(57)【要約】【課題】電気浸透流ポンプの電極より発生する気泡を確実に除去する。【解決手段】電気浸透材５１の上流側と下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプ５０と、電気浸透流ポンプ５０の上流側と下流側に液体の流路を形成する流路構造体４４，４５とを備える送液装置の接続構造体４０である。流路構造体４４，４５には、電気浸透流ポンプ５０の上流部と下流部において、流路の内外に通じる脱気孔４４ｄ，４５ｄが設けられるとともに、この脱気孔４４ｄ，４５ｄを覆うように、気泡を透過させる疎水性膜４４ｆ，４５ｆが設けられている。電気浸透流ポンプ５０の電極より発生した気泡を疎水性膜４４ｆ，４５ｆに透過させ、脱気孔４４ｄ，４５ｄより確実に除去するため、吸液体４１，４２にはスリット４１ｃ，４２ｃ、親水性膜４５ｇの周りに環状に疎水性膜４５ｆ、流路構造体４４，４５に環状溝４４ｂ，４５ｂ、直線状溝４４ｃ，４５ｃが設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、
前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの上流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜が設けられている流路構造体と、
前記電気浸透流ポンプよりも上流側の送液流路に設けられ、前記電気浸透材の上流側電極が設けられた面と当接して液体を吸収し、前記電極との当接面側から前記疎水性膜側に通じる気泡除去経路が形成されている吸液体と、
を備えることを特徴とする送液装置の接続構造体。
【請求項２】
前記気泡除去経路は前記吸液体の流路中心側から流路の外側方向に向かって形成されたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の送液装置の接続構造体。
【請求項３】
前記スリットは流路中心側から流路の外側方向に向かって幅が広がる形状であることを特徴とする請求項２に記載の送液装置の接続構造体。
【請求項４】
電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、
前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの下流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜が設けられている流路構造体と、
を備え、
前記電気浸透流ポンプよりも下流側の送液流路には、前記疎水性膜が環状に設けられ、前記疎水性膜と同一平面内の中央に液体を透過させる親水性膜が設けられている流路が配置されていることを特徴とする送液装置の接続構造体。
【請求項５】
電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、
前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの上流部または下流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜と、外面に前記脱気孔と通じる気泡除去経路となる溝が設けられている流路構造体と、
を備えることを特徴とする送液装置の接続構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の送液装置の接続構造体と、前記吸液体が挿入される燃料カートリッジと、前記送液装置の接続構造体により前記燃料カートリッジ内の燃料が供給される燃料電池装置と、を備えることを特徴とする燃料電池型発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池型発電装置と、前記燃料電池型発電装置によって発電された電気により動作する電子機器本体と、を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気浸透現象を用いた電気浸透流ポンプを備える送液装置の接続構造体、その送液装置の接続構造体を備える燃料電池型発電装置、及びその燃料電池型発電装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として燃料電池が注目されるようになり、燃料電池自動車、携帯機器、電化住宅などに幅広く実用化されてきている。燃料電池は改質方式と燃料直接方式の２つに分類される。改質方式は、燃料と水から水素を改質器で生成した後に、水素を発電セルに供給する方式であり、燃料直接方式は、燃料と水を改質せずに発電セルに供給する方式である。
【０００３】
何れの場合でも、燃料や水を送液するための動力源としてポンプが用いられる。ポンプには、遠心式、容積回転式、容積往復式等といった機械的に動作するものがあるが、機械的可動部を持たずに液体を送液する電気浸透流ポンプが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
