ES2265562T3

ES2265562T3 - Combinacion de un dispensador de liquido y pila electronica.

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Publication number: ES2265562T3
Application number: ES03700728T
Authority: ES
Inventors: Heiner Ophardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2007-02-16
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: CN1617953A; CN100338263C; DE60306642D1; WO2003063277A2; AU2003202331A1; US20050064281A1; US7530477B2; EP1504140A2; EP1504140B1; US6875539B2; US20030136666A1; CA2469681C; CA2469681A1; JP2005526356A; DE60306642T2; JP4512368B2; WO2003063277A3

Abstract

En combinación, un dispensador de fluido y una pila electroquímica, comprendiendo el dispensador de fluido: un depósito (10) que contiene un fluido (11) a dispensar, y un mecanismo dispensador que requiere una corriente eléctrica para dispensar fluido desde el depósito, caracterizado por el hecho de que: la pila electroquímica comprende un electrolito (18) y dos electrodos (16, 20), a saber, un ánodo y un cátodo, separados entre sí por el electrolito (18) entre los electrodos, combustible para la pila que comprende fluido (11) desde el depósito (10) en comunicación con un primer electrodo, estando los dos electrodos (16, 20) eléctricamente acoplados a través del mecanismo dispensador (36) para proporcionar flujo de corriente a través del mecanismo dispensador (36) por conversión química del fluido (11) en el primero de los electrodos.

Description

Combinación de un dispensador de líquido y pila electrónica.

Alcance de la invención

Esta invención se refiere a una combinación de un dispensador de fluido y una pila electroquímica, y más particularmente a un dispensador de fluido, que está eléctricamente activado por electricidad generada en una pila electroquímica por conversión electrolítica del combustible que está siendo dispensado.

Antecedentes de la invención

Se conocen dispensadores de fluido que dispensan fluido mediante el uso de aparatos dispensadores usando electricidad para dispensar el fluido como, por ejemplo, por el funcionamiento de una bomba eléctrica para bombear el fluido desde un depósito, por control y/o medida del fluido que está siendo dispensado y por el uso de sensores para detectar la proximidad, por ejemplo, de la mano de un usuario a un dispensador de fluido limpiador. Un ejemplo de un dispensador de combustible activado eléctricamente con circuitos de control y sensores de proximidad se describe en la patente estadounidense del solicitante 5.836.482 que muestra, en particular, una bolsa de plástico flexible desechable para contener jabón para manos líquido y que lleva dos baterías convencionales que, cuando la bolsa es acoplada a un dispensador, proporciona energía para dispensar jabón desde la bolsa mediante una bomba eléctrica. Los sensores de proximidad eléctrica pueden controlar el funcionamiento de la bomba.

Los dispensadores de fluido conocidos, que son activados por baterías, experimentan los inconvenientes de las baterías. Las baterías convencionales necesitan ser reemplazadas periódicamente y son difíciles de reciclar. Se conocen depósitos de fluido desechables que están hechos de materiales plásticos reciclables; sin embargo, las baterías conocidas no están hechas de materiales fácilmente reciclables y deben ser recicladas por separado de los depósitos.

Las pilas de combustible para la creación de energía eléctrica por la conversión de componentes alcohólicos, como el etanol, son conocidas por ser técnicas para fabricar dichas pilas de combustible por producción en masa, como sobre película plástica.

En la patente estadounidense 5.132.193 para Ready, publicada el 21 de julio de 1992, se describen pilas de combustible de alcohol directo y muestra la generación de electricidad en una central eléctrica de pila de combustible alimentada por alcohol compacta pequeña en la cual el envenenamiento por medios reactivos es evitado o minimizado. Como combustibles alcohólicos, se prefieren los alcoholes primarios más bajos, particularmente el metanol y el etanol, siendo también operativos otros alcoholes primarios más bajos como el 1-propanol, 1-butanol y alcohol n-amílico.

En la patente estadounidense 5.364.711 para Wamada, publicada el 15 de noviembre de 1994, y en la patente estadounidense 5.432.023 para Wamada, publicada el 11 de julio de 1995, se describen pilas de combustible miniatura que funcionan en etanol y están adaptadas para activar dispositivos electrónicos. Estas patentes muestran las ventajas de usar pilas de combustible miniatura y una serie de técnicas para fabricar pilas de combustible. La patente estadounidense 5.759.712 para Hockaday describe el encapsulado de una pila de combustible sobre un sistema híbrido general que puede estar comprendido por una pila de combustible y otras fuentes de energía, como una batería.

Se conocen pilas de combustible líquido miniatura como las descritas en la patente estadounidense 6.326.097 para Hockaday, publicada el 4 de diciembre de 2001. Hockaday está dirigido al acoplamiento de dichas pilas de combustible a dispositivos eléctricos portátiles, como teléfonos móviles. Hockaday muestra series de micropilas de combustible que pueden ser producidas en masa sobre una película plástica en un proceso bobina a bobina.

