專利名稱：基準點模式的可交換式燃料電池盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池補給器，特別涉及可在多重主機中交換使用的燃料補給器或燃料電池裝置，例如供電子裝置使用的充電器。
背景技術：
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?；趹蒙系拇蠓黾樱c傳統(tǒng)燃燒化石燃料的發(fā)電機以及如鋰電池類型的攜帶式儲存電源相比，燃料電池比它們更具高效。
通常，燃料電池技術包括各種不同類型的燃料電池，如堿性燃料電池、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(tài)氧化物燃料電池及酵素燃料電池?，F(xiàn)今較重要的燃料電池可分為三大類，即使用壓縮氫氣(H2)做為燃料的電池，使用甲醇(CH3OH)、硼氫化鈉(NaBH4)、碳氫化合物(如丁烷)或其它燃料轉換成氫氣燃料的質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池，以及直接使用甲醇(CH3OH)燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池(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，通常需要大型儲存罐，所以不適用于小型消費性電子裝置上。傳統(tǒng)的重組器燃料電池需要轉化劑和其它蒸發(fā)和輔助系統(tǒng)將燃料轉化成氫氣以在燃料電池中與氧化劑反應。最近的發(fā)展讓轉化劑或重組器燃料電池有希望用在消費性電子裝置上，直接甲醇燃料電池(DMFC)的甲醇會在燃料電池中直接與氧化物進行反應，是最簡單也可能是最小型的燃料電池，并且擁有相當可觀的電力供應可供消費性電子裝置使用。
至于在較大型應用上，直接甲醇燃料電池(DMFC)一般包括一個風扇或壓縮機來將氧化劑通常是空氣或氧氣供應到陰極；一個泵，將水/甲醇混合物供應到陽極；以及一個薄膜電極組(MEA)。典型的薄膜電極組(MEA)包括一陰極、一質(zhì)子交換膜(PEM)和一陽極。在使用時，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。在每個電極上會產(chǎn)生電化反應，而直接甲醇燃料電池的整個反應敘述如下陽極上的半反應
陰極上的半反應
燃料電池整體反應
因為氫離子(H+)通過質(zhì)子交換膜從陽極移動到陰極，以及自由電子(e-)無法穿過質(zhì)子交換膜的緣故，所以電子必須流經(jīng)外部電路因而產(chǎn)生電流。而外部電路可能是任何可用的消費性電子裝置，如移動電話、計算器、個人數(shù)字助理器、筆記型計算機及電源工具。DMFC公開于美國專利案號第5,992,008號和第5,945,231號案中，在此引用一并作為參考。通常，PEM是由如杜邦公司的Nafion薄膜之類的聚合物制作而成，它是一種高含氟材料，厚度范圍大約在0.05毫米到0.5毫米，或是其它適合的薄膜。陽極一般由鐵弗龍?zhí)技堉谱鞫?，并由已含有鉑-釕金屬沉淀的催化劑薄層所支撐。而陰極是一種氣體擴散電極，其將鉑金屬粒子結合在薄膜的一面。
如上述討論的其它燃料電池，燃料會轉換成氫氣，且氫氣會在燃料電池中與氧化劑反應以產(chǎn)生電能。這類重組燃料包括許多型式的燃料，包括甲醇及硼氫化鈉。硼氫化鈉重組器燃料電池的電池反應如下
適當?shù)拇呋瘎┻€包括其它金屬如鉑及釕。由硼氫化鈉轉化產(chǎn)生的氫氣燃料會在燃料電池中與氧化劑，如氧氣，發(fā)生反應并產(chǎn)生電流(或一種電子的流動)及副產(chǎn)品水。同時在轉化過程中也產(chǎn)生硼酸鹽化鈉(NaBO2)的副產(chǎn)品。硼氫化鈉燃料電池在美國已公開的專利申請案第2003/0082427號案中已有討論，此處引用一并作為參考。
燃料補給器或電源供應器，如電池，通常在市面上有不同的選擇型式，如AA、AAA、C及D型電池。每種類型的尺寸大小固定以使用在特定型式的電子裝置中，且供不同電子裝置使用的電池無法交換使用。此外，各種電池的電壓及電流輸出也不盡相同。
因此，迫切需要一種讓燃料補給器可交換使用于不同類型的主機或電子裝置的技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可供多重電子裝置使用的燃料電池的燃料補給器。
本發(fā)明還提供以基準點方法(下文稱“基準點方法”)為基礎的燃料電池的燃料補給器。
