JP2002532860A - 内部ファンを備える拡散制御された通気孔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １つまたはそれ以上の空気セルのための空気管理装置。空気管理装置は、拡散通路と、拡散通路内に位置決めされた空気移動デバイスとを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、空気電源のための空気管理装置に関し、特に、ファンもしくはこれ
に類似するタイプの空気移動デバイスが内部に位置決めされた拡散管を使用する
空気管理装置に関する。

【０００２】 発明の背景 一般に説明されている空気セルは、電解水溶液によって金属製の陽極から分離
される１つまたはそれ以上の酸素電極を有している。また、空気セルは、金属製
の陽極粒子が浮遊するペースト状の電解液と協働する１つまたはそれ以上の酸素
電極を有している場合もある。亜鉛空気セルのような空気セルの動作中、外気か
らの酸素および電解液からの水は、酸素電極で、水酸化物イオンに変換される。
亜鉛は、陽極で酸化されて、水酸化物イオンと反応し、これにより、水および電
子が電離されて、電気エネルギーが供給される。

【０００３】 空気セルは、パーソナルコンピュータ、カムコーダ、電話等の携帯電子装置に
電力を供給するための望ましい手段として認められてきた。従来の電気化学電源
と比較して、空気セルは、比較的高い出力電力を供給し、比較的軽量で寿命も長
い。これらの利点は、金属や金属合成物等の重い材料とは異なり、空気セルが電
気化学プロセスにおける反応物質として外気からの酸素を利用するという事実に
部分的に起因している。

【０００４】 しかしながら、現在の空気セルのデザインに関する１つの欠点は、従来の電気
化学電源よりもセルのサイズが幾分大きくなりがちであるという点である。この
ようなサイズの制約は、陽極、陰極、電解液、ある種のセルケーシング、反応空
気をセルに供給するための空気管理装置、すなわちある種の空気通路が必要であ
るという条件によって部分的に生じる。これらの要素は、一定量の貴重な空間を
占める。

【０００５】 例えば、複数セル空気電池パックハウジングは、一般に、内部ファンに隣接し
て位置された少なくとも１つの空気吸気通路と、少なくとも１つの空気排気通路
とを有している。不使用時にハウジング内に空気や湿気が流入したり、あるいは
空気や湿気がハウジングから流出したりしないように、空気通路は、一般に、機
械的な空気ドアで密閉されている。機械的な空気ドアシステムの一例は、Ｃｈｉ
ｅｋｙに付与された米国特許第４，９１３，９８３号に示されている。この文献
は、電池ハウジング内の空気セルのパックに外気の流れを供給するために使用さ
れるファンを開示している。電池パックが作動されると、空気吸気口および排気
口に隣接する機械的な空気ドアが開かれ、ファンが作動して、ハウジング内へ、
ハウジングを通じて、ハウジングから、空気の流れが形成される。その後、電池
の作動が停止されると、空気ドアが閉じられ、外部環境からセルが隔離される。
機械的な空気ドアは、酸素、水蒸気、汚染物がハウジングに対して流通すること
を制限するが、そのような機械的な空気ドアは、電池ハウジングそれ自体を複雑
にし、必然的に、電池パック全体のサイズおよびコストが増大する。

【０００６】 空気セルおよび電池を小型化する試みの１つは、不使用時に多量の空気がセル
に達することを防止しつつ、所望の性能でセルを動作させることができる十分な
量の空気を供給することである。空気管理技術における大規模な改良は、Ｐｅｄ
ｉｃｉｎｉに付与された「Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｉｒ
−Ｖｅｎｔ ｆｏｒ ａ Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ Ｂａｔｔｅｒｙ（空気電池のた
めの拡散制御された通気孔）」と題する共有の米国特許第５，６９１，０７４号
に開示されている。Ｐｅｄｉｃｉｎｉは、１つの実施形態において、吸気通路お
よび排気通路以外が外気から隔離された一群の空気セルを開示している。これら
の通路は、例えば、長尺管であっても良い。ハウジング内に位置決めされた空気
移動デバイスは、吸気通路および排気通路を通じて空気を酸素電極にわたって循
環させ、循環する空気を外気によって清浄化する。通路は、エアムーバーが作動
している時には、通路を通じた十分なエアフローを許容するとともに、通路が密
閉されておらず、かつエアムーバーが作動していない時には、通路を通じた水蒸
気の通過を規制するように寸法付けられている。

【０００７】 エアムーバーが作動しておらず、かつセル内の湿気レベルが比較的一定してい
る場合には、非常に限られた量の空気だけが通路を通じて拡散する。セル内の水
蒸気は、酸素電極が酸素に晒されることを防止する。酸素電極は、水蒸気によっ
て外気から十分に隔離されているため、セルは、機械的な空気ドアによって通路
が密閉されていなくても、長い有効期間を有する。これらの通路は、その隔離能
力に起因して、「拡散管」、「隔離通路」、あるいは、「拡散規制通路」と称し
ても良い。

【０００８】 詳細には、図１は、Ｐｅｄｉｃｉｎｉに開示されている空気電池の一実施形態
を示している。空気電池１０は、ハウジング２０内に収容された複数のセル１５
を有している。ハウジング２０は、複数の通気口２５を除いて、セル１５を外気
から隔離する。ここでは、単一の空気吸気口３０と単一の空気排気口３５とが使
用されている。循環ファン４０は、ハウジング２０の内外の両方でエアフローを
対流させるとともに、ハウジング２０内でガスを循環させて混合させるために設
けられている。図１に示されている矢印４５は、反応空気をセル１５に供給する
ための、ハウジング２０内へのガスの循環、ハウジング２０からのガスの循環、
ハウジング２０内でのガスの循環を示している。ファン４０は、空気を空気吸気
口３０から吸引して空気充填入口５５内に送り、この空気をセル１５を通じて空
気充填出口６５から排気し、その後、ハウジング２０内で空気を再度循環させる
か、あるいは、空気排気口３５から空気を排気する。米国特許第５，６９１，０
７４号は、参照してここに組み込まれる。

【０００９】 隔離通路は、特に空気移動デバイスが作動していない時に、空気セルへの湿気
の悪影響を最小限にするように作用する。湿度レベルが高い外気に晒される空気
セルは、その酸素電極を通じて多くの水分を吸収し、「フラッディング」と称さ
れる状態に起因して機能しなくなる。また、湿度レベルが低い外気に晒される空
気セルは、その電解液から酸素電極を通じて多量の水蒸気を解放し、「乾燥」と
称される状態に起因して機能しなくなる。隔離通路は、空気移動デバイスが作動
していない時には、空気セルの内外にわたる湿気の移動を規制して、外気の湿度
レベルの負の影響を最小限にする。

【００１０】 空気および水分を空気セルの内外にわたって流通させる隔離通路の流通効率は
、「隔離率」という用語で説明することができる。「隔離率」は、１つまたはそ
れ以上の限られた開口を除いてその酸素電極が外気から隔離されている時のセル
による蒸発散の割合と比較した、その酸素電極が完全に外気に晒された時のセル
による蒸発散の割合である。例えば、水に約３５パーセント（３５％）でＫＯＨ
を溶解した電解溶液を有する同一の空気セルが与えられた場合であって、内部の
相対湿度が約５０パーセント（５０％）で、外気の相対湿度が約１０パーセント
（１０％）であり、ファンの循環が無い場合、酸素電極が完全に外気に晒された
セルからの蒸発散は、上述したタイプの１つまたはそれ以上の隔離通路を通じた
場合を除いて、酸素電極が外気から隔離されたセルからの蒸発散の１００倍以上
である。この例では、１００：１よりも大きい隔離率が得られる。

