JP2006168807A - 燃料容器及び燃料残量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貯留した液体燃料の残量を測定することができる燃料容器及び燃料残量測定方法を提供すること。
【解決手段】容器本体２の内部空間が隔壁２１，２２によって空間２５〜２８に区切られ、燃料収容空間２５〜２８それぞれに連通孔５５〜５８が連通し、連通孔５５〜５８が合流して燃料排出孔６２に連通している。空間２５〜２８それぞれが追従体１５〜１８によって連通孔５５〜５８の領域と連通孔５５〜５８とは反対側の領域とに仕切られ、液体燃料１１〜１４が空間２５〜２８の連通孔５５〜５８側の領域に充填され、固体状の追従補助部材７５〜７８が液体燃料１１〜１４と追従体１５〜１８との接触部に配されている。液体燃料１１〜１４の消費によって追従補助部材７５〜７８が前側に位置するとセンサ１０５〜１０８によって検出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体燃料を収容した燃料容器に関するとともに、その液体燃料の残量を測定する燃料残量測定方法に関する。

近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。ところが、一次電池及び二次電池は、エネルギの利用効率の観点から検証すると、必ずしもエネルギの有効利用が図られているとは言えない。そのため、今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギ利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んにおこなわれている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載されている燃料電池は、電解質板が燃料極と空気極との間に挟持されてなる燃料電池本体と、メタノール等の液体燃料と水の混合液を収容するとともに燃料電池本体に接続された燃料容器と、から構成されている。燃料容器には排出口が形成され、その排出口から混合液が供給される。燃料容器が空になれば、新しい燃料容器に交換すれば良い。
特開２００１−９３５５１号公報

ところで、燃料容器内にある液体燃料の残量を測定することが望まれているが、液体燃料の残量を測定するために燃料容器内の液体燃料を検出するセンサが必要となる。特許文献１に記載されている燃料電池を上記のような小型の電子機器に搭載した場合、電子機器及び燃料容器が様々な姿勢・向きで使用されるから、燃料容器内にある液体燃料が燃料容器の姿勢に応じて様々な位置に流動してしまうため、燃料容器内の液体燃料をセンサで検知することができず、燃料容器内の液体燃料の残量も測定することができない。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、液体燃料の残量を容易に測定することができる燃料容器燃料残量測定方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、
燃料排出孔を有する容器本体と、
前記容器本体の内部空間内に充填された液体燃料と、
前記液体燃料の末端の少なくとも一部と接する追従体と、
前記追従体と前記液体燃料との間に介在し、光学的に検出可能な固体状の追従補助部材と、
を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、容器本体の内部空間内において、液体燃料の排出または減少に伴って液体燃料の末端の位置が移動するとともに追従体及び追従補助部材も追随して移動するので、追従補助部材の位置を検出することによって液体燃料の残量を測定することができる。

また、追従補助部材が追従体と液体燃料との間にあるから、燃料収容空間の開口面積が大きくとも、追従体が液体燃料に追従し、液体燃料の密閉状態を保つことができる。

前記追従補助部材は、少なくとも一部が前記液体燃料と異なる色を有していることが好ましい。このように追従補助部材の少なくとも一部と液体燃料の色とを互いに異ならせるため、追従補助部材の位置を容易に光学的に検出しやすくなる。

前記内部空間は複数の燃料収容空間に区切られ、
前記複数の燃料収容空間のそれぞれを前記燃料排出孔と連通する複数の連通孔が設けられ、
前記追従補助部材は前記複数の燃料収容空間毎に設けられていることが好ましい。

このように追従補助部材を複数設けることによって残量を段階的に検出することができる。

さらに前記複数の連通孔のうち少なくとも１つの連通孔の開口面積がその他の連通孔の少なくとも１つの開口面積と異なるようにすれば、連通孔から排出される液体燃料の単位時間あたりの速度を燃料収容空間の間で容易に変えることが可能となる。

また前記複数の連通孔は何れも開口面積が異なるようにしても同様の効果を得ることができる。

燃料容器の液体燃料の残量を測定する燃料残量測定方法において、
前記燃料容器は、燃料排出孔を有する容器本体の内部空間内に充填された前記液体燃料の末端の少なくとも一部と接する追従体と、前記追従体と前記液体燃料との間に介在し、光学的に検出可能な固体状の追従補助部材と、を備え、
前記追従補助部材の位置を検出することを特徴とする。

