连接结构体、流路控制部、燃料电池型发电装置及电子设备转让专利
申请号 : CN200710091842.2
文献号 : CN100593876C
文献日 : 2010-03-10
发明人 : 椛泽康成
申请人 : 卡西欧计算机株式会社
摘要 :
本发明公开一种连接结构体，其与在电渗材料的两表面上形成有电极的电渗流泵连接，其包括：吸收液体的第一吸液体；和第二吸液体，其与所述第一吸液体叠置，具有可挠性并吸收液体；其中，所述第二吸液体的与所述第一吸液体接触的面的相反面与所述电渗流泵连接。
权利要求 :
1、一种连接结构体，其与在电渗材料的两表面上形成有电极的电 渗流泵连接，其包括：吸收液体的第一吸液体；和
第二吸液体，其与所述第一吸液体叠置，具有可挠性并吸收液体；
其中，所述第二吸液体的与所述第一吸液体接触的面的相反面与 所述电渗流泵连接。
2、根据权利要求1所述的连接结构体，其中，所述第一吸液体由 板状部和在该板状部上立式设置的棒状部一体化而形成，所述第二吸 液体与所述板状部叠置。
3、根据权利要求2所述的连接结构体，其中，所述第二吸液体、 所述电渗材料和所述板状部配置在基板的内部形成的流路中，所述棒 状部向所述基板的外部突出。
4、根据权利要求3所述的连接结构体，其中，所述基板是多层基 板，在所述多层基板的层上布图形成的配线图案与所述电渗材料的电 极接触。
5、一种流路控制部，其包括：
在内部形成有流路的基板；
第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置 的棒状部一体化而形成；
第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二吸液体接触 的面及其相反面上分别形成有电极；
其中，所述第二吸液体、所述电渗材料和所述板状部配置在所述 基板内的流路中，所述棒状部向所述基板的外部突出。
6、根据权利要求5的流路控制部，其中，所述基板是多层基板， 在所述多层基板的层上布图形成的配线图案与所述电渗材料的电极接 触。
7、一种燃料电池型发电装置，其包括：流路控制部；和基于供给 到所述流路控制部的液体而获取电力的发电单元；
其中，所述流路控制部具有：
形成有流路的基板；
第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置 的棒状部一体化而形成；
第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二吸液体接触 的面及其相反面上分别形成有电极；
其中，所述第二吸液体、所述电渗材料和所述板状部配置在所述 基板内的流路中，所述棒状部向所述基板的外部突出。
8、根据权利要求7的燃料电池型发电装置，其中所述基板是多层 基板，在所述多层基板的层上布图形成的配线图案与所述电渗材料的 电极接触。
9、一种电子设备，其包括：流路控制部；基于供给到所述流路控 制部的液体而获取电力的发电单元；和利用由具有所述发电单元的燃 料电池型发电装置发电产生的电力进行工作的电子设备主体；
其中，所述流路控制部具有：
形成有流路的基板；
第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置 的棒状部一体化而形成；
第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二吸液体接触 的面及其相反面上分别形成有电极；
其中所述第二吸液体、所述电渗材料和所述板状部配置在所述基 板内的流路中，所述棒状部向所述基板的外部突出。
10.根据权利要求9的电子设备，其中，所述基板是多层基板， 在所述多层基板的层上布图形成的配线图案与所述电渗材料的电极接 触。
说明书 :
技术领域
本发明涉及利用了电渗现象的电渗流泵的连接结构体、包括了该 连接结构体的流路控制部、包括了该流路控制部的燃料电池型发电装 置以及包括了该燃料电池型发电装置的电子设备。
背景技术
近年来，作为能量转换效率高的清洁的电源，燃料电池受到瞩目， 它被广泛应用于燃料电池汽车、便携设备、电气化住宅等。燃料电池 分为改质(也称为转化)方式和燃料直接方式两种。在改质方式是下 列的方式：由燃料和水在改质器中生成氢气后，将氢气供给到发电单 元(燃料电池主体)中的方式；燃料直接方式是不对燃料和水进行改 质而将其供给到发电单元中的方式。无论在哪种情况下，都要使用泵 作为用于输送燃料和水的动力源。泵包括离心式、容积旋转式、容积 往复式等进行机械性工作的泵，但是，在要求小型化的便携设备领域 等中，特别是使用压电传动装置的申请很多。但是，使用压电传动装 置等进行机械性工作的泵在其可动部的寿命等方面存在问题。因此， 设计出了在不具有机械性可动部的情况下输送液体的电渗流泵。
电渗流泵利用了电渗现象，其按照图24所示的方式构成。如图 24所示，电渗流泵包括填充在管材504中的电渗材料502、配置在电 渗材料502上游侧的电极501和配置在下游侧的电极503。电渗材料 502例如由配置在管材504的流动方向上的二氧化硅纤维等电介质形 成。
电渗流泵根据如下原理进行工作。即，当电渗材料502的电介质 与液体接触时，电介质的表面带电，液体中的相反离子(counterion) 聚集在其接触界面附近，电荷变得过剩。由此，如果通过在电极501 和电极503之间施加电压而在电渗材料502内产生电场，则液体中的 相反离子移动，整个液体由于液体粘性而流动。此外，在电渗材料502 是二氧化硅的情况下，二氧化硅表面变成Si-O-，二氧化硅表面带负 电，在液体中正离子(相反离子)聚集，由于液体中正电荷变得过剩， 所以当施加电压以使得电极501的电位高于电极503的电位时，流体 在如图24所示的方向上流动。
可是，在电渗流泵中，存在没有可动部从而结构简单、可以小型 化、无脉动、无噪音等优点，但是，在工作时必须使液体充分渗透到 电渗材料的内部。然而，现有技术的电渗泵的连接结构由于是液体难 以渗透到电渗材料中的结构，所以存在不能充分输送液体的现象。
电渗流泵利用了电渗现象，其按照图24所示的方式构成。如图 24所示，电渗流泵包括填充在管材504中的电渗材料502、配置在电 渗材料502上游侧的电极501和配置在下游侧的电极503。电渗材料 502例如由配置在管材504的流动方向上的二氧化硅纤维等电介质形 成。
电渗流泵根据如下原理进行工作。即，当电渗材料502的电介质 与液体接触时，电介质的表面带电，液体中的相反离子(counterion) 聚集在其接触界面附近，电荷变得过剩。由此，如果通过在电极501 和电极503之间施加电压而在电渗材料502内产生电场，则液体中的 相反离子移动，整个液体由于液体粘性而流动。此外，在电渗材料502 是二氧化硅的情况下，二氧化硅表面变成Si-O-，二氧化硅表面带负 电，在液体中正离子(相反离子)聚集，由于液体中正电荷变得过剩， 所以当施加电压以使得电极501的电位高于电极503的电位时，流体 在如图24所示的方向上流动。