【００１１】 上述したＰｅｄｉｃｉｎｉの例によれば、ファンが作動しておらず、かつ内部
の湿度レベルが比較的一定している場合、隔離通路は、酸素電極に達し得る酸素
の量を制限するように機能する。この隔離によって、空気セルの自己放電と漏れ
電流、またはドレン電流とが最小になる。自己放電は、使用可能な電流を供給し
ない空気セル内の化学反応として特徴付けることができる。自己放電は、使用可
能な電流を供給するという空気セルの能力を低下させる。自己放電は、例えば、
空気セルが乾燥して、不使用時にセル内に浸入する酸素によって亜鉛陽極が酸化
される時に生じる。ドレン電流と同義の漏れ電流は、空気移動デバイスによって
空気がセルに供給されない時に、空気セルによって閉回路に供給され得る電流と
して特徴付けることができる。上述したような隔離通路は、出力電流よりも少な
くとも５０倍だけ少ない量までドレン電流を制限することができる。

【００１２】 湿度差に加えて、隔離率は、ファンもしくは他のタイプのエアムーバーによっ
て形成され得る圧力差と、ファンが作動していない時に隔離通路が空気および水
の拡散を遅らせる度合いとに依存していると考えられる。従来、空気電池に使用
された空気移動デバイスは、空気セルの容積およびコストに関して、大きく高価
であった。空気セルの重要な利点は、軽量な酸素電極に起因するその高いエネル
ギー密度であるが、この利点は、有効な空気移動デバイスに必要な空間および重
量によって相殺されてしまう。さもなければ、電池の寿命を長くするために電池
の化学反応用に使用され得る空間を、空気移動デバイスを収容するために使用し
なければならない。しかしながら、隔離率を高めるために、ファンのサイズや電
力を増大させたり、あるいは、隔離通路の長さを長くしたりすると、一般に、セ
ルまたは電池の一方のサイズが大きくなる。すなわち、セルまたは電池のサイズ
を小さくする試みは、適度な隔離率および適切に寸法付けられたファンすなわち
エアムーバーのための要求によって、制約されてしまう。現在多くの電子デバイ
スで標準使用されている「単三電池（ＡＡ）」円筒サイズ等の小さな封止体内に
実際の空気セルを設ける試みにおいて、このような空間損失は重大な問題となり
得る。

【００１３】 したがって、できる限り小さくコンパクトであって、かつ電池の化学反応に利
用可能な容積をほとんど占めることがなく、適度な隔離率で適切な電力を供給す
ることができる空気セルおよび／または電池が必要とされる。これらの利点は、
低コストかつ効率的な形態で従来の空気セルの電力および寿命を提供する空気セ
ルまたは電池において達成されなければならない。

【００１４】 発明の要約 本発明は、ファンもしくは他のタイプの空気移動デバイスが拡散管内に位置決
めされている空気セルまたは空気電池のための改良された反応空気通気システム
に関するものである。通気システムは、増加された電力および容量を有するコン
パクトな空気セルまたは空気電池を有利に提供する。空気移動デバイスを拡散通
路内に配置することにより、優れたエアフローおよび適度な湿度制御を提供しつ
つ、ファンまたは空気移動デバイスを既知の装置よりも十分小さくすることがで
きる。それゆえ、本発明は、コンパクトな空気セルまたは空気電池パックにおい
て適切な隔離率を提供する。

【００１５】 本発明の一実施形態は、１つまたはそれ以上の管の形態を成す隔離通路または
拡散通路の使用を含んでいる。吸気通路および排気通路を使用しても良く、ある
いは、１つの通路だけを使用しても良い。空気移動デバイスは、モータと１つま
たはそれ以上のファンブレードとを有するファンであっても良い。ファンブレー
ドは、ファンブレードスリーブ内に装着されていても良い。空気移動デバイスは
、１つまたはそれ以上の支柱によって通路内に位置決めされていても良い。別の
実施形態は、中央膨大部を有する拡散管の使用を含んでいる。ファンもしくは他
の空気移動デバイスは、膨大部内に位置決めされている。

【００１６】 別の実施形態においては、拡散通路が切り欠きを有していても良い。切り欠き
に隣接して拡散通路の外側にモータが設けられていても良い。この場合、ファン
ブレードは通路内に位置決めされる。モータは、切り欠きを通じてファンブレー
ドスリーブを駆動してファンブレードを駆動させる摩擦ロータを使用していても
良い。吸気通路および排気通路内の空気移動デバイスを１つのモータによって駆
動させても良い。拡散通路は、渦巻き状の拡散管、あるいは、折り畳み可能なバ
ルブを備えた拡散管を有する折り畳み可能な管を備えていても良い。更なる実施
形態は、拡散管の周囲を取り囲む複数の電磁石を使用してファンブレードまたは
ファンブレードスリーブを駆動する。

【００１７】 別の実施形態において、空気移動デバイスは、ハブに装着された１つまたはそ
れ以上のファンブレードと、１つまたはそれ以上の支柱と、ハブと支柱との間に
配置された１つまたはそれ以上のアクチュエータとを有していても良い。アクチ
ュエータは、ハブと支柱との間で電気回路を形成する形状記憶合金線であっても
良い。第１の形状記憶合金線と第２の形状記憶合金線とを使用しても良い。第１
の形状記憶合金線は、第２の形状記憶合金線の焼きなまし回転方向と反対の変形
された回転方向を有している。電気回路が第１の形状記憶合金線に沿って延びて
いる場合において、この回路は、第１の形状記憶合金線をその焼きなまし形状に
復元する。この動作によって、ファンブレードが回転し、第２の形状記憶合金線
がその変形された形状に戻るように回転する。この振動プロセスは、その後繰り
返される。

【００１８】 一実施形態によると、本発明の空気電池は、内部と外部とを有する電池ハウジ
ングと、電池ハウジングの前記内部に配置された１つまたはそれ以上の空気セル
とを有していても良い。１つまたはそれ以上の拡散通路が電池ハウジングの内部
と外部とを連通させていても良い。この場合、空気移動デバイスは、１つまたは
それ以上の拡散通路の少なくとも１つの内部に位置決めされる。特に、空気電池
は、内部と外部とを有する電池ハウジングと、電池ハウジングの前記内部に配置
された１つまたはそれ以上の空気セルとを有している。吸気拡散管および排気拡
散管は、電池ハウジングの内部と外部とを連通させる。１つまたはそれ以上のフ
ァンブレードは吸気および排気拡散管内に位置決めされる。モータは、吸気拡散
管と排気拡散管との間で電池ハウジング内に位置決めされ、管内の１つまたはそ
れ以上のファンブレードを駆動させる。拡散管は、渦巻き状の拡散管もしくは拡
散管と折り畳み可能なバルブとを有する折り畳み可能な拡散管を有していても良
い。

