特許 6113602 ＳＯＦＣチューブ形セル評価ホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6113602

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】ＳＯＦＣチューブ形セル評価ホルダ

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20170403BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/04 Z

   H01M8/04 N

   H01M8/12

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-163409(P2013-163409)

(22)【出願日】2013年8月6日

(65)【公開番号】特開2015-32553(P2015-32553A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000133526

【氏名又は名称】株式会社チノー

(74)【代理人】

【識別番号】100067323

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 教光

(74)【代理人】

【識別番号】100124268

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 典行

(72)【発明者】

【氏名】柳橋 直毅

(72)【発明者】

【氏名】江川 益博

【審査官】 久保田 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０９５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−７６３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７１００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２７１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／００−８／２４８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解質からなるセル部の内周面又は外周面の一方に燃料極、他方に空気極が形成された固体酸化物形燃料電池のチューブ形セルの性能評価試験を行うＳＯＦＣチューブ形セル評価用ホルダにおいて、
前記チューブ形セルの両端部が挿入される挿入穴が形成されるとともに、該挿入穴に連通する連通穴が形成された一対の受け台を有するアルミナ製のセル取付部材と、
前記チューブ形セルが取り付けられた前記セル取付部材の一方の受け台に付勢力を付与して該セル取付部材を着脱可能に収容するセル収容部を有し、燃料ガスと空気ガスの一方のガスを供給するガス導入管及び未反応のガスを排出するガス排出管と前記セル収容部との間を接続する第１のガス流路が形成されたアルミナ製の第１の筐体と、
前記チューブ形セルが取り付けられた前記セル取付部材が前記セル収容部に収容された状態で、前記燃料ガスと空気ガスの他方のガスを供給するガス導入管及び未反応のガスを排気するガス排出管と前記セル収容部との間を接続して第２のガス流路を形成するように前記第１の筐体と突き合わせて固定されるアルミナ製の第２の筐体と、
前記チューブ形セルと前記挿入穴との間、前記第１のガス流路と前記連通穴との間、前記第２のガス流路と前記セル収容部との間をそれぞれシールするシール部材とを備えたことを特徴とするＳＯＦＣチューブ型セル評価用ホルダ。

【請求項2】

前記セル取付部材の一対の受け台には、複数のチューブ形セルの両端部が挿入可能な複数の挿入穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載のＳＯＦＣチューブ型セル評価ホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チューブ形セルからなる固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell ：ＳＯＦＣ）の性能評価試験を行うためのチューブ形セル評価ホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＯＦＣは、電解質として酸素イオン導電性固体電解質を使用した燃料電池であり、燃料と酸化剤の２種類のガスをそれぞれ酸素イオン導電性固体電解質によって隔てられた燃料極と空気極に供給して、それぞれの電極で電気化学反応を進行させることで外部に電力を取り出している。

【0003】

ＳＯＦＣは、低公害・高効率な発電方式として、作動温度が高温で出力密度が高いため装置の小型化が可能、電解質が固体であるため取り扱いが容易、高温の排出ガスを利用することで全体の高効率化（コジェネレーション）を図れる等の利点から、例えば大規模発電システムや分散定置型電源として実用化するべく研究開発が進められている。

【0004】

ところで、一般的な電気化学セル評価ホルダは、ＳＯＦＣの作動温度（６５０〜１０００℃）と同程度の雰囲気温度によるセルの性能評価試験を実施可能とするため、耐熱性を有し、さらにその加工性や安価な製造コスト等を実現するために装置筐体の材料としてステンレス等の金属が用いられている。

【0005】

しかしながら、ＳＯＦＣの作動温度による性能評価試験では、作動温度が高温であるため筐体を構成する金属中の成分（例えば、Ｃｒ）が蒸発して酸化した酸化物（例えば、Ｃｒ₂ Ｏ₃ ）がセルの電極表面に付着して汚染されることにより、評価試験に悪影響を及ぼす虞があった。

【0006】

また、一般的な電気化学セル評価用ホルダは、セルを両極側からガス導入管で挟持する縦型の三重管構造を採用しているため、それに対応する電気炉にしか使用することができず、またホルダ自体が大型であるため設置時の取り扱いが不便であるという問題があった。

