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JP3307630B2 - Electrode plate for water electrolysis device, electrode plate unit and electrolysis cell - Google Patents

Electrode plate for water electrolysis device, electrode plate unit and electrolysis cell

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JP3307630B2
JP3307630B2 JP2000292173A JP2000292173A JP3307630B2 JP 3307630 B2 JP3307630 B2 JP 3307630B2 JP 2000292173 A JP2000292173 A JP 2000292173A JP 2000292173 A JP2000292173 A JP 2000292173A JP 3307630 B2 JP3307630 B2 JP 3307630B2
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Japan
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electrode plate
plate
groove
electrode
electrolytic cell
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学 豊島
勝 米沢
清司 平井
明子 三宅
豊 石井
勉 多井
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神鋼パンテツク株式会社
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    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • 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]

【発明の属する技術分野】本発明は水電解装置用電極
板、電極板ユニットおよび電解セルに関する。さらに詳
しくは、水を電気分解して酸素ガスや水素ガスを発生さ
せる水素酸素発生装置などの水電解装置に用いられる電
極板および電極板ユニット、ならびに、この電極板ユニ
ットを用いた電解セルに関する。
The present invention relates to an electrode plate for a water electrolysis apparatus, an electrode plate unit, and an electrolytic cell. More specifically, the present invention relates to an electrode plate and an electrode plate unit used in a water electrolysis device such as a hydrogen oxygen generator that generates oxygen gas or hydrogen gas by electrolyzing water, and an electrolytic cell using the electrode plate unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水素酸素発生装置には、特開平8
−239788号公報にも開示されているように、その
中心的機能である水の電気分解を行うための電解セルが
組み込まれている。電解セルは固体電解質膜ユニットを
所定組並べ合わせたものである。固体電解質膜ユニット
は固体電解質膜の両側に電極板を有し、それらに挟まれ
た空間の一方が酸素発生室たる陽極室となり、他方が水
素発生室たる陰極室となる。各室には多孔質の給電体が
収容される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydrogen oxygen generator has been disclosed in
As disclosed in JP-A-239788, an electrolytic cell for performing electrolysis of water, which is a central function thereof, is incorporated. The electrolytic cell is obtained by arranging a predetermined set of solid electrolyte membrane units. The solid electrolyte membrane unit has electrode plates on both sides of the solid electrolyte membrane, and one of the spaces sandwiched therebetween serves as an anode chamber serving as an oxygen generation chamber, and the other serves as a cathode chamber serving as a hydrogen generation chamber. Each chamber accommodates a porous power supply.

【0003】複極式電解セルの場合には、並べ合わせた
固体電解質膜ユニットの両端の電極板間に直流電圧を印
加すると、それらの端部電極板はそれぞれ陽極と陰極と
の単極式電極板になり、それらの中間の電極板は一方の
面が陽極になり他方の面が陰極となる複極式電極板にな
る。すなわち、各固体電解質膜と電極板の陽極側とに挟
まれた空間が陽極室となり、各固体電解質膜と電極板の
陰極側とに挟まれた空間が陰極室となる。
[0003] In the case of a bipolar electrolytic cell, when a DC voltage is applied between the electrode plates at both ends of the aligned solid electrolyte membrane units, those end electrode plates become a monopolar electrode of an anode and a cathode, respectively. And an intermediate electrode plate is a bipolar electrode plate in which one surface is an anode and the other surface is a cathode. That is, the space between each solid electrolyte membrane and the anode side of the electrode plate is an anode chamber, and the space between each solid electrolyte membrane and the cathode side of the electrode plate is a cathode chamber.

【0004】たとえば、図6に示す電解セル51におい
ては、52が中間に配置される複極式の電極板(図7参
照)であり、53aおよび53bはそれぞれ端部に配置
される端部電極板であり、いわば単極式の電極板であ
る。また、54は固体電解質膜であり、55は多孔質給
電体である。56は多孔質給電体55を外部から隔離す
るシリコーンゴム板製の環状ガスケットである。57は
環状保護シートである。そして、58は酸素ガス取り出
し用経路、58aは酸素ガス流通通路、61は陰極室用
のドレン水排出用経路、および61aはドレン水排出通
路である。本図では純水供給用経路60、純水流通通路
60a、水素ガス取り出し用経路59、および水素ガス
流通通路59aは表されていないが、図7も併せて参照
すれば明らかなように、酸素ガス取り出し用経路58お
よび酸素ガス流通通路58aと同様の構成によって形成
されている。図6において符号62で示されるのはとも
に端板であり、図示しない締付ボルトによって両端板6
2同士を電極板等を貫通し、その外周該当部位すなわち
本図ではガスケット部、において締め付けることにより
電解セル51が組み立てられる。
For example, in an electrolytic cell 51 shown in FIG. 6, 52 is a bipolar electrode plate (see FIG. 7) arranged in the middle, and 53a and 53b are end electrode electrodes arranged at the end, respectively. It is a plate, so to speak, a monopolar electrode plate. Reference numeral 54 denotes a solid electrolyte membrane, and reference numeral 55 denotes a porous power supply. Reference numeral 56 denotes an annular gasket made of a silicone rubber plate for isolating the porous power supply 55 from the outside. 57 is an annular protection sheet. Reference numeral 58 denotes an oxygen gas take-out path, 58a denotes an oxygen gas flow path, 61 denotes a drain water discharge path for the cathode chamber, and 61a denotes a drain water discharge path. Although the pure water supply path 60, the pure water circulation path 60a, the hydrogen gas extraction path 59, and the hydrogen gas circulation path 59a are not shown in this drawing, as apparent from FIG. It is formed by the same configuration as the gas extraction path 58 and the oxygen gas flow path 58a. In FIG. 6, both end plates are denoted by reference numeral 62, and both end plates 6 are tightened by fastening bolts not shown.
The electrolytic cell 51 is assembled by penetrating the two through an electrode plate or the like and tightening them at a portion corresponding to the outer periphery, that is, a gasket portion in this drawing.

【0005】多孔質給電体はメッシュや焼結体等の通気
性材から形成され、その側面からも自在に流体が流通で
きる。
[0005] The porous feeder is formed of a gas-permeable material such as a mesh or a sintered body, and a fluid can freely flow from the side thereof.

【0006】従来の電極板52は単純な平板状であり、
この電極板52内に前記各流体の通路58a、59a、
60a、61aを形成したり、さらには、前記各通路の
ためのガスケット座を形成する必要があることから、厚
いチタン板を使用していた。
The conventional electrode plate 52 is a simple flat plate.
In the electrode plate 52, the passages 58a, 59a for the respective fluids are provided.
Since it is necessary to form the gasket seats for the passages 60a and 61a, and further, to form gasket seats for the respective passages, a thick titanium plate is used.

