專利名稱：燃料容器、燃料余量測量裝置以及燃料余量測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含液體燃料的燃料容器、用于測量液體燃料余量的燃料余量測量方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)在小型電子裝置例如移動式電話、筆記本式個人計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手表、個人數(shù)字助理(PDA)以及電子短信領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)步和發(fā)展。對于在這些電子設(shè)備中的動力源，采用原電池例如堿性干電池和錳干電池，以及蓄電池例如鎳鎘蓄電池和鋰離子電池。然而，從能量利用效率的角度，不能說通常在原電池和蓄電池中實現(xiàn)了能量的有效利用。現(xiàn)今，正在對燃料電池進(jìn)行深入調(diào)查和研究，燃料電池能夠作為原電池和蓄電池的替代物實現(xiàn)高的能量利用效率，如日本專利申請KOKAI公開No.2001-93551中所述和所示。
在日本專利申請KOKAI公開No.2001-93551中所述的燃料電池被構(gòu)造成包括燃料電池主體以及燃料容器，所述燃料電池主體被構(gòu)造成使得電解板介于燃料電極與空氣電極之間；所述燃料容器包含液體燃料例如甲醇與水的混合物并與燃料電池主體相連。燃料容器被形成具有排出口，通過該排出口供給液體混合物。當(dāng)已經(jīng)排空時，燃料容器可以由新的燃料容器替換。
最近，要求測量燃料容器中液體燃料的余量。然而，在這種情況下，需要傳感器檢測燃料容器中現(xiàn)存的液體燃料以測量液體燃料的余量。關(guān)于這一點，目前建議在日本專利申請KOKAI公開No.2001-93551中所述的燃料電池安裝在如上所述的小型電子裝置上。在這種情況下，由于電子裝置和燃料容器用于多種姿態(tài)和方向，使得液體燃料流向與姿態(tài)對應(yīng)的多種位置。因而，不能由傳感器感測到液體燃料中現(xiàn)存的液體燃料，從而不能測量燃料容器中的液體燃料余量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃料容器以及一種能夠很容易地測量液體燃料余量的燃料余量測量方法。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種燃料容器，包括具有燃料排放口和內(nèi)部空間的容器主體；填充在容器主體的內(nèi)部空間中的液體燃料主體；與液體燃料主體一端的至少一部分接觸的從動單元；以及置于從動單元與液體燃料主體之間并可以通過光學(xué)方式進(jìn)行檢測的固體從動輔助元件。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種燃料容器，包括容器主體，在其中存儲液體燃料并形成有將液體燃料排到外部的燃料排放口；密封容器主體中的液體燃料主體后端的感測目標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種燃料余量測量裝置，包括用于存儲燃料容器的存儲部分，所述燃料容器具有密封燃料主體中的液體燃料主體后端的感測目標(biāo)；以及用于測量感測目標(biāo)位置的位置檢測裝置。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供一種用于測量燃料容器的液體燃料余量的燃料余量測量方法，包括制備燃料容器，該燃料容器包括與填充在具有燃料排放口的容器主體的內(nèi)部空間中的液體燃料一端的至少一部分接觸的從動單元，和置于從動單元與液體燃料之間并可以通過光學(xué)方式進(jìn)行檢測的固體從動輔助元件，以及檢測從動輔助元件的位置。
根據(jù)本發(fā)明，與液體燃料容器主體非接觸的液體燃料的一端隨著液體燃料的排放或減少而移動。同時，從動單元和從動輔助元件隨著上述運(yùn)動而移動，使得可以通過檢測從動輔助元件的位置來測量液體燃料的余量。
圖1A-1D是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃料容器的簡圖，其中圖1A是正視圖，圖1B是俯視圖，圖1C是后視圖，以及圖1D是側(cè)視圖。
圖2是該燃料容器的分解透視圖。
圖3是沿圖1A中的線III-III截取的剖視圖。
圖4是沿圖1A中的線IV-IV截取的剖視圖。
圖5是沿圖1A中的線V-V截取的剖視圖。
圖6是沿圖1A中的線VI-VI截取的剖視圖。
圖7是用于燃料容器的前內(nèi)蓋元件的放大正視圖。
圖8是其上安裝有燃料容器的電子裝置的總體透視圖。
圖9是電子裝置一部分的透視圖。
圖10A和10B分別是相互不同的動力發(fā)生單元的框圖。
圖11是一個燃料容器的透視圖。
圖12是該燃料容器的分解透視圖。
圖13是沿中心線L截取的燃料容器的正視剖視圖。
圖14是沿中心線L截取的燃料容器的水平剖視圖。
圖15是燃料容器的后蓋元件的放大剖視圖。
圖16是連接在燃料容器與電子裝置之間的連接結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖17是表示流體控制單元、動力發(fā)生單元以及燃料容器的框圖。
圖18是一個筆記本式個人計算機(jī)的總體透視圖。
圖19是燃料容器與筆記本式個人計算機(jī)的總體透視圖。
圖20A和20B分別是相互不同的動力發(fā)生單元的框圖。
圖21A是表示靠近后蓋元件的傳感器檢測液體燃料余量的示意圖；以及圖21B是表示中心傳感器檢測液體燃料余量的示意圖。
圖22A是表示燃料容器與多個傳感器之間的布置關(guān)系的透視圖；圖22B是表示燃料容器與從兩個方向執(zhí)行檢測的多個傳感器之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的透視圖；以及圖22C是表示燃料容器與線性傳感器之間關(guān)系的透視圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖描述實施本發(fā)明的最佳方式。將會認(rèn)識到盡管為實施本發(fā)明提出了技術(shù)上優(yōu)選的限定和/或限制，但本發(fā)明的范圍不局限于下文所述以及圖中所示的實施方式和示例。
圖1A-1D是根據(jù)本發(fā)明適用的一個實施例的燃料容器1的四個視圖。圖1A是正視圖，圖1B是俯視圖，圖1C是后視圖，以及圖1D是左視圖。圖2是表示燃料容器1前側(cè)、上側(cè)和右側(cè)的分解透視圖。圖3是沿圖1A中的線III-III截取的剖視圖。圖4是沿圖1A中的線IV-IV截取的剖視圖。圖5是沿圖1A中的V-V截取的剖視圖。圖6是沿圖1A中的線VI-VI截取的剖視圖。更具體地，圖6是燃料容器1的放大視圖。
如圖1A-6所示，燃料容器1包括具有內(nèi)部空間的容器主體2、封閉容器主體2的前開口的前內(nèi)蓋元件5、設(shè)置成與前內(nèi)蓋元件5的前表面重疊的前外蓋元件6、以及封閉容器主體2的后開口的后蓋元件8。
容器主體2被形成為形狀基本上類似于平行六面體的箱，其中前端和后端敞口以限定前開口和后開口。
在容器主體2中，平行于容器主體2的左和右側(cè)壁的豎直隔壁21、平行于容器主體的頂面和底面的水平隔壁22、以及圓管部23和24一體形成在隔壁22上。從前側(cè)觀察，隔壁21沿左右方向的中間設(shè)置。隔壁22沿豎直方向的中間設(shè)置。隔壁21與隔壁22交叉，由此形成“+”形壁。管部23設(shè)置在隔壁21的左側(cè)，并且管部24設(shè)置在隔壁21的右側(cè)。管部23和24在前后方向上延伸，并在前端和后端開口。
容器主體2的內(nèi)部空間由豎直隔壁21分隔成左空間和右空間，并由水平隔壁22分隔成上空間和下空間。因而內(nèi)部空間由隔壁21和22分隔成四個橫截面為矩形的燃料存儲空間25-28?？臻g29形成在其內(nèi)部的一側(cè)管部23內(nèi)，并且空間30形成在其內(nèi)部的另一側(cè)管部24內(nèi)。因而，容器主體2的內(nèi)部空間被分成六個空間25-30。利用由此設(shè)置在容器主體2中的隔壁21和22，容器主體2可以得到加固達(dá)到容器主體2不會很容易地通過外力變形的程度。
管部23的內(nèi)徑和外徑各自在縱向上是一致的。同樣，管部24的內(nèi)徑和外徑在縱向上也是一致的。管部23的內(nèi)徑和外徑與管部24的內(nèi)徑和外徑相同。因而，空間29的容積和開口面積與空間30的容積和橫截面積相同，并且相應(yīng)燃料存儲空間25-28的容積和開口面積都相同。
隔壁21和22以及管部23和24與容器主體2的左和右側(cè)壁以及頂壁和底壁一體形成。容器主體2對由光學(xué)傳感器接收和感測的波長區(qū)的光具有整體或部分的高傳導(dǎo)特性，并且優(yōu)選可以透過可見光。適用于容器主體2的材料包括例如樹脂、玻璃、瓷料和/或陶瓷。然而，考慮到氣密性、制造和組裝成本的降低以及工藝性，優(yōu)選的是所述材料是例如聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、玻璃紙、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、以及聚氯乙烯中的任意一個或至少兩種樹脂的混合物。備選地，容器主體2的優(yōu)選材料包括例如單層結(jié)構(gòu)或具有兩層或多層的多層結(jié)構(gòu)，包括通過在上述樹脂或樹脂混合物表面上涂覆氧化鋁、二氧化硅以及金剛石狀碳(DLC)而形成的層。在存在多層結(jié)構(gòu)的情況下，只要結(jié)構(gòu)的至少一層由具有高氣體屏蔽性的樹脂形成，則在實際使用過程中即使在其它層不具有高氣體屏蔽性的情況下也不會發(fā)生任何問題。
