專利名稱：多通道泵及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直接甲醇型燃料電池等中所使用的多通道泵及其控制方法。
背景技術(shù)：
本說明書中，"多通道泵"是指具有多個排出流體的流出通道的泵。 作為近年來支撐信息化社會的便攜式電子設(shè)備的電源，或作為用于應(yīng)對大
氣污染和地球變暖的電源，對燃料電池的期待逐漸增大。該燃料電池中，通過 從甲醇直接取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電的直接甲醇型燃料電池(以下，DMFC: Direct Methanol Fuel Cell),因具有不需要改質(zhì)器、體積能量密度高這樣的性質(zhì)，故對 應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的期待逐漸高漲。
作為上述DMFC，己有具有以下結(jié)構(gòu)的各種提案，即，包括具有發(fā)電部 (單電池)的發(fā)電裝置；甲醇或甲醇水溶液(以下，本說明書中稱為甲醇)的收容容 器；從該收容容器壓送甲醇的送液泵(例如，參照專利文獻(xiàn)l， 2及3)。
單電池包括具有陽極集電體和陽極催化劑層的陽極(燃料極)；具有陰極 集電體和陰極催化劑層的陰極(空氣極)；在陽極與陰極之間配置的電解質(zhì)膜。
通過送液泵將甲醇供給陽極，通過送氣泵將空氣供給陰極。專利文獻(xiàn)1日本專利特開2004 — 71262號公報專利文獻(xiàn)2日本專利特開2004—127618號公報專利文獻(xiàn)3日本專利特開2004—152741號公報
在上述DMFC的發(fā)電部、即單電池的陽極中，甲醇氧化的活性差，伴隨有 電壓損失。另外，陰極也有電壓損失。因此，可從1個單電池取出的輸出電力 極小。因此，為了得到規(guī)定的輸出，DMFC中使用多個單電池。
當(dāng)向陽極過度地供給甲醇時，則會發(fā)生該甲醇的一部分以未反應(yīng)的狀態(tài)透 過電解質(zhì)膜而向陰極泄漏、即所謂的交疊(日文夕口》才一"'一)現(xiàn)象。該 交疊會導(dǎo)致陰極的電位下降，故成為上述陰極處的電壓損失的原因之一。到達(dá) 陰極后的未反應(yīng)的甲醇與發(fā)電無關(guān)地與氧發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生熱，故單電池的發(fā)電 效率因交疊而顯著下降。因此，最好不過度地向陽極供給甲醇。
從以上可見，作為向單電池的陽極供給甲醇的送液泵，要求是具有可向多 個單電池排出、且能高精度地排出合適量的甲醇這樣的特性的送液泵。但是， 目前還沒有有關(guān)具有這樣特性的送液泵的具體提案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具有排出流體的多個流出通道的同時、能高 精度地排出合適量的流體的多通道泵及該多通道泵的控制方法。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種可裝載在用于便攜式電子設(shè)備等的小型
DMFC等內(nèi)的多通道泵。
為了解決上述問題，本發(fā)明的多通道泵，其特征在于，包括泵室；與該 泵室連接的流入通道；通過流出側(cè)主動閥(日文7夕于< 7"^7")與上述 泵室連接的2個以上的流出通道；用于使所述泵室容積變化的往復(fù)移動的1個 可動體。
本發(fā)明的多通道泵，具有通過流出側(cè)主動閥與泵室連接的2個以上的流出 通道。因此，在流出側(cè)主動閥關(guān)閉期間，能可靠地防止流體的倒流。另外，可 通過流出側(cè)主動閥控制從流出通道排出的流體的排出目的地。而且，多通道泵 具有用于使泵室容積變化的往復(fù)移動的1個可動體。因為通過1個可動體使流 體從各流出通道排出，故排出性能均勻，能抑制各流出通道的排出量的偏差， 可高精度地排出合適量的流體。
另外，本發(fā)明中，流入通道與連接有多個流出通道的泵室連接。因此，相 對于多個流出通道能使流入通道通用化，可簡化泵的結(jié)構(gòu)。而且，因為可動體 也是1個，故可簡化泵的結(jié)構(gòu)。因此，可實現(xiàn)泵的小型化，例如，可裝載在用 于便攜式電子設(shè)備的DMFC這樣的小型的裝置上。
本發(fā)明中，上述可動體最好是在與所述泵室連接的缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的 活塞。可動體為活塞時，活塞的移動量比較容易控制，故能正確地排出微小流
本發(fā)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陽螺 紋的活塞桿；為了使所述活塞進(jìn)行往復(fù)移動而形成有與所述陽螺紋螺合的陰螺 紋的旋轉(zhuǎn)體；對該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的活塞驅(qū)動電動機。該場合，由螺紋的螺距 與活塞驅(qū)動電動機的旋轉(zhuǎn)量來控制活塞的移動量，故能以簡易的結(jié)構(gòu)高精度地 排出微小流量。
