JP2911380B2 - Hydrogen / oxygen generator - Google Patents

Hydrogen / oxygen generator

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JP2911380B2
JP2911380B2 JP7042147A JP4214795A JP2911380B2 JP 2911380 B2 JP2911380 B2 JP 2911380B2 JP 7042147 A JP7042147 A JP 7042147A JP 4214795 A JP4214795 A JP 4214795A JP 2911380 B2 JP2911380 B2 JP 2911380B2
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oxygen
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信一 安井
宏子 小林
衛 長尾
隆 佐々木
宙幸 原田
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質膜を隔膜と
して用い、陽極側に純水を供給しながら電気分解して、
陽極側から酸素ガスを、陰極側から水素ガスを発生させ
るための水素・酸素発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a solid electrolyte membrane as a diaphragm, and performs electrolysis while supplying pure water to the anode side.
The present invention relates to a hydrogen / oxygen generator for generating oxygen gas from an anode side and hydrogen gas from a cathode side.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の水素・酸素発生装置
の構造としては、多量の酸素ガス、水素ガスを必要とす
る場合など大規模施設に適用する場合に、図10に示し
たようないわゆる「複極式フィルタープレス型電気分解
装置」が提案されている(「新版 電気化学便覧」、
(社)電気化学協会編、丸善(株)発行、第2版第4
刷、第733 頁参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of hydrogen / oxygen generator has a structure as shown in FIG. 10 when applied to a large-scale facility such as when a large amount of oxygen gas or hydrogen gas is required. A so-called "bipolar filter press type electrolyzer" has been proposed ("New Edition Electrochemical Handbook",
Ed., Electrochemical Association, published by Maruzen Co., Ltd., 2nd edition, 4th edition
Printing, page 733).

【0003】この装置は、固体電解質膜110 、例えば、
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、例えば、デュポン社製「ナフィオン117 」)と、
その両面に添設した白金属族金属等からなるメッシュ状
の多孔質給電体111 、 112 と、両多孔質給電体111 、 11
2 の外側に配設した複極式電極板113 とから構成される
複数個の固体電解質膜ユニット120 、 120 を、多数構成
されるように各ユニットを重ね合わせて配置したもので
ある。なお、複極式電極板113 は、通電した際に電極板
の表面と裏面が逆の電位となる単一枚の電極板である。
[0003] This apparatus comprises a solid electrolyte membrane 110, for example,
A cation exchange membrane (fluororesin sulfonic acid cation exchange membrane, for example, “Nafion 117” manufactured by DuPont);
Mesh-shaped porous feeders 111 and 112 made of a white metal group metal or the like attached to both sides thereof, and both porous feeders 111 and 11
A plurality of solid electrolyte membrane units 120, 120 each composed of a bipolar electrode plate 113 disposed outside the unit 2 are arranged such that each unit is overlapped so as to constitute a large number. The bipolar electrode plate 113 is a single electrode plate in which the surface and the back surface of the electrode plate have the opposite potential when a current is supplied.

【0004】すなわち、この場合、水を陽極側に供給し
ながら電気分解することにより、陽極側では、2H2 O →
O 2 +4H+ +4e- のような反応が起こり酸素ガスが発生
し、陰極側では、4H+ +4e- →2H 2 の反応が起こり水
素ガスが発生するものである。
That is, in this case, by electrolyzing while supplying water to the anode side, 2H 2 O →
A reaction such as O 2 + 4H + + 4e occurs to generate oxygen gas, and a reaction of 4H + + 4e → 2H 2 occurs on the cathode side to generate hydrogen gas.

【0005】そして、固体電解質膜ユニット120 、 120
の陽極側の多孔質給電体111 、 111に純水を供給するた
めの純水供給経路115 、 115 を配設するとともに、固体
電解質膜ユニット120 、 120 の陽極側の多孔質給電体11
1 、 111 から酸素ガス(水を含む)を取り出すための酸
素ガス取り出し経路116,116 を配設し、固体電解質膜ユ
ニット120 、 120 の陰極側の多孔質給電体112 、 112 か
ら水素ガス(水を含む)を取り出すための水素ガス取り
出し経路117,117 を配設した構造である。
The solid electrolyte membrane units 120, 120
The pure water supply paths 115, 115 for supplying pure water to the porous feeders 111, 111 on the anode side of the solid electrolyte membrane units 120, 120 and the porous feeders 11 on the anode side of the solid electrolyte membrane units 120, 120 are provided.
1 and 111 are provided with oxygen gas extraction paths 116 and 116 for extracting oxygen gas (including water), and hydrogen gas (including water) is supplied from the porous feeders 112 and 112 on the cathode side of the solid electrolyte membrane units 120 and 120. ) Is provided with hydrogen gas extraction paths 117, 117 for extracting the hydrogen gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような、「複極式フィルタープレス型電気分解装置」
では、陽極側の多孔質給電体111 、 111 の一方の側に配
設された純水供給経路115 、 115 から、多孔質給電体11
1 、 111 の他方の側に配設された酸素ガス取り出し経路
116,116 に向かって、純水及び陽極側で発生した酸素ガ
スが流れることとなる。
However, as described above, a "bipolar filter press type electrolysis apparatus" is used.
In this case, the porous feeders 11 1, 111 arranged on one side of the porous feeders 111, 111 on the anode side
Oxygen gas extraction path arranged on the other side of 1, 111
Pure water and oxygen gas generated on the anode side flow toward 116,116.

【0007】また、通常、多孔質給電体111 、 111 の形
状は円盤状であり、そのため、図11に示したように、
純水及び酸素ガスが流れる流路の断面積が一端増加し
て、その後、出口側にて断面積が酸素ガス取り出し経路
116,116 の近傍で減少することとなるために、その流れ
の抵抗が大きくなってしまう。このことは、陰極側にお
いても同様であり、このように流れの抵抗が大きくなる
と、電気分解に必要な電気エネルギーも増加することと
なり、装置全体の効率が悪くなってしまう。
In general, the shape of the porous feeders 111, 111 is disk-shaped, and therefore, as shown in FIG.
The cross-sectional area of the flow path through which pure water and oxygen gas flow increases once, and then the cross-sectional area at the outlet side becomes the oxygen gas extraction path.
Since the flow rate decreases near 116, the resistance of the flow increases. The same is true on the cathode side. If the flow resistance increases, the electric energy required for electrolysis also increases, and the efficiency of the entire device deteriorates.