電気浸透流ポンプは電気浸透現象を用いたものであり、図１８に示すように構成されている。図１８に示すように、電気浸透流ポンプは、管材５０４に充填された電気浸透材５０２と、電気浸透材５０２の上流側に配置された電極５０１と、下流側に配置された電極５０３とを備える。電気浸透材５０２は、例えば、管材５０４の流れ方向に配置されたシリカ繊維等の誘電体からなる。
【０００５】
電気浸透流ポンプは以下のような原理により動作する。即ち、電気浸透材５０２の誘電体に液体が接触すると、誘電体の表面が帯電し、その接触界面近傍には液体中のカウンターイオンが集まり、電荷が過剰となる。ここで、電極５０１と電極５０３との間に電圧を印加することで電気浸透材５０２内に電界が生じると、液体中のカウンターイオンが移動し、液体の粘性により液体全体が流れる。なお、電気浸透材５０２がシリカである場合には、シリカの表面がＳｉ−Ｏ-となり、シリカの表面が負に帯電し、液体中には正イオン（カウンターイオン）が集まり、液体中では正電荷が過剰となるので、電極５０１の電位を電極５０３の電位よりも高くするように電圧を印加すれば、図１８に示すような方向に流体が流れる。
このような原理で駆動する電気浸透流ポンプは、可動部がなく構造が単純であり、小型化が可能、無脈動、無騒音、等の利点がある。
また、電気浸透流ポンプに駆動液体の自己充填機構とガス抜き機構とを持った、電気浸透流ポンプの提案も行なわれている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２２８０７号公報
【特許文献２】特願２００６−９５９５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、電気浸透流ポンプによる送液を継続すると、両電極に液体の電気分解により気泡が発生する。このため、上流側の電極近傍に発生する気泡は電気浸透流ポンプの上流側に蓄積するため、電気浸透材の有効流路面積を小さくし、液体の送液効率を低下させるおそれがある。また、下流側の電極近傍に発生する気泡は液体とともに下流へ流れるため、下流に設けた流量センサが気泡の通過によって液体の正確な流量を検出できなくなるおそれがある。この問題を解決するために、筆者は特許文献２に示すように電気浸透流ポンプに駆動液体の自己充填機構とガス抜き機構とを持った、電気浸透流ポンプの提案を行ったが、電子機器用の燃料電池型発電装置において電気浸透流ポンプを搭載するためには、より送液効率を高め、且つより小型化となる具体的な実装形態を作り出すことが課題であった。
【０００７】
本発明の課題は、電気浸透流ポンプの電極より発生する気泡を確実に除去することができる小型送液装置の接続構造体、その送液装置の接続構造体を用いた燃料電池型発電装置、及びその燃料電池型発電装置を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、送液装置の接続構造体において、電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの上流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜が設けられている流路構造体と、前記電気浸透流ポンプよりも上流側の送液流路に設けられ、前記電気浸透材の上流側電極が設けられた面と当接して液体を吸収し、前記電極との当接面側から前記疎水性膜側に通じる気泡除去経路が形成されている吸液体と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送液装置の接続構造体において、前記気泡除去経路は前記吸液体の流路中心側から流路の外側方向に向かって形成されたスリットであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の送液装置の接続構造体において、前記スリットは流路中心側から流路の外側方向に向かって幅が広がる形状であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、送液装置の接続構造体において、電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの下流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜が設けられている流路構造体と、を備え、前記電気浸透流ポンプよりも下流側の送液流路には、前記疎水性膜が環状に設けられ、前記疎水性膜と同一平面内の中央に液体を透過させる親水性膜が設けられている流路が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、送液装置の接続構造体において、電気浸透材の上流側及び下流側に電極が設けられた電気浸透流ポンプと、前記電気浸透流ポンプの上流側及び下流側に液体の流路を形成し、前記電気浸透流ポンプの上流部または下流部に、流路の内外に通じる脱気