專利名稱：組件和燃料包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型發(fā)電型電源和一種使用該電源的電子設(shè)備，并且尤其涉及一種在非常便攜的裝置中使用的發(fā)電型電源和使用該電源的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在化學(xué)反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域中，日本專利申請KOKAI公開NO.2000-277139已經(jīng)提出，用于重整原燃料如甲烷氣體的燃料重整器和通過使用由該燃料重整器得到的重整燃料氣體發(fā)電的燃料電池，作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備。
由于還沒有考慮到將傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)設(shè)備系統(tǒng)用作小型電子設(shè)備的電源，因此也就沒想到要降低化學(xué)反應(yīng)設(shè)備系統(tǒng)自身的尺寸。特別地，當(dāng)這種化學(xué)反應(yīng)設(shè)備系統(tǒng)用于非常便攜的筆記本PC、PDA(個人數(shù)字助手)和蜂窩便攜電話時，還必須要降低容納原燃料的燃料存儲單元的尺寸。然而，如果降低了這個燃料儲存單元的尺寸，那么它就不再能容納充足的燃料以長時間驅(qū)動電子設(shè)備，因此電子設(shè)備在短時間內(nèi)就不能用了。可以通過使用可更換的燃料供應(yīng)裝置來解決這個問題，該可更換的燃料供應(yīng)裝置能夠與給電子設(shè)備供電的發(fā)電組件上分離。也就是說，由于僅通過更換這個燃料供應(yīng)裝置就能連續(xù)地使用電子設(shè)備，所以不需要增加包括發(fā)電系統(tǒng)的電子設(shè)備的自身尺寸。不適宜的是，傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生副產(chǎn)物水等，因此必須從電子設(shè)備和發(fā)電組件中收集這個副產(chǎn)物。
本發(fā)明的一個優(yōu)點就是可以通過安全地更換燃料供應(yīng)裝置和安全地收集副產(chǎn)品，從而提供一種發(fā)電組件和燃料供應(yīng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過使用燃料而發(fā)電的發(fā)電組件包括可以容納燃料包的燃料包容納部分，其中燃料包具有燃料供應(yīng)孔和收集孔，收集孔的形狀或尺寸不同于燃料供應(yīng)孔的形狀或尺寸，并且燃料密封在燃料包中，可以連接到燃料包的燃料供應(yīng)孔上的燃料供應(yīng)端口，可以連接到燃料包的收集孔上并且其形狀或尺寸不同于燃料供應(yīng)部分的形狀或尺寸的收集端口，以及通過使用由燃料供應(yīng)端口供應(yīng)的燃料而發(fā)電的電力發(fā)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，可以密封燃料的燃料包包括供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)孔，以及形狀或尺寸不同于燃料供應(yīng)孔的形狀或尺寸的收集孔。
這方面發(fā)明的結(jié)構(gòu)為正常地裝配用于從燃料包向發(fā)電組件輸送燃料的開口與用于例如從發(fā)電組件向燃料包輸送發(fā)電組件產(chǎn)生的產(chǎn)物和發(fā)電組件中未反應(yīng)的燃料的開口，以及錯誤地沒有裝配用于從燃料包向發(fā)電組件輸送燃料的開口與用于例如從發(fā)電組件向燃料包輸送發(fā)電組件產(chǎn)生的產(chǎn)物和發(fā)電組件中未反應(yīng)的燃料的開口。因此，可以避免損壞發(fā)電組件，并且可以安全地更換燃料包。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，通過使用燃料而發(fā)電的發(fā)電組件包括可以容納燃料包的燃料包容納部分，其中燃料包具有燃料供應(yīng)孔和收集孔，并且燃料密封在燃料包中，引導(dǎo)燃料包容納在燃料包容納部分預(yù)定位置中的引導(dǎo)部分，可以連接到燃料包的燃料供應(yīng)孔上的燃料供應(yīng)端口，可以連接到燃料包的收集孔上并且與引導(dǎo)部分具有相對距離的收集端口，該相對距離不同于燃料供應(yīng)部分和引導(dǎo)部分之間的相對距離，以及通過使用由燃料供應(yīng)部分供應(yīng)的燃料發(fā)電的電力發(fā)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，可以密封燃料的燃料包包括向發(fā)電組件供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)孔；從發(fā)電組件中收集要被收集的物質(zhì)的收集孔；以及可以容納在發(fā)電組件的燃料包引導(dǎo)部分中的發(fā)電組件引導(dǎo)部分，其與燃料供應(yīng)孔具有相對距離，該相對距離不同于與收集孔的相對距離。
這些發(fā)明的結(jié)構(gòu)為正常地裝配用于從燃料包向發(fā)電組件輸送燃料的開口與用于例如從發(fā)電組件向燃料包輸送發(fā)電組件產(chǎn)生的產(chǎn)物和發(fā)電組件中未反應(yīng)的燃料的開口，以及錯誤地沒有裝配用于從燃料包向發(fā)電組件輸送燃料的開口與用于輸送例如從發(fā)電組件向燃料包輸送發(fā)電組件產(chǎn)生的產(chǎn)物和發(fā)電組件中未反應(yīng)的燃料的開口。因此，可以避免損壞發(fā)電組件，并且可以安全地更換燃料包。


圖1為示出作為本發(fā)明實施例的一個燃料包從發(fā)電型便攜電源上移開時狀態(tài)的平面視圖；圖2為圖1中示出的發(fā)電型便攜電源的右側(cè)視圖；圖3為燃料包的橫截面視圖；圖4為燃料包的燃料供應(yīng)部分的截面視圖；圖5為燃料包鎖定滑塊的橫截面視圖；圖6為燃料包鎖定滑塊的縱向右側(cè)截面視圖；圖7A和7B為示出燃料包容納在燃料包容納部分中時狀態(tài)的橫截面視圖；圖8為示出發(fā)電組件的主要部分和燃料包以及由發(fā)電組件驅(qū)動的設(shè)備的主要部分的簡圖；
圖9為示出發(fā)電組件外殼的內(nèi)部設(shè)置略圖的平面視圖；圖10為一部分燃料蒸發(fā)器的透視圖；圖11為一部分燃料重整器的透視圖；圖12為一部分CO去除器的透視圖；圖13為示出電力發(fā)電機(jī)設(shè)置略圖的視圖；圖14為用于說明檢測燃料包中剩余燃料數(shù)量的例子的橫截面視圖；圖15為用于說明檢測燃料包中剩余燃料數(shù)量的另一個例子的橫截面視圖；圖16A為示出當(dāng)從發(fā)電型便攜電源的側(cè)面觀察發(fā)電型便攜電源和插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦時的側(cè)視圖，圖16B為從上面示出插入了發(fā)電型便攜電源的設(shè)備的前視圖，以及圖16C為從側(cè)面示出插入了發(fā)電型便攜電源的設(shè)備的側(cè)視圖；圖17為示出本發(fā)明發(fā)電型便攜電源的外觀和筆記本個人電腦的視圖；圖18A示出當(dāng)從發(fā)電型便攜電源的側(cè)面觀察發(fā)電型便攜電源和插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦時的另一個側(cè)視圖，圖18B為從上面示出插入了發(fā)電型便攜電源的設(shè)備的前視圖，以及圖18C為從側(cè)面示出插入了發(fā)電型便攜電源的設(shè)備的側(cè)視圖；圖19A和19B為示出燃料供應(yīng)部分和燃料包容納部分的副產(chǎn)物收集部分的尺寸、以及燃料供應(yīng)孔24和燃料包的副產(chǎn)物收集孔25的尺寸的前視圖；圖20A和20B分別為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃料包容納部分和燃料包的前視圖；圖21A和21B分別為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃料包容納部分和燃料包的前視圖；
圖22A和22B分別為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃料包容納部分和燃料包的前視圖；圖23A和23B分別為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃料包容納部分和燃料包的前視圖；圖24A和24B分別為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃料包容納部分和燃料包的前視圖；圖25A和25B為示出根據(jù)另一個實施例的燃料包容納在燃料包容納部分中時部分狀態(tài)的橫截面視圖。
實施本發(fā)明的最佳方式圖1為示出作為本發(fā)明實施例的一個燃料包從發(fā)電型便攜電源上移開時狀態(tài)的平面圖。圖2為該燃料包和電源的右側(cè)視圖。在這個發(fā)電型便攜電源中，兩個燃料包21與一個發(fā)電組件1連接，使得這兩個燃料包21彼此可單獨地拆卸。
雖然下面要描述細(xì)節(jié)，但是發(fā)電組件1包括燃料重整型聚合物電解質(zhì)燃料電池，該重整型聚合物電解質(zhì)燃料電池是向外部裝置供電的電源。發(fā)電組件1中的控制器55(圖8)通過使用由燃料包21提供的發(fā)電燃料(例如，燃料至少為含氫液體燃料、液化燃料以及氣體燃料，并且含有水)，發(fā)電。如果一個燃料包21中剩余的發(fā)電燃料數(shù)量不足以發(fā)電，那么控制器55就自動地轉(zhuǎn)換燃料包，使得不是從這個燃料包21而是從另一個燃料包21中供應(yīng)發(fā)電燃料。
發(fā)電組件1具有樹脂或金屬外殼2。當(dāng)從上方觀察時，外殼2基本類似棒型，并且當(dāng)從側(cè)面觀察時，基本為半圓形。在中間突出部分3和兩個端部突出部分4之間形成燃料包容納部分5，其中中間突出部分3形成在中心部分，兩個端部突出部分4形成在兩個端部。在外殼2側(cè)面的預(yù)定部分上，其中該側(cè)面遠(yuǎn)離形成有燃料包容納部分5的側(cè)面，形成連接到便攜裝置101如圖17中示出的筆記本個人電腦上的連接器17的正極端子6和負(fù)極端子7。