可是，在电渗流泵中，存在没有可动部从而结构简单、可以小型 化、无脉动、无噪音等优点，但是，在工作时必须使液体充分渗透到 电渗材料的内部。然而，现有技术的电渗泵的连接结构由于是液体难 以渗透到电渗材料中的结构，所以存在不能充分输送液体的现象。
发明内容
由此，本发明是为解决上述问题而作出的，其目的在于，在电渗 流泵工作时，使液体能充分渗透到电渗材料的内部。
根据本发明的第一方案，提供一种连接结构体，其与在电渗材料 的两表面上形成有电极的电渗流泵连接，其包括：吸收液体的第一吸 液体；和第二吸液体，其与所述第一吸液体叠置，具有可挠性并吸收 液体；其中，所述第二吸液体的与所述第一吸液体接触的面的相反面 与所述电渗流泵连接。
根据本发明的第二方案，提供一种流路控制部，其包括：在内部 形成有流路的基板；第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板 状部上立式设置的棒状部一体化而形成；第二吸液体，其与所述板状 部叠置，具有可挠性并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体 叠置并在与所述第二吸液体接触的面及其相反面上分别形成有电极； 其中，所述第二吸液体、所述电渗材料和所述板状部配置在所述基板 内的流路中，所述棒状部向所述基板的外部突出。
根据本发明的第三方案，提供一种燃料电池型发电装置，其包括： 流路控制部；和基于供给到所述流路控制部的液体而获取电力的发电 单元；其中，所述流路控制部具有：形成有流路的基板；第一吸液体， 其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置的棒状部一体化而 形成；第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性并吸收液体； 和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二吸液体接触的 面及其相反面上分别形成有电极；其中所述第二吸液体、所述电渗材 料和所述板状部配置在所述基板内的流路中，所述棒状部向所述基板 的外部突出。
根据本发明的第四方案，提供一种电子设备，其包括：流路控制 部；基于供给到所述流路控制部的液体而获取电力的发电单元；和利 用由具有所述发电单元的燃料电池型发电装置发电产生的电力进行工 作的电子设备主体；其中，所述流路控制部具有：形成有流路的基板； 第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置的棒 状部一体化而形成；第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性 并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二 吸液体接触的面及其相反面上分别形成有电极；其中所述第二吸液体、 所述电渗材料和所述板状部配置在所述基板内的流路中，所述棒状部 向所述基板的外部突出。
根据本发明的第一方案，提供一种连接结构体，其与在电渗材料 的两表面上形成有电极的电渗流泵连接，其包括：吸收液体的第一吸 液体；和第二吸液体，其与所述第一吸液体叠置，具有可挠性并吸收 液体；其中，所述第二吸液体的与所述第一吸液体接触的面的相反面 与所述电渗流泵连接。
根据本发明的第二方案，提供一种流路控制部，其包括：在内部 形成有流路的基板；第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板 状部上立式设置的棒状部一体化而形成；第二吸液体，其与所述板状 部叠置，具有可挠性并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体 叠置并在与所述第二吸液体接触的面及其相反面上分别形成有电极； 其中，所述第二吸液体、所述电渗材料和所述板状部配置在所述基板 内的流路中，所述棒状部向所述基板的外部突出。
根据本发明的第三方案，提供一种燃料电池型发电装置，其包括： 流路控制部；和基于供给到所述流路控制部的液体而获取电力的发电 单元；其中，所述流路控制部具有：形成有流路的基板；第一吸液体， 其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置的棒状部一体化而 形成；第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性并吸收液体； 和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二吸液体接触的 面及其相反面上分别形成有电极；其中所述第二吸液体、所述电渗材 料和所述板状部配置在所述基板内的流路中，所述棒状部向所述基板 的外部突出。
根据本发明的第四方案，提供一种电子设备，其包括：流路控制 部；基于供给到所述流路控制部的液体而获取电力的发电单元；和利 用由具有所述发电单元的燃料电池型发电装置发电产生的电力进行工 作的电子设备主体；其中，所述流路控制部具有：形成有流路的基板； 第一吸液体，其吸收液体并且由板状部和在该板状部上立式设置的棒 状部一体化而形成；第二吸液体，其与所述板状部叠置，具有可挠性 并吸收液体；和电渗材料，其与所述第二吸液体叠置并在与所述第二 吸液体接触的面及其相反面上分别形成有电极；其中所述第二吸液体、 所述电渗材料和所述板状部配置在所述基板内的流路中，所述棒状部 向所述基板的外部突出。
附图说明
本发明的上述和其它目的、特征及优点通过参照附图进行的以下 的详细说明而变得更加明确。在附图中，
图1是电子设备的方框图；
图2是燃料电池型发电装置的立体图；
图3是燃料电池型发电装置的分解立体图；
图4是燃料电池型发电装置的方框图；
图5是从下面观察的微反应器和发电单元的立体图；
图6是最下层流路板的平面图；
图7是从下数的第二流路板的平面图；
图8是从下数的第三流路板的平面图；
图9是从下数的第四流路板的平面图；
图10是从下数的第五流路板的平面图；
图11是从下数的第六流路板的平面图；
图12是从下数的第七流路板的平面图；
图13是从下数的第八流路板的平面图；
图14是最上层流路板的平面图；
图15是表示从两个燃料匣(fuel cartridge)到气化器的燃料供给 流路的路径的图；
图16是表示从一氧化碳去除器到燃料极的氢供给流路的路径的 图；
图17是表示从燃料极到燃烧器的燃烧气体供给流路的路径的图；
图18是表示从燃烧器到向外部排出的排气流路的路径的图；
