(57)【要約】流体払出装置と、払出された流体の化学変換により電気エネルギーを生産する電気化学電池とを連結したものである。生じた電気エネルギーは、（例えば、電気ポンプを動かして貯蔵器から流体を汲み上げるといった）流体の払出に関与する装置を動かすために使用されるのが好ましい。好ましくは、流体は、払出された後、貯蔵器から流体を払出すための電気化学エネルギー源として以外の目的で使用するために払出される。例えば、アルコール化合物を含む好ましい流体は、洗浄や消毒に使用される。
2005526356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体払出装置と電気化学電池が連結した装置であって、
流体払出装置は、払出される流体（１１）を含む貯蔵器（１０）、及び、貯蔵器から流体を払出すために電流を要する払出機構を含み、
電気化学電池は電解質（１８）及び２つの電極（１６、２０）（すなわち陽極と陰極）を含み、２つの電極は間に電解質（１８）が存在するために互いに隔てられていて、
第一の電極と連結した貯蔵器（１０）から払出された流体（１１）を含む電池で使用される燃料を含み、かつ、
２つの電極（１６、２０）は払出機構（３６）を介して電気的に連結し、第一の電極における流体（１１）の化学変換により払出機構（３６）に電流を供給する
ことを特徴とする連結した装置。
【請求項２】
電気化学電池は燃料電池（１４）である
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項３】
酸素を含む大気が電極（１６、２０）のうちの第二の電極と連動していて、
第一の電極における流体（１１）の化学変換によって電流が生じ、第二の電極における酸素の消費によって水が生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の連結した装置。
【請求項４】
流体（１１）は、電池の燃料を含むアルコール化合物を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項５】
払出される流体（１１）は、払出された後に電池の燃料として以外の目的で使用する
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項６】
流体（１１）は洗浄用流体である
ことを特徴とする請求項５に記載の連結した装置。
【請求項７】
流体（１１）は、衛生学的又は医学的に使用する消毒剤である
ことを特徴とする請求項５に記載の連結した装置。
【請求項８】
アルコール化合物は、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール及びベンジルアルコールから選択される
ことを特徴とする請求項４に記載の連結した装置。
【請求項９】
アルコール化合物は、メチルアルコール及びエチルアルコールから選択される
ことを特徴とする請求項４に記載の連結した装置。
【請求項１０】
アルコール化合物は、流体の体積の少なくとも２０％を占める
ことを特徴とする請求項９に記載の連結した装置。
【請求項１１】
払出機構（３６）は貯蔵器から流体を払出すポンプを含み、
ポンプ（３４）は、貯蔵器（１０）と連動した入口（３８）、及び、貯蔵器（１０）から払出されてポンプ入口から入った流体が払出される出口（４０）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項１２】
第一の電極（１６）が流体と連動するのはポンプ（３４）より上流である
ことを特徴とする請求項１１に記載の連結した装置。
【請求項１３】
第一の電極（１６）が流体と連動するのは流体がポンプ（３４）を通った後である
ことを特徴とする請求項１１に記載の連結した装置。
【請求項１４】
第一の電極（１６）は、貯蔵器（１０）の中の燃料（１１）と連動している
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項１５】
貯蔵器（１０）は、出口（１２）、及び、貯蔵器の出口（１２）から出た流体がポンプ（３４）の入口（３８）へと通過する通路（２２）を含み、
通路（２２）は第一の電極（１６）と連動していて、通路（２２）の中の少なくともある程度の量の燃料が第一の電極（１６）と接触している
ことを特徴とする請求項１１に記載の連結した装置。
【請求項１６】
貯蔵器（１０）は折り畳める貯蔵器であり、燃料が払出されると折り畳まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項１７】