孔が設けられるとともに、この脱気孔に、気泡を透過させる疎水性膜と、外面に前記脱気孔と通じる気泡除去経路となる溝が設けられている流路構造体と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、燃料電池型発電装置において、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送液装置の接続構造体と、前記吸液体が挿入される燃料カートリッジと、前記送液装置の接続構造体により前記燃料カートリッジ内の燃料が供給される燃料電池装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、電子機器において、請求項６に記載の燃料電池型発電装置と、前記燃料電池型発電装置によって発電された電気により動作する電子機器本体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電気浸透流ポンプの電極より発生する気泡を確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１７】
〔電子機器〕
図１は電子機器１０００のブロック図である。電子機器１０００は、燃料電池型発電装置１と、燃料電池型発電装置１により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ９０４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０４に接続される２次電池９０５と、それらを制御する制御部９０６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０４より電気エネルギーが供給される電子機器本体９０１と、を備える。
【００１８】
燃料電池型発電装置１は後述するように、電気エネルギーを生成しＤＣ／ＤＣコンバータ９０４に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ９０４は燃料電池型発電装置１により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体９０１や制御部９０６に供給する機能の他に、燃料電池型発電装置１により生成された電気エネルギーを２次電池９０５に充電し、燃料電池型発電装置１が動作していない時に、２次電池９０５に蓄電された電気エネルギーを電子機器本体９０１や制御部９０６に供給する機能も果たせるようになっている。制御部９０６は電子機器本体９０１に安定して電気エネルギーが供給されるように燃料電池型発電装置１やＤＣ／ＤＣコンバータ９０４の制御を行う。
次に、燃料電池型発電装置１について詳細に説明する。
【００１９】
〔燃料電池型発電装置〕
図２は燃料電池型発電装置１のブロック図である。燃料電池型発電装置１は、燃料カートリッジ２，２と、送液装置の接続構造体４０，４０と、流路制御部６０と、マイクロリアクタ６及び発電セル２０（燃料電池装置）と、エアポンプ３０等とからなる。燃料電池型発電装置１は二つの燃料カートリッジ２，２を持つシステムとしている。
【００２０】
流路制御部６０は例えば、複数枚の基板を積層した多層基板からなり、流路制御部６０には送液装置の接続構造体４０，４０、マイクロリアクタ６、発電セル２０、エアポンプ３０が表面実装されている。また、流路制御部６０はマイクロバルブ３３〜３５、及び流量センサ３６〜３８を備える（内蔵している）。
マイクロバルブ３３は、送液装置の接続構造体４０，４０から気化器７に流れる混合液の流れを開弁・閉弁することによって許容または阻止するｏｎ−ｏｆｆバルブである。マイクロバルブ３４はエアポンプ３０からマイクロリアクタ６内の一酸化炭素除去器９に流れる空気の流量を制御する制御バルブ（可変バルブ）である。マイクロバルブ３５はエアポンプ３０からマイクロリアクタ６内の燃焼器１０に流れる空気の流量を制御する制御バルブ（可変バルブ）である。
【００２１】
流量センサ３６は燃料カートリッジ２，２からマイクロリアクタ６内の気化器７までの流路中に設けられ、燃料カートリッジ２，２から気化器７に流れる混合液の流量を検出する。流量センサ３７はエアポンプ３０からマイクロリアクタ６内の一酸化炭素除去器９までの流路中に設けられ、エアポンプ３０から一酸化炭素除去器９に流れる空気の流量を検出する。流量センサ３８はエアポンプ３０からマイクロリアクタ６内の燃焼器１０までの流路中に設けられ、エアポンプ３０からマイクロリアクタ６内の燃焼器１０に流れる空気の流量を検出する。
【００２２】
燃料カートリッジ２内には燃料と水の混合液が貯留されている。燃料カートリッジ２，２の壁面には、燃料排出孔が形成されている。燃料排出孔には逆止弁が嵌め込まれている。逆止弁には後述する送液装置の接続構造体４０の吸液体４１が挿入される。
【００２３】
