CN101449057A - 混合泵装置及燃料电池 - Google Patents

Abstract

用于燃料电池等的混合泵装置(1)，该混合泵装置(1)包括：2个流入通道(51、52)；分别配置于2个流入通道(51、52)的流入侧主动阀(21、22)；液体分别介以2个流入通道(511、522)流入的泵室(11)；使在该泵室(11)中混合好的液体流出的4个流出通道(61、62、63、64)；和分别配置于4个流出通道(61、62、63、64)的流出侧主动阀(31、32、33、34)。流入通道(511、522)在泵室(11)内朝形成紊流或/及环流的方向开口。因此，可防止在泵室(11)内混合好的液体从4个流出通道(61、62、63、64)流出时液体的浓度发生偏差。

Description

混合泵装置及燃料电池

技术领域

本发明涉及将多种液体混合并供给的混合泵装置，以及具备该混合泵装置作为燃料供给装置的燃料电池。

背景技术

作为以规定比率将多种液体混合后排出的混合泵装置，提出了如下装置：如图24模式地所示，具有多个流入通道51、52，分别配置于这些流入通道51、52的流入侧阀(未图示)，连接有流入通道51、52的泵室11，与该泵室11直接连通的多个流出通道61、62、63、64，和分别配置于该流出通道61、62、63、64的流出侧阀(未图示)。上述混合泵装置中，将从多个流入通道51、52流入的液体在泵室11中混合后，使混合液体从该泵室11分别从多个流出通道61、62、63、64流出(参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2006—29189号公报

发明的揭示

然而，混合泵装置中，泵室11内处于充满了液体的状态，因此仅靠泵机构的阀体870的工作，无法在泵室11内将液体搅拌、混合。因此，如以浓淡表示成分的浓度偏差所示，例如存在以下问题：在靠近流入通道51的流出通道61、62中，从流入通道51流入的成分的浓度较高的混合液流出等，从而导致从流出通道61、62、63、64流出的混合液的组成发生偏差。此外，即使在同一流出通道中，也存在流出初期和流出终期的组成发生偏差的问题。还存在多种液体间存在密度差时，如果泵室11倾斜，则密度较大的液体留在泵室11的下方，从流出通道61、62、63、64流出的混合液的组成发生偏差的可能。

本发明鉴于上述问题，其目的是提供一种当使在泵室内混合好的液体从多个流出通道流出时、可防止从各流出通道流出的液体的浓度偏差的混合泵装置，及具备该混合泵装置的燃料电池。

为解决上述问题，本发明的混合泵装置包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在上述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，其特征在于，该混合泵装置构成为使上述液体在上述泵室内部产生紊流或/及环流。

本发明中，由于泵室中产生紊流或/及环流，因而液体被搅拌、混合。因此，可防止分别从多个流出通道流出的液体发生浓度偏差。

本发明中，上述多个流入通道中，较好的是包含使液体沿相互对向的方向流入上述泵室内的流入通道。此时，上述多个流入通道较好的是使液体沿着上述泵室的内壁的方向流入。如果构成上述结构，则每当来自流入通道的液体的流入与来自别的流入通道的液体的流入切换时，液体的流动即反转。因此，从各流入通道流入的液体在泵室内被搅拌，充分地混合，然后流出。

本发明中，上述多个流入通道较好的是相互间使液体沿同一方向流入上述泵室内。此时，上述多个流入通道较好的是使液体沿着上述泵室的内壁的方向流入。如果构成上述结构，则即使来自流入通道的液体的流入与来自别的流入通道的液体的流入切换时，泵室内也可持续产生高速的流动。因此，从各流入通道流入的液体在泵室内被搅拌，充分地混合，然后流出。

本发明的其它形态中，本发明的混合泵装置包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在上述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，其特征在于，还包括在上述泵室内将液体混合的混合装置。

本发明中，在泵室中，利用混合装置使液体产生紊流或/及环流，液体被搅拌、混合。因此，可防止分别从多个流出通道流出的液体发生浓度偏差。

本发明中，作为上述混合装置，可采用形成于上述泵室及上述可动体中的泵室侧的结构。此时，上述混合装置可采用通过上述可动体在上述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流的结构；上述混合装置可采用具备形成于上述泵室侧的旋转体、在上述泵室内通过上述旋转体的旋转进行液体的混合的结构。

本发明中，作为上述混合装置，可采用形成于上述泵室及上述可动体中的可动体侧的结构。此时，上述混合装置可采用通过上述可动体在上述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流的结构；通过上述可动体在上述泵室内的旋转产生紊流或/及环流的结构；或具备形成于上述可动体侧的旋转体、在上述泵室内通过上述旋转体的旋转进行液体的混合的结构。

本发明中，上述泵室中，较好的是来自上述多个流入通道的液体入口和向上述多个流出通道的液体出口被配置在相距最远的位置上。如果构成上述结构，则可防止流入泵室内的液体未被充分混合就从泵室流出，可防止分别从多个流出通道流出的液体发生浓度偏差。

本发明中，较好的是在上述多个流入通道中的至少1个中，与上述泵室连通的部分的开口截面积小于位于其进入侧的部分的开口截面积。因为泵室的内容积与流入通道的开口截面积相比大得多，所以从流入通道流出至泵室的液体的速度急剧下降，泵室中的搅拌减弱，但如果将流入通道形成为喷嘴状，则可提高液体流出时的流速，所以可高效地进行泵室中的搅拌。

本发明中，较好的是在上述多个流入通道中的至少1个中，与上述泵室连通的部分附近的内周面上形成有螺旋槽。如果构成上述结构，则从流入通道流出至泵室的液体形成紊流，所以可高效地进行泵室中的搅拌。

本发明中，上述多个流入通道中，较好的是包含与上述泵室连通的部分的高度位置不同的流入通道。如果构成上述结构，则即使在密度和温度不同的液体流入泵室内时，也可高效地混合。即，因为密度较小的液体和温度较高的液体会向上方移动，所以只要使该液体从与泵室的下方连通的流入通道流入，使密度较大的液体和温度较低的液体从与泵室的上方连通的流入通道流入，就可以产生对流，可高效地混合液体。

本发明中，上述多种流体中可能包含密度不同的流体。各种密度不同的液体会形成上下层，但利用本发明的混合泵装置，可高效地混合这些液体。

本发明中，较好的是使上述多种流体中混合比最低的液体以外的流体最先流入上述泵室内。如果构成上述结构，则可确实地混合各液体。

本发明中，较好的是在上述泵室的内容积最小的状态下，上述泵室与上述流入通道及上述流出通道连通。如果构成上述结构，则可几乎无残留地使流体从泵室内流出。此外，只要使可动体从上止点稍稍下降，即可使液体从流入通道流入，所以能以高精度将液体按规定的比率混合。

本发明中，较好的是在上述泵室的上部形成有向上述流出通道的流体出口。如果构成上述结构，则易于将气泡从泵室内排出，所以气泡不会滞留在泵室内。因此，可避免大气泡突然从特定的流出通道流出的事态。

本发明中，较好的是对上述泵室的内壁施以亲水处理。如果构成上述结构，则气泡难以附着在泵室内的内壁上，所以可避免大气泡突然从流出通道流出的事态。

本发明中，较好的是上述多个流出通道上不形成锐角的弯曲部。在锐角的弯曲部气泡易积存，积存的气泡在变大到一定程度后，会从流出通道的内壁脱离并流出，但如果不形成锐角的弯曲部，则难以发生气泡的滞留。因此，可避免大气泡突然流出的事态。

本发明中，较好的是上述多个流入通道中的至少1个上构成有脱气装置。如果分别从多个流入通道供给的液体中的气体溶存容许量不同，则液体混合时会产生气泡，发生气泡的混入，并且成为从泵室流出的液量发生偏差的原因，但如果利用脱气装置预先减少气体溶存量，即可防止气泡的产生。

本发明中，较好的是上述多个流出通道介以共通的流道与上述泵室连接，上述多个流出通道的分支点的开口截面积较好为向该分支点的进入侧流道的开口截面积及上述流出通道的开口截面积中的较大的面积以下。如果构成上述结构，则混合液通过共通的流道内时，在共通的流道内混合液也被搅拌，然后从流出通道流出。因此，可防止分别从多个流出通道流出的混合液发生浓度偏差。此外，如果分支点狭窄，则分支点处的混合液不会发生滞留，所以可防止分别从多个流出通道流出的混合液发生浓度偏差。