Las pilas electroquímicas conocidas son relativamente económicas. Las pilas electroquímicas cerradas presentan el inconveniente de que normalmente se pueden producir en uno de los electrodos gases que reducen la vida de la pila y/o no están preparadas para la excesiva acumulación de gases o dejan la pila inutilizable. Las baterías electroquímicas y pilas de combustible de célula abierta conocidas, sin embargo, presentan el inconveniente de que consumen combustible, y el combustible debe ser reemplazado.

Resumen de la invención

Para superar al menos parcialmente los inconvenientes de los dispositivos conocidos anteriormente, la presente invención proporciona, en combinación, un dispensador de fluido que usa electricidad para dispensar fluido desde un depósito, y una pila electroquímica para producir la energía eléctrica, en la cual la energía eléctrica se deriva de la conversión química del fluido a dispensar. El fluido a dispensar está destinado a un propósito que no es proporcionar energía eléctrica para la dispensación. Así, por ejemplo, el combustible después de la dispensación está destinado a ser usado como solución limpiadora o desinfectante. El fluido contiene compuestos adecuados, como compuestos alcohólicos, que pueden ser químicamente convertidos en el interior de pilas electroquímicas para producir un flujo de corriente entre los electrodos.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispensador de fluido en combinación con una pila electroquímica, que químicamente convierte un componente del fluido para generar corriente eléctrica para dispensar el fluido.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un dispensador de fluido con un depósito desechable contenedor de fluido, que contiene un fluido que puede ser químicamente convertido para producir energía eléctrica para activar un dispositivo asociado con el mecanismo dispensador, y en el cual el fluido en el depósito contenedor de fluido proporciona energía suficiente para dispensar sustancialmente todo el fluido desde el depósito.

Otro objeto es proporcionar fluido a dispensar desde un depósito que es capaz de producir una conversión eléctrica para producir electricidad en una pila electroquímica, preferiblemente como un combustible en una pila de combustible, cuyo fluido después de ser al menos parcialmente químicamente convertido sigue teniendo utilidad tras ser convertido y dispensado, por ejemplo como desinfectante o limpiador.

Otro objeto es proporcionar un dispensador de fluido en comunicación con una pila de combustible para generar electricidad usando el fluido a dispensar como combustible.

En consecuencia, en un aspecto, la presente invención proporciona un dispensador de fluido y una pila electroquímica, comprendiendo el dispensador de fluido:

: un depósito que contiene un fluido a ser dispensado y un mecanismo dispensador que requiere una corriente eléctrica para ejecutar una función asociada con la dispensación de fluido desde el depósito,

: una pila de combustible que comprende un electrolito y dos electrodos, a saber, un ánodo y un cátodo, estando el ánodo y el cátodo separados el uno del otro por el electrolito entre ambos,

: combustible para la pila, que comprende fluido desde el depósito en comunicación con un primer electrodo,

: el ánodo y el cátodo, acoplados eléctricamente a través del mecanismo dispensador para proporcionar flujo de corriente a través del mecanismo dispensador por conversión química del fluido en el primero de los electrodos.

La presente invención proporciona, en combinación, un dispensador de fluido y una pila electroquímica para producir energía eléctrica por conversión química del fluido a dispensar. La energía eléctrica producida es preferiblemente usada para accionar un dispositivo asociado con la dispensación del fluido, como por ejemplo en operación de un fluido bomba a bomba eléctrico desde el depósito. El fluido preferiblemente es dispensado para su uso tras la dispensación en algún otro propósito que no es ser una fuente de energía electroquímica para dispensar fluido desde el depósito. Por ejemplo, el fluido preferido contiene compuestos alcohólicos que se usan en limpieza y desinfección.

La pila electroquímica preferiblemente tiene un electrolito y dos electrodos que están separados entre sí por el electrolito, que está entre ambos. La corriente fluye entre los electrodos como resultado de la conversión química del fluido desde el depósito. Dicho flujo de corriente es directa o indirectamente usado para activar una carga eléctrica asociada con la consecución del objeto de dispensar fluido desde el depósito.

En una realización preferida, los electrodos están eléctricamente acoplados a través del mecanismo dispensador para proporcionar flujo de corriente directamente al mecanismo dispensador con conversión química del fluido en uno de los electrodos.

En otra realización, puede disponerse un dispositivo de almacenamiento de electricidad recargable separado, como una batería, como parte del mecanismo dispensador, y la energía eléctrica de la conversión química del fluido puede usarse para cargar el dispositivo de almacenamiento, que puede ser usado para activar el resto del mecanismo dispensador.