【0007】ところで、従来の電解セルは、前述のよう
に、厚いチタン板からなる単純な平板状の電極板を使用
している。斯かる電極板は弾性を有さないから、酸素発
生室及び水素発生室と外部とのシールは、前記電極板上
に積層されるガスケットの弾性に依存することになる。
従って、電解セル組み立て時にボルトを締め付ける際に
は、ガスケットのシール機能を発揮させるに十分な締め
付けが必要となる。その一方、図6に示す従来の電解セ
ルにおいては、ガスケットが単純な平板状電極板上に積
層されているだけであるから、あまりに強く締め付けす
ぎると、ガスケットが変形して外方および内方にはみ出
すおそれがある。このようなガスケットの変形は、クリ
ープ劣化を招き易い。特に、装置運転中は、水電解時の
発熱によって装置自体の温度が上昇するから、ガスケッ
トのクリープ劣化は促進される傾向にある。その為、こ
のクリープ劣化を補償する為に締結ボルトの増し締めが
必要となるが、この増し締めを行うとさらにクリープ劣
化を招くことになり、シール面圧を一定に維持すること
が困難となる。
As described above, the conventional electrolytic cell uses a simple flat electrode plate made of a thick titanium plate. Since such an electrode plate does not have elasticity, the seal between the oxygen generation chamber and the hydrogen generation chamber and the outside depends on the elasticity of the gasket laminated on the electrode plate.
Therefore, when tightening the bolt at the time of assembling the electrolytic cell, it is necessary to sufficiently tighten the bolt to exert the sealing function of the gasket. On the other hand, in the conventional electrolytic cell shown in FIG. 6, since the gasket is merely laminated on a simple flat electrode plate, if the gasket is tightened too strongly, the gasket is deformed outward and inward. There is a possibility that it will protrude. Such deformation of the gasket tends to cause creep deterioration. In particular, during the operation of the device, the temperature of the device itself increases due to heat generated during water electrolysis, and thus the creep deterioration of the gasket tends to be accelerated. Therefore, it is necessary to retighten the fastening bolts to compensate for the creep deterioration. However, if the retightening is performed, further creep deterioration is caused, and it is difficult to maintain the seal surface pressure constant. .

【0008】また、前記酸素発生室及び水素発生室は、
電解セル運転中に、発生する酸素及び水素ガスによって
圧力が上昇する。前述のように、従来の電解セルは、軟
質のガスケットが平板状電極板上に積層されているだけ
であるから、前記酸素発生室及び水素発生室の内圧上昇
に伴って、ガスケットがセルの外方へはみ出すおそれが
ある。従って、従来の電解セルは、高圧の酸素又は水素
ガスを発生させる高圧使用に耐えることができないとい
う問題もある。
Further, the oxygen generation chamber and the hydrogen generation chamber are
During operation of the electrolytic cell, the pressure increases due to the generated oxygen and hydrogen gas. As described above, in the conventional electrolytic cell, since the soft gasket is merely laminated on the flat electrode plate, the gasket moves out of the cell as the internal pressures of the oxygen generation chamber and the hydrogen generation chamber increase. There is a risk of protruding. Therefore, there is also a problem that the conventional electrolytic cell cannot withstand high-pressure use that generates high-pressure oxygen or hydrogen gas.

【0009】また、ガスケットは他の部品に比較して熱
膨張率が遙かに大きい。前述のように、従来の電解セル
においては、厚いチタン板からなる電極板を使用してお
り、電極板自身が弾性を有さない為、前記ガスケットの
熱膨張は、結果的に締結ボルトによる締め付け力の増大
を招き、これにより、電解セルに種々の問題が生じるお
それもある。
Further, the gasket has a much higher coefficient of thermal expansion than other parts. As described above, in the conventional electrolytic cell, an electrode plate made of a thick titanium plate is used, and since the electrode plate itself does not have elasticity, the thermal expansion of the gasket is consequently tightened by the fastening bolt. This can lead to increased forces, which can cause various problems in the electrolytic cell.

【0010】ところで、電極板は隣接する多孔質給電体
と良好な接触状態を保つ必要があるためにその両面に高
い平面度および平行度が要求される。しかし、前述のよ
うに厚いチタン板は通常熱間圧延により製造されるため
に平面度および平行度が悪く、電極板に用いるにはさら
に平面加工を行う必要がある。
[0010] By the way, since the electrode plate needs to maintain a good contact state with the adjacent porous feeder, high flatness and parallelism are required on both surfaces thereof. However, as described above, a thick titanium plate is usually manufactured by hot rolling, and thus has poor flatness and parallelism, and further flattening is required for use as an electrode plate.

【0011】この点に関し、複数枚の薄い金属板を組み
合わせて従来の一枚の電極板と同等の機能を奏する電極
板が提案されている(特開平9−263982号公報参
照)が、複数枚の金属板を一枚の電極板として使用して
いるため、使用時の接触電気抵抗が大きく、運転に必要
な供給電圧の上昇を招来する。その結果、運転時のエネ
ルギー効率が低下するという問題がある。
In this regard, an electrode plate has been proposed which combines a plurality of thin metal plates and has a function equivalent to that of a single conventional electrode plate (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-263982). Since the metal plate is used as one electrode plate, the contact electric resistance during use is large, and the supply voltage required for operation is increased. As a result, there is a problem that energy efficiency during operation is reduced.

【0012】本願発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、薄い金属板から容易に製造すること
ができ、電解セルの耐圧強度を向上せしめる電極板を提
供することを目的としている。また、電解セルの耐圧強
度を向上せしめるとともに、ガスケットの高いシール効
果を維持しうる電極板を提供することも目的としてい
る。さらに、耐圧強度が向上し、ガスケットの高いシー
ル効果が維持され、その組立が容易な電解セルを提供す
ることをも目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electrode plate that can be easily manufactured from a thin metal plate and that improves the pressure resistance of an electrolytic cell. Another object of the present invention is to provide an electrode plate capable of improving the pressure resistance of an electrolytic cell and maintaining a high sealing effect of a gasket. It is another object of the present invention to provide an electrolytic cell in which the pressure resistance is improved, a high sealing effect of the gasket is maintained, and the assembly is easy.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の電極板は、金属
板から形成されており、平板状の板部分と、この板部分
の外方に位置し、外周縁に沿って凹部と凸部とが交互に
整列するように屈曲されてなる周縁部とを有している。
The electrode plate of the present invention is formed of a metal plate, and has a flat plate portion, a concave portion and a convex portion which are located outside the plate portion and extend along the outer peripheral edge. And a peripheral portion bent so as to be alternately aligned.

【0014】したがって、一の電極板の前記凸部と、こ
の一の電極板に隣接する他の電極板の前記凹部とが当接
するように、複数枚の前記本発明の電極板を積層して電
解セルを構成すれば、薄い金属板からなる電極板を使用
したとしても、前記凹凸当接によって強固な周側壁を有
し、耐圧強度が向上する。また、電解セルを構成する電
極板が有効な弾性を有しているから、斯かる電解セルに
おいては、各電極板が熱膨張による締め付け面圧の上昇
を吸収することができる。
Therefore, a plurality of the electrode plates of the present invention are stacked so that the projection of one electrode plate and the recess of another electrode plate adjacent to the one electrode plate are in contact with each other. If an electrolysis cell is formed, even if an electrode plate made of a thin metal plate is used, it has a strong peripheral side wall due to the uneven contact, and the pressure resistance is improved. In addition, since the electrode plates constituting the electrolytic cell have effective elasticity, in such an electrolytic cell, each electrode plate can absorb an increase in tightening surface pressure due to thermal expansion.

【0015】さらに、薄い金属板を複数枚積層してなる
電極板と比較した場合、電極板同士の接触部分の電圧損
失といった問題がないため、本電極板を用いた水電解装
置のエネルギー効率の低下が防止される。
Furthermore, when compared with an electrode plate formed by laminating a plurality of thin metal plates, there is no problem such as a voltage loss at a contact portion between the electrode plates. Reduction is prevented.

【0016】前記金属板として、プレス成形し得る厚さ
のものを採用すれば、凹部と凸部とを有する電極板を容
易且つ安価に製造することができるので好ましい。
It is preferable to employ a metal plate having a thickness that can be press-molded, since an electrode plate having concave portions and convex portions can be easily and inexpensively manufactured.

