多通道泵及其控制方法

专利名称：多通道泵及其控制方法
技术领域：
本发明涉及直接甲醇型燃料电池等中所使用的多通道泵及其控制方法。
背景技术：
本说明书中，"多通道泵"是指具有多个排出流体的流出通道的泵。 作为近年来支撑信息化社会的便携式电子设备的电源，或作为用于应对大
气污染和地球变暖的电源，对燃料电池的期待逐渐增大。该燃料电池中，通过 从甲醇直接取出质子进行发电的直接甲醇型燃料电池(以下，DMFC: Direct Methanol Fuel Cell),因具有不需要改质器、体积能量密度高这样的性质，故对 应用于便携式电子设备的期待逐渐高涨。
作为上述DMFC，己有具有以下结构的各种提案，即，包括具有发电部 (单电池)的发电装置；甲醇或甲醇水溶液(以下，本说明书中称为甲醇)的收容容 器；从该收容容器压送甲醇的送液泵(例如，参照专利文献l， 2及3)。
单电池包括具有阳极集电体和阳极催化剂层的阳极(燃料极)；具有阴极 集电体和阴极催化剂层的阴极(空气极)；在阳极与阴极之间配置的电解质膜。
通过送液泵将甲醇供给阳极，通过送气泵将空气供给阴极。专利文献1日本专利特开2004 — 71262号公报专利文献2日本专利特开2004—127618号公报专利文献3日本专利特开2004—152741号公报
在上述DMFC的发电部、即单电池的阳极中，甲醇氧化的活性差，伴随有 电压损失。另外，阴极也有电压损失。因此，可从1个单电池取出的输出电力 极小。因此，为了得到规定的输出，DMFC中使用多个单电池。
当向阳极过度地供给甲醇时，则会发生该甲醇的一部分以未反应的状态透 过电解质膜而向阴极泄漏、即所谓的交叠(日文夕口》才一"'一)现象。该 交叠会导致阴极的电位下降，故成为上述阴极处的电压损失的原因之一。到达 阴极后的未反应的甲醇与发电无关地与氧发生反应而产生热，故单电池的发电 效率因交叠而显著下降。因此，最好不过度地向阳极供给甲醇。
从以上可见，作为向单电池的阳极供给甲醇的送液泵，要求是具有可向多 个单电池排出、且能高精度地排出合适量的甲醇这样的特性的送液泵。但是， 目前还没有有关具有这样特性的送液泵的具体提案。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有排出流体的多个流出通道的同时、能高 精度地排出合适量的流体的多通道泵及该多通道泵的控制方法。
本发明的又一目的在于，提供一种可装载在用于便携式电子设备等的小型
DMFC等内的多通道泵。
为了解决上述问题，本发明的多通道泵，其特征在于，包括泵室；与该 泵室连接的流入通道；通过流出侧主动阀(日文7夕于< 7"^7")与上述 泵室连接的2个以上的流出通道；用于使所述泵室容积变化的往复移动的1个 可动体。
本发明的多通道泵，具有通过流出侧主动阀与泵室连接的2个以上的流出 通道。因此，在流出侧主动阀关闭期间，能可靠地防止流体的倒流。另外，可 通过流出侧主动阀控制从流出通道排出的流体的排出目的地。而且，多通道泵 具有用于使泵室容积变化的往复移动的1个可动体。因为通过1个可动体使流 体从各流出通道排出，故排出性能均匀，能抑制各流出通道的排出量的偏差， 可高精度地排出合适量的流体。
另外，本发明中，流入通道与连接有多个流出通道的泵室连接。因此，相 对于多个流出通道能使流入通道通用化，可简化泵的结构。而且，因为可动体 也是1个，故可简化泵的结构。因此，可实现泵的小型化，例如，可装载在用 于便携式电子设备的DMFC这样的小型的装置上。
本发明中，上述可动体最好是在与所述泵室连接的缸体内进行往复移动的 活塞。可动体为活塞时，活塞的移动量比较容易控制，故能正确地排出微小流
本发明中，所述多通道泵最好包括固定有所述活塞并在外周部形成阳螺 纹的活塞杆；为了使所述活塞进行往复移动而形成有与所述阳螺纹螺合的阴螺 纹的旋转体；对该旋转体旋转驱动的活塞驱动电动机。该场合，由螺纹的螺距 与活塞驱动电动机的旋转量来控制活塞的移动量，故能以简易的结构高精度地 排出微小流量。