この逆止弁は可撓性・弾性を有する材料（例えば、エラストマー）をダックビル状に形成したダックビル弁であり、そのダックビル状の先端を燃料カートリッジ２，２の内部に向けた状態で嵌め込まれている。逆止弁によって、混合液が燃料排出孔から燃料カートリッジ２の外への漏れを防止することができる。
燃料排出孔は送液装置の接続構造体４０，４０と対向して設けられ、燃料カートリッジ２，２が送液装置の接続構造体４０，４０に対して着脱可能とされている。
【００２４】
送液装置の接続構造体４０，４０は、それぞれ吸液体４１，４２及び電気浸透流ポンプ５０を備える。第１の吸液体４１は吸液性を有し、燃料排出孔の逆止弁に挿入されて燃料カートリッジ２，２内の混合液を吸収する。第２の吸液体４２は第１の吸液体４１よりも軟質な繊維材料からなり、第１の吸液体４１により吸収された混合液を吸収する。
電気浸透流ポンプ５０は後述するように、第２の吸液体４２により吸収された混合液を吸引し、マイクロリアクタ６内の気化器７へ送液する。
【００２５】
マイクロリアクタ６は、図１に示すように、気化器７、改質器８、一酸化炭素除去器９及び燃焼器１０をユニット化したものであり、気化器７が改質器８に通じ、改質器８が一酸化炭素除去器９に通じている。マイクロリアクタ６は真空断熱パッケージ１１の中に収容されている。
【００２６】
マイクロリアクタ６の流路制御部６０との対向面には６つのポート１２〜１７が設けられている。マイクロリアクタ第一ポート１２は気化器７に通じる入力ポート、マイクロリアクタ第二ポート１３は一酸化炭素除去器９に通じる入力ポート、マイクロリアクタ第三ポート１４は燃焼器１０に通じる入力ポート、マイクロリアクタ第四ポート１５は燃焼器１０からの出力ポート、マイクロリアクタ第五ポート１６は燃焼器１０に通じる入力ポート、マイクロリアクタ第六ポート１７は一酸化炭素除去器９からの出力ポートである。
【００２７】
発電セル２０は、触媒を担持した燃料極２１と、触媒を担持した酸素極２２と、燃料極２１と酸素極２２の間に挟持された電解質膜２３とをユニット化したものである。
【００２８】
発電セル２０の流路制御部６０との対向面には４つのポート２４〜２７が設けられている。発電セル第一ポート２４は燃料極２１に通じる入力ポート、発電セル第二ポート２５は燃料極２１からの出力ポート、発電セル第三ポート２６は酸素極２２に通じる入力ポート、発電セル第四ポート２７は酸素極２２からの出力ポートである。
【００２９】
図２に示すように、エアポンプ３０の吸引側にはエアフィルタ３１が設けられており、外部の空気がエアフィルタ３１を介してエアポンプ３０に吸引される。エアポンプ３０には排出ポート３２が設けられ、エアポンプ３０に吸引された空気が排出ポート３２から排出され、流路制御部６０内の流路を通して、各部に供給される。
【００３０】
〔燃料電池型発電装置の動作〕
次に、この燃料電池型発電装置１の動作について説明する。
まず、送液装置の接続構造体４０，４０の作用によって、燃料カートリッジ２から気化器７へ混合液が送液される。
【００３１】
一方、エアポンプ３０が作動すると、外部の空気がエアフィルタ３１を通ってエアポンプ３０に吸引され、吸引された空気が排出ポート３２から一酸化炭素除去器９、燃焼器１０及び酸素極２２に送られる。
【００３２】
気化器７に送られた混合液は気化され、気化した燃料と水の混合気は改質器８に送られる。改質器８では、気化器７から供給された混合気から水素及び二酸化炭素が改質反応触媒により生成され、更に微量な一酸化炭素も生成される。なお、燃料カートリッジ２内の混合液がメタノールと水の混合液である場合には、化学反応式（１）、（２）のような触媒反応が改質器８で起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …  （１）
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2O＋ＣＯ  …  （２）
【００３３】
改質器８で生成された混合気は一酸化炭素除去器９に供給されて、エアポンプ３０の排出ポート３２からマイクロリアクタ第二ポート１３経由で供給された空気と混合される。一酸化炭素除去器９では、混合気中の一酸化炭素ガスが化学反応式（３）に示すように選択酸化反応触媒により優先的に酸化（燃焼）されて、一酸化炭素が除去される。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2  …  （３）
【００３４】
一酸化炭素が除去された状態の混合気には水素ガスが含まれ、その混合気がマイクロリアクタ第六ポート１７から発電セル第一ポート２４を経由して、発電セル２０の燃料極２１に供給される。酸素極２２にはエアポンプ３０の排出ポート３２から発電セル第三ポート２６経由で空気が供給される。そして、燃料極２１にマイクロリアクタ第六ポート１７から発電セル第一ポート２４経由で供給された混合気中の水素が、電解質膜２３を介して、酸素極２２に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極２１と酸素極２２との間で電力が生じる。
【００３５】
