(57)【要約】【課題】濃度測定装置の提供。【解決手段】本考案は一種の濃度測定装置を提供し、容器内の液体燃料の濃度を測定することに用いられる。当該濃度測定装置は少なくとも、一つ以上の浮動物体、及び一つ以上のスイッチを含めている。浮動物体は液体燃料の比重によって液体燃料における位置が決まる。そして、スイッチは、容器内と浮動物体の浮動方向に設置され、電子信号を生成させる。これにより、浮動物体の比重と液体燃料の比重との大小関係が変化する時に、当該浮動物体は浮動方向へ移動してスイッチをＯＮにする。【選択図】図１
0003128774.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
以下のものを含み、容器内の液体燃料濃度を測定することに用いられ、  
一つ以上の浮動物体：これは液体燃料の比重によって液体燃料内における位置を決め、且つ、液体燃料の比重変化によって液体燃料内における浮動方向を決め、及び、
一つ以上のスイッチ：これは容器内と浮動物体の浮動方向に設置され、電子信号の生成に使われ、
このため、浮動物体の比重と液体燃料の比重との大小関係が変化する時に、浮動物体は浮動方向に移動してスイッチをＯＮにすることを特徴とする濃度測定装置。
【請求項２】
当該浮動物体の比重は液体燃料の比重より少なくならず、且つ、浮動物体は容器の底に沈み、及び／または液体燃料の中で半浮動することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項３】
当該スイッチは浮動物体の上方と浮動方向の経路に設置されていることを特徴とする請求項２記載の濃度測定装置。
【請求項４】
当該浮動物体の比重は液体燃料の比重より少なくならず、しかも浮動物体は液体燃料の中で浮いたり沈んだり、及び／または半浮動することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項５】
当該スイッチは浮動物体の下方と浮動物体の経路に設置されていることを特徴とする請求項４記載の濃度測定装置。
【請求項６】
更に、一つ以上のガイド装置が含まれており、浮動物体をスイッチの正確位置までに沈むように導くことを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項７】
当該ガイド装置は柵のような構造になっていることを特徴とする請求項６記載の濃度測定装置。
【請求項８】
当該浮動物体は球体、円柱体、錐体から選ばれたものであることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項９】
当該スイッチは接触スイッチや非接触スイッチから選ばれたものであることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項１０】
ここでの容器は燃料供給槽であり、燃料電池が必要とする燃料を提供することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項１１】
当該液体燃料はエタノール水溶液であることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置。
【請求項１２】
当該浮動物体は耐食性の材料が採用されていることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置。
【請求項１３】
当該燃料供給槽は更に、注入口を含めており、燃料供給槽に燃料を注入するのに使われることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置。
【請求項１４】
当該燃料供給槽は更に、放出口を含めており、燃料電池のフローフィールドプレートの入り口に燃料を放出するのに使われることを特徴とする請求項１３記載の濃度測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は一種の濃度測定装置に関するものであり、特に、燃料電池用の液体燃料濃度を測定する目的に利用されるものを指している。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池とは、燃料と酸化剤の中に貯蔵されている化学能を、電極反応を通じて直接に電能に転化する発電装置である。燃料電池には多種の種類があり、分類方法もそれぞれある。電解性質の違いで分類すれば、アルカリ性燃料電池、リン酸燃料電池、プロトン交換膜燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物燃料電池等の五種類の異なる電解質を持つ燃料電池がある。その中で、プロトン交換膜燃料電池は更に、エタノール燃料電池を含めている。エタノール燃料電池はエタノールを燃料としており、予め水素に改質する必要がなく、今はエネルギーに関する研究の中でレベルのより高い技術である。その応用目標は大型発電所、自動車用発電所、携帯式電源に着目されている。