本发明中，所述活塞驱动电动机最好是步进电动机。该场合，能更高精度 地控制活塞的移动量。
本发明中，所述多通道泵最好具有2个以上的所述流入通道。采用如此结 构，例如，在流体收容容器与每个流入通道分别连接的情况下，流体收容容器 容易更换。
本发明中，所述流入通道最好是通过流入侧主动阀与所述泵室连接。该场 合，与通过被动阀(日文"^ 〉 7')连接的情况相比，能可靠地防止从
泵室向流入通道的回流。
本发明中，所述流入通道可构成为连接有具有朝向所述泵室流入的方向 打开的被动阀的第1流道、具有朝向从所述泵室流出的方向打开的被动阀的第 2流道。该场合，最好在第1流道及第2流道与所述泵室之间设置所述流入侧 主动阀。
本发明中，所述流体为液体，所述多通道泵也可具有对所述泵室有无气泡 进行检测的检测器。
本发明中，所述流入通道借助可由驱动作动器开闭的流入侧主动阀与所述 泵室连接，同时与所述2个以上的流出通道对应地设置的所述流出侧主动阀构 成为可由驱动作动器个别地开闭，所述可动体可构成为是在与所述泵室连接的 缸体内进行往复移动的活塞。
本发明中，驱动所述流出侧主动阀的驱动作动器是阀开闭驱动电动机，具 有由该阀开闭驱动电动机移动的凸轮，只要做成由该凸轮能对与所述2个以上 的流出通道对应地设置的所述流出侧主动阀个别地进行开闭的结构，通过由阀 开闭驱动电动机使凸轮移动，能使多个流出侧主动阀依次开闭。
本发明的多通道泵的控制方法，其特征在于，包括打开所述流入侧主动 阀、由所述可动体的吸入动作将流体吸入所述泵室后、关闭所述流入侧主动阀 的吸入步骤；在该吸入步骤后、打开l个流出侧主动阀、由所述可动体的排出 动作将流体从所述泵室排出、消除泵的游隙(日文八〃 ^ 5 '7 ^-)的初期排 出步骤；在该初期排出步骤后、依次打开规定的流出侧主动阀、由所述可动体 的排出动作排出规定量的流体的排出步骤。
本发明的多通道泵的控制方法，其特征在于，包括打开所述流入侧主动 阀、由所述可动体的吸入动作将流体从所述第1流道吸入所述泵室的吸入步骤； 在该吸入步骤后、由所述可动体的排出动作将流体从所述泵室向所述第2流道 排出、在消除泵的游隙后、关闭所述流入侧主动阀的初期排出步骤；在该初期
排出步骤后、依次打开规定的流出侧主动阀、由所述可动体的排出动作排出规 定量的流体的排出步骤。
本发明的控制方法中，在吸入步骤与排出步骤之间设有消除泵的游隙的初 期排出步骤。因此，在排出步骤中，可从当初将可动体的移动量与来自流出通 道的排出量的关系保持为直线。因此，只要合适地控制可动体的移动量，就可 在排出步骤中高精度地控制最初来自进行排出流体的流出通道的排出量，可降 低从各流出通道的排出量的偏差。
另外，在排出步骤，将从流出通道多次排出用的所需流体在吸入步骤吸入。 因此，即使从各流出通道排出微量的流体的排出量，也可在某种程度上确保吸 入量。因此，可增大多通道泵的容量，容易具有自给性能。
这里，"泵的游隙"是指可动体从吸入动作转向排出动作时、出现的可动 体的移动量与从流出通道的排出量不呈线性关系这样的现象，是因驱动可动体 的机构部的游隙等产生的现象。
以上本发明的多通道泵，2个以上的流出通道通过流出侧主动阀与泵室连 接，因此，在流出侧主动阀关闭期间，能可靠地防止流体的倒流，可通过流出 侧主动阀控制从流出通道排出的流体的排出目的地。而且，本发明的多通道泵， 由于利用l个可动体使泵室容积变化，故排出性能均匀，能抑制从各流出通道 的排出量的偏差。因此，可高精度地从各流出通道排出合适量的流体。
另外，本发明的多通道泵中，流入通道与连接有多个流出通道的泵室连接， 故相对于多个流出通道能使流入通道通用化，可简化泵的结构。而且，因为可 动体也是1个，故可简化泵的结构。因此，可实现泵的小型化。
本发明的控制方法中，在吸入步骤与排出步骤之间设有消除泵的游隙的初 期排出步骤，因此，在排出步骤中，可从当初将可动体的移动量与从流出通道 的排出量的关系保持为直线。因此，可在排出步骤中高精度地控制最初来自进 行排出流体的流出通道的排出量，可降低从各流出通道的排出量的偏差。其结 果，可高精度地从各流出通道排出合适量的流体。
