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公開番号2025030883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136559
出願日2023-08-24
発明の名称密封構造、積層体、水電解装置
出願人NOK株式会社
代理人弁理士法人グローバル・アイピー東京
主分類C25B 13/02 20060101AFI20250228BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】シール部材に枠内から枠外に向かう力を付与したときにおける、シール性の劣化を抑制すること。
【解決手段】積層方向に直交する平面に沿うシート状の膜層と、前記膜層と隣接して対向する板状部材であって、前記板状部材の縁側に設けられ、前記膜層に対向する縁面を有する縁部と、前記縁面対して凹である取付面と、前記取付面から前記縁面に向けて傾斜している傾斜面と、を有する取付部であって、前記傾斜面と前記膜層との間に間隙を有する取付部と、を有する板状部材と、前記傾斜面に対して前記縁部とは反対側に配置され、前記膜層側から見て前記傾斜面に隣接する枠状であり、前記膜層と前記板状部材との間を密封するシール部材であって、枠内から枠外に向かう力を付与されたときに前記間隙に向けて変形可能であるシール部材と、を有する密封構造。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
積層方向に積層される複数の単位セルを有する積層体に使用される密封構造であって、
前記積層方向に直交する平面に沿うシート状の膜層と、
前記膜層と隣接して対向する板状部材であって、
前記板状部材の縁側に設けられ、前記膜層に対向する縁面を有する縁部と、
前記縁面に対して凹である取付面と、前記取付面から前記縁面に向けて傾斜している傾斜面と、を有する取付部であって、前記傾斜面と前記膜層との間に間隙を有する取付部と、
を有する板状部材と、
前記傾斜面に対して前記縁部とは反対側に配置され、前記膜層側から見て前記傾斜面に隣接する枠状であり、前記膜層と前記板状部材との間を密封するシール部材であって、枠内から枠外に向かう力を付与されたときに前記間隙に向けて変形可能であるシール部材と、
を有する密封構造。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記シール部材は、エラストマから形成されている、請求項１に記載の密封構造。
【請求項３】
前記シール部材は、矩形状の断面を有する、請求項３に記載の密封構造。
【請求項４】
前記シール部材は、前記傾斜面と対向する傾斜部を有する、請求項２に記載の密封構造。
【請求項５】
前記傾斜部と前記取付面との間の傾斜角は、前記傾斜面と前記取付面との間の傾斜角よりも小さい、請求項４に記載の密封構造。
【請求項６】
前記傾斜部は、組み付け時に前記傾斜面と接触する、請求項５に記載の密封構造。
【請求項７】
前記膜層は、固体高分子膜を有しており、
前記固体高分子膜と前記シール部材との間には、フィルム部材が設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の密封構造。
【請求項８】
前記取付部は、溝状に形成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の密封構造。
【請求項９】
前記板状部材は、前記積層方向で隣接する２つの前記単位セルの間に設けられたセパレータである、請求項１～８のいずれか１項に記載の密封構造。
【請求項１０】
前記板状部材は、前記積層体の前記積層方向の端部に設けられた端壁である、請求項１～８のいずれか１項に記載の密封構造。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、密封構造、積層体、水電解装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
水電解装置の一例として、特許文献１に記載されるような、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜の両面側に配置されたセパレータと、セパレータの溝内に設けられたシール部材と、を有する可逆セルを複数枚積層した構造を有する水電解装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１９７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素生成プラントに使用される水電解装置は、水素生成プラントの水素貯留器への水素ガスの供給手段の省力化のために、内部空間の圧力をおよそ３～１０ＭＰａに高めた状態で使用される場合がある。
【０００５】
本開示は、シール部材に枠内から枠外に向かう力を付与したときにおける、シール性の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、積層方向に積層される複数の単位セルを有する積層体に使用される密封構造である。当該密封構造は、
前記積層方向に直交する平面に沿うシート状の膜層と、
前記膜層と隣接して対向する板状部材であって、
前記板状部材の縁側に設けられ、前記膜層に対向する縁面を有する縁部と、
前記縁面対して凹である取付面と、前記取付面から前記縁面に向けて傾斜している傾斜面と、を有する取付部であって、前記傾斜面と前記膜層との間に間隙を有する取付部と、
を有する板状部材と、
前記傾斜面に対して前記縁部とは反対側に配置され、前記膜層側から見て前記傾斜面に隣接する枠状であり、前記膜層と前記板状部材との間を密封するシール部材であって、枠内から枠外に向かう力を付与されたときに前記間隙に向けて変形可能であるシール部材と、
を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、シール部材に枠内から枠外に向かう力を付与したときにおける、シール性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る水電解装置を有する水素生成プラントの概略図である。
実施形態に係る水電解装置の側方断面図である。
実施形態に係る水電解装置の平面図である。
実施形態に係る水電解装置の拡大断面図である。
実施形態に係る単位セルまわりの分解断面図である。
（ａ）組み付け状態における実施形態の密封構造の拡大断面図、（ｂ）予圧状態における実施形態の密封構造の拡大断面図、（ｃ）内圧印加状態における実施形態の密封構造の拡大断面図である。
予圧状態及び内圧印加状態における実施形態のガスケットと溝部との間の接触面圧の分布を示すグラフである。
予圧状態及び内圧印加状態における実施形態のガスケットと膜層との間の接触面圧の分布を示すグラフである。
（ａ）組み付け状態における比較形態の密封構造の拡大断面図、（ｂ）予圧状態における比較形態の密封構造の拡大断面図、（ｃ）内圧印加状態における比較形態の密封構造の拡大断面図である。
実施形態に係る密封構造のガスケットの変形例の拡大断面図である。
（ａ）予圧状態における実施形態のガスケットの変形例を有する密封構造の拡大断面図、（ｂ）内圧印加状態における実施形態のガスケットの変形例を有する密封構造の拡大断面図である。
予圧状態及び内圧印加状態における実施形態のガスケットの変形例と溝部との間の接触面圧の分布を示すグラフである。
予圧状態及び内圧印加状態における実施形態のガスケットの変形例と膜層との間の接触面圧の分布を示すグラフである。
実施形態に係る密封構造の板状部材の変形例の側方断面図である。
実施形態に係る密封構造の変形例の拡大断面図である。
実施形態に係る密封構造のフィルム部材の変形例の側方断面図である。
実施形態に係る密封構造のフィルム部材の変形例の側方断面図である。
実施形態に係る水電解装置の変形例の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。
【００１０】
図１は、本開示に係る水電解装置を有する水素生成プラントの一例の概略図である。本開示に係る水素生成プラントは、図１に示されるように、整流器Ｅ１と、水電解装置Ｅ２と、純水製造装置Ｅ３と、純水貯留タンクＥ４と、酸素気液分離器Ｅ５と、水素気液分離器Ｅ６と、除湿装置Ｅ７と、水素貯留器Ｅ８と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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