JP3217309U

JP3217309U - 水素発生用電解セル装置

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Publication number: JP3217309U
Application number: JP2018001564U
Authority: JP
Inventors: 総橋本; 西　善一; 善一西
Original assignee: Doctorsman Co Ltd
Current assignee: Doctorsman Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2028-04-27

Abstract

【課題】内部に収容した陽極電極、隔膜及び陰極電極をより均一な圧力で加圧密着することが可能な水素発生用電解セル装置を提供する。【解決手段】水素発生用電解セル装置１０は、陽極電極１３と、陰極電極１４と、陽極電極１３及び陰極電極１４間に密着して挟設された隔膜１５と、陽極電極１３に当接して押圧する樹脂製の陽極側筐体１１と、陰極電極１４に当接して押圧する樹脂製の陰極側筐体１２と、陽極側筐体１１の外周に沿って形成された複数の陽極側固定用孔１１ｆと、陰極側筐体１２の外周に沿って形成された複数の陰極側固定用孔１２ｆと、複数の陽極側固定用孔１１ｆ又は複数の陰極側固定用孔１２ｆ内にそれぞれ設けられた複数のインサートナットと、複数の陰極側固定用孔１２ｆ又は複数の陽極側固定用孔１１ｆに挿入されて複数のインサートナットにそれぞれ螺合することにより陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２を互いに押圧して密着させる複数のボルトとを備えている。【選択図】図１

Description

本考案は、水素水の生成装置における水素発生用の電解セル装置に関する。

水の電気分解により水素ガスを発生させ、発生した水素ガスを電解セル装置内で水中に直接溶解することにより水素水を生成する水素水の生成装置は公知である（例えば特許文献１）。

この特許文献１には、アノード電極（陽極電極）を有するアノード室（陽極室）とカソード電極（陰極電極）を有するカソード室（陰極室）とを備え、これら陽極電極及び陰極電極間にイオン交換膜である隔膜を密着して配置した２槽式の電解セル装置を有する電解装置が開示されている。この電解装置によれば、原料水を電気分解することにより得られた水素分子が溶存した水素水が生成される。

特開２０１５−２２１３９７号公報

特許文献１に記載された電解装置を一例とする従来の電解セル装置においては、筐体内に陽極電極、隔膜及び陰極電極が収納されており、この筐体は、これら陽極電極、隔膜及び陰極電極を互いに押圧して密着するように構成されている。具体的には、内部に収容した陽極電極及び陰極電極に陽極側筐体及び陰極側筐体をそれぞれ当接させ、これら陽極側筐体及び陰極側筐体間をボルト及びナットを用いて締め付けることにより、筐体を一体化すると共に、陽極電極、隔膜及び陰極電極を互いに加圧密着させるように構成されている。

しかしながら、陽極側筐体及び陰極側筐体をボルト及びナットを用いて両側からボルト止めすることのみでは、陽極電極、隔膜及び陰極電極を均一した圧力で加圧密着することが難しかった。この現象は、陽極側筐体及び陰極側筐体の剛性を高めた場合であっても同じであった。

従って本考案の目的は、内部に収容した陽極電極、隔膜及び陰極電極をより均一な圧力で加圧密着することが可能な水素発生用電解セル装置を提供することにある。

本考案によれば、水素発生用電解セル装置は、陽極電極と、陰極電極と、陽極電極及び陰極電極間に密着して挟設された隔膜と、陽極電極に当接して押圧する樹脂製の陽極側筐体と、陰極電極に当接して押圧する樹脂製の陰極側筐体と、陽極側筐体の外周に沿って形成された複数の陽極側固定用孔と、陰極側筐体の外周に沿って形成された複数の陰極側固定用孔と、複数の陽極側固定用孔又は複数の陰極側固定用孔内にそれぞれ設けられた複数のインサートナットと、複数の陰極側固定用孔又は複数の陽極側固定用孔に挿入されて複数のインサートナットにそれぞれ螺合することにより陽極側筐体及び陰極側筐体を互いに押圧して密着させる複数のボルトとを備えている。

陽極側筐体及び陰極側筐体が、外周に沿って形成された複数の固定用孔内に形成された複数のインサートナットにそれぞれ螺合する複数のボルトによって互いに押圧して密着されているので、筐体平面の湾曲を抑止でき、陽極電極、隔膜及び陰極電極をより均一な圧力で加圧密着することができ、電解時に陽極電極及び陰極電極間を確実にかつ高い均一度で密着させることができる。その結果、安定した電解性能を常に維持することができる。