图19是表示从空气泵到氧极、一氧化碳去除器和燃烧器的空气供 给流路的路径的图；
图20是表示从氧极到排出的排空气流路的路径的图；
图21是沿着图2的剖切线XXI-XXI的面的向视剖视图；
图22是沿着图2的剖切线XXII-XXII的面的向视剖视图；
图23是电渗流泵的示意图；
图24是用于对电渗流泵的原理进行说明的图。
图1是电子设备的方框图；
图2是燃料电池型发电装置的立体图；
图3是燃料电池型发电装置的分解立体图；
图4是燃料电池型发电装置的方框图；
图5是从下面观察的微反应器和发电单元的立体图；
图6是最下层流路板的平面图；
图7是从下数的第二流路板的平面图；
图8是从下数的第三流路板的平面图；
图9是从下数的第四流路板的平面图；
图10是从下数的第五流路板的平面图；
图11是从下数的第六流路板的平面图；
图12是从下数的第七流路板的平面图；
图13是从下数的第八流路板的平面图；
图14是最上层流路板的平面图；
图15是表示从两个燃料匣(fuel cartridge)到气化器的燃料供给 流路的路径的图；
图16是表示从一氧化碳去除器到燃料极的氢供给流路的路径的 图；
图17是表示从燃料极到燃烧器的燃烧气体供给流路的路径的图；
图18是表示从燃烧器到向外部排出的排气流路的路径的图；
图19是表示从空气泵到氧极、一氧化碳去除器和燃烧器的空气供 给流路的路径的图；
图20是表示从氧极到排出的排空气流路的路径的图；
图21是沿着图2的剖切线XXI-XXI的面的向视剖视图；
图22是沿着图2的剖切线XXII-XXII的面的向视剖视图；
图23是电渗流泵的示意图；
图24是用于对电渗流泵的原理进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方案进行说明。但是，在以 下所述的实施方案中，附加了用于实施本发明的技术上优选的各种限 定，然而本发明的范围不限于以下的实施方案和图示例。
图1是电子设备1000的方框图。电子设备1000包括燃料电池型 发电装置1、将由燃料电池型发电装置1产生的电能转换成合适的电 压的DC/DC转换器904、与DC/DC转换器904连接的二次电池905、 对它们进行控制的控制部906和由DC/DC转换器904供给电能的电 子设备主体901。
燃料电池型发电装置1如后文所述，生成电能并且输出到DC/DC 转换器904。DC/DC转换器904完成以下功能：在将由燃料电池型发 电装置1产生的电能转换成合适的电压后，供给到电子设备主体901 和控制部906；除此之外，还将由燃料电池型发电装置1产生的电能 充电至二次电池905中，在燃料电池型发电装置1不工作时，将存储 在二次电池905中的电能供给到电子设备主体901或控制部906。控 制部906进行燃料电池型发电装置1和DC/DC转换器904的控制以 便稳定地向电子设备主体901供给电能。
以下，对燃料电池型发电装置1进行详细地说明。
图2是燃料电池型发电装置1的立体图，图3是燃料电池型发电 装置1的分解立体图，图4是燃料电池型发电装置1的方框图。
如图2、图3所示，燃料电池型发电装置1为具有燃料匣2、4的 系统。燃料匣2是长方体箱体，在燃料匣2内存储有燃料和水的混合 液。在燃料匣2的上表面上形成有燃料排出孔3，在该燃料排出孔3 中嵌入止回阀。该止回阀是将具有可挠性和弹性的材料(例如弹性体) 制成鸭嘴形的鸭嘴阀，该止回阀以其鸭嘴状的顶端面向燃料匣2内部 的状态嵌入在燃料排出孔3中。通过该止回阀阻止流体从燃料匣2内 向外流动。燃料匣4被构建成与燃料匣2具有相同的结构，燃料匣4 内存储燃料和水的混合液，在上表面上形成有燃料排出孔5。
在燃料匣2、4上设置流路控制部60，燃料匣2被设置成可以与 流路控制部60连接和分离。该流路控制部60包括多层基板100，并 且在多层基板100内部包括流量传感器36-38和电渗流泵40、50， 此外在多层基板100的表面具有微型阀33-35。
在多层基板100上，表面安装有微反应器6。如图4所示，微反 应器6是将气化器7、改质器8、一氧化碳去除器9和燃烧器10进行 单元化(组合成一体)而形成的，气化器7与改质器8连通，改质器 8与一氧化碳去除器9连通。如图2、图3所示，微反应器6被收容在 真空隔热外壳11中。
如图5所示，在微反应器6的下表面上设置6个口12-17。详情 如后文所述，如图4所示，微反应器的第一口12是与气化器7连通的 输入口，微反应器第二口13是与一氧化碳去除器9连通的输入口，微 反应器第三口14是与燃烧器10连通的输入口，微反应器第四口15 是从燃烧器10输出的输出口，微反应器第五口16是与燃烧器10连通 的输入口，微反应器第六口17是从一氧化碳去除器9输出的输出口。
如图2、图3所示，在多层基板100上，表面安装有上述微反应 器6和发电单元(燃料电池主体)20。如图4所示，发电单元20是将 承载了催化剂的燃料极21、承载了催化剂的氧极22和夹持在燃料极 21和氧极20之间的电解质膜23进行单元化而形成的。如图5所示， 在发电单元20的下表面上设置有四个口24-27。详情如后文所述的， 如图4所示，发电单元第一口24是与燃料极21连通的输入口、发电 单元第二口25是从燃料极21输出的输出口，发电单元第三口26是与 氧极22连通的输入口，发电单元第四口27是从氧极22输出的输出口。
如图2、图3所示，在多层基板100的下面，表面安装有空气泵 30。如图4所示，在空气泵30的抽吸侧设置空气过滤器31，外部空 气通过空气过滤器31抽吸到空气泵30中。如图3所示，在空气泵30 上表面上设置排出口32，抽吸到空气泵30中的空气从排出口32排出， 通过多层基板100内的流路供给到各部分中。
如图2、图3所示，在多层基板100上，表面安装有微型阀33- 35。如图4所示，微型阀33是通过开和闭阀来允许流体流动或阻止流 体流动的双位阀，微型阀34、35是控制流体流量的控制阀(可变阀)。
如图3所示，多层基板100例如是由9个流路板101-109层叠形 成的。可以根据设计方式而改变板个数。在被称之为PEI(聚醚酰亚 胺)、PES(聚醚砜)、PEEK(聚醚醚酮)等的树脂基板(例如厚度100 -300μm)的表面上形成铜等金属箔(例如厚度18μm)，通过蚀刻对 该金属膜进行形状加工以形成配线图案，由此形成流路板101-109。 通过将这些流路板101-109重叠并且一起进行热熔融粘合，构成多层 基板100。多层基板100的层间电连接是通过通孔或通路(Via)来实 现的。PEEK是结晶性工程塑料，释放气体或金属离子的析出量极少， 其连续使用温度为260°。PEEK的气体透过性也是PS(聚苯乙烯)或 PC(聚碳酸酯)的千分之一～百分之一左右，适合于形成液体流动的 流路。