從動輔助元件75-78分別布置在燃料存儲空間25-28中。每個相應(yīng)燃料存儲空間25-28由從動輔助元件分隔成前部區(qū)域和后部區(qū)域。從動輔助元件75-78是內(nèi)部空心的平面元件并且是不具有流動性的固體以提供與從動單元15-18相適配的預(yù)定密度。從動輔助元件75-78優(yōu)選地都具有這樣的至少一部分，該部分具有與下述液體燃料11的顏色不同的顏色，該顏色優(yōu)選為彩色的，更優(yōu)選是不透明的，并且更優(yōu)選具有高反射率。適于形成從動輔助元件75-78的材料可以包括例如聚丙烯、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、聚丙烯對苯二甲酸鹽、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、各種橡膠以及它們的混合物。
從以上描述中看出，從動輔助元件75-78的外周形狀與燃料存儲空間25-28的開口形狀類似。相應(yīng)從動輔助元件75-78的面積占燃料存儲空間25-28的開口面積的50％或更大，更優(yōu)選是在80％-99％的范圍內(nèi)。從動輔助元件75和77由管部23沿前后方向引導(dǎo)。從動輔助裝置76和78由管部24沿前后方向引導(dǎo)。
前內(nèi)蓋元件5的后部插入容器主體2的前開口內(nèi)。前內(nèi)蓋元件5的后面與分隔壁21和22以及管部23和24的前端面形成緊密接觸。因而，空間25-30的前開口由前內(nèi)蓋元件5封閉。在前內(nèi)蓋元件5的前面處突出設(shè)置柱形接管部分51和52，并分別在接管部分51和52中形成排氣口53和排水口54。排氣口53或通孔從接管部分51的頂端部分到前內(nèi)蓋元件5的后面貫穿形成。排氣口或通孔54從接管部分52的頂端部分到前內(nèi)蓋元件5的后面貫穿形成。排氣口53與空間29連通，并且排水口54與空間30連通。
防止空氣從空間29穿過排氣口53流向容器主體2外部的止回閥41插入排氣口53內(nèi)。防止水從空間30穿過排水口54流向容器主體2外部的止回閥42插入排水口54內(nèi)。通過由此設(shè)置的止回閥41和42，即使在燃料容器1未使用模式下外力施加在容器主體2上時也可以防止流體(空氣和水)不必要地從容器主體2的內(nèi)部流出。
圖7是表示處于前外蓋元件6被拆除的狀態(tài)的正視圖。如圖7所示，圓形凹部59形成在前內(nèi)蓋元件5的前面的中心部分上。繞凹部59形成四個圓形連通孔55-58。連通孔55-58從前內(nèi)蓋元件5的前面延伸穿過直到后面，并與相應(yīng)流體存儲空間25-28連通。在連通孔55-58中，連通孔55的開口面積最小，連通孔56的開口面積第二小，連通孔57的開口面積第三小，連通孔58的開口面積最大。由于連通孔55-58是圓形的，因此它們的直徑大小同樣按連通孔58，57，56，55的順序逐漸變小。
如圖1-6所示，前外蓋元件6與前內(nèi)蓋元件5的前面重疊，并且前外蓋元件6的后面與前內(nèi)蓋元件5的前面緊密接觸。如圖2所示，在前外蓋元件6的前面的中心部分突出設(shè)置柱形接管部分61，并且在接管部分61中形成燃料排放口62。燃料排放口62從接管部分61的頂端部分到前外蓋元件6的后面貫穿形成。燃料排放口62與內(nèi)蓋元件5上的凹部59連通。更特別地，如圖6所示，燃料排放口62的后開口63被形成為橫向擴(kuò)大。因而，開口63的圓形橫截面的面積比凹部59的圓形橫截面面積更大，繞凹部59的連通孔55-58結(jié)合在凹部59中并與燃料排放口62的后開口63形成連通。
如圖2和6所示，防止流體從后開口63穿過燃料排放口62流向燃料排放口62的前開口的止回閥43插入燃料排放口62內(nèi)。通過由此設(shè)置的止回閥43，可以防止流體不必要地從后開口63流向燃料排放口62的前開口。
每個止回閥41-43都是鴨嘴形閥，其通過將彈性材料形成鴨嘴形形狀而制得。止回閥41-43每個都處于其中鴨嘴形一端指向容器主體2內(nèi)部的狀態(tài)。止回閥41-43適用的材料包括合成樹脂例如聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、玻璃紙、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、以及橡膠或彈性物例如天然橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁橡膠、1，2-聚丁橡膠、苯乙烯聚丁橡膠、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯橡膠、表氯醇橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、氟橡膠、以及氨基甲酸乙酯橡膠。
如圖2所示，在前外蓋元件6上形成通孔65和66。如圖1A-5所示，接管部分51穿過通孔65插入，由此從前外蓋元件6的前面向前延伸。另外，接管部分52穿過通孔66插入，由此從前外蓋元件6的前面向前延伸。
后蓋元件8的前部插入容器主體2的后開口內(nèi)，并且后蓋元件8的前內(nèi)面與分隔壁21和22以及管部23和24的后端面隔開。在后蓋元件8的前內(nèi)面的中心部分突出設(shè)置柱形接管部分81，并且在接管部分81中形成壓力調(diào)節(jié)開口82。壓力調(diào)節(jié)開口82從接管部分81的頂端部分到后蓋元件8的后面貫穿形成。同樣，接管部分81的頂端與分隔壁21和22的后端面隔開，并且，壓力調(diào)節(jié)開口82與燃料存儲空間25-28以及空間30連通。
防止流體從容器主體2的內(nèi)部穿過壓力調(diào)節(jié)開口82流向容器主體2外部的止回閥83插入壓力調(diào)節(jié)開口82內(nèi)。止回閥83根據(jù)情況不必一定設(shè)置。在設(shè)置的情況下，止回閥83優(yōu)選是鴨嘴形閥，優(yōu)選通過將彈性材料形成鴨嘴形形狀而制得。在這種情況下，止回閥83優(yōu)選處于其中鴨嘴形一端指向容器主體2內(nèi)部的狀態(tài)。止回閥83的適用材料包括合成樹脂例如聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、玻璃紙、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、以及橡膠或彈性物例如天然橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁橡膠、1，2-聚丁橡膠、苯乙烯聚丁橡膠、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯橡膠、表氯醇橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、氟橡膠、以及氨基甲酸乙酯橡膠。
在后蓋元件8的前內(nèi)面上壓力調(diào)節(jié)開口82的左側(cè)突出設(shè)置柱形接管部分84，并且穿過接管部分84形成進(jìn)氣開85。進(jìn)氣開口85從接管部分84的頂端部到后蓋元件8的后面貫穿形成。另外，接管部分84插入管部29的后開口內(nèi)，并且進(jìn)氣開口85與管部29的空間29連通。
進(jìn)氣開口85的后開口以矩形擴(kuò)大。矩形空氣過濾器86插入進(jìn)氣開口85內(nèi)，其中進(jìn)氣開85由空氣過濾器86封閉。
在容器主體2的燃料存儲空間25中，液體燃料11存儲在從動輔助元件75前面的區(qū)域。另外，如圖3所示，包含用于液體燃料11并具有低親合力的液體、溶膠或凝膠的從動單元15存儲在液體燃料11后面的區(qū)域內(nèi)，由此燃料存儲空間25由從動單元15封閉。燃料存儲空間25因而通過從動單元15被分隔成從動單元15前面的區(qū)域和從動單元15后面的區(qū)域。從動單元15-18蓋住了從動輔助元件75-78與容器主體2之間的間隙，由此防止液體燃料11從從動輔助元件75-78與容器主體2之間的間隙中泄漏。從動輔助元件75設(shè)置在液體燃料11與從動單元15之間的接觸部分中，其中從動輔助元件75的前部浸入在液體燃料11中，并且從動輔助元件75的后部浸入在從動單元15中。
與燃料存儲空間25類似，液體燃料12-14分別存儲在相應(yīng)燃料存儲空間26-28中，液體燃料12-14由從動單元16-18密封，并且從動輔助元件76-78分別設(shè)置在液體燃料12-14與從動單元16-18之間。
液體燃料11-14的主體是無色和透明的相同類型的液體，例如甲醇。然而，可以采用燃料例如乙醇和包含氫元素的化合物。在使用燃料容器1之前，所存儲的液體燃料11-14的量都相同。
無色透明的水31存儲在管部24中，如圖4所示。由液體、溶膠或凝膠組成的從動單元32存儲在管部24中的水31后面的區(qū)域，其中管部24在其后端由從動單元32封閉。從動單元32前面的區(qū)域充有水31，其中水31和從動單元32相互接觸，并且水31由從動單元32密封。
在保持與液體燃料11-14的主體交界時，從動單元15-18分別向液體燃料11-14的主體移動。在液體燃料11-14主體的后端與液體燃料11-14的主體從燃料排放口62的排放相關(guān)聯(lián)而移動時執(zhí)行上述移動。由此，防止液體燃料11-14的主體泄漏和蒸發(fā)，并防止空氣流入液體燃料11-14的主體內(nèi)。從動單元32伴隨水31的消耗而移動與水31接觸，由此防止水31的泄漏和蒸發(fā)并防止空氣進(jìn)入水31內(nèi)。
從動單元15-18相對于液體燃料11-14的主體分別具有較低的親合力，并且在液體燃料11-14中既不溶解也不擴(kuò)散，更優(yōu)選地比液體燃料11-14的表面能更低。從動單元32具有比水31更低的親合力，在水31中既不溶解也不擴(kuò)散，更優(yōu)選地具有比水31更低的表面能。
從動單元15-18和32各自具有結(jié)構(gòu)粘度流體(異常粘度流體)的特征，其中公稱應(yīng)力隨著變形應(yīng)力(或者變形速度)的增大而減小。
