JP2009063429A - Channel structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a channel structure capable of reducing the space for connecting a fluid connector. <P>SOLUTION: A channel 20 of a rectangular section is provided inside a substrate 10. A fluid connector 30 made of a cylindrical pipe is connected to the channel 20, in a direction in parallel with the main surface of the substrate 10, and fluid is introduced or led from an external system to the channel 20, thus reducing space for connecting the fluid connector 30. An edge 21 in the channel 20 is formed inside a projection 11, projecting in a direction in parallel with the main surface of the substrate 10 from the side of the substrate 10, the fluid connector 30 is connected to the projection 11, and heat-shrinkable tubing 40 is provided at the connection section between the projection 11 and the fluid connector 30, thus the channel 20, having a different sectional shape is connected to the fluid connector 30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロＴＡＳ（Total Analysis System ）または燃料電池などに好適な流路構造体に関する。   The present invention relates to a flow path structure suitable for a micro TAS (Total Analysis System) or a fuel cell.

従来より、ガラス基板あるいはプラスチックフィルムなどの基体に形成された微細な流路が、分析装置，化学反応チップまたは生化学実験チップなどとして用いられている。このような流路への流体コネクタ（チューブ）の接続方法としては、例えば、図９に示したように、流路１２０の出入口１２１に伸縮性部材１２２を設け、この伸縮性部材１２２により、出入口１２１と流体コネクタ１３０との隙間Ｇを埋めるようにしている。また、特許文献１では、流路の開口部の周囲に、他のデバイスと固着可能な粘着性を有する接合部を設けることが記載されている。
特開２００４−５８２１４号公報 Conventionally, fine channels formed on a substrate such as a glass substrate or a plastic film have been used as an analyzer, a chemical reaction chip, a biochemical experiment chip, or the like. As a method for connecting a fluid connector (tube) to such a flow path, for example, as shown in FIG. 9, an elastic member 122 is provided at the inlet / outlet port 121 of the flow path 120, and the elastic member 122 is used to The gap G between 121 and the fluid connector 130 is filled. Patent Document 1 describes that a bonding portion having adhesiveness that can be fixed to another device is provided around the opening of the flow path.
JP 2004-58214 A

しかしながら、これらの従来構造では、基体表面に対して垂直な方向にチューブを接続するようにしていたので、基体の垂直方向のスペースが流体コネクタの接続に占有されてしまうこととなり、流体コネクタが接続された基体を平行に積み重ねることができなかった。   However, in these conventional structures, since the tubes are connected in a direction perpendicular to the surface of the base body, the space in the vertical direction of the base body is occupied by the connection of the fluid connector. The stacked substrates could not be stacked in parallel.

基体の厚みと、接続する流体コネクタの管径の厚みとをほぼ等しくし、接着剤などで基体の側面に流体コネクタを接続するという方法もあったが、接着の手間がかかることに加えて、流体コネクタの管径（外径）より薄い基板には接続することができなかった。   There was also a method of connecting the fluid connector to the side surface of the substrate with an adhesive or the like, with the thickness of the substrate and the pipe diameter of the fluid connector to be connected substantially equal, but in addition to taking the labor of bonding, It was not possible to connect to a substrate thinner than the pipe diameter (outer diameter) of the fluid connector.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、流体コネクタの接続のためのスペースを小さくすることができる流路構造体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a flow channel structure capable of reducing a space for connecting a fluid connector.

本発明の流路構造体は、基体内に形成された流体の流路と、流路に対して、基体の主面に平行な方向に接続された流体コネクタとを備えたものである。ここにいう「基体の主面」は、基体がガラスやシリコン（Ｓｉ）などの薄板である場合には平面であるが、必ずしも平面である必要はなく、例えば、基体が可撓性フィルムにより構成されている場合には平面または曲面でありうる。   The flow channel structure according to the present invention includes a fluid flow channel formed in the substrate and a fluid connector connected to the flow channel in a direction parallel to the main surface of the substrate. The “main surface of the substrate” here is a flat surface when the substrate is a thin plate such as glass or silicon (Si), but is not necessarily a flat surface. For example, the substrate is made of a flexible film. It can be flat or curved.