【００１９】 更なる実施形態は、入力拡散管を有する空気電池によって駆動される電子デバ
イスを含んでいる。この電子デバイスは、外面と、空気電池と係合する電池ポー
トとを有している。また、デバイスは吸引拡散管を有しており、この吸引拡散管
は、デバイス内に位置決めされ、空気電池が電池ポート内もしくは電池ポートに
隣接して配置された際に、空気電池の入力拡散管と外面とを連通させる。ファン
は、電子デバイスの吸引拡散管内に位置決めされている。この実施形態によれば
、反応空気を供給するための内部ファンを有する電子デバイスと係合する交換可
能な空気電池が得られる。

【００２０】 更なる実施形態は、少なくとも１つの空気セルを有する空気電源を含んでいる
。また、空気電源は、動作する空気移動デバイスに動作的に関連付けられた時に
、十分な空気を通してセルを動作させることができる少なくとも１つの通路を有
している。通路は、密閉されておらずかつ動作する空気移動デバイスの影響下に
ない時に通路を通じたエアフローを制限するように動作する。空気移動デバイス
それ自体は通路内に位置決めされている。

【００２１】 本発明の更なる目的は空気セルを含んでいる。空気セルは、内部領域と外部壁
とを有するセルハウジングを備えている。ハウジングの内部領域には複数の空気
電極が設けられている。拡散通路は、ハウジングの内部領域と外部壁とを連通す
る。空気移動デバイスは拡散通路内に位置決めされている。また、セルハウジン
グは、空気管理拡散通路を有する空気管理キャップを有していても良い。空気管
理拡散通路は、空気吸気口とキャップ係合コネクタとを有している。空気移動デ
バイスは、空気管理拡散通路内に位置決めされている。セルハウジングは、空気
管理キャップから取り外し可能な化学反応本体を備えている。化学反応本体は、
排気口と本体係合コネクタとを有する化学反応本体拡散通路を備えている。キャ
ップ係合コネクタと本体係合コネクタは、互いに係合するように寸法付けられて
いる。空気移動デバイスは往復動作することができても良い。

【００２２】 本発明の他の目的、特徴、利点は、図面および添付された特許請求を参照しな
がら、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を参照すれば、明らかとな
ろう。

【００２３】 発明の詳細な説明 図面をさらに詳細に参照すると、いくつかの図面にわたって同様の部材には同
一の参照符号が付されているが、そのうち、図２および図３は、本発明とともに
使用される拡散管１００の形態を成す隔離または拡散通路を示している。拡散通
路１００は、空気電池１０のハウジング２０内に設けられた複数のセル１５、ま
たは従来の任意のタイプの空気セル１５または電池１０とともに使用可能である
。拡散通路１００は、好ましくはシリンダ状であるが、必ずしもというわけでは
ない。所望の隔離状態を形成する任意の断面形状が適している。米国特許第５，
６９１，０７４号に記載されている拡散管と同様に、拡散管１００は、ファン１
１０またはエアムーバーが作動していない時には拡散管１００を通じた空気の流
れが実質的に無くなり、一方、ファン１１０が作動している時には拡散管１００
を通じた適度な空気の流れを許容するように寸法付けられている。具体的には、
拡散管１００は、長さ寸法が幅寸法よりも大きくなっており、さらに好ましくは
、長さが幅の約２倍よりも大きくなっている。長さと幅との比は大きくすること
が好ましい。空気セル１５の性質に応じて、比を２００：１よりも大きく設定す
ることができる。しかしながら、好ましい長さと幅との比は、約１０：１である
。

【００２４】 ファン１１０は拡散管１００内に位置決めされている。ファン１１０は従来の
空気移動デバイスである。例えば、ここでは用語「ファン」１１０が使用されて
いるが、空気移動デバイスは、ポンプ、ベローズ等の当業者に知られた他の従来
の装置を含んでいても良い。ファン１１０は、従来の電動機１３０もしくは類似
の装置によって駆動される複数のファンブレード１２０を有している。電動機１
３０は、セル、または電池それ自体から電力を得る。ファン１１０は、１つまた
はそれ以上の支柱１４０もしくは類似のタイプの固定装置によって、拡散管１０
０内に位置決めされている。支柱１４０は、拡散管１００の中央でファン１１０
を固定している。ファン１１０を拡散管１００内に配置することにより、ファン
１１０は、タービン内でブレードが空気を移動させる場合と全く同様な形態で、
拡散管１００を通じて空気を移動させる。

【００２５】 本発明の第１の実施形態によると、ファン１１０が拡散管１００を通じて空気
を往復移動させることから、拡散管１１０は、吸気口および排気口の両方の機能
を果たす。代替方法として、外気が拡散管１００を通じてセル１５または酸素電
極に向かって流れ、一方、少なくとも部分的に酸素が使い果された空気が拡散管
１００を通じてセル１５または酸素電極から流れ出る。また、代替方法として、
複数の拡散管１００を統合して使用し、これら複数の拡散管１００が協働して吸
気口として機能した後、協働して排気口として機能するようにしても良い。１つ
またはそれ以上の拡散管１００を通じた空気の往復移動するエアフローによって
、空気がセル１５または酸素電極に供給される場合には、セル１５または酸素電
極の近傍でファン１１０により少なくともある種の空気混合が引き起こされるこ
とが好ましい。この空気混合によって、セル１５または電極には、酸素が比較的
均一に分配されるようになる。

【００２６】 本発明の第２の実施形態によると、ファン１１０の動作に応じたエアフローを
セル１５に与えるために、少なくとも２つの拡散管１００が使用される。拡散管
１００およびファン１１０は、一方の拡散管１００が外気をセル１５または酸素
電極へと流す吸気口として機能し、別の拡散管１００が酸素を使い果した空気を
セル１５または酸素電極から排気する排気口として機能するように、配置される
。また、第１のグループの拡散管１００が協働して吸気口として機能し、第２の
グループの拡散管１００が協働して排気口として機能しても良い。

【００２７】 図４は、拡散管１００の代替の実施形態を示している。この実施形態において
、拡散管１５０は中央膨大部１６０を有しており、この中央膨大部１６０内にフ
ァン１７０が装着されている。膨大部１６０は、その中にファン１７０を位置決
めすることができるだけの十分な直径を有している。図２および図３の実施形態
と同様に、ファン１７０は、電動機１９０もしくは同様のタイプの装置によって
駆動される複数のブレード１８０を有している。ファン１７０は、１つまたはそ
れ以上の支柱２００により、拡散管１５０内で支持されている。この実施形態に
おいて、拡散管１５０は、第１の拡散部２１０と第２の拡散部２２０とを有して
いる。これら両方の拡散部２１０，２２０は、それぞれの長さよりも小さい直径
または幅を有している。拡散管１７０の拡散部２１０，２２０の長さおよび直径
によって、セルは外部環境から適度に隔離される。同様に、膨大部１６０は、比
較的大きいか、または、さらに強力なファン１７０による適度な量の空気の移動
を許容する一方で、セルを適度に隔離することができる。

