JP3723116B2 - Solid polymer membrane water electrolyzer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体高分子膜水電解(Solid Polymer Water Electrolysis:SPWE)装置における締付力管理構造に係り、特に陽極と陰極の一対の給電体の間に固体高分子膜を挟持させた電解セルをセパレータを介して積層させて多層スタック構造にした積層体を、上下若しくは左右両側よりフランジにて挟持せしめ、該フランジ間を複数の締付ネジ軸にて締付けてなる固体高分子膜水電解装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば固体電解質燃料電池の燃料としての水素の生成にあたって、固体高分子膜水電解装置が用いられることは良く知られている。この固体高分子膜水電解装置に用いられる固体高分子膜水電解スタックの基本構造を図5に示す。
【0003】
図5に示すように、水素イオン透過性の固体高分子膜からなる固体高分子膜1がチタン(Ti)繊維焼結体等からなる陽極側給電体2とステンレス鋼(SUS)繊維焼結体等からなる陰極側給電体3とに挾持されて電解セルを構成し、これら給電体2、3の外側に電解する純水が通るための多数の溝4を有した金属製のセパレータ5が配されて固体高分子膜水電解装置のスタック6が形成される。
【0004】
上記セパレータ5は、電解セルが上下両側に位置するときは溝4が上下両面側に形成され、上下両端に位置するセパレータ5のみが、電解セルに対面する側に溝4を設けている。そして電解のためにセパレータ5に設けた不図示の供給孔より水を供給し、対向する位置に設けられた不図示の排出孔から発生した水素又は酸素を伴って排出されている。
【0005】
そして、前記溝4に水(純水)を流し、両給電体2、3間に直流電流を印加すると、陽極側に酸素ガス、陰極側に水素ガスがそれぞれ発生するのである。これらガスを含んだ水は図示しない循環水タンク及びドレンタンクを流れる途中で気水分離され、酸素ガス及び水素ガスは系外にそれぞれ取り出されると共に水は再び電解に供される。
尚、給電体2、3は気液を通すために、ポーラスで且つ給電性能が高い多孔質メタル等の材料を用い、又セパレータ5は気液の流路である溝4を有する電気良導電体、例えばチタン製材料で形成されている。
【0006】
ところで、前記のように構成された装置に用いるスタックは、約0.1〜0.2mmの薄膜の電解質膜1にメッキ法にて電極8、9を坦持(接合)させて、陽極と陰極の一対の給電体2、3に挟持させたもの(電解セル)をセパレータ5を介して水中で順次多層状に積層した多層スタックからなる固体高分子膜水電解装置が形成される訳であるが、電解セルをセパレータ5を介して積層させて多層スタック構造にした積層体を、所定の圧力で押圧して接触性を高め、接触抵抗を低く抑える必要があることから上下両側よりフランジにて挟持せしめ、該フランジ間を複数の締付ネジ軸にて締付けて固体高分子膜水電解装置を構成する。
【0007】
図1は本発明に適用される固体高分子膜水電解装置の組立図を示し、(A)は平面図、(B)は正面図である。図1(B)において、21、22は広形の方形厚フランジと、方形外フランジで、その間に前記スタック積層体より相似形に僅かに大きい方形内フランジ23が配設されており、スタック積層体60を挟持する内フランジ23と厚フランジ21間に、ほぼ締付圧が均等になるように、ネジ軸間隔を調整して多数の締め付けネジ30とナット31にて締付ける。
【0008】
更にスタック積層体60の中央域、電極形成位置に均一の圧力がかかるように、内部にスプリング32を収納させ、伸縮自在に嵌合させた複数の円筒押圧具33を前記外フランジ22と内フランジ23との間に介装させて、外フランジ22側より螺入させた押圧ネジ34により所定の均圧付勢力をスタック積層体60の中央域に付勢する。又前記押圧ネジ34を支持するために外フランジ22を設け、内フランジ23外方の外フランジ22と厚フランジ21間の外周囲に間隔保持ボルト35を螺設させている。尚、図中25は電解水供給筒、26は電解水排出筒である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このように前記装置においては、スタック積層体60全域に付勢される圧力が均圧になるような工夫をしているが、前記したように前記固体高分子膜1の両側では電極8、9より酸素と水素が発生し、これにより酸素または水素を含有した水である気液水により前記積層体が膨張する。また、電解効率を上げるために電解水を加圧する場合がある。この際内フランジ23と厚フランジ21間に螺合させた夫々締付ネジ軸30による締付力が不均一の場合、その締付力の弱い部分より水漏れ(リーク)等の問題が生じてしまう。
【0010】
このため前記技術においては締付ネジ軸のネジ軸配設間隔の調整とともに、ネジ軸締付位置中央近傍の締付トルクを一定にして、その時点の積層体変位に合わせて、他のネジ軸を締め付けている。
しかしながら前記の方法では、各ネジ軸の締付力は一定ではなく、又締付力も不明であるためにスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧になるような工夫が完全ではなく、このため電解水がリーク(漏洩)してしまう恐れを解消し得なかった。