本发明的燃料电池具有单电池，所述单电池包括具有阳极集电体和阳极
催化剂层的阳极；具有阴极集电体和阴极催化剂层的阴极；配置在阳极与阴极 之间的电解质膜，所述燃料电池还具有向所述阳极供给液体的送液泵，以及向 所述阴极供给空气的送气泵，其特征在于，所述送液泵包括泵室；与该泵室 连接的流体的流入通道；通过流出侧主动阀与上述泵室连接的2个以上的流出 通道；使所述泵室容积变化的可动体。
本发明的燃料电池的控制方法是，所述燃料电池具有多通道泵，该多通道 泵包括泵室；与该泵室连接的流入通道；通过流出侧主动阀而与所述泵室连 接的2个以上的流出通道；以及为了使所述泵室容积变化而往复移动的1个可 动体，同时，所述流入通道通过流入侧主动阀而与所述泵室连接，其特征在于， 所述控制方法包括打开所述流入侧主动阀、利用所述可动体的吸入动作将流 体吸入所述泵室、然后关闭所述流入侧主动阀的吸入步骤；在该吸入步骤后依
次打开规定的流出侧主动阀、以利用所述可动体的排出动作而排出规定量的流 体的多个排出步骤。


图1是表示本发明的实施形态的多通道泵的基本结构的概念图。
图2是表示从甲醇的排出侧看到的图1所示的多通道泵的具体结构的立体图。
图3是表示从X方向看到的图2所示的多通道泵的立体图。 图4是表示图2所示的多通道泵的Y截面的立体图。
图5是将图2所示的多通道泵的主动阀的开闭机构拔出后表示的分解立体图。
图6是表示图2所示的多通道泵的流入通道及流出通道的结构的俯视图。 图7是说明图2所示的多通道泵的控制方法的时间图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的最佳形态进行说明。 [多通道泵的基本结构]
图1是表示本发明的实施形态的多通道泵的基本结构的概念图。 本形态的多通道泵l(泵1)，例如在便携式电子设备中使用的DMFC中， 是作为压送甲醇的送液泵使用的，其包括泵室2;与泵室2连接的流入通道 3;通过流出侧主动阀6与泵室2连接的2个以上的流出通道4;用于使泵室2 容积变化的往复移动的1个可动体13。更具体地说，l个泵室2与2个流入通 道3a、 3b连接，8个流出通道4a 4h通过8个流出侧主动阀6a 6h与泵室2连接。
流入通道3a、 3b的一端侧(图示上端侧)通过流入侧主动阀5a、 5b与泵室2 连接。另外，流入通道3a、 3b的另一端侧分别连接有分别具有朝向流入泵室 方向打开的被动阀10a、 10b(被动阀IO)的第1流道8a、 8b(第1流道8)、分别 具有朝向从泵室2流出的方向打开的被动阀11a、llb(被动阀11)的第2流道9a、 9b(第2流道9)。
第1流道8及第2流道9可与甲醇收容容器(未图示，以下称为收容容器) 连接。具体地说，第1流道8可与收容容器的下方连接，第2流道9可与收容 容器的上方连接。被动阀10例如是橡胶制成的阀，是受到流体的压力而打开 的通常的阀。因此，被动阀10设置在流入通道、即第1流道8内，故当朝向 泵室2的甲醇吸入方向产生压力就打开，即使朝向收容容器的甲醇的排出方向
产生压力也不会打开。另一方面，被动阀11也例如是橡胶制成的阀，但由于
设置在流出通道、即第2流道9内，故当朝向收容容器的甲醇排出方向产生压 力就打开，但即使朝向泵室2的甲醇的吸入方向产生压力也不会打开。因此， 甲醇通过第1流道8及流入通道3从收容容器吸入泵室2内，甲醇通过流入通 道3及第2流道9从泵室2向收容容器排出。本形态中，第l流道8a及第2 流道9a、第1流道8b及第2流道9b分别与其他收容容器连接。
流入侧主动阀5a、 5b可通过驱动作动器(图1中未图示)单独开闭。
8个流出通道4a 4h可分别与DMFC的发电部、即8个单电池(未图示) 连接，从流出通道4a 4h排出的甲醇可供给单电池的阳极。
流出侧主动阀6a 6h与流入侧主动阀5a、 5b相同，可通过驱动作动器(图 1中未图示)单独开闭。
本形态中的可动体13，是在与泵室2连接的缸体14内作往复移动的活塞(以 下称为活塞13)。活塞13固定在活塞杆15的图示上端侧。活塞杆15与驱动作 动器(图1中未图示)连接，通过该驱动作动器在缸体14内进行往复移动。