本發(fā)明中，所述活塞驅(qū)動電動機最好是步進(jìn)電動機。該場合，能更高精度 地控制活塞的移動量。
本發(fā)明中，所述多通道泵最好具有2個以上的所述流入通道。采用如此結(jié) 構(gòu)，例如，在流體收容容器與每個流入通道分別連接的情況下，流體收容容器 容易更換。
本發(fā)明中，所述流入通道最好是通過流入側(cè)主動閥與所述泵室連接。該場 合，與通過被動閥(日文"^ 〉 7')連接的情況相比，能可靠地防止從
泵室向流入通道的回流。
本發(fā)明中，所述流入通道可構(gòu)成為連接有具有朝向所述泵室流入的方向 打開的被動閥的第1流道、具有朝向從所述泵室流出的方向打開的被動閥的第 2流道。該場合，最好在第1流道及第2流道與所述泵室之間設(shè)置所述流入側(cè) 主動閥。
本發(fā)明中，所述流體為液體，所述多通道泵也可具有對所述泵室有無氣泡 進(jìn)行檢測的檢測器。
本發(fā)明中，所述流入通道借助可由驅(qū)動作動器開閉的流入側(cè)主動閥與所述 泵室連接，同時與所述2個以上的流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動閥構(gòu) 成為可由驅(qū)動作動器個別地開閉，所述可動體可構(gòu)成為是在與所述泵室連接的 缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的活塞。
本發(fā)明中，驅(qū)動所述流出側(cè)主動閥的驅(qū)動作動器是閥開閉驅(qū)動電動機，具 有由該閥開閉驅(qū)動電動機移動的凸輪，只要做成由該凸輪能對與所述2個以上 的流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動閥個別地進(jìn)行開閉的結(jié)構(gòu)，通過由閥 開閉驅(qū)動電動機使凸輪移動，能使多個流出側(cè)主動閥依次開閉。
本發(fā)明的多通道泵的控制方法，其特征在于，包括打開所述流入側(cè)主動 閥、由所述可動體的吸入動作將流體吸入所述泵室后、關(guān)閉所述流入側(cè)主動閥 的吸入步驟；在該吸入步驟后、打開l個流出側(cè)主動閥、由所述可動體的排出 動作將流體從所述泵室排出、消除泵的游隙(日文八〃 ^ 5 '7 ^-)的初期排 出步驟；在該初期排出步驟后、依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、由所述可動體 的排出動作排出規(guī)定量的流體的排出步驟。
本發(fā)明的多通道泵的控制方法，其特征在于，包括打開所述流入側(cè)主動 閥、由所述可動體的吸入動作將流體從所述第1流道吸入所述泵室的吸入步驟； 在該吸入步驟后、由所述可動體的排出動作將流體從所述泵室向所述第2流道 排出、在消除泵的游隙后、關(guān)閉所述流入側(cè)主動閥的初期排出步驟；在該初期
排出步驟后、依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、由所述可動體的排出動作排出規(guī) 定量的流體的排出步驟。
本發(fā)明的控制方法中，在吸入步驟與排出步驟之間設(shè)有消除泵的游隙的初 期排出步驟。因此，在排出步驟中，可從當(dāng)初將可動體的移動量與來自流出通 道的排出量的關(guān)系保持為直線。因此，只要合適地控制可動體的移動量，就可 在排出步驟中高精度地控制最初來自進(jìn)行排出流體的流出通道的排出量，可降 低從各流出通道的排出量的偏差。
另外，在排出步驟，將從流出通道多次排出用的所需流體在吸入步驟吸入。 因此，即使從各流出通道排出微量的流體的排出量，也可在某種程度上確保吸 入量。因此，可增大多通道泵的容量，容易具有自給性能。
這里，"泵的游隙"是指可動體從吸入動作轉(zhuǎn)向排出動作時、出現(xiàn)的可動 體的移動量與從流出通道的排出量不呈線性關(guān)系這樣的現(xiàn)象，是因驅(qū)動可動體 的機構(gòu)部的游隙等產(chǎn)生的現(xiàn)象。
以上本發(fā)明的多通道泵，2個以上的流出通道通過流出側(cè)主動閥與泵室連 接，因此，在流出側(cè)主動閥關(guān)閉期間，能可靠地防止流體的倒流，可通過流出 側(cè)主動閥控制從流出通道排出的流體的排出目的地。而且，本發(fā)明的多通道泵， 由于利用l個可動體使泵室容積變化，故排出性能均勻，能抑制從各流出通道 的排出量的偏差。因此，可高精度地從各流出通道排出合適量的流體。
另外，本發(fā)明的多通道泵中，流入通道與連接有多個流出通道的泵室連接， 故相對于多個流出通道能使流入通道通用化，可簡化泵的結(jié)構(gòu)。而且，因為可 動體也是1個，故可簡化泵的結(jié)構(gòu)。因此，可實現(xiàn)泵的小型化。
