(57)【要約】【課題】水流路に水を均等に分配することができ、前記水流路全体に前記水を均一且つ確実に供給して良好な水分解処理を行うことを可能にする。【解決手段】水電解装置１０を構成する単位セル１２は、電解質膜・電極構造体３２と、この電解質膜・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。アノード側セパレータ３４には、水供給連通孔４６に連通する複数の入口連結流路５２ａと、排出連通孔４８に連通する複数の出口連結流路５２ｂとが設けられる。水供給連通孔４６は、複数の入口連結流路５２ａが開口する連通孔内側壁面４６ａ及び前記連通孔内側壁面４６ａに対向する連通孔外側壁面４６ｂが、長尺な開口断面長円形状を有する。【選択図】図３
2011127209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に給電体が設けられ、前記給電体にセパレータが積層されるとともに、一方の給電体と一方のセパレータとの間には、水を供給する水流路が形成され、他方の給電体と他方のセパレータとの間には、前記水が電気分解されて水素を得る水素流路が形成される単位セルを備え、複数の前記単位セルが積層される水電解装置であって、
前記単位セルの積層方向に延在し、前記水流路に前記水を供給する水供給連通孔と、
前記単位セルの積層方向に延在し、前記水流路から残余の前記水を排出する排出連通孔と、
前記水供給連通孔と前記水流路とを連通する複数の入口連結流路と、
を設け、
前記水供給連通孔は、前記複数の入口連結流路が開口する連通孔内側壁面及び前記連通孔内側壁面に対向する連通孔外側壁面が長尺な開口断面長円形状を有することを特徴とする水電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の水電解装置において、前記複数の入口連結流路は、開口断面円形状を有し、互いに平行に配列されることを特徴とする水電解装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の水電解装置において、前記単位セルは、鉛直方向に積層され、且つ、前記水供給連通孔は、前記水を鉛直上方向に供給するとともに、
鉛直上方向に配置される前記単位セルの前記複数の入口連結流路は、鉛直下方向に配置される前記単位セルの前記複数の入口連結流路よりも多くの本数又は大きな流路断面積に設定されることを特徴とする水電解装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水電解装置において、前記排出連通孔と前記水流路とを連通する複数の出口連結流路を設け、
前記排出連通孔は、前記複数の出口連結流路が開口する連通孔内側壁面及び前記連通孔内側壁面に対向する連通孔外側壁面が長尺な開口断面長円形状を有することを特徴とする水電解装置。
【請求項５】
請求項４記載の水電解装置において、前記複数の出口連結流路は、開口断面円形状を有し、互いに平行に配列されることを特徴とする水電解装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の水電解装置において、前記単位セルは、鉛直方向に積層され、且つ、前記排出連通孔は、前記水を鉛直上方向に排出するとともに、
鉛直上方向に配置される前記単位セルの前記複数の出口連結流路は、鉛直下方向に配置される前記単位セルの前記複数の出口連結流路よりも多くの本数又は大きな流路断面積に設定されることを特徴とする水電解装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の水電解装置において、前記水流路は、前記水供給連通孔と前記排出連通孔とを繋ぐ仮想直線に平行する円形状の給電体面方向に延在し、前記給電体の面内に並列される複数の水通路と、
前記給電体の外方を周回し、前記複数の水通路と前記複数の入口連結流路とに連通する円弧状入口バッファ部と、
前記給電体の外方を周回し、前記複数の水通路と前記複数の出口連結流路とに連通する円弧状出口バッファ部と、
を有することを特徴とする水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に円形の給電体が設けられ、前記給電体にセパレータが積層されるとともに、一方の給電体と一方のセパレータとの間には、水を供給する水流路が形成され、他方の給電体と他方のセパレータとの間には、前記水が電気分解されて水素を得る水素流路が形成される単位セルを備え、複数の前記単位セルが積層される水電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、アノード側電極に燃料ガス（主に水素を含有するガス、例えば、水素ガス）が供給される一方、カソード側電極に酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス、例えば、空気）が供給されることにより、直流の電気エネルギを得ている。
【０００３】
一般的に、燃料ガスである水素ガスを製造するために、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を分解して水素（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、給電体を配設してユニットが構成されている。すなわち、ユニットは、実質的には、上記の燃料電池と同様に構成されている。
【０００４】
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、アノード側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。
【０００５】
この種の設備として、例えば、特許文献１に開示された水電解装置が知られている。この水電解装置は、図８に示すように、固体高分子電解質膜を円盤状の陽極給電板１及び陰極給電板で挟んだセル２を、分離板を介して複数個重合している。陽極給電板１は、ケーシングを構成するケーシングリング３に外嵌されている。