本發(fā)明提供包含燃料并含連接到主機裝置的燃料補給器，其中，燃料補給器包括一前面板及至少一個功能性組件。功能性組件的位于燃料補給器上所定義的基準點(datum)。當燃料補給器連接到主機時，前面板的位置與主機上的相對應面相反，而基準點與主機上的配合基準點相配合。因此，功能性組件會連接到主機上的相對應連接點。
主機可以是由一燃料電池或電池充電器等供電的電子裝置。功能性組件可位于前面板、盒子的側邊、盒子的頂部、盒子的底部或盒子的后面板上。前面板可以大體是平面或彎曲的，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。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，功能性組件與基準點相符。功能性組件可以是一關閉閥、記憶儲存裝置、連接點(機械式、電子式、氣動式等)、感應器、鎖具、閂鎖、燃料填充孔、方向性功能或導板等。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，基準點可以是一角落基準點、一突出式基準點、一寬度型基準點、對角型基準點點、一槽口型基準點、或對角基準腳等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，功能性組件的位置可以使用一笛卡爾坐標或一極坐標或球面坐標并自基準點處測量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，只有燃料補給器前表面的一部份及主機上相對應面的部分為標準化的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，可提供一轉接器，將燃料補給器連接到主機上。轉接器包括至少一第一功能性組件，其適于連接到位于主機上相對應的第一連接點。第一功能性組件位于轉接器上的第一基準點上。轉接器也連接到燃料補給器上，以使來自燃料補給器的燃料可從燃料補給器傳輸?shù)街鳈C上。這樣的連接方式可包括管路或岐管連接。
另一方面，這樣的連接方式也可通過在轉接器上的至少一個第二連接點來實現(xiàn)，其尺寸及大小經(jīng)調(diào)整以連接到燃料補給器上的相對應第二功能性組件，以使燃料補給器功能性地連接到主機。第一功能性組件位于轉接器上的第一基準點上，而第二功能性組件則位于第二基準點上。第一功能性組件與第一基準點的相對位置基本上會與第二功能性組件與第二基準點的相對位置完全相同。


附圖為本說明書的一部份在此一并作為參考，而不同附圖中用相同的標記來代表相同的組件。
圖1為一適用的燃料電池燃料盒子子的透視圖；圖2a-d為根據(jù)本發(fā)明實施例的角落基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖3a-d為根據(jù)本發(fā)明實施例的突出式基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖4a-h為根據(jù)本發(fā)明實施例的寬度型基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖5a-b為根據(jù)本發(fā)明實施例的對角基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖6a-d為根據(jù)本發(fā)明實施例的槽口基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖7a-b為根據(jù)本發(fā)明實施例的其他基準點模式燃料盒子子的前視圖；圖8a為根據(jù)本發(fā)明實施例的電子裝置及突出式基準點模式燃料盒子子的頂部視圖；圖8b為圖8a中所示的電子裝置及燃料盒子的前視圖；圖8c-e為圖8a中所示的電子裝置及具有不同形狀但相同基準點的燃料盒子的頂部視圖；圖9a為圖9b為圖8a及圖8b中所示的電子裝置及燃料盒子的頂部視圖與前視圖，除了基準點為一角落突出式基準點；圖10a-d為根據(jù)本發(fā)明實施例的可用于各種電子裝置的單一燃料盒子的頂部視圖；圖11為一與一個或多個燃料盒子的功能性組件相對應的基準點的前視圖；圖12a為一電子裝置及一燃料盒子的透視圖，其中功能性組件配置在燃料盒子幾個側邊上；圖12b顯示了適用于表示功能性組件相對于基準點位置的兩個三維空間坐標系統(tǒng)；圖13a-d為本發(fā)明其它具體實施例的透視圖；圖14a為一燃料盒子、一電子裝置及連接燃料盒子到電子裝置的轉接器的透視圖；圖14b為另一個轉接器的透視圖；圖15a-e為本發(fā)明的其它具體實施例的部分透視圖；以及圖16a-o為本發(fā)明的其它具體實施例的部分前視圖。
