(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、所望のシール機能を確保することを可能にする。【解決手段】高圧水電解装置１０を構成するアノード側セパレータ３４は、アノード室５２を形成し、固体高分子電解質膜４０に対向する外周端部が、アノード側要素部材６０の厚さよりも小さな深さを有する。アノード側セパレータ３４の外周端部と固体高分子電解質膜４０との間に平パッキン６６介装されるとともに、アノード室５２には、前記アノード室５２と高圧水素連通孔３８ｃとを遮断するＯリング６８が配設される。【選択図】図３
2014105340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、
前記固体高分子電解質膜の一方の面側に配置され、前記一方の面側に開口するアノード室が形成されるアノード側セパレータと、
前記固体高分子電解質膜の他方の面側に配置され、前記他方の面側に開口するカソード室が形成されるカソード側セパレータと、
少なくともアノード給電体及び前記アノード給電体に電解用水を流配する水流路部材を有し、前記アノード室に配置されるアノード側要素部材と、
少なくともカソード給電体及び前記カソード給電体を前記固体高分子電解質膜側に押圧する押圧部材を有し、前記カソード室に配置されるカソード側要素部材と、
を備え、前記電解用水を電気分解し、酸素と前記酸素よりも高圧な水素とを発生させる高圧水電解装置であって、
前記アノード室を形成して前記固体高分子電解質膜に対向する前記アノード側セパレータの外周端部、又は、前記固体高分子電解質膜に対向する前記水流路部材の外周端部は、前記アノード室の底部からの深さが前記アノード側要素部材の厚さよりも小さな寸法を有し、
前記高圧水電解装置は、前記アノード給電体、前記固体高分子電解質膜及び前記カソード給電体を貫通し、電気分解により生成された高圧な前記水素を排出する高圧水素連通孔と、
前記外周端部と前記固体高分子電解質膜との間に介装される第１シール部材と、
運転時に前記アノード側要素部材の厚さと同等の厚さを有し、前記アノード室に配置されて該アノード室と前記高圧水素連通孔とを遮断する第２シール部材と、
を備えることを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧水電解装置において、前記第２シール部材は、Ｏリングであり、
前記第２シール部材は、前記アノード側要素部材を構成する単一の部材に当接することを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の高圧水電解装置において、前記アノード側要素部材は、複数の開口部が形成されたシート部材を有し、
前記水流路部材は、前記アノード給電体及び前記シート部材を収容する凹部を設けるとともに、前記水流路部材の側部が前記第２シール部材に当接することを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧水電解装置において、前記アノード側セパレータは、平板状の部材であり、
前記第１シール部材は、前記アノード側要素部材と同等の厚さを有することを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧水電解装置において、前記アノード給電体は、外周に枠部を設けることを特徴とする高圧水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解し、酸素と前記酸素よりも高圧な水素とを発生させる高圧水電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、燃料電池を発電させるための燃料ガスとして、水素ガスが使用されている。一般的に、水素ガスを製造する際に、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を電気分解して水素（及び酸素）を発生させるため、固体高分子電解質膜を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、それぞれ給電体を配設してユニットが構成されている。
【０００３】
そこで、複数のユニットが積層された状態で、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が電気分解されて水素イオン（プロトン）が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。一方、アノード側では、水素と共に生成された酸素が、余剰の水を伴ってユニットから排出される。
【０００４】
この種の技術として、例えば、特許文献１に開示されている水電解装置が知られている。この水電解装置は、固体高分子電解質膜の一方の面側に、アノード室を形成するアノード側セパレータが配置され、前記固体高分子電解質膜の他方の面側に、カソード室を形成するカソード側セパレータが配置されている。
【０００５】