以上结构的泵1中，流出侧主动阀6a 6h为关闭状态、且流入侧主动阀 5a、 5b的至少1个为打开状态时，活塞13朝图示的下方移动，甲醇被吸入泵 室2内。而当流入侧主动阀5a、 5b为关闭状态、且流出侧主动阀6a 6h的至 少1个为打开状态时，活塞13朝图示的上方移动，甲醇被从泵室2向单电池 排出。而且，当流出侧主动阀6a 6h为关闭状态、且流入侧主动阀5a、 5b的 至少1个为打开状态时，活塞13朝图示的上方移动，甲醇被排向收容容器。 对于泵i的具体控制方法详细后述。
图7是说明图2所示的多通道泵的控制方法的时间图。
本形态中，泵1由具有以下步骤的控制方法控制。该控制方法包括打开 流入侧主动阀5、通过活塞13的吸入动作将甲醇从第1流道吸入泵室2的吸入 步骤S1;在吸入步骤后、通过活塞13的排出动作将甲醇从泵室2向第2流道 9排出并消除泵1的游隙后、关闭流入侧主动阀5的初期排出步骤S2;在初期 排出步骤S2后、依次打开规定的流出侧主动阀6、通过活塞13的排出动作将 规定量的甲醇排出的排出步骤S3。以下对该控制方法进行详细说明。
图7中，活塞驱动电动机51的时间图中，从中心线朝下侧施加的阴影线 部分表示活塞13朝排出方向(图4中的左方)动作的排出动作的状态，从中心线 朝上侧施加的阴影线部分表示活塞13朝吸入方向(图4的右方)动作的吸入动作 的状态。阀开闭驱动电动机52的时间图中，施加了阴影线的部分表示各主动 阀打开的状态。
初期状态中，流入侧主动阀5及流出侧主动阀6全部为关闭的状态。在该 状态下，首先，驱动阀开闭驱动电动机52，使流入侧主动阀5b成为开状态。 然后，通过活塞驱动电动机51使活塞13朝排出甲醇的方向移动。将该活塞13 的排出动作持续至上死点(原点)，进行活塞13的原点回归(原点回归步骤S0)。
此时，甲醇从泵室2通过成为了开状态的被动阀lib向第2流道9b排出。
接着，将甲醇吸入泵室2(吸入步骤Sl)。更具体地说，在使流入侧主动阀 5b为开状态的情况下驱动活塞驱动电动机51，使活塞13朝吸入甲醇的方向移 动。该活塞13的吸入动作例如持续至活塞13的下死点为止。通过活塞13的 吸入动作，通过成为了开状态的被动阀10b将甲醇从第l流道8b吸入泵室2。
接着，通过活塞13的排出动作将甲醇从泵室2排出，在消除泵1的游隙 后，关闭流入侧主动阀5b(初期排出步骤S2)。更具体地说，在使流入侧主动阀 5b为开状态的情况下驱动活塞驱动电动机51，使活塞13朝排出甲醇的方向移 动直到消除泵1的游隙为止。通过该活塞13的排出动作，并借助成为了开状 态的被动阀11b将甲醇向第2流道9b排出，然后，通过阀开闭驱动电动机52 使流入侧主动阀5b成为关闭状态。
接着，依次打开规定的流出侧主动阀6，由活塞13的排出动作排出规定量 的甲醇(排出步骤S3)。更具体地说，首先，由阀开闭驱动电动机52使流出侧 主动阀6f成为开状态，由活塞驱动电动机51进行活塞B的排出动作，从流出 通道4f排出规定量的甲醇。然后，由阀开闭驱动电动机52使流出侧主动阀6f 成为关闭状态，使流出侧主动阀6g成为开状态，进行活塞13的排出动作，从 流出通道4g排出规定量的甲醇。这样，由阀开闭驱动电动机52按流出侧主动 阀6f、 6g、 6h、 6a、 6b、 6c、 6d、 6e的顺序依次一边进行开闭动作一边利用活 塞13的排出动作，按流出通道4f、 4g、 4h、 4a、 4b、 4c、 4d、 4e的顺序依次 排出规定量的甲醇。
这里，在泵室2设有检查气泡有无的检测器时，当该检测器检测出气泡时， 例如，通过将流入侧主动阀5b作成开状态，并进行活塞13的排出动作，接着 成为了开状态的被动阀llb，可向第2流道9b排出气泡。另外，在泵1的起动 时或收容容器更换后，通过同样的动作也可排出气泡。
当采用图2 图6所示的多通道泵1的结构时，通过阀开闭驱动电动机52， 也可进行上述一连串的动作中没有使用的流入侧主动阀5a的开闭动作。但是， 当流入侧主动阀5a为开状态时，如不移动活塞13，则不会影响上述一连串的 动作。
