CN1918034A - 基准点模式的可交换式燃料电池盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料补给器，其适用于连接到一主机上，例如以燃料电池供电的电子装置。燃料补给器包括一前表面及至少一功能性组件，其中至少一功能性组件是位于在与前表面上定义的基准点位置。前表面位在主机上相对应表面相对位置上，同时基准点与主机上的配合基准面相配合，且至少一功能性组件连接到在主机上的相对应连接点。同时也提供一适配器。

Description

基准点模式的可交换式燃料电池盒
技术领域
本发明涉及一种燃料电池补给器，特别涉及可在多重主机中交换使用的燃料补给器或燃料电池装置，例如供电子装置使用的充电器。
背景技术
燃料电池是一种直接将如燃料和氧化剂之类的反应物化学能量转换成直流电(DC)的装置。基于应用上的大幅增加，与传统燃烧化石燃料的发电机以及如锂电池类型的携带式储存电源相比，燃料电池比它们更具高效。
通常，燃料电池技术包括各种不同类型的燃料电池，如碱性燃料电池、高分子膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池及酵素燃料电池。现今较重要的燃料电池可分为三大类，即使用压缩氢气(H2)做为燃料的电池，使用甲醇(CH3OH)、硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物(如丁烷)或其它燃料转换成氢气燃料的质子交换膜(PEM)燃料电池，以及直接使用甲醇(CH3OH)燃料的质子交换膜燃料电池(称为“直接甲醇燃料电池”或“DMFC”)。压缩氢气一般均维持在高压下保存，而且很难处理。此外，通常需要大型储存罐，所以不适用于小型消费性电子装置上。传统的重组器燃料电池需要转化剂和其它蒸发和辅助系统将燃料转化成氢气以在燃料电池中与氧化剂反应。最近的发展让转化剂或重组器燃料电池有希望用在消费性电子装置上，直接甲醇燃料电池(DMFC)的甲醇会在燃料电池中直接与氧化物进行反应，是最简单也可能是最小型的燃料电池，并且拥有相当可观的电力供应可供消费性电子装置使用。
至于在较大型应用上，直接甲醇燃料电池(DMFC)一般包括：一个风扇或压缩机来将氧化剂通常是空气或氧气供应到阴极；一个泵，将水/甲醇混合物供应到阳极；以及一个薄膜电极组(MEA)。典型的薄膜电极组(MEA)包括一阴极、一质子交换膜(PEM)和一阳极。在使用时，水/甲醇液体燃料混合物会直接供应到阳极上，而氧化剂则供应到阴极上。在每个电极上会产生电化反应，而直接甲醇燃料电池的整个反应叙述如下：
阳极上的半反应：
阴极上的半反应：
燃料电池整体反应：
因为氢离子(H+)通过质子交换膜从阳极移动到阴极，以及自由电子(e-)无法穿过质子交换膜的缘故，所以电子必须流经外部电路因而产生电流。而外部电路可能是任何可用的消费性电子装置，如移动电话、计算器、个人数字助理器、笔记型计算机及电源工具。DMFC公开于美国专利案号第5,992,008号和第5,945,231号案中，在此引用一并作为参考。通常，PEM是由如杜邦公司的Nafion薄膜之类的聚合物制作而成，它是一种高含氟材料，厚度范围大约在0.05毫米到0.5毫米，或是其它适合的薄膜。阳极一般由铁弗龙碳纸制作而成，并由已含有铂-钌金属沉淀的催化剂薄层所支撑。而阴极是一种气体扩散电极，其将铂金属粒子结合在薄膜的一面。
如上述讨论的其它燃料电池，燃料会转换成氢气，且氢气会在燃料电池中与氧化剂反应以产生电能。这类重组燃料包括许多型式的燃料，包括甲醇及硼氢化钠。硼氢化钠重组器燃料电池的电池反应如下：
适当的催化剂还包括其它金属如铂及钌。由硼氢化钠转化产生的氢气燃料会在燃料电池中与氧化剂，如氧气，发生反应并产生电流(或一种电子的流动)及副产品水。同时在转化过程中也产生硼酸盐化钠(NaBO2)的副产品。硼氢化钠燃料电池在美国已公开的专利申请案第2003/0082427号案中已有讨论，此处引用一并作为参考。
燃料补给器或电源供应器，如电池，通常在市面上有不同的选择型式，如AA、AAA、C及D型电池。每种类型的尺寸大小固定以使用在特定型式的电子装置中，且供不同电子装置使用的电池无法交换使用。此外，各种电池的电压及电流输出也不尽相同。