【0011】
本発明はかかる課題に鑑み、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトの締付力が一定になり結果としてスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧になるような工夫をもたせた固体高分子膜水電解装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、陽極と陰極の一対の給電体の間に固体高分子膜を挟持させた電解セルをセパレータを介して積層させて多層スタック構造にした積層体を、積層体上側に位置する内フランジと厚フランジにて挟持せしめるとともに、前記内フランジとその上側に位置する上フランジ間にスプリングを利用した均圧付勢体を介装せしめるとともに前記上フランジと厚フランジ間を前記内フランジの外側に位置する外側締め付けねじにて締め付けた状態で、前記内フランジと厚フランジ間を前記外側締め付けねじの内側に位置する複数の内側締付ネジ軸にて締付けて所定の均圧付勢力をスタック積層体に付勢してなる固体高分子膜水電解装置において、
前記均圧付勢力をスタック積層体に付勢する内フランジと厚フランジ間に挟まれる内側締付ネジ軸夫々に締付力管理手段を設けことを要旨とし、第1の発明では前記締付力管理手段が、前記内フランジと厚フランジに挟まれる内側締付ネジ軸部を分断してその分断部分に支持板を固着してその支持板間にロードセルを介装し、該ロードセルよりの荷重信号により、前記内側締付ネジ軸の締付荷重が一定になるように夫々の内側締付ネジ軸のナットを螺合調整して前記スタック積層体に付勢される圧力が均圧になるように制御される構造を具えていることを特徴としている。
第2発明は、前記締付力管理手段が、前記内フランジと厚フランジに挟まれる内側締付ネジ軸部に歪ゲージを貼着し、該歪ゲージよりの全ての内側締付ネジ軸の歪検知信号に基づいて、該全ての内側締付ネジ軸の締付歪が一定になるように夫々の内側締付ネジ軸のナットを螺合調整してスタック積層体に付勢される圧力が均圧になるように制御される構造を具えていることを特徴とする。
【0013】
かかる発明によれば、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトの締付力が一定になり且つスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧になるような工夫をもたせたために、ボルト間の締付け力のバラツキに起因する電解水がリーク(漏洩)してしまう恐れを解消し得る。
【0014】
又第3の発明では、前記締付力管理手段が、前記夫々の内フランジと厚フランジ間に、半割状の半円筒スリーブを環設させフランジ間距離を調整可能な構造を具えていることを特徴とする。
第4の発明は、前記締付力管理手段が、前記フランジ間距離を規定するストッパを前記内フランジと厚フランジの間に位置する内側締付ネジ軸部に設け、前記ストッパにフランジ面があたるまでナットで前記内側締付ネジ軸を締め付けて全ての内側締め付けねじ軸のフランジ間距離が所定長さに規定出来るようにした構造を具えていることを特徴とする。
【0015】
かかる発明によれば、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトのフランジ間隔が一定になるために、積層体が膨出したり内圧が負荷されても各ボルトのセパレータ間の間隔が一定になり且つスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧に維持でき、セパレータ間隔のバラツキに起因するリークの発生を防止出来る。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0019】
図2乃至図4は本発明の夫々の実施形態にかかる固体高分子膜水電解装置におけるスタック構造の要部構成図で、図1に示すように、スタック積層体60を挟持する内フランジ23と厚フランジ21間に、ほぼ締付圧が前記スタック積層体に均圧になるように、ボルト間隔を調整して多数の締付ネジ軸30にて締付ける点はいずれも同様である。
【0020】
図2は、上下両側のフランジ21、23に挟まれる夫々の締付ネジ軸30の途中位置に締付力管理手段としてロードセル40(荷重検知センサ)若しくは歪ゲージ41を設けている。
即ち、図2(A)においてはフランジに挟まれる締付ネジ軸30の途中位置を分断してその分断部分に円盤状の支持板301を固着してその支持板301間にロードセル40を介装している。
そしてロードセル40よりの荷重信号は、全ての締付ネジ軸の締付荷重を検知する荷重計400に集められ、ここで全ての締付ネジ軸30の締付荷重が一定になるように締付ネジ軸30のナット31を螺合調整してスタック積層体60全域に付勢される圧力が均圧になるように制御される。これにより締め付けネジによる圧力のバラツキに起因する電解水がリーク(漏洩)してしまう恐れを解消し得る。
【0021】
図2(B)は歪ゲージ41を用いたもので、締付ネジ軸30の途中位置歪ゲージ41を貼着している。
そして歪ゲージ41よりの歪検知信号は、全ての締付ネジ軸30の歪を検知する歪計410に集められ、ここで全ての締付ネジ軸30の締付歪が一定になるように締付ネジ軸30のナット31を螺合調整してスタック積層体60全域に付勢される圧力が均圧になるように制御される。これによっても締め付けネジによる圧力のバラツキに起因する電解水がリーク(漏洩)してしまう恐れを解消し得る。