本発明の流路構造体によれば、基体内に形成された流路に対して、基体の主面に平行な方向に流体コネクタを接続するようにしたので、基体の垂直方向のスペースが流体コネクタの接続に占有されてしまうことがなくなる。よって、流体コネクタの接続のためのスペースを小さくすることができ、流体コネクタが接続された基体を平行に積み重ねることができ、集積度を向上させることができる。   According to the flow path structure of the present invention, the fluid connector is connected to the flow path formed in the base body in a direction parallel to the main surface of the base body. It is no longer occupied by connector connections. Therefore, the space for connecting the fluid connector can be reduced, the substrates to which the fluid connector is connected can be stacked in parallel, and the degree of integration can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る流路構造体の構成を表したものである。この流路構造体１は、例えば、マイクロＴＡＳとして用いられるものであり、基体１０内に形成された流体の流路２０と、この流路２０に接続された流体コネクタ３０とを備えている。   1 and 2 show the configuration of a flow channel structure according to an embodiment of the present invention. The flow channel structure 1 is used, for example, as a micro TAS, and includes a fluid flow channel 20 formed in the base 10 and a fluid connector 30 connected to the flow channel 20.

基体１０は、例えば、ガラスあるいはシリコン（Ｓｉ）等の薄板を切削あるいは張り合わせ、または、プラスチックフィルム等の可撓性フィルムを張り合わせることにより形成されたものである。具体的には、基体１０は、図３に示したように、金属またはプラスチック等の薄板１０Ａを切削加工することにより流路２０を形成し、別の薄板または可撓性フィルム１０Ｂを張り合わせたもの、または、図４に示したように、流路２０の形状に合わせて切込みを設けた薄板または可撓性フィルム１０Ｃを、他の薄板または可撓性フィルム１０Ｂ，１０Ｄと張り合わせたものである。そのため、流路２０の断面形状は矩形である。なお、流路２０は、流体の入口および出口となる２箇所の端部２１を有することを除いては、その平面形状は特に限定されない。また、入口側の端部２１は、必ずしも一箇所である必要はなく、二箇所以上でもよく、それぞれから異なる流体を流路２０に導入できるようにしてもよい。   The substrate 10 is formed, for example, by cutting or bonding thin plates such as glass or silicon (Si), or by bonding a flexible film such as a plastic film. Specifically, as shown in FIG. 3, the base 10 is formed by cutting a thin plate 10A made of metal or plastic to form a flow path 20 and pasting another thin plate or a flexible film 10B. Alternatively, as shown in FIG. 4, the thin plate or flexible film 10 </ b> C provided with a cut according to the shape of the flow path 20 is bonded to the other thin plates or flexible films 10 </ b> B and 10 </ b> D. Therefore, the cross-sectional shape of the flow path 20 is a rectangle. The planar shape of the flow path 20 is not particularly limited except that the flow path 20 has two end portions 21 serving as an inlet and an outlet for the fluid. Further, the inlet-side end portion 21 does not necessarily have to be one place, and may be two or more places, and different fluids may be introduced into the flow path 20 from each.

流体コネクタ３０は、外部システム（図示せず）から流路２０に流体を導入・導出するためのものであり、流路２０の断面形状とは異なる断面形状を有している。例えば、流路２０の断面形状は上述したように矩形であるのに対して、流体コネクタ３０は、例えばポリオレフィンよりなる円筒管である。   The fluid connector 30 is used to introduce and lead fluid from an external system (not shown) to the flow path 20, and has a cross-sectional shape different from the cross-sectional shape of the flow path 20. For example, the cross-sectional shape of the flow path 20 is rectangular as described above, while the fluid connector 30 is a cylindrical tube made of polyolefin, for example.