流路板101-109的平面图分别在图6-图14中示出。在图6-图 14中，缩小比例和放大比例都是相等的，流路板101-109的长度都 是相等的，宽度也都是相等的。如图6-图14所示，在流路板101- 109中，形成各种形状的孔和凹槽，通过将流路板101-109进行层叠， 形成由这些孔或凹槽构成的流路。所形成的流路路径在图15-图20 中示出。图15表示从燃料匣2和燃料匣4到与气化器7连通的微反应 器第一口12的燃料供给流路的路径。图16表示从作为一氧化碳去除 器9的输出口的微反应器第六口17到与燃料极21连通的发电单元第 一口24的氢供给流路的路径。图17表示从作为燃料极21的输出口的 发电单元第二口25到与燃烧器10连通的微反应器第五口16的燃料气 体供给流路的路径。图18表示从作为燃烧器10的输出口的微反应器 第四口15到向外部排出的排气流路的路径。图19表示从空气泵30 的排出口32分别分流到连通至氧极22的发电单元第三口26、连通至 一氧化碳去除器9的微反应器第二口13和连通至燃烧器10的微反应 器第五口16的空气供给流路的路径。图20表示从作为氧极22的输 出口的发电单元第四口27到向外部排出的排空气流路的路径。此外， 从燃料匣2和燃料匣4到气化器7的流路在孔178处缩小，从空气泵 30到一氧化碳除去器9的流路在孔181处缩小，从空气泵30到燃烧 器10的流路在孔184处缩小，这些孔178、181、184起着节流孔的作 用。
如图3所示，微反应器第一口12嵌入在最上层的流路板109的孔 260中，微反应器的第二口13嵌入在孔261中，微反应器的第三口14 嵌入在孔262中，微反应器的第四口15嵌入在孔263中，微反应器第 五口16嵌入在孔264中，微反应器第六口17嵌入在孔265中。发电 单元第一口24嵌入在流路板109的孔259中，发电单元第二口25嵌 入在孔257中，发电单元第三口26嵌入在孔258中，发电单元第四口 27嵌入在孔266中。空气泵30的排出口32嵌入在最下层的流路板101 的孔110中。
微型阀33以嵌入到流路板109的孔254中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀33，阻止或允许从燃料匣2或燃料匣4流向气 化器7的混合液的流动。其例如有在流路的厚度方向进行上下运动的 可动部，通过对位于多层基板100内的微型阀正下方的流路孔进行开 闭，从而进行流动控制。
微型阀34以嵌入到流路板109的孔255中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀34，对从空气泵30流向一氧化碳去除器9的空 气流量进行控制。微型阀35以嵌入到孔256中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀35，对从空气泵30流向氧极22的空气的流量 进行控制。
这些微型阀34、35例如具有包括在流路的厚度方向进行上下运动 的针状阀体的可动部，通过改变位于多层基板100内的微型阀正下方 的流路孔的开口面积，进行流量控制。
在多层基板100内埋设有流量传感器36-38。具体地说，通过流 路板106的孔196和流路板107的孔221重合而形成内部空间，流量 传感器36容纳在该内部空间中。由此，流量传感器36设置在从燃料 匣2和燃料匣4到气化器7的流路中，从燃料匣2和燃料匣4流向气 化器7的混合液的流量由流量传感器36进行检测。同样地，通过将流 量传感器37容纳在由孔200和孔225形成的内部空间中，将流量传感 器37设置在从空气泵30到一氧化碳去除器9的流路中，从空气泵30 流向一氧化碳去除器9的空气流量由流量传感器37进行检测。此外， 通过将流量传感器38容纳在由孔201和孔226形成的内部空间中，将 流量传感器38设置在从空气泵30到燃烧器10的流路中，从空气泵 30流向燃烧器10的空气流量由流量传感器38进行检测。
流量传感器36-38可以使用在特开2002-202168号公报中记载的 热线式流量传感器或美国专利第6253605号的说明书中记载的压电式 半导体流量调节器(semiconductive flow proportioner)。在图3或图22 中，以后者的压电式半导体流量调节器为基础进行绘制。
图21是沿图2的剖切线XXI-XXI的面的向视剖视图，图22是沿 图2的剖切线XXII-XXII的面的向视剖视图。如图3、图21、图22 所示，在多层基板100内埋设有电渗流泵40和电渗流泵50。由第一 吸液体41和第二吸液体42构成的连接结构体44叠置在电渗流泵40 上。第一吸液体41由圆板部41a和在圆板部41a中央立式设置的棒状 部41b一体化而形成。该第一吸液体41为硬质多孔质结构，由金属多 孔质体等形成。该第一吸液体41具有吸液性，由此液体被吸收在第一 吸液体41中。
第二吸液体42是由比第一吸液体41更柔软的纤维材料形成为圆 板状的部件，优选由容易透过燃料和水的亲水性高的材料或使羟基结 合在内部表面从而使亲水性提高的材料制成，例如由人造丝等的无纺 布或海绵等制成。该第二吸液体42具有吸液性，由此液体被吸收在第 二吸液体42中。此外，第二吸液体42通过具有可挠性而能够进行弹 性变形。
然后，将第二吸液体的与第一吸液体接触的面的相反面与电渗流 泵连接。
图23是电渗流泵40的示意图。如图3、图21、图23所示，电渗 材料43被形成为圆板状，在所述电渗材料43的两表面上形成有电极 43a、43b。电渗材料43可以使用电介质的多孔质材料、纤维材料或粒 子填充材料，作为一个示例是可以使用二氧化硅纤维材料。此外，电 极43a、43b例如可以通过蒸镀在电渗材料43上而形成。
与电渗流泵40相同，由第一吸液体51和第二吸液体52构成的连 接结构体54也叠置在电渗流泵50上，连接结构体54的第一吸液体 51和第二吸液体52分别按照与连接结构体44的第一吸液体41和第 二吸液体42相同的方式设置。
通过将流路板102的孔115，流路板103的孔137、流路板104 的孔145、流路板105的孔176、流路板106的孔199、流路板107的 孔220重叠，从而形成内部空间，比孔115直径小的孔111形成在流 路板101中，所述孔111内外连通。然后，在所述内部空间中容纳第 一吸液体41的圆板部41a，第一吸液部41的棒状部41b插入孔111 中，棒状部41b在多层基板100的下表面突出。然后，第二吸液体42 叠置在所述圆板部41a上，电渗流泵40的电渗材料43叠置在第二吸 液体42上，电渗材料43的电极43a形成在第二吸液体42侧。通过以 在第二吸液体42上叠置电渗材料43的方式将其插入多层基板100内， 从而第二吸液体42被压缩，第二吸液体42与电渗材料43发生面接触。
