CN102086520B

CN102086520B - 水电解装置

Info

Publication number: CN102086520B
Application number: CN2010105836079A
Authority: CN
Inventors: 针生荣次; 中泽孝治; 冈部昌规; 樽家宪司
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: US8691060B2; US20110132748A1; CN102086520A

Abstract

本发明提供一种水电解装置(10)，具备阳极侧隔板(34)，在所述阳极侧隔板(34)上设置与水供给连通孔(46)及排出连通孔(48)连通的水流路(54)。该水流路(54)具备多个水通路(56)、圆弧状入口缓冲部(58a)及圆弧状出口缓冲部(58b)。各水通路(56)的一端与圆弧状入口缓冲部(58a)经由多个入口连结通路(60a)连通，并且，所述多个入口连结通路(60a)相对于其与所述圆弧状入口缓冲部(58a)的连结部位的切线设定为90度以上的角度。

Description

水电解装置

技术领域

本发明涉及一种水电解装置，该水电解装置在电解质膜的两侧设置圆形的供电体，在所述供电体层叠隔板，并且在一方的供电体与一方的隔板之间形成供给水的水流路，在另一方的供电体与另一方的隔板之间形成对所述水进行电解而得到氢的氢流路。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池向阳极侧电极供给燃料气体(主要含氢的气体，例如氢气)，而向阴极侧电极供给氧化剂气体(主要含氧的气体，例如空气)，从而得到直流的电能量。

通常，为了制造燃料气体即氢气，而采用水电解装置(电化学装置)。该水电解装置为了对水进行分解而产生氢(及氧)，而使用固体高分子电解质膜。在固体高分子电解质膜的两面设置电极催化剂层而得到电解质膜-电极结构体，并且在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设供电体而进行单元化。即，单元实质上与上述的燃料电池相同。

因此，在层叠有多个单元的状态下，对层叠方向两端施加电压，并且向阳极侧供电体供给水。因此，在电解质膜-电极结构体的阳极侧，对水进行分解而生成氢离子(阳离子)，该氢离子透过固体高分子电解质膜而向阴极侧移动，与电子结合而制造氢。另一方面，在阳极侧，与氢一起生成的氧伴随剩余的水而从单元排出。

作为此种设备，例如已知有日本特开平09-095791号公报所公开的水电解装置。如图13所示，该水电解装置将电池2隔着分离板重合多个，该电池2通过圆盘状的阳极供电板1及阴极供电板夹持固体高分子电解质膜。阳极供电板1外嵌于套环3。

在阳极供电板1的与电解质膜不接触侧的面上相互平行地设置多个槽4。各槽4构成纯水的流路，并且是供产生的氧化剂气体流通的流路。在套环3的内周面上形成有与槽4连通的周向槽5，并且沿层叠方向贯通形成有三个贯通孔6a、6b及6c。

在纯水供给用的贯通孔6a与周向槽5之间，在纯水及氧气排出用的贯通孔6b与所述周向槽5之间，形成有用于将它们连通的通孔7a、7b。氢气排出用的贯通孔6c接近贯通孔6b侧设置，通过水的电解而产生在阴极供电板的氢向所述贯通孔6c导出。

然而，在上述的水电解装置中，从贯通孔6a通过通孔7a向周向槽5供给的纯水在向各槽4分配时，从所述贯通孔6a到各槽4的距离不同。另一方面，从各槽4到贯通孔6b的距离不同，并且在各槽4中，从贯通孔6a到所述槽4的距离和从所述槽4到贯通孔6b的距离的总计距离各不相同。例如，在接近贯通孔6a、6b的槽4中，总计距离最短。

因此，从贯通孔6a、6b到各槽4的压力损失的差增大，水向各槽4的分配性容易下降。由此，在各槽4中，流量的差增大，无法良好地进行水分解处理。

另外，在上述的水电解装置中，从贯通孔6a通过通孔7a向周向槽5供给的纯水分配给各槽4时，接近所述贯通孔6a的中央的槽4的压力损失最低。

因此，纯水优先向中央的槽4分配，而在与所述中央的槽4相邻的槽4中，从周向槽5的进入角度变急，分配压损变高。由此，水向各槽4的分配性容易下降，在各槽4中，流量的差增大，无法良好地进行水分解处理。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种能够向各水通路均匀地分配水，能够对水流路整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理的水电解装置。