この燃料残量測定方法によれば、容器本体の内部空間内において、液体燃料の排出または減少に伴って液体燃料の容器本体と接していない末端の位置が移動するとともに追従体及び追従補助部材も追随して移動するので、追従補助部材の位置を検出することによって液体燃料の残量を測定することができる。

本発明によれば、液体燃料の排出または減少に伴って液体燃料の容器本体と接していない末端の位置が移動するとともに追従体及び追従補助部材も追随して移動するので、追従補助部材の位置を検出することによって液体燃料の残量を測定することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明を適用した実施形態における燃料容器１の四面図である。図１において、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は左側面図である。図２は、分解した燃料容器１の正面、上面及び右側面を表した斜視図である。図３は図１に示された切断線III−IIIに沿った矢視断面図であり、図４は図１に示された切断線IV−IVに沿った矢視断面図であり、図５は図１に示された切断線V−Vに沿った矢視断面図であり、図６は図１に示された切断線VI−VIに沿った矢視断面図である。図６においては、燃料容器１の前部を拡大図示している。

図１〜図６に示すように、燃料容器１は、内部空間を有した容器本体２と、容器本体２の前側開口を閉塞した前側内蓋部材５と、前側内蓋部材５の前面に重ねられた前側外蓋部材６と、容器本体２の後ろ側開口を閉塞した後ろ蓋部材８と、を備える。

容器本体２は略直方体箱状に設けられており、容器本体２の前と後ろが開口している。

容器本体２の左右の側面に平行な隔壁２１が容器本体２内に設けられ、上面及び底面に平行な隔壁２２が容器本体２内に設けられ、円管状のパイプ部２３，２４が隔壁２２に一体形成されている。正面から見た場合、隔壁２１は左右方向における中間にあり、隔壁２２は上下方向における中間にあり、隔壁２１は隔壁２２に対して十字状に交差し、パイプ部２３は隔壁２１の左方にあり、パイプ部２４は隔壁２１の右方にある。パイプ部２３及びパイプ部２４は前後に延在し、パイプ部２３及びパイプ部２４は前後において開口している。

隔壁２１によって容器本体２の内部空間が上下に分かれ、隔壁２２によって容器本体２の内部空間が左右に分かれ、隔壁２１及び隔壁２２によって容器本体２の内部空間が４つの燃料収容空間２５〜２８に区切られている。パイプ部２３によってその内側に空間２９が形成され、パイプ部２４によってその内側に空間３０が形成されている。従って、容器本体２の内部空間は６つの空間２５〜３０に区切られている。このように、容器本体２内に隔壁２１，２２が設けられることで、容器本体２を補強することができ、容器本体２に外力が作用しても、容器本体２が変形しにくい。

パイプ部２３の内径・外径は長手方向で一様であり、パイプ部２４の内径・外径も長手方向で一様であり、パイプ部２３の内径・外径はパイプ部２４の内径・外径に等しい。従って、空間２９の体積・開口面積は空間３０の体積・横断面積と等しく、空間２５〜２８の体積・開口面積は何れも等しい。

隔壁２１，２２及びパイプ部２３，２４は容器本体２の左右側面、上面及び底面と一体形成されている。容器本体２は全部または一部が光学センサが受光検知する波長域の光に対して透過性が高く、好ましくは可視光に対して透明である。容器本体２としては、例えば、樹脂、ガラス、陶器、磁器等が挙げられるが、ガス不透過性、製造時・組立時のコスト低減及び製造の容易性等を考慮する場合には、好ましくは上記各特定を有するポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の単独又は二種以上の樹脂の混合物、あるいは、前記樹脂または樹脂の混合物表面にアルミナ、シリカ、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）をコートしたものを含む単層構造、二層構造以上の多層構造からなるものが挙げられる。多層構造の場合は、少なくとも一層が、ガス遮蔽性が良好な樹脂で構成されていれば、残りの層はガス遮蔽性が低くても通常の樹脂でも実使用上問題はない。

また、燃料収容空間２５〜２８内には、追従補助部材７５〜７８がそれぞれ配置されており、燃料収容空間２５〜２８はそれぞれ追従補助部材７５〜７８によって前側の領域と後ろ側の領域に仕切られている。追従補助部材７５〜７８は追従体１５〜１８にあわせて所定の密度にするために内部が中空の板状の部材であり、流動性のない固体である。追従補助部材７５〜７８は、少なくとも一部が後述する液体燃料１１と異なる色、特に有色であるのが望ましく、不透明であるのが更に好ましく、可視光領域の光に対して高反射性であるのが更に好ましい。追従補助部材７５〜７８の材質としては、例えば、ポリプロピレン、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、各種ゴムなどから構成されるものが挙げられる。