【０００６】
陽極給電板１の電解質膜と接触しない側の面には、複数の溝４が互いに平行に設けられている。各溝４は、純水の流路を構成するとともに、発生する酸化剤ガスを流通させる流路も構成している。ケーシングリング３の内周面には、溝４に連通する周溝５が形成されるとともに、３つの貫通孔６ａ、６ｂ及び６ｃが積層方向に貫通形成されている。
【０００７】
純水供給用の貫通孔６ａと周溝５との間、純水及び酸素ガス排出用の貫通孔６ｂと前記周溝５との間には、これらを連通するための通孔７ａ、７ｂが形成されている。水素ガス排出用の貫通孔６ｃは、貫通孔６ｂ側に近接して設けられており、水の電気分解により陰極給電板に発生する水素が、前記貫通孔６ｃに導出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−９５７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の水電解装置では、純水が貫通孔６ａから単一の通孔７ａを通って周溝５に供給された後、前記通孔７ａに近接する中央の溝４ａに優先して分配されてしまう。これにより、各溝４への水の分配性が低下し易く、各溝４では、流量の差が増大してしまい、良好な水分解処理が遂行されないという問題がある。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、水流路に水を均等に分配することができ、前記水流路全体に前記水を均一且つ確実に供給して良好な水分解処理を行うことが可能な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】
【００１１】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられ、前記給電体にセパレータが積層されるとともに、一方の給電体と一方のセパレータとの間には、水を供給する水流路が形成され、他方の給電体と他方のセパレータとの間には、前記水が電気分解されて水素を得る水素流路が形成される単位セルを備え、複数の前記単位セルが積層される水電解装置に関するものである。
【００１２】
この水電解装置は、単位セルの積層方向に延在し、水流路に水を供給する水供給連通孔と、前記単位セルの積層方向に延在し、前記水流路から残余の前記水を排出する排出連通孔と、前記水供給連通孔と前記水流路とを連通する複数の入口連結流路とを設けている。そして、水供給連通孔は、複数の入口連結流路が開口する連通孔内側壁面及び前記連通孔内側壁面に対向する連通孔外側壁面が長尺な開口断面長円形状を有している。
【００１３】
また、複数の入口連結流路は、開口断面円形状を有し、互いに平行に配列されることが好ましい。
【００１４】
さらに、単位セルは、鉛直方向に積層され、且つ、水供給連通孔は、水を鉛直上方向に供給するとともに、鉛直上方向に配置される単位セルの複数の入口連結流路は、鉛直下方向に配置される前記単位セルの前記複数の入口連結流路よりも多くの本数又は大きな流路断面積に設定されることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、この水電解装置は、排出連通孔と水流路とを連通する複数の出口連結流路を設け、前記排出連通孔は、前記複数の出口連結流路が開口する連通孔内側壁面及び前記連通孔内側壁面に対向する連通孔外側壁面が長尺な開口断面長円形状を有することが好ましい。
【００１６】
また、複数の出口連結流路は、開口断面円形状を有し、互いに平行に配列されることが好ましい。
【００１７】
さらに、単位セルは、鉛直方向に積層され、且つ、排出連通孔は、水を鉛直上方向に排出するとともに、鉛直上方向に配置される単位セルの複数の出口連結流路は、鉛直下方向に配置される前記単位セルの前記複数の出口連結流路よりも多くの本数又は大きな流路断面積に設定されることが好ましい。
【００１８】
さらにまた、水流路は、水供給連通孔と排出連通孔とを繋ぐ仮想直線に平行する円形状の給電体面方向に延在し、給電体の面内に並列される複数の水通路と、前記給電体の外方を周回し、前記複数の水通路と複数の入口連結流路とに連通する円弧状入口バッファ部と、前記給電体の外方を周回し、前記複数の水通路と複数の出口連結流路とに連通する円弧状出口バッファ部とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水供給連通孔と水流路とを連通する複数の入口連結流路が設けられるとともに、前記水供給連通孔は、前記複数の入口連結流路が開口する連通孔内側壁面及び前記連通孔内側壁面に対向する連通孔外側壁面が長尺な開口断面長円形状を有している。
【００２０】
従って、水は、長円形状の水供給連通孔から複数の入口連結流路に均等に分岐された後、水流路に供給される。このため、水流路では、特に水供給連通孔に近接する中央側に、水が優先的に流れることを阻止することができる。
【００２１】
これにより、水流路内に圧力損失のばらつきが発生することを有効に抑制し、前記水流路全域に水を均等に分配することが可能になる。従って、水流路全域に水を均一且つ確実に供給することができ、水分解処理が良好に遂行される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記水電解装置の一部断面側面図である。
【図３】前記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４】前記単位セルの、図３中、ＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。
