JPH07206098A - Fluid feeder - Google Patents

Fluid feeder

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JPH07206098A
JPH07206098A JP5353460A JP35346093A JPH07206098A JP H07206098 A JPH07206098 A JP H07206098A JP 5353460 A JP5353460 A JP 5353460A JP 35346093 A JP35346093 A JP 35346093A JP H07206098 A JPH07206098 A JP H07206098A
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JP
Japan
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container
fluid
water
passage
electrochemical cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP5353460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Saito
哲 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP5353460A priority Critical patent/JPH07206098A/en
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  • Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To offer an easy-to-operate device of simple construction that can securely feed a large amount of fluid by producing pressure with a gas generated in an electrochemical cell and stored in a gas container, and by transmitting the pressure to the fluid in a fluid container through water in the gas container. CONSTITUTION:An electrochemical cell 1 comprises a solid polymer proton exchange membrane 4 used as an electroyte membrane, anode 5 with a platinum electrode joined to the top surface of the membrance 4, and cathode 6 with a platinum electrode joined to the bottom of the membrance 4. An airtight container 2 holds water. A fluid container 3 provided with a discharge opening stores fluid. The container 2 is connected to the container 3 with a passage 9 which separates the water from the fluid and through which pressure generated in the container 2 is transmitted to the container 3. Thus, a gas generated in the electrochemical cell l is stored in the container 2 and produces pressure, which is transmitted to the fluid in the containers 3 through the water in the container 2, thereby discharging the fluid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は流体、特に液体を微量ず
つ、しかも精度よく供給するための流体供給装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid supply device for supplying a fluid, particularly a liquid, in minute amounts and with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薬液を微量ずつ、しかも精度よく
人体に注入するために各種輸液ポンプが使用されるよう
になってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, various infusion pumps have been used to inject a small amount of a liquid medicine into a human body with high accuracy.

【0003】従来の輸液ポンプは、その方式の違いによ
ってシリンジポンプ、ペリスタルティック(ロータ式)
ポンプ、フィンガーポンプ、ベローズポンプの4種類に
分類される。これらの内、ベローズポンプ以外のもの
は、いずれも薬液を押し出すための駆動源としてステッ
ピングモータ、ロータリソレノイドモータ、あるいは直
流モータなどのモータを使用し、薬液吐出量の制御機構
もきわめて複雑なため、その重量および寸法とも一般に
大きく、高価なものとなっている。
Conventional infusion pumps are syringe pumps, peristaltic (rotor type), depending on the method.
There are four types of pumps: finger pumps and bellows pumps. Of these, all except the bellows pump use a motor such as a stepping motor, a rotary solenoid motor, or a DC motor as a drive source for pushing out the chemical liquid, and the control mechanism of the chemical liquid discharge amount is extremely complicated. Their weight and size are generally large and expensive.

【0004】それゆえに、病院のベッドサイドで使われ
るのが普通であり、携帯用あるいは使い捨て型にするに
は不向きである。また、ベローズポンプはフレオンガス
の気化圧を利用してベローズを押し、その圧力によって
薬液を吐出させる方式のものであるが、フレオンガスの
気化圧を制御することが難しく、特に微量の薬液を長時
間かけて注入するような場合、その注入精度に問題があ
る。
Therefore, it is usually used at the bedside of a hospital and is not suitable for portable or disposable type. Also, the bellows pump is a system that uses the vaporization pressure of freon gas to push the bellows and discharges the chemical liquid by the pressure, but it is difficult to control the vaporization pressure of the freon gas, especially when a small amount of chemical liquid is applied for a long time. However, there is a problem in the precision of the injection.

