TWI302603B - Fuel gauge for fuel cartridges - Google Patents

Description

1302603 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關使用於補給燃料予各種燃料電池的燃料 盒之燃料測量儀。 - 【先前技術】 燃料電池是一種直接將如燃料和氧化劑之類的反應物 化學能量，轉換成直流電（DC)的裝置，基於應用上的大幅 增加，與傳統燃燒化石燃料的發電機以及如鋰電池類型的 · 攜w式儲存電源相比’燃料電池會比它們更具效率。 通常，燃料電池技術包括各種不同類型的燃料電池， 例如鹼性燃料電池、高分子膜燃料電池、磷酸燃料電池、 ： 熔融碳酸鹽燃料電池、固態氧化物燃料電池及酵素燃料電 ： 池。現今較重要的燃料電池可分為三大類別，即使用壓縮 氫氣（H2)做為燃料的電池；使用甲醇（CH3〇H)、硼氫化納 (NaBHO、碳氫化和物（例如丁烷）或其他燃料轉換成氫 氣燃料的質子交換膜（PEM)燃料電池；以及直接使用甲醇 鲁 (CHsOH)燃料的質子交換膜燃料電池（或稱為「直接甲醇 燃料電池」或DMFC”）。壓縮氫氣一般均維持在高壓下保 存而且很難處理，此外，通常需要大型儲存槽且不適用於 小型的消費性電子裝置上，傳統的重組器燃料電池需要轉 化劑和其他蒸發與辅助系統，將燃料轉化成氫氣以在燃料 電池中與氧化劑相互反應。最近的發展讓轉化或重組器燃 料電池有希2供消費性電子裝置使用，直接甲醇燃料電池 5 1302603 . 的甲醇會在燃料電池中與氧化劑直接產生作用，是最簡單 也可能是最小的燃料電池，並有希望應用在消費性電子裝 置上。 至於在較大型應用上，直接曱醇燃料電池典型上包含· 一個風扇或壓縮機來供應氧化劑，通常是空氣或氧氣，到 陰極上，一個泵供應水/甲醇混合物到陽極和一個薄膜電極 組（MEA)上，典型的薄膜電極組包括一陰極、一質子交換膜 和一陽極。在操作期間，水/甲醇液體燃料混合物會直接供 應到陽極上，而氧化劑則供應到陰極上，在每個電極上會鲁 產生電化反應，而直接甲醇燃料電池的整體反應敘述如下： 陽極上的半反應： CHsOH + H2〇~> C〇2 + 6Η+ + 6e- ‘ 陰極上的半反應： 、 〇2 + 4H+ + 4e·— 2H2〇 燃料電池整體反應：

CH3〇H+ 1.5〇2-^ C〇2 + 2H2O 因為氫離子（Γ)透過質子交換膜由陽極移動到陰極，_ 以及自由電子（e·)無法穿透質子交換膜的緣故，所以電 子必須流經外部電路因而產生電流，而外部電路可能是任 何可用的消費性電子裝置，如行動電話、計算機、個人數 位助理器、筆記型電腦及其他裝置等。直接甲醇燃料電池 已揭露於美國專利案號第5,992,〇〇8號和第5,945,231號 案令’在此完整併入本文參考。通常，質子交換膜是由例 如杜邦公司的Nafion®薄膜之類的聚合物製作而成，它是 6 1302603 一種南氟化材料，厚度範圍大約在0. 05釐米到〇· 5釐米， 或是其他適合的薄膜。陽極一般由鐵弗龍碳紙製作而成並 由已含有例如鉑—釕等金屬沈澱的催化劑薄層所支撐，而陰 - 極一般是一種氣體擴散電極會將鉑金屬粒子結合在薄膜的 _ 一邊0 一個硼氫化鈉重組器燃料電池的電池反應如下：

NaBH4 (水成）+ 2H2〇4(熱或催化劑4(H2) + (NaB〇2)(水成） 仏—2ΕΓ + 2e_ (在陽極） _ 2(2H+ + 2e_) + 〇24 2H2〇 (在陰極） 適當的催化劑在其他金屬中，還包括鉑及釕，由硼氫化 鈉轉化產生的氫氣燃料會在燃料電池中與氧化劑，如氧氣，： 發生反應並產生電流（或一種電子的流動）及水的副產品，、 同時在轉化過程中也產生硼酸鹽化鈉（NaB〇〇的副產品， 硼氫化鈉燃料電池在美國公告之專利申請案第 2003/0082427號案中已有討論，在此併入本文參考。 