか表現していない。
By the above process, a fuel battery cell tube in which a plurality of fuel battery cells (one fuel battery cell of interconnector-fuel electrode-electrolyte-air electrode-interconnector) are assembled on the base tube is completed. FIG. 6 shows a sectional view of the fuel cell tube. Base tube made of ceramics 19
A fuel cell 13 having a fuel electrode 14, an electrolyte 15, and an air electrode 16, an interconnector 17, and a protective film 18 (all are screen-printed and fired) are formed on (extrusion molding and firing). However, in FIG. 6, only the fuel cells 13 on the upper half side of the surface of the base tube are shown.

【0069】この燃料電池セル管について、燃料ガス及
び酸化剤ガスを供給するための機器に接続し、ガスを供
給するガス源にそれらの配管を接続する。一方、集電用
の構成部品を燃料電池セル管に接続し、それらの配線を
外部に引き出す。以上により、燃料電池システムが完成
する。
The fuel cell cell pipe is connected to a device for supplying fuel gas and oxidant gas, and those pipes are connected to a gas source for supplying gas. On the other hand, the components for current collection are connected to the fuel cell tube and their wirings are drawn to the outside. With the above, the fuel cell system is completed.

【0070】以上の本発明により、従来発生していたセ
ラミックス焼結体11の歩留まりの問題が解消され、焼
成された全てのセラミックス焼結体11を、所望の大き
さの焼結体とすることが可能となる。そして、歩留まり
改善によりコストが低減される。すなわち、燃料電池セ
ル管の歩留まりも向上するので、燃料電池のコストを低
減することが可能となる。加えて、これまで寸法のずれ
た燃料電池セル管に合わせて他の部品を作製する必要が
あった場合にも、同一の寸法の部品を使用することが出
来るようになり、同コストや工数を削減することが出
来、納期も短縮することが可能となる。
According to the present invention described above, the problem of the yield of the ceramics sintered body 11 that has been conventionally generated is solved, and all the fired ceramics sintered bodies 11 are made into sintered bodies of a desired size. Is possible. And the cost is reduced by improving the yield. That is, since the yield of the fuel cell tube is also improved, the cost of the fuel cell can be reduced. In addition, even if it was necessary to fabricate other parts in accordance with the fuel cell pipes of different sizes, it is now possible to use parts of the same size, reducing costs and man-hours. It is possible to reduce the number of items and shorten the delivery time.

【0071】なお、レーザー光10の反射光を利用する
のではなく、図5に示すような透過光を用いることも可
能である。すなわち、第2観察窓20からレーザー部8
によりセラミックス成形体12へレーザー光10を発射
し、その焼成炉1をセラミックス成形体12に遮られず
に通過したレーザー光10を、第1観察窓としての観察
窓4を介して検知部6で受光する。この場合には、目標
長さになったかどうかの判断は、レーザー部8からのレ
ーザー光10を最初に検知部6で検知した時点をもって
行なう。
Instead of utilizing the reflected light of the laser light 10, it is also possible to use transmitted light as shown in FIG. That is, from the second observation window 20 to the laser section 8
Laser beam 10 is emitted to the ceramic molded body 12 by means of the laser beam 10 that has passed through the firing furnace 1 without being blocked by the ceramic molded body 12, and is detected by the detection unit 6 via the observation window 4 as the first observation window. Receive light. In this case, the determination as to whether or not the target length is reached is made at the time when the laser light 10 from the laser unit 8 is first detected by the detection unit 6.

【0072】また、本実施例のレーザー部8は、必ずし
もレーザーである必要は無く、セラミックス成形体を透
過できない波長の電磁波であれば良い。そして、検知部
8もそれに対応して、その電磁波を検知できるようなセ
ンサや分光器であれば良い。
Further, the laser section 8 of the present embodiment does not necessarily have to be a laser, but may be an electromagnetic wave having a wavelength that cannot pass through the ceramic molded body. The detecting unit 8 may be a sensor or a spectroscope that can detect the electromagnetic wave correspondingly.

【0073】(実施例3)本発明である燃料電池セル管
の製造方法及びセラミックス製造装置の第三の実施の形
態の構成について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 3) The construction of a third embodiment of the method for producing a fuel cell tube and the ceramics producing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0074】図1は、本発明である燃料電池セル管の製
造方法及びセラミックス製造装置の第一の実施の形態の
構成を示す図である(但し、焼成炉1については断面図
である)。セラミックス製造装置は、ヒーター2と断熱
材3と観察窓4と成形体取付部5とを有する燃焼炉1
と、検知部6と、制御部7とを有する。
FIG. 1 is a view showing the structure of a first embodiment of a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus according to the present invention (however, the firing furnace 1 is a sectional view). The ceramics manufacturing apparatus includes a combustion furnace 1 having a heater 2, a heat insulating material 3, an observation window 4, and a molded body mounting portion 5.
And a detection unit 6 and a control unit 7.