【0005】一方、直流電流を通電することによってガ
スを発生する電気化学セルを利用してポンプ機能とガス
の流量制御とを同時に行う装置が提案され(日本特許番
号第1214001号)、近年、この原理を利用した電
気化学的輸液ポンプが提案されている。この方式は、電
気化学セル部に直流電流を通電した時、通電電気量に比
例して発生するガスで薬液などを押し出すもので、種々
提案されている。H.J.R.マゲットの提案(米国特
許第4,522,698号)においては、電解質として
機能する含水されたイオン交換膜の両面に多孔性のガス
拡散電極を接合した電気化学セルの陽極に水素を供給
し、陽・陰両極間に直流電流を通電すると、陽極では水
素が水素イオンとなり、生じた水素イオンがイオン交換
膜を通って陰極側に達し、そこで水素が発生するという
電気化学反応を利用したものである。すなわち、陰極で
発生する昇圧された水素をピストン、ダイヤフラム、ベ
ローズ等を押すための駆動源として利用するものであ
る。また、この電気化学セルの反応物質として、水素の
代りに酸素を利用することも可能であり、陰極に供給す
べき酸素源として空気を用いれば輸液ポンプの構造はか
なり簡単なものになる。
On the other hand, an apparatus has been proposed (Japan Patent No. 1214001) which simultaneously performs a pump function and a gas flow rate control by utilizing an electrochemical cell which generates a gas by passing a direct current. An electrochemical infusion pump utilizing the principle has been proposed. This system pushes out a chemical solution or the like with a gas generated in proportion to the amount of electricity applied when a direct current is applied to the electrochemical cell part, and various methods have been proposed. H. J. R. In the proposal of Magget (US Pat. No. 4,522,698), hydrogen is supplied to the anode of an electrochemical cell in which a porous gas diffusion electrode is bonded to both sides of a water-containing ion exchange membrane functioning as an electrolyte, When a direct current is applied between the positive and negative electrodes, hydrogen becomes hydrogen ions at the anode, and the generated hydrogen ions reach the cathode side through the ion exchange membrane, where hydrogen is generated. is there. That is, the pressurized hydrogen generated at the cathode is used as a drive source for pushing the piston, diaphragm, bellows and the like. It is also possible to use oxygen as a reactant of this electrochemical cell instead of hydrogen, and if air is used as the oxygen source to be supplied to the cathode, the structure of the infusion pump will be quite simple.

【0006】さらに、この電気化学的輸液ポンプの改良
型として、水の電気分解反応を利用する方法が提案され
ている(特開平2−302264)。この方法は、イオ
ン交換膜の片面に陰極を、他面に陽極をそれぞれ一体に
接合した電気化学セルあるいは片面に陰極と陽極とをそ
れぞれ絶縁するよう離した状態で一体に接合した電気化
学セルに水を含ませ、両極に直流電流を通電した際に水
の電気分解によって発生する水素か酸素、あるいは水素
と酸素との混合ガスを輸液ポンプの加圧源とするもので
ある。
Further, as an improved type of this electrochemical infusion pump, a method utilizing an electrolysis reaction of water has been proposed (JP-A-2-302264). This method is applied to an electrochemical cell in which a cathode is bonded to one side of an ion-exchange membrane and an anode is bonded to the other surface, or an electrochemical cell in which a cathode and an anode are bonded to each other so as to be insulated from each other. Water is included, and hydrogen or oxygen generated by electrolysis of water when a direct current is applied to both electrodes or a mixed gas of hydrogen and oxygen is used as a pressure source of an infusion pump.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ベローズやダイヤフラ
ムを介して液体を押し出す場合、ベローズやダイヤフラ
ムに使用する材料によっては水素や酸素が通過し、薬液
と反応したりして正確な輸液量が得られない。一方、電
気化学方式の輸液ポンプにおいては、発生するガス量は
ファラデーの法則にしたがって通電電気量に比例するた
め、発生するガスの圧力および発生量は、電気化学セル
部に通電する電気量(電流×時間)により、きわめて精
密に制御できるので、目的の液体の供給量を精度よく決
めることができるという特徴がある。
When a liquid is pushed out through a bellows or a diaphragm, hydrogen or oxygen may pass through depending on the material used for the bellows or the diaphragm and react with the chemical liquid to obtain an accurate infusion amount. Absent. On the other hand, in an electrochemical-type infusion pump, the amount of gas generated is proportional to the amount of electricity flowing according to Faraday's law, so the pressure and amount of gas generated are the amount of electricity (current It is possible to control the supply amount of the target liquid with high precision because the control can be performed extremely precisely by (x time).

【0008】しかし、従来の電気化学方式の輸液ポンプ
においては、電気化学セル部と供給すべき液体の貯蔵部
とは直接パイプなどによって連絡されている。通常、こ
のパイプの内部は水で満たされており、電気化学セルに
直流を通電したときに発生するガスで水を押し、この力
を目的の液体に伝え、その液体を押し出すものである。
However, in the conventional electrochemical type infusion pump, the electrochemical cell section and the storage section of the liquid to be supplied are directly connected by a pipe or the like. Usually, the inside of this pipe is filled with water, and the gas generated when a direct current is applied to the electrochemical cell pushes the water, transfers this force to the target liquid, and pushes out the liquid.