本發(fā)明的控制方法中，在吸入步驟與排出步驟之間設(shè)有消除泵的游隙的初 期排出步驟，因此，在排出步驟中，可從當(dāng)初將可動體的移動量與從流出通道 的排出量的關(guān)系保持為直線。因此，可在排出步驟中高精度地控制最初來自進(jìn) 行排出流體的流出通道的排出量，可降低從各流出通道的排出量的偏差。其結(jié) 果，可高精度地從各流出通道排出合適量的流體。
本發(fā)明的燃料電池具有單電池，所述單電池包括具有陽極集電體和陽極
催化劑層的陽極；具有陰極集電體和陰極催化劑層的陰極；配置在陽極與陰極 之間的電解質(zhì)膜，所述燃料電池還具有向所述陽極供給液體的送液泵，以及向 所述陰極供給空氣的送氣泵，其特征在于，所述送液泵包括泵室；與該泵室 連接的流體的流入通道；通過流出側(cè)主動閥與上述泵室連接的2個以上的流出 通道；使所述泵室容積變化的可動體。
本發(fā)明的燃料電池的控制方法是，所述燃料電池具有多通道泵，該多通道 泵包括泵室；與該泵室連接的流入通道；通過流出側(cè)主動閥而與所述泵室連 接的2個以上的流出通道；以及為了使所述泵室容積變化而往復(fù)移動的1個可 動體，同時，所述流入通道通過流入側(cè)主動閥而與所述泵室連接，其特征在于， 所述控制方法包括打開所述流入側(cè)主動閥、利用所述可動體的吸入動作將流 體吸入所述泵室、然后關(guān)閉所述流入側(cè)主動閥的吸入步驟；在該吸入步驟后依
次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、以利用所述可動體的排出動作而排出規(guī)定量的流 體的多個排出步驟。


圖1是表示本發(fā)明的實施形態(tài)的多通道泵的基本結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖2是表示從甲醇的排出側(cè)看到的圖1所示的多通道泵的具體結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3是表示從X方向看到的圖2所示的多通道泵的立體圖。 圖4是表示圖2所示的多通道泵的Y截面的立體圖。
圖5是將圖2所示的多通道泵的主動閥的開閉機構(gòu)拔出后表示的分解立體圖。
圖6是表示圖2所示的多通道泵的流入通道及流出通道的結(jié)構(gòu)的俯視圖。 圖7是說明圖2所示的多通道泵的控制方法的時間圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的最佳形態(tài)進(jìn)行說明。 [多通道泵的基本結(jié)構(gòu)]
圖1是表示本發(fā)明的實施形態(tài)的多通道泵的基本結(jié)構(gòu)的概念圖。 本形態(tài)的多通道泵l(泵1)，例如在便攜式電子設(shè)備中使用的DMFC中， 是作為壓送甲醇的送液泵使用的，其包括泵室2;與泵室2連接的流入通道 3;通過流出側(cè)主動閥6與泵室2連接的2個以上的流出通道4;用于使泵室2 容積變化的往復(fù)移動的1個可動體13。更具體地說，l個泵室2與2個流入通 道3a、 3b連接，8個流出通道4a 4h通過8個流出側(cè)主動閥6a 6h與泵室2連接。
流入通道3a、 3b的一端側(cè)(圖示上端側(cè))通過流入側(cè)主動閥5a、 5b與泵室2 連接。另外，流入通道3a、 3b的另一端側(cè)分別連接有分別具有朝向流入泵室 方向打開的被動閥10a、 10b(被動閥IO)的第1流道8a、 8b(第1流道8)、分別 具有朝向從泵室2流出的方向打開的被動閥11a、llb(被動閥11)的第2流道9a、 9b(第2流道9)。
第1流道8及第2流道9可與甲醇收容容器(未圖示，以下稱為收容容器) 連接。具體地說，第1流道8可與收容容器的下方連接，第2流道9可與收容 容器的上方連接。被動閥10例如是橡膠制成的閥，是受到流體的壓力而打開 的通常的閥。因此，被動閥10設(shè)置在流入通道、即第1流道8內(nèi)，故當(dāng)朝向 泵室2的甲醇吸入方向產(chǎn)生壓力就打開，即使朝向收容容器的甲醇的排出方向
產(chǎn)生壓力也不會打開。另一方面，被動閥11也例如是橡膠制成的閥，但由于
設(shè)置在流出通道、即第2流道9內(nèi)，故當(dāng)朝向收容容器的甲醇排出方向產(chǎn)生壓 力就打開，但即使朝向泵室2的甲醇的吸入方向產(chǎn)生壓力也不會打開。因此， 甲醇通過第1流道8及流入通道3從收容容器吸入泵室2內(nèi)，甲醇通過流入通 道3及第2流道9從泵室2向收容容器排出。本形態(tài)中，第l流道8a及第2 流道9a、第1流道8b及第2流道9b分別與其他收容容器連接。
流入側(cè)主動閥5a、 5b可通過驅(qū)動作動器(圖1中未圖示)單獨開閉。
8個流出通道4a 4h可分別與DMFC的發(fā)電部、即8個單電池(未圖示) 連接，從流出通道4a 4h排出的甲醇可供給單電池的陽極。
流出側(cè)主動閥6a 6h與流入側(cè)主動閥5a、 5b相同，可通過驅(qū)動作動器(圖 1中未圖示)單獨開閉。