以上说明的那样，本形态的多通道泵l，具有流出侧主动阀6a 6h，故能 可靠地防止甲醇从流出通道4a 4h向泵室2的倒流。而且，可通过流出侧主动 阀6a 6h控制从流出通道4a 4h排出的甲醇的排出目的地。而且，多通道泵 l中，由1个活塞13的排出动作将甲醇从各流出通道4a 4h排出。因此，与 对各流出通道4a 4h分别设置活塞的情况相比，排出性能均匀，能抑制从各流
出通道4a 4h的排出量的偏差。因此，在多通道泵1中可高精度地排出合适量 的甲醇。
另外，本形态中，2个流入通道3a、 3b与连接有8个流出通道4a 4h的 泵室2连接。因此，相对于多个流出通道4a 4h能使流入通道3a、 3b通用化， 可简化泵l的结构。而且，因为活塞13也是1个，可简化泵l的结构。因此， 可实现泵l的小型化，例如，可装载在用于便携式电子设备的DMFC这样的小 型装置上。
本形态中，活塞13的驱动机构包括在外周部形成有阳螺纹15a的活塞杆 15;形成有与阳螺纹15a螺合的阴螺纹16a的螺母16;通过齿轮17等对螺母 16进行旋转驱动的活塞驱动电动机51。因此，可由螺纹的螺距与活塞驱动电 动机51的旋转量来控制活塞13的移动量。因此，能从流出通道4a 4h排出微 小流量。而且，可提高排出流量的精度。尤其是，本形态中，活塞驱动电动机 51是步进电动机，故能高精度地控制活塞13的移动量。例如，本形态的泵1 中，可从各流出通道4a 4h高精度地排出0.01cc这样的微小流量。而且，也 可间歇地排出微小流量。
本形态中，多通道泵1具有2个流入通道3a、 3b。因此，在各流入通道3a、 3b连接有收容容器的情况下，能容易地进行收容容器的更换作业。
本形态中，流入通道3a、 3b的一端侧通过流入侧主动阀5a、 5b与泵室2 连接。因此，能可靠地防止从泵室2向流入通道3a、 3b的倒流。
另外，本形态的多通道泵1的控制方法中，在吸入步骤Sl与排出步骤S3 之间设有消除泵1的游隙的初期排出步骤S2。因此，在排出步骤S3中，可从 当初将活塞13的移动量与来自流出通道4a 4h的排出量的关系保持为线性关 系。因此，只要合适地控制活塞13的移动量，就可在排出步骤S3中高精度地 控制最初来自进行排出流体的流出通道4f的排出量，可降低来自各流出通道 4a 4h的排出量的偏差。
而且，本形态中的多通道泵1的控制方法中，在排出步骤S3，将从流出通 道4a 4h多次排出用的所需甲醇在吸入步骤Sl吸入。因此，即使从各流出通 道4a 4h排出极其微量的甲醇的排出量，也可在某种程度上确保吸入量。例如， 即使从各流出通道4a 4h的各排出量为IOU)，也可使吸入量为8(|al)。因此， 可增大泵l的容量，容易具有自给性能。
上述形态是本发明的较佳形态的一例，但并不局限于此，在不改变本发明 的宗旨的范围内可进行各种变形。
例如，上述形态的多通道泵l，作为可动体是使用活塞13的活塞式的泵，
但并不局限于活塞式的泵，也可是仅具有1个可动体的隔膜式的泵。又，也可 以是采用其它方式的泵。
另外，上述形态中，将流入侧主动阀5及流出侧主动阀6用共用的驱动作 动器、即阀开闭驱动电动机52进行开闭驱动的，但也可对各主动阀分别设置 驱动作动器，还可设置多个对几个主动阀进行开闭驱动的驱动作动器。
而且，活塞驱动电动机51并不局限于步进电动机，也可使用其他电动机。 另外，活塞13的驱动作动器并不局限于电动机，可使用各种驱动作动器。
而且，上述形态中，设置了 2个流入通道3a、 3b，但也可是1个流入通道。 反之，也可设置3个以上的流入通道。
另外，多通道泵l的控制方法，并不局限于上述控制方法。例如，也可由 具有以下步骤的控制方法控制泵1， S卩，该控制方法包括打开流入侧主动阀 5、由活塞13的吸入动作将甲醇吸入泵室2后、关闭流入侧主动阀5的吸入步 骤；在吸入步骤后、打开1个流出侧主动阀6、由活塞13的排出动作将甲醇从 泵室2排出、消除泵1的游隙的初期排出步骤；在初期排出步骤后、依次打开 规定的流出侧主动阀6、由活塞13的排出动作排出规定量的甲醇的排出步骤。