【0009】単位時間当りおよび合計の液体供給量がき
わめて微量の場合には、発生するガス量も少ないため、
ガスが電気化学セル内やパイプ内にたまっても何の問題
も生じない。ところが、単位時間当りの液体供給量が
0.5mlを越えたり、あるいは合計の液体供給量が1
mlを越えるような大容量の場合には、発生したガスが
電気化学セルの電極部分の一部を被ってしまい、本来の
目的を達成できないことが考えられる。
When the liquid supply amount per unit time and total amount is extremely small, the amount of gas generated is small,
There is no problem if gas accumulates in the electrochemical cell or pipe. However, the liquid supply amount per unit time exceeds 0.5 ml, or the total liquid supply amount is 1
In the case of a large volume that exceeds ml, it is considered that the generated gas may cover a part of the electrode portion of the electrochemical cell and the original purpose cannot be achieved.

【0010】そこで、本発明は、電気化学方式の輸液ポ
ンプの上記のような課題を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、単に薬液の供給にと
どまらず、液体や気体を含めた大容量の流体を供給し、
構造が簡単、安価、使用時の操作が容易、しかも小型・
軽量化が可能な流体供給装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the electrochemical type infusion pump, and the purpose thereof is not limited to the supply of a chemical solution but a liquid or a gas. Supply a large volume of fluid including
Simple structure, low cost, easy operation during use, and small size
It is an object to provide a fluid supply device that can be made lightweight.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明になる流体供給装
置は、固体電解質の両面に電極を取り付けた電気化学セ
ル部と、水を収納した密閉容器と、流体を貯蔵し、吐出
口を有する流体貯蔵部と、容器と流体貯蔵部とを接続
し、容器内の水と流体貯蔵部内の流体とを分離するとと
もに容器内で発生した圧力を流体貯蔵部に伝達するため
の通路とを備えてなり、電気化学セル部の気体発生電極
は、常に水と接するように配されたものであり、電気化
学セル部で発生したガスが容器に貯蔵されることにより
圧力を生じ、該圧力が容器内の水を介して流体貯蔵部の
流体に伝達され、流体貯蔵部の流体が吐出されるよう構
成されている。容器が電気化学セル部に直接取り付けら
れている場合には、容器と流体貯蔵部とは容器の側面あ
るいは底部に取り付けられた第一の通路によって連絡さ
れており、また、容器と電気化学セルとが第二の通路に
よって連絡されている場合には、容器と流体貯蔵部とを
つなぐ第一の通路は容器の側面、容器の底部あるいは第
二の通路のいずれかに取り付けられている。
A fluid supply device according to the present invention has an electrochemical cell part having electrodes on both sides of a solid electrolyte, a closed container containing water, a fluid storage port, and a discharge port. A fluid storage unit; and a passage that connects the container and the fluid storage unit, separates the water in the container from the fluid in the fluid storage unit, and transmits the pressure generated in the container to the fluid storage unit. The gas generating electrode of the electrochemical cell section is arranged so as to be always in contact with water, and the gas generated in the electrochemical cell section causes pressure to be stored in the container, and the pressure is generated in the container. Is transmitted to the fluid in the fluid storage unit via the water and the fluid in the fluid storage unit is discharged. In the case where the container is directly attached to the electrochemical cell part, the container and the fluid reservoir are communicated with each other by the first passage attached to the side or bottom of the container, and the container and the electrochemical cell are connected. Are connected by a second passage, the first passage connecting the container and the fluid reservoir is attached to either the side of the container, the bottom of the container or the second passage.

【0012】なお、第一の通路を第二の通路に取り付け
る場合、第一の通路の断面積は第二の通路の断面積より
も小さくしたり、第一の通路が下向きになっていること
が好ましい。さらに、第一の通路は流体分離機構を備え
ており、容器内にはあらかじめ水が存在するようにして
おくものである。そして、電気化学セル部の両極に直流
電流を通電したとき、固体電解質の上面にとりつけられ
た電極から発生するガスを加圧源に利用するものであ
る。
When the first passage is attached to the second passage, the cross-sectional area of the first passage should be smaller than that of the second passage, or the first passage should face downward. Is preferred. Furthermore, the first passage is provided with a fluid separation mechanism so that water is present in the container in advance. Then, when a direct current is applied to both electrodes of the electrochemical cell section, the gas generated from the electrode attached to the upper surface of the solid electrolyte is used as a pressure source.

