(57)【要約】【課題】簡単な構成で、高圧部位を確実にシールするとともに、耐圧材料を可及的に削減することができ、経済的に製造することを可能にする。【解決手段】差圧式高圧水電解装置１０を構成する高圧水電解セル１２は、平板状のアノードセパレータ３２と平板状のカソードセパレータ３４との間に、シール部材８６及びアノード給電体４６を囲繞して樹脂枠部材３６が配置される。樹脂枠部材３６には、電気分解用の水を導入する水供給口４０ａ及び電気分解後の前記水を導出する水排出口４０ｂが形成される。【選択図】図３
2016089229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、
前記電解質膜を挟持するアノード給電体及びカソード給電体と、
前記アノード給電体が収容されるアノード室を設ける平板状アノードセパレータと、
前記カソード給電体が収容されるカソード室を設ける平板状カソードセパレータと、
前記カソード室に前記カソード給電体を周回して配置されるシール部材と、
を有し、供給される水を電気分解し、前記アノード給電体側に酸素を発生させ且つ前記カソード給電体側に前記酸素よりも高圧な水素を発生させる高圧水電解セルを備え、複数の前記高圧水電解セルが積層されるとともに、前記高圧な水素を前記高圧水電解セルの積層方向に流通させる高圧水素連通孔が、前記シール部材に周回して設けられる差圧式高圧水電解装置であって、
前記平板状アノードセパレータと前記平板状カソードセパレータとの間には、前記シール部材及び前記アノード給電体を囲繞して樹脂枠部材が配置されるとともに、
前記樹脂枠部材には、電気分解用の前記水を導入する水供給口及び電気分解後の余剰の前記水を導出する水排出口が形成されることを特徴とする差圧式高圧水電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の差圧式高圧水電解装置において、前記樹脂枠部材の内周面には、平板状水プレートが配置されるとともに、
前記平板状水プレートには、前記水供給口と前記水排出口とに連通し、前記水を該平板状水プレート内に沿って流通させる水流路と、
前記水流路に連通し、該水を前記アノード給電体に供給する複数の孔部と、
が形成されることを特徴とする差圧式高圧水電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の差圧式高圧水電解装置において、前記平板状水プレートには、前記水供給口及び前記水排出口に向かって水プレート面方向外方に突出する凸状部が形成されるとともに、
前記凸状部には、水プレート厚さ方向に膨出する突起部が設けられることを特徴とする差圧式高圧水電解装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の差圧式高圧水電解装置において、前記樹脂枠部材と前記平板状アノードセパレータとの間には、第１シール部材が設けられる一方、前記樹脂枠部材と前記平板状カソードセパレータとの間には、第２シール部材が設けられ、
前記第１シール部材と前記第２シール部材とは、同一の荷重が付与されるように配置されることを特徴とする差圧式高圧水電解装置。
【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差圧式高圧水電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、燃料電池の発電反応に使用される燃料ガスとして、水素が使用されている。この水素は、例えば、水電解装置により製造されている。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（イオン交換膜）を用いている。
【０００３】
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、給電体を配設して水電解セルが構成されている。
【０００４】
そこで、複数の水電解セルが積層された水電解装置では、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ている。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、カソード給電体で電子と結合して水素が製造されている。一方、アノード側では、水素とともに生成された酸素が、余剰の水を伴って水電解装置から排出されている。
【０００５】
この水電解装置として、水の電気分解によりアノード側に酸素を製造する一方、カソード側に前記酸素よりも高圧な水素を製造する差圧式高圧水電解装置が採用されている。具体的には、固体高分子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ている。そして、他方の給電体と他方のセパレータとの間には、水が電気分解されて常圧よりも高圧な水素を得る水素流路が形成されている。