【0075】焼成炉1、ヒータ2、断熱材3、観察窓
4、成形体取付部5、検知部6、制御部7、セラミック
ス焼結体11、セラミックス成形体12は、実施例1と
同様であるのでその説明を省略する。
The firing furnace 1, the heater 2, the heat insulating material 3, the observation window 4, the molded body mounting portion 5, the detection portion 6, the control portion 7, the ceramic sintered body 11, and the ceramic molded body 12 are the same as in the first embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted.

【0076】次に、本発明である燃料電池セル管の製造
方法及びセラミックス製造装置の第三の実施の形態の動
作について、図面を参照して説明する。ここでは、図1
及び図2を参照して、燃料電池セル13を有する燃料電
池セル管としてのセラミックスチューブの製造におけ
る、チューブ状のセラミックス成形体12の焼成プロセ
スを例にとって説明する。
Next, the operation of the third embodiment of the method for manufacturing a fuel cell tube and the ceramics manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG.
Also, referring to FIG. 2 and FIG. 2, description will be made by taking as an example a firing process of the tubular ceramic molded body 12 in the production of a ceramic tube as a fuel cell tube having the fuel cell 13.

【0077】まず、良く磨り潰されたセラミックスの粉
末の原料(酸化物、硝酸塩など)に有機系の溶剤を添加
し、均一なスラリを形成する。次に、チューブ状の製品
等を作製するために、スラリを押出し成形器に投入し、
押し出しによりチューブ状のセラミックス成形体12を
作製する。この時点でのセラミックス成形体12の大き
さ及び形状は、この後の焼成により、収縮することを考
慮に入れた大きさ及び形状である。加えて、燒結後に原
則的に加工を行なう必要のない形状とする。例えば、チ
ューブ長さについては、全体で20%の収縮が見込まれ
る場合、焼結体の長さ(目標長さ)を1mとすると、1
m25cmのセラミックス成形体を作製する。セラミッ
クス成形体12は、乾燥炉で、50〜200℃で乾燥さ
れる。
First, an organic solvent is added to a well-ground ceramic powder raw material (oxide, nitrate, etc.) to form a uniform slurry. Next, in order to produce a tubular product or the like, the slurry is put into an extrusion molding machine,
A tubular ceramic molded body 12 is produced by extrusion. The size and shape of the ceramic molded body 12 at this point are those taking into consideration shrinkage due to subsequent firing. In addition, in principle, the shape does not need to be processed after sintering. For example, with regard to the tube length, when shrinkage of 20% is expected as a whole, if the length of the sintered body (target length) is 1 m, then 1
A ceramic molded body of m25 cm is prepared. The ceramic molded body 12 is dried at 50 to 200 ° C. in a drying furnace.

【0078】続いて、未燒結のセラミックス成形体12
上に、スクリーン印刷により、ペースト状の燃料極(N
i/ジルコニア)を塗布し、乾燥炉で50〜200℃で
乾燥する。燃料極は、チューブ状のセラミックス成形体
12の外周上に、その長手方向に一定の幅毎に縞状に印
刷する。次に、その上にペースト状の電解質(ジルコニ
ア)を重ねて塗布(スクリーン印刷)し、乾燥炉で50
〜200℃で乾燥する。燃料極と同様に、縞状に印刷す
る。ただし、一方向に少しだけずらす。続いて、その上
に、ある縞の電解質と隣の縞の燃料極とをインタコネク
タ膜で接続するように、ペースト状のインタコネクタ
(ランタンクロマイト)を重ねて塗布(スクリーン印
刷)し、乾燥炉で50〜200℃で乾燥する。さらに、
その上にある縞の燃料極とインタコネクタ膜とを接続す
るように、ペースト状の空気極を重ねて塗布(スクリー
ン印刷)し、乾燥炉で50〜200℃で乾燥する。
Subsequently, the unsintered ceramic compact 12
Screen-printed on top of the paste fuel electrode (N
i / zirconia), and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven. The fuel electrode is printed on the outer periphery of the tubular ceramic molded body 12 in a striped pattern with a constant width in the longitudinal direction. Next, a paste electrolyte (zirconia) is overlaid and applied (screen printing) on it, and dried in a drying oven at 50
Dry at ~ 200 ° C. Stripes are printed in the same way as the fuel electrode. However, it should be slightly shifted in one direction. Then, a paste-like interconnector (lanthanum chromite) is overlaid and applied (screen printing) on it so that the electrolyte of a certain stripe and the fuel electrode of the adjacent stripe are connected by an interconnector film. And dried at 50-200 ° C. further,
A paste-like air electrode is overlaid and applied (screen printing) so as to connect the striped fuel electrode and the interconnector film, and dried at 50 to 200 ° C. in a drying oven.

