JP2001131787A

JP2001131787A - 電解セルの圧力補償構造

Info

Publication number: JP2001131787A
Application number: JP30894199A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hirai; 清司平井; Tsutomu Oi; 勉多井; Masaru Yonezawa; 勝米沢; Akiko Miyake; 明子三宅; Manabu Toyoshima; 学豊島; Yutaka Ishii; 豊石井
Original assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス発生室の内圧の変動が相殺されることに
より、温度上昇によって生じるシール面圧の低下が防止
される圧力補償構造の提供。【解決手段】固体電解質膜と、電極板と、電極板と固
体電解質膜との間に形成されるガス発生室と、ガス発生
室を外部から隔離するためにガス発生室の周囲に配設さ
れるシール部材と、電極板の外方に配設された圧力補償
室Ｒを画するベローズ２５からなる圧力補償部材２１と
を備えており、上記圧力補償部材２１が、上記ガス発生
室と連通されており、圧力補償室Ｒの内圧が上記少なく
とも一方の電極板に対して外方から加わるように構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電解セルの圧力補償
構造に関する。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／または酸素ガスを得
るための電解セルにおける圧力補償構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解セルは、特開平８−２３９７
８８号公報にも開示されているように、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ったものである。陽極室および
陰極室にはそれぞれ多孔質給電体が配設されている。そ
して、これら固体電解質膜および電極板などが所定組並
べられて積層されている。

【０００３】電解セル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。

【０００４】このような電解セルの一例が図７および図
８に示されている。図示の電解セル６０において、６１
が中間に配置される複極式の電極板であり、７０（図７
のみに示す）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、６２は固体
電解質膜であり、６３は多孔質給電体であり、６４は多
孔質給電体６３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、６５は環状保護シートである。多
孔質給電体６３が配設された空間が上記陽極室Ａおよび
陰極室Ｃとなる。

【０００５】図７および図８中の、６６は酸素ガス取り
出し用経路、６６ａは酸素ガス流通通路、６７は水素ガ
ス取り出し用経路、６７ａは水素ガス流通通路、６８は
純水供給用経路、６８ａは純水流通通路である。符号７
１で示すのはドレン水排出管である。図示されていない
が、各部品にはドレン水排出用経路が穿孔されている。
図７では酸素ガス取り出し用経路６６、酸素ガス流通通
路６６ａ、水素ガス取り出し用経路６７、および水素ガ
ス流通通路６７ａしか表されていないが、純水供給用経
路６８および純水流通通路６８ａも、酸素ガス取り出し
用経路６６および酸素ガス流通通路６６ａと同様の構成
によって形成されている。

【０００６】上記多孔質給電体６３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。

【０００７】図７中において符号６９で示されるのはと
もに端板であり、両端板６９同士の間に電極板６１、７
０、固体電解質膜６２、多孔質給電体６３、ガスケット
６４等を積層して締付ボルト７２によって締め付けるこ
とにより電解セル６０が組み立てられる。電解セル６０
の運転中には、温度上昇によって各部品が熱膨張するの
で締付ボルト７２による締め付け面圧が増大し、固体電
解質膜６２の破損など、種々の問題が生じるおそれがあ
る。この締め付け面圧の上昇を緩和するため、締付ボル
ト７２にはナット７３と端板６９の間にばね座金７４が
介装されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解セ
ルの運転中に発生したガスの圧力により、積層されてい
る各部品間を押し広げるように作用する内圧の上昇が生
じる。この内圧上昇はガスケットのシール面圧を低下さ
せる方向に作用する。したがって、前述のように熱膨張
による締め付け面圧の増大を有効に緩和するためにばね
定数の小さいばね座金を用いると、発生したガスによる
内圧上昇に伴うガスケットのシール面圧の低下を招く。
逆にばね定数の大きいばね座金を用いると、積層されて
いる各部品の熱膨張に伴う締め付け面圧が過大に増加す
る。

【０００９】このように、電解セルの運転中の温度上昇
に対しては、相反する条件を満足するばね座金のばね定
数は定まらない。

【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、発生ガス圧力によって生じる内圧の
上昇を相殺することにより、各部品の熱膨張による締め
付け面圧の上昇に対して効果的に対処しうる電解セルの
圧力補償構造を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電解セルの圧力
補償構造は、電気分解によってガスを発生せしめるガス
発生室をその内部に有し、挟持手段によって挟持されて
なる電解セルと、該電解セルの、挟持方向における少な
くとも一方の外方に配設された圧力補償部材とを備えて
おり、該圧力補償部材が、上記ガス発生室と連通する圧
力補償室を有しており、圧力補償室の内圧が上記電解セ
ルの挟持方向における少なくとも一方の外方から加わる
ように構成されている。