なお、電解質膜２３が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極２１では次式（４）のような反応が起き、燃料極２１で生成された水素イオンが電解質膜２３を透過し、酸素極２２では次式（５）のような反応が起こる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-  …（４）
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ  …（５）
【００３６】
酸素極２２で未反応の空気は発電セル第四ポート２７から外部に放出される。燃料極２１で未反応の水素が含まれる混合気は出力ポートである発電セル第二ポート２５からマイクロリアクタ第五ポート１６経由で燃焼器１０に送られる。更に、燃焼器１０にはエアポンプ３０の排出ポート３２からマイクロリアクタ第三ポート１４経由で空気が供給される。そして、燃焼器１０内では水素が酸化されることで燃焼熱が発生し、その燃焼熱によって気化器７、改質器８及び一酸化炭素除去器９が加熱される。そして、各種の生成物を含む混合気が燃焼器１０の出力ポートであるマイクロリアクタ第四ポート１５から外部に排出される。
【００３７】
〔送液装置の接続構造体〕
ここで、送液装置の接続構造体４０の詳細な構造について説明する。図３は送液装置の接続構造体４０を燃料カートリッジ２側から見た斜視図、図４は送液装置の接続構造体４０を流路制御部６０側から見た斜視図、図５は送液装置の接続構造体４０を燃料カートリッジ２側から見た分解斜視図、図６は送液装置の接続構造体４０を流路制御部６０側から見た分解斜視図、図７は図３のVII−VII矢視断面図である。
【００３８】
送液装置の接続構造体４０は、図３〜図７に示すように、電気浸透流ポンプ５０と、第１の吸液体４１と、第２の吸液体４２と、外殻４３と、インレット側流路構造体４４と、アウトレット側流路構造体４５と、等を接合してなる。
【００３９】
図８は電気浸透流ポンプ５０の分解斜視図である。電気浸透流ポンプ５０は、電気浸透材５１と、ホルダー５２と、引き出し電極５３、５４とからなる。
電気浸透材５１はホルダー５２内に側面を密着して納められる。ホルダー５２により電気浸透材５１の径方向の位置が固定される。
【００４０】
電気浸透材５１は、誘電体の多孔質材（例えば多孔質のセラミック等）、繊維材又は粒子充填材が円板状に形成されてなり、吸液性を有する。電気浸透材５１の両面には、白金等がスパッタ、蒸着等されることにより電極が形成されている。
【００４１】
引き出し電極５３，５４は、電気浸透材５１の両面の電極に接触するように配置される。引き出し電極５３，５４には、電気浸透材５１よりも径が小さい円形の開口５３ａ，５４ａが形成されている。この開口５３ａ，５４ａの内周部が電気浸透材５１の電極の外周部と当接する。引き出し電極５３，５４により電気浸透材５１の軸方向の位置が固定される。
なお、引き出し電極５３の開口５３ａの内部で第２の吸液体４２と電気浸透材５１とが当接する。電気浸透材５１は、第２の吸液体４２に浸透した混合液を吸収する。
【００４２】
引き出し電極５３，５４の材料としては、鉄、銅合金、ＳＵＳ等を用いることができ、電極及び混合液との接触による酸化反応を防止するために金メッキ処理が施されている。引き出し電極と電気浸透材５１の電極面との接続は、導電性を持った接着剤（例えば藤倉化成製ドータイトＦＡ−７３０、ＸＡ−８１９Ａ等）を用いて行うことができる。
【００４３】
図９は第１の吸液体４１を燃料カートリッジ２側から見た斜視図、図１０は第１の吸液体４１を流路制御部６０側から見た斜視図である。第１の吸液体４１は、図９，図１０に示すように、棒状部４１ａと、円板部４１ｂとを一体形成したものである。この第１の吸液体４１は硬質な多孔質構造となっており、吸液性を有する。第１の吸液体４１は、例えば液体浸透処理を施したポリエチレンまたはポリプロピレン粒子を焼結してできた多孔質体等からなる。
【００４４】
棒状部４１ａは円板部４１ｂの中央に立設されており、強度を保つために外殻４３に収納される。外殻４３は筒状であり、例えばＳＵＳなどの金属を塑性加工、切削加工等することにより形成される。燃料カートリッジ２，２が流路制御部６０に装着された状態では、棒状部４１ａは外殻４３とともに燃料排出孔の逆止弁に挿入され、燃料カートリッジ２，２内の混合液に接触する。そして燃料カートリッジ２，２内の混合液は棒状部４１ａの先端から第１の吸液体４１に吸収される。
【００４５】
棒状部４１ａは燃料カートリッジ２，２の交換により、燃料排出孔の逆止弁に繰り返し着脱（挿抜）されることになるが、外殻４３により補強されているため、棒状部４１ａが繰り返し着脱（挿抜）されることによる破損を防ぐことができる。
【００４６】
円板部４１ｂの径はほぼ第２の吸液体４２及び電気浸透流ポンプ５０の電気浸透材５１と同じであり、燃料を多孔質体の芯状部から毛管力によって座面に向かって移動させ、電気浸透材５１の有効流路面積に対し、効果的に燃料を接液させるようにしている。