【0013】本発明に使用できる電気化学セル部は、一
般的には固体電解質を使用し、膜の両面に電極を接合
し、直流電流を通電すると、通電電気量に比例してガス
を発生するセルならば、いろいろな種類のセルが使用可
能であるが、より具体的には次のようなセルの使用が考
えられる。 1) 固体高分子カチオン交換膜の両面に多孔性金属電極
を接合し、両電極は水と接しており、通電によって陽極
から発生する酸素または陰極から発生する水素、あるい
は酸素と水素との混合ガスを利用する。 2) 固体高分子カチオン交換膜の両面に多孔性金属電極
を接合し、陽極は水と接し、陰極は空気あるいは酸素と
接し、通電によって陽極から発生する酸素を利用する。 3) 固体高分子カチオン交換膜の片面に多孔性金属電極
を接合し、これを陽極とし、陰極には二酸化マンガンを
使用し、通電によって陽極から発生する酸素を利用す
る。 4) 固体高分子アニオン交換膜の片面に多孔性金属電極
を接合し、これを陽極とし、陰極には二酸化マンガンや
オキシ水酸化ニッケルなどを使用し、通電によって陽極
から発生する酸素を利用する。 5) 電解質にリンモリブデン酸、スズ酸、アンチモン酸
などの無機固体プロトン導電体を用いて水を電気分解
し、そのとき発生する水素や酸素あるいは両者の混合ガ
スを利用する。
The electrochemical cell part which can be used in the present invention generally uses a solid electrolyte, and when electrodes are joined to both sides of the membrane and a direct current is applied, a gas is generated in proportion to the amount of electricity applied. As for cells, various kinds of cells can be used, but more specifically, the following cells can be used. 1) Porous metal electrodes are bonded to both sides of the solid polymer cation exchange membrane, and both electrodes are in contact with water.Oxygen generated from the anode or hydrogen generated from the cathode, or a mixed gas of oxygen and hydrogen when electricity is applied. To use. 2) Porous metal electrodes are joined to both sides of the solid polymer cation exchange membrane, the anode is in contact with water, the cathode is in contact with air or oxygen, and the oxygen generated from the anode by electricity is used. 3) A porous metal electrode is bonded to one surface of the solid polymer cation exchange membrane, and this is used as an anode. Manganese dioxide is used as the cathode, and oxygen generated from the anode when electricity is applied is used. 4) A porous metal electrode is bonded to one side of the solid polymer anion exchange membrane, and this is used as an anode. Manganese dioxide, nickel oxyhydroxide, etc. are used for the cathode, and oxygen generated from the anode when electricity is applied is used. 5) Electrolyte water using an inorganic solid proton conductor such as phosphomolybdic acid, stannic acid, or antimonic acid as an electrolyte, and use hydrogen or oxygen generated at that time or a mixed gas of both.

【0014】[0014]

【作用】本発明になる流体供給装置の作用を電解質に固
体高分子カチオン交換膜を使用した酸素移動セルの場合
について説明する。この場合、容器、第一の通路の容器
側および第二の通路には、あらかじめ水を満たしてお
く。また、固体高分子カチオン交換膜の下面にとりつけ
られた電極は常に空気にふれるような構造としておく。
固体高分子カチオン交換膜の上面にとりつけた電極が陽
極となり、下面にとりつけた電極が陰極となる方向に直
流電流を通電すると、陽極では水が分解して酸素とプロ
トンと電子とを生じ、プロトンは固体高分子カチオン交
換膜を通って陰極に達し、一方、電子は外部回路を通っ
て陰極に達し、陰極では空気中の酸素とプロトンと電子
とが反応して水を生じる。
The operation of the fluid supply device according to the present invention will be described in the case of an oxygen transfer cell using a solid polymer cation exchange membrane as an electrolyte. In this case, the container, the container side of the first passage and the second passage are filled with water in advance. Further, the electrode attached to the lower surface of the solid polymer cation exchange membrane has a structure that is constantly exposed to air.
When a direct current is applied in such a direction that the electrode attached to the upper surface of the solid polymer cation exchange membrane becomes the anode, and the electrode attached to the lower surface becomes the cathode, water is decomposed at the anode to generate oxygen, protons and electrons. Passes through the solid polymer cation exchange membrane to reach the cathode, while the electrons pass through an external circuit to reach the cathode, where oxygen in the air reacts with protons and electrons to produce water.