【0007】

さらに、この種の電気化学セル評価用ホルダでは、セル部を挟んで一対のガラスＯ−リングを設置し、電気炉内の熱によって溶融させることでセル部の両極側のシールを行って燃料ガス及び空気ガスのガス漏れを防止する気密構造を実現しているが、Ｏ−リングがガラス製であるため、次の性能評価試験を行うために使用したガラスＯ−リングの除去や清掃作業が必要となり面倒であった。

【0008】

そこで、上述した問題を解決するために、本件出願人は、下記特許文献１に開示されるチューブ形セル評価ホルダを出願している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００９−７６３０８号公報（特許第５１０７６４３号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、上述した特許文献１を含む従来の多重管方式の評価ホルダは、セルを管状部材によって上下から挟持する構成なので、性能評価試験の対象となるチューブ形セルのサイズ変更に合わせて管状部材を変更する必要があり、チューブ形セルのサイズ変更に簡単に対応することができなかった。しかも、特許文献１を含む従来の多重管方式の評価ホルダでは、外径の小さいチューブ形セルや長いサイズのチューブ形セルにサイズ変更して性能評価試験を行う場合、チューブ形セルの保持状態が不安定であり、安定して性能評価試験を行うのが困難であった。

【0011】

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、チューブ形セルのサイズ変更に対応して安定した性能評価試験を行うことができるチューブ形セル評価ホルダを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記した目的を達成するため、請求項１記載のチューブ形セル評価ホルダは、電解質からなるセル部の内周面又は外周面の一方に燃料極、他方に空気極が形成された固体酸化物形燃料電池のチューブ形セルの性能評価試験を行うＳＯＦＣチューブ形セル評価用ホルダにおいて、
前記チューブ形セルの両端部が挿入される挿入穴が形成されるとともに、該挿入穴に連通する連通穴が形成された一対の受け台を有するアルミナ製のセル取付部材と、
前記チューブ形セルが取り付けられた前記セル取付部材の一方の受け台に付勢力を付与して該セル取付部材を着脱可能に収容するセル収容部を有し、燃料ガスと空気ガスの一方のガスを供給するガス導入管及び未反応のガスを排出するガス排出管と前記セル収容部との間を接続する第１のガス流路が形成されたアルミナ製の第１の筐体と、
前記チューブ形セルが取り付けられた前記セル取付部材が前記セル収容部に収容された状態で、前記燃料ガスと空気ガスの他方のガスを供給するガス導入管及び未反応のガスを排気するガス排出管と前記セル収容部との間を接続して第２のガス流路を形成するように前記第１の筐体と突き合わせて固定されるアルミナ製の第２の筐体と、
前記チューブ形セルと前記挿入穴との間、前記第１のガス流路と前記連通穴との間、前記第２のガス流路と前記セル収容部との間をそれぞれシールするシール部材とを備えたことを特徴とする。

【0013】

請求項２記載のチューブ形セル評価ホルダは、請求項１のチューブ形セル評価ホルダにおいて、
前記セル取付部材の一対の受け台には、複数のチューブ形セルの両端部が挿入可能な複数の挿入穴が形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、従来のようなセルを管状部材によって上下から挟持することがなく、性能評価試験の対象となるチューブ形セルの外径寸法や断面形状、長さ、一度に試験するチューブ形セルの本数などの試験対象物条件に応じてセル取付部材を用いることにより、チューブ形セルのサイズ変更にも容易に対応して安定した性能評価試験を行うことができる。

【0015】

また、一対の受け台に複数の挿入穴を設けたセル取付部材を用いれば、複数のチューブ形セルの性能評価試験を一度にまとめて行うことができ、試験の効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るチューブ形セル評価ホルダの全体構成を示す分解斜視図である。

【図2】図１のチューブ形セル評価ホルダの組立状態におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図3】図１のチューブ形セル評価ホルダの組立状態におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図4】図１のチューブ形セル評価ホルダの組立状態におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【図5】（ａ）チューブ形セルの側面図である。 （ｂ）（ａ）の拡大断面図である。 （ｃ）チューブ形セルの他の構成例を示す断面図である。

【図6】（ａ）チューブ形セルの他の構成例の概略を示す斜視図である。 （ｂ）（ａ）の一部拡大断面図である。

【図7】（ａ）〜（ｃ）チューブ形セルを取り付けるためのセル取付部材の各例を示す平面図である。

【図8】本発明に係るチューブ形セル評価ホルダの燃料極側筐体及び空気極側筐体に取り付けられるハーメチック端子の部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

