JP3389520B2 - ガス生成用水電解セル - Google Patents
ガス生成用水電解セルInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス生成用水電解
セルに関する。特に、オゾンガスを発生する故にオゾン
ガス及びオゾン水に対し耐食性と密封性を確保したタイ
プであって、ガス回収・利用を行う設備に対し容易に付
け外し可能なガス生成用水電解セルに関する。 【０００２】 【従来の技術】水を電気分解してオゾンガスを生成する
電解セルは公知のタイプがいくつか知られている。これ
らのものは、例えば固体高分子電解質からなる陽イオン
交換膜により隔てられた陽極室と陰極室とを有し、陰極
室中に水素ガスを、陽極室中に酸素とオゾンの混合ガス
を発生する。しかし、特にオゾンガス利用設備に対して
オゾンガスを供給する場合、電解セル内の電極部分は１
〜２年程度の頻度で取り替えることが多い。このような
オゾンガス利用設備は、前記陽極室を直接又は更なる配
管により連通される気液分離容器（以下、陽極トラップ
という）を接続され、この陽極トラップで捕集されたオ
ゾンガスを利用箇所へと供給するようになっている。 【０００３】しかし、従来の多くの電解セルは、陽極室
と陰極室や電極部分をはじめとする大部分がほぼ一体不
可分的な構造となっている。従って、電解セルを陽極ト
ラップに取り付けて使用した後、メンテナンス時に電極
交換のための作業空間を確保するためには、多くの部品
を取り外す工程があり、電極交換後にまたそれらを組立
てるため、全体の作業は非常に煩雑なものとなる。 【０００４】一方、最近の文献例では、例えば特開平１
０−２５５８６では水素ガスや酸素ガス及びオゾンガス
を発生できる水電解セルの組立構造が開示されている
が、そこで例示された構造では、各構成部品が一体不可
分ではないものの、電極部分の周囲の部品を互いに固定
するための締め付けボルトを緩めて電極部分を取り出そ
うとすると、周囲の各部品が全くばらばらになる構造な
ので、再度組立てのためには位置決めなどをやりなおす
必要があり、作業負担が大きい。逆に、このタイプの電
解セルにおいて、電極部分だけでなく電解セルをまるご
と交換するようにすればセル自身を分解する手間は軽減
されるが、そのかわり電解セルを陽極トラップをはじめ
とする周辺設備から取り外す手間が生じるし、交換部分
が大きくなって消耗品代が高価となる。しかもそこに例
示されたような構造では、配管接続の方向が制約される
とともに、正常に動作させるためには設置姿勢も制約さ
れる。 【０００５】そしてこれらの作業を正しい手順で行うた
めには高い専門知識を必要とし、メンテナンスの難易度
とコスト上昇という問題が残る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、電
極部分の交換をはじめとするメンテナンス作業・コスト
の負担が軽減された水電解セルを提供することを目的と
する。好適な態様においては、設置姿勢の自由度が大き
いガス生成用水電解セルを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、 隔膜により内部空間を陽極室と陰極室とに仕切られた
電解槽を有し、前記電解槽内で水を電解により消費して
前記陽極室内に酸素及びオゾンを発生し前記陰極室内に
水素を発生するガス生成用水電解セルであって、前記隔
膜の一面に、通水性且つ通気性の陽極電極が一面を接触
して配置されており、また、周縁部分が該陽極電極の周
縁を取り巻いて封止する第１のシール部材が、一面を密
着して配置されており、第１のシール部材は、自身を貫
通するとともに前記陽極電極に直接連通する開口部分を
有し、第１のシール部材の逆側の面に、陽極集電板が一
面を密着して配置されており、該陽極集電板は第１のシ
ール部材の開口部分に連通する少なくとも１つの開口部
分を有し、前記陽極集電板の逆側の面には、第２のシー
ル部材が一面を密着して配置されており、第２のシール
部材は、開口部分を有し、該開口部分に前記陽極集電板
の前記開口部分が連通しており、前記陽極集電板の前記
開口部分よりも径方向外側で第２のシール部材が前記陽
極集電板に閉環状に密着されており、前記陽極電極と、
前記第１のシール部材の前記開口部分と、前記陽極集電
板の前記開口部分と、前記第２のシール部材の前記開口
部分とが、順次外側方向へ気体及び液体を導通可能に連
通する陽極室内流路を画成しているとともに、陽極室内
に発生したガスを回収するために外部に設けられる気液
分離容器へ接続される接続管を有し、該接続管は、径方
向外向きに延在する延在部分を有し、更に、前記延在部
分に係合されるフランジを有し、該フランジは、前記接
続管の一端を前記第２のシール部材に密着させて前記陽
極室内流路に水密且つ気密に接続されるように該接続管
を該第２のシール部材に対して付勢するための付勢手段
を係合され、且つ、該接続管を前記気液分離容器の外被
構造へ固定支持するための固定手段を係合され、更に、
該電解セルは、少なくとも前記電解槽の前記陰極室側
を、前記陽極室側とは逆方向から押し当てられて包み込
むようなケーシングを有し、該ケーシングは外周部分に
おいて少なくとも１つの集電板用切り欠き部分を有し、
前記集電板の一部が、該少なくとも１つの集電板用切り
欠き部分を通ってケーシングの外側に延出し、電解用電
源に接続される耳部となっていることを特徴とするガス
生成用水電解セル、を提案する。 【０００８】また、好適には、前記隔膜の逆側面に、
通水性且つ通気性の陰極電極が一面を接触して配置され
ており、また、周縁部分が該陰極電極の周縁を取り巻い
て封止する第３のシール部材が、一面を密着して配置さ
れており、第３のシール部材は、自身を貫通するととも
に前記陰極電極に直接連通する開口部分を有し、第３の
シール部材の逆側の面に、陰極集電板が一面を密着して
配置されており、該陰極集電板は第３のシール部材の開
口部分に連通する少なくとも１つの開口部分を有し、前
記陰極集電板の逆側の面には、第４のシール部材が一面
を密着して配置されており、第４のシール部材は、開口
部分を有し、該開口部分に前記陰極集電板の前記開口部
分が連通しており、前記陰極集電板の前記開口部分より
も径方向外側で第４のシール部材が前記陰極集電板に閉
環状に密着されており、更に、第３のシール部材と前記
第１のシール部材の各周縁部分の一部が互いに密着され
て閉環状の封止部分をなしているとともに、前記ケーシ
ングが、第４のシール部材の前記一面とは逆側の面に押
し当てられているようにする。 【０００９】いずれにせよ、更に好適には、前記付勢
手段は複数のボルト及び雌ネジの組み合わせからなり、
電気絶縁性且つ耐食性の材料からなるチューブが、各ボ
ルトの頭部周辺以外及び先端周辺以外を覆うように且つ
そのボルトの締め外しのための回転及び軸方向の移動を
許容するように、各ボルトごとに設けられ、該チューブ
の各々は更に、前記接続管の前記延在部分と、前記第２
のシール部材と、前記陽極集電板と、前記第１のシール
部材と、前記陰極側ケーシングとを貫通し、各該雌ネジ
が前記フランジに設けられており、各該ボルトを締めこ
むことによって、前記延在部分と前記ケーシングとを互