流体コネクタ３０は、流路２０に対して、基体１０の主面に平行な方向に接続されている。これにより、この流路構造体１では、流体コネクタ３０の接続のためのスペースを小さくすることができるようになっている。   The fluid connector 30 is connected to the flow path 20 in a direction parallel to the main surface of the base body 10. Thereby, in this flow path structure 1, the space for connection of the fluid connector 30 can be made small.

具体的には、流路２０の端部２１は、基体１０の側面から、基体１０の主面に平行な方向に突出した凸部１１の内部に形成され、流体コネクタ３０は凸部１１に接続され、凸部１１と流体コネクタ３０との接続部分には熱収縮チューブ４０が設けられている。熱収縮チューブ４０は、断面形状の異なる流路２０と流体コネクタ３０との接続を可能とするためのものであり、例えばポリオレフィンにより構成されている。また、熱収縮チューブ４０を設けることにより、流体コネクタ３０の管径（外径）よりも基体１０が薄い場合にも、流体コネクタ３０を基体１０の主面に平行な方向に接続することができるようになり、基体１０を極めて薄くすることも可能となる。なお、凸部１１は、基体１０の主面に平行に突出していればよく、必ずしも基体１０の側面に垂直な方向に突出している必要はない。   Specifically, the end portion 21 of the flow path 20 is formed inside the convex portion 11 protruding from the side surface of the base body 10 in a direction parallel to the main surface of the base body 10, and the fluid connector 30 is connected to the convex portion 11. The heat shrinkable tube 40 is provided at the connecting portion between the convex portion 11 and the fluid connector 30. The heat-shrinkable tube 40 is for enabling connection between the flow path 20 and the fluid connector 30 having different cross-sectional shapes, and is made of, for example, polyolefin. Further, by providing the heat shrinkable tube 40, the fluid connector 30 can be connected in a direction parallel to the main surface of the substrate 10 even when the substrate 10 is thinner than the tube diameter (outer diameter) of the fluid connector 30. As a result, the substrate 10 can be made extremely thin. In addition, the convex part 11 should just protrude in parallel with the main surface of the base | substrate 10, and does not necessarily protrude in the direction perpendicular | vertical to the side surface of the base | substrate 10. FIG.

この流路構造体１は、例えば次のようにして製造することができる。   This flow path structure 1 can be manufactured, for example, as follows.

まず、図３に示したように、薄板１０Ａを切削して流路２０を形成し、他の薄板１０Ｂを張り合わせることにより、または、図４に示したように、流路２０の形状に合わせて切込みを設けた薄板あるいは可撓性フィルム１０Ｂを他の薄板あるいは可撓性フィルム１０Ｂ，１０Ｄと張り合わせることにより、内部に流路２０を有する基体１０を形成する。その際、基体１０の側面から、基体１０の主面に平行な方向に突出した凸部１１を設けて、この凸部１１内に流路２０の端部２１を形成する。   First, as shown in FIG. 3, the thin plate 10A is cut to form the flow path 20, and another thin plate 10B is bonded together, or as shown in FIG. 4, according to the shape of the flow path 20. Then, the base plate 10 having the flow path 20 is formed by bonding the thin plate or the flexible film 10B provided with the cuts to the other thin plates or the flexible films 10B and 10D. At that time, a convex portion 11 protruding from a side surface of the base body 10 in a direction parallel to the main surface of the base body 10 is provided, and an end portion 21 of the flow path 20 is formed in the convex portion 11.

次いで、上述した材料よりなる熱収縮チューブ４０を用意し、この熱収縮チューブ４０の一端を凸部１１に通す。続いて、熱収縮チューブ４０の凸部１１にかかる部分を接着する。この接着は、例えば、接着剤を用いてもよいし、凸部１１の表面と熱収縮チューブ４０の内側とを熱接着性のある材料により構成してもよい。   Next, a heat shrinkable tube 40 made of the above-described material is prepared, and one end of the heat shrinkable tube 40 is passed through the convex portion 11. Then, the part concerning the convex part 11 of the heat contraction tube 40 is adhere | attached. For this bonding, for example, an adhesive may be used, or the surface of the convex portion 11 and the inner side of the heat shrinkable tube 40 may be made of a material having thermal adhesiveness.