在外殼2中間突出部分3的上部表面的左部分和右部分中形成的每個矩形開口8中，放置有燃料包鎖定滑塊9的操作突起9a，其中形成的燃料包鎖定滑塊9可以在開口8中移動至左部分和右部分。以外殼2中間突出部分3為基礎(chǔ)的上部表面上每個開口8的附近形成剩余燃料數(shù)量指示器燈10。下面將說明燃料包鎖定滑塊9和剩余燃料數(shù)量指示器燈10的詳細(xì)情況。
在外殼2上部表面中兩個剩余燃料數(shù)量指示器燈10之間，形成與燃料包容納部分5一一對應(yīng)的狹長切口11，用于吸入含有將中毒的一氧化碳氧化成二氧化碳所需的氧氣的空氣，其中一氧化碳是在下面將要描述的燃料重整過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物。在外殼2上部表面的預(yù)定部分中中間突出部分3和兩個端部突出部分4之間，間隔地形成用于兩個燃料包容納部分5的多個狹長切口12，其中狹長切口12用于吸入含有下面將要描述的發(fā)電所必須的氧氣的空氣。而且，間隔地形成與二個用于燃料包容納部分5的狹長切口12排成一行的多個狹長切口80，用于排除在燃料重整過程中產(chǎn)生的二氧化碳。
下面將要描述燃料包21的外部設(shè)置。燃料包21具有由透明的聚合物樹脂制成的中空半圓柱形外殼22。在外殼22兩個側(cè)面的預(yù)定部分中形成引導(dǎo)凹槽23。在外殼22的扁平后部表面中形成副產(chǎn)物供應(yīng)孔25。在圖1中示出的燃料包21的左側(cè)和右側(cè)表面中，如圖2(其示出右側(cè)的一個)中所示形成一個接合孔26。下面將要說明燃料包21的內(nèi)部設(shè)置。
在每個燃料包容納部分5中，在中間突出部分3和端部突出部分4的那些表面的預(yù)定部分中，形成與燃料包21的引導(dǎo)凹槽23一一對應(yīng)的引導(dǎo)突起或肋13，其中引導(dǎo)突起或肋13與燃料包21的引導(dǎo)凹槽23彼此相對。而且，在每個燃料包容納部分5中，在外殼2兩側(cè)的預(yù)定部分中在中間突出部分3和端部突出部分4之間，形成分別與燃料包21的燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25一一對應(yīng)的燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15。
兩個燃料包21具有基本相同的結(jié)構(gòu)。在外殼2的兩個燃料包容納部分5的每一個中，燃料供應(yīng)端口14設(shè)置在左側(cè)，并且副產(chǎn)物端口15設(shè)置在右側(cè)。因此，可以將每個燃料包21容納在左側(cè)或右側(cè)燃料包容納部分5中。此外，燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15的裝配形狀不同，并且燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25的裝配形狀也不同。因此，就不可能錯誤地將燃料供應(yīng)孔24安裝在副產(chǎn)物收集端口15上，并且不可能錯誤地將副產(chǎn)物收集孔25安裝在燃料供應(yīng)端口14上。如上所述，燃料包21是相同類型的，并且兩個燃料包容納部分5在燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15之間具有同樣的位置關(guān)系。因此，使用者無需記住用于左側(cè)和右側(cè)燃料包容納部分5的不同容納方式，并且不會錯誤地顛倒地容納燃料包21。在外殼2預(yù)定部分中在每個燃料供應(yīng)端口14附近，形成開關(guān)16，用于檢測燃料包21容納在燃料包容納部分5中。當(dāng)燃料包21容納在燃料包容納部分5時，燃料包21按壓開關(guān)16時，開關(guān)16就被壓扁，從而通知控制器55燃料包21容納在燃料包容納部分5中，當(dāng)燃料包21從燃料包容納部分5中移開時，內(nèi)部彈簧等的恢復(fù)力使得開關(guān)16恢復(fù)到它初始的位置，從而通知控制器55燃料包21從燃料包容納部分5中移開。開關(guān)16具有這樣的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖3為初始狀態(tài)時燃料包21的橫截面視圖。在外殼22中，密封了例如由甲醇水溶液組成的發(fā)電燃料111。此后將密封燃料111的這個部分稱之為燃料密封部分27。在外殼22中，由透明柔韌的聚合物樹脂制得的副產(chǎn)物收集單元28連接到副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)側(cè)。雖然沒有示出，但是副產(chǎn)物收集單元28中密封了一定量的例如紅色染料。如下面所述，為了可以進(jìn)行燃料密封部分27中燃料111剩余數(shù)量的外部光學(xué)檢測，外殼22和副產(chǎn)物收集單元28是透明的。
如圖4中所示，燃料供應(yīng)孔24具有例如止回閥結(jié)構(gòu)，其中彈性可變形的可變閥24b連接到圓筒24a的末梢端上。當(dāng)燃料包21沒有容納在發(fā)電組件1的燃料包容納部分5中時，可變閥24b的彈性恢復(fù)力和密封在外殼22中燃料111的內(nèi)部壓力使燃料供應(yīng)孔24關(guān)閉，其中密封在外殼22中的燃料111的內(nèi)部壓力大于大氣壓力。副產(chǎn)物收集孔25也具有與燃料供應(yīng)孔24相似的但形狀不同的止回閥結(jié)構(gòu)，例如也具有圓筒和可變閥。
圖5為圖1右側(cè)中燃料包鎖定滑塊9的橫截面視圖，示出了燃料包21容納在發(fā)電組件1的燃料包容納部分5中并且自動地鎖定以至于不會從發(fā)電組件1上移開的狀態(tài)。圖6為處于自動鎖定狀態(tài)中相同部分的縱向截面視圖(沿縱向方向的橫截面視圖)。燃料包鎖定滑塊9具有暴露于中間突出部分3上部表面的操作突起9a，并且在中間突出部分3的內(nèi)側(cè)具有滑塊主體31。在滑塊主體31的該側(cè)面上形成具有傾斜端面32a的接合突起32，該接合突起32作為燃料包容納部分5的一個側(cè)面部分面向支撐部分35。在滑塊主體31的另一個側(cè)面上形成軸33。軸33的末端部分水平移動地插入到在中間突出部分3的軸支撐部分30中形成的通孔29中。
當(dāng)燃料包21容納在發(fā)電組件1的燃料包容納部分5中時，燃料包21按壓開關(guān)16，因此控制器55檢測到燃料包21正常地容納在燃料包容納部分5，并且確定可以由燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46(下面將要描述)重整燃料111。如果控制器55確定包括燃料電池的電力發(fā)電機(jī)50發(fā)電是必須的，因為充電器51的充電量小，那么控制器55控制，致使左側(cè)上在滑塊主體31和軸支撐部分30之間纏繞軸33的彈簧的力使燃料包鎖定滑塊9偏向右側(cè)，因此使得滑塊主體31接觸支撐部分35，并且還命令燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46重整燃料111。在這種狀態(tài)中，接合突起32的傾斜端面32a伸入到支撐部分35外側(cè)的燃料包容納部分5中。接合突起32鉤住燃料包21的一個接合孔26，從而將燃料包21固定到發(fā)電組件1的燃料包容納部分5上。
在滑塊主體31的下部表面中形成接合孔34，并且在這個下部表面的下面放置電磁螺線管38。電磁螺線管38具有圓柱形軸39、柱塞40和支撐部分65，其中柱塞40覆蓋軸39中心部分的圓周表面并且包括永磁體和電磁力線圈，支撐部分65支撐柱塞40并且使軸39借助線性的球軸承66沿縱向平滑地移動。當(dāng)發(fā)電組件1中的控制器55控制柱塞中的電磁力線圈時，其中控制器55如下面將要描述的那樣檢測自動鎖定狀態(tài)，電磁螺線管38的軸39的末梢端部分放置在外殼2的預(yù)定部分中，該末梢部分沿著與接合突起32滑動方向(橫向方向)垂直的方向移動并且進(jìn)入燃料包鎖定滑塊9的接合孔34中，因此固定燃料包鎖定滑塊9以阻止它沿著橫向方向滑動。如果燃料包21沒有容納在燃料包容納部分5中，那么發(fā)電組件1中的控制器55檢測到這個狀態(tài)，并且電磁螺線管38的軸39的末梢端部分離開燃料包鎖定滑塊9的接合孔34，從而使燃料包鎖定滑塊9自由地滑動。
作為一個例子，下面將說明右側(cè)燃料包21將要容納在發(fā)電組件1的右側(cè)燃料包容納部分5中時的情況。在初始狀態(tài)中，燃料包21沒有容納在燃料包容納部分5中，例如，在燃料包21沒有按壓開關(guān)16時的狀態(tài)中，控制器55已經(jīng)將電磁螺線管38的軸39的末梢端部分移到燃料包鎖定滑塊9的接合孔34外部。因此，燃料包鎖定滑塊9可以自由地滑動。此后，當(dāng)通過沿著引導(dǎo)突起13的方向引導(dǎo)燃料包21的引導(dǎo)凹槽23，將燃料包21容納在燃料包容納部分5中時，燃料包21的左側(cè)表面推動燃料包鎖定滑塊9的接合突起32的傾斜端面32a，從而反抗線圈彈簧37的力，將燃料包鎖定滑塊9移向左側(cè)，從而使燃料包21容納在燃料包容納部分5中。
當(dāng)燃料包21容納在燃料包容納部分5中時，線圈彈簧37使得燃料包鎖定滑塊9偏向右側(cè)，并且將接合突起32的傾斜端面32a插入到一個預(yù)定的燃料包21接合孔26中。在這種狀態(tài)中，從而，將燃料包21鎖定在燃料包容納部分5中的容納位置中。
當(dāng)燃料包21這樣正常地容納在燃料包容納部分5中時，控制器55檢測到燃料包21推動開關(guān)16，并且確定可以由燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46重整燃料111。如果控制器55確定包括燃料電池的電力發(fā)電機(jī)50發(fā)電是必須的，因為充電器51的充電量小，那么電磁螺線管38的軸39就插入到燃料包鎖定滑塊9的接合孔34中。因此，在容納燃料包21的一側(cè)上，通過通孔36燃料包鎖定滑塊9的接合突起32與燃料包21的一個接合孔26嚙合，并且將燃料包鎖定滑塊9鎖定，使得在將燃料包21固定到發(fā)電組件1的燃料包容納部分5上時不會滑動。此后，燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46開始重整燃料111。
上述描述的自鎖控制是關(guān)于右側(cè)燃料包容納部分5的說明。然而，發(fā)電組件1的左側(cè)燃料包容納部分5當(dāng)然包括獲得相同功能和操作的機(jī)械裝置。而且，左側(cè)的燃料包鎖定滑塊9、操作突起9a和相關(guān)邊緣的鎖定機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)是圖5中示出的右側(cè)這些的鏡像。