本形態(tài)中的可動體13，是在與泵室2連接的缸體14內(nèi)作往復(fù)移動的活塞(以 下稱為活塞13)?；钊?3固定在活塞桿15的圖示上端側(cè)。活塞桿15與驅(qū)動作 動器(圖1中未圖示)連接，通過該驅(qū)動作動器在缸體14內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動。
以上結(jié)構(gòu)的泵1中，流出側(cè)主動閥6a 6h為關(guān)閉狀態(tài)、且流入側(cè)主動閥 5a、 5b的至少1個為打開狀態(tài)時，活塞13朝圖示的下方移動，甲醇被吸入泵 室2內(nèi)。而當(dāng)流入側(cè)主動閥5a、 5b為關(guān)閉狀態(tài)、且流出側(cè)主動閥6a 6h的至 少1個為打開狀態(tài)時，活塞13朝圖示的上方移動，甲醇被從泵室2向單電池 排出。而且，當(dāng)流出側(cè)主動閥6a 6h為關(guān)閉狀態(tài)、且流入側(cè)主動閥5a、 5b的 至少1個為打開狀態(tài)時，活塞13朝圖示的上方移動，甲醇被排向收容容器。 對于泵i的具體控制方法詳細(xì)后述。
圖7是說明圖2所示的多通道泵的控制方法的時間圖。
本形態(tài)中，泵1由具有以下步驟的控制方法控制。該控制方法包括打開 流入側(cè)主動閥5、通過活塞13的吸入動作將甲醇從第1流道吸入泵室2的吸入 步驟S1;在吸入步驟后、通過活塞13的排出動作將甲醇從泵室2向第2流道 9排出并消除泵1的游隙后、關(guān)閉流入側(cè)主動閥5的初期排出步驟S2;在初期 排出步驟S2后、依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥6、通過活塞13的排出動作將 規(guī)定量的甲醇排出的排出步驟S3。以下對該控制方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖7中，活塞驅(qū)動電動機51的時間圖中，從中心線朝下側(cè)施加的陰影線 部分表示活塞13朝排出方向(圖4中的左方)動作的排出動作的狀態(tài)，從中心線 朝上側(cè)施加的陰影線部分表示活塞13朝吸入方向(圖4的右方)動作的吸入動作 的狀態(tài)。閥開閉驅(qū)動電動機52的時間圖中，施加了陰影線的部分表示各主動 閥打開的狀態(tài)。
初期狀態(tài)中，流入側(cè)主動閥5及流出側(cè)主動閥6全部為關(guān)閉的狀態(tài)。在該 狀態(tài)下，首先，驅(qū)動閥開閉驅(qū)動電動機52，使流入側(cè)主動閥5b成為開狀態(tài)。 然后，通過活塞驅(qū)動電動機51使活塞13朝排出甲醇的方向移動。將該活塞13 的排出動作持續(xù)至上死點(原點)，進(jìn)行活塞13的原點回歸(原點回歸步驟S0)。
此時，甲醇從泵室2通過成為了開狀態(tài)的被動閥lib向第2流道9b排出。
接著，將甲醇吸入泵室2(吸入步驟Sl)。更具體地說，在使流入側(cè)主動閥 5b為開狀態(tài)的情況下驅(qū)動活塞驅(qū)動電動機51，使活塞13朝吸入甲醇的方向移 動。該活塞13的吸入動作例如持續(xù)至活塞13的下死點為止。通過活塞13的 吸入動作，通過成為了開狀態(tài)的被動閥10b將甲醇從第l流道8b吸入泵室2。
接著，通過活塞13的排出動作將甲醇從泵室2排出，在消除泵1的游隙 后，關(guān)閉流入側(cè)主動閥5b(初期排出步驟S2)。更具體地說，在使流入側(cè)主動閥 5b為開狀態(tài)的情況下驅(qū)動活塞驅(qū)動電動機51，使活塞13朝排出甲醇的方向移 動直到消除泵1的游隙為止。通過該活塞13的排出動作，并借助成為了開狀 態(tài)的被動閥11b將甲醇向第2流道9b排出，然后，通過閥開閉驅(qū)動電動機52 使流入側(cè)主動閥5b成為關(guān)閉狀態(tài)。
接著，依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥6，由活塞13的排出動作排出規(guī)定量 的甲醇(排出步驟S3)。更具體地說，首先，由閥開閉驅(qū)動電動機52使流出側(cè) 主動閥6f成為開狀態(tài)，由活塞驅(qū)動電動機51進(jìn)行活塞B的排出動作，從流出 通道4f排出規(guī)定量的甲醇。然后，由閥開閉驅(qū)動電動機52使流出側(cè)主動閥6f 成為關(guān)閉狀態(tài)，使流出側(cè)主動閥6g成為開狀態(tài)，進(jìn)行活塞13的排出動作，從 流出通道4g排出規(guī)定量的甲醇。這樣，由閥開閉驅(qū)動電動機52按流出側(cè)主動 閥6f、 6g、 6h、 6a、 6b、 6c、 6d、 6e的順序依次一邊進(jìn)行開閉動作一邊利用活 塞13的排出動作，按流出通道4f、 4g、 4h、 4a、 4b、 4c、 4d、 4e的順序依次 排出規(guī)定量的甲醇。