【０００３】
しかし、エタノール燃料電池のような液体燃料電池は、商品化への過程においては克服しなければならない問題がある。すなわち、液体燃料濃度のコントロールである。論理的には、液体燃料の濃度が低ければ低いほど、生成する電力が少なくなる。濃度が高ければ高いほど、生成する電力が多くなる。そのため、濃度を終始に予定の標準値に維持するように、常に濃度測定装置で液体燃料の濃度をモニタリングする必要がある。電子製品は燃料電池から不安定な電力供給による損害を避けることができる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の主要目的は、燃料電池に対する一種の濃度測定装置を提供し、燃料電池が必要とする液体燃料の濃度を随時にモニタリングし、濃度に変化が起きた場合に即座に反応することができる。
【０００５】
前述にある本考案の目的を実現するには、本考案は一種の濃度測定装置を提供し、容器内の液体燃料濃度を測定することに利用できる。この濃度測定装置は：少なくとも一つ以上の浮動物体及び一つ以上のスイッチを含めている。浮動物体は液体燃料の比重によって液体燃料における位置が決まる。しかも、液体燃料比重の変化によって液体燃料における浮動方向が決まる。そして、スイッチは電子信号を生成するように、容器内と浮動物体の浮動方向に設置されている。そのため、浮動物体の比重と液体燃料の比重との大小関係に変化が生じた際に、浮動物体は浮動方向へ移動し、スイッチをＯＮにすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の考案は、以下のものを含み、容器内の液体燃料濃度を測定することに用いられ、  
一つ以上の浮動物体：これは液体燃料の比重によって液体燃料内における位置を決め、且つ、液体燃料の比重変化によって液体燃料内における浮動方向を決め、及び、
一つ以上のスイッチ：これは容器内と浮動物体の浮動方向に設置され、電子信号の生成に使われ、
このため、浮動物体の比重と液体燃料の比重との大小関係が変化する時に、浮動物体は浮動方向に移動してスイッチをＯＮにすることを特徴とする濃度測定装置としている。
請求項２の考案は、当該浮動物体の比重は液体燃料の比重より少なくならず、且つ、浮動物体は容器の底に沈み、及び／または液体燃料の中で半浮動することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項３の考案は、当該スイッチは浮動物体の上方と浮動方向の経路に設置されていることを特徴とする請求項２記載の濃度測定装置としている。
請求項４の考案は、当該浮動物体の比重は液体燃料の比重より少なくならず、しかも浮動物体は液体燃料の中で浮いたり沈んだり、及び／または半浮動することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項５の考案は、当該スイッチは浮動物体の下方と浮動物体の経路に設置されていることを特徴とする請求項４記載の濃度測定装置としている。
請求項６の考案は、更に、一つ以上のガイド装置が含まれており、浮動物体をスイッチの正確位置までに沈むように導くことを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項７の考案は、当該ガイド装置は柵のような構造になっていることを特徴とする請求項６記載の濃度測定装置としている。
請求項８の考案は、当該浮動物体は球体、円柱体、錐体から選ばれたものであることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項９の考案は、当該スイッチは接触スイッチや非接触スイッチから選ばれたものであることを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項１０の考案は、ここでの容器は燃料供給槽であり、燃料電池が必要とする燃料を提供することを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置としている。