【００２８】 図５および図６は本発明の更なる実施形態を示している。この実施形態は、小
さな隙間、または切り欠き２６０を備える拡散管２５０を示しており、切り欠き
２６０は管２５０の一端部のほぼ近傍に設けられている。切り欠き２６０は、管
２５０の一端部に十分近接しており、これにより、管２５０の残りの部分は、切
り欠き２６０を通じた空気もしくは水の著しい移動がなければ、その拡散機能を
果たすことができる。ファン２７０は、拡散管２５０の内部に配置されている。
上述したように、ファン２７０は複数のファンブレード２８０を有しており、フ
ァンブレード２８０の内側端部はハブ２９０に装着されている。また、ファンブ
レード２８０は、その外端部がファンブレードスリーブ３００に強固に取り付け
られている。ファンブレードスリーブ３００は、切り欠き２６０を実質的に塞ぐ
ように寸法付けられている。上述したように、電動機３１０もしくは同様のタイ
プの装置が、切り欠き２６０に隣接して拡散管２５０の外側に位置決めされてい
る。電動機３１０は、摩擦ロータ３３０もしくは他のタイプの駆動機構に接続さ
れた駆動シャフト３２０を有している。摩擦ロータ３３０は切り欠き２６０内に
位置決めされており、これにより、摩擦ロータ３３０は、摩擦によってファンブ
レードスリーブ３００を回転させて、ファンブレード２８０を回転させることが
できる。

【００２９】 モータ３１０を拡散管２５０の外側に配置すれば、モータ３１０の寸法を考慮
する必要がないため、拡散管２５０の直径を比較的小さくすることができる。同
様に、モータ３１０を過度に小型化する必要がなくなる。そのような小さなモー
タは市販されているが、これらのモータは従来の標準サイズのモータよりも高価
である。ファンブレード２８０は、拡散管２５０の所望の直径に適合し得るよう
な非常に小さな直径で射出成形されて寸法付けられても良い。上述した摩擦駆動
に加え、ファンブレード２８０を駆動する従来の他の方法を使用しても良い。こ
れらの従来の方法は、駆動モータシャフト３２０と一直線を成さない負荷を駆動
する、ギア、プーリ、電磁結合の使用、当業者に知られる同様の方法の使用を含
んでいる。

【００３０】 例えば、図６Ｂはファンブレードスリーブ３００内に装着されたファンブレー
ド２８０を示している。この場合、ファンブレート２８０とファンブレードスリ
ーブ３００のいずれか一方もしくは両方は、金属、金属コーティング、または電
磁気に反応する他の材料によって形成されている。拡散管２５０の周囲には、フ
ァンブレードスリーブ３００に隣接して、モータ巻線３４５を備える複数の電磁
石３４０が設けられている。これらの電磁石３４０は、ファンブレード２８０ま
たはファンブレードスリーブ３００を所定の回転方向で回転させるために同期さ
れる。電磁石３４０は、吸気および排気拡散管２５０の両方に位置決めされてい
ても良く、あるいは、１つの拡散管２５０だけを使用できるように、電磁石３４
０は反転可能であっても良い。

【００３１】 このような考えに基づく更なる実施形態が図７に示されている。この実施形態
は、吸気拡散管３５０と排気拡散管３６０とを使用している。各拡散管３５０，
３６０は、図５および図６に示されている管と同様に、切り欠き３７０を有して
いる。また、各拡散管３５０，３６０は複数のファンブレード３８０を有してい
る。この場合、ファンブレード３８０は、ハブ３９０およびファンブレードスリ
ーブ４００に固定的に装着されている。拡散管３５０，３６０間には、モータ４
１０が位置決めされている。また、モータ４１０は、駆動シャフト４２０と摩擦
ロータ４３０とを有している。摩擦ロータ４３０は、両方の拡散管３５０，３６
０の切り欠き３７０内に位置決めされており、これにより、両方の拡散管３５０
，３６０内にあるファンブレードスリーブ４００を同時に摩擦駆動させることが
できる。それゆえ、単一のモータ４１０は、吸気および排気拡散管３５０，３６
０の両方の内部にあるファンブレード３８０を駆動する。

【００３２】 図８は、図３〜図７の拡散管の実施形態の可能な適用例を示している。図８は
、そこに位置決めされた複数の空気セル４４２を備える電池ケーシング４４０を
示している。また、電池ケーシング４４０は、隔壁４４６を有する空気充填空間
４４４を含んでいる。ここでは、図７の二重拡散管の考えが用いられているが、
他の任意の実施形態を適用することも可能である。具体的には、吸気拡散管３５
０と排気拡散管３６０との間にモータ４１０が位置決めされている。モータ４１
０が作動されると、吸気拡散管３５０内のファンブレード３８０が外気をケーシ
ング４４０内に吸い込む。この空気は、空気充填空間４４４内に流れ込み、隔壁
４４６の周囲を流れて、排気拡散管３６０から流出される。ファンモータ４１０
が作動していない場合には、拡散管３５０，３６０は、これらの管を通じたエア
フローが生じないように十分な長さを有している。

【００３３】 この実施形態では、管３５０，３６０内にファンブレード３８０を配置すると
ともに、管３５０，３６０の外側にモータ４１０を配置することにより、十分な
吸気量を確保しつつ、拡散管３５０，３６０の直径を比較的小さくできる。また
、長くて狭い管を通じて十分な空気量を供給できるこの能力により、隔離率は向
上する。また、ファンブレード３８０を駆動させるために必要な動力が１つのモ
ータ４１０で済み、これによって、電池全体のエネルギー効率が向上する。

【００３４】 図９は、図２〜図８のモータ駆動ファンの代替実施形態を示している。図９は
、内部に位置決めされた１つまたはそれ以上のファンブレード４６０を備える拡
散管４５０を示している。ファンブレード４６０はハブ４７０上に装着されてい
る。拡散管４５０の第１の側には、第１の支柱４８０が装着されているとともに
、拡散管４５０の第２の側には、第２の支柱４９０が装着されている。支柱４８
０，４９０は、適度な量の空気を通過させることができる任意のタイプの固定装
置であっても良い。第１の支柱４８０とファンブレード４６０のハブ４７０との
間には、アクチュエータ４９５が接続されている。この場合、アクチュエータ４
９５は第１の形状記憶合金（「ＳＭＡ」）線５００である。第２の支柱４９０と
ファンブレード４６０のハブ４７０との間には、第２のＳＭＡ線５１０が接続さ
れている。

【００３５】 「形状記憶合金線」５００，５１０は、一般に、ニッケルやチタンとほぼ等し
い原子量を有するニチノール合金線のことを意味しており、特定の形状を記憶す
るように形成されている。このようなＳＭＡ線は、低い温度で所望形状に形成さ
れてクランプされた後、その変態温度を超えて、その焼きなまし温度まで加熱さ
れる。ＳＭＡ線は、冷却されると、容易に変形することができる。その後、線は
、加熱されると、その焼きなまし形状に復元される。熱源が除去された後、線を
その変形された形状に強制的に戻すことができ、そのサイクルを繰り返すことが
できる。すなわち、ＳＭＡ線は、従来のモータを使用することなく、機械的な動
作を提供することができる。好ましい形状記憶合金線は、登録商標「Ｆｌｅｘｉ
ｎｏｌ」のアクチュエータ線として、カリフォルニア州のエリンのＤｙｎａｌｌ
ｏｙ，Ｉｎｃ．から販売されている。