電気化学電池は電解バッテリーである
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項１８】
２つの電極（１６、２０）及び電解質は全て貯蔵器（１０）の中に設置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項１９】
貯蔵器（１０）の中の第二の電極（２０）において気体が生成する
ことを特徴とする請求項１８に記載の連結した装置。
【請求項２０】
貯蔵器（１０）は、下方に液体出口（１２）を有し、かつ、第二の電極（２０）において生成した気体を含み、
気体は、貯蔵器（１０）の中の流体（１１）を通って貯蔵器の上端へ上昇する
ことを特徴とする請求項１９に記載の連結した装置。
【請求項２１】
貯蔵器（１０）は、流体の払出時及び第二の電極（２０）における気体生成時の貯蔵器内の体積の増加と減少に応じて折り畳んだり拡張したりできる
ことを特徴とする請求項２０に記載の連結した装置。
【請求項２２】
流体（１１）は電解質（１８）である
ことを特徴とする請求項１８に記載の連結した装置。
【請求項２３】
貯蔵器（１０）は柔らかいシート材料製の壁（１５、１７）を有し、薄層を有する電極（１６、２０）のうち少なくとも一方が貯蔵器の壁に設置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【請求項２４】
貯蔵器（１０）は側壁（１５、１７）を有する折り畳みできる袋を含み、
陰極（１６、２０）は第一の側壁（１５）に設置され、
陽極（１６、２０）は、第一の側壁（１５）との間に空間を持つ第二の側壁（１７）に設置され、
袋の中の陰極と陽極の間の流体（１１）は、陰極と陽極の両方と連動している
ことを特徴とする請求項１８に記載の連結した装置。
【請求項２５】
袋の中の陽極（１６、２０）と陰極（１６、２０）の間に仕切り部（６４）を含み、袋を折り畳んでも陽極と陰極が互いに隔てられたままであり、
仕切り部（６４）は流体が通り抜けることができる
ことを特徴とする請求項２４に記載の連結した装置。
【請求項２６】
側壁（１５、１７）は薄くて柔らかいシート材料製で、陽極と陰極のいずれかが貯蔵器（１０）の側壁の内側表面に印刷されている
ことを特徴とする請求項２４に記載の連結した装置。
【請求項２７】
電極は、プロトンが可動性である固体高分子を有するプロトン交換膜である
ことを特徴とする請求項２に記載の連結した装置。
【請求項２８】
燃料電池はアルカリ性電解質燃料電池である
ことを特徴とする請求項２に記載の連結した装置。
【請求項２９】
電池は酸性電解質燃料電池である
ことを特徴とする請求項１に記載の連結した装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体払出装置と電気化学電池が連結した装置に関し、より具体的には、払出される燃料の電解質変換により電気化学電池において生じた電気によって動く電動の流体払出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の流体払出装置は、例えば、電気ポンプで貯蔵器から流体を汲み上げたり、払出される流体を制御及び／又は計量したりする等して電動で流体を払出す払出器を用いて、かつ、ユーザーの手が洗浄流体払出装置に近づいたことを検知するセンサーを用いて、流体を払出すものである。制御回路及び近接センサーを備えた電動燃料払出装置の例が、本出願人による特許文献１中に開示されている。この文献においては、特に、従来のバッテリーを２つ有する、液体石鹸を入れる使い捨ての柔らかいビニール袋が示されている。このバッテリーにより、袋を払出装置につないだ際に、電気ポンプによって袋から石鹸を払出す動力が得られる。電動近接センサーによってポンプの稼働を制御してもよい。
【０００３】
バッテリーで動く公知の流体払出装置は、バッテリーを独立して取り付けなくてはならないため不便である。従来のバッテリーは周期的に交換する必要があり、再利用が難しい。公知の使い捨て流体貯蔵器は再利用可能なプラスチック材料で作られているが、公知のバッテリーは容易に再利用できる材料で作られていないため、貯蔵器とは別に再利用しなくてはならない。
【０００４】
エタノール等のアルコール化合物を変換して電気エネルギーを生産する燃料電池が公知であり、このような燃料電池をプラスチックフィルム上に大量生産する技術も公知である。