正面から見た場合、追従補助部材７５〜７８の外縁形状はそれぞれ燃料収容空間２５〜２８の開口形状に相似しており、追従補助部材７５〜７８の面積はそれぞれ燃料収容空間２５〜２８の開口面積に対して５０％以上であるのが好ましく、８０〜９９％であるのが更に好ましい。追従補助部材７５，７７はパイプ部２３によって前後方向に案内され、追従補助部材７６，７８はパイプ部２４によって前後方向に案内される。

前側内蓋部材５はその後ろの一部を容器本体２の前側開口に嵌め込まれ、前側内蓋部材５の後面が隔壁２１，隔壁２２及びパイプ部２３，２４の前端面に密接され、空間２５〜３０の前側開口が前側内蓋部材５によって閉塞されている。前側内蓋部材５の前面には円筒状のニップル部５１，５２が凸設され、ニップル部５１、５２には空気排出孔５３、水排出孔５４がそれぞれ形成されている。空気排出孔５３はニップル部５１の頂上部から前側内蓋部材５の後面まで貫通し、水排出孔５４はニップル部５２の頂上部から前側内蓋部材５の後面まで貫通している。そして、空気排出孔５３は空間２９に連なっており、水排出孔５４は空間３０に連なっている。

空気排出孔５３には、容器本体２の中から空気排出孔５３を通って容器本体２の外へ向かう流体の流れを阻止する逆止弁４１が嵌め込まれ、水排出孔５４には、容器本体２の中から空気排出孔５３を通って容器本体２の外へ向かう流体の流れを阻止する逆止弁４２が嵌め込まれている。逆止弁４１，４２が設けられることによって、燃料容器１の未使用時に容器本体２に外力が加わっても容器本体２内から外へ不要に流体が流れ出ないようになっている。

ここで、図７は前側外蓋部材６を取り外した状態の正面図である。図７に示すように、前側内蓋部材５の前面であってその中央部には、円形状の凹部５９が凹設され、凹部５９の周囲には４つの連通孔５５〜５８が形成されている。連通孔５５〜５８は前側内蓋部材５の前面から後面まで貫通し、連通孔５５〜５８は後ろ側において燃料収容空間２５〜２８にそれぞれ通じている。連通孔５５〜５８の中では、連通孔５５の開口面積が最も小さく、連通孔５６の開口面積が二番目に小さく、連通孔５７の開口面積が三番目に小さく、連通孔５８の開口面積が最も大きい。なお、これら連通孔５５〜５８は円孔であるので、径の大きさも連通孔５８、連通孔５７、連通孔５６、連通孔５５の順となる。

図１〜図６に示すように、前側内蓋部材５の前に前側外蓋部材６が重ねられ、前側外蓋部材６の後面が前側内蓋部材５の前面に密着している。前側外蓋部材６の前面であってその中央部には、円筒状のニップル部６１が凸設され、ニップル部６１には燃料排出孔６２が形成されている。燃料排出孔６２はニップル部６１の頂上部から前側外蓋部材６の後面まで貫通し、燃料排出孔６２が凹部５９に通じている。特に、図６に示すように、燃料排出孔６２の後ろ側開口６３は拡開し、その開口６３の面積は凹部５９の開口面積よりも大きく、凹部５９の周囲の連通孔５５〜５８が合流して燃料排出孔６２の後ろ側開口６３に通じている。

図２、図６に示すように、燃料排出孔６２には、後ろ側開口６３から燃料排出孔６２を通って燃料排出孔６２の前側開口へ向かう流体の流れを阻止する逆止弁４３が嵌め込まれている。逆止弁４３が設けられることによって、後ろ側開口６３から燃料排出孔６２の前側開口へ流体が流れ出ないようになっている。

なお、逆止弁４１〜４３は、弾性を有する材料をダックビル状に形成したダックビル弁であり、逆止弁４１〜４３はそのダックビル状の先端を容器本体２の内側に向けた状態となっている。逆止弁４１〜４３の材質としては、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム、エラストマーが挙げられる。

図２に示すように、前側外蓋部材６には貫通孔６５，６６が形成されており、図１〜図５に示すように、ニップル部５１が貫通孔６５に挿入されて前側外蓋部材６の前面より前方へ突出し、ニップル部５２が貫通孔６６に挿入されて前側外蓋部材６の前面より前方へ突出している。