為了避免在從重整操作到發(fā)電操作期間錯誤地移動燃料包21，例如，當(dāng)燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45、CO去除器46和電力發(fā)電機(jī)50中的至少一個工作時，或當(dāng)發(fā)電燃料111由燃料包21供應(yīng)到發(fā)電組件1中時，如上所述在鎖定燃料包21的位置上電磁螺線管38將燃料包鎖定滑塊9鎖定，從而避免了非正常地停止發(fā)電操作這樣的意外事故。
圖7A示出了燃料包21容納在燃料包容納部分5中，當(dāng)圓柱形燃料供應(yīng)端口14插入到燃料供應(yīng)孔24的圓柱形構(gòu)件24a中時的縱向截面和橫截面(沿著橫向方向切的截面)。圖7B示出燃料包21容納在燃料包容納部分5中，當(dāng)具有矩形縱向截面外形的管狀副產(chǎn)物收集端口15插入到具有矩形縱向截面內(nèi)部形狀的副產(chǎn)物收集孔25的管構(gòu)件25a中時的縱向截面和橫截面(沿著橫向方向切的截面)。在這種情況中，末梢部分燃料供應(yīng)孔24的可變閥24b被燃料供應(yīng)端口14按壓并且有彈性地變形，這使得燃料供應(yīng)端口14與燃料密封部分連通。同樣地，副產(chǎn)物收集孔25的可變閥25b被副產(chǎn)物收集端口15按壓并且有彈性地變形，并且這使得副產(chǎn)物收集端口15與副產(chǎn)物收集部分28連通。
圓柱形構(gòu)件24a的縱向截面內(nèi)部形狀不同于副產(chǎn)物收集端口15的縱向截面外部相狀，并且管構(gòu)件25a的縱向截面內(nèi)部形狀不同于燃料供應(yīng)端口14的縱向截面外部形狀。由于燃料供應(yīng)端口14的縱向截面外部形狀的直徑D大于管構(gòu)件25a的縱向截面內(nèi)部形狀的高度H，所以燃料供應(yīng)端口14不能插入到管構(gòu)件25a中。由于副產(chǎn)物收集端口15的縱向截面外部相狀的寬度W大于圓柱形構(gòu)件24a的縱向截面內(nèi)部形狀的直徑D，所以副產(chǎn)物收集端口15不能插入到圓柱形構(gòu)件24a中。因此，不可能錯誤地將燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25分別安裝在副產(chǎn)物收集端口15和燃料供應(yīng)端口14上。
如上所述，燃料包21的燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15具有不同的形狀，并且與燃料包21相對應(yīng)，燃料供應(yīng)孔24的圓柱構(gòu)件24a的形狀和副產(chǎn)物收集孔25的管構(gòu)件25a的形狀也彼此不同。這就可能避免燃料包21在上部向下插入。
下面將說明剩余燃料數(shù)量指示器燈10。參考圖1，右側(cè)剩余燃料數(shù)量指示器燈10與容納在右側(cè)燃料包容納部分5中的燃料包21相對應(yīng)，并且左側(cè)剩余燃料數(shù)量指示器燈10與容納在左側(cè)燃料包容納部分5中的燃料包21相對應(yīng)。
當(dāng)燃料包21沒有容納在燃料包容納部分5中時，即當(dāng)開關(guān)16沒有被推壓到與燃料包21時，每個剩余燃料數(shù)量指示器燈關(guān)閉。當(dāng)容納在燃料包容納部分5中的燃料包21的燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量足以發(fā)電時，剩余燃料數(shù)量指示器燈發(fā)出綠光，并且當(dāng)容納在燃料包容納部分5中的燃料包21燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量不足以發(fā)電時，剩余燃料數(shù)量指示器燈發(fā)出紅光。發(fā)電組件1也可以具有將這個剩余燃料數(shù)量數(shù)值輸出給裝置101的功能，其中裝置101由發(fā)電組件1產(chǎn)生的電力來運行。當(dāng)是這種情況時，除了正極端子6和負(fù)極端子7之外，發(fā)電組件1還裝備有用于向裝置101輸出剩余燃料數(shù)量數(shù)值的端子，并且裝置101裝備有用于指示每個燃料包21的剩余燃料數(shù)量的指示器。這使得運行裝置101的操作者在不用檢查發(fā)電組件1的剩余燃料數(shù)量指示器燈10的情況下，就可以確認(rèn)燃料包21的更換時間。剩余燃料數(shù)量數(shù)據(jù)可以是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，指示燃料包21燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量是否足以發(fā)電。也可以把這個剩余數(shù)量數(shù)據(jù)分成多個級別，如75％或更多、50％(包含50％)到75％(不包含75％)、等于或大于發(fā)電所必需的數(shù)量并且少于50％、和少于發(fā)電所必需的數(shù)量。由于裝置101根據(jù)這個數(shù)值精細(xì)地指示剩余數(shù)量，因此操作者在容易地預(yù)測燃料包21的更換時間的同時，還可以運行裝置101。下面將描述容納在燃料包容納部分5中的燃料包21的燃料密封部分27中的燃料剩余數(shù)量的檢測。
圖8為示出發(fā)電組件1的主要部分、燃料包21和由發(fā)電組件1驅(qū)動的裝置101如筆記本個人電腦的主要組件的簡圖。圖8僅示出了每對組件中的一個如燃料包21。裝置101包括控制器102和由控制器102控制的負(fù)載103。
圖9為示出發(fā)電組件1外殼2的內(nèi)部設(shè)置略圖的平面視圖。首先，下面將要描述外殼2的中心部分和它的附近。借助流動通道41，每個燃料供應(yīng)端口14連接到微型泵(燃料流動控制器)42的入口上。微型泵42的出口通過流動通道43連接到燃料蒸發(fā)器44上，其中燃料蒸發(fā)器44是稱之為微型化學(xué)反應(yīng)器的小反應(yīng)器?？刂破?5運行兩個微型泵42中的一個，從而僅從一個燃料包21中供應(yīng)燃料111。在控制器55的控制下，通過使用薄膜加熱器63(將在下面描述)，燃料蒸發(fā)器44加熱并且蒸發(fā)燃料包21供應(yīng)的由乙醇水溶液組成的燃料111。
燃料蒸發(fā)器44的出口連接到燃料重整器45的入口上，其中燃料重整器45是微型化學(xué)反應(yīng)器。燃料重整器45對由燃料蒸發(fā)器44供應(yīng)的蒸發(fā)過的燃料進(jìn)行重整并且產(chǎn)生氫氣、副產(chǎn)物二氧化碳和微量一氧化碳。
燃料重整器45的出口連接到CO(一氧化碳)去除器46的入口上，其中CO去除器46是微型化學(xué)反應(yīng)器。CO去除器作為微型化學(xué)反應(yīng)器使由燃料重整器45供應(yīng)的包含在氫氣中的一氧化碳與發(fā)電組件1外部的大氣中的氧氣反應(yīng)，從而產(chǎn)生二氧化碳，其中大氣中的氧氣是微型泵60通過狹長切口吸入的。
通過流動通道47，CO去除器46的出口連接到兩個微型泵48的入口上。通過流動通道49，每個微型泵48的出口連接到電力發(fā)電機(jī)50的入口上。根據(jù)充電器51充電量，控制器55運行一個或兩個微型泵48，從而開始電力發(fā)電機(jī)的發(fā)電。在部分外殼2內(nèi)側(cè)與燃料包容納部分5相對應(yīng)的部分形成每個電力發(fā)電機(jī)50。電力發(fā)電機(jī)50接收由CO去除器46供應(yīng)的氫氣、通過使用這個氫氣和借助狹長切口12吸入的氧氣來發(fā)電、將產(chǎn)生的電力提供給充電器51、以及將產(chǎn)生的水排到空間87中。下面將描述實際結(jié)構(gòu)。
空間87連接到流動通道52上，流動通道52與微型泵53連接，并且流動通道53的下端連接到微型泵53的入口上。通過流動通道59，微型泵的出口連接到副產(chǎn)物收集端口15上。因此，燃料包21容納在燃料包容納部分5中時，通過副產(chǎn)物收集端口15和副產(chǎn)物收集孔25，微型泵53的出口連接到副產(chǎn)物收集部分28上。當(dāng)右側(cè)燃料包容納部分5的開關(guān)16沒有被按壓時，例如，當(dāng)燃料包21沒有容納在右側(cè)燃料容納部分5中時，控制器55停止右側(cè)微型泵42的運行。當(dāng)左側(cè)燃料包容納部分5的開關(guān)16沒有被按壓時，例如，當(dāng)燃料包21沒有容納在左側(cè)燃料容納部分5中時，控制器55停止左側(cè)微型泵42的運行。
在控制器55的控制下，微型泵90將由狹長切口12供應(yīng)的氧氣流入空間87中。
在外殼2中心部分的內(nèi)部形成充電器51。充電器51具有二次電池如電容器，其通過接收由電力發(fā)電機(jī)50產(chǎn)生的電力供應(yīng)進(jìn)行充電。充電器51將充入的電力提供給次充電器54，并且提供給裝置101的負(fù)載103和控制器102。
在外殼2中心部分的內(nèi)部形成次充電器54。次充電器54具有二次電池如電容器，其通過接收由充電器51或電力發(fā)電機(jī)50提供的電力供應(yīng)進(jìn)行充電。次充電器54向微型泵42、48和53、微型泵60、70和90、控制器55、溫度控制器56、發(fā)光部件57和剩余燃料數(shù)量指示器燈10輸出必需的電力。
在外殼2中心部分的內(nèi)部形成控制器55?？刂破?5控制發(fā)電組件1中所有的驅(qū)動操作。在外殼2中心部分的內(nèi)部形成溫度控制器56。溫度控制器56控制燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46，使得它們的溫度為適當(dāng)?shù)臏囟?，并且有時控制電力發(fā)電機(jī)50的溫度。
在左端突出部分4的暴露于燃料包容納部分5的表面上和在外殼2右側(cè)中間突出部分3的暴露于燃料包容納部分5的表面上形成發(fā)光部分57。在中間突出部分3左側(cè)的暴露于燃料包容納部分5的表面上和右端突出部分4的暴露于燃料包容納部分5的表面上形成光傳感器58，光傳感器58對著發(fā)光部分57。如下面將描述的，發(fā)光部分57和光傳感器58從燃料包21的外部，光學(xué)地檢測容納在燃料包容部分5中的燃料包21燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量。
下面將要描述這個發(fā)電型便攜電源的發(fā)電操作。假設(shè)，如上所述，燃料包21容納在發(fā)電組件1的兩個燃料包容納部分5中并且由燃料包鎖定滑塊9鎖定，電磁螺線管38鎖定燃料包鎖定滑塊9。因此，燃料包21推動并打開開關(guān)16。