因此，迫切需要一种让燃料补给器可交换使用于不同类型的主机或电子装置的技术。
发明内容
本发明提供可供多重电子装置使用的燃料电池的燃料补给器。
本发明还提供以基准点方法(下文称“基准点方法”)为基础的燃料电池的燃料补给器。
本发明提供包含燃料并含连接到主机装置的燃料补给器，其中，燃料补给器包括一前面板及至少一个功能性组件。功能性组件的位于燃料补给器上所定义的基准点(datum)。当燃料补给器连接到主机时，前面板的位置与主机上的相对应面相反，而基准点与主机上的配合基准点相配合。因此，功能性组件会连接到主机上的相对应连接点。
主机可以是由一燃料电池或电池充电器等供电的电子装置。功能性组件可位于前面板、盒子的侧边、盒子的顶部、盒子的底部或盒子的后面板上。前面板可以大体是平面或弯曲的，前面板可以包括平面或非平面部分，而且平面部分可以是相互平行或相互呈一定角度。
根据本发明的另一个方面，功能性组件与基准点相符。功能性组件可以是一关闭阀、记忆储存装置、连接点(机械式、电子式、气动式等)、感应器、锁具、闩锁、燃料填充孔、方向性功能或导板等。根据本发明的另一个方面，基准点可以是一角落基准点、一突出式基准点、一宽度型基准点、对角型基准点点、一槽口型基准点、或对角基准脚等。
根据本发明的另一个方面，功能性组件的位置可以使用一笛卡尔坐标或一极坐标或球面坐标并自基准点处测量。
根据本发明的另一个方面，只有燃料补给器前表面的一部份及主机上相对应面的部分为标准化的。
根据本发明的另一个方面，可提供一转接器，将燃料补给器连接到主机上。转接器包括至少一第一功能性组件，其适于连接到位于主机上相对应的第一连接点。第一功能性组件位于转接器上的第一基准点上。转接器也连接到燃料补给器上，以使来自燃料补给器的燃料可从燃料补给器传输到主机上。这样的连接方式可包括管路或岐管连接。
另一方面，这样的连接方式也可通过在转接器上的至少一个第二连接点来实现，其尺寸及大小经调整以连接到燃料补给器上的相对应第二功能性组件，以使燃料补给器功能性地连接到主机。第一功能性组件位于转接器上的第一基准点上，而第二功能性组件则位于第二基准点上。第一功能性组件与第一基准点的相对位置基本上会与第二功能性组件与第二基准点的相对位置完全相同。
附图说明
附图为本说明书的一部份在此一并作为参考，而不同附图中用相同的标记来代表相同的组件。
图1为一适用的燃料电池燃料盒子子的透视图；
图2a-d为根据本发明实施例的角落基准点模式燃料盒子子的前视图；
图3a-d为根据本发明实施例的突出式基准点模式燃料盒子子的前视图；
图4a-h为根据本发明实施例的宽度型基准点模式燃料盒子子的前视图；
图5a-b为根据本发明实施例的对角基准点模式燃料盒子子的前视图；
图6a-d为根据本发明实施例的槽口基准点模式燃料盒子子的前视图；
图7a-b为根据本发明实施例的其他基准点模式燃料盒子子的前视图；
图8a为根据本发明实施例的电子装置及突出式基准点模式燃料盒子子的顶部视图；
图8b为图8a中所示的电子装置及燃料盒子的前视图；
图8c-e为图8a中所示的电子装置及具有不同形状但相同基准点的燃料盒子的顶部视图；
图9a为图9b为图8a及图8b中所示的电子装置及燃料盒子的顶部视图与前视图，除了基准点为一角落突出式基准点；
图10a-d为根据本发明实施例的可用于各种电子装置的单一燃料盒子的顶部视图；
图11为一与一个或多个燃料盒子的功能性组件相对应的基准点的前视图；
图12a为一电子装置及一燃料盒子的透视图，其中功能性组件配置在燃料盒子几个侧边上；
图12b显示了适用于表示功能性组件相对于基准点位置的两个三维空间坐标系统；
图13a-d为本发明其它具体实施例的透视图；
图14a为一燃料盒子、一电子装置及连接燃料盒子到电子装置的转接器的透视图；
图14b为另一个转接器的透视图；
图15a-e为本发明的其它具体实施例的部分透视图；以及
图16a-o为本发明的其它具体实施例的部分前视图。
具体实施方式