【０００６】
例えば、特許文献１に開示されている水電解装置では、電解質・電極構造体をアノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟持した単位セルを備え、複数の前記単位セルが積層されている。水電解装置には、電解用水を各単位セルの水流路に供給するための水供給連通孔が、積層方向に延在して形成されるとともに、電解後の前記水を前記水流路から排出するための水排出連通孔が、前記積層方向に延在している。
【０００７】
そこで、アノード側セパレータには、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と、排出連通孔に連通する複数の出口連結流路とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１２７２０９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、カソード側セパレータには、カソード給電体を収容するカソード室が形成されており、前記カソード室に高圧水素が生成されている。このため、カソード室や水素流路を形成する部材には、耐圧性が要求されている。
【００１０】
その際、カソード側セパレータには、例えば、高圧部位を周回するシール部材を設けることにより、高圧雰囲気から分離されて耐圧性が不要な部分も存在している。しかしながら、カソード側セパレータ全体を耐圧材料で加工する場合があり、コストが高騰して経済的ではないという問題がある。
【００１１】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、高圧部位を確実にシールするとともに、耐圧材料を可及的に削減することができ、経済的に製造することが可能な差圧式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】
本発明に係る差圧式高圧水電解装置は、複数の高圧水電解セルを備えている。高圧水電解セルは、電解質膜と、前記電解質膜を挟持するアノード給電体及びカソード給電体と、平板状アノードセパレータと平板状カソードセパレータとを備えている。平板状アノードセパレータは、アノード給電体が収容されるアノード室を設ける一方、平板状カソードセパレータは、カソード給電体が収容されるカソード室を設けている。カソード室には、カソード給電体を周回してシール部材が配置されている。
【００１３】
この差圧式高圧水電解装置は、供給される水を電気分解し、アノード給電体側に酸素を発生させ且つカソード給電体側に前記酸素よりも高圧な水素を発生させる高圧水電解セルを備えている。そして、複数の高圧水電解セルが積層されるとともに、高圧な水素を前記高圧水電解セルの積層方向に流通させる高圧水素連通孔が、シール部材に周回して設けられている。
【００１４】
平板状アノードセパレータと平板状カソードセパレータとの間には、シール部材及びアノード給電体を囲繞して樹脂枠部材が配置されている。樹脂枠部材には、電気分解用の水を導入する水供給口及び電気分解後の余剰の前記水を導出する水排出口が形成されている。
【００１５】
また、樹脂枠部材の内周面には、平板状水プレートが配置されることが好ましい。その際、平板状水プレートには、水供給口と水排出口とに連通し、水を該平板状水プレート内に沿って流通させる水流路と、前記水流路に連通し、該水をアノード給電体に供給する複数の孔部と、が形成されることが好ましい。
【００１６】
さらに、平板状水プレートには、水供給口及び水排出口に向かって水プレート面方向外方に突出する凸状部が形成されるとともに、前記凸状部には、水プレート厚さ方向に膨出する突起部が設けられることが好ましい。
【００１７】
さらにまた、樹脂枠部材と平板状アノードセパレータとの間には、第１シール部材が設けられる一方、前記樹脂枠部材と平板状カソードセパレータとの間には、第２シール部材が設けられることが好ましい。その際、第１シール部材と第２シール部材とは、同一の荷重が付与されるように配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、平板状アノードセパレータ及び平板状カソードセパレータを用いることにより、セパレータ加工作業が簡素化し、製造コストが容易に削減される。しかも、高圧雰囲気に晒されない部分には、樹脂枠部材が配設されている。従って、材料費が良好に削減されるため、低コスト化が容易に図られる。
【００１９】