円板部４１ｂには、図９，図１０に示すように、放射状に３つのスリット４１ｃが形成されている。
【００４７】
第２の吸液体４２は第１の吸液体４１の円板部４１ｂと電気浸透材５１との間に挟まれて配置されている。第２の吸液体４２は吸液性を有し、円板部４１ｂに浸透した混合液を吸収する。第２の吸液体４２は第１の吸液体４１よりも軟質な繊維材料を円板状に形成したものであり、可撓性を有し、弾性変形する。このため、第１の吸液体４１から電気浸透材５１に伝わる衝撃を和らげることができ、また、第１の吸液体４１と電気浸透材５１との密着性が良くなる為、効果的に第１の吸液体４１により吸収された液体を電気浸透材５１に送ることが可能となる。
【００４８】
このような第２の吸液体４２としては、燃料や水を透湿しやすく親水性の高い材料又は水酸基を内部表面に結合させて親水性を向上させた材料を用いることができ、例えばレーヨン等の不織布やポリウレタン等のスポンジ、フェルト等から形成することができる。
【００４９】
第２の吸液体４２には、第１の吸液体４１の円板部４１ｂと同様に、放射状にスリット４２ｃが刻まれている。
第１の吸液体４１及び第２の吸液体４２に形成されたスリット４１ｃ，４２ｃは、電気浸透材５１表面の電極から発生する気泡をポンプ外部に導く気泡除去経路となる。なお、スリット４１ｃ，４２ｃの幅は外側に向かう程広くなっており、気泡を外側に逃げやすくしている。
【００５０】
インレット側流路構造体４４は電気浸透流ポンプ５０に対して燃料カートリッジ２側に設けられる。インレット側流路構造体４４は中央に外殻４３とともに棒状部４１ａが挿通される導入孔４４ａを有し、導入孔４４ａの外周部が上下方向に外殻４３と円板部４１ｂとの間に挟持される。
【００５１】
インレット側流路構造体４４の燃料カートリッジ２側の面には、導入孔４４ａの周りに環状溝４４ｂが形成され、環状溝４４ｂから外側四方に直線状溝４４ｃが形成されている。環状溝４４ｂには、インレット側流路構造体４４を貫通する複数の脱気孔４４ｄが形成されている。この環状溝４４ｂ、直線状溝４４ｃ及び脱気孔４４ｄが酸素除去経路（気泡除去経路）となる。
インレット側流路構造体４４の燃料カートリッジ２側の面が燃料カートリッジ２の面と密着していても、環状溝４４ｂ、直線状溝４４ｃが設けられていることにより、脱気孔４４ｄが塞がれることなく、脱気孔４４ｄから排出される気泡を確実に外部に除去することができる。
【００５２】
インレット側流路構造体４４の電気浸透流ポンプ５０側の面には、円板部４１ｂが収納される凹部４４ｅが形成されている。凹部４４ｅには複数の脱気孔４４ｄが貫通しており、脱気孔４４ｄを覆うように環状の疎水性膜４４ｆが貼り付けられている。疎水性膜４４ｆは、酸素や水素といった気体を透過させ、水、メタノールといった液体を透過させない性質を有する。
電子機器に搭載される燃料電池においては、機器の姿勢を固定できない場合がある。特に常時持ち運んで使用するラップトップPCのような機器では、燃料電池本体内に配置された送液装置もまた天地が不定となる。電気浸透流ポンプ５０に配置された環状の疎水性膜４４ｆは、電気浸透流ポンプ５０の天地が不定となった場合にも、電気浸透材５１表面のインレット側の電極から発生した気泡をポンプ内に澱ませることなく安定的に外部に放出することができる。
凹部４４ｅの外周部は引き出し電極５３と接合され、第１の吸液体４１及び第２の吸液体４２のスリット４１ｃ，４２ｃから放出される酸素の気泡は脱気孔４４ｄに誘導される。
【００５３】
アウトレット側流路構造体４５には、流路制御部６０側の面の中央に接続管４５ａが突設され、接続管４５ａの内部に混合液の流路が形成されている。接続管４５ａは流路制御部６０のマイクロバルブ３３へ繋がる流路に接続される。
【００５４】
アウトレット側流路構造体４５の流路制御部６０側の面には、接続管４５ａの周りに環状溝４５ｂが形成され、環状溝４５ｂから外側四方に直線状溝４５ｃが形成されている。環状溝４５ｂには、アウトレット側流路構造体４５を貫通する複数の脱気孔４５ｄが形成されている。この環状溝４５ｂ、直線状溝４５ｃ及び脱気孔４５ｄが水素除去経路（気泡除去経路）となる。
アウトレット側流路構造体４５の流路制御部６０側の面と流路制御部６０の面が密着していても、環状溝４５ｂ、直線状溝４５ｃが設けられていることにより、脱気孔４５ｄが塞がれることなく、脱気孔４５ｄから排出される気泡を確実に外部に除去することができる。
【００５５】
アウトレット側流路構造体４５の電気浸透流ポンプ５０側の面には、接続管４５ａの流路に繋がる凹部４５ｅが形成されており、凹部４５ｅには脱気孔４５ｄが貫通している。凹部４５ｅには、脱気孔を覆うように環状の疎水性膜４５ｆが貼り付けられているとともに、接続管４５ａの流路を覆うように親水性膜４５ｇが貼り付けられている。親水性膜４５ｇは、疎水性膜４４ｆ，４５ｆとは反対に、水、メタノールといった液体を透過させ、酸素や水素といった気体を透過させない性質を有する。