【0079】電極等の塗布及び乾燥が終了したセラミッ
クス成形体12を、焼成するために、以下のように焼成
炉1にセットする。まず、セラミックス成形体12の焼
成後の目標長さ(セラミックス焼結体11の長さ、例え
ば、1m)に基づいて、成形体取付部5の位置を調整す
る。成形体取付部5の位置は、セラミックス成形体12
を、その一端部を成形体取付部5に固定して焼成する場
合において、セラミックス成形体12が焼成により収縮
し、目標長さに達した時、その端部の位置が、観察窓4
を介して外部から観察して観察窓4の中心にあるような
位置である。すなわち、成形体取付部5の高さから観察
窓4の中心の高さまでの長さが、目標長さとなる。位置
の調整は、制御部7に目標長さを入力することにより、
制御部7が自動的に成形体取付部5の位置を移動させる
ことにより行なう機構を取り付けることも可能である。
The ceramic molded body 12 on which the electrodes and the like have been applied and dried is set in the firing furnace 1 as follows for firing. First, the position of the molded body mounting portion 5 is adjusted based on the target length of the ceramic molded body 12 after firing (the length of the ceramics sintered body 11, for example, 1 m). The position of the molded body mounting portion 5 is set to the ceramic molded body 12
When one end of the ceramic molded body 12 is fixed to the molded body mounting portion 5 and fired, when the ceramic molded body 12 contracts due to firing and reaches the target length, the position of the end portion is the observation window 4
It is located at the center of the observation window 4 when observed from the outside through. That is, the length from the height of the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4 is the target length. The position is adjusted by inputting the target length into the control unit 7.
It is also possible to attach a mechanism that is performed by the control unit 7 automatically moving the position of the molded body attachment unit 5.

【0080】次に、セラミックス成形体12を成形体取
付部5に取り付ける。制御部7は、制御プログラムに従
って、焼成を開始する。焼成中は、検知部6により焼成
炉1内の状況が、撮影される。その画像データは、制御
部7に出力される。図2を参照して、セラミックス成形
体12の長さをL(1m25cm)とし、目標長さを
〜L(99.5cm〜100.5cm)とする。
制御部7は、焼成炉1をヒーター2で加熱し、曲線dに
示すように適当な昇温速度(例えば1℃/分)で、保持
温度(1200〜1700℃)まで昇温する。そして、
保持温度になったら然るべき時間、その温度を保持す
る。
Next, the ceramic molded body 12 is attached to the molded body mounting portion 5. The control unit 7 starts firing according to the control program. During firing, the state of the firing furnace 1 is photographed by the detection unit 6. The image data is output to the control unit 7. Referring to FIG. 2, the length of the ceramic molded body 12 and L a (1m25cm), the target length and L M ~L N (99.5cm~100.5cm).
The control unit 7 heats the firing furnace 1 with the heater 2 and raises the temperature to the holding temperature (1200 to 1700 ° C.) at an appropriate temperature rising rate (for example, 1 ° C./minute) as shown by the curve d. And
When the temperature reaches the holding temperature, hold the temperature for an appropriate time.

【0081】その際、セラミックス成形体12は、昇温
と共に、曲線aで示される長さの変化を示しながら、収
縮していく。すわなち、低温では、燒結が起こらないた
め、長さが変わらないが、ある温度から急速に燒結が進
み、収縮する。そして、保持温度になる時間tでは、
収縮の度合いが収まりつつあり、緩やかな収縮が起きて
いる状態である。そして、時間ta1〜ta2の間で、
目標長さL〜L(99.5cm〜100.5cm)
となる。しかし、この時間はセラミックス成形体12の
大きさの歩留まりや、材料の歩留まりなどに影響され、
必ずしも一定ではない。
At this time, the ceramic molded body 12 shrinks as the temperature rises, showing a change in length shown by the curve a. That is, at low temperature, since the sintering does not occur, the length does not change, but the sintering proceeds rapidly from a certain temperature and shrinks. Then, at the time t 1 when the holding temperature is reached,
The degree of contraction is subsided, and a gentle contraction is occurring. Then, between the time t a1 ~t a2,
Target length L M to L N (99.5 cm to 100.5 cm)
Becomes However, this time is affected by the yield of the size of the ceramic molded body 12 and the yield of the material,
It is not always constant.