【0017】好ましくは、前記電極板の前記板部分と前
記周縁部との間に、この周縁部に沿ったシール部材用の
溝を屈曲によって形成することができる。斯かる構成に
よると、前記溝に嵌着されるシール部材が必要以上に締
め付けられて、無理な形状に変形することがないので、
このシール部材のクリープ劣化が有効に防止され、その
結果、高いシール効果が維持される。
[0017] Preferably, a groove for a sealing member along the peripheral portion can be formed between the plate portion and the peripheral portion of the electrode plate by bending. According to such a configuration, since the seal member fitted into the groove is tightened more than necessary and does not deform into an unreasonable shape,
Creep deterioration of the seal member is effectively prevented, and as a result, a high sealing effect is maintained.

【0018】さらに、好ましくは、前記板部分を、前記
凹部の底部と前記凸部の頂部とによって画される電極板
の幅の略中央に位置するように構成すれば、この板部分
の両面側にそれぞれ酸素発生室用空間及び水素発生室用
空間が形成されるように水電解装置を組み立てる際、上
記酸素発生室用空間と水素発生室用空間とに給電体など
の必要部品を配置しやすい。また、これら部品を必要以
上に圧縮することが防止される。
[0018] More preferably, if the plate portion is configured to be located substantially at the center of the width of the electrode plate defined by the bottom of the concave portion and the top of the convex portion, both sides of the plate portion are preferably provided. When assembling the water electrolysis apparatus such that a space for the oxygen generation chamber and a space for the hydrogen generation chamber are formed respectively, it is easy to arrange necessary parts such as a power supply body in the space for the oxygen generation chamber and the space for the hydrogen generation chamber. . Also, it is possible to prevent these parts from being compressed more than necessary.

【0019】本発明の電極板ユニットは、金属板から形
成された電極板であって、平板状の板部分と、この板部
分の外方に位置し、外周縁に沿って凹部と凸部とが交互
に整列するように屈曲されてなる周縁部と、前記板部分
と周縁部との間に、この周縁部に沿うように屈曲形成さ
れた溝とを有する電極板と、前記電極板の前記溝内に装
着されるシール部材と、前記電極板の前記板部分の両面
に、それぞれ配設される陽極側給電体及び陰極側給電体
と、平面視において、前記陽極側給電体及び陰極側給電
体をそれぞれ挟むように配設される陽極側スペーサ及び
陰極側スペーサとを備え、前記両電極板及び両スペーサ
には、酸素ガス経路,水素ガス経路及び被電解水経路を
形成する孔が穿設されており、前記陽極側スペーサの両
面には、前記孔のうち,水素ガス経路を形成する孔を囲
繞するシーリング用の溝が形成され、前記陰極側スペー
サの両面には、前記孔のうち、酸素ガス経路及び水素ガ
ス経路を形成する孔を囲繞するシーリング用の溝が形成
されている。
The electrode plate unit of the present invention is an electrode plate formed of a metal plate, and has a flat plate portion, a concave portion and a convex portion located outside the plate portion and along the outer peripheral edge. An electrode plate having a peripheral portion bent so as to be alternately arranged, and a groove formed between the plate portion and the peripheral portion along the peripheral portion, and the electrode plate having A sealing member mounted in the groove, an anode-side power supply and a cathode-side power supply provided on both sides of the plate portion of the electrode plate, respectively, and the anode-side power supply and the cathode-side power supply in plan view. An anode-side spacer and a cathode-side spacer disposed so as to sandwich the body, respectively; holes are formed in the electrode plates and the spacers to form an oxygen gas path, a hydrogen gas path, and an electrolyzed water path. It has a hole on both sides of the anode spacer In addition, a sealing groove surrounding the hole forming the hydrogen gas path is formed, and a sealing groove surrounding the holes forming the oxygen gas path and the hydrogen gas path among the holes on both surfaces of the cathode side spacer. Grooves are formed.

【0020】したがって、一の電極板の前記凸部と、こ
の一の電極板に当接する他の電極板の前記凹部とが当接
するように、複数の前記本発明の電極板ユニットを積層
して電解セルを構成すれば、薄い金属板からなる電極板
を使用したとしても、前記凹凸当接によって強固な周側
壁を有することとなり、これにより、耐圧強度が向上す
る。また、電解セルを構成する電極板が有効な弾性を有
しているから、斯かる電解セルにおいては、各電極板が
熱膨張による締め付け面圧の上昇を吸収することができ
る。又、前記溝に嵌着されるシール部材が必要以上に締
め付けられて、無理な形状に変形することがないので、
このシール部材のクリープ劣化が有効に防止され、その
結果、高いシール効果が維持される。さらに、各構成部
品の位置決めを行い易いので、組立効率が向上する。
Therefore, a plurality of the electrode plate units according to the present invention are stacked so that the projections of one electrode plate and the recesses of another electrode plate that is in contact with the one electrode plate are in contact with each other. If an electrolysis cell is formed, even if an electrode plate made of a thin metal plate is used, the peripheral wall has a strong peripheral wall due to the uneven contact, whereby the pressure resistance is improved. In addition, since the electrode plates constituting the electrolytic cell have effective elasticity, in such an electrolytic cell, each electrode plate can absorb an increase in tightening surface pressure due to thermal expansion. Further, since the seal member fitted into the groove is tightened more than necessary and does not deform into an unreasonable shape,
Creep deterioration of the seal member is effectively prevented, and as a result, a high sealing effect is maintained. Furthermore, since the positioning of each component is easy, the assembly efficiency is improved.

【0021】前記金属板として、プレス成形し得る厚さ
のものを採用すれば、凹部と凸部とを有する電極板を容
易且つ安価に製造することができるので好ましい。
It is preferable to employ a metal plate having a thickness that can be press-formed because an electrode plate having concave portions and convex portions can be easily and inexpensively manufactured.

【0022】好ましくは、前記陽極側スペーサには、前
記電極板の板部分と当接する面に、前記酸素ガス経路を
形成する孔と前記陽極側給電体とを連通する酸素ガス用
溝と、前記被電解水経路を形成する孔と前記陽極側給電
体とを連通する被電解水用溝とが形成され、前記陰極側
スペーサには、前記電極板の板部分と当接する面に、前
記水素ガス経路を形成する孔と前記陰極側給電体とを連
通する水素ガス用溝が形成されるものとすることができ
る。
Preferably, the anode-side spacer has an oxygen gas groove communicating with a hole forming the oxygen gas passage and the anode-side power supply, on a surface of the electrode plate in contact with the plate portion of the electrode plate. A hole forming an electrolyzed water path and an electrolyzed water groove communicating with the anode-side power feeder are formed, and the hydrogen gas is provided on the surface of the cathode-side spacer, which is in contact with a plate portion of the electrode plate. A groove for hydrogen gas may be formed to connect the hole forming the passage and the cathode-side power supply.

【0023】斯かる電極板ユニットにおいては、ガスや
水の漏洩が効果的に防止され、純度の高い水素および酸
素を得ることができる。
In such an electrode plate unit, leakage of gas and water is effectively prevented, and high-purity hydrogen and oxygen can be obtained.

【0024】本発明の電解セルは、積層方向に配列され
た前記の複数の電極板ユニットと、隣接する電極板ユニ
ット間に介挿された固体電解質膜とを備え、隣接する一
方の電極板ユニットの電極板の凹部及び凸部が、それぞ
れ、隣接する他方の電極板ユニットの電極板の凸部及び
凹部と対向している。
The electrolytic cell of the present invention comprises the above-mentioned plurality of electrode plate units arranged in the laminating direction, and a solid electrolyte membrane interposed between adjacent electrode plate units. The concave portion and the convex portion of the electrode plate face the convex portion and the concave portion of the electrode plate of the adjacent other electrode plate unit, respectively.