该水电解装置具备：沿隔板的层叠方向延伸并向水流路供给水的水供给连通孔；沿所述隔板的层叠方向延伸并从所述水流路排出剩余的所述水的排出连通孔。

并且，水流路包括：沿与假想直线相交的供电体面方向延伸并在供电体的面内并列的多个水通路，该假想直线将水供给连通孔和排出连通孔连接；包围所述供电体的外方并与所述水供给连通孔连通的圆弧状入口缓冲部；将所述水通路和所述圆弧状入口缓冲部连通的多个入口连结通路，并且，所述多个入口连结通路相对于其与所述圆弧状入口缓冲部的连结部位的切线设定为90度以上的角度。

另外，水流路包括：沿与假想直线平行的供电体面方向延伸并在供电体的面内并列的多个水通路，该假想直线将水供给连通孔和排出连通孔连接；包围所述供电体的外方并与所述水供给连通孔连通的圆弧状入口缓冲部；将所述多个水通路和所述圆弧状入口缓冲部连通的弯曲的多个入口连结通路。

多个入口连结通路相对于其与圆弧状入口缓冲部的连结部位的切线分别设定为不同的角度，并且所述角度从中央侧的入口连结通路朝向两侧的入口连结通路逐渐设定成大角度。

根据本发明，水流路具备沿与假想直线相交的方向延伸的多个水通路，该假想直线将水供给连通孔和排出连通孔连接。因此，即使水通路距水供给连通孔的距离被短尺寸化，水通路距排出连通孔的距离也被长尺寸化，从而能够良好地减少各水通路的压力损失的差。

而且，与多个水通路连通的各入口连结通路相对于其与圆弧状入口缓冲部的连结部位的切线设定为90度以上的角度。因此，从圆弧状入口缓冲部向各入口连结通路的水进入角度增大，从而能够减少向所述入口连结通路分支的损失。

由此，减少分支损失，能够向各水通路均匀地分配水，从而能够对水流路整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理。

另外，根据本发明，水流路具有将多个水通路和圆弧状入口缓冲部连通的弯曲的多个入口连结通路，所述多个入口连结通路相对于其与所述圆弧状入口缓冲部的连结部位的切线分别从中央侧朝两侧逐渐设定成大角度。

因此，能够减少从圆弧状入口缓冲部向各入口连结通路分配的水的分配压损，并且尤其是能够阻止所述水优先地向接近水供给连通孔的中央侧的入口连结通路流动的情况。由此，良好地减少各水通路的压力损失的差，能够向各水通路均匀地分配水，从而能够对水流路整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理。

通过与附图相协作的下面的优选实施方式例的说明，能更加明确上述的目的、特征及优点。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的水电解装置的立体说明图。

图2是所述水电解装置的局部剖面侧视图。

图3是构成所述水电解装置的单元电池的分解立体说明图。

图4是所述单元电池的图3中IV-IV线剖视说明图。

图5是构成所述单元电池的阳极侧隔板的主视说明图。

图6是第一实施方式的压力损失和比较例的压力损失的说明图。

图7是本发明的第二实施方式的构成水电解装置的阳极侧隔板的主视说明图。

图8是本发明的第三实施方式的构成水电解装置的单元电池的分解立体说明图。

图9是所述单元电池的剖视说明图。

图10是构成所述单元电池的阳极侧隔板的主视说明图。

图11是所述阳极侧隔板的局部放大说明图。

图12是第三实施方式的压力损失和比较例的压力损失的说明图。

图13是日本特开平09-095791号公报所公开的水电解装置的说明图。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明的第一实施方式的水电解装置(电化学装置)10构成高压氢制造装置，具备将多个单元电池12沿铅垂方向(箭头A方向)或水平方向(箭头B方向)层叠的层叠体14。在层叠体14的层叠方向一端朝上方依次配设有接线板16a、绝缘板18a及端板20a。在层叠体14的层叠方向另一端同样地朝下方依次配设有接线板16b、绝缘板18b及端板20b。

水电解装置10例如经由沿箭头A方向延伸的四根系杆22而一体地紧固保持在圆盘形状的端板20a、20b之间。四根系杆22相对于端板20a、20b的中心分别离开等角度配置。

此外，水电解装置10也可以采用由包含端板20a、20b作为端板的箱状的箱体(未图示)一体保持的结构。而且，水电解装置10整体具有大致圆柱体形状。

如图1所示，在接线板16a、16b的侧部向外方突出设置有端子部24a、24b。端子部24a、24b经由配线26a、26b与电源28电连接。阳极(anode)侧即端子部24a与电源28的正极连接，而阴极(cathode)侧即端子部24b与所述电源28的负极连接。