本发明的混合泵装置例如可在至少具有多个起电部和对应于各该多个起电部的燃料供给装置的燃料电池中作为燃料供给装置使用。如果使用本发明的混合泵装置作为上述燃料供给装置，则可向多个起电部供给无浓度偏差的燃料(混合液)，所以可提高发电效率。

对附图的简单说明

图1(a)是模式地表示使用了应用了本发明的混合泵装置的燃料电池的结构的框图，图1(b)是该混合泵装置的外观图。

图2(a)是模式地表示本发明的实施方式1中的混合泵装置的结构的示意图，图2(b)是模式地表示该混合泵装置的流出侧的结构的示意图。

图3是模式地表示本发明的实施方式1中的混合泵装置的泵室的横截面的示意图。

图4(a)、(b)分别是本发明的实施方式1中的混合泵装置的流入通道与泵室的连通部分的截面图。

图5是图1所示的混合泵装置的本体部分的纵截面图。

图6是将图1所示的混合泵装置中使用的往复泵机构纵向分割后的状态的分解立体图。

图7是表示图1所示的混合泵装置中的流入侧主动阀及流出侧主动阀的纵切面的说明图。

图8是表示图1所示的混合泵装置的动作的时间图。

图9(a)～(h)分别是模式地表示附加在本方式的混合泵装置上的处理室(chamber)的结构例的截面图。

图10是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的变形例1中的泵室的横截面的示意图。

图11是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的变形例2中的泵室的横截面的示意图。

图12是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例1的说明图。

图13是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例2的说明图。

图14是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例3的说明图。

图15是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例4的说明图。

图16(a)～(d)分别是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的泵机构的改良例1的示意图。

图17是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的泵机构的改良例2的示意图。

图18(a)是模式地表示本发明的实施方式2中的混合泵装置的结构的示意图，图18(b)是模式地表示该混合泵装置的流出侧的结构的示意图。

图19模式地表示本发明的实施方式2的变形例中的混合泵装置的结构的示意图。

图20是模式地表示本发明的实施方式3中的混合泵装置的结构的示意图。

图21是模式地表示本发明的实施方式4中的混合泵装置的结构的示意图。

图22(a)、(b)、(c)是模式地表示本发明的实施方式5中的混合泵装置的结构的示意图。

图23(a)、(b)分别是模式地表示在应用了本发明的混合泵装置上构成多个处理室的例子的示意图。

图24是模式地表示已有的混合泵装置的结构的示意图。

符号说明

1  混合泵装置

10  往复泵机构

11  泵室

21，22 流入侧主动阀

31，32，33，34  流出侧主动阀

51，52  流入通道

61，62，63，64  流出通道

7   共通流入空间

71  共通流入通道

72  流入侧处理室

81  共通流出通道

82  流出侧处理室

170 隔膜阀(泵机构的可动体)

210，220，230，240  混合装置

270，370，470，570，670  泵机构的可动体

300  燃料电池

515，517，525，527  流入通道的流入口

815  向共通流出空间的液体的流出口

实施发明的最佳方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，下面的说明中，为使与图24所示的已有技术的对应更明确，对承担相同功能的部分使用相同的符号进行说明。

[实施方式1]

图1(a)是模式地表示使用了应用了本发明的混合泵装置的燃料电池的结构的框图，图1(b)是该混合泵装置的外观图。另外，对应于燃料电池的起电部的数量，形成多个混合泵装置的流出通道，但图1(a)、(b)及下面的说明中，将燃料电池的起电部及混合泵装置的流出通道的数量设为4个。

图1(a)所示的燃料电池300是通过从甲醇水溶液(混合溶液/燃料)中取出质子直接进行发电的直接甲醇式的燃料电池。本方式的燃料电池300中，使用甲醇作为未调制燃料，使用水作为稀释液，使用利用混合泵装置1将它们混合而成的最佳浓度的甲醇水溶液作为燃料。作为未调制燃料，也可使用高于最佳浓度的高浓度的醇水溶液，例如甲醇水溶液。此外，燃料是能产生质子的含氢流体即可，除甲醇水溶液外，也可使用乙醇水溶液、乙二醇水溶液、二甲醚水溶液等。

本方式的燃料电池300包括：图1(b)所示的混合泵装置1；分别与混合泵装置1的多个流出通道61、62、63、64连接的起电部351(351a、351b、351c、351d)；和空气供给装置(未图示)。空气从空气供给装置的多个空气流出通道(未图示)被供给至起电部351(351a、351b、351c、351d)的阴极电极。多个起电部351分别具有：具备阳极集电体和阳极催化剂层的阳极(燃料极)；具备阴极集电体和阴极催化剂层的阴极(空气极)；和配置于阳极和阴极之间的电解质膜。在阳极，供给由混合泵装置1调制成规定浓度的燃料(甲醇水溶液)，通过如下所示的反应

CH₃OH+H₂O→CO₂+6H⁺+6e^-

生成氢离子(质子，H⁺)及电子(e^-)。电子从阳极经过电路等向阴极移动，氢离子透过电解质膜向阴极移动，通过与供给至阴极的空气(氧)发生如下所示的电化学反应生成水。

3/2O₂+6H⁺+6e^-→3H₂O

如上所述构成的燃料电池300中，甲醇及水分别介以流入通道51、52被导入混合泵装置1的泵室11。此时，通过将甲醇的导入量和水的导入量设定为规定的比率，调制最佳浓度的甲醇水溶液(燃料)，被调制到最佳浓度的燃料介以流出通道61、62、63、64被供给至各起电部351a、351b、351c、351d，用于发电。因此，流出通道61、62、63、64中必需供给无浓度偏差的燃料。所以，本方式中，混合泵装置1具有以下说明的构成。

(混合泵装置的结构)

如图1(b)所示，本方式的混合泵装置1中，本体部分2上开口了多个流入口和多个流出口，这里，展示了构成有2个流入口511、521和4个流出口611、621、631、641的例子。该混合泵装置1中，不同的液体分别从2个流入口511、521依次流入本体部分2，之后在本体部分2中混合，然后，从4个流出口611、621、631、641依次流出。

本体部分2中，依次层叠有底板75、基板76、流道构成板77、通过覆盖该流道构成板77的上表面来阻塞流道的上表面的顶板78。顶板78上连结有具备流入口511、521的管道510、520及具备流出口611、621、631、641的管道610、620、630、640，由管道510、520构成流入通道51、52，由管道610、620、630、640构成流出通道61、62、63、64。

(流出侧的结构)

图2(a)是模式地表示本发明的实施方式1中的混合泵装置的结构的示意图，图2(b)是模式地表示该混合泵装置的流出侧的结构的示意图。

本方式的混合泵装置1如图1(a)及图2(a)所示，包括：2个流入通道51、52；分别配置于2个流入通道51、52的流入侧主动阀21、22；液体分别介以2个流入通道51、52流入的泵室11；具备使该泵室11的内容积膨胀、收缩的隔膜和活塞等可动体的往复泵机构10；使在泵室11中混合好的液体流出的4个流出通道61、62、63、64；和分别配置于4个流出通道61、62、63、64的流出侧主动阀31、32、33、34。2个流入通道51、52的长度、开口截面积及开口截面形状相互一致，4个流出通道61、62、63、64的长度、开口截面积及开口截面形状相互一致。

本方式中，泵室11上连接有共通流道81。共通流道81的最末端为流出通道61、62、63、64的分支点80，流出通道61、62、63、64从该分支点80开始延伸。

流出通道61、62、63、64从分支点80水平延伸。此外，为了不形成锐角的弯曲部，以直线或缓缓弯曲的形状配置流出通道61、62、63、64。

在共通流道81的途中位置插入有开口截面积大于共通流道81及流出通道61、62、63、64的处理室82。这里，将处理室82配置成使向共通流道81及流出通道61、62、63、64的液体出口位于上部。

如图2(b)所示，分支点80为直接与共通流道81和流出通道61、62、63、64连接的构造，分支点80的内径尺寸D0为向分支点80的进入侧流道(共通流道81)的内径尺寸D1及流出通道61、62、63、64的内径尺寸D2中较大的尺寸以下，分支点80的开口截面积为向分支点80的进入侧流道(共通流道81)的开口截面积及流出通道61、62、63、64的开口截面积中较大的面积以下。因此，分支点80的内容积小，不会发生液体的滞留。

如上所述，流出通道61、62、63、64介以共通流道81及处理室82与泵室11连通，并且，泵室11与流出通道61、62、63、64的分支点80之间构成有与流出通道61、62、63、64共通的处理室82。

(泵室的结构)