【0082】本実施例においては、焼成中のセラミック
ス成形体12の大きさにつき、検知部6が観察窓4を介
してセラミックス成形体12の端部の画像を撮影してい
る。画像データは、制御部7に出力され、解析される。
制御部7は、その解析結果に基づいて、セラミックス成
形体12及びその端部と、それ以外の部分を認識する。
そして、制御部7は、その情報に基づいて、セラミック
ス成形体12の端部が、観察窓4の中心に来た段階で、
焼成温度の保持を終了し、焼成炉1の温度を降下させる
(図2において、t=ta1〜ta2となる)。一定
時間以上焼成温度を保持しても、所定の長さまで収縮し
ないときは、焼成温度を若干高める(10〜100℃)
ことによっても、収縮量の調整は可能である。焼成温度
が降下し始めた時点で、セラミックス成形体12の収縮
は止まる。従って、セラミックス成形体12は、成形体
取付部5から観察窓4の中心の高さまでの、目標長さと
なる。降温は、適当な降温速度(例えば2℃/分)で行
なわれる。
In the present embodiment, the detection unit 6 photographs the end portion of the ceramic molded body 12 through the observation window 4 for the size of the ceramic molded body 12 during firing. The image data is output to the control unit 7 and analyzed.
The control unit 7 recognizes the ceramic molded body 12 and its end portion and the other portions based on the analysis result.
Then, on the basis of the information, the control unit 7 causes the end of the ceramic molded body 12 to reach the center of the observation window 4,
The holding of the firing temperature is completed, and the temperature of the firing furnace 1 is lowered (in FIG. 2, t 2 = t a1 to t a2 ). If it does not shrink to a predetermined length even if the firing temperature is maintained for a certain period of time or more, raise the firing temperature slightly (10 to 100 ° C).
The contraction amount can be adjusted also by this. When the firing temperature begins to drop, the ceramic molded body 12 stops shrinking. Therefore, the ceramic molded body 12 has a target length from the molded body mounting portion 5 to the height of the center of the observation window 4. The temperature is lowered at an appropriate rate (for example, 2 ° C./minute).

【0083】焼成は、数日かかる場合もあるが、セラミ
ックス成形体12の長さの観察及び燃焼炉1の降温の判
断は、制御部7が行なうので、余計な労力や手間が発生
しない。しかも、焼成されたセラミックス焼結体11
は、目標長さの範囲に確実に入っているので、歩留まり
が向上する。従って、コストを低減することが可能とな
る。
The firing may take several days, but the control unit 7 performs the observation of the length of the ceramic molded body 12 and the determination of the temperature decrease of the combustion furnace 1, so that no extra labor or trouble is generated. Moreover, the fired ceramics sintered body 11
Is surely within the range of the target length, so that the yield is improved. Therefore, the cost can be reduced.

【0084】以上のプロセスにより、基体管上に燃料電
池セル(インタコネクタ−燃料極−電解質−空気極−イ
ンタコネクタという1つの燃料電池セル)が複数集合し
た燃料電池セル管が完成する。図6に、燃料電池セル管
の断面図を示す。セラミックスで出来ている基体管19
(押出し成形と焼成)上に、燃料極14と電解質15と
空気極16とを有する燃料電池セル13、インタコネク
タ17、保護膜18(全て、スクリーン印刷と焼成)が
形成されている。ただし、図6では、基体管表面の上半
分側の燃料電池セル13しか表現していない。
By the above process, a fuel battery cell tube in which a plurality of fuel battery cells (one fuel battery cell of interconnector-fuel electrode-electrolyte-air electrode-interconnector) are assembled on the base tube is completed. FIG. 6 shows a sectional view of the fuel cell tube. Base tube made of ceramics 19
A fuel cell 13 having a fuel electrode 14, an electrolyte 15, and an air electrode 16, an interconnector 17, and a protective film 18 (all are screen-printed and fired) are formed on (extrusion molding and firing). However, in FIG. 6, only the fuel cells 13 on the upper half side of the surface of the base tube are shown.

【0085】この燃料電池セル管について、燃料ガス及
び酸化剤ガスを供給するための機器に接続し、それらの
配管をガスを供給するガス源に接続する。一方、集電用
の構成部品を燃料電池セル管に接続し、それらの配線を
外部に引き出す。以上により、燃料電池システムが完成
する。
The fuel cell tube is connected to a device for supplying the fuel gas and the oxidant gas, and those pipes are connected to a gas source for supplying the gas. On the other hand, the components for current collection are connected to the fuel cell tube and their wirings are drawn to the outside. With the above, the fuel cell system is completed.