如附图中所显示的以及下文详细讨论的内容，本发明提供一种燃料补给器，用于储存燃料电池燃料如甲醇和水、甲醇/水混合物、不同浓度的甲醇/水混合物或是纯甲醇。甲醇可在许多类型的燃料电池中使用，如直接甲醇燃料电池(DMFC)、酵素燃料电池、转化燃料电池等等。燃料补给器可以包含其它类型的燃料电池燃料，如乙醇或酒精、可转化为氢的化学品，或其它可以改善燃料电池性能或效率的化学品。燃料也可以包括氢氧化钾(KOH)电解液，适用于金属燃料电池或碱性燃料电池，而且可以储存在燃料补给器中。在金属燃料电池方面，燃料是以流体锌粒子形式浸在氢氧化钾电解质的反应溶液中，因此在电池空洞内的阳极是由锌粒子形成。氢氧化钾电解溶液已公开在美国于2003年4月24日公告的专利申请案第2003/0077493号、名称为“使用燃料电池系统以提供一或多个负载电源的方法”的申请中，此处引用一并作为参考。燃料也包括了甲醇、过氧化氢及硫酸的混合物，它会流过在硅芯片上所形成的催化剂，产生燃料电池反应。燃料也包括水成硼氢化钠(NaBH4)和水，如上所述。燃料还可包括碳氢化合物燃料，例如但不限于丁烷、煤油、酒精及天然气，已在美国于2003年5月22日公告的专利申请案号2003/0096150、名称为“液体接口的燃料电池装置”申请中公开，此处引用一并作为参考。燃料还可包括能与燃料进行反应的液体氧化剂。因此，本发明并不限于任何类型的燃料、电解溶剂、氧化剂溶剂，或是补给器中所包含的液体或固体，或其它可供燃料电池系统使用的燃料类型。此处所使用的“燃料”一词包括所有可在燃料电池或燃料补给器内参与反应的任何燃料，包括但不限于上述所有合适的燃料如电解溶剂、氧化溶剂、液体、固体及/或化学品及其混合物。
此处所使用的“燃料补给器”一词包括但不限于一次性盒子、可再填充/可重复使用盒子、容器、电子装置内置盒子、可拆卸式盒子、电子性装置外置盒子、燃料箱、燃料再填充箱、其它储存燃料的容器以及连接到燃料箱及容器的管子。虽然以下所描述的盒子与本发明的具体实施例结合以作为示范，但必须注意的是这些具体实施例也适用于其它燃料补给器，且本发明不受限于任何具体的燃料补给器。
本发明的燃料补给器可用来储存非燃料电池使用的燃料。这些应用包括但不限于储存供建在硅芯片上的微燃气涡轮引擎使用的碳氢化合物及氢气燃料，见2001年12月/2002年1月出版的《The Industrial Physicist》期刊第20-25页、名称为“微引擎的出现”文章中。其它应用包含储存供内燃机使用的传统燃料以及碳氢化合物，如小型实用打火机中的丁烷及液态丙烷等。
根据本发明的一个方面，基准点被提供用于确定燃料盒子已正确插入到主机或由燃料电池供电的电子装备中。这种基准点方法也适用在燃料盒子的制造处理过程及/或电子装置内的内部燃料室的安装。依据此方法，选择一基准点，在盒子上布置与此基准点相关的部份或所有功能性组件，如阀、连接点(流体、电子式、气动式或机械式)、再填充阀、方向性导板、感应器、锁具或闩锁等。基准点可能具有一个或多个的控制，以确保所有的这些结构元件与在电子装置上对应的结构元件对应布置，并正确地插入。
此外，只要满足基准点的需求，以及燃料盒子的尺寸与接收室兼容，则任何尺寸的盒子都能插入到电子装置中。即使是电子装置中的接收室比可使用的燃料盒子大时，尽管燃料盒子的一部份位于电子装置之外，但基准点都可确保正确连接。除此之外，满足基准点需求之转接器也可当成可使用的燃料盒子与电子装置之间的接口使用，所以电子装置便能在如紧急状况时使用。转接器已在2003年12月1日所提出的第10/725,264号、名称为“燃料容器的填充方法与装置”审查中的专利申请中公开，此处引用一并作为参考。除了尺寸之外，下列所述的多种燃料盒子形状也可使用，只要控制功能性组件及基准点之间的关系即可。
参考图1，其显示一优选燃料盒子10。此燃料盒子已完整公开于2003年12月1日所提出的第10/725,244号、名称为“具有燃料便携材料的燃料电池补给器”审查中的专利申请，此处引用一并作为参考。燃料盒子10可以为任何形状，且大小和尺寸经调整以补给燃料到由燃料电池供电的电子装置内的燃料电池上。由于燃料是流体，如液态或气态，所以不论容器的大小或形状如何均可填入，而且不论容器的大小或形状如何其燃料消耗的方式均相同。因此，在燃料补给器间的可交换性提高了对消费者的便利性。燃料盒子10具有外壳12及内部囊袋或衬垫用于容纳燃料。最好的是外壳12比衬垫更坚固以保护内部衬垫，而且优选具有弹性。包含外壳及内部衬垫的盒子已完整公开于2003年7月29日所提出的第10/629,004号、名称为“含弹性衬垫之燃料盒子”审查中的专利申请，此处引用一并作为参考。其它的燃料补给器包括那些已公开于2003年1月31日所提出的第10/356,793号、名称为“燃料电池的燃料盒子”审查中的专利申请，此处引用一并作为参考。