複数のインサートナットが、成型時インサート型の複数のインサートナットであることが好ましい。

筐体平面の湾曲を抑止でき、陽極電極、隔膜及び陰極電極をより均一な圧力で加圧密着することができ、電解時に陽極電極及び陰極電極間を確実にかつ高い均一度で密着させることができるので、安定した電解性能を常に維持することができる。

本考案の一実施形態として、水素発生用電解セル装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。図１の水素発生用電解セル装置の陽極側筐体の構成を概略的に示す（Ａ）平面図、（Ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。図１の水素発生用電解セル装置の陰極側筐体の構成を概略的に示す（Ａ）平面図、（Ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。図１の水素発生用電解セル装置においてボルトを装着する前の構成を概略的に示すＣ−Ｃ線拡大断面図である。図１の水素発生用電解セル装置においてボルトを装着して締め付けを行った後の構成を概略的に示すＣ−Ｃ線拡大断面図である。本考案の他の実施形態の水素発生用電解セル装置においてボルトを装着して締め付けを行った後の構成を概略的に示すＣ−Ｃ線拡大断面図である。本考案の実施例及び比較例における実験結果を示す特性図である。

図１は本考案の一実施形態における水素発生用電解セル装置の構成を概略的に示している。

同図において、１０は固体高分子形の電解セル装置を示しており、この電解セル装置１０は樹脂製の陽極側筐体１１の当接面と樹脂製の陰極側筐体１２の当接面とを互いに当接させた状態で固定して筐体を一体化したものである。筐体内には、陽極電極１３、陰極電極１４、これら陽極電極１３及び陰極電極１４間に互いに加圧密着した状態で挟設された隔膜１５、並びに筐体を密封するためのパッキン１６が収容されている。陽極電極１３にはリード線用接続端子１７が接続されており、このリード線用接続端子１７はリード線（図示無し）を介して電源装置（図示無し）の陽極と電気的に接続され、陰極電極１４にはリード線用接続端子１８が接続されており、このリード線用接続端子１８はリード線（図示無し）を介して電源装置の陰極と電気的に接続されている。なお、図１においては、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２を固定するための後述するインサートナット１９及びボルト２０の図示が省略されている。

電解セル装置１０の筐体は、その外形寸法が、単なる一例であるが、約１４６ｍｍ（縦）×約９６ｍｍ（横）×約６０ｍｍ（高さ）であり、本実施形態では透明のアクリル樹脂を成型して作製されている。もちろん、筐体を不透明の種々の色の樹脂を用いて作製しても良いし、他の種類の樹脂材料又は他の絶縁性材料によって作製しても良い。例えば、透明のＡＢＳ樹脂を成型して作製しても良い。

図２は本実施形態の水素発生用電解セル装置の陽極側筐体１１の構成を概略的に示しており、同図（Ａ）はその平面を、同図（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面をそれぞれ示している。

同図に示すように、陽極側筐体１１の外側には、この筐体の剛性を高めるために種々の形状の剛性強化用リブが形成されている。さらに、陽極側筐体１１には、この筐体外壁を貫通する２つの気体（ガス）出口１１ｂが形成されている。陽極側筐体１１の内側には、２つのガス出口１１ｂを結ぶガス路（陽極室）１１ｃが形成されている。このガス路（陽極室）１１ｃは交互に噛み合うように櫛歯状に形成されたリブ１１ｄによって蛇行するように構成されている。筐体内側には、さらに、パッキン１６を収容する周溝１１ｅが設けられている。

図３は本実施形態の水素発生用電解セル装置の陰極側筐体１２の構成を概略的に示しており、同図（Ａ）はその平面を、同図（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面をそれぞれ示している。

同図に示すように、陰極側筐体１２の外側には、この筐体の剛性を高めるために種々の形状の剛性強化用リブが形成されている。さらに、陰極側筐体１２には、この筐体外壁を貫通する水入口１２ａ及び水出口１２ｂが形成されている。陰極側筐体１２の内側には、水入口１２ａ及び水出口１２ｂを結ぶ水路（陰極室）１２ｃが形成されている。この水路（陰極室）１２ｃは交互に噛み合うように櫛歯状に形成されたリブ１２ｄによって蛇行するように構成されている。これにより、蛇行して流れる加圧水内に水素ガスが素早くかつ効率良く溶解される。