從動單元15-18和32的適用材料包括聚乙二醇、聚酯、聚丁烯、液體石蠟、錠子油、以及其它礦物油；二甲苯基硅油、甲苯基硅油、以及其它硅油；脂肪族金屬皂、變性粘土、硅膠、碳黑、天然橡膠、合成橡膠、以及其它合成聚合物；以及它們的組合。備選地，可以采用通過向上述材料中添加溶劑而制成的改進(jìn)粘度的材料作為從動單元15-18和32。
因而，從動單元15-18分別密封液體燃料11-14的主體而不會在它們之間提供間隙，并具有適當(dāng)?shù)恼扯?。為此，即使在燃料容?擺動或移動到傾斜姿態(tài)的情況下，其形狀和位置也一直保持。從而，相應(yīng)從動輔助元件75-78的位置同樣一直保持定位在從動單元15-18與液體燃料11-14的主體端部之間。因此，當(dāng)液體燃料11-14主體的余量更小時，從動輔助元件75-78定位成指向燃料排放口62的側(cè)面，也就是在前外蓋元件6的側(cè)面。備選地，當(dāng)液體燃料11-14主體的余量更大時，從動輔助元件75-78定位成指向后蓋元件8的側(cè)面。這樣，可以通過檢測從動輔助元件75-78的位置測量液體燃料11-14主體的余量。
由此構(gòu)造的燃料容器1安裝在包含燃料電池以及其它的電子裝置91上，如圖8所示。通過設(shè)置在電子裝置91上的燃料余量測量裝置測量燃料容器1中的液體燃料余量。
電子裝置91例如是移動電子裝置，更特別地是筆記本式個人計算機(jī)。電子裝置91具有由CPU、RAM、ROM和其它電子部件構(gòu)成的內(nèi)置運(yùn)算處理器電路，并且還包括具有鍵盤94的下殼體92、以及具有液晶顯示器95的上殼體93。下和上殼體92，93相互鉸接，并且可以折疊處于上殼體93與下殼體92重疊的狀態(tài)，使得液晶顯示器95與鍵盤94相對。
圖9是電子裝置91的底面和右側(cè)面的透視圖。如圖9所示，用于固定連接或裝載燃料容器1的凹形連接部分96凹入設(shè)置在從下殼體92的右側(cè)面到底面的部分上。進(jìn)氣管97、進(jìn)燃料管98和進(jìn)水管99突出設(shè)置在凹形連接部分96右手側(cè)的壁面上。進(jìn)氣管97、進(jìn)燃料管98和進(jìn)水管99分別與燃料容器1的排氣口53、燃料排放口62和排水口54相對應(yīng)。燃料容器1的前面定位成向左，并且燃料容器1隨后連接成向左滑動到連接部分96內(nèi)。由此，進(jìn)氣管97、進(jìn)燃料管98和進(jìn)水管99分別插入排氣口53、燃料排放口62和排水口54內(nèi)。最終，進(jìn)氣管97插入止回閥41內(nèi)，進(jìn)燃料管98插入止回閥43內(nèi)，并且進(jìn)水管99插入止回閥42內(nèi)。由此，容器主體2中的液體燃料11-14的主體通過進(jìn)燃料管98供給到電子裝置91，并且管部24中的水31通過進(jìn)水管99供給到電子裝置91。另外，大氣通過空氣過濾器86被吸入到管部23內(nèi)并通過進(jìn)氣管供給到電子裝置91。
如上所述，燃料排放口62、排氣口53和排水口54設(shè)置在相同側(cè)。因而，進(jìn)燃料管98、進(jìn)氣管97和進(jìn)水管99可以通過一次簡單的連接操作插入相應(yīng)口62，53，54內(nèi)。
下文將描述設(shè)置在電子裝置91上的燃料余量測量裝置。該燃料余量測量裝置包括第一到第四傳感器105-108，它們各自由發(fā)光裝置和光電傳感器裝置構(gòu)成。傳感器105-108獨立于容器主體2設(shè)置在容器主體2的外部。傳感器105-108分別在與燃料存儲空間25-28的前部相對應(yīng)的位置露在連接部分96的壁面上。第一傳感器105檢測從動輔助元件75位于燃料存儲空間25的前端側(cè)。第二傳感器106檢測從動輔助元件76位于燃料存儲空間26的前端側(cè)。第三傳感器107檢測從動輔助元件77位于燃料存儲空間27的前端側(cè)。第四傳感器108檢測從動輔助元件78位于燃料存儲空間28的前端側(cè)。
當(dāng)水31供給到電子裝置91時，管部24中水31的量減少。隨之，從動單元32發(fā)生變形應(yīng)力，致使從動單元32的粘度系數(shù)減小。隨著水31的消耗，從動單元32接觸從動單元32的后端液面，并在那一狀態(tài)下跟隨液面。
當(dāng)液體燃料11-14的主體供給到電子裝置91時，空間25-28中液體燃料11-14主體的量減少。隨之，從動單元15-18發(fā)生變形應(yīng)力，致使從動單元15-18的粘度系數(shù)減小。隨著液體燃料11-14的主體的消耗，從動單元15-18接觸液體燃料11-14主體的后端液面，并跟隨液面。另外，隨著液體燃料11-14的主體的消耗，從動輔助元件75-78跟隨液體燃料11-14的主體的后端液面，同時液體燃料11-14的主體與從動單元15-18相互接觸。因而，從動輔助元件75-78存在于從動單元15-18與液體燃料11-14的主體之間。這樣，盡管燃料存儲空間25-28的開口面積較大，從動單元15-18跟隨液體燃料11-14的主體，由此使其保持液體燃料11-14的主體的密封狀態(tài)。
當(dāng)液體燃料11-14的主體和水31的量減少時，位于從動單元15-18和32后面的空間的容積增大。然而盡管如此，在設(shè)置止回閥83的構(gòu)造中，止回閥83打開以向那些空間內(nèi)供給空氣，使得所述空間通?；旧媳３衷诖髿鈮毫ο隆３窃O(shè)置止回閥83，否則空間直接保持在大氣壓力下。在這種情況下，同樣可以采用壓力調(diào)節(jié)開口83施加空氣和壓力。
液體燃料11-14從燃料存儲空間25-28流動到凹部59，其中液體燃料11-14的液流并入凹部59中并在混合狀態(tài)下從燃料排放口62供給到電子裝置91。由于連通孔55-58的開口面積相互不同，因此液體燃料11-14每單位時間的減少量同樣相互不同。更具體地說，開口面積從大到小按連通孔58，57，56和55的順序。因此，余量減少從早到晚按燃料存儲空間28中的液體燃料14、燃料存儲空間27中的液體燃料13、燃料存儲空間26中的液體燃料12、和燃料存儲空間25中的液體燃料11的順序。
因而，在從動輔助元件75-78中，從動輔助元件78最早位于燃料存儲空間28的前端側(cè)。從動輔助元件77第二早地位于燃料存儲空間27的前端側(cè)。從動輔助元件76第三早地位于燃料存儲空間26的前端側(cè)。從動輔助元件75最晚位于燃料存儲空間25的前端側(cè)。
因而，在傳感器105-108中，第四傳感器108最早檢測從動輔助元件78。第三傳感器107第二早地檢測從動輔助元件77。第二傳感器106第三早地檢測從動輔助元件76。第一傳感器105最晚檢測從動輔助元件75。由此，可以確認(rèn)燃料容器1中的液體燃料的整個余量。更具體地說，在沒有任何一個傳感器105-108檢測余量的情況下，可以確認(rèn)總液體燃料足以存在于燃料容器1中。當(dāng)傳感器108，107和106以所述順序檢測余量時，可以確認(rèn)總液體燃料的余量最終減少。當(dāng)?shù)谝粋鞲衅?05已經(jīng)檢測余量時，可以確認(rèn)基本上不存在任何總液體燃料的余量。
優(yōu)選地，電子裝置91的運(yùn)算處理器電路的作用是響應(yīng)傳感器105-108的檢測信號檢測液體燃料的余量并隨后使液晶顯示器95顯示該余量。更具體地說，電子裝置91的運(yùn)算處理器電路通過這樣的方式起作用，即，當(dāng)沒有從任何一個傳感器105-108輸入任何檢測信號時，液晶顯示器95顯示液體燃料處于充滿狀態(tài)。當(dāng)已經(jīng)從傳感器108輸入檢測信號時，液體顯示器95顯示液體燃料的余量是相對于其全量的四分之三。當(dāng)已經(jīng)從傳感器107輸入檢測信號時，液體顯示器95顯示液體燃料的余量是其全量的一半。當(dāng)已經(jīng)從傳感器106輸入檢測信號時，液體顯示器95顯示液體燃料的余量是相對于其全量的四分之一。當(dāng)已經(jīng)從傳感器105輸入檢測信號時，液體顯示器95顯示液體燃料已經(jīng)耗盡。
在液體燃料11-14的主體已經(jīng)耗盡的情況下，從電子裝置91上拆下燃料容器1并將新的燃料容器1連接在電子裝置91上是合適的。由于傳感器105-108安裝在電子裝置91上，即使在利用新的燃料容器1進(jìn)行更換之后也可以測量燃料容器1中液體燃料11-14的主體的余量。因而，由于不設(shè)置任何傳感器，因此可以以較低成本制造燃料容器1。另外，如果用過的燃料容器1小心地填充液體燃料11-14的主體，則可以重新使用燃料容器1。
如上所述，當(dāng)總液體燃料的余量減少時，從動輔助元件75-78的位置在燃料存儲空間25-28中存在區(qū)別，并且通過傳感器105-108檢測這些位置。因而，可以在多個階段確認(rèn)總液體燃料的余量信息，使得可以預(yù)測電子裝置91的操作時限以及燃料容器1的更換時刻。從而，此時發(fā)生的情況是總液體燃料的余量突然耗盡，由此促使電子裝置91不可操作。
當(dāng)使用燃料容器1時，空氣過濾器86最終受到污染或堵塞。然而，由于空氣過濾器86安裝在燃料容器1上，因此同樣可以在更換燃料容器1的同時利用新的空氣過濾器更換空氣過濾器86。為此，不必一定特地檢查空氣過濾器86。
電子裝置91包含如圖10A和10B所示的任何一個發(fā)電單元901。發(fā)電單元901采用燃料容器1中的液體燃料11-14發(fā)電，并按圖10A和10B所示構(gòu)造。在圖10A和10B中的任一情況下，甲醇作為液體燃料11-14主體的示例。
在圖10A所示的情況下，發(fā)電單元901被構(gòu)造成包括蒸發(fā)器902、重整器903、一氧化碳去除器904、以及燃料電池905。
液體燃料11-14的主體和水31供給到發(fā)電單元901，并在其中得到混合。液體燃料11-14和水31的液體混合物首先供給到蒸發(fā)器902。在蒸發(fā)器902中，供給的液體混合物汽化變成燃料和水的氣體混合物。在蒸發(fā)器902中由此產(chǎn)生的氣體混合物供給到重整器903。