图3是模式地表示本发明的实施方式1中的混合泵装置的泵室的横截面的示意图。图4(a)、(b)分别是本发明的实施方式1中的混合泵装置的流入通道与泵室的连通部分的截面图。

如图3所示，泵室11构成圆柱状空间，2个流入通道51、52的流入口515、525及向共通流道81的液体出口815均开口于泵室11的内周壁面上。液体出口815相对流入口515、525开口于泵室11的内周壁中在周向上距离最远的位置上。即，流入口515、525被配置在泵室11的内周壁面上比较接近的位置上，另一方面，液体出口815被配置在相对流入口515、525的中心位置错开约180°角度的位置上。

此外，流入通道51、52的流入口515、525朝从各流入口流入的液体在泵室11内相互对向的方向开口。即，流入通道51的流入口515如箭头A2所示，在使液体沿以泵室11的中央110为中心逆时针旋转的CCW方向流入的方向上开口，与此相对，流入通道52的流入口525如箭头B1所示，在使液体沿以泵室11的中央110为中心顺时针旋转的CW方向流入的方向上开口。此外，流入通道51、52的流入口515、525均开口成使液体沿着泵室11的内周壁的方向流入。

如图4(a)所示，流入通道51、52为喷嘴状，与泵室11连通的流入口510、520的开口截面积小于位于其进入侧的部分的开口截面积。所以，液体以高速从流入口510、520流入泵室11。因此，泵室11中，从流入通道51流入的液体和从流入通道51流入的液体52在泵室11内产生紊流或/及环流，因此被高效地混合。

此外，对于流入通道51、52，可以如图4(b)所示，在与泵室11连通的流入口510、520附近的内周面上形成螺旋槽530等凹凸。如果构成上述结构，则泵室11中，从流入通道51流入的液体及从流入通道51流入的液体52在泵室11内产生紊流，因此被高效地混合。

(往复泵机构10的具体的结构例)

参照图5及图6，对本方式的混合泵装置1中配置于泵室11的往复泵机构10的具体的结构例进行说明。图5是图1所示的混合泵装置1的本体部分的纵截面图。图6是将应用了本发明的混合泵装置1中使用的往复泵机构10纵向分割后的状态的分解立体图。

如图5及图6所示，本方式的混合泵装置1的本体部分2具有底板75、基板76、流道构成板77及顶板78依次层叠的构造。基板76、流道构成板77及顶板78上形成有孔，该孔构成泵室11，相对于泵室11构成往复泵机构10。本方式中，往复泵机构10具备使泵室11的内容积膨胀或收缩、从而进行液体的吸入或排出的隔膜阀170(阀体/可动体)，和驱动隔膜阀170的驱动装置105。

驱动装置105包括：环状的定子120；以同轴状配置于该定子120内侧的转子103；以同轴状配置于该转子103内侧的移动体160；和将转子103的旋转变换为使移动体160沿轴线方向移动的力、并传递给移动体160的变换机构140。这里，在基板76上形成的空间内，驱动装置105搭载于地板79和基板76之间。

驱动装置105中，定子120具有如下构造：由绕线于线圈骨架123上的线圈121及以覆盖线圈121的状态配置的2块轭铁(yoke)125构成的单元在轴线方向上层叠为2段。在此状态下，在上下2段的单元的任一个中，从2块轭铁125的内周缘向轴线方向突出的极齿均呈沿周向交互排列的状态，定子120起步进电动机的定子的功能。

转子103包括开口于上方的杯状构件130和固定于该杯状构件130的圆筒状的躯干部131的外周面的环状转子磁体150。杯状构件130的底壁133的中央形成有向轴线方向上侧凹陷的凹部135，地板79上形成有轴承部751，该轴承部751支承配置于凹部135内的滚珠118。此外，基板76的上端侧的内表面形成有环状台阶部766，另一方面，在杯状构件130的上端部分，由躯干部131的上端部分和环状的凸缘部134形成与基板76侧的环状台阶部766相对的环状台阶部，在由这些环状台阶部划分形成的环状空间内，配置有由环状的固定器(retainer)181和轴承滚珠182构成的轴承180，该轴承滚珠182通过该固定器181被保持于沿周向离开一定间距的位置上。如上所述，转子103处于以能够绕轴线旋转的状态被本体部分2支持的状态。

转子103中，转子磁体150的外周面与沿定子120的内周面沿周向排列的极齿相对。这里，在转子磁体150的外周面，S极和N极沿周向交互排列，定子120和杯状构件130构成步进电动机。

移动体160具备：底壁161；从底壁161的中央向轴线方向突出的圆筒部163；和包围该圆筒部163周围的圆筒状的躯干部165，躯干部165的外周形成有阳螺纹167。

本方式中，当构成通过转子103的旋转使移动体160在轴线方向上往复移动的变换机构140时，在杯状构件130的躯干部131的内周面上，在沿周向离开一定间距的4个位置形成阴螺纹137，另一方面，移动体160的躯干部165的外周面上形成有阳螺纹167，该阳螺纹167与杯状构件130的阴螺纹137卡合，构成动力传递机构141。因此，如果在杯状构件130的内侧配置移动体160，使阳螺纹167与阴螺纹137啮合，则移动体160成为被杯状构件130的内侧支持的状态。此外，移动体160的底壁161上，作为贯通孔，沿周向形成有6个长孔169，另一方面，从基板76延伸出6根突起769，突起769的下端部嵌入长孔169，藉此构成同转防止机构149。即，杯状构件130旋转时，利用由突起769和长孔169构成的同转防止机构149阻止移动体160旋转，所以杯状构件130的旋转介以由该阴螺纹137及移动体160的阳螺纹167构成的动力传递机构141传递给移动体160，结果，移动体160对应于转子103的旋转方向，向轴线方向的一侧及另一侧直线移动。

移动体160上直接连结有隔膜阀170。隔膜阀170具有杯子形状，该杯子形状具备底壁171、从底壁171的外周缘向轴线方向站立的圆筒状的躯干部173、和从该躯干部173的上端向外周侧扩散的凸缘部175，底壁171的中央部分以覆盖移动体160的圆筒部163的状态、由固定螺钉178和帽179从其上下方向固定。此外，隔膜阀170的凸缘部175的外周缘成为起液密性和定位功能的厚壁部，该厚壁部在流道构成板77的贯通孔770的周围被固定于基板76和流道构成板77之间。如上所述，隔膜阀170规定了泵室11的下表面，且确保了在泵室11的周围基板76和流道构成板77之间的液密。

在此状态下，隔膜阀170的躯干部173处于折返成截面U字状的状态，折返部分172的形状根据移动体160的位置不同而变化。然而，本方式中，由移动体160的圆筒部163的外周面构成的第1壁面168和由从基板76延伸的突起769的内周面构成的第2壁面768之间构成的环状空间内，配置有隔膜阀170的截面U字状的折返部分172。因此，不论隔膜阀170处于何种状态，折返部分172都可在保持于环状空间内的状态下，以沿第1壁面168及第2壁面768展开或卷起的形式变形。

此外，杯状构件130的底壁133上形成有1条在周向上扩展270°的角度范围的槽136，另一方面，从移动体160的底面向下方形成有突起(未图示)。这里，移动体160不绕轴线旋转，但沿轴线方向移动，与此相对，转子103绕轴线旋转，但不沿轴线方向移动。因此，突起与槽136起规定转子103及移动体160的停止位置的停止器(stopper)的功能。即，如果槽136在周向上的深度变化，移动体160向轴线方向的下方移动，则突起嵌入槽136内，并且通过转子103的旋转，槽136的端部与突起抵接。结果，转子103的旋转被阻止，转子103及移动体160的停止位置、即隔膜阀170的内容积的最大膨胀位置被规定。

如上所述构成的往复泵机构10中，在驱动装置105中，步进电动机向一个方向旋转时，向泵室11的内容积扩大的方向驱动隔膜阀170，步进电动机向另一个方向旋转时，向泵室11的内容积缩小的方向驱动隔膜阀170。即，如果向定子120的线圈121供电，则杯状构件130旋转，其旋转介以变换机构140传递给移动体160。因此，移动体160进行轴线方向上的往复直线运动。结果，隔膜阀170配合移动体160的移动而变形，使泵室11的内容积膨胀、收缩，所以可在泵室11中进行液体的流入和液体的流出。