【0025】斯かる電解セルにおいても、前記作用効果
を得ることができる。
The above function and effect can be obtained also in such an electrolytic cell.

【0026】本発明の他の電解セルは、固体電解質膜
と、この固体電解質膜を挟むように配設される電極板
と、前記固体電解質膜と電極板との間に配設される給電
体とが積層された電解セルであって、側部が、前記電極
板の周縁部によって形成されるハニカム構造を有してい
ることを特徴としている。
Another electrolytic cell of the present invention comprises a solid electrolyte membrane, an electrode plate disposed so as to sandwich the solid electrolyte membrane, and a power feeder disposed between the solid electrolyte membrane and the electrode plate. And an electrolytic cell in which the side portions have a honeycomb structure formed by a peripheral portion of the electrode plate.

【0027】斯かる電解セルにおいては、弾性を有する
電極板を使用しつつ、電解セル自身の耐圧強度を向上さ
せることができる。従って、十分な耐圧強度を維持しつ
つ、熱膨張による部材間の締め付け面圧の上昇を有効に
吸収することができる。
In such an electrolytic cell, the pressure resistance of the electrolytic cell itself can be improved while using an electrode plate having elasticity. Therefore, it is possible to effectively absorb an increase in the tightening surface pressure between members due to thermal expansion while maintaining sufficient pressure resistance.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】つぎに、添付図面に示された実施
形態を参照しつつ本発明の電極板、電極板ユニットおよ
び電解セルを説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an electrode plate, an electrode plate unit and an electrolytic cell according to the present invention will be described with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

【0029】図1(a)は本発明の電解セルの一実施形
態を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)の一部
(ハニカム状周側壁部)を断面にしたI−I線矢視の側
面図である。図2は図1(a)のII−II線断面のう
ちの要部を示す断面図である。図3は図1(a)のII
I−III線断面のうちの要部を示す断面図である。図
4(a)は本発明の電極板の一実施形態を示す平面図で
あり、図4(b)は図4(a)のB−B線断面図であ
り、図4(c)は図4(a)のC−C線断面図である。
図5は本発明の電極板ユニットの一実施形態を示す組立
前斜視図である。
FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of the electrolytic cell of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a part (honeycomb-shaped peripheral side wall) of FIG. 1A. It is a side view of the II line. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a cross section taken along line II-II of FIG. FIG. 3 shows II in FIG.
It is sectional drawing which shows the principal part in I-III line | wire cross section. 4A is a plan view showing an embodiment of the electrode plate of the present invention, FIG. 4B is a sectional view taken along line BB of FIG. 4A, and FIG. It is CC sectional view taken on the line of FIG.4 (a).
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of the electrode plate unit according to the present invention before assembly.

【0030】図1〜図3に示す電解セル1は、固体電解
質膜2を両側から電極板ユニット3によって挟むように
して両者2、3を交互に所定組並べ合わせたものであ
る。そして、両端の端板22で挟み、締付ボルト23に
よって締め付けることにより電解セル1が組み立てられ
る。
The electrolytic cell 1 shown in FIGS. 1 to 3 has a structure in which the solid electrolyte membrane 2 and the electrodes 2 and 3 are alternately arranged in a predetermined set such that the solid electrolyte membrane 2 is sandwiched between the electrode plate units 3 from both sides. Then, the electrolytic cell 1 is assembled by sandwiching between the end plates 22 at both ends and tightening with the tightening bolts 23.

【0031】前記電極板ユニット3は、導電性材料から
なる電極板4と、この電極板4の両面側に配された多孔
質給電体5、スペーサ6及びシール部材7とを備えてい
る。符号13は、後述するとおり発生した酸素ガスを取
り出すための酸素用経路であり、符号14は、発生した
水素ガスを取り出すための水素用経路であり、符号15
及び16は、電気分解に供される純水を供給するための
純水用経路である。
The electrode plate unit 3 includes an electrode plate 4 made of a conductive material, and a porous power supply 5, a spacer 6, and a sealing member 7 arranged on both sides of the electrode plate 4. Reference numeral 13 denotes an oxygen path for extracting the generated oxygen gas as described later, and reference numeral 14 denotes a hydrogen path for extracting the generated hydrogen gas.
And 16 are pure water paths for supplying pure water to be subjected to electrolysis.

【0032】図4には電極板4が詳細に示されている。
電極板4はプレス成形され得る厚さとされる。しかし、
好適な弾性を得るために、好ましくは0.3mm〜0.
8mm、より好ましくは0.5mm〜0.6mmの厚さ
とされる。好ましくは、この電極板4は、チタン板を型
プレスして形成される。
FIG. 4 shows the electrode plate 4 in detail.
The electrode plate 4 has a thickness that can be pressed. But,
In order to obtain suitable elasticity, it is preferably from 0.3 mm to 0.1 mm.
The thickness is 8 mm, more preferably 0.5 mm to 0.6 mm. Preferably, the electrode plate 4 is formed by stamping a titanium plate.

【0033】この電極板4は、プレス成形によって、凹
部9と凸部10とが交互に整列された周縁部8を有して
いる。前記凹部9及び凸部10は双方ともに、正面視に
おいて、正六角形を対角同士を結ぶ中心線で切った形状
(台形の一種)にされている(図4(c)も併せて参
照)。斯かる台形形状が好ましいが、とくに限定される
ことはない。たとえば、半円状の凸部及び凹部が交互に
連続したような波形、上記とは異なる台形、長方形など
が採用し得る。
The electrode plate 4 has a peripheral portion 8 in which concave portions 9 and convex portions 10 are alternately aligned by press molding. Both the concave portion 9 and the convex portion 10 have a shape (a type of trapezoid) in which a regular hexagon is cut by a center line connecting the diagonals when viewed from the front (see also FIG. 4C). Such a trapezoidal shape is preferable, but is not particularly limited. For example, a waveform in which semicircular convex portions and concave portions are alternately continuous, trapezoids different from the above, and rectangles can be adopted.

【0034】図1(b)に示されているように、電解セ
ル1は、一の電極板4の凸部10と、この一の電極板4
に隣接する他の電極板4の凹部9とが当接し、且つ、前
記一の電極板4の凹部10と前記他の電極板4の凸部1
0との間に間隙が形成されるように、組み立てられてい
る。即ち、電解セル1は、側部が、複数の電極板の周縁
部によって形成される蜂の巣構造(本実施の形態におい
ては、六角形ハニカム構造)を有するように、組み立て
られており、これにより、従来の電極板と比して薄い電
極板を使用しながら、電解セルの耐圧強度を維持又は向
上させることが可能となっている。さらに、斯かる電極
板4は、電解セル1の積層方向に弾性を有する為、電解
セルのシール面圧を均一化させることも可能となってい
る。
As shown in FIG. 1 (b), the electrolytic cell 1 has a projection 10 of one electrode plate 4 and this one electrode plate 4.
A concave portion 9 of another electrode plate 4 adjacent to the convex portion 1 of the one electrode plate 4 and the convex portion 1 of the other electrode plate 4
It is assembled so that a gap is formed between it and zero. That is, the electrolytic cell 1 is assembled so that the side portions have a honeycomb structure (in the present embodiment, a hexagonal honeycomb structure) formed by the peripheral portions of the plurality of electrode plates. It is possible to maintain or improve the pressure resistance of the electrolytic cell while using an electrode plate that is thinner than a conventional electrode plate. Furthermore, since such an electrode plate 4 has elasticity in the laminating direction of the electrolytic cell 1, it is possible to make the sealing surface pressure of the electrolytic cell uniform.