【００１２】かかる構成によれば、圧力補償部材によっ
てガス発生室の内圧が電解セルに対してその外方から加
えられるため、ガス発生室の内圧の変動が相殺されるこ
とになる。その結果、温度上昇による積層部品の熱膨張
によって生じる挟持面圧（たとえば締め付け面圧）の上
昇および発生ガス圧力によるシール面圧の低下という相
反する現象のうち一方のみに対応すればよいことになる
ため、ボルトやばね座金などの挟持手段の選定が容易に
なる。

【００１３】本発明の他の電解セルの圧力補償構造は、
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
形成されるガス発生室と、該ガス発生室を外部から隔離
するためにガス発生室の周囲に配設されるシール部材
と、少なくとも一方の電極板の外方に配設された圧力補
償室を画する圧力補償部材と、積層された上記固体電解
質膜、電極板、シール部材および圧力補償部材を挟持す
る挟持手段とを備えており、上記圧力補償部材が、上記
ガス発生室と連通されており、圧力補償室の内圧が上記
少なくとも一方の電極板に対して外方から加わるように
構成されている。

【００１４】かかる構成によれば、上記本発明の圧力補
償構造によるのと同様の作用効果を奏しうる。

【００１５】本発明のさらに他の電解セルの圧力補償構
造は、電気分解によってガスを発生せしめるガス発生室
をその内部に有し、挟持手段によって挟持されてなる電
解セルと、該電解セルの、挟持方向における少なくとも
一方の外方に配設された圧力補償部材と、圧力供給手段
とを備えており、上記圧力補償部材が圧力補償室を有し
ており、上記圧力供給手段が上記ガス発生室の内圧と同
等の圧力を上記圧力補償室内に供給することにより、圧
力補償室の内圧が上記電解セルの挟持方向における少な
くとも一方の外方から加わるように構成されている。

【００１６】かかる構成によっても、電解セルに対して
その外方からガス発生室の内圧に相当する圧力が加えら
れるため、ガス発生室の内圧の変動が相殺されることに
なる。また、必要があれば、ガス発生室の内圧より低い
圧力または高い圧力を加えることも可能である。

【００１７】そして、上記圧力補償部材を、その内部空
間を圧力補償室とするベローズから構成することによ
り、ベローズが容易に入手しうるものであり、簡易な構
造であるため、圧力補償部材の構成が安価且つ簡易なも
のとなる。

【００１８】また、上記圧力補償部材を、相互にその内
部空間を圧力補償室とする相互に入れ子式となったシリ
ンダから構成することによっても、圧力補償部材の構成
が安価且つ簡易なものとなる。

【００１９】さらに、上記挟持手段にばね部材を備え、
この挟持手段が電解セルを上記ばね部材を介して挟持す
るように構成することにより、温度上昇によって生じる
挟持面圧（たとえば締め付け面圧）の上昇およびシール
面圧の低下という相反する現象に対して別々に対応する
ことができる。

【００２０】

【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の圧力補償構造を説
明する。

【００２１】図１は本発明の圧力補償構造の一実施形態
が適用された電解セルを示す組み立て後断面図である。
図２は図１の電解セルの組立前断面図である。図３およ
び図４はそれぞれは図１の電解セルの要部の組立前斜視
図である。図５は本発明の圧力補償構造の他の実施形態
が適用された電解セルを示す組み立て後断面図である。
図６は本発明の圧力補償構造のさらに他の実施形態が適
用された電解セルを示す概略図である。

【００２２】図１には電解セル１およびその圧力補償部
材２１が示されている。電解セル１は、後述する固体電
解質膜３、電極板４、多孔質給電体５、環状部材６、シ
ールリング７ａ、７ｂなどが積層されたものである（図
２および図３参照）。そして、この電解セル１は一対の
端板２２ａ、２２ｂによって挟まれ、さらに上部の端板
２２ａに隣接して圧力補償部材２１が配設されたうえで
ボルト２３によって挟圧されている。端板２２ａ、２２
ｂは金属製であるため、端板と電解セル１との間にはそ
れぞれ絶縁板２４が介装されている。