これにより、簡単な構成で、高圧部位を確実にシールするとともに、耐圧材料を可及的に削減することができる。このため、差圧式高圧水電解装置全体を経済的に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る差圧式高圧水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記差圧式高圧水電解装置を構成する高圧水電解セルの分解斜視説明図である。
【図３】前記高圧水電解セルの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記高圧水電解セルを構成する樹脂枠部材の底面側からの平面説明図である。
【図５】前記樹脂枠部材及び水プレート部材の上面からの平面説明図である。
【図６】前記水プレート部材の分解斜視説明図である。
【図７】前記樹脂枠部材及び前記水プレート部材の一部斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る差圧式高圧水電解装置１０は、複数の高圧水電解セル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】
差圧式高圧水電解装置１０は、押圧機構、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間が一体的に締め付け保持され、積層方向に締結される。なお、差圧式高圧水電解装置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、差圧式高圧水電解装置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、高圧水電解セル１２は、略円盤状の電解質膜・電極構造体３０と、前記電解質膜・電極構造体３０を挟持する平板状のアノードセパレータ３２及び平板状のカソードセパレータ３４とを備える。アノードセパレータ３２とカソードセパレータ３４との間には、電解質膜・電極構造体３０及びシール部材（後述する）を囲繞して樹脂枠部材３６が配置される。
【００２６】
樹脂枠部材３６は、略リング形状（ドーナツ形状）を有するとともに、所定の肉厚ｈを有する。図３及び図４に示すように、樹脂枠部材３６のアノードセパレータ３２に向かう面３６ａには、第１シール部材３７ａ１、３７ａ２が設けられる。第１シール部材３７ａ１は、樹脂枠部材３６の外周縁部を周回する一方、第１シール部材３７ａ２は、前記樹脂枠部材３６の内周縁部を周回する。
【００２７】
図２、図３及び図５に示すように、樹脂枠部材３６のカソードセパレータ３４に向かう面３６ｂには、第２シール部材３７ｂ１、３７ｂ２が設けられる。第２シール部材３７ｂ１は、樹脂枠部材３６の外周縁部を周回する一方、第２シール部材３７ｂ２は、前記樹脂枠部材３６の内周縁部を周回する。
【００２８】
差圧式高圧水電解装置１０の運転時に、第１シール部材３７ａ１の荷重と第１シール部材３７ａ２の荷重との和は、第２シール部材３７ｂ１の荷重と第２シール部材３７ｂ２の荷重との和に等しい。すなわち、第１シール部材３７ａ１、３７ａ２と第２シール部材３７ｂ１、３７ｂ２とには、積層方向に同一の荷重が付与される。
【００２９】
樹脂枠部材３６の直径方向両端には、直径方向外方に膨出して膨出部３６ｔａ、３６ｔｂが形成される。樹脂枠部材３６の膨出部３６ｔａ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。樹脂枠部材３６の膨出部３６ｔｂには、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。
【００３０】
図３及び図４に示すように、樹脂枠部材３６の膨出部３６ｔａの近傍には、水供給連通孔３８ａに切り欠き部３９ａを介して連通し、水を導入する水供給口４０ａが形成される。樹脂枠部材３６の膨出部３６ｔｂの近傍には、水排出連通孔３８ｂに切り欠き部３９ｂを介して連通し、電気分解後の水（余剰の水）を導出する水排出口４０ｂが形成される。
【００３１】
図１に示すように、積層方向最下位に配置される樹脂枠部材３６の側部には、水供給連通孔３８ａに連通する水供給配管４２ａが接続される。積層方向最上位に配置される樹脂枠部材３６の側部には、水排出連通孔３８ｂに連通する水排出配管４２ｂが接続される。
【００３２】
高圧水電解セル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、高圧水素連通孔３８ｃが設けられる（図２及び図３参照）。高圧水素連通孔３８ｃは、反応により生成された高圧な水素（生成された酸素よりも高圧な水素）（例えば、１ＭＰａ〜８０ＭＰａ）を排出する。
【００３３】