【0008】このような問題を解決する方法として、特
表昭63-502908 号、特開平06-033283 号にも開示されて
いるように、水素・酸素発生装置の中心部に軸方向に、
水の供給経路を設けるとともに、その周縁部に軸方向に
設けた流路から陰極板から発生した水と水素が取り出さ
れるとともに、円筒形ハウジング(ケーシング)とセル
外周部との間に軸方向に設けられたジャケットを介し
て、陽極板より発生した酸素と水を取り出すように構成
した水素・酸素発生装置が開示されている。
As a method for solving such a problem, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-502908 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-033283, the center of the hydrogen / oxygen generator is axially disposed.
A water supply path is provided, and water and hydrogen generated from the cathode plate are taken out from a flow path provided in an axial direction at a peripheral portion thereof, and an axial direction is provided between a cylindrical housing (casing) and a cell outer peripheral portion. There is disclosed a hydrogen / oxygen generator configured to extract oxygen and water generated from an anode plate through a provided jacket.

【0009】しかしながら、これらの水素・酸素発生装
置では、酸素と水を取り出すジャケットが必要であるた
めに、ケーシング、シール部材、ジャケットなどの複雑
な構成が必要となる。
However, these hydrogen / oxygen generators require a jacket for extracting oxygen and water, and thus require a complicated structure such as a casing, a seal member, and a jacket.

【0010】本発明は、このような実情を考慮して、純
水及び酸素ガス、水素ガスの流れの抵抗が大きくなるこ
となく、電気分解に必要な電気エネルギーを極力抑える
ことができ、しかも、従来のように、ケーシング、シー
ル部材、ジャケットなどの複雑な構成が不要な、簡単で
且つ効率の良い水素・酸素発生装置を提供することを目
的とする。
In the present invention, in consideration of such circumstances, the electric energy required for electrolysis can be minimized without increasing the resistance of the flow of pure water, oxygen gas, and hydrogen gas. It is an object of the present invention to provide a simple and efficient hydrogen / oxygen generator that does not require a complicated configuration such as a casing, a sealing member, and a jacket as in the related art.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、下記の(1)〜(3)を、その
構成要旨とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to achieve the above-mentioned objects and objects of the prior art, and has the following (1) to (3). It is assumed that.

【0012】 (1)固体電解質膜と、その両面に添設
した多孔質給電体と、両多孔質給電体の外側に配設した
陽極及び陰極の両作用を行う電極板とから構成される複
数個の固体電解質膜ユニットを積層した構造の複極式の
水素・酸素発生装置であって、前記各固体電解質膜ユニ
ットに軸方向に連通する純水供給経路を形成し、前記各
電極板の両面にそれぞれ、陽極室及び陰極室を形成し
て、多孔質給電体を収容し、前記各電極板の内部に、純
水供給系路から陽極室に至る陽極室用純水供給系路を形
設し、前記各電極板における、前記陰極室より半径方向
外側の表面において開口する水素ガス捕集室を形設
前記各電極板の内部に、前記陰極室から水素ガス捕集室
に至る水素ガス系路を形設し、前記各電極板に形設され
た水素ガス捕集室を軸方向に連通する水素ガス取り出し
経路を形設し、前記電極板における、前記陽極室より
半径方向外側の表面において開口する酸素ガス捕集室を
形設前記各電極板の内部に、前記陽極室から酸素ガ
ス捕集室に至る酸素ガス系路を形設し、前記各電極板に
形設された酸素ガス捕集室を軸方向に連通する酸素ガス
取り出し経路を形設したことを特徴とする水素・酸素発
生装置。
(1) A plurality of solid electrolyte membranes, a porous feeder provided on both sides of the solid electrolyte membrane, and an electrode plate disposed outside the porous feeders and acting as both an anode and a cathode. A bipolar hydrogen / oxygen generator having a structure in which a plurality of solid electrolyte membrane units are stacked, wherein a pure water supply path communicating with each of the solid electrolyte membrane units in an axial direction is formed, and both surfaces of each of the electrode plates are formed. Respectively, an anode chamber and a cathode chamber are formed, accommodating a porous feeder, and inside each of the electrode plates, a pure water supply system for the anode chamber from the pure water supply system to the anode chamber is formed. and, wherein in the electrode plates, and Katachi設hydrogen gas collecting chamber which is open at the surface of the radially outer than said cathode chamber,
A hydrogen gas passage extending from the cathode chamber to the hydrogen gas collecting chamber is formed inside each of the electrode plates, and hydrogen gas is provided in the hydrogen gas collecting chamber formed in each of the electrode plates in an axial direction. An extraction path is formed, and an oxygen gas collection chamber is formed on the surface of each of the electrode plates radially outward from the anode chamber. The anode chamber is provided inside each of the electrode plates. An oxygen gas passage extending from the oxygen gas collection chamber to the oxygen gas collection chamber, and an oxygen gas extraction path axially communicating with the oxygen gas collection chamber formed on each of the electrode plates. Hydrogen / oxygen generator.

【0013】(2)前記固体電解質膜が、固体高分子電
解質膜であることを特徴とする前述の(1)に記載の水
素・酸素発生装置。
(2) The hydrogen / oxygen generator according to the above (1), wherein the solid electrolyte membrane is a solid polymer electrolyte membrane.

【0014】(3)前記純水供給経路が、各固体電解質
膜ユニットの中心部近傍に形設されていることを特徴と
する前述の(1)又は(2)に記載の水素・酸素発生装
置。
(3) The hydrogen / oxygen generator according to the above (1) or (2), wherein the pure water supply path is formed near the center of each solid electrolyte membrane unit. .

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の水素・酸素発生装置の一
実施例の部分縦断面図であり、その中心軸に対して一方
の側のみを示した縦断面図であり、図2のA3-A3'線につ
いての縦断面図に相当し、図2は、図1のA-A 線につい
ての断面図で、図3は、図2のA1-A1'線についての部分
縦断面図で、図4は、図2のA2-A2'線についての部分縦
断面図で、図5は、図2のA3-A3'線についての部分縦断
面図である。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of one embodiment of the hydrogen / oxygen generator of the present invention, and is a longitudinal sectional view showing only one side with respect to the center axis thereof. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view taken along the line A1-A1 ′ in FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view taken along line A2-A2 'of FIG. 2, and FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view taken along line A3-A3' of FIG.