そののち、上述した材料よりなる流体コネクタ３０を用意し、この流体コネクタ３０を熱収縮チューブ４０の他端に通し、熱収縮チューブ４０の流体コネクタ３０にかかる部分を接着する。この接着は、例えば、接着剤を用いてもよいし、流体コネクタ３０の表面と熱収縮チューブ４０の内側とを熱接着性のある材料により構成してもよい。なお、基体１０および凸部１１が変形可能な材料により構成されている場合、流体コネクタ３０を、凸部１１内の流路２０の端部２１に差し込むようにしてもよい。以上により、図１および図２に示した流路構造体１が完成する。   After that, the fluid connector 30 made of the above-described material is prepared, the fluid connector 30 is passed through the other end of the heat shrinkable tube 40, and the portion of the heat shrinkable tube 40 that is applied to the fluid connector 30 is bonded. For this adhesion, for example, an adhesive may be used, or the surface of the fluid connector 30 and the inside of the heat shrinkable tube 40 may be formed of a material having thermal adhesiveness. In addition, when the base | substrate 10 and the convex part 11 are comprised with the material which can deform | transform, you may make it insert the fluid connector 30 in the edge part 21 of the flow path 20 in the convex part 11. FIG. Thus, the flow channel structure 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

この流路構造体１では、外部システム（図示せず）から流体が、流体コネクタ３０および入口側の端部２１を介して流路２０に導入され、流路２０内において混合、反応、分離、検出などが行われたのち、出口側の端部２１から流体コネクタ３０を介して導出される。   In this flow path structure 1, fluid is introduced from an external system (not shown) into the flow path 20 via the fluid connector 30 and the inlet-side end 21, and mixing, reaction, separation, After detection or the like, the fluid is extracted from the outlet-side end 21 through the fluid connector 30.

このように本実施の形態では、流体コネクタ３０を、流路２０に対して、基体１０の主面に平行な方向に接続するようにしたので、流体コネクタ３０の接続のためのスペースを小さくすることができる。よって、流体コネクタ３０を接続した基体１０を平行に積み重ねることができ、集積度を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the fluid connector 30 is connected to the flow path 20 in a direction parallel to the main surface of the base 10, so that the space for connecting the fluid connector 30 is reduced. be able to. Accordingly, the base bodies 10 connected to the fluid connector 30 can be stacked in parallel, and the degree of integration can be improved.

（変形例）
図５は、本発明の変形例に係る流路２０の端部２１を表したものである。本変形例は、上記実施の形態のように基体１０の側面に凸部１１を形成することが難しく、流路２０の端部２１が基体１０の側面に平行に形成されている場合に、流体コネクタ３０を、補助部品５０を間にして流路２０に接続し、この補助部品５０と流体コネクタ３０との間に熱収縮チューブ４０を設けるようにしたものである。このようにしても、流体コネクタ３０を、流路２０に対して、基体１０の主面に平行な方向に接続することができ、流体コネクタ３０の接続のためのスペースを小さくし、集積度を高めることができる。 (Modification)
FIG. 5 shows the end 21 of the flow channel 20 according to a modification of the present invention. In this modification, it is difficult to form the convex portion 11 on the side surface of the base body 10 as in the above-described embodiment, and when the end portion 21 of the flow path 20 is formed in parallel to the side surface of the base body 10, The connector 30 is connected to the flow path 20 with an auxiliary component 50 in between, and a heat shrinkable tube 40 is provided between the auxiliary component 50 and the fluid connector 30. Even in this case, the fluid connector 30 can be connected to the flow path 20 in a direction parallel to the main surface of the base 10, reducing the space for connecting the fluid connector 30, and increasing the degree of integration. Can be increased.