此外，在多层基板100内的某一流路板层上形成的配线图案分别 与电渗材料43的两表面的电极43a、43b接触，电压通过配线图案施 加在电渗材料43的两表面之间。具体地说，配线图案在流路板104 的流路板105侧的表面上形成，其接触部61与电极43a接触，另一配 线图案形成在流路板107的流路板106侧的表面上，其接触部62与电 极43b接触。
电渗流泵50的部分也与电渗流40的部分相同，第一吸液体51 的圆板部51a、第二吸液体52和电渗材料53在由孔116、孔128、孔 144、孔168、孔195和孔218形成的内部空间中叠置，第一吸液体51 的棒状部51b贯穿孔112。此外，在流路板104的流路板105侧的表 面上形成的配线图案的接触部63与电渗材料53的一个电极接触，在 流路板107的流路板106侧的表面上形成的配线图案的接触部64与电 渗材料53的另一个电极接触。
在装配有燃料匣2的状态下，第一吸液体41的棒状部41b插入到 燃料匣2的燃料排出孔3中，而且所述棒状部41b插入燃料排出孔3 内的止回阀中，所述止回阀由棒状部41b开启。另一方面，当拆除燃 料匣2时，棒状部41b从燃料排出孔3和止回阀中拔出，且止回阀关 闭。
同样地，在装配有燃料匣4的状态下，第一吸液体51的棒状部 51b插入燃料匣4的燃料排出孔5中，而且所述棒状部51b插入燃料 排出孔5内的止回阀中，该止回阀由棒状部51b开启。另一方面，当 拆除燃料匣4时，棒状部51b从燃料排出孔5和止回阀中拔出，且止 回阀关闭。
以下，对所述燃料电池型发电装置1的动作进行说明。
当将棒状部41b插入燃料匣2的燃料排出孔3中时，棒状部41b 与燃料匣2内的混合液接触。混合液由于毛细管力而吸收到棒状部41b 中，并且渗透到圆板部41a中。渗透到圆板部41a中的混合液被吸收 到相接触的第二吸液体42中，吸收到第二吸液体42中的混合液也被 吸收到相接触的电渗材料43中。
此时，由于第二吸液体42被压缩，所以毛细管力提高，从而可以 充分供给混合液。此外，第二吸液体42被压缩并且两表面与圆板部 41a和电渗材料43接触，因此具有确保混合液从圆板部41a渗透到电 渗材料43的效果。
在该状态下，当在电极43a、43b之间施加如后文所述的适合方向 的电压时，电渗材料43内的混合液从第二吸液体42侧(电极43a侧) 向相反侧(电极43b侧)流动，从该相反面渗出到电渗材料43的外部。 由此，形成混合液的流动，所述混合液被输送向气化器7。在通过电 渗材料43的电介质与混合液接触而使所述电介质带负电的情况下，施 加电压以使得电极43a的电位高于电极43b的电位，在通过电渗材料 43的电介质与混合液接触而使所述电介质带正电的情况下，施加电压 以使得电极43a的电位低于电极43b的电位。
燃料匣4内的混合液的输送是按照下列步骤进行：将棒状部51b 插入燃料排出孔5中，与电渗材料43的情况相同，通过在电渗材料 53的两表面的电极之间施加电压，从而进行所述输送。此外，燃料匣 2内的混合液和燃料匣4内的混合液可以同时输送，也可以分别输送。
通过如上那样的电渗流泵40和电渗流泵50的作用，将混合液从 燃料匣2和燃料匣4输送到气化器7(参照图15)。
另一方面，当空气泵30工作时，外部空气通过空气过滤器31抽 吸到空气泵30中，所吸收的空气从排出口32输送到一氧化碳去除器 9、燃烧器10和氧极22(参照图19)。
输送到气化器7的混合液通过气化器7而被蒸发。由气化器7气 化产生的燃料和水的混合气输送到改质器8中。在改质器8中，通过 改质反应催化剂由从气化器7供给的混合气生成氢气和二氧化碳，而 且还生成微量的一氧化碳。此外，在燃烧箱2或燃烧箱4内的混合液 是甲醇和水的混合液的情况下，在改质器8中产生如化学反应式(1)、 (2)那样的催化反应。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 (1)
H2+CO2→H2O+CO (2)
在改质器8中生成的混合气与供给到一氧化碳去除器9中的空气 进行混合。在一氧化碳去除器9中，如化学反应式(3)所示，利用选 择氧化反应催化剂使混合气中的一氧化碳气体优先氧化(燃烧)，从而 去除一氧化碳。
2CO+O2→2CO2 (3)
去除了一氧化碳的状态下的混合气中包含氢气，所述混合气从微 反应器第六口17经过发电单元第一口24，供给到发电单元20的燃料 极21中(参照图16)。从空气泵30的排出口32经由发电单元第三口 26将空气供给到氧极22(参照图19)。然后，从微反应器第六口17 经由发电单元第一口24供给到燃料极21的混合气中的氢，通过电解 质膜23，与供给到氧极22的空气中的氧进行电化学反应，由此在燃 料极21和氧极22之间产生电力。
此外，在电解质膜23是氢离子透过性的电解质膜(例如固体高分 子电解质膜)的情况下，在燃料极21发生如下式(4)那样的反应， 在燃料极21产生的氢离子透过电解质膜23，在氧极22发生如下式(5) 那样的反应。
H2→2H++2e- (4)
2H++1/2O2+2e-→H2O (5)
在氧极22中未反应的空气从发电单元第四口27释放到外部(参 照图20)。从作为燃料极21的输出口的发电单元第二口25经由微反 应器第五口16而向燃烧器10输送含有未反应的氢的混合气(参照图 17)。再从空气泵30的排出口32经由微反应器的第三口14，将空气 供给到燃烧器10(参照图19)。然后，在燃烧器10内，通过使氢气氧 化而产生燃烧热，并利用该燃烧热加热气化器7、改质器8和一氧化 碳去除器9。然后，含有各种产物的混合气从作为燃烧器10的输出口 的微反应器第四口15排出到外部(参照图18)。
在本实施方案中，由于可挠性的第二吸液体42夹持在第一吸液体 41和电渗材料43之间，所以第二吸液体42被压缩，第二吸液体42 与电渗材料43和第一吸液体41发生面接触。而且，当第一吸液体41 与液体接触时，该液体吸收到第一吸液体41中，被吸收的液体从第一 吸液体41渗透到第二吸液体42中，并进一步渗透到电渗材料43中。 由于第二吸液体42与电渗材料43和第一吸液体41进行面接触，在电 渗流泵40起动时，混合液容易从第一吸液体41向第二吸液体42渗透， 并且混合液容易从第二吸液体42渗透到电渗材料43中。由此，使电 渗流泵40起动，立刻就能以电渗流泵本身具有的能力对混合液进行输 送。
此外，因为第二吸液体42是可挠性的，所以可以将第一吸液体 41设定成比第二吸液体42更硬的材料。由此，即使第一吸收体41的 棒状部41b从多层基板100突出，也难以损伤所述棒状部41b，能抑 制电渗流泵40的功能下降。此外，由于棒状部41b是硬质的，棒状部 41b难以弯曲，容易将棒状部41b插入燃料匣2的燃料排出孔3中。