後ろ蓋部材８はその前の一部を容器本体２の後ろ開口に嵌め込まれ、後ろ蓋部材８の前側内面が隔壁２１，隔壁２２及びパイプ部２３，２４の後端面から離れている。後ろ蓋部材８の前側内面の中央部には、円筒状のニップル部８１が凸設され、ニップル部８１には圧力調整孔８２が形成されている。圧力調整孔８２はニップル部８１の頂上部から後ろ蓋部材８の後面まで貫通している。ニップル部８１の頂上も隔壁２１及び隔壁２２の後端面から離れ、圧力調整孔８２が燃料収容空間２５〜２８及び空間３０に連通している。

圧力調整孔８２には、容器本体２の内から圧力調整孔８２を通って容器本体２の外へ向かう流体を阻止する逆止弁８３が嵌め込まれている。この逆止弁８３は、必要に応じ、設けても設けなくても良い。逆止弁８３を設ける場合には、弾性を有する材料をダックビル状に形成したダックビル弁とすることが好ましく、そのダックビル状の先端を容器本体２の内側に向けた状態とすればよい。逆止弁８３の材質としては、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム、エラストマーが挙げられる。

後ろ蓋部材８の前側内面であって圧力調整孔８２の左方には、円筒状のニップル部８４が凸設され、ニップル部８４には空気導入孔８５が形成されている。空気導入孔８５はニップル部８４の頂上部から後ろ蓋部材８の後面まで貫通している。また、ニップル部８４がパイプ部８３の後ろ側開口に嵌め込まれており、空気導入孔８５がパイプ部８３の空間２９に連通している。

空気導入孔８５の後ろ側開口は矩形状に拡開しており、空気導入孔８５にエアフィルタ８６が嵌め込まれ、エアフィルタ８６によって空気導入孔８５が閉塞されている。

容器本体２の燃料収容空間２５のうち追従補助部材７５よりも前方には、液体燃料１１が収容され、液体燃料１１よりも後方には、液体燃料１１に対して親和性の低い液体、ゾル又はゲルからなる追従体１５が収容され、燃料収容空間２５が追従体１５によって閉塞されている。燃料収容空間２５は、追従体１５よりも前方の領域と追従体１５よりも後方の領域に追従体１５によって区切られている。そして、追従体１５〜１８は、追従補助部材７５〜７８と容器本体２との隙間を埋設しているため、液体燃料４が追従補助部材７５〜７８と容器本体２との隙間から漏洩することがない。追従補助部材７５は液体燃料１１と追従体１５との接触部にあり、追従補助部材７５の後部が液体燃料１１に浸漬し、追従補助部材７５の後部が追従体１５に浸漬している。

燃料収容空間２６〜２８についても燃料収容空間２５と同様に、液体燃料１２〜１４が収容され、液体燃料１２〜１４が追従体１６〜１８によって封止され、液体燃料１２〜１４と追従体１６〜１８の間に追従補助部材７６〜７８がある。

液体燃料１１〜１４は同じ種類であり、例えば、メタノールを挙げるが、その他のアルコール類、ガソリンといった水素元素を含む化合物を用いても良い。また、燃料容器１の使用前では、液体燃料１１〜１４の収容量は何れも同である。

パイプ部２４内には水３１が収容されている。パイプ部２４内であって水３１よりも後方には、液体、ゾル又はゲルからなる追従体３２が収容され、パイプ部２４は追従体３２によって閉塞されている。追従体３２よりも前側は水３１によって充填されており、水３１と追従体３２は接触し、水３１が追従体３２によって封止されている。

追従体１５〜１８は、燃料排出孔６２からの液体燃料１１〜１４の排出による液体燃料１１〜１４の後方末端の移動に伴ってそれぞれ液体燃料１１〜１４との界面を維持した状態で液体燃料１１〜１４側に移動するものであり、液体燃料１１〜１４の漏出・蒸発を防止するとともに液体燃料１１〜１４への空気の浸入を防止する。追従体３２は、水３１の消費に伴い水３１に接触した状態で移動するものであり、水３１の漏出・蒸発を防止するとともに水３１への空気の浸入を防止する。

追従体１５〜１８は、液体燃料１１〜１４に対して親和性が低く、液体燃料１１〜１４に対して溶解せず且つ拡散しないものであり、より好ましくは液体燃料１１〜１４よりも表面エネルギが低いものである。追従体３２は、水３１に対して親和性が低く、水３１に対して溶解せず且つ拡散しないものであり、より好ましくは水３１よりも表面エネルギが低いものである。