【０００５】
直流アルコール燃料電池が特許文献２中に教示されているが、この文献は、反応中間生成物による害がないか最小限である小型アルコール燃料電池発電装置における電気の生産について教示している。アルコール燃料としては低級の第一級アルコール、特にメタノール及びエタノールが好ましく、これら以外の１−プロパノール、１−ブタノール及びｎ−アミルアルコール等の低級の第一級アルコールも適切である。
【０００６】
エタノールを燃料とし、電子機器を動かすのに用いられる小型燃料電池が開示されている（特許文献３及び４）。これらの特許は、小型燃料電池を使用することの利点、及び、燃料電池を構築する多くの方法を教示している。特許文献５に、燃料電池及びバッテリー等の他のエネルギー源を含んでいてよい一般的なハイブリッドシステムへの燃料電池のパッケージングについて記載されている。
【０００７】
公知の小型液体燃料電池が、特許文献６において詳細に記載されている。Ｈｏｃｋａｄａｙは、携帯電話等の携帯用電気装置への上記燃料電池の連結について記載している。Ｈｏｃｋａｄａｙは、オープンリール方式でプラスチックフィルム上に大量生産することができる超小型燃料電池アレイについて教示している。
【特許文献１】アメリカ特許Ｎｏ．５８３６４８２
【特許文献２】アメリカ特許Ｎｏ．５１３２１９３（Ｒｅａｄｙ、１９９２年７月２１日発行）
【特許文献３】アメリカ特許Ｎｏ．５３６４７１１（Ｗａｍａｄａ、１９９４年１１月１５日発行）
【特許文献４】アメリカ特許Ｎｏ．５４３２０２３（Ｗａｍａｄａ、１９９５年７月１１日発行）
【特許文献５】アメリカ特許Ｎｏ．５７５９７１２（Ｈｏｃｋａｄａｙ）
【特許文献６】アメリカ特許Ｎｏ．６３２６０９７（Ｈｏｃｋａｄａｙ、２００１年１２月４日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
公知の電気化学電池は比較的安い。閉鎖型電気化学電池は、典型的には、一方の電極で発生するかもしれない気体が上記電池の寿命を縮める点、及び／又は、この気体が過剰に蓄積されると電池が使用できなくなるという点で不便である。開放型電池電気化学バッテリー及び燃料電池が公知であるが、これらは、燃料を消費すること、及び、燃料を交換しなければならないことから不便である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜本発明の要約＞
従来公知の装置の不便な点を少なくとも一部克服するために、本発明は、電動で貯蔵器から流体を払出す流体払出装置、及び、電力を生産する電気化学電池を連結したものであって、払出された流体の化学変換により電気エネルギーを得る装置を提供する。流体は、払出に使用する電気エネルギーを供給する以外の目的で使用するために払出される。したがって、燃料は、払出された後、例えば洗浄液又は消毒液として使用される。流体は、電気化学電池内に化学変換されて電極間に電流を流す（アルコール化合物等の）適切な化合物を含む。
【００１０】
本発明の目的は、流体成分の化学変換により電流を生産して流体を払出す、電気化学電池と連結した流体払出装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、流体を入れる使い捨ての貯蔵器を有する流体払出装置であって、化学変換されて払出機構に関連する装置を動かす電気エネルギーを生産できる流体を含み、流体を入れる貯蔵器において流体が十分なエネルギーを生産し、貯蔵器から流体を実質的に全部払出す流体払出装置を提供することである。
【００１２】
また、別の目的は、貯蔵器から払出される流体であって、この流体は（好ましくは、燃料電池の燃料として）電気変換により電気化学電池において電気を生産でき、また少なくとも部分的に化学変換された後でも、変換・払出後に例えば消毒剤や洗浄剤として使用できる流体を提供することである。
【００１３】
また、別の目的は、払出された流体を燃料として使用して電気を生産する燃料電池と連結した流体払出装置を提供することである。
【００１４】
従って、ある態様において、本発明は、流体払出装置及び電気化学電池を提供する。上記流体払出装置は、以下のものを含む；
【００１５】
払出される流体を含む貯蔵器、及び、貯蔵器から流体を払出すことに関与する機能を果たすにあたって電流を要する払出機構；
【００１６】
電解質及び２つの電極（すなわち陽極と陰極）を含む燃料電池であって、上記陽極と陰極は間に電解質が存在するために互いに隔てられている燃料電池；
【００１７】