図１に戻って説明すると、陽極電極１３は、ガスを通過可能に、チタンのラス網若しくはパンチメタルで形成されたチタン製白金電極、又は導電性カーボン上に白金系ナノ粒子を担持させた触媒担持カーボン電極層で構成されている。

この陽極電極１３は、ガスを陽極室１１ｃ、さらには大気に開放するための多数の貫通孔を有しており、また、一方の面が隔膜１５と接触している。そのため、電極素材としてはカーボン布、カーボン不織布、若しくはカーボン多孔質膜等のカーボン材、又はチタンのラス網若しくはパンチングメタルが用いられる。触媒としては、白金又はイリジウムを用いることができるが、本実施形態では白金を用いている。陽極電極１３に白金触媒を用いることにより、ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ→ＮａＣｌＯ＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻の反応も起こる。触媒と電極素材との結合には、コーティング、焼結、又はメッキ等の方法があり、いずれの方法を採用しても良い。陽極電極１３の寸法は、単なる一例であるが、約１００ｍｍ（縦）×約５０ｍｍ（横）である。

陰極電極１４は、ガス及び水を通過可能に、チタンのラス網若しくはパンチメタルで形成されたチタン製白金電極、又は導電性カーボン上に白金系ナノ粒子を担持させた触媒担持カーボン電極層で構成されている。

この陰極電極１４は、ガス及び水を陰極室１２ｃに開放するための多数の貫通孔を有しており、また、一方の面が隔膜１５と接触している必要がある。そのため、電極素材としてはカーボン布、カーボン不織布、カーボン多孔質膜、などのカーボン材や、チタンのラス網やパンチングメタルが用いられる。触媒としては、白金やイリジウムを用いることができるが、本実施形態では白金を用いている。陰極電極１４に白金触媒を用いることにより、ＮａＣｌＯ＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻→ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏの反応を起こし、次亜塩素酸イオンの中和を行うことができる。触媒と電極素材との結合には、コーティング、焼結、メッキ等の方法があり、いずれの方法を採用しても良い。陰極電極１４の寸法は、単なる一例であるが、約１００ｍｍ（縦）×約５０ｍｍ（横）である。

隔膜１５は、有機高分子多孔質体の陽イオン交換膜であり、本実施形態では、スチレン・ジビニルベンゼン系重合スルホン酸ナトリウム陽イオン交換膜（補強材としてポリオレフィン混合物を含有）を用いている。隔膜１５の寸法は、単なる一例であるが、約１１９ｍｍ（縦）×約６９ｍｍ（横）である。

隔膜１５は、特に、陰極電極側の陰極面に接触した加圧水によって膜内の水溶性固形物を希釈可能である含水率を有している。この隔膜１５の含水率は、飽和含水隔膜に対する含水率で２７．６％以上（乾燥隔膜に対して３８．２％以上）である。これにより、隔膜１５内に残留する固形物が水で希釈されるので増量することはある程度抑止され、隔膜１５内に含水した水中の固形物濃度は陰極室１２ｃ内の飲料水の固形物濃度と同程度に保持される。その結果、隔膜１５内においてなされる隔膜内固形物の酸化反応・還元反応が高濃度状態で過激に反応することはなく、２ｅ⁻イオン分による酸化還元電子相殺が大きくならず、水素ガス発生量の低下が抑止される。また、酸化・還元を受ける塩化物イオン等の隔膜１５内物質は、陽極電極１３で酸化され、隔膜１５内から陰極室１２ｃに流出しようとするとき陰極電極１４で還元されて陰極室１２ｃに放出されることとなり、飲料水への酸化物の混入はほとんど無い。

隔膜１５は、さらに、加圧水が陽極電極側の陽極室１１ｃに流出しない透水性を有している。具体的には、隔膜１５は、陰極室１２ｃに通水される加圧水の圧力が０．１〜０．３ＭＰａの範囲にある際に、陽極室１１ｃに水が漏水しない状態で、隔膜１５内に水が保水される透水性を有している。これにより、加圧された飲料水を陰極室１２ｃに供給してもその飲料水が陽極室１１ｃに漏水することがなく、効率の良い水素ガス発生機能を長時間にわたって維持することができる。また、隔膜１５は、当然に、０．３ＭＰａまでの圧力に対して耐圧性能を有している。前述したように、本明細書において、圧力は、絶対圧基準ではなく、大気圧が０ＭＰａである大気圧基準（ゲージ圧）で表わしている。