【0017】図1及び図2において、1は全体で、本発
明の水素・酸素発生装置を示している。水素・酸素発生
装置1は、基本的には、環状の固体電解質膜10と、その
両面に添設した環状の多孔質給電体20、 20と、両多孔質
給電体20、20の上下に配設した環状の陽極及び陰極の両
作用を行う環状の電極板30とから構成される複数個の環
状の固体電解質膜ユニット40,40 を、複数個並設した構
造のものである。なお、本水素・酸素発生装置1 は、好
ましくは、図1に示したような上下関係で使用されるも
のであるが、これとは逆の90゜回転した横置きでもよ
い。
In FIG. 1 and FIG. 2, numeral 1 indicates the hydrogen / oxygen generator of the present invention as a whole. The hydrogen / oxygen generator 1 basically includes an annular solid electrolyte membrane 10, annular porous power feeders 20, 20 attached to both surfaces thereof, and upper and lower porous feeders 20, 20. It has a structure in which a plurality of annular solid electrolyte membrane units 40, 40 each including a ring-shaped electrode plate 30 that performs both functions of a ring-shaped anode and a cathode are arranged in parallel. The hydrogen / oxygen generator 1 is preferably used in a vertical relationship as shown in FIG. 1;

【0018】そして、各固体電解質膜ユニット40の中心
部近傍に軸方向に連通する純水供給経路50が形設されて
おり、この純水供給経路50は、電極板30の中央孔部32、
多孔質給電体20、 20の中央孔部22,22 、固体電解質膜10
の中央孔部12を貫通して延設されている。また、電極板
30の上面の中央孔部32の周囲には、O-リング形状のシー
ル部材60が設けられており、純水供給経路50と陰極室34
を隔離している。
A pure water supply path 50 communicating with the solid electrolyte membrane unit 40 in the axial direction is formed in the vicinity of the center of each solid electrolyte membrane unit 40.
The central holes 22, 22 of the porous feeders 20, 20, the solid electrolyte membrane 10
And extends through the central hole portion 12. Also, the electrode plate
An O-ring-shaped seal member 60 is provided around a central hole 32 on the upper surface of 30, and a pure water supply path 50 and a cathode chamber 34 are provided.
Are isolated.

【0019】さらに、各電極板30は、複極式電極板であ
って、通電した際に電極板の表面と裏面が逆の電位とな
る単一枚の電極板であり、その陽極側となる(図1にお
いて下側)側には、純水供給経路50に対して半径方向外
側に、環状凹部形状の陽極室36が形成され、該陽極室36
に陽極側の多孔質給電体20が収容されている。一方、そ
の陰極側となる(図1において上側)側には、純水供給
経路50に対して半径方向外側に、環状凹部形状の陰極室
34が形成され、該陰極室34に陰極側の多孔質給電体20が
収容されている。
Further, each electrode plate 30 is a bipolar electrode plate, which is a single electrode plate whose front and back surfaces have the opposite potential when a current is supplied, and which is on the anode side. On the (lower side in FIG. 1) side, an annular recessed anode chamber 36 is formed radially outward with respect to the pure water supply path 50.
The porous power supply body 20 on the anode side is housed in the housing. On the other hand, on the cathode side (upper side in FIG. 1), an annular concave cathode chamber is provided radially outward with respect to the pure water supply path 50.
A cathode power supply 20 is accommodated in the cathode chamber.

【0020】また、各電極板30には、図1、図2及び図
5に示したように、その中央孔部32の内周壁から放射状
に複数個設けられた、純水供給経路50から陽極室36に至
る陽極室用純水供給経路36a 、 36a が形設されている。
さらに、陽極室36の半径方向外側には、概略コの字状の
酸素ガス経路36b,36b が、複数個放射状に形設されてお
り、その終端部が、電極板30の外周部近傍の陰極側の面
に形設された環状の酸素ガス捕集室36c に連通されてい
る。なお、この場合、酸素ガス捕集室36c は、電極板30
の端面36d と、当該電極板30に隣接した他の電極板30の
端面36d とに形成された環状の溝36c',36c' より構成さ
れ、その周囲を二つのO-リングからなるシール部材36e,
36f が設けられており、酸素ガス捕集室36c から、水と
発生した酸素ガスが漏洩しないようにシールされてい
る。そして、この各電極板30に設けられた酸素ガス捕集
室36c 、 36c は、陽極室用純水供給経路36a 、 36a と中
心角度的にずれた位置において、軸方向に酸素ガス捕集
室36c 、 36c を連通するように形成された酸素ガス取り
出し経路31に接続されている(図1、図2及び図5参
照)。
As shown in FIGS. 1, 2 and 5, a plurality of electrode plates 30 are provided radially from the inner peripheral wall of the central hole portion 32. An anode chamber pure water supply path 36a, 36a leading to the chamber 36 is formed.
Further, a plurality of substantially U-shaped oxygen gas passages 36b, 36b are radially formed outside the anode chamber 36 in the radial direction, and the end portions thereof are connected to the cathode near the outer periphery of the electrode plate 30. It communicates with an annular oxygen gas collecting chamber 36c formed on the side surface. In this case, the oxygen gas collecting chamber 36c is
And an annular groove 36c ', 36c' formed on the end face 36d of another electrode plate 30 adjacent to the electrode plate 30 and a seal member 36e formed of two O-rings around its periphery. ,
36f is provided, which is sealed so that water and generated oxygen gas do not leak from the oxygen gas collecting chamber 36c. The oxygen gas collecting chambers 36c, 36c provided on each of the electrode plates 30 are axially shifted from the pure water supply paths 36a, 36a for the anode chamber at a central angle. , 36c are connected to an oxygen gas extraction path 31 formed so as to communicate with them (see FIGS. 1, 2 and 5).

【0021】なお、この場合、本実施例では、陽極室用
純水供給経路36a を、図2のA3-A3'断面の位置に設けた
が、特にこの断面に限定されるものではなく、例えば、
図2のA1-A1'断面、A2-A2'断面の位置などに設けること
が可能である。
In this case, in this embodiment, the anode chamber pure water supply path 36a is provided at the position of the cross section A3-A3 'in FIG. 2, but it is not particularly limited to this cross section. ,
It can be provided at the position of the A1-A1 'cross section or A2-A2' cross section in FIG.