チューブ形セル評価ホルダ１は、チューブ形セル１１からなる固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell ：ＳＯＦＣ）の性能評価試験を行う際に用いられるものであって、図１及び図８に示すように、筐体２、セル取付部材３、シール部材４、固定手段５、ハーメチック端子６を備えて概略構成される。

【0019】

まず、性能評価試験の対象となるチューブ形セル１１の構成について説明する。図５（ａ），（ｂ）に示すチューブ形セル１１は、中空棒状に形成され、燃料極１１ａと空気極１１ｂとの間に電解質１１ｃを一体化してセル部を構成している。燃料極１１ａは、例えばＹＳＺ／Ｎｉサーメットなどで構成され、チューブ本体の内周面側に形成される。空気極１１ｂは、例えば（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ₃ などで構成され、チューブ本体の外周面側に形成される。電解質１１ｃは、例えばＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）やＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）などで構成され、燃料極１１ａと空気極１１ｂとの間に形成される。

【0020】

尚、チューブ形セル１１の種類としては、図５（ａ），（ｂ）の中空棒状に限定されるものではない。例えば図５（ｃ）や図６（ａ），（ｂ）に示す形状のチューブ形セル１１を性能評価試験の対象とすることもできる。

【0021】

図５（ｃ）のチューブ形セル１１は、平板円筒形状に形成されるもので、チューブ本体の内周面側に燃料極１１ａが形成され、チューブ本体の外周面側に空気極１１ｂが形成され、燃料極１１ａと空気極１１ｂとの間に電解質１１ｃを一体化してセル部を構成している。

【0022】

図６（ａ），（ｂ）のチューブ形セル１１は、ハニカム形状の多孔質体からなる四角柱のチューブ本体に複数のセル部をマトリックス状に一体化して構成している。複数のセル部は、図６（ｂ）の断面図に示すように、中空をなす電解質１１ｃの内周面側に燃料極１１ａが形成され、電解質１１ｃの外周面側に空気極１１ｂが形成されている。

【0023】

次に、チューブ形セル評価ホルダ１を構成する筐体２、セル取付部材３、シール部材４、固定手段５、ハーメチック端子６の構成について説明する。

【0024】

筐体２は、第１の筐体２Ａと第２の筐体２Ｂとに２分割され、一方の筐体２Ａ又は２Ｂにチューブ形セル１１を収容した状態で第１の筐体２Ａと第２の筐体２Ｂとを突き合わせて固定手段５により固定される構成である。

【0025】

尚、本例では、図１に示すように、第１の筐体２Ａを燃料極側筐体とし、第２の筐体２Ｂを空気極側筐体として説明するが、これらを逆転した構成であっても良い。

【0026】

燃料極側筐体２Ａは、図１に示すように、長手方向の両側面に突出部２ａ，２ａを有する断面略Ｔ字形状に形成され、チューブ形セル１１の性能評価試験時の高温に耐え、かつセル部の汚染を防止する効果を備えたアルミナから構成される。

【0027】

燃料極側筐体２Ａの空気極側筐体２Ｂとの突き合わせ面側には、図１に示すように、セル収容部１２が一体形成されている。セル収容部１２は、矩形状の凹部からなり、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３を収容するものである。セル収容部１２の短手方向の一方の内壁面には、後述する付勢手段２４を装着するための装着穴１２ａが形成されている。

【0028】

燃料極側筐体２Ａの突出部２ａ，２ａの周縁部には、図１に示すように、固定手段５の後述するボルト５ａが挿入される燃料極側挿入穴１３が複数箇所（図１では６箇所）に形成されている。

【0029】

また、燃料極側筐体２Ａの短手方向の一側面には、図１に示すように、チューブ形セル１１の燃料極１１ａに燃料ガスを供給するための燃料ガス導入管１４と、燃料極１１ａからの未反応の燃料ガスを排出するための燃料ガス排出管１５とが並設されている。

【0030】

さらに、セル収容部１２の底部には、燃料ガス導入管１４と連通する燃料ガス供給穴１６が開口形成されている。燃料ガス供給穴１６は、燃料ガス導入管１４のガス導入口１４ａから導入された燃料ガスを、セル取付部材３の後述する挿入穴２５及び連通穴２６を介してチューブ形セル１１の燃料極１１ａに導くための燃料ガス流路（第１のガス流路）Ｇ１の一部を形成している。