【0022】
図3(A)、(B)及び図4(A)は、前記締付力管理手段が、上下両側のフランジ21、23に挟まれた夫々の締付ネジ軸30距離を規制する円筒スリーブ42や半円筒スリーブ43若しくはボルト軸間距離を規制するストッパ44等の間隔規制部材である。
即ち、図3(A)は内フランジ23と厚フランジ21の間に位置する締付ネジ軸30の軸部に所定長さに設定した円筒スリーブ42を環設させて全ての締付ネジ軸30のフランジ間距離が円筒スリーブ42長さに規定させて、所定長さになるように構成される。
【0023】
かかる実施例によれば、スタック積層体60をフランジ21、23を介して締め付ける各ネジ軸30のフランジ間隔が円筒スリーブ42長さにより一定になるために、各締め付けネジ30によるフランジ間の間隔が一定になり且つスタック積層体60全域に付勢される圧力が均圧に維持できる。
しかしながら係る構成によれば、円筒スリーブ42をフランジ21、23の間に環設した後は、フランジ21、23を取り外さなければ、フランジ間距離を調整できないという不便さが有り、汎用的でない。
【0024】
そこで図3(B)に示すように、内フランジ23と厚フランジ21の間に介装させるスリーブを円筒スリーブ42ではなく、半割状の半円筒スリーブ43を環設させれば、フランジを分解しなくてもスリーブ43が取り外し自在になり、フランジ間距離を任意に調整でき、汎用的である。
【0025】
尚、図4(A)に示すように円筒スリーブ42を用いずに、締付ネジ軸30のフランジ間距離を規定する円盤状のストッパ44を軸部に上下に設けて、フランジ間距離を規定しても良い。
かかる実施例によれば、ストッパ44にフランジ21、23下面があたるまでナット31でネジ軸30を締め付ければ全ての締め付けネジ軸30のフランジ間距離21−23が所定長さに規定出来る。
【0026】
かかる実施例によれば、スタック積層体60をフランジ21、23を介して締め付ける際にストッパ44や円筒スリーブ42、43に当接するまで締め付けるだけで、各ネジ軸30のフランジ間隔が一定になるために、締め付けネジによるフランジ間隔のバラツキに起因するリークの発生を防止出来る。
【0027】
図4(B)は参考技術で前記締付力管理手段が、上下両側の内フランジ23上面及び厚フランジ21下面より突設する夫々の締付ネジ軸30の軸端ネジ部を螺合するナット31との間にバネ部材45を介在させて構成している。
バネ部材45にはコイルバネや板バネを用いることが出来る。
【0029】
【発明の効果】
以上記載のごとく第1発明によれば前記締付力管理手段を、上下若しくは左右両側のフランジに挟まれる夫々の締付ネジ軸の途中位置に設けた荷重若しくは歪検知手段で構成することにより、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトの締付力が一定になり且つスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧になるような工夫もたせたために、ボルト間の圧力のバラツキに起因する電解水がリーク(漏洩)してしまう恐れを解消し得る。
【0030】
又他の発明は、前記締付力管理手段が、上下若しくは左右両側のフランジに挟まれた夫々の締付ネジ軸距離を規制する円筒スリーブや半円筒スリーブ若しくはフランジ間距離を規制するストッパ等の間隔規制部材で構成することにより、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトのフランジ間隔が一定になるために、積層体が膨出しても各ボルト間の間隔が一定になり且つスタック積層体全域に付勢される圧力が均圧に維持でき、ボルト間隔のバラツキに起因するリークの発生を防止出来る。
【0031】
更に前記締付力管理手段が、上下若しくは左右両側のフランジ上面と、該上面より突設する夫々の締付ネジ軸のボルト頭若しくは該ボルト軸を螺合するナットとの間に介在するバネ部材であり、該バネ部材の弾性力、好ましくはボルト締付によるバネ圧縮距離を利用した管理手段で構成することにより、スタック積層体をフランジを介して締め付ける各ボルトの締付力が一定になるために、スタック積層体全域に付勢される圧力が均圧に維持でき、ボルト締付力のバラツキに起因するリークの発生を防止出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に適用される固体高分子膜水電解装置の全体構成図で(A)は平面図、(B)は正面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態にかかる固体高分子膜水電解装置におけるスタック構造の要部構成図で、締付ネジ軸の途中位置に締付力管理手段としてロードセル(A)若しくは歪ゲージ(B)を設けた構成である。
【図3】 本発明の第2実施形態にかかる固体高分子膜水電解装置におけるスタック構造の要部構成図で締付力管理手段として円筒スリーブ(A)若しくは半円筒スリーブ(B)を設けた構成である。
【図4】 図3に使用される固体高分子膜の平面図である。
【図5】 従来技術にかかる固体高分子膜水電解装置におけるスタック構造の概略構成図である。
【符号の説明】
1 固体高分子膜
2、3 給電体
5 セパレータ
6 スタック