即使在该场合，因为在吸入步骤与排出步骤之间设有消除泵1的游隙的初 期排出步骤，因此，在排出步骤中，可从当初将活塞13的移动量与来自流出 通道4的排出量的关系保持为线性，因此，可降低从各流出通道4的排出量的 偏差。在排出步骤中，因为将从流出通道4多次排出用的所需甲醇在吸入步骤 吸入，故即使从各流出通道4排出极其微量的甲醇的排出量，也可在某种程度 上确保吸入量。因此，可增大泵l的容量，容易具有自给性能。
而且，使用的流体并不局限于甲醇或甲醇水溶液，也可是乙醇(酒精)或其 水溶液、或其他液体。
另外，用途也并不局限于燃料电池，例如，在化学物质的分析装置领域中， 也可作为微量试剂的滴下装置中使用的、多个注射泵的代用品进行使用。
权利要求
1.一种多通道泵，其特征在于，包括泵室；与该泵室连接的流体的流入通道；通过流出侧主动阀与上述泵室连接的2个以上的流出通道；使所述泵室容积变化的1个可动体。
2. 如权利要求1所述的多通道泵，其特征在于，所述可动体通过往复移 动使所述泵室容积变化。
3. 如权利要求2所述的多通道泵，其特征在于，所述可动体是在与所述泵 室连接的缸体内进行往复移动的活塞。
4. 如权利要求3所述的多通道泵，其特征在于，包括固定有所述活塞 并在外周部形成阳螺纹的活塞杆；为了使所述活塞进行往复移动而形成有与所 述阳螺纹螺合的阴螺纹的旋转体；对该旋转体进行旋转驱动的活塞驱动电动 机。
5. 如权利要求4所述的多通道泵，其特征在于，形成于所述活塞杆上的 凸部与设在托架上的凹部卡合而构成所述活塞的止转部，所述托架与所述驱动 电动机构成一体。
6. 如权利要求4所述的多通道泵，其特征在于，所述活塞驱动电动机是步 进电动机。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的多通道泵，其特征在于，具有2个 以上的所述流入通道。
8. 如权利要求7所述的多通道泵，其特征在于，所述泵室形成于基板的大 致中央，在所述基板上形成所述2个以上的流入通道和所述2个以上的流出通 道，所述2个以上的流入通道和所述2个以上的流出通道从所述泵室起呈放射 状形成。
9. 如权利要求1至6中任一项所述的多通道泵，其特征在于，所述流入 通道通过流入侧主动阀与所述泵室连接。
10. 如权利要求9所述的多通道泵，其特征在于，所述流入通道连接有 具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的第1流道、具有向从所述泵室流出 的方向打开的被动阀的第2流道。
11. 如权利要求IO所述的多通道泵，其特征在于，所述第1流入通道和所 述第2流入通道与收容容器连接，所述第1流入通道与所述收容容器的下方连 接，所述第2流入通道与所述收容容器的上方连接。
12. 如权利要求IO所述的多通道泵，其特征在于，与所述2个以上的流入 通道中的至少一个连接的收容容器不同于与另一个流入通道连接的收容容器。
13. 如权利要求IO所述的多通道泵，其特征在于，作为所述流出通道的开 口端的流出口、作为第1流道的开口端的吸入口、以及作为第2流道的开口端 的排出口沿相同方向形成。
14. 如权利要求l所述的多通道泵，其特征在于，用液体作为流体，并且 具有对所述泵室有无气泡进行检测的检测器。
15. 如权利要求l所述的多通道泵，其特征在于，所述流入通道借助可由 驱动作动器开闭的流入侧主动阀而与所述泵室连接，同时，与所述2个以上的 流出通道对应地设置的所述流出侧主动阀可由驱动作动器个别地开闭，所述可 动体是在与所述泵室连接的缸体内进行往复移动的活塞。
16. 如权利要求15所述的多通道泵，其特征在于，所述流入通道连接有 具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的第1流道、具有向从所述泵室流出 的方向打开的被动阀的第2流道，在所述第1流道及第2流道与所述泵室之间 设置所述流入侧主动阀。