在重整器903中，從蒸發(fā)器902供給的氣體混合物中產(chǎn)生氫和二氧化碳。更具體地，如化學(xué)式(1)所示，通過催化劑使氣體混合物起反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳和氫。
CH3OH+H2O→3H2+CO2(1)在重整器903中，可能發(fā)生的情況是甲醇和水蒸氣不完全重整成二氧化碳和氫。在這種情況下，如化學(xué)式(2)所示，甲醇和水蒸氣相互起反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳。
2CH3OH+H2O→5H2+CO+CO2(2)已經(jīng)在重整器903中產(chǎn)生的氣體混合物供給到一氧化碳去除器904。
在一氧化碳去除器904中，已經(jīng)從重整器903供給的包含在氣體混合物中的一氧化碳選擇性地得到氧化，由此從氣體混合物中去除一氧化碳。更具體地說，一氧化碳通過催化劑與空氣中的氧起反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳，其中從重整器903供給的氣體混合物中特別選擇一氧化碳，并且通過泵從燃料容器1的排氣口53供給空氣。
2CO+O2→2CO2(3)隨后從一氧化碳去除器904向燃料電池905的燃料電極供給氣體混合物。
在燃料電池905的燃料電極，如下文給出的電化學(xué)式(4)所示，已經(jīng)從一氧化碳去除器904供給的氣體混合物的氫氣通過燃料電極的催化劑的作用溶解成氫離子和電子。氫離子通過燃料電池905的電解質(zhì)薄膜例如固體聚合物電解質(zhì)薄膜引導(dǎo)到空氣電極，并且通過燃料電極攜帶電子。對于燃料電池905的電解質(zhì)薄膜來說，在從一氧化碳去除器904供給的氫氣達(dá)到燃料電池905之前，燃料電池905的電解質(zhì)薄膜預(yù)先通過存儲在燃料容器1的管部24中的水31潤濕。因而，利用包含在電解質(zhì)中的水使發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫離子脫水，由此可以提高電解質(zhì)薄膜的離子傳導(dǎo)性。從而，當(dāng)氫氣已經(jīng)達(dá)到燃料電池905時，電解質(zhì)薄膜對氫氣產(chǎn)生的氫離子的傳導(dǎo)性得到提高。
3H2→6H++6e-(4)通過泵從燃料容器1的排氣口53向燃料電池905的空氣電極供給空氣。隨后，如下文給出的電化學(xué)式(5)所示，在空氣中的氧、穿過固體聚合物電解質(zhì)薄膜的氫離子以及電子中發(fā)生反應(yīng)，由此產(chǎn)生水作為二次產(chǎn)物。
6H++3/2O2+6e-→3H2O (5)如上所述，通過由公式(4)和(5)表達(dá)的電化學(xué)反應(yīng)在燃料電池905中產(chǎn)生電能。所述產(chǎn)生的氣體混合物產(chǎn)物例如水、二氧化碳和空氣被排放到外部。
在圖10B所示的情況下，發(fā)電單元901被構(gòu)造成包括蒸發(fā)器906和燃料電池907。
液體燃料11-14的主體和水31被供給到發(fā)電單元901并在其中得到混合。它們的液體混合物在蒸發(fā)器906中汽化成甲醇和水蒸氣的氣體混合物。在蒸發(fā)器906中由此產(chǎn)生的氣體混合物被供給到燃料電池907的燃料電極。
在燃料電池907的燃料電極，如下文給出的電化學(xué)式(6)所示，已經(jīng)從蒸發(fā)器906供給的氣體混合物通過燃料電極的催化作用分解成氫離子、電子和二氧化碳。氫離子通過固體聚合物電解質(zhì)薄膜被引導(dǎo)到空氣電極，并且通過燃料電極攜帶電子。對于燃料電池907的電解質(zhì)薄膜來說，在從燃料容器1供給任何一個液體燃料12-14的主體達(dá)到燃料電池907之前，燃料電池907的電解質(zhì)薄膜預(yù)先通過存儲在燃料容器1的管部24中的水31潤濕。因而，利用包含在電解質(zhì)中的水使發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫離子脫水，由此可以提高電解質(zhì)薄膜的離子傳導(dǎo)性。從而，當(dāng)任何一個液體燃料12-14的主體已經(jīng)達(dá)到燃料電池907時，電解質(zhì)薄膜對氫離子的傳導(dǎo)性得到提高。
CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-(6)通過泵從燃料容器1的排氣口53向燃料電池907的空氣電極供給空氣。隨后，如下文給出的電化學(xué)式(7)所示，在空氣中的氧、穿過固體聚合物電解質(zhì)薄膜的氫離子和通過燃料電極攜帶的電子之間發(fā)生反應(yīng)，由此產(chǎn)生水。
6H++3/2O2+6e-→3H2O (7)如上所述，通過由公式(6)和(7)表達(dá)的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。所產(chǎn)生的氣體混合物產(chǎn)物例如水、二氧化碳和空氣被排放到外部。
在發(fā)電單元901的初始操作中采用在燃料容器1中存儲的水31。當(dāng)燃料容器1中的水31耗盡時，通過燃料電池905，907產(chǎn)生的水被供給到蒸發(fā)器902，906。
在發(fā)電單元901設(shè)置在電子裝置91上的情況下，燃料容器1可以連接在電子裝置91上以及從電子裝置91上拆下。通過在發(fā)電單元901中產(chǎn)生的電能操作電子裝置91。
本發(fā)明并不局限于上述實施方式，而是可以在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下以多種方式進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計變化。
例如，盡管液體燃料的存儲空間在容器主體2中分隔成四個燃料存儲空間25-28，但該空間可以分成兩個、或三個、或五個或者更多。另外，上述構(gòu)造可被設(shè)計成使得燃料存儲空間25-28的容積相互不同，并且從動輔助元件75-78的位置隨著液體燃料余量的減少而相互存在不同，由此在多個階段測量所述余量。
另外，盡管連通孔55-58的開口面積都相互不同，但連通孔中選定的一對可以具有相同的開口面積。更具體地說，只要連通孔55-58中的至少一個與其它連通孔開口面積不同就不會發(fā)生任何問題。
盡管在燃料存儲空間25-28和連通孔55-58中，一個連通孔與一個空間連通成單元，但多個連通孔也可以與一個空間連通成單元。在多個連通孔連通的情況下，考慮多個連通孔的總開口面積。
此外，為了便于檢測傳感器，僅有相應(yīng)從動輔助元件的側(cè)壁顏色或光學(xué)反射率與液體燃料不同。
圖11是根據(jù)適用于本發(fā)明的實施例設(shè)置在燃料余量測量裝置上的燃料容器201的透視圖。圖12是燃料容器201的分解透視圖。圖13是在燃料容器201的寬度方向Y上觀察的橫截面的端部正視圖，其中橫截面經(jīng)過中心線L，該中心線L沿燃料容器201的縱向X延伸并平行于厚度方向Z。圖14是在燃料容器201的厚度方向Z觀察的橫截面的端部正視圖，其中橫截面經(jīng)過中心線L，該中心線L沿燃料容器201的縱向X延伸并平行于寬度方向Y。
根據(jù)本發(fā)明的燃料余量測量裝置即使在包含于燃料容器201中的液體燃料214被供給到燃料電池時也能夠檢測燃料容器201中的液體燃料214的余量。首先，將在下文描述設(shè)置在燃料余量測量裝置上的燃料容器201的構(gòu)造。
如圖11-14所示，燃料容器201具有基本上平行六面體的容器主體202，其中各種部件和元件安裝在容器主體202上或其中。容器主體202形成為內(nèi)部空心的矩形管形狀，其中容器202的前和后端開口。當(dāng)在縱向X上觀察容器主體202時，容器主體202形成為矩形框架形狀。
容器主體202采用基本上透明的元件形成。優(yōu)選地，容器主體2對傳感器300的光電二極管300b的高敏感區(qū)域的光表現(xiàn)具有傳輸特性并對例如可見光具有傳輸特性，所述光電二極管300b作為光學(xué)傳感器裝置在下文進(jìn)行進(jìn)一步描述?？紤]到氣密性和制造與組裝成本的降低以及可制造性，優(yōu)選由單層結(jié)構(gòu)或具有兩個或多個層的多層結(jié)構(gòu)形成容器主體，包括以下中的至少一種或多種樹脂，例如聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、玻璃紙、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、以及聚氯乙烯。在多層結(jié)構(gòu)情況下，只要至少一層結(jié)構(gòu)由具有高氣體屏蔽特性的樹脂制成，則即使在其它層不具有高氣體屏蔽特性的情況下在實際使用過程中也不會發(fā)生任何問題。另外，在不特別要求傳輸特性的情況下適用的材料包括例如有色或具有較低光學(xué)傳輸特性的合成樹脂和玻璃。
在容器主體202上設(shè)置空氣管209和水存儲管210。管209，管210都沿容器主體202的縱向X延伸。
前蓋元件203插入容器主體202的前端開口內(nèi)。因而，容器主體202的前端開口由前蓋元件203封閉。后蓋元件204裝配在容器主體202的后端開口內(nèi)。因而，容器主體202的后端開口由后蓋元件204封閉，其中通過容器202和蓋元件4的分隔形成空間216。
在前蓋元件203的前外面203a上形成與燃料電池主體相連的多個排放口也就是燃料排放口231、排氣口232和排水口233。在前蓋元件203的中心部分形成燃料排放口231。排水口233、燃料排放口231、排氣口232以這種順序沿燃料容器201的寬度方向Y線性布置。
