JP2001073176A - Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator - Google Patents

Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator

Info

Publication number
JP2001073176A
JP2001073176A JP29918799A JP29918799A JP2001073176A JP 2001073176 A JP2001073176 A JP 2001073176A JP 29918799 A JP29918799 A JP 29918799A JP 29918799 A JP29918799 A JP 29918799A JP 2001073176 A JP2001073176 A JP 2001073176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
annular member
electrolytic cell
electrolyte membrane
solid electrolyte
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.)
Pending
Application number
JP29918799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Toyoshima
学 豊島
Seiji Hirai
清司 平井
Masaru Yonezawa
勝 米沢
Akiko Miyake
明子 三宅
Yutaka Ishii
豊 石井
Tsutomu Oi
勉 多井
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.)
Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Shinko Pantec Co 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 Shinko Pantec Co Ltd filed Critical Shinko Pantec Co Ltd
Priority to JP29918799A priority Critical patent/JP2001073176A/en
Priority to US10/089,004 priority patent/US6852205B1/en
Priority to EP00962850A priority patent/EP1231298A4/en
Priority to PCT/JP2000/006603 priority patent/WO2001023644A1/en
Priority to AU74447/00A priority patent/AU7444700A/en
Priority to CA002385847A priority patent/CA2385847C/en
Priority to TW089119997A priority patent/TW562875B/en
Publication of JP2001073176A publication Critical patent/JP2001073176A/en
Pending 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
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic cell which improves a sealing effect, is easy to assemble an is adaptable even to high-pressure use. SOLUTION: This electrolytic cell has a solid electrolyte membrane 3, electrode plates 4 which are respectively disposed on both sides of the solid electrolyte membrane, porous power feeders 5 which are disposed between the electrode plates and the solid electrolyte membrane, annular members 6 which are disposed on the outer peripheral side of the porous power feeders and seal rings which are disposed within seal ring grooves formed on the flanks of the annular members. Passages 13, 14, 15 and 16 for fluid communicating with the bore side from part among routes 8, 9, 10 and 11 for the prescribed fluid on one surface of the annular members 6 are formed. The seal rings are so disposed as to pass the outer side of the routes for fluid formed with the passages for fluid and the inner side of the routes for fluid not formed with the passages for fluid. Further, the seal rings are also disposed on the circumferences of the routes for fluid not formed with the passages for fluid.

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】本発明は水素酸素発生装置の
電解セルに関する。さらに詳しくは、水を電気分解する
ことによって高純度の水素ガスおよび酸素ガスを得るた
めの水素・酸素発生装置の電解セルに関する。
[0001] The present invention relates to an electrolytic cell of a hydrogen oxygen generator. More specifically, it relates to an electrolytic cell of a hydrogen / oxygen generator for obtaining high-purity hydrogen gas and oxygen gas by electrolyzing water.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水素酸素発生装置には、特開平8
−239788号公報にも開示されているように、その
中心的機能である水の電気分解を行うための電解セルが
組み込まれている。電解セルは固体電解質膜ユニットを
所定組並べ合わせたものである。固体電解質膜ユニット
は固体電解質膜の両側に電極板を有し、それらに挟まれ
た空間の一方が陽極室で他方が陰極室となり、各室に給
電体が収容される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydrogen oxygen generator has been disclosed in
As disclosed in JP-A-239788, an electrolytic cell for performing electrolysis of water, which is a central function thereof, is incorporated. The electrolytic cell is obtained by arranging a predetermined set of solid electrolyte membrane units. The solid electrolyte membrane unit has electrode plates on both sides of the solid electrolyte membrane. One of the spaces sandwiched between them is an anode chamber and the other is a cathode chamber, and a power supply is accommodated in each chamber.

【0003】複極式電解セルの場合には、並べ合わせた
固体電解質膜ユニットの両端の電極板間に直流電圧を印
加すると、それらの端部電極板はそれぞれ陽極と陰極と
の単極式電極板になり、それらの中間の電極板は一方の
面が陽極になり他方の面が陰極となる複極式電極板にな
る。すなわち、各固体電解質膜と電極板の陽極側とに挟
まれた空間が陽極室となり、各固体電解質膜と電極板の
陰極側とに挟まれた空間が陰極室となる。
[0003] In the case of a bipolar electrolytic cell, when a DC voltage is applied between the electrode plates at both ends of the aligned solid electrolyte membrane units, those end electrode plates become a monopolar electrode of an anode and a cathode, respectively. And an intermediate electrode plate is a bipolar electrode plate in which one surface is an anode and the other surface is a cathode. That is, the space between each solid electrolyte membrane and the anode side of the electrode plate is an anode chamber, and the space between each solid electrolyte membrane and the cathode side of the electrode plate is a cathode chamber.

【0004】たとえば、図8に示す電解セル51におい
ては、52が中間に配置される複極式の電極板(図9参
照)であり、53aおよび53bはそれぞれ端部に配置
される端部電極板であり、いわば単極式の電極板であ
る。また、54は固体電解質膜であり、55は多孔質給
電体であり、56は多孔質給電体55を外部から隔離す
る環状シリコーンゴム製ガスケットであり、57は環状
保護シートである。そして、58は酸素ガス取り出し用
経路、58aは酸素ガス流通通路、61は陰極室用のド
レン水排出用経路、および61aはドレン水排出通路で
ある。本図では純水供給用経路60、純水流通通路60
a、水素ガス取り出し用経路59、および水素ガス流通
通路59aは表されていないが、図9も併せて参照すれ
ば明らかなように、酸素ガス取り出し用経路58および
酸素ガス流通通路58aと同様の構成によって形成され
ている。
For example, in an electrolytic cell 51 shown in FIG. 8, 52 is a bipolar electrode plate (see FIG. 9) arranged in the middle, and 53a and 53b are end electrodes arranged at the ends, respectively. It is a plate, so to speak, a monopolar electrode plate. Reference numeral 54 denotes a solid electrolyte membrane; 55, a porous power supply; 56, a ring-shaped silicone rubber gasket for isolating the porous power supply 55 from the outside; and 57, a circular protection sheet. Reference numeral 58 denotes an oxygen gas take-out path, 58a denotes an oxygen gas flow path, 61 denotes a drain water discharge path for the cathode chamber, and 61a denotes a drain water discharge path. In this drawing, a pure water supply path 60 and a pure water distribution path 60 are shown.
a, the hydrogen gas take-out path 59, and the hydrogen gas flow path 59a are not shown, but as is apparent from FIG. 9 as well, the same as the oxygen gas take-out path 58 and the oxygen gas flow path 58a. It is formed by the configuration.

【0005】上記各経路および通路の形成方法について
は、この電極板52の一部の断面が示される図10
(a)も合わせて参照すれば明らかである。すなわち、
電極板52の周縁近傍に放射状に長円状の浅い二段溝6
2が形成されている。なお、図10(b)は図10
(a)のX−X線矢視図である。二段溝62の段部62
aは長円状の基盤63が装着される基盤座である(以
下、基盤座62aと称する)。そうすることによって長
円状の通路(水素ガス流通通路59aで代表させる)が
構成される。この基盤63には、電極板52の水素ガス
取り出し用経路59に対応する位置に、同じく水素ガス
取り出し用経路64が穿孔されている。そして、水素ガ
ス取り出し用経路64よりも電極板52中心寄りに、陰
極室(多孔質給電体が充填される空間)と水素ガス流通
通路59aとを連通する水素ガス導入孔64bが穿孔さ
れている。上記多孔質給電体55、ガスケット56およ
び保護シート57も示されている。図10では水素ガス
流通通路59aを例示したが、酸素ガス流通通路58a
および純水流通通路60aは、形成位置が異なるだけで
同一構造である。図8において符号65で示されるのは
ともに端板であり、図示しない締付ボルトによって両端
板65同士を電極板等を貫通し、その外周該当部位すな
わち本図ではガスケット部、において締め付けることに
より電解セル51が組み立てられる。
FIG. 10 shows a cross section of a part of the electrode plate 52 with respect to a method of forming each of the above paths and passages.
It is clear if (a) is also referred to. That is,
An oval shallow two-step groove 6 radially near the periphery of the electrode plate 52.
2 are formed. FIG. 10 (b) is the same as FIG.
It is an XX line arrow view of (a). Step 62 of the two-step groove 62
a is a base seat to which the oval base 63 is mounted (hereinafter, referred to as a base seat 62a). By doing so, an oval passage (represented by the hydrogen gas passage 59a) is formed. The base 63 is also provided with a hydrogen gas extracting passage 64 at a position corresponding to the hydrogen gas extracting passage 59 of the electrode plate 52. Further, a hydrogen gas introduction hole 64b is formed closer to the center of the electrode plate 52 than the hydrogen gas extraction path 64, and communicates between the cathode chamber (the space filled with the porous power supply body) and the hydrogen gas flow passage 59a. . The porous power supply 55, gasket 56, and protective sheet 57 are also shown. FIG. 10 illustrates the hydrogen gas passage 59a, but the oxygen gas passage 58a
The pure water flow passage 60a has the same structure except that the formation position is different. In FIG. 8, both end plates are denoted by reference numeral 65, and the both end plates 65 are penetrated through the electrode plate or the like by fastening bolts (not shown), and electrolysis is performed by tightening them at a portion corresponding to the outer periphery, that is, a gasket portion in this drawing. The cell 51 is assembled.