【0015】本発明においては、陽極から発生する酸素
を加圧源に利用するものであり、すなわち、陽極から発
生した酸素は陽極の近くにとどまることなく上方へ移動
し、続いて電気化学セル部の上部に取り付けられた容器
の方へ移動して容器の上部にたまる。それゆえに陽極に
近い部分は常に酸素と水とが置換されるので、固体高分
子カチオン交換膜は常に水と接触した状態に保たれ、同
時に第一の通路に発生したガスは入らない。そして、通
電によって発生した酸素の体積分の水が第一の通路内に
入り、流体分離機構を介して流体貯蔵部内の目的の流体
を押しだして供給するものである。
In the present invention, oxygen generated from the anode is used as a pressure source, that is, the oxygen generated from the anode moves upward without staying close to the anode, and then the electrochemical cell section. Move towards the container attached to the top of the and collect at the top of the container. Therefore, since oxygen and water are constantly replaced in the portion near the anode, the solid polymer cation exchange membrane is always kept in contact with water, and at the same time, the gas generated in the first passage does not enter. Then, water corresponding to the volume of oxygen generated by energization enters the first passage, and pushes out and supplies the target fluid in the fluid storage section via the fluid separation mechanism.

【0016】また、電気化学セル部と容器とを直接つな
げた場合には、第一の通路を容器の側面あるいは底部に
取り付けることにより、一方、電気化学セル部と容器と
が第二の通路で連絡されている場合には、第一の通路を
容器の側面、容器の底部あるいは第二の通路のいずれか
に取り付けることにより、第一の通路内にガスが入るの
を防ぐことができる。さらに、第二の通路に第一の通路
を取り付けるとき、第一の通路の断面積を第二の通路の
断面積よりも小さくしたり、あるいは第一の通路を下向
きの方向に取り付けることにより、第一通路内へのガス
侵入を防ぐ効果がより大きくなる。
When the electrochemical cell portion and the container are directly connected, the first passage is attached to the side surface or the bottom portion of the container so that the electrochemical cell portion and the container form the second passage. If so, the first passage can be attached to either the side of the container, the bottom of the container or the second passage to prevent gas from entering the first passage. Furthermore, when attaching the first passage to the second passage, by making the cross-sectional area of the first passage smaller than the cross-sectional area of the second passage, or by attaching the first passage in the downward direction, The effect of preventing gas from entering the first passage is further increased.

【0017】なお、供給すべき目的の流体としては、通
常は薬液が考えられるが、本発明の流体供給装置の用途
は薬液の供給に限定されるものではなく、あらゆる液体
や気体の供給に利用できることはいうまでもない。
Although a chemical liquid is usually considered as a fluid to be supplied, the application of the fluid supply device of the present invention is not limited to the supply of a chemical liquid, and it can be used for supplying any liquid or gas. It goes without saying that you can do it.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明になるの流体供給装置を好適な
実施例を用いて説明する。 [実施例1] 図1は、本発明になる電気化学セルとし
て酸素移動セルを使用した流体供給装置の断面構造を示
したものである。図において、1は電気化学セルで、直
径15mm、高さ5mmの円盤形であり、2は容器で、
内径30mm、高さ30mmの円筒形であり、3は薬液
貯蔵部である。電気化学セル1は、固体電解質膜として
用いた直径12mmの固体高分子プロトン交換膜4と、
その上面に直径8mmの白金電極を接合した陽極5と、
交換膜4の下面に同じ大きさの白金電極を接合した陰極
6とから成る。7はリード線、8は電源としての電池で
ある。9は容器2と薬液貯蔵部3とをつなぐ第一の通路
で、外径3mm、内径2mmとし、容器2の底部に取り
付けた。10は水、11は陽極から発生した酸素、12
は容器2の上部にたまった酸素である。13は陰極が常
に空気と接触するように設けた孔である。14は供給す
る目的の液体としての薬液であり、15は水10と薬液
14との混合を防止するための流体分離機構であり、こ
こではフッ素オイルを使用した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fluid supply device according to the present invention will be described below with reference to preferred embodiments. Example 1 FIG. 1 shows a sectional structure of a fluid supply device using an oxygen transfer cell as an electrochemical cell according to the present invention. In the figure, 1 is an electrochemical cell, which is a disk shape with a diameter of 15 mm and a height of 5 mm, and 2 is a container,
It has a cylindrical shape with an inner diameter of 30 mm and a height of 30 mm, and 3 is a drug solution storage unit. The electrochemical cell 1 comprises a solid polymer proton exchange membrane 4 having a diameter of 12 mm used as a solid electrolyte membrane,
An anode 5 having a platinum electrode with a diameter of 8 mm joined to its upper surface,
It comprises a cathode 6 in which a platinum electrode of the same size is bonded to the lower surface of the exchange membrane 4. Reference numeral 7 is a lead wire, and 8 is a battery as a power source. Reference numeral 9 is a first passage that connects the container 2 and the drug solution storage unit 3 and has an outer diameter of 3 mm and an inner diameter of 2 mm, and is attached to the bottom of the container 2. 10 is water, 11 is oxygen generated from the anode, 12
Is oxygen accumulated in the upper part of the container 2. Reference numeral 13 is a hole provided so that the cathode is always in contact with air. Reference numeral 14 is a chemical liquid as a liquid to be supplied, and reference numeral 15 is a fluid separation mechanism for preventing the water 10 and the chemical liquid 14 from being mixed, and here, fluorine oil was used.