追従体１５〜１８，３２は、ずれ応力（又は、ずれ速度）が増大すると見かけの応力が減少する構造粘性流体（異常粘性流体）の性質を有している。

追従体１５〜１８，３２としては、ポリグリコール、ポリエステル、ポリブテン、流動パラフィン、スピンドル油、その他の鉱油類、ジメチルシリコン油、メチルフェニルシリコン油、その他のシリコン油類、脂肪族金属石鹸、変性クレー、シリカゲル、カーボンブラック、天然ゴム、合成ゴム、その他の合成ポリマー、これらの組み合わせを用いることができる。また、これらに溶剤等を加えることにより増粘させたものを追従体１５〜１８，３２として用いても良い。
このように、追従体１５〜１８は、隙間なく液体燃料１１〜１４を封止し、適度な粘性を有しているので燃料容器１を振ったり、姿勢を傾けてもその形状、位置を維持し続けようとするため、追従補助部材７５〜７８の位置もそれぞれ追従体１５〜１８と液体燃料１１〜１４の末端との間に絶えず位置し続けることになる。したがって、液体燃料１１〜１４の残量が少ない程、追従補助部材７５〜７８は燃料排出孔６２側、つまり前側外蓋部材６側に位置し、液体燃料１１〜１４の残量が多い程、追従補助部材７５〜７８は後ろ蓋部材８側に位置することになるので、容器本体２内での追従補助部材７５〜７８の位置を検出することにより液体燃料１１〜１４の残量を測定することができる。

以上のように構成された燃料容器１は、図８に示したような燃料電池等を内蔵した電子機器９１に取り付け用いられ、この電子機器９１に設けられた燃料残量測定装置によって燃料容器１内の液体燃料の残量が測定される。

この電子機器９１は、携帯型の電子機器であって、特にノート型パーソナルコンピュータである。電子機器９１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の電子部品から構成された演算処理回路を内蔵するとともにキーボード９４を備え付けた下筐体９２と、液晶ディスプレイ９５を備え付けた上筐体９３と、を備える。下筐体９２と上筐体９３はヒンジ結合されており、上筐体９３を下筐体９２に重ねてキーボード９４に液晶ディスプレイ９５を相対させた状態で折り畳むことができるように構成されている。

図９は、電子機器９１の底面及び右側面を示した斜視図である。図９に示すように、下筐体９２の右側面から底面にかけて、燃料容器１を装着するための装着部９６が凹設されている。その装着部９６の右方に向いた壁面には、空気導入管９７、燃料導入管９８、水導入管９９が凸設されている。空気導入管９７、燃料導入管９８、水導入管９９は燃料容器１の空気排出孔５３、燃料排出孔６２、水排出孔５４にそれぞれ対応しており、燃料容器１の前面を左に向けて燃料容器１を装着部９６に左へスライドするように装着すると、空気導入管９７、燃料導入管９８、水導入管９９は空気排出孔５３、燃料排出孔６２、水排出孔５４にそれぞれ挿入される。これにより、空気導入管９７が逆止弁４１に挿入され、燃料導入管９８が逆止弁４３に挿入され、水導入管９９が逆止弁４２に挿入される。これにより、容器本体２内の液体燃料１１〜１４が燃料導入管９８を通って電子機器９１に供給され、パイプ部２４内の水３１が水導入管９９を通って電子機器９１に供給される。更に、外部の空気がエアフィルタ８６を通じてパイプ部２３に吸い込まれ、更に空気導入管を通って電子機器９１に供給される。

以上のように、燃料排出孔６２、空気排出孔５３及び水排出孔５４が同一の面に設けられているから、一回の簡単な装着操作によって、燃料排出孔６２、空気排出孔５３及び水排出孔５４に燃料導入管９８、空気導入管９７、水導入管９９を同時に挿入することができる。そのため、燃料容器１の装着操作を容易に行うことができる。

電子機器９１に設けられた燃料残量測定装置について説明する。燃料残量測定装置は投光素子と受光素子からなるセンサ１０５〜１０８を具備し、センサ１０５〜１０８は容器本体２の外側において容器本体２とは別に設けられている。センサ１０５〜１０８は、燃料収容空間２５〜２８の前部にそれぞれ対応する位置において装着部９６の壁面で露出している。センサ１０５は追従補助部材７５が燃料収容空間２５の前端側に位置したことを検出するものであり、センサ１０６は追従補助部材７６が燃料収容空間２６の前端側に位置したことを検出するものであり、センサ１０７は追従補助部材７７が燃料収容空間２７の前端側に位置したことを検出するものであり、センサ１０８は追従補助部材７８が燃料収容空間２８の前端側に位置したことを検出するものである。