アノードセパレータ３２及びカソードセパレータ３４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る。アノードセパレータ３２及びカソードセパレータ３４は、その他、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もよい。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してもよい。
【００３４】
電解質膜・電極構造体３０は、略リング形状を有する固体高分子電解質膜（電解質膜）４４を備える。固体高分子電解質膜４４は、リング形状を有する電解用のアノード給電体４６及びカソード給電体４８により挟持される。固体高分子電解質膜４４は、例えば、炭化水素（ＨＣ）系の膜又はフッ素系の膜により構成される。
【００３５】
固体高分子電解質膜４４は、略中央部に高圧水素連通孔３８ｃが形成される。固体高分子電解質膜４４の一方の面には、リング形状を有するアノード電極触媒層４６ａが設けられる。固体高分子電解質膜４４の他方の面には、リング形状を有するカソード電極触媒層４８ａが形成される。アノード電極触媒層４６ａは、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒を使用するとともに、カソード電極触媒層４８ａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００３６】
アノード給電体４６及びカソード給電体４８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４６及びカソード給電体４８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。アノード給電体４６の外周縁部には、枠部４６ｅが嵌め込まれる。枠部４６ｅは、アノード給電体４６よりも緻密に構成される。なお、アノード給電体４６の外周部を緻密に構成することにより、前記外周部を枠部４６ｅとすることもできる。
【００３７】
アノードセパレータ３２は、アノード給電体４６が収容されるアノード室５０ａｎを設ける一方、カソードセパレータ３４は、カソード給電体４８が収容されるカソード室５０ｃａを設ける。
【００３８】
アノードセパレータ３２とアノード給電体４６との間（アノード室５０ａｎ）には、平板状の水プレート部材５２が介装されるとともに、前記アノード給電体４６とアノード電極触媒層４６ａとの間には、保護シート部材５４が介装される。水プレート部材５２は、略円板形状を有する（図２参照）。図６に示すように、水プレート部材５２は、複数枚、例えば、３枚のドーナツ形状プレートである第１プレート５２ａ、第２プレート５２ｂ及び第３プレート５２ｃが互いに積層されて構成される。
【００３９】
第１プレート５２ａは、円板形状の直径方向両端に突出部５６ａ、５６ｂを有する。突出部５６ａには、水供給口４０ａに連通する供給連結路５８ａが形成されるとともに、前記供給連結路５８ａは、複数本の分岐部が円弧状の流路部に一体に接続される。突出部５６ｂには、水排出口４０ｂに連通する排出連結路５８ｂが形成されるとともに、前記排出連結路５８ｂは、複数本の分岐部が円弧状の流路部に一体に接続される。
【００４０】
第２プレート５２ｂの外周部には、水供給口４０ａに向かって突出する一対（又は１つ）の凸状部６０ａと、水排出口４０ｂに向かって突出する１つ（又は一対）の凸状部６０ｂとが設けられる。第２プレート５２ｂには、両端が供給連結路５８ａ及び排出連結路５８ｂの円弧状の流路部に連通し、互いに略平行して延在する複数本の流路溝（水流路）６２が形成される。
【００４１】
第３プレート５２ｃの外周部には、水供給口４０ａに向かって突出する一対（又は１つ）の凸状部６４ａと、水排出口４０ｂに向かって突出する１つ（又は一対）の凸状部６４ｂとが設けられる。凸状部６４ａ、６４ｂには、水プレート厚さ方向（矢印Ａ方向）に膨出する突起部６６ａ、６６ｂが設けられる。
【００４２】
図２及び図５に示すように、一対の凸状部６４ａの間隔は、水供給口４０ａを形成する内壁間の幅寸法と同一であり、水プレート部材５２は、前記内壁間で回り止めされる。凸状部６４ｂは、水排出口４０ｂを形成する一方の内壁面に当接する。
【００４３】
図３に示すように、アノードセパレータ３２の内面から樹脂枠部材３６の底面までの間隔ｔ１は、前記アノードセパレータ３２の内面から凸状部６４ａ、６４ｂの上面までの間隔ｔ２よりも小さい寸法に設定される。凸状部６４ａ、６４ｂは、樹脂枠部材３６の端部に当接することにより、水プレート部材５２が前記樹脂枠部材３６の下方を移動することがない（図７参照）。
【００４４】