此外，由于燃料匣2内的混合液通过毛细管现象能够渗透电渗材 料43，所以从电渗材料43输送到气化器7的混合液中难以混入气泡， 进行流量控制时的可靠性提高。而且，在燃料匣2内的燃料渗透第一 吸液体41、第二吸液体42、电渗材料43时，由于混合液内的异物被 第一吸液体41、第二吸液体42、电渗材料43被捕获，尽管也依赖于 空孔径的尺寸，但对大约数十微米的污染物的抵抗性都很高。
此外，因为流路控制部60是在多层基板100中埋设流量传感器 36-38和电渗流泵40、50而成的，所以能够使流路控制部60的流路 和配线高密度化，且能够使流路控制部60小型化。
此外，因为在多层基板100内部形成的流路被三维地卷绕设置， 所以能够缩短流路长度，且能够缩小流量控制时的时间常数。
2006年3月28日递交的日本专利申请第2006-088205号和2006 年9月15日递交的日本专利申请第2006-251109号的包括说明书、 权利要求书、附图和摘要的全部公开内容通过在此引用而并入本申请 中。
上述尽管对各种典型的实施方案进行了图示和说明，但是本申请 不限于这些实施方案。因此，本发明的范围仅由权利要求书限定。
图1是电子设备1000的方框图。电子设备1000包括燃料电池型 发电装置1、将由燃料电池型发电装置1产生的电能转换成合适的电 压的DC/DC转换器904、与DC/DC转换器904连接的二次电池905、 对它们进行控制的控制部906和由DC/DC转换器904供给电能的电 子设备主体901。
燃料电池型发电装置1如后文所述，生成电能并且输出到DC/DC 转换器904。DC/DC转换器904完成以下功能：在将由燃料电池型发 电装置1产生的电能转换成合适的电压后，供给到电子设备主体901 和控制部906；除此之外，还将由燃料电池型发电装置1产生的电能 充电至二次电池905中，在燃料电池型发电装置1不工作时，将存储 在二次电池905中的电能供给到电子设备主体901或控制部906。控 制部906进行燃料电池型发电装置1和DC/DC转换器904的控制以 便稳定地向电子设备主体901供给电能。
以下，对燃料电池型发电装置1进行详细地说明。
图2是燃料电池型发电装置1的立体图，图3是燃料电池型发电 装置1的分解立体图，图4是燃料电池型发电装置1的方框图。
如图2、图3所示，燃料电池型发电装置1为具有燃料匣2、4的 系统。燃料匣2是长方体箱体，在燃料匣2内存储有燃料和水的混合 液。在燃料匣2的上表面上形成有燃料排出孔3，在该燃料排出孔3 中嵌入止回阀。该止回阀是将具有可挠性和弹性的材料(例如弹性体) 制成鸭嘴形的鸭嘴阀，该止回阀以其鸭嘴状的顶端面向燃料匣2内部 的状态嵌入在燃料排出孔3中。通过该止回阀阻止流体从燃料匣2内 向外流动。燃料匣4被构建成与燃料匣2具有相同的结构，燃料匣4 内存储燃料和水的混合液，在上表面上形成有燃料排出孔5。
在燃料匣2、4上设置流路控制部60，燃料匣2被设置成可以与 流路控制部60连接和分离。该流路控制部60包括多层基板100，并 且在多层基板100内部包括流量传感器36-38和电渗流泵40、50， 此外在多层基板100的表面具有微型阀33-35。
在多层基板100上，表面安装有微反应器6。如图4所示，微反 应器6是将气化器7、改质器8、一氧化碳去除器9和燃烧器10进行 单元化(组合成一体)而形成的，气化器7与改质器8连通，改质器 8与一氧化碳去除器9连通。如图2、图3所示，微反应器6被收容在 真空隔热外壳11中。
如图5所示，在微反应器6的下表面上设置6个口12-17。详情 如后文所述，如图4所示，微反应器的第一口12是与气化器7连通的 输入口，微反应器第二口13是与一氧化碳去除器9连通的输入口，微 反应器第三口14是与燃烧器10连通的输入口，微反应器第四口15 是从燃烧器10输出的输出口，微反应器第五口16是与燃烧器10连通 的输入口，微反应器第六口17是从一氧化碳去除器9输出的输出口。
如图2、图3所示，在多层基板100上，表面安装有上述微反应 器6和发电单元(燃料电池主体)20。如图4所示，发电单元20是将 承载了催化剂的燃料极21、承载了催化剂的氧极22和夹持在燃料极 21和氧极20之间的电解质膜23进行单元化而形成的。如图5所示， 在发电单元20的下表面上设置有四个口24-27。详情如后文所述的， 如图4所示，发电单元第一口24是与燃料极21连通的输入口、发电 单元第二口25是从燃料极21输出的输出口，发电单元第三口26是与 氧极22连通的输入口，发电单元第四口27是从氧极22输出的输出口。
如图2、图3所示，在多层基板100的下面，表面安装有空气泵 30。如图4所示，在空气泵30的抽吸侧设置空气过滤器31，外部空 气通过空气过滤器31抽吸到空气泵30中。如图3所示，在空气泵30 上表面上设置排出口32，抽吸到空气泵30中的空气从排出口32排出， 通过多层基板100内的流路供给到各部分中。
如图2、图3所示，在多层基板100上，表面安装有微型阀33- 35。如图4所示，微型阀33是通过开和闭阀来允许流体流动或阻止流 体流动的双位阀，微型阀34、35是控制流体流量的控制阀(可变阀)。
如图3所示，多层基板100例如是由9个流路板101-109层叠形 成的。可以根据设计方式而改变板个数。在被称之为PEI(聚醚酰亚 胺)、PES(聚醚砜)、PEEK(聚醚醚酮)等的树脂基板(例如厚度100 -300μm)的表面上形成铜等金属箔(例如厚度18μm)，通过蚀刻对 该金属膜进行形状加工以形成配线图案，由此形成流路板101-109。 通过将这些流路板101-109重叠并且一起进行热熔融粘合，构成多层 基板100。多层基板100的层间电连接是通过通孔或通路(Via)来实 现的。PEEK是结晶性工程塑料，释放气体或金属离子的析出量极少， 其连续使用温度为260°。PEEK的气体透过性也是PS(聚苯乙烯)或 PC(聚碳酸酯)的千分之一～百分之一左右，适合于形成液体流动的 流路。
流路板101-109的平面图分别在图6-图14中示出。在图6-图 14中，缩小比例和放大比例都是相等的，流路板101-109的长度都 是相等的，宽度也都是相等的。如图6-图14所示，在流路板101- 109中，形成各种形状的孔和凹槽，通过将流路板101-109进行层叠， 形成由这些孔或凹槽构成的流路。所形成的流路路径在图15-图20 中示出。图15表示从燃料匣2和燃料匣4到与气化器7连通的微反应 器第一口12的燃料供给流路的路径。图16表示从作为一氧化碳去除 器9的输出口的微反应器第六口17到与燃料极21连通的发电单元第 一口24的氢供给流路的路径。图17表示从作为燃料极21的输出口的 发电单元第二口25到与燃烧器10连通的微反应器第五口16的燃料气 体供给流路的路径。图18表示从作为燃烧器10的输出口的微反应器 第四口15到向外部排出的排气流路的路径。图19表示从空气泵30 的排出口32分别分流到连通至氧极22的发电单元第三口26、连通至 一氧化碳去除器9的微反应器第二口13和连通至燃烧器10的微反应 器第五口16的空气供给流路的路径。图20表示从作为氧极22的输 出口的发电单元第四口27到向外部排出的排空气流路的路径。此外， 从燃料匣2和燃料匣4到气化器7的流路在孔178处缩小，从空气泵 30到一氧化碳除去器9的流路在孔181处缩小，从空气泵30到燃烧 器10的流路在孔184处缩小，这些孔178、181、184起着节流孔的作 用。