補助部品５０は、流路２０の端部２１から９０°曲がる屈曲流路５１が内部に形成されたものであり、図６に示したように、３枚のプラスチックよりなるフィルム５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを張り合わせたものである。フィルム５２Ａには、流路２０の端部２１との接続孔５２Ａ１が設けられている。フィルム５２Ｂには、屈曲流路５１の形状の切り抜き５２Ｂ１が設けられている。フィルム５２Ｂの両面には、熱硬化性接着剤（図示せず）が設けられており、フィルム５２Ａ〜５２Ｃを重ねて熱をかけて接着することができるようになっている。なお、フィルム５２Ａの裏面には接着剤を設けておき、接続したい基体１０との接着に用いるようにしてもよい。   The auxiliary component 50 is formed with a bent flow channel 51 that bends by 90 ° from the end 21 of the flow channel 20, and, as shown in FIG. 6, films 52A, 52B, and 52C made of three plastics. Are pasted together. The film 52A is provided with a connection hole 52A1 with the end portion 21 of the flow path 20. The film 52B is provided with a cutout 52B1 having the shape of the bent channel 51. A thermosetting adhesive (not shown) is provided on both surfaces of the film 52B, and the films 52A to 52C can be stacked and bonded by applying heat. Note that an adhesive may be provided on the back surface of the film 52A so as to be used for bonding to the substrate 10 to be connected.

（適用例１）
以下、上記実施の形態に係る流路構造体１の他の適用例を説明する。図４は、この流路構造体１を、燃料電池の燃料流路に適用した例を表したものである。この燃料電池は、いわゆる固体電解質燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、燃料電極（アノード）６１および酸素電極（カソード）６２の間に電解質膜６３を有している。燃料電極６１の外側には、上記実施の形態に係る流路構造体１が設けられており、この流路構造体１の流路２０を介して、燃料であるメタノールが燃料電極６１に供給されるようになっている。なお、本適用例では、図３および図４に示した薄板または可撓性フィルム１０Ｂの代わりに燃料電極６１が設けられており、流路２０内の燃料が燃料電極６１に接触することができるようになっている。酸素電極６２の外側には、チタン（Ｔｉ）板などの外装部材６４が設けられている。 (Application example 1)
Hereinafter, another application example of the flow channel structure 1 according to the above embodiment will be described. FIG. 4 shows an example in which the flow channel structure 1 is applied to a fuel flow channel of a fuel cell. This fuel cell is a so-called solid electrolyte fuel cell (PEFC), and has an electrolyte membrane 63 between a fuel electrode (anode) 61 and an oxygen electrode (cathode) 62. The flow path structure 1 according to the above embodiment is provided outside the fuel electrode 61, and methanol as fuel is supplied to the fuel electrode 61 via the flow path 20 of the flow path structure 1. It has become so. In this application example, the fuel electrode 61 is provided instead of the thin plate or the flexible film 10B shown in FIGS. 3 and 4, and the fuel in the flow path 20 can contact the fuel electrode 61. It is like that. An exterior member 64 such as a titanium (Ti) plate is provided outside the oxygen electrode 62.

燃料電極６１および酸素電極６２は、カーボンクロス等の表面に、白金（Ｐｔ）またはルテニウム（Ｒｕ）等を含む触媒層を形成し、裏面にチタン（Ｔｉ）メッシュ等の集電体を設けたものである。電解質膜６３は、例えば、ポリパーフルオロアルキルスルホン酸系樹脂（デュポン社製「Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）」）またはその他のプロトン伝導性を有する樹脂膜により構成されている。燃料電極６１，酸素電極６２および電解質膜６３はガスケット（図示せず）により固定されている。   The fuel electrode 61 and the oxygen electrode 62 are formed by forming a catalyst layer containing platinum (Pt) or ruthenium (Ru) on the surface of carbon cloth or the like and providing a current collector such as titanium (Ti) mesh on the back surface. It is. The electrolyte membrane 63 is made of, for example, a polyperfluoroalkyl sulfonic acid resin (“Nafion (registered trademark)” manufactured by DuPont) or another resin membrane having proton conductivity. The fuel electrode 61, the oxygen electrode 62, and the electrolyte membrane 63 are fixed by a gasket (not shown).