鲁 在一燃料盒的有效使用期間内量測剩餘的燃料是一項 重要的考量，已知的先前技術揭示在一垂直燃料槽中用來 測畺液體量的不同感測器’或是用來測量在燃料_水混合物 中曱醇濃度的感測器，例如，美國公告專利申請案號第 2003/0077491號一案中，便揭示一種液體量的感測器來測 量由容器重量所施加的壓縮力量，又美國公告專利申請案 號第2003/0091883號一案中提及一種一般感測器來確認 7 1302603 液體量，而美國註冊第6,584,825號專利案則揭示了 一種供 氫氣使用的燃料測量儀，美國專利註冊第6,254,748號與註 冊第6,306,285號案、公告專利中請案號第2〇〇3/〇〇13彳663 唬及第2003/013462號案中均揭示各種不同的方法和裝置 以測量在燃料混合物中甲醇的濃度。然而，這些先前技術 並未揭示可在燃料盒任何定向上產生作用的燃料測量儀。 【發明内容】 因此’本件發明是有關一種用於燃料電池的燃料補給器 之燃料測量儀。 本件發明亦係有關一種可使用在燃料補給器之任何定 向之燃料測量儀。 本件發明也有關-燃料補給器的燃料測量儀，該燃料 測里儀可被燃料電池或由燃料電池供電的電子裝備讀取。 本件發月的個較佳具體實施例是有關一燃料測量 儀適於燃料補給器和一由燃料電池供電的電子裝備 上’而該燃料測量儀具有-項特性就是可藉由電路來讀 取’該特性與燃料電池中剩餘燃料量有關，燃料測量儀可 作用在燃料補給器的任何定向上。 可項取的特性可以是一介於兩節點間的電容，而其中第 個即點位於將燃料由燃料補給器移出的位置上，該第— "'、、可以位於一含燃料的襯墊上，且該襯墊放置於燃料 8 1302603 補給器内，第二個節點則位於燃料電池或電子裝備上。 可讀取的特性可以胃 人 Μ疋一介於兩磁極間的磁力，而其中 第-個磁極位於將燃料由燃料補給器移出的位置上，第— 個磁料以位於—含燃料的«上，且該料 補給益内’第二個磁極則位於燃料電池或電子裝備上。 可讀取的特性可以是—半導體電阻的阻抗，較理想的 情況是，該半導體電阻是-電熱，此電_節器位 於鄰近燃料的位置上’而較佳的位置則是鄰近一含燃料的 襯墊$種it況是’電熱調節器位於燃料内，而電路可 採用間隔或連㈣方式傳送__電流到電熱調節器上來測量 剩餘的燃料量。 可讀取的特性也可以是一種雙金屬電阻的阻抗，較理 心的It況是’该雙金屬電阻是—電_，此電搞可位於鄰近 燃料的位置上，而較佳位置則是鄰近到一含燃料的襯墊。 另種障況疋，電耦也可位於燃料内，而電路可採用間隔 或連續方式傳送一電流到電耦上來測量剩餘的燃料數量。 可讀取的特性也是由一電感感測器所產生的一振盪磁 苟第一個感測器會干擾磁場以導致渴流電流的形成，電 感感測器較佳的位置是位於燃料電池或電子裝置上，且第 一個感測器與電感感測器分離，兩者之間的距離會與剩餘 燃料相互關聯，其與振盪磁場的強度有關。 9 1302603 電路位於燃料電池或電子I置中，較佳的情況是，辦料 補給器是-燃料盒’該燃料補給器包括可拋棄式盒子、可 再填充式盒子、可再使用盒子、位於電子裝置内的盒子、 位於電子裝置外的盒子、_箱、燃料再填絲和燃料容 器。 【實施方式】 如所附圖式例示以及下列詳細討論，本發明係有關於一 燃料補給器，其用於儲存燃料電池燃料，例如甲醇和水、 甲醇/水混合物、不同濃度的甲醇/水混合物，或純曱醇。甲 醇可在許多類型的燃料電池中使用，例如直接甲醇燃料電 池、酵素燃料電池、轉化燃料電池等。燃料補給器可以包 含其他類型的燃料電池燃料，例如乙醇或酒精、可轉化為 氫的化學物質，或其他可以改善燃料電池效能或效率的化 學物質。燃料也可以包括氫氧化鉀（K〇H)電解液，其對 於金屬燃料電池或鹼性燃料電池是非常有用的，而且可以 儲存在燃科補給器中。在金屬燃料電池方面，燃料是以流 體鋅粒子形式浸在氳氧化鉀電解質的反應溶液中，因此在 電池空洞内的陽極上會佈滿鋅粒子的微粒。氫氧化鉀電解 溶液被揭示在美國於2003年4月24日公告的專利申請案 第2003/0077493號、名稱為「使用設定的燃料電池系統以 長:供一或多個負載電源之方法」一案中，在此完整併入本文 參考。