如上所述，利用本方式的往复泵机构10，将由步进电动机机构产生的转子103的旋转介以变换机构140传递给移动体160，使固定有隔膜阀170的移动体160作往复直线运动，该变换机构140利用了由阳螺纹167及阴螺纹137构成的动力传递机构141。因此，用最少的所需构件将动力从驱动装置105传递至隔膜阀170，所以可谋求往复泵机构10的小型化、薄型化及低成本化。此外，通过减小动力传递机构141中的阳螺纹167及阴螺纹137的螺纹升角，或增加定子的极齿，可进行移动体160的微小的移送。因此，可严密地控制泵室11的容积，所以能以高精度进行定量排出。

此外，本方式中使用隔膜阀170，而该隔膜阀170的折返部分172在保持于环状空间内的状态下，以沿第1壁面168及第2壁面768展开或卷起的形式变形，不会发生不合理的滑动。因此，不产生无用的负荷，且隔膜阀170的寿命较长。此外，隔膜阀170即使受到来自泵室11的液体的压力，也不会发生大的变形。因此，利用本方式的往复泵机构10，可以高精度进行定量排出，且可靠性也高。

另外，转子103受到支持，使其能相对于本体部分2介以轴承滚珠182绕轴线旋转，因此滑动摩擦损耗较小，且转子103被稳定保持在轴线方向上，所以轴线方向上的推力稳定。因此，可谋求驱动装置105的小型化、耐久性的提高、排出性能的提高。

另外，上述方式中，利用螺钉作为变换机构140的动力传递机构141，但也可使用凸轮槽。另外，上述方式中使用杯状的隔膜阀作为阀体，但也可使用其它形状的隔膜阀或具备O形环的活塞。

(主动阀的具体的结构例)

参照图5及图7，对本方式的混合泵装置所用的流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34的具体的结构例进行说明。图7是表示应用了本发明的混合泵装置1中的流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34的纵切面的说明图。

图5及图7中，流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34均具有相同构造，均具备成为驱动源的步进电动机301。步进电动机301的转轴301a上压入固定有例如由右旋螺纹构成的导螺杆302，该导螺杆302沿与步进电动机301的旋转方向相同的方向旋转。阀保持构件303的阴螺纹303a与导螺杆302螺纹契合。因此，如果从导螺杆302侧观察，步进电动机301逆时针旋转，则阀保持构件303向步进电动机301靠近，另一方面，如果从导螺杆302侧观察，步进电动机301顺时针旋转，则阀保持构件303从步进电动机301远离。即，导螺杆302和阀保持构件303通过螺纹结合而卡合，且阀保持构件303的旋转被防止，因此导螺杆302的旋转被变换为直线运动。

在阀保持构件303的外周侧以同心状设置有弹簧座部303b，通过该弹簧座部303b和步进电动机301来保持弹簧304。弹簧304由压缩螺旋弹簧构成，沿从步进电动机301远离的方向对阀保持构件303加力。另外，本实施方式中，采用压缩螺旋弹簧，但也可采用例如“拉伸螺旋弹簧”。此时，可将拉伸螺旋弹簧保持于阀保持构件303的弹簧座部303b的反面。

在阀保持构件303的中央部设置有凸形状的隔膜保持部303c，该隔膜保持部303c与隔膜阀260的下切部260a契合。这里，隔膜阀260的外周部260b被基板76和流道构成板77夹住而被固定，且外周侧的卷边260e也被夹住固定。卷边260e起防止液体从基板76和流道构成板77的间隙漏出、提高密封性的作用。此外，隔膜阀260的膜部260c易变形，因此形成为圆弧状，使应力无法集中。另外，隔膜阀260上，在下切部260a的相对侧、与流道构成板77抵接的部分也以同心状形成有凸出部260d。

如上所述构成的流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34中，利用弹簧304沿从步进电动机301远离的方向对阀保持构件303加力。因此，阀保持构件303作直线运动动作时，保持导螺杆302的螺纹部上的步进电动机301侧的斜面与阀保持构件303的阴螺纹303a上的步进电动机301侧的相反侧的斜面接触的状态，即保持导螺杆302与阀保持构件303契合的状态。与此相对，孔277被隔膜阀260闭锁时，弹簧304的作用力与隔膜阀260从流道构成板77所受的反作用力平衡。因此，保持导螺杆302的螺纹部上的步进电动机301侧的相反侧的斜面与阀保持构件303的阴螺纹303a上的步进电动机301侧的斜面不接触的状态，即保持导螺杆302与阀保持构件303游离、不契合的状态。因此，利用弹簧304，可沿将流入通道51、52及流出通道61、62、63、64的途中位置277闭锁的方向对隔膜阀260加力，确实地将流道闭锁。另外，通过在导螺杆302与阀保持构件303的游离空间的范围内使步进电动机301逆转，也可确保非契合状态。

(动作)

图8是表示图1所示的混合泵装置1的动作的时间图。本方式中，驱动装置105(步进电动机)沿一个方向旋转驱动时，向泵室11的内容积扩大的方向驱动隔膜阀170，步进电动机沿另一个方向旋转时，向泵室11的内容积缩小的方向驱动隔膜阀170。与上述动作连动，混合泵装置1的控制装置控制2个流入侧主动阀21、22的开闭，藉此将分别从2个流入通道51、52依次吸入的液体在泵室11中混合，之后从流出通道61、62、63、64依次排出。

参照图2(a)、(b)及图8，对本方式的混合泵装置1的动作更具体地进行说明。这里，对介以2个流入通道51、52中的流入通道51吸入第1种液体LA(例如甲醇)，另一方面，介以流入通道52吸入第2种液体LB(例如水)的情况进行说明。此外，对第1种液体LA与第2种液体LB的流入量的比(混合比)中，第1种液体LA的混合比比第2种液体LB的混合比低的情况进行说明，另外，图8中，在最上段表示往复泵机构10的吸入、排出，往复泵机构10的吸入例如通过驱动装置105顺时针旋转，隔膜阀170向使泵室11的内容积扩大的方向移动来进行；往复泵机构10的排出例如通过驱动装置105逆时针旋转，隔膜泵170向使泵室11的内容积缩小的方向移动来进行。此外，在停止对驱动装置105的供电时进行往复泵机构10的停止。另外，流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34分别在输入正脉冲后处于开状态，在输入负脉冲时切换至闭状态。此外，流入侧主动阀21、22及流出侧主动阀31、32、33、34分别在输入负脉冲后处于闭状态，在输入正脉冲时切换至开状态。

图8中，首先，到时间t1为止都停止对驱动装置105供电，往复泵机构10处于停止状态。此外，到时间t1为止，全部的主动阀都处于闭状态。

该状态下，在时间t1，2个流入侧主动阀21、22中，仅配置在与液体LB对应的流入通道上的流入侧主动阀22切换至开状态。接着，如果在时间t2对驱动装置105供电，驱动装置105顺时针旋转，则隔膜阀170向使泵室11的内容积扩大的方向移动，因此液体LB从流入通道52流入泵室11。然后，如果到时间t3为止向驱动装置105输入规定步数的量的脉冲，之后在时间t3停止对驱动装置105供电，则隔膜阀170停止。同时，流入侧主动阀22从开状态切换至闭状态。结果，从流入通道22向泵室11的液体LB的流入停止。藉此，对于液体LB，其全部量的1/2流入泵室11。

接着，在时间t4，仅流入侧主动阀21切换至开状态，如果在时间t5对驱动装置105供电，驱动装置105顺时针旋转，则隔膜阀170向使泵室11的内容积扩大的方向移动，因此液体LA从流入通道51流入泵室11。然后，如果到时间t6为止向驱动装置105输入规定步数的量的脉冲，之后在时间t6停止对驱动装置105供电，则隔膜阀170停止。同时，流入侧主动阀21从开状态切换至闭状态。结果，从流入通道21向泵室11的液体LA的流入停止。藉此，对于液体LA，其全部量流入泵室11。

接着，在时间t7，仅使流入侧主动阀22再次切换至开状态，如果在时间t8对驱动装置105供电，驱动装置105顺时针旋转，则隔膜阀170向使泵室11的内容积扩大的方向移动，因此液体LB从流入通道52流入泵室11。然后，如果到时间t9为止向驱动装置105输入规定步数的量的脉冲，之后在时间t9停止对驱动装置105供电，则隔膜阀170停止。同时，流入侧主动阀22从开状态切换至闭状态。结果，从流入通道22向泵室11的液体LB的流入停止。藉此，对于液体LB，其全部量的剩余1/2流入泵室11，液体LB的流入结束。