アノード室には、アノード給電体及び前記アノード給電体に電解用水を流配する水流路部材を有するアノード側要素部材が収容されている。一方、カソード室には、カソード給電体及び前記カソード給電体を固体高分子電解質膜側に押圧する押圧部材を有するカソード側要素部材が収容されている。
【０００６】
さらに、アノード側セパレータの固体高分子電解質膜に対向する面には、アノード室の外側を周回して溝部が形成され、前記溝部には、シール部材が配置されている。カソード側セパレータの固体高分子電解質膜に対向する面には、カソード室の外側を周回して溝部が形成され、前記溝部には、シール部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２０８１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の水電解装置では、アノード側セパレータの固体高分子電解質膜に対向する面に、アノード室を形成するための凹部と、シール部材を配置するための溝部とが個別に形成されている。
【０００９】
このため、例えば、凹部の深さが規定深さよりも浅い場合には、アノード側要素部材がアノード側セパレータの面から固体高分子電解質膜側に突出してしまう。従って、アノード側要素部材とシール部材との間に隙間が形成され易く、高圧水素がアノード側に漏れるおそれがある。一方、凹部の深さが規定深さよりも深い場合には、固体高分子電解質膜とアノード側要素部材との間に隙間が発生し易い。これにより、高圧水素がアノード側に漏れるおそれがある。
【００１０】
従って、凹部の深さ、アノード側セパレータの厚さを含む各種寸法及びアノード側要素部材の厚さを高精度に保持するために、加工精度を高く設定しなければならない。これにより、製造コストが高騰するという問題がある。
【００１１】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、所望のシール機能を確保することが可能な高圧水電解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の一方の面側に配置され、前記一方の面側に開口するアノード室が形成されるアノード側セパレータと、前記固体高分子電解質膜の他方の面側に配置され、前記他方の面側に開口するカソード室が形成されるカソード側セパレータと、少なくともアノード給電体及び前記アノード給電体に電解用水を流配する水流路部材を有し、前記アノード室に配置されるアノード側要素部材と、少なくともカソード給電体及び前記カソード給電体を前記固体高分子電解質膜側に押圧する押圧部材を有し、前記カソード室に配置されるカソード側要素部材と、を備え、前記電解用水を電気分解し、酸素と前記酸素よりも高圧な水素とを発生させる高圧水電解装置に関するものである。
【００１３】
この高圧水電解装置では、アノード室を形成して固体高分子電解質膜に対向するアノード側セパレータの外周端部、又は、前記固体高分子電解質膜に対向する水流路部材の外周端部は、前記アノード室の底部からの深さがアノード側要素部材の厚さよりも小さな寸法を有している。
【００１４】
そして、高圧水電解装置は、アノード給電体、固体高分子電解質膜及びカソード給電体を貫通し、電気分解により生成された高圧な水素を排出する高圧水素連通孔と、外周端部と前記固体高分子電解質膜との間に介装される第１シール部材と、運転時にアノード側要素部材の厚さと同等の厚さを有し、アノード室に配置されて前記アノード室と前記高圧水素連通孔とを遮断する第２シール部材と、を備えている。
【００１５】
また、この高圧水電解装置では、第２シール部材は、Ｏリングであり、前記第２シール部材は、アノード側要素部材を構成する単一の部材に当接することが好ましい。
【００１６】
さらに、この高圧水電解装置では、アノード側要素部材は、複数の開口部が形成されたシート部材を有し、水流路部材は、アノード給電体及び前記シート部材を収容する凹部を設けるとともに、前記水流路部材の側部が第２シール部材に当接することが好ましい。
【００１７】
さらに、この高圧水電解装置では、アノード側セパレータは、平板状の部材であり、前記第１シール部材は、前記アノード側要素部材と同等の厚さを有することが好ましい。
【００１８】
さらにまた、この高圧水電解装置では、アノード給電体は、外周に枠部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１シール部材は、アノード側セパレータの外周端部又は水流路部材の外周端部と固体高分子電解質膜との間をシールしている。一方、第２シール部材は、アノード室に配置されて前記アノード室と高圧水素連通孔とを遮断している。このため、アノード側の平滑度が要求される部材が減少するとともに、アノード側セパレータには、アノード側要素部材を収容する凹部と第２シール部材を配置する溝部とを個別に設けることがない。従って、加工精度を高く設定する必要がなく、簡単且つ経済的な構成で、所望のシール機能を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高圧水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記高圧水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図３】前記単位セルの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記単位セルを構成するアノード側要素部材とアノード側セパレータの分解斜視説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る高圧水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。