如图3所示，微反应器第一口12嵌入在最上层的流路板109的孔 260中，微反应器的第二口13嵌入在孔261中，微反应器的第三口14 嵌入在孔262中，微反应器的第四口15嵌入在孔263中，微反应器第 五口16嵌入在孔264中，微反应器第六口17嵌入在孔265中。发电 单元第一口24嵌入在流路板109的孔259中，发电单元第二口25嵌 入在孔257中，发电单元第三口26嵌入在孔258中，发电单元第四口 27嵌入在孔266中。空气泵30的排出口32嵌入在最下层的流路板101 的孔110中。
微型阀33以嵌入到流路板109的孔254中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀33，阻止或允许从燃料匣2或燃料匣4流向气 化器7的混合液的流动。其例如有在流路的厚度方向进行上下运动的 可动部，通过对位于多层基板100内的微型阀正下方的流路孔进行开 闭，从而进行流动控制。
微型阀34以嵌入到流路板109的孔255中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀34，对从空气泵30流向一氧化碳去除器9的空 气流量进行控制。微型阀35以嵌入到孔256中的方式搭载在多层基板 100上。通过该微型阀35，对从空气泵30流向氧极22的空气的流量 进行控制。
这些微型阀34、35例如具有包括在流路的厚度方向进行上下运动 的针状阀体的可动部，通过改变位于多层基板100内的微型阀正下方 的流路孔的开口面积，进行流量控制。
在多层基板100内埋设有流量传感器36-38。具体地说，通过流 路板106的孔196和流路板107的孔221重合而形成内部空间，流量 传感器36容纳在该内部空间中。由此，流量传感器36设置在从燃料 匣2和燃料匣4到气化器7的流路中，从燃料匣2和燃料匣4流向气 化器7的混合液的流量由流量传感器36进行检测。同样地，通过将流 量传感器37容纳在由孔200和孔225形成的内部空间中，将流量传感 器37设置在从空气泵30到一氧化碳去除器9的流路中，从空气泵30 流向一氧化碳去除器9的空气流量由流量传感器37进行检测。此外， 通过将流量传感器38容纳在由孔201和孔226形成的内部空间中，将 流量传感器38设置在从空气泵30到燃烧器10的流路中，从空气泵 30流向燃烧器10的空气流量由流量传感器38进行检测。
流量传感器36-38可以使用在特开2002-202168号公报中记载的 热线式流量传感器或美国专利第6253605号的说明书中记载的压电式 半导体流量调节器(semiconductive flow proportioner)。在图3或图22 中，以后者的压电式半导体流量调节器为基础进行绘制。
图21是沿图2的剖切线XXI-XXI的面的向视剖视图，图22是沿 图2的剖切线XXII-XXII的面的向视剖视图。如图3、图21、图22 所示，在多层基板100内埋设有电渗流泵40和电渗流泵50。由第一 吸液体41和第二吸液体42构成的连接结构体44叠置在电渗流泵40 上。第一吸液体41由圆板部41a和在圆板部41a中央立式设置的棒状 部41b一体化而形成。该第一吸液体41为硬质多孔质结构，由金属多 孔质体等形成。该第一吸液体41具有吸液性，由此液体被吸收在第一 吸液体41中。
第二吸液体42是由比第一吸液体41更柔软的纤维材料形成为圆 板状的部件，优选由容易透过燃料和水的亲水性高的材料或使羟基结 合在内部表面从而使亲水性提高的材料制成，例如由人造丝等的无纺 布或海绵等制成。该第二吸液体42具有吸液性，由此液体被吸收在第 二吸液体42中。此外，第二吸液体42通过具有可挠性而能够进行弹 性变形。
然后，将第二吸液体的与第一吸液体接触的面的相反面与电渗流 泵连接。
图23是电渗流泵40的示意图。如图3、图21、图23所示，电渗 材料43被形成为圆板状，在所述电渗材料43的两表面上形成有电极 43a、43b。电渗材料43可以使用电介质的多孔质材料、纤维材料或粒 子填充材料，作为一个示例是可以使用二氧化硅纤维材料。此外，电 极43a、43b例如可以通过蒸镀在电渗材料43上而形成。
与电渗流泵40相同，由第一吸液体51和第二吸液体52构成的连 接结构体54也叠置在电渗流泵50上，连接结构体54的第一吸液体 51和第二吸液体52分别按照与连接结构体44的第一吸液体41和第 二吸液体42相同的方式设置。
通过将流路板102的孔115，流路板103的孔137、流路板104 的孔145、流路板105的孔176、流路板106的孔199、流路板107的 孔220重叠，从而形成内部空间，比孔115直径小的孔111形成在流 路板101中，所述孔111内外连通。然后，在所述内部空间中容纳第 一吸液体41的圆板部41a，第一吸液部41的棒状部41b插入孔111 中，棒状部41b在多层基板100的下表面突出。然后，第二吸液体42 叠置在所述圆板部41a上，电渗流泵40的电渗材料43叠置在第二吸 液体42上，电渗材料43的电极43a形成在第二吸液体42侧。通过以 在第二吸液体42上叠置电渗材料43的方式将其插入多层基板100内， 从而第二吸液体42被压缩，第二吸液体42与电渗材料43发生面接触。
此外，在多层基板100内的某一流路板层上形成的配线图案分别 与电渗材料43的两表面的电极43a、43b接触，电压通过配线图案施 加在电渗材料43的两表面之间。具体地说，配线图案在流路板104 的流路板105侧的表面上形成，其接触部61与电极43a接触，另一配 线图案形成在流路板107的流路板106侧的表面上，其接触部62与电 极43b接触。
电渗流泵50的部分也与电渗流40的部分相同，第一吸液体51 的圆板部51a、第二吸液体52和电渗材料53在由孔116、孔128、孔 144、孔168、孔195和孔218形成的内部空间中叠置，第一吸液体51 的棒状部51b贯穿孔112。此外，在流路板104的流路板105侧的表 面上形成的配线图案的接触部63与电渗材料53的一个电极接触，在 流路板107的流路板106侧的表面上形成的配线图案的接触部64与电 渗材料53的另一个电极接触。
在装配有燃料匣2的状态下，第一吸液体41的棒状部41b插入到 燃料匣2的燃料排出孔3中，而且所述棒状部41b插入燃料排出孔3 内的止回阀中，所述止回阀由棒状部41b开启。另一方面，当拆除燃 料匣2时，棒状部41b从燃料排出孔3和止回阀中拔出，且止回阀关 闭。