【図５】前記単位セルを構成するアノード側セパレータの正面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る水電解装置の概略斜視説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る水電解装置の概略斜視説明図である。
【図８】特許文献１に開示されている水電解装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る水電解装置１０は、高圧水素製造装置を構成しており、複数の単位セル１２が鉛直方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向上端には、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。
【００２４】
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。４本のタイロッド２２は、エンドプレート２０ａ、２０ｂの中心に対してそれぞれ等角度ずつ離間して配置される。
【００２５】
なお、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、水電解装置１０は、全体として略円柱体形状を有している。
【００２６】
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。図１に示すように、端子部２４ａ、２４ｂは、配線２６ａ、２６ｂを介して電源２８に電気的に接続される。陰極（カソード）側である端子部２４ａは、電源２８のマイナス極に接続される一方、陽極（アノード）側である端子部２４ｂは、前記電源２８のプラス極に接続される。
【００２７】
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、この電解質膜・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。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。
【００２８】
電解質膜・電極構造体３２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８の両面に設けられる円形のアノード側給電体４０及び円形のカソード側給電体４２とを備える。固体高分子電解質膜３８の周縁部は、アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２の外周から外方に突出している。
【００２９】
固体高分子電解質膜３８の両面には、アノード電極触媒層４０ａ及びカソード電極触媒層４２ａが形成される。アノード電極触媒層４０ａ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４２ａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００３０】
アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２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。アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２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。
【００３１】
図３に示すように、単位セル１２の外周部には、セパレータ面方向外方に突出する第１突出部４４ａ、第２突出部４４ｂ及び第３突出部４４ｃが形成される。第１突出部４４ａには、積層方向である矢印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４６が設けられる。
【００３２】
第２突出部４４ｂには、矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び使用済みの水を排出するための排出連通孔４８が設けられる。第３突出部４４ｃには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された水素を流すための水素連通孔５０が設けられる。水供給連通孔４６及び排出連通孔４８は、開口断面長円形状を有するとともに、互いに点対称の位置に配置される。
【００３３】
図３及び図４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４６に連通する複数（例えば、５本）の入口連結流路５２ａと、排出連通孔４８に連通する複数（例えば、５本）の出口連結流路５２ｂとが設けられる。入口連結流路５２ａ及び出口連結流路５２ｂは、開口断面円形状を有し、互いに平行に配列される（図５参照）。
【００３４】
水供給連通孔４６は、複数の入口連結流路５２ａが開口する連通孔内側壁面４６ａ及び前記連通孔内側壁面４６ａに対向する連通孔外側壁面４６ｂが長尺な開口断面長円形状を有する。排出連通孔４８は、複数の出口連結流路５２ｂが開口する連通孔内側壁面４８ａ及び前記連通孔内側壁面４８ａに対向する連通孔外側壁面４８ｂが長尺な開口断面長円形状を有する。
【００３５】
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、入口連結流路５２ａ及び出口連結流路５２ｂに連通する水流路５４が設けられる。
【００３６】
図５に示すように、水流路５４は、水供給連通孔４６と排出連通孔４８とを繋ぐ仮想直線（直径）に平行する給電体面方向に延在し、アノード側給電体４０の面内に並列される複数の水通路５６と、前記アノード側給電体４０の外方を周回し、前記水供給連通孔４６に連通する円弧状入口バッファ部５８ａと、前記アノード側給電体４０の外方を周回し、前記排出連通孔４８に連通する円弧状出口バッファ部５８ｂとを備える。
【００３７】