いに引き寄せる方向に付勢する、ようにする。 【００１０】また上記いずれにせよ、好適には、前記
延在部分よりも前記気液分離容器側において径方向外向
きに延在する第２の延在部分を有し、この第２の延在部
分と前記延在部分との間に前記フランジが嵌挿され、前
記フランジは、前記嵌挿された状態で前記第２の延在部
分よりも径方向外向きに延出する部分を有し、前記固定
手段が、この部分に係合されるようにする。 【００１１】以上〜のいずれかのようなガス生成用
水電解セルが以下の詳しい説明において明らかになる
が、要するに、この発明に係るガス生成用水電解セル
は、つぎの事項（１）〜（８）により特定されるもので
ある。 （１）ケーシングと接続管とに挟まれた空間に、環状シ
ート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シート型中
間シール部材・陰極電極・イオン交換膜・陽極電極・陽
極集電板・環状シート型陽極側シール部材の積層物が装
填されている。 （２）前記積層物のうち、環状シート型陰極側シール部
材・陰極集電板・環状シート型中間シール部材・陽極集
電板・環状シート型陽極側シール部材は、これらの外周
縁を前記ケーシングの内周面に接するように位置決めさ
れている。 （３）前記積層物のうち、残りの陰極電極・イオン交換
膜・陽極電極は、これらの外周縁を前記環状シート型中
間シール部材の内周面に接するように位置決めされてお
り、陰極電極は陰極集電板と密接し、陽極電極は陽極集
電板と密接する。 （４）陰極集電板および陽極集電板の端子となる耳部
が、前記ケーシングの周壁部分に形成された２つの切欠
部から外側に突出している。 （５）前記ケーシングと、これの内部に位置決めされた
環状シート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シー
ト型中間シール部材・陽極集電板・環状シート型陽極側
シール部材と、これら積層物を挟み込む接続管とには、
これら全体を貫く複数個の締結穴が形成されており、こ
れら締結穴に挿通されたボルトによって全体が密接した
状態で締結されている。 （６）前記ケーシングの底部には表裏を貫通する開口が
形成され、この開口と空間的に連通するように、陰極集
電板には表裏を貫通する開口が形成されている。 （７）陽極集電板には表裏を貫通する開口が形成され、
この開口は前記接続管の管路と空間的に連通している。 （８）前記接続管の外周部分に機器への取付穴を有する
フランジが一体的に形成されている。 【００１２】 【発明の実施の形態】この発明の一実施例としてのオゾ
ンガス生成用水電解セル１００を以下に説明する。な
お、このセル１００は後述するように使用姿勢が必ずし
も制約されるものではないが、説明の便宜上、図１に示
した姿勢を正面とする。 【００１３】まず、組立てられたセル１００の概要を図
１〜３を参照しながら説明する。即ち、セル１００は、
図１の正面図に示したように概して円筒形である。また
その内部から左方に延出する陽極集電板２と、これとは
離間してやはり内部から左方に延出する陰極集電板３と
を有しており、これらが適当な電源（図示せず）へと接
続される。 【００１４】またセル１００は、上下に延出する２つの
フランジ１３を有している。セル１００の陽極側からオ
ゾンガスと酸素を供給されるオゾン利用設備は、多くの
場合、セル１００の陽極側へと連通する水溶液を収納す
る容器等を有しており、この容器が気液分離装置を構成
する。各フランジ１３は、このような容器等にセル１０
０を固定するためのものである。各フランジ１３は、こ
のためのボルト孔２２を有している。 【００１５】また、セル１００は陰極側で、外部に水素
及び水の混合流体を導出するための適当な配管１９を接
続するための開口１９１を有するケーシング８を有す
る。またこのケーシング８の外側に補強プレート１４を
有している。補強プレート１４は、配管１９を通すため
に、ケーシング８の開口１９１に整合された開口１９０
を有している。この開口１９０からケーシング８の一部
が見えている。また開口１９１からは、内部の陰極集電
板３が見えている。補強プレート１４の外側からは、補
強プレート１４と、ケーシング８と、後述する４つのシ
ール部材と、陰極集電板３と、陽極集電板２と、後述す
る接続管９とを貫通し、フランジ１３に形成された雌ネ
ジに締め込まれ、これらの部材を締結して一体化する８
本のボルト１２が締め込まれている。 【００１６】図２は、セル１００の平面図である。前記
容器等へ接続される接続管９の外周にはめられている前
記２つのフランジ１３のうちの上側の一つと、フッ素樹
脂製のＯ−リング１０とが見える。 【００１７】図３は、セル１００の背面図である。前記
接続管９の開口部分の奥に陽極側集電板２が見えてい
る。 【００１８】次に、セル１００を構成する部品の詳細を
説明しよう。セル１００のうち、ケーシング８、電極対
７、接続管９及びＯ−リング１０の位置関係を示す、概
念的な水平断面図を図４に、その分解図を図５に、また
正面図を図６に、平面図を図７に、背面図を図８に示
す。これらの図から理解されるように、電極対７の主要
部分は、ケーシング８の内部のうち前記開口１９１のあ
る側へと収納されるが、電極対７を構成する陽極集電板
２と陰極集電板３は、ケーシング８を構成する円筒部分
の外周に設けられた２つの切り欠き部分８１から外部に
延出するように配置される。また接続管９は、内部流路
は概略円筒形であり、その一端が電極対７に押し当てら
れる場所で径方向外向きに延在し、電極対７との間を閉
環状にほぼ気密且つ液密にシールしている。またこれよ
りも他端側に、接続管９の外周にはめたＯ−リング１０
のストッパーとなるように径方向外向きに延在する部分
を有している。 【００１９】次に、特に電極部分７について、その組立
要素を斜視図９と水平断面図１０を参照しながら説明す
る。即ち、電極部分７は、陽イオン交換膜６の背面側の
一面に密着される通気性且つ通水性の構造を有する陽極
電極４と、陽イオン交換膜６の逆側面に密着される通気
性且つ通水性の構造を有する陰極電極５とを有してい
る。 【００２０】また概略平坦で薄く中央に開口部分を有す
るドーナツ型形状の第１のシール部材１ａが、周縁部分
で陽極電極４の周縁を取り巻いて閉環状に封止するよう
に且つ前記陽イオン交換膜６の前記一面に密着するよう
に配置される。この封止部分よりも外周側において、図
示されているように８つの貫通穴がほぼ等間隔で一周す
るように配置されている。 【００２１】また第１のシール部材の背面側には、陽極
集電板２が一面を密着させて配置されている。この陽極
集電板２は、概略円板状の部分を有し、この部分の周縁
付近に、第１のシール部材の前記８つの貫通穴に整合す
る８つの貫通穴を有している。また、この８つの貫通穴
よりも中央側で概略円周ライン上に配列された複数の開
口１０２を、第１のシール部材１ａの開口部分に連通し
これを経由して更に陽極電極４に連通するように有して
いる。図示されているこれら複数の開口１０２は、その
うち少なくとも１つが、その第１のシール部材１ａの開
口部分の上縁部分付近に配置されている。また、陽極集
電板２は、電解用電源に接続されるように適合された、