【００３６】 この場合、線５００，５１０は、所定の回転を成す焼きなまし形状に形成され
ている。その後、線５００，５１０の一方が反対方向に変形される。その後、線
５００，５１０は、反対方向の回転を成すように拡散管４５０内に取り付けられ
る。電流、熱、あるいは他のタイプのエネルギーが、変形された線５００，５１
０に加えられると、線５００，５１０は、その変形されていない形状すなわち焼
きなまし形状に復元される。一般に、一方の線５００，５１０をその焼きなまし
形状まで加熱することによって、他方の線５００，５１０をその変形された形状
に強制的に戻すことができるように、線５００，５１０は１本ずつ加熱される。

【００３７】 具体的には、第１の電気回路５２０は、第１の支柱４８０とファンブレード４
６０のハブ４７０との間で、第１のＳＭＡ線５００に沿って延びている。第２の
電気回路５３０は、第２の支柱４９０とファンブレード４６０のハブ４７０との
間で、第２のＳＭＡ線５１０に沿って延びている。第１のＳＭＡ線５００は、反
対の回転方向で、その焼きなまし形状に変形される。第１のＳＭＡ線５００に電
圧パルスを印加すると、線５００は、捻れるようにしてその焼きなまし形状に復
元する。線５００のこのような動作によって、ハブ４７０およびファンブレード
４６０が回転する。また、ハブ４７０の回転によって、第２のＳＭＡ線５１０が
捻れるように変形する。同様に、第２のＳＭＡ線５１０に電圧パルスを印加する
と、第２の線５１０はその焼きなまし形状に復元し、これによって、ハブ４７０
およびファンブレード４６０が反対方向に回転して、第１のＳＭＡ線５００が捻
れるように変形する。

【００３８】 このような振動プロセスがそれ自体繰り返されて、拡散管４５０を通じた空気
の振動双方向流れが引き起こされる。この双方向流れにより、１つの拡散管４５
０だけで電池を動作することができる。また、ここに示された形状記憶合金線５
００，５１０を使用することにより、一般的なファンモータが不要となる。ある
いは、第１のＳＭＡ線５００だけを使用し、これとともに、ねじれバネとして単
に回転エネルギーを蓄える第２の線５１０を使用しても良い。バイメタル素子、
ソレノイド、圧電素子、当業者に知られたこれらの類似物等の他のタイプのアク
チュエータ装置を使用しても良い。

【００３９】 図１０および図１１は本発明の他の用途を示している。これらの図は、約「単
三電池（ＡＡ）」サイズである電池セル５５０を示している。セル５５０は、外
側の空気電極と、内側の空気電極を取り囲む陽極層５６０と、陰極層５７０とを
有している。セル５５０の中央部内には、空気吸気通路５８０と空気排気通路５
９０とが配置されている。セル５５０の上部には空気管理装置６００が配置され
ている。空気管理装置６００は、渦巻き状の吸気管６１０と、渦巻き状の排気管
６２０とを有している。ここで、「渦巻き状」とは、管６１０，６２０が、空気
管理装置６００内で巻回されているか、あるいは、「アコーディオン」状態で圧
縮されていることを意味している。管６１０，６２０を渦巻き状にする目的は、
空気吸気通路および空気排気通路をできる限り長くして、セル５５０に適度な隔
離性を与えるためである。管６１０，６２０はそれぞれ、約０．０５ｃｍ〜０．
２０ｃｍの直径を有するとともに、約０．２ｃｍ〜２．０ｃｍの長さを有してい
る。渦巻き状の吸気および排気管６１０，６２０の唯一の位置決め要件は、空気
通路５８０，５９０を切り離すように管６１０，６２０を一括して完全に折り畳
まないことである。

【００４０】 各管６１０，６２０内には複数のファンブレード６３０が位置決めされており
、ファンブレード６３０は、上述したように、ファンブレードスリーブ６３５内
に固定されている。ファンブレード６３０は、管６１０，６２０の直径に対して
寸法付けられている。上述したように、管６１０，６２０間にはモータ６４０が
位置決めされている。モータ６４０は、駆動シャフト６５０および摩擦ロータ６
６０を有している。ここに開示されているモータ６４０は、１．５ボルトの電動
機であり、約１ｃｍ^３の空間を占めている。同様に、各管６１０，６２０は切り
欠き６９０を有しており、モータ６４０の摩擦ロータ６６０が両方のファンブレ
ードスリーブ６３５を駆動して、セル５５０を通じた吸気エアフローおよび排気
エアフローを供給できるようになっている。吸気ファンブレード６３０および排
気ファンブレード６３０の両方が示されているが、吸気ファンブレード６３０だ
けが必要である。

【００４１】 この実施形態において、ファンブレード６３０は、単三電池（ＡＡ）サイズの
電池セル内に十分なエアフローを供給する。モータ６４０は、セル５５０内に毎
分約５〜５００ｃｍ^３の空気を供給するようにファンブレード６３０を駆動させ
る。モータ６４０が作動しておらず、ファンブレード６３０がまだ回転していな
い場合には、毎分約０．００１ｃｍ^３よりも少ない空気がセルに達する。また、
空気管理装置が無いセルと比較すると、渦巻き状の吸気管６１０および排気管６
２０の使用によって、１００：１以上の隔離率を提供できる。すなわち、この実
施形態は、従来の単三電池（ＡＡ）サイズで亜鉛空気セルを提供する。

【００４２】 本発明の更なる実施形態が図１２に示されている。この実施形態は、上述した
のと同じ単三電池（ＡＡ）サイズを有している。渦巻き状の吸気および排気管６
１０，６２０の代わりに、この実施形態は、吸気および排気ファン開口部７００
，７１０に折り畳み可能な管７２０を有するセル６９０を示している。ここで、
「折り畳み可能な」管とは、支持されていない時に通路の面積がその十分な長さ
部分に沿って減少され、その結果、この通路を通じた水蒸気の拡散率が減少する
ことを意味している。拡散率は、長さで割った開口面積に比例しているため、折
り畳み可能な管７２０は非常に制限された通路を提供することができる。折り畳
み可能な管７２０は主として１方向弁として作用する。ファンモータ６４０が作
動していない時には、折り畳み可能な管７２０は実質的に閉じたままであるが、
ファンブレード６３０が回転して空気の通過が強要されると、その空気の圧力で
管７２０が十分に開かれる。

【００４３】 折り畳み可能な管７２０は、空気圧によって容易に開放されて支持されるよう
な薄い軽量な材料によって形成されても良い。例えば、所望の形状に製造するこ
とが可能な薄い軽量なプラスチックフィルムとして、ポリエステルおよびナイロ
ンを利用することができる。これらの材料は、閉じる方向で付勢されるように、
製造工程中に方向付けることができる。これにより、材料は、開いた後に、折り
畳み位置に復帰することができる。また、これらの材料の静電吸引力の作用によ
って、折り畳まれた開口面積を最小にしても良い。同様に、薄い折り畳み可能な
管を製造するために、ラテックスのような弾性材料を使用できる。この材料は、
その機械的な特性により、空気圧によって開かれた後、閉位置に折り畳み可能で
ある。同様に、折り畳み可能な管７２０の水蒸気透過特性は、水蒸気透過率が低
い材料を使用することによって、あるいは、水蒸気透過率が低い材料で管をコー
ティングすることにより、減少させることができる。例えば、材料を金属化して
も良い。すなわち、折り畳み可能な管７２０は、ファンブレード６３０が静止し
ている時には高い隔離率をセル６９０に提供するが、ファンブレード６３０が回
転すると、管を通じた適度なエアフローを許容する。