各入口連結流路５２ａの一端と円弧状入口バッファ部５８ａとが、連通するとともに、各出口連結流路５２ｂの一端と円弧状出口バッファ部５８ｂとが、連通する。
【００３８】
図３及び図４に示すように、カソード側セパレータ３６には、水素連通孔５０に連通する排出通路６２が設けられる。カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、排出通路６２に連通する水素流路６４が形成される。この水素流路６４は、カソード側給電体４２の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図４参照）。
【００３９】
アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６の外周端部を周回して、シール部材６６ａ、６６ｂが一体化される。このシール部材６６ａ、６６ｂ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が用いられる。
【００４０】
図３及び図４に示すように、カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、水素流路６４の外側を周回して第１シール溝６８ａが形成される。
【００４１】
カソード側セパレータ３６の面３６ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して第２シール溝６８ｂ、第３シール溝６８ｃ及び第４シール溝６８ｄが形成される。第１シール溝６８ａ〜第４シール溝６８ｄには、例えば、Ｏリングである第１シール部材７０ａ〜第４シール部材７０ｄが配設される。
【００４２】
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、水流路５４の外側を周回し、且つ第１シール溝６８ａに対向して第１シール溝７６ａが形成される。
【００４３】
面３４ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回し、且つ第２シール溝６８ｂ、第３シール溝６８ｃ及び第４シール溝６８ｄに対向して第２シール溝７６ｂ、第３シール溝７６ｃ及び第４シール溝７６ｄが形成される。第１シール溝７６ａ〜第４シール溝７６ｄには、例えば、Ｏリングである第１シール部材７８ａ〜第４シール部材７８ｄが収容される。
【００４４】
図１及び図２に示すように、エンドプレート２０ｂには、水供給連通孔４６に連通する配管８２ａが接続されるとともに、エンドプレート２０ａには、排出連通孔４８及び水素連通孔５０に連通する配管８２ｂ及び８２ｃが接続される。配管８２ｃには、図示しないが、背圧弁（又は電磁弁）が設けられており、水素連通孔５０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。
【００４５】
このように構成される水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００４６】
図１に示すように、水電解装置１０の水供給連通孔４６には、配管８２ａから鉛直上方向に向かって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源２８を介して電圧が付与される。このため、図３に示すように、各単位セル１２では、水供給連通孔４６からアノード側セパレータ３４の水流路５４に水が供給され、この水がアノード側給電体４０内に沿って移動する。
【００４７】
従って、水は、アノード電極触媒層４０ａ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３８を透過してカソード電極触媒層４２ａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００４８】
このため、カソード側セパレータ３６とカソード側給電体４２との間に形成される水素流路６４に沿って水素が流動する。この水素は、水供給連通孔４６よりも高圧に維持されており、水素連通孔５０を鉛直上方向に流れて水電解装置１０の外部に取り出し可能となる。一方、水流路５４には、反応により生成した酸素と、使用済みの水とが流動しており、これらが排出連通孔４８に沿って鉛直上方向に移動して水電解装置１０の外部に排出される。
【００４９】
この場合、第１の実施形態では、図３及び図５に示すように、水供給連通孔４６と水流路５４とを連通する複数の入口連結流路５２ａが設けられるとともに、前記水供給連通孔４６は、前記複数の入口連結流路５２ａが開口する連通孔内側壁面４６ａ及び前記連通孔内側壁面４６ａに対向する連通孔外側壁面４６ｂが、長尺な開口断面長円形状を有している。
【００５０】
従って、水は、長円形状の水供給連通孔４６から複数の入口連結流路５２ａに均等に分岐され、水流路５４に供給される。このため、水流路５４では、特に水供給連通孔４６に近接する中央側に、水が優先的に流れることを阻止することができる。
【００５１】
これにより、水流路５４内に圧力損失のばらつきが発生することを有効に抑制し、前記水流路５４全域に水を均等に分配することが可能になる。従って、水流路５４全域に水を均一且つ確実に供給することができ、水分解処理が良好に遂行されるという効果が得られる。
【００５２】
また、第１の実施形態では、排出連通孔４８と水流路５４とを連通する複数の出口連結流路５２ｂが設けられるとともに、前記排出連通孔４８は、前記複数の出口連結流路５２ｂが開口する連通孔内側壁面４８ａ及び前記連通孔内側壁面４８ａに対向する連通孔外側壁面４８ｂが、長尺な開口断面長円形状を有している。
【００５３】
このため、各出口連結流路５２ｂから排出連通孔４８への合流損失が低減される。これにより、水流路５４全体に水を均一且つ確実に供給することができ、水分解処理を良好に遂行することが可能になる。