前記概略円板状の部分から左方に延出する耳部を有して
いる。 【００２２】また、概略平坦で薄く中央に開口部分を有
するドーナツ型形状の第２のシール部材１ｂが、陽極集
電板２の背面に密着して配置されている。この第２のシ
ール部材１ｂは、前記陽極集電板２の８つの貫通穴に整
合する８つの貫通穴を有している。第２のシール部材１
ｂの前記開口部分は、前記複数の開口１０２が連通する
ように形成・配置されている。この第２のシール部材１
ｂの前記開口部分の上縁部分付近では、複数の開口１０
２のうち少なくとも１つが位置して連通するようになっ
ている。またこの第２のシール部材１ｂは、陽極集電板
２の中央の前記開口１０２よりも外周側で閉環状に陽極
集電板２の背面に密着されて封止構造をなすものであ
る。 【００２３】また概略平坦で薄く中央に開口部分を有す
るドーナツ型形状の第３のシール部材１ｃが、周縁部分
で陰極電極５の周縁を取り巻いて閉環状に封止するよう
に且つ前記陽イオン交換膜６の前記逆側面に密着するよ
うに配置される。この封止部分よりも外周側において、
８つの貫通穴がほぼ等間隔で一周するように配置されて
いる。 【００２４】また第３のシール部材１ｃの正面側には、
陰極集電板３が一面を密着させて配置されている。この
陰極集電板３は、概略円板状の部分を有し、この部分の
周縁付近に、第３のシール部材１ｃの前記８つの貫通穴
に整合する８つの貫通穴を有している。また、この８つ
の貫通穴よりも中央側で概略円周ライン上に配列された
複数の開口１０３を、第３のシール部材１ｃの開口部分
に連通しこれを経由して更に陰極電極５に連通するよう
に有している。図示されているこれら複数の開口１０３
は、そのうち少なくとも１つが、その第３のシール部材
１ｃの開口部分の上縁部分付近に配置されている。ま
た、陰極集電板は、電解用電源に接続されるように適合
された、前記概略円板状の部分から左方に延出する耳部
を有している。 【００２５】また、概略平坦で薄く中央に開口部分を有
するドーナツ型形状の第４のシール部材１ｄが、陰極集
電板３の正面側に密着して配置されている。この第４の
シール部材１ｄは、前記陰極集電板３の８つの貫通穴に
整合する８つの貫通穴を有している。第４のシール部材
１ｄの前記開口部分は、前記複数の開口１０３が連通す
るように形成・配置されている。この第４のシール部材
１ｄの前記開口部分の上縁部分付近では、複数の開口１
０３のうち少なくとも１つが位置して連通するようにな
っている。またこの第４のシール部材１ｄは、陰極集電
板３の中央の前記開口１０３よりも外周側で閉環状に陰
極集電板３の正面側に密着されて封止構造をなすもので
ある。 【００２６】尚、前記第１〜第４のシール部材１ａ〜１
ｄは、フッ素樹脂ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）製とした。前記陽極集電板２および陰極集電板３は
チタン製とした。前記陽極電極４はポーラスチタン基材
に二酸化鉛メッキを施したものを用いた。前記陰極電極
５はポーラスチタン基材に白金メッキを施したものを用
いた。前記陽イオン交換膜６は、デュポン社のナフィオ
ン１１７（商標）として知られる陽イオン交換樹脂製の
ものを採択した。 【００２７】次に、ケーシング８を背面図１１を参照し
ながら説明する。即ち、ケーシング８は、概略中空の円
筒形であるが、背面側が大きく開口しており、ここから
電極対７を収納するようになっている。またケーシング
８は、この背面図１１で見て右側に、陽極集電板２の前
記耳部及び陰極集電板３の前記耳部が外部へ延在するこ
とを許容する２つの切り欠き部分８１を、前記背面側の
大きな開口につながるように形成されており、その大き
な開口及び２つの切り欠き部分８１を通して陽極集電板
２及び陰極集電板３を内部に組み込み配置される。また
ケーシング８の正面側は大部分がふさがれているが、第
４のシール部材１ｄの前記８つの貫通穴に整合する８つ
の貫通穴を有しているとともに、外部に水素及び水の混
合流体を導出するための適当な配管１９を接続するため
の開口１９１を形成されている。尚、このケーシング８
はポリプロピレン製とした。 【００２８】また、補強プレート１４は正面図１２のよ
うに概略円板状であるが、周縁付近においてケーシング
８の前記８つの貫通穴に整合する８つの貫通穴を有して
いる。またケーシング８の前記開口１９１に整合し且つ
それよりも大きな開口１９０を形成されている。尚、こ
の補強プレート１４はステンレス製（ＳＵＳ３０４）と
した。 【００２９】また、接続管９は背面図１３、平面図１
４、正面図１５から理解されるように、内部流路を画成
する円筒形部分９３を有している。またその正面側の端
縁は径方向外向きに延在し、第１のドーナツ型ディスク
状の延在部分９２を形成している。この第１のドーナツ
型ディスク状の延在部分９２は、周縁付近において、第
２のシール部材１ｂの前記８つの貫通穴と整合する８つ
の貫通穴を有している。また、このドーナツ型ディスク
状の延在部分よりも背面側において、前記内部流路を画
成する円筒形部分９３の外周部分から径方向外向きに延
在する第２のドーナツ型ディスク状の延在部分９１が形
成されている。この延在部分９１の背面側の根元部分
は、先述の気液分離装置の容器等へシール性よく接続す
るためにはめ込まれる前記Ｏ−リング１０のストッパー
としての役割も果たすものである。尚、この接続管９は
フッ素樹脂ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製
とした。またＯ−リング１０はフッ素ゴム製とした。 【００３０】また、フランジ１３は、図１６に正面図を
示したように、概略アーチ型にカットした２つの平板部
材１３１、１３２のセットである。アーチ型部材１３１
は、４つのボルト受け穴を、第１のドーナツ型ディスク
状の延在部分９２の前記８つの貫通穴のうちの上側４つ
に整合するように有している。アーチ型部材１３２は、
４つのボルト受け穴を、第１のドーナツ型ディスク状の
延在部分９２の前記８つの貫通穴のうちの下側４つに整
合するように有している。これらのアーチ型部材１３
１、１３２の各々４つのボルト受け穴の内周表面は、計
８本の所定のボルト１２の胴部分の外周面に形成された
ネジ山に対応した形状となっており、ボルト１２が締め
込まれるように形成されている。言い換えると、ボルト
１２に対応する雌ネジがこの各々４つのボルト受け穴を
提供するようにフランジ１３に一体形成されていると言
うことができる。そしてこのフランジ１３は、アーチ型
部材１３１、１３２を第１及び第２のドーナツ型ディス
ク状の延在部分９２、９１の間に嵌挿しながら、計８カ
所の前記雌ネジの部分を第１のドーナツ型ディスク状の
延在部分９２の前記８つの貫通穴に対して位置合わせさ
れる。また、アーチ型部材１３１、１３２のアーチの頂
部から、さらに径方向外向きに延出する部分が形成され
ており、それぞれのこの部分には、先述の気液分離装置
の容器等の外被構造へ接続管９を固定支持するために締
め込まれるボルトのための貫通穴２２が、それぞれ形成
されている。即ち、先述の気液分離装置の容器等の外被
構造への接続管９の固定支持は、わずか２本のボルトの
締め込みにより行われる。この２本のボルト及びアーチ