第３プレート５２ｃの面には、流路溝６２に連通する複数個の孔部６８が形成される。孔部６８は、アノード給電体４６に向かって開口する。
【００４５】
保護シート部材５４は、内周がアノード給電体４６及びカソード給電体４８の内周よりも内方に配置されるとともに、外周位置が固体高分子電解質膜４４、アノード給電体４６及び水プレート部材５２の外周位置と同一位置に設定される。保護シート部材５４は、アノード電極触媒層４６ａの積層方向に対向する範囲（電解領域）に設けられる複数の貫通孔５４ａを有する。保護シート部材５４は、電解領域の外方に枠部５４ｂを有する。枠部５４ｂには、例えば、長方形状の孔部（図示せず）が形成される。
【００４６】
アノードセパレータ３２と固体高分子電解質膜４４との間には、高圧水素連通孔３８ｃを囲繞する連通孔部材７０が配置される。連通孔部材７０は、略円柱形状を有し、軸方向両端には、リング状に切り欠いてシール室７０ａ、７０ｂが設けられる。シール室７０ａ、７０ｂには、高圧水素連通孔３８ｃを周回してＯリング７２ａ、７２ｂが配置される。連通孔部材７０の固体高分子電解質膜４４に対向する端面には、保護シート部材５４が配置される溝部７０ｓが形成される。
【００４７】
図２及び図３に示すように、カソード室５０ｃａには、カソード給電体４８及び前記カソード給電体４８を固体高分子電解質膜４４に押圧させる荷重付与機構７４が配置される。荷重付与機構７４は、弾性部材、例えば、板ばね７６を備えるとともに、前記板ばね７６は、金属製の板ばねホルダ（シム部材）７８を介してカソード給電体４８に荷重を付与する。なお、弾性部材としては、板ばね７６の他、皿ばねやコイルスプリング等を使用することができる。
【００４８】
カソード給電体４８と板ばねホルダ７８との間には、導電シート８０が配置される。導電シート８０は、例えば、チタン、ＳＵＳ又は鉄等の金属シートにより構成されるとともに、リング形状を有し、カソード給電体４８と略同一の直径に設定される。
【００４９】
カソード給電体４８の中央部には、導電シート８０と固体高分子電解質膜４４との間に位置して絶縁部材、例えば、樹脂シート８２が配置される。樹脂シート８２は、カソード給電体４８の内周面に嵌合する。樹脂シート８２は、カソード給電体４８と略同一の厚さに設定される。樹脂シート８２としては、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やポリイミドフィルム等が使用される。
【００５０】
樹脂シート８２とカソードセパレータ３４との間には、連通孔部材８４が配置される。連通孔部材８４は、円筒形状を有し、中央部に高圧水素連通孔３８ｃが形成される。連通孔部材８４の軸方向一端には、カソード室５０ｃａと高圧水素連通孔３８ｃとを連通する水素排出通路８５が形成される。
【００５１】
カソード室５０ｃａには、カソード給電体４８、板ばねホルダ７８及び導電シート８０の外周を周回してシール部材（Ｏリング）８６が配置される。シール部材８６の外周には、耐圧部材８８が配置される。耐圧部材８８は、略リング形状を有するとともに、外周部が樹脂枠部材３６の内周部に嵌合する。
【００５２】
このように構成される差圧式高圧水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００５３】
図１に示すように、水供給配管４２ａから差圧式高圧水電解装置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に電解電源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、各高圧水電解セル１２では、水供給連通孔３８ａから水供給口４０ａを通って水プレート部材５２の複数本の流路溝６２に水が供給される。水は、複数個の孔部６８からアノード給電体４６に供給され、前記アノード給電体４６内に移動する。
【００５４】
従って、水は、アノード電極触媒層４６ａ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４４を透過してカソード電極触媒層４８ａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００５５】
このため、カソード給電体４８の内部の水素流路に沿って水素が流動し、前記水素は、水素排出通路８５から高圧水素連通孔３８ｃに排出される。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を流れて差圧式高圧水電解装置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、水排出口４０ｂから水排出連通孔３８ｂに導出され、水排出配管４２ｂを介して差圧式高圧水電解装置１０の外部に排出される。