陽極電極１３、隔膜１５及び陰極電極１４を圧着させるためには、陽極電極１３及び陰極電極１４はチタン鋼板に白金を担持させたものを用いることが最も望ましい。後述するように、インサートナットとボルトとを用いて陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２間を締め付け固定し陽極電極１３及び陰極電極１４を押圧することにより、隔膜１５は陽極電極１３及び陰極電極１４と加圧密着されることとなる。陽極電極１３及び陰極電極１４の素材としてカーボン材を選択した場合には、チタンのラス網やパンチングメタルなどの電極押さえ板を準備することが望ましい。

次に、インサートナット及びボルトを用いた陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２の固定構造について説明する。

図４はボルトを装着する前の水素発生用電解セル装置の構成を概略的に示しており、図１のＣ−Ｃ線拡大断面を示している。また、図５はボルトをインサーナットに螺合した後の水素発生用電解セル装置の構成を概略的に示しており、図１のＣ−Ｃ線拡大断面を示している。

図１〜図４に示すように、陽極側筐体１１の外周部には、複数（図示の例では１６個）の陽極側固定用孔１１ｆがその外周に沿って形成されており、陰極側筐体１２の外周部には、複数（図示の例では１６個）の陰極側固定用孔１２ｆがその外周に沿って形成されている。これら複数の陽極側固定用孔１１ｆと複数の陰極側固定用孔１２ｆとは、陽極側筐体１１と陰極側筐体１２とが当接された際にそれぞれ互いに同軸となる位置に形成されている。

複数の陽極側固定用孔１１ｆ内の端部には、複数のインサートナット１９がそれぞれ同軸に挿入され固定されている。本実施形態において、各インサートナット１９は、陽極側筐体１１を樹脂成型する際に金型にセットしてこの陽極側固定用孔１１ｆ内に設けられる成型時インサート型のインサートナットである。具体的には、黄銅製のアヤメ状ローレット又は平目状ローレットを有するインサートナットであり、使用するボルトに合わせたＭ５のインサートナットを用いている。

陽極側筐体１１と陰極側筐体１２との固定は、陽極側固定用孔１１ｆと陰極側固定用孔１２ｆとが同軸となるようにこれら陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２の当接面を突き合わせた状態で、本実施形態では、図５に示すように、陰極側固定用孔１２ｆから陽極側固定用孔１１ｆへボルト２０を差し込んでこのボルト２０とインサートナット１９とを螺合させて固定する。その際に、スプリングワッシャー２１及び平板ワッシャー２２を使用することが望ましい。ボルト２０は、鉄製又はステンレス製のＭ５の六角ボルトを用いている。長さは、本実施形態では４５ｍｍである。スプリングワッシャー２１及び平板ワッシャー２２も鉄製又はステンレス製である。もちろん、これらボルト２０の種類、長さ及び材質はこれに限定されるものではない。スプリングワッシャー２１及び平板ワッシャー２２の種類及び材質もこれに限定されるものではない。

このように、本実施形態によれば、ボルト２０が、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２の外周に沿って形成された１６個の陽極側固定用孔１１ｆ及び陰極側固定用孔１２ｆ内に差し込まれ、これら１６個の孔内にあらかじめ設けられたインサートナット１９にそれぞれ螺合して固定されているため、筐体平面の湾曲を抑止でき、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２が互いに押圧して密着されることとなり、陽極電極１３、隔膜１５及び陰極電極１４がより均一な圧力で加圧密着されることとなる。このため、電解時に陽極電極１３及び陰極電極１４間が確実にかつ高い均一度で密着され、その結果、安定した電解性能を常に維持することができる。

図６は本考案の他の実施形態の水素発生用電解セル装置においてボルトを装着して締め付けを行った後の構成を概略的に示しており、図１のＣ−Ｃ線断面に対応する断面を拡大して示している。

本実施形態の構成は、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２を互いに固定する構成を除いて、図１〜図５の実施形態の場合と全く同様である。従って、以下、相違する構成のみを説明する。

本実施形態においては、図６に示すように、各陰極側固定用孔１２ｆ内に短いパイプ２３（本考案の管体に対応）が追加挿入されており、ボルト２０がこのパイプ２３内を同軸で通るように構成されている。パイプ２３は、陰極側固定用孔１２ｆの内面及びボルト２０の外面に接するように構成されている。パイプ２３は、単なる一例であるが、ステンレス製又は鉄製であり、長さ１０ｍｍ、外径６．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍである。もちろん、パイプ２３の長さ、外径、肉厚及び材質はこれに限定されるものではない。