型部材１３１、１３２の素材は、ステンレス製（ＳＵＳ
３０４）とした。 【００３１】また前記８本のボルト１２は、ステンレス
製（ＳＵＳ３０４）のものでよいが、前記フランジ１３
の前記雌ネジの部分に締め込み固定される先端付近以外
の胴部は、各々、図１７に示したように別体の絶縁用チ
ューブ１１をはめられて、上記各集電板や上記各電極等
から電気的に絶縁されることになる。しかもこの絶縁用
チューブ１１はＰＴＦＥ製とした。従って、ボルト１２
周囲で第１〜第４のシール部材等によるシールが甘くな
ってオゾンガスやオゾン水がボルト付近に少々漏れて来
ても、その付近ではボルト１２は耐食性のチューブ１１
により保護されているので、その他の周囲環境が許容す
る範囲内において運転を続行することが可能である。図
１８にボルト１２と絶縁用チューブ１１の分解図を示し
た。 【００３２】上述したこれらの部品を組立てて図１〜図
３に示されたようなオゾンガス生成用水電解セル１００
を製作し、図１９の正面図及び図２０の右側面図に示し
たように外部の気液分離装置２０に接続・固定支持した
設置態様で運転試験を行った。純水を供給後、電流密度
１００アンペア／ｄｍ2 にて電解を開始したところ、２
４時間後の状態では、陽極側から回収される混合ガス中
のオゾンガス濃度は、２３０ｇ／ｍ3 となった。 【００３３】以上、好適な一態様について説明したが、
その他の態様も可能であり、その利点・欠点も以下の例
示等を参照すれば当業者には充分理解されよう。すなわ
ち、 上記例では陽極への電解用水溶液の補給は、外部の気
液分離装置等の容器を経由し、そこから接続管９を経由
して行うことを前提としてあるが、電解用水溶液の補給
ラインは独立して設けてもよく、例えば直接に接続管９
の外周面に接続されるように設けてもよい。もちろん、
延在部分９１はドーナツ状でなくその補給ラインの部分
を適当によけた形状でもよい。フランジ１３も２つでは
なくもっと多数の部材に分割してもよいし、様々な形状
の改変が可能である。 【００３４】陽極電極はポーラスチタン基材に二酸化
鉛メッキを施したものとしたが、エキスパンドチタンに
二酸化鉛メッキを施したものでもよい。陰極電極はポー
ラスチタン基材に白金メッキを施したものとしたが、エ
キスパンドチタンに白金メッキを施したものでもよい
し、炭素電極でも使用可能である。 【００３５】上記例では陽極と陰極が鉛直方向の隔膜
で前後に仕切られた姿勢で設置・運転されたが、例えば
装置を寝かせて陽極を上側にした姿勢でも作動可能であ
ることが確認された。 【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、薄くコンパクトな形状
の電解セルを実現でき、陽極トラップへの付け外しが容
易であり、メンテナンス作業が大幅に簡略化される。ま
た陽極トラップ側の接続構造の自由度が高く、汎用性の
高い電解セルとなる。しかも、好適な態様によれば、ボ
ルトの胴部を覆うチューブをガイドにして第１のシール
部材、陽極電極、隔膜、陽極集電板、第２のシール部
材、陰極電極、第３のシール部材、陰極集電板、第４の
シール部材とを組み立てることができ、組立時の位置合
わせ等の作業効率もよい。また、色々な取付姿勢におい
ても動作可能である。
セルに関する。特に、オゾンガスを発生する故にオゾン
ガス及びオゾン水に対し耐食性と密封性を確保したタイ
プであって、ガス回収・利用を行う設備に対し容易に付
け外し可能なガス生成用水電解セルに関する。 【０００２】 【従来の技術】水を電気分解してオゾンガスを生成する
電解セルは公知のタイプがいくつか知られている。これ
らのものは、例えば固体高分子電解質からなる陽イオン
交換膜により隔てられた陽極室と陰極室とを有し、陰極
室中に水素ガスを、陽極室中に酸素とオゾンの混合ガス
を発生する。しかし、特にオゾンガス利用設備に対して
オゾンガスを供給する場合、電解セル内の電極部分は１
〜２年程度の頻度で取り替えることが多い。このような
オゾンガス利用設備は、前記陽極室を直接又は更なる配
管により連通される気液分離容器（以下、陽極トラップ
という）を接続され、この陽極トラップで捕集されたオ
ゾンガスを利用箇所へと供給するようになっている。 【０００３】しかし、従来の多くの電解セルは、陽極室
と陰極室や電極部分をはじめとする大部分がほぼ一体不
可分的な構造となっている。従って、電解セルを陽極ト
ラップに取り付けて使用した後、メンテナンス時に電極
交換のための作業空間を確保するためには、多くの部品
を取り外す工程があり、電極交換後にまたそれらを組立
てるため、全体の作業は非常に煩雑なものとなる。 【０００４】一方、最近の文献例では、例えば特開平１
０−２５５８６では水素ガスや酸素ガス及びオゾンガス
を発生できる水電解セルの組立構造が開示されている
が、そこで例示された構造では、各構成部品が一体不可
分ではないものの、電極部分の周囲の部品を互いに固定
するための締め付けボルトを緩めて電極部分を取り出そ
うとすると、周囲の各部品が全くばらばらになる構造な
ので、再度組立てのためには位置決めなどをやりなおす
必要があり、作業負担が大きい。逆に、このタイプの電
解セルにおいて、電極部分だけでなく電解セルをまるご
と交換するようにすればセル自身を分解する手間は軽減
されるが、そのかわり電解セルを陽極トラップをはじめ
とする周辺設備から取り外す手間が生じるし、交換部分
が大きくなって消耗品代が高価となる。しかもそこに例
示されたような構造では、配管接続の方向が制約される
とともに、正常に動作させるためには設置姿勢も制約さ
れる。 【０００５】そしてこれらの作業を正しい手順で行うた
めには高い専門知識を必要とし、メンテナンスの難易度
とコスト上昇という問題が残る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、電
極部分の交換をはじめとするメンテナンス作業・コスト
の負担が軽減された水電解セルを提供することを目的と
する。好適な態様においては、設置姿勢の自由度が大き
いガス生成用水電解セルを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、 隔膜により内部空間を陽極室と陰極室とに仕切られた
電解槽を有し、前記電解槽内で水を電解により消費して
前記陽極室内に酸素及びオゾンを発生し前記陰極室内に
水素を発生するガス生成用水電解セルであって、前記隔
膜の一面に、通水性且つ通気性の陽極電極が一面を接触
して配置されており、また、周縁部分が該陽極電極の周
縁を取り巻いて封止する第１のシール部材が、一面を密
着して配置されており、第１のシール部材は、自身を貫
通するとともに前記陽極電極に直接連通する開口部分を
有し、第１のシール部材の逆側の面に、陽極集電板が一
面を密着して配置されており、該陽極集電板は第１のシ
ール部材の開口部分に連通する少なくとも１つの開口部
分を有し、前記陽極集電板の逆側の面には、第２のシー
ル部材が一面を密着して配置されており、第２のシール
部材は、開口部分を有し、該開口部分に前記陽極集電板
の前記開口部分が連通しており、前記陽極集電板の前記
開口部分よりも径方向外側で第２のシール部材が前記陽