第一の電極と連結した貯蔵器から払出された流体を含む上記電池で使用される燃料；
【００１８】
払出機構を介して電気的に連結し、第一の電極における流体の化学変換により払出機構に電流を供給する陽極と陰極。
【００１９】
本発明は、流体払出装置と、払出された流体の化学変換により電気エネルギーを生産する電気化学電池とを連結して提供することである。好ましくは、生じた電気エネルギーは、（例えば、電気ポンプを動かして貯蔵器から流体を汲み上げるといった）流体の払出に関与する装置を動かすために使用される。好ましくは、流体は、払出された後、貯蔵器から流体を払出すための電気化学エネルギー源として以外の目的で使用するために払出される。例えば、アルコール化合物を含む好ましい流体は、洗浄や消毒に使用される。
【００２０】
好ましくは、電気化学電池は電解質及び２つの電極を有し、電極間は電解質が存在しているために互いに隔てられている。電流は、貯蔵器から払出された流体が化学変換された結果、電極間を流れる。この電流は、貯蔵器から流体を払出すという目的の達成に付随する電力負荷に動力を供給するために直接又は間接的に使用される。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、電極は払出機構を介して互いに電気的に連結していて、一方の電極において流体を化学変換して電流を直接上記払出機構に供給する。
【００２２】
別の実施形態において、バッテリー等の再充電可能な独立した蓄電装置を払出機構の一部として備えていてもよく、流体の化学変換による電気エネルギーは蓄電装置の充電に使用されてもよく、この蓄電装置は払出機構の他の部分を動かすために使用してもよい。
【００２３】
好ましくは、払出機構は電動ポンプ、好ましくは小さな電流電圧及び／又は電力で動いて貯蔵器から流体を払出す直流電動ポンプを含んでいてもよい。上記払出機構は、払出及び／若しくはポンプ稼働について、その制御、監視、時間計測並びに／又は計量を行うための回路構成を有する制御機構を含んでいてもよい。例えば、タッチフリー石鹸払出装置においてユーザーの手を感知するセンサーは、上記払出機構を含んでいてもよい。また、流体によって生じたエネルギーは、流体が貯蔵器内にあった時間の目安であるためにこれから寿命を推測することが可能であり、また、払出される流体の量の指標になり得る。
【００２４】
電気化学電池は、燃料電池、又は、開放若しくは閉鎖型バッテリーを含んでいてもよい。上記電池が燃料電池である場合、貯蔵器から払出された流体は、この流体を有し、燃料電極と呼ばれる第一の電極と連結した燃料電池の燃料を含む。非燃料電極と呼ばれるもう一方の第二の電極は、好ましくは、本質的に酸素を含む大気と連動している。上記燃料電池は、好ましくは燃料電極における流体の化学変換、及び、非燃料電極における酸素の消費によって電極間に電流を流し、非燃料電極において水を生成する。燃料電池に使用するのに好ましい流体はアルコール化合物を含むものであり、最も好ましくはエタノールである。このような流体は、燃料電池の燃料としての使用に適しており、また、衛生学的及び医学的に使用する洗浄剤や消毒剤として、飲料として、窓清掃剤として、除氷剤として等の他の目的にも使用できる。
【００２５】
上記燃料電極は、流体が払出ポンプを通過する前又は通過した後のいずれかにおいて流体と連動していてもよい。燃料電極が貯蔵器の底又は貯蔵器より下に位置していて、流体がポンプを通過する前に燃料電極と流体とが連動している場合、上記燃料電極は、貯蔵器が少なくともある程度の量の流体を含んでいる間中流体によって稼働してもよい。
【００２６】
燃料電池においては、燃料電極は好ましくは貯蔵器と連動していて、かつ、燃料電極と非燃料電極との間の電解質は、好ましくは、貯蔵器中の流体と大気との間に障壁を作って、その間を流体成分が移動するのを妨げ、好ましくは流体を含む化合物が通過できないようにする。上記貯蔵器は、好ましくは、流体を払出す出口以外は密封された容器の中に、より好ましくは折り畳みできる容器や袋でできた密封容器と共に、流体及び燃料電極を含む。流体が、揮発性で常温で蒸発するであろう化合物を含む場合、密封した封じ込め容器を有することは特に好ましい。
【００２７】