當(dāng)開關(guān)16打開時，控制器55則確定燃料包21容納在然包容納部分5中，并且接收來自發(fā)光部分57和光傳感器58的傳感信號。為了僅由兩個燃料包21中的一個供應(yīng)燃料111，其中發(fā)現(xiàn)它的剩余燃料數(shù)量小于另一個的剩余燃料數(shù)量并且仍然足以發(fā)電，控制器55輸出用于向微型泵42提供驅(qū)動電力的命令信號，其中微型泵42與具有較少數(shù)量燃料111的燃料包21連通，和輸出用于不向微型泵42提供驅(qū)動電力的命令信號，其中微型泵42與具有較大數(shù)量燃料111的燃料包21連通。
從而，驅(qū)動與具有較少數(shù)量燃料111的燃料包21連通的微型泵42向燃料蒸發(fā)器44供應(yīng)容納在具有較少數(shù)量燃料111的燃料包21的燃料密封部分27中的甲醇水溶液。下面將參考圖10說明燃料蒸發(fā)器44的實際結(jié)構(gòu)。燃料蒸發(fā)器44具有由例如硅、玻璃或鋁合金制得的基板61且該基板61具有形成有折線形溝槽的表面，薄膜加熱器63和形成在基板61另一個表面上的用于在施加電壓時產(chǎn)生熱量的加熱器配線(未示出)以及由玻璃板等制得并且通過覆蓋基板61一個表面上的溝槽而形成流動通道62的基板67。在基板61與流動通道62的一個端部相對應(yīng)的部分中形成入口64。在基板67與流動通道62的另一個端部相對應(yīng)的部分中形成出口68。
下面將參考圖11描述燃料重整器45的實際結(jié)構(gòu)。燃料重整器45具有由例如硅、玻璃或鋁合金制得的基板71且該基板71具有形成有折線形溝槽的表面、薄膜加熱器73和形成在基板71另一個表面上的用于在施加電壓時產(chǎn)生熱量的加熱器配線(未示出)以及由玻璃板等制得并且通過覆蓋基板71一個表面上的溝槽而形成流動通道72的基板75。在基板71與流動通道72的一個端部相對應(yīng)的部分中形成入口74。在基板75與流動通道72的另一個端部相對應(yīng)的部分中形成出口76。此外，催化劑(未示出)如Cu/ZnO/Al2O3粘附在流動通道72的內(nèi)壁表面上。
下面將參考圖12描述CO去除器46的實際結(jié)構(gòu)。CO去除器46具有由例如硅、玻璃或鋁合金制得的基板81且該基板81具有形成有折線形溝槽的表面、薄膜加熱器83和形成在基板81另一個表面上的用于在施加電壓時產(chǎn)生熱量的加熱器配線(未示出)以及由玻璃板等制得并且通過覆蓋基板81一個表面上的溝槽而形成流動通道82的基板85。在基板81與流動通道82的一個端部相對應(yīng)的部分中形成入口84。在基板85與流動通道82的另一個端部相對應(yīng)的部分中形成出口86。此外，催化劑(未示出)如Pt/Al2O3粘附在流動通道82的內(nèi)壁表面上。
燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46的每個流動通道62、72和82的長度分別優(yōu)選為3cm(包含3cm)-20cm(包含20cm)。每個流動通道62、72和82的寬度和深度大約為100-1000μm。
根據(jù)來自控制器55的命令信號，溫度控制器56向燃料蒸發(fā)器44的薄膜加熱器63提供預(yù)定電力，從而加熱薄膜加熱器63。根據(jù)來自控制器55的命令信號，從燃料密封部分27中將液體狀態(tài)的預(yù)定數(shù)量燃料111(甲醇水溶液)提供給燃料蒸發(fā)器44的入口64。薄膜加熱器63產(chǎn)生熱量(大約120℃)并且蒸發(fā)提供到流動通道62中的甲醇水溶液。借助流動通道62的內(nèi)部壓力，蒸發(fā)過的流體從入口64流到出口68，并且到達(dá)燃料重整器45的入口74。
在燃料重整器45中，根據(jù)來自控制器55的命令信號，將薄膜加熱器73加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?大約250-320℃)。在流動通道72中，當(dāng)?shù)竭_(dá)燃料重整器45入口76的甲醇和水被薄膜加熱器73加熱時，甲醇和水發(fā)生如式(1)所示的吸熱反應(yīng)....(1)從而產(chǎn)生氫氣和副產(chǎn)物二氧化碳。這個反應(yīng)還產(chǎn)生了微量的一氧化碳。
在反應(yīng)的初始階段，上式(1)左側(cè)的水(H2O)可能是燃料包21的燃料密封部分27中燃料111包含的水。然而，當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50進(jìn)行發(fā)電時，就可以收集并且向燃料重整器45提供產(chǎn)生的水112。通過增加燃料密封部分27中密封的燃料111的含氫液體燃料、液化燃料或汽化燃料如甲醇的密封比率，增加燃料密封部分27中每單位體積中式(1)的反應(yīng)數(shù)量。這樣就可以更長時間地供電。在電力發(fā)電機(jī)50發(fā)電期間，在式(1)左側(cè)水的來源可以是電力發(fā)電機(jī)50和燃料密封部分27，或者僅僅是燃料密封部分27?？蛇x擇的是，也可以在反應(yīng)初始階段使用水，并且當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50中產(chǎn)生水112時，轉(zhuǎn)換到電力發(fā)電機(jī)50中產(chǎn)生的水。值得注意的是，燃料重整器45中有時產(chǎn)生一氧化碳，雖然是微量的。
在蒸發(fā)階段，產(chǎn)生的氫氣、副產(chǎn)物二氧化碳和一氧化碳從出口74流到CO去除器46的入口84。由于根據(jù)來自控制器55的命令信號，溫度控制器56給薄膜燃料加熱器83提供預(yù)定的電力，所以薄膜加熱器83產(chǎn)生熱量(大約120-220℃)。結(jié)果，提供到流動通道82中的氫氣、一氧化碳和水中，一氧化碳和水反應(yīng)發(fā)生如式(2)所示的產(chǎn)生氫氣和二氧化碳的水溶性轉(zhuǎn)移反應(yīng)....(2)在反應(yīng)的初始階段，在上式(2)左側(cè)的水(H2O)可以是燃料包21的燃料密封部分27中燃料111包含的水。然而，當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50進(jìn)行發(fā)電時，就可以收集并且向燃料重整器45提供產(chǎn)生的水112。在電力發(fā)電機(jī)50發(fā)電期間，在式(2)左側(cè)的水的來源可以是電力發(fā)電機(jī)50和燃料密封部分27，或者僅僅是燃料密封部分27?？蛇x擇的是，也可以在反應(yīng)初始階段使用水，并且當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50中產(chǎn)生水112時，轉(zhuǎn)換成電力發(fā)電機(jī)50中產(chǎn)生的水。
最后到達(dá)CO去除器46出口84的流體主要包括氫氣和二氧化碳。如果到達(dá)出口48的流體中包含非常微量的一氧化碳，那么這個殘剩的一氧化碳就可以與借助微型泵60通過狹長切口11從發(fā)電組件1外部吸入的氧氣接觸，并且可以通過發(fā)生如式(3)所示的產(chǎn)生二氧化碳的選擇性氧化反應(yīng)被可靠地排除....(3)上述系列反應(yīng)之后的產(chǎn)物由氫氣和二氧化碳組成(在某些情況下含有微量水)。根據(jù)來自控制器55的命令信號，通過驅(qū)動微型泵48將這個流體混合物提供給電力發(fā)電機(jī)50，其中微型泵48通過接收次充電器54提供的電力來工作。
下面將參考圖13描述電力發(fā)電機(jī)50的實際結(jié)構(gòu)。電力發(fā)電機(jī)50是公知的聚合物電解質(zhì)燃料電池。也就是說，電力發(fā)電機(jī)50包括燃料電極91、氧氣電極92和夾在燃料電極91和氧氣電極92之間的離子導(dǎo)電膜93，其中燃料電極91由粘附有催化劑如Pt/C的碳電極組成，氧氣電極92由粘附有催化劑如Pt/Ru/C的碳電極組成。電力發(fā)電機(jī)50給在燃料電極91和氧氣電極92之間形成的負(fù)載94供電。負(fù)載94也可以是圖8中示出的充電器51或裝置101的負(fù)載103。
在這個結(jié)構(gòu)中，在燃料電極91的外部形成空間95。將來自CO去除器46的氫氣和二氧化碳供應(yīng)到空間95中。而且，在氧氣電極92的外部形成空間或流動通道52。將從狹長切口12中吸入的氧氣供應(yīng)到流動通道52中。
在燃料電極91的側(cè)面上，電子(e-)從氫中脫離出來，從而產(chǎn)生氫離子(質(zhì)子，H+)，其中氫離子通過離子導(dǎo)電膜93遷移到氧氣電極92上，并且燃料電極91分離出電子(e-)并且將電子(e-)提供給負(fù)載94，如式(4)所示....(4)在氧氣電極92的側(cè)面上，借助負(fù)載94提供的電子(e-)、通過離子導(dǎo)電膜63的氫離子(H+)和氧氣相互反應(yīng)產(chǎn)生可副產(chǎn)物水112，如式(5)所述....(5)在大約室溫到大約80℃的相對低溫度的環(huán)境中進(jìn)行上述系列的電化學(xué)反應(yīng)(式(4)和(5))。除了電力之外，副產(chǎn)物基本上僅是水112。如上述式(4)和(5)所示，通過上述電化學(xué)反應(yīng)直接或間接供應(yīng)給負(fù)載94的電力(電壓·電流)取決于供應(yīng)給電力發(fā)電機(jī)50的燃料電極91的氫氣數(shù)量。
因此，控制器55控制微型泵42的驅(qū)動，從而將可以生成氫氣的燃料111供應(yīng)給電力發(fā)電機(jī)50，其中燃料111的供應(yīng)數(shù)量為產(chǎn)生并且輸出預(yù)定電力所需要的數(shù)量，并且還控制微型泵42的驅(qū)動，從而將產(chǎn)生的氫氣供應(yīng)給電力發(fā)電機(jī)50。值得注意的是，為了促進(jìn)式(4)和(5)的反應(yīng)，溫度控制器56還可以將電力發(fā)電機(jī)50設(shè)置到預(yù)定溫度。在空間95中，當(dāng)進(jìn)行發(fā)電和氫氣通過離子導(dǎo)電膜93時，內(nèi)部二氧化碳的濃度升高。當(dāng)這個氫氣的濃度達(dá)到即使空間95中的氫氣耗盡也不會發(fā)生爆炸的濃度時，微型泵70將空間95中的空氣從狹長切口中排出。
將電力發(fā)電機(jī)50產(chǎn)生的電力供應(yīng)給發(fā)電組件1中的充電器51并且給充電器51充電。需要時，充電器51將充入的電力供應(yīng)給負(fù)載103和裝置101的控制器102。還可以將電力發(fā)電機(jī)50產(chǎn)生的電力直接地供應(yīng)給負(fù)載103和裝置101的控制器102。