這里，在泵室2設(shè)有檢查氣泡有無的檢測器時，當(dāng)該檢測器檢測出氣泡時， 例如，通過將流入側(cè)主動閥5b作成開狀態(tài)，并進(jìn)行活塞13的排出動作，接著 成為了開狀態(tài)的被動閥llb，可向第2流道9b排出氣泡。另外，在泵1的起動 時或收容容器更換后，通過同樣的動作也可排出氣泡。
當(dāng)采用圖2 圖6所示的多通道泵1的結(jié)構(gòu)時，通過閥開閉驅(qū)動電動機52， 也可進(jìn)行上述一連串的動作中沒有使用的流入側(cè)主動閥5a的開閉動作。但是， 當(dāng)流入側(cè)主動閥5a為開狀態(tài)時，如不移動活塞13，則不會影響上述一連串的 動作。
以上說明的那樣，本形態(tài)的多通道泵l，具有流出側(cè)主動閥6a 6h，故能 可靠地防止甲醇從流出通道4a 4h向泵室2的倒流。而且，可通過流出側(cè)主動 閥6a 6h控制從流出通道4a 4h排出的甲醇的排出目的地。而且，多通道泵 l中，由1個活塞13的排出動作將甲醇從各流出通道4a 4h排出。因此，與 對各流出通道4a 4h分別設(shè)置活塞的情況相比，排出性能均勻，能抑制從各流
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適量 的甲醇。
另外，本形態(tài)中，2個流入通道3a、 3b與連接有8個流出通道4a 4h的 泵室2連接。因此，相對于多個流出通道4a 4h能使流入通道3a、 3b通用化， 可簡化泵l的結(jié)構(gòu)。而且，因為活塞13也是1個，可簡化泵l的結(jié)構(gòu)。因此， 可實現(xiàn)泵l的小型化，例如，可裝載在用于便攜式電子設(shè)備的DMFC這樣的小 型裝置上。
本形態(tài)中，活塞13的驅(qū)動機構(gòu)包括在外周部形成有陽螺紋15a的活塞桿 15;形成有與陽螺紋15a螺合的陰螺紋16a的螺母16;通過齒輪17等對螺母 16進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的活塞驅(qū)動電動機51。因此，可由螺紋的螺距與活塞驅(qū)動電 動機51的旋轉(zhuǎn)量來控制活塞13的移動量。因此，能從流出通道4a 4h排出微 小流量。而且，可提高排出流量的精度。尤其是，本形態(tài)中，活塞驅(qū)動電動機 51是步進(jìn)電動機，故能高精度地控制活塞13的移動量。例如，本形態(tài)的泵1 中，可從各流出通道4a 4h高精度地排出0.01cc這樣的微小流量。而且，也 可間歇地排出微小流量。
本形態(tài)中，多通道泵1具有2個流入通道3a、 3b。因此，在各流入通道3a、 3b連接有收容容器的情況下，能容易地進(jìn)行收容容器的更換作業(yè)。
本形態(tài)中，流入通道3a、 3b的一端側(cè)通過流入側(cè)主動閥5a、 5b與泵室2 連接。因此，能可靠地防止從泵室2向流入通道3a、 3b的倒流。
另外，本形態(tài)的多通道泵1的控制方法中，在吸入步驟Sl與排出步驟S3 之間設(shè)有消除泵1的游隙的初期排出步驟S2。因此，在排出步驟S3中，可從 當(dāng)初將活塞13的移動量與來自流出通道4a 4h的排出量的關(guān)系保持為線性關(guān) 系。因此，只要合適地控制活塞13的移動量，就可在排出步驟S3中高精度地 控制最初來自進(jìn)行排出流體的流出通道4f的排出量，可降低來自各流出通道 4a 4h的排出量的偏差。
而且，本形態(tài)中的多通道泵1的控制方法中，在排出步驟S3，將從流出通 道4a 4h多次排出用的所需甲醇在吸入步驟Sl吸入。因此，即使從各流出通 道4a 4h排出極其微量的甲醇的排出量，也可在某種程度上確保吸入量。例如， 即使從各流出通道4a 4h的各排出量為IOU)，也可使吸入量為8(|al)。因此， 可增大泵l的容量，容易具有自給性能。
上述形態(tài)是本發(fā)明的較佳形態(tài)的一例，但并不局限于此，在不改變本發(fā)明 的宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形。
例如，上述形態(tài)的多通道泵l，作為可動體是使用活塞13的活塞式的泵，
但并不局限于活塞式的泵，也可是僅具有1個可動體的隔膜式的泵。又，也可 以是采用其它方式的泵。
另外，上述形態(tài)中，將流入側(cè)主動閥5及流出側(cè)主動閥6用共用的驅(qū)動作 動器、即閥開閉驅(qū)動電動機52進(jìn)行開閉驅(qū)動的，但也可對各主動閥分別設(shè)置 驅(qū)動作動器，還可設(shè)置多個對幾個主動閥進(jìn)行開閉驅(qū)動的驅(qū)動作動器。
而且，活塞驅(qū)動電動機51并不局限于步進(jìn)電動機，也可使用其他電動機。 另外，活塞13的驅(qū)動作動器并不局限于電動機，可使用各種驅(qū)動作動器。
而且，上述形態(tài)中，設(shè)置了 2個流入通道3a、 3b，但也可是1個流入通道。 反之，也可設(shè)置3個以上的流入通道。