接着，在时间t10，4个流出侧主动阀31、32、33、34中，仅流出侧主动阀31切换至开状态，如果在时间t11对驱动装置105供电，驱动装置105逆时针旋转，则隔膜阀170向使泵室11的内容积缩小的方向移动，因此泵室11的混合液体介以共通流出空间8从共通流出通道61排出。然后，如果到时间t12为止向驱动装置105输入规定步数的量的脉冲，之后在时间t12停止对驱动装置105供电，则隔膜阀170停止。同时，流出侧主动阀31从开状态切换至闭状态。如上所述，相当于流入泵室11的液体的1/4的量的混合液体从流出通道61排出。

接着，在时间t13，2个流出侧主动阀31、32、33、34中，仅流出侧主动阀32切换至开状态，如果在时间t14对驱动装置105供电，驱动装置105逆时针旋转，则隔膜阀170向使泵室11的内容积缩小的方向移动，因此泵室11的混合液体介以共通流出空间8从流出通道62排出。然后，如果到时间t15为止向驱动装置105输入规定步数的量的脉冲，之后在时间t15停止对驱动装置105供电，则隔膜阀170停止。同时，流出侧主动阀32从开状态切换至闭状态。如上所述，相当于流入泵室11的液体的1/4的量的混合液体从流出通道62排出。在其它的流出通道63、64中也同样进行上述动作，其内容相同，因此省略说明。

(本方式的主要效果)

如以上说明，本方式的混合泵装置1中，在泵室11中混合好的液体经过共通流道81及处理室82，之后从流出通道61、62、63、64排出，因此即使在混合液体的液体组成根据泵室11内的位置不同而发生偏差的情况下，混合液体也可在泵室11中被混合后，在通过共通流道81及处理室82的过程中被混合。因此，可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。此外，即使在混合泵装置1的姿态倾斜、泵室11内易发生成分的偏离的情况下，也可防止从各流出通道61、62、63、64流出的液体的浓度偏差。

此外，处理室82的流出侧形成有流出通道61、62、63、64的分支点80，该分支点80为直接与共通流道81和流出通道61、62、63、64连接的构造，其开口截面积小。因此，在分支点80不发生液体的滞留，所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

此外，配置处理室82，使液体出口位于上部，因此易将气泡从处理室82排出。因此，可避免大气泡突然从特定的流出通道流出的事态。

此外，流出通道61、62、63、64从分支点80水平延伸。因此，气泡不会集中于流出通道61、62、63、64中的特定的流出通道而流出。

此外，配置流出通道61、62、63、64，使其不形成锐角的弯曲部。在锐角的弯曲部气泡易积存，积存的气泡在变大到一定程度后，会从流出通道61、62、63、64的内壁脱离并流出，但如果不形成锐角的弯曲部，则难以发生气泡的滞留。因此，可避免大气泡突然从流出通道61、62、63、64流出的事态。

另外，流入通道51、52朝流入泵室11内的液体在泵室11内相互对向的方向开口。因此，每当从流入通道51的液体的流入与从流入通道52的液体的流入切换时，泵室11内的流动反转，产生紊流。此外，流入通道51、52的流入口515、525的开口使液体沿着上述泵室11的内壁的方向流入，所以泵室11内也产生环流。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌，充分地混合，然后流出，所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

并且，流入通道51、52具备如下构造：具备图4(a)所示的喷嘴状、或具备图4(b)所示的螺旋槽530。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌，充分地混合，然后流出，所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。即，泵室11的内容积与流入通道21、22的开口截面积相比大得多，所以从流入通道21、22流出至泵室11的液体的速度急剧下降，泵室11中的搅拌减弱，但如果如图4(a)所示，将流入通道21、22形成为喷嘴状，则可提高液体流出时的流速，所以可高效地进行泵室11中的搅拌。此外，如果如图4(b)所示形成螺旋槽530，则从流入通道21、22流出至泵室11的液体形成紊流，所以可高效地进行泵室11中的搅拌。

此外，泵室11中，向共通流道81的液体的液体出口815被配置在相对于流入口515、525距离最远的位置上。因此，可防止流入泵室10内的液体未被充分混合就从泵室10流出。

另外，在从流入通道21、22流入的第1种液体LA及第2种液体LB中混合比较低的第1种液体LA吸入泵室11中之前，使混合比较高的第2种液体LB的一部分流入泵室11，因此可防止第1种液体LA偏离在泵室11的角落，例如隔膜阀170附近，所以可确实地将第1种液体LA和第2种液体LB混合。特别是在本方式中，以相当于全部量的1/2的量吸入混合比较高的第2种液体LB，之后将混合比较低的第1种液体LA吸入泵室11，然后将剩余1/2的第2种液体LB吸入泵室11，因此可更确实地将第1种液体LA和第2种液体LB混合。

[处理室82的变形例]

图9(a)～(h)分别是模式地表示附加在本方式的混合泵装置上的处理室的结构例的截面图。

上述实施方式1中，处理室82的结构是：其开口截面积大于共通流道81及流出通道61、62、63、64的开口截面积，藉此，在其内部液体的流动方向改变，从而被搅拌，但如图9(a)～(h)所示，可追加使处理室82中积极地产生紊流或/及环流、高效地搅拌液体的结构。

图9(a)所示的处理室82包括：位于流出侧的有底筒状的圆筒体821；位于流入侧的盖体822；和固定于盖体822内侧的面上的杯状的分隔构件823。圆筒体821的底部形成有液体出口82b，另一方面，盖体822的中央形成有液体入口82a。杯状的分隔构件823以覆盖液体入口82a的状态配置，其躯干部上形成有多个贯通孔83a。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体在通过分隔构件823的贯通孔823a后，从液体出口82b流出。此时，分隔构件823起挡板的功能，液体藉由分隔构件823的贯通孔823a，其流动改变，在处理室82内被充分地搅拌、混合，所以可防止从各流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

这里，较好的是配置处理室82，使液体出口82b位于上部。此外，处理室82中，如参照图4(a)、(b)就流入通道51、52进行的说明所述，对于液体入口82a，较好的也是采用具备图4(a)所示的喷嘴状、或具备图4(b)所示的螺旋槽530的构造。图9(a)～(h)所示的处理室82中，该结构也相同。

图9(b)所示的处理室82包括：位于流入侧的有底筒状的圆筒体824；位于流出侧的盖体825；和固定于圆筒体824的底部的内侧的面上的杯状的分隔构件823。圆筒体824的底部形成有液体入口82a，另一方面，盖体825的中央形成有液体出口82b。杯状的分隔构件823以覆盖液体入口82a的状态配置，其躯干部上形成有多个贯通孔83a。

图9(c)所示的处理室82包括：位于流出侧的有底筒状的圆筒体821；位于流入侧的盖体822；和圆筒状的分隔构件826。盖体822的中央形成有液体入口82a，另一方面，圆筒体821的底部形成有液体出口82b。分隔构件826具备大径圆筒部826c和小径圆筒部826a，小径圆筒部826a以嵌入液体出口82b的状态保持在圆筒体821上。此外，分隔构件826中，大径圆筒部826c上未形成贯通孔，但小径圆筒部826a上形成有多个贯通孔86b。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体在通过分隔构件826的贯通孔826b后，从液体出口82b流出。此时，分隔构件826起挡板的功能，液体在处理室82内被充分地搅拌、混合。

图9(d)所示的处理室82包括：位于流入侧的有底筒状的圆筒体824；位于流出侧的盖体825；和圆筒状的分隔构件826。圆筒体824的底部形成有液体入口82a，另一方面，盖体825的中央形成有液体入口82b。分隔构件826具备大径圆筒部826c和小径圆筒部826a，小径圆筒部826a以嵌入液体出口82b的状态保持在盖体825上。此外，分隔构件826中，小径圆筒部826a上形成有多个贯通孔86b。

图9(e)所示的处理室82包括：位于流出侧的有底筒状的圆筒体821；位于流入侧的盖体822；和多个圆盘状的分隔构件827，这些圆盘状的分隔构件827从液体入口82a向液体出口82b沿轴线方向以垂直姿态保持于圆筒体821的躯干部。在外周侧形成有贯通孔827c的分隔构件827和在中心侧形成有贯通孔827d的分隔构件827交互配置。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体在通过分隔构件827的贯通孔827c、827d后，从液体出口82b流出。此时，分隔构件827起挡板的功能，液体在处理室82内被充分地搅拌、混合。