燃料也包括了甲醇、過氧化氫及硫酸的混合物，它 會流過在石夕晶片上所形成的催化劑，以產生燃料電池反 1302603 應。燃料也包括如上所述之水成棚氫化納（NaBH4)和水。燃 料尚可包括碳氫化合物燃料，包括但不限於丁烷、煤油、 酒精及天然氣，其被揭示在美國於2003年5月22日公告 之專利申請案號第2003/0096150號、名稱為「液體介面之 燃料電池裝置」一案中，在此完整併入本文參考。燃料也 可包括能與燃料進行反應的液體氧化劑。因此，本發明並 不限於任何類型的燃料、電解溶劑、·氧化溶劑，或是在補 給器中所包含的液體，此處所使用的「燃料」一詞包括所 有可在燃料電池或燃料補給器内產生反應的任何燃料，包 括但不限於上述所有合適的燃料、電解溶劑、氧化溶劑、 液體及/或化學藥劑及其混合物。 此處所使用的「燃料補給器」一詞包括但不限於可拋 棄式盒子、可再填充/可再使用盒子、位於電子裝置内的盒 子、位於電子裝置外的盒子、燃料箱、燃料再填充箱、其 他儲存燃料的容器以及連接到燃料箱及容器的管子。雖然 以下所敘述的盒子與具體實施例結合以作為示範，但必須 注意的是這些具體實施例也適用在其他燃料補給器且本發 明不受限於任何特殊類型的燃料補給器。 適合的燃料補給器包括了揭示於2003年1月31曰所 提出之第10/356,793號、名稱為「燃料電池的燃料盒」審 查中之專利申請案，在此完整併入本文參考。一適合燃料 電池盒的具體實施例如圖1所示，盒子40可包含如上所述 之任何類型的燃料電池燃料，盒子40包括了盒頂42和盒 11 1302603 體44，盒體44在裝配和尺寸上能夠容納燃料襯墊46。而 燃料襯墊已完整揭示在美國於2003年7月29日提出申請 之專利申請案號第10/629,004號、名稱為「含有彈性襯墊 的燃料盒」一案中，在此完整併入本文參考。襯墊46連接 到關閉活門36,適合的關閉活門包括揭示在美國於2003年 7月29日提出申請之申請案號第10/629, 006號、名稱為「含 連接活門的燃料盒」一案中，在此完整併入本文參考。活門 36可被用來將燃料注入襯墊46中，同時也可選擇性地用來 ® 從襯墊傳送燃料至燃料電池中。在另一項特色中，活門36 會被安裝在盒體44的直立端壁50上，端壁50限定了槽 48，使其能夠容納活門36。如圖1A所示，活門36包括兩 個外凸緣51,其跨立在端壁50上使活門36固定在定位上。 較佳的情況是，如圖所示外凸緣被淹沒在端壁50的外表 面。在活門36被安裝後，槽48可用一塞子或一襯墊插入 i 槽48中來密封，而塞子或襯墊可以由合成橡膠或橡膠材 _ 料、填注材料或其他適當的密封材料製作而成。 盒頂42有可壓縮的泡沫材料52固定在其内部表面， 泡沫材料52可以是單層或多層泡沫材料，泡沫材料52會 在襯墊46未注入前放置於鄰近襯墊46的位置，盒頂42藉 由導板54和對應孔56被放置在盒體44上，盒頂42可以 任何已知先前技術，例如黏著劑接合，超音波接合，無線 12 1302603 電頻率、焊接、熱㈣、或類似方法等，附接在盒體44上。 端壁50和其他側壁會以類似的方式相互結合以及附接到盒 底58上。另一種方式是，側壁完整地形成至盒底58，例如· 藉由注入鑄模、壓縮製膜或熱成形。端壁5〇和其他側壁最 好具有多重導板60以導引泡珠材料52和襯塾扣的擴展和 壓縮。 當盒子40注入燃料時，端壁5〇也可具有排氣活門& 或可讓氣體穿透而液體不能滲透的薄膜64來排出空氣，或 馨 是排出燃料電池反應時所產生的氣體副產品。薄膜64可以 是一可讓氣體穿透而液體不能滲透的薄膜，在消耗燃料時 才能讓空氣進入，以減少在燃料盒中形成真空。該薄臈可 — 由聚四氟乙烯（PTFE)、尼龍、聚醯胺、聚乙烯化合物、聚 丙烯、聚乙烯或其他聚合物薄膜所製成，一種商業性使用 的聚四氟乙烯多孔薄膜，可從W丄Gore Associates公司、 Milspore公司及Filtrona公司取得，其Goretex®商品是一 _ 種適合的薄膜，Goretex®是一種微多孔性薄膜，包括非常 小的細孔而無法讓液體滲透，但卻可以讓氣體通過。 