【0006】多孔質給電体はメッシュや焼結体等の通気
性材から形成され、その側面からも自在に流体が流通で
きる。
[0006] The porous power supply body is formed of a gas permeable material such as a mesh or a sintered body, and a fluid can freely flow from the side thereof.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】水の電解中は、固体電
解質膜内に水素イオンが充満しているので固体電解質膜
は強酸性となっているため、固体電解質膜に接触する部
品には耐酸性が要求される。しかし、上記従来技術にお
いては、シリコーンゴム製ガスケット56は耐酸性が劣
るため、固体電解質膜とのあいだに環状の薄いPFA
(パーフルオロアルコキシビニルエーテル)製保護シー
ト等を挟むことによって固体電解質膜に直接接触しない
ようにしている。しかし、シリコーンガスケットを挟ん
で締め付けても保護シートにしわや折れ目があるとその
部分から漏洩が生じる可能性がある。そこで、かかる欠
陥のない良質のPFA製保護シートを選別して採用する
必要があり、そのために手間およびコストが増加してい
る。一方、この保護シートを厚くすると固体電解質膜と
多孔質給電体とのあいだに段差を生じて接触が悪くな
る。薄くすると前述のようにしわ等が生じたり、取り扱
いが不便となって組立工数が増加する。
During the electrolysis of water, since the solid electrolyte membrane is filled with hydrogen ions, the solid electrolyte membrane is strongly acidic. Is required. However, in the above-mentioned prior art, the silicone rubber gasket 56 has poor acid resistance, so that a thin annular PFA is formed between the gasket 56 and the solid electrolyte membrane.
A protective sheet made of (perfluoroalkoxy vinyl ether) or the like is interposed to prevent direct contact with the solid electrolyte membrane. However, even if the protective sheet is wrinkled or creased even when the silicone gasket is sandwiched and clamped, there is a possibility that leakage will occur from that part. Therefore, it is necessary to select and adopt a high-quality PFA protective sheet free of such defects, which increases labor and cost. On the other hand, if the thickness of the protective sheet is increased, a step is generated between the solid electrolyte membrane and the porous power feeder, resulting in poor contact. If the thickness is reduced, wrinkles and the like occur as described above, and handling becomes inconvenient, and the number of assembling steps increases.

【0008】また、電解セル組み立て時にボルトを締め
付けるに際し、ガスケットのシール機能を発揮させるた
めに十分に締める必要があるとともに、固体電解質膜を
損傷しないように、また、ガスケットが外方および内方
にはみ出さないように締めすぎに注意を要する。また、
ガスケット自体が軟質であるため、高圧使用時にはガス
ケットが内圧によって締付ボルトの間から外方へはみ出
すおそれがある。その結果、高圧使用には不向きな電解
セルとなる。
Further, when assembling the electrolytic cell, it is necessary to sufficiently tighten the bolts in order to exert the sealing function of the gasket, to prevent the solid electrolyte membrane from being damaged, and to set the gasket outward and inward. Be careful not to over-tighten. Also,
Since the gasket itself is soft, there is a possibility that the gasket will protrude outward from between the fastening bolts due to the internal pressure when using at a high pressure. As a result, the electrolytic cell is not suitable for high pressure use.

【0009】さらに、ガスケットは他の部品に比較して
熱膨張率が遙かに大きいため、使用中に膨張し、結果的
にボルトによる締め付け力が増大して種々の問題が生じ
るおそれもある。
Further, since the gasket has a much higher coefficient of thermal expansion than other parts, it expands during use, and as a result, the tightening force of the bolts may increase, causing various problems.

【0010】本願発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、従来のガスケットや保護シートの使
用を省略して、シール性の向上、組立の容易化、部品点
数の低減、昇温に伴う熱膨張の低減を図った電解セルを
提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and eliminates the use of conventional gaskets and protective sheets to improve sealing performance, facilitate assembly, reduce the number of parts, and increase temperature. It is an object of the present invention to provide an electrolytic cell in which the accompanying thermal expansion is reduced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の電解セルは、固
体電解質膜と、該固体電解質膜の両側にそれぞれ配設さ
れる電極板と、該電極板と上記固体電解質膜との間に配
設される多孔質給電体と、該多孔質給電体の外周側に配
設される環状部材と、該環状部材の内径側を外部から隔
離するためのシールリングとを備えており、該シールリ
ングが環状部材の側面に形成されたシールリング溝内に
配設されている。
An electrolytic cell according to the present invention comprises a solid electrolyte membrane, electrode plates provided on both sides of the solid electrolyte membrane, and an electrode plate provided between the electrode plate and the solid electrolyte membrane. A porous power supply provided, an annular member disposed on the outer peripheral side of the porous power supply, and a seal ring for isolating an inner diameter side of the annular member from the outside. Is disposed in a seal ring groove formed on a side surface of the annular member.

【0012】このように、溝内にシールリングを配設す
るため、シールリングの位置決めが容易であり、電解セ
ルを組み立てるときにその部品を一体に挟圧してもシー
ルリングを締めすぎることはなく、適正なシール力が得
られる。したがって、高圧使用にも適応可能である。し
かも、従来のように熱膨張率の非常に大きい平板状のシ
リコーンゴムガスケットを使用していないので運転中の
熱膨張による不具合の心配がない。さらに、固体電解質
膜をガスケットから保護するための従来のPFA製保護
シートを省略することができる。また、従来の金属厚板
製電極板に要した高精度な加工が不要となって加工コス
トが低減する。
As described above, since the seal ring is provided in the groove, the positioning of the seal ring is easy, and the seal ring is not overtightened even if the parts are pressed together when assembling the electrolytic cell. , And an appropriate sealing force can be obtained. Therefore, it is applicable to high pressure use. In addition, since a flat silicone rubber gasket having a very large coefficient of thermal expansion is not used unlike the related art, there is no fear of a problem due to thermal expansion during operation. Further, a conventional PFA protection sheet for protecting the solid electrolyte membrane from the gasket can be omitted. Further, the high-precision processing required for the conventional thick metal electrode plate is not required, and the processing cost is reduced.

【0013】そして、上記固体電解質膜、電極板および
環状部材それぞれにおける、多孔質給電体の外周より外
方の部位に複数個の流体用経路を穿孔し、環状部材にお
ける流体用経路から内径側に連通する流体用通路を形成
することにより、好適な電解セルとなる。
In each of the solid electrolyte membrane, the electrode plate, and the annular member, a plurality of fluid paths are perforated at positions outside the outer periphery of the porous power supply body, and the fluid path in the annular member is radially inward from the fluid path. By forming the fluid passages that communicate with each other, a suitable electrolytic cell is obtained.