8、9 電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tightening force management structure in a solid polymer water electrolysis (SPWE) apparatus, and more particularly, to an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of feeders of an anode and a cathode. The present invention relates to a solid polymer membrane water electrolysis apparatus in which a laminate having a multilayer stack structure laminated via a separator is sandwiched by flanges from above and below or from both left and right sides, and the flanges are fastened by a plurality of fastening screw shafts. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, it is well known that a solid polymer membrane water electrolysis apparatus is used for generating hydrogen as a fuel for a solid electrolyte fuel cell, for example. FIG. 5 shows a basic structure of a solid polymer membrane water electrolysis stack used in this solid polymer membrane water electrolysis apparatus.
[0003]
As shown in FIG. 5, the
[0004]
In the
[0005]
When water (pure water) is allowed to flow through the
The power feeding bodies 2 and 3 are made of a porous material such as porous metal that has high power feeding performance in order to allow gas and liquid to pass therethrough, and the
[0006]
By the way, the stack used in the apparatus configured as described above has
[0007]
FIG. 1 shows an assembly drawing of a solid polymer membrane water electrolysis apparatus applied to the present invention, wherein (A) is a plan view and (B) is a front view. In FIG. 1 (B),
[0008]
Further, a plurality of cylindrical pressing
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the device is devised so that the pressure applied to the
[0010]
For this reason, in the above technique, the screw shaft arrangement interval of the tightening screw shaft is adjusted, the tightening torque near the center of the screw shaft tightening position is made constant, and the other screw shafts are adjusted in accordance with the stack displacement at that time. Is tightened.
However, in the above method, the tightening force of each screw shaft is not constant, and since the tightening force is also unknown, the device for equalizing the pressure biased over the entire stack stack is not complete, For this reason, the possibility that electrolyzed water may leak (leak) could not be solved.