如圖2所示，在盒頂42被安裝到盒體44之後，泡《束 材料52應被填滿盒底58和空的襯塾46，當燃料透過關閉 活門36被咴入盒中時，襯墊46會擴展並壓縮泡沫材料52， 而當泡沫材料52被壓縮時，會儲存潛在的彈簧能量來對概 13 1302603 墊46施壓’並在使用期間協助將燃料傳送到燃料電池中。 同時，當燃料被吸人盒中，盒中的空氣會會透過薄膜料被 排出。另-種方式是’空氣可透過排氣活門62排出。在— 具體實施例中’活門62包括了通道68和7〇，通道68可-讓空氣和其他氣體排出’而通道7〇則是讓燃料電池所產生 的液體和氣體副產品在需要時可傳送到盒中，如圖2a和圖 2B所示’通道68# 70互相是同轴的，例如它們可並列放 在一起，或者將一個放入另一個之中。另—種方式是，可修 將襯塾46預先注入燃料，然後在盒頂42附接到盒體料之 前先將襯墊46插入盒體44,當被附接到盒體料時，盒頂 42會壓縮泡沫材料52。 泡沫材料52在其整個厚度上可能具有不同的多孔性，* 而且可能會有單層或多層，如圖3和圖4所示，泡沫材料 52可以被波形或葉片彈簧74和偏壓板所取代。 依據本件發明的一項特色之燃料測量儀裝置如圖1、圖着 3和圖4所示，在這個具體實施例中，燃料測量儀包含兩個 感測器，第一個感測器78放在盒子4〇中，第一個感測器 78應被放置在燃料被移出的位置以反映出在盒中剩餘的燃 料量，例如第一個感測器78可直接放在襯墊46上，或泡 沫材料52上，或彈簧板78上，如圖所示，第一個感測器 78被放置在可接觸到襯墊46之泡沫材料52上，或是在可 14 1302603 接觸婦46的偏壓板78上。第二個感測器8〇則放在盒子 40外，例如在燃料電池或電子裝置⑽上，第二個感測器 8〇會採電子式連接到燃料電池或是由燃料電池供電的電子· 裝置上’連接到感測胃8〇的電路（圖表顯示）可測量在這些 感測器之間的電子或磁場特性，其與燃料量有關或相關 聯’該電路也可透過電線延伸經過好的壁板以連接第一 個感測器78。 在本文中所使用的「有關」、「關聯」或「相關聯」等 ^ 詞是用來敘述在感測器測量的特性與剩餘燃料量之間的關 係’包括：直接的關係’即當剩餘燃料量減少時，測量的 特性也減少，·或是間接關係，即當剩餘燃料量減少時，測 -量的特性增加，反之亦然。同時，直接和間接關係都包括 在測量的特性和剩餘燃料量之間的線性和非線性變化。 在-個例子中’第一個和第二個感測器都是由磁性或 磁化材料製作而成的，感測器可能會有磁性吸力相互吸弓^ · 或磁性斥力相互排斥，独兩者間的輯"AH函數， 當襯塾46變空時，兩個感測器會相當接近或是相互接觸(a 最小），而彼此間的磁力最強’當襯墊46注滿時，兩個感應 器會相距最遠(A最大），而彼此間的磁力最弱，藉由在這兩 個測量點之間的調校’在襯塾46中剩餘的燃料量可以用距 離A的函數預測。 15 1302603 在另一個例子中，第一個和第二個感測器是由電子傳 導材料製作而成並在它們之間形成一電容器。第二個感測 器80會被連接到一電路上（未顯示），其可用來測量兩個减 測器之間岣電容，兩個感測器之間的電容是距離“A”的函 數，以及兩個感測器間的材料電介質常數的函數，在本例 中，盒子40的外殼電介質常數、襯墊46和燃料的材料都 與電容的測量有關，電路會對第二個感測器80充電，使其 電壓遠高於第一個感測器78，且感測器之間的電容可被測鲁 量。當襯墊46變空時，這兩個感測器會相當接近或互相接 觸（A最小），而彼此間的電容也最小，當襯墊46注滿時， 兩個感測器會距離最遠(A最大），彼此間的電容最大。藉由 在這兩個測量點之間的調校，在襯墊46中剩餘的燃料量可 以用距離“A”的函數預測。 