根據(jù)來自控制器55的命令信號，微型泵53將電力發(fā)電機(jī)50在空間87中生成的副產(chǎn)物水102收集到燃料包21的副產(chǎn)物收集袋28中，其中微型泵53是通過接收次充電器54供應(yīng)的電力來運行的。當(dāng)將至少一部分電力發(fā)電機(jī)50生成的水112供應(yīng)給上述燃料重整器45時，可以減少最初密封在燃料包21的燃料密封部分27中的水的數(shù)量。而且，可以減少收集在副產(chǎn)物收集袋28中的水112的數(shù)量。
當(dāng)上述發(fā)電操作進(jìn)行到一定程度時，如圖14所示，根據(jù)發(fā)電操作中消耗的燃料111數(shù)量，燃料密封部分27的體積減少。因此，收集在燃料包21的副產(chǎn)物收集袋28中水112的數(shù)量增加。這增加了副產(chǎn)物收集袋28的體積。
在發(fā)電操作期間，控制器55不斷地監(jiān)控燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量。下面將說明這個剩余燃料數(shù)量監(jiān)控。如圖14中箭頭所示，發(fā)光部分57發(fā)出的光通過透明外殼22和副產(chǎn)物收集袋28進(jìn)入光傳感器58。
在副產(chǎn)物收集袋28中，預(yù)先密封了一定數(shù)量的例如，紅色染料。因此，當(dāng)收集在副產(chǎn)物收集袋28中水112的數(shù)量增加時，染料濃度增加，并且這增加了副產(chǎn)物收集袋28中含有染料的水的光能見度。
在發(fā)電操作期間，控制器55不斷地接收與光傳感器58接收到的光的數(shù)量相對應(yīng)的傳感信號，并且檢測與傳感信號相對應(yīng)的剩余燃料數(shù)量是否少于預(yù)先設(shè)置的剩余燃料數(shù)量數(shù)據(jù)。參考圖14，燃料密封部分27的體積大于外殼22體積的一半，因此燃料密封部分27中剩余了足以發(fā)電的燃料111。
在這種情況，因此根據(jù)來自光傳感器58的傳感信號，控制器55確定在圖1右側(cè)燃料包21的燃料密封部分27中剩余了足以發(fā)電的燃料111。因此，控制器55使得右側(cè)指示器燈10一直發(fā)出綠光，使得電磁螺線管38一直鎖定燃料包鎖定滑塊9，并且一直監(jiān)控剩余燃料數(shù)量。值得注意的是，作為控制器55監(jiān)控的初始剩余燃料數(shù)量的結(jié)果，兩個指示器燈10從開始就發(fā)出綠光。
如圖15所示，如果上述發(fā)電操作一直進(jìn)行，從而大大地減少燃料密封部分27的體積并且燃料密封部分27中不再剩余非常足以發(fā)電的燃料111，那么收集在副產(chǎn)物收集袋28中水112的數(shù)量就相當(dāng)大地增加，并且染料的濃度適當(dāng)?shù)亟档?。這相當(dāng)大地增加了副產(chǎn)物收集袋28中含有染料的水的光能見度。
因此，根據(jù)來自光傳感器58的傳感信號，控制器55確定在圖1右側(cè)燃料包21的燃料密封部分27中沒有剩余足以發(fā)電的燃料111，并且進(jìn)行燃料供應(yīng)轉(zhuǎn)換(下面將要描述)。此外，通過右側(cè)指示器燈10，控制器55將燈指示轉(zhuǎn)換到紅燈，從而提示使用者更換右側(cè)燃料包21，并且停止向右側(cè)電磁螺線管38供電。
當(dāng)停止向右側(cè)電磁螺線管38供電時，軸39的末梢端從右側(cè)燃料包鎖定滑塊9的接合孔34中脫離，因此解開右側(cè)燃料包鎖定滑快9。因此，使用者受到右側(cè)指示器燈10指示的紅光提示，通過例如操作右側(cè)燃料包鎖定滑塊9，可以用新的燃料包更換右側(cè)燃料包21。
當(dāng)這樣用新的燃料包更換右側(cè)燃料包21時，其中新的燃料包中燃料111的剩余數(shù)量等于或大于設(shè)置的剩余燃料數(shù)量數(shù)據(jù)，采用上述相同的方法，用右側(cè)燃料包鎖定滑塊9鎖定這個燃料包。當(dāng)確認(rèn)剩余燃料數(shù)量等于或大于設(shè)置的剩余燃料數(shù)量時，控制器55通過電磁螺線管38鎖定右側(cè)燃料包鎖定滑塊9，并且使得右側(cè)指示器燈10發(fā)出綠光。
當(dāng)如上所述要更換右側(cè)燃料包21時，即使使用者錯誤地試圖更換左側(cè)燃料包鎖定滑塊9時，左側(cè)燃料包鎖定滑塊9被專用電磁螺線管38鎖定，因此不能錯誤地而被移動。
下面將要描述燃料供應(yīng)轉(zhuǎn)換。如果，根據(jù)來自光傳感器58的傳感信號，控制器55確定圖1中示出的一個燃料包21的燃料密封部分27中沒有剩余足以發(fā)電的燃料111，那么在電力發(fā)電機(jī)50開始發(fā)電之前，控制器55給次充電器53輸出一個命令信號，從而僅給另一個燃料包21的微型泵42供電。而且，控制器55也給另一個燃料包21的微型泵42輸出驅(qū)動控制信號。
因此，另一個燃料包21的微型泵42開始將另一個燃料包21的燃料密封部分27中由甲醇水溶液組成的燃料111供應(yīng)給燃料蒸發(fā)器44。在這個方法中，當(dāng)一個燃料包21中不再剩余足夠的燃料111時，自動地從另一個燃料包21中供應(yīng)燃料111。這使裝置101可以被連續(xù)地使用，而不用用新的燃料包更換前一個燃料包21。
當(dāng)至少上述發(fā)電操作對充電器51充分充電時，控制器55收到來自充電器51的表示充電器51被充分充電的信號，無論是否給裝置101的負(fù)載103供電。根據(jù)這個信號，控制器55停止上述發(fā)電操作。另一方面，如果，停止發(fā)電操作時，充電器51給負(fù)載103和裝置101的控制器102供電并且充電器51充電量小于一定值，則控制器55收到來自充電器51的表示充電量小于一定值的信號，無論是否給裝置101的負(fù)載103供電。根據(jù)這個信號，控制器5重新開始發(fā)電操作。
當(dāng)停止發(fā)電操作時，控制器55停止給兩個電磁螺線管38供電并且使燃料包鎖定滑塊9可操作。因此，在停止發(fā)電時，可以移走兩個燃料包21。由于燃料包21的外殼22是透明的，因此可以在視覺上檢查燃料密封部分27中燃料111的剩余數(shù)量。
如果移動兩個燃料包21并且錯誤地將與原來的那個不同的移動過的燃料包21容納在燃料包容納部分5中，那么使用一個燃料包21并且該燃料包21沒有充滿燃料111，并且沒有使用另一個燃料包21并且充滿燃料111。在類似這種情況中，檢測兩個燃料包21中燃料111的剩余數(shù)量，并且控制器55選擇具有較少剩余數(shù)量的燃料包21，通過使用由該燃料包21供應(yīng)的燃料111發(fā)電。如果控制器55檢測兩個燃料包21都是新的并且它們含有等量的燃料，那么控制器55選擇預(yù)定的一個，例如右側(cè)燃料包21，通過使用右側(cè)燃料包21供應(yīng)的燃料111發(fā)電。
供應(yīng)給燃料重整型燃料電池的燃料被普遍地研究和揭示，電力發(fā)電機(jī)50使用該燃料，可以以相對高的能量轉(zhuǎn)換效率發(fā)電。例子是醇基液體燃料如甲醇、乙醇和丁醇、在室溫和大氣壓中蒸發(fā)的含氫液體燃料如液化的氣體如二甲基醚、異丁烷和天然氣(CNG)、和氣態(tài)燃料如氫氣。優(yōu)選使用這些流體材料。
本發(fā)明不局限于上述甲醇水溶液的蒸發(fā)和重整反應(yīng)。也就是說，優(yōu)選應(yīng)用至少在預(yù)定加熱條件下發(fā)生的任何化學(xué)反應(yīng)。此外，申請不局限于上述燃料電池，只要通過使用由化學(xué)反應(yīng)生成的預(yù)定流體材料作為發(fā)電燃料111可以發(fā)電即可。
因此，可以使用具有各種形式的電力發(fā)電機(jī)50。例子是使用由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的流體材料燃燒生成的熱能的發(fā)電(熱能轉(zhuǎn)換)、使用例如動力能轉(zhuǎn)換的發(fā)電(內(nèi)部和外部燃燒發(fā)動機(jī)如氣體燃燒輪機(jī)發(fā)動機(jī)、旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)、斯特林發(fā)動機(jī))，其中動力能轉(zhuǎn)換就是通過使用燃燒生成的壓力能旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)從而發(fā)電、通過利用例如電磁感應(yīng)原理將發(fā)電燃料的流動能或熱能轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電(例如，磁發(fā)電機(jī)-水電站-動力學(xué)和熱聲效應(yīng)發(fā)電)。
當(dāng)直接使用液化的氫或氫氣作為燃料111時，可以省略燃料蒸發(fā)器44、燃料重整器45和CO去除器46，將燃料111直接供應(yīng)給電力發(fā)電機(jī)50。
可以將發(fā)電組件1結(jié)合到筆記本個人電腦101中。圖16A為插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101的側(cè)視圖。圖16B為從上方示出插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101的前視圖。圖16C為從側(cè)面示出插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101的側(cè)視圖。
筆記本個人電腦具有位于其上部表面的鍵盤、包括母板等的主體97、位于主體97后面的電池支撐部分98、顯示器99面板如液晶顯示器、和面板支撐部分100，其中面板支撐部分100使顯示器面板99圍繞主體97自由地旋轉(zhuǎn)。發(fā)電組件1在它的兩個端部具有凹槽96，使得凹槽96安裝在引導(dǎo)突起104上，其中引導(dǎo)突起104形成在筆記本個人電腦101的電池支撐部分98上。
如圖17所示，當(dāng)滑至發(fā)電組件1的正極端子6和負(fù)極端子7插入到筆記本個人電腦101的接頭107上時，發(fā)電組件1用作發(fā)電型便攜電源，同時在發(fā)電組件1的兩個末端上凹槽96安裝在引導(dǎo)突起104上，其中引導(dǎo)突起104形成在筆記本個人電腦101的兩個電池支撐部分98的內(nèi)側(cè)。
除了在待機(jī)狀態(tài)中用內(nèi)部電池驅(qū)動筆記本個人電腦101時之外，如果需要不同于內(nèi)部電池驅(qū)動的電驅(qū)動，那么這種發(fā)電型便攜電源還可以自動地鎖定，從而不會從筆記本個人電腦101中移動。