如图2及图3所示，单元电池12具备大致圆盘状的电解质膜-电极结构体32和夹持该电解质膜-电极结构体32的阳极侧隔板34及阴极侧隔板36。阳极侧隔板34及阴极侧隔板36具有大致圆盘状，例如为碳部件等、或钢板、不锈钢板、钛板、铝板、镀敷处理钢板、或对其金属表面实施了防蚀用的表面处理的金属板进行冲压成形或在切削加工后实施防蚀用的表面处理。

电解质膜-电极结构体32例如具备：在全氟磺酸的薄膜中浸渍水的固体高分子电解质膜38；在所述固体高分子电解质膜38的两面设置的圆形的阳极侧供电体40及圆形的阴极侧供电体42。固体高分子电解质膜38的周缘部从阳极侧供电体40及阴极侧供电体42的外周向外方突出。

在固体高分子电解质膜38的两面形成有阳极电极催化剂层40a及阴极电极催化剂层42a。阳极电极催化剂层40a例如使用Ru(钌)系催化剂，而阴极电极催化剂层42a例如使用铂催化剂。

阳极侧供电体40及阴极侧供电体42例如由球状钛粉末的烧结体(多孔导电体)构成。阳极侧供电体40及阴极侧供电体42设置在磨削加工后进行蚀刻处理的平滑表面部，并且空隙率为10％～50％，更优选设定在20％～40％的范围内。

如图3所示，在单元电池12的外周部形成有向隔板面方向外方突出的第一突出部44a、第二突出部44b及第三突出部44c。在第一突出部44a上设置沿层叠方向即箭头A方向相互连通而用于供给第一流体即水(纯水)的水供给连通孔46。

在第二突出部44b上设置沿箭头A方向相互连通而用于排出反应生成的氧及使用完的水的排出连通孔48。在第三突出部44c上设置沿层叠方向即箭头A方向相互连通而用于供反应生成的氢(第二流体)流动的氢连通孔50。水供给连通孔46及排出连通孔48具有截面长圆形状，且配置在相互点对称的位置。

如图3及图4所示，在阳极侧隔板34上设有与水供给连通孔46连通的供给通路52a和与排出连通孔48连通的排出通路52b。在阳极侧隔板34的朝向电解质膜-电极结构体32的面34a上设有与供给通路52a及排出通路52b连通的水流路54。

如图5所示，水流路54包括：沿与假想直线L0相交的供电体面方向(箭头L1方向)延伸并在阳极侧供电体40的面内H并列的多个水通路56，该假想直线L0将水供给连通孔46和排出连通孔48连接；包围所述阳极侧供电体40的外方并与所述水供给连通孔46连通的圆弧状入口缓冲部58a；包围所述阳极侧供电体40的外方并与所述排出连通孔48连通的圆弧状出口缓冲部58b。

各水通路56的一端与圆弧状入口缓冲部58a经由多个入口连结通路60a连通，并且各水通路56的另一端与圆弧状出口缓冲部58b经由多个出口连结通路60b连通。各水通路56的从水供给连通孔46到入口连结通路60a的距离S1a(S1b)和从出口连结通路60b到排出连通孔48的距离S2a(S2b)的总计分别设定为相同距离。

多个入口连结通路60a相对于其与圆弧状入口缓冲部58a的连结部位的切线设定为90度以上的角度。在第一实施方式中，例如，各入口连结通路60a分别相对于切线设定为90度的角度。

多个出口连结通路60b相对于其与圆弧状出口缓冲部58b的连结部位的切线设定为90度以上的角度。在第一实施方式中，例如，各出口连结通路60b分别相对于切线设定为90度的角度。

如图3及图4所示，在阴极侧隔板36上设置与氢连通孔50连通的排出通路62。在阴极侧隔板36的朝向电解质膜-电极结构体32的面36a上形成有与排出通路62连通的氢流路64。该氢流路64设置在与阴极侧供电体42的表面积相对应的范围内，并且由多个流路槽或多个压花等构成(参照图2及图4)。

密封部件66a、66b包围阳极侧隔板34及阴极侧隔板36的外周端部而一体化。该密封部件66a、66b使用例如EPDM、NBR、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、氯丁二烯或丙烯酸橡胶等密封材料、缓冲材料或填充材料。