[0011]
In view of such a problem, the present invention has been devised so that the tightening force of each bolt for fastening the stack laminated body via the flange becomes constant, and as a result, the pressure applied to the entire stack laminated body is equalized. An object of the present invention is to provide a solid polymer membrane water electrolysis apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides a multilayer structure in which an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of power supply bodies of an anode and a cathode is stacked via a separator to form a multilayer stack structure. It can be clamped between the inner flange and the thick flange located on the upper side of the body, and a pressure equalizing urging body using a spring is interposed between the inner flange and the upper flange located on the upper side, and between the upper flange and the thick flange. Are tightened by a plurality of inner tightening screw shafts positioned inside the outer tightening screw, and tightened between the inner flange and the thick flange with a predetermined level. In the solid polymer membrane water electrolysis apparatus formed by urging the pressure urging force to the stack laminate ,
The gist of the invention is to provide a tightening force management means for each of the inner tightening screw shafts sandwiched between the inner flange and the thick flange for biasing the pressure equalizing biasing force to the stack laminate. The management means divides the inner tightening screw shaft portion sandwiched between the inner flange and the thick flange, attaches a support plate to the divided portion, and installs a load cell between the support plates, and a load signal from the load cell. Thus, the nuts of the respective inner tightening screw shafts are screwed and adjusted so that the tightening load of the inner tightening screw shafts is constant, so that the pressure urged to the stack laminate becomes equalized. It is characterized by having a controlled structure .
According to a second aspect of the present invention, the tightening force management means attaches a strain gauge to an inner tightening screw shaft portion sandwiched between the inner flange and the thick flange , and strains of all inner tightening screw shafts from the strain gauge. Based on the detection signal, the nuts of the respective inner tightening screw shafts are screwed and adjusted so that the tightening strain of all the inner tightening screw shafts is constant, and the pressure applied to the stack laminate is equalized. It is characterized by having a structure that is controlled to become pressure .
[0013]
According to this invention, since the tightening force of each bolt for tightening the stack laminated body via the flange is constant and the pressure applied to the entire stack laminated body is equalized, the bolt is provided. It is possible to eliminate the risk that the electrolyzed water leaks due to variations in the tightening force.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, the tightening force management means has a structure capable of adjusting the distance between the flanges by providing a half-shaped semi-cylindrical sleeve between the inner flange and the thick flange. It is characterized by.
According to a fourth aspect of the present invention, the tightening force management means provides a stopper that defines the distance between the flanges on an inner tightening screw shaft portion positioned between the inner flange and the thick flange, and the stopper has a flange surface. The inner tightening screw shaft is tightened with a nut until the distance between the flanges of all the inner tightening screw shafts can be defined to a predetermined length .
[0015]
According to this invention, since the flange interval of each bolt for fastening the stack laminate through the flange becomes constant, the interval between the separators of each bolt becomes constant even when the laminate is expanded or internal pressure is applied. In addition, the pressure applied to the entire stack stack can be maintained at a uniform pressure, and the occurrence of leaks due to variations in separator spacing can be prevented.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention.
[0019]
2 to 4 are main part configuration diagrams of the stack structure in the solid polymer membrane water electrolysis apparatus according to the respective embodiments of the present invention. As shown in FIG. 1, the
[0020]
In FIG. 2, a load cell 40 (load detection sensor) or a
That is, in FIG. 2A, a midway position of the
The load signal from the
[0021]
FIG. 2 (B) uses a
The strain detection signals from the strain gauges 41 are collected in a
[0022]
3 (A), 3 (B) and 4 (A) show a
That is, in FIG. 3A, a
[0023]
According to this embodiment, since the flange interval of each
However, according to such a configuration, after the
[0024]
Therefore, as shown in FIG. 3B, if the sleeve interposed between the
[0025]
As shown in FIG. 4A, without using the
According to this embodiment, when the
[0026]
According to this embodiment, when the
[0027]
FIG. 4 (B) is a reference technique in which the tightening force management means screws the shaft end screw portions of the respective
A coil spring or a leaf spring can be used for the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the first invention, the tightening force management means is constituted by a load or strain detection means provided at an intermediate position of each tightening screw shaft sandwiched between upper and lower or left and right flanges. Due to the pressure variation between the bolts because the tightening force of each bolt that tightens the stack stack via the flange is constant and the pressure applied to the entire stack stack is equalized. The risk that the electrolyzed water that leaks leaks out.