可以將另一個發(fā)電型便攜電源結(jié)合到筆記本個人電腦101中。圖18A為當(dāng)從發(fā)電型便攜電源的側(cè)面觀察插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101時的側(cè)視圖。圖18B為從上面示出插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101的前視圖，以及圖18C為從側(cè)面示出插入了發(fā)電型便攜電源的筆記本個人電腦101的側(cè)視圖。
這個實施例中發(fā)電型便攜電源的燃料包21的外殼106與上面實施例中的外殼22相同，只是外殼106由生物可降解的聚合物制成并且外殼106的尺寸小于燃料包容納部分5，其中生物可降解的聚合物由分解因子如細(xì)菌自然地分解。
形成保護(hù)殼105，用于當(dāng)外殼106容納在燃料包容納部分5中之后使用外殼106時，避免由外部原因引起的外殼106分解，從而避免燃料111的泄漏，其中保護(hù)殼105由不同于可生物降解聚合物的材料制成并且安裝在發(fā)電組件1上以緊密地覆蓋外殼106。當(dāng)保護(hù)殼105為透明時，可以用固定到發(fā)電組件1上的保護(hù)殼容易地檢查是否設(shè)置了燃料包21(外殼106)。
由于外殼106如上所述由可生物降解的聚合物制成，所以即使將使用過的外殼106丟棄到土壤中，也可以降低對環(huán)境的影響。這解決了由丟棄或掩埋現(xiàn)有化學(xué)電池所引起的問題。
燃料包21的外殼106由聚合物樹脂制成。因此，為了保護(hù)沒有使用的外殼106的四周表面免于分解因子如細(xì)菌的分解，外殼106希望地由不同于可生物降解聚合物的材料制成的外殼覆蓋，并且以這個狀態(tài)投入到市場中。當(dāng)固定燃料包21時，僅需要將該外殼從燃料包21上剝離下來。
在上述每個發(fā)電組件1中，當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50沒有發(fā)電時，可以將容納在兩個燃料包容納部分5中的多個燃料包單獨地移開，并且當(dāng)電力發(fā)電機(jī)50發(fā)電時，可以將沒有供應(yīng)燃料111的燃料包21移走。即使當(dāng)僅在所容納的燃料包中的一個中密封了發(fā)電所需量的發(fā)電燃料111時，微型泵42運行使得發(fā)電組件1選擇地接收來自燃料包的發(fā)電燃料111。與沒有包含發(fā)電所需量的發(fā)電燃料111的燃料包相對應(yīng)的微型泵42并不運行提供發(fā)電燃料111。因此，可以容易地移走這個燃料包并且用密封有發(fā)電所需量的發(fā)電燃料的燃料包更換。
即使當(dāng)一個燃料包容納在多個燃料包容納部分5中時，如果容納的燃料包具有發(fā)電所需的燃料數(shù)量時，每個實施例的發(fā)電組件1可以通過選擇地接收來自這個燃料包的發(fā)電燃料111而發(fā)電。
如果在燃料包容納部分5中容納了兩個燃料包并且每個容納的燃料包中密封了發(fā)電所需量的發(fā)電燃料111，每個實施例的發(fā)電組件1比較兩個容納的燃料包中的發(fā)電燃料111的數(shù)量，并且選擇地運行微型泵42，從而僅從具有較少但足以發(fā)電的數(shù)量的燃料包中將發(fā)電燃料111供應(yīng)給發(fā)電組件1。
同樣，每個實施例的發(fā)電組件1的燃料包容納部分可以容納具有相同結(jié)構(gòu)的燃料包。由于僅需要使用一個類型的燃料包，所以無論他或她將燃料包安裝在燃料包容納部分5中時，使用者僅需要記住相同的安裝方法即可。這使得操作簡單。
而且，當(dāng)容納在多個燃料包容納部分5中的至少一個燃料包給發(fā)電組件1供應(yīng)發(fā)電燃料111時，控制器鎖定這個燃料包而使其不從發(fā)電組件中移走，并且使未鎖定的燃料包不供應(yīng)發(fā)電燃料111，因此實現(xiàn)了在安全的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行正常的發(fā)電運行。如果多個燃料包中沒有一個給發(fā)電組件1供應(yīng)發(fā)電燃111，那么所有的這些燃料包均未被鎖定，因此可以容易地被移走。
利用這種設(shè)置，在第一燃料包與第二燃料包容納在燃料包容納部分5中的情況下，當(dāng)?shù)谝蝗剂习o發(fā)電組件1供應(yīng)發(fā)電燃料111時，檢測剩余在第一燃料包中的發(fā)電燃料111的數(shù)量。如果，根據(jù)整個剩余燃料數(shù)量檢測信號，控制器確定第一燃料包中沒有剩余足以發(fā)電的發(fā)電燃料111，控制器將供應(yīng)給電力發(fā)電機(jī)50的發(fā)電燃料供應(yīng)從第一燃料包轉(zhuǎn)換到第二燃料包。在整個燃料包供應(yīng)轉(zhuǎn)換過程中，控制器解鎖第一燃料包并且鎖定未鎖定的第二燃料包。
在每個實施例中，可以將能夠容納在燃料包容納部分5中的燃料包數(shù)量設(shè)置為K(K為2或更大的整數(shù))，并且可以同時插入并且運行1到K個燃料包。即使當(dāng)容納在燃料包容納部分中的燃料包數(shù)量為1到(K-1)時，如果容納的燃料包具有足以發(fā)電的數(shù)量，則發(fā)電組件1可以選擇地從這個燃料包中接收發(fā)電燃料111。同樣，可以將發(fā)電組件設(shè)置為可以同時從兩個或更多個燃料包中接收發(fā)電燃料111。在每個實施例中，與燃料包的數(shù)量相對應(yīng)，使用兩個燃料電池作為發(fā)電型便攜電源的電力發(fā)電機(jī)50。然而，也可以僅使用一個燃料電池。如果形成三個或更多個燃料包容納部分5，燃料電池的數(shù)量既可以與燃料包容納部分5的數(shù)量相同，也可以不同。當(dāng)在發(fā)電組件1的三個或多個燃料包容納部分5中容納燃料包21時，可以同時從多個燃料包21中供應(yīng)發(fā)電燃料111，只要并不同時從所有的燃料包21中供應(yīng)燃料111即可。
在每個實施例中，發(fā)電組件1具有兩個輸出端子，例如正極端子6和負(fù)極端子7。除了正極端子6和負(fù)極端子7之外，然而，還可以形成輸入/輸出端子如溫度傳感器信號輸入/輸出端子，用于檢測發(fā)電組件中燃料蒸發(fā)器、容納重整器、CO去除器電力發(fā)電機(jī)中的至少一個的溫度，其中的每個都使用薄膜加熱器，并且用于將溫度數(shù)據(jù)傳送給裝置101、控制電路定時線端子，用于給控制器55輸出定時信號、控制電路數(shù)據(jù)線端子，用于在控制器55和裝置101之間交換所需的數(shù)據(jù)、和剩余數(shù)量數(shù)據(jù)輸出端子，用于從控制器55到裝置101輸出數(shù)據(jù)指示，例如燃料111的剩余數(shù)量。
參考圖7A和7B，圓柱形燃料支撐端口的外部直徑和燃料供應(yīng)孔24的圓柱形構(gòu)件24a的內(nèi)部直徑都為D，副產(chǎn)物收集端口15外部形狀的高度和管狀構(gòu)件25a內(nèi)部形狀的高度都是H，并且副產(chǎn)物收集端口15外部形狀的寬度和管狀構(gòu)件25a內(nèi)部形狀的寬度都是W。然而，嚴(yán)格來說，如圖19A和19B中所示，燃料供應(yīng)端口14的外部直徑為D，副產(chǎn)物收集端口15外部形狀的高度為H，副產(chǎn)物收集端口15外部形狀的寬度W，燃料供應(yīng)孔24的圓柱形構(gòu)件24a的內(nèi)部直徑為D｀(D｀略大于外部直徑D)，管狀構(gòu)件25a內(nèi)部形狀的高度是H｀(H｀略大于外部直徑H)，管狀構(gòu)件25a內(nèi)部形狀的寬度都是W｀(W｀略大于外部直徑W)。利用這種設(shè)置，燃料供應(yīng)端口14可以容易地安裝在圓柱形構(gòu)件24a上，并且副產(chǎn)物收集端口15可以安裝在管狀構(gòu)件25a上。由于燃料供應(yīng)端口14的外部直徑D大于副產(chǎn)物收集孔25的高度H｀，所以副產(chǎn)物收集孔25不能安裝在燃料供應(yīng)端口14上。同樣地，副產(chǎn)物收集端口15的寬度W大于燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部直徑D｀，所以燃料供應(yīng)孔24不能安裝在副產(chǎn)物收集端口15上。
在上述的圖7A和7B中，使用的燃料包21具有形狀不同的燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15。通過與燃料包21相對應(yīng)，使燃料供應(yīng)端口24的圓柱形構(gòu)件24a的形狀與副產(chǎn)物收集孔25的管狀構(gòu)件25a的形狀彼此不同，從而避免將燃料包21錯誤地顛倒插入。然而，也可以僅通過使燃料供應(yīng)端口14的尺寸與副產(chǎn)物收集端口15的尺寸彼此不同、和使燃料供應(yīng)孔24的管狀構(gòu)件24a的尺寸與副產(chǎn)物收集孔25的管狀構(gòu)件25a的尺寸彼此不同而獲得相同效果。也就是說，如果燃料供應(yīng)端口14、副產(chǎn)物收集端口15、燃料供應(yīng)孔24的圓柱形構(gòu)件24a和副產(chǎn)物收集孔25的縱向截面具有相同的形狀但直徑不同，至少管狀構(gòu)件24a和25a中的一個不能被容納。由于開關(guān)16不能完全被按壓，所以就不會啟動發(fā)電操作。
燃料供應(yīng)端口14和燃料供應(yīng)孔24設(shè)置在燃料包21的下部，使得燃料包21中的發(fā)熱燃料111有效地進(jìn)入到流動通道41中，并且優(yōu)選設(shè)置在當(dāng)燃料包21中的發(fā)電燃料111下降時燃料包21中的剩余數(shù)量為10％或更少這樣范圍的下部位置中。
副產(chǎn)物收集端口15和副產(chǎn)物收集孔25位于燃料包21的上面部分，使得副產(chǎn)物水有效地掉入到副產(chǎn)物收集袋中，并且優(yōu)選位于要被收集的有效流入副產(chǎn)物收集袋28中的不必要數(shù)量的50％或更多這樣范圍的上部位置中。
在每個實施例中，燃料供應(yīng)端口14的要被安裝到燃料供應(yīng)端口24上的那部分的縱向截面外部形狀和燃料供應(yīng)端口24要被安裝到燃料供應(yīng)端口14上的那部分的縱向截面內(nèi)部形狀都為圓形。然而，這些外部和內(nèi)部形狀并不局限于圓形，可以是多邊形如矩形，只要副產(chǎn)物收集孔25沒有安裝在燃料供應(yīng)端口14上并且燃料供應(yīng)孔24沒有安裝在副產(chǎn)物收集端口15上即可。同樣地，在每個實施例中，副產(chǎn)物收集端口15要被安裝到副產(chǎn)物收集孔25上的那部分的縱向截面外部形狀和副產(chǎn)物收集孔25要被安裝到副產(chǎn)物收集端口15上的那部分的縱向截面內(nèi)部形狀都為矩形。然而，這些外部和內(nèi)部形狀并不局限于矩形，可以是其它多邊形如圓形或橢圓，只要燃料供應(yīng)孔24沒有安裝在副產(chǎn)物收集端口15上并且副產(chǎn)物收集孔25沒有安裝在燃料供應(yīng)端口14上即可。