この燃料電池は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、上述した材料よりなる電解質膜６３を、上述した材料よりなる燃料電極６１および酸素電極６２の間に挟んで熱圧着することにより、電解質膜６３に燃料電極６１および酸素電極６２を接合する。燃料電極６１の外側には、上記実施の形態の流路構造体１を設け、酸素電極６２の外側には、上述した材料よりなる外装部材６４を配置する。以上により、図７に示した燃料電池が完成する。   This fuel cell can be manufactured, for example, as follows. First, the fuel electrode 61 and the oxygen electrode 62 are joined to the electrolyte membrane 63 by thermocompression bonding the electrolyte membrane 63 made of the above-described material between the fuel electrode 61 and the oxygen electrode 62 made of the above-described material. The flow path structure 1 of the above embodiment is provided outside the fuel electrode 61, and the exterior member 64 made of the above-described material is arranged outside the oxygen electrode 62. Thus, the fuel cell shown in FIG. 7 is completed.

この燃料電池では、燃料電極６１に燃料であるメタノールが供給され、反応によりプロトンと電子とを生成する。プロトンは電解質膜６３を通って酸素電極６２に移動し、電子および酸素と反応して水を生成する。燃料電極６１、酸素電極６２および燃料電池全体で起こる反応は、化１で表される。これにより、燃料であるメタノールの化学エネルギーが電気エネルギーに変換されて、燃料電池から電流が取り出され、外部回路（図示せず）が駆動される。   In this fuel cell, methanol as a fuel is supplied to the fuel electrode 61, and protons and electrons are generated by the reaction. Protons move to the oxygen electrode 62 through the electrolyte membrane 63 and react with electrons and oxygen to generate water. A reaction that occurs in the fuel electrode 61, the oxygen electrode 62, and the entire fuel cell is represented by Chemical Formula 1. As a result, the chemical energy of methanol, which is the fuel, is converted into electrical energy, current is extracted from the fuel cell, and an external circuit (not shown) is driven.

（化１）
燃料電極６１：ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋６Ｈ+ ＋６ｅ-
酸素電極６２：６Ｈ+ ＋（３／２）Ｏ2 ＋６ｅ- →３Ｈ2 Ｏ
燃料電池全体：ＣＨ3 ＯＨ＋（３／２）Ｏ2 →ＣＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ (Chemical formula 1)
Fuel electrode 61: CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e −
Oxygen electrode 62: 6H + + (3/2) O 2 + 6e − → 3H 2 O
Entire fuel cell: CH 3 OH + (3/2) O 2 → CO 2 + 2H 2 O

その際、燃料であるメタノールは、外部の燃料タンク（図示せず）から、流体コネクタ３０および入口側の端部２１を介して流路２０に導入され、流路２０内において燃料電極６１の触媒層に接触し、化１の第１式による電池反応が行われたのち、出口側の端部２１から流体コネクタ３０を介して導出される。   At that time, methanol as fuel is introduced into the flow path 20 from an external fuel tank (not shown) via the fluid connector 30 and the inlet-side end 21, and the catalyst of the fuel electrode 61 is formed in the flow path 20. After contact with the layer and the battery reaction according to the first formula of Chemical Formula 1 is performed, the reaction is led out from the end 21 on the outlet side through the fluid connector 30.

本適用例１によれば、燃料の供給路として上記実施の形態に係る流路構造体１を設けるようにしたので、流体コネクタ３０の接続のためのスペースを小さくすることができ、燃料流路を薄型化することができる。よって、燃料電池を薄型化して平行に積み重ねることができ、集積度を向上させることができる。   According to this application example 1, since the flow path structure 1 according to the above-described embodiment is provided as a fuel supply path, the space for connecting the fluid connector 30 can be reduced, and the fuel flow path Can be made thinner. Therefore, the fuel cells can be thinned and stacked in parallel, and the degree of integration can be improved.