【0014】また、上記環状部材の一方の面に、上記複
数個の流体用経路のうち一部の流体用経路から内径側に
連通する流体用通路を形成し、上記シールリングを、環
状部材の両面における、流体用通路が形成された流体用
経路の外方を通り、流体用通路が形成されない流体用経
路の内方を通るように配設し、さらに、流体用通路が形
成されない流体用経路の周囲にもシールリングを配設す
ることにより、必要な部分にのみシールリングが配設さ
れるため、従来使用されている平板ガスケットのように
圧縮面積が大きくなく、ガスケット全体を挟圧するため
の強大な締め付け力を必要とすることがない。
Further, a fluid passage communicating from one of the plurality of fluid passages to the inner diameter side is formed on one surface of the annular member, and the seal ring is connected to the annular member. On both sides, the fluid passage is disposed so as to pass outside the fluid passage where the fluid passage is formed and pass inside the fluid passage where the fluid passage is not formed, and further not to form the fluid passage. By arranging the seal ring also around the perimeter, the seal ring is arranged only at the necessary part, so that the compression area is not large like the conventionally used flat gasket, and it is necessary to clamp the entire gasket. There is no need for strong clamping force.

【0015】または、上記環状部材の一方の面に、上記
複数個の流体用経路のうち一部の流体用経路から内径側
に連通する流体用通路を形成し、上記シールリングを、
環状部材の両面における流体用経路の外方を通るように
配設し、さらに、流体用通路が形成されない流体用経路
の周囲にもシールリングを配設することにより、上記電
解セルと同様にガスケット全体を挟圧するための強大な
締め付け力を必要とすることがない。
Alternatively, a fluid passage communicating from one of the plurality of fluid passages to the inner diameter side of the plurality of fluid passages is formed on one surface of the annular member.
A gasket is provided in the same manner as in the above electrolytic cell, by arranging so as to pass outside the fluid path on both surfaces of the annular member, and further arranging a seal ring around the fluid path in which the fluid path is not formed. There is no need for a large tightening force for clamping the whole.

【0016】さらに、上記多孔質給電体の周囲に補強リ
ングが固設し、該補強リングの表面における、少なくと
も上記固体電解質膜と接触する部分に耐酸性樹脂を被覆
することにより、多孔質給電体の寿命が向上する。
Further, a reinforcing ring is fixedly provided around the porous power feeding member, and at least a portion of the surface of the reinforcing ring which is in contact with the solid electrolyte membrane is coated with an acid-resistant resin, whereby the porous power feeding member is provided. The service life is improved.

【0017】加えて、上記多孔質給電体を矩形を呈する
ように形成することにより、酸素発生室たる陽極室(多
孔質給電体が占める空間)の断面積が被電解用純水の流
れ方向に沿って一定となる。その結果、純水が陽極室に
均一に供給されるので電気分解が均一になされ、効率的
な水素ガスおよび酸素ガスの製造がなされる。また、製
造時の歩留まりがよくなる。
In addition, by forming the porous power supply so as to have a rectangular shape, the cross-sectional area of the anode chamber (the space occupied by the porous power supply) as an oxygen generation chamber is set in the flow direction of the pure water to be electrolyzed. Along. As a result, since the pure water is uniformly supplied to the anode chamber, the electrolysis is made uniform, and the hydrogen gas and the oxygen gas are efficiently produced. Also, the yield during manufacturing is improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】つぎに、添付図面に示された実施
形態を参照しつつ本発明の電解セルを説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an electrolytic cell according to the present invention will be described with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

【0019】図1は本発明の電解セルの一実施形態の要
部を示す組み立て前斜視図である。図2は図1の組み立
て前電解セルの要部を示し、図1のII−II線断面図
である。図3は図1の電解セル中の電極板、多孔質給電
体および一の環状部材を示す斜視図である。図4は図1
の電解セル中の電極板、多孔質給電体および他の環状部
材を示す斜視図である。図5は図3のV−V線断面図で
ある。図6は本発明の電解セルの他の実施形態の要部を
示す組み立て前斜視図である。図7は図6の組み立て前
電解セルの要部を示し、図6のVII−VII線断面図
である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an embodiment of the electrolytic cell of the present invention before assembling. FIG. 2 shows a main part of the pre-assembly electrolytic cell of FIG. 1 and is a sectional view taken along the line II-II of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an electrode plate, a porous feeder, and one annular member in the electrolytic cell of FIG. FIG. 4 shows FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing an electrode plate, a porous power supply body, and another annular member in the electrolytic cell of FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. FIG. 6 is a perspective view of a main part of another embodiment of the electrolytic cell of the present invention before assembly. 7 shows a main part of the pre-assembly electrolytic cell of FIG. 6, and is a sectional view taken along line VII-VII of FIG.

【0020】図1および図2に示す電解セル1は、固体
電解質膜ユニット2を所定組並べ合わせたものである。
固体電解質膜ユニット2は固体電解質膜3の両側に電極
板4が配設されたものである。各電極板4の両面には図
示のごとく多孔質給電体5が収容されており、この多孔
質給電体5の収容スペースの一方が陽極室Aとなり他方
が陰極室Cとなる。この電解セル1の両端の電極(図示
しない)間に電解電圧を付加することによって供給純水
が電気分解され、陽極室Aにおいて酸素ガスが発生し、
陰極室Cにおいて水素ガスが発生する。多孔質給電体5
の外周側には多孔質給電体5を外部から隔離するシール
リング用の環状部材6が配設される。この環状部材6の
側面にはシールリング7a、7bが配設されている(図
3および図4参照)。図1および図2にはシールリング
の図示が省略されている。電極板4の両側面の中央部に
はその外周縁と同心状の円形凸部4aが形成されてい
る。
The electrolytic cell 1 shown in FIGS. 1 and 2 is one in which a predetermined set of solid electrolyte membrane units 2 are arranged.
The solid electrolyte membrane unit 2 has electrode plates 4 disposed on both sides of a solid electrolyte membrane 3. As shown, a porous power supply 5 is accommodated on both sides of each electrode plate 4, and one of the accommodating spaces of the porous power supply 5 is an anode chamber A and the other is a cathode chamber C. By applying an electrolytic voltage between electrodes (not shown) at both ends of the electrolytic cell 1, the supplied pure water is electrolyzed, and oxygen gas is generated in the anode chamber A.
Hydrogen gas is generated in the cathode chamber C. Porous feeder 5
An annular member 6 for a seal ring that isolates the porous power supply body 5 from the outside is disposed on the outer peripheral side of the power supply body. Seal rings 7a and 7b are provided on the side surface of the annular member 6 (see FIGS. 3 and 4). 1 and 2 do not show the seal ring. At the center of both side surfaces of the electrode plate 4, a circular convex portion 4a concentric with the outer peripheral edge is formed.

【0021】本実施形態では、電極板4は板厚が約5m
mのチタン板から形成されており、中央凸部4aは両側
にそれぞれ約2mmの高さを有し、その周縁部は約1m
mの厚さに形成されている。また、多孔質給電体5は約
1mmの厚さを有し、環状部材6は約3mmの厚さを有
している。
In this embodiment, the electrode plate 4 has a thickness of about 5 m.
m is formed from a titanium plate having a height of about 2 mm on both sides and a peripheral edge of about 1 m.
m. Further, the porous power supply body 5 has a thickness of about 1 mm, and the annular member 6 has a thickness of about 3 mm.

【0022】図2は、理解容易のために図1の電解セル
1を鉛直面で切らずに、図1に示すようにII−II線
で切った断面を示している。
FIG. 2 shows a cross section taken along the line II-II as shown in FIG. 1 without cutting the electrolytic cell 1 of FIG. 1 in a vertical plane for easy understanding.

【0023】これら固体電解質膜ユニット2を所定組並
べて、両端の図示しない端板で挟み、図示しない締付ボ
ルトによって締め付けることにより電解セル1が組み立
てられる。
The electrolytic cell 1 is assembled by arranging a predetermined set of these solid electrolyte membrane units 2, sandwiching them by end plates (not shown) at both ends, and tightening them with tightening bolts (not shown).

【0024】図1に示すように、他の部品より小径の多
孔質給電体5を除いて、各部品3、4、6にはそれぞれ
外周近傍にほぼ等角度間隔をおいて、酸素ガス取り出し
経路8、水素ガス取り出し経路9、純水供給経路10お
よび陰極室用のドレン水排出経路11を構成する孔が穿
設されている。
As shown in FIG. 1, except for the porous feeder 5 having a smaller diameter than the other parts, each of the parts 3, 4, and 6 has an oxygen gas extraction path at substantially equal angular intervals near the outer periphery. 8, holes forming a hydrogen gas take-out path 9, a pure water supply path 10, and a drain water discharge path 11 for a cathode chamber are provided.