具體實施例方式
如附圖中所顯示的以及下文詳細討論的內(nèi)容，本發(fā)明提供一種燃料補給器，用于儲存燃料電池燃料如甲醇和水、甲醇/水混合物、不同濃度的甲醇/水混合物或是純甲醇。甲醇可在許多類型的燃料電池中使用，如直接甲醇燃料電池(DMFC)、酵素燃料電池、轉化燃料電池等等。燃料補給器可以包含其它類型的燃料電池燃料，如乙醇或酒精、可轉化為氫的化學品，或其它可以改善燃料電池性能或效率的化學品。燃料也可以包括氫氧化鉀(KOH)電解液，適用于金屬燃料電池或堿性燃料電池，而且可以儲存在燃料補給器中。在金屬燃料電池方面，燃料是以流體鋅粒子形式浸在氫氧化鉀電解質(zhì)的反應溶液中，因此在電池空洞內(nèi)的陽極是由鋅粒子形成。氫氧化鉀電解溶液已公開在美國于2003年4月24日公告的專利申請案第2003/0077493號、名稱為“使用燃料電池系統(tǒng)以提供一或多個負載電源的方法”的申請中，此處引用一并作為參考。燃料也包括了甲醇、過氧化氫及硫酸的混合物，它會流過在硅芯片上所形成的催化劑，產(chǎn)生燃料電池反應。燃料也包括水成硼氫化鈉(NaBH4)和水，如上所述。燃料還可包括碳氫化合物燃料，例如但不限于丁烷、煤油、酒精及天然氣，已在美國于2003年5月22日公告的專利申請案號2003/0096150、名稱為“液體接口的燃料電池裝置”申請中公開，此處引用一并作為參考。燃料還可包括能與燃料進行反應的液體氧化劑。因此，本發(fā)明并不限于任何類型的燃料、電解溶劑、氧化劑溶劑，或是補給器中所包含的液體或固體，或其它可供燃料電池系統(tǒng)使用的燃料類型。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內(nèi)參與反應的任何燃料，包括但不限于上述所有合適的燃料如電解溶劑、氧化溶劑、液體、固體及/或化學品及其混合物。
此處所使用的“燃料補給器”一詞包括但不限于一次性盒子、可再填充/可重復使用盒子、容器、電子裝置內(nèi)置盒子、可拆卸式盒子、電子性裝置外置盒子、燃料箱、燃料再填充箱、其它儲存燃料的容器以及連接到燃料箱及容器的管子。雖然以下所描述的盒子與本發(fā)明的具體實施例結合以作為示范，但必須注意的是這些具體實施例也適用于其它燃料補給器，且本發(fā)明不受限于任何具體的燃料補給器。
本發(fā)明的燃料補給器可用來儲存非燃料電池使用的燃料。這些應用包括但不限于儲存供建在硅芯片上的微燃氣渦輪引擎使用的碳氫化合物及氫氣燃料，見2001年12月/2002年1月出版的《The Industrial Physicist》期刊第20-25頁、名稱為“微引擎的出現(xiàn)”文章中。其它應用包含儲存供內(nèi)燃機使用的傳統(tǒng)燃料以及碳氫化合物，如小型實用打火機中的丁烷及液態(tài)丙烷等。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，基準點被提供用于確定燃料盒子已正確插入到主機或由燃料電池供電的電子裝備中。這種基準點方法也適用在燃料盒子的制造處理過程及/或電子裝置內(nèi)的內(nèi)部燃料室的安裝。依據(jù)此方法，選擇一基準點，在盒子上布置與此基準點相關的部份或所有功能性組件，如閥、連接點(流體、電子式、氣動式或機械式)、再填充閥、方向性導板、感應器、鎖具或閂鎖等。基準點可能具有一個或多個的控制，以確保所有的這些結構元件與在電子裝置上對應的結構元件對應布置，并正確地插入。
此外，只要滿足基準點的需求，以及燃料盒子的尺寸與接收室兼容，則任何尺寸的盒子都能插入到電子裝置中。即使是電子裝置中的接收室比可使用的燃料盒子大時，盡管燃料盒子的一部份位于電子裝置之外，但基準點都可確保正確連接。除此之外，滿足基準點需求之轉接器也可當成可使用的燃料盒子與電子裝置之間的接口使用，所以電子裝置便能在如緊急狀況時使用。轉接器已在2003年12月1日所提出的第10/725,264號、名稱為“燃料容器的填充方法與裝置”審查中的專利申請中公開，此處引用一并作為參考。除了尺寸之外，下列所述的多種燃料盒子形狀也可使用，只要控制功能性組件及基準點之間的關系即可。