17. 如权利要求15所述的多通道泵，其特征在于，驱动所述流出侧主动 阀的驱动作动器是阀开闭驱动电动机，具有被该阀开闭驱动电动机移动的凸 轮，利用该凸轮而对与所述2个以上的流出通道对应地设置的所述流出侧主动 阀个别地进行开闭。
18. —种多通道泵的控制方法，该多通道泵包括泵室；与该泵室连接的 流入通道；通过流出侧主动阀而与所述泵室连接的2个以上的流出通道;以及 为了使所述泵室容积变化而往复移动的l个可动体，同时，所述流入通道通过 流入侧主动阀而与所述泵室连接，其特征在于，所述控制方法包括打开所述流入侧主动阀、以利用所述可动体的吸入动作将流体吸入所述泵 室、然后关闭所述流入侧主动阀的吸入步骤；在该吸入步骤后依次打开规定的流出侧主动阀、以利用所述可动体的排出 动作而排出规定量的流体的多个排出步骤。
19. 一种多通道泵的控制方法，该多通道泵包括泵室；与该泵室连接的 流入通道；通过流出侧主动阀而与所述泵室连接的2个以上的流出通道；以及 为了使所述泵室容积变化而往复移动的l个可动体，同时，所述流入通道连接 有具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的第1流道、具有向从所述泵室 流出的方向打开的被动阀的第2流道，其特征在于，所述控制方法包括打开所述流入侧主动阀、利用所述可动体的吸入动作将流体从所述第1流 道吸入所述泵室的吸入步骤；在该吸入步骤后依次打开规定的流出侧主动阀、以利用所述可动体的排出动作而排出规定量的流体的多个排出步骤。
20. 如权利要求18或19所述的多通道泵的控制方法，其特征在于，所述 多个排出步骤中，最初进行的排出步骤是初期排出步骤，在该步骤中，将l个 流出侧主动阀打开，以利用所述可动体的排出动作从所述泵室排出流体，从而 消除泵的游隙。
21. —种燃料电池，具有单电池，所述单电池包括具有阳极集电体和阳 极催化剂层的阳极；具有阴极集电体和阴极催化剂层的阴极；配置在阳极与阴 极之间的电解质膜，所述燃料电池还具有向所述阳极供给液体的送液泵，以及 向所述阴极供给空气的送气泵，其特征在于，所述送液泵包括泵室；与该泵 室连接的流体的流入通道；通过流出侧主动阀与上述泵室连接的2个以上的流 出通道；使所述泵室容积变化的可动体。
22. 如权利要求21所述的燃料电池，其特征在于，所述液体是甲醇或甲醇 水溶液。
23. 如权利要求22所述的燃料电池，其特征在于，所述送液泵的可动体是 1个。
24. 如权利要求23所述的燃料电池，其特征在于，所述可动体通过往复移动使所述泵室容积变化。
25. 如权利要求24所述的燃料电池，其特征在于，所述可动体是在与所述泵室连接的缸体内进行往复移动的活塞。
26. 如权利要求25所述的燃料电池，其特征在于，包括固定有所述活 塞并在外周部形成阳螺纹的活塞杆；为了使所述活塞进行往复移动而形成有与 所述阳螺纹螺合的阴螺纹的旋转体；对该旋转体进行旋转驱动的活塞驱动电动 机。
27. 如权利要求26所述的燃料电池，其特征在于，形成于所述活塞杆上 的凸部与设在托架上的凹部卡合而构成所述活塞的止转部，所述托架与所述驱 动电动机构成一体。
28. 如权利要求26所述的燃料电池，其特征在于，所述活塞驱动电动机是 步进电动机。
29. 如权利要求21至28中任一项所述的燃料电池，其特征在于，具有2 个以上的所述流入通道。
30. 如权利要求29所述的燃料电池，其特征在于，所述泵室形成于基板的 大致中央，在所述基板上形成所述2个以上的流入通道和所述2个以上的流出 通道，所述2个以上的流入通道和所述2个以上的流出通道从所述泵室起呈放 射状形成。
31. 如权利要求21至28中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述流 入通道通过流入侧主动阀与所述泵室连接。
32. 如权利要求31所述的燃料电池，其特征在于，所述流入通道连接有 具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的第1流道、具有向从所述泵室流出 的方向打开的被动阀的第2流道。