【0025】また、図1〜4に示すように、これら各経
路8、9、10、11と上記陽極室Aおよび陰極室Cと
を連通する通路は主に環状部材6に形成されている。図
1および図2から判るように、一つの陽極室Aに一個の
環状部材6aが配設され、一つの陰極室Cに一個の環状
部材6cが配設される。したがって、陽極室A用の環状
部材6aの電極板4に対向する面(図3参照)には酸素
ガス取り出し経路8および純水供給経路10の周縁から
環状部材6の内径側空間まで互いに平行な二本の溝12
が形成されている。これらの溝12が酸素ガス取り出し
通路13および純水流通通路15となる。また、陰極室
C用の環状部材6cの電極板4に対向する面(図4参
照)には水素ガス取り出し経路9および陰極室用のドレ
ン水排出経路11の周縁から内径側空間まで同様に二本
の溝12が形成されている。これらの溝12が水素ガス
取り出し通路14およびドレン水排出通路16となる。
これらの溝12は、それが形成された環状部材6の面が
電極板4の面と当接してトンネル状の上記流体用通路1
3、14、15、16となる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the passages connecting these paths 8, 9, 10, and 11 with the anode chamber A and the cathode chamber C are mainly formed in the annular member 6. 1 and 2, one anode member A is provided with one annular member 6a, and one cathode room C is provided with one annular member 6c. Therefore, the surface of the annular member 6 a for the anode chamber A facing the electrode plate 4 (see FIG. 3) is parallel to each other from the periphery of the oxygen gas extraction path 8 and the pure water supply path 10 to the inner diameter side space of the annular member 6. Two grooves 12
Are formed. These grooves 12 serve as an oxygen gas extraction passage 13 and a pure water circulation passage 15. Similarly, the surface of the annular member 6c for the cathode chamber C facing the electrode plate 4 (see FIG. 4) is similarly provided from the periphery of the hydrogen gas extraction path 9 and the drain water discharge path 11 for the cathode chamber to the inner diameter side space. The book groove 12 is formed. These grooves 12 serve as a hydrogen gas extraction passage 14 and a drain water discharge passage 16.
These grooves 12 are formed in the tunnel-like fluid passage 1 by the surface of the annular member 6 where the grooves 12 are formed abutting the surface of the electrode plate 4.
3, 14, 15, and 16.

【0026】溝12の断面寸法は、本実施形態では幅b
(図5)が約6mmであり、深さh(図5)が約1mm
にされている。この寸法は一例である。環状部材6の内
径側空間には、内径側空間より若干小径の上記電極板4
の円形凸部4aおよび多孔質給電体5が嵌入される。多
孔質給電体5はチタン製メッシュから形成され、その外
周には環状の補強リング5aが取り付けられている。こ
の補強リング5aは固体電解質膜3と直接接触するの
で、接触する補強リング5aの面にはPFAやPTFE
(ポリテトラフルオロエチレン)などの耐酸性樹脂がコ
ーティングされている。したがって、従来では必要であ
った取り扱いに不便な薄いPFA製保護シートを使用す
る必要がない。なお、多孔質給電体5の本体部(上記メ
ッシュ部分)には白金メッキなどの貴金属メッキを施す
ことによって耐酸性を付与している。
The cross-sectional dimension of the groove 12 is the width b in this embodiment.
(FIG. 5) is about 6 mm, and the depth h (FIG. 5) is about 1 mm.
Has been. This dimension is an example. The electrode plate 4 having a diameter slightly smaller than the inner diameter side space is provided in the inner diameter side space of the annular member 6.
The circular convex portion 4a and the porous power supply body 5 are fitted. The porous feeder 5 is formed of a titanium mesh, and an annular reinforcing ring 5a is attached to the outer periphery thereof. Since this reinforcing ring 5a is in direct contact with the solid electrolyte membrane 3, PFA or PTFE
An acid-resistant resin such as (polytetrafluoroethylene) is coated. Therefore, there is no need to use a thin protective sheet made of PFA which is conventionally inconvenient for handling. The main body portion (the mesh portion) of the porous power supply body 5 is provided with acid resistance by applying a noble metal plating such as a platinum plating.

【0027】図2および図4に示すように、環状部材6
における多孔質給電体5が嵌着される側の面には、上記
補強リング5aが係合すべき深さが補強リング5aの厚
さとほぼ同一の約0.1mmの段差Sが設けられてい
る。また、電解セルの組立時に環状部材6と電極板4と
を当接させたとき、環状部材6の流体用通路13、1
4、15、16の内方端に対向する電極板4の円形凸部
4aの部位にはそれぞれ通路切欠き17が形成されてい
る(図2および図4参照)。この通路切欠き17によっ
て所定流体が流体用通路13、14、15、16と陽極
室Aおよび陰極室Cとのスムーズな連通が実現する。
As shown in FIG. 2 and FIG.
Is provided with a step S of about 0.1 mm in which the depth to which the reinforcing ring 5a is to be engaged is substantially the same as the thickness of the reinforcing ring 5a. . When the annular member 6 is brought into contact with the electrode plate 4 during the assembly of the electrolytic cell, the fluid passages 13, 1,
Passage notches 17 are formed at the portions of the circular projections 4a of the electrode plate 4 facing the inner ends of the electrodes 4, 15, and 16 (see FIGS. 2 and 4). The passage notch 17 allows the predetermined fluid to smoothly communicate with the fluid passages 13, 14, 15, 16 and the anode chamber A and the cathode chamber C.

【0028】このようにして、電極板4の一方の面側に
構成される陽極室Aに対しては、純水供給経路10から
純水流通通路15を通して純水が供給され、陽極室Aに
おいて発生した酸素ガスは純水と共に酸素ガス取り出し
通路13から酸素ガス取り出し経路8を通して取り出さ
れる。また、電極板4の他方の面側に構成される陰極室
Cにおいて発生した水素ガスは水素ガス取り出し通路1
4から水素ガス取り出し経路9を通して取り出される。
As described above, pure water is supplied from the pure water supply path 10 to the anode chamber A formed on one surface side of the electrode plate 4 through the pure water circulation path 15, and The generated oxygen gas is taken out from the oxygen gas take-out passage 13 through the oxygen gas take-out passage 8 together with the pure water. The hydrogen gas generated in the cathode chamber C formed on the other surface side of the electrode plate 4 is supplied to the hydrogen gas extraction passage 1.
4 through a hydrogen gas extraction path 9.

【0029】図2〜4に示すように、環状部材6の側面
にはシールリング7a、7bが嵌着されるシールリング
溝18a、18bが形成されている。シールリングとし
ては、上記各流体用経路8、9、10、11を外部から
シールするための小円形のシールリング7aと、流体用
通路13、14、15、16が形成された流体用経路
8、9、10、11の外側を通って、流体用通路13、
14、15、16が形成されていない流体用経路8、
9、10、11の内側を通って陽極室Aおよび陰極室C
を外部からシールするための大径シールリング7bとが
使用されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, on the side surface of the annular member 6, seal ring grooves 18a and 18b into which the seal rings 7a and 7b are fitted are formed. As the seal ring, a small circular seal ring 7a for sealing each of the fluid paths 8, 9, 10, and 11 from the outside, and a fluid path 8 in which fluid passages 13, 14, 15, and 16 are formed. , 9, 10, 11 through the fluid passages 13,
Fluid path 8, in which 14, 15, 16 are not formed,
Anode chamber A and cathode chamber C passing through the inside of 9, 10, 11
And a large-diameter seal ring 7b for sealing the seal from the outside.