如图3及图4所示，在阴极侧隔板36的朝向电解质膜-电极结构体32的面36a上形成有包围氢流路64外侧的第一密封槽68a。

在阴极侧隔板36的面36a上形成有包围水供给连通孔46、排出连通孔48及氢连通孔50外侧的第二密封槽68b、第三密封槽68c及第四密封槽68d。在第一密封槽68a～第四密封槽68d中配设有例如O环即第一密封部件70a～第四密封部件70d。

氢流路64和第一密封槽68a经由多个例如四个通路(开口部)72连通。通路72相对于第一密封槽68a，在比第一密封部件70a的配置位置接近氢流路64侧的壁部(内侧壁部)开口。通路72在阴极侧隔板36与固体高分子电解质膜38的边界部位迂回而将氢流路64和第一密封槽68a直接连通。

高压氢连通孔即氢连通孔50和第四密封槽68d经由一个以上的通路(开口部)74连通。该通路74在第四密封槽68d的内侧壁部开放。通路74在阴极侧隔板36与固体高分子电解质膜38的边界部位迂回而将氢连通孔50和第四密封槽68d直接连通。

在阳极侧隔板34的朝向电解质膜-电极结构体32的面34a上形成有包围水流路54外侧且与第一密封槽68a相对向的第一密封槽76a。在面34a上形成有包围水供给连通孔46、排出连通孔48及氢连通孔50外侧且与第二密封槽68b、第三密封槽68c及第四密封槽68d相对向的第二密封槽76b、第三密封槽76c及第四密封槽76d。

在第一密封槽76a～第四密封槽76d中收容有例如O环即第一密封部件78a～第四密封部件78d。第四密封槽76d和氢连通孔50经由一个以上的通路(开口部)80连通。该通路80在第四密封槽76d的内侧壁部开放。通路80在阳极侧隔板34与固体高分子电解质膜38的边界部位迂回而将氢连通孔50和第四密封槽76d直接连通。

如图1及图2所示，在端板20a上连接有与水供给连通孔46、排出连通孔48及氢连通孔50连通的配管82a、82b及82c。配管82c上设有未图示的背压阀(或电磁阀)，能够将氢连通孔50生成的氢的压力维持成高压。

以下，说明该水电解装置10的动作。

如图1所示，从配管82a向水电解装置10的水供给连通孔46供给水，并且通过与接线板16a、16b的端子部24a、24b电连接的电源28施加电压。因此，如图3所示，在各单元电池12中，从水供给连通孔46向阳极侧隔板34的水流路54供给水，该水沿阳极侧供电体40内移动。

因此，水被阳极电极催化剂层40a电解，生成氢离子、电子及氧。该阳极反应生成的氢离子透过固体高分子电解质膜38向阴极电极催化剂层42a侧移动，与电子结合而得到氢。

因此，氢沿形成在阴极侧隔板36与阴极侧供电体42之间的氢流路64流动。该氢被维持成比水供给连通孔46高压，在氢连通孔50中流动而能够向水电解装置10的外部取出。另一方面，反应生成的氧和使用后的水在水流路54中流动，它们沿排出连通孔48向水电解装置10的外部排出。

这种情况下，在第一实施方式中，如图5所示，水流路54具备沿与假想直线L0相交的方向(箭头L1方向)延伸的多个水通路56，该假想直线L0将水供给连通孔46和排出连通孔48连接。因此，即使水通路56距水供给连通孔46的距离S1a被短尺寸化，水通路56距排出连通孔48的距离S2a也被长尺寸化，从而能够良好地减少各水通路56的压力损失的差。

尤其是各水通路56的从水供给连通孔46到入口连结通路60a的距离S1a(S1b)和从出口连结通路60b到排出连通孔48的距离S2a(S2b)的总计分别设定为相同距离。从而，各水通路56的压力损失被均匀化，因此能有效地减少各水通路56的流量差。

而且，多个入口连结通路60a相对于其与圆弧状入口缓冲部58a的连结部位的切线设定为90度以上的角度。因此，从圆弧状入口缓冲部58a向各入口连结通路60a的水进入角度增大，从而能够减少向所述入口连结通路60a分支的损失。

尤其是在第一实施方式中，各入口连结通路60a分别相对于切线设定为90度的角度。由此，减少分支损失的差，能够向各水通路56均匀地分配水，从而能够对水流路54整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理。