極集電板に閉環状に密着されており、前記陽極電極と、
前記第１のシール部材の前記開口部分と、前記陽極集電
板の前記開口部分と、前記第２のシール部材の前記開口
部分とが、順次外側方向へ気体及び液体を導通可能に連
通する陽極室内流路を画成しているとともに、陽極室内
に発生したガスを回収するために外部に設けられる気液
分離容器へ接続される接続管を有し、該接続管は、径方
向外向きに延在する延在部分を有し、更に、前記延在部
分に係合されるフランジを有し、該フランジは、前記接
続管の一端を前記第２のシール部材に密着させて前記陽
極室内流路に水密且つ気密に接続されるように該接続管
を該第２のシール部材に対して付勢するための付勢手段
を係合され、且つ、該接続管を前記気液分離容器の外被
構造へ固定支持するための固定手段を係合され、更に、
該電解セルは、少なくとも前記電解槽の前記陰極室側
を、前記陽極室側とは逆方向から押し当てられて包み込
むようなケーシングを有し、該ケーシングは外周部分に
おいて少なくとも１つの集電板用切り欠き部分を有し、
前記集電板の一部が、該少なくとも１つの集電板用切り
欠き部分を通ってケーシングの外側に延出し、電解用電
源に接続される耳部となっていることを特徴とするガス
生成用水電解セル、を提案する。 【０００８】また、好適には、前記隔膜の逆側面に、
通水性且つ通気性の陰極電極が一面を接触して配置され
ており、また、周縁部分が該陰極電極の周縁を取り巻い
て封止する第３のシール部材が、一面を密着して配置さ
れており、第３のシール部材は、自身を貫通するととも
に前記陰極電極に直接連通する開口部分を有し、第３の
シール部材の逆側の面に、陰極集電板が一面を密着して
配置されており、該陰極集電板は第３のシール部材の開
口部分に連通する少なくとも１つの開口部分を有し、前
記陰極集電板の逆側の面には、第４のシール部材が一面
を密着して配置されており、第４のシール部材は、開口
部分を有し、該開口部分に前記陰極集電板の前記開口部
分が連通しており、前記陰極集電板の前記開口部分より
も径方向外側で第４のシール部材が前記陰極集電板に閉
環状に密着されており、更に、第３のシール部材と前記
第１のシール部材の各周縁部分の一部が互いに密着され
て閉環状の封止部分をなしているとともに、前記ケーシ
ングが、第４のシール部材の前記一面とは逆側の面に押
し当てられているようにする。 【０００９】いずれにせよ、更に好適には、前記付勢
手段は複数のボルト及び雌ネジの組み合わせからなり、
電気絶縁性且つ耐食性の材料からなるチューブが、各ボ
ルトの頭部周辺以外及び先端周辺以外を覆うように且つ
そのボルトの締め外しのための回転及び軸方向の移動を
許容するように、各ボルトごとに設けられ、該チューブ
の各々は更に、前記接続管の前記延在部分と、前記第２
のシール部材と、前記陽極集電板と、前記第１のシール
部材と、前記陰極側ケーシングとを貫通し、各該雌ネジ
が前記フランジに設けられており、各該ボルトを締めこ
むことによって、前記延在部分と前記ケーシングとを互
いに引き寄せる方向に付勢する、ようにする。 【００１０】また上記いずれにせよ、好適には、前記
延在部分よりも前記気液分離容器側において径方向外向
きに延在する第２の延在部分を有し、この第２の延在部
分と前記延在部分との間に前記フランジが嵌挿され、前
記フランジは、前記嵌挿された状態で前記第２の延在部
分よりも径方向外向きに延出する部分を有し、前記固定
手段が、この部分に係合されるようにする。 【００１１】以上〜のいずれかのようなガス生成用
水電解セルが以下の詳しい説明において明らかになる
が、要するに、この発明に係るガス生成用水電解セル
は、つぎの事項（１）〜（８）により特定されるもので
ある。 （１）ケーシングと接続管とに挟まれた空間に、環状シ
ート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シート型中
間シール部材・陰極電極・イオン交換膜・陽極電極・陽
極集電板・環状シート型陽極側シール部材の積層物が装
填されている。 （２）前記積層物のうち、環状シート型陰極側シール部
材・陰極集電板・環状シート型中間シール部材・陽極集
電板・環状シート型陽極側シール部材は、これらの外周
縁を前記ケーシングの内周面に接するように位置決めさ
れている。 （３）前記積層物のうち、残りの陰極電極・イオン交換
膜・陽極電極は、これらの外周縁を前記環状シート型中
間シール部材の内周面に接するように位置決めされてお
り、陰極電極は陰極集電板と密接し、陽極電極は陽極集
電板と密接する。 （４）陰極集電板および陽極集電板の端子となる耳部
が、前記ケーシングの周壁部分に形成された２つの切欠
部から外側に突出している。 （５）前記ケーシングと、これの内部に位置決めされた
環状シート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シー
ト型中間シール部材・陽極集電板・環状シート型陽極側
シール部材と、これら積層物を挟み込む接続管とには、
これら全体を貫く複数個の締結穴が形成されており、こ
れら締結穴に挿通されたボルトによって全体が密接した
状態で締結されている。 （６）前記ケーシングの底部には表裏を貫通する開口が
形成され、この開口と空間的に連通するように、陰極集
電板には表裏を貫通する開口が形成されている。 （７）陽極集電板には表裏を貫通する開口が形成され、
この開口は前記接続管の管路と空間的に連通している。 （８）前記接続管の外周部分に機器への取付穴を有する
フランジが一体的に形成されている。 【００１２】 【発明の実施の形態】この発明の一実施例としてのオゾ
ンガス生成用水電解セル１００を以下に説明する。な
お、このセル１００は後述するように使用姿勢が必ずし
も制約されるものではないが、説明の便宜上、図１に示
した姿勢を正面とする。 【００１３】まず、組立てられたセル１００の概要を図
１〜３を参照しながら説明する。即ち、セル１００は、
図１の正面図に示したように概して円筒形である。また
その内部から左方に延出する陽極集電板２と、これとは
離間してやはり内部から左方に延出する陰極集電板３と
を有しており、これらが適当な電源（図示せず）へと接
続される。 【００１４】またセル１００は、上下に延出する２つの
フランジ１３を有している。セル１００の陽極側からオ
ゾンガスと酸素を供給されるオゾン利用設備は、多くの
場合、セル１００の陽極側へと連通する水溶液を収納す
る容器等を有しており、この容器が気液分離装置を構成
する。各フランジ１３は、このような容器等にセル１０
０を固定するためのものである。各フランジ１３は、こ
のためのボルト孔２２を有している。 【００１５】また、セル１００は陰極側で、外部に水素
及び水の混合流体を導出するための適当な配管１９を接
続するための開口１９１を有するケーシング８を有す
る。またこのケーシング８の外側に補強プレート１４を
有している。補強プレート１４は、配管１９を通すため
に、ケーシング８の開口１９１に整合された開口１９０
を有している。この開口１９０からケーシング８の一部
が見えている。また開口１９１からは、内部の陰極集電
板３が見えている。補強プレート１４の外側からは、補
強プレート１４と、ケーシング８と、後述する４つのシ