電子機器９１に水３１が供給されることで、パイプ部２４の水３１が減り、それに伴い追従体３２にずれ応力が発生して追従体３２の粘性率が低下し、水３１の消費に伴い追従体３２が水３１の後端側液面に接した状態でその液面に追従する。

電子機器９１に液体燃料１１〜１４が供給されることで、液体燃料１１〜１４が減っていくと、それに伴い追従体１５〜１８にずれ応力が発生して追従体１５〜１８の粘性率が低下し、液体燃料１１〜１４の消費に伴い追従体１５〜１８が液体燃料１１〜１４の後端側液面に接した状態でその液面に追従する。追従補助部材７５〜７８も、液体燃料１１〜１４の消費に伴い、液体燃料１１〜１４と追従体１５〜１８に接触しながら液体燃料１１〜１４の後端側液面に追従する。このように、追従補助部材７５〜７８が追従体１５〜１８と液体燃料１１〜１４との間にあるから、燃料収容空間２５〜２８の開口面積が大きくとも、追従体１５〜１８が液体燃料１１〜１４に追従し、液体燃料１１〜１４の密閉状態を保つことができる。

液体燃料１１〜１４及び水３１が減ると、追従体１５〜１８、追従体３２よりも後ろ側の空間の体積が増大するが、逆止弁８３を設けた場合には、逆止弁８３が開いて、その空間に空気が供給されるから、その空間は常にほぼ大気圧に保たれる。また、逆止弁８３を設けなければ、そのまま大気圧に保たれる。この時、圧力調整孔８２より、送気あるいは加圧を行うことも可能である。

液体燃料１１〜１４は燃料収容空間２５〜２８から凹部５９へ流れるが、この凹部５９において合流し、混合した状態で燃料排出孔６２から電子機器９１に供給される。ここで、連通孔５５〜５８の開口面積が互いに異なるので、単位時間当たりの液体燃料１１〜１４の減少量も異なる。つまり、開口面積の大きい順は連通孔５８、連通孔５７、連通孔５６、連通孔５５となるので、残量が減少する速度の早い順は燃料収容空間２８の液体燃料１４、燃料収容空間２７の液体燃料１３、燃料収容空間２６の液体燃料１２、燃料収容空間２５の液体燃料１１となる。

そのため、追従補助部材７５〜７８の中では、追従補助部材７８が最も早く燃料収容空間２８の前端側に位置し、追従補助部材７７が二番目に早く燃料収容空間２７の前端側に位置し、追従補助部材７６が三番目に早く燃料収容空間２６の前端側に位置し、追従補助部材７５が最も遅く燃料収容空間２５の前端側に位置する。

従って、センサ１０５〜１０８の中では、センサ１０８が最も早く追従補助部材７８を検出し、センサ１０７が二番目に早く追従補助部材７７を検出し、センサ１０６が三番目に早く追従補助部材７６を検出し、センサ１０５が最も遅く追従補助部材７５を検出する。これにより、燃料容器１内の液体燃料全体の残量を把握することができる。即ち、センサ１０５〜センサ１０８の何れもが検出していない場合には、燃料容器１内に液体燃料全体が十分にあり、センサ１０８、センサ１０７、センサ１０６がこれらの順に検出すると、液体燃料全体の残量が徐々に少なくなっていくことが把握でき、センサ１０５が検出した時点では液体燃料全体の残量が殆どないことを把握することができる。

電子機器９１の演算処理回路は、センサ１０５〜１０８の検出信号によって液体燃料の残量を検出し、その残量を液晶ディスプレイ９５に表示させるように機能すると良い。即ち、電子機器９１の演算処理回路は、センサ１０５〜１０８の何れからも検出信号を入力していない場合には液体燃料が満タン状態であることを液晶ディスプレイ９５に表示させ、センサ１０８から検出信号を入力した場合には液体燃料の残量が満タンに対して４分の３であることを液晶ディスプレイ９５に表示させ、センサ１０７から検出信号を入力した場合には液体燃料の残量が半分であることを液晶ディスプレイ９５に表示させ、センサ１０６から検出信号を入力した場合には液体燃料の残量が満タンに対して４分の１であることを液晶ディスプレイ９５に表示させ、センサ１０５から検出信号を入力した場合には液体燃料が消尽したことを液晶ディスプレイ９５に表示させる。