同样地，在装配有燃料匣4的状态下，第一吸液体51的棒状部 51b插入燃料匣4的燃料排出孔5中，而且所述棒状部51b插入燃料 排出孔5内的止回阀中，该止回阀由棒状部51b开启。另一方面，当 拆除燃料匣4时，棒状部51b从燃料排出孔5和止回阀中拔出，且止 回阀关闭。
以下，对所述燃料电池型发电装置1的动作进行说明。
当将棒状部41b插入燃料匣2的燃料排出孔3中时，棒状部41b 与燃料匣2内的混合液接触。混合液由于毛细管力而吸收到棒状部41b 中，并且渗透到圆板部41a中。渗透到圆板部41a中的混合液被吸收 到相接触的第二吸液体42中，吸收到第二吸液体42中的混合液也被 吸收到相接触的电渗材料43中。
此时，由于第二吸液体42被压缩，所以毛细管力提高，从而可以 充分供给混合液。此外，第二吸液体42被压缩并且两表面与圆板部 41a和电渗材料43接触，因此具有确保混合液从圆板部41a渗透到电 渗材料43的效果。
在该状态下，当在电极43a、43b之间施加如后文所述的适合方向 的电压时，电渗材料43内的混合液从第二吸液体42侧(电极43a侧) 向相反侧(电极43b侧)流动，从该相反面渗出到电渗材料43的外部。 由此，形成混合液的流动，所述混合液被输送向气化器7。在通过电 渗材料43的电介质与混合液接触而使所述电介质带负电的情况下，施 加电压以使得电极43a的电位高于电极43b的电位，在通过电渗材料 43的电介质与混合液接触而使所述电介质带正电的情况下，施加电压 以使得电极43a的电位低于电极43b的电位。
燃料匣4内的混合液的输送是按照下列步骤进行：将棒状部51b 插入燃料排出孔5中，与电渗材料43的情况相同，通过在电渗材料 53的两表面的电极之间施加电压，从而进行所述输送。此外，燃料匣 2内的混合液和燃料匣4内的混合液可以同时输送，也可以分别输送。
通过如上那样的电渗流泵40和电渗流泵50的作用，将混合液从 燃料匣2和燃料匣4输送到气化器7(参照图15)。
另一方面，当空气泵30工作时，外部空气通过空气过滤器31抽 吸到空气泵30中，所吸收的空气从排出口32输送到一氧化碳去除器 9、燃烧器10和氧极22(参照图19)。
输送到气化器7的混合液通过气化器7而被蒸发。由气化器7气 化产生的燃料和水的混合气输送到改质器8中。在改质器8中，通过 改质反应催化剂由从气化器7供给的混合气生成氢气和二氧化碳，而 且还生成微量的一氧化碳。此外，在燃烧箱2或燃烧箱4内的混合液 是甲醇和水的混合液的情况下，在改质器8中产生如化学反应式(1)、 (2)那样的催化反应。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 (1)
H2+CO2→H2O+CO (2)
在改质器8中生成的混合气与供给到一氧化碳去除器9中的空气 进行混合。在一氧化碳去除器9中，如化学反应式(3)所示，利用选 择氧化反应催化剂使混合气中的一氧化碳气体优先氧化(燃烧)，从而 去除一氧化碳。
2CO+O2→2CO2 (3)
去除了一氧化碳的状态下的混合气中包含氢气，所述混合气从微 反应器第六口17经过发电单元第一口24，供给到发电单元20的燃料 极21中(参照图16)。从空气泵30的排出口32经由发电单元第三口 26将空气供给到氧极22(参照图19)。然后，从微反应器第六口17 经由发电单元第一口24供给到燃料极21的混合气中的氢，通过电解 质膜23，与供给到氧极22的空气中的氧进行电化学反应，由此在燃 料极21和氧极22之间产生电力。
此外，在电解质膜23是氢离子透过性的电解质膜(例如固体高分 子电解质膜)的情况下，在燃料极21发生如下式(4)那样的反应， 在燃料极21产生的氢离子透过电解质膜23，在氧极22发生如下式(5) 那样的反应。
H2→2H++2e- (4)
2H++1/2O2+2e-→H2O (5)
在氧极22中未反应的空气从发电单元第四口27释放到外部(参 照图20)。从作为燃料极21的输出口的发电单元第二口25经由微反 应器第五口16而向燃烧器10输送含有未反应的氢的混合气(参照图 17)。再从空气泵30的排出口32经由微反应器的第三口14，将空气 供给到燃烧器10(参照图19)。然后，在燃烧器10内，通过使氢气氧 化而产生燃烧热，并利用该燃烧热加热气化器7、改质器8和一氧化 碳去除器9。然后，含有各种产物的混合气从作为燃烧器10的输出口 的微反应器第四口15排出到外部(参照图18)。
在本实施方案中，由于可挠性的第二吸液体42夹持在第一吸液体 41和电渗材料43之间，所以第二吸液体42被压缩，第二吸液体42 与电渗材料43和第一吸液体41发生面接触。而且，当第一吸液体41 与液体接触时，该液体吸收到第一吸液体41中，被吸收的液体从第一 吸液体41渗透到第二吸液体42中，并进一步渗透到电渗材料43中。 由于第二吸液体42与电渗材料43和第一吸液体41进行面接触，在电 渗流泵40起动时，混合液容易从第一吸液体41向第二吸液体42渗透， 并且混合液容易从第二吸液体42渗透到电渗材料43中。由此，使电 渗流泵40起动，立刻就能以电渗流泵本身具有的能力对混合液进行输 送。
此外，因为第二吸液体42是可挠性的，所以可以将第一吸液体 41设定成比第二吸液体42更硬的材料。由此，即使第一吸收体41的 棒状部41b从多层基板100突出，也难以损伤所述棒状部41b，能抑 制电渗流泵40的功能下降。此外，由于棒状部41b是硬质的，棒状部 41b难以弯曲，容易将棒状部41b插入燃料匣2的燃料排出孔3中。
此外，由于燃料匣2内的混合液通过毛细管现象能够渗透电渗材 料43，所以从电渗材料43输送到气化器7的混合液中难以混入气泡， 进行流量控制时的可靠性提高。而且，在燃料匣2内的燃料渗透第一 吸液体41、第二吸液体42、电渗材料43时，由于混合液内的异物被 第一吸液体41、第二吸液体42、电渗材料43被捕获，尽管也依赖于 空孔径的尺寸，但对大约数十微米的污染物的抵抗性都很高。
此外，因为流路控制部60是在多层基板100中埋设流量传感器 36-38和电渗流泵40、50而成的，所以能够使流路控制部60的流路 和配线高密度化，且能够使流路控制部60小型化。
此外，因为在多层基板100内部形成的流路被三维地卷绕设置， 所以能够缩短流路长度，且能够缩小流量控制时的时间常数。
2006年3月28日递交的日本专利申请第2006-088205号和2006 年9月15日递交的日本专利申请第2006-251109号的包括说明书、 权利要求书、附图和摘要的全部公开内容通过在此引用而并入本申请 中。
上述尽管对各种典型的实施方案进行了图示和说明，但是本申请 不限于这些实施方案。因此，本发明的范围仅由权利要求书限定。