【0022】一方、各電極板30には、図1、図2及び図
3に示したように、陰極室34の外周端部内側には、概略
コの字状の水素ガス経路34b,34b が、前述した陽極室用
純水供給経路36a 、 36a と中心角度的にずれた位置にお
いて、複数個放射状に形設されており、その終端部が、
電極板30の外周部近傍の陽極側の面に形設された環状凹
部形状の水素ガス捕集室34c に連通されている。なお、
この場合、水素ガス捕集室34c は、電極板30の端面34d
と、当該電極板30に隣接した他の電極板30の端面34d と
に形成された環状の溝34c',34c' より構成され、その周
囲を二つのO-リングからなるシール部材34e,34f が設け
られており、水素ガス捕集室34c から、水と発生した水
素ガスが漏洩しないようにシールされている。そして、
この各電極板30に設けられた水素ガス捕集室34c 、 34c
は、水素ガス経路34b,34b と中心角度的にずれた位置に
おいて、軸方向に水素ガス捕集室34c,34c を連通するよ
うに形成された水素ガス取り出し経路33に接続されてい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, a substantially U-shaped hydrogen gas path 34b, 34b is provided in each electrode plate 30 inside the outer peripheral end of the cathode chamber 34. At the position deviated from the above-described anode chamber pure water supply paths 36a, 36a at the center angle, a plurality of radially shaped parts are formed,
The electrode plate 30 is communicated with an annular concave hydrogen gas collecting chamber 34c formed on the anode side surface near the outer peripheral portion of the electrode plate 30. In addition,
In this case, the hydrogen gas collecting chamber 34c is located at the end face 34d of the electrode plate 30.
And annular grooves 34c ', 34c' formed on the end face 34d of the other electrode plate 30 adjacent to the electrode plate 30, and seal members 34e, 34f formed of two O-rings around the grooves. It is sealed so that water and generated hydrogen gas do not leak from the hydrogen gas collecting chamber 34c. And
The hydrogen gas collecting chambers 34c, 34c provided on each of the electrode plates 30
Is connected to a hydrogen gas take-out path 33 formed so as to communicate with the hydrogen gas collecting chambers 34c, 34c in the axial direction at a position shifted from the hydrogen gas paths 34b, 34b by a central angle.

【0023】なお、上記種々の経路は、電極板30にドリ
ルなどで穿設することにより設ければ良いが、その他、
放電加工あるいは鋳造にても可能である。
The above various paths may be provided by drilling the electrode plate 30 with a drill or the like.
It is also possible in electric discharge machining or casting.

【0024】なお、本実施例の場合、図1に示したよう
に、酸素ガス捕集室36c の方が、水素ガス捕集室34c よ
りも、半径方向外側に位置するようにしたが、反対に水
素ガス捕集室34c の方が、酸素ガス捕集室36c よりも半
径方向外側に配置することも可能である。また、本実施
例の場合、陽極室用純水供給経路36a 、 36a 及び酸素ガ
ス経路34b,34b をそれぞれ、10個ずつ設けたが、この数
は適宜変更可能である。また、本実施例では電極板、多
孔質給電体、固体電解質膜等は環状をしているが、これ
に限定されない。また、純水供給経路を固体電解質ユニ
ットの中心部を連通させているが、これに限定されるも
のではない。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the oxygen gas collecting chamber 36c is located radially outward of the hydrogen gas collecting chamber 34c. In addition, the hydrogen gas collecting chamber 34c can be arranged radially outside the oxygen gas collecting chamber 36c. In the present embodiment, ten pure water supply paths 36a, 36a for the anode chamber and ten oxygen gas paths 34b, 34b are provided, but the number can be changed as appropriate. In the present embodiment, the electrode plate, the porous feeder, the solid electrolyte membrane, and the like have a ring shape, but the present invention is not limited to this. In addition, the pure water supply path communicates with the center of the solid electrolyte unit, but is not limited to this.

【0025】さらに、固体電解質膜10としては、固体高
分子電解質を膜状に成形したもの、例えば、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、例え
ば、デュポン社製「ナフィオン117 」)の両面に、貴金
属、特に、白金族金属からなる多孔質の陽極及び陰極
を、化学的に無電解メッキで接合した構造の「固体高分
子電解質膜」を使用するのが好適である。また、この場
合、両電極としては、白金であるのが好ましく、特に、
白金とイリジウムの2層の構造とした場合には、高電流
密度、例えば、従来の物理的に電極をイオン交換膜に接
触させた構造の固体電解質では、50〜70A/dm2 であるの
に対して、80℃、200A/dm 2 において約4年間の長期間
電気分解することが可能となる。なお、この場合、前記
イリジウムの他にも、2種類以上の白金族金属をメッキ
した多層構造の固体高分子電解質膜も使用可能であり、
より高電流密度化が可能となる。
Further, as the solid electrolyte membrane 10, a solid polymer electrolyte formed into a membrane, for example, a cation exchange membrane (fluororesin sulfonic acid cation exchange membrane, for example, "Nafion 117" manufactured by DuPont) is used. It is preferable to use a “solid polymer electrolyte membrane” having a structure in which a porous anode and cathode made of a noble metal, particularly a platinum group metal, are chemically bonded by electroless plating on both surfaces. In this case, both electrodes are preferably made of platinum.
When the structure of two layers of platinum and iridium, high current density, for example, in the solid electrolyte of a conventional physical electrodes is brought into contact with the ion-exchange membrane structure, to a 50~70A / dm 2 On the other hand, long-term electrolysis at 80 ° C. and 200 A / dm 2 for about 4 years becomes possible. In this case, in addition to the iridium, a solid polymer electrolyte membrane having a multilayer structure in which two or more kinds of platinum group metals are plated can be used.
Higher current density can be achieved.

【0026】また、本願の固体電解質膜10では、固体高
分子電解質の両面に貴金属からなる電極を化学的に無電
解メッキで接合した構造であるので、固体高分子電解質
と両電極の間に水が存在しないので、溶液抵抗、ガス抵
抗がないので、固体高分子電解質と両電極の間の接触抵
抗が低く、電圧が低く、電流分布が均一となり、高電流
密度化、高温水電解、高圧水電解が可能となり、高純度
の酸素、水素ガスを効率良く得ることが可能である。
The solid electrolyte membrane 10 of the present application has a structure in which electrodes made of a noble metal are chemically bonded to both surfaces of a solid polymer electrolyte by electroless plating, so that water is applied between the solid polymer electrolyte and both electrodes. As there is no solution resistance and no gas resistance, the contact resistance between the solid polymer electrolyte and both electrodes is low, the voltage is low, the current distribution is uniform, high current density, high temperature water electrolysis, high pressure water Electrolysis becomes possible, and high-purity oxygen and hydrogen gas can be efficiently obtained.

【0027】なお、本実施例の場合、固体高分子電解質
膜10の直径は、約280mm 程度が好ましく、図1に示した
ように、酸素ガス捕集室34c のシール部材34f まで延び
ているのは、膜両面に発生する水素ガス、酸素ガスが混
合しないように、膜をシールするためである。
In this embodiment, the diameter of the solid polymer electrolyte membrane 10 is preferably about 280 mm, and extends to the seal member 34f of the oxygen gas collecting chamber 34c, as shown in FIG. Is to seal the film so that hydrogen gas and oxygen gas generated on both surfaces of the film are not mixed.