另外，在第一实施方式中，多个出口连结通路60b相对于其与圆弧状出口缓冲部58b的连结部位的切线设定为90度以上的角度。因此，从各出口连结通路60b向圆弧状出口缓冲部58b的水进入角度增大，从而能够减少向所述圆弧状出口缓冲部58b合流的损失。

尤其是在第一实施方式中，各出口连结通路60b分别相对于切线设定为90度的角度。由此，能够减少合流损失的差，因此在入口侧不会受到所述合流损失的差的影响，能够从各入口连结通路60a向各水通路56均匀地分配水，从而能够对水流路54整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理。

图6示出第一实施方式的水流路54整体的压损和比较例(日本特开平09-095791号公报)的所述水流路54整体的压损。由此，在比较例中，接近连通孔的中央侧的分配压损大幅度降低而水流路54整体的压力损失进行变动，而在第一实施方式中，所述水流路54整体的压力损失被均匀化。

图7是本发明的第二实施方式的构成水电解装置的阳极侧隔板90的主视说明图。此外，对于与第一实施方式的构成水电解装置10的阳极侧隔板34相同的结构要素，附加相同的参照符号，而省略其详细的说明。而且，在以下说明的第三实施方式中也同样地，省略其详细的说明。

在阳极侧隔板90上设置水流路92，并且所述水流路92具备多个水通路94、圆弧状入口缓冲部96a及圆弧状出口缓冲部96b。各水通路94的一端和圆弧状入口缓冲部96a经由多个入口连结通路98a连通，并且各水通路94的另一端和圆弧状出口缓冲部96b经由多个出口连结通路98b连通。

多个入口连结通路98a相对于其与圆弧状入口缓冲部96a的连结部位的切线设定为90度以上的角度。在第二实施方式中，例如，各入口连结通路98a分别相对于切线设定为120度的角度。

多个出口连结通路98b相对于其与圆弧状出口缓冲部96b的连结部位的切线设定为90度以上的角度。在第二实施方式中，例如，各出口连结通路98b分别相对于切线设定为120度的角度。

在该第二实施方式中，各入口连结通路98a分别相对于切线设定为120度的角度，并且各出口连结通路98b分别相对于切线设定为120度的角度。由此，能得到与上述的第一实施方式同样的效果，即，能够向各水通路94均匀地分配水，能够对水流路92整体均匀且可靠地供给所述水而良好地进行水分解处理等。

图8是本发明的第三实施方式的构成水电解装置100的单元电池102的分解立体说明图。

单元电池102具备大致圆盘状的电解质膜-电极结构体104和夹持该电解质膜-电极结构体104的阳极侧隔板106及阴极侧隔板108。

如图8及图9所示，在阳极侧隔板106的朝向电解质膜-电极结构体104的面106a上设置与供给通路52a及排出通路52b连通的水流路110。在阴极侧隔板108的朝向电解质膜-电极结构体104的面108a上设置与排出通路62连通的氢流路112。

如图10所示，水流路110包括：沿与假想直线L0平行的供电体面方向延伸并在阳极侧供电体40的面内F等间隔并列的多个水通路114，该假想直线L0将水供给连通孔46和排出连通孔48连接；包围所述阳极侧供电体40的外方并与所述水供给连通孔46连通的圆弧状入口缓冲部116a；包围所述阳极侧供电体40的外方并与所述排出连通孔48连通的圆弧状出口缓冲部116b。

各水通路114的一端与圆弧状入口缓冲部116a经由弯曲的多个入口连结通路118a连通，并且各水通路114的另一端与圆弧状出口缓冲部116b经由弯曲的多个出口连结通路118b连通。

多个入口连结通路118a相对于其与圆弧状入口缓冲部116a的连结部位的切线分别设定为不同的角度α1～角度αn。各角度α1～角度αn从中央侧的入口连结通路118a朝向两侧的入口连结通路118a逐渐设定成大值。

在第三实施方式中，以将水供给连通孔46和排出连通孔48连接的假想直线L0即阳极侧供电体40的直径为边界，各入口连结通路118a向箭头B1方向及箭头B2方向各倾斜角度α1～角度αn，并且所述角度α1～角度αn朝向箭头B1方向下游及朝向箭头B2方向下游逐渐设定成大角度(参照图10及图11)。各入口连结通路118a以假想直线L0(中央)为边界，沿箭头B1方向相互平行设置，且沿箭头B2方向相互平行设置。

多个出口连结通路118b相对于其与圆弧状出口缓冲部116b的连结部位的切线分别设定为不同的角度α1～角度αn。各角度α1～角度αn从中央侧的出口连结通路118b朝向两侧的出口连结通路118b逐渐设定成大值。

与各入口连结通路118a相同地，各出口连结通路118b以阳极侧供电体40的直径为边界，向箭头B1方向及箭头B2方向分别倾斜角度α1～角度αn，并且所述角度α1～角度αn朝向箭头B1方向下游及朝向箭头B2方向下游逐渐设定成大角度。各出口连结通路118b以假想直线L0为边界，沿箭头B1方向相互平行设置，且沿箭头B2方向相互平行设置。

如图10所示，水供给连通孔46相对于并列有多个水通路114的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口尺寸Hb。排出连通孔48同样地相对于并列有多个水通路114的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口尺寸Hc。

如图8及图9所示，氢流路112设置在与阴极侧供电体42的表面积相对应的范围内，并且由多个流路槽或多个压花等构成。

这种情况下，在第三实施方式中，如图10及图11所示，水流路110具有将多个水通路114和圆弧状入口缓冲部116a连通的弯曲的多个入口连结通路118a。并且，多个入口连结通路118a相对于其与圆弧状入口缓冲部116a的连结部位的切线分别从中央侧朝两侧逐渐设定成大的角度α1～角度αn。

因此，能够减少从圆弧状入口缓冲部116a向各入口连结通路118a分配的水的分配压损，并且尤其是能够阻止所述水优先地向接近水供给连通孔46的中央侧(假想直线L0附近)的入口连结通路118a流动的情况。

尤其是各入口连结通路118a以假想直线L0为边界，沿箭头B 1方向相互平行设置，且沿箭头B2方向相互平行设置。由此，在第三实施方式中，良好地减少各水通路114的压力损失的差，能够向各水通路114均匀地分配水。因此，能够对水流路110整体均匀且可靠地供给水而良好地进行水分解处理。

而且，在第三实施方式中，水供给连通孔46相对于并列有多个水通路114的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口尺寸Hb。因此，水供给连通孔46跨中央侧的多条入口连结通路118a配置，因此减小所述中央侧的多条入口连结通路118a的分配压损。即，能够可靠地阻止水集中进入到一条入口连结通路118a的情况。

另外，在第三实施方式中，水流路110具有将多个水通路114和圆弧状出口缓冲部116b连通的弯曲的多个出口连结通路118b。并且，多个出口连结通路118b相对于其与圆弧状出口缓冲部116b的连结部位的切线分别从中央侧朝两侧逐渐设定成大的角度α1～角度αn。

由此，减少从各出口连结通路118b向圆弧状出口缓冲部116b的合流损失，因此能够在入口侧减小所述合流损失的影响，从而能够向各水通路114均匀地分配水。因此，能够对水流路110整体均匀且可靠地供给水而良好地进行水分解处理。

而且，在第三实施方式中，排出连通孔48相对于并列有多个水通路114的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口尺寸Hc。因此，排出连通孔48跨中央侧的多条入口连结通路118a配置，因此减小所述中央侧的多条入口连结通路118a的合流压损。即，能够可靠地阻止水集中到一条入口连结通路118a而流通的情况。

另外，多个水通路114等间隔设置。因此，能够使高压氢作用于阳极侧隔板106的应力均匀化。

此外，在第三实施方式中，各入口连结通路118a以假想直线L0(中央)为边界，沿箭头B1方向相互平行设置，但并不局限于此。为了进一步减少分配压损，也可以采用使角度α1～角度αn不同且各入口连结通路118a相互不平行的结构。各出口连结通路118b也能够同样地采用相互不平行的结构。

图12中公开了第三实施方式的水流路110整体的压损和比较例(日本特开09-095791号公报)的所述水流路110整体的压损。由此，在第三实施方式中，所述水流路110整体的压力损失大致被均匀化。

Claims

1.一种水电解装置，在电解质膜(38)的两侧设置圆形的供电体(40、42)，所述供电体(40、42)夹持在隔板(34、36)之间，并且在一方的供电体(40)与一方的隔板(34)之间形成供给水的水流路(54)，在另一方的供电体(42)与另一方的隔板(36)之间形成对所述水进行电解而得到氢的氢流路(64)，所述水电解装置的特征在于，具备：