（適用例２）
図８は、上記実施の形態の流路構造体１を適用した他の燃料電池の構成例を表したものである。この燃料電池は、例えば、電解質膜６３に代えて、上記実施の形態の流路構造体１を設け、燃料電極６１と酸素電極６２との間に液状の電解質である電解液（例えば硫酸）を供給するようにしたものである。このことを除いては、本適用例の燃料電池は、上記適用例１と同様に構成されている。なお、燃料流路となる流路構造体１の流体コネクタ３０と、電解液流路となる流路構造体１の流体コネクタ３０は、図８のように異なる位置に接続されている必要はなく、同じ位置に重ねて接続されていてもよい。 (Application example 2)
FIG. 8 illustrates a configuration example of another fuel cell to which the flow channel structure 1 of the above embodiment is applied. In this fuel cell, for example, in place of the electrolyte membrane 63, the flow path structure 1 of the above embodiment is provided, and an electrolytic solution (for example, sulfuric acid) that is a liquid electrolyte is provided between the fuel electrode 61 and the oxygen electrode 62. It is to be supplied. Except for this, the fuel cell of the present application example is configured in the same manner as in the first application example. Note that the fluid connector 30 of the flow path structure 1 serving as the fuel flow path and the fluid connector 30 of the flow path structure 1 serving as the electrolyte flow path need not be connected to different positions as shown in FIG. , May be overlapped and connected at the same position.

この燃料電池は、電解質膜６３に代えて上記実施の形態の流路構造体１を設けることを除いては、上記適用例１と同様にして製造することができる。   This fuel cell can be manufactured in the same manner as Application Example 1 except that the flow path structure 1 of the above embodiment is provided instead of the electrolyte membrane 63.

この燃料電池では、上記適用例１と同様にして化１による電池反応が行われる。その際、燃料は、上記適用例と同様にして流路構造体１の流路２０を介して燃料電極６１に供給される。また、電解液は、外部の電解液タンク（図示せず）から、流体コネクタ３０および入口側の端部２１を介して流路２０に導入され、反応で生じた二酸化炭素などと共に、出口側の端部２１から流体コネクタ３０を介して導出される。なお、燃料電極６１を通り抜けてきた燃料も、酸素電極６２に到達する前に電解液と共に除去され、クロスオーバーが抑制される。   In this fuel cell, the cell reaction according to Chemical Formula 1 is performed in the same manner as in Application Example 1 above. At that time, the fuel is supplied to the fuel electrode 61 through the flow channel 20 of the flow channel structure 1 in the same manner as in the above application example. Further, the electrolyte is introduced into the flow path 20 from an external electrolyte tank (not shown) through the fluid connector 30 and the inlet-side end 21, together with carbon dioxide generated by the reaction, and the like on the outlet side. It is led out from the end portion 21 through the fluid connector 30. The fuel that has passed through the fuel electrode 61 is also removed together with the electrolyte before reaching the oxygen electrode 62, and crossover is suppressed.

このように本適用例２によれば、燃料の供給路に加えて、更に電解液の供給路としても上記実施の形態に係る流路構造体１を設けるようにしたので、流体コネクタ３０の接続のためのスペースを小さくすることができ、燃料電極６１と酸素電極６２との間隔を狭くすることができる。よって、燃料電池を薄型化して平行に積み重ねることができ、集積度を向上させることができる。   As described above, according to this application example 2, in addition to the fuel supply path, the flow path structure 1 according to the above embodiment is also provided as the electrolyte supply path. Therefore, the space between the fuel electrode 61 and the oxygen electrode 62 can be narrowed. Therefore, the fuel cells can be thinned and stacked in parallel, and the degree of integration can be improved.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形することができる。例えば、上記実施の形態において説明した各構成要素の材料および厚み、接着方法などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の接着方法としてもよい。   While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the material, thickness, adhesion method, and the like of each component described in the above embodiment are not limited, and may be other materials and thicknesses, or other adhesion methods.