【００５４】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る水電解装置９０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る水電解装置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。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
水電解装置９０は、鉛直方向（矢印Ａ方向）に積層される複数の単位セル９２を備える。鉛直下方向に配置される単位セル９２は、アノード側セパレータ９４ａを有するとともに、鉛直上方向に配置される前記単位セル９２は、アノード側セパレータ９４ｂを有する。
【００５６】
アノード側セパレータ９４ａには、水供給連通孔４６に連通する複数（例えば、３本）の入口連結流路９６ａと、排出連通孔４８に連通する複数（例えば、３本）の出口連結流路９６ｂとが設けられる。アノード側セパレータ９４ｂには、水供給連通孔４６に連通する複数（例えば、５本）の入口連結流路９８ａと、排出連通孔４８に連通する複数（例えば、５本）の出口連結流路９８ｂとが設けられる。
【００５７】
上記のように、第２の実施形態では、鉛直上方向に配置される単位セル９２の入口連結流路９８ａは、鉛直下方向に配置される前記単位セル９２の入口連結流路９６ａよりも多くの本数に設定されている。
【００５８】
このため、鉛直上方向の入口連結流路９８ａの圧損は、鉛直下方向の入口連結流路９６ａの圧損よりも小さくなる。従って、水供給連通孔４６に沿って鉛直上方向に流動する水は、鉛直方向に積層される各単位セル９２の各水流路５４に対しても、均等に分配供給することができるという効果が得られる。
【００５９】
また、鉛直上方向に配置される単位セル９２の出口連結流路９８ｂは、鉛直下方向に配置される前記単位セル９２の出口連結流路９６ｂよりも多くの本数に設定されている。これにより、鉛直方向に積層される各単位セル９２の各水流路５４に対しても、水の分配性が良好に向上する。
【００６０】
なお、入口連結流路９６ａと入口連結流路９８ａとは、鉛直上方向に沿って段階的又は連続的に設けることができる。同様に、出口連結流路９６ｂと出口連結流路９８ｂとは、鉛直上方向に沿って段階的又は連続的に設けることが可能である。また、以下に説明する第３の実施形態でも同様である。
【００６１】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る水電解装置１００の概略斜視説明図である。
【００６２】
水電解装置１００は、鉛直方向に積層される複数の単位セル１０２を備える。鉛直下方向に配置される単位セル１０２は、アノード側セパレータ１０４ａを有するとともに、鉛直上方向に配置される前記単位セル１０２は、アノード側セパレータ１０４ｂを有する。
【００６３】
アノード側セパレータ１０４ａには、水供給連通孔４６に連通する複数（例えば、３本）の入口連結流路１０６ａと、排出連通孔４８に連通する複数（例えば、３本）の出口連結流路１０６ｂとが設けられる。アノード側セパレータ１０４ｂには、水供給連通孔４６に連通する複数（例えば、３本）の入口連結流路１０８ａと、排出連通孔４８に連通する複数（例えば、３本）の出口連結流路１０８ｂとが設けられる。
【００６４】
入口連結流路１０８ａは、入口連結流路１０６ａよりも大きな流路断面積（開口径）に設定されるとともに、出口連結流路１０８ｂは、出口連結流路１０６ｂよりも大きな流路断面積（開口径）に設定される。
【００６５】
上記のように、第３の実施形態では、鉛直上方向に配置される単位セル１０２の入口連結流路１０８ａは、鉛直下方向に配置される前記単位セル１０２の入口連結流路１０６ａよりも大きな流路断面積に設定されている。
【００６６】
このため、鉛直上方向の入口連結流路１０８ａの圧損は、鉛直下方向の入口連結流路１０６ａの圧損よりも小さくなる。従って、水供給連通孔４６に沿って鉛直上方向に流動する水は、鉛直方向に積層される各単位セル１０２の各水流路５４に対しても、均等に分配供給することができる等、上記の第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６７】
１０、９０、１００…水電解装置      １２、９２、１０２…単位セル
１４…積層体                        １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…絶縁プレート        ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２４ａ、２４ｂ…端子部              ２８…電源
３２…電解質膜・電極構造体
３４、９４ａ、９４ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…アノード側セパレータ
３６…カソード側セパレータ          ３８…固体高分子電解質膜
４０…アノード側給電体              ４２…カソード側給電体
４４ａ〜４４ｃ…突出部              ４６…水供給連通孔
４８…排出連通孔                    ５０…水素連通孔
５２ａ、９６ａ、９８ａ、１０６ａ、１０８ａ…入口連結流路
５２ｂ、９６ｂ、９８ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ…出口連結流路
５４…水流路                        ５６…水通路
５８ａ…円弧状入口バッファ部        ５８ｂ…円弧状出口バッファ部
６２…排出通路                      ６４…水素流路
【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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