ール部材と、陰極集電板３と、陽極集電板２と、後述す
る接続管９とを貫通し、フランジ１３に形成された雌ネ
ジに締め込まれ、これらの部材を締結して一体化する８
本のボルト１２が締め込まれている。 【００１６】図２は、セル１００の平面図である。前記
容器等へ接続される接続管９の外周にはめられている前
記２つのフランジ１３のうちの上側の一つと、フッ素樹
脂製のＯ−リング１０とが見える。 【００１７】図３は、セル１００の背面図である。前記
接続管９の開口部分の奥に陽極側集電板２が見えてい
る。 【００１８】次に、セル１００を構成する部品の詳細を
説明しよう。セル１００のうち、ケーシング８、電極対
７、接続管９及びＯ−リング１０の位置関係を示す、概
念的な水平断面図を図４に、その分解図を図５に、また
正面図を図６に、平面図を図７に、背面図を図８に示
す。これらの図から理解されるように、電極対７の主要
部分は、ケーシング８の内部のうち前記開口１９１のあ
る側へと収納されるが、電極対７を構成する陽極集電板
２と陰極集電板３は、ケーシング８を構成する円筒部分
の外周に設けられた２つの切り欠き部分８１から外部に
延出するように配置される。また接続管９は、内部流路
は概略円筒形であり、その一端が電極対７に押し当てら
れる場所で径方向外向きに延在し、電極対７との間を閉
環状にほぼ気密且つ液密にシールしている。またこれよ
りも他端側に、接続管９の外周にはめたＯ−リング１０
のストッパーとなるように径方向外向きに延在する部分
を有している。 【００１９】次に、特に電極部分７について、その組立
要素を斜視図９と水平断面図１０を参照しながら説明す
る。即ち、電極部分７は、陽イオン交換膜６の背面側の
一面に密着される通気性且つ通水性の構造を有する陽極
電極４と、陽イオン交換膜６の逆側面に密着される通気
性且つ通水性の構造を有する陰極電極５とを有してい
る。 【００２０】また概略平坦で薄く中央に開口部分を有す
るドーナツ型形状の第１のシール部材１ａが、周縁部分
で陽極電極４の周縁を取り巻いて閉環状に封止するよう
に且つ前記陽イオン交換膜６の前記一面に密着するよう
に配置される。この封止部分よりも外周側において、図
示されているように８つの貫通穴がほぼ等間隔で一周す
るように配置されている。 【００２１】また第１のシール部材の背面側には、陽極
集電板２が一面を密着させて配置されている。この陽極
集電板２は、概略円板状の部分を有し、この部分の周縁
付近に、第１のシール部材の前記８つの貫通穴に整合す
る８つの貫通穴を有している。また、この８つの貫通穴
よりも中央側で概略円周ライン上に配列された複数の開
口１０２を、第１のシール部材１ａの開口部分に連通し
これを経由して更に陽極電極４に連通するように有して
いる。図示されているこれら複数の開口１０２は、その
うち少なくとも１つが、その第１のシール部材１ａの開
口部分の上縁部分付近に配置されている。また、陽極集
電板２は、電解用電源に接続されるように適合された、
前記概略円板状の部分から左方に延出する耳部を有して
いる。 【００２２】また、概略平坦で薄く中央に開口部分を有
するドーナツ型形状の第２のシール部材１ｂが、陽極集
電板２の背面に密着して配置されている。この第２のシ
ール部材１ｂは、前記陽極集電板２の８つの貫通穴に整
合する８つの貫通穴を有している。第２のシール部材１
ｂの前記開口部分は、前記複数の開口１０２が連通する
ように形成・配置されている。この第２のシール部材１
ｂの前記開口部分の上縁部分付近では、複数の開口１０
２のうち少なくとも１つが位置して連通するようになっ
ている。またこの第２のシール部材１ｂは、陽極集電板
２の中央の前記開口１０２よりも外周側で閉環状に陽極
集電板２の背面に密着されて封止構造をなすものであ
る。 【００２３】また概略平坦で薄く中央に開口部分を有す
るドーナツ型形状の第３のシール部材１ｃが、周縁部分
で陰極電極５の周縁を取り巻いて閉環状に封止するよう
に且つ前記陽イオン交換膜６の前記逆側面に密着するよ
うに配置される。この封止部分よりも外周側において、
８つの貫通穴がほぼ等間隔で一周するように配置されて
いる。 【００２４】また第３のシール部材１ｃの正面側には、
陰極集電板３が一面を密着させて配置されている。この
陰極集電板３は、概略円板状の部分を有し、この部分の
周縁付近に、第３のシール部材１ｃの前記８つの貫通穴
に整合する８つの貫通穴を有している。また、この８つ
の貫通穴よりも中央側で概略円周ライン上に配列された
複数の開口１０３を、第３のシール部材１ｃの開口部分
に連通しこれを経由して更に陰極電極５に連通するよう
に有している。図示されているこれら複数の開口１０３
は、そのうち少なくとも１つが、その第３のシール部材
１ｃの開口部分の上縁部分付近に配置されている。ま
た、陰極集電板は、電解用電源に接続されるように適合
された、前記概略円板状の部分から左方に延出する耳部
を有している。 【００２５】また、概略平坦で薄く中央に開口部分を有
するドーナツ型形状の第４のシール部材１ｄが、陰極集
電板３の正面側に密着して配置されている。この第４の
シール部材１ｄは、前記陰極集電板３の８つの貫通穴に
整合する８つの貫通穴を有している。第４のシール部材
１ｄの前記開口部分は、前記複数の開口１０３が連通す
るように形成・配置されている。この第４のシール部材
１ｄの前記開口部分の上縁部分付近では、複数の開口１
０３のうち少なくとも１つが位置して連通するようにな
っている。またこの第４のシール部材１ｄは、陰極集電
板３の中央の前記開口１０３よりも外周側で閉環状に陰
極集電板３の正面側に密着されて封止構造をなすもので
ある。 【００２６】尚、前記第１〜第４のシール部材１ａ〜１
ｄは、フッ素樹脂ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）製とした。前記陽極集電板２および陰極集電板３は
チタン製とした。前記陽極電極４はポーラスチタン基材
に二酸化鉛メッキを施したものを用いた。前記陰極電極
５はポーラスチタン基材に白金メッキを施したものを用
いた。前記陽イオン交換膜６は、デュポン社のナフィオ
ン１１７（商標）として知られる陽イオン交換樹脂製の
ものを採択した。 【００２７】次に、ケーシング８を背面図１１を参照し
ながら説明する。即ち、ケーシング８は、概略中空の円
筒形であるが、背面側が大きく開口しており、ここから
電極対７を収納するようになっている。またケーシング
８は、この背面図１１で見て右側に、陽極集電板２の前
記耳部及び陰極集電板３の前記耳部が外部へ延在するこ
とを許容する２つの切り欠き部分８１を、前記背面側の
大きな開口につながるように形成されており、その大き
な開口及び２つの切り欠き部分８１を通して陽極集電板
２及び陰極集電板３を内部に組み込み配置される。また
ケーシング８の正面側は大部分がふさがれているが、第
４のシール部材１ｄの前記８つの貫通穴に整合する８つ
の貫通穴を有しているとともに、外部に水素及び水の混
合流体を導出するための適当な配管１９を接続するため
の開口１９１を形成されている。尚、このケーシング８
はポリプロピレン製とした。 【００２８】また、補強プレート１４は正面図１２のよ