【0030】そして、陽極室A用の環状部材6aと陰極
室C用の環状部材6cとではシールリング7a、7bの
配設範囲およびシールリング溝18a、18bの形成範
囲が異なっている。図2および図3に示すように陽極室
A用の環状部材6aにはその両面に互いに同型状のシー
ルリング7a、7bがそれぞれ配設され、互いに同型状
のシールリング溝18a、18bがそれぞれ形成されて
いるが、図2および図4に示すように陰極室C用の環状
部材6cには片面にのみシールリング7a、7bが配設
され、シールリング溝18a、18bが形成されてい
る。これは、軟質の固体電解質膜3を用いた場合、シー
ルリング7a、7bによって固体電解質膜3の両側から
挟圧するのは固体電解質膜3にとって好ましくなく、ま
た、固体電解質膜3を挟んで軟質のシールリング7a、
7bを対向させて配設すると締め付けたときの反力の確
実性が期待できないからである。したがって、固体電解
質膜3をシールリング7a、7bと環状部材6の平面と
で挟圧してシール効果を奏するようにしているのであ
る。固体電解質膜をセラミックなどの硬質の材料から形
成すればその両側からシールリング7a、7bによって
挟圧しても問題はない。
The annular member 6a for the anode chamber A and the annular member 6c for the cathode chamber C differ in the arrangement range of the seal rings 7a and 7b and the formation range of the seal ring grooves 18a and 18b. As shown in FIGS. 2 and 3, the annular member 6a for the anode chamber A is provided with seal rings 7a and 7b having the same shape on both surfaces thereof, and seal ring grooves 18a and 18b having the same shape are formed respectively. However, as shown in FIGS. 2 and 4, the annular members 6c for the cathode chamber C are provided with seal rings 7a and 7b only on one surface, and formed with seal ring grooves 18a and 18b. This is because, when a soft solid electrolyte membrane 3 is used, it is not preferable for the solid electrolyte membrane 3 to be pressed from both sides of the solid electrolyte membrane 3 by the seal rings 7a and 7b. Seal ring 7a,
This is because if the 7b is arranged to face, the certainty of the reaction force when tightening cannot be expected. Therefore, the solid electrolyte membrane 3 is pressed between the seal rings 7a and 7b and the plane of the annular member 6 to achieve a sealing effect. If the solid electrolyte membrane is formed from a hard material such as ceramics, there is no problem even if pressure is applied between both sides by the seal rings 7a and 7b.

【0031】このようにして、流体用通路13、14、
15、16が形成されている各流体用経路8、9、1
0、11については、対応する陽極室A(または陰極室
C)との間のシールはなされていないが外部とは良好に
シールされ、流体用通路が形成されていない各流体用経
路については、流体用経路はその周囲からシールされる
ことになる。
Thus, the fluid passages 13, 14,
Each of the fluid paths 8, 9, 1 in which 15, 16 are formed
Regarding the fluid passages 0 and 11, no seal is made between the corresponding anode compartment A (or the cathode compartment C), but the seal is well sealed from the outside and the fluid passages where no fluid passages are formed. The fluid path will be sealed from its surroundings.

【0032】なお、前述のごとく、大径シールリング7
bは流体用通路13、14、15、16が形成されてい
ない流体用経路8、9、10、11の内側を通るように
構成されているが、全ての流体用経路8、9、10、1
1に対してその外側を通るように構成してもよい。
As described above, the large-diameter seal ring 7
b is configured to pass through the inside of the fluid paths 8, 9, 10, 11 where the fluid paths 13, 14, 15, 16 are not formed, but all the fluid paths 8, 9, 10, 1
One may be configured to pass through the outside.

【0033】上記シールリング溝18a、18bはその
幅w(図5)が約2.1mmにされ、深さkが約1mm
にされ、シールリング7a、7bはその断面直径が約
1.5mmにされている。この寸法は一例である。
The seal ring grooves 18a and 18b have a width w (FIG. 5) of about 2.1 mm and a depth k of about 1 mm.
The seal rings 7a and 7b have a sectional diameter of about 1.5 mm. This dimension is an example.

【0034】また、前述のように陽極室A用の環状部材
6aと陰極室C用の環状部材6cとでシールリング7
a、7bの配設範囲およびシールリング溝18a、18
bの形成範囲を異ならせているが、陽極室A用の環状部
材6aを陰極室C用として用い、陰極室C用の環状部材
6cを陽極室A用の環状部材6aとして用いてもよい。
上記環状部材6の材料としては繊維強化プラスチック、
フッ素樹脂、セラミックスなどの非導電性および高強度
を有するものが好適に採用される。また、シールリング
7a、7bの材料としてはフッ素ゴムやパーフルオロエ
ラストマーなどの耐酸性ゴム、表面に耐酸性層を形成し
た二重構造ゴムなどが採用される。
As described above, the sealing member 7 is formed by the annular member 6a for the anode chamber A and the annular member 6c for the cathode chamber C.
a, 7b and seal ring grooves 18a, 18
Although the formation range of b is different, the annular member 6a for the anode chamber A may be used for the cathode chamber C, and the annular member 6c for the cathode chamber C may be used as the annular member 6a for the anode chamber A.
As a material of the annular member 6, a fiber reinforced plastic,
Non-conductive and high-strength materials such as fluororesins and ceramics are suitably employed. Further, as a material of the seal rings 7a and 7b, an acid-resistant rubber such as a fluororubber or a perfluoroelastomer, a double structure rubber having an acid-resistant layer on the surface, or the like is adopted.

【0035】上記電解セル1では酸素ガス取り出し経路
8、水素ガス取り出し経路9、純水供給経路10および
陰極室用のドレン水排出経路11を説明したが、図中の
他の孔は必要に応じて流体用経路として用いてもよく、
また、必要なき場合には穿孔しなくてもよい。
In the above-mentioned electrolytic cell 1, the oxygen gas take-out path 8, the hydrogen gas take-out path 9, the pure water supply path 10, and the drain water discharge path 11 for the cathode chamber have been described. May be used as a fluid path,
In addition, it is not necessary to pierce when unnecessary.

【0036】図6、7には他の電解セル21が示されて
いる。この電解セル21は全体に矩形を呈している。す
なわち、その固体電解質膜23、その両側の電極板2
4、多孔質給電体25、および環状部材26は全て矩形
を呈している。これら部品23、24、25、26の配
列は前述の電解セル1(図1〜4)と同様である。
FIGS. 6 and 7 show another electrolytic cell 21. The electrolytic cell 21 has a rectangular shape as a whole. That is, the solid electrolyte membrane 23 and the electrode plates 2 on both sides thereof
4. The porous power supply 25 and the annular member 26 are all rectangular. The arrangement of these components 23, 24, 25, 26 is the same as that of the aforementioned electrolytic cell 1 (FIGS. 1 to 4).

【0037】ただし、図1〜4の多孔質給電体5にはそ
の周囲に補強リング5aが付設され、環状部材6には補
強リング5a用の段差Sが形成されているが、本電解セ
ル21には補強リングも段差Sも形成されていない。本
電解セル21では環状部材26に多孔質給電体25とほ
ぼ同外形の矩形の窓部26bが開口されており、この窓
部26bに多孔質給電体25が嵌着される。その部分が
陽極室Aまたは陰極室Cとなる。そして、多孔質給電体
25は環状部材26よりも若干厚く形成されている。そ
うすることにより、電極板24をとくに図1〜4に示す
電極板4のような中央凸部4aを形成する必要なく、電
解セル21が組み立てられたときに多孔質給電体25が
固体電解質膜23と電極板24とに良好に接触して通電
抵抗の増加が防止される。もちろん、多孔質給電体25
を薄くしてその外周に補強リングを設けてもよい。その
場合、環状部材26にはその窓部26bの周囲に補強リ
ング用の段差を形成する必要がある。また、電極板24
には図1〜4の電極板4と同様に中央凸部、すなわち上
記矩形の窓部26bと同等の外形の中央凸部を形成しな
ければならない。
However, a reinforcing ring 5a is provided around the porous power supply body 5 shown in FIGS. 1 to 4, and a step S for the reinforcing ring 5a is formed in the annular member 6. Has neither a reinforcing ring nor a step S. In the present electrolysis cell 21, a rectangular window 26b having substantially the same outer shape as the porous power supply 25 is opened in the annular member 26, and the porous power supply 25 is fitted into the window 26b. That portion becomes the anode chamber A or the cathode chamber C. The porous power supply 25 is formed slightly thicker than the annular member 26. By doing so, it is not necessary to form the electrode plate 24, particularly the central convex portion 4 a like the electrode plate 4 shown in FIGS. 1 to 4, and when the electrolytic cell 21 is assembled, the porous power feeder 25 becomes a solid electrolyte membrane. 23 and the electrode plate 24 are satisfactorily brought into contact with each other to prevent an increase in the current-carrying resistance. Of course, the porous feeder 25
And a reinforcing ring may be provided on the outer periphery thereof. In this case, it is necessary to form a step for the reinforcing ring around the window 26b in the annular member 26. Also, the electrode plate 24
In the same manner as the electrode plate 4 of FIGS. 1 to 4, a central convex portion, that is, a central convex portion having the same outer shape as the rectangular window portion 26b must be formed.