本実施形態によれば、ボルト２０が、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２の外周に沿って形成された１６個の陽極側固定用孔１１ｆ及び陰極側固定用孔１２ｆ内に差し込まれ、さらに陰極側固定用孔１２ｆ内のボルト２０の外周にパイプ２３が挿入され、これら１６個の孔内にあらかじめ設けられたインサートナット１９にそれぞれ螺合して固定されているため、陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２は互いに押圧して密着される。特に、パイプ２３がボルト２０と同軸に挿入されているので、ボルト２０の軸ぶれが抑圧されることとなり、陽極電極１３、隔膜１５及び陰極電極１４がより均一な圧力で確実に加圧密着される。このため、電解時に陽極電極１３及び陰極電極１４間が確実にかつ高い均一度で密着され、その結果、安定した電解性能を常に維持することができる。

次に、本考案の電解セル装置に関する比較例１及び２並びに実施例１〜４について、実験結果を説明する。

（比較例１）
インサートナットを設けていないことを除いて図１〜図５の実施形態の電解セル装置１０と同様の構成の電解セル装置を用いて実験を行った。電解セル装置の筐体の外形寸法は、約１４６ｍｍ×約９６ｍｍ×約６０ｍｍであり、透明のアクリル樹脂を成型して作製された。陽極電極及び陰極電極としてはチタンラス板に白金コーティングしたものを用いた。寸法は、９９ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍ厚であった。隔膜は、スチレン・ジビニルベンゼン系重合スルホン酸ナトリウム陽イオン交換膜（補強材としてポリオレフィン混合物を含有）を用いた。また、隔膜の寸法が１１３ｍｍ×７８ｍｍ×０．１６ｍｍ厚であり、破裂強度が０．５３ＭＰａのものを用いた。陽極側固定用孔及び陰極側固定用孔はインサートナットを設けていない１６個の貫通孔として作製され、それらの内部にボルトを挿通させ、反対側に設けたナットにこれらボルトを螺合させて締め付け固定した。平板ワッシャーをナットの手前に使用した。この比較例１では、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１５ｍｍとした。

この電解セル装置に、井水（導電率：５５μＳ／ｃｍ）である試験水を、陰極室の通水圧を０．２ＭＰａとし、５４０ｍＬ／ｍｉｎの取水量で供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表１は、この比較例１の電解セル装置における実験結果を示している。

（実施例１）
黄銅製のアヤメ状ローレットを有するＭ５のインサートナットが設けられた図１〜図５の実施形態の電解セル装置１０と同様の構成の電解セル装置を用いて実験を行った。陽極側固定用孔及び陰極側固定用孔は陽極側固定用孔の端部にインサートナットを設けた１６個の貫通孔として作製され、それらの内部にスプリングワッシャー及び平板ワッシャーを介してボルトを挿通させ、インサートナットにこれらボルトを螺合させて締め付け固定した。その他の構成は、比較例１の場合と同様である。この実施例１では、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１５ｍｍとした。

この電解セル装置に、比較例１の場合と同様に、試験水を供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表２は、この実施例１の電解セル装置における実験結果を示している。

（実施例２）
黄銅製のアヤメ状ローレットを有するＭ５のインサートナットが設けられた図６の実施形態の電解セル装置１０と同様の構成の電解セル装置を用いて実験を行った。陽極側固定用孔及び陰極側固定用孔は陽極側固定用孔の端部にインサートナットを設けた１６個の貫通孔として作製され、それらの内部にスプリングワッシャー及び平板ワッシャーを介して、さらにパイプを介してボルトを挿通させ、インサートナットにこれらボルトを螺合させて締め付け固定した。その他の構成は、実施例１の場合と同様である。この実施例２では、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１５ｍｍとした。

この電解セル装置に、実施例１の場合と同様に、試験水を供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表３は、この実施例２の電解セル装置における実験結果を示している。

図７（Ａ）は、陽極電極及び陰極電極の間隙を０．１５ｍｍとした場合の、比較例１、実施例１及び実施例２の実験結果を示しており、比較例１に比して、実施例１及び実施例２の場合は電解電圧が均一になると共に圧倒的に小さくなったことが分かる。即ち、通常のナットを用いた比較例１に比して、インサートナットを用いて締め付けを行った実施例１及び実施例２の場合は、密着性が圧倒的に高くなっていることが分かる。