【0019】また、16は薬液吐出口であり、17は容
器にとりつけた栓である。電気化学セルに5.5mAの
直流電流を通電したところ、1時間当り1mlの速度で
薬液が供給された。この時の電流効率は約80パーセン
トであった。
Reference numeral 16 is a chemical solution discharge port, and 17 is a stopper attached to the container. When a direct current of 5.5 mA was applied to the electrochemical cell, the chemical solution was supplied at a rate of 1 ml per hour. The current efficiency at this time was about 80%.

【0020】[実施例2] 図2は、実施例2になる流
体供給装置の断面構造を示した図である。基本的な構造
は実施例1と同じであり、図2における記号1〜17は
図1と同じものを示しており、第一の通路9は容器の側
面に取り付けた。通電電流と薬液との供給速度の関係
は、実施例1の場合と同じであった。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a view showing a sectional structure of a fluid supply apparatus according to a second embodiment. The basic structure is the same as in Example 1, and the symbols 1 to 17 in FIG. 2 indicate the same as in FIG. 1, and the first passage 9 was attached to the side surface of the container. The relationship between the energization current and the supply rate of the chemical liquid was the same as in the case of Example 1.

【0021】[実施例3] 図3は、実施例3になる流
体供給装置の断面構造を示した図である。基本的な構造
は実施例1と同じであり、図3における記号1〜17は
図1と同じものを示しており、電気化学セル1と容器2
とは、第二の通路18で連絡されており、第一の通路9
は容器の底部に取り付けた。通電電流と薬液の供給速度
の関係は、実施例1の場合と同じであった。
[Third Embodiment] FIG. 3 is a diagram showing a sectional structure of a fluid supply apparatus according to a third embodiment. The basic structure is the same as in Example 1, and symbols 1 to 17 in FIG. 3 indicate the same as in FIG.
Are communicated with each other through the second passage 18 and the first passage 9
Was attached to the bottom of the container. The relationship between the energization current and the supply rate of the chemical liquid was the same as in the case of Example 1.

【0022】[実施例4] 図4は、実施例4になる流
体供給装置の断面構造を示した図である。基本的な構造
は実施例1と同じであり、図4における記号1〜17は
図1と同じものを示しており、電気化学セル1と容器2
とは、第二の通路18で連絡されており、第一の通路9
は第二の通路18に取り付けた。通電電流と薬液の供給
速度の関係は、実施例1の場合と同じであった。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a diagram showing a sectional structure of a fluid supply apparatus according to a fourth embodiment. The basic structure is the same as in Example 1, and the symbols 1 to 17 in FIG. 4 indicate the same as in FIG.
Are communicated with each other through the second passage 18 and the first passage 9
Attached to the second passage 18. The relationship between the energization current and the supply rate of the chemical liquid was the same as in the case of Example 1.