【図６】他のシール構造の説明図である。
【図７】別のシール構造の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る高圧水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る高圧水電解装置（差圧式水電解装置）１０は、複数の単位セル１２が鉛直方向（矢印Ａ方向）又は水平方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１４を備える。
【００２２】
積層体１４の積層方向一端（上端）には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８ａ及びエンドプレート２０ａが上方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端（下端）には、同様にターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが下方に向かって、順次、配設される。
【００２３】
高圧水電解装置１０は、例えば、矢印Ａ方向に延在する４本のタイロッド２２を介して円盤形状のエンドプレート２０ａ、２０ｂ間を一体的に締め付け保持する。なお、高圧水電解装置１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持される構成を採用してもよい。また、高圧水電解装置１０は、全体として略円柱体形状を有しているが、立方体形状等の種々の形状に設定可能である。
【００２４】
ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの側部には、端子部２４ａ、２４ｂが外方に突出して設けられる。端子部２４ａ、２４ｂは、配線２６ａ、２６ｂを介して電解電源２８に電気的に接続される。
【００２５】
図２及び図３に示すように、単位セル１２は、略円盤状の電解質膜・電極構造体３２と、前記電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６とを備える。
【００２６】
図２に示すように、単位セル１２の外周縁部には、セパレータ面方向外方に向かって互いに反対方向に突出する第１突出部３７ａ及び第２突出部３７ｂが形成される。第１突出部３７ａには、積層方向（矢印Ａ方向）に互いに連通して、水（純水）を供給するための水供給連通孔３８ａが設けられる。第２突出部３７ｂには、積層方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び未反応の水（混合流体）を排出するための水排出連通孔３８ｂが設けられる。
【００２７】
単位セル１２の中央部には、電解領域の略中央を貫通して積層方向に互いに連通し、反応により生成された高圧な水素を排出するための高圧水素連通孔３８ｃが設けられる（図２及び図３参照）。
【００２８】
アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６は、略円盤状を有するとともに、例えば、カーボン部材等で構成され、又は、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板をプレス成形して、あるいは切削加工した後に防食用の表面処理を施して構成される。
【００２９】
電解質膜・電極構造体３２は、リング形状を有する固体高分子電解質膜４０と、前記固体高分子電解質膜４０を挟持するリング形状を有する電解用のアノード給電体４２及びカソード給電体４４とを備える。
【００３０】
固体高分子電解質膜４０は、略中央部に高圧水素連通孔３８ｃが形成されるとともに、前記固体高分子電解質膜４０の両面には、リング形状を有するアノード電極触媒層４０ａｎ及びカソード電極触媒層４０ｃａが形成される。アノード電極触媒層４０ａｎは、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒を使用する一方、カソード電極触媒層４０ｃａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００３１】
アノード給電体４２及びカソード給電体４４は、例えば、球状アトマイズチタン粉末の焼結体（多孔質導電体）により構成される。アノード給電体４２及びカソード給電体４４は、研削加工後にエッチング処理される平滑表面部を設けるとともに、空隙率が１０％〜５０％、より好ましくは、２０％〜４０％の範囲内に設定される。
【００３２】