【0035】好ましくは、前記電極板4は、図4(a)
に示すように、凹部9と凸部10とが、対向辺同士で半
ピッチずれるように形成される。このように構成すれ
ば、一種類の電極板4を180度旋回させて重ね合わせ
ることにより、前記蜂の巣構造を得ることができる。従
って、電極板4を画一化することができ、製造コストの
低廉化、及び在庫管理の簡略化を図ることができる。
Preferably, the electrode plate 4 is formed as shown in FIG.
As shown in (1), the concave portion 9 and the convex portion 10 are formed such that the opposing sides are shifted by a half pitch. According to this structure, the honeycomb structure can be obtained by rotating one kind of the electrode plates 4 by 180 degrees and stacking them. Therefore, the electrode plate 4 can be standardized, so that the manufacturing cost can be reduced and inventory management can be simplified.

【0036】前記凹部9及び凸部10は、電極板4の外
周縁から内方に向かって所定寸法範囲に形成されてい
る。さらに、この電極板4は、この凹部9及び凸部10
の配列(周縁部8)の内方に、周縁に沿ったシール部材
7用の溝11を有している。そして、この溝11の外方
側及び内方側には、それぞれ、この溝11に沿った外方
側突条12a及び内方側12bが屈曲形成されている。
前記溝11及び突条12a,12bは、前記凹部9及び
凸部10と同様に、プレス成形によって形成される。
The concave portions 9 and the convex portions 10 are formed in a predetermined size range from the outer peripheral edge of the electrode plate 4 toward the inside. Further, the electrode plate 4 is provided with the concave portions 9 and the convex portions 10.
In the arrangement (peripheral portion 8), there is a groove 11 for the seal member 7 along the peripheral edge. On the outer side and the inner side of the groove 11, an outer ridge 12a and an inner side 12b are formed to be bent along the groove 11, respectively.
The groove 11 and the ridges 12a and 12b are formed by press molding, similarly to the concave portion 9 and the convex portion 10.

【0037】前記内方側突条12bのさらに内方には、
平板状の板部分4aが形成されている。この板部分4a
は、電極板4の厚さ方向において、上記凹部9の底部と
凸部10の頂部とのほぼ中央部分に位置している(図4
(b)参照)。そうすることにより、この板部分4aの
一方の面側には上記内方側突条12bに囲まれたお盆状
のスペースSが形成され、他方の面側には上記溝11に
囲まれたお盆状のスペースSが形成される(図4(b)
参照)。即ち、前記電極板4の各構成部分は、前記凸部
10,外方側突条12a及び内方側突条12bの頂部が
電極板幅方向同一位置にあり、これらから電極板の幅の
約半分の距離だけ離間した位置に前記板部分4aが位置
し、さらに、この板部分4aから電極板の幅の約半分の
距離だけ離間した位置に前記凹部9及び溝11の底部が
位置するようになっている。
Further inside the inner side ridge 12b,
A flat plate portion 4a is formed. This plate part 4a
Is located at a substantially central portion between the bottom of the concave portion 9 and the top of the convex portion 10 in the thickness direction of the electrode plate 4 (FIG. 4).
(B)). By doing so, a tray-shaped space S surrounded by the inner ridges 12b is formed on one surface side of the plate portion 4a, and a tray-shaped space S surrounded by the groove 11 is formed on the other surface side. A space S is formed (FIG. 4B).
reference). That is, in each component of the electrode plate 4, the tops of the protrusion 10, the outer ridge 12a, and the inner ridge 12b are located at the same position in the electrode plate width direction. The plate portion 4a is located at a position separated by half a distance, and the recess 9 and the bottom of the groove 11 are located at a position separated from the plate portion 4a by a distance of about half the width of the electrode plate. Has become.

【0038】なお、図4(a)において灰色で塗りつぶ
されている部分が、電極板4の最頂面(凸部10の頂部
および突条12a、12bの頂部)を示している。
In FIG. 4A, the shaded portions indicate the topmost surfaces of the electrode plate 4 (the tops of the projections 10 and the tops of the ridges 12a and 12b).

【0039】また、電極板4のうち,隣接する電極板4
と接触する(および接触するおそれがある)部分には、
電気的絶縁のためのコーティングが施されている。本実
施の形態においては、凹部9の底部、凸部10の頂部、
外方側突条12aの頂部、および、シール部材用溝11
の底部にテフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエ
チレン)のコーティングが施されている。
Also, of the electrode plates 4, the adjacent electrode plates 4
Where (and may be)
Coated for electrical insulation. In the present embodiment, the bottom of the concave portion 9, the top of the convex portion 10,
Top of outer side ridge 12a and groove 11 for seal member
Has a Teflon® (polytetrafluoroethylene) coating on the bottom.

【0040】図2、図3および図5に示すように、電極
板4の両面側のスペースSには、それぞれ、上記多孔質
給電体5と、一対のスペーサ6とが配設されている。こ
の一対のスペーサ6は、平面視において、前記給電体5
を挟むように配設される。なお、内方側突条12bの存
在により、下面側のスペーサ6c、6dは、上面側のス
ペーサ6a、6bよりも大きくされている。さらに、内
方側突条12bの裏側(下面側)のデッドスペースに
は、環状のスペーサ6eが嵌着されている。
As shown in FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 5, the porous feeder 5 and a pair of spacers 6 are disposed in the spaces S on both sides of the electrode plate 4, respectively. The pair of spacers 6 are provided with the power feeder 5 in plan view.
It is arranged so as to sandwich it. The spacers 6c and 6d on the lower surface are made larger than the spacers 6a and 6b on the upper surface due to the presence of the inner protrusion 12b. Further, an annular spacer 6e is fitted in the dead space on the back side (lower surface side) of the inner ridge 12b.

【0041】前記スペーサ6および電極板4の対応する
位置には、流体経路13、14、15、16を形成する
孔が穿設されている。具体的には、図2、図3および図
5において給電体5の左側に位置するスペーサ6a、6
c、及び電極板4の対応する位置には、酸素用経路13
及び水素用経路14を形成する孔が穿設されており、右
側に位置するスペーサ6b、6d、及び電極板4の対応
する位置には、純水用経路15、16を形成する孔が穿
設されている。なお、図2、図3および図5において
は、電極板4の上面側のスペースSが水素発生室Cとな
り、下面側のスペースが酸素発生室Aとなる。そして、
上記溝11にはこれら水素発生室C及び酸素発生室Aを
外部から密閉するための環状のシール部材7が嵌入され
る。
At positions corresponding to the spacer 6 and the electrode plate 4, holes for forming the fluid paths 13, 14, 15, 16 are formed. Specifically, in FIGS. 2, 3 and 5, spacers 6a, 6
c and the corresponding position of the electrode plate 4
And holes for forming hydrogen paths 14 are drilled, and holes for forming pure water paths 15 and 16 are drilled at corresponding positions of the spacers 6b and 6d located on the right side and the electrode plate 4. Have been. 2, 3, and 5, the space S on the upper surface side of the electrode plate 4 becomes the hydrogen generation chamber C, and the space on the lower surface side becomes the oxygen generation chamber A. And
An annular seal member 7 for sealing the hydrogen generation chamber C and the oxygen generation chamber A from the outside is fitted into the groove 11.