燃料容器１内の液体燃料１１〜１４が消尽したら、この燃料容器１を電子機器９１から取り外し、新たな燃料容器１を電子機器９１に取り付ければ良い。センサ１０５〜１０８が電子機器９１に設けられているので、新たな燃料容器１に交換しても、新たな燃料容器１内の液体燃料１１〜１４の残量を測定することができ、燃料容器１にセンサが設けられていないので燃料容器１を低コストで製造することができる。また、使い終わった燃料容器１に液体燃料１１〜１４を注意深く充填すれば、その燃料容器１を再利用することができる。
このように、液体燃料全体の残量が減るにしたがって燃料収容空間２５〜２８での追従補助部材７５〜７８の位置がずれ、これらをセンサ１０５〜１０８がそれぞれ検出するので、液体燃料全体の残量情報を多段階に把握できるので予め電子機器９１の動作可能時間や燃料容器１の交換時期を予測することができるので、いきなり液体燃料全体の残量がなくなって電子機器９１が動作不能に陥ることがない。

この燃料容器１の使用に伴い、エアフィルタ８６が詰まっていく。ところが、燃料容器１にエアフィルタ８６が取り付けられているから、燃料容器１の交換によってエアフィルタ８６も一緒に交換することができる。そのため、エアフィルタ８６をとりたてて点検する必要がなくなる。

電子機器９１には、図１０に示すような発電ユニット９０１が内蔵されている。発電ユニット９０１は、燃料容器１の液体燃料１１〜１４を用いて発電を行うものであり、図１９（ａ）又は図１９（ｂ）のように構成されている。図１０（ａ）、図１０（ｂ）の何れの場合でも、液体燃料１１〜１４の一例としてメタノールを挙げる。

図１０（ａ）の場合には、発電ユニット９０１が、気化器９０２と、改質器９０３と、一酸化炭素除去器９０４と、燃料電池９０５と、から構成されている。

ポンプによって液体燃料１１〜１４及び水３１が発電ユニット９０１に供給されて混合される。そして、液体燃料１１〜１４と水３１の混合液は、まず気化器９０２に供給される。気化器９０２では、供給された混合液が加熱されて気化し、燃料と水の混合気になる。気化器９０２において生成された混合気は改質器９０３に供給される。

改質器９０３では、気化器９０２から供給された混合気から水素及び二酸化炭素が生成される。具体的には、化学反応式（１）のように、混合気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される。
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂ … （１）

改質器９０３では、メタノールと水蒸気が完全に二酸化炭素及び水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式（２）のように、メタノールと水蒸気が反応して二酸化炭素及び一酸化炭素が生成される。
２ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→５Ｈ₂＋ＣＯ＋ＣＯ₂ … （２）
改質器９０３で生成された混合気は一酸化炭素除去器９０４に供給される。

一酸化炭素除去器９０４では、改質器９０３から供給された混合気に含まれる一酸化炭素が選択的に酸化して混合気中から一酸化炭素が除去される。具体的には、改質器９０３から供給された混合気のなかから特異的に選択された一酸化炭素と、ポンプによって燃料容器１の空気排出孔５３から送り込まれた空気中の酸素とが触媒により反応して二酸化炭素が生成される。
２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂ … （３）
そして、混合気が一酸化炭素除去器９０４から燃料電池９０５の燃料極に供給される。

燃料電池９０５の燃料極では、電気化学反応式（４）に示すように、一酸化炭素除去器９０４から供給された混合気のうち水素ガスが、燃料極の触媒の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは燃料電池９０５の固体高分子電解質膜を通じて空気極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
３Ｈ₂→６Ｈ⁺＋６ｅ^- … （４）

燃料電池９０５の空気極には、ポンプによって燃料容器１の空気排出孔５３から空気が送り込まれる。そして、電気化学反応式（５）に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、電子とが反応して水が副生成物として生成される。
６Ｈ^＋＋３／２Ｏ_２＋６ｅ⁻→３Ｈ_２Ｏ … （５）

以上のように、燃料電池９０５で上記（４）、（５）に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギが生成される。生成された生成物としての水、二酸化炭素、空気等の混合気は外部に排出される。

図１０（ｂ）の場合には、発電ユニット９０１が、気化器９０６と、燃料電池９０７と、から構成されている。

ポンプによって液体燃料１１〜１４及び水３１が発電ユニット９０１に供給されて混合される。その混合液は、気化器９０６において気化されて、メタノール及び水蒸気の混合気となる。気化器９０６において生成された混合気は燃料電池９０７の燃料極に供給される。