【0086】以上の本発明により、従来発生していたセ
ラミックス焼結体11の歩留まりの問題が解消され、焼
成された全てのセラミックス焼結体11を、所望の大き
さの焼結体とすることが可能となる。そして、歩留まり
改善によりコストが低減される。すなわち、燃料電池セ
ル管の歩留まりも向上するので、燃料電池のコストを低
減することが可能となる。また空気極も一体焼成を行う
ことで、製造工数が低減するためコストが低減される。
加えて、これまで寸法のずれた燃料電池セル管に合わせ
て他の部品を作製する必要があった場合にも、同一の寸
法の部品を使用することが出来るようになり、同コスト
や工数を削減することが出来、納期も短縮することが可
能となる。
According to the present invention described above, the problem of the yield of the ceramics sintered body 11 that has been conventionally generated is solved, and all the sintered ceramics sintered bodies 11 are made into sintered bodies of a desired size. Is possible. And the cost is reduced by improving the yield. That is, since the yield of the fuel cell tube is also improved, the cost of the fuel cell can be reduced. Moreover, since the air electrode is also integrally fired, the number of manufacturing steps is reduced, so that the cost is reduced.
In addition, even if it was necessary to fabricate other parts in accordance with the fuel cell pipes of different sizes, it is now possible to use parts of the same size, reducing costs and man-hours. It is possible to reduce the number of items and shorten the delivery time.

【0087】なお本実施例の基体管/燃料極/電解質/
インタコネクタ/空気極の一体焼成を行う製造方法は、
実施例2の製造設備にも適用可能である。
The base tube / fuel electrode / electrolyte of this embodiment /
The manufacturing method of integrally firing the interconnector / air electrode is
It is also applicable to the manufacturing equipment of the second embodiment.

【0088】実施例1、実施例2及び実施例3において
は、観察窓4は、焼成炉1内の1点でセラミックス成形
体12を観察しているが、図3(焼成炉1の外観模式
図)に示すように、焼成炉1の側面にスリット状に観察
窓4を形成し、広い範囲で内部を観察することを可能に
すれば、広い範囲で長さ制御を行なうことが可能であ
る。また、図5の場合では、焼成炉1の両側にスリット
状の観察窓4を設ければ良い。
In Examples 1, 2 and 3, the observation window 4 is used to observe the ceramic molded body 12 at one point in the firing furnace 1, but FIG. As shown in the figure), if the observation window 4 is formed in a slit shape on the side surface of the firing furnace 1 so that the inside can be observed in a wide range, the length can be controlled in a wide range. . Further, in the case of FIG. 5, slit-shaped observation windows 4 may be provided on both sides of the firing furnace 1.

【0089】また、実施例1、実施例2及び実施例3に
おいては、チューブ状のセラミックス成形体12につい
て、説明したが、シート状や板状のような形状において
も、実行が可能である。例えば、一端部を固定し難いシ
ートや板の場合、図3で示すようなスリット状の観察窓
4を横方向に有する横型焼成炉1(セラミックス成形体
12を横たえてセットするタイプ、実施例1、2は縦型
焼成炉)において、セラミックス成形体12の一辺につ
いて両端部を2つの検知部6で検知させることにより、
一辺の長さの検知を実行することが出来る。この場合
は、正方形の板又はシートで大きさを制御できる。長方
形の場合には、観察窓4を2箇所の側面に設ければ良
い。
Further, in the first, second and third embodiments, the tube-shaped ceramic molded body 12 has been described, but the present invention can be carried out in a sheet shape or a plate shape. For example, in the case of a sheet or plate whose one end is difficult to fix, a horizontal firing furnace 1 having a slit-like observation window 4 as shown in FIG. (2 is a vertical firing furnace), by detecting the both ends of one side of the ceramic molded body 12 by the two detection units 6,
One side length detection can be performed. In this case, the size can be controlled with a square plate or sheet. In the case of a rectangle, the observation windows 4 may be provided on two side surfaces.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明により、セラミックス部材の寸法
を自在に制御し、セラミックス部材の作製時の歩留まり
を向上することが可能となる。
According to the present invention, the dimensions of the ceramic member can be freely controlled, and the yield in manufacturing the ceramic member can be improved.

【0091】本発明により、セラミックス部材の製造コ
ストを低減し、それと共に燃料電池の製造コストを大幅
に低減することが可能となる。
According to the present invention, the manufacturing cost of the ceramic member can be reduced, and at the same time, the manufacturing cost of the fuel cell can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明である燃料電池セル管の製造方法及びセ
ラミックス製造装置の第一の実施の形態の構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a method for manufacturing a fuel cell tube and a ceramics manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】セラミックス成形体の長さと焼成時間と焼成温
度プロファイルとの関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship among the length of a ceramics compact, the firing time, and the firing temperature profile.