在前表面16上，盒子10具有喷嘴或阀18，以及填入端口20。如本文中所使用，前表面16是盒子10的侧面且包括盒子10的功能性组件。填入端口20在制造过程中是用于将燃料传输到衬垫，并在传输到衬垫达到预定的燃料量如衬垫14容量的80％到95％时将端口密封，填入端口的密封可由一可再填充阀取代。前表面16也具有非对称式校正孔径15，其尺寸及大小经调整以接受布置在装置上，用于接受燃料盒子10所搭配的匹配突起(图中未示出)。当盒子10正确插入时，突超会被孔径15所接收且盒子可充分插入。当盒子10插入不正确时，如上下颠倒，突起将会碰撞前表面16使盒子无法插入。
盒子10在其下方具有至少一导轨17，可滑入并引导的装置上相对应的轨道(图式中未显示)以协助盒子的插入。此外，前表面16也具有电子接口19，可能包括必要的电子接点以连接盒子到电子装置上或到启动电子装置的燃料电池上。电子接口19也可连接到一电子可读取式燃料测量仪、安全装置或信息储存装置上，例如电子可抹除可程序化只读存储器(EEPROM)。燃料测量仪、安全装置及信息储存装置都在2003年12月1日所提出名称为“含信息储存装置与控制系统之燃料电池补给器”审查中的专利申请中，将其在此引用一并作为参考。
根据本发明的一个方面，相关的功能性组件，如校正孔15、导轨17、阀18、电子接口19及填入端口20的位置都相对于或自基准点处开始测量。这些功能性组件可位于前表面16或任何其它位置或甚至在盒子10内侧。如图2a-2d所示，基准点22可选择为前表面16的其中一个角落。前表面16可以是平面、弯曲表面或阶梯状或是上述的任何组合，并且也可在其上包括平面、弯曲表面或阶梯状的部分。它也可垂直或以任何角度位于盒子的其它表面上。如图所示，基准点22位于右下角。盒子10的前表面16可以是长方形或正方形、或大或小、规则或不规则，只要至少一个角在实体盒上即可。角落可以是直角、钝角或锐角。如图2a-d所示，组件A及B以及其它在此所指定的字母，均代表任何被放在前表面16上的相关功能性组件。虽然，在图中只显示两个，但在前表面16上或在盒子10的其它表面上并没有功能性组件数量的限制。
功能性组件A及B与基准点22的位置关系，可用笛卡尔二维坐标系统来表示，如水平的X轴与垂直的Y轴。如图2a所示，组件A相对于基准点22在X和Y轴的距离为Xa及Ya，而组件B相对于基准点22在X和Y轴的距离为Xb及Yb，而组件A及B在图2b-c中的位置都相同。另一方面，组件A及B距离基准点22的位置，也可用距离基准点22的半径Ra或Rb以及角度θa或θb来表示，其中θ可从定义为基准点22的角落的水平轴(在X轴上)或从垂直轴(在Y轴上)开始测量，或是从另一个轴上开始。再者，在前表面16上的任何角落可定义为基准点22。
参考图3a-c，基准点22从前表面16上突出。如图所示，功能性组件A及B在所有盒子上与基准点22相距Xa及Xb的间距。在这个具体实施例中，组件A及B的位置在过基准点22的一条直线上。然而，组件A及B也可分别位于这条线的上方或下方，例如在本文所述的任何具体实施例中也可能会有一垂直Y分量。参考图3d，突出式基准点可以是任何形状，包括但不限于楔形形状。当这种形状与装置上相对应的轨道共同使用时可确保适配。参考图3e，盒子10可具有插脚式基准点222，其从前表面16突出，而盒子10也可能有限定在盒子某一侧面的槽口基准点221。基准点221也可以是一种楔形式基准点。插脚式基准点222也可与楔形式基准点223成为一对，如图3f所示。在这个具体实施例中，楔形式基准点223的深度为盒子的深度要浅。