參考圖1，其顯示一優(yōu)選燃料盒子10。此燃料盒子已完整公開于2003年12月1日所提出的第10/725,244號、名稱為“具有燃料便攜材料的燃料電池補給器”審查中的專利申請，此處引用一并作為參考。燃料盒子10可以為任何形狀，且大小和尺寸經(jīng)調(diào)整以補給燃料到由燃料電池供電的電子裝置內(nèi)的燃料電池上。由于燃料是流體，如液態(tài)或氣態(tài)，所以不論容器的大小或形狀如何均可填入，而且不論容器的大小或形狀如何其燃料消耗的方式均相同。因此，在燃料補給器間的可交換性提高了對消費者的便利性。燃料盒子10具有外殼12及內(nèi)部囊袋或襯墊用于容納燃料。最好的是外殼12比襯墊更堅固以保護內(nèi)部襯墊，而且優(yōu)選具有彈性。包含外殼及內(nèi)部襯墊的盒子已完整公開于2003年7月29日所提出的第10/629,004號、名稱為“含彈性襯墊之燃料盒子”審查中的專利申請，此處引用一并作為參考。其它的燃料補給器包括那些已公開于2003年1月31日所提出的第10/356,793號、名稱為“燃料電池的燃料盒子”審查中的專利申請，此處引用一并作為參考。
在前表面16上，盒子10具有噴嘴或閥18，以及填入端口20。如本文中所使用，前表面16是盒子10的側面且包括盒子10的功能性組件。填入端口20在制造過程中是用于將燃料傳輸?shù)揭r墊，并在傳輸?shù)揭r墊達到預定的燃料量如襯墊14容量的80％到95％時將端口密封，填入端口的密封可由一可再填充閥取代。前表面16也具有非對稱式校正孔徑15，其尺寸及大小經(jīng)調(diào)整以接受布置在裝置上，用于接受燃料盒子10所搭配的匹配突起(圖中未示出)。當盒子10正確插入時，突超會被孔徑15所接收且盒子可充分插入。當盒子10插入不正確時，如上下顛倒，突起將會碰撞前表面16使盒子無法插入。
盒子10在其下方具有至少一導軌17，可滑入并引導的裝置上相對應的軌道(圖式中未顯示)以協(xié)助盒子的插入。此外，前表面16也具有電子接口19，可能包括必要的電子接點以連接盒子到電子裝置上或到啟動電子裝置的燃料電池上。電子接口19也可連接到一電子可讀取式燃料測量儀、安全裝置或信息儲存裝置上，例如電子可抹除可程序化只讀存儲器(EEPROM)。燃料測量儀、安全裝置及信息儲存裝置都在2003年12月1日所提出名稱為“含信息儲存裝置與控制系統(tǒng)之燃料電池補給器”審查中的專利申請中，將其在此引用一并作為參考。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，相關的功能性組件，如校正孔15、導軌17、閥18、電子接口19及填入端口20的位置都相對于或自基準點處開始測量。這些功能性組件可位于前表面16或任何其它位置或甚至在盒子10內(nèi)側。如圖2a-2d所示，基準點22可選擇為前表面16的其中一個角落。前表面16可以是平面、彎曲表面或階梯狀或是上述的任何組合，并且也可在其上包括平面、彎曲表面或階梯狀的部分。它也可垂直或以任何角度位于盒子的其它表面上。如圖所示，基準點22位于右下角。盒子10的前表面16可以是長方形或正方形、或大或小、規(guī)則或不規(guī)則，只要至少一個角在實體盒上即可。角落可以是直角、鈍角或銳角。如圖2a-d所示，組件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上的相關功能性組件。雖然，在圖中只顯示兩個，但在前表面16上或在盒子10的其它表面上并沒有功能性組件數(shù)量的限制。
功能性組件A及B與基準點22的位置關系，可用笛卡爾二維坐標系統(tǒng)來表示，如水平的X軸與垂直的Y軸。如圖2a所示，組件A相對于基準點22在X和Y軸的距離為Xa及Ya，而組件B相對于基準點22在X和Y軸的距離為Xb及Yb，而組件A及B在圖2b-c中的位置都相同。另一方面，組件A及B距離基準點22的位置，也可用距離基準點22的半徑Ra或Rb以及角度θa或θb來表示，其中θ可從定義為基準點22的角落的水平軸(在X軸上)或從垂直軸(在Y軸上)開始測量，或是從另一個軸上開始。再者，在前表面16上的任何角落可定義為基準點22。
參考圖3a-c，基準點22從前表面16上突出。如圖所示，功能性組件A及B在所有盒子上與基準點22相距Xa及Xb的間距。在這個具體實施例中，組件A及B的位置在過基準點22的一條直線上。然而，組件A及B也可分別位于這條線的上方或下方，例如在本文所述的任何具體實施例中也可能會有一垂直Y分量。參考圖3d，突出式基準點可以是任何形狀，包括但不限于楔形形狀。當這種形狀與裝置上相對應的軌道共同使用時可確保適配。參考圖3e，盒子10可具有插腳式基準點222，其從前表面16突出，而盒子10也可能有限定在盒子某一側面的槽口基準點221。基準點221也可以是一種楔形式基準點。插腳式基準點222也可與楔形式基準點223成為一對，如圖3f所示。在這個具體實施例中，楔形式基準點223的深度為盒子的深度要淺。