【0042】図2、図3及び図5において電極板4の上
面左方に位置するスペーサ6aの下面には、酸素用経路
13の周囲にOリング溝17が形成され、且つ、水素用
経路14と水素発生室Cとを連通する水素用溝18が形
成されている。このスペーサ6aの上面にも、前記酸素
用経路13の周囲にOリング溝17が形成されている。
2, 3, and 5, an O-ring groove 17 is formed around the oxygen passage 13 on the lower surface of the spacer 6 a located to the left of the upper surface of the electrode plate 4, and the hydrogen passage 14 is formed. A hydrogen groove 18 is formed which communicates with the hydrogen generation chamber C. An O-ring groove 17 is also formed around the oxygen passage 13 on the upper surface of the spacer 6a.

【0043】また、電極板4の下面左方に位置するスペ
ーサ6cの上面には、水素用経路14の周囲にOリング
溝17が形成され、且つ、酸素用経路13と酸素発生室
Aとを連通する酸素用溝19が形成されている。このス
ペーサ6cの下面にも、前記水素用経路14の周囲にO
リング溝17が形成されている。
On the upper surface of the spacer 6c located on the lower left side of the lower surface of the electrode plate 4, an O-ring groove 17 is formed around the hydrogen passage 14, and the oxygen passage 13 and the oxygen generation chamber A are connected. A communicating oxygen groove 19 is formed. On the lower surface of the spacer 6c, O
A ring groove 17 is formed.

【0044】さらに、電極板4の上面右方のスペーサ6
bの上面および下面には、純水用経路15、16の周囲
に、Oリング溝17が形成されている。
Further, the spacer 6 on the right side of the upper surface of the electrode plate 4
On the upper and lower surfaces of b, O-ring grooves 17 are formed around the pure water paths 15 and 16.

【0045】また、電極板4の下面右方のスペーサ6d
の上面には、前記純水用経路15、16と酸素発生室A
とを連通する純水用溝20が形成されている。
The spacer 6d on the lower right side of the electrode plate 4
The pure water paths 15 and 16 and the oxygen generation chamber A
And a groove 20 for pure water is formed.

【0046】各Oリング溝17にはOリング21が嵌入
される。このOリングによって、各流体経路が、酸素発
生室、水素発生室及び外部から有効に遮断される。
An O-ring 21 is fitted into each O-ring groove 17. The O-ring effectively blocks each fluid path from the oxygen generation chamber, the hydrogen generation chamber, and the outside.

【0047】下面右方のスペーサ6dに形成された前記
純水用溝20は、他のスペーサ6a、6cに形成された
水素用溝18および酸素用溝19と異なる形状にされて
いる。すなわち、水素用溝18および酸素用溝19は独
立した一本の溝として形成されているのに対し、前記純
水用溝20は、二つの純水用経路15、16を囲繞する
幅を有する状態で、この純水用経路15、16と酸素発
生室Aとを連通する幅広の凹所20aと、前記経路1
5、16から酸素発生室Aの方向へ延びるように、前記
凹所20aの底面に形成された複数の小溝20bとを有
するように、形成されている。前記純水用溝20を斯か
る構成とすることによって、多孔質給電体5に対する被
分解水たる純水の均一供給が可能となる。なお、水素発
生室側に位置するスペーサ6bに備えられるOリング2
1によって、純水が水素発生室Cに流入することは阻止
される。
The pure water groove 20 formed in the spacer 6d on the lower right side has a different shape from the hydrogen groove 18 and the oxygen groove 19 formed in the other spacers 6a and 6c. That is, the hydrogen groove 18 and the oxygen groove 19 are formed as one independent groove, whereas the pure water groove 20 has a width surrounding the two pure water paths 15 and 16. In this state, a wide recess 20a communicating the pure water paths 15 and 16 with the oxygen generation chamber A, and the path 1
A plurality of small grooves 20b formed on the bottom surface of the recess 20a are formed so as to extend from 5, 5 toward the oxygen generation chamber A. By making the pure water groove 20 have such a configuration, it is possible to uniformly supply pure water, which is water to be decomposed, to the porous feeder 5. The O-ring 2 provided on the spacer 6b located on the hydrogen generation chamber side
1 prevents pure water from flowing into the hydrogen generation chamber C.

【0048】一方、酸素発生室Aで発生した酸素ガス
は、前記酸素用溝19を介して酸素用経路13から取り
出される。なお、酸素用経路13を流れる酸素ガスの水
素発生室Cへの流出は、水素発生室C内に配設された前
記スペーサ6aに備えられる前記Oリング21によって
阻止される。
On the other hand, the oxygen gas generated in the oxygen generation chamber A is taken out of the oxygen passage 13 through the oxygen groove 19. The outflow of the oxygen gas flowing through the oxygen passage 13 into the hydrogen generation chamber C is prevented by the O-ring 21 provided in the spacer 6a provided in the hydrogen generation chamber C.

【0049】そして、水素発生室Cで発生した水素ガス
は、前記水素用溝18を介して水素用経路14から取り
出される。同様に、水素用経路13を流れる水素ガスの
酸素発生室Aへの流出は、酸素発生室A内に配設された
前記スペーサ6cに備えられる前記Oリング21によっ
て阻止される。なお、発生した酸素ガスおよび水素ガス
の,電極板ユニット3連結部から外部への漏出は、前記
シール部材7によって防止される。
Then, the hydrogen gas generated in the hydrogen generation chamber C is taken out of the hydrogen passage 14 through the hydrogen groove 18. Similarly, the outflow of the hydrogen gas flowing through the hydrogen passage 13 to the oxygen generation chamber A is prevented by the O-ring 21 provided in the spacer 6c disposed in the oxygen generation chamber A. The leakage of the generated oxygen gas and hydrogen gas from the connection portion of the electrode plate unit 3 to the outside is prevented by the seal member 7.

【0050】このシール部材7は、一の電極板4に形成
された溝11内に嵌入された状態で、この一の電極板4
に隣接する他の電極板4の溝11の底部によって押圧さ
れるようになっている(図2及び図3参照)。即ち、一
の電極板4の溝11内に嵌入されたシール部材7と当接
する他の電極板4の溝11の底部は、複数の電極板ユニ
ット3を締結する締結ボルトの締結力に加えて、発生ガ
スによる酸素発生室A及び水素発生室C内の圧力上昇に
よって、前記シール部材7を一の電極板4の溝11の内
壁に向かって押圧するように変形する。従って、平板状
の電極板にガスケットを積層してなる従来の電解セルの
ように締めすぎによってこのガスケットが外方へはみ出
すことがなく、ガスケットの大きな変形によるクリープ
劣化を防止して、電解セルのシール性を向上させること
ができる。
The sealing member 7 is inserted into the groove 11 formed in the one electrode plate 4 and
Is pressed by the bottom of the groove 11 of another electrode plate 4 adjacent to the electrode plate 4 (see FIGS. 2 and 3). That is, the bottom of the groove 11 of the other electrode plate 4 that comes into contact with the seal member 7 fitted into the groove 11 of one electrode plate 4 is in addition to the fastening force of the fastening bolt for fastening the plurality of electrode plate units 3. Due to the pressure rise in the oxygen generation chamber A and the hydrogen generation chamber C due to the generated gas, the seal member 7 is deformed so as to be pressed toward the inner wall of the groove 11 of one electrode plate 4. Therefore, the gasket does not protrude outward due to overtightening as in the conventional electrolytic cell in which a gasket is laminated on a flat electrode plate, preventing creep deterioration due to large deformation of the gasket, Sealability can be improved.