【0038】多孔質給電体25を除く固体電解質膜2
3、電極板24および環状部材26の一端部側、つま
り、環状部材26における窓部26bの一方の外方側に
対応する部位には長方形の純水供給経路30が穿孔され
ている。純水供給経路30は窓部26bの幅に近い長さ
に形成されている。一方、これら部品23、24、26
の他端側、つまり、環状部材26における窓部26bの
他の外方側に対応する部位には相互に離間して酸素ガス
取り出し経路28および水素ガス取り出し経路29が穿
孔されている。
Solid electrolyte membrane 2 excluding porous feeder 25
3. A rectangular pure water supply path 30 is perforated at one end of the electrode plate 24 and the annular member 26, that is, at a portion corresponding to one outer side of the window 26b in the annular member 26. The pure water supply path 30 is formed to have a length close to the width of the window 26b. On the other hand, these parts 23, 24, 26
On the other end side of the annular member 26, that is, at a portion corresponding to the other outer side of the window portion 26b, an oxygen gas take-out path 28 and a hydrogen gas take-out path 29 are pierced apart from each other.

【0039】また、上記のごとく、環状部材26の窓部
26bおよび多孔質給電体25がともに矩形を呈してい
る。すなわち、酸素が発生する陽極室Aが矩形を呈する
ことになり、矩形の一辺側に形成された純水流通通路3
4から被電解用の純水が供給され、他辺側に形成された
酸素ガス取り出し通路35に向かって流れる。その結
果、陽極室Aおける純水の流路断面積は一定となる。具
体的には、純水供給側から発生酸素の取り出し経路側に
至るまでの陽極室Aの断面積が一定である。したがっ
て、陽極室Aの各位置において純水は均一に供給され
る。その結果、電気分解が均一になされ、効率的な水素
ガスおよび酸素ガスの製造がなされる。
As described above, both the window 26b of the annular member 26 and the porous power supply 25 have a rectangular shape. That is, the anode chamber A in which oxygen is generated has a rectangular shape, and the pure water flow passage 3 formed on one side of the rectangle is formed.
4, pure water for electrolysis is supplied and flows toward an oxygen gas extraction passage 35 formed on the other side. As a result, the flow path cross-sectional area of the pure water in the anode chamber A becomes constant. More specifically, the cross-sectional area of the anode chamber A from the pure water supply side to the generated oxygen extraction path side is constant. Therefore, pure water is uniformly supplied at each position of the anode chamber A. As a result, the electrolysis is performed uniformly, and efficient production of hydrogen gas and oxygen gas is achieved.

【0040】図6に示すように、各環状部材26の両面
における、窓部26b、純水供給経路30、酸素ガス取
り出し経路28および水素ガス取り出し経路29全体の
外方を取り囲むように矩形外形のシールリング溝27が
形成されており、そこに矩形のシールリング(以下、矩
形シールリングという)31が嵌着される。
As shown in FIG. 6, a rectangular outer shape is formed so as to surround the window 26b, the pure water supply path 30, the oxygen gas extraction path 28 and the hydrogen gas extraction path 29 on both sides of each annular member 26. A seal ring groove 27 is formed, and a rectangular seal ring (hereinafter, referred to as a rectangular seal ring) 31 is fitted therein.

【0041】また、陽極室A用の窓部26bが開口され
た環状部材(陽極室用環状部材)26aの両面において
は水素ガス取り出し経路29を取り囲むようにシールリ
ング溝32が形成されており、そこにシールリング33
が嵌着される。また、陽極室用環状部材26aの片面
に、純水供給経路30から窓部26bに至るまで純水流
通通路34が形成されている。この純水流通通路34は
純水供給経路30の全長にわたるように複数本の溝から
形成されている。さらに、陽極室A用の環状部材26a
の片面に、酸素ガス取り出し経路28から窓部26bに
至るまで溝状の酸素ガス取り出し通路35が形成されて
いる。
A seal ring groove 32 is formed on both surfaces of an annular member (anode chamber annular member) 26a having an opening 26b for the anode chamber A so as to surround the hydrogen gas extraction path 29. There seal ring 33
Is fitted. A pure water flow passage 34 is formed on one surface of the anode chamber annular member 26a from the pure water supply path 30 to the window 26b. The pure water flow passage 34 is formed by a plurality of grooves so as to extend over the entire length of the pure water supply path 30. Further, the annular member 26a for the anode chamber A
A groove-shaped oxygen gas take-out passage 35 is formed on one side from the oxygen gas take-out passage 28 to the window 26b.

【0042】一方、陰極室C用の窓部26bが開口され
た環状部材(陰極室用環状部材)26cの両面において
は酸素ガス取り出し経路28を取り囲むようにシールリ
ング溝36が形成されており、そこにシールリング37
が嵌着される。また、両面における純水供給経路30を
取り囲む位置にもシールリング溝38が形成されてお
り、そこにシールリング39が嵌着される。陰極室C用
の環状部材26cの片面に、水素ガス取り出し経路29
から窓部26bに至るまで溝状の水素ガス取り出し通路
40が形成されている。
On the other hand, a seal ring groove 36 is formed on both sides of an annular member (cathode chamber annular member) 26c having an opening 26b for the cathode chamber C so as to surround the oxygen gas extraction path 28. There seal ring 37
Is fitted. A seal ring groove 38 is also formed at a position surrounding the pure water supply path 30 on both sides, and a seal ring 39 is fitted therein. One side of the annular member 26c for the cathode chamber C is provided with a hydrogen gas extraction path 29.
A groove-shaped hydrogen gas take-out passage 40 is formed from the opening to the window 26b.

【0043】以上の構成から、陽極室Aは外部に対して
良好にシールされ、純水供給経路30は外部および陰極
室Cに対して良好にシールされ、酸素ガス取り出し経路
28は外部および陰極室Cに対して良好にシールされ、
水素取り出し経路29は外部および陽極室Aに対して良
好にシールされる。
With the above arrangement, the anode chamber A is well sealed to the outside, the pure water supply path 30 is well sealed to the outside and the cathode chamber C, and the oxygen gas extraction path 28 is the outside and cathode chamber. Well sealed against C,
The hydrogen extraction path 29 is well sealed to the outside and the anode chamber A.

【0044】なお、前述のごとく、矩形シールリング3
1は全ての流体用経路28、29、30の外側を通るよ
うに構成されているが、流体用通路34、35、40が
形成されていない流体用経路28、29、30に対して
はその内側を通るように構成してもよい。
As described above, the rectangular seal ring 3
1 is configured to pass outside of all the fluid paths 28, 29, 30, but the fluid paths 28, 29, 30 in which the fluid paths 34, 35, 40 are not formed are provided. You may comprise so that it may pass inside.

【0045】図7には理解容易のために上記各シールリ
ング31、33、37、39が二点鎖線で示されてい
る。図7に示すように、固体電解質膜23を挟む位置に
配設された矩形シールリング31同士(符号31a、3
1bで示す)は大きさが異なっている。これは、矩形シ
ールリング31a、31b同士で固体電解質膜23を挟
圧するのは固体電解質膜23にとって好ましくないから
である。また、環状部材26の両面に形成されたシール
リング溝(対応するシールリングも含む)の大きさを相
互に違えているのは、環状部材26を必要以上に厚くし
ないためである。
In FIG. 7, the above-mentioned seal rings 31, 33, 37, 39 are indicated by two-dot chain lines for easy understanding. As shown in FIG. 7, the rectangular seal rings 31 (reference numerals 31a, 3a, 3b)
1b) are different in size. This is because it is not preferable for the solid electrolyte membrane 23 to sandwich the solid electrolyte membrane 23 between the rectangular seal rings 31a and 31b. The reason why the sizes of the seal ring grooves (including the corresponding seal rings) formed on both surfaces of the annular member 26 are different from each other is that the annular member 26 is not unnecessarily thick.