33. 如权利要求IO所述的燃料电池，其特征在于，所述第l流入通道和所 述第2流入通道与收容甲醇或甲醇水溶液的收容容器连接，所述第1流入通道 与所述收容容器的下方连接，所述第2流入通道与所述收容容器的上方连接。
34. 如权利要求32所述的燃料电池，其特征在于，与所述2个以上的流入 通道中的至少一个连接的、收容甲醇或甲醇水溶液的收容容器不同于与另一个 流入通道连接的收容容器。
35. 如权利要求32所述的燃料电池，其特征在于，作为所述流出通道的开 口端的流出口、作为第1流道的开口端的吸入口、以及作为第2流道的开口端 的排出口沿相同方向形成。
36. 如权利要求l所述的燃料电池，其特征在于，具有对所述泵室有无气 泡进行检测的检测器。
37. 如权利要求21所述的燃料电池，其特征在于，所述流入通道借助可 由驱动作动器开闭的流入侧主动阀而与所述泵室连接，同时，与所述2个以上 的流出通道对应地设置的所述流出侧主动阀可由驱动作动器个别地开闭，所述 可动体是在与所述泵室连接的缸体内进行往复移动的活塞。
38. 如权利要求37所述的燃料电池，其特征在于，所述流入通道连接有具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的第1流道、具有向从所述泵室流出 的方向打开的被动阀的第2流道，在所述第1流道及第2流道与所述泵室之间设置所述流入侧主动阀。
39. 如权利要求37所述的燃料电池，其特征在于，驱动所述流出侧主动 阀的驱动作动器是阀开闭驱动电动机，具有被该阀开闭驱动电动机移动的凸 轮，利用该凸轮而对与所述2个以上的流出通道对应地设置的所述流出侧主动 阀个别地进行开闭。
40. —种燃料电池的控制方法，所述燃料电池具有多通道泵，该多通道泵 包括泵室；与该泵室连接的流入通道；通过流出侧主动阀而与所述泵室连接 的2个以上的流出通道；以及为了使所述泵室容积变化而往复移动的l个可动 体，同时，所述流入通道通过流入侧主动阀而与所述泵室连接，其特征在于， 所述控制方法包括打开所述流入侧主动阀、利用所述可动体的吸入动作将流体吸入所述泵 室、然后关闭所述流入侧主动阀的吸入步骤；在该吸入步骤后依次打开规定的流出侧主动阀、以利用所述可动体的排出 动作而排出规定量的流体的多个排出步骤。
41. 一种燃料电池的控制方法，所述燃料电池具有多通道泵，该多通道泵 包括泵室；与该泵室连接的流入通道；通过流出侧主动阀而与所述泵室连接 的2个以上的流出通道；以及为了使所述泵室容积变化而往复移动的l个可动 体，同时，所述流入通道连接有:具有向流入所述泵室的方向打开的被动阀的 第1流道、具有向从所述泵室流出的方向打开的被动阀的第2流道，其特征在 于，所述控制方法包括打开所述流入侧主动阀、利用所述可动体的吸入动作将流体从所述第l流 道吸入所述泵室的吸入步骤；在该吸入步骤后依次打开规定的流出侧主动阀、以利用所述可动体的排出 动作而排出规定量的流体的多个排出步骤。
42. 如权利要求40或41所述的燃料电池的控制方法，其特征在于，所述 多个排出步骤中，最初进行的排出步骤是初期排出步骤，在该步骤中，将l个 流出侧主动阀打开，以利用所述可动体的排出动作从所述泵室排出流体，从而 消除泵的游隙。
全文摘要
本发明的多通道泵(1)，包括泵室(2)；与该泵室(2)连接的流入通道(3)；通过流出侧主动阀(6)与泵室(2)连接的2个以上的流出通道(4)；以及用于使泵室(2)容积变化的往复移动的1个活塞(13)。由于利用1个活塞(13)从各流出通道(4)排出流体，因而可使排出性能均匀化。本发明能提供一种具有排出流体的多个流出通道的同时、能高精度地排出合适量的流体的多通道泵。
文档编号F04B7/00GK101187361SQ20071010927
公开日2008年5月28日 申请日期2005年7月14日 优先权日2004年7月15日
发明者村松健次, 横沢满雄 申请人:株式会社三协精机制作所