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 具有以下步驟的控制方法控制泵1， S卩，該控制方法包括打開流入側(cè)主動閥 5、由活塞13的吸入動作將甲醇吸入泵室2后、關(guān)閉流入側(cè)主動閥5的吸入步 驟；在吸入步驟后、打開1個流出側(cè)主動閥6、由活塞13的排出動作將甲醇從 泵室2排出、消除泵1的游隙的初期排出步驟；在初期排出步驟后、依次打開 規(guī)定的流出側(cè)主動閥6、由活塞13的排出動作排出規(guī)定量的甲醇的排出步驟。
即使在該場合，因為在吸入步驟與排出步驟之間設(shè)有消除泵1的游隙的初 期排出步驟，因此，在排出步驟中，可從當(dāng)初將活塞13的移動量與來自流出 通道4的排出量的關(guān)系保持為線性，因此，可降低從各流出通道4的排出量的 偏差。在排出步驟中，因為將從流出通道4多次排出用的所需甲醇在吸入步驟 吸入，故即使從各流出通道4排出極其微量的甲醇的排出量，也可在某種程度 上確保吸入量。因此，可增大泵l的容量，容易具有自給性能。
而且，使用的流體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、或其他液體。
另外，用途也并不局限于燃料電池，例如，在化學(xué)物質(zhì)的分析裝置領(lǐng)域中， 也可作為微量試劑的滴下裝置中使用的、多個注射泵的代用品進(jìn)行使用。
權(quán)利要求
1.一種多通道泵，其特征在于，包括泵室；與該泵室連接的流體的流入通道；通過流出側(cè)主動閥與上述泵室連接的2個以上的流出通道；使所述泵室容積變化的1個可動體。
2. 如權(quán)利要求1所述的多通道泵，其特征在于，所述可動體通過往復(fù)移 動使所述泵室容積變化。
3. 如權(quán)利要求2所述的多通道泵，其特征在于，所述可動體是在與所述泵 室連接的缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的活塞。
4. 如權(quán)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 并在外周部形成陽螺紋的活塞桿；為了使所述活塞進(jìn)行往復(fù)移動而形成有與所 述陽螺紋螺合的陰螺紋的旋轉(zhuǎn)體；對該旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的活塞驅(qū)動電動 機。
5. 如權(quán)利要求4所述的多通道泵，其特征在于，形成于所述活塞桿上的 凸部與設(shè)在托架上的凹部卡合而構(gòu)成所述活塞的止轉(zhuǎn)部，所述托架與所述驅(qū)動 電動機構(gòu)成一體。
6. 如權(quán)利要求4所述的多通道泵，其特征在于，所述活塞驅(qū)動電動機是步 進(jìn)電動機。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的多通道泵，其特征在于，具有2個 以上的所述流入通道。
8. 如權(quán)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個以上的流入通道和所述2個以上的流出通 道，所述2個以上的流入通道和所述2個以上的流出通道從所述泵室起呈放射 狀形成。
9. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的多通道泵，其特征在于，所述流入 通道通過流入側(cè)主動閥與所述泵室連接。
10. 如權(quán)利要求9所述的多通道泵，其特征在于，所述流入通道連接有 具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的第1流道、具有向從所述泵室流出 的方向打開的被動閥的第2流道。
11. 如權(quán)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流入通道與收容容器連接，所述第1流入通道與所述收容容器的下方連 接，所述第2流入通道與所述收容容器的上方連接。
12. 如權(quán)利要求IO所述的多通道泵，其特征在于，與所述2個以上的流入 通道中的至少一個連接的收容容器不同于與另一個流入通道連接的收容容器。
13. 如權(quán)利要求IO所述的多通道泵，其特征在于，作為所述流出通道的開 口端的流出口、作為第1流道的開口端的吸入口、以及作為第2流道的開口端 的排出口沿相同方向形成。
14. 如權(quán)利要求l所述的多通道泵，其特征在于，用液體作為流體，并且 具有對所述泵室有無氣泡進(jìn)行檢測的檢測器。
15. 如權(quán)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 驅(qū)動作動器開閉的流入側(cè)主動閥而與所述泵室連接，同時，與所述2個以上的 流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動閥可由驅(qū)動作動器個別地開閉，所述可 動體是在與所述泵室連接的缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的活塞。
