(57)【要約】【課題】締付け作業の簡素化。【解決手段】水電解積層構造１の積層方向に対向する一方の面に接合する第１締付板１１と、水電解積層構造１の積層方向に対向する他方の面に接合する第２締付板１２と、第１締付板１１と第２締付板１２との間に介設される締付柱１３と、第１締付板１１と第２締付板１２とが互いに向き合う方向に第１締付板１１と第２締付板１２とに相対的向き合い力を付与する締付力機構２５とを構成している。締付力機構２５は、締付柱１３の一端部位を第２締付板１１から離隔させる離隔力を与える上死点リンク機構を有している。上死点リンク機構２５は、ハンドルに相当するリンク３１を有し、そのリンク３１を梃子の原理により回転させることにより、上死点を軽く通過させて、強固な締め付け力を有する。上死点リンク機構は、ボルトの締付け力と異なり、締め付け作業を行う作業員の個性によらずに、その締付け力が安定していて、水電解積層構造１の積層面の圧力分布が均一に形成される。【選択図】　　　　　図４
2004084006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水電解積層構造と、
前記水電解積層構造を両面側から締め付ける締付構造とを具え、
前記締付構造は、
前記水電解積層構造の積層方向に対向する一方の面に接合する第１締付板と、
前記水電解積層構造の前記積層方向に対向する他方の面に接合する第２締付板と、
前記第１締付板と前記第２締付板との間に介設される締付柱と、
前記第１締付板と前記第２締付板とが互いに向き合う方向に前記第１締付板と前記第２締付板とに相対的向き合い力を付与する締付力機構とを備え、
前記締付力機構は、前記締付柱の一端部位を前記第１締付板から離隔させる離隔力を与えるリンク機構を有する
固体高分子膜水電解装置。
【請求項２】
前記リンク機構は上死点リンク機構である
請求項１の固体高分子膜水電解装置。
【請求項３】
前記締付柱は複数が配置され、前記上死点リンク機構は前記締付柱に位置対応して配置される
請求項２の固体高分子膜水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子膜水電解装置に関し、特に、固体高分子膜とセパレータとから形成される積層体に均一な圧力を負荷して水漏れを防止する固体高分子膜水電解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子膜水電解装置は、陽極と陰極の一対の給電体で挟持し更にこれをセパレータで挟んだ単位層を積層して多層化した多層構造を構成している。電解性能の低下につながる層間の水漏れは、回避されることが重要である。多層構造の強化のためにボルト締めが実行されている現状である。
【０００３】
ボルトの締め付けが全ボルトに対してそれぞれに実行され、ボルト数が多くなればその作業の工数が増大する。１箇所の位置の締め付けが強くなり過ぎれば、他の位置の締め付け力に対して相対締付け力差が生じて、層間圧力が不均一になる。複数位置の締め付け力を相対的に関連させあって調整する締付け作業の工程数は、更に飛躍的に増大し、且つ、不確定に増大する。特に装置試験の段階では、何度も装置を分解し組み立て直すことがしばしば行われ、締付け作業の簡素化が求められる。
【０００４】
締付け力の不確定性を解消することが望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、締付け作業を簡素化することができる固体高分子膜水電解装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、締付け作業を簡素化することができ、更に、締付け力の不確定性の増大を抑制することができる固体高分子膜水電解装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明による固体高分子膜水電解装置は、水電解積層構造（１）と、水電解積層構造（１）を両面側から締め付ける締付構造とから構成されている。締付構造は、水電解積層構造（１）の積層方向に対向する一方の面に接合する第１締付板（１１）と、水電解積層構造（１）の積層方向に対向する他方の面に接合する第２締付板（１２）と、第１締付板（１１）と第２締付板（１２）との間に介設される締付柱（１３）と、第１締付板（１１）と第２締付板（１２）とが互いに向き合う方向に第１締付板（１１）と第２締付板（１２）とに相対的向き合い力を付与する締付力機構（２５）とを構成している。締付力機構（２５）は、締付柱（１３）の一端部位を第２締付板（１２）から離隔させる離隔力を与えるリンク機構を有している。
【０００８】
リンク機構の採用によりボルト締め作業の煩わしさから解放され、且つ、締付け力の確定性が促進される。リンク機構として上死点リンク機構が採用されることは、締付け力の確定性と作業の簡素化の点で特に有効である。ハンドルに相当するリンク（３１）を有し、そのリンク（３１）を梃子の原理により回転させることにより、支点特に上死点を軽く通過させて、そのハンドルの適正位置で強固な締め付け力を有する機構として周知である。多数の締付柱（１３）に位置対応して多数の上死点リンク機構が配置され、水電解積層構造（１）の組立の作業とそれの分解の作業がともに簡易である。上死点リンク機構は、ボルトの締付け力と異なり、締め付け作業を行う作業員の個性によらずに、その締付け力が安定していて、水電解積層構造（１）の積層面の圧力分布が均一に形成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による固体高分子膜水電解装置は、水電解積層構造が水電解積層締付け構造とともに設けられている。その水電解積層構造１は、図１に示されるように、水電解積層締付け構造２により締め付けされて配置されている。水電解積層構造１は、図２に示されるように、電極膜３とセパレータ４とから構成されている。複数の電極膜３は、固体高分子膜５と固体高分子膜５を両面側から挟み込み固体高分子膜５に両面側から接合する電極６とから形成されている。