在感測器80上可放置霍氏感測器來測量磁場並連接到 電路上，#電流流經霍氏感測器之時，霍氏感測器會產生 β 一與在第一個感測器78與第二個感測器80之間所產生的 磁場強度有關的電壓，此電路會提供電流並測量所產生的 電壓，霍氏感測器在商業上可從在瑞士蘇黎世的Micronas Semiconductor Holding AG公司取得，其他的感湏丨J器可被 用來測量磁場，例如應變計可測量在感測器80上由於磁場 所導致的張力，在本例中，感測器80應以一種懸臂樑的方 16 1302603 式來安裝以便能測量到最大的張力。 使用第一個感測器78和第二個感測器8〇的一項優點 就是用來測量燃料量的電路是位於燃料電池或電子設備 中，而且是可重複使用的，第二個感測器8〇也是可重複使 用的。如果盒子40是可拋棄式，或是可重複使用的盒子4〇 在其使用期限結束後需要更換時，只有第一個感測器78需 要更換，這可降低製作燃料盒的成本與複雜性，另一項優 點就是這些感測器在測量剩餘燃料時不需要實際接觸燃 料。 使用第一個感測器78和第二個感測器8〇來預測剩餘 燃料量的其他方法，可依據所揭示的說明來設計，而本件 發明不限制以任何特定測量方法使用第一個感測器78和第 二個感測器80。

依據本件發明的另一項特色，一種電熱調節器可用來 測量在燃料盒40中剩餘的燃料量，電熱調節器是一種對於 溫度的改變非常敏銳的半導體電阻。換言之，電熱調節器 的阻抗會隨溫度改變而不同。一般而言，有兩種不同類型 的電熱調節器：負溫度係數(NTC)電熱調節器和正溫度係數 (PTC)電熱調節器。負溫度係數電熱調節器當暴露在增加的 溫度下會顯雜抗的下降，而正溫度係數電熱調節器則是 當暴露在減少的溫度時會顯示阻抗的增加，這些調節器傳 17 1302603 統上可用來測量一系統或一流體的溫度。 電熱調節器阻抗的-項重要特色係可依賴調節器的本 體溫度來做為位於冊盒中熱㈣及❹燃料電池為電源 的電子裝i中熱轉換的函數。熱轉換主要發生在環境令的 傳導和輻射，或是來自裝置内電源耗用所導致的熱。在傳 統溫度測量功能中’自我加熱必須被補償才能獲得實際的 溫度。依據本件發明 量在燃料盒中剩餘燃料的熱消耗容量 自我加熱不會被補償，所以才能測 的燃料量有關，負溫度係數和正溫度係數兩 皆可在本件發明中使用。 熱容量與盒中剩餘 種電熱調節器 般而5 ’熱谷1或熱傳導是以作為流體的能力，即 液體或氣體，來傳導或消耗熱。液體，例如水或甲醇，會 比氣體’例如空氣或二氧化碳，具有較高容量來消耗熱， 流體消耗熱的容4與其熱容量相同，它是在特定流體中的 一個常數，再乘上流體容 是藉由測量在燃料中或含 電子阻抗以測量剩餘的燃 剩餘燃料消耗熱的容量， 數以轉換成剩餘燃料容量 較向的剩餘燃料量。 量。因此’本件發明的此項特色 燃料的襯墊46上的電熱調節器之 料$，然後再將電子阻抗轉換成 而這個容量再藉由除以熱容量常 ’換言之，較高的熱容量會對應 電熱調節器的燃料測 量儀在使用前應先調校，且知悉 !3〇26〇3 燃料電池和電子裝置的操作溫度，記錄來自一注滿的襯墊 電子信號，然後再記錄空的襯墊電子信號，也記錄來自已 知部分容量的一個或更多的信號，從這些操作溫度之間的 调校點便可畫出一調校曲線，一種即時信號會與這個調校 曲線相比較以決定剩餘的燃料量，在不違背本件發明的情 形下，可執行其他調校方法。 另外，由於電熱調節器是一電阻，所以流經它的電流 會產生熱。因此，流經調節器的電流所產生的熱會被剩餘 鲁 燃料所消耗，便可獲得精確讀數。在一具體實施例中，燃 料電池會以電流作為查詢傳送到電熱調節器上以測量熱消 耗的篁，而不論是否需要剩餘燃料的讀數，電流的傳送可 以是間斷或連續性的。 ’ 如圖5所示’盒子40具有含燃料的襯塾46，而襯塾 46會由彈簧52、74或其他任何可儲存潛在能量的適當裝 置來加壓，彈簧被顯示在圖5中，燃料測量儀9〇在這個具 _ 體貫施例中是一個電熱調節器，並且透過線路92和94連 接到電路上，燃料測量儀9〇較佳的位置是放置在襯墊的表 面且與燃料隔離，此電路可以測量燃料的熱容量及其剩餘 的燃料量，此電路也可套用到一跨越測量儀9〇的電壓，並 如上所述傳送一電流經過測量儀9〇來測量剩餘燃料的熱消 耗篁。