【0046】上記固体電解質膜3としては、固体高分子
電解質を膜状に形成したものの両面に白金族金属からな
る多孔質層を化学的に無電解メッキによって形成した固
体高分子電解質膜を使用するのが好ましい。上記固体高
分子電解質としては、カチオン交換膜(フッ素樹脂系ス
ルフォン酸カチオン交換膜であり、たとえば、デュポン
社製「ナフィオン117」)が好ましい。
As the solid electrolyte membrane 3, a solid polymer electrolyte membrane in which a solid polymer electrolyte is formed in a film shape and a porous layer made of a platinum group metal is chemically formed on both surfaces by electroless plating is used. Is preferred. As the solid polymer electrolyte, a cation exchange membrane (a fluororesin sulfonic acid cation exchange membrane, for example, “Nafion 117” manufactured by DuPont) is preferable.

【0047】なお、電解セルは横置きでも良くまた縦置
きでもよい。本発明の電極板は、電解タンクの内部に電
解セルを配設する高圧型の水素酸素発生装置のみならず
電解タンクを用いない低圧型の水素酸素発生装置にも適
用可能である。
The electrolytic cell may be placed horizontally or vertically. The electrode plate of the present invention can be applied not only to a high-pressure hydrogen oxygen generator in which an electrolytic cell is disposed inside an electrolytic tank, but also to a low-pressure hydrogen oxygen generator that does not use an electrolytic tank.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、溝内にシールリングを
配設するため、シールリングの位置決めが容易であり、
電解セルを組み立てるときに部品類を一体に挟圧しても
シールリングを締めすぎることはなく、適正なシール力
が得られる。しかも、従来のように平板ガスケットを使
用していないので運転中の熱膨張によるはみ出しなどの
不具合の心配がない。さらに、固体電解質膜がガスケッ
トに直接接触することを防止するための従来のPFA製
保護シートを省略することができる。また、従来の金属
厚板製電極板に要した高精度な加工が不要となって加工
コストが低減する。
According to the present invention, since the seal ring is provided in the groove, the positioning of the seal ring is easy,
Even when the components are pressed together when assembling the electrolytic cell, the seal ring is not overtightened, and a proper sealing force can be obtained. In addition, since a flat gasket is not used unlike the related art, there is no fear of problems such as protrusion due to thermal expansion during operation. Further, a conventional PFA protective sheet for preventing the solid electrolyte membrane from directly contacting the gasket can be omitted. Further, the high-precision processing required for the conventional thick metal electrode plate is not required, and the processing cost is reduced.

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

【図1】本発明の電解セルの一実施形態の要部を示す組
み立て前斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an embodiment of an electrolytic cell according to the present invention before assembly.

【図2】図1の組み立て前電解セルの要部を示し、図1
のII−II線断面図である。
2 shows a main part of the pre-assembly electrolytic cell of FIG. 1, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】図1の電解セル中の電極板、多孔質給電体およ
び一の環状部材を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an electrode plate, a porous feeder, and one annular member in the electrolytic cell of FIG.

【図4】図1の電解セル中の電極板、多孔質給電体およ
び他の環状部材を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an electrode plate, a porous feeder, and another annular member in the electrolytic cell of FIG.

【図5】図3のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3;

【図6】本発明の電解セルの他の実施形態の要部を示す
組み立て前斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a main part of another embodiment of the electrolytic cell of the present invention before assembly.

【図7】図7は図6の組み立て前電解セルの要部を示
し、図6のVII−VII線断面図である。
7 shows a main part of the pre-assembled electrolytic cell of FIG. 6, and is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.

【図8】従来の電解セルの一例を示す組み立て前断面図
である。
FIG. 8 is a sectional view showing an example of a conventional electrolytic cell before assembly.

【図9】従来の中間の複極式電極板の一例を示す斜視図
である。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional intermediate bipolar electrode plate.