上記電池が非燃料電極において酸素等の消費を必要とせず、バッテリーのように働く場合、燃料電極における流体の変換と同時に、非燃料電極において気体が生成してもよい。この気体は、流体を入れたものと同じ折り畳んだり拡張したりできる密封貯蔵器の中に入っていてもよい。流体を入れた拡張可能な密封貯蔵器中で気体圧が発生して、貯蔵器から液体を出すのを補助してもよい。排気弁は、過大な圧力がかかった場合に気体を放出するために設置されていてよい。また、気体は、（折り畳みできて拡張可能な密封流体貯蔵器内の独立した拡張可能な区画であってよい）拡張可能な容器内に入れてもよい。
【００２８】
別の簡単な配置においては、２つの電極が流体中に流体によって隔てられて設置されていてよく、ここで流体は燃料として及び電解質として働く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
＜図面の簡単な説明＞
本発明の上記以外の態様及び利点は、以下の記載と付随する図面から明らかになるであろう。
【００３０】
図１は、本発明の第一の実施形態による払出装置の概略図である。
【００３１】
図２は、図１の払出装置と共に使用する拡張制御回路の概略図である。
【００３２】
図３は、図１の装置と同一の装置と第二の貯蔵器とを組み込んだ払出装置の概略図である。
【００３３】
図４は、本発明の第二の実施形態による払出装置の概略図である。
【００３４】
図５は、本発明の第三の実施形態による払出装置の概略図である。
【００３５】
図６は、図４の実施形態における燃料電池に換えて使用するための燃料電池の概略図である。
【００３６】
図７は、本発明の第四の実施形態による払出装置の概略図である。
【００３７】
図８は、本発明の第五の実施形態による払出装置の概略図である。
【００３８】
＜図の詳細な説明＞
まず、本発明の第一の実施形態による連結した払出装置と燃料電池の概略図である、図１について詳細に説明する。上記流体払出装置は、出口１２が開いた折り畳みできる密閉貯蔵器１０を含む。貯蔵器内の流体１１が重力により出口１２を通って流れるように、貯蔵器を取り付ける。貯蔵器１０は、好ましくは再利用可能な柔らかいプラスチックシート材料で作られた、柔らかい壁を有する。
【００３９】
燃料電池１４は、燃料電極１６、電解質１８及び非燃料電極２０を含む。燃料電極１６の中を通る流体通路２２は、貯蔵器１０から払出された流体が燃料電極１６と連動して接触するように配置される。流体通路２２は入口２４と出口２６を有する。流体は、通路入口２４につながる貯蔵器１０の出口１２から流体通路２２を通って通路出口２６へ出る。
【００４０】
非燃料電極２０の中を通る非燃料電極通路２８は、酸素を含む大気を上記非燃料電極と連動するように配置し、非燃料電極で生成した水を上記非燃料電極通路２８から出す。上記非燃料電極通路は入口３０と出口３２を有する。空気は入口３０を通って上記非燃料電極通路２８に入ってよく、もし必要であれば、水は重力により出口３２を通って上記非燃料電極通路２８から出てもよい。
【００４１】
払出機構は覆いで囲ったインペラー（図示はしていない）を有する自動インペラーポンプ３４を備えていて、上記インペラーは電動ポンプモーター３６によって回転するように連結している。ポンプ３４は入口３８と出口４０を有する。ポンプ入口３８は、流体通路２２の出口２６とつながっている。
【００４２】
ポンプ３４をポンプモーター３６によって稼働させると、流体通路２２を通って貯蔵器１０から払出された流体がポンプ出口４０から押し出される。
【００４３】
図１は、燃料電極１６とモーター３６の一方の端子とを接続するワイヤー４２、モーター３６のもう一方の端子とスイッチ４４の一方の端子とを接続するワイヤー４３、及び、スイッチ４４のもう一方の端子と非燃料電極２０とを接続するワイヤー４５を含む簡単な電気回路を図示している。図示したスイッチ４４は、スプリング４９によりスイッチ接点４８が開放位置へ傾いたすべりボタン４６を含む。ボタン４６を手で押し込んでスイッチを閉じると、２つの電極がモーター３６を介して電気的につながり、燃料電池が稼働位に配置されることにより電極間に電流が流れてモーター３６が稼働し、貯蔵器から流体を払出すことができる。
【００４４】
公知の方法においては、好ましくは、流体中の成分が燃料電池（酸性電解質燃料電池又はアルカリ性電解質燃料電池）によって燃料電極１６で化学変換され、同時に大気中の酸素が非燃料電極において消費されて、一般的には水が生成する。
【００４５】
ある好ましい実施形態において、上記燃料電池は、化学変換されて水素イオンを放出する燃料を有する酸性電解質燃料電池である。ここで放出された水素イオンは電解質を通って非燃料電極に到達し、非燃料電極において酸素と結合して水を生成し、これにより電子が非燃料電極と燃料電極の間を流れる。しかしながら、燃料電池は、水酸基イオンが電解質を通るようなアルカリ性電解質電池としても機能できる。