另一種方式，測量儀9〇可放置在襯墊46内並且直 19 1302603 接接觸燃料。 依據本件發明的另一項特色，一種電搞可用來作為一 燃枓測量儀，電耗傳統上可用來測量溫度並包含兩條由不 同金屬所製成的線路，又稱為雙金屬感測器 ’線路會在兩 妾”上、，當測量接點溫度和在一參考接點上的溫度 不同時，會建立_可能的差異。參考接點典型上會維持一 ^知飢度，例如水的冰點，這個可能的差異是_直流電電 、所_里接點的溫度有關，使用餘來測量溫度是 _ 一種已知的先前技術。 和電熱調節器相類似’電搞可充當像是對溫度非常敏 銳的電阻，電輕可藉由測量可能的差異來測量剩餘燃料的 熱谷置。因此，電耦也可測量剩餘的燃料。另一種方式是，’ 電流可經由電輕的測量接點來傳送，電流會加熱測量接點 •-料肖轉熱’ g)此’熱消耗的量會與剩餘燃料有關，電 流可以間斷或連續的方式傳送，電減料測量儀應採取#❿ 電熱調節器相類似的調校方式，其討論如下。 如圖5所不，電耦的測量接點100可放置在襯墊46上 或襯墊内並與燃料接觸，既然電轉不是用來測量溫度，參 考接點可視情況來選擇。 依據本件發明的另一項特色，一種電感式感測器可被 用來測量剩餘的燃料’電感式感測器典型上被使用為開啟/ 20 1302603 關閉鄰近開關’一電感式感測裔中包括一線圈和一磁蕊， 其形成一電感/電容（LC)調諧電路的電感部分，該電路會驅 動一震盪器，依次產生一對稱性的震盪磁場。當一電導體， 例如金屬板，進入這個振盈磁場時，會在電導體上的成渦 流電流，這個渦流電流會從磁場上吸引能量，在能量上的 改變會與電感式感測器及電導體之間的距離相關聯。 參考圖3和圖4，感測器80可以是電感式感測器，而 感測器78可以是電導體。在這個具體實施例中在感測器8〇 φ 和78之間的距離會與剩餘燃的料量相關聯，圖3和圖4中 所說明的電路可用來直接測量在磁場中的變化，或是如前 所述，可以使用霍氏感測器。電感式感測器商業上可自賓 · 夕法尼亞州Exton市的IFM Efector公司以及俄亥俄州 Youngstown 市的 Sensource 公司取得。 此處所敘述的燃料測量儀不會依賴燃料盒的任何定 向，匕們可在任何定向上作用，這些測量儀可與燃料電池 修 中所含任何類型燃料的加壓和非加壓燃料補給器中使用， 這二✓則里儀也可由控制器讀取，例如揭示在與本件發明同 曰提出申請、名稱為「含資訊儲存裝置與控制系統之燃料 電池補給器」審查中之專利申請案中，在此完整併入本文 參考。 雖然本件發明所揭示的具體實施例顯然可以完全實現 21 1302603 上述的目標，但是如熟知先前技術者應可瞭解能提出更多 的修改方案和其他的具體實施例，例如，此處所揭示的燃 料補給器可在沒有襯墊下使用，例如襯墊46，在圖4中明 確的說明，偏壓板76可以盒子40的側壁形成一密封，且 燃料被儲存在偏壓板76之下，感測器78和80均位於圖中 所示相同的位置上，因此，很清楚地可瞭解本件發明所附隨 的專利申請範圍乃欲涵蓋來自本件發明之精神與範疇内之 所有類似的修改與具體實施例。 【圖式簡單說明】 附件的圖式為本說明書的一部份且應被一併參閱，各圖 式中相同的元件符號代表相同的元件： 圖1是依據本件發明之具體實施例，在一開放位置下 顯示燃料測量儀一部分的燃料盒分解視圖，圖1A則是一活 門連接到一盒内襯墊的橫截面視圖； 圖2是圖1盒子在關閉位置時的透視圖，圖2A和圖 2B是其他活門連接到襯墊的透視圖； 圖3是顯示圖1和圖2中具有燃料測量儀的燃料盒的 橫截面視圖； 圖4是圖3的另一個具體實施例；以及 圖5是本件發明說明的其他具體實施例。 22 1302603 【主要元件符號說明】 36 關閉活門 40 盒子；燃料盒 42 盒頂 44 盒體 46 襯墊 48 槽 50 端壁 51 外凸緣 52 泡沫材料、彈簧 54 導抵 56 對應孔 58 盒底 60 多童導板 62 排氣活門 64 薄膜 68 通道 70 通道 74 彈簧 76 偏壓板 78 第一個感測器；彈簧板；偏壓板 80 第二個感測器 82 電子裝置 90 燃料測量儀 92 線路 94 線路 100 電耦測量接點