うに概略円板状であるが、周縁付近においてケーシング
８の前記８つの貫通穴に整合する８つの貫通穴を有して
いる。またケーシング８の前記開口１９１に整合し且つ
それよりも大きな開口１９０を形成されている。尚、こ
の補強プレート１４はステンレス製（ＳＵＳ３０４）と
した。 【００２９】また、接続管９は背面図１３、平面図１
４、正面図１５から理解されるように、内部流路を画成
する円筒形部分９３を有している。またその正面側の端
縁は径方向外向きに延在し、第１のドーナツ型ディスク
状の延在部分９２を形成している。この第１のドーナツ
型ディスク状の延在部分９２は、周縁付近において、第
２のシール部材１ｂの前記８つの貫通穴と整合する８つ
の貫通穴を有している。また、このドーナツ型ディスク
状の延在部分よりも背面側において、前記内部流路を画
成する円筒形部分９３の外周部分から径方向外向きに延
在する第２のドーナツ型ディスク状の延在部分９１が形
成されている。この延在部分９１の背面側の根元部分
は、先述の気液分離装置の容器等へシール性よく接続す
るためにはめ込まれる前記Ｏ−リング１０のストッパー
としての役割も果たすものである。尚、この接続管９は
フッ素樹脂ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製
とした。またＯ−リング１０はフッ素ゴム製とした。 【００３０】また、フランジ１３は、図１６に正面図を
示したように、概略アーチ型にカットした２つの平板部
材１３１、１３２のセットである。アーチ型部材１３１
は、４つのボルト受け穴を、第１のドーナツ型ディスク
状の延在部分９２の前記８つの貫通穴のうちの上側４つ
に整合するように有している。アーチ型部材１３２は、
４つのボルト受け穴を、第１のドーナツ型ディスク状の
延在部分９２の前記８つの貫通穴のうちの下側４つに整
合するように有している。これらのアーチ型部材１３
１、１３２の各々４つのボルト受け穴の内周表面は、計
８本の所定のボルト１２の胴部分の外周面に形成された
ネジ山に対応した形状となっており、ボルト１２が締め
込まれるように形成されている。言い換えると、ボルト
１２に対応する雌ネジがこの各々４つのボルト受け穴を
提供するようにフランジ１３に一体形成されていると言
うことができる。そしてこのフランジ１３は、アーチ型
部材１３１、１３２を第１及び第２のドーナツ型ディス
ク状の延在部分９２、９１の間に嵌挿しながら、計８カ
所の前記雌ネジの部分を第１のドーナツ型ディスク状の
延在部分９２の前記８つの貫通穴に対して位置合わせさ
れる。また、アーチ型部材１３１、１３２のアーチの頂
部から、さらに径方向外向きに延出する部分が形成され
ており、それぞれのこの部分には、先述の気液分離装置
の容器等の外被構造へ接続管９を固定支持するために締
め込まれるボルトのための貫通穴２２が、それぞれ形成
されている。即ち、先述の気液分離装置の容器等の外被
構造への接続管９の固定支持は、わずか２本のボルトの
締め込みにより行われる。この２本のボルト及びアーチ
型部材１３１、１３２の素材は、ステンレス製（ＳＵＳ
３０４）とした。 【００３１】また前記８本のボルト１２は、ステンレス
製（ＳＵＳ３０４）のものでよいが、前記フランジ１３
の前記雌ネジの部分に締め込み固定される先端付近以外
の胴部は、各々、図１７に示したように別体の絶縁用チ
ューブ１１をはめられて、上記各集電板や上記各電極等
から電気的に絶縁されることになる。しかもこの絶縁用
チューブ１１はＰＴＦＥ製とした。従って、ボルト１２
周囲で第１〜第４のシール部材等によるシールが甘くな
ってオゾンガスやオゾン水がボルト付近に少々漏れて来
ても、その付近ではボルト１２は耐食性のチューブ１１
により保護されているので、その他の周囲環境が許容す
る範囲内において運転を続行することが可能である。図
１８にボルト１２と絶縁用チューブ１１の分解図を示し
た。 【００３２】上述したこれらの部品を組立てて図１〜図
３に示されたようなオゾンガス生成用水電解セル１００
を製作し、図１９の正面図及び図２０の右側面図に示し
たように外部の気液分離装置２０に接続・固定支持した
設置態様で運転試験を行った。純水を供給後、電流密度
１００アンペア／ｄｍ2 にて電解を開始したところ、２
４時間後の状態では、陽極側から回収される混合ガス中
のオゾンガス濃度は、２３０ｇ／ｍ3 となった。 【００３３】以上、好適な一態様について説明したが、
その他の態様も可能であり、その利点・欠点も以下の例
示等を参照すれば当業者には充分理解されよう。すなわ
ち、 上記例では陽極への電解用水溶液の補給は、外部の気
液分離装置等の容器を経由し、そこから接続管９を経由
して行うことを前提としてあるが、電解用水溶液の補給
ラインは独立して設けてもよく、例えば直接に接続管９
の外周面に接続されるように設けてもよい。もちろん、
延在部分９１はドーナツ状でなくその補給ラインの部分
を適当によけた形状でもよい。フランジ１３も２つでは
なくもっと多数の部材に分割してもよいし、様々な形状
の改変が可能である。 【００３４】陽極電極はポーラスチタン基材に二酸化
鉛メッキを施したものとしたが、エキスパンドチタンに
二酸化鉛メッキを施したものでもよい。陰極電極はポー
ラスチタン基材に白金メッキを施したものとしたが、エ
キスパンドチタンに白金メッキを施したものでもよい
し、炭素電極でも使用可能である。 【００３５】上記例では陽極と陰極が鉛直方向の隔膜
で前後に仕切られた姿勢で設置・運転されたが、例えば
装置を寝かせて陽極を上側にした姿勢でも作動可能であ
ることが確認された。 【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、薄くコンパクトな形状
の電解セルを実現でき、陽極トラップへの付け外しが容
易であり、メンテナンス作業が大幅に簡略化される。ま
た陽極トラップ側の接続構造の自由度が高く、汎用性の
高い電解セルとなる。しかも、好適な態様によれば、ボ
ルトの胴部を覆うチューブをガイドにして第１のシール
部材、陽極電極、隔膜、陽極集電板、第２のシール部
材、陰極電極、第３のシール部材、陰極集電板、第４の
シール部材とを組み立てることができ、組立時の位置合
わせ等の作業効率もよい。また、色々な取付姿勢におい
ても動作可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるガス生成用水電解セ
ル１００の正面図である。 【図２】図１のセル１００の平面図である。 【図３】図１のセル１００の背面図である。 【図４】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す水平断面図である。 【図５】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す分解図である。 【図６】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す正面図である。 【図７】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す平面図である。 【図８】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す背面図である。 【図９】図１のセル１００の電極部分７の組立要素群を