（比較例２）
比較例１の場合と同様の構成とし、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１０ｍｍとした。

この電解セル装置に、比較例１の場合と同様の試験水を供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表４は、この比較例２の電解セル装置における実験結果を示している。

（実施例３）
実施例１の場合と同様の構成とし、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１０ｍｍとした。ただし、陰極側筐体のみ透明のＡＢＳ樹脂を成型して作製された。

この電解セル装置に、実施例１の場合と同様の試験水を供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表５は、この実施例３の電解セル装置における実験結果を示している。

（実施例４）
実施例２の場合と同様の構成とし、陽極電極及び陰極電極の間隙は０．１０ｍｍとした。ただし、陰極側筐体のみ透明のＡＢＳ樹脂を成型して作製された。

この電解セル装置に、実施例２の場合と同様の試験水を供給し、電解電圧及び電解電流を測定した。具体的には、電流が２．０Ａ、２．５Ａ、３．０Ａ、３．５Ａ及び４．０Ａの際の電圧を測定した。

表６は、この実施例４の電解セル装置における実験結果を示している。

図７（Ｂ）は、陽極電極及び陰極電極の間隙を０．１０ｍｍとした場合の、比較例２、実施例３及び実施例４の実験結果を示しており、比較例２に比して、実施例３及び実施例４の場合は電解電圧が均一になると共に圧倒的に小さくなったことが分かる。即ち、陽極電極及び陰極電極の間隙を０．１０ｍｍとした場合にも、通常のナットを用いた比較例２に比して、インサートナットを用いて締め付けを行った実施例３及び実施例４の場合は、密着性が圧倒的に高くなっていることが分かる。

以上述べた比較例及び実施例の実験結果から、樹脂製の電解セル装置においては、ボルト及びナットを用いた締め付け固定より、インサートナット及びボルトを用いた締め付け固定の方が、インサートナットが挿入された側の筐体平面の湾曲を防止でき、陽極電極及び陰極電極の間隙を均一に維持できることが分かった。

なお、上述した実施形態及び実施例では、陽極側固定用孔１１ｆ及び陰極側固定用孔１２ｆが陽極側筐体１１及び陰極側筐体１２の外周に沿って１６個形成されているが、その数はこれに限定されるものではなく、筐体の形状及び寸法に応じて任意に設定可能である。

また、インサートナット１９が陽極側固定用孔１１ｆ内に設けられているが、インサートナット１９を陰極側固定用孔１２ｆ内に設けて、陽極側固定用孔１１ｆから差し込んだボルトと螺合するように構成も良いことは明らかである。

以上述べた実施形態は全て本考案を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本考案は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本考案の範囲は実用新案登録請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１０電解セル装置
１１陽極側筐体
１１ｂガス出口
１１ｃ陽極室
１１ｄ、１２ｄリブ
１１ｅ周溝
１２陰極側筐体
１２ａ水入口
１２ｂ水出口
１２ｃ陰極室
１３陽極電極
１４陰極電極
１５隔膜
１６パッキン
１７、１８リード線用接続端子
１９インサートナット
２０ボルト
２１スプリングワッシャー
２２平板ワッシャー
２３パイプ

Claims

陽極電極と、陰極電極と、前記陽極電極及び前記陰極電極間に密着して挟設された隔膜と、前記陽極電極に当接して押圧する樹脂製の陽極側筐体と、前記陰極電極に当接して押圧する樹脂製の陰極側筐体と、前記陽極側筐体の外周に沿って形成された複数の陽極側固定用孔と、前記陰極側筐体の外周に沿って形成された複数の陰極側固定用孔と、前記複数の陽極側固定用孔又は前記複数の陰極側固定用孔内にそれぞれ設けられた複数のインサートナットと、前記複数の陰極側固定用孔又は前記複数の陽極側固定用孔に挿入されて前記複数のインサートナットにそれぞれ螺合することにより前記陽極側筐体及び前記陰極側筐体を互いに押圧して密着させる複数のボルトとを備えていることを特徴とする水素発生用電解セル装置。
前記複数のインサートナットが、成型時インサート型の複数のインサートナットであることを特徴とする請求項１に記載の水素発生用電解セル装置。