图9(f)所示的处理室82包括：位于流出侧的有底筒状的圆筒体821；位于流入侧的盖体822；和多个圆盘状的分隔构件827，这些圆盘状的分隔构件827从液体入口82a向液体出口82b沿轴线方向以垂直姿态保持于圆筒体821的躯干部。多个分隔构件827的外周侧形成有贯通孔827e，多个分隔构件827以相邻的分隔构件827的贯通孔827e在轴线方向上错开的状态配置。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体在通过分隔构件827的贯通孔827e后，从液体出口82b流出。此时，分隔构件827起挡板的功能，液体在处理室82内被充分地搅拌、混合。此外，分隔构件827以倾斜的姿态配置，所以将液体导向处理室82的内周壁。因此，液体在整个处理室82的内部被充分地搅拌、混合。

图9(g)所示的处理室82在其圆筒状躯干部82c的内表面形成有螺旋槽828。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体因螺旋槽828而产生环流(涡流)。此外，在处理室82内，也产生由螺旋槽828的凹凸引起的紊流。因此，液体在处理室82内被充分地搅拌、混合，所以可防止从各流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

图9(h)所示的处理室82包括位于流出侧的有底筒状的圆筒体821和位于流入侧的盖体822，圆筒体821的躯干部上，在轴线方向上保持有垂直姿态的支轴829a的两端。此外，在支轴829a的长度方向的中央附近，支持有可绕支轴829a旋转的叶轮829b(搅拌构件)。因此，从液体入口82a流入处理室82内的液体一边使叶轮829b旋转，一边从液体出口82b流出。此时，液体的流动因叶轮829b而改变，在处理室82内被充分地搅拌、混合，所以可防止从各流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

[泵室11的变形例1]

图10是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的变形例1中的泵室的横截面的示意图。上述实施方式中，如参照图3进行的说明所述，从流入通道51使液体沿逆时针旋转的CCW方向流入，从流入通道52的流入口525使液体沿顺时针旋转的CW方向流入，但也可采用如图10所示、流入通道51、52的朝向是以泵室11的中央110为中心的点对称位置朝向泵室11的中央110的结构，或采用未图示的、设定流入通道51、52的朝向、使它们相对于通过泵室11的中央110的假想的中心线线对称的结构。如果构成上述结构，则每当从流入通道51的液体的流入与从流入通道52的液体的流入切换时，泵室11内的流动反转，产生紊流。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌，充分地混合，然后流出。另外，图10中省略了液体出口的图示，但液体出口形成于泵室11的上表面。

[泵室11的变形例2]

图11是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的变形例2中的泵室的横截面的示意图。参照图3及图10进行说明的例子中，每当从流入通道51的液体的流入与从流入通道52的液体的流入切换时就使泵室11内的流动反转，但本例中，流入通道51、52的流入口515、525的开口均使液体沿着泵室11的内壁的方向流入。这里，流入通道51使液体如箭头A2所示，沿以泵室11的中央110为中心逆时针旋转的CCW方向流入，流入通道52的流入口525也使液体如箭头B2所示，沿以泵室11的中央110为中心逆时针旋转的CCW方向流入。因此，即使从流入通道51的液体的流入与从流入通道52的液体的流入切换，泵室11内也可持续产生高速的环流。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌，充分地混合，然后流出。另外，图10中省略了液体出口的图示，但液体出口形成于泵室11的上表面。

[混合装置的结构例1]

图12是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例1的说明图。

如图12所示，本例中，构成了在泵室11内将液体混合的混合装置210。本例中，混合装置210形成于泵室11及在泵室11内移动的隔膜阀和活塞等可动体270中的泵室11侧。即，泵装置11的上表面部在轴线方向上固定有支轴211，支轴211支持叶轮212(旋转体)，使其能够旋转。

如上所述构成的泵室11中，如果可动体270沿轴线方向直线下降，引起从流入通道51、52向泵室11的液体的流入，则由该流体的压力引起叶轮212绕支轴211旋转。因此，泵室11内产生紊流或/及环流，液体被搅拌、混合。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌、充分地混合，然后流出。

另外，从使叶轮212高效地旋转的角度来看，较好的是配置流入通道51、52，使液体与叶轮212的前端部分碰撞。此外，因为叶轮212具有方向性，所以如果从使叶轮212高效地旋转的角度来看，较好的是如图11所示，流入通道51、52使液体沿相同方向流入。

[混合装置的结构例2]

图13是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例2的说明图。如图13所示，本例中，构成了在泵室11内将液体混合的混合装置220。本例中，混合装置220形成于泵室11及在泵室11内移动的隔膜阀和活塞等可动体270中的可动体270侧。即，本例中，在可动体270的上端面形成有由沿周向倾斜的多个倾斜面271构成的桨叶状突起。因此，如果可动体270沿轴线方向直线下降，引起从流入通道51、52向泵室11的液体的流入，则流体的流动沿着倾斜面271发生变化。因此，泵室11内产生紊流或/及环流，液体被搅拌、混合。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌、充分地混合，然后流出。

[混合装置的结构例3]

图14是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例3的说明图。如图14所示，本例中，构成了在泵室11内将液体混合的混合装置230。本例中，混合装置220形成于泵室11及在泵室11内移动的隔膜阀和活塞等可动体270中的可动体270侧。即，在可动体270的上端面固定有支轴231，支轴231支持叶轮232(旋转体)，使其能够旋转。

如上所述构成的泵室11中，如果可动体270沿轴线方向直线下降，引起从流入通道51、52向泵室11的液体的流入，则由该流体的压力引起叶轮232绕支轴231旋转。因此，泵室11内产生紊流或/及环流，液体被搅拌、混合。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌、充分地混合，然后流出。

此外，如图5中的点划线所示，对于隔膜阀170和帽179等可动体，也可附加桨叶状的突起174。如果构成上述结构，则伴随着泵动作，桨叶状的突起174可在泵室11内移动，搅拌泵室的液体，在泵室11内将液体高效地混合。

[混合装置的结构例4]

图15是附加在应用了本发明的混合泵装置上的混合装置的结构例4的说明图。如图15所示，本例中，构成了在泵室11内将液体混合的混合装置240。本例中，混合装置220形成于泵室11及在泵室11内移动的活塞等可动体370中的可动体370侧。即，在可动体370的上端面形成有通过其中心位置的板状突起241。此外，可动体370一边绕轴线旋转，一边沿轴线方向移动。

如上所述构成的泵室11中，如果可动体370一边绕轴线旋转一边沿轴线方向下降，引起从流入通道51、52向泵室11的液体的流入，则液体被突起241搅拌，产生环流。因此，分别从流入通道51、52流入的液体在泵室11内被搅拌、充分地混合，然后流出。

[泵机构10的改良例1]

图16(a)～(d)分别是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的泵机构的改良例1的示意图。如图16(a)所示，本例中，泵室11上连通有流入通道51、52及共通流道81，而流入通道51、52及共通流道81在泵室11的上表面连通。这里，图16(a)表示隔膜阀和活塞等可动体470处于上止点的状态，即使在该状态下，流入通道51、52和共通流道81也介以泵室11连通。因此，在可动体470到达上止点的过程中，流入通道51、52及共通流道81不会被阻塞。因此，可使泵室11内的液体几乎无残留地从共通流道81流出。此外，只要可动体470从上止点稍稍下降，即可使液体从流入通道51、52流入，所以能以高精度将液体按规定的比率混合。

如图16(b)所示，可动体570与泵室11的上表面抵接的位置为上止点，且即使在流入通道51、52及共通流道81通过泵室11的内周壁连通的情况下，较好的也是采用流入通道51、52和共通流道81介以泵室11一直连通的结构。为构成如上所述的结构，例如使流入通道51、52及共通流道81通过泵室11的内周壁中靠近泵室11的上表面的部分连通。此外，为形成连络流入通道51、52和共通流道81的槽，在泵室11的上表面局部形成突起115。另外，在可动体570的上端面与侧面之间的角部分，如图16(b)、(c)所示，在可动体570上的可动体570到达了上止点时与流入通道51、52及共通流道81重叠的部分形成切口576、577、578。

如果构成上述结构，则即使可动体570到达上止点，流入通道51、52及共通流道81也介以切口576、577、578及突起115的间隙连通。因此，在可动体570到达上止点的过程中，流入通道51、52及共通流道81不会被阻塞。因此，可使泵室11内的液体几乎无残留地从共通流道81流出。此外，只要可动体570从上止点稍稍下降，即可使液体从流入通道51、52流入，所以能以高精度将液体按规定的比率混合。