アウトレット側においても、疎水性膜４５ｆが環状に設けられているので、機器の姿勢によらず、電気浸透材５１表面のアウトレット側の電極から発生した気泡をポンプ内に澱ませることなく安定的に外部に放出することができる。
【００５６】
疎水性膜４４ｆ，４５ｆとしては、例えば最低ブレークスルーポイント（内圧を高めていったときに膜を液体が通過し始める圧力値）が２８０ｋＰａのアドバンテック製Ｔ０２０Ａを、親水性膜４５ｇとしては、例えば最低バブルポイント（内圧を高めていったときに膜を気泡が通過し始める圧力値）が２５０ｋＰａの日本ポール製ＳＵＰＯＲ−４５０を用いることができる。
（親水性膜の最低バブルポイント及び、疎水性膜の最低ブレークスルーポイントはそれぞれ高いほうが親水性膜の気泡リーク及び、疎水性膜の液体リークを防止できるのだが、膜が緻密となるために親水性膜の液体通過及び、疎水性膜の気泡通過の際に圧力損失を生じポンプ性能の低下を招きかねない。従って、電気浸透材の性能に合わせた親水性膜及び、疎水性膜の設定が必要である。）
【００５７】
凹部４５ｅの外周部は引き出し電極５４と接合され、陰極から発生される水素の気泡は脱気孔４５ｄに誘導される。
【００５８】
なお、インレット側流路構造体４４、アウトレット側流路構造体４５と引き出し電極５３，５４との接合、引き出し電極５３，５４とホルダー５２との接合は接着剤を用いてもよいし、４隅に穴を設けネジ止めにする等、本発明の内容に反しない限り、接合条件、形状は自由に変えてもよい。
【００５９】
〔送液装置の接続構造体の動作〕
次に、送液装置の接続構造体４０の動作について説明する。
まず、燃料カートリッジ２，２を流路制御部６０に装着し、棒状部４１ａを外殻４３とともに燃料排出孔の逆止弁に挿入すると、棒状部４１ａは燃料カートリッジ２，２内の混合液に接触し、燃料カートリッジ２，２内の混合液が棒状部４１ａの先端から第１の吸液体４１に吸収される。
そして、第１の吸液体４１に吸収された混合液は、第２の吸液体４２、電気浸透材５１に浸透する。
【００６０】
電気浸透材５１に混合液が浸透した状態で、第２の吸液体４２と接触する面の電極が陽極、反対側の電極が陰極となるように、２つの引き出し電極５３，５４間に電圧を印加すると、電気浸透材５１内の混合液が陰極側に駆動力を得て移動し、第２の吸液体４２内の混合液が陽極側から電気浸透材５１内に浸透する。これにより混合液が陽極側から陰極側へ送液される。陰極側へ送液された混合液は親水性膜を透過して接続管４５ａに流される。
【００６１】
混合液の送液を継続すると、混合液中の水の電気分解により陽極の近傍に酸素の気泡が、陰極の近傍に水素の気泡が発生する。酸素の気泡は第１の吸液体４１、第２の吸液体４２に形成されたスリット４１ｃ，４２ｃに沿って外側に案内される。このときスリット４１ｃ，４２ｃの幅が外側に向かう程広くなっているため、小さな気泡が互いに結合して大きく成長しながら外側に案内される。
【００６２】
スリット４１ｃ，４２ｃから放出された酸素の気泡は、インレット側流路構造体４４内の凹部４４ｅを経由して、疎水性膜４４ｆ、脱気孔４４ｄを通ってインレット側流路構造体４４の外側に形成された環状溝４４ｂ及び直線状溝４４ｃから外部に放出される。
【００６３】
一方、水素の気泡は、混合液により陰極の近傍より流され、アウトレット側流路構造体４５内の凹部４５ｅを経由して疎水性膜４５ｆ、脱気孔４５ｄを通ってアウトット側流路構造体４５の外側に形成された環状溝４５ｂ及び直線状溝４５ｃから外部に放出される。なお、接続管４５ａの流路が親水性膜４５ｇにより覆われているため、水素の気泡は接続管４５ａの流路に流れることはない。
気泡の移動経路（除去経路）を理解しやすくする為に、気泡をポンプ外部に導く除去経路を、図１１、図１２及び図１３に示す。各図はそれぞれ図５、図６及び図７に対応する図で、図において気泡を白丸で示し、気泡の移動経路を矢印で示している。
なお、インレット側流路構造体４４の燃料カートリッジ２側の面が燃料カートリッジ２の面と密着している場合は、インレット側の脱気孔４４ｄから放出された気泡は環状溝４４ｂ、直線状溝４４ｃを通って移動する。また、アウトレット側流路構造体４５の流路制御部６０側の面と流路制御部６０の面が密着している場合は、アウトレット側の脱気孔４４５ｄから放出された気泡は環状溝４５ｂ、直線状溝４５ｃを通って移動する。
燃料を多孔質体の芯状部から毛管力によって座面に向かって移動させる機能と電気浸透材の電極から発生する気泡をポンプ外部に導く気泡除去経路とがこの構造によって同時に成立していることが解る。
【００６４】
このように、本実施形態の送液装置の接続構造体４０によれば、電気浸透流ポンプ５０の電極より発生する気泡を除去することができる。このため、上流側の電極近傍に発生する気泡が蓄積することによって起こる電気浸透材５１の有効流路面積が小さくなる現象がなく、液体の送液効率を維持することができる。また、下流側の電極近傍に発生する気泡が液体とともに接続管４５ａの流路に流れることがないため、下流に設けた流量センサ３６を気泡が通過することがなく、液体の正確な流量を検出することができる。