【0031】

また、セル収容部１２の底部には、燃料ガス排出管１５と連通する燃料ガス排出穴１７が開口形成されている。燃料ガス排出穴１７は、チューブ形セル１１の燃料極１１ａからの未反応の燃料ガスを、セル取付部材３の挿入穴２５及び連通穴２６を介して燃料ガス排出管１５に導くための燃料ガス流路Ｇ１の一部を形成している。

【0032】

燃料ガス流路（第１のガス流路）Ｇ１は、図１に点線で概略を示すように、燃料ガス導入管１４→燃料ガス供給穴１６→一方のセル取付部材３の挿入穴２５及び連通穴２６→チューブ形セル１１→他方のセル取付部材３の挿入穴２５及び連通穴２６→燃料ガス排出穴１７→燃料ガス排出管１５の経路からなる。これにより、燃料ガス導入管１４のガス導入口１４ａから導入された燃料ガスは、燃料ガス導入管１４内を通って燃料ガス供給穴１６からセル取付部材３の挿入穴２５及び連通穴２６を介してチューブ形セル１１の燃料極１１ａに供給される。また、未反応の燃料ガスは、セル取付部材３の挿入穴２５及び連通穴２６を介して燃料ガス排出穴１７から燃料ガス排出管１５内を通ってガス排出口１５ａから排出される。

【0033】

次に、空気極側筐体２Ｂは、図１に示すように、直方体形状をなし、燃料極側筐体２Ａと同様に、チューブ形セル１１の性能評価試験時の高温に耐え、かつセル部の汚染を防止する効果を備えたアルミナから構成される。

【0034】

空気極側筐体２Ｂの短手方向の一側面には、図１に示すように、チューブ形セル１１の空気極１１ｂに空気ガスを供給するための空気ガス導入管１８と、空気極１１ｂからの未反応の空気ガスを排出するための空気ガス排出管１９とが並設されている。

【0035】

空気極側筐体２Ｂの周縁部には、図１に示すように、固定手段５の後述するボルト５ａが挿入される空気極側挿入穴２０が燃料極側挿入穴１３と対応して複数箇所（図１では６箇所）に形成されている。

【0036】

また、空気極側筐体２Ｂの燃料極側筐体２Ａとの突き合わせ面側には、図４に示すように、矩形状の空気ガス導入溝２１が開口形成されている。空気ガス導入溝２１は、図２に示すように、チューブ形セル１１の長手方向に延出する長溝により形成され、連通穴２１ａを介して空気ガス導入管１８とセル収容部１２との間を接続している。空気ガス導入溝２１は、空気ガス流路（第２のガス流路）Ｇ２の一部を形成し、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３がセル収容部１２に収容された状態で、チューブ形セル１１の長さに対応してチューブ形セル１１のほぼ直上に位置している。

【0037】

さらに、空気極側筐体２Ｂの燃料極側筐体２Ａとの突き合わせ面側には、図４に示すように、空気ガス排出孔２２が形成されている。空気ガス排出孔２２は、小径の孔で形成され、空気ガス排出管１９とセル収容部１２との間を接続している。空気ガス排出孔２２は、セル収容部１２内の未反応の空気ガスを空気ガス排出管１９に導くための空気ガス流路Ｇ２の一部を形成している。

【0038】

空気ガス流路（第２のガス流路）Ｇ２は、図１に点線で概略を示すように、空気ガス導入管１８→空気ガス導入溝２１→セル収容部１２→チューブ形セル１１→セル収容部１２→空気ガス排出孔２２→空気ガス排出管１９の経路からなる。これにより、空気ガス導入管１８から導入された空気ガスは、空気ガス導入管１８内を通って空気ガス導入溝２１からセル収容部１２内のチューブ形セル１１の長さ方向全体に行き渡って空気極１１ｂに供給される。また、セル収容部１２内の未反応の空気ガスは、空気ガス排出孔２２から空気ガス排出管１９内を通ってガス排出口１９ａから排出される。

【0039】

尚、図示の例では、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂのそれぞれに設けられるガス導入管１４，１８及びガス排出管１５，１９を円筒状としているが、その断面形状が特定されるものではなく、中空であれば良い。また、ガス導入管１４，１８及びガス排出管１５，１９は、図１に示す位置に限定されるものではない。

【0040】

次に、セル取付部材３は、チューブ形セル１１をセル収容部１２に対して着脱交換可能に取り付けるための部材であり、一対のブロックからなる矩形状の受け台２３，２３と付勢手段２４とを備えている。