【００４４】 本発明の更なる実施形態が図１３に示されている。この実施形態は、空気電池
７６０によって電力が供給される電子デバイス７５０を示している。電子デバイ
ス７５０は、内部にファン７８０を備える吸気拡散管７７０を含んでいる。吸気
拡散管７７０は大気および空気電池７６０に連通している。また、電子デバイス
７５０は、正および負の電池端子７９０を含んでいる。同様に、空気電池７６０
は、電子デバイス７５０の吸気拡散管７７０に適合するサイズの吸気拡散管８０
０を含んでいる。また、空気電池７６０は、大気に通じる、あるいは電子デバイ
ス７５０を通じて戻る排気拡散管８１０を含んでいる。また、空気電池は、正お
よび負の電池端子８２０を含んでいる。空気電池７６０は、電子デバイス７５０
内に嵌合するようにあるいは電子デバイス７５０に隣接するように寸法付けられ
ており、これにより、各拡散管７７０，８００および各電池端子７９０，８２０
同士が接触および連通するようになっている。

【００４５】 電池７６０と電子デバイス７５０とを連結する好ましい方法は、「Ｒｅｐｌａ
ｃｅａｂｌｅ Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ Ｃｅｌｌ Ｐａｃｋ Ｗｉｔｈ Ｓｅｌｆ
−Ｓｅａｌｉｎｇ Ａｄａｐｔｏｒ（セルフシーリングアダプタを備える交換可
能な空気セルパック）」と題され、これとともに出願された「Ａｉｒ−Ｍａｎａ
ｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｍｅｔａｌ−Ａｉｒ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｕｓ
ｉｎｇ Ｒｅｓｅａｌａｂｌｅ Ｓｅｐｔｕｍ（再密閉可能なセプタムを使用す
る空気電池のための空気管理システム）」（代理人整理番号 ０１４４６−１０
７０）と題された共有出願に示されている。この出願は、ニードルとセプタムと
の関係を用いた電子デバイスと空気電池との間の拡散管スプリットの係合を開示
している。電子デバイス内の拡散管の端部は中空のニードルと嵌合され、一方、
空気電池内の拡散管の端部はセプタムでカバーされる。セプタムは、空気が空気
電池に達することを実質的に防止する。電子デバイスと空気電池とが接続される
と、中空のニードルは空気電池内のセプタムを刺通し、これにより、それを通じ
た空気の流れが許容される。デバイスが分離されると、セプタムは、ほぼ気密状
態で閉じられ、電池へのエアフローを防止する。

【００４６】 使用時、空気はファン７８０により、電子デバイス７５０の吸気拡散管７７０
内に吸引される。その後、空気は、吸気拡散管８００を介して空気電池７６０内
を通るとともに、空気電池７６０を通じて循環する。その後、空気は、排気拡散
管８１０から排気されて大気に戻される。電力は、空気電池７６０から、各電池
端子８２０，７９０を介して、電子デバイス７５０に供給される。ファン７８０
を空気電池７６０それ自体の内部ではなく電子デバイス７５０内に配置すること
により、比較的小型の空気電池７６０が可能になる。ファン７８０が電子デバイ
ス７５０内に取り付けられており、電池７６０が使い果される度にファン７８０
を交換する必要がないため、電池７６０を小型化できるとともに、交換が比較的
安価となる。また、空気電池７６０が吸気拡散管８００および排気拡散管８１０
を有しているため、不使用時に電池７６０が大気から適切に隔離される。

【００４７】 同様の実施形態が図１４に示されている。図１４は単三電池（ＡＡ）サイズの
セル９００を示している。セル９００は、キャップ拡散管９２０を備える空気管
理キャップ９１０を有している。キャップ拡散管９２０は、空気吸気口９３０か
ら延びており、キャップ係合コネクタ９４０と大気とを連通させる。キャップ拡
散管９２０内には、ファン９５０もしくは上述したのと同様な他のタイプの空気
移動デバイスが位置決めされている。ファン９５０は、往復移動するエアフロー
を形成することができる。また、空気管理キャップ９１０は、正のセル端子９６
０とキャップ電池コネクタ９７０とを含んでいる。また、セル９００は、空気管
理キャップ９１０と係合するための交換可能な化学反応本体９８０を含んでいる
。化学反応本体９８０内には、亜鉛ペースト陽極材料９９０と、分離層１０００
と、陰極層１０１０とが設けられている。亜鉛ペースト陽極材料９９０、分離層
１０００、陰極層１０１０は、従来の形態を成している。亜鉛ペーストとの機械
的な接点を維持するため、亜鉛ペースト陽極材料９９０は、バネで付勢されたガ
ントリ１０２０もしくは従来の他のタイプの圧縮部材により、分離層１０００と
接触された状態に維持されている。また、化学反応本体９８０は、本体拡散管１
０３０を含んでいる。本体拡散管１０３０は、キャップ係合コネクタ９４０と係
合するように形成された本体係合コネクタ１０４０から、陰極層に隣接して位置
された空気排気口１０５０へと延びている。また、化学反応本体９８０は、負の
セル端子１０６０と、本体電池コネクタ１０７０とを含んでいる。

【００４８】 使用時、空気は、空気吸気口９３０から、空気管理キャップ９１０内のキャッ
プ拡散管９２０を通じて、セル９００内に吸引される。空気は、キャップ拡散管
９２０内に位置決めされたファン９５０を介して、キャップ拡散管９２０内に吸
引される。空気は、キャップ拡散管９２０内を通り抜け、各係合コネクタ９４０
，１０４０を介して化学反応本体９８０および本体拡散管１０３０内に入る。そ
の後、空気は、陰極層１０１０に隣接する空気排気口１０５０から排気される。
十分な量の吸気空気が化学反応本体９８０内に供給された後、ファン９５０が逆
方向に回転する。その後、排気空気は、空気排気口１０５０内に吐出され、各拡
散管９２０，１０３０を通じて空気吸気口９３０から排気される。亜鉛ペースト
陽極材料９９０が使い果たされた後、化学反応本体９８０は空気管理キャップ９
１０から取り外される。その後、空気管理キャップ９１０は、新しい化学反応本
体９８０に取り付けられる。各電池コネクタ９７０，１０７０を介してセル９０
０に電流が流れる。セル９００は、各セル端子９６０，１０６０を介して、電力
を回路に供給する。

【００４９】 両方の拡散管９２０，１０３０もしくは拡散管１０３０のみが全体としてセル
９００の隔離通路として機能する。本体拡散管１０３０は隔離通路として機能す
るため、化学反応本体９８０は、密閉されたりあるいは空気管理キャップ９１０
に接続されなくても、長い有効期限を有し得る。あるいは、本体拡散管１０３０
が空気管理キャップ９１０に接続されていない状態で密閉される場合には、キャ
プ拡散管９２０が隔離通路として機能しても良い。この実施形態には多数の変形
例を使用することができる。例えば、化学反応本体９８０は、往復移動するファ
ンに相反する吸気拡散管と排気拡散管の両方を有していても良い。