【００５６】
この場合、本実施形態では、平板状のアノードセパレータ３２及び平板状のカソードセパレータ３４を用いることにより、セパレータ加工作業が簡素化し、高圧水電解セル１２の製造コストが容易に削減される。
【００５７】
しかも、高圧雰囲気に晒されない部分には、すなわち、シール部材８６及び耐圧部材８８により高圧雰囲気から分離された常圧部分には、樹脂枠部材３６が配設されている。従って、材料費が良好に削減されるため、高圧水電解セル１２の低コスト化が容易に図られる。
【００５８】
これにより、簡単な構成で、高圧部位を確実にシールするとともに、耐圧材料を可及的に削減することができる。このため、差圧式高圧水電解装置１０全体を経済的に製造することが可能になるという効果が得られる。
【００５９】
また、本実施形態では、樹脂枠部材３６の内周面には、平板状の水プレート部材５２が配置されている。その際、水プレート部材５２には、水供給口４０ａと水排出口４０ｂとに連通し、水を流通させる流路溝６２と、前記流路溝６２に連通し、該水をアノード給電体４６に供給する複数の孔部６８と、が形成されている。従って、水プレート部材５２は、平板状に構成されるため、前記水プレート部材５２の加工作業が有効に簡便化する。
【００６０】
さらに、水プレート部材５２には、水供給口４０ａ及び水排出口４０ｂに向かって水プレート面方向外方に突出する凸状部６４ａ、６４ｂが形成されている。そして、凸状部６４ａ、６４ｂには、水プレート厚さ方向に膨出する突起部６６ａ、６６ｂが設けられている。その際、一対の凸状部６４ａの間隔は、水供給口４０ａを形成する内壁間の幅寸法と同一であり、凸状部６４ｂは、水排出口４０ｂを形成する一方の内壁面に当接している。これにより、図２及び図５に示すように、水プレート部材５２は、樹脂枠部材３６に対して回り止めされる。
【００６１】
さらにまた、図３に示すように、アノードセパレータ３２の内面から樹脂枠部材３６の底面までの間隔ｔ１は、前記アノードセパレータ３２の内面から凸状部６４ａ、６４ｂの上面までの間隔ｔ２よりも小さい寸法に設定されている。このため、凸状部６４ａ、６４ｂは、樹脂枠部材３６の端部に当接し、水プレート部材５２が前記樹脂枠部材３６の下方を移動することがない（図７参照）。従って、水漏れの発生を可及的に抑制することが可能になる。
【００６２】
また、図３及び図４に示すように、樹脂枠部材３６のアノードセパレータ３２に向かう面３６ａには、第１シール部材３７ａ１、３７ａ２が設けられている。一方、図２、図３及び図５に示すように、樹脂枠部材３６のカソードセパレータ３４に向かう面３６ｂには、第２シール部材３７ｂ１、３７ｂ２が設けられている。
【００６３】
その際、第１シール部材３７ａ１、３７ａ２と第２シール部材３７ｂ１、３７ｂ２とには、同一の荷重が付与されている。これにより、樹脂枠部材３６は、高圧が付与された場合でも、撓むことを確実に阻止することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…差圧式高圧水電解装置          １２…高圧水電解セル
１４…積層体                        ２８…電解電源
３０…電解質膜・電極構造体          ３２…アノードセパレータ
３４…カソードセパレータ            ３６…樹脂枠部材
３７ａ１、３７ａ２、３７ｂ１、３７ｂ２…シール部材
３８ａ…水供給連通孔                ３８ｂ…水排出連通孔
３８ｃ…高圧水素連通孔              ４２ａ…水供給配管
４２ｂ…水排出配管                  ４４…固体高分子電解質膜
４６…アノード給電体                ４８…カソード給電体
５０ａｎ…アノード室                ５０ｃａ…カソード室
５２…水プレート部材                ５２ａ〜５２ｃ…プレート
５４…保護シート部材                ５８ａ…供給連結路
５８ｂ…排出連結路
６０ａ、６０ｂ、６４ａ、６４ｂ…凸状部
６２…流路溝                        ６６ａ、６６ｂ…突起部
６８…孔部                          ７０、８４…連通孔部材
７４…荷重付与機構                  ８０…導電シート
８２…樹脂シート                    ８６…シール部材
８８…耐圧部材
【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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