請求項１１の考案は、当該液体燃料はエタノール水溶液であることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置としている。
請求項１２の考案は、当該浮動物体は耐食性の材料が採用されていることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置としている。
請求項１３の考案は、当該燃料供給槽は更に、注入口を含めており、燃料供給槽に燃料を注入するのに使われることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定装置としている。
請求項１４の考案は、当該燃料供給槽は更に、放出口を含めており、燃料電池のフローフィールドプレートの入り口に燃料を放出するのに使われることを特徴とする請求項１３記載の濃度測定装置としている。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の特徴と効果について、以下のようにまとめる：
１．本考案はエタノール水溶液の濃度を利用して対応する比重値を反映する。ここで、第４図を参照してください。エタノール水溶液の濃度が低ければ低いほど、対照の比重値は高い。逆に、エタノール水溶液の濃度が高ければ高いほど、対照する比重値は低い。そのため、本考案はエタノール水溶液と浮動物体との比重に関する大小関係を比較することで、エタノール水溶液の濃度変化を察知できる、
２．本考案の濃度測定装置の製造コストは低いし、大量製造も簡単なので、液体燃料の濃度に対する測定作業に大いに便利さをもたらせる。これは本考案の長所である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１が示すのは、本考案の濃度測定装置に関するより良い実施例の第一状態の表示図である。図１では、燃料供給槽（１０）は燃料電池が必要とする燃料、すなわち液体燃料（１２）を提供する。また、液体燃料（１２）はエタノール水溶液でよい。燃料供給槽（１０）は更に注入口（１００）と放出口（１０２）を含めている。注入口（１００）は燃料を燃料供給槽（１０）に注入するように使われ、放出口（１０２）は燃料を燃料電池におけるフローフィールドプレートの入り口（図に示されていない）へ放出するように使われる。
【０００９】
本考案の濃度測定装置は燃料供給槽（１０）内の液体燃料（１２）の濃度を測定する。この濃度測定装置は：浮動物体（１４）、スイッチ（１６）を含めている。その内、浮動物体（１４）は耐食性材料で製造される球体、又は円柱体や錐体を利用してよいし、比重は液体燃料（１２）の比重より小さくならないので、浮動物体（１４）は燃料供給槽（１０）の底に沈み（図１が示すように）、又は、液体燃料（１２）において半浮動する。スイッチ（１６）は電子信号を生成するのに使われ、燃料供給槽（１０）内と浮動物体（１４）の移動経路に設置される。図１において、スイッチ（１６）は燃料供給槽（１０）内の頂上に位置し、且つ浮動物体（１４）の上方に位置している。
【００１０】
図２は図１の濃度測定装置の第二状態表示図である。本考案の実施により、液体燃料（１２）の比重が浮動物体（１４）の比重が大きければ、浮動物体（１４）は上へスイッチ（１６）まで浮かび上がり、スイッチをＯＮにする。この時は、電子信号が生成され、エタノール水溶液（１２）が特定の濃度に達したことを外部に告知する。ここのスイッチ（１６）は接触スイッチでも非接触スイッチでも良い。また、本考案の濃度測定装置は更に、一つ以上のガイド装置（１８）を含むことができる。このガイド装置（１８）は浮動物体（１４）をスイッチ（１６）の正確位置に浮き上がるように導く。図２に示すように、ガイド装置（１８）は柵のような構造になっている。
【００１１】
図３は図１の濃度測定装置の俯瞰図である。図３が示すように、液体燃料（１２）はガイド装置（１８）を自由に通過することにより、濃度測定装置の所在するエリアの液体燃料（１２）の濃度とそのエリア外の液体燃料（１２）の濃度とを随時に一致に維持することができる。
【００１２】
図４はエタノール水溶液の濃度と比重の換算対照表である。エタノール水溶液（１２）の濃度が変化する時に、それに対応するエタノール水溶液（１２）の比重も異なる。そのため、特定の比重を持つ浮動物体（１４）でエタノール水溶液（１２）の濃度変化を反映できる。エタノール水溶液（１２）の比重が浮動物体（１４）より大きい時に、浮動物体（１４）は浮き上がって上方にあるスイッチ（１４）を起動させる。それで、電子信号が生成され、エタノール水溶液（１２）の濃度に変化が起きたことを外部に告知する。もちろん、本考案の濃度測定装置はエタノール水溶液の以外にも、違う種類の液体燃料を使用する燃料電池に利用することができる。