[0030]
In another invention, the tightening force management means may be a cylindrical sleeve, a semi-cylindrical sleeve, or a stopper that regulates the distance between the flanges, which regulates the distance between the fastening screw shafts sandwiched between the upper and lower or left and right flanges. By configuring with the interval regulating member, the flange interval of each bolt for fastening the stack laminate via the flange becomes constant, so that even if the laminate swells, the interval between the bolts becomes constant and the stack laminate The pressure applied to the entire area can be maintained at a uniform pressure, and the occurrence of leakage due to variations in the bolt interval can be prevented.
[0031]
Further, the tightening force management means is a spring member interposed between the upper surface of the upper and lower or left and right flanges and the bolt head of each tightening screw shaft projecting from the upper surface or the nut screwing the bolt shaft. Since the elastic force of the spring member, preferably the control means using the spring compression distance by bolt tightening, the tightening force of each bolt for tightening the stack laminated body via the flange becomes constant. In addition, the pressure applied to the entire stack stack can be maintained at a uniform pressure, and the occurrence of leakage due to variations in bolt tightening force can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a solid polymer membrane water electrolysis apparatus applied to the present invention, wherein (A) is a plan view and (B) is a front view.
FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of a stack structure in the solid polymer membrane water electrolysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, and a load cell (A) or strain as a tightening force management means at a midway position of a tightening screw shaft; The gauge (B) is provided.
FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of a stack structure in a solid polymer membrane water electrolysis apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which a cylindrical sleeve (A) or a semi-cylindrical sleeve (B) is provided as a tightening force management means. It is a configuration.
4 is a plan view of the solid polymer film used in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a stack structure in a solid polymer membrane water electrolysis apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記均圧付勢力がスタック積層体に付勢する内フランジと厚フランジ間に挟まれる内側締付ネジ軸夫々に締付力管理手段を設け、
前記締付力管理手段が、前記内フランジと厚フランジに挟まれる内側締付ネジ軸部を分断してその分断部分に支持板を固着してその支持板間にロードセルを介装し、該ロードセルよりの荷重信号により、前記内側締付ネジ軸の締付荷重が一定になるように夫々の内側締付ネジ軸のナットを螺合調整して前記スタック積層体に付勢される圧力が均圧になるように制御される構造を具えていることを特徴とする固体高分子膜水電解装置。A laminated body in which an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of power supply bodies of an anode and a cathode is laminated via a separator to form a multilayer stack structure is formed into an inner flange and a thick flange located above the laminated body. And a pressure equalizing urging body using a spring is interposed between the inner flange and the upper flange located on the upper side, and the outer flange is positioned between the upper flange and the thick flange outside the inner flange. While tightened with screws, the inner flange and the thick flange are tightened with a plurality of inner tightening screw shafts located inside the outer tightening screw, and a predetermined equalizing biasing force is applied to the central region of the stack laminate. In the energized solid polymer membrane water electrolysis device,
A tightening force management means is provided for each of the inner tightening screw shafts sandwiched between the inner flange and the thick flange for biasing the pressure equalizing biasing force to the stack laminate ,
The tightening force management means divides the inner tightening screw shaft portion sandwiched between the inner flange and the thick flange, fixes a support plate to the divided portion, and inserts a load cell between the support plates, the load cell By adjusting the screw of each inner tightening screw shaft so that the tightening load of the inner tightening screw shaft becomes constant according to the load signal from the load signal, the pressure applied to the stack laminate is equalized. A solid polymer membrane water electrolysis apparatus comprising a structure controlled to become
前記均圧付勢力をスタック積層体に付勢する内フランジと厚フランジ間に挟まれる内側締付ネジ軸夫々に締付力管理手段を設け、
前記締付力管理手段が、前記内フランジと厚フランジに挟まれる内側締付ネジ軸部に歪ゲージを貼着し、該歪ゲージよりの全ての内側締付ネジ軸の歪検知信号に基づいて、該全ての内側締付ネジ軸の締付歪が一定になるように夫々の内側締付ネジ軸のナットを螺合調整してスタック積層体に付勢される圧力が均圧になるように制御される構造を具えていることを特徴とする固体高分子膜水電解装置。 A laminated body in which an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of power supply bodies of an anode and a cathode is laminated via a separator to form a multilayer stack structure is formed into an inner flange and a thick flange located above the laminated body. And a pressure equalizing urging body using a spring is interposed between the inner flange and the upper flange located on the upper side, and the outer flange is positioned between the upper flange and the thick flange outside the inner flange. While tightened with screws, the inner flange and the thick flange are tightened with a plurality of inner tightening screw shafts located inside the outer tightening screw, and a predetermined equalizing biasing force is applied to the central region of the stack laminate. In the energized solid polymer membrane water electrolysis device,
A tightening force management means is provided for each of the inner tightening screw shafts sandwiched between the inner flange and the thick flange for biasing the pressure equalizing biasing force to the stack laminate ,
The tightening force management means attaches a strain gauge to the inner tightening screw shaft portion sandwiched between the inner flange and the thick flange , and based on strain detection signals of all inner tightening screw shafts from the strain gauge. , So that the tightening distortion of all the inner tightening screw shafts is constant, and the nuts of the respective inner tightening screw shafts are screwed and adjusted so that the pressure applied to the stack laminate becomes equal A solid polymer membrane water electrolysis apparatus characterized by having a controlled structure .