【００５０】 様々な実施形態においてファンの動作に応じたエアフローを通す、ここに示さ
れている拡散管の好ましい容積は、空気セルの所望の容積に依存している。任意
の数の拡散管を使用して、複数の拡散管のエアフロー総流量が好ましいエアフロ
ー総流量と等しくなるようにすることも可能である。当業者であれば分かるよう
に、空気移動デバイスによって形成される差圧が大きくなる場合には、拡散管の
長さを長くしたり直径を短くしたりしても良い。空気移動デバイスが拡散管を通
じて空気を送風しない時に、拡散管を通じたエアフローおよび拡散が十分に低下
するように、空気移動デバイスによって形成される差圧と拡散管の寸法との間で
バランスをとることができる。

【００５１】 １方向の流れを使用した場合でも、あるいは、双方向の流れを使用した場合で
も、上述した拡散管は、上述したように、また、共通に所有された米国出願第５
，６９１，０７４号に開示されたように、隔離通路となることができる。用語「
拡散管」および「隔離通路」は、ここでは、同じ意味で使用されている。隔離通
路は、（ｉ）空気セルが負荷に電力を与える出力電流を供給することができるよ
うに、ファンすなわち空気移動デバイスの動作に応じて十分なエアフローを通す
ことができるように寸法付けられるとともに、（ｉｉ）拡散管が密閉されておら
ず、ファンがエアフローを生じさせていない時には、エアフローおよび拡散を制
限して、セルすなわち酸素電極が少なくとも部分的に外気から隔離されるように
寸法付けられている。拡散管は、内部の水蒸気によってセルの酸素電極が保護さ
れるように、一定の湿気レベルを維持する。これらの拡散管は、空気セルの効率
、電力、寿命を保つ。各拡散管は、外気とセルすなわち酸素電極との間の開口連
通路を少なくとも部分的に形成しつつ、隔離機能を提供する。したがって、拡散
管は、拡散管を密閉する従来の通気ドア等が無くても、隔離機能を提供する。

【００５２】 拡散管は、ファンがエアフローを生じさせない場合にはエアフローおよび拡散
を制限するが、いくつかのシステムにおいては、ファンが作動していない状態で
、限られた量の拡散が拡散管を通じて許容されることが望ましい。例えば、第２
の空気セル、すなわち再充電可能な空気セルにおいては、セルすなわち酸素電極
から外気に向かう酸素の拡散が、拡散管によって許容されることが望ましい。別
の例として、いくつかの状況下では、限られた量の酸素が、外気から拡散管を通
じて酸素電極へと拡散されることが望ましい。このような拡散は、一貫した「オ
ープンセル電圧」を維持するとともに、低電流もしくは無電流からの空気セル移
行が最大出力電流状態を要求する場合に生じる任意の遅れを最小にする。

【００５３】 拡散管は、ファンが作動している時に十分な量のエアフローを許容して、十分
な出力電流、一般には少なくとも５０ｍａ、好ましくは少なくとも１３０ｍａの
出力電流を空気セルから得ることができるように、構成されて配置されているこ
とが好ましい。さらに、拡散管は、上述したように、ファンが作動していない時
に空気セルが供給できる漏れ電流またはドレン電流が、約５０もしくはそれ以上
のファクターだけ出力電流よりも小さくなるように、構成されていることが好ま
しい。さらに、拡散管は、上述したように、５０：１以上の「隔離率」を提供す
るように構成されていることが好ましい。そのような隔離率によれば、長い有効
期間を有する比較的高い電力の空気電池を提供できる。さらに、空気充填空間お
よびファンに割り当てられた空間容積を小さくできるため、電池の全容量エネル
ギー密度を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 共有の米国特許第５，６９１，０７４号に開示された拡散管を使用する空気
電池の一実施形態を示している。

【図２】 内部にファンを備えた拡散管の横断面図である。

【図３】 内部にファンを備えた拡散管における図２の３−３線に沿う横断面図である。

【図４】 中央膨大部を備えた拡散管の横断面図である。

【図５】 内部にファンブレードを備え、かつ外部にモータを有する拡散管の横断面図で
ある。

【図６】 内部にファンブレードを備え、かつ外部にモータを有する拡散管における図５
の６−６線に沿う横断面図である。

【図６Ｂ】 複数の電磁石によって取り囲まれたファンブレードを内部に備える拡散管の横
断面図である。

【図７】 内部にファンブレードを備えた吸気拡散管、内部にファンブレードを有する排
気拡散管、これらに共通のモータの横断面図である。

【図８】 図７の拡散管および共通のモータを備えた空気電池の横断面図である。

【図９】 内部にファンブレードを備え、かつ一対の形状記憶合金線を備えた拡散管の横
断面図である。

【図１０】 内部にファンブレードを備える、一対の渦巻き状の吸気管および排気管を備え
た空気電池の横断面図である。

【図１１】 内部にファンブレードを備える、一対の渦巻き状の吸気管および排気管を備え
た空気電池における図１０の１１−１１線に沿う横断面図である。

【図１２】 内部にファンブレードを備える、一対の折り畳み可能な吸気管および排気管を
備えた空気電池の横断面図である。

【図１３】 拡散管と内部ファンとを備えるとともに、吸気拡散管および排気拡散管を備
えた空気電池と係合する電子デバイスの横断面図である。

【図１４】 内部ファンを有する拡散管を備えた空気管理キャップが付設された単三電池（
ＡＡ）サイズの空気電池の断面図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月１２日（２００２．３．１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セミンスキー、 デニス アメリカ合衆国 30339 ジョージア州 アトランタ ペイスィズ ステーション 3071 Ｆターム(参考） 5H012 AA01 BB08 CC01 CC10 DD00 5H032 AA01 AS03 CC25 EE01