【図10】図10(a)は図9の電極板の要部を示す断
面図であり、図10(b)は図10(a)のX−X線矢
視図である。
10 (a) is a sectional view showing a main part of the electrode plate of FIG. 9, and FIG. 10 (b) is a view taken along line XX of FIG. 10 (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・電解セル 2・・・固体電解質膜ユニット 3・・・固体電解質膜 4・・・電極板 4a・・円形凸部 5・・・多孔質給電体 5a・・・補強リング 6、6a、6c・・・環状部材 7a、7b・・・シールリング 8・・・酸素ガス取り出し経路 9・・・水素ガス取り出し経路 10・・・純水供給経路 11・・・ドレン水排出経路 12・・・溝 13・・・酸素ガス取り出し通路 14・・・水素ガス取り出し通路 15・・・純水流通通路 16・・・ドレン水排出通路 17・・・通路切欠き 18a、18b・・・シールリング溝 21・・・電解セル 23・・・固体電解質膜 24・・・電極板 25・・・多孔質給電体 26、26a、26c・・環状部材 26b・・窓部 27・・・シールリング溝 28・・・酸素ガス取り出し経路 29・・・水素ガス取り出し経路 30・・・純水供給経路 31・・・矩形シールリング 32・・・シールリング溝 33・・・シールリング 34・・・純水流通通路 35・・・酸素ガス取り出し通路 36・・・シールリング溝 37・・・シールリング 38・・・シールリング溝 39・・・シールリング 40・・・水素ガス取り出し通路 A・・・陽極室 C・・・陰極室 S・・・段差 b・・・溝の幅 h・・・溝の深さ w・・・シールリング溝の幅 k・・・シールリング溝の深さ d・・・シールリングの断面直径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolysis cell 2 ... Solid electrolyte membrane unit 3 ... Solid electrolyte membrane 4 ... Electrode plate 4a ... Circular convex part 5 ... Porous feeder 5a ... Reinforcement ring 6, 6a , 6c ... annular member 7a, 7b ... seal ring 8 ... oxygen gas take-out path 9 ... hydrogen gas take-out path 10 ... pure water supply path 11 ... drain water discharge path 12 ...・ Groove 13 ・ ・ ・ Oxygen gas take-out passage 14 ・ ・ ・ Hydrogen gas take-out passage 15 ・ ・ ・ Pure water flow passage 16 ・ ・ ・ Drain water discharge passage 17 ・ ・ ・ Cut cutout 18a, 18b ・ ・ ・ Seal ring groove DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Electrolysis cell 23 ... Solid electrolyte membrane 24 ... Electrode plate 25 ... Porous feeder 26,26a, 26c ... Circular member 26b ... Window 27 ... Seal ring groove 28 ... ..Oxygen gas extraction path 2 9 ... Hydrogen gas extraction path 30 ... Pure water supply path 31 ... Rectangular seal ring 32 ... Seal ring groove 33 ... Seal ring 34 ... Pure water circulation path 35 ... Oxygen gas Take-out passage 36 ・ ・ ・ Seal ring groove 37 ・ ・ ・ Seal ring 38 ・ ・ ・ Seal ring groove 39 ・ ・ ・ Seal ring 40 ・ ・ ・ Hydrogen gas take-out passage A ・ ・ ・ Anode chamber C ・ ・ ・ Cathode chamber S ・··· Step b: Groove width h: Groove depth w: Seal ring groove width k: Seal ring groove depth d: Cross-sectional diameter of seal ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 明子 兵庫県神戸市須磨区清水台1−18−716 (72)発明者 石井 豊 兵庫県神戸市須磨区南落合1丁目13−8− 283 (72)発明者 多井 勉 兵庫県明石市魚住町西岡658の6 Fターム(参考) 4K021 AA01 BA02 CA02 CA04 CA08 DB04 DB12 DB15 DB31 DB49 DB50 DB53 DC01 DC03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akiko Miyake 1-18-716, Shimizudai, Suma-ku, Kobe-shi, Hyogo (72) Inventor Yutaka Ishii 1-13-8-283 Minami-Ochiai, Suma-ku, Kobe-shi, Hyogo 72) Inventor Tsutomu TAI 658F, Nishioka, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo 4F021 AA01 BA02 CA02 CA04 CA08 DB04 DB12 DB15 DB31 DB49 DB50 DB53 DC01 DC03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質膜と、該固体電解質膜の両側
にそれぞれ配設される電極板と、該電極板と上記固体電
解質膜との間に配設される多孔質給電体と、該多孔質給
電体の外周側に配設される環状部材と、該環状部材の内
径側を外部から隔離するためのシールリングとを備えて
おり、該シールリングが環状部材の側面に形成されたシ
ールリング溝内に配設されてなる水素酸素発生装置の電
解セル。
1. A solid electrolyte membrane, electrode plates disposed on both sides of the solid electrolyte membrane, a porous power supply disposed between the electrode plate and the solid electrolyte membrane, An annular member disposed on the outer peripheral side of the power feeder, and a seal ring for isolating the inner diameter side of the annular member from the outside, the seal ring being formed on a side surface of the annular member. An electrolytic cell of a hydrogen oxygen generator arranged in a groove.
【請求項2】 上記固体電解質膜、電極板および環状部
材それぞれにおける、多孔質給電体の外周より外方の部
位に複数個の流体用経路が穿孔されており、環状部材に
おける流体用経路から内径側に連通する流体用通路が形
成されてなる請求項1記載の水素酸素発生装置の電解セ
ル。
2. A plurality of fluid paths are perforated in portions of the solid electrolyte membrane, the electrode plate, and the annular member that are outside the outer periphery of the porous feeder, and the fluid path in the annular member has an inner diameter. The electrolytic cell of the hydrogen oxygen generator according to claim 1, wherein a fluid passage communicating with the side is formed.
【請求項3】 上記環状部材の一方の面に、上記複数個
の流体用経路のうち一部の流体用経路から内径側に連通
する流体用通路が形成されており、上記シールリング
が、環状部材の両面における、流体用通路が形成された
流体用経路の外方を通り、流体用通路が形成されない流
体用経路の内方を通るように配設され、さらに、流体用
通路が形成されない流体用経路の周囲にもシールリング
が配設されてなる請求項2記載の水素酸素発生装置の電
解セル。
3. A fluid passage communicating from one of the plurality of fluid passages to the inner diameter side of the plurality of fluid passages is formed on one surface of the annular member. A fluid that is disposed on both sides of the member so as to pass outside the fluid path in which the fluid path is formed and pass inward of the fluid path in which the fluid path is not formed. 3. The electrolytic cell of the hydrogen-oxygen generator according to claim 2, wherein a seal ring is also provided around the use path.
【請求項4】 上記環状部材の一方の面に、上記複数個
の流体用経路のうち一部の流体用経路から内径側に連通
する流体用通路が形成されており、上記シールリング
が、環状部材の両面における流体用経路の外方を通るよ
うに配設され、さらに、流体用通路が形成されない流体
用経路の周囲にもシールリングが配設されてなる請求項
2記載の水素酸素発生装置の電解セル。
4. A fluid passage communicating from one of the plurality of fluid passages to the inner diameter side of the plurality of fluid passages is formed on one surface of the annular member. 3. The hydrogen oxygen generator according to claim 2, wherein a seal ring is provided so as to pass outside the fluid path on both surfaces of the member, and further around the fluid path where no fluid path is formed. Electrolytic cell.
【請求項5】 上記多孔質給電体の周囲に補強リングが
固設されており、該補強リングの表面における、少なく
とも上記固体電解質膜と接触する部分に耐酸性樹脂が被
覆されてなる請求項1〜4のうちのいずれか一の項に記
載の水素酸素発生装置の電解セル。
5. A reinforcing ring is fixed around the porous power supply body, and at least a portion of the surface of the reinforcing ring that contacts the solid electrolyte membrane is coated with an acid-resistant resin. The electrolytic cell of the hydrogen oxygen generator according to any one of Items 4 to 4.
【請求項6】 上記多孔質給電体が矩形を呈してなる請
求項1〜5のうちのいずれか一の項に記載の水素酸素発
生装置の電解セル。
6. The electrolytic cell for a hydrogen oxygen generator according to claim 1, wherein the porous power supply body has a rectangular shape.
JP29918799A 1999-06-30 1999-10-21 Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator Pending JP2001073176A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29918799A JP2001073176A (en) 1999-06-30 1999-10-21 Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator
US10/089,004 US6852205B1 (en) 1999-09-27 2000-09-25 Water-electrolysis-device-use electrode plate, unit, solid electrolytic membrane unit and electrolytic cell
EP00962850A EP1231298A4 (en) 1999-09-27 2000-09-25 Water-electrolysis-device-use electrode plate, electrode plate unit, solid electrolytic membrane unit and electrolytic cell
PCT/JP2000/006603 WO2001023644A1 (en) 1999-09-27 2000-09-25 Water-electrolysis-device-use electrode plate, electrode plate unit, solid electrolytic membrane unit and electrolytic cell
AU74447/00A AU7444700A (en) 1999-09-27 2000-09-25 Water-electrolysis-device-use electrode plate, electrode plate unit, solid electrolytic membrane unit and electrolytic cell
CA002385847A CA2385847C (en) 1999-09-27 2000-09-25 Electrode plate for water electrolysis device, electrode plate unit, solid electrolyte membrane unit, and electrochemical cell
TW089119997A TW562875B (en) 1999-09-27 2000-09-27 Electrode plate for water electrolysis device, electrode plate unit, solid electrolyte membrane unit, and electrochemical cell

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18608999 1999-06-30
JP11-186089 1999-06-30
JP29918799A JP2001073176A (en) 1999-06-30 1999-10-21 Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000319681A Division JP3276627B2 (en) 1999-06-30 2000-10-19 Solid electrolyte membrane unit and electrolytic cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001073176A true JP2001073176A (en) 2001-03-21

Family

ID=26503527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29918799A Pending JP2001073176A (en) 1999-06-30 1999-10-21 Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001073176A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5090574B1 (en) * 2012-02-15 2012-12-05 日科ミクロン株式会社 Ozone water generator
JP2016044353A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 本田技研工業株式会社 Differential pressure type high pressure water electrolyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5090574B1 (en) * 2012-02-15 2012-12-05 日科ミクロン株式会社 Ozone water generator
JP2016044353A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 本田技研工業株式会社 Differential pressure type high pressure water electrolyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9487871B2 (en) High-pressure water electolysis apparatus
CN108468067B (en) Electrolyzer spacer and electrolyzer equipped with such a spacer
US6653011B2 (en) Electrochemical cell frame having integral protector portion
JPH08239789A (en) Hydrogen and oxygen generator
WO2001023644A1 (en) Water-electrolysis-device-use electrode plate, electrode plate unit, solid electrolytic membrane unit and electrolytic cell
WO1987005951A1 (en) Method and apparatus for electrolysing water
JP6166237B2 (en) Differential pressure type high pressure water electrolyzer
KR20240089587A (en) Frames for PEM electrolytic cells and PEM electrolytic cell stacks for high-pressure hydrogen production by differential pressure electrolysis
KR890002062B1 (en) A monopolar or bipolar electrochemical terminal unit having an electric
CN115287687A (en) Electrolytic cell sealing structure
JP2001131787A (en) Pressure compensation structure of electrolysis cell
JP2862809B2 (en) Hydrogen / oxygen generator
JP2001073176A (en) Electrolytic cell of hydrogen and oxygen generator
JP4283381B2 (en) Electrolysis cell of hydrogen oxygen generator and electrode plate thereof
JP3276627B2 (en) Solid electrolyte membrane unit and electrolytic cell
JPH08260178A (en) Water electrolytic cell using solid high molecular electrolyte membrane
EP3608445A1 (en) Alkaline water electrolysis device
JP3037128B2 (en) Hydrogen / oxygen generator
JPH1161472A (en) Electrolytic cell of hydrogen/oxygen generator and electrode therefor
JPH1136092A (en) Electrolytic cell for hydrogen oxygen generator and its gasket
JP3307630B2 (en) Electrode plate for water electrolysis device, electrode plate unit and electrolysis cell
JPH10245688A (en) Electrolytic cell for hydrogen oxygen generator
JP5005898B2 (en) Steam electrolysis apparatus and method
JP2001271194A (en) Electrolytic cell and method for assembling electrolytic cell
JPH09176884A (en) Hydrogen and oxygen generator