【0028】一方、多孔質給電体20としては、通気性を
確保するために、チタン製のメッシュ、例えば、エキス
パンドメタル3 層重ねで、厚さ数mmとするのが好まし
い。なお、この多孔質給電体を用いることによって、電
極板30から固体電解質膜10の表面の白金メッキ部へ、電
気分解に必要な電気を供給するとともに、原料である純
水及び発生する酸素、水素ガスを通過させることができ
る。また、多孔質給電体20は、要するに、導電性の通気
性を有する耐食性の多孔質体であれば良く、上記のもの
以外にも、黒鉛多孔質体、金属多孔質体、多孔質導電セ
ラミック等が適用可能である。
On the other hand, the porous power supply body 20 is preferably made of a titanium mesh, for example, three layers of expanded metal and several mm thick in order to ensure air permeability. In addition, by using this porous power supply, while supplying electricity required for electrolysis from the electrode plate 30 to the platinum plating portion on the surface of the solid electrolyte membrane 10, the raw material pure water and generated oxygen and hydrogen Gas can be passed through. In addition, the porous power feeder 20 may be any material as long as it is a corrosion-resistant porous material having conductivity and air permeability. In addition to the above materials, a porous graphite material, a porous metal material, a porous conductive ceramic, and the like may be used. Is applicable.

【0029】また、電極板30としては、純水に対して金
属イオンの溶出を防止するという理由から、材質が金属
の場合はチタン製で、厚さ数mm〜数10mmとするのが可能
であり、O-リング溝の寸法を考慮すると20mm程度とする
のが好ましい。なお、電極板30の材質は、チタンの他に
黒鉛でも可能である。この場合の電極板の寸法は、チタ
ン製のものと同等とするのが好ましい。
Further, the electrode plate 30 is made of titanium when the material is metal and can have a thickness of several mm to several tens mm in order to prevent elution of metal ions into pure water. Yes, considering the dimensions of the O-ring groove, it is preferred to be about 20 mm. The material of the electrode plate 30 may be graphite in addition to titanium. In this case, the dimensions of the electrode plate are preferably equal to those of the titanium plate.

【0030】さらに、固体電解質膜ユニット40,40 を並
設して締結するには、図6に示したように、両端の固体
電解質膜ユニット40、 40の外側には、ステンレス鋼製、
例えば、SUS304、SUS316などから構成される円盤状のエ
ンドプレート70、 70が設けられており、固体電解質膜ユ
ニット40,40 を並設するに際して、各部材の間の接合
は、個々の電極板を絶縁する為に、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)コーティング等の絶縁被覆90(図
1参照)または環状の絶縁スペーサ92(図7参照)を間
にはさみ、両端のエンドプレート70、 70と両端の電極板
との間にも別の絶縁スペーサ93、94を挟んで、水素・酸
素発生装置1の両端のエンドプレート70、70に至る複数
の貫通孔80、 80を穿設し、該貫通孔80、 80に貫通ボルト
82、 82を装着し、ナット84によって締結することにより
行うことが可能である。
Further, in order to fasten the solid electrolyte membrane units 40, 40 side by side, as shown in FIG.
For example, disc-shaped end plates 70, 70 made of SUS304, SUS316, etc. are provided.When the solid electrolyte membrane units 40, 40 are juxtaposed, the joining between the members is performed by bonding individual electrode plates. For insulation, an insulating coating 90 (see FIG. 1) such as a polytetrafluoroethylene (PTFE) coating or an annular insulating spacer 92 (see FIG. 7) is sandwiched between the end plates 70, 70 at both ends and the electrodes at both ends. A plurality of through holes 80, 80 extending to the end plates 70, 70 at both ends of the hydrogen / oxygen generator 1 are formed with another insulating spacer 93, 94 interposed between the plates. 80 through bolt
This can be done by mounting 82, 82 and fastening with nut 84.

【0031】また、この場合、図6に示したように、一
方のエンドプレート70(図6において下側)には、その
中央部に純水供給経路50に連通するプラグ状の水供給口
52が設けられているとともに、 酸素ガス取り出し経路3
1、酸素ガス捕集室36c に連通するプラグ状の酸素側水
抜きドレン口95、水素ガス取り出し経路33、水素ガス捕
集室34c に連通するプラグ状の水素側水抜きドレン口96
が設けられている。なお、この場合、エンドプレート70
の内側には、酸素ガス捕集室36c 、水素ガス捕集室34c
に対応するように、環状の酸素ガス捕集室76c 、水素ガ
ス捕集室74c が設けられている。
In this case, as shown in FIG. 6, one end plate 70 (the lower side in FIG. 6) has a plug-shaped water supply port communicating with the pure water supply path 50 at the center thereof.
52, and oxygen gas extraction path 3
1.Plug-shaped oxygen-side drain port 95 communicating with oxygen gas collection chamber 36c, hydrogen gas extraction path 33, plug-shaped hydrogen-side drain port 96 communicating with hydrogen gas collection chamber 34c
Is provided. In this case, the end plate 70
Inside the oxygen gas collecting chamber 36c, hydrogen gas collecting chamber 34c
An annular oxygen gas collecting chamber 76c and a hydrogen gas collecting chamber 74c are provided to correspond to the above.

【0032】さらに、他方のエンドプレート70(図6に
おいて上側)には、酸素ガス取り出し経路31、酸素ガス
捕集室36c に連通するプラグ状の酸素ガス取り出し口9
7、水素ガス取り出し経路33、水素ガス捕集室34c に連
通するプラグ状の水素ガス取り出し口98が設けられてい
る。また、他方のエンドプレート70(図6において上
側)には、純水供給経路50の他端(すなわち、水供給口
52と反対側のエンドプレート70の陽極室用純水供給経路
36a )を閉止するために、閉止蓋52' が設けられてい
る。
Further, the other end plate 70 (upper side in FIG. 6) has a plug-shaped oxygen gas outlet 9 communicating with the oxygen gas outlet path 31 and the oxygen gas collecting chamber 36c.
7. A plug-shaped hydrogen gas outlet 98 communicating with the hydrogen gas outlet path 33 and the hydrogen gas collecting chamber 34c is provided. Further, the other end plate 70 (upper side in FIG. 6) is provided at the other end of the pure water supply path 50 (that is, at the water supply port).
Pure water supply path for anode chamber of end plate 70 opposite 52
A closing lid 52 'is provided to close 36a).