此外，即使可动体与泵室11的上表面面接触位置为上止点，只要构成图16(d)所示的结构，就可采用流入通道51、52和共通流道81介以泵室11一直连通的结构。即，使流入通道51、52及共通流道81通过泵室11的内周壁中靠近泵室11的上表面的部分连通，并且在可动体670的上端面形成小径的段部679。如果构成上述结构，则即使可动体670到达上止点，流入通道51、52及共通流道81也介以小径的段部679的周围连通。因此，在可动体670到达上止点的过程中，流入通道51、52及共通流道81不会被阻塞。因此，可使泵室11内的液体几乎无残留地从共通流道81流出。此外，只要可动体670从上止点稍稍下降，即可使液体从流入通道51、52流入，所以能以高精度将液体按规定的比率混合。

[泵机构10的改良例2]

图17是模式地表示应用了本发明的混合泵装置的泵机构的改良例2的示意图。如上述方式所述，使甲醇及水从流入通道51、52流入泵室11时，因为甲醇和水的密度不同，所以难以被混合。

因此，本例中，如图17所示，对于使密度较小的甲醇流入的流入通道51，使其与泵室11的下方位置连通，对于使密度较大的水流入的流入通道52，使其与泵室11的上方位置连通。

如果构成上述结构，则流入泵室11的甲醇欲上升，另一方面，流入泵室11的水欲下降。因此，泵室11中产生对流，所以可在泵室11内将从流入通道51流入的甲醇和从流入通道52流入的水充分地混合。

上述结构也可用于2种液体存在温度差的情况。例如，使温度较高的液体从与泵室11的下方位置连通的流入通道51流入，使温度较低的液体从与泵室11的上方位置连通的流入通道52流入。如果构成上述结构，则温度较高的液体欲上升，另一方面，温度较低的液体欲下降，结果泵室11的内部产生对流，所以可在泵室11内将液体充分地混合。

[处理室82的配置位置]

上述实施方式中，在图1(a)中，如箭头P1所示，在共通流道81的途中位置配置处理室82，但也可如下面说明的实施方式2所述，在箭头P2所示的流出通道61、62、63、64的分支点80配置处理室82。此外，各流出通道61、62、63、64上，可如箭头P3所示，在主动阀31、32、33、34的上游配置处理室82，也可如箭头P4所示，在主动阀31、32、33、34的下游配置处理室82。

此外，参照图24进行说明的结构中，可采用在流出通道61、62、63、64的途中位置插入有处理室82的结构，此时，可解决同一流出通道中流出初期和流出终期的组成发生偏差的问题。

[实施方式2]

图18(a)是模式地表示本发明的实施方式2中的混合泵装置的结构的示意图，图18(b)是模式地表示该混合泵装置的流出侧的结构的示意图。另外，本方式及后述方式的基本结构与实施方式1相同，因此对共通的部分使用相同的符号进行图示，并省略对它们的说明。

如图18(a)、(b)所示，本方式的混合泵装置1与实施方式1相同，也包括：2个流入通道51、52；分别配置于2个流入通道51、52的流入侧主动阀21、22；液体分别介以2个流入通道51、52流入的泵室11；具备使该泵室11的内容积膨胀、收缩的往复泵机构10，使在泵室11中混合好的液体流出的4个流出通道61、62、63、64；和分别配置于4个流出通道61、62、63、64的流出侧主动阀31、32、33、34。

本方式中，泵室11上连通有共通流道81及处理室82，多个流出通道61、62、63、64介以共通流道81及处理室82与泵室11连通。本方式中，4个流出通道61、62、63、64与处理室82直接连通，处理室82成为流出通道61、62、63、64的分支点。

构成上述结构时，在泵室11中混合好的液体也经过共通流道81及处理室82，之后从流出通道61、62、63、64排出，因此即使在混合液体的液体组成根据泵室11内的位置不同而发生偏差的情况下，混合液体也可在泵室11中被混合后，也在经过共通流道81及处理室82的过程中被混合。因此，可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的混合液体发生浓度偏差。

[实施方式2的变形例]

图19模式地表示本发明的实施方式2的变形例中的混合泵装置的结构的示意图。如图19所示，本方式的混合泵装置1也与实施方式2相同，多个流出通道61、62、63、64介以共通流道81及处理室82与泵室11连通。此外，4个流出通道61、62、63、64与处理室82直接连通，处理室82成为流出通道61、62、63、64的分支点。

本方式中，2个流入通道51、52的流入口515、525的开口面积(流入通道21、22的流出侧开口面积)狭窄。例如，2个流入通道51、52的流入口515、525的开口面积比处理室82的4个流出通道61、62、63、64的进入侧开口615、625、635、645的开口面积、及泵室11的液体出口815的开口都要狭窄。因此，本方式中，液体从流入通道21、22流出时的流速高，所以可高效地进行泵室11中的搅拌。因此，可高效地进行泵室11中的液体的混合。所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的液体发生浓度偏差。

[实施方式3]

图20是模式地表示本发明的实施方式3中的混合泵装置的结构的示意图。如图20所示，本方式的混合泵装置1也与实施方式2相同，多个流出通道61、62、63、64介以共通流道81及处理室82与泵室11连通。此外，4个流出通道61、62、63、64与处理室82直接连通，处理室82成为流出通道61、62、63、64的分支点。

本方式中，共通流道81在多处弯曲。因此，从泵室11流出的液体在共通流道81的弯曲部产生紊流，被搅拌，均一地混合，之后到达处理室82，所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的液体发生浓度偏差。上述结构也可用于实施方式1中的混合泵装置1。

[实施方式4]

图21是模式地表示本发明的实施方式4中的混合泵装置的结构的示意图。如图21所示，本方式的混合泵装置1也与实施方式2相同，多个流出通道61、62、63、64介以共通流道81及处理室82与泵室11连通。此外，4个流出通道61、62、63、64与处理室82直接连通，处理室82成为流出通道61、62、63、64的分支点。

本方式中，在共通流道81的长度方向的多处进行流道的分离和结合。因此，从泵室11流出的液体在通过共通流道81时，由流道的分离和结合而被搅拌，均一地混合，之后到达处理室82，所以可防止分别从4个流出通道61、62、63、64流出的液体发生浓度偏差。上述结构也可用于实施方式1中的混合泵装置1。

[实施方式5]

图22(a)、(b)、(c)是模式地表示本发明的实施方式5中的混合泵装置的结构的示意图。上述实施方式中，装置的结构是2个流入通道51、52分别与泵室11连通的结构，但也可采用如图22(a)所示，2个流入通道51、52介以共通流入通道71(共通流入空间)与泵室11连通的结构。此外，也可采用在图22(a)中箭头P5所示的流入通道51、52的合流点70配置有流入侧处理室的结构。还可采用如图22(a)中箭头P6所示，在共通流入通道71的途中位置配置有流入侧处理室的结构。上述结构也可与实施方式1组合。

在流入通道51、52的合流点70配置流入侧处理室的结构如图22(b)所示表示。图22(b)所示的混合泵装置1中也包括：2个流入通道51、52；分别配置于2个流入通道51、52的流入侧主动阀21、22；液体分别介以2个流入通道51、52流入的泵室11；具备使该泵室11的内容积膨胀、收缩的往复泵机构11；使在泵室11中混合好的液体流出的4个流出通道61、62、63、64；和分别配置于4个流出通道61、62、63、64的流出侧主动阀31、32、33、34。泵室11上连通有共通流入通道71，2个流入通道51、52介以共通流入通道71与泵室11连通。圆柱状的泵室11中，共通流入通道的流入口715和向共通流出通道81的液体的液体出口815开口于泵室11的内周壁中在周向上距离最远的位置。

此外，在2个流入通道51、52的合流点70配置有开口截面积大于流入通道51、52的流入侧处理室72，2个流入通道51、52介以由流入侧处理室72及共通流入通道71构成的共通流入空间7与泵室11连通。流入侧处理室72构成圆柱状空间，向共通流入通道71的液体的流出口711和流入通道51、52的流入口517、527(流入通道51、52的流出侧开口)开口于流入侧处理室72的内周壁中在周向上距离最远的位置。

如果构成上述结构，则可在流入泵室11前将液体混合，所以可高效地进行液体的混合。

另外，图22(b)所示的混合泵装置1中，也可如图22(c)所示，使共通流入通道71在多处弯曲，也可如实施方式4，在共通流入通道71的长度方向的多处进行流道的分离和结合。

[实施方式5的改良例]

虽然省略图示，但实施方式5中，对于流入通道51、52相对流入侧处理室72的连结构造，也可采用图3、图4、图10或图11所示的流入通道51、52相对泵室11的连结构造。