【0023】[実施例5] 図5は、実施例5になる流
体供給装置の断面構造を示した図である。基本的な構造
は実施例1と同じであり、図5における記号1〜17は
図1と同じものを示しており、電気化学セル1と容器2
とは、第二の通路18で連絡されており、第一の通路9
は、第二の通路18に下向きの方向に取り付けた。ま
た、水と薬液との混合を防止する流体分離機構としては
薄いゴム製のブラダー(袋)19をとりつけた。通電に
よって発生する酸素の圧力が水を押し、第一の通路内の
水がゴムブラダーを押すと、ゴムブラダーは薬液側にふ
くらみ、薬液を押し出すものである。通電電流と薬液と
の供給速度の関係は、実施例1の場合と同じであった。
[Fifth Embodiment] FIG. 5 is a view showing a sectional structure of a fluid supply apparatus according to a fifth embodiment. The basic structure is the same as that of Example 1, and symbols 1 to 17 in FIG. 5 indicate the same as those in FIG.
Are communicated with each other through the second passage 18 and the first passage 9
Mounted in the second passage 18 in a downward direction. Further, a thin rubber bladder (bag) 19 was attached as a fluid separation mechanism for preventing the mixing of water and the chemical liquid. When the pressure of oxygen generated by the energization pushes water and the water in the first passage pushes the rubber bladder, the rubber bladder bulges toward the chemical liquid side and pushes out the chemical liquid. The relationship between the energization current and the supply rate of the chemical liquid was the same as in the case of Example 1.

【0024】[実施例6] 電気化学セルとして水電解
セルを使用するものであり、構造は図1に示したのと同
じである。陽極側と陰極側との両方が水で満たされてお
り、通電によって陽極から発生する酸素を加圧ガスに利
用し、同時に陰極から発生する水素は、孔13から外部
に放出される。通電電流と薬液との供給速度の関係は、
実施例1の場合と同じであった。
Example 6 A water electrolysis cell is used as the electrochemical cell, and the structure is the same as that shown in FIG. Both the anode side and the cathode side are filled with water, and oxygen generated from the anode by energization is used as a pressurized gas, and at the same time hydrogen generated from the cathode is released to the outside from the hole 13. The relationship between the current supplied and the supply rate of the chemical solution is
It was the same as in the case of Example 1.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明になる流体供給装置において、加
圧ガスは固体電解質膜の片面に取り付けられた電極から
発生し、電気化学セルの上部に取り付けられた内部に水
を入れた容器の上部にたまる。このとき電極付近ではガ
スと水とが常に置換され、固体電解質は常に水と接触し
ているので、十分に水を吸収して膨潤した状態となって
いる。また、乾燥することがないため、固体電解質の電
導度は常に一定となり、もって電気化学セルの内部抵抗
は一定に保たれ、通電中の電気化学セルの特性変化は起
こらない。さらに、容器と流体貯蔵部とをつなぐ第一の
通路は、容器の側面や底部あるいは第二の通路に取り付
けられ、第一の通路の断面積を第二の通路の断面積より
も小さくしたり、あるいは第一の通路を第二の通路に下
向きの方向に取り付けたりすることにより、固体電解質
膜の上面にとりつけられた電極から発生したガスが容器
の上部へ移動する際、第一の通路へは入らないので、ガ
スが薬液と混合して反応することを防止できる。加え
て、容器にとりつけられた栓を利用すれば、使用後にガ
スを抜いたり、消費された水の補給を容易に行なうこと
ができる。また、電気化学セル部に通電することによっ
て通電電気量にほぼ正確に対応して発生するガスを加圧
源に利用するため、電流の値によって単位時間当りの薬
液供給量を、きわめて精度よく決めることができる。
In the fluid supply device according to the present invention, the pressurized gas is generated from the electrode attached to one side of the solid electrolyte membrane, and the upper part of the container having water inside is attached to the upper part of the electrochemical cell. Accumulate. At this time, gas and water are constantly replaced in the vicinity of the electrodes, and the solid electrolyte is always in contact with water, so that the solid electrolyte is in a state of being sufficiently absorbed and swollen. Further, since the solid electrolyte does not dry, the electric conductivity of the solid electrolyte is always constant, so that the internal resistance of the electrochemical cell is kept constant, and the characteristics of the electrochemical cell do not change during energization. Further, the first passage connecting the container and the fluid storage portion is attached to the side surface or the bottom portion of the container or the second passage so that the cross-sectional area of the first passage is smaller than that of the second passage. , Or by attaching the first passage to the second passage in a downward direction, when the gas generated from the electrode attached to the upper surface of the solid electrolyte membrane moves to the upper part of the container, Since it does not enter, it is possible to prevent the gas from reacting by mixing with the chemical liquid. In addition, by using the stopper attached to the container, it is possible to easily remove gas after use and replenish the consumed water. In addition, since the gas generated in response to the amount of electricity supplied to the electrochemical cell is almost exactly used for the pressurizing source, the amount of the chemical solution supplied per unit time is determined very accurately by the value of the current. be able to.