【図3】本発明である燃料電池セル管の製造方法及びセ
ラミックス製造装置の第一及び第二の実施の形態の別の
構成を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another configuration of the first and second embodiments of the method for manufacturing a fuel cell tube and the ceramics manufacturing apparatus according to the present invention.

【図4】本発明である燃料電池セル管の製造方法及びセ
ラミックス製造装置の第二の実施の形態の構成を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of a method for producing a fuel cell tube and a ceramics producing apparatus according to the present invention.

【図5】本発明である燃料電池セル管の製造方法及びセ
ラミックス製造装置の第二の実施の形態の他の構成を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration of the second embodiment of the method for producing a fuel cell tube and the ceramics producing apparatus of the present invention.

【図6】燃料電池セル管の断面を示す図である。 1 燃料炉 2 ヒーター 3 断熱材 4 観察窓 5 成形体取付部 6 検知部 7 制御部 8 レーザー部 9 ハーフミラー 10 レーザー光 11 セラミックス焼結体 12 セラミックス成形体 13 燃料電池セル 14 燃料極 15 電解質 16 空気極 17 インタコネクタ 18 保護膜 19 基体管 20 第2観察窓FIG. 6 is a view showing a cross section of a fuel cell tube. 1 fuel furnace 2 heater 3 insulation 4 Observation window 5 Molded body mounting 6 detector 7 control unit 8 laser section 9 Half mirror 10 laser light 11 Ceramics sintered body 12 Ceramics molded body 13 Fuel cells 14 Fuel pole 15 Electrolyte 16 air pole 17 Interconnector 18 Protective film 19 Base tube 20 Second observation window

フロントページの続き (72)発明者 久留 長生 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 永田 勝巳 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 池田 浩二 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 神前 潤一 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Fターム(参考) 5H018 AA06 BB01 BB06 BB08 BB12 CC03 DD08 EE02 EE11 EE12 EE13 5H026 AA06 BB01 CV02 CX06 EE11Continued front page    (72) Inventor Nagao Kurume             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. (72) Inventor Katsumi Nagata             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. (72) Inventor Koji Ikeda             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Kamae             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. F-term (reference) 5H018 AA06 BB01 BB06 BB08 BB12                       CC03 DD08 EE02 EE11 EE12                       EE13                 5H026 AA06 BB01 CV02 CX06 EE11