參考圖4a-f，基準點22可包括兩個分開的點，且功能性組件A及B的位置與基準點22相距預定距離的Xa及Xb。在本具體實施例中，基準點22位于前表面16上具有固定寬度的一區(qū)域?；鶞庶c也可包括在基準點22之間的側面23。參考圖4a及及圖4c，基準點22位于角落。參考圖4b及圖4d，基準點22也可位在遠離角落的位置上。參考圖4e及圖4f，基準點22位于一固定寬度的區(qū)域上，而剩下的前端部分則有不同的寬度。該固定寬度區(qū)域相對比盒子的最厚部分薄。參考圖4g及圖4h，與圖4e及圖4f類似，基準點的位置在相對較薄的寬度區(qū)域上，而盒子剩余的區(qū)域則可以是任意形狀?；鶞庶c22可位于前面板之后任何預定位置上，但基準點的位置優(yōu)選在前表面上。此外，盒子的寬度或厚度(深度)可在遠離前表面的方向增加或減少。例如，如圖1所示，盒子的厚度在遠離前表面的方向增加。
參考圖5a及圖5b，基準點22包括了相互正交或垂直的基準點221及222。在本實施例中，基準點222可當成固定線，使得組件A及B位于過點222的線上，而基準點221則是用于測量Xa及Xb的距離的參考線。
基準點22也可如圖6a-d所示嵌入或刻入前表面16中?；鶞庶c包括了直角槽口241及242，類似于圖5所示的直角基準點221及222，如圖6a所示。直角槽口241及242可如圖6b及圖6d所示相互連接。圖6c所示的槽口基準點24則與圖4d中的基準點22類似。槽口可能會穿過整個盒子的深度或是具有一預定的深度。該深度最好足夠深以便定位、引導及避免盒子不正確插入，槽口基準點24也可以是單一點基準點。
功能性組件A及B并不需要落在任何穿過基準點22、24的特定的線。如圖7a及圖7b所示，功能性組件A、B及C可位于前表面16的任何位置上。這些組件與基準點22分別相距(Xa，Ya)、(Xb，Yb)及(Xc，Yc)的距離。另外，他們的位置也可以表示成(Ra，θa)、(Rb，θb)及(Rc，θc)。
本發(fā)明將燃料電池盒的可交換使用能力最大化，只有盒子前表面一部份及/或帶有功能性組件的側壁必須標準化。因此，由燃料電池供電的電子裝置便可接受許多不同的燃料盒子，只要功能性組件定義在相關的標準化基準點上。
例如，如圖8a及圖8b所示，顯示了具有突出基準點22的盒子10與具有可接收盒子10的接收室28的電子裝置26。根據(jù)本發(fā)明，盒子10具有位于前表面16上的功能性組件A和B，并相對于基準點22定位。接收室28具有內(nèi)部表面16’與前表面16相對應。在內(nèi)部表面16’上具有連接點A’及B’，且這些連接點與功能性組件A及B相對應。例如，連接點A’及功能性組件A為一雙組件關閉閥，以控制從盒子10流到電子裝置26的燃料流量。雙組件關閉閥已完公開于2003年7月29日所提出的第10/629,006號、名稱為“含連接活門的燃料盒子”審查中的專利申請，此處引用一并作為參考。連接點B’及功能性組件B，例如，可以是一電子可抹除可程序化只讀存儲器(EEPROM)的數(shù)據(jù)儲存裝置，并連接到位于電子裝置內(nèi)的控制器上。如上所述，功能性組件可以是任何位于盒子前表面、側面或背面上的任何組件，并且可連接到電子裝置中相對應的連接點。內(nèi)部表面16’還可以包括配合基準點22’，與盒子10的基準點22相對應。圖9a及圖9b顯示另一個電子裝置26及盒子10，類似于圖8a及圖8b所示，其中除了基準點22是一角落突出式基準點之外，其它類似于圖2所示的結構。
因此，當盒子10插入室28時，只要基準點22與結合基準點22’彼此對正，所有的功能性組件，如功能性組件A及B，都會對正相對應的連接點，如連接點A’及B’。任何滿足基準點的需求的盒子10均可使用，只要基準點相同，而與電子裝置26的尺寸、形狀或結構無關。一個較大的盒子與一較小的盒子也可交互使用，只要其基準點相同，并且前表面僅有一部份需要標準化。類似地，一直徑較小于正方形盒子寬度的圓形盒子，只要基準點點相同便可以相互替代。
圖8c-e更進一步顯示本發(fā)明的具有基準點的盒子。在這些附圖中，室28具有相同的尺寸和基準點，適用于接收具有不同形狀及尺寸但具有相同基準點的盒子。在圖8c中，盒子10與室28的深度相同，但盒子寬度明顯較窄。在圖8d中，盒子10具有一不規(guī)格形狀但具有相同的基準點，該盒子有一部份延伸到外面并包圍電子裝置，在圖8d中，盒子10具有一非多邊形或更像是圓形或橢圓形的形狀，基準點相同，其能夠向電子裝置26供應燃料。
圖10a-d顯示盒子10具有相同的形狀和尺寸，可用在具有不同大小及尺寸的室28的電子裝置上，盒子10及室28兩者都具有相同的基準點。圖10a顯示盒子10具有與室28相同的形狀及尺寸，盒子10與室28配合并與之平齊。圖10b顯示盒子10具有與室28相同的寬度但深度較淺，盒子10可完全配合在室28內(nèi)。圖10c顯示盒子10可以配合到一非多邊形的室28之中。圖10d則顯示盒子10具有與室18相同寬度但深度較深，盒子10可提供燃料到電子裝置，但在插入后將會延伸到電子裝置的側面之外。