16. 如權(quán)利要求15所述的多通道泵，其特征在于，所述流入通道連接有 具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的第1流道、具有向從所述泵室流出 的方向打開的被動閥的第2流道，在所述第1流道及第2流道與所述泵室之間 設(shè)置所述流入側(cè)主動閥。
17. 如權(quán)利要求15所述的多通道泵，其特征在于，驅(qū)動所述流出側(cè)主動 閥的驅(qū)動作動器是閥開閉驅(qū)動電動機，具有被該閥開閉驅(qū)動電動機移動的凸 輪，利用該凸輪而對與所述2個以上的流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動 閥個別地進(jìn)行開閉。
18. —種多通道泵的控制方法，該多通道泵包括泵室；與該泵室連接的 流入通道；通過流出側(cè)主動閥而與所述泵室連接的2個以上的流出通道;以及 為了使所述泵室容積變化而往復(fù)移動的l個可動體，同時，所述流入通道通過 流入側(cè)主動閥而與所述泵室連接，其特征在于，所述控制方法包括打開所述流入側(cè)主動閥、以利用所述可動體的吸入動作將流體吸入所述泵 室、然后關(guān)閉所述流入側(cè)主動閥的吸入步驟；在該吸入步驟后依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、以利用所述可動體的排出 動作而排出規(guī)定量的流體的多個排出步驟。
19. 一種多通道泵的控制方法，該多通道泵包括泵室；與該泵室連接的 流入通道；通過流出側(cè)主動閥而與所述泵室連接的2個以上的流出通道；以及 為了使所述泵室容積變化而往復(fù)移動的l個可動體，同時，所述流入通道連接 有具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的第1流道、具有向從所述泵室 流出的方向打開的被動閥的第2流道，其特征在于，所述控制方法包括打開所述流入側(cè)主動閥、利用所述可動體的吸入動作將流體從所述第1流 道吸入所述泵室的吸入步驟；在該吸入步驟后依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、以利用所述可動體的排出動作而排出規(guī)定量的流體的多個排出步驟。
20. 如權(quán)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 多個排出步驟中，最初進(jìn)行的排出步驟是初期排出步驟，在該步驟中，將l個 流出側(cè)主動閥打開，以利用所述可動體的排出動作從所述泵室排出流體，從而 消除泵的游隙。
21. —種燃料電池，具有單電池，所述單電池包括具有陽極集電體和陽 極催化劑層的陽極；具有陰極集電體和陰極催化劑層的陰極；配置在陽極與陰 極之間的電解質(zhì)膜，所述燃料電池還具有向所述陽極供給液體的送液泵，以及 向所述陰極供給空氣的送氣泵，其特征在于，所述送液泵包括泵室；與該泵 室連接的流體的流入通道；通過流出側(cè)主動閥與上述泵室連接的2個以上的流 出通道；使所述泵室容積變化的可動體。
22. 如權(quán)利要求21所述的燃料電池，其特征在于，所述液體是甲醇或甲醇 水溶液。
23. 如權(quán)利要求22所述的燃料電池，其特征在于，所述送液泵的可動體是 1個。
24. 如權(quán)利要求23所述的燃料電池，其特征在于，所述可動體通過往復(fù)移動使所述泵室容積變化。
25. 如權(quán)利要求24所述的燃料電池，其特征在于，所述可動體是在與所述泵室連接的缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的活塞。
26. 如權(quán)利要求25所述的燃料電池，其特征在于，包括固定有所述活 塞并在外周部形成陽螺紋的活塞桿；為了使所述活塞進(jìn)行往復(fù)移動而形成有與 所述陽螺紋螺合的陰螺紋的旋轉(zhuǎn)體；對該旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的活塞驅(qū)動電動 機。
27. 如權(quán)利要求26所述的燃料電池，其特征在于，形成于所述活塞桿上 的凸部與設(shè)在托架上的凹部卡合而構(gòu)成所述活塞的止轉(zhuǎn)部，所述托架與所述驅(qū) 動電動機構(gòu)成一體。
28. 如權(quán)利要求26所述的燃料電池，其特征在于，所述活塞驅(qū)動電動機是 步進(jìn)電動機。
29. 如權(quán)利要求21至28中任一項所述的燃料電池，其特征在于，具有2 個以上的所述流入通道。
30. 如權(quán)利要求29所述的燃料電池，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個以上的流入通道和所述2個以上的流出 通道，所述2個以上的流入通道和所述2個以上的流出通道從所述泵室起呈放 射狀形成。