El mecanismo dispensador puede preferiblemente comprender una bomba eléctrica, preferiblemente una bomba eléctrica de corriente directa que sea operativa a baja tensión y/o condiciones de baja energía para dispensar fluido desde el depósito. El mecanismo dispensador puede comprender un mecanismo de control con circuitado para controlar, visualizar, temporizar y/o medir la dispensación y/o operación de la bomba. Por ejemplo, el mecanismo dispensador puede incluir sensores para detectar la mano de un usuario en un aparato de dispensación de jabón para manos que no requiere ser tocado. Alternativamente, la energía creada por el fluido podría ser una medida del tiempo que el fluido ha estado en el depósito para indicar su caducidad, o una indicación, como la cantidad de fluido dispensado.

La pila electroquímica puede comprender una pila de combustible o una batería abierta. Cuando la pila es una pila de combustible, el fluido desde el depósito comprende combustible para la pila de combustible, con el fluido en comunicación con un primer electrodo, llamado electrodo del combustible. El segundo electrodo, llamado electrodo no de combustible, está preferiblemente en comunicación con aire atmosférico, que contiene inherentemente oxígeno. La pila de combustible proporciona flujo de corriente entre los electrodos preferiblemente por conversión química del fluido en el electrodo del combustible y el consumo del oxígeno en el electrodo no de combustible para producir agua como un electrodo no de combustible. Los fluidos preferidos para la pila de combustible incluyen aquellos que contienen componentes alcohólicos, más preferiblemente etanol. Dichos fluidos están adaptados para ser usados como combustible en una pila de combustible, y también son útiles para otros propósitos, como limpiadores y desinfectantes para uso higiénico y médico, como bebidas, como agentes limpiadores de ventanas, como anticongelantes y otros parecidos.

El electrodo de combustible puede estar en comunicación con el fluido tanto antes como después de que el fluido pase a través de una bomba dispensadora. Con el electrodo de combustible en comunicación con el fluido antes de que el fluido pase a través de una bomba, como en el fondo de un depósito o estando situado bajo un depósito, el electrodo de combustible puede estar en contacto con el fluido en todos los momentos en que el depósito contenga al menos alguna cantidad de fluido.

En una pila de combustible, el electrodo de combustible está preferiblemente en comunicación con el depósito, y el electrolito entre el electrodo de combustible y el de no combustible preferiblemente constituye una barrera entre el fluido en el depósito y la atmósfera que resiste el movimiento de los componentes del líquido a través suyo, y es preferiblemente impermeable a los compuestos que el fluido incluye. Preferiblemente, el depósito contiene el fluido y el electrodo de combustible en un contenedor sellado excepto en una salida a través de la cual el fluido puede ser dispensado, más preferiblemente estando provisto el contenedor sellado de un contenedor o bolsa plegable. Que el recipiente de contención esté sellado es particularmente preferido cuando el fluido contiene componentes que son volátiles y que se evaporarían a temperaturas normales.

Cuando la pila no requiere el consumo de oxígeno u otra materia en el electrodo no de combustible y, por tanto, funciona como una batería, simultáneamente a la conversión del fluido en el electrodo de combustible pueden producirse gases en el electrodo no de combustible. Estos gases pueden ser contenidos dentro del mismo depósito sellado plegable y expandible que contiene el fluido. La presión de gas creada en el depósito sellado expandible que contiene el fluido puede ayudar a expeler el fluido desde el depósito. Puede disponerse una válvula de seguridad para descargar el gas bajo presión excesiva. Los gases pueden alternativamente ser contenidos dentro de un contenedor expandible que puede ser un compartimento expandible separado dentro de un depósito sellado plegable y expandible para el fluido.

En otra disposición sencilla, pueden disponerse dos electrodos dentro del fluido espaciados y separados por el fluido, sirviendo el fluido tanto de combustible como de electrolito.

Breve descripción de los dibujos

Otros aspectos y ventajas de la presente invención resultarán aparentes a partir de la siguiente descripción considerada junto con los dibujos que la acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato dispensador según una primera realización de esta invención;

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un circuito de control mejorado para su uso con el aparato dispensador de la Figura 1;

La Figura 3 es una vista esquemática de un aparato dispensador que incorpora un aparato idéntico al de la Figura 1 junto con un depósito secundario;

La Figura 4 es una vista esquemática de un aparato dispensador según una segunda realización de la presente invención;

La Figura 5 es una vista esquemática de un aparato dispensador según una tercera realización de la presente invención;

La Figura 6 es una vista esquemática de una pila de combustible que reemplaza a la pila de combustible de la realización de la Figura 4;

La Figura 7 es una vista esquemática de un aparato dispensador según una cuarta realización de la presente invención; y

La Figura 8 es una vista esquemática de un aparato dispensador según una quinta realización de la presente invención;

Descripción detallada de los dibujos

Primero se hace referencia a la Figura 1, que es una vista esquemática de un dispensador y pila de combustible combinados de conformidad con una primera realización de la invención. El dispensador de fluido comprende un depósito sellado plegable 10 abierto por una salida 12. El depósito está montado de forma que, bajo gravedad, el fluido 11 dentro del depósito fluye a través de la salida 12. El depósito 10 tiene paredes flexibles, preferiblemente hechas de material laminado plástico reciclable flexible.