参考图4a-f，基准点22可包括两个分开的点，且功能性组件A及B的位置与基准点22相距预定距离的Xa及Xb。在本具体实施例中，基准点22位于前表面16上具有固定宽度的一区域。基准点也可包括在基准点22之间的侧面23。参考图4a及及图4c，基准点22位于角落。参考图4b及图4d，基准点22也可位在远离角落的位置上。参考图4e及图4f，基准点22位于一固定宽度的区域上，而剩下的前端部分则有不同的宽度。该固定宽度区域相对比盒子的最厚部分薄。参考图4g及图4h，与图4e及图4f类似，基准点的位置在相对较薄的宽度区域上，而盒子剩余的区域则可以是任意形状。基准点22可位于前面板之后任何预定位置上，但基准点的位置优选在前表面上。此外，盒子的宽度或厚度(深度)可在远离前表面的方向增加或减少。例如，如图1所示，盒子的厚度在远离前表面的方向增加。
参考图5a及图5b，基准点22包括了相互正交或垂直的基准点221及222。在本实施例中，基准点222可当成固定线，使得组件A及B位于过点222的线上，而基准点221则是用于测量Xa及Xb的距离的参考线。
基准点22也可如图6a-d所示嵌入或刻入前表面16中。基准点包括了直角槽口241及242，类似于图5所示的直角基准点221及222，如图6a所示。直角槽口241及242可如图6b及图6d所示相互连接。图6c所示的槽口基准点24则与图4d中的基准点22类似。槽口可能会穿过整个盒子的深度或是具有一预定的深度。该深度最好足够深以便定位、引导及避免盒子不正确插入，槽口基准点24也可以是单一点基准点。
功能性组件A及B并不需要落在任何穿过基准点22、24的特定的线。如图7a及图7b所示，功能性组件A、B及C可位于前表面16的任何位置上。这些组件与基准点22分别相距(Xa，Ya)、(Xb，Yb)及(Xc，Yc)的距离。另外，他们的位置也可以表示成(Ra，θa)、(Rb，θb)及(Rc，θc)。
本发明将燃料电池盒的可交换使用能力最大化，只有盒子前表面一部份及/或带有功能性组件的侧壁必须标准化。因此，由燃料电池供电的电子装置便可接受许多不同的燃料盒子，只要功能性组件定义在相关的标准化基准点上。
例如，如图8a及图8b所示，显示了具有突出基准点22的盒子10与具有可接收盒子10的接收室28的电子装置26。根据本发明，盒子10具有位于前表面16上的功能性组件A和B，并相对于基准点22定位。接收室28具有内部表面16’与前表面16相对应。在内部表面16’上具有连接点A’及B’，且这些连接点与功能性组件A及B相对应。例如，连接点A’及功能性组件A为一双组件关闭阀，以控制从盒子10流到电子装置26的燃料流量。双组件关闭阀已完公开于2003年7月29日所提出的第10/629,006号、名称为“含连接活门的燃料盒子”审查中的专利申请，此处引用一并作为参考。连接点B’及功能性组件B，例如，可以是一电子可抹除可程序化只读存储器(EEPROM)的数据储存装置，并连接到位于电子装置内的控制器上。如上所述，功能性组件可以是任何位于盒子前表面、侧面或背面上的任何组件，并且可连接到电子装置中相对应的连接点。内部表面16’还可以包括配合基准点22’，与盒子10的基准点22相对应。图9a及图9b显示另一个电子装置26及盒子10，类似于图8a及图8b所示，其中除了基准点22是一角落突出式基准点之外，其它类似于图2所示的结构。
因此，当盒子10插入室28时，只要基准点22与结合基准点22’彼此对正，所有的功能性组件，如功能性组件A及B，都会对正相对应的连接点，如连接点A’及B’。任何满足基准点的需求的盒子10均可使用，只要基准点相同，而与电子装置26的尺寸、形状或结构无关。一个较大的盒子与一较小的盒子也可交互使用，只要其基准点相同，并且前表面仅有一部份需要标准化。类似地，一直径较小于正方形盒子宽度的圆形盒子，只要基准点点相同便可以相互替代。
图8c-e更进一步显示本发明的具有基准点的盒子。在这些附图中，室28具有相同的尺寸和基准点，适用于接收具有不同形状及尺寸但具有相同基准点的盒子。在图8c中，盒子10与室28的深度相同，但盒子宽度明显较窄。在图8d中，盒子10具有一不规格形状但具有相同的基准点，该盒子有一部份延伸到外面并包围电子装置，在图8d中，盒子10具有一非多边形或更像是圆形或椭圆形的形状，基准点相同，其能够向电子装置26供应燃料。
图10a-d显示盒子10具有相同的形状和尺寸，可用在具有不同大小及尺寸的室28的电子装置上，盒子10及室28两者都具有相同的基准点。图10a显示盒子10具有与室28相同的形状及尺寸，盒子10与室28配合并与之平齐。图10b显示盒子10具有与室28相同的宽度但深度较浅，盒子10可完全配合在室28内。图10c显示盒子10可以配合到一非多边形的室28之中。图10d则显示盒子10具有与室18相同宽度但深度较深，盒子10可提供燃料到电子装置，但在插入后将会延伸到电子装置的侧面之外。