本発明の一実施の形態に係る流路構造体の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the flow-path structure based on one embodiment of this invention. 図１に示した流路構造体の構成を表す平面図である。It is a top view showing the structure of the flow-path structure shown in FIG. 図１および図２に示した流路構造体を分解した構成の一例を表す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a configuration in which the flow channel structure illustrated in FIGS. 1 and 2 is disassembled. 図１および図２に示した流路構造体を分解した構成の他の例を表す斜視図である。It is a perspective view showing the other example of the structure which decomposed | disassembled the flow-path structure shown in FIG. 1 and FIG. 本発明の変形例に係る流路構造体の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the flow-path structure based on the modification of this invention. 図３に示した補助部品の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the auxiliary component shown in FIG. 図１および図２に示した流路構造体により燃料流路を構成した燃料電池の構成を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fuel cell in which a fuel flow path is configured by the flow path structure illustrated in FIGS. 1 and 2. 図１および図２に示した流路構造体により燃料流路および電解液流路を構成した燃料電池の構成を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fuel cell in which a fuel channel and an electrolyte channel are configured by the channel structure shown in FIGS. 1 and 2. 従来の流路への流体コネクタの接続方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection method of the fluid connector to the conventional flow path.

符号の説明Explanation of symbols

１…流路構造体、１０…基体、１１…凸部、２０…流路、２１…端部、３０…流体コネクタ、４０…熱収縮チューブ、５０…補助部品、５１…屈曲流路、６１…燃料電極、６２…酸素電極、６３…電解質膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Channel structure, 10 ... Base | substrate, 11 ... Convex part, 20 ... Channel, 21 ... End part, 30 ... Fluid connector, 40 ... Heat-shrinkable tube, 50 ... Auxiliary component, 51 ... Bending channel, 61 ... Fuel electrode, 62 ... oxygen electrode, 63 ... electrolyte membrane

Claims (8)

基体内に形成された流体の流路と、
前記流路に対して、前記基体の主面に平行な方向に接続された流体コネクタと
を備えたことを特徴とする流路構造体。 A fluid flow path formed in the substrate;
A fluid channel structure comprising: a fluid connector connected to the channel in a direction parallel to the main surface of the base. 前記基体は、薄板を切削あるいは張り合わせ、または可撓性フィルムを張り合わせることにより形成されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の流路構造体。 The flow path structure according to claim 1, wherein the base body is formed by cutting or pasting thin plates or pasting a flexible film. 前記流体コネクタは、前記流路の断面形状とは異なる断面形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の流路構造体。 The flow path structure according to claim 1, wherein the fluid connector has a cross-sectional shape different from a cross-sectional shape of the flow path. 前記流路の断面形状は矩形であり、前記流体コネクタは円筒管である
ことを特徴とする請求項３記載の流路構造体。 The flow path structure according to claim 3, wherein a cross-sectional shape of the flow path is a rectangle, and the fluid connector is a cylindrical tube. 前記流路の端部は、前記基体の側面から前記基体の主面に平行な方向に突出した凸部の内部に形成され、
前記流体コネクタは前記凸部に接続され、
前記凸部と前記流体コネクタとの接続部分に熱収縮チューブが設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流路構造体。 The end of the flow path is formed inside a convex portion protruding in a direction parallel to the main surface of the base body from the side surface of the base body,
The fluid connector is connected to the convex portion;
The flow path structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat-shrinkable tube is provided at a connection portion between the convex portion and the fluid connector. 前記流路の端部は、前記基体の側面に平行に形成されると共に、前記流路の端部から９０°曲がる屈曲流路を内部に有する補助部品に接続され、
前記流体コネクタは、前記補助部品に接続され、
前記補助部品と前記流体コネクタとの接続部分に熱収縮チューブが設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流路構造体。 The end portion of the flow path is formed in parallel with the side surface of the base body, and is connected to an auxiliary component having a bent flow path that bends by 90 ° from the end portion of the flow path.
The fluid connector is connected to the auxiliary component;
The flow path structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat-shrinkable tube is provided at a connection portion between the auxiliary component and the fluid connector. 前記基体はマイクロトータルアナリシスシステムである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の流路構造体。 The channel structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate is a micro total analysis system. 前記基体は燃料電池である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の流路構造体。 The flow path structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the base is a fuel cell.
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