La pila de combustible 14 comprende un electrodo de combustible 16, un electrolito 18 y un electrodo no de combustible 20. Un paso de líquido 22 se extiende a través del electrodo de combustible 16 de forma que pone el fluido desde el depósito 10 en comunicación y contacto con el electrodo de combustible 16. El paso de líquido 22 se extiende desde una entrada 24 hasta una salida 26. Con la salida 12 del depósito 10 conectada a la entrada al paso 24, el fluido pasa través del paso de fluido 22 hasta la salida del paso 26.

Un paso no de combustible 28 se extiende a través del electrodo no de combustible 20 para poner el aire atmosférico, que contiene oxígeno, en comunicación con el electrodo no de combustible, y permite al agua creada en el electrodo no de combustible salir a través del paso no de combustible 28. El paso no de combustible se extiende desde una entrada 30 hasta una salida 32. El aire puede entrar al paso no de combustible 28 a través de la entrada 30 y, si es necesario, el agua puede salir del paso no de combustible 28 bajo la influencia de la gravedad a través de la salida 32.

Se dispone un mecanismo dispensador que comprende una bomba rotativa mecánica 34 que tiene impulsores, no mostrados, dentro de un alojamiento, estando los impulsores acoplados para la rotación por un motor bomba eléctrico 36. La bomba 34 tiene una entrada 38 y una salida 40. La entrada a la bomba 38 está conectada a la salida 26 del paso de líquido 22.

Cuando la bomba 34 es activada por el motor bomba 36, el fluido es forzado hacia la salida de bomba 40, fluido que ha sido extraído desde el depósito 10 a través del paso de fluido 22.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un circuito eléctrico simple que incluye un cable 42 que conecta el electrodo de combustible 16 a un borne en el motor 36, un cable 43 que conecta el otro borne en el motor 36 a un borne en un interruptor 44, y un cable 45 que conecta el otro borne en el interruptor 44 al electrodo no de combustible 20. El interruptor 44, mostrado esquemáticamente, incluye un botón deslizante 46 sesgado con el contacto del interruptor 48 por un muelle 49 a una posición abierta. Al cerrar manualmente el interruptor pulsando el botón 46, los dos electrodos quedan eléctricamente conectados a través del motor 36, y la pila de combustible es colocada en una posición operativa en la cual el flujo de corriente entre los electrodos puede activar el motor 36 y dispensar fluido fuera del depósito.

En una manera conocida, la pila de combustible, tanto una pila de combustible con electrolito ácido como una pila de combustible con electrolito básico preferiblemente convierten químicamente componentes en el fluido en el electrodo de combustible 16 al mismo tiempo que el oxígeno desde el aire es consumido en el electrodo no de combustible, normalmente para producir agua.

En una realización preferida, la pila de combustible es una pila de combustible con electrolito ácido, donde el combustible es químicamente convertido para liberar iones de hidrógeno que pasan a través del electrolito hasta el electrodo no de combustible, los cuales después se combinan con el oxígeno para formar agua en el electrodo no de combustible y por el cual los electrones fluyen entre el electrodo no de combustible y el electrodo de combustible. Sin embargo, la pila de combustible podría también funcionar como pila electrolítica básica, con iones hidróxidos pasando a través del electrolito.

La Figura 2 es una vista esquemática de un mecanismo dispensador más complejo que sustituiría al de la Figura 1. La Figura 2 muestra los conductores 43 y 45 desde los dos electrodos, conectados a bornes en un circuito central 50 que está adecuadamente conectado eléctricamente al motor 36, al interruptor 44 y, también, a través de un sensor 47 y una batería 52. El circuito de control 50 puede estar estructurado para ejecutar muchos objetivos diferentes. Por ejemplo, el circuito de control puede transferir energía eléctrica a la batería para almacenar energía eléctrica generada por la pila. El circuito de control puede controlar el flujo de energía desde la batería para activar el motor bomba. El circuito de control puede controlar el funcionamiento del motor bomba cuando el control es activado como, por ejemplo, para activar simplemente la bomba por un corto intervalo para dispensar una cantidad seleccionada de fluido. El interruptor puede ser un interruptor manual controlado por el usuario o un sensor de proximidad que requiera energía eléctrica para activar sensores, como sensores de movimiento por infrarrojos o de proximidad. El circuito de control puede tener sensores para reconocer códigos de entrada o las huellas digitales y contadores de tiempo de un usuario, registros y cosas así, cualquiera de los cuales puede ser activado por energía eléctrica desde la pila de combustible. El circuito de control puede controlar el tiempo en que el depósito está conectado a la pila de combustible, o la cantidad de energía eléctrica producida, así como estimar el volumen de fluido dispensado.