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原料と有機系溶剤とを有するスラリから基
体管を形成するステップと、 前記基体管に、燃料極、電解質、インタコネクタの各素
子を形成するステップと、 焼成による収縮量を観察しながら、前記各素子が形成さ
れた前記基体管を焼成するステップと、 前記焼成された前記基体管に、空気極を形成するステッ
プと、 前記空気極が形成された前記基体管を焼成するステップ
と、 を具備する、 燃料電池セル管の製造方法。
1. A step of forming a base tube from a slurry containing a raw material and an organic solvent; a step of forming each element of a fuel electrode, an electrolyte and an interconnector in the base tube; and observing the amount of shrinkage due to firing. However, a step of firing the base tube on which each of the elements is formed, a step of forming an air electrode on the fired base tube, and a step of firing the base tube on which the air electrode is formed A method of manufacturing a fuel cell tube, comprising:
【請求項2】原料と有機系溶剤とを有するスラリから基
体管を形成するステップと、 前記基体管に、燃料極、電解質、インタコネクタ、空気
極の各素子を形成するステップと、 焼成による収縮量を観察しながら、前記各素子が形成さ
れた前記基体管を焼成するステップと、 を具備する、 燃料電池セル管の製造方法。
2. A step of forming a base tube from a slurry containing a raw material and an organic solvent; a step of forming each element of a fuel electrode, an electrolyte, an interconnector, and an air electrode in the base tube; A method of manufacturing a fuel cell tube, comprising the steps of calcination of the base tube on which each element is formed while observing the amount.
【請求項3】前記各素子が形成された前記基体管を焼成
するステップは、 内部を観察するための観察窓を有する焼成炉に前記基体
管をセッティングするステップと、 前記観察窓を介して、焼成中の前記基体管の端部の位置
を検知するステップと、 前記検知結果に基づいて、焼成炉を制御するステップ
と、 を具備する、 請求項1又は2に記載の燃料電池セル管の製造方法。
3. The step of firing the base tube on which each of the elements is formed includes the step of setting the base tube in a firing furnace having an observation window for observing the inside, and through the observation window, The manufacturing of the fuel cell tube according to claim 1 or 2, further comprising: a step of detecting a position of an end portion of the base tube during firing, and a step of controlling a firing furnace based on the detection result. Method.
【請求項4】前記各素子が形成された前記基体管を焼成
するステップは、 内部を観察するための観察窓を有する焼成炉に前記基体
管をセッティングするステップと、 前記観察窓を介して、前記基体管に向けてレーザー光を
発射するステップと、 前記観察窓を介して、前記レーザー光の反射光を受光す
るステップと、 前記受光結果に基づいて、前記焼成炉を制御するステッ
プと、 を具備する、 請求項1又は2に記載の燃料電池セル管の製造方法。
4. The step of firing the substrate tube on which each of the elements is formed includes the step of setting the substrate tube in a firing furnace having an observation window for observing the inside, and through the observation window, Emitting a laser beam toward the base tube, receiving reflected light of the laser beam through the observation window, and controlling the firing furnace based on the light reception result. The method for manufacturing a fuel cell tube according to claim 1, comprising:
【請求項5】前記各素子が形成された前記基体管を焼成
するステップは、 内部を観察することが可能な第1観察窓と第2観察窓と
を有する焼成炉に前記基体管をセッティングするステッ
プと、 前記第2観察窓を介して、前記基体管に向けてレーザー
光を発射するステップと、 前記第1観察窓を介して、前記レーザー光を受光するス
テップと、 前記受光結果に基づいて、前記焼成炉を制御するステッ
プと、 を具備する、 請求項1又は2に記載の燃料電池セル管の製造方法。
5. The step of firing the substrate tube on which each of the elements is formed includes setting the substrate tube in a firing furnace having a first observation window and a second observation window through which the inside can be observed. A step of emitting a laser beam toward the base tube through the second observation window; a step of receiving the laser beam through the first observation window; The method for manufacturing a fuel cell tube according to claim 1, further comprising: controlling the firing furnace.
【請求項6】内部を観察するための観察窓を有し、セラ
ミックスを焼成する焼成炉と、 前記観察窓を介して、セラミックスの端部の位置を検知
し、前記検知結果を出力する検知部と、 前記検知結果に基づいて、前記焼成炉を制御する制御部
と、 を具備する、 セラミックス製造装置。
6. A firing furnace having an observation window for observing the inside, and a firing unit for firing ceramics, and a detection unit for detecting the position of an end of the ceramics through the observation window and outputting the detection result. And a control unit that controls the firing furnace based on the detection result.
【請求項7】内部を観察するための観察窓を有し、セラ
ミックスを焼成する焼成炉と、 前記観察窓を介して、前記セラミックスに向けて電磁波
を発射する電磁波出力部と、 前記観察窓を介して、前記電磁波の反射波を受信し、前
記受信結果を出力する検知部と、 前記受信結果に基づいて、前記焼成炉を制御する制御部
と、 を具備する、 セラミックス製造装置。
7. A firing furnace having an observation window for observing the interior, for firing ceramics, an electromagnetic wave output section for emitting an electromagnetic wave toward the ceramics through the observation window, and the observation window. A ceramic manufacturing apparatus comprising: a detection unit that receives the reflected wave of the electromagnetic wave and outputs the reception result; and a control unit that controls the firing furnace based on the reception result.
【請求項8】セラミックスを焼成し、内部を観察するた
めの第1観察窓と、前記セラミックスを挟んで前記第1
観察窓と対称の位置にある第2観察窓とを有する焼成炉
と、 前記第2観察窓を介して、前記セラミックスに向けて電
磁波を発射する電磁波出力部と、 前記電磁波が前記セラミックスに遮られずに、前記第1
観察窓に到達した通過電磁波を受信し、前記受信結果を
出力する検知部と、 前記受信結果に基づいて、前記焼成炉を制御する制御部
と、 を具備する、 セラミックス製造装置。
8. A first observation window for firing ceramics to observe the inside, and the first observation window sandwiching the ceramics.
A firing furnace having a second observation window that is symmetrical to the observation window, an electromagnetic wave output unit that emits electromagnetic waves toward the ceramics through the second observation window, and the electromagnetic waves are shielded by the ceramics. Without the first
A ceramics manufacturing apparatus comprising: a detection unit that receives a passing electromagnetic wave that has reached an observation window and outputs the reception result; and a control unit that controls the firing furnace based on the reception result.
【請求項9】前記電磁波は、レーザー光である、 請求項7又は8に記載のセラミックス製造装置。9. The electromagnetic wave is laser light, The ceramic manufacturing apparatus according to claim 7.
JP2001303871A 2001-09-28 2001-09-28 Manufacturing method of fuel cell tube and ceramic manufacturing apparatus Expired - Fee Related JP5086507B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303871A JP5086507B2 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Manufacturing method of fuel cell tube and ceramic manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303871A JP5086507B2 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Manufacturing method of fuel cell tube and ceramic manufacturing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003109613A true JP2003109613A (en) 2003-04-11
JP5086507B2 JP5086507B2 (en) 2012-11-28