31. 如權(quán)利要求21至28中任一項所述的燃料電池，其特征在于，所述流 入通道通過流入側(cè)主動閥與所述泵室連接。
32. 如權(quán)利要求31所述的燃料電池，其特征在于，所述流入通道連接有 具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的第1流道、具有向從所述泵室流出 的方向打開的被動閥的第2流道。
33. 如權(quán)利要求IO所述的燃料電池，其特征在于，所述第l流入通道和所 述第2流入通道與收容甲醇或甲醇水溶液的收容容器連接，所述第1流入通道 與所述收容容器的下方連接，所述第2流入通道與所述收容容器的上方連接。
34. 如權(quán)利要求32所述的燃料電池，其特征在于，與所述2個以上的流入 通道中的至少一個連接的、收容甲醇或甲醇水溶液的收容容器不同于與另一個 流入通道連接的收容容器。
35. 如權(quán)利要求32所述的燃料電池，其特征在于，作為所述流出通道的開 口端的流出口、作為第1流道的開口端的吸入口、以及作為第2流道的開口端 的排出口沿相同方向形成。
36. 如權(quán)利要求l所述的燃料電池，其特征在于，具有對所述泵室有無氣 泡進(jìn)行檢測的檢測器。
37. 如權(quán)利要求21所述的燃料電池，其特征在于，所述流入通道借助可 由驅(qū)動作動器開閉的流入側(cè)主動閥而與所述泵室連接，同時，與所述2個以上 的流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動閥可由驅(qū)動作動器個別地開閉，所述 可動體是在與所述泵室連接的缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)移動的活塞。
38. 如權(quán)利要求37所述的燃料電池，其特征在于，所述流入通道連接有具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的第1流道、具有向從所述泵室流出 的方向打開的被動閥的第2流道，在所述第1流道及第2流道與所述泵室之間設(shè)置所述流入側(cè)主動閥。
39. 如權(quán)利要求37所述的燃料電池，其特征在于，驅(qū)動所述流出側(cè)主動 閥的驅(qū)動作動器是閥開閉驅(qū)動電動機，具有被該閥開閉驅(qū)動電動機移動的凸 輪，利用該凸輪而對與所述2個以上的流出通道對應(yīng)地設(shè)置的所述流出側(cè)主動 閥個別地進(jìn)行開閉。
40. —種燃料電池的控制方法，所述燃料電池具有多通道泵，該多通道泵 包括泵室；與該泵室連接的流入通道；通過流出側(cè)主動閥而與所述泵室連接 的2個以上的流出通道；以及為了使所述泵室容積變化而往復(fù)移動的l個可動 體，同時，所述流入通道通過流入側(cè)主動閥而與所述泵室連接，其特征在于， 所述控制方法包括打開所述流入側(cè)主動閥、利用所述可動體的吸入動作將流體吸入所述泵 室、然后關(guān)閉所述流入側(cè)主動閥的吸入步驟；在該吸入步驟后依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、以利用所述可動體的排出 動作而排出規(guī)定量的流體的多個排出步驟。
41. 一種燃料電池的控制方法，所述燃料電池具有多通道泵，該多通道泵 包括泵室；與該泵室連接的流入通道；通過流出側(cè)主動閥而與所述泵室連接 的2個以上的流出通道；以及為了使所述泵室容積變化而往復(fù)移動的l個可動 體，同時，所述流入通道連接有:具有向流入所述泵室的方向打開的被動閥的 第1流道、具有向從所述泵室流出的方向打開的被動閥的第2流道，其特征在 于，所述控制方法包括打開所述流入側(cè)主動閥、利用所述可動體的吸入動作將流體從所述第l流 道吸入所述泵室的吸入步驟；在該吸入步驟后依次打開規(guī)定的流出側(cè)主動閥、以利用所述可動體的排出 動作而排出規(guī)定量的流體的多個排出步驟。
42. 如權(quán)利要求40或41所述的燃料電池的控制方法，其特征在于，所述 多個排出步驟中，最初進(jìn)行的排出步驟是初期排出步驟，在該步驟中，將l個 流出側(cè)主動閥打開，以利用所述可動體的排出動作從所述泵室排出流體，從而 消除泵的游隙。
全文摘要
本發(fā)明的多通道泵(1)，包括泵室(2)；與該泵室(2)連接的流入通道(3)；通過流出側(cè)主動閥(6)與泵室(2)連接的2個以上的流出通道(4)；以及用于使泵室(2)容積變化的往復(fù)移動的1個活塞(13)。由于利用1個活塞(13)從各流出通道(4)排出流體，因而可使排出性能均勻化。本發(fā)明能提供一種具有排出流體的多個流出通道的同時、能高精度地排出合適量的流體的多通道泵。
文檔編號F04B7/00GK101187361SQ20071010927
公開日2008年5月28日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者村松健次, 橫沢滿雄 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所