【００６５】
また、疎水性膜が環状に形成され、脱気孔が環状に配置されているので、送液装置の接続構造体４０が配置される方向に依存せずに気泡を確実に除去することができる。
そして、疎水性膜が環状に形成され、疎水性膜が設けられる同一平面内の中央に液体を透過させる親水性膜が設けられている流路が配置されているので、送液装置の接続構造体４０の厚さを薄くすることができる。
【実施例１】
【００６６】
疎水性膜としてアドバンテック製Ｔ０２０Ａを、親水性膜として日本ポール製ＳＵＰＯＲ−４５０を、組み合わせて用いたところ、液体は親水性膜を通って下流側流路に流れていき、気泡は内圧によって疎水性膜、脱気孔を通ってインレット側流路構造体の外側に形成された酸素除去経路、アウトレット側流路構造体の外側に形成された水素除去経路から外部に放出されることが確認された。
【００６７】
＜変形例１＞
なお、上記実施形態においては、図９，図１０に示すように、第１の吸液体４１の円板部４１ｂに３つのスリット４１ｃを設けたが、図１４，図１５に示すように、さらに多く（図１４，図１５では６つ）のスリット４１ｄを設け、第２の吸液体４２にも同様にスリット（図示せず）を設け、より気泡を放出しやすくしてもよい。
【００６８】
＜変形例２＞
また、図１６に示すように、第２の吸液体４２に、スリット４２ｃの代わりに複数の貫通穴４２ｅを放射状に設け、貫通穴４２ｅより気泡が放出されるようにしてもよい。同様に、第１の吸液体４１に複数の貫通穴（図示せず）を放射状に設けてもよい。
【００６９】
＜変形例３＞
また、図１７に示すように、第２の吸液体４２に、放射状のスリット４２ｃの代わりに、中心から外周方向に向かう葛折り状のスリット４２ｆを複数形成し、この葛折り状のスリット４２ｆから気泡が放出されるようにしてもよい。さらに、第１の吸液体４１に同様の葛折り状のスリット（図示せず）を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】電子機器１０００のブロック図である。
【図２】燃料電池型発電装置１のブロック図である。
【図３】送液装置の接続構造体４０を燃料カートリッジ２側から見た斜視図である。
【図４】送液装置の接続構造体４０を流路制御部６０側から見た斜視図である。
【図５】送液装置の接続構造体４０を燃料カートリッジ２側から見た分解斜視図である。
【図６】送液装置の接続構造体４０を流路制御部６０側から見た分解斜視図である。
【図７】図３のVII−VII矢視断面図である。
【図８】電気浸透流ポンプ５０の分解斜視図である。
【図９】第１の吸液体４１を燃料カートリッジ２側から見た斜視図である。
【図１０】第１の吸液体４１を流路制御部６０側から見た斜視図である。
【図１１】図５に対応する燃料カートリッジ２側から見た気泡の移動経路を示す図である。
【図１２】図６に対応する流路制御部６０側から見た気泡の移動経路を示す図である。
【図１３】図７に対応する気泡の移動経路を示す図である。
【図１４】第１の吸液体４１の変形例を燃料カートリッジ２側から見た斜視図である。
【図１５】第１の吸液体４１の変形例を流路制御部６０側から見た斜視図である。
【図１６】第２の吸液体４２の変形例を示す斜視図である。
【図１７】第２の吸液体４２の変形例を示す斜視図である。
【図１８】電気浸透流ポンプ５０の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１     燃料電池型発電装置
２     燃料カートリッジ
６     マイクロリアクタ（燃料電池装置）
２０   発電セル（燃料電池装置）
４０   送液装置の接続構造体
４１，４２  吸液体
４１ｃ，４２ｃ  スリット（気泡除去経路）
４４   インレット側流路構造体
４４ｂ，４５ｂ  環状溝（気泡除去経路）
４４ｃ，４５ｃ  直線状溝（気泡除去経路）
４４ｄ，４５ｄ  脱気孔（気泡除去経路）
４４ｆ，４５ｆ  疎水性膜
４５   アウトレット側流路構造体
４５ｇ 親水性膜
５０   電気浸透流ポンプ
５１   電気浸透材
９０１ 電子機器本体
１０００  電子機器
【図１】
2008082246.tif 000003
【図２】
2008082246.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008082246.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008082246.tif 000009
【図８】
2008082246.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008082246.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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