【0051】本電極板ユニット3を連結して電解セル1
を組み立てる場合、多孔質給電体5およびスペーサ6
は、電極板4の上記スペースS内に配設され、シール部
材7およびOリング21もそれぞれの溝11、17内に
配設される。即ち、前記各部品は、対応する凹所(スペ
ースS、溝11、17)に嵌着されて位置決めされるよ
うになっている。従って、本実施の形態に係る電解板ユ
ニット3は、従来の電解セルに比して、組立が遙かに容
易である。
The electrode plate unit 3 is connected to the electrolytic cell 1
When assembling, the porous feeder 5 and the spacer 6
Are disposed in the space S of the electrode plate 4, and the seal member 7 and the O-ring 21 are also disposed in the respective grooves 11 and 17. That is, the components are fitted and positioned in the corresponding recesses (spaces S, grooves 11, 17). Therefore, the electrolytic plate unit 3 according to the present embodiment is much easier to assemble than the conventional electrolytic cell.

【0052】また、本実施の形態に係る電解セル1は、
前述のとおり、一の電極板4の凸部10及び凹部9が、
それぞれ、この一の電極板4の上側に隣接する他の他の
電極板4の凹部9及び凸部10と対向するように、複数
の電極板ユニット3が連結されている。即ち、この電解
セル1は、電極板4の凸部10及び凹部9によって形成
される蜂の巣状の側部を有している(図1(b))。従
って、この電解セル1は、プレス成形し得るような薄さ
の金属板からなる電極板4を用いつつ、発生ガスによる
高い内圧に対しても十分に耐え得る強度を得ることがで
きる。しかも、前記蜂の巣状の側部を形成する電極板4
は、プレス成形し得るような厚さであり、且つ、凹部9
及び凸部10が交互に整列された周縁部8を有している
為、適度な弾力性をも有している。従って、組立時にお
ける組立誤差や運転中におけるガスケットの熱膨張等に
よる,電極板ユニット間の接触面圧の上昇を有効に吸収
することができる。従って、この電解セル1は、公知の
電解タンクを用いることなく、いわゆる高圧型水素酸素
発生装置(運転圧力が約10気圧)用として使用するこ
とができる。
Further, the electrolytic cell 1 according to the present embodiment
As described above, the protrusion 10 and the recess 9 of one electrode plate 4 are
The plurality of electrode plate units 3 are connected to each other so as to face the concave portions 9 and the convex portions 10 of another electrode plate 4 adjacent to the upper side of the one electrode plate 4. That is, the electrolytic cell 1 has a honeycomb-shaped side portion formed by the convex portion 10 and the concave portion 9 of the electrode plate 4 (FIG. 1B). Therefore, the electrolytic cell 1 can obtain sufficient strength to withstand a high internal pressure due to the generated gas while using the electrode plate 4 made of a metal plate having a thickness that can be press-formed. In addition, the electrode plate 4 forming the honeycomb side portion
Has a thickness such that it can be press-formed, and
Since the projections 10 have the peripheral edge portions 8 alternately arranged, the elastic portions also have appropriate elasticity. Therefore, it is possible to effectively absorb an increase in the contact surface pressure between the electrode plate units due to an assembly error during assembly, a thermal expansion of the gasket during operation, and the like. Therefore, the electrolysis cell 1 can be used for a so-called high-pressure hydrogen oxygen generator (operating pressure is about 10 atm) without using a known electrolysis tank.

【0053】また、上記固体電解質膜2として、イオン
導電性の高分子膜の両面に白金族金属などからなる多孔
質層の触媒電極が化学メッキやホットプレス等によって
形成されたいわゆる固体高分子電解質膜が用いられるこ
とがある。この固体高分子電解質膜は比較的柔らかい膜
であるため、多孔質給電体5との接触面圧が高くなれば
損傷する可能性がある。しかしながら、本電解セル1で
は、電極板4が熱膨張による接触面圧の上昇を吸収し得
る弾性を有している為、固体高分子電解質膜の損傷を有
効に防止し、安定した水電解作用を長時間維持すること
ができる。
The solid electrolyte membrane 2 is a so-called solid polymer electrolyte in which a catalyst electrode of a porous layer made of a platinum group metal or the like is formed on both surfaces of an ion-conductive polymer membrane by chemical plating, hot pressing or the like. A membrane may be used. Since the solid polymer electrolyte membrane is a relatively soft membrane, the solid polymer electrolyte membrane may be damaged if the contact surface pressure with the porous power supply 5 increases. However, in the present electrolytic cell 1, since the electrode plate 4 has elasticity capable of absorbing an increase in contact surface pressure due to thermal expansion, damage to the solid polymer electrolyte membrane is effectively prevented, and a stable water electrolysis action is achieved. Can be maintained for a long time.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、電解セルの耐圧強度が
向上する。また、電解セルの周側壁が有する弾力性によ
って熱膨張による締め付け面圧の上昇を吸収することが
できる。溝に嵌着されるシール部材は必要以上に締め付
けられることがないのでクリープ劣化が防止される。さ
らに、各部品の位置決めがしやすいので組立が容易とな
る。
According to the present invention, the pressure resistance of the electrolytic cell is improved. In addition, the elasticity of the peripheral side wall of the electrolytic cell can absorb an increase in clamping surface pressure due to thermal expansion. Since the seal member fitted into the groove is not tightened more than necessary, creep deterioration is prevented. Further, since the positioning of each component is easy, the assembly is easy.

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

【図1】図1(a)は本発明の電解セルの一実施形態を
示す平面図であり、図1(b)は図1(a)の一部を断
面にしたI−I線矢視の側面図である。
FIG. 1 (a) is a plan view showing an embodiment of the electrolytic cell of the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line II of FIG. 1 (a). FIG.

【図2】図1(a)のII−II線断面のうちの要部を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a cross section taken along line II-II of FIG.

【図3】図1(a)のIII−III線断面のうちの要
部を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a cross section taken along line III-III of FIG.

【図4】図4(a)は本発明の電極板の一実施形態を示
す平面図であり、図4(b)は図4(a)のB−B線断
面図であり、図4(c)は図4(a)のC−C線断面図
である。
4 (a) is a plan view showing an embodiment of the electrode plate of the present invention, FIG. 4 (b) is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4 (a), and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.

【図5】本発明の電極板ユニットの一実施形態を示す組
立前斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of an electrode plate unit according to the present invention before assembly.

【図6】従来の電解セルの一例を示す組み立て前断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional electrolytic cell before assembly.