示す斜視図である。 【図１０】図９の電極部分７の組立要素群を示す水平断
面図である。 【図１１】図１のセル１００のケーシング８の背面図で
ある。 【図１２】図１のセル１００の補強プレート１４の正面
図である。 【図１３】図１のセル１００の接続管９の背面図であ
る。 【図１４】図１３の接続管９の平面図である。 【図１５】図１３の接続管９の正面図である。 【図１６】図１のセル１００のフランジ１３の正面図で
ある。 【図１７】図１のセル１００のボルト１２にチューブ１
１を組み合わせた状態の平面図である。 【図１８】図１７のボルト１２とチューブ１１の分解図
である。 【図１９】図１のセル１００の使用状態を示す正面図で
ある。 【図２０】図１のセル１００の使用状態を示す左側面図
である。 【符号の説明】 ２ 陽極集電板 ３ 陰極集電板 ８ ケーシング １２ ボルト １３ フランジ １４ 補強プレート １００ オゾンガス生成用電解セル
ル１００の正面図である。 【図２】図１のセル１００の平面図である。 【図３】図１のセル１００の背面図である。 【図４】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す水平断面図である。 【図５】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す分解図である。 【図６】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す正面図である。 【図７】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す平面図である。 【図８】図１のセル１００の構成部品の一部の位置関係
を示す背面図である。 【図９】図１のセル１００の電極部分７の組立要素群を
示す斜視図である。 【図１０】図９の電極部分７の組立要素群を示す水平断
面図である。 【図１１】図１のセル１００のケーシング８の背面図で
ある。 【図１２】図１のセル１００の補強プレート１４の正面
図である。 【図１３】図１のセル１００の接続管９の背面図であ
る。 【図１４】図１３の接続管９の平面図である。 【図１５】図１３の接続管９の正面図である。 【図１６】図１のセル１００のフランジ１３の正面図で
ある。 【図１７】図１のセル１００のボルト１２にチューブ１
１を組み合わせた状態の平面図である。 【図１８】図１７のボルト１２とチューブ１１の分解図
である。 【図１９】図１のセル１００の使用状態を示す正面図で
ある。 【図２０】図１のセル１００の使用状態を示す左側面図
である。 【符号の説明】 ２ 陽極集電板 ３ 陰極集電板 ８ ケーシング １２ ボルト １３ フランジ １４ 補強プレート １００ オゾンガス生成用電解セル
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C25B 1/00 - 15/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 つぎの事項（１）〜（８）により特定さ
れるガス生成用水電解セル。 （１）ケーシングと接続管とに挟まれた空間に、環状シ
ート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シート型中
間シール部材・陰極電極・イオン交換膜・陽極電極・陽
極集電板・環状シート型陽極側シール部材の積層物が装
填されている。 （２）前記積層物のうち、環状シート型陰極側シール部
材・陰極集電板・環状シート型中間シール部材・陽極集
電板・環状シート型陽極側シール部材は、これらの外周
縁を前記ケーシングの内周面に接するように位置決めさ
れている。 （３）前記積層物のうち、残りの陰極電極・イオン交換
膜・陽極電極は、これらの外周縁を前記環状シート型中
間シール部材の内周面に接するように位置決めされてお
り、陰極電極は陰極集電板と密接し、陽極電極は陽極集
電板と密接する。 （４）陰極集電板および陽極集電板の端子となる耳部
が、前記ケーシングの周壁部分に形成された２つの切欠
部から外側に突出している。 （５）前記ケーシングと、これの内部に位置決めされた
環状シート型陰極側シール部材・陰極集電板・環状シー
ト型中間シール部材・陽極集電板・環状シート型陽極側
シール部材と、これら積層物を挟み込む接続管とには、
これら全体を貫く複数個の締結穴が形成されており、こ
れら締結穴に挿通されたボルトによって全体が密接した
状態で締結されている。 （６）前記ケーシングの底部には表裏を貫通する開口が
形成され、この開口と空間的に連通するように、陰極集
電板には表裏を貫通する開口が形成されている。 （７）陽極集電板には表裏を貫通する開口が形成され、
この開口は前記接続管の管路と空間的に連通している。 （８）前記接続管の外周部分に機器への取付穴を有する
フランジが一体的に形成されている。
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| DE29613308U1 (de) * | 1996-08-01 | 1996-09-26 | FISCHER technology GmbH, 53117 Bonn | Elektrolysezelle, insbesondere zur Erzeugung von Ozon für die Abwasserbehandlung |
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| ATE318944T1 (de) * | 1997-03-21 | 2006-03-15 | Lynntech Inc | Integriertes ozonerzeugungssytem |
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- 1998-12-28 JP JP37406998A patent/JP3389520B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-15 US US09/292,387 patent/US6156166A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-12-23 EP EP99310527A patent/EP1016737B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| EP1016737A1 (en) | 2000-07-05 |
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| DE69900936T2 (de) | 2002-09-12 |
| DE69900936D1 (de) | 2002-04-04 |
| US6156166A (en) | 2000-12-05 |
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