如圖8-10所示，在某些具體實施例中，盒子10配合到電子裝置26后與其外部表面平齊，如圖8a及圖8b、圖9a及圖9b以及圖10a。換言之，如圖8c、圖8d、圖8e以及圖10b、圖10c及圖10d所示，在盒子10配合到電子裝置26之后，盒子沒有在電子裝置26的外表面突出，或者被推入到電子裝置26的內(nèi)部中。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，基準點22至少需與一功能性組件相重合。如圖11所示，基準點22與功能性組件A相重合；然而，基準點22可與任何功能性組件相重合。其它組件的位置從基準點22或從功能性組件A開始量測。圖11顯示這些位置的極坐標或球形坐標，這些位置可被表示為距離基準點22/組件A的半徑R(b，c，d)及角度θ(b，c，d)處。組件A也可被表示為距基準點0.00公分/英吋距離及0°。這些位置也可以表示為距基準點的笛卡爾坐標如(Xb，Yb)、(Xc，Yc)及(Xd，Yd)。在該具體實施例中，前表面16的尺寸及形狀不太重要，只要盒子可以插入電子裝置內(nèi)即可。如圖中所示，前表面16可以是圓形或多邊形。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，電子裝置26上的接收室28是位于角落上，或是至少占據(jù)室28的兩側部分。如圖12a所示，室28緊鄰電子裝置26的兩側部分，且盒子10適合接收在室28中。在該具體實施例中，基準點22及配合基準點22’都類似于圖3d所示的楔形式基準點。楔形的連接提供較高等級的結構性支撐，基準點最好能提供輔助結構的支撐，且最佳狀況是，盒子延伸到電子裝置外。
如圖所示，盒子10延伸到電子裝置26之外，然而，盒子的尺寸可以完全配合到電子裝置內(nèi)或是配合后與電子裝置的邊緣平齊。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，功能性組件可以如圖所示位于前表面16或側面30上，或位于盒子10的任何表面包括頂部、底部或背部。這里，功能性組件A和B位于前表面16上，而功能性組件C、D及F則位于側面30上。這些功能性組件與室28中的連接點A’、B’、C’、D’及F’分別對應并結合。如圖所示，功能性組件可位于基準點本身之上或是與基準點有所間隔。在該具體實施例中，各功能性組件不在同一平面上。三維空間坐標，如X-Y-Z的笛卡爾坐標系統(tǒng)或一個R、θ、球形坐標系統(tǒng)，均可用于描述功能性組件與基準點的相對位置。大致而言，功能性組件A相對于基準點22在笛卡爾及球形三度空間座標的典型代表如圖12b所示。
圖13a-d進一步顯示了本發(fā)明的另一實施例。前表面16可以為任何形狀。如圖13a中所示，前表面16包括了161及162二部分表面，彼此間并非同一平面。這些部分表面可能會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個功能性組件，或完全沒有。這些表面部分可以是大體的平面或者是曲面。這些功能性組件可位于前表面16、側面30、背面32或頂部34上。在圖13a中的基準點22是一種角落突出式基準點。功能性組件的位置最好都從前表面16上的基準點的中心或邊緣處開始測量，如圖所示。然而，這些位置也可從基準點22上的任何一點來測量。功能性組件的位置如圖13a所示的功能性組件A可用笛卡爾坐標來表示，或如圖13b中所示的球形坐標來表示。圖13b顯示的實施例中，功能性組件位于盒子的圓周邊緣。圖13c類似于圖13a，除了其中的基準點22是一通道，且前表面16包含的兩個部分彼此間形成一角度。圖13d是具有基準點的盒子的另一實施例，其中功能性組件可位于任何位置，且基準點22是一通道。舉例而言，圖13d所示的功能性組件A可以是一個閥，功能性組件B可以是一記憶儲存裝置，而功能性組件C是一可以朝閥A施加一偏向力量的彈簧，以確保閥A和電子裝置上的相對應連接點A’之間良好固定。
另一方面，如圖13d中所示，其中功能性組件A及C所位在的表面之間的距離可形成一固定長度的基準點。這些表面的兩個邊緣或兩個角落也可形成一基準點。