【0033】なお、酸素側水抜きドレン口95、水素側水
抜きドレン口96、酸素ガス取り出し口97、ならびに水素
ガス取り出し口98はそれぞれ、円周方向に1個又は2個
以上、適当な間隔で設けることが可能である。
The oxygen-side drain port 95, the hydrogen-side drain port 96, the oxygen gas outlet 97, and the hydrogen gas outlet 98 are each one or two or more in the circumferential direction at an appropriate interval. Can be provided.

【0034】図8は、前述した固体電解質膜ユニット4
0,40 を並設して締結する場合の別の実施例を示す部分
断面図であり、両端のエンドプレート70',70' の直径を
電極板30よりも大きくして、その突設部に複数の貫通孔
80' 、 80' を穿設し、該貫通孔80' 、 80' に貫通ボルト
82' 、 82' を装着し、ナット84' によって締結する構成
としたものである。これにより、電極板30、絶縁スペー
サ92などにボルト締結用の貫通孔を設ける必要がなくな
り、製作が容易となる。
FIG. 8 shows the solid electrolyte membrane unit 4 described above.
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing another embodiment in which 0,40 are fastened side by side, where the diameter of end plates 70 ′, 70 ′ at both ends is larger than the electrode plate 30, and Multiple through holes
Drill 80 ', 80', and penetrate through holes 80 ', 80'
82 ', 82' are mounted and fastened by nuts 84 '. This eliminates the need to provide a through hole for bolt fastening in the electrode plate 30, the insulating spacer 92, and the like, and facilitates manufacturing.

【0035】なお、図示しないが、通電は両端の電極板
に通電用の端部が電極板外周より外側へはみ出してお
り、そこへ接続して行われるようになっている。
Although not shown, the current is supplied to the electrode plates at both ends so that the current application ends protrude outward from the outer periphery of the electrode plates, and are connected thereto.

【0036】図9は、本発明の水素・酸素発生装置の別
の実施例の図2と同様な断面図である。前述の第1実施
例と同様な部材については、100 を加えた参照番号で示
している。前述した第1実施例と相違するところは、酸
素ガス捕集室36c を環状とするのではなく、それぞれ独
立した円筒状の酸素ガス捕集室136c,136c とし、それぞ
れの酸素ガス捕集室136c,136c とし、各酸素ガス捕集室
136cの周囲にはそれぞれ、O-リング136eを配設して、酸
素ガス取り出し経路131 のシールをするように構成され
ている。同様に、水素ガス捕集室34c を環状とするので
はなく、それぞれ独立した円筒状の水素ガス捕集室134
c,134c とし、それぞれの水素ガス捕集室134c,134c と
し、各酸素ガス捕集室134cの周囲にはそれぞれ、O-リン
グ134eを配設して、水素ガス取り出し経路133 のシール
をするように構成されている。なお、この場合、図示し
ないが、エンドプレートには、環状の酸素ガス捕集室、
水素ガス捕集室をそれぞれ形成して、これらの複数のガ
ス捕集室からの酸素ガス、水素ガスをそれぞれ、1箇所
の酸素ガス取り出し口、水素ガス取り出し口から取り出
すように構成するようにすれば、多数の取り出し口を設
ける必要がなく、その
FIG. 9 is a sectional view similar to FIG. 2 of another embodiment of the hydrogen / oxygen generator of the present invention. Members similar to those in the first embodiment are indicated by reference numerals with 100 added. The difference from the above-described first embodiment is that the oxygen gas collecting chamber 36c is not made annular, but is made into an independent cylindrical oxygen gas collecting chamber 136c, 136c. , 136c, and each oxygen gas collecting chamber
An O-ring 136e is disposed around each of the 136c to seal the oxygen gas extraction path 131. Similarly, instead of making the hydrogen gas collecting chamber 34c annular, each of the hydrogen gas collecting chambers 134 has an independent cylindrical shape.
c, 134c, and the respective hydrogen gas collecting chambers 134c, 134c, and O-rings 134e are disposed around each of the oxygen gas collecting chambers 134c to seal the hydrogen gas extraction path 133. Is configured. In this case, although not shown, an annular oxygen gas collecting chamber,
Hydrogen gas collecting chambers are respectively formed, and oxygen gas and hydrogen gas from the plurality of gas collecting chambers are respectively taken out from one oxygen gas outlet and hydrogen gas outlet. It is not necessary to provide many outlets,

【0037】構成が簡単になる。The structure is simplified.

【作用】このように構成される本発明の水素・酸素発生
装置1は、先ず、純水供給系(図示せず)から、純水供
給経路50より、固体電解質膜10の中央孔部12を介して、
固体電解質膜10に純水を供給する目的で、陽極室36の多
孔質給電体20の半径方向外側に流れる。
In the hydrogen / oxygen generator 1 of the present invention thus configured, first, the central hole 12 of the solid electrolyte membrane 10 is supplied from a pure water supply system (not shown) through a pure water supply path 50. Through,
In order to supply pure water to the solid electrolyte membrane 10, the water flows radially outward of the porous power supply 20 in the anode chamber 36.

【0038】そして、供給された純水が、陽極側の固体
電解質膜10により電気分解されて、2H2 O →O 2 +4H+
+4e- のような反応が起こり、酸素ガスが発生し、酸素
ガス経路36b,36b 、酸素ガス捕集室36c 、及び酸素ガス
取り出し経路31を介して、水と発生酸素ガスが取り出さ
れ、酸素ガス取り出し経路31に接続された気液分離装置
(図示せず)において酸素ガスが回収される。
Then, the supplied pure water is electrolyzed by the solid electrolyte membrane 10 on the anode side, and 2H 2 O → O 2 + 4H +
+ 4e - The reaction takes place, such as, oxygen gas is generated, oxygen gas path 36b, through 36b, the oxygen gas collecting chamber 36c, and an oxygen gas extraction passage 31, the water and the generated oxygen gas is withdrawn, the oxygen gas Oxygen gas is collected in a gas-liquid separation device (not shown) connected to the extraction path 31.