更具體的，使得沿燃料供應(yīng)端口14預(yù)定方向X的開口的長度小于沿副產(chǎn)物收集端口15預(yù)定方向X的開口的長度(例如，預(yù)定方向X為圖7A和7B中的橫向方向)，并且使得在燃料供應(yīng)端口14不同于預(yù)定方向X的預(yù)定方向y中開口的長度大于在副產(chǎn)物收集端口15預(yù)定方向y中開口的長度(例如，預(yù)定方向y為圖7A和7B中的縱向方向)。根據(jù)這些尺寸，使得在燃料包21的燃料供應(yīng)端口24的管狀構(gòu)件24a的預(yù)定方向X中開口的長度小于在副產(chǎn)物收集孔25的管狀構(gòu)件25a的預(yù)定方向X中開口的長度，并且使得在管狀構(gòu)件24a的預(yù)定方向y中開口的長度大于管狀構(gòu)件25a的開口長度。以這種方式，可以避免將燃料包21的燃料供應(yīng)孔24安裝在副產(chǎn)物收集端口15上，并且避免將副產(chǎn)物收集孔25安裝在燃料供應(yīng)端口14上。
在每個實施例中，使得燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15的形狀和尺寸彼此不同，并且使得燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25的形狀和尺寸彼此不同，因此避免了錯誤地將燃料包21的燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25分別連接到燃料容納部分5的副產(chǎn)物收集端口15和燃料供應(yīng)端口14上。然而，這些形狀和尺寸也可以與圖20A和20B中示出的相同。也就是說，使得引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間在發(fā)電組件1的縱向方向上的長度L1與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間在發(fā)電組件1的縱向方向上的長度L2彼此不同，并且使得引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的縱向方向上的長度L1｀(為了可以安裝，使L1｀稍微短于L1)與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的縱向方向上的長度L2｀(為了可以安裝，使L2｀稍微短于L2)彼此不同。這樣，可以避免錯誤地將燃料包21的燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25分別連接到燃料容納部分5的副產(chǎn)物收集端口15和燃料供應(yīng)端口14上。
同樣，如圖21A和21B中所示，引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間在發(fā)電組件1的橫向方向上的長度L3與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間在發(fā)電組件1的橫向方向上的長度L4彼此不同，并且使得引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的橫向方向上的長度L3｀(為了可以安裝，使L3｀稍微短于L3)與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的橫向方向上的長度L4｀(為了可以安裝，使L4｀稍微短于L4)彼此不同。這種設(shè)置可以獲得相同的效果。
可替換地，如圖22A和22B中所示，使得引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間的最短距離L5與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間的最短距離L6彼此不同，并且使得引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間的最短距離L5｀(為了可以安裝，使L5｀稍微短于L5)與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間的最短距離L6｀(為了可以安裝，使L6｀稍微短于L6)彼此不同。這種設(shè)置可以獲得相同的效果。
在圖20A和20B中示出的實施例中，燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15具有相同的形狀和尺寸。然而，燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15也可以具有不同的形狀或不同的尺寸。
在每個實施例中，燃料供應(yīng)端口14位于引導(dǎo)突起13的上面，并且副產(chǎn)物收集端口15位于引導(dǎo)突起13的下面。然而，本發(fā)明并不局限于這個位置關(guān)系。
同樣，在每個實施例中，燃料供應(yīng)端口14位于燃料包容納部分5中副產(chǎn)物收集端口15的左側(cè)。然而，燃料供應(yīng)端口14也可以位于右側(cè)。同樣地，雖然燃料供應(yīng)孔24位于燃料包21中副產(chǎn)物收集孔25的左側(cè)，但是燃料供應(yīng)孔24也可以位于右側(cè)。
如圖23A中所示，燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15也可以形成在燃料包容納部分25的同一側(cè)。同樣地，如圖23B中所示，燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25也可以形成在燃料包容納部分25的同一側(cè)。在這種情況，引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間在發(fā)電組件1的縱向方向上的長度L1與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間在發(fā)電組件1的縱向方向上的長度L2既可以相同也可以不同。同樣地，引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的縱向方向上的長度L1｀與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的縱向方向上的長度L2｀既可以相同也可以不同。此外，在如圖23A和23B中示出的發(fā)電組件1和燃料包21中，引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間在發(fā)電組件1的橫向方向上的長度L3與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間在發(fā)電組件1的橫向方向上的長度L4既可以相同也可以不同，并且引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的橫向方向上的長度L3｀與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間在燃料包21的橫向方向上的長度L4｀既可以相同也可以不同。而且，圖23A和23B中示出的發(fā)電組件1和燃料包21中，引導(dǎo)突起13和燃料供應(yīng)端口14的外部形狀之間的最短距離L5與引導(dǎo)突起13和副產(chǎn)物收集端口15的外部形狀之間的最短距離L6既可以相同也可以不同，并且引導(dǎo)凹槽23和燃料供應(yīng)孔24的內(nèi)部形狀之間的最短距離L5｀與引導(dǎo)凹槽23和副產(chǎn)物收集孔25的內(nèi)部形狀之間的最短距離L6｀既可以相同也可以不同。
在每個實施例中，在發(fā)電組件1的燃料包容納部分5的兩側(cè)上形成引導(dǎo)突起13和引導(dǎo)凹槽23。然而，也可以僅在發(fā)電組件1的燃料包容納部分5的一側(cè)上形成引導(dǎo)突起13和引導(dǎo)凹槽23。如圖24A和24B中所示，也可以在燃料包容納部分5的縱向方向上或僅在上側(cè)或下側(cè)形成引導(dǎo)突起13和引導(dǎo)凹槽23。如果如圖24A中所示燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15具有相同的形狀和尺寸，那么燃料供應(yīng)端口14和引導(dǎo)突起13之間的距離與副產(chǎn)物收集端口15和引導(dǎo)突起13之間的距離所希望地具有如圖20A到22B中所示的關(guān)系中的一種。如果如圖24B中示出的燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25具有相同的形狀和尺寸，那么燃料供應(yīng)孔24和引導(dǎo)凹槽23之間的距離與副產(chǎn)物收集孔25和引導(dǎo)凹槽23之間的距離所希望地具有如圖20A到22B中所示的關(guān)系中的一種。如圖24A和24B中示出，通過使燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物供應(yīng)端口15的形狀或尺寸不同，并且使燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物供應(yīng)孔25的形狀或尺寸不同，也可以避免錯誤地安裝。
在每個實施例中，在發(fā)電組件1上形成引導(dǎo)突起13，并且在燃料包21上形成引導(dǎo)凹槽部分23。也可以在發(fā)電組件1上形成引導(dǎo)凹槽和在燃料包21上形成與引導(dǎo)凹槽匹配的引導(dǎo)突起?？商鎿Q地，可以在發(fā)電組件1上形成引導(dǎo)突起和引導(dǎo)凹槽，并且分別在燃料包21上形成引導(dǎo)凹槽和引導(dǎo)突起。
在每個實施例中，通過以引導(dǎo)突起13和引導(dǎo)凹槽23作為參考點，設(shè)定在發(fā)電組件和燃料包的縱向和橫向中的相對位置。然而，當(dāng)將要連接沒有引導(dǎo)部分的發(fā)電組件和燃料包時，可以通過在除了引導(dǎo)構(gòu)件之外的相對位置設(shè)置構(gòu)件與每個上述實施例中的燃料供應(yīng)端口14、副產(chǎn)物收集端口15、燃料供應(yīng)孔24及副產(chǎn)物收集孔25之間設(shè)置相對位置，可以避免錯誤的連接。