【0026】なお、実施例においては薬液を供給する場
合について述べたが、本発明になる流体供給装置は、薬
液に限らず、あらゆる種類の液体や気体への利用が可能
であり、第一の通路や第二の通路の形状は、実施例で述
べた断面が円形以外にも、正方形、長方形、あるいは楕
円形など、あらゆる形状のものが利用できる。また、本
発明の流体供給装置の材質においても種々のプラスチッ
クやガラス、金属などを用いることができるが、好まし
くは水や流体による腐食が起こらないものの方がよい。
In the embodiment, the case of supplying the chemical liquid has been described, but the fluid supply device according to the present invention can be used not only for the chemical liquid but also for all kinds of liquids and gases. As for the shape of the passage and the second passage, in addition to the circular cross section described in the embodiments, any shape such as a square, a rectangle, or an ellipse can be used. Further, as the material of the fluid supply device of the present invention, various plastics, glasses, metals and the like can be used, but preferably, those which do not cause corrosion by water or fluid are preferable.

【0027】このように、本発明になる流体供給装置
は、構造が簡単、使用にあたっての操作が容易であるば
かりでなく、従来のベローズやダイヤフラム、及び従来
の電気化学方式の流体供給装置よりも大容量の流体を確
実に供給することができるという利点をもつ。さらに、
固体電解質の伝導度低下によって必要な電流が流れなく
なるといったおそれがなく、発生したガスがパイプ内に
たまり、供給すべき液体と混ざってしまうこともない。
従って、この発明の工業的価値はきわめて大きい。
As described above, the fluid supply device according to the present invention is not only simple in structure and easy to operate in use, but also more fluid than the conventional bellows or diaphragm and the conventional electrochemical type fluid supply device. It has an advantage that a large volume of fluid can be reliably supplied. further,
There is no fear that the necessary current will not flow due to the decrease in the conductivity of the solid electrolyte, and the generated gas will not accumulate in the pipe and mix with the liquid to be supplied.
Therefore, the industrial value of this invention is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明になる実施例1にかかる流体供給装置の
断面構造を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a fluid supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明になる実施例2にかかる流体供給装置の
断面構造を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a fluid supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明になる実施例3にかかる流体供給装置の
断面構造を示した図である。
FIG. 3 is a view showing a sectional structure of a fluid supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明になる実施例4にかかる流体供給装置の
断面構造を示した図である。
FIG. 4 is a view showing a sectional structure of a fluid supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明になる実施例5にかかる流体供給装置の
断面構造を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a fluid supply device according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気化学セル部 2 容器 3 薬液充填部 9 第一の通路 15 フツ素オイル 18 第二の通路 19 ゴムブラダー 1 Electrochemical Cell Section 2 Container 3 Chemical Solution Filling Section 9 First Passage 15 Fluorine Oil 18 Second Passage 19 Rubber Bladder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質の両面に電極を取り付けた電
気化学セル部と、水を収納した密閉容器と、流体を貯蔵
し、吐出口を有する流体貯蔵部と、容器と流体貯蔵部と
を接続し、容器内の水と流体貯蔵部内の流体とを分離す
るとともに容器内で発生した圧力を流体貯蔵部に伝達す
るための通路とを備えてなり、電気化学セル部の気体発
生電極は、常に水と接するように配されたものであり、
電気化学セル部で発生したガスが容器に貯蔵されること
により圧力を生じ、該圧力が容器内の水を介して流体貯
蔵部の流体に伝達され、流体貯蔵部の流体が吐出される
よう構成されたことを特徴とする流体供給装置。
1. An electrochemical cell part having electrodes attached to both sides of a solid electrolyte, a closed container containing water, a fluid storage part for storing a fluid and having a discharge port, and the container and the fluid storage part are connected. And a passage for separating the water in the container and the fluid in the fluid storage part and transmitting the pressure generated in the container to the fluid storage part, and the gas generating electrode of the electrochemical cell part is always It was placed so as to come into contact with water,
The gas generated in the electrochemical cell section is stored in a container to generate a pressure, the pressure is transmitted to the fluid in the fluid storage section through the water in the container, and the fluid in the fluid storage section is discharged. A fluid supply device characterized by the above.
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