Con referencia a la Figura 3, ésta ilustra el dispensador de conformidad con la presente invención, que es idéntico al dispositivo de la Figura 1, aunque sin embargo incluye además del primer depósito 10 y la primera bomba 34 activada por un primer motor 36 un segundo depósito 110 y una segunda bomba 134 activada por un segundo motor 136. Como puede verse, el segundo motor 136 está eléctricamente conectado en serie con el primer motor por circuitado, incluyendo el cable 54 que conectando el segundo motor 136 de una manera que le permite también ser activado cuando se cierra el interruptor 44. Naturalmente, el segundo motor 136 podría disponerse en paralelo con el primer motor.

La disposición de la Figura 3 permite dispensar tanto un primer fluido 11 dentro del depósito 10 que puede usarse como un combustible y un segundo fluido 41 dentro del segundo depósito 110 que no requiere poder ser usado como fluido. La salida tanto de la bomba 34 como de la 134 se muestran como unidas en una salida común 62 y, preferiblemente, en la que los líquidos 11 y 111 pueden ser mezclados. El funcionamiento y/o dimensionado de las bombas 34 y 134 puede seleccionarse y/o controlarse para dispensar proporciones deseadas de los fluidos 11 y 111. Hay que notar que mientras que la Figura 3 muestra el uso de dos depósitos, dos, tres o más depósitos pueden tener sus salidas conectadas tal como se muestra en la Figura 3, y pueden disponerse pilas de combustible en uno. o algunos, o todos los depósitos de la forma en que han sido dispuestos para el depósito 10.

Con referencia a la Figura 4, que muestra esquemáticamente una disposición en la cual el electrodo de combustible 16 está en comunicación con el fluido en el depósito 10 a través de una pared lateral 56 del depósito. La pila de combustible 14 puede extenderse a través de una abertura en la pared lateral del depósito como, por ejemplo, sellado de forma desmontable a la pared lateral alrededor del perímetro del electrodo de combustible. Alternativamente, la pared lateral de la pared del depósito puede estar formada íntegramente para llevar al menos el electrodo del combustible.

En la realización mostrada en la Figura 1, el depósito 10 es preferiblemente un depósito reemplazable de forma que cuando el fluido en el depósito se agota, el depósito 10 puede ser desacoplado de la pila de combustible 14 y puede conectarse un nuevo depósito que es llenado con fluido. Preferiblemente, el depósito está formado enteramente de un material plástico fácilmente reciclable. En el caso de la realización de la Figura 3, es posible que el depósito pueda tener dos aberturas, siendo la primera su salida 12 por la cual el fluido es dispensado desde el depósito, y siendo la segunda una apertura adaptada para estar en contacto de forma sellable y desmontable con la pila de combustible, por ejemplo, donde el depósito es unible y separable del electrodo de combustible, de forma que el depósito puede ser eliminado independientemente de la pila de combustible.

Como se ha contrastado con las realizaciones de las Figuras 1, 3 y 4 en las cuales la pila de combustible 14 está aguas arriba de la bomba 34, la Figura 5 muestra una realización en la cual la pila de combustible 14 está aguas abajo de la bomba 34, y el fluido pasa a través del paso de fluido 22 en el electrodo de combustible 16 tras salir por la salida de la bomba 40. En la configuración de la Figura 5, puede ser ventajoso que la salida del paso 26 ofrezca resistencia suficiente para evitar que el flujo del fluido de la salida se deba simplemente a la gravedad. La salida podría tener una válvula de resistencia en la misma o un orificio de tamaño reducido. Preferiblemente, el paso 22 puede ser mantenido lleno de fluido con flujo desde el paso efectivamente solo cuando el fluido sea forzado al interior del paso por la bomba. Alternativamente, como puede verse en la Figura 6, que es idéntica a la Figura 5 aparte de la configuración del paso de fluido 22, el paso 22 puede tener su entrada y salida ubicadas en alturas relativas de manera que forme una cavidad que, debido a la gravedad, mantenga una pequeña cantidad de fluido dentro del paso de combustible 22. El volumen de combustible mantenido dentro de la cavidad en el electrolito de combustible es preferiblemente seleccionado como suficiente para cargar una batería u otro dispositivo de almacenamiento eléctrico con al menos suficiente energía eléctrica para dispensar una dosis unitaria deseada del fluido.