如图8-10所示，在某些具体实施例中，盒子10配合到电子装置26后与其外部表面平齐，如图8a及图8b、图9a及图9b以及图10a。换言之，如图8c、图8d、图8e以及图10b、图10c及图10d所示，在盒子10配合到电子装置26之后，盒子没有在电子装置26的外表面突出，或者被推入到电子装置26的内部中。
根据本发明的另一实施例，基准点22至少需与一功能性组件相重合。如图11所示，基准点22与功能性组件A相重合；然而，基准点22可与任何功能性组件相重合。其它组件的位置从基准点22或从功能性组件A开始量测。图11显示这些位置的极坐标或球形坐标，这些位置可被表示为距离基准点22/组件A的半径R(b，c，d)及角度θ(b，c，d)处。组件A也可被表示为距基准点0.00公分/英吋距离及0°。这些位置也可以表示为距基准点的笛卡尔坐标如(Xb，Yb)、(Xc，Yc)及(Xd，Yd)。在该具体实施例中，前表面16的尺寸及形状不太重要，只要盒子可以插入电子装置内即可。如图中所示，前表面16可以是圆形或多边形。
根据本发明的另一实施例，电子装置26上的接收室28是位于角落上，或是至少占据室28的两侧部分。如图12a所示，室28紧邻电子装置26的两侧部分，且盒子10适合接收在室28中。在该具体实施例中，基准点22及配合基准点22’都类似于图3d所示的楔形式基准点。楔形的连接提供较高等级的结构性支撑，基准点最好能提供辅助结构的支撑，且最佳状况是，盒子延伸到电子装置外。
如图所示，盒子10延伸到电子装置26之外，然而，盒子的尺寸可以完全配合到电子装置内或是配合后与电子装置的边缘平齐。根据本发明的另一实施例，功能性组件可以如图所示位于前表面16或侧面30上，或位于盒子10的任何表面包括顶部、底部或背部。这里，功能性组件A和B位于前表面16上，而功能性组件C、D及F则位于侧面30上。这些功能性组件与室28中的连接点A’、B’、C’、D’及F’分别对应并结合。如图所示，功能性组件可位于基准点本身之上或是与基准点有所间隔。在该具体实施例中，各功能性组件不在同一平面上。三维空间坐标，如X-Y-Z的笛卡尔坐标系统或一个R、θ、球形坐标系统，均可用于描述功能性组件与基准点的相对位置。大致而言，功能性组件A相对于基准点22在笛卡尔及球形三度空间座标的典型代表如图12b所示。
图13a-d进一步显示了本发明的另一实施例。前表面16可以为任何形状。如图13a中所示，前表面16包括了161及162二部分表面，彼此间并非同一平面。这些部分表面可能会彼此平行或是彼此形成一角度。每一部份表面可能包含一或多个功能性组件，或完全没有。这些表面部分可以是大体的平面或者是曲面。这些功能性组件可位于前表面16、侧面30、背面32或顶部34上。在图13a中的基准点22是一种角落突出式基准点。功能性组件的位置最好都从前表面16上的基准点的中心或边缘处开始测量，如图所示。然而，这些位置也可从基准点22上的任何一点来测量。功能性组件的位置如图13a所示的功能性组件A可用笛卡尔坐标来表示，或如图13b中所示的球形坐标来表示。图13b显示的实施例中，功能性组件位于盒子的圆周边缘。图13c类似于图13a，除了其中的基准点22是一通道，且前表面16包含的两个部分彼此间形成一角度。图13d是具有基准点的盒子的另一实施例，其中功能性组件可位于任何位置，且基准点22是一通道。举例而言，图13d所示的功能性组件A可以是一个阀，功能性组件B可以是一记忆储存装置，而功能性组件C是一可以朝阀A施加一偏向力量的弹簧，以确保阀A和电子装置上的相对应连接点A’之间良好固定。
另一方面，如图13d中所示，其中功能性组件A及C所位在的表面之间的距离可形成一固定长度的基准点。这些表面的两个边缘或两个角落也可形成一基准点。