図２及び図３に示すように、アノード側セパレータ３４には、水供給連通孔３８ａに連通する供給通路５０ａと、水排出連通孔３８ｂに連通する排出通路５０ｂとが設けられる。アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、図３及び図４に示すように、リング状の凹部を形成することにより、アノード室５２が形成される。アノード室５２には、供給通路５０ａ及び排出通路５０ｂが連通する。
【００３３】
アノード側セパレータ３４の面３４ａには、アノード室５２の外方を周回し、所定の深さまで切り欠いて周溝５４が形成される。アノード室５２には、アノード給電体４２と、前記アノード給電体４２に電解用水を流配する水流路部材（サポートプレート）５６と、必要に応じて前記アノード給電体４２と固体高分子電解質膜４０との間に介装されるリング状の保護シート５８とを含むアノード側要素部材６０が配置される。
【００３４】
水流路部材５６は、例えば、多孔質導電体で構成され、又は複数の孔部や開口部が形成され、供給通路５０ａ及び排出通路５０ｂに連通する水流路６２が設けられる（図３参照）。
【００３５】
水流路部材５６の固体高分子電解質膜４０側の面には、アノード給電体４２及び保護シート５８を収容する凹部６４が設けられる。保護シート５８は、複数の孔部５８ａを有する。なお、保護シート５８には、開口部が設けられていればよく、孔部５８ａに限定されるものではない。
【００３６】
保護シート５８の直径は、アノード給電体４２の直径と同一の直径に設定される。保護シート５８の内周直径は、アノード給電体４２の内周直径よりも小径に設定される際には、水流路部材５６の凹部６４の内周側に段付き部が構成される。なお、保護シート５８の内周直径とアノード給電体４２の内周直径とは、同一寸法に設定してもよい。
【００３７】
アノード側要素部材６０は、全体として平板状の部材を構成する。アノード側セパレータ３４の周溝５４には、外周端部と固体高分子電解質膜４０との間に、第１シール部材として、例えば、平パッキン６６が配置される。平パッキン６６は、リング状を有する。アノード側セパレータ３４の外周端部は、周溝５４を形成することにより、アノード室５２の底部からの深さｈ１が、アノード側要素部材６０の厚さｈ２よりも小さな寸法に設定される（図３参照）。
【００３８】
アノード室５２には、アノード側要素部材６０の中央部に位置し、前記アノード室５２と高圧水素連通孔３８ｃとを遮断する第２シール部材、例えば、Ｏリング６８が配置される。Ｏリング６８は、高圧水電解装置１０の運転時に、アノード側要素部材６０の厚さと同等の厚さを有する。Ｏリング６８は、アノード側要素部材６０を構成する単一の部材、例えば、水流路部材５６の内周面に当接する。
【００３９】
アノード給電体４２の外周には、枠部４２ａが設けられる。枠部４２ａは、アノード給電体４２の外周部を緻密に構成することにより一体に設けることができる。
【００４０】
アノード側セパレータ３４の面３４ａには、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂを周回して、それぞれシール構造、例えば、平ガスケット７０ａ、７０ｂが配置される。
【００４１】
カソード側セパレータ３６の固体高分子電解質膜４０に向かう面３６ａには、略リング状に切り欠いてカソード室７２が形成される。カソード室７２は、アノード室５２よりも深さが大きく設定され、このカソード室７２には、カソード側要素部材である少なくともカソード給電体４４及び前記カソード給電体４４を固体高分子電解質膜４０に押圧させる荷重付与機構７４が配置される。
【００４２】
荷重付与機構７４は、皿ばね７６を備えるとともに、前記皿ばね７６は、皿ばねホルダ７８を介してカソード給電体４４に荷重を付与する。皿ばねホルダ７８には、カソード給電体４４に対向する面に高圧水素流路８０が形成される。高圧水素流路８０は、カソード室７２から水素排出通路５０ｃを介して高圧水素連通孔３８ｃに連通する。
【００４３】
カソード室７２には、該カソード室７２の外周端部を周回してリング状の溝部８２が連通する。溝部８２には、Ｏリング８４が配置され、前記Ｏリング８４が、固体高分子電解質膜４０を水流路部材５６の外周縁部に押圧する。
【００４４】
平パッキン６６、Ｏリング６８、８４及び平ガスケット７０ａ、７０ｂには、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００４５】
図１に示すように、エンドプレート２０ａには、水供給連通孔３８ａ、水排出連通孔３８ｂ及び高圧水素連通孔３８ｃに連通する配管８８ａ、８８ｂ及び８８ｃが接続される。配管８８ｃには、図示しないが、背圧弁（又は電磁弁）が設けられており、高圧水素連通孔３８ｃに生成される水素の圧力を高圧に維持することができる。
【００４６】
このように構成される高圧水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００４７】
図１に示すように、配管８８ａから高圧水電解装置１０の水供給連通孔３８ａに水が供給されるとともに、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端子部２４ａ、２４ｂに電気的に接続されている電解電源２８を介して電圧が付与される。このため、図２及び図３に示すように、各単位セル１２では、水供給連通孔３８ａからアノード側セパレータ３４の水流路６２に水が供給され、この水がアノード給電体４２内に沿って移動する。