Family

ID=19123877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001303871A Expired - Fee Related JP5086507B2 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Manufacturing method of fuel cell tube and ceramic manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5086507B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231190A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Manufacturing method of insulator for spark plug
JP2009266765A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Inst Nuclear Energy Research Rocaec Method for manufacturing electrolyte layer of high performance solid oxide fuel cell membrane-electrode assembly (sofc-mea) by sputtering method
JP2013175305A (en) * 2012-02-23 2013-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for manufacturing solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell and film-forming device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029772A (en) * 1988-06-27 1990-01-12 Matsushita Electric Works Ltd Method of degreasing ceramics molding
JPH0334259A (en) * 1989-06-29 1991-02-14 Kyocera Corp Hanger tube for solid electrolyte fuel battery
JPH05251094A (en) * 1992-03-05 1993-09-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of solid electrolytic cell
JPH0648843A (en) * 1988-11-22 1994-02-22 Matsushita Electric Works Ltd Production of powder sintered products such as ceramics
JPH10223243A (en) * 1997-02-04 1998-08-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Base pipe for solid electrolyte fuel cell
JPH11111309A (en) * 1997-10-06 1999-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of solid electrolyte fuel cell
JP2000106192A (en) * 1998-07-27 2000-04-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Substrate tube for fuel cell and its material

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029772A (en) * 1988-06-27 1990-01-12 Matsushita Electric Works Ltd Method of degreasing ceramics molding
JPH0648843A (en) * 1988-11-22 1994-02-22 Matsushita Electric Works Ltd Production of powder sintered products such as ceramics
JPH0334259A (en) * 1989-06-29 1991-02-14 Kyocera Corp Hanger tube for solid electrolyte fuel battery
JPH05251094A (en) * 1992-03-05 1993-09-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of solid electrolytic cell
JPH10223243A (en) * 1997-02-04 1998-08-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Base pipe for solid electrolyte fuel cell
JPH11111309A (en) * 1997-10-06 1999-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of solid electrolyte fuel cell
JP2000106192A (en) * 1998-07-27 2000-04-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Substrate tube for fuel cell and its material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231190A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Manufacturing method of insulator for spark plug
JP2009266765A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Inst Nuclear Energy Research Rocaec Method for manufacturing electrolyte layer of high performance solid oxide fuel cell membrane-electrode assembly (sofc-mea) by sputtering method
JP2013175305A (en) * 2012-02-23 2013-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for manufacturing solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell and film-forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5086507B2 (en) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campos et al. Development of an instrumented and automated flash sintering setup for enhanced process monitoring and parameter control
US20150293051A1 (en) Electrode for use in gas sensor and gas sensor element using the same
JP2766029B2 (en) Ceramic green sheet material, electrochemical device, and method of manufacturing the same
US20110240469A1 (en) Gas sensor element and method of manufacturing the same
JP6620751B2 (en) Ceramic emitter
CN104345081A (en) Sensor element and sensor
US9683959B2 (en) Method for setting temperature rise profile of sensor element of gas sensor
JP4681149B2 (en) Manufacturing method of fuel cell tube
JP5747801B2 (en) Multilayer ceramic exhaust gas sensor element, exhaust gas sensor using the same, and method of manufacturing multilayer ceramic exhaust gas sensor element
JP2003109613A (en) Method of manufacturing fuel cell pipe and ceramics manufacturing device
CN104959600A (en) Preparation method for planar-type oxygen sensor based on femtosecond laser composite technology
JP2023068150A (en) Inspection method and inspection device for pillar-shaped honeycomb structure made of ceramic
JP6805033B2 (en) Sensor element, its manufacturing method and gas sensor
WO2021020425A1 (en) Sintered compact manufacturing method and sintered compact manufacturing device
CN108490305A (en) A kind of wired broken string automatic testing method of automotive front baffle wire glass
US11761899B2 (en) Inspection method and inspection system for cylindrical honeycomb structure made of ceramics
JP5097238B2 (en) Method for manufacturing gas sensor element
JP7479874B2 (en) Continuous firing furnace and continuous firing method
JP7059880B2 (en) Trimming device
CN108693234B (en) Sensor element
CN102183567A (en) Manufacture method for limiting current type oxygen sensor
JP6790313B1 (en) Manufacturing method of ceramic molded body and ceramic structure
JP4532319B2 (en) Porous body firing method and apparatus
CN107525766A (en) The device and method of object thermal imaging under a kind of high temperature
JP2007086051A (en) Gas sensor element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110622

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120328

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120816

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120907

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150914

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees