CN105121710A - 垫片和电解槽 - Google Patents

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Abstract

提供能够防止电解液和气体从隔膜泄漏的垫片和电解槽。垫片(13)具有与阳极侧的框体接触的第1面(13a)和与阴极侧的框体接触的第2面(13b)，并且形成为环状，整周地设有缝隙部(14)，该缝隙部(14)朝内侧开口，收纳离子透过性隔膜(17)的缘部。

Description

垫片和电解槽
技术领域
本发明涉及垫片和具有该垫片的电解槽。
背景技术
在专利文献1所记载的电解槽中配置有多个单位组件，并在所述电解槽的两端设置有阴极和阳极，所述单位组件是垫片、电极、垫片、隔膜固定用环、隔膜和自身框架依次结合而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-332586号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述专利文献1所记载的结构中，在自身框架与隔膜固定用环之间配置隔膜，通过自身框架和隔膜固定用环夹持着隔膜。在这样用一对部件夹持隔膜的结构中，在隔膜是多孔质膜的情况下，电解液和气体可能从隔膜的端面泄漏。
本发明的目的在于提供一种能够防止电解液和气体从隔膜泄漏的垫片和电解槽。
用于解决课题的手段
本发明的一个方面的垫片是被组装到碱性水电解槽中保持隔膜的垫片，其中，垫片具有与阳极侧的框体接触的第1面和与阴极侧的框体接触的第2面，并且形成为四边形状或环状，在垫片上整周地设置有缝隙部和填充部，缝隙部朝内侧开口，并收纳隔膜的缘部，填充部设在该缝隙部的外侧，不收纳隔膜。
在该垫片上，在整周范围内设有缝隙部，该缝隙部朝内侧开口，收纳隔膜的缘部。由此，垫片将隔膜的缘部收纳在缝隙部内而覆盖隔膜的缘部的端面。因此，垫片能够防止电解液和气体从隔膜的端面泄漏。
在一个实施方式中，可以是，具有两个以上的突出部，突出部从第1面和第2面中的任意一个面突出，在从第1面和第2面相对置的对置方向观察时与缝隙部重叠的位置处，配置有1个以上的突出部，并且在不与缝隙部重叠的填充部上配置有1个以上的突出部。由此，在垫片中，在突出部被局部按压时，在与突出部对应的位置处，收纳在缝隙部中的隔膜被垫片按压。因此，垫片能够更牢固地保持隔膜。
在一个实施方式中，缝隙部与填充部的比例可以是70：30～20：80。
在一个实施方式中，隔膜可以是离子透过性隔膜。
在一个实施方式中，离子透过性隔膜可以是多孔质膜。
在一个实施方式中，可以埋设有加强件。由此，在被框体夹着并被按压时，能够抑制垫片被压扁。
在一个实施方式中，可以在第1面和第2面的至少一部分上设有保护膜。由此，在垫片中，例如在电解液或气体具有腐蚀性的情况下，能够抑制该电解液和气体所造成的腐蚀。其结果，可实现垫片的维护性的提高。
在一个实施方式中，可以具有：第1部分和第2部分，所述第1部分具有第1面，所述第2部分具有第2面，所述第1部分和所述第2部分在第1面和第2面相对置的对置方向上隔着缝隙部对置；以及隔断部，所述隔断部被设置成在第1部分和第2部分的任意一个中朝向内侧开口，所述隔断部与第1面和在第1部分中限定出缝隙部的面连续地将第1部分隔断，或者与第2面和在第2部分中限定出缝隙部的面连续地将第2部分隔断。通过该隔断部，在将隔膜收纳到缝隙部时，能够掀起第1部分或第2部分。因此，缝隙部的开口扩大，所以能够容易地将隔膜收纳到缝隙部。其结果，能够提高隔膜向垫片的安装作业性。
在一个实施方式中，隔断部可以设于第1部分或第2部分的内侧的面相交叉的角部分处。。这样，在垫片上设有角部分(角部)的情况下，通过将隔断部设于角部分，能够良好地掀起第1部分或第2部分。
在一个实施方式中，隔断部可以设于没有设置突出部的第1部分或第2部分。垫片通过粘接剂将没有设置突出部的第1面或第2面粘接到框体上。因此，通过将隔断部设于没有设置突出部的第1部分或第2部分，隔断部被粘接剂密封。因此，能够防止电解液和气体从隔断部泄漏。
在一个实施方式中，隔断部可以形成为，与形成下述这样的假想隔断部的面的相对置的对置面积相比，形成该隔断部的面的相对置的对置面积较大，所述假想隔断部沿着第1面和第2面相对置的对置方向呈直线设置。由此，在将隔膜收纳到缝隙后密封隔断部的情况下，对置面积较大，因此能够良好地进行隔断部的密封。因此，能够防止电解液和气体从隔断部泄漏。
本发明的另一方面的电解槽具有上述垫片。由此，在电解槽中，能够防止电解液和气体从隔膜泄漏。
本发明的另一方面的电解槽是用于对由碱性水溶液构成的电解液进行电解而得到氧和氢的电解槽，其中，电解槽具有保持隔膜的垫片，垫片具有与阳极侧的框体接触的第1面和与阴极侧的框体接触的第2面，并且形成为四边形状或环状，垫片具有：缝隙部，其朝内侧开口，并且整周地设置，收纳隔膜的缘部；填充部，其整周地设置在缝隙部的外侧，不收纳隔膜；第1部分和第2部分，第1部分具有第1面，第2部分具有第2面，第1部分和第2部分在第1面和第2面相对置的对置方向上隔着缝隙部对置；以及隔断部，隔断部被设置成在第1部分和第2部分的任意一个中朝向内侧开口，隔断部与第1面和在第1部分中限定出缝隙部的面连续地将第1部分隔断，或者与第2面和在第2部分中限定出缝隙部的面连续地将第2部分隔断。
该电解槽具有保持隔膜的垫片。在垫片上整周地设有缝隙部，该缝隙部朝内侧开口，收纳隔膜的缘部。由此，垫片将隔膜的缘部收纳在缝隙部内而覆盖隔膜的缘部的端面。因此，垫片能够防止电解液和气体从隔膜的端面泄漏。此外，垫片具有隔断部，该隔断部被设置成在第1部分和第2部分的任意一个中朝向内侧开口，并且与第1面和在第1部分中限定出缝隙部的面连续地将第1部分隔断，或者与第2面和在第2部分中限定出缝隙部的面连续地将第2部分隔断。通过该隔断部，在将隔膜收纳到缝隙部时，能够掀起第1部分或第2部分。因此，能够容易地将隔膜收纳到缝隙部。其结果，可提高隔膜向垫片的安装作业性。
在一个实施方式中，可以是，垫片的第1面或第2面分别通过粘接剂与其所接触的阳极侧的框体或阴极侧的框体粘接在一起，隔断部被设置在具有被粘接剂粘接的面的第1部分或第2部分上。由此，隔断部被粘接剂密封，因此能够防止电解液和气体从隔断部泄漏。
在一个实施方式中，可以是，在第1面和第2面的任意一个面上，具有两个以上的从不被粘接剂粘接的面突出的突出部，在从第1面和第2面相对置的对置方向观察时与缝隙部重叠的位置处，配置有1个以上的突出部，并且在不与缝隙部重叠的填充部上配置有1个以上的突出部。垫片的没有设置突出部的第1面或第2面通过粘接剂粘接到框体上。因此，通过将隔断部设于未设有突出部的第1部分或第2部分上，隔断部被粘接剂密封。因此，能够防止电解液和气体从隔断部泄漏。
发明的效果
根据本发明，能够防止电解液和气体从隔膜泄漏。
附图说明
图1是示出构成作为电解槽的主要部分的电解池的各部件的配置的立体图。
图2是将电解槽局部剖切后示出的侧视图。
图3是示出第1实施方式的垫片的主视图。
图4是示出以图3中的IV－IV线剖切的截面结构的图。
图5是示出以图3中的V－V线剖切的截面结构的图。
图6是示出离子透过性隔膜被垫片夹持的状态下的截面结构的图。
图7是示出另一实施方式的垫片的截面结构的图。
图8是示出第1实施方式的变形例的垫片的主视图。
图9是示出第2实施方式的垫片的主视图。
图10是示出以图9中的X－X线剖切的截面结构的图。
图11是示出以图9中的XI－XI线剖切的截面结构的图。
图12是示出以图9中的XII－XII线剖切的截面结构的图。
图13是示出离子透过性隔膜被垫片夹持的状态下的截面结构的图。
图14是示出第2实施方式的变形例的垫片的主视图。
图15是示出第2实施方式的变形例的垫片的截面结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，在附图的说明中，对相同或对应要素标注相同的标号，并省略重复的说明。
[第1实施方式]
如图1和图2所示，本实施方式的电解槽1是用于对由碱性水构成的电解液进行电解而得到氧和氢的装置。电解槽1具有由各部件构成的电解池3。电解池3被横拉杆15(参照图2)紧固而使各部件一体化。
如图1所示，在电解池3中，从一端侧(图示左侧)起，依次排列有压制法兰7、压制法兰垫片9和阳极端子单元11，然后依次排列配置有垫片13和双极式碱性水电解池单元15。垫片13保持着离子透过性隔膜17。以设计生产量所需的数量重复配置垫片13和双极式碱性水电解池单元15。
电解池3构成为：交替配置所需数量的垫片13和双极式碱性水电解池单元15(参照图1)，进而配置垫片13，并在另一端侧依次配置具有阴极用供电端子10B的阴极端子单元19、绝缘板21和尾端压制法兰23。电解池3在整体上被横拉杆15紧固而一体化，成为电解槽1。构成电解池3的这些配置无论从阳极侧起还是从阴极侧起都能够任意选择，不限定于本实施方式的顺序。
压制法兰7沿着圆板状的盖部7a的边缘设有短筒状的外框7b，进而在盖部7a上设有格子状的增强肋7c。另外，在压制法兰7中，贯通盖部7a设有阳极液入口喷嘴25、阴极液入口喷嘴27、阳极液和气体出口喷嘴29以及阴极液和气体出口喷嘴31。在盖部7a的四处部位形成有供阳极用供电端子10A贯穿插入的缝隙部Sa。
在压制法兰垫片9上设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔9a、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔9b、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔9c、以及与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔9d，此外，还形成有用于避开阳极用供电端子10A的孔部9e。
在阳极端子单元11上设有向压制法兰7侧突出的四根阳极用供电端子10A、和设于相邻的垫片13侧的阳极11a(参照图2)。
在双极式碱性水电解池单元15的外框架(框体)15a上设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔32、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔34、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔36、与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔38。
在阴极端子单元19上设有：设于相邻的垫片13侧的阴极19a；和向尾端压制法兰23侧突出的四根阴极用供电端子10B。在绝缘板21和尾端压制法兰23的四处部位形成有供阴极用供电端子10B贯穿插入的缝隙部Sb。
对于离子透过性隔膜17，要求气体透过性低、电导率小、强度强的隔膜。以往用于碱性水电解的隔膜为石棉或改性石棉等。但是，最近也在使用利用聚砜系聚合物的多孔性隔膜、利用聚苯硫醚纤维的布、氟系多孔质体膜、无机物和有机物混合而成的多孔质体等。除了多孔质隔膜以外，有时也使用氟系的离子交换膜等。另外，垫片13能够无限制地保持这些膜中的任意一种。
接着，对上述垫片13进行详细说明。图3是示出垫片的主视图。图4是示出以图3中的IV－IV线剖切的截面结构的图。图5是示出以图3中的V－V线剖切的截面结构的图。
如图3所示，垫片13呈环状(框状)。垫片13优选由具有耐碱性的材料形成。作为垫片13的材料，能够使用天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、硅橡胶(SR)、乙烯-丙烯橡胶(EPT)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、氟橡胶(FR)、异丁烯-异戊二烯橡胶(IIR)、聚氨酯橡胶(UR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等。
如图4和图5所示，垫片13具有第1面13a和第2面13b。第1面13a和第2面13b形成为平坦面。
垫片13具有缝隙部14和填充部16。缝隙部14和填充部16设在垫片13的整周范围内。详细地说，缝隙部14朝向垫片13的内侧开口。缝隙部14与垫片13的第1面13a以及第2面13b大致平行地延伸。缝隙部14的长度(深度)L只要适当设定为能够保持离子透过性隔膜17的程度的长度即可，例如为3～20mm的程度。缝隙部14的宽度W根据离子透过性隔膜17的厚度适当设定即可，例如为0.1～1.0mm的程度。在本实施方式中，缝隙部14的宽度与离子透过性隔膜17的厚度大致相同，例如为0.4mm左右。
填充部16是设置于缝隙部14的外侧，是不收纳离子透过性隔膜17的部分。缝隙部14与填充部16的比例例如为70：30～20：80。
垫片13具有第1突出部13c和第2突出部13d。第1突出部13c和第2突出部13d从第2面13b突出。第1和第2突出部13c、13d的截面能够采用三角形、四边形等各种形状，但优选呈现为例如不损伤离子透过性隔膜17那样的大致半圆形形状。
第1和第2突出部13c、13d的高度没有特别限定，但为了在离子透过性隔膜17与垫片13之间、以及阴极NE侧及阳极PE侧的外框架15a与垫片13之间呈现足够的按压力，优选为0.5mm～5mm。第1突出部13c和第2突出部13d沿着垫片13的形状延伸。第1突出部13c和第2突出部13d隔开规定的间隔配置。
第1突出部13c位于垫片13的内缘部侧，在从第1面13a和第2面13b相对置的对置方向观察时，第1突出部13c被配置于与缝隙部14重叠的位置处。即，缝隙部14的底部位于比第1突出部13c靠垫片13的外缘部侧的位置处。第2突出部13d位于垫片13的外缘部侧。在本实施方式中，第2突出部13d位于比缝隙部14的底部靠垫片13的外缘部侧的位置处，即位于填充部16。
第1突出部13c和第2突出部13d的作用互不相同。第1突出部13c按压离子透过性隔膜17，防止离子透过性隔膜17从缝隙部14脱出。第2突出部13d适当地按压垫片13和阴极NE侧及阳极PE侧的外框架15a，防止液体和气体从电解槽1内部泄漏。
从适当按压离子透过性隔膜17的方面出发，第1突出部13c的位置优选位于缝隙部14中心附近。具体而言，关于第1突出部13c的位置，优选为，从缝隙部14的开口部到第1突出部13c的中心的距离、与从第1突出部13c的中心到缝隙部14的底部的距离的比率为20：80～80：20。由此，能够防止膜偏移。
垫片13具有伸出部13e。伸出部13e是从垫片13的外缘部朝外侧伸出的部分。伸出部13e的厚度比其他部分(第1面13a与第2面13b之间的尺寸)小，在伸出部13e与第1面13a之间具有阶梯差。在伸出部13e设有突出部13f。另外，也可以不设置突出部13f。
在垫片13上设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔40、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔42、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔44、以及与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔46。
如图6所示，离子透过性隔膜17被插入到缝隙部14中。垫片13被配置在双极式碱性水电解池单元15的外框架15a之间，被外框架15a按压。由此，离子透过性隔膜17被垫片13按压而被垫片13夹持。
接着，说明垫片13的安装方法的一例。在以下的说明中，将垫片13安装到双极式碱性水电解池单元15的方法作为一例来进行说明。首先，在垫片13的第1面13a上涂覆粘接剂。接着，将垫片13的第2面13b粘贴到双极式碱性水电解池单元15的阳极PE侧的外框架15a上。另外，优选的是，在使粘接剂干燥后，对双极式碱性水电解池单元15的阳极PE浇水，使阳极湿润。
然后，准备被切割成了规定的尺寸(比垫片13的开口部分大的尺寸)的离子透过性隔膜17。接着，将离子透过性隔膜17的外缘部插入到垫片13的缝隙部14中。此时，在离子透过性隔膜17产生了折皱的情况下，对离子透过性隔膜17浇水以使折皱展开。
在垫片13上安装了离子透过性隔膜17后，准备另一台双极式碱性水电解池单元15，以该双极式碱性水电解池单元15的阴极NE侧的外框架15a与垫片13对置的方式重叠双极式碱性水电解池单元15。通过以上操作了安装垫片13。
如以上所说明那样，在本实施方式的垫片13上设有缝隙部14。由此，垫片13将离子透过性隔膜17的缘部收纳在缝隙部14内而覆盖离子透过性隔膜17的端面。因此，利用垫片13，能够防止电解液和气体从离子透过性隔膜17的端面泄漏。
在本实施方式中，垫片13具有第1突出部13c。在从第1面13a和第2面13b相对置的对置方向观察时，第1突出部13c配置于与缝隙部14重叠的位置处。由此，在将垫片13按压至例如双极式碱性水电解池单元15的外框架15a时，第1突出部13c被局部按压。由此，在垫片13中，配置于与第1突出部13c对应的位置处的离子透过性隔膜17被按压，因此能够牢固地保持离子透过性隔膜17。
在本实施方式中，垫片13具有伸出部13e。由此，在电解槽1中，如图6所示，在被配置于例如一对双极式碱性水电解池单元15之间时，伸出部13e从外框架15a的外缘向外侧突出。由此，在电解槽1中，能够防止在一对双极式碱性水电解池单元115之间产生短路。
除了上述实施方式以外，也可以在垫片13中设置有加强件。加强件例如被埋设(内置)于垫片13。作为加强件，可以使用编织不锈钢、尼龙、聚丙烯、PVDF、PTFE、PPS等的线而成的布状的加强件、或者它们的短纤维等。由此，垫片在被外框架15a夹持和按压时不易被压扁。
除了上述实施方式以外，可以对垫片13的表面实施加工。作为加工的一例，可以在垫片13的表面上设置保护膜。作为保护膜，例如可以采用PTFE(polytetrafluoroethylene：聚四氟乙烯)的带。只要将保护膜设置成至少从第2面13b的内侧覆盖第1突出部13c的程度即可。由此，垫片13能够提高对抗具有腐蚀性的电解液和气体的耐久性。其结果，可提高垫片的维护性。
在上述实施方式中，以下述结构为一个例子进行了说明：在垫片13的第2面13b上设有第1突出部13c和第2突出部13d，在伸出部13e上设有突出部13f，但如图7所示，也可以不设置突出部。另外，在垫片中，优选设有突出部。
此外，垫片也可以是图8所示那样的结构。图8是示出另一实施方式的垫片的主视图。如图8所示，垫片13A的外形呈大致矩形形状(四边形)。在垫片13A设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔40A、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔42A、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔44A、以及与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔46A。流通孔40A、42A、44A、46A分别呈大致矩形形状。另外，垫片的外形形状没有特别限定。此外，可以在垫片13A上设置突出部，也可以不设突出部。
[第2实施方式]
接着，说明第2实施方式。图9是示出第2实施方式的垫片的主视图。图10是示出以图9中的X－X线剖切的截面结构的图。图11是示出以图9中的XI－XI线剖切的截面结构的图。图12是示出以图9中的XII－XII线剖切的截面结构的图。
如图10和图11所示，垫片13B具有第1面13a和第2面13b。第1面13a和第2面13b形成为平坦面。
垫片13B具有缝隙部14和填充部16。缝隙部14设在垫片13B的整周范围内。详细地说，缝隙部14朝向垫片13B的内侧开口。缝隙部14由具有第1面13a的第1部分50的面50a和具有第2面13b的第2部分52的面52a限定而成。面50a和面52a对置。即，第1部分50和第2部分52在第1面13a和第2面13b相对置的对置方向上隔着缝隙部14对置。
缝隙部14与垫片13B的第1面13a以及第2面13b大致平行地延伸。缝隙部14的长度(深度)L只要适当设定为能够保持离子透过性隔膜17的程度的长度即可，例如为3～20mm的程度。缝隙部14的宽度W只要根据离子透过性隔膜17的厚度适当设定即可，例如为0.1～1.0mm的程度。在本实施方式中，缝隙部14的宽度与离子透过性隔膜17的厚度大致相同，例如为0.4mm左右。
如图9和图12所示，垫片13B具有隔断部20a、20b、20c、20d。隔断部20a～20d分别设于垫片13B的角部分C1、C2、C3、C4处。角部分C1～C4是第1部分50(第2部分52)的内侧的面13s相交叉的部分。隔断部20a～20d具有相同的结构。以下，以隔断部20a作为一例来进行说明。
隔断部20a将环状的第1部分50的一部分隔断。详细地说，隔断部20a在第1部分50中被设置成朝内侧开口，并且与第1面13a和在第1部分50中限定出缝隙部14的面50a连续地隔断第1部分50。如图12所示，隔断部20a相对于第1面13a倾斜地形成。由此，隔断部20a形成为：与形成有下述这样的假想隔断部的情况下的假想隔断部的面相对置的对置面积相比，形成该隔断部20a的面20aa和面20ab相对置的对置面积较大，所述假想隔断部沿着第1面13a和第2面13b相对置的对置方向呈直线设置。另外，在图12中，将隔断部20a的面20aa与面20ab的间隔被图示为与缝隙部14大致相同，但面20aa与面20ab的间隔可以更小。
垫片13B通过形成有隔断部20a，能够掀起第1部分50。详细地说，在垫片13B中，在朝远离第2部分52的方向提起第1部分50时，第1部分50以隔断部20a为起点掀起。由此，在垫片13B中，缝隙部14的开口增大，所以能够容易地收纳离子透过性隔膜17的缘部。
如图10和图11所示，垫片13B具有第1突出部13c和第2突出部13d。第1突出部13c和第2突出部13d从第2面13b突出。即，第1突出部13c和第2突出部13d不是设于设有隔断部20a～20d的第1部分50侧，而是设于第2部分52上。第1和第2突出部13c、13d的截面可以采用三角形、四边形等各种形状，但优选呈现出例如不损伤离子透过性隔膜17那样的大致半圆形形状。
第1和第2突出部13c、13d的高度没有特别限定，但为了在离子透过性隔膜17与垫片13B之间、以及阴极NE侧及阳极PE侧的外框架15a与垫片13B之间呈现足够的按压力，优选为0.5mm～5mm。第1突出部13c和第2突出部13d沿着垫片13B的形状延伸。第1突出部13c和第2突出部13d隔开规定的间隔配置。
第1突出部13c位于垫片13B的内缘部侧，在从第1面13a和第2面13b相对置的对置方向观察时，第1突出部13c配置于与缝隙部14重叠的位置处。即，缝隙部14的底部位于比第1突出部13c靠垫片13B的外缘部侧的位置处。第2突出部13d位于垫片13B的外缘部侧。在本实施方式中，第2突出部13d位于比缝隙部14的底部靠垫片13B的外缘部侧的位置处，即位于填充部16。
第1突出部13c和第2突出部13d的作用各不相同。第1突出部13c按压离子透过性隔膜17，防止离子透过性隔膜17从缝隙部14脱出。此外，第1突出部13c用于防止发生以下情况：所产生的氧气、氢气从离子透过性隔膜17与第1部分50(第2部分52)的面50a(面52a)之间通过缝隙部14的底部、并通过离子透过性隔膜17与第2部分52(第1部分50)的面52a(面50a)而在电解槽1内部混合。第2突出部13d适当地按压垫片13B和阴极NE侧及阳极PE侧的外框架15a，防止液体和气体从电解槽1内部泄漏。
从适当按压离子透过性隔膜17的方面出发，第1突出部13c的位置优选位于缝隙部14中心附近。具体而言，关于第1突出部13c的位置，优选为，从缝隙部14的开口部到第1突出部13c的中心的距离、与从第1突出部13c的中心到缝隙部14的底部的距离的比率为20：80～80：20。由此，能够防止膜偏移。
垫片13B具有伸出部13e。伸出部13e是从垫片13B的外缘部朝外侧伸出的部分。伸出部13e的厚度比其他部分(第1面13a与第2面13b之间的尺寸)小，在垫片13B与第1面13a之间具有阶梯差。在伸出部13e设有突出部13f。另外，也可以不设突出部13f。
在垫片13B设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔40、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔42、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔44、以及与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔46。
如图13所示，离子透过性隔膜17被插入到缝隙部14中。垫片13B被配置在双极式碱性水电解池单元15的外框架15a之间，被外框架15a按压。由此，离子透过性隔膜17被垫片13B按压而被垫片13夹持。
接着，说明垫片13B的安装方法的一例。在以下的说明中，以将垫片13B安装到双极式碱性水电解池单元的方法作为一例来进行说明。首先，准备被切割成规定的尺寸(比垫片13B的开口部分大的尺寸)的离子透过性隔膜17。接着，朝远离第2部分52的方向提起第1部分50，从而使缝隙部14的开口增大，同时将切割成的离子透过性隔膜17插入到垫片13B的缝隙部14。此时，在离子透过性隔膜17上产生了折皱的情况下，对离子透过性隔膜17浇水以使折皱展开。
然后，擦拭各隔断部20a～20d的面20aa、20ab上的水分，对该面20aa、20ab涂覆粘接剂而将面20aa和面20ab粘接在一起，从而密封隔断部20a～20d。接着，擦拭垫片13B的第1面13a上的水分，并在该面上涂覆粘接剂54(参照图13)。接着，将垫片13B的第1面13a粘贴到双极式碱性水电解池单元15的阳极PE侧的外框架15a上。另外，优选的是，在使粘接剂干燥54后，对双极式碱性水电解池单元15的阳极PE浇水，使阳极湿润。
然后，准备另一台双极式碱性水电解池单元15，以该双极式碱性水电解池单元15的阴极NE侧的外框架15a与垫片13B对置的方式重叠双极式碱性水电解池单元15。通过以上操作安装了垫片13B。
如以上所说明那样，电解槽1的垫片13B在整周范围内设有缝隙部14，该缝隙部14朝内侧开口，并收纳离子透过性隔膜17的缘部。由此，垫片13B将离子透过性隔膜17的缘部收纳在缝隙部14内而覆盖离子透过性隔膜17的缘部的端面。因此，垫片13B能够防止电解液和气体从离子透过性隔膜17的端面泄漏。此外，垫片13B具有隔断部20a～20d，该隔断部20a～20d被设置成在第1部分50中朝内侧开口，与第1面13a和在第1部分50中限定出缝隙部14的面50a连续地将第1部分50隔断。通过该隔断部20a～20d，在将离子透过性隔膜17向缝隙部14收纳时，能够掀起第1部分50。因此，缝隙部14的开口扩大，所以能够容易地将离子透过性隔膜17收纳到缝隙部14。其结果，能够将离子透过性隔膜17容易地安装到垫片13B上。
在本实施方式中，隔断部20a～20d分别设置于第1部分50的内侧的面13s相交叉的角部分C1～C4处。通过这样将隔断部20a～20d设于角部分C1～C4，能够良好地掀起第1部分50。
在本实施方式中，垫片13B具有从第2面13b突出的第1突出部13c和第2突出部13d，在从第1面13a和第2面13b相对置的对置方向观察时，第1突出部13c配置于与缝隙部14重叠的位置处。由此，在垫片13B中，在第1突出部13c被局部按压时，在与第1突出部13c对应的位置处，收纳在缝隙部14中的离子透过性隔膜17被垫片13B按压。因此，垫片13B能够更牢固地保持离子透过性隔膜17。
在本实施方式中，隔断部20a～20d设于未设置第1突出部13c和第2突出部13d的第1部分50。垫片13B通过粘接剂54将未设置第1突出部13c和第2突出部13d的第1面13a粘接到外框架15a上。因此，通过将隔断部20a～20d设于未设置第1突出部13c和第2突出部13d的第1部分50上，隔断部20a～20d被粘接剂54密封。因此，能够防止电解液和气体从隔断部20a～20d泄漏。
在本实施方式中，隔断部20a～20d形成为：与形成下述这样的假想隔断部的面相对置的对置面积相比，形成隔断部20a～20d的面20aa、20ab相对置的对置面积较大，所述假想隔断部沿着第1面13a和第2面13b相对置的对置方向呈直线设置。由此，在将离子透过性隔膜17收纳到缝隙部14后密封隔断部20a～20d的情况下，对置面积较大，因此能够良好地密封隔断部20a～20d。因此，能够防止电解液和气体从隔断部20a～20d泄漏。
垫片也可以是图14所示那样的结构。图14是示出第2实施方式的变形例的垫片的主视图。如图14所示，垫片13C的外形呈大致矩形形状。在垫片13C上设有与阳极液入口喷嘴25连通的流道孔40A、与阴极液入口喷嘴27连通的流道孔42A、与阳极液和气体出口喷嘴29连通的流道孔44A、以及与阴极液和气体出口喷嘴31连通的流道孔46A。流道孔40A、42A、44A、46A分别呈大致矩形形状。另外，垫片的外形形状没有特别限定。此外，可以在垫片13C上设有突出部，也可以不设突出部。在垫片13C的角部分C1～C4处分别设有隔断部56a、56b、56c、56d。
在上述实施方式中，如图12所示，以使垫片13B的隔断部20a～20d的截面形状倾斜的形状作为一例进行了说明，但隔断部的形状不限于此。图15是示出第2实施方式的变形例的垫片的截面结构的图。如图15所示，垫片13D的隔断部58的截面形状呈阶梯形状。通过这样的结构，隔断部58形成为：与形成有下述这样的假想隔断部的情况下的假想隔断部的面相对置的对置面积相比，形成该隔断部58的面58a和面58b相对置的对置面积较大，所述假想隔断部沿着第1面13a和第2面13b相对置的对置方向呈直线设置。总之，只要以下述方式形成隔断部即可：与形成下述这样的假想隔断部的面相对置的对置面积相比，形成该隔断部的面相对置的对置面积较大，所述假想隔断部沿着第1面13a和第2面13b相对置的对置方向呈直线设置。
在上述实施方式中，以将隔断部设于垫片的各角部分的结构作为一例进行了说明，但隔断部可以设置于垫片的第1部分或第2部分的任何位置处。此外，隔断部的数量根据设计适当设定即可。
在上述实施方式中，以将隔断部设于第1部分的结构作为一例进行了说明，但隔断部也可以设于第2部分。
标号说明
1：电解槽；13、13A、13B、13C、13D：垫片；13a：第1面；13b：第2面；13c：第1突出部；13s：面；14：缝隙部；15a：外框架(框体)；16：填充部；17：离子透过性隔膜(隔膜)；20a～20d、56a～56d：隔断部；50：第1部分；50a：面；52：第2部分；52a：面；54：粘接剂；C1～C4：角部分；PE：阳极；NE：阴极。

Claims (15)

1.一种垫片，其被组装到碱性水电解槽中保持隔膜，其中，
所述垫片具有与阳极侧的框体接触的第1面和与阴极侧的框体接触的第2面，并且形成为四边形状或环状，
在所述垫片整周上设置有缝隙部和填充部，所述缝隙部朝内侧开口，并收纳所述隔膜的缘部，所述填充部设在该缝隙部的外侧，不收纳所述隔膜。
2.根据权利要求1所述的垫片，其中，
所述垫片具有两个以上的突出部，所述突出部从所述第1面和所述第2面中的任意一个面突出，
在从所述第1面和所述第2面相对置的对置方向观察时与所述缝隙部重叠的位置处，配置有1个以上的所述突出部，并且在不与所述缝隙部重叠的所述填充部上配置有1个以上的所述突出部。
3.根据权利要求1或2所述的垫片，其中，
所述缝隙部与所述填充部的比例是70：30～20：80。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的垫片，其中，
所述隔膜是离子透过性隔膜。
5.根据权利要求4所述的垫片，其中，
所述离子透过性隔膜是多孔质膜。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的垫片，其中，
在所述垫片中埋设有加强件。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的垫片，其中，
在所述第1面和所述第2面的至少一部分上设有保护膜。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的垫片，其中，
该垫片具有：
第1部分和第2部分，所述第1部分具有所述第1面，所述第2部分具有所述第2面，所述第1部分和所述第2部分在所述第1面和所述第2面相对置的对置方向上隔着所述缝隙部对置；以及
隔断部，所述隔断部被设置成在所述第1部分和所述第2部分的任意一个中朝向所述内侧开口，所述隔断部与所述第1面和在所述第1部分中划分限定出所述缝隙部的面连续地将所述第1部分隔断，或者与所述第2面和在所述第2部分中划分限定出所述缝隙部的面连续地将所述第2部分隔断。
9.根据权利要求8所述的垫片，其中，
所述隔断部被设置于所述第1部分或所述第2部分的所述内侧的面相交叉的角部分处。
10.根据权利要求8或9所述的垫片，其中，
所述隔断部被设置于没有设置所述突出部的所述第1部分或所述第2部分上。
11.根据权利要求8～10中的任意一项所述的垫片，其中，
所述隔断部形成为：相比形成沿着所述第1面和所述第2面相对置的对置方向呈直线设置的假想隔断部的面的对置面积，形成该隔断部的面的对置面积较大。
12.一种电解槽，其特征在于，该电解槽具有权利要求1～11中的任意一项所述的垫片。
13.一种电解槽，其是用于对由碱性水溶液构成的电解液进行电解而得到氧和氢的电解槽，其中，
所述电解槽具有保持隔膜的垫片，
所述垫片具有与阳极侧的框体接触的第1面和与阴极侧的框体接触的第2面，并且形成为四边形状或环状，
所述垫片具有：
缝隙部，其朝内侧开口，并且整周地设置，收纳所述隔膜的缘部；
填充部，其整周地设置在所述缝隙部的外侧，不收纳所述隔膜；
第1部分和第2部分，所述第1部分具有所述第1面，所述第2部分具有所述第2面，所述第1部分和所述第2部分在所述第1面和所述第2面相对置的对置方向上隔着所述缝隙部对置；以及
隔断部，所述隔断部被设置成在所述第1部分和所述第2部分的任意一个中朝向所述内侧开口，所述隔断部与所述第1面和在所述第1部分中划分限定出所述缝隙部的面连续地将所述第1部分隔断，或者与所述第2面和在所述第2部分中划分限定出所述缝隙部的面连续地将所述第2部分隔断。
14.根据权利要求13所述的电解槽，其中，
所述垫片的所述第1面或所述第2面分别通过粘接剂与其所接触的所述阳极侧的框体或所述阴极侧的框体粘接在一起，
所述隔断部被设置在具有被所述粘接剂粘接的面的所述第1部分或所述第2部分上。
15.根据权利要求14所述的电解槽，其中，
在所述第1面和所述第2面的任意一个面上，具有两个以上的从不被所述粘接剂粘接的面突出的突出部，
在从所述第1面和所述第2面相对置的对置方向观察时与所述缝隙部重叠的位置处，配置有1个以上的所述突出部，并且在不与所述缝隙部重叠的所述填充部上配置有1个以上的所述突出部。
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