【００２３】圧力補償部材２１の主体はベローズで２５
ある。ベローズ２５の両端には取付用のフランジ２６
ａ、２６ｂが固定されている。上部フランジ２６ａはそ
の鍔部２６ｃが保持板２７と挟圧リング２８ａとで挟持
されている。また、下部フランジ２６ｂはその鍔部２６
ｄが上部端板２２ａと挟圧リング２８ｂとで挟持されて
いる。そのうえで、上記ボルト２３が、保持板２７、挟
圧リング２８ａ、２８ｂ、および両端板２２ａ、２２ｂ
を貫通し、ナット２９によって締め付けられる。さら
に、上部フランジ２６ａを挟持した保持板２７と挟圧リ
ング２８ａとがナット２９で挟圧され、下部フランジ２
６ｂを挟持した上部端板２２ａと挟圧リング２８ａとが
ばね座金３０を介してナット２９で挟圧されている。保
持板２７、挟圧リング２８ａ、２８ｂ、および両端板２
２ａ、２２ｂに穿設されたボルト孔はもちろんボルトと
の間に摩擦抵抗がないように大きくされている。

【００２４】そして、ベローズ２５の有効径および下部
フランジ２６ｂの胴内径は、電解セル１の後述するシー
ルリング７ｂ（図２〜４）の直径とほぼ同一とされてい
る。もちろん、シールリングの形状が円形でない場合に
は、ベローズの有効面積は、シールリングの内側の平面
視面積とほぼ同一とされる。このベローズ２５の内部空
間が圧力補償室Ｒを構成する。後述するとおり、電解セ
ル１の内部は絶縁板２４および上部端板２２ａに穿設さ
れた連通孔３１を通してこの圧力補償室Ｒに連通されて
いる。そうすることによって、電解セル１の内圧が変化
してもその外部の圧力補償室Ｒから内圧と同一圧力が外
圧として電解セル１の軸方向（ボルトの締め付け方向）
に加わる。その結果、電解セル１の軸方向に加わる内圧
の変化分が相殺される。

【００２５】また、上部端板２２ａには外部と圧力補償
室Ｒとを連通するドレン孔３２が穿設されている。通常
はドレン孔３２は閉止プラグ３３によって閉止されてい
るが、水分が蓄積されれば閉止プラグ３３を外してこの
ドレン孔３２から排出される。なお、閉止プラグ３３に
代えて、ドレン孔３２に配管および弁を配設し、この弁
の開閉により、蓄積された水分を適宜排出するようにし
てもよい。

【００２６】図２〜図４には上記電解セル１の部分が詳
細に示されている。図２〜図４では理解容易のために各
部品の厚さを実際より厚く表している。この電解セル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。陽極室
Ａと陰極室Ｃとは同一内圧となる。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。換言すれば、環状部材
６の内径側空間に多孔質給電体５が位置することにな
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）。

【００２７】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貴金属、とくに白
金族金属からなる多孔質層を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。また、この場合、上記多孔質
層としては、白金族金属のうちの白金またはイリジウム
が好ましい。それにより、たとえば、８０°Ｃにおいて
２００Ａ／ｄｍ²の高電流密度で長期間にわたって電気
分解することも可能である。

【００２８】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。この円形凸
部４ａが多孔質給電体５とともに環状部材６の内径側空
間に嵌着される。また、環状部材６における多孔質給電
体５が嵌合される側の面には段差Ｓが設けられている。
多孔質給電体５の外周に付設された補強リング５ａが係
合するためである。

【００２９】なお、多孔質給電体の厚さが環状部材６の
厚さと同じかまたはわずかに厚ければ、電極板４の円形
凸部４ａは形成しなくてもよい。要するに、電極板４、
多孔質給電体５、固体電解質膜３が密着するようにそれ
ぞれの形状、寸法を変更すればよい。

【００３０】図３および図４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。

【００３１】また、図２〜４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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】電解セル１の運転中の温度上昇によって実
質的に上記大径シールリング７ｂの内側の圧力（内圧）
が上昇することになる。したがって、前述のごとく、内
圧変化の相殺のためにベローズ２５の有効面積が大径シ
ールリング７ｂの内側の面積にほぼ等しくされている。
また、上記ベローズ２５の圧力補償室Ｒに連通させられ
ているのは上記陰極室Ｃ、すなわち水素発生室である。
陽極室Ａを圧力補償室Ｒに連通してもよいが、陽極室Ａ
からは純水も多量に送り出されるため、水分が比較的少
ない陰極室Ｃと連通しておくのが好ましい。