【図7】従来の中間の複極式電極板の一例を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a conventional intermediate bipolar electrode plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・電解セル 2・・・固体電解質膜 3・・・電極板ユニット 4・・・電極板 4a・・(内方)板部分 5・・・多孔質給電体 6、6a、6b、6c、6d・・・スペーサ 7・・・シール部材 8・・・周縁部 9・・・凹部 10・・・凸部 11・・・(シール部材用)溝 12a・・(外方側)突条 12b・・(内方側)突条 13・・・酸素用経路 14・・・水素用経路 15、16・・・純水用経路 17・・・Oリング溝 18・・・水素用溝 19・・・酸素用溝 20・・・純水用溝 20a・・凹所 20b・・小溝 21・・・Oリング 22・・・端板 23・・・ボルト A・・・酸素発生室 C・・・水素発生室 S・・・スペース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolysis cell 2 ... Solid electrolyte membrane 3 ... Electrode plate unit 4 ... Electrode plate 4a ... (inner) plate part 5 ... Porous feeder 6, 6a, 6b, 6c , 6d ... spacer 7 ... sealing member 8 ... peripheral part 9 ... concave part 10 ... convex part 11 ... groove (for sealing member) 12a ... (outward side) ridge 12b・ ・ (Inward side) ridge 13 ・ ・ ・ Path for oxygen 14 ・ ・ ・ Path for hydrogen 15, 16 ・ ・ ・ Path for pure water 17 ・ ・ ・ O-ring groove 18 ・ ・ ・ Gutter for hydrogen 19 ・ ・・ Oxygen groove 20 ・ ・ ・ Pure water groove 20a ・ ・ Recess 20b ・ ・ Small groove 21 ・ ・ ・ O-ring 22 ・ ・ ・ End plate 23 ・ ・ ・ Bolt A ・ ・ ・ Oxygen generating chamber C ・ ・ ・ Hydrogen Generation room S ・ ・ ・ Space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 豊 兵庫県神戸市須磨区南落合1−13−8− 283 (72)発明者 多井 勉 兵庫県明石市魚住町西岡658の6 (56)参考文献 特開 平8−239788(JP,A) 特開 平9−263982(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25B 1/00 - 15/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yutaka Ishii 283-8 Minami-Ochiai, Suma-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture (72) Inventor Tsutomu Tai 658-6 Nishioka, Uozumi-cho, Akashi-shi, Hyogo (56) References JP-A-8-239788 (JP, A) JP-A-9-263982 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C25B 1/00-15/08

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属板から形成されており、平板状の板
部分と、該板部分の外方に位置し、外周縁に沿って凹部
と凸部とが交互に整列するように屈曲されてなる周縁部
とを有している水電解装置用の電極板。
1. A flat plate portion, which is formed of a metal plate, and is bent outside the plate portion so that concave portions and convex portions are alternately aligned along the outer peripheral edge. An electrode plate for a water electrolysis device having a peripheral portion of
【請求項2】 前記金属板がプレス成形し得る厚さを有
してなる請求項1に記載の水電解装置用の電極板。
2. The electrode plate for a water electrolysis device according to claim 1, wherein the metal plate has a thickness that can be pressed.
【請求項3】 前記板部分と前記周縁部との間には、該
周縁部に沿ってシール部材用の溝が屈曲によって形成さ
れている請求項1または2に記載の水電解装置用の電極
板。
3. The electrode for a water electrolysis apparatus according to claim 1, wherein a groove for a sealing member is formed between the plate portion and the peripheral portion by bending along the peripheral portion. Board.
【請求項4】 前記板部分は、前記凹部の底部と前記凸
部の頂部とによって画される電極板の幅の略中央に位置
している請求項3記載の水電解装置用の電極板。
4. The electrode plate for a water electrolysis device according to claim 3, wherein the plate portion is located substantially at the center of the width of the electrode plate defined by the bottom of the concave portion and the top of the convex portion.
【請求項5】 金属板から形成された電極板であって、
平板状の板部分と、該板部分の外方に位置し、外周縁に
沿って凹部と凸部とが交互に整列するように屈曲されて
なる周縁部と、前記板部分と周縁部との間に、該周縁部
に沿うように屈曲形成された溝とを有する電極板と、 前記電極板の前記溝内に装着されるシール部材と、 前記電極板の前記板部分の両面に、それぞれ配設される
陽極側給電体及び陰極側給電体と、 平面視において、前記陽極側給電体及び陰極側給電体を
それぞれ挟むように配設される陽極側スペーサ及び陰極
側スペーサとを備え、 前記両電極板及び両スペーサには、酸素ガス経路、水素
ガス経路及び被電解水経路を形成する孔が穿設されてお
り、 前記陽極側スペーサの両面には、前記孔のうち、水素ガ
ス経路を形成する孔を囲繞するシーリング用の溝が形成
され、 前記陰極側スペーサの両面には、前記孔のうち、酸素ガ
ス経路及び水素ガス経路を形成する孔を囲繞するシーリ
ング用の溝が形成されている電極板ユニット。
5. An electrode plate formed from a metal plate,
A plate-shaped plate portion, a peripheral portion located outside the plate portion and bent so that concave portions and convex portions are alternately aligned along the outer peripheral edge, and the plate portion and the peripheral edge portion. An electrode plate having a groove formed to be bent along the peripheral edge portion, a sealing member mounted in the groove of the electrode plate, and both sides of the plate portion of the electrode plate. An anode-side power supply and a cathode-side power supply provided, and an anode-side spacer and a cathode-side spacer disposed so as to sandwich the anode-side power supply and the cathode-side power supply in plan view, respectively. Holes forming an oxygen gas path, a hydrogen gas path, and a water path to be electrolyzed are formed in the electrode plate and both spacers. On both surfaces of the anode-side spacer, a hydrogen gas path is formed among the holes. Forming a sealing groove surrounding the hole to be formed; On both surfaces of the side spacers, the out of hole, the electrode plate unit groove for sealing is formed surrounding the hole to form the oxygen gas path and the hydrogen gas path.
【請求項6】 前記金属板がプレス成形し得る厚さを有
してなる請求項5に記載の電極板ユニット。
6. The electrode plate unit according to claim 5, wherein said metal plate has a thickness capable of being pressed.
【請求項7】 前記陽極側スペーサには、前記電極板の
板部分と当接する面に、前記酸素ガス経路を形成する孔
と前記陽極側給電体とを連通する酸素ガス用溝と、前記
被電解水経路を形成する孔と前記陽極側給電体とを連通
する被電解水用溝とが形成され、 前記陰極側スペーサには、前記電極板の板部分と当接す
る面に、前記水素ガス経路を形成する孔と前記陰極側給
電体とを連通する水素ガス用溝が形成されている請求項
5または6に記載の電極板ユニット。
7. The anode-side spacer has an oxygen gas groove communicating with a hole forming the oxygen gas path and the anode-side power supply body on a surface of the electrode plate in contact with a plate portion of the electrode plate. A hole forming an electrolyzed water path and a groove for electrolyzed water communicating with the anode-side power feeder are formed. The cathode-side spacer has a hydrogen gas path formed on a surface that is in contact with a plate portion of the electrode plate. The electrode plate unit according to claim 5, wherein a groove for hydrogen gas is formed so as to communicate the hole forming the hole and the cathode-side power supply body.
【請求項8】 積層方向に配列された請求項5〜7のう
ちのいずれか一の項に記載の複数の電極板ユニットと、
隣接する電極板ユニット間に介挿された固体電解質膜と
を備えており、 隣接する一方の電極板ユニットの電極板の凹部及び凸部
が、それぞれ、隣接する他方の電極板ユニットの電極板
の凸部及び凹部と対向している電解セル。
8. A plurality of electrode plate units according to claim 5, which are arranged in a stacking direction;
And a solid electrolyte membrane interposed between adjacent electrode plate units. The concave and convex portions of the electrode plate of one of the adjacent electrode plate units respectively correspond to the electrode plates of the other adjacent electrode plate unit. An electrolytic cell facing the convex and concave portions.
【請求項9】 固体電解質膜と、該固体電解質膜を挟む
ように配設される電極板と、前記固体電解質膜と電極板
との間に配設される給電体とが積層された電解セルであ
って、 側部が、前記電極板の周縁部によって形成されるハニカ
ム構造を有していることを特徴とする電解セル。
9. An electrolytic cell in which a solid electrolyte membrane, an electrode plate provided so as to sandwich the solid electrolyte membrane, and a power feeder provided between the solid electrolyte membrane and the electrode plate are stacked. An electrolytic cell, wherein a side portion has a honeycomb structure formed by a peripheral portion of the electrode plate.
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