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Claims (1)

1302603 十、申請專利範圍·· 1· 一種燃料盒之燃料測量儀，適用在—燃料補給器和由燃料 電池供電的電子設備上，該燃料測量儀包括一項可被電路 喝取的特性’其中該特性與在燃料補給器中所剩餘的燃料 量有關。： 2·”請專利_第1項所述之燃料測量儀，其中燃料測量 儀可在燃料補給器的任何定向上作用。 3·如申請專圍第彳項所述之簡測量儀，其中該特性是 —個在兩個節點之間的電容，而該第-個節點位於將燃料 由燃料補給器移出的位置上。 4·如申請專利範圍第3項所述之燃料測量儀，其中第二個節 點是位於燃料電池上。 5·如申請專利範圍帛3項所述之燃料測量儀，其中第二個節 點是位於電子設備上。 .如申请專利範圍第3項所述之燃料測量儀，其中第一個節 點位在一含燃料的襯墊上或襯墊内，而該襯墊則是放置在 燃料補給器内。 7·如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中該特性是 在兩磁極之間的一磁力，其中第一個磁極會位於當燃料由 燃料補給器移出的位置上。 如申印專利範圍第7項所述之燃料測量儀，其中第二個磁 極會位於燃料電池上。 24 1302603 9.如申請專利範圍第7項所述之燃料測量儀’其中第二個磁 極會位於電子設備上。 10·如申請專利範圍第7項所述之燃料測量儀，其中第一個磁 極位於含燃料的襯墊上或襯墊内，而該襯墊則放置在燃料 補給器内。 11 ·如申請專利範圍第7項所述之燃料測量儀，其中一個霍氏 測量儀被連接到燃料測量儀以產生來自磁力的一電壓，且 該電壓可被電路讀取。 ❿ Λ ry •如申請專利範圍第1項所述之燃料測量儀，其中該特性是 —半導體電阻的阻抗。 ή 〇 •如申請專利範圍第12項所述之燃料測量儀，其中半導體 k 電阻包括一電熱調節器。 - Λ Λ •如申請專利範圍第13項所述之燃料測量儀，其中電熱調 節器是位於鄰近燃料的位置。 1 .如申請專利範圍第14項所述之燃料測量儀，其中電熱調 屬I 節器位於鄰近一含燃料的襯墊上，且該襯墊則是放置在燃 料補給器内。 0 .如申請專利範圍第13項所述之燃料測量儀，其中的電熱 調節器位在燃料内。 17.如申請專利範圍第13項所述之燃料測量儀，其中電路會 傳送一電流到電熱調節器上以測量剩餘的燃料量。 25 13〇26〇3 18.如申請專利範圍第17項所述之燃料測量儀，其中電漭日 以間斷方式傳送。 19·如申請專利範圍第17項所述之燃料測量儀，其中電流q 、 以連續方式傳送。 ~ 20.如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中該特性是 一雙金屬電阻的阻抗。 21 .如申請專利範圍第20項所述之燃料測量儀，其中的雙金 屬電阻是一電耦。 Ο fy •如申請專利範圍第21項所述之燃料測量儀，其中電輕位 於鄰近燃料的位置。 Ο 〇 •如申請專利範圍第22項所述之燃料測量儀，其中電輕位 於鄰近一含燃料的襯墊上，且該襯墊則是放置在燃料補給 ' 器内。 24 上士 •如申請專利範圍第21項所述之燃料測量儀，其中的電搞 是位於燃料内。 φ 5·如申請專利範圍第21項所述之燃料測量儀，其中電路會 傳送一電流到電耦來測量剩餘的燃料量。 26 > •如申請專利範圍第25項所述之燃料測量儀，其中電流是 以間斷方式傳送。 •如申請專利範圍第26項所述之燃料測量儀，其中電流是 連續方式傳送。 26 1302603 , 28. 如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中電路位於 燃料電池内。 29. 