【００３７】また、前述のように、陰極室Ｃと圧力補償
室Ｒとを連通するために絶縁板２４および上部端板２２
ａに連通孔３１を穿設したが、本発明ではかかる構成に
は限定されない。通常、発生水素は、水素ガス取り出し
経路９から電解セル１の外部に設けられた図示しない気
液分離タンクに取り出し、液分が除去された水素ガスが
ユースポイントに送るようにしている。そこで、配管に
よってこの気液分離タンクの上部（気相部）と圧力補償
室Ｒとを連通してもよい。そうすれば、圧力補償室Ｒに
水分が蓄積されにくいので好ましい。図１において、保
持板２７に穿設されているのは図示しない気液分離タン
クと配管接続するための連通孔３４である。この連通孔
３４も不使用時には閉止プラグ３３によって閉止されて
いる。

【００３８】図５には他の圧力補償部材３５が示されて
いる。この圧力補償部材３５は前述のベローズ２５に変
えてシリンダ３６が用いられている。図示のごとく、こ
のシリンダ３６は相互に入れ子式となった一対の円筒部
材３６ａ、３６ｂから構成されている。下部（上部でも
よい）の円筒部材３６ｂの内径側に上部（下部でもよ
い）の円筒部材３６ａが相対移動可能に嵌挿されてい
る。上部の円筒部材３６ａの外周にはＯリング溝が形成
され、そこにＯリング３７が配設されている。両円筒部
材３６ａ、３６ｂはそれぞれ鍔部３６ｃ、３６ｄを有し
ており、上部円筒部材３６ａは保持板２７と挟圧リング
２８ａとで挟持され、下部円筒部材３６ｂは上部端板２
２ａと挟圧リング２８ａとで挟持されている。下部円筒
部材３６ｂの内径側面積は上記大径シールリング７ｂの
内側面積とほぼ同一にされている。

【００３９】以上説明した圧力補償部材２１、３５の圧
力補償室Ｒは電解セル１中の陰極室Ｃと直接に連通し、
または気液分離タンクを介して連通させている。しか
し、本発明はかかる構成には限定されない。上記圧力補
償室に対して圧縮気体を供給する圧力供給手段を別途配
設したものであってもよい。

【００４０】たとえば、図６に示す圧力補償部材３８
は、その圧力補償室に、別途配設された圧力供給手段た
る窒素ボンベ３９から、圧力調整弁４０を備えた加圧配
管４１が接続されたものである。これにより、圧力補償
室には陰極室Ｃの内圧と同等の圧力の窒素ガスが供給さ
れ、電解セル１の内圧と圧力的バランスが取られる。

【００４１】上記圧力調整弁４０は圧力制御装置４２に
よって圧力補償室の内圧と陰極室Ｃの内圧とが同等にな
るように流路調整がなされる。圧力制御装置４２には、
電解セルの水素取り出し経路９から気液分離タンク４３
に導かれてユースポイントに送られる水素取り出し配管
４４の内圧信号が入力される。この信号入力は、水素取
り出し配管４４に配設された圧力検出器４５からなされ
る。この圧力検出器４５における水素ガス圧力は、水素
取り出し配管４４内の圧損が小さいことから、ほぼ電解
セル１の内圧とみなされる。

【００４２】一方、加圧配管４１における圧力補償部材
３８との接続部近傍にも圧力検出器４６が配設されてい
る。そして、圧力制御装置４２は、両圧力検出器４５、
４６からの圧力信号に基づき、両圧力検出器４５、４６
の検出圧力が同一となるように圧力調整弁４０を制御す
る。

【００４３】なお、加圧配管側の圧力検出器４６により
検出された圧力の方が高いときには、圧力調整弁４０か
ら圧力補償部材３８側の窒素ガスを排出することによっ
て圧力調節することができる。

【００４４】この圧力補償部材３８の主要構成要素とし
ては、前述の圧力補償部材２１、３５と同様のベローズ
２５やシリンダ３６を採用することができる。

【００４５】なお、上記圧力補償部材２１、３５、３８
は電解セルの両端に配設してもよい。

【００４６】また、電解セル１は圧力補償部材とともに
横置きにしても良くまた縦置きにしてもよい。本発明の
電解セル用圧力補償構造は、外気より高い内圧を有する
電解タンクの内部に電解セルを配設した電解装置のみな
らず、かかる電解タンクを用いない電解装置にも適用可
能である。圧力補償構造が、いわば電解セルに外圧を負
荷する構成だからである。