【0041】

一対の受け台２３，２３は、直方体形状をなし、チューブ形セル１１の性能評価試験時の高温に耐え、かつセル部の汚染を防止する効果を備えたアルミナで構成される。

【0042】

一対の受け台２３，２３は、長手方向の寸法がセル収容部１２の短手方向の寸法に合わせて設定されている。また、一対の受け台２３，２３が向き合う面の中央には、図２に示すように、チューブ形セル１１の端部が挿入される挿入穴２５が形成されている。さらに、各受け台２３の底面側には、図２及び図３に示すように、挿入穴２５と連通して矩形状の連通穴２６が開口形成されている。連通穴２６は、燃料ガス導入管１４から導入された燃料ガスをチューブ形セル１１の燃料極１１ａに導き、未反応の燃料ガスをチューブ形セル１１から燃料ガス排出管１５より排出するため、一方の挿入穴２５と燃料ガス供給穴１６との間、他方の挿入穴２５と燃料ガス排出穴１７との間をそれぞれ接続している。

【0043】

付勢手段２４は、セラミックスプリングで構成され、図１や図２に示すように、セル収容部１２の装着穴１２ａに一部が挿入装着される。付勢手段２４は、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３をセル収容部１２に収容したときに、付勢手段２４の反対側に位置する一方のセル取付部材３の長手方向の面がセル収容部１２の内壁面に押し付けられるように他方のセル取付部材３の長手方向の面を付勢している。これにより、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３は、付勢手段２４の付勢力により、セル収容部１２に対して着脱交換可能に固定保持される。

【0044】

尚、セル取付部材３は、チューブ形セル１１の外径寸法や断面形状、長さ、一度に試験するチューブ形セル１１の本数などの試験対象物条件に応じて一対の受け台２３，２３の長さ、挿入穴２５の数や内径寸法、断面形状などを適宜設定して予め用意しておくことができる。

【0045】

図７（ａ）〜（ｃ）はチューブ形セル１１の試験対象物条件に応じて予め用意されるセル取付部材３の各例を示している。図７（ａ）のセル取付部材３は、１本のチューブ形セル１１を一対の受け台２３，２３間の中心位置に取り付けて性能評価試験を行う場合に用いられる。図７（ｂ）のセル取付部材３は、３本のチューブ形セル１１を一対の受け台２３，２３間に等間隔で取り付けて性能評価試験を行う場合に用いられる。図７（ｃ）のセル取付部材３は、図７（ａ）や図７（ｂ）とは異なる外径寸法及び長さの１本のチューブ形セル１１を一対の受け台２３，２３間の中心位置に取り付けて性能評価試験を行う場合に用いられる。

【0046】

このように、チューブ形セル１１の外径寸法や断面形状、長さ、一度に試験するチューブ形セル１１の本数などの試験対象物条件に応じて一対のブロック２３，２３の長さ、挿入穴２５の数や内径寸法、断面形状などが設定されたセル取付部材３を予め用意しておけば、試験対象物条件に応じてセル取付部材３を交換することにより、複数のチューブ形セル１１の性能評価試験を同時に行ったり、様々な種類のチューブ形セル１１の性能評価試験に対応することができる。

【0047】

次に、シール部材４は、例えばバーミキュライト、マイカ、アルミナファイバーなどの弾力性を有するセラミック製のガスケットからなる。シール部材４は、燃料ガスと空気ガスとが混合することなく、チューブ形セル１１の燃料極１１ａと空気極１１ｂにそれぞれ燃料ガスと空気ガスを独立して供給するため、ガス漏洩防止用の部材として複数箇所に設けらる。具体的に、本例のシール部材４は、図１及び図２に示すように、リング状のガスケット４ａ、矩形状のガスケット４ｂ、板状のガスケット４ｃからなる。リング状のガスケット４ａは、チューブ形セル１１の断面形状に対応しており、チューブ形セル１１の中空部に対応して開口部４ａ１を有し、チューブ形セル１１と一対の受け台２３，２３の挿入穴２５との間にそれぞれ配置される。矩形状のガスケット４ｂは、一対の受け台２３，２３の底面形状に対応しており、一対の受け台２３，２３の連通穴２６に対応して開口部４ｂ１を有し、一対の受け台２３，２３の底面とセル収容部１２の燃料ガス供給穴１５及び燃料ガス排出穴１７との間にそれぞれ配置される。板状のガスケット４ｃは、セル収容部１２の開口形状に対応して開口部４ｃ１を有するとともに、燃料極側挿入穴１３及び空気極側挿入穴２０に対応して貫通穴４ｃ２が開口しており、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとの間に配置される。

