多通道泵及其控制方法技术

本发明专利技术的多通道泵（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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2005年7月14日、申请号为200510085938.9、名称为“多通道泵及其控制方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术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。
技术介绍
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：DirectMethanol 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，已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1，2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：クロスオ一バ一)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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，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。本专利技术的又一目的在于，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，本专利技术的多通道泵，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：アクテイブバルブ)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。本专利技术的多通道泵，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，本专利技术中，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。本专利技术中，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量。本专利技术中，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。本专利技术中，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。-->本专利技术中，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。本专利技术中，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：パツシブバルブ)连接的情况相比，能可靠地防止从泵室向流入通道的回流。本专利技术中，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。本专利技术中，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。本专利技术中，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。本专利技术中，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。本专利技术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1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：バツクラツシユ)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。本专利技术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。本专利技术的控制方法中，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。以上本专利技术的多通道泵，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
JP 2004-7-15 2004-2085511.一种多通道泵，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10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10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10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1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1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。18.一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、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1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1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。21.一种燃料电池，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：横沢满雄，村松健次，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]