沿所述隔板(34、36)的层叠方向延伸并向所述水流路(54)供给所述水的水供给连通孔(46)；

沿所述隔板(34、36)的层叠方向延伸并从所述水流路(54)排出剩余的所述水的排出连通孔(48)，

所述水流路(54)包括：

与假想直线相交的多个水通路(56)，这多个水通路(56)沿着供电体面方向而在所述供电体(40)的面内并列，该假想直线将所述水供给连通孔(46)和所述排出连通孔(48)连接；

包围所述供电体(40)的外方并与所述水供给连通孔(46)连通的圆弧状入口缓冲部(58a)；

将所述水通路(56)和所述圆弧状入口缓冲部(58a)连通的多个入口连结通路(60a)，

并且，所述多个入口连结通路(60a)相对于其与所述圆弧状入口缓冲部(58a)的连结部位的切线设定为90度以上的角度。

2.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于，

所述多个入口连结通路(60a)相对于其与所述圆弧状入口缓冲部(58a)的连结部位的切线分别设定为相同的角度。

3.根据权利要求1所述的水电解装置，其特征在于，

所述水流路(54)具有：

包围所述供电体(40)的外方并与所述排出连通孔(48)连通的圆弧状出口缓冲部(58b)；

将所述水通路(56)和所述圆弧状出口缓冲部(58b)连通的多个出口连结通路(60b)，

所述多个出口连结通路(60b)相对于其与所述圆弧状出口缓冲部(58b)的连结部位的切线设定为90度以上的角度。

4.根据权利要求3所述的水电解装置，其特征在于，

所述多个出口连结通路(60b)相对于其与所述圆弧状出口缓冲部(58b)的连结部位的切线分别设定为相同的角度。

5.根据权利要求3所述的水电解装置，其特征在于，

各水通路(56)的从所述水供给连通孔(46)到所述入口连结通路(60a)的距离和从所述出口连结通路(60b)到所述排出连通孔(48)的距离的总计分别设定为相同距离。

6.一种水电解装置，在电解质膜(38)的两侧设置圆形的供电体(40、42)，所述供电体(40、42)夹持在隔板(106、108)之间，并且在一方的供电体(40)与一方的隔板(106)之间形成供给水的水流路(110)，在另一方的供电体(42)与另一方的隔板(108)之间形成对所述水进行电解而得到氢的氢流路(112)，所述水电解装置的特征在于，具备：

沿所述隔板(106、108)的层叠方向延伸并向所述水流路(110)供给所述水的水供给连通孔(46)；

沿所述隔板(106、108)的层叠方向延伸并从所述水流路(110)排出剩余的所述水的排出连通孔(48)，

所述水流路(110)包括：

与假想直线平行的多个水通路(114)，这多个水通路(114)沿着供电体面方向而在所述供电体的面内并列，该假想直线将所述水供给连通孔(46)和所述排出连通孔(48)连接；

包围所述供电体(40)的外方并与所述水供给连通孔(46)连通的圆弧状入口缓冲部(116a)；

将所述多个水通路(114)和所述圆弧状入口缓冲部(116a)连通的弯曲的多个入口连结通路(118a)，

所述多个入口连结通路(118a)相对于其与所述圆弧状入口缓冲部(116a)的连结部位的切线分别设定为不同的角度，

并且所述角度设定成从中央侧的入口连结通路(118a)朝向两侧的入口连结通路(118a)逐渐增大的角度。

7.根据权利要求6所述的水电解装置，其特征在于，

所述水供给连通孔(46)相对于并列有所述多个水通路(114)的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口长度Hb。

8.根据权利要求6所述的水电解装置，其特征在于，

所述水流路(110)具有：

包围所述供电体(40)的外方并与所述排出连通孔(48)连通的圆弧状出口缓冲部(116b)；

将所述多个水通路(114)和所述圆弧状出口缓冲部(116b)连通的弯曲的多个出口连结通路(118b)，

所述多个出口连结通路(118b)相对于其与所述圆弧状出口缓冲部(116b)的连结部位的切线分别设定为不同的角度，

并且所述角度设定成从中央侧的出口连结通路(118b)朝向两侧的出口连结通路(118b)逐渐增大的角度。

9.根据权利要求8所述的水电解装置，其特征在于，

所述排出连通孔(48)相对于并列有所述多个水通路(114)的方向的通路区域Ha，设定为Ha/3以上的开口长度Hc。