Un fluido preferido para su uso como combustible es un líquido que contenga componentes alcohólicos, más preferiblemente etanol, también conocido como alcohol etílico.

Los componentes alcohólicos pueden ser seleccionados del grupo que comprende un alcohol metílico (también conocido como metanol), alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico (también conocido como isopropanol), alcohol butílico, alcohol isobutílico, alcohol butílico secundario, alcohol terbutílico, 1-pentanol, 1-hexanol, alcohol terbutílico, propilenglicol, glicerol (también conocido como glicerina) y alcohol bencílico. Dichos componentes alcohólicos preferidos pueden ser aquellos que no sean tóxicos y tengan baja inflamabilidad. Se conocen desinfectantes y limpiadores disponibles comercialmente que comprenden porciones sustanciales de dichos componentes alcohólicos. Por ejemplo, Gojo Industries de Akron, Ohio, tiene un producto de nombre "Purell" (nombre comercial) que es una fórmula de manos seca sanitaria instantánea, que es un líquido, e incluye alrededor de un 62% de etanol, alrededor de un 10% de isopropanol y alrededor de un 3% de glicerina. Otros líquidos útiles como combustible serían mezclas de agua/etanol, que son efectivamente equivalentes a líquidos de lavado de parabrisas para automoción. Otros líquidos que serían útiles incluyen bebidas alcohólicas para consumo líquido como el vodka, que tiene un contenido alcohólico altamente suficiente.

La Figura 7 muestra otra pila electroquímica según una cuarta realización de la presente invención. En la realización ilustrada en la Figura 7, el depósito 10 comprende una bolsa plegable formada por materiales laminados y abierta simplemente por su salida 12. El depósito 10 contiene un primer electrodo 16 y un segundo electrodo 20. El depósito 10 está formado a partir de material laminado plástico y tiene una primera pared 15 y una segunda pared 17. Una fina capa de material conductivo 60 se halla en la superficie interior de la primera pared 15, y el primer electrodo 16 está en forma de capa fina, preferiblemente flexible, en la parte superior del material conductivo 60. Similarmente, en la segunda pared 17 de la bolsa, se dispone una fina capa 62 de material conductivo, y la capa conductiva 62 lleva el segundo electrodo 20 en forma de capa fina preferiblemente flexible de la misma.

Se dispone un elemento separador 64 superpuesto al segundo electrodo 20, elemento separador que es poroso y permite, sin restricción, que el fluido y los gases pasen libremente a través de él. El elemento separador 64 proporciona una barrera física para evitar que los dos electrodos 16 y 20 entren en contacto físico el uno con el otro, en caso necesario en la medida que las paredes laterales de la bolsa son flexibles y, al doblarse, de otra forma podría hacer posible que los electrodos o sus capas conductivas o cables entraran en contacto unos con otros.

Un cable indicado como 42 se extiende desde el primer electrodo 16 hasta un borne en el motor 36, y otro cable indicado como 45 se extiende desde el segundo electrodo 20 hasta un borne del interruptor 44. Con el cable 42 conectando el otro borne en el motor 36 al interruptor 44, se dispone un circuito simple para activar el motor 36 y activar la bomba 34 para dispensar el fluido desde el depósito.

En las realizaciones mostradas en la Figura 7, el fluido 11 constituye el electrolito entre los dos electrodos 16 y 20. La conversión química de fluido deriva en uno de los electrodos, y pueden liberarse gases en el otro electrodo. Dichos gases pueden ascender hacia la parte superior del depósito, indicado como 66. La bolsa que forma el depósito está preferiblemente adaptada para ser plegable y expandible. Con el volumen inicial del fluido colocado en la bolsa para llenar la bolsa, la bolsa puede ser dimensionada para proporcionar espacio adicional adecuado, si es necesario, para acomodar los gases que puedan producirse. La creación de presión de gas dentro del depósito 10 puede ayudar a expeler el fluido desde el depósito. Como una modificación del dispositivo mostrado en la Figura 7, el elemento espaciador podría ser reemplazado por un elemento diferente que haga de equivalente del electrolito 18 en las otras
realizaciones.