圖14a顯示本發(fā)明的另一實施例，如前面所述，一轉接器可用于將一相對大型的燃料盒子連接到一相對小型的電子裝置(或相反情況)。若沒有轉接器，則大型燃料盒子將因其尺寸較大而無法將燃料提供到小型的電子裝置上。在圖14a中，燃料盒子10的寬度36因為太大，以致于無法配合到電子裝置26的室28中，且盒子10的基準點22因太淺，故無法穿透室28而與電子裝置上的配合基準點22’相配合。依據(jù)本發(fā)明，轉接器38被用于連接基準點22與配合基準點22’。轉接器38具有基準點40，其可與電子裝置26上的配合基準點22’相配合，而基準點42可與盒子10上的基準點22相配合，如圖所示。轉接器38具有靠近基準點40的必要的功能性組件A、B、C等，它們連接到電子裝置上的連接組件A’、B’、C’等，且轉接器38具有靠近基準點42的連接組件A’、B’、C’等，它們連接到盒子10上的功能性組件A、B、C等。轉接器38的內(nèi)部，靠近基準點42的功能性組件A、B、C等連接到靠近基準點40的連接點A’、B’、C’，以形成彼此之間任何及所有的流體式、電子式、機械式、液壓式等形式的連接。
另一方面，轉接器38的其中一端可包括可與基準點22’相配合的基準點40，而另一端與燃料源連接，或是通過燃料導管46連接到燃料補給器44，如圖14b所示。轉接器也可連接到可相互流通的多重燃料補給器。該具體實施例的一個優(yōu)點就是，燃料補給器44可以為多個電子裝置26供應燃料的相當大型補給器。燃料導管46可以有一條或多條管路以形成從燃料補給器44到轉接器38之間的流體流通。燃料導管46也可以是一包含多個閥及配件的岐管，使得一個轉接器可與多數(shù)個燃料補給器，或一個燃料補給器可與多個轉接器一同使用。
電子裝置26可進一步包括一固定結構，以在盒子插入電子裝置后能固定盒子10。例如，電子裝置26可具有一C型夾，適用于與一接腳基準點相結合，如圖3e中所示的接腳基準點222，以牢牢地固定盒子10。此外，另一種固定結構如臂48，位于電子裝置的室28中，適用于結合楔形榫頭式基準點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。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，基準點也可用于避免不兼容燃料被填入電子裝置中。如前所述，可使用的燃料電池燃料包括甲醇、硼氫化鈉、碳氫化合物及其它燃料。當使用基準點系時，一種燃料會只對應一特定的基準點，包含不兼容燃料的燃料補給器無法插入主要電子裝置中。如圖15a-c所示，盒子10具有槽口基準點221及222，這兩個槽口基準點之間的距離以X表示。對于某一特定類型的燃料，該燃料的使用對應距離X，這使得包含其它燃料的燃料補給器無法插入主機。如圖15d及圖15e所示，槽口基準點221及222可由一單一凹陷基準點所取代。凹陷基準點22適用于接收一位于室28中的插腳。如圖所示，凹陷基準點的位置及功能性組件可相互交換，以為某種燃料確定一基準點。
雖然本發(fā)明的說明性實施例目的就是說明如何實現(xiàn)本發(fā)明的目標，但業(yè)內(nèi)人士還可做出許多的修改及其它的實施例。例如，一功能性組件可相對于基準點定位，而其它功能性組件則可不直接相對于基準點定位，如其它功能性組件可相對于第一個功能性組件定位。除此之外，任何具體實施例的結構元件和/或組件可單獨使用或結合其它具體實施例使用。參考圖16a-o，顯示前表面16的多樣性。基準點22可以是槽口、插腳、凹陷、角落突出以及楔形等，并且可交換使用，基準點的位置可以先選定或標準化以滿足任何標準。因此，我們將明白附隨的權利要求書應可涵蓋在本發(fā)明的精神與范疇之內(nèi)所有的實施例及其修改。
權利要求
1.一種燃料補給器，其包含燃料，并適用于連接到主機上，其中該燃料補給器包括一前表面及至少一功能性組件，其中至少一功能性組件相對于在燃料補給器中所定義的基準點定位，其中當燃料補給器連接到主機時，前表面位于與主機的相對應表面的相對位置上，且基準點與主機上的配合基準點相配合，以及至少一功能性組件連接到主機上對應的連接點。
2.如權利要求1所述的燃料補給器，其中主機是一由燃料電池供電的電子裝置。
3.如權利要求1所述的燃料補給器，其中主機是一燃料電池。
4.如權利要求1所述的燃料補給器，其中主機是一充電器。
5.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于前表面上。
6.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于盒子的側面。
7.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于盒子的頂部。
8.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于盒子的底部。