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つまたはそれ以上の空気セルのための空気管理装置におい
   て、 拡散通路と、 前記拡散通路内に位置決めされた空気移動デバイスと、 を備える空気管理装置。
2. 【請求項２】 前記拡散通路は、管を備えていることを特徴とする請求項１
   に記載の空気管理装置。
3. 【請求項３】 前記拡散通路は、吸気通路を備えていることを特徴とする請
   求項１に記載の空気管理装置。
4. 【請求項４】 前記拡散通路は、排気通路を備えていることを特徴とする請
   求項１に記載の空気管理装置。
5. 【請求項５】 前記空気移動デバイスは、ファンを備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の空気管理装置。
6. 【請求項６】 前記空気移動デバイスは、モータを備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の空気管理装置。
7. 【請求項７】 前記空気移動デバイスは、１つまたはそれ以上のファンブレ
   ードを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気管理装置。
8. 【請求項８】 前記空気移動デバイスはファンブレードスリーブを備え、１
   つまたはそれ以上の前記ファンブレードが、前記ファンブレードスリーブ内に装
   着されていることを特徴とする請求項７に記載の空気管理装置。
9. 【請求項９】 前記拡散通路に切り欠きが設けられていることを特徴とする
   請求項８に記載の空気管理装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記切り欠きに隣接して、前記拡散通路の外側に
    位置決めされているモータを備えることを特徴とする請求項９に記載の空気管理
    装置。
11. 【請求項１１】 前記モータは摩擦ロータを備え、前記摩擦ロータは、前記
    切り欠きを介して前記ファンブレードスリーブと接触して、１つまたはそれ以上
    の前記ファンブレードを駆動することを特徴とする請求項１０に記載の空気管理
    装置。
12. 【請求項１２】 前記空気移動デバイスは、１つまたはそれ以上の前記ファ
    ンブレードを回転させるためのアクチュエータを備えていることを特徴とする請
    求項７に記載の空気管理装置。
13. 【請求項１３】 前記アクチュエータは、形状記憶合金線を備えていること
    を特徴とする請求項１２に記載の空気管理装置。
14. 【請求項１４】 前記拡散通路は、中央膨大部を有する管を備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の空気管理装置。
15. 【請求項１５】 前記空気移動デバイスは、１つまたはそれ以上の支柱によ
    って前記拡散通路内に位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の空
    気管理装置。
16. 【請求項１６】 前記拡散通路は吸気通路と排気通路とを備え、前記空気管
    理装置は、前記吸気通路および前記排気通路内の前記空気移動デバイスを駆動す
    るためのモータをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気管理
    装置。
17. 【請求項１７】 前記空気移動デバイスは、ハブ上に装着された１つまたは
    それ以上のファンブレードと、１つまたはそれ以上の支柱と、前記ハブと１つま
    たはそれ以上の前記支柱の少なくとも１つとの間に位置決めされた１つまたはそ
    れ以上の形状記憶合金線とを備え、これによって、前記ハブと１つまたはそれ以
    上の前記支柱の少なくとも１つとの間に電気回路が形成されることを特徴とする
    請求項１に記載の空気管理装置。
18. 【請求項１８】 １つまたはそれ以上の前記形状記憶合金線は、第１の形状
    記憶合金線と、第２の形状記憶合金線とを備えていることを特徴とする請求項１
    ７に記載の空気管理装置。
19. 【請求項１９】 前記第１の形状記憶合金線は、前記第２の形状記憶合金線
    の焼きなまし回転方向と反対の変形された回転方向を備え、前記電気回路が前記
    第１の形状記憶合金線に沿って延びている場合において、前記回路は、前記第１
    の形状記憶合金線をその焼きなまし形状に復元して、前記ファンブレードを回転
    させるとともに、前記第２の形状記憶合金線を回転させることを特徴とする請求
    項１８に記載の空気管理装置。
20. 【請求項２０】 前記拡散通路は、渦巻き状の拡散管を備えていることを特
    徴とする請求項１に記載の空気管理装置。
21. 【請求項２１】 前記拡散通路は、折り畳み可能な拡散管を備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の空気管理装置。
22. 【請求項２２】 前記折り畳み可能な拡散管は、拡散管と折り畳み可能なバ
    ルブとを備えていることを特徴とする請求項２１に記載の空気管理装置。
23. 【請求項２３】 前記空気移動デバイスは、複数の電磁石を備えていること
    を特徴とする請求項１に記載の空気管理装置。
24. 【請求項２４】 内部と外部とを有する電池ハウジングと、 前記電池ハウジングの前記内部に配置された１つまたはそれ以上の空気セルと
    、 前記電池ハウジングの前記内部と前記外部とを連通させる１つまたはそれ以上
    の拡散通路、および １つまたはそれ以上の前記拡散通路の少なくとも１つの内部に位置決めされた
    空気移動デバイスと、 を備える空気電池。
25. 【請求項２５】 内部と外部とを有する電池ハウジングと、 前記電池ハウジングの前記内部に配置された１つまたはそれ以上の空気セルと
    、 前記電池ハウジングの前記内部と前記外部とを連通させる吸気拡散管と、 前記吸気拡散管内に位置決めされた１つまたはそれ以上のファンブレードと、 前記電池ハウジングの前記内部と前記外部とを連通させる排気拡散管と、 前記排気拡散管内に位置決めされた１つまたはそれ以上のファンブレード、お
    よび 前記吸気拡散管と前記排気拡散管との間で前記電池ハウジング内に位置決めさ
    れ、前記吸気拡散管内の１つまたはそれ以上のファンブレードおよび前記排気拡
    散管内の１つまたはそれ以上のファンブレードを駆動させるモータと、 を備える空気電池。
26. 【請求項２６】 入力拡散管を有する空気電池によって駆動される電子デバ
    イスにおいて、 外面と、 前記空気電池と係合する電池ポートと、 前記電子デバイス内に位置決めされ、前記空気電池が前記電池ポート内もしく
    は電池ポートに隣接して配置された際に、前記空気電池の前記入力拡散管と前記
    外面とを連通させるデバイス吸引拡散管、および 前記電子デバイスの前記デバイス吸引拡散管内に位置決めされたファンと、 を備える電子デバイス。
27. 【請求項２７】 少なくとも１つの空気セルと、 動作する空気移動デバイスに動作的に関連付けられた時に、十分な空気を通し
    て前記セルを動作させることができ、また、密閉されておらず、かつ動作する前
    記空気移動デバイスの影響下にない時にエアフローを制限するように動作する少
    なくとも１つの通路、および 少なくとも１つの前記通路内に位置決めされた前記空気移動デバイスと、 を備える空気電源。
28. 【請求項２８】 セルハウジングと、 前記セルハウジングは内部領域と外部壁とを備え、 前記ハウジングの内部領域に設けられた複数の空気電極と、 前記ハウジングの前記内部領域と前記外部壁とを連通する拡散通路、および 前記拡散通路内に位置決めされた空気移動デバイスと、 を備える空気セル。
29. 【請求項２９】 前記セルハウジングは、空気管理キャップを備えているこ
    とを特徴とする請求項２８に記載の空気セル。
30. 【請求項３０】 前記拡散通路は、前記空気管理キャップ内に設けられた空
    気管理拡散通路を備えていることを特徴とする請求項２９に記載の空気セル。
31. 【請求項３１】 前記空気管理拡散通路は、空気吸気口とキャップ係合コネ
    クタとを備えていることを特徴とする請求項３０に記載の空気セル。
32. 【請求項３２】 前記空気移動デバイスは、前記空気管理拡散通路内に位置
    決めされていることを特徴とする請求項３１に記載の空気セル。
33. 【請求項３３】 前記セルハウジングは、化学反応本体を備えていることを
    特徴とする請求項２９に記載の空気セル。
34. 【請求項３４】 前記化学反応本体は、前記空気管理キャップから取り外し
    可能であることを特徴とする請求項３３に記載の空気セル。
35. 【請求項３５】 前記拡散管は、化学反応本体拡散通路を備えていることを
    特徴とする請求項３３に記載の空気セル。
36. 【請求項３６】 前記化学反応本体拡散通路は、排気口と本体係合コネクタ
    とを備えていることを特徴とする請求項３５に記載の空気セル。
37. 【請求項３７】 前記キャップ係合コネクタと前記本体係合コネクタは、互
    いに係合するように寸法付けられていることを特徴とする請求項３６に記載の空
    気セル。
38. 【請求項３８】 前記空気移動デバイスは、往復動作を備えていることを特
    徴とする請求項２８に記載の空気セル。