【００１０】
セパレータ４は、セパレータ本体７とセパレータ本体７を両面側から挟み込みセパレータ本体７に両面側から接合する給電体８とから形成されている。給電体８には、それの両面側に溝９が形成されている。水電解積層構造１は、このような電極膜３とセパレータ４とが積層する積層体である。このような積層体である水電解積層構造１の中で、電解用純水は、溝９に通されて循環する。
【００１１】
水電解積層締付け構造２は、図１に示されるように、基底板１１と第１天井板１２と多数の締付け柱１３と第２天井板１４と多数の締付けボルト１５とから形成されている。第１天井板１２と第２天井板１４との間に中央側押さえ構造１６が介設されている。中央側押さえ構造１６は、押さえ円筒１７と収納円筒１８とコイルスプリング１９と押さえねじ２１とから構成されている。押さえねじ２１は、第２天井板１４に螺合し第２天井板１４を貫通して押さえ円筒１７の天井面を押さえている。
【００１２】
コイルスプリング１９は、その上端側が押さえ円筒１７により押さえられている。コイルスプリング１９を内側に収納する収納円筒１８は、コイルスプリング１９の伸縮を案内している。押さえねじ２１は、押さえ円筒１７とコイルスプリング１９とを介してその下端側で第１天井板１２を基底板１１に向かう方向に押さえている。複数の押さえねじ２１のねじ込み量により、基底板１１に向かう第１天井板１２の押し力が調整される。
【００１３】
締付けボルト１５の上端と締付けボルト１５の下端とに、離隔距離規定ナット２２，２３がねじ込まれている。押さえねじ２１のねじ込みの反作用力を受けて、第２天井板１４と基底板１１とは互いに離隔方向に離隔力を受けるが、上側の離隔距離規定ナット２２と下側の離隔距離規定ナット２３とにより離隔最大距離が規定されている。純水供給管２３は、基底板１１を貫通して水電解積層構造１の内部で開放されている。気液排出管２３’は、水電解積層構造１の中で開放され第１天井板１２と第２天井板１４とを貫通している。
【００１４】
基底板１１と第１天井板１２とで上下方向（鉛直方向）に挟まれている水電解積層構造１は、締付け柱１３の上端部位と締付け柱１３の下端部位とにそれぞれに結合する上側締付構造２４と下側締付構造２５とにより挟圧力を受けている。上側締付構造２４は、締付け柱１３の上端部位に螺合する挟圧用螺子が好適であるが、螺子に代えられて締付け柱１３に一体である大径頭に代えられ得る。
【００１５】
図４は、下側締付構造２５を示している。下側締付構造２５として、上死点存在リンク機構が例示されている。下側締付構造２５は、締付け柱１３に連係する２つのリンクを構成している。その２つのリンクは、基底板１１に一体に形成されているリンク支持部位３５に第１軸３２を介して回転自在に支持されている第１リンク２８と、第１リンク２８の回転側端部（自由側端部）に第２軸２９を介して回転自在に連結する第２リンク３１とから構成されている。
【００１６】
第２リンク３１の非自由端部は、第１リンク支持部位３５に第３軸３３を介して回転自在に支持されている。第３軸３３と第２軸２９と第１軸３２とは、自然には１直線上になく、三角形特に二等辺三角形を形成している。第３軸３３と第２軸２９と第１軸３２は、無理矢理に１直線上に並ぶことがあり、そのように第３軸３３と第２軸２９と第１軸３２が１直線上に並ぶ位置で、第２軸２９は第３軸３３に対して上死点又は上死点位置にあるといわれる。
【００１７】
図４に示されるように上死点位置から僅かに反時計方向に回転して位置する第１リンク２８は、更に反時計方向に回転する回転力を十分に保持している。締付け柱１３は、そのような回転力を保持する第２リンク３１の他方側の自由端部に係合している。締付け柱１３の下端部位は、第２リンク３１の他方側の自由端部に開けられている穴３７に通されている。
【００１８】
締付け柱１３の下端に球面座３６が取り付けられている。球面座３６は、穴３７の下端円周縁に強く接合している。第２リンク３１の反時計方向の回転力を受けて、締付け柱１３は球面座３６を介して下方に強力に引かれている。このような上死点機構は、ワンタッチ式の締め付け機構として周知であり、他に、多様な形態の機構が知られている。
【００１９】
このような上死点機構である複数の下側締付構造２５は、用いられている締付け柱１３の数だけ配置されている。複数の下側締付構造２５は、複数の締付け柱１３に位置対応して配置されている。下側締付構造２５を用いて簡易に第１天井板１２を基底板１１に対して締め付けることができる。上死点機構は、梃子の原理により簡易にその締め付けを解消することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による固体高分子膜水電解装置は、その組立と分解が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による固体高分子膜水電解装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、水電解積層構造を示す断面図である。
【図３】図３は、図１の平面図である。
【図４】図４は、図１の一部の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
１…水電解積層構造
１１…第１締付板
１２…第２締付板
１３…締付柱
２５…締付力機構
３１…リンク
【図１】
2004084006.tif 000003
【図２】
2004084006.tif 000004
【図３】
2004084006.tif 000005
【図４】
2004084006.tif 000006