【0048】

次に、固定手段５は、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとを固定するためのもので、ネジ５ａ、スプリング５ｂ、ナット５ｃで構成され、それぞれがアルミナ製からなる。固定手段５を用いて燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとを固定する場合には、セル収容部１２の装着穴１２ａに付勢手段２４としてのセラミックスプリングの一端側を装着した状態で、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３を矩形状のガスケット４ｂを介してセル収容部１２に収容する。そして、チューブ形セル１１と空気ガス導入溝２１との間に板状のガスケット４ｃを配置し、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとを対面させ、スプリング５ｂが介挿されたネジ５ａを燃料極側挿入穴１３及び空気極側挿入穴２０に挿入してナット５ｃにより締め付ける。これにより、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３がセル収容部１２に固定保持された状態で燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂが固定される。

【0049】

次に、ハーメチック端子６は、図８に示すように、燃料ガス導入管１４のガス導入口１４ａに設けられる燃料極側ハーメチック端子６Ａと、空気ガス導入管１８のガス導入口１８ａに設けられる空気極側ハーメチック端子６Ｂとを備えている。燃料極側ハーメチック端子６Ａ及び空気極側ハーメチック端子６Ｂは、電流取出用リード線３１と電圧測定用リード線３２と温度センサ３３とをガス漏れさせずに外部から導入して筐体２内の所定箇所に配置するための気密端子であり、端子本体６ａ、第１係合部材６ｂ、第２係合部材６ｃを備えている。

【0050】

さらに各構成について説明すると、端子本体６ａは、図８に示すように、燃料ガス導入管１４や空気ガス導入管１８におけるガス導入口１４ａ，１８ａに装着され、燃料ガスや空気ガスを筐体２内に導入するガス導入路６ｄが設けられている。第１係合部材６ｂは、燃料ガス導入管１４や空気ガス導入管１８に挿入され、中間部材６ｅと端子本体６ａとの間にＯ−リング６ｅを介在させて端子本体６ａに螺合することでガス漏れを防止している。第２係合部材６ｃは、端子導入部材６ｇと端子本体６ａとの間にＯ−リング６ｈを介在させて端子本体６ａに螺合することでガス漏れを防止している。

【0051】

ここで、電流取出用リード線３１は、チューブ形セル１１の燃料極に設けられる不図示の燃料極用集電体と空気極に設けられる不図示の空気極用集電体を介してチューブ形セル１１で発電した電流を取り出すためのものである。尚、不図示の燃料極用集電体は、還元雰囲気で安定なＮｉ網などからなる。また、不図示の空気極用集電体は、高温で酸化しにくい貴金属であって、例えば金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）製の網などからなる。

【0052】

電圧測定用リード線３２は、チューブ形セル１１の各電極の電圧測定を行うためのものである。また、温度センサ３３は、チューブ形セル１１の近傍の温度測定を行うためのものである。

【0053】

ところで、図８の例では、燃料ガス導入管１４のガス導入口１４ａに燃料極側ハーメチック端子６Ａを設けた構成としているが、燃料ガス排出管１５のガス排出口１５ａにも燃料極側ハーメチック端子６Ａを設け、電流取出用リード線３１と電圧測定用リード線３２を振り分けて配置することもできる。空気極側ハーメチック端子６Ｂについても同様である。

【0054】

そして、上記のように構成されるチューブ形セル評価ホルダ１を用いてチューブ形セル１１の性能評価試験を行う場合には、性能評価試験の対象となるチューブ形セル１１の外径寸法や断面形状、長さ、一度に試験するチューブ形セル１１の本数などの試験対象物条件に応じてセル取付部材３を選択して用いる。そして、選択したセル取付部材３の一対の受け台２３，２３の挿入穴２５に対し、リング状のガスケット４ａを介してチューブ形セル１１の両端を挿入してチューブ形セル１１をセル取付部材３に取り付ける。

【0055】

次に、燃料極側筐体２Ａのセル収容部１２の装着穴１２ａに付勢手段２４としてのセラミックスプリングの一端側を装着する。この状態で、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３を矩形状のガスケット４ｂを介してセル収容部１２に収容し、セル収容部１２に対してセル取付部材３を固定保持する。