【００４８】
従って、水は、アノード電極触媒層４０ａｎで電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜４０を透過してカソード電極触媒層４０ｃａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００４９】
このため、カソード給電体４４の内部の水素流路に沿って水素が流動し、前記水素は、水供給連通孔３８ａよりも高圧に維持された状態で、高圧水素連通孔３８ｃを流れて高圧水電解装置１０の外部に取り出し可能となる。一方、反応により生成した酸素と未反応の水とは、水排出連通孔３８ｂに沿って高圧水電解装置１０の外部に排出される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、アノード側セパレータ３４に、高圧水素連通孔３８ｃに連通してアノード室５２が形成されるとともに、このアノード室５２を形成する外周端部の深さｈ１は、アノード側要素部材６０の厚さｈ２よりも小さな寸法に設定されている。
【００５１】
そして、アノード側セパレータ３４の外周端部には、平パッキン６６が配置されるとともに、アノード室５２には、アノード側要素部材６０の内部空間に対応して、Ｏリング６８が配置されている。従って、Ｏリング６８は、アノード側要素部材６０と共にアノード室５２に配置され、前記アノード室５２と高圧水素連通孔３８ｃとを遮断している。
【００５２】
このように、アノード側セパレータ３４には、アノード側要素部材６０を収容する凹部（アノード室５２）と、Ｏリング６８を配置するための溝部とを個別に設けることがない。しかも、アノード側に平滑度が要求される部材を削減することができる。これにより、アノード側セパレータ３４の加工精度を高く設定する必要がなく、簡単且つ経済的な構成で、所望のシール機能を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００５３】
さらに、アノード側要素部材６０は、１つの部材である水流路部材５６の内周面がＯリング６８に当接している。このため、Ｏリング６８には、多数の部材が接触することがなく、前記Ｏリング６８の損傷を良好に抑制することが可能になる。
【００５４】
さらにまた、アノード側要素部材６０は、水流路部材５６に凹部（段付き凹部も含む）６４を形成し、前記凹部６４にアノード給電体４２及び保護シート５８が収容配置されている。従って、複数の部材を含むアノード側要素部材６０の組み立て作業性が良好に向上するという利点がある。
【００５５】
また、アノード側要素部材６０は、全体として平板部材を構成するとともに、Ｏリング６８は、前記アノード側要素部材６０と同等の厚さを有している。これにより、アノード側要素部材６０の加工性が向上する。
【００５６】
さらに、アノード給電体４２は、外周に枠部４２ａを設けている。このため、電解運転時にアノード給電体４２が押圧された際、枠部４２ａに保持されて前記アノード給電体４２が潰れることを抑制することができる。従って、アノード側要素部材６０の表面の平滑性を確実に維持することが可能になる。
【００５７】
さらにまた、カソード側セパレータ３６には、カソード側要素部材であるカソード給電体４４及び荷重付与機構７４を収容するカソード室７２が形成されるとともに、このカソード室７２の外周側には、溝部８２が連通している。そして、溝部８２にＯリング８４が配置されると、前記溝部８２と皿ばねホルダ７８の外周部とにより、シール室が形成されている。
【００５８】
これにより、Ｏリング８４は、皿ばねホルダ７８に当接可能となる。このため、カソード室７２の脱圧時には、皿ばねホルダ７８の作用下に、Ｏリング８４が離脱することを有効に阻止することができる。
【００５９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る高圧水電解装置１００を構成する単位セル１０２の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る高圧水電解装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
単位セル１０２は、電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ１０４及びカソード側セパレータ３６を備える。
【００６１】
アノード側セパレータ１０４の固体高分子電解質膜４０に対向する面１０４ａには、アノード室１０６が形成される。アノード室１０６は、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂに亘って設けられ、前記アノード室１０６には、アノード側要素部材６０が配置される。
【００６２】