[其它实施方式]

图23(a)、(b)分别是模式地表示在应用了本发明的混合泵装置上构成多个处理室的例子的示意图。

可采用如图23(a)所示、多个处理室82串联连接的结构，也可采用如图23(b)所示、多个处理室82并联连接的结构。

此外，虽然省略图示，但可在流出侧处理室82或流入侧处理室72上构成脱气装置。如果构成上述结构，则可防止从流出通道61、62、63、64流出的液体产生气泡。此外，可在2个流入通道51、52的至少1个上构成脱气装置。从流入通道51供给水、从流入通道52供给甲醇时，甲醇的气体溶解度较大。因此，如果在泵室11或共通流入空间8中将水和甲醇混合，则易产生气泡，该气泡的产生妨碍从泵室11的混合液体的定量排出。因此，如果在供给甲醇的流入通道52的途中位置配置超声波脱气装置或利用脱气膜的脱气装置，则可减少甲醇中的溶存气体，所以即使在泵室11或共通流入空间8中将水和甲醇混合，也不会产生气泡。

另外，较好的是对处理室82、流入侧处理室72和泵室11的内壁施以等离子体照射、二氧化硅等的涂布处理等亲水处理。如果构成上述结构，则气泡难以附着在处理室82、流入侧处理室72和泵室11的处理室内的内壁上，所以可避免大气泡突然从流出通道61、62、63、64流出的事态。

此外，上述方式中，描述了流入通道为2个、流出通道为4个的例子，但对具备除此之外的数量的流入通道及流出通道的混合泵装置，也可应用本发明。

另外，利用本发明，可在泵室11内进行液体的搅拌、混合，所以也可构成未设置处理室82的结构的混合泵装置，或如参照图24进行的说明所述、全部流出通道61、62、63、64都与泵室11连通的结构的混合泵装置。

上述方式中，以使用隔膜阀170作为隔膜阀170的例子为中心进行说明，但对使用柱塞作为阀体的混合泵装置，也可应用本发明。

[混合泵装置的用途]

应用了本发明的混合泵装置1的用途不限于燃料电池，例如可作为用于调合多种药液、调制复合药的泵使用。另外，也可作为冰箱的制冰泵使用，用于从每个制冰格的流出通道排出味、色、香不同的果汁。

产业上利用的可能性

本发明中，由于在泵室中产生紊流或/及环流，因而液体被搅拌、混合，之后向流出通道流出。因此，可消除浓度根据泵室内的位置不同而发生的偏差，所以可防止在多个流出通道之间，或是在同一流出通道的流出初期和流出终期之间混合液体的组成发生偏差。此外，即使在混合泵装置的姿态倾斜、泵室内易发生成分的偏离的情况下，也可防止从各流出通道流出的液体的浓度偏差。

Claims (50)

1.一种混合泵装置，包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在所述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，

其特征在于，该混合泵装置构成为使所述液体在所述泵室内部产生紊流或/及环流。

2.如权利要求1所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道中，包含使液体沿相互对向的方向流入所述泵室内的流入通道。

3.如权利要求2所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道使液体沿着所述泵室的内壁的方向流入。

4.如权利要求1所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道相互间使液体沿同一方向流入所述泵室内。

5.如权利要求4所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道使液体沿着所述泵室的内壁的方向流入。

6.一种混合泵装置，包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在所述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，

其特征在于，还包括在所述泵室内将液体混合的混合装置。

7.如权利要求6所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置形成于所述泵室及所述可动体中的泵室侧。

8.如权利要求7所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流。

9.如权利要求7所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置具备形成于所述泵室侧的旋转体，

在所述泵室内通过所述旋转体的旋转进行液体的混合。

10.如权利要求6所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置形成于所述泵室及所述可动体中的可动体侧。

11.如权利要求10所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流。

12.如权利要求10所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的旋转产生紊流或/及环流。

13.如权利要求8所述的混合泵装置，其特征在于，所述混合装置具备形成于所述可动体侧的旋转体，

在所述泵室内通过所述旋转体的旋转进行液体的混合。

14.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，所述泵室中，来自所述多个流入通道的液体入口和向所述多个流出通道的液体出口被配置在距离最远的位置上。

15.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，在所述多个流入通道中的至少1个中，与所述泵室连通的部分的开口截面积小于位于其进入侧的部分的开口截面积。

16.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，在所述多个流入通道中的至少1个中，与所述泵室连通的部分附近的内周面上形成有螺旋槽。

17.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道中，包含与所述泵室连通的部分的高度位置不同的流入通道。

18.如权利要求17所述的混合泵装置，其特征在于，所述多种流体中包含密度不同的流体。

19.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，使所述多种流体中混合比最低的液体以外的流体最先流入所述泵室内。

20.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，在所述泵室的内容积最小的状态下，所述泵室与所述流入通道及所述流出通道连通。

21.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，在所述泵室的上部形成有向所述流出通道的流体出口。

22.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，对所述泵室的内壁施以亲水处理。

23.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流出通道上不形成锐角的弯曲部。

24.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流入通道中的至少1个上构成有脱气装置。

25.如权利要求1～13中任一项所述的混合泵装置，其特征在于，所述多个流出通道介以共通的流道与所述泵室连接，

所述多个流出通道的分支点的开口截面积是向该分支点的进入侧流道的开口截面积及所述流出通道的开口截面积中的较大的面积以下。

26.一种燃料电池，至少具有多个起电部、和作为对应于各该多个起电部的燃料供给装置的混合泵装置，其特征在于，

所述混合泵装置包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在所述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，

所述混合泵装置构成为使所述液体在所述泵室内部产生紊流或/及环流。

27.如权利要求26所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道中，包含使液体沿相互对向的方向流入所述泵室内的流入通道。

28.如权利要求27所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道使液体沿着所述泵室的内壁的方向流入。

29.如权利要求26所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道相互间使液体沿同一方向流入所述泵室内。

30.如权利要求29所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道使液体沿着所述泵室的内壁的方向流入。

31.一种燃料电池，至少具有多个起电部、和作为对应于各该多个起电部的燃料供给装置的混合泵装置，其特征在于，

所述混合泵装置包括：多个流入通道；分别配置于该多个流入通道的流入侧阀；液体分别介以该多个流入通道流入的泵室；具备在该泵室内移动、使该泵室的内容积膨胀、收缩的可动体的泵机构；使在所述泵室中混合好的液体流出的多个流出通道；和分别配置于该多个流出通道的流出侧阀，

还包括在所述泵室内将液体混合的混合装置。

32.如权利要求31所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置形成于所述泵室及所述可动体中的泵室侧。

33.如权利要求32所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流。

34.如权利要求32所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置具备形成于所述泵室侧的旋转体，

在所述泵室内通过所述旋转体的旋转进行液体的混合。

35.如权利要求31所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置形成于所述泵室及所述可动体中的可动体侧。

36.如权利要求35所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的直线运动产生紊流或/及环流。

37.如权利要求35所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置通过所述可动体在所述泵室内的旋转产生紊流或/及环流。

38.如权利要求35所述的燃料电池，其特征在于，所述混合装置具备形成于所述可动体侧的旋转体，

在所述泵室内通过所述旋转体的旋转进行液体的混合。

39.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述泵室中，来自所述多个流入通道的液体入口和向所述多个流出通道的液体出口被配置在相距最远的位置上。

40.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，在所述多个流入通道中的至少1个中，与所述泵室连通的部分的开口截面积小于位于其进入侧的部分的开口截面积。

41.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，在所述多个流入通道中的至少1个中，与所述泵室连通的部分附近的内周面上形成有螺旋槽。

42.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道中，包含与所述泵室连通的部分的高度位置不同的流入通道。

43.如权利要求42所述的燃料电池，其特征在于，所述多种流体中包含密度不同的流体。

44.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，使所述多种流体中混合比最低的液体以外的流体最先流入所述泵室内。

45.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，在所述泵室的内容积最小的状态下，所述泵室与所述流入通道及所述流出通道连通。

46.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，在所述泵室的上部形成有向所述流出通道的流体出口。

47.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，对所述泵室的内壁施以亲水处理。

48.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流出通道上不形成锐角的弯曲部。

49.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流入通道中的至少1个上构成有脱气装置。

50.如权利要求26～38中任一项所述的燃料电池，其特征在于，所述多个流出通道介以共通的流道与所述泵室连接，

所述多个流出通道的分支点的开口截面积是向该分支点的进入侧流道的开口截面积及所述流出通道的开口截面积中的较大的面积以下。

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