【００４６】
図２は、図１の払出機構に代わる、より複雑な払出機構の概略図である。図２は、２つの電極から伸びていて、中枢回路５０の端子に接続されているリード線４３及び４５を示す。この中枢回路５０はモーター３６、スイッチ４４、センサー４７及びバッテリー５２に電気的に適切に接続されている。制御回路５０は、様々な目的を遂行するために構築されていてよい。例えば、制御回路は、バッテリーに電気エネルギーを伝達して、電池で発生した電力を蓄積することができる。また、制御回路は、バッテリーからの電力潮流を制御して、ポンプモーターを稼働させることもできる。制御が作動し、例えば短い間隔でしかポンプを稼働できずに流体を選ばれた量しか払出せない場合、制御回路はポンプモーターの稼働を制御することもできる。スイッチは運転者又は近接センサーが操作する手動スイッチであって、上記近接センサーは、赤外線運動センサー又は近接センサー等のセンサーを稼働するために電力を要する。制御回路は、入力コードやユーザーの指紋を認識するセンサー、及び、燃料電池からの電力により稼働するタイマーやレコーダー等を有していてよい。制御回路は、貯蔵器が燃料電池に接続されている時間や、払出された流体の量の目安となる生産電力量を監視できる。
【００４７】
図１の装置と同一であるが、第一の貯蔵器１０と第一のモーター３６により稼働する第一のポンプ３４の他に、第二の貯蔵器１１０と第二のモーター１３６により稼働する第二のポンプ１３４を含む本発明の払出装置を図示した図３について、詳細に説明する。図から分かるように、第二のモーター１３６は、第二のモーター１３６を接続するワイヤー５４を含む回路により第一のモーターと電気的に直列に接続されていて、スイッチ４４を閉じると同様に稼働され得る。言うまでもなく、第二のモーター１３６を第一のモーターと並列に配線することもできる。
【００４８】
図３の配置により、燃料として使用できる貯蔵器１０中の第一の流体１１、及び、流体として使用できる必要のない第二の貯蔵器１１０中の第二の流体４１の両方を払出すことができる。ポンプ３４と１３４両方からの出力が共通の出口６２で合流するように示しているが、好ましくはここで流体１１と１１１が混合されてもよい。ポンプ３４と１３４の稼働及び／又はサイジングは、流体１１と１１１を所望の割合で払出すように選択及び／又は制御してもよい。図３は貯蔵器を２つ使用することについて示しているが、２〜３つ又はそれより多くの貯蔵器が図３に示すような出力リンクを有していて、１つ又はいくつか又は全ての貯蔵器について、貯蔵器１０に付いているように燃料電池が備わっていることが好ましい。
【００４９】
貯蔵器の側壁５６を貫通して燃料電極１６が貯蔵器１０中の流体と連動している配列を図示した図４について、詳細に説明する。燃料電池１４は、例えば燃料電極外辺部の周囲の側壁にあって取り外し可能な状態で穴を塞ぐ等して、貯蔵器の側壁の穴を貫通している。また、貯蔵器側壁は全体として、少なくとも燃料電極を保持するように形成されていてもよい。
【００５０】
図１中で示される実施形態において、貯蔵器１０は好ましくは取り替え可能な貯蔵器であって、貯蔵器中の流体がなくなると、貯蔵器１０を燃料電池１４から外して、流体を満たした新しい貯蔵器を接続することができることが好ましい。好ましくは、貯蔵器は全体として、再利用の容易なプラスチック材料から形成される。図３の実施形態の場合、貯蔵器が開口部を２つ有していて、一方が貯蔵器から流体を払出す出口１２で、もう一方が、燃料電池により取り外し可能な状態で塞ぐのに適した開口部であってもよい。この場合、例えば、貯蔵器を燃料電極に取り付けたり取り外したりして貯蔵器を燃料電池から独立して配置できる。
【００５１】
燃料電池１４がポンプ３４より上流にある図ｌ、３及び４の実施形態とは異なり、図５は、燃料電池１４がポンプ３４の下流にあって流体がポンプ出口４０を出て燃料電極１６の中の流体通路２２を通るような実施形態を示す。図５の配置においては、単に重力で流体が出口から流出するのを通路出口２６が十分に妨げることが有利である可能性がある。出口は、その中に抵抗バルブや小孔を有していてもよい。好ましくは、通路２２は流体で満たされたままであってよく、流体はポンプで通路へ押し出された場合にだけ通路から流出できる。また、流体通路２２の配置以外は図５と同一の図６に示すように、通路２２は入口と出口を相対的に高い位置に有し、重力により燃料通路２２の中に流体を小量保持する穴を形成してもよい。燃料電解質中の穴の中に保持された燃料の量は、好ましくは、少なくとも所望量の１回分の流体を払出すのに十分な電気エネルギーをバッテリーやその他の蓄電装置に充電できるように選択される。