アノード側要素部材６０は、水流路部材１０８を含み、前記水流路部材１０８は、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂを設ける。水流路部材１０８は、水供給連通孔３８ａと水流路６２とを連通する供給通路１１０ａ及び水排出連通孔３８ｂと前記水流路６２とを連通する排出通路１１０ｂを形成する。なお、カソード側セパレータ３６の面３６ａには、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂを周回して平ガスケット７０ａ、７０ｂを設けてもよい。
【００６３】
水流路部材１０８は、固体高分子電解質膜４０に対向する外周端部に、溝部１１２を形成し、この溝部１１２に平パッキン６６が配置される。水流路部材１０８の外周端部は、アノード室５２の底部からの深さｈ１が、アノード側要素部材６０の厚さｈ２よりも小さな寸法に設定される。
【００６４】
このように構成される第２の実施形態では、アノード室１０６に、アノード側要素部材６０及びＯリング６８が配設され、前記Ｏリング６８により前記アノード室１０６と高圧水素連通孔３８ｃとが遮断されている。従って、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
なお、第１及び第２の実施形態では、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂに、シール構造として平ガスケット７０ａ、７０ｂを少なくとも一方に設けているが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６に、それぞれ積層方向に互いにオフセットしてＯリング１２０ａ、１２０ｂを配置することができる。
【００６６】
さらにまた、図７に示すように、例えば、アノード側セパレータ３４に水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂを周回する凸部１２２を設けることにより、この凸部１２２と固体高分子電解質膜４０との密着作用下に膜シールを構成してもよい。
【００６７】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る高圧水電解装置１３０を構成する単位セル１３２の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る高圧水電解装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
単位セル１３２は、電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ１３４及びカソード側セパレータ３６を備える。
【００６９】
アノード側セパレータ１３４は、平板状の部材であり、固体高分子電解質膜４０に対向する面１３４ａは平坦面に形成される。面１３４ａには、第１シール部材として、例えば、Ｏリング１３６が配置されることにより、前記Ｏリング１３６内には、アノード室５２が形成される。アノード室５２には、アノード側要素部材６０が配置される。
【００７０】
アノード側セパレータ１３４の面１３４ａには、水供給連通孔３８ａ及び水排出連通孔３８ｂを周回して、それぞれシール構造、例えば、Ｏリング１３８ａ、１３８ｂが配置される。
【００７１】
このように構成される第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、特にアノード側セパレータ１３４は、固体高分子電解質膜４０に対向する面１３４ａが平坦面である平板状の部材により構成されている。従って、アノード側セパレータ１３４の加工性が良好に向上するという効果が得られる。
【符号の説明】
【００７２】
１０、１００、１３０…高圧水電解装置
１２、１０２、１３２…単位セル
１４…積層体                        ２８…電解電源
３２…電解質膜・電極構造体          ３４、１０４、１３４…アノード側セパレータ
３６…カソード側セパレータ          ３８ａ…水供給連通孔
３８ｂ…水排出連通孔                ３８ｃ…高圧水素連通孔
４０…固体高分子電解質膜            ４２…アノード給電体
４４…カソード給電体                ５２、１０６…アノード室
５４…周溝                          ５６、１０８…水流路部材
５８…保護シート                    ６０…アノード側要素部材
６２…水流路                        ６４…凹部
６６…平パッキン                    
６８、８４、１３６、１３８ａ、１３８ｂ…Ｏリング
７０ａ、７０ｂ…平ガスケット        ７２…カソード室
７４…荷重付与機構                  ７８…皿ばねホルダ
８０…高圧水素流路                  ８２、１１２…溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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