La Figura 8 muestra otra realización de la presente invención similar a la realización de la Figura 7. En la realización ilustrada en la Figura 8, el depósito flexible 10 está efectivamente formado por dos compartimentos. El depósito 10 tiene dos paredes exteriores flexibles 15 y 17, y una pared divisora interior 19 también hecha de material laminado flexible impermeable al fluido y al gas. La pared divisora 19 tiene una abertura central a través de la cual hay una pila de combustible 14 de tres capas sellable que comprende membranas que incluyen un primer electrodo 16, un electrolito 18 y un segundo electrodo 20. La pared divisora 19 y la primera pared 15 forman un primer compartimento 68 que es llenado con el fluido 11 de forma que el fluido está en contacto con el primer electrodo 16. La pared divisora 19 y la segunda pared 17 forman un segundo compartimento 70 abierto al segundo electrodo 20. La pared divisora 19 está en contacto sellablemente con uno o más del primer electrodo 16, el electrolito 18 y el segundo electrodo 20, de forma que constituye el primer compartimento 68 sellado desde el segundo compartimento 70. El primer compartimento 68 es inicialmente llenado con fluido y se doblará al dispensarse el fluido. El segundo compartimento 70 está inicialmente doblado, y se pretende que reciba y se expanda por la generación de gas en el segundo electrodo 20. Separar el gas en el segundo compartimento del fluido 11 en el primer compartimento puede ser ventajoso para asegurar que la presencia de gas en el fluido 11 no comprometerá el funcionamiento de la pila a la hora de producir electricidad.

Las realizaciones tal como están ilustradas en las Figuras 7 y 8 son útiles cuando el fluido 11 es volátil y necesita ser mantenido dentro de un contenedor cerrado. En la medida que el gas que puede producirse en el segundo electrodo pueda no ser nocivo y/o las cantidades producidas no sean sustanciales, entonces cualquier gas puede simplemente ser descargado a la atmósfera. Opcionalmente, como se ve en la Figura 7, puede disponerse una válvula de seguridad 72 para descargar el gas si pueden desarrollarse presiones excesivas.

Los electrodos y capas conductivas sobre las paredes laterales de los depósitos pueden comprender capas relativamente finas impresas sobre sustratos como, por ejemplo, de una forma similar a la descrita en la patente estadounidense 5.897.522 para Nitzan, publicada el 27 de abril de 1999, y en la patente estadounidense 6.326.097 para Hockaday, publicada el 4 de diciembre de 2001.

Las realizaciones preferidas muestran un dispensador de fluido para dispensar líquidos. Los dispensadores de fluido de conformidad con la presente invención incluyen dispensadores en los cuales el fluido es dispensado en forma de una pulverización o una espuma. Por ejemplo, si se seleccionan una bomba y una tobera adecuadas, el fluido dispensado puede ser pulverizado en forma de niebla atomizada. Los dispensadores pulverizadores conocidos incluyen dispensadores para dispensar una pulverización de desinfectante alcohólico sobre los pies de una persona. Los dispensadores de espuma proporcionan una espuma formada mezclando el líquido a dispensar con
aire.

Se conocen fregonas para limpiar suelos que incluyen depósitos para dispensar líquido limpiador sobre el suelo mediante pulverizado del líquido limpiador desde un depósito usando una bomba activada por batería por un interruptor cerca de la parte superior del mango de la fregona. Una combinación de bomba y pila de conformidad con la presente invención podría al menos reducir la necesidad de baterías en una fregona como esta.

Se conocen sistemas en los cuales un líquido desinfectante es añadido a un volumen de agua como, por ejemplo, para usar en un lavavajillas como baño a través del cual los platos son desplazados en una fase del proceso de lavado. La cantidad de desinfectante a añadir necesita ser determinada en función del volumen de agua en el baño. Una pila electroquímica podría ser usada en combinación con un dispositivo para determinar la cantidad de desinfectante a dispensar, midiéndola o ayudando a medir el volumen de agua en el baño y/o dispensando una cantidad deseada de desinfectante.

Aunque esta invención ha sido descrita con referencia a las realizaciones preferidas, las personas familiarizadas con la técnica podrán ahora efectuar muchas modificaciones y variaciones. Para una definición de la invención, refiérase a las reivindicaciones siguientes.

Claims

1. En combinación, un dispensador de fluido y una pila electroquímica, comprendiendo el dispensador de fluido:

: un depósito (10) que contiene un fluido (11) a dispensar, y un mecanismo dispensador que requiere una corriente eléctrica para dispensar fluido desde el depósito, caracterizado por el hecho de que:

: la pila electroquímica comprende un electrolito (18) y dos electrodos (16, 20), a saber, un ánodo y un cátodo, separados entre sí por el electrolito (18) entre los electrodos,

: combustible para la pila que comprende fluido (11) desde el depósito (10) en comunicación con un primer electrodo,

: estando los dos electrodos (16, 20) eléctricamente acoplados a través del mecanismo dispensador (36) para proporcionar flujo de corriente a través del mecanismo dispensador (36) por conversión química del fluido (11) en el primero de los electrodos.

2. Una combinación según la reivindicación 1 en la que la pila electroquímica es una pila de combustible (14).

3. Una combinación según la reivindicación 2 en la que:

: el aire atmosférico, que contiene oxígeno, está en comunicación con el segundo electrodo (16, 20), con conversión química del fluido (11) en el primer electrodo para proporcionar flujo de corriente, siendo consumido el oxígeno en el segundo electrodo, donde se produce agua.

4. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el fluido (11) comprende un compuesto alcohólico que incluye el combustible para la pila.

5. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el líquido (11) a dispensar es para usar tras la dispensación para un propósito distinto a combustible para la pila.

6. Una combinación según la reivindicación 5 en la que el fluido (11) es un líquido limpiador.

7. Una combinación según la reivindicación 5 en la que el fluido (11) es una solución desinfectante para uso higiénico o médico.

8. Una combinación según la reivindicación 5 en la que el compuesto alcohólico está seleccionado de alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico, alcohol butílico, alcohol isobutílico, alcohol butílico secundario, alcohol terbutílico, 1-pentanol, 1-hexanol, etilenglicol, propilenglicol, glicerol y alcohol bencílico.

9. El compuesto de la reivindicación 5, en el que el compuesto alcohólico está seleccionado de alcohol metílico y alcohol etílico.

10. Una combinación según la reivindicación 9 en la que el compuesto alcohólico está presente en al menos una proporción del 20% por volumen del fluido.

11. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el mecanismo dispensador (34) comprende una bomba para dispensar fluido desde el depósito, teniendo la bomba (34) una entrada (38) en comunicación con el depósito (10) y una salida (40) fuera de la cual el fluido desde el depósito (10) extraído hacia la entrada de la bomba es dispensado.

12. Una combinación según la reivindicación 11 en la que el primer electrodo (16) está en comunicación con el fluido aguas arriba desde la bomba (34).

13. Una combinación según la reivindicación 11 en la que el primer electrodo (16) está en comunicación con el fluido después de que el fluido haya pasado a través de la bomba (34).

14. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el primer electrodo (16) está en comunicación con el combustible (11) dentro del depósito (10).

15. Una combinación según la reivindicación 11 en la que el depósito (10) tiene una salida (12) y un paso (22) para un paso de fluido desde la salida (12) del depósito hacia la entrada (38) de la bomba (34), estando el paso (22) en comunicación con el primer electrodo (16) de forma que al menos algún combustible en el paso (22) entra en contacto con el primer electrodo.

16. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el depósito (10) es un depósito plegable que se pliega a medida que el combustible es dispensado.

17. Una combinación según la reivindicación 1 en la que la pila electroquímica es una batería electrolítica.

18. Una combinación según la reivindicación 1 en la que los dos electrodos (16, 20) y el electrolito están todos ellos dispuestos dentro del depósito (10).

19. Una combinación según la reivindicación 18 en la que se produce un gas en el segundo electrodo (20) dentro del depósito (10).

20. Una combinación según la reivindicación 19 en la que el depósito (10) tiene una salida de líquido (12) en una porción inferior del depósito, y se produce gas en el segundo electrodo (20), donde el gas sube a través del fluido (11) en el depósito(10) hacia una porción superior del depósito.

21. Una combinación según la reivindicación 20 en la que el depósito (10) es plegable y expandible para acomodarse a los aumentos y decrementos en el volumen dentro del depósito ocasionados por la dispensación del fluido y la generación de gas en el segundo electrodo (20).

22. Una combinación según la reivindicación 18 en la que el fluido (11) es el electrolito (18).

23. Una combinación según la reivindicación 1 en la que el depósito (10) tiene paredes (15, 17) formadas de material laminado flexible, comprendiendo al menos uno de los electrodos (16, 20) una capa fina aplicada a una pared del depósito.

24. Una combinación según la reivindicación 18 en la que el depósito (10) comprende una bolsa plegable con paredes laterales distanciadas (15, 17),

el cátodo (16, 20) está situado en una primera pared lateral (15),

el ánodo (16, 20) está situado en una segunda pared lateral (17) distanciada de la primera pared lateral (15),

el fluido (11) en la bolsa entre el cátodo y el ánodo en comunicación tanto con el cátodo como con el ánodo.

25. Una combinación según la reivindicación 24 que incluye un elemento espaciador (64) en la bolsa entre el ánodo (16, 20) y el cátodo (16, 20) para mantener el ánodo y el cátodo distanciados el uno del otro al plegarse la bolsa,

permitiendo el elemento espaciador (64) que el fluido pase a través suyo.

26. Una combinación según la reivindicación 24 en la que las paredes laterales (15, 17) están formadas de un material laminado flexible fino, y o el ánodo o el cátodo están impresos sobre las superficies interiores de las paredes laterales dentro del depósito (10).

27. Una combinación según la reivindicación 2 en la que el electrolito es una membrana de intercambio protónico que tiene un polímero sólido en el cual los protones son móviles.

28. Una combinación según la reivindicación 2 en la que la pila de combustible es una pila de combustible con electrolito básico.

29. Una combinación según la reivindicación 1 en la que la pila es una pila de combustible con electrolito ácido.