【0039】一方、陰極側においては、固体電解質膜10
をH + が通過して、陰極側においてe- を供給されて、
4H+ +4e- →2H2 の反応が起こり水素ガスが発生し、水
素ガス経路34b,34b 、水素ガス捕集室34c 、及び水素ガ
ス取り出し経路33を介して、水と発生水素ガスが取り出
され、水素ガス取り出し経路33に接続された気液分離装
置(図示せず)において水素ガスが回収される。なお、
この場合、電極板30においては、純水供給経路50より、
その中央孔部32の内周壁から放射状に複数個設けられた
陽極室用純水供給経路36a 、 36a を介して、陽極室36に
純水が、電気分解のために供給されるようになってい
る。
On the other hand, on the cathode side, the solid electrolyte membrane 10
Through which H + passes, and is supplied with e− on the cathode side,
4H + + 4e - → the reaction of 2H 2 is occurs hydrogen gas generated, the hydrogen gas path 34b, 34b, via a hydrogen gas collection chamber 34c, and a hydrogen gas taking-out passage 33, the water and the generated hydrogen gas is removed, Hydrogen gas is collected in a gas-liquid separation device (not shown) connected to the hydrogen gas extraction path 33. In addition,
In this case, in the electrode plate 30, from the pure water supply path 50,
Pure water is supplied to the anode chamber 36 for electrolysis via the anode chamber pure water supply paths 36a, 36a radially provided from the inner peripheral wall of the central hole 32. I have.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の水素・酸素発生装置によれば、
下記に示したような顕著で特有な作用効果を奏する極め
て優れた発明である。
According to the hydrogen / oxygen generator of the present invention,
This is an extremely excellent invention having remarkable and unique effects as shown below.

【0041】(1)電極板30に挟まれて間隙が一定に保
たれている陽極室36、すなわち陽極側の多孔質給電体20
に、純水を中心から供給することにより純水が半径方向
外側に流れることができるので、純水は流速を減少しな
がら半径方向外側、すなわち、外周部に向かって流れる
一方、陽極側の固体電解質膜10で発生した酸素ガスは、
流れ方向の断面積が増加している陽極室36内を外周方向
に流れるので、流れの抵抗が非常に低くなる。従って、
流れの抵抗が低くなるので、電気分解に必要な分解電圧
も低くなって、電気分解に必要な電気エネルギーが減少
して、その結果、本装置の効率が非常に良くなる。この
ことは、陰極側においても同様である。
(1) The anode chamber 36 in which the gap is kept constant between the electrode plates 30, that is, the porous feeder 20 on the anode side
Since pure water can flow radially outward by supplying pure water from the center, the pure water flows radially outward while reducing the flow velocity, that is, toward the outer periphery, while the solid on the anode side The oxygen gas generated in the electrolyte membrane 10 is
Since the gas flows in the outer circumferential direction in the anode chamber 36 having the increased cross-sectional area in the flow direction, the flow resistance is very low. Therefore,
Since the flow resistance is low, the decomposition voltage required for the electrolysis is also low, the electric energy required for the electrolysis is reduced, and as a result, the efficiency of the present device is greatly improved. This is the same on the cathode side.

【0042】(2)また、陽極室36を電極板30の下面に
設けることにより、発生酸素ガスが、純水の上面に、純
水が下面に分離して流れるので、固体高分子電解質膜に
とって、その寿命のために悪影響がある水切れが防止で
きる (3)さらに、電極板30の陽極側に、酸素ガス経路36b,
36b 、酸素ガス捕集室36c 、及び酸素ガス取り出し経路
31を、陰極側に、水素ガス経路34b,34b 、水素ガス捕集
室34c 、及び水素ガス取り出し経路33を設けて、それぞ
れ酸素ガス及び水素ガスを取り出すようにしたので、従
来のように、ケーシング、シール部材、ジャケットなど
の複雑な構成が不要で、簡単で且つ効率の良い水素・酸
素発生装置を提供できる。
(2) Since the anode chamber 36 is provided on the lower surface of the electrode plate 30, the generated oxygen gas flows on the upper surface of pure water and the pure water flows on the lower surface separately. (3) In addition, the oxygen gas path 36b,
36b, oxygen gas collection chamber 36c, and oxygen gas extraction path
31 is provided on the cathode side with a hydrogen gas path 34b, 34b, a hydrogen gas collecting chamber 34c, and a hydrogen gas takeout path 33 to take out oxygen gas and hydrogen gas, respectively. A simple and efficient hydrogen / oxygen generator can be provided without requiring a complicated structure such as a seal member and a jacket.

【0043】(4)また、本願の固体高分子電解質膜で
は、固体高分子電解質の両面に貴金属からなる電極を化
学的に無電解メッキで接合した構造であるので、固体高
分子電解質と電極の間に水が存在しないので、溶液抵
抗、ガス抵抗がないので、固体高分子電解質と電極の間
の接触抵抗が低く、電圧が低く、電流分布が均一とな
り、高電流密度化、高温水電解、高圧水電解が可能とな
り、高純度の酸素、水素ガスを効率良く得ることが可能
である。
(4) The solid polymer electrolyte membrane of the present invention has a structure in which electrodes made of a noble metal are chemically bonded to both surfaces of the solid polymer electrolyte by electroless plating. Since there is no water in between, there is no solution resistance or gas resistance, so the contact resistance between the solid polymer electrolyte and the electrode is low, the voltage is low, the current distribution is uniform, the high current density, high temperature water electrolysis, High-pressure water electrolysis becomes possible, and high-purity oxygen and hydrogen gas can be efficiently obtained.

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

【図1】図1は、本発明の水素・酸素発生装置の一実施
例の部分縦断面図であり、その中心軸に対して一方の側
のみを示した縦断面図であり、図2のA3-A3'線について
の縦断面図に相当する。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of one embodiment of a hydrogen / oxygen generator of the present invention, and is a longitudinal sectional view showing only one side with respect to a center axis thereof. This corresponds to a vertical sectional view taken along line A3-A3 '.

【図2】図2は、図1のA-A 線についての断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図3】図3は、図2のA1-A1'線についての部分縦断面
図である。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view taken along line A1-A1 ′ of FIG. 2;

【図4】図4は、図2のA2-A2'線についての部分縦断面
図である。
FIG. 4 is a partial vertical sectional view taken along line A2-A2 ′ of FIG. 2;

【図5】図5は、図2のA3-A3'線についての部分縦断面
図である。
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view taken along line A3-A3 ′ of FIG. 2;

【図6】図6は、本発明の固体電解質膜ユニットを並設
して締結して水素・酸素発生装置を構成した状態を説明
する一部縦断面図である。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view illustrating a state in which the solid electrolyte membrane units of the present invention are juxtaposed and fastened to constitute a hydrogen / oxygen generator.

【図7】 図7は、電極板の間に環状の絶縁スペーサを
挟着した状態を示す図1の部分拡大断面図である。
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 1 showing a state where an annular insulating spacer is sandwiched between electrode plates.

【図8】図8は、本発明の固体電解質膜ユニットを並設
して締結して水素・酸素発生装置を構成した他の実施例
の状態を説明する一部縦断面図である。
FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view illustrating a state of another embodiment in which the solid electrolyte membrane units of the present invention are arranged and fastened to form a hydrogen / oxygen generator.