图14a显示本发明的另一实施例，如前面所述，一转接器可用于将一相对大型的燃料盒子连接到一相对小型的电子装置(或相反情况)。若没有转接器，则大型燃料盒子将因其尺寸较大而无法将燃料提供到小型的电子装置上。在图14a中，燃料盒子10的宽度36因为太大，以致于无法配合到电子装置26的室28中，且盒子10的基准点22因太浅，故无法穿透室28而与电子装置上的配合基准点22’相配合。依据本发明，转接器38被用于连接基准点22与配合基准点22’。转接器38具有基准点40，其可与电子装置26上的配合基准点22’相配合，而基准点42可与盒子10上的基准点22相配合，如图所示。转接器38具有靠近基准点40的必要的功能性组件A、B、C等，它们连接到电子装置上的连接组件A’、B’、C’等，且转接器38具有靠近基准点42的连接组件A’、B’、C’等，它们连接到盒子10上的功能性组件A、B、C等。转接器38的内部，靠近基准点42的功能性组件A、B、C等连接到靠近基准点40的连接点A’、B’、C’，以形成彼此之间任何及所有的流体式、电子式、机械式、液压式等形式的连接。
另一方面，转接器38的其中一端可包括可与基准点22’相配合的基准点40，而另一端与燃料源连接，或是通过燃料导管46连接到燃料补给器44，如图14b所示。转接器也可连接到可相互流通的多重燃料补给器。该具体实施例的一个优点就是，燃料补给器44可以为多个电子装置26供应燃料的相当大型补给器。燃料导管46可以有一条或多条管路以形成从燃料补给器44到转接器38之间的流体流通。燃料导管46也可以是一包含多个阀及配件的岐管，使得一个转接器可与多数个燃料补给器，或一个燃料补给器可与多个转接器一同使用。
电子装置26可进一步包括一固定结构，以在盒子插入电子装置后能固定盒子10。例如，电子装置26可具有一C型夹，适用于与一接脚基准点相结合，如图3e中所示的接脚基准点222，以牢牢地固定盒子10。此外，另一种固定结构如臂48，位于电子装置的室28中，适用于结合楔形榫头式基准点223的末端，以固定盒子10在室28之中，臂48最好偏向固定位置。
根据本发明的另一实施例，基准点也可用于避免不兼容燃料被填入电子装置中。如前所述，可使用的燃料电池燃料包括甲醇、硼氢化钠、碳氢化合物及其它燃料。当使用基准点系时，一种燃料会只对应一特定的基准点，包含不兼容燃料的燃料补给器无法插入主要电子装置中。如图15a-c所示，盒子10具有槽口基准点221及222，这两个槽口基准点之间的距离以X表示。对于某一特定类型的燃料，该燃料的使用对应距离X，这使得包含其它燃料的燃料补给器无法插入主机。如图15d及图15e所示，槽口基准点221及222可由一单一凹陷基准点所取代。凹陷基准点22适用于接收一位于室28中的插脚。如图所示，凹陷基准点的位置及功能性组件可相互交换，以为某种燃料确定一基准点。
虽然本发明的说明性实施例目的就是说明如何实现本发明的目标，但业内人士还可做出许多的修改及其它的实施例。例如，一功能性组件可相对于基准点定位，而其它功能性组件则可不直接相对于基准点定位，如其它功能性组件可相对于第一个功能性组件定位。除此之外，任何具体实施例的结构元件和/或组件可单独使用或结合其它具体实施例使用。参考图16a-o，显示前表面16的多样性。基准点22可以是槽口、插脚、凹陷、角落突出以及楔形等，并且可交换使用，基准点的位置可以先选定或标准化以满足任何标准。因此，我们将明白附随的权利要求书应可涵盖在本发明的精神与范畴之内所有的实施例及其修改。

Claims (36)

1.一种燃料补给器，其包含燃料，并适用于连接到主机上，其中该燃料补给器包括：
一前表面及至少一功能性组件，其中至少一功能性组件相对于在燃料补给器中所定义的基准点定位，
其中当燃料补给器连接到主机时，前表面位于与主机的相对应表面的相对位置上，且基准点与主机上的配合基准点相配合，以及至少一功能性组件连接到主机上对应的连接点。
2.如权利要求1所述的燃料补给器，其中主机是一由燃料电池供电的电子装置。
3.如权利要求1所述的燃料补给器，其中主机是一燃料电池。
4.如权利要求1所述的燃料补给器，其中主机是一充电器。
5.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于前表面上。
6.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于盒子的侧面。