9.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于盒子的背面。
10.如權利要求1所述的燃料補給器，其中前表面大體為平面。
11.如權利要求1所述的燃料補給器，其中前表面是彎曲的。
12.如權利要求1所述的燃料補給器，其中前表面包含非平面部分。
13.如權利要求12所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件位于其中一個非平面部分上。
14.如權利要求12所述的燃料補給器，其中非平面部分相互平行。
15.如權利要求12所述的燃料補給器，其中非平面部分不是平行的。
16.如權利要求1所述和燃料補給器，其中至少一功能性組件與基準點相重合。
17.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點位于前表面上。
18.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件包括關閉閥、記憶儲存裝置、機械連接、電子連接、氣動式連接、感應器、鎖具、閂鎖、燃料填充端口、再填充閥、導向功能或導軌。
19.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一角落基準點。
20.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一突出式基準點。
21.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一寬度型基準點。
22.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一對角基準點。
23.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一槽口基準點。
24.如權利要求23所述的燃料補給器，其中槽口基準點包括兩個直角接腳。
25.如權利要求1所述的燃料補給器，其中基準點包括一接腳基準點。
26.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件的位置是使用笛卡爾坐標從基準點處開始測量。
27.如權利要求1所述的燃料補給器，其中至少一功能性組件的位置是使用一球坐標系統(tǒng)從基準點處開始測量。
28.如權利要求1所述的燃料補給器，其中前表面的一部份及主機表面相對應的一部份是標準化的。
29.如權利要求1所述的燃料補給器，在燃料補給器連接到主機后，燃料補給器會形成主機外部表面的一部份。
30.如權利要求1所述的燃料補給器，在燃料補給器連接到主機后，燃料補給器沒有形成主機外部表面的一部份。
31.如權利要求1所述的燃料補給器，其中選取的基準點對應于一特定燃料。
32.一種轉接器，將燃料補給器連接到主機上，該轉接器包括至少一個第一功能性組件，其適合與主機上相對應的第一連接點連接，其中第一功能性組件相對于轉接器上的第一基準點定位，并且第一基準點與主機上的第一配合基準點相配合，以及其中轉接器連接到燃料補給器以使來自燃料補給器的燃料傳輸?shù)街鳈C。
33.如權利要求32所述的轉接器，其中轉接器至少由一管路與燃料補給器連接。
34.如權利要求32所述的轉接器，其中轉接器由一岐管與燃料補給器連接。
35.如權利要求32所述的轉接器，其中轉接器與多個燃料補給器連接，且其中燃料補給器之間相互流體流通。
36.如權利要求32所述之轉接器，還包括至少一第二連接點，適合于連接到燃料補給器一相對應的第二功能性組件，使燃料補給器功能性地連接到主機，其中第二功能性組件位在于燃料補給器的第二基準點相對應的位置，以及其中第一功能性組件相對于第一基準點的位置基本上與第二功能性組件相對于第二基準點的位置相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料補給器，其適用于連接到一主機上，例如以燃料電池供電的電子裝置。燃料補給器包括一前表面及至少一功能性組件，其中至少一功能性組件是位于在與前表面上定義的基準點位置。前表面位在主機上相對應表面相對位置上，同時基準點與主機上的配合基準面相配合，且至少一功能性組件連接到在主機上的相對應連接點。同時也提供一適配器。
文檔編號B65B1/04GK1918034SQ200580004271
公開日2007年2月21日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權日2004年2月6日
發(fā)明者保羅·亞當斯, 安德魯·J·庫瑞羅 申請人:法商Bic公司