燃料排放口231和排氣口232被形成為從前蓋元件203的后內(nèi)面貫穿形成到前外面203a。燃料排放口和排氣口231，232構(gòu)成前蓋元件203的外面203a的相應(yīng)外周突出設(shè)置成接管形狀。類似地，排水口233從前蓋元件203的內(nèi)面貫穿形成到前外面203a，但排水口233的外周被設(shè)置成平的。如圖16所示，在與前蓋元件203的后內(nèi)面上的燃料排放口231相對應(yīng)的位置設(shè)置用于容納下文所述的止回閥205的容納部分245。在與前蓋元件203的后內(nèi)面上的排氣口232相對應(yīng)的位置設(shè)置用于容納下文所述的止回閥206和用于固定空氣管203的前端的容納部分246。在與前蓋元件203的后內(nèi)面上的排氣口233相對應(yīng)的位置設(shè)置用于固定水存儲管210的前端部分的固定部分247。
防止流體從容器主體202的內(nèi)部通過燃料排放口231不必要地流向容器主體202的外部的止回閥205插入燃料排放口231上的容納部分245內(nèi)。更具體地說，止回閥205是形成為鴨嘴形形狀的鴨嘴形閥。止回閥205在鴨嘴形一端指向容器主體202內(nèi)部的狀態(tài)下插入燃料排放口231內(nèi)。在止回閥205中，可以在下文所述的進(jìn)燃料管264(在圖16中示出)插入的情況下預(yù)先設(shè)置連通在容器主體202內(nèi)部和外部之間的插入開口。備選地，該結(jié)構(gòu)被設(shè)計成使得通過進(jìn)燃料管264的首次插入形成插入開口。當(dāng)在預(yù)先設(shè)置插入開口的情況下在容器主體202的內(nèi)部施加壓力時，力也是在封閉插入開口的方向上繞插入開口施加。這樣防止流體不必要地從插入開口泄漏到容器主體202的外部。
防止流體從容器主體202的內(nèi)部通過排氣口232不必要地流向容器主體202外部的止回閥206插入燃料排放口232上的容納部分246內(nèi)。更具體地說，止回閥206是形成為鴨嘴形形狀的鴨嘴形閥。止回閥206在鴨嘴形一端指向容器主體202內(nèi)部的狀態(tài)下插入排水口233內(nèi)。在止回閥205中，可以在下文所述的進(jìn)氣管265(在圖16中示出)插入的情況下預(yù)先設(shè)置連通在容器主體202內(nèi)部和外部之間的插入開口。備選地，該結(jié)構(gòu)被設(shè)計成使得通過進(jìn)氣管265的插入首先形成插入開口。當(dāng)在預(yù)先設(shè)置插入開口的情況下在容器主體202的內(nèi)部施加壓力時，力也是在封閉插入開口的方向上繞插入開口施加。這樣防止流體不必要地從插入開口泄漏到容器主體202的外部。
在后蓋元件204上形成壓力調(diào)節(jié)開口241和進(jìn)氣開口242。壓力調(diào)節(jié)開口241形成在與燃料排放口231相對應(yīng)的位置上。進(jìn)氣開口242形成在與排氣口232相對應(yīng)的位置上。
壓力調(diào)節(jié)開口241從后蓋元件204的內(nèi)面延伸到外面204b。如圖13和15所示，防止流體從容器主體202的內(nèi)部通過壓力調(diào)節(jié)開口241不必要地流向容器主體202外部的止回閥211插入壓力調(diào)節(jié)開口241內(nèi)。更具體地說，止回閥211是形成為鴨嘴形形狀的鴨嘴形閥。止回閥211在鴨嘴形一端指向容器主體202內(nèi)部的狀態(tài)下插入壓力調(diào)節(jié)開口241內(nèi)。圖15是沿與圖13相同的橫截面截取的后蓋元件204一側(cè)的放大剖視圖。在止回閥211中，預(yù)先設(shè)置連通在容器主體202內(nèi)部和外部之間的插入開口。該插入開口設(shè)置在后蓋元件204上以與在厚度方向上開口的排放開口204b連通。利用止回閥211，即使在容器主體202的內(nèi)部施加壓力時，力也是在封閉插入開口的方向上繞插入開口施加。這樣防止流體不必要地從插入開口泄漏到容器主體202的外部。相反，設(shè)定為使得空氣響應(yīng)存儲在容器主體202中的液體燃料214的量減少時發(fā)生的負(fù)壓而從容器主體202的外部進(jìn)入，從而使容器主體202內(nèi)部與外部之間的壓差降低。
如圖12和14所示，進(jìn)氣開口242從后蓋元件204的內(nèi)面延伸到外面。進(jìn)氣開口242的外周凹入設(shè)置在后蓋元件204的外面上?？諝膺^濾器208插入凹入設(shè)置的部分內(nèi)。利用由此設(shè)置的空氣過濾器208，使空氣可以從容器主體202的外部進(jìn)入下文所述的空氣管209的內(nèi)部。另外，進(jìn)氣開口242封閉，從而不會使灰塵從容器主體202的外部進(jìn)入空氣管209的內(nèi)部。
空氣管209的后端部分插入進(jìn)氣開口242內(nèi)?？諝夤?09的前端部分插入排氣口232上的容納部分246內(nèi)?？諝夤?09插入在前蓋元件203與后蓋元件204之間。空氣過濾器208設(shè)置在空氣管209的后端部分的后面，并且止回閥206設(shè)置在空氣管209前端部分的前面?？諝夤?09延伸穿過下文所述的不具有流動性的固體從動輔助元件218。
如圖11，12，14和16所示，水存儲管210的前端插入前蓋元件203的排水口233內(nèi)以從中穿過。水存儲管210以其前端部分從前蓋元件203的外面向外突出的方式通過固定部分247固定。在與后蓋元件204內(nèi)面上的排水口233相對應(yīng)的位置上形成固定部分243。水存儲管210的后端部分安裝成通過固定部分243固定。由此，水存儲管210插入在前蓋元件203與后蓋元件204之間。在設(shè)置于后蓋元件204內(nèi)面上的固定部分243中，在與水存儲管210的后端面相連接的部分上形成四個間隙或狹縫244。由于在水存儲管210后端面一側(cè)的空間217以及空間216連接成相互連通，因此水存儲管210的后端部分的開口不會封閉。
如圖12和14所示，防止流體從水存儲管210的內(nèi)部流向其端部開口的止回閥207插入到在排水口233一側(cè)靠近水存儲管210上的前端部分的部分內(nèi)。更具體地說，止回閥207是形成為鴨嘴形形狀的鴨嘴形閥。止回閥207在鴨嘴形一端指向后蓋元件204的狀態(tài)下位于水存儲管210中。在止回閥207中，可以在下文所述的進(jìn)水管266(在圖16中示出)插入的情況下預(yù)先設(shè)置連通在容器主體202內(nèi)部和外部之間的插入開口。備選地，該結(jié)構(gòu)被設(shè)計成使得通過進(jìn)水管266的插入首先形成插入開口。當(dāng)在預(yù)先設(shè)置插入開口的情況下在容器主體202的內(nèi)部施加壓力時，力也是在封閉插入開口的方向上繞插入開口施加。這樣防止流體不必要地從插入開口泄漏到容器主體202的外部。
止回閥205，206，207和211優(yōu)選是耐腐蝕材料制成的，不具有反應(yīng)性和可溶性，而是具有柔韌性和彈性。其適用的材料包括合成樹脂例如聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、玻璃紙、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、以及橡膠或彈性物例如天然橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁橡膠、1，2-聚丁橡膠、苯乙烯聚丁橡膠、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯橡膠、表氯醇橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、氟橡膠、以及氨基甲酸乙酯橡膠。
在圖12中示出的空氣管209和水存儲管210延伸穿過非流動性的固體從動輔助元件218。從動輔助元件218是空心板形測試單元，并具有在其左側(cè)和右側(cè)上形成以插入空氣管209和水存儲管210的兩個通孔218a。在縱向X上觀察的通孔218a被設(shè)計成具有與空氣管209和水存儲管210類似的形狀并比這兩個管更大。從動輔助元件218通過空氣管209和水存儲管210引導(dǎo)，從而可以沿縱向X移動。在通過縱向X觀察的狀態(tài)下從動輔助元件218的外周形狀與容器主體202的內(nèi)周形狀類似，并且通孔218a位于容器主體202上。當(dāng)在縱向X上觀察時，從動輔助元件218的面積優(yōu)選占容器主體2的開口面積的50％或更大，更優(yōu)選占80％-95％。
優(yōu)選地，至少一部分從動輔助元件218是在白色底色上的彩色或著色，從而足以反射下文所述作為光電傳感器裝置的光電二極管300b的高敏感區(qū)的光例如可見光。其示例包括來自但不局限于聚丙烯、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚丙烯腈、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯以及各種橡膠材料的構(gòu)造。當(dāng)然，如果在高敏感區(qū)域的光電傳感器裝置的光處于紅光波長區(qū)域，則其優(yōu)選用紅色上色。備選地，具有金屬光澤的材料可以涂敷在從動輔助元件218的表面上以提高反射率。
備選地，可以設(shè)定為使得光電傳感器裝置在高敏感區(qū)域發(fā)射光的熒光材料施加在從動輔助元件218上，由此下述發(fā)光裝置在激發(fā)熒光材料的波長區(qū)域發(fā)光。
在容器主體202的內(nèi)部空間中，液體燃料214存儲在從動輔助元件218前面的區(qū)域。在容器主體202的內(nèi)部空間中，包括對液體燃料214具有低親合力的液體、溶膠或凝膠中的至少一個的從動單元215存儲在從動輔助元件218后面的區(qū)域。由于從動單元215插入從動輔助元件218與容器主體202的后端之間的間隙中，因此在容器主體202的內(nèi)部空間中從動單元215和從動輔助元件218前面的區(qū)域由從動單元215和從動輔助元件218分隔而得到封閉。液體燃料214受到密封不會泄漏到前部區(qū)域。