【0056】

次に、チューブ形セル１１と空気ガス導入溝２１との間に板状のガスケット４ｃを配置し、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとを対面させ、スプリング５ｂが介挿されたネジ５ａを燃料極側挿入穴１３及び空気極側挿入穴２０に挿入してナット５ｃにより締め付ける。これにより、チューブ形セル１１が取り付けられたセル取付部材３がセル収容部１２に固定保持された状態で燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂが固定され、チューブ形セルホルダ１の組立が完了する。

【0057】

そして、組立が完了したチューブ形セル評価ホルダ１を、ＳＯＦＣの作動温度（６５０〜１０００℃）と同程度の雰囲気温度に設定された炉内に設置し、燃料ガス導入管１４のガス導入口１４ａから燃料ガスを導入するとともに、空気ガス導入管１８のガス導入口１８ａから空気ガスを導入し、チューブ形セル１１の性能評価試験を行う。

【0058】

このように、本発明に係るチューブ形セル評価ホルダ１は、挿入穴２５と連通穴２６が形成された一対の受け台２３，２３を有するアルミナ製のセル取付部材３と、一方の受け台２３を付勢してセル取付部材３を着脱可能に収容するセル収容部１２を有し、ガス導入管１４及びガス排出管１５とセル収容部１２との間を接続する燃料ガス流路（第１のガス流路）Ｇ１が形成されたアルミナ製の燃料ガス側筐体２Ａと、セル取付部材３をセル収容部１２に収容し、空気ガス導入管１８及び空気ガス排出管１９とセル収容部１２との間を接続して空気ガス流路（第２のガス流路）Ｇ２を形成するように燃料極側筐体２Ａと固定されるアルミナ製の空気極側筐体２Ｂとを備え、セル１１と挿入穴２５との間、燃料ガス流路Ｇ１と連通穴２６との間、空気ガス流路Ｇ２とセル収容部１２との間をシール部材４でシールする構成としている。

【0059】

そして、チューブ形セル評価ホルダ１にチューブ形セル１１を装着する場合には、一対の受け台２３，２３の挿入穴２５にチューブ形セル１１の両端を挿入して取り付けたセル取付部材３を燃料極側筐体２Ａのセル収容部１２に収容固定した状態で、燃料極側筐体２Ａと空気極側筐体２Ｂとを突き合わせて固定手段５により固定される。

【0060】

これにより、従来のようなセルを管状部材によって上下から挟持することがなく、性能評価試験の対象となるチューブ形セル１１の外径寸法や断面形状、長さ、一度に試験するチューブ形セル１１の本数などの試験対象物条件に応じてセル取付部材３を選択して用いれば、チューブ形セル１１のサイズ変更に容易に対応することができる。しかも、セル１１と挿入穴２５との間、燃料ガス流路Ｇ１と連通穴２６との間、空気ガス流路Ｇ２とセル収容部１２との間をシール部材４でそれぞれシールする構成なので、燃料ガスと空気ガスとが混合することなく、安定した性能評価試験を行うことができる。

【0061】

また、一対の受け台２３，２３に複数の挿入穴２５を設けたセル取付部材３を選択して用いれば、複数のチューブ形セル１１の性能評価試験を一度にまとめて行うことができ、試験の効率化を図ることができる。

【0062】

以上、本発明に係るチューブ形セル評価ホルダ１の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

【符号の説明】

【0063】

１ チューブ形セル評価ホルダ
２ 筐体
３ セル取付部材
４ シール部材
５ 固定手段
６ ハーメチック端子
１１ チューブ形セル
１１ａ 燃料極
１１ｂ 空気極
１１ｃ 電解質
１２ セル収容部
１３ 燃料極側挿入穴
１４ 燃料ガス導入管
１５ 燃料ガス排出管
１６ 燃料ガス供給穴
１７ 燃料ガス排出穴
１８ 空気ガス導入管
１９ 空気ガス外出管
２０ 空気極側挿入穴
２１ 空気ガス導入溝
２２ 空気ガス排出孔
２３ 受け台
２４ 付勢手段
２５ 挿入穴
２６ 連通穴
３１ 電流取出用リード線
３２ 電圧測定用リード線
３３ 温度センサ
Ｇ１ 燃料ガス流路（第１のガス流路）
Ｇ２ 空気ガス流路（第２のガス流路）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】