前記均圧付勢力をスタック積層体に付勢する内フランジと厚フランジ間に挟まれる内側締付ネジ軸夫々に締付力管理手段を設け、
前記締付力管理手段が、前記夫々の内フランジと厚フランジ間に、半割状の半円筒スリーブを環設させフランジ間距離を調整可能な構造を具えていることを特徴とする固体高分子膜水電解装置。 A laminated body in which an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of power supply bodies of an anode and a cathode is laminated via a separator to form a multilayer stack structure is formed into an inner flange and a thick flange located above the laminated body. And a pressure equalizing urging body using a spring is interposed between the inner flange and the upper flange located on the upper side, and the outer flange is positioned between the upper flange and the thick flange outside the inner flange. While tightened with screws, the inner flange and the thick flange are tightened with a plurality of inner tightening screw shafts located inside the outer tightening screw, and a predetermined equalizing biasing force is applied to the central region of the stack laminate. In the energized solid polymer membrane water electrolysis device,
A tightening force management means is provided for each of the inner tightening screw shafts sandwiched between the inner flange and the thick flange for biasing the pressure equalizing biasing force to the stack laminate,
The solid polymer characterized in that the tightening force management means has a structure in which a half-cylindrical sleeve is provided between the inner flange and the thick flange so that the distance between the flanges can be adjusted. Membrane water electrolysis device.
前記均圧付勢力をスタック積層体に付勢する内フランジと厚フランジ間に挟まれる内側締付ネジ軸夫々に締付力管理手段を設け、
前記締付力管理手段が、前記フランジ間距離を規定するストッパを前記内フランジと厚フランジの間に位置する内側締付ネジ軸部に設け、前記ストッパにフランジ面があたるまでナットで前記内側締付ネジ軸を締め付けて全ての締め付けネジ軸のフランジ間距離が所定長さに規定出来るようにした構造を具えていることを特徴とする固体高分子膜水電解装置。 A laminated body in which an electrolytic cell in which a solid polymer film is sandwiched between a pair of power supply bodies of an anode and a cathode is laminated via a separator to form a multilayer stack structure is formed into an inner flange and a thick flange located above the laminated body. And a pressure equalizing urging body using a spring is interposed between the inner flange and the upper flange located on the upper side, and the outer flange is positioned between the upper flange and the thick flange outside the inner flange. While tightened with screws, the inner flange and the thick flange are tightened with a plurality of inner tightening screw shafts located inside the outer tightening screw, and a predetermined equalizing biasing force is applied to the central region of the stack laminate. In the energized solid polymer membrane water electrolysis device,
A tightening force management means is provided for each of the inner tightening screw shafts sandwiched between the inner flange and the thick flange for biasing the pressure equalizing biasing force to the stack laminate,
The tightening force management means is provided with a stopper that defines the distance between the flanges on an inner tightening screw shaft located between the inner flange and the thick flange, and the inner tightening with a nut until the flange surface comes into contact with the stopper. A solid polymer membrane water electrolysis apparatus comprising a structure in which a distance between flanges of all tightening screw shafts can be regulated to a predetermined length by tightening the attached screw shafts .
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