【００４７】如上の圧力補償構造を配設すれば電解セル
の積層部品に大きい締め付け面圧を与える必要がない。
したがって、圧力補償構造は比較的柔らかい固体高分子
電解質膜を用いた電解セルに対して有用なものとなる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、圧力補償部材によって
ガス発生室の内圧が電解セルに対してその外方から加え
られるため、ガス発生室の内圧の変動が相殺されること
になる。その結果、温度上昇によって生じる挟持面圧
（たとえば締め付け面圧）の上昇およびシール面圧の低
下という相反する現象のうち一方のみに対応すればよい
ことになるため、ボルトやばね座金などの挟持手段の選
定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧力補償構造の一実施形態が適用され
た電解セルを示す組み立て後断面図である。

【図２】図１の電解セルの組立前断面図である。

【図３】図１の電解セルの要部の組立前斜視図である。

【図４】図１の電解セルの要部の組立前斜視図である。

【図５】本発明の圧力補償構造の他の実施形態が適用さ
れた電解セルを示す組み立て後断面図である。

【図６】本発明の圧力補償構造のさらに他の実施形態が
適用された電解セルを示す組み立て後断面図である。

【図７】従来の電解セルの一例を示す組み立て後断面図
である。

【図８】図７の電解セルの組み立て前斜視図である。

【符号の説明】

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・・・圧力補償部材２２ａ、２２ｂ・・・端板２３・・・ボルト２４・・・絶縁板２５・・・ベローズ２６ａ、２６ｂ・・・フランジ２６ｃ、２６ｄ・・・鍔部２７・・・保持板２８ａ、２８ｂ・・・挟圧リング２９・・・ナット３０・・・ばね座金３１・・・連通孔３２・・・ドレン孔３３・・・閉止プラグ３４・・・連通孔３５・・・圧力補償部材３６・・・シリンダ３６ａ、３６ｂ・・・円筒部材３６ｃ、３６ｄ・・・鍔部３７・・・Ｏリング３８・・・圧力補償部材３９・・・窒素ボンベ４０・・・圧力調整弁４１・・・加圧配管４２・・・圧力制御装置４３・・・気液分離タンク４４・・・水素取り出し配管４５、４６・・・圧力検出器Ａ・・・陽極室Ｃ・・・陰極室Ｓ・・・段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者豊島学兵庫県神戸市須磨区白川台３丁目38−53− 6104 (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 Ｆターム(参考） 4K021 AA01 BA02 CA05 CA08 CA09 CA11 CA13 CA15 DB15 DB18 DB31 DB43 DC01 DC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気分解によってガスを発生せしめるガ
ス発生室をその内部に有し、挟持手段によって挟持され
てなる電解セルと、該電解セルの、挟持方向における少なくとも一方の外方
に配設された圧力補償部材とを備えており、該圧力補償部材が、上記ガス発生室と連通する圧力補償
室を有しており、圧力補償室の内圧が上記電解セルの挟
持方向における少なくとも一方の外方から加わるように
構成されてなる電解セルの圧力補償構造。
【請求項２】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
解質膜との間に形成されるガス発生室と、該ガス発生室
を外部から隔離するためにガス発生室の周囲に配設され
るシール部材と、少なくとも一方の電極板の外方に配設
された圧力補償室を画する圧力補償部材と、積層された
上記固体電解質膜、電極板、シール部材および圧力補償
部材を挟持する挟持手段とを備えており、上記圧力補償部材が、上記ガス発生室と連通されてお
り、圧力補償室の内圧が上記少なくとも一方の電極板に
対して外方から加わるように構成されてなる電解セルの
圧力補償構造。
【請求項３】電気分解によってガスを発生せしめるガ
ス発生室をその内部に有し、挟持手段によって挟持され
てなる電解セルと、該電解セルの、挟持方向における少なくとも一方の外方
に配設された圧力補償部材と、圧力供給手段とを備えており、上記圧力補償部材が圧力補償室を有しており、上記圧力
供給手段が上記ガス発生室の内圧と同等の圧力を上記圧
力補償室内に供給することにより、圧力補償室の内圧が
上記電解セルの挟持方向における少なくとも一方の外方
から加わるように構成されてなる電解セルの圧力補償構
造。
【請求項４】上記圧力補償部材が、その内部空間を圧
力補償室とするベローズから構成されてなる請求項１〜
３のうちのいずれか一の項に記載の電解セルの圧力補償
構造。
【請求項５】上記圧力補償部材が、相互にその内部空
間を圧力補償室とする相互に入れ子式となったシリンダ
から構成されてなる請求項１〜３のうちのいずれか一の
項に記載の電解セルの圧力補償構造。
【請求項６】上記挟持手段が、ばね部材を有し且つ上
記電解セルを上記ばね部材を介して挟持するように構成
されてなる請求項１〜５のうちのいずれか一の項に記載
の電解セルの圧力補償構造。