【図9】図9は、本発明の水素・酸素発生装置の別の実
施例の図2と同様な断面図である。
FIG. 9 is a sectional view similar to FIG. 2 of another embodiment of the hydrogen / oxygen generator of the present invention.

【図10】図10は、従来の複極式フィルタープレス型
の水素・酸素発生装置の概略を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a conventional bipolar filter press type hydrogen / oxygen generator.

【図11】図11は、従来の複極式フィルタープレス型
の水素・酸素発生装置における水及びガスの流れを示す
概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing flows of water and gas in a conventional bipolar-type filter press type hydrogen / oxygen generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…水素・酸素発生装置 10…固体電解質膜 12…固体電解質膜の中央孔部 20…多孔質給電体 22…多孔質給電体の中央孔部 30…電極板 31…酸素ガス取り出し経路 32…電極板の中央孔部 33…水素ガス取り出し経路 34…陰極室 34b …水素ガス経路 34c …水素ガス捕集室 34c'…溝 34d …端面 34e,34f …シール部材 36…陽極室 36a …陽極室用純水供給経路 36b …酸素ガス経路 36c …酸素ガス捕集室 36c'…溝 36d …端面 36e,36f …シール部材 40…固体電解質膜ユニット 50…純水供給経路 60…シール部材 70…エンドプレート 80…貫通孔 82…貫通ボルト 84…ナット 110 …固体電解質膜 111,112 …多孔質給電体 113 …複極式電極板 115 …純水供給経路 116 …酸素ガス取り出し経路 117 …水素ガス取り出し経路 120 …固体電解質膜ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydrogen / oxygen generator 10 ... Solid electrolyte membrane 12 ... Central hole of solid electrolyte membrane 20 ... Porous feeder 22 ... Central hole of porous feeder 30 ... Electrode plate 31 ... Oxygen gas extraction path 32 ... Electrode Central hole of plate 33 ... Hydrogen gas extraction path 34 ... Cathode chamber 34b ... Hydrogen gas path 34c ... Hydrogen gas collection chamber 34c '... Groove 34d ... End face 34e, 34f ... Seal member 36 ... Anode chamber 36a ... Pure for anode chamber Water supply path 36b ... oxygen gas path 36c ... oxygen gas collecting chamber 36c '... groove 36d ... end face 36e, 36f ... seal member 40 ... solid electrolyte membrane unit 50 ... pure water supply path 60 ... seal member 70 ... end plate 80 ... Through hole 82… Bolt bolt 84… Nut 110… Solid electrolyte membrane 111,112… Porous feeder 113… Dipolar electrode plate 115… Pure water supply path 116… Oxygen gas extraction path 117… Hydrogen gas extraction path 120… Solid electrolyte membrane unit

フロントページの続き (72)発明者 長尾 衛 大阪府大阪市東淀川区井高野2丁目7番 18−102号 (72)発明者 佐々木 隆 兵庫県三木市志染町東自由が丘3丁目 310 (72)発明者 原田 宙幸 東京都練馬区西大泉2−25−43 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25B 1/00 - 15/08 Continued on the front page (72) Inventor Mamoru Nagao 2-7-18-102 Idano, Higashiyodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka (72) Inventor Takashi Sasaki 3-310 Higashi-Jiyugaoka, Shisen-cho, Miki-shi, Hyogo (72) Inventor Harada Sorayuki 2-25-43 Nishi-Oizumi, Nerima-ku, Tokyo (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C25B 1/00-15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体電解質膜と、その両面に添設した多
孔質給電体と、両多孔質給電体の外側に配設した陽極及
び陰極の両作用を行う電極板とから構成される複数個の
固体電解質膜ユニットを積層した構造の複極式の水素・
酸素発生装置であって、 前記各固体電解質膜ユニットに軸方向に連通する純水供
給経路を形成し、 前記各電極板の両面にそれぞれ、陽極室及び陰極室を形
成して、多孔質給電体を収容し、 前記各電極板の内部に、純水供給系路から陽極室に至る
陽極室用純水供給系路を形設し、 前記各電極板における、前記陰極室より半径方向外側
表面において開口する水素ガス捕集室を形設前記各電極板の内部に、 前記陰極室から水素ガス捕集室
に至る水素ガス系路を形設し、 前記各電極板に形設された水素ガス捕集室を軸方向に連
通する水素ガス取り出し経路を形設し、 前記電極板における、前記陽極室より半径方向外側
表面において開口する酸素ガス捕集室を形設前記各電極板の内部に、 前記陽極室から酸素ガス捕集室
に至る酸素ガス系路を形設し、 前記各電極板に形設された酸素ガス捕集室を軸方向に連
通する酸素ガス取り出し経路を形設したことを特徴とす
る水素・酸素発生装置。
1. A plurality of solid electrolyte membranes comprising: a solid electrolyte membrane; a porous feeder provided on both sides thereof; and an electrode plate disposed outside the porous feeders and acting as both an anode and a cathode. Dipolar hydrogen with a structure in which solid electrolyte membrane units of
An oxygen generator, wherein a pure water supply path communicating with each of the solid electrolyte membrane units in the axial direction is formed, and an anode chamber and a cathode chamber are formed on both surfaces of each of the electrode plates, respectively. In each of the electrode plates, an anode chamber pure water supply system from the pure water supply system to the anode chamber is formed in the inside of each of the electrode plates .
And Katachi設hydrogen gas collecting chamber which is open at the surface, the inside of the electrode plates, and Katachi設hydrogen gas pathway leading to hydrogen gas collecting chamber from the cathode chamber, is Katachi設to the each electrode plate Forming a hydrogen gas take-out path axially communicating with the hydrogen gas collecting chamber, wherein each of the electrode plates is located radially outside the anode chamber.
Forming an oxygen gas collecting chamber that is open on the surface, forming an oxygen gas passage from the anode chamber to the oxygen gas collecting chamber inside each of the electrode plates, and forming each of the electrode plates. A hydrogen / oxygen generator characterized by forming an oxygen gas take-out path communicating the oxygen gas collecting chamber in the axial direction.
【請求項2】 前記固体電解質膜が、固体高分子電解質
膜であることを特徴とする請求項1に記載の水素・酸素
発生装置。
2. The hydrogen / oxygen generator according to claim 1, wherein the solid electrolyte membrane is a solid polymer electrolyte membrane.
【請求項3】 前記純水供給系路が、各固体電解質膜ユ
ニットの中心部近傍に形設されていることを特徴とする
請求項1又は2に記載の水素・酸素発生装置。
3. The hydrogen / oxygen generator according to claim 1, wherein the pure water supply line is formed near the center of each solid electrolyte membrane unit.
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