7.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于盒子的顶部。
8.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于盒子的底部。
9.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于盒子的背面。
10.如权利要求1所述的燃料补给器，其中前表面大体为平面。
11.如权利要求1所述的燃料补给器，其中前表面是弯曲的。
12.如权利要求1所述的燃料补给器，其中前表面包含非平面部分。
13.如权利要求12所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件位于其中一个非平面部分上。
14.如权利要求12所述的燃料补给器，其中非平面部分相互平行。
15.如权利要求12所述的燃料补给器，其中非平面部分不是平行的。
16.如权利要求1所述和燃料补给器，其中至少一功能性组件与基准点相重合。
17.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点位于前表面上。
18.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件包括关闭阀、记忆储存装置、机械连接、电子连接、气动式连接、感应器、锁具、闩锁、燃料填充端口、再填充阀、导向功能或导轨。
19.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一角落基准点。
20.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一突出式基准点。
21.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一宽度型基准点。
22.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一对角基准点。
23.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一槽口基准点。
24.如权利要求23所述的燃料补给器，其中槽口基准点包括两个直角接脚。
25.如权利要求1所述的燃料补给器，其中基准点包括一接脚基准点。
26.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件的位置是使用笛卡尔坐标从基准点处开始测量。
27.如权利要求1所述的燃料补给器，其中至少一功能性组件的位置是使用一球坐标系统从基准点处开始测量。
28.如权利要求1所述的燃料补给器，其中前表面的一部份及主机表面相对应的一部份是标准化的。
29.如权利要求1所述的燃料补给器，在燃料补给器连接到主机后，燃料补给器会形成主机外部表面的一部份。
30.如权利要求1所述的燃料补给器，在燃料补给器连接到主机后，燃料补给器没有形成主机外部表面的一部份。
31.如权利要求1所述的燃料补给器，其中选取的基准点对应于一特定燃料。
32.一种转接器，将燃料补给器连接到主机上，该转接器包括：
至少一个第一功能性组件，其适合与主机上相对应的第一连接点连接，其中第一功能性组件相对于转接器上的第一基准点定位，并且第一基准点与主机上的第一配合基准点相配合，以及
其中转接器连接到燃料补给器以使来自燃料补给器的燃料传输到主机。
33.如权利要求32所述的转接器，其中转接器至少由一管路与燃料补给器连接。
34.如权利要求32所述的转接器，其中转接器由一岐管与燃料补给器连接。
35.如权利要求32所述的转接器，其中转接器与多个燃料补给器连接，且其中燃料补给器之间相互流体流通。
36.如权利要求32所述之转接器，还包括：
至少一第二连接点，适合于连接到燃料补给器一相对应的第二功能性组件，使燃料补给器功能性地连接到主机，其中第二功能性组件位在于燃料补给器的第二基准点相对应的位置，以及
其中第一功能性组件相对于第一基准点的位置基本上与第二功能性组件相对于第二基准点的位置相同。
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