如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中電路位於 電子裝置内。 3〇_如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中的燃料補 給器是一燃料盒。 31. 如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中燃料補給 器可從包#可拋棄式盒子、可再填充式盒子、可再使用盒 子、位於電子裝置内的盒子、位於電子裝置外的盒子、燃 料箱、燃料再填充箱和燃料容器等之群組中挑選。 32. 如申請專利範圍第彳項所述之燃料測量儀，其中該特性是 —由電感式感測器所產生出的振盪磁場。 33·如申請專利範圍第32項所述之燃料測量儀，其中該振盪 苟‘電導體進入磁場時會產生變化，而該振盈磁場的 變化與剩餘的燃料量相關聯。 • D申請專利範圍第33項所述之燃料測量儀，其中的電感 式感測器放置在燃料電池或電子裝備上，且電導體位於當 燃料由燃料補給器中移出的位置上。 35 κ ^3 •如甲請專利範圍第32項所述之燃料測量儀，其中一霍氏 測置儀被連接到燃料測量儀以產生一來自振盪磁場的電 壓’而該電壓可被電路讀取。 27 1302603 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. -種燃料盒之燃料測量儀，適用在—燃料補給器和由燃料 電池供電的電子設備上，該燃料測量儀包括·· 一與燃料盒相_第—個感測器，並和-與燃料電池或電 子設備相關的第二個感測器分隔—段㈣，其中該距離會 隨著在燃料盒中的燃料量而變化，並^指出在μ所剩餘 的燃料量’而其中第一個和第二個感測器具有可被電路讀 取的特性。 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中在感測 _ 器之間會形成一磁場。 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中在感測 器之間會形成一電容。 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中第一個 感測器被放置在鄰近補給器内燃料襯墊的位置。 如申請專利範圍第39項所述之燃料測量儀，其中第一個 感測器會被放置在燃料襯墊上。 馨 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中第一個 感測器被放置在接近一彈簧以對盒内的燃料襯墊施壓。 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中第一個 感測器被放置在彈簧上。 如申請專利範圍第36項所述之燃料測量儀，其中第二個 感测器被放置在燃料電池或電子設備内。 28 1302603 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 如申請專利範圍第41項所述之的燃料測量儀，其中彈簧 由一金屬彈簧構成。 如申請專利範圍第41項所述之的燃料測量儀，其中彈簧 包括一泡珠材料。 如申凊專利範圍第36項所述之的燃料測量儀，其中第二 個感測器放置在燃料補給器上或燃料補給器内。 如申凊專利範圍第36項所·述之的燃料測量儀，其中電路 被放置在燃料電池内或電子設備内。 種燃料盒之燃料測量儀，適用在一燃料補給器和由燃料 電池供電的電子設備上，該燃料測量儀包括可被電路讀取 的電阻’其中電阻與燃料補給器中剩餘的燃料量相關 聯。 如申請專利範圍第48項所述之的燃料測量儀，其中的電 子阻抗是來自一半導體電阻的阻抗。 如申請專利範圍第49項所述之的燃料測量儀，其中半導 體電阻是一電熱調節器。 如申請專利範圍第48項所述之的燃料測量儀，其中的電 子阻抗是來自一雙金屬電阻的阻抗。 如申請專利範圍第51項所述之的燃料測量儀，其中的雙 金屬電阻是一電耦。 29