在每個實施例中，燃料包21的燃料供應(yīng)孔24的管狀構(gòu)件24a和副產(chǎn)物收集孔25的管狀構(gòu)件25a分別連接到發(fā)電組件1的燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15上，從而分別覆蓋燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15。然而，如圖25A和25B所示，在燃料包容納部分5的壁103上形成的燃料供應(yīng)端口14和副產(chǎn)物收集端口15也可以分別連接到燃料包21的燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25上，從而分別覆蓋燃料供應(yīng)孔24和副產(chǎn)物收集孔25，因此打開燃料供應(yīng)端口14的閥14a和副產(chǎn)物收集端口15的閥15a，使發(fā)電燃料和水流走。
在每個實施例中，使用一個開關(guān)16來檢查燃料包21是否正常地容納在燃料包容納部分5中。然而，也可以使用多個開關(guān)來進(jìn)行這個檢查。
雖然每個實施例都涉及重整型燃料電池，但是本發(fā)明也適用于將燃料直接供應(yīng)給燃料電池的直接燃料型燃料電池。在這種燃料電池組中，燃料重整器45和CO去除器46不是必需的，并且形成用于將供應(yīng)給空間95的燃料中未反應(yīng)的燃料排出的未反應(yīng)燃料收集端口，代替用于排出副產(chǎn)物水的副產(chǎn)物收集端口15。此外，可以形成循環(huán)結(jié)構(gòu)，在其中可以將燃料包21收集的未反應(yīng)燃料從燃料供應(yīng)孔24供應(yīng)到燃料供應(yīng)端口14，而不用在燃料包21中形成由聚合物樹脂形成的副產(chǎn)物收集部分28。在這個結(jié)構(gòu)中，如果燃料包21中以水溶液形式在其成分中含有氫的化合物，其中氫是作為氫離子由燃料電池提取出的，并且如果這個化合物的比重小于水的比重，那么燃料供應(yīng)端口14位于副產(chǎn)物收集端口15之上，并且燃料供應(yīng)孔24位于未反應(yīng)燃料收集端口之上。這樣，就盡可能地將該高濃度化合物供應(yīng)給燃料支撐端口14。
這個實施例的發(fā)電型便攜電源可以用作非常便攜的電子設(shè)備如蜂窩電話、PDA、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝影機(jī)和筆記本個人電腦的電源。
尤其是，即使在使用者在用蜂窩電話正交談時或用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝電影時消耗一個燃料包并且該燃料包的燃料數(shù)量不足以發(fā)電的時候，將這個燃料包轉(zhuǎn)換到另一個燃料包，并從其中供應(yīng)發(fā)電燃料111。因此，使用者可以持續(xù)使用電子設(shè)備而不用關(guān)閉它，例如一次也不用終止談話和拍攝。
使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可正常地安裝用于將發(fā)電燃料111從燃料包轉(zhuǎn)移到發(fā)電組件的開口、正常地安裝用于將發(fā)電組件產(chǎn)生的副產(chǎn)物從發(fā)電組件轉(zhuǎn)移到燃料包的開口、和沒有錯誤地安裝用于將發(fā)電燃料111從燃料包轉(zhuǎn)移到發(fā)電組件的開口和用于將發(fā)電組件產(chǎn)生的副產(chǎn)物從發(fā)電組件轉(zhuǎn)移燃料包的開口。因此，可以避免對發(fā)電組件的損壞，并且可以安全地更換燃料包。
權(quán)利要求
1.一種通過使用燃料而發(fā)電的發(fā)電組件，包括可以容納燃料包的燃料包容納部分，其中燃料包具有燃料供應(yīng)孔和收集孔，且收集孔的形狀和/或尺寸不同于燃料供應(yīng)孔，并且燃料密封在該燃料包中；連接到燃料包的燃料供應(yīng)孔上的燃料供應(yīng)端口；連接到燃料包的收集孔上并且其形狀和/或尺寸不同于燃料供應(yīng)端口的形狀或尺寸的收集端口；以及通過使用由燃料供應(yīng)端口供應(yīng)的燃料而發(fā)電的電力發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)電組件，其中使得沿燃料供應(yīng)端口的預(yù)定方向X的開口的長度小于沿收集端口的預(yù)定方向X的開口的長度，并且使得沿燃料供應(yīng)端口的不同于預(yù)定方向X的預(yù)定方向y的開口的長度大于沿收集端口預(yù)定方向y的開口的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)電組件，其中燃料包容納部分還包括開關(guān)，用于檢查燃料包是否正常地容納在燃料包容納部分中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的發(fā)電組件，還包括重整燃料的重整器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的發(fā)電組件，其中收集端口是排出發(fā)電期間生成的副產(chǎn)物的端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的發(fā)電組件，其中收集端口是排出供應(yīng)給燃料包的燃料中未反應(yīng)燃料的未反應(yīng)燃料收集端口。
7.一種通過使用燃料而發(fā)電的發(fā)電組件，包括可以容納燃料包的燃料包容納部分，其中燃料包具有燃料供應(yīng)孔和收集孔，并且燃料密封在該燃料包中；引導(dǎo)燃料包容納在燃料包容納部分預(yù)定位置中的引導(dǎo)部分；連接到燃料包的燃料供應(yīng)孔的燃料供應(yīng)端口；連接到燃料包的收集孔并且與引導(dǎo)部分具有相對距離的收集端口，該相對距離不同于燃料供應(yīng)部分和引導(dǎo)部分之間的相對距離；以及通過使用由燃料供應(yīng)端口供應(yīng)的燃料而發(fā)電的電力發(fā)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)電組件，其中使得沿燃料供應(yīng)端口的第一方向的開口的長度小于沿收集端口的第一方向的開口的長度，并且使得沿燃料供應(yīng)端口的不同于第一方向的第二方向的開口的長度大于沿收集端口不同于第一方向的第二方向的開口的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的發(fā)電組件，其中燃料包容納部分還包括開關(guān)，用于檢查燃料包是否正常地容納在燃料包容納部分中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9的發(fā)電組件，還包括重整燃料的重整器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項的發(fā)電組件，其中收集端口是排出發(fā)電期間生成的副產(chǎn)物的端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任一項的發(fā)電組件，其中收集端口是排出供應(yīng)給燃料包的燃料中未反應(yīng)燃料的未反應(yīng)燃料收集端口。
13.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項的發(fā)電組件，其中相對距離是在發(fā)電組件的縱向方向上的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項的發(fā)電組件，其中相對距離是在發(fā)電組件的橫向方向上的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項的發(fā)電組件，其中相對距離是距引導(dǎo)部分最短的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求7-15中任一項的發(fā)電組件，其中燃料包容納部分還包括開關(guān)，用于檢查燃料包是否正常地容納在燃料包容納部分中。
17.一種可在其中密封燃料的燃料包，包括供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)孔；以及形狀或尺寸與燃料供應(yīng)孔的形狀或尺寸不同的收集孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的燃料包，其中使得沿燃料供應(yīng)端口的第一方向上的開口的長度小于在收集端口的第一方向上開口的長度，并且使得沿燃料供應(yīng)端口的不同于第一方向的第二方向上的開口的長度大于沿收集端口的第二方向上開口的長度。
19.可以在其中密封燃料的燃料包，包括給發(fā)電組件供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)孔；收集要從發(fā)電組件中收集的物質(zhì)的收集孔；以及發(fā)電組件引導(dǎo)部分，其可以容納在發(fā)電組件的燃料包引導(dǎo)部分中，并且其距燃料供應(yīng)孔的相對距離不同于距收集孔的相對距離。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的燃料包，其中相對距離是在燃料包縱向方向上的距離。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的燃料包，其中相對距離是在燃料包橫向方向上的距離。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的燃料包，其中相對距離是距引導(dǎo)部分最短的距離。
全文摘要
通過使用燃料而發(fā)電的發(fā)電組件，具有能夠容納燃料包的燃料包容納部分，其中燃料包具有燃料供應(yīng)孔和收集孔，且該收集孔的形狀或尺寸不同于燃料供應(yīng)孔的形狀或尺寸，并且該燃料包中可以密封燃料。燃料供應(yīng)端口連接到燃料包的燃料供應(yīng)孔上。其形狀或尺寸與燃料供應(yīng)端口的形狀或尺寸不同的收集端口連接到燃料包的收集孔上。發(fā)電組件還包括電力發(fā)電機(jī)，該電力發(fā)電機(jī)通過使用由燃料供應(yīng)端口提供的燃料而發(fā)電。
文檔編號H01M8/10GK1692516SQ20038010024
公開日2005年11月2日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者鹽谷雅治 申請人:卡西歐計算機(jī)株式會社