【００５２】
燃料として使用するのに好ましい流体の１種はアルコール化合物を含む流体であり、最も好ましくは、エチルアルコールとしても知られるエタノールである。
【００５３】
アルコール化合物は、メチルアルコール（メタノール）、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール（イソプロパノール）、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール（グリセリン）及びベンジルアルコールを含む群より選択できる。上記アルコール化合物は、無毒で引火性がより低いものが好ましい。市販の消毒剤及び洗浄剤は、上記アルコール化合物の大部分を含むことが知られている。例えば、Ｇｏｊｏ社（アクロン、オハイオ州）には、エタノール約６２％、イソプロパノール約１０％及びグリセリン約３％を含む液状の乾燥肌用即効性手消毒剤「Ｐｕｒｅｌｌ」（商品名）という商品がある。燃料として使用できる流体としては、上記以外に、自動車用フロントガラスワイパー液と同じ水／エタノール混合物を使用してもよい。使用できる流体としては、上記以外に、アルコール度数の十分高いウォッカ等の液体消費用のアルコール飲料が含まれる。
【００５４】
本発明の第四の実施形態における別の電気化学電池を示す図７について、詳細に説明する。図７中で説明している実施形態において、貯蔵器１０は、シート材料製で出口１２のみが開いている折り畳みできる袋を含む。貯蔵器１０は、第一の電極１６と第二の電極２０を含む。貯蔵器１０はプラスチックシート材料製で、第一の壁１５と第二の壁１７を有する。導電性材料の薄層６０は第一の壁１５の内側表面にあって、第一の電極１６は（好ましくは柔らかい）薄層状で導電性材料６０の上にある。また、袋の第二の壁１７に導電性材料の薄層６２がついていて、導電層６２は（好ましくは柔らかい）薄層状の第二の電極２０をその上に有する。
【００５５】
仕切り部６４は第二の電極２０を覆っているが、この仕切り部は多孔性で、流体や気体が制限なく自由に通過できる。仕切り部６４は、２つの電極１６と２０が互いに物理的に接触しないようにする物理的障壁であり、袋の側壁が柔らかいために、つぶれると電極、導電層又はワイヤーが互いに接触してしまう可能性がある限りは必要である。
【００５６】
４２で示すワイヤーは第一の電極１６からモーター３６の一方の端子までに渉り、４５で示す別のワイヤーは第二の電極２０からスイッチ４４の一方の端子までに渉る。モーター３６のもう一方の端子とスイッチ４４とを接続しているワイヤー４２により、モーター３６を稼働してポンプ３４に動力を供給し、貯蔵器から流体を払出すための簡単な回路が形成される。
【００５７】
図７中に示す実施形態において、流体１１は、２つの電極１６と２０の間の電解質を形成する。流体の化学変換は電極の一方で起こり、気体がもう一方の電極で放出されてもよい。上記気体は、６６で示す貯蔵器の上端へ上昇できる。貯蔵器を形成している袋は、折り畳んだり拡張したりできることが好ましい。袋を満たしている袋の中に最初に入れた流体の量に加えて、袋の大きさは、必要であれば気体が生成した場合に入る空間があるような、適切な大きさにしてもよい。貯蔵器１０の中でガス圧が発生すると、貯蔵器から流体が放出されやすくなる可能性がある。図７中で示す装置の変形形態として、空間部を、別の実施形態において電解質１８に相当する機能を持つ別の部分で置き換えることができる。
【００５８】
図７中の実施形態と類似する、本発明の他の実施形態を示す図８について説明する。図８中で説明する実施形態において、柔らかい貯蔵器１０は事実上２つの区画からなる。貯蔵器１０は、流体と気体を通さない柔らかいシート材料で作られた、２つの柔らかい外壁１５と１７及び内部分割壁１９を有する。分割壁１９の中央には穴があいていて、第一の電極１６、電解質１８及び第二の電極２０を有する膜を含む三層燃料電池１４がこの穴を塞ぐように入っている。分割壁１９と第一の壁１５により形成される第一の区画６８の中は流体１１で満たされていて、流体１１が第一の電極１６と接するようになっている。分割壁１９と第二の壁１７により形成される第二の区画７０は、第二の電極２０の方へ開いている。分割壁１９には、第一の電極１６、電解質１８及び第二の電極２０のうち１種以上が密着して組み込まれていて、第一の区画６８を第二の区画７０から遮断している。第一の区画６８は最初流体で満たされているが、流体が払出されると折り畳めるようになっている。第二の区画７０は最初は折り畳まれているが、第二の電極２０において気体が発生すると、この気体が入って拡張するようにできている。第二の区画内の気体を第一の区画内の流体１１から分けることにより、流体１１中に存在する気体が電池の稼働による発電を妨げないことが保証される。