【００１３】
図５は本考案の濃度測定装置に関する変化した実施例を示している。浮動物体（１４Ａ）、（１４Ｂ）、（１４Ｃ）はそれぞれ異なる比重値を採用している。たとえば、図４の換算対照表を参考しながら、各浮動物体（１４Ａ）、（１４Ｂ）、（１４Ｃ）の各比重を設計する。液体燃料（１２）の比重が浮動物体（１４Ａ）、（１４Ｂ）、（１４Ｃ）のいずれよりも大きい時に、対称の浮動物体（１４Ａ）、（１４Ｂ）、（１４Ｃ）はスイッチ（１６Ａ）、（１６Ｂ）、（１６Ｃ）までに浮き上がり、スイッチ（１６Ａ）、（１６Ｂ）、（１６Ｃ）を起動させる。故に、図５は本考案の濃度測定装置は、液体燃料に対して多段式の濃度変化を測定することができる。
【００１４】
図６は、本考案の濃度測定装置のもう一つの好ましい実施例の第一状態の表示図を示している。図６では、燃料供給槽（５０）は燃料電池が必要とする燃料、すなわち液体燃料（５２）を供給する。この液体燃料（５２）はエタノール水溶液でよい。燃料供給槽（５０）は更に、注入口（５００）と放出口（５０２）を含めている。注入口（５００）燃料供給槽（５０）は燃料の注入用であり、放出口（５０２）は燃料を、燃料電池におけるフローフィールドプレートの入り口（図に示されていない）に放出するのに使われる。
【００１５】
本考案の濃度測定装置は、燃料供給槽（５０）内の液体燃料（５２）の濃度を測定するのに使われる。当該濃度測定装置は、浮動物体（５４）、スイッチ（５６）を含めている。その内、浮動物体（５４）は耐食性の材料で製造された球体、又は円柱体や錐体であり、比重は液体燃料（５２）を超えないため、浮動物体（５４）は液体燃料（５２）内で浮かんだり、沈んだりし（図６が示すように）、または半浮動する。スイッチ（５６）は電気信号を生成することに使われ、燃料供給槽（５０）内と浮動物体（５４）の経路に設置される。図６において、スイッチ（５６）は燃料供給槽（５０）内の底、そして浮動物体（５４）の下方に位置する。
【００１６】
図７は図６の濃度測定装置に関する第二状態の表示図を示している。本考案の実施により、液体燃料（５２）の比重が浮動物体（５４）の比重より小さい時には、当該浮動物体（５４）はスイッチ（５６）まで沈んでスイッチ（５６）をＯＮにする。このときは電子信号が生成され、エタノール水溶液（５２）が特定の濃度に達したことを外部に告知する。ここで、スイッチ（５６）は接触スイッチでも非接触スイッチでも良い。また、本考案の濃度測定装置は更に、一つ以上のガイド装置（５８）を含めている。このガイド装置（５８）は浮動物体（５４）がスイッチ（５６）の正確位置に沈むように導く。図７に示すように、ガイド装置（５８）は柵のような構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の濃度測定装置に関するより良い実施例の第一状態の表示図である。
【図２】図１の濃度測定装置の第二状態表示図ある。
【図３】本考案の濃度測定装置の俯瞰図である。
【図４】エタノール水溶液の濃度と比重との換算対照である。
【図５】本考案の濃度測定装置の変化に関する実施例である。
【図６】本考案の濃度測定装置に関するもう一つの好ましい実施例の第一状態の表示図である。
【図７】図６の濃度測定装置に関する第二状態の表示図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  燃料供給槽
１００、５００  注入口
１０２、５０２  放出口
１２、５２  液体燃料
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、５４  浮動物体
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、５６  スイッチ
１８  ガイド装置
５０  燃料供給槽
５８  ガイド装置
【図１】
0003128774.tif 000003
【図２】
0003128774.tif 000004
【図３】
0003128774.tif 000005
【図４】
0003128774.tif 000006
【図５】
0003128774.tif 000007
【図６】
0003128774.tif 000008
【図７】
0003128774.tif 000009