水212存在水存儲管210中。由液體、溶膠或凝膠組成的從動單元213存儲在水存儲管210中的水212主體后面的區(qū)域，其中水存儲管210由從動單元213封閉。從動單元213前面的區(qū)域充有水212，其中水212的主體和從動單元213相互接觸，并且水212由從動單元213密封。在水存儲管210中，位于從動單元213后面的空間217與位于容器主體202后面的空間216連通。
伴隨著液體燃料214的后端分界面隨液體燃料214的消耗而移動，從動單元215以在從動單元215與液體燃料214接觸的狀態(tài)下被液體燃料214吸引的方式移動。由此，防止液體燃料214泄漏和蒸發(fā)，并且防止空氣流入液體燃料214。類似地，伴隨著液體燃料214的后端分界面隨液體燃料214的消耗而移動，從動單元213以在從動單元213與水212接觸的狀態(tài)下被水212吸引的方式移動。由此，防止水212泄漏和蒸發(fā)，并且防止空氣流入水212內(nèi)。
從動單元215相對于液體燃料214具有較低的親合力，并且在液體燃料214中不溶解也不擴(kuò)散，更優(yōu)選地表面能比液體燃料214更低。從動單元213相對于水212具有更低的親合力，并且在水212中不溶解也不擴(kuò)散，更優(yōu)選地表面能和親合力比水212更低。
從動單元213和215各自具有結(jié)構(gòu)粘度流體(異常粘度流體)的特性，其中常規(guī)應(yīng)力隨變形應(yīng)力(或者變形速度)的增大而減小。
適用于從動單元213和215的材料包括聚乙二醇、聚酯、聚丁烯、液體石蠟、錠子油以及其它礦物油；二甲苯基硅油、甲苯基硅油以及其他硅油；脂肪族金屬皂、變性粘土、硅膠、碳黑、天然橡膠、合成橡膠、以及其它合成聚合物；以及它們的組合。備選地，可以采用通過向上述材料中添加溶劑而制成的改進(jìn)粘度的材料作為從動單元213和215。
由此構(gòu)造的燃料容器201在被包裝以出廠交貨時可以批量涂敷不同材料，從而生產(chǎn)率很高。
由此構(gòu)造的燃料容器201安裝在包含燃料電池和其它的電子裝置260A上，如圖17-19所示。通過設(shè)置在電子裝置260A上的燃料余量測量裝置測量燃料容器201中液體燃料的余量。
電子裝置260A是可移動電子裝置，更優(yōu)選地是筆記本式個人計算機(jī)。電子裝置260A具有包括顯示部分303的第一殼體306以及包括輸入部分307的第二殼體308。第一和第二殼體306，308通過鉸接結(jié)構(gòu)連接在一起。
使燃料容器201具有存儲能力的存儲部分309設(shè)置在第二殼體308上，如圖19所示。在存儲部分309，露出分別與燃料容器201的燃料排放口231、排氣口232和排水口233相對應(yīng)的安裝凹槽261-263。進(jìn)燃料管264、進(jìn)氣管265和進(jìn)水管266突出設(shè)置在安裝凹槽261，262和263上，如圖16所示。
顯示部分303例如由逆光液晶(LC)板或EL顯示板構(gòu)成，其中根據(jù)來自控制器部分的電子信號輸出執(zhí)行屏幕顯示，并由此顯示字符信息和/或圖像。
輸入部分307具有多個按鈕，例如功能鍵、數(shù)字鍵和字符輸入鍵。當(dāng)按動突出于第二殼體308外面的按鈕時，按鈕彈性變形，由此導(dǎo)致按鈕內(nèi)部的可移動觸點可分開地與基底上的固定觸點接觸，從而輸出電子信號。
電子裝置260A被構(gòu)造成包括中央處理單元(CPU)、運(yùn)算裝置、以及存儲裝置例如存儲器，其中結(jié)合軟件實施對輸入電子信號的處理或運(yùn)算操作。
當(dāng)燃料容器201的前蓋元件203的外面203a沿箭頭C的方向插向電子裝置260A的存儲部分309時，如圖19所示。從而，燃料排放口231插入安裝凹槽261內(nèi)，排氣口232插入安裝凹槽262內(nèi)，并且在水存儲管210前端部分上的排水口233插入安裝凹槽263內(nèi)。同時，進(jìn)燃料管264插入燃料排放口231內(nèi)由此打開止回閥205，進(jìn)氣管265插入排氣口232內(nèi)由此打開止回閥206，并且排水口266插入以打開止回閥207。
優(yōu)選地，燃料容器201被設(shè)定為使得在其存儲在電子裝置260A中的狀態(tài)下，空氣過濾器208從電子裝置260A的側(cè)壁露出，然而其不會從電子裝置260A的側(cè)壁或向下突出。
拆除時，可以通過在箭頭C相反方向上拉動燃料容器201而拆除燃料容器201。
下文將描述設(shè)置在電子裝置260A上的燃料余量測量裝置。如圖19和21A所示，燃料余量測量裝置具有控制多個傳感器300的控制電路。多個傳感器300獨立于容器主體202設(shè)置在容器主體202的外部。傳感器300設(shè)置成與相互分離預(yù)定間隔，并在壁面上露出，從而以與如圖21A所示的燃料容器201的左側(cè)壁相對的方式形成存儲部分309。傳感器300具有向燃料容器201照射光Hν的發(fā)光二極管300a，以及接收在從動輔助元件218上反射的光hν的光電二極管300b。當(dāng)已經(jīng)通過燃料余量測量裝置的控制電路檢測到燃料容器201的插入時，發(fā)光二極管300a以預(yù)定的時間間隔發(fā)光。在這種情況下，燃料容器201中的從動輔助元件218在燃料容器201縱向X上的位置根據(jù)燃料容器201中的液體燃料214的余量而動。更具體地說，該位置隨著液體燃料余量的增大而靠近后蓋元件204移動，并且該位置隨著余量的變小而靠近前蓋元件203移動。
假定存在足夠的液體燃料214的余量。在這種情況下，如圖21A所示，發(fā)光二極管300a的光hν在更靠近后蓋元件204的傳感器300中反射離開從動輔助元件218。隨后，光hν由光電二極管300b接收并且從中向控制電路輸出接收強(qiáng)度信號。然而，在其它傳感器300中，來自相應(yīng)發(fā)光二極管300a的光hν不能由相應(yīng)光電二極管300b足量接收。這樣，控制電路進(jìn)行比較并確定傳感器300的光電二極管300b的接收光強(qiáng)，由此檢測從動輔助元件218的位置以及液體燃料214的余量。
在具有燃料電池295，297的發(fā)電單元291激發(fā)時，如圖20A和20B所示，水212供給到燃料電池作為發(fā)電時對氫離子的載體。在燃料容器201連接在電子裝置260A上之后，通過小型流體泵270從安裝凹槽263中抽出的水212通過閥271(圖17)被供給到發(fā)電單元291。當(dāng)水212被供給到電子裝置260A時，水存儲管210中的水212的量減少。隨之，從動單元213發(fā)生變形應(yīng)力，由此從動單元213接觸水212的后端液面，并在這一狀態(tài)下跟隨液面而動。
另外，如圖21B所示，當(dāng)燃料容器201中的液體燃料214被吸入發(fā)電單元291內(nèi)并減少時，拉動從動單元215和從動輔助元件218以保持分界面與液體燃料214接觸的狀態(tài)。因而，在燃料容器201中由從動單元215和從動輔助218分隔的前區(qū)域充有液體燃料214而不具有間隙。這樣，無論例如電子裝置260A和燃料容器201的姿態(tài)如何，液體燃料214都可以達(dá)到從動單元213并由此使液體燃料214可以很容易地吸入電子裝置260A內(nèi)。另外，由于從動輔助元件218的移動方向通過空氣管203和水存儲管210僅限于燃料容器201的縱向X，因此液體燃料214的后端分界面不會顯著傾斜。
在上述狀態(tài)下，在處于燃料容器201縱向X上的中心位置的傳感器300中，來自發(fā)光二極管300a的光hν被反射離開從動輔助元件218。隨后，通過相應(yīng)光電二極管300b接收光hν并從中向控制電路輸出接收強(qiáng)度信號。然而，在其它傳感器300中，來自相應(yīng)發(fā)光二極管300a的光hν的射線不會通過相應(yīng)光電二極管300b足量接收。這樣，控制電路檢測從動輔助元件218的位置以及液體燃料214的余量。
在上述情況下，發(fā)光二極管300a通?；蛞恢辈粫l(fā)光，但周期或同步發(fā)光。然而，傳感器300單元的發(fā)射時刻略微不同，使得發(fā)光二極管300a的發(fā)射時限不會相互重疊。這樣防止了在相鄰傳感器300響應(yīng)預(yù)定位置的發(fā)光二極管300a的光hν而接收從動輔助元件218的反射光hν的情況下余量確定的誤差。在這種情況下，操作傳感器300以按照它們與前蓋元件203或與后蓋元件204的位置緊密性的順序發(fā)光。假定某一傳感器300的接收光強(qiáng)超過閾值設(shè)定，使得在傳感器300中，該傳感器300相對于從動輔助元件218的位置與其它傳感器300的位置相比相對最近。在這種情況下，可以測量那一時刻下的從動輔助元件218的位置，使得其它傳感器300的發(fā)光二極管300a的光發(fā)射操作以及光電二極管300b的光發(fā)射操作并不必一定實施。
備選地，可以以這樣的方式確定從動輔助元件218的位置，即根據(jù)在接收光強(qiáng)因所有的發(fā)光二極管300a發(fā)射而達(dá)到最高的位置上的傳感器300的位置和接收光強(qiáng)、以及分別靠近該傳感器300兩側(cè)的傳感器300的位置和接收光強(qiáng)，相鄰傳感器300之間的識別位置分解成多個位置。這樣，可以通過比傳感器300的數(shù)量更多的階段來測量液體燃料214的余量。
通過小型流體泵268從安裝凹槽261中抽出的液體燃料214通過閥269(圖17)供給到發(fā)電單元291。當(dāng)在發(fā)電單元291上設(shè)置重整器時，水212的一部分在重整致動的作用下被吸入流體泵272內(nèi)，通過閥273供給到混合器274，并與通過閥269供給的液體燃料214混合在一起，由此引發(fā)重整反應(yīng)，這將在下文進(jìn)一步描述。