燃料電池９０７の燃料極では、電気化学反応式（６）に示すように、気化器９０６から供給された混合気を、燃料極の触媒の作用を受けて水素イオンと電子と二酸化炭素に分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて空気極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋６Ｈ⁺＋６ｅ^- … （６）

燃料電池９０７の空気極には、ポンプによって燃料容器１の空気排出孔５３から送り込まれた空気が送り込まれる。そして、電気化学反応式（７）に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、燃料極により取り出された電子とが反応して水が生成される。
６Ｈ⁺＋３／２Ｏ₂＋６ｅ^-→３Ｈ₂Ｏ … （７）

以上のように、燃料電池９０７で上記（６）、（７）に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギが生成される。生成された生成物としての水、二酸化炭素、空気等の混合気は外部に排出される。

燃料容器１に収容された水３１は発電ユニット９０１の初期動作の際に用いられるが、燃料容器１内の水３１が消尽した場合、燃料電池９０５，９０７で生成された水が気化器９０２，９０６に送り込まれる。

この発電ユニット９０１を電子機器９１に設けた場合、電子機器９１に対して燃料容器１が着脱自在となり、発電ユニット９０１で生成された電気エネルギにより電子機器９１が動作することになる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

例えば、容器本体２内において液体燃料の収容空間は燃料収容空間２５〜２８の４つに区切られているが、２つに区切られても良いし、３つに区切られていても良いし、更に５つ以上に区切られていても良い。また燃料収容空間２５〜２８の容積を互いに異ならせて液体燃料の残量が減るにしたがい追従補助部材７５〜７８の位置をずらすようにして多段階に残量を測定するようにしてもよい。

また、連通孔５５〜５８の開口面積が全て異なっているが、これらのなかで同じ開口面積のものがあっても良い。即ち、複数の連通孔５５〜５８のうち少なくとも１つの開口面積が他の開口面積と異なれば良い。

また、燃料収容空間２５〜２８と連通孔５５〜５８においては、１つの空間につき１つの連通孔が連通しているが、１つの空間につき複数の連通孔が連通していても良い。複数の連通孔が連通している場合、複数の連通孔の総開口面積を考慮する。
追従補助部材は、容易にセンサに検知されるように側面のみ液体燃料と色又は光反射率を異ならせるようにしてもよい。

燃料容器１の四面図である。 燃料容器１の分解斜視図である。 図１に示された切断線III−IIIに沿った矢視断面図である。 図１に示された切断線IV−IVに沿った矢視断面図である。 図１に示された切断線V−Vに沿った矢視断面図である。 図１に示された切断線VI−VIに沿った矢視断面図である。 燃料容器１の正面図である。 電子機器９１の斜視図である。 電子機器９１の斜視図である。 発電ユニット９０１のブロック図である。

符号の説明

１ 燃料容器
２ 容器本体
１１〜１４ 液体燃料
１５〜１８ 追従体
２５〜２８ 燃料収容空間
５５〜５８ 連通孔
６２ 燃料排出孔
７５〜７８ 追従補助部材
１０５〜１０８ センサ

Claims (6)

1. 燃料排出孔を有する容器本体と、
   前記容器本体の内部空間内に充填された液体燃料と、
   前記液体燃料の末端の少なくとも一部と接する追従体と、
   前記追従体と前記液体燃料との間に介在し、光学的に検出可能な固体状の追従補助部材と、
   を備えることを特徴とする燃料容器。
2. 前記追従補助部材は、少なくとも一部が前記液体燃料と異なる色を有していることを特徴とする請求項１記載の燃料容器。
3. 前記内部空間は複数の燃料収容空間に区切られ、
   前記複数の燃料収容空間のそれぞれを前記燃料排出孔と連通する複数の連通孔が設けられ、
   前記追従補助部材は前記複数の燃料収容空間毎に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料容器。
4. 前記複数の連通孔のうち少なくとも１つの連通孔の開口面積がその他の連通孔の少なくとも１つの開口面積と異なることを特徴とする請求項３に記載の燃料容器。
5. 前記複数の連通孔は何れも開口面積が異なることを特徴とする請求項３に記載の燃料容器。
6. 燃料容器の液体燃料の残量を測定する燃料残量測定方法において、
   前記燃料容器は、燃料排出孔を有する容器本体の内部空間内に充填された前記液体燃料の末端の少なくとも一部と接する追従体と、前記追従体と前記液体燃料との間に介在し、光学的に検出可能な固体状の追従補助部材と、を備え、
   前記追従補助部材の位置を検出することを特徴とする燃料残量測定方法。

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