【００５９】
図７及び８中に説明するような実施形態は、流体１１が揮発性で、密閉容器に保管する必要がある場合に有用である。第二の電極で発生するかもしれない気体が有害でなく、かつ／又は、その発生量が多くなければ、単に大気中に放出されてもよい。図７において任意に見られるように、過大な圧力がかかった場合に気体を放出するための排気弁７２が設置されていてよい。
【００６０】
貯蔵器側壁の電極及び導電性の層は、例えばアメリカ特許５８９７５２２（Ｎｉｔｚａｎ、１９９９年４月２７日発行）及びアメリカ特許６３２６０９７（Ｈｏｃｋａｄａｙ、２００１年１２月４日発行）の中に教示されている方法に類似する方法で基板上に印刷された比較的薄い層を含んでいてもよい。
【００６１】
好ましい実施形態は、液体を払出すための流体払出装置を示す。本発明の流体払出装置は、流体がスプレーとして又は泡として払出されるような払出装置を含む。例えば、ポンプやノズルを適切に選択することによって、払出された流体は霧状のミストの状態でスプレーされてよい。公知のスプレー払出装置は、人間の足の上にアルコール消毒剤のスプレーを払出すための払出装置を含む。泡払出装置は、払出される液体を空気と混合することによって泡を与える。
【００６２】
床を掃除する公知のモップは、柄の上端近くのスイッチで操作するバッテリー駆動式ポンプを用いて貯蔵器から洗剤液をスプレーすることにより洗剤液を床の上に払出すための貯蔵器を含む。本発明の連結したポンプと電池により、少なくともこのモップのバッテリーの必要性を減らすことができた。
【００６３】
公知のシステムは、例えば食器洗い機の一洗浄過程で皿が通る槽として使用する大量の水に消毒液を加えるものである。加える消毒剤の量は、槽内の水の量に応じて決める必要がある。槽内の水量の測定やその測定補助によって、及び／又は、所望量の消毒剤の払出によって払出す消毒剤の量を決定する装置と電気化学電池とを連結して使用できる。
【００６４】
本発明を好ましい実施形態について記載したが、多くの変形例及び変形形態が当業者には明らかであろう。本発明を定義するために、請求の範囲について記載する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一の実施形態による払出装置の概略図である。
【図２】図１の払出装置と共に使用する拡張制御回路の概略図である。
【図３】図１の装置と同一の装置と第二の貯蔵器とを組み込んだ払出装置の概略図である。
【図４】本発明の第二の実施形態による払出装置の概略図である。
【図５】本発明の第三の実施形態による払出装置の概略図である。
【図６】図４の実施形態における燃料電池に換えて使用するための燃料電池の概略図である。
【図７】本発明の第四の実施形態による払出装置の概略図である。
【図８】本発明の第五の実施形態による払出装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０、貯蔵器
１１、流体
１２、貯蔵器出口
１４、燃料電池
１５、壁
１６、燃料電極
１７、壁
１８、電解質
１９、内部分割壁
２０、非燃料電極
２２、流体通路
２４、流体通路入口
２６、流体通路出口
２８、非燃料電極通路
３０、非燃料電極通路入口
３２、非燃料電極通路出口
３４、自動インペラーポンプ
３６、電動ポンプモーター
３８、ポンプ入口
４０、ポンプ出口
４２、ワイヤー
４３、ワイヤー
４４、スイッチ
４５、ワイヤー
４６、すべりボタン
４７、センサー
４８、スイッチ接点
４９、スプリング
５０、中枢制御回路
５２、バッテリー
６０、導電性材料の薄層
６２、導電性材料の薄層
６４、仕切り部
６６、貯蔵器の上端
６８、第一の区画
７０、第二の区画
１１０、第二の貯蔵器
１１１、流体
１３４、第二のポンプ
１３６、第二のモーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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