優(yōu)選地，電子裝置260A的運(yùn)算處理器電路的作用是響應(yīng)傳感器300的檢測信號而檢測液體燃料214的余量并隨后使顯示部分303顯示余量。更具體地說，電子裝置260A的運(yùn)算處理器電路以這樣的方式起作用，即，當(dāng)沒有從傳感器300行列中的任何一個輸入任何檢測信號時，顯示部分303顯示液體燃料214處于充滿狀態(tài)。當(dāng)已經(jīng)從任何一個傳感器300輸入檢測信號時，電路從與已經(jīng)輸入檢測信號的傳感器300相對應(yīng)的從動輔助元件218的位置來檢測液體燃料214的余量，并使顯示部分303顯示該余量。
在燃料容器201中的液體燃料的余量已經(jīng)達(dá)到對應(yīng)于更換時刻的水平的情況下，將燃料容器201從電子裝置260A上拆下并將新的燃料容器201連接在電子裝置260A上是合適的。由于多個傳感器300安裝在電子裝置260A上，因此即使在用新的燃料容器201進(jìn)行更換之后也可以測量燃料容器201中的液體燃料214的余量。這樣，由于不在燃料容器201上設(shè)置任何傳感器，因此可以以比在燃料容器201上設(shè)置傳感器300的情況更低的成本制造燃料容器201。
電子裝置260A包含圖20A或20B所示的發(fā)電單元291。在圖20A和20B中的任意一種情況下，盡管甲醇作為液體燃料214的示例，但可以采用包含氫元素的化合物例如酒精和汽油。
在具有圖20A所示的重整式燃料電池單元的情況下，發(fā)電單元291被構(gòu)造成包括蒸發(fā)器292、重整器293、一氧化碳去除器294以及燃料電池295。
通過混合器274由液體燃料214和水212形成的液體混合物首先供給到蒸發(fā)器292。在蒸發(fā)器292中，所供給的液體混合物汽化成燃料和水的氣體混合物。在蒸發(fā)器292中由此產(chǎn)生的氣體混合物被供給到重整器293。
在重整器293中，從蒸發(fā)器292供給的氣體混合物中產(chǎn)生氫和二氧化碳。更具體地，如化學(xué)式(8)所示，氣體混合物通過催化劑進(jìn)行反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳和氫。
CH3OH+H2O→3H2+CO2(8)在重整器293中，會發(fā)生的情況是甲醇和水蒸氣不會完全重整為二氧化碳和氫。在這種情況下，如化學(xué)式(9)所示，甲醇和水蒸氣相互反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳。
2CH3OH+H2O→5H2+CO+CO2(9)
已經(jīng)在重整器293中產(chǎn)生的氣體混合物供給到一氧化碳去除器294。
在一氧化碳去除器294中，包含在已經(jīng)從重整器293供給的氣體混合物中的一氧化碳選擇性地得到氧化，由此從氣體混合物中去除一氧化碳。更具體地說，一氧化碳通過催化劑與空氣中的氧起反應(yīng)，由此產(chǎn)生二氧化碳，其中一氧化碳已具體選自從重整器293供給的氣體混合物和閥276供給的空氣中的氧。通過傳感器279檢測來自閥276的氧供給量，通過控制電路根據(jù)從傳感器279接收到的信息適當(dāng)控制閥276的打開和閉合。
2CO+O2→2CO2(10)氣體混合物隨后從一氧化碳去除器294供給到燃料電池295的燃料電極。
在燃料電池295的燃料電極，如下文給出電化學(xué)式(11)所示，已經(jīng)從一氧化碳去除器294供給的氣體混合物中的氫氣通過燃料電極的催化作用分解成氫離子和電子。氫離子通過燃料電池295的固體聚合物電解質(zhì)薄膜傳導(dǎo)到空氣電極，并通過燃料電極提取電子。氫離子通過燃料電池295的電解質(zhì)薄膜例如固體聚合物電解質(zhì)薄膜傳導(dǎo)到空氣電極，并通過燃料電極提取電子。在從一氧化碳去除器294供給的氫氣到達(dá)燃料電池295之前，燃料電池295的電解質(zhì)薄膜預(yù)先通過存儲在燃料容器201的水存儲管210中的水212潤濕。因而，在發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫離子利用包含在電解質(zhì)中的水得到脫水，由此可以提高電解質(zhì)薄膜的離子傳導(dǎo)性。這樣，當(dāng)氫氣已經(jīng)到達(dá)燃料電池295時，電解質(zhì)薄膜便于由氫氣產(chǎn)生的氫離子的傳導(dǎo)。
3H2→6H++6e-(11)
空氣從閥277供給到單元291的燃料電池295的空氣電極。隨后，如下文給出的電化學(xué)式(12)所示，在空氣中的氧、穿過固體聚合物電解質(zhì)薄膜的氫離子以及電子之間發(fā)生反應(yīng)，由此產(chǎn)生水作為二次產(chǎn)物。
6H++3/2O2+6e-→3H2O(12)通過傳感器280檢測來自閥277的氧的供給量，并且通過控制電路根據(jù)從傳感器280接收的信息適當(dāng)控制閥277的打開和閉合。
如上所述，通過在燃料電池295中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，如公式(11)和(12)所示。生成產(chǎn)物的氣體混合物例如二氧化碳和空氣通過閥283排放到外部。
與上述化學(xué)反應(yīng)的消耗的氧量成比例地，空氣過濾器208受到顆粒的污染或堵塞。當(dāng)空氣過濾器208最終受到顆粒的堵塞時，空氣泵275的抽吸力降低，由此有可能導(dǎo)致反應(yīng)效率的降低。然而，由于空氣過濾器208安裝在燃料容器201上，因此可以通過更換燃料容器201來一同更換空氣過濾器208。為此，對空氣過濾器208而言適當(dāng)?shù)氖蔷哂袃H必須傳送與一個燃料容器201中充有的液體燃料214的量相一致的氧量的灰塵收集能力。更具體地說，無需提供能夠?qū)εc多個燃料容器201中充有的液體燃料214的量相一致的氧量執(zhí)行灰塵收集這種類型的空氣過濾器。因而，可以實現(xiàn)小型化。另外，由于無需長期具備較高的灰塵收集能力，因此可以采用相對粗糙的空氣過濾器。因而，可以有效提取氧而無需在空氣泵275上施加過大的高負(fù)荷。這樣，當(dāng)抽取多個燃料容器201的液體燃料214所需的空氣時空氣過濾器208不會受到顆粒的堵塞，使得空氣泵275不必在結(jié)構(gòu)上擴(kuò)大到即使在過濾器堵塞的情況下也可以具有足量空氣抽吸力的程度。假定由發(fā)電單元291產(chǎn)生的電能被用作空氣泵275的原動力源。在這種情況下，可以增大發(fā)電單元291所產(chǎn)生的電量以及所供給的電量與負(fù)荷例如外部電子設(shè)備或裝置的比率，并且可以降低由發(fā)電單元291發(fā)電所需電量的比率。
在采用圖20B所示的直接燃料(direct-fuel)的燃料電池單元的情況下，發(fā)電單元291被構(gòu)造成包括蒸發(fā)器296和燃料電池297。
由混合器274通過液體燃料214和水212形成液體混合物在蒸發(fā)器296中汽化成甲醇和水蒸氣的氣體混合物。在蒸發(fā)器296中由此產(chǎn)生的氣體混合物被供給到燃料電池297的燃料電極。
在燃料電池297的燃料電極處，如下文給出的電化學(xué)式(13)所示，已經(jīng)從蒸發(fā)器296供給的氣體混合物通過燃料電極的催化作用分解成氫離子、電子和二氧化碳。氫離子通過固體聚合物電解質(zhì)薄膜傳導(dǎo)到空氣電極，并且電子被燃料電極提取。
在燃料電池297的燃料電極處，如下文給出的電化學(xué)式(13)所示，已經(jīng)從蒸發(fā)器296供給的氣體混合物通過燃料電極的催化作用分解成氫離子、電子和二氧化碳。氫離子通過固體聚合物電解質(zhì)薄膜傳導(dǎo)到空氣電極，并且電子被燃料電極提取。
對于燃料電池297的電解質(zhì)薄膜，在從燃料容器201供給的液體燃料214中的任意一個到達(dá)燃料電池297之前，燃料電池297的電解質(zhì)薄膜預(yù)先通過存儲在燃料容器201的水存儲管210中的物質(zhì)潤濕。因此，利用包含在電解質(zhì)中的水使發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫離子脫水，由此提高電解質(zhì)薄膜的離子傳導(dǎo)性。這樣，當(dāng)液體燃料214已經(jīng)到達(dá)燃料電池297時，電解質(zhì)薄膜便于氫離子的傳導(dǎo)。
CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-(13)空氣從閥277供給到燃料電池297的空氣電極。隨后，如下文給出的電化學(xué)式(14)所示，在空氣中的氧、穿過固體聚合物電解質(zhì)薄膜的氫離子以及由燃料電極攜帶的電子之間發(fā)生反應(yīng)，由此產(chǎn)生水。
6H++3/2O2+6e-→3H2O (14)如上所述，通過在燃料電池297中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，如公式(13)和(14)所示。生成產(chǎn)物的氣體混合物例如水、二氧化碳和空氣通過閥283排放到外部。在直接燃料的燃料電池單元的發(fā)電單元291中，蒸發(fā)器296不一定必不可少。另外，只要水和液體燃料預(yù)先混合在一起并且只要作為水和液體燃料的混合溶液填充在燃料容器201中就足夠了。在這種情況下，從動單元215和從動輔助元件218當(dāng)然設(shè)置在混合溶液的后端分界面上。因此，在這種情況下，提供圖17所示的水212、從動單元213、安裝凹槽263、小型流體泵270、閥271、泵272、閥273和混合器274不一定是必不可少的。
即使在發(fā)電單元291是重整型和直接燃料型中的任何一種的情況下，也可以在發(fā)電單元291的初始操作中采用存儲在燃料容器201中的水212。然而，如化學(xué)式(12)或(14)所示，發(fā)電過程中在發(fā)電單元291中產(chǎn)生的水再次通過泵72供給到發(fā)電單元291并用作在化學(xué)式(8)或(13)中所示左側(cè)的反應(yīng)系統(tǒng)所使用的水。備選地，可以采用上述水和存儲在燃料容器201中的水212。隨后，如上所述在發(fā)電單元291中產(chǎn)生并保持未重復(fù)使用的額外的水通過閥282排放到外部。
假定發(fā)電單元291設(shè)置在例如移動式電話、個人數(shù)字助理(PDA)、或電子筆記的電子裝置主體上。在這種情況下，燃料容器201可以連接在電子裝置上以及從其上拆下，并且通過由發(fā)電單元291產(chǎn)生的電能操作電子裝置主體。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，設(shè)置成在電子裝置260A的存儲部分309的壁面上露出的多個傳感器300向從動輔助元件218上照射光。由此，檢測光學(xué)反射量的變化，并且通過光學(xué)方式檢測從動輔助元件218的移動位置。因此，與常規(guī)情況不同，在視覺上不能確認(rèn)液體燃料214的余量，使得即使在液體燃料214為無色和透明的情況下，也可以有效地檢測余量。
通過光學(xué)方式檢測從動輔助元件218的移動位置。因此，即使在燃料容器201曾經(jīng)被拆下并再次連接在電子裝置上時，也可以通過檢測從動輔助元件218的移動位置來確認(rèn)液體燃料214的余量。
由于多個傳感器300不設(shè)置在容器主體202的內(nèi)部，因此在結(jié)構(gòu)上簡化了燃料容器201，使得其制造方便，并且可以增加液體燃料214在燃料容器201內(nèi)的填充量。另外，容器可以用作消耗品，從而可以實現(xiàn)成本的降低。此外，制造者一方同樣可以很容易地進(jìn)行循環(huán)利用。
本發(fā)明并不局限于上述實施方式，而是可以在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下通過多種方式進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計變化。
例如，多個傳感器300布置成僅與燃料容器201的左側(cè)壁相對。然而，如圖22B所示，多個傳感器300還可以以預(yù)定節(jié)距設(shè)置在存儲部分309的底面上，從而不僅布置在燃料容器201的左側(cè)壁上，而且相對地布置在燃料容器201的上表面上。在這種情況下，傳感器300中的任何一個被用于接收從動輔助元件218的反射光，并且檢測已經(jīng)接收光的傳感器300的位置作為從動輔助元件218的位置。根據(jù)被設(shè)計成用于將多個傳感器300布置在燃料容器201的多個面上的布局，即使在傳感器300相對較多的情況下也可以布置大量傳感器300。由此，可以以細(xì)分離階段為單位來確認(rèn)液體燃料214的余量，并由此甚至更精確地檢測液體燃料214的余量。
此外，如圖22C所示，具有沿燃料容器201的縱向成直線排列的光電傳感器裝置例如光電二極管的線性傳感器300A可以設(shè)置在存儲部分109的壁面上以與燃料容器201的右側(cè)壁相對。在這種情況下，任何一個光電傳感器被用于接收從動輔助元件218的反射光，并且檢測已經(jīng)接收光的光電傳感器裝置的位置作為從動輔助元件218的位置。適用作傳感器300和線性傳感器300A的傳感器特別地包括CCD線性傳感器和C-MOS線性傳感器。備選地，例如對于預(yù)先相對于燃料容器201的深度寬度形成的100個光電傳感器裝置，可以以1/100分離階段為單位確認(rèn)液體燃料214的余量。
同樣線性傳感器300A的布置位置可以設(shè)置在存儲部分109的底面上，使得其相對地布置在燃料容器201的上表面上。
根據(jù)上述實施方式，燃料容器201具有最優(yōu)選的基本上矩形的平行六面體形狀，因為其可以很容易被設(shè)計成在傳感器與從動輔助元件218之間設(shè)定固定距離，以利用光學(xué)傳感器執(zhí)行檢測。然而，燃料容器201可以具有不同的形狀例如圓形截面的圓柱形形狀，只要可以采用傳感器充分感測從動輔助元件218。
此外，根據(jù)上述實施方式，從動輔助元件218被設(shè)定為傳感器300的感測目標(biāo)，但從動單元215可以代替作為感測目標(biāo)。在這種情況下，從動單元215優(yōu)選得到處理以具有不同于液體燃料214的敏感性，例如在顏色上被處理為具有相對較高反射率的白色底色的顏色，使得傳感器300能夠區(qū)分從動單元215與液體燃料214。另外，從動單元215和從動輔助元件218當(dāng)然都可以被設(shè)定為傳感器300的感測目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種燃料容器，包括具有燃料排放口和內(nèi)部空間的容器主體；填充在容器主體的內(nèi)部空間中的液體燃料主體；與液體燃料主體一端的至少一部分接觸的從動單元；以及置于從動單元與液體燃料主體之間并可以通過光學(xué)方式進(jìn)行檢測的固體從動輔助元件。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料容器，其特征在于，所述從動輔助元件的至少一部分具有與液體燃料的顏色不同的顏色。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃料容器，其特征在于，所述內(nèi)部空間被分隔成多個燃料存儲空間，設(shè)置有多個連通孔，使所述多個燃料存儲空間中的每一個與燃料排放口連通，并且所述從動輔助元件被分隔成設(shè)置在所述多個燃料存儲空間中的多塊。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料容器，其特征在于，所述多個連通孔中的至少一個連通孔的開口面積不同于其它連通孔中至少一個的開口面積。
5.如權(quán)利要求3所述的燃料容器，其特征在于，所述多個連通孔各自具有不同的開口面積。
6.如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的燃料容器，其特征在于，所述液體燃料是無色透明的。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的燃料容器，其特征在于，還包括包含水的水存儲部分。
8.一種燃料容器，包括容器主體，液體燃料存儲在該容器主體中，且該容器主體上形成有將液體燃料排到外部的燃料排放口；密封容器主體中的液體燃料主體后端的感測目標(biāo)。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料容器，其特征在于，所述感測目標(biāo)根據(jù)液體燃料主體后端的位置移動，所述位置隨著液體燃料從燃料排放口的排出而移動。
10.如權(quán)利要求8或9所述的燃料容器，其特征在于，所述感測目標(biāo)具有非固體的從動單元和固體的從動輔助元件。
11.如權(quán)利要求8-10中任意一項所述的燃料容器，其特征在于，所述感測目標(biāo)利用白色底色進(jìn)行著色。
12.如權(quán)利要求8-11中任意一項所述的燃料容器，其特征在于，所述液體燃料是無色透明的。
13.如權(quán)利要求8-12中任意一項所述的燃料容器，其特征在于，還包括包含水的水存儲部分。
14.一種燃料余量測量裝置，包括存儲燃料容器的存儲部分，所述燃料容器具有密封燃料主體中的液體燃料主體后端的感測目標(biāo)；以及用于測量感測目標(biāo)位置的位置檢測裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的燃料余量測量裝置，其特征在于，所述位置檢測裝置包括用于檢測感測目標(biāo)的反射光的光學(xué)傳感器裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的燃料余量測量裝置，其特征在于，所述感測目標(biāo)對光學(xué)傳感器裝置的具有高敏感度的波長區(qū)域表現(xiàn)出反射性。
17.如權(quán)利要求14-16中任意一項所述的燃料余量測量裝置，其特征在于，所述位置檢測裝置包括用于向感測目標(biāo)照射光的照射裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的燃料余量測量裝置，其特征在于，所述照射裝置以預(yù)定的時間間隔照射光。
19.如權(quán)利要求14所述的燃料余量測量裝置，其特征在于，所述位置檢測裝置包括多個傳感器，每個傳感器包括用于向感測目標(biāo)照射光的照射裝置以及用于檢測感測目標(biāo)的反射光的光學(xué)傳感器裝置，其中所述多個傳感器在相應(yīng)照射裝置進(jìn)行光的照射的時刻上彼此不同。
20.一種用于測量燃料容器的液體燃料余量的燃料余量測量方法，包括制備燃料容器，該燃料容器包括與填充在具有燃料排放口的容器主體的內(nèi)部空間中的液體燃料一端的至少一部分接觸的從動單元，和置于從動單元與液體燃料之間并可通過光學(xué)方式檢測的固體從動輔助元件，所述方法還包括檢測該從動輔助元件的位置。
全文摘要
一種燃料容器包括具有燃料排放口和內(nèi)部空間的容器主體(2)。液體燃料主體填充在容器主體的內(nèi)部空間中。從動單元設(shè)置在容器主體上，與液體燃料主體一端的至少一部分接觸。固體從動輔助元件(75－78)置于從動單元與液體燃料主體之間，可以通過光學(xué)方式進(jìn)行檢測。
文檔編號H01M8/10GK101080839SQ20058004295
公開日2007年11月28日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者椛澤康成, 須田吉久, 長田隆博, 西村浩二, 神谷俊